KR200323476Y1 - 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치 - Google Patents

오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치 Download PDF

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최송휴
김성종
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대한통운 주식회사
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Abstract

본 고안은 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치에 관한 것으로 상기 장치 내의 협잡물이 농축되는 방지함과 함께 오·폐수에 존재하는 각종 부유물질 및 유기물질과 더불어 부영양화를 일으킬 수 있는 영양물질인 질소와 인을 동시에 제거하고, 분리막 유니트의 각 분리막에서 발생되는 차압을 감지하여 상기 감지된 차압에 의해 세정약품을 공급하여 분리막을 세정하도록 하여 상기 장치에 의해 오·폐수 내의 처리효율을 높일 뿐만 아니라 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치가 원활하게 운영되도록 한 것이다.
이를 위해, 본 고안은 침사조와, 스크린조와, 유량조정조와, 미세여과 스크린과, 처리수조와, 슬러지농축저류조가 구비되어 오·폐수를 여과 및 처리하는 침지식막분리장치에 있어서, 상기 미세여과 스크린의 외측에 설치되어 상기 미세여과 스크린으로부터 보내지는 원수가 유입됨과 함께 상기 원수와 혼합된 혼합액에 포함된 오염물질을 제거 및 인을 용출하도록 하는 혐기조와, 상기 혐기조의 외측에 설치되어 혼합액에 포함된 오염물질과 인성분 물질을 제거함과 함께 부유물질을 제거하도록 복수개의 분리막을 갖는 분리막 유니트가 구비된 막분리호기조와, 상기 막분리호기조의 외측에 설치되어 탈질반응에 의해 혼합액에 포함된 질산성 질소에서 질소(N2)와 산소(O2)를 분리하여 제거함과 함께 상기의 혼합액을 반송펌프와 반송라인을 통해서 미세여과 스크린으로 반송하도록 하는 무산소조와, 상기 미세여과 스크린에 연결되어 상기 미세여과 스크린으로부터 혐기조와 무산소조로 원수를 일정비율로 분해하여 유입시키는 분배라인과, 상기 무산소조 내의 반송펌프와 연결 설치되어 상기 무산소조 내의 혼합액을 미세여과 스크린으로 반송하도록 하는 반송라인으로 구성된 것이다.
다른 본 고안은 침사조와, 스크린조와, 유량조정조와, 미세여과 스크린과, 처리수조와, 슬러지농축저류조가 구비되어 오·폐수를 여과 및 처리하는 침지식막분리장치에 있어서, 상기 미세여과 스크린의 외측에 설치되어 혼합액에 포함된 오염물질과 인성분 물질을 제거함과 함께 부유물질을 제거하도록 복수개의 분리막을 갖는 분리막 유니트가 구비된 막분리호기조가 설치된 것이다.

Description

오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치{DIPPING TYPE MEMBRANE SEPARATION APPARATUS FOR ADVANCED SEWAGE AND WASTE WATER TREATMENT}
본 고안은 침지식막분리장치에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 오·폐수의 처리효율을 높이도록 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치에 관한 것이다.
일반적으로 침지식막분리장치는 오·폐수의 입자를 걸러내어 여과함과 함께 상기 오·폐수를 깨끗하게 정화하는 장치이다.
상기 일반적인 침지식막분리장치는 도 1에서 도시한 바와 같이, 침사조(10)는 유입되는 오·폐수(원수(原水))의 급격한 흐름을 막음과 함께 원수에 포함된 모래나 작은 자갈(GRIT)들을 가라앉도록 하며, 상기의 원수를 복수개의 스크린(21)이 구비된 스크린조(20)로 보내어 원수에 포함된 조대 협잡물을 각 스크린(21)에서 걸려 제거하며, 상기 조대 협잡물이 제거된 원수는 상기 스크린조(20)의 외측에 설치된 유량조정조(30)로부터 일정한 유량이 유출된다.
상기 유량조정조(30)에는 유량조정조(30)의 내의 원수를 외부로 유출시키도록 펌핑력을 갖는 원수펌프(31)와 상기 원수의 수위에 따라 원수펌프(31)의 작동을 제어하도록 연결됨과 함께 후술할 흡인펌프(90)와 연결되는 수위감지센서(33)가 설치되어 있다.
그러므로, 상기 수위감지센서(33)에 의해 유입된 원수의 수위 즉, 높고(HIGH), 낮음(LOW)을 감지하며, 상기 감지신호에 따라 원수펌프(31)가 작동/정지됨에 따라 상기 유량조정조(30) 내로부터 일정한 유량이 유출된다.
다시 말해, 유량조정조(30) 내의 원수 수위를 수위감지센서(33)가 감지하여 상기 원수의 수위가 높은 상태(HIGH) 즉, 유량조정조(30) 내에 원수가 어느정도 차 있으면 원수펌프(31)를 작동시켜 상기 유량조정조(30) 내의 원수를 외부로 보내고, 상기 원수의 수위가 낮은 상태(LOW)일 때에는 원수펌프(31)는 작동하지 않음과 함께 상기 스크린조(20)로부터 공급되는 원수에 의해 유량조정조(30)의 수위가 높아지게 된다.
또한, 상기 유량조정조(30)의 외측에는 브로워(32)가 설치되어 있으므로 상기 브로워(32)에서 발생되는 공기가 유량조정조(30)로 공급됨에 따라 상기 유량조정조(30) 내의 원수는 수류현상이 발생된다.
상기 유량조정조(30)의 외부로 유출되는 원수는 미세여과 스크린(40)으로 유입되어 상기 미세여과 스크린(40)을 통과하면서 원수 내에 포함된 미세 협잡물이 걸러져 제거되며, 상기의 원수는 폭기조(50)로 유입되어 폭기조(50) 내의 혼합액 즉, 원수와 미생물이 혼합된 혼합액과 합쳐진다.
상기 폭기조(50)의 외부에는 폭기조(50) 내의 혼합액으로 공기를 공급하는 브로워(52)가 설치되어 있으므로 상기 브로워(52)에서 공급되는 공기에 의해 혼합액은 수류현상이 발생됨과 동시에 상기 혼합액에 혼합된 미생물이 상기 혼합액에 포함된 유기오염물질을 먹어치우므로 인해 상기 폭기조(50) 내에서 유기오염물질은 제거된다.
그리고, 상기 폭기조(50)의 외측에는 막분리호기조(60)가 설치되어 있고, 상기 폭기조(50)와 막분리호기조(60) 사이에 형성된 유로 즉, 슬리브를 통해서 상기 폭기조(50) 내의 혼합액은 막분리호기조(60)로 유입된다.
상기 막분리호기조(60) 내에는 적어도 하나 이상의 분리막 유니트(61)가 설치되어 있으므로 상기 막분리호기조(60) 내로 유입된 혼합액은 상기 분리막 유니트(61)를 통과하면서 상기 혼합액에 포함된 부유물질이 걸러지게 된다.
그리고, 상기 막분리호기조(60)의 외부에는 분리막 유니트(61)와 연결되는 흡인펌프(90)가 설치되어 있으므로 상기 흡인펌프(90)의 작동에 따라 발생되는 흡입력에 의해 막분리호기조(60) 내의 혼합액은 분리막 유니트(61) 내로 유입되어 분리막 유니트(61)를 통과하면서 부유물질이 걸러진다.
상기 막분리호기조(60) 내에 고정 설치된 가이드레일(미도시)의 안내를 받으면서 상기 막분리호기조(60) 내에 넣어지거나 꺼내어졌다 하면서 막분리호기조(60) 내에 설치되어 혼합액에 포함된 부유물질을 걸러내는 분리막 유니트(61)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 혼합액에 포함된 부유물질을 걸러내는 복수개의 막을 갖는 분리막 프레임(65)과, 상기 분리막 프레임(65)의 하부에 설치되어 외부에서 보내지는 공기를 분리막 프레임(65)으로 공급하는 산기부(66)로 구성되어 있다.
상기 분리막 프레임(65)은 외곽을 형성하도록 복수개의 앵글이 사각형으로 결합된 지지부(651)와, 상기 지지부(651)의 상부에 결합되는 중공관(中空管)형태로 한쌍의 상부모듈지지대(652)와, 상기 지지부(651)의 하부에 결합되는 채널(channel)형태의 하부모듈지지대(653)와, 상기 상부모듈지지대(652)에 결합되어 흡인펌프(90)에서 연장된 고압호스에 연결되어 상부모듈지지대(652) 내로 모아진 물을 외부로 배출하는 통로가 되는 배출구가 형성된 중공관의 연결관(654)과, 상기 상, 하부모듈지지대(652,653) 사이에 설치되어 분리막 유니트(61) 내로 유입되는 혼합액에 포함된 부유물질을 걸러내는 복수개의 분리막(655)과, 상기 각 분리막(655)의 양측에 연결 설치되어 상, 하부모듈지지대(652,653)에 결합됨과 함께 상기 분리막(655)을 통과하면서 여과된 처리수가 모아지는 집수관(656)이 구비되어 있다.
상기 산기부(66)는 외부에서 공기를 유입하도록 공기 유입공을 갖음과 함께 상기 공기 유입공을 통해 유입된 공기의 유로를 형성하도록 중공관 형태의 파이프가 사각형태로 결합된 산기관(661)과, 상기 산기관(661)의 내측에 결합되어 각 분리막(655)으로 공기를 공급함은 물론 상기 공급되는 공기에 의해 수류가 발생되도록 하는 복수개의 노즐(662)과, 상기 각 노즐(662)의 상면에 형성되어 공기를 공기방울로 생성되도록 상기 공기가 배출되는 복수개의 구멍(663)이 구비되어 있다.
이와 같이 구성된 분리막 유니트(61)는 흡인펌프(90)의 흡입력에 의해 상기 분리막 유니트(61)의 분리막 프레임(65) 내로 막분리호기조(60) 내의 혼합액이 유입되고, 상기 유입된 혼합액은 분리막 프레임(65)의 각 분리막(655)을 통과하면서 부유물질이 걸러짐과 동시에 상기 부유물질이 걸러진 처리수는 각 집수관(656)으로 모아지게 된다.
상기 흡인펌프(90)가 계속해서 작동됨에 따라 발생되는 흡입력에 의해서 상기 각 집수관(656)으로 모아진 처리수는 한 쌍의 상부모듈지지대(652)로 유입되어 흐르면서 연결관(654)의 배출구를 통해 분리막 유니트(61)에서 배출되어 흡인펌프(90)를 통과하여 처리수조(70) 내로 유입된다.
이 때, 분리막 프레임(65)의 하부에 설치된 산기부(66)에서는 브로워(62)에서 발생된 공기가 보내져서 상기 산기부(66)의 산기관(661) 내로 유입되고, 상기 유입된 공기는 산기관(661)의 각 노즐(662) 구멍(663)을 통해 공기방울형태로 배출되면서 수류를 발생시킴과 동시에 상기 분리막 프레임(65)의 각 분리막(655)으로 공급된다.
그러므로, 상기 각 분리막(655)의 표면에 걸러진 혼합액의 부유물질이 떨어지게 됨은 물론 상기의 수류에 의해 혼합액의 부유물질이 각 분리막(655)에 달라붙는 것이 방지된다.
여기서, 상기 산기부에서 분리막 프레임의 각 분리막으로 수류를 발생시키도록 공기방울형태로 공급되는 공기에 의해서 상기 각 분리막에 걸러진 부유물질이 상기 각 분리막에서 떨어지거나 달라붙는 것을 어느 정도는 방지할 수 있으나 완전히 제거할 수 없어 오랫동안 사용하게 되면 상기 각 분리막의 표면에 부유물질이 달라붙게 된다.
그렇게 되면, 상기 분리막 유니트(61) 내로 혼합액의 유입이 적어질 뿐만 아니라 상기 혼합액에 포함된 부유물질을 제대로 걸러내지 못한다.
그래서, 상기 분리막 유니트(61)를 막분리호기조(60)의 외부로 꺼내어 화학약품 즉, 세정을 할 때 사용되는 차아염소산나트륨(NaOCl)과 같은 세정약품을 이용하여 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)을 화학적 세정함에 따라 상기 각 분리막(655)에 걸러져 있는 부유물질을 제거한다.
한편, 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액에는 미생물이 있으므로 상기 미생물에 의해 혼합액에 포함된 유기오염물질에 제거됨에 따라 상기 유기오염물질과 상기 분리막 유니트(61)에 의해 부유물질이 제거된 깨끗한 상태의 처리수는 계속해서 작동되는 흡인펌프(90)에 의해 처리수조(70) 내로 유입된다.
또한, 상기 막분리호기조(60)에는 수위감지센서(64)가 설치되어 있고, 상기 수위감지센서(64)는 유량조정조(30)의 수위감지센서(33)와 연결 설치됨과 함께 흡인펌프(90)와 연결 설치되어 있다.
그러므로, 막분리호기조(60)의 혼합액 수위를 수위감지센서(64)가 감지하여상기 감지된 신호를 수위감지센서(33)와 흡인펌프(90)로 보내게 되며, 상기 보내진 감지신호에 따라 수위감지센서(64)는 원수펌프(31)를 작동 및 정지시키게 되고, 또한 흡인펌프(90)도 작동 및 정지됨에 따라 상기 막분리호기조(60) 내의 수위는 일정하게 유지된다.
즉, 상기 유량조정조(30)의 수위가 높고 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액 수위가 낮아지게 되면 상기 수위감지센서(64)는 유량조정조(30)의 수위감지센서(33)로 감지신호를 보내고, 상기 수위감지센서(33)에서는 원수펌프(31)로 신호를 보내 작동시킴에 따라 원수는 계속해서 유량조정조(30)에서 유출됨과 함께 상기 흡인펌프(90)로 감지신호를 보내어 상기 흡인펌프(90)의 작동을 멈추도록 함에 따라 상기 막분리호기조(60) 내에서 처리수조(70)로 처리수가 유입되는 것이 차단된다.
그리고, 상기 유량조정조(30)의 수위가 낮고 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액 수위가 높으면 수위감지센서(64)에서 감지된 신호를 전달받은 수위감지센서(33)에 의해 원수펌프(31)는 중지됨은 물론 상기 흡인펌프(90)가 작동되므로 인해 상기 막분리호기조(60) 내에서 처리수조(70)로 처리수가 유입된다.
상기 막분리호기조(60)에서 처리수조(70)로 유입된 처리수는 상기 처리수조(70) 내의 처리수에 첨가되는 소독제(71)와 함께 브로워(72)에서 공급되는 공기에 의해 수류현상이 발생되면서 처리수와 소독제(71)가 원활하게 혼합되면서 상기 처리수가 소독된다.
이와 같이, 소독 처리된 처리수는 상기 처리수조(70)의 외부에수위감지센서(74)가 설치됨과 함께 상기 처리수조(70) 내에 방류펌프(73)가 설치되어 있으므로 상기 처리수조(70) 내의 처리수 수위를 수위감지센서(74)가 감지하여 상기 수위가 높으면 방류펌프(73)를 작동시켜 처리수조(70)의 외부로 처리수를 방류하고, 상기 수위가 낮으면 방류펌프(73)를 정지시켜 상기 처리수가 처리수조(70) 내에 담겨지도록 한다.
그리고, 상기 막분리호기조(60) 내에는 적어도 하나 이상의 슬러지이송펌프(63)가 설치되어 있으므로 상기 슬러지이송펌프(63)에 의해 막분리호기조(60) 내의 혼합액은 폭기조(50) 내로 유입되고, 상기 유입된 혼합액은 미세여과 스크린(40)을 통과한 원수와 합쳐진 상태에서 미생물에 의해 유기오염물질이 제거되고, 상기 유기오염물질이 제거된 혼합액은 막분리호기조(60) 내로 유입된다.
여기서, 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액에 존재하는 미생물(MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid)의 농도가 일정농도를 유지하여야 하는데, 상기 미생물 농도가 적정농도를 넘어서게 되면(시료 채취에 의한 결과) 수작업을 통해 상기 폭기조(50) 내로 보내지는 라인을 차단함과 동시에 슬러지농축저류조(80) 내로 보내지는 라인을 개방함에 따라 상기 슬러지이송펌프(63)에 의해 반송되는 혼합액은 폭기조(50) 내로 유입되지 않고 슬러지농축저류조(80) 내로 유입된다.
상기 슬러지농축저류조(80)의 외부에는 브로워(82)가 설치되어 있으므로 상기 브로워(82)에서 간헐적으로 공급되는 공기에 의해 슬러지농축저류조(80) 내에서 수류현상이 발생됨에 따라 슬러지농축저류조(80) 내로 유입된 혼합액에 포함된 슬러지가 슬러지농축저류조(80) 내의 바닥으로 가라앉아 고착화되는 것을 방지하게된다.
상기 슬러지농축저류조(80) 내의 슬러지의 양이 많아지면 상기 슬러지를 슬러지농축저류조(80)의 외부로 반출하며, 상기 슬러지농축저류조(80)의 상등수는 상기 슬러지농축저류조(80)의 외측에 설치된 유량조정조(30) 내로 슬리브(81)를 통해 보내진다.
이와 같은 상태는 침지식막분리장치가 운전되는 동안에 계속해서 이루어진다.
그러나, 이러한 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치는 분리막 유니트에 의해서 부유물질과 유기오염물질의 제거에는 탁월하다고 할 수 있으나 방류수 수질기준이 강화되는데 반해 상기의 장치로는 혼합액에 포함된 수종의 질소 또는 인의 제거가 충분하지 않으므로 인해 상기의 기준에 적합하지 않은 처리수를 방류하게 되는 문제점이 있다.
즉, 분리막 유니트만으로는 오·폐수에 포함된 질소 또는 인을 제거하는데 한계가 있는데, 상기 질소를 완전하게 제거하지 못하므로 인해 질산화만을 일으키게 되어 오히려 수중 미생물이 흡수하기 좋은 형태로 변형되며, 상기 인의 경우에는 미생물이 미량만을 흡수하기 때문에 거의 제거되지 못하는 문제점도 있었다.
그러므로 인해, 질소와 인 등과 같은 물질이 포함된 처리수가 방류됨에 따라 하천이나 토양을 오염시키게 됨은 물론 이로 인해 동식물도 오염될 뿐만 아니라 이를 섭취하는 사람에게도 많은 해를 끼치게 되고, 자연환경이 파괴되는 등 많은 문제점도 있었다.
또한, 상기 분리막 유니트의 각 분리막을 세정하기 위해서 막분리호기조에서 분리막 유니트를 꺼내 세정약품이 담겨진 통에 분리막 유니트를 담가서 세정하거나 또는, 세정약품을 이용하여 분리막 유니트의 각 분리막을 세정한 후 다시 상기 분리막 유니트를 막분리호기조 내로 넣어야 함에 따라 작업이 매우 번거롭고 불편함이 있을 뿐만 아니라 상기 분리막 유니트를 꺼내놓고 세정하기 위한 별도의 공간이 필요한 문제점도 있었다.
본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 침지식막분리장치의 구조를 변경하도록 하여 상기 장치 내의 협잡물이 농축되는 방지함과 함께 상기 장치에 의해 오·폐수 내의 처리효율을 높이도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안은 침지식막분리장치의 오·폐수에 존재하는 각종 부유물질 및 유기물질과 더불어 부영양화를 일으킬 수 있는 영양물질인 질소와 인을 동시에 제거하도록 하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 고안은 분리막 유니트의 각 분리막에서 발생되는 차압을 감지하여 상기 감지된 차압에 의해 세정약품을 공급하여 분리막을 세정함과 함께 침지식막분리장치가 원활하게 운영되도록 하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 침지식막분리장치를 나타낸 구성도.
도 2는 종래 침지식막분리장치의 분리막 유니트 구성을 나타낸 분리사시도.
도 3은 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치를 나타낸 구성도.
도 4a는 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치에서 인 응집수단이 부가 설치된 상태를 나타낸 구성도.
도 4b는 도 4a의 인 응집수단에 펌핑펌프가 설치된 상태를 나타낸 구성도.
도 5는 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치에서 분리막 세정수단이 부가 설치된 상태를 나타낸 구성도.
도 6은 도 5의 분리막 세정수단에서 약품주입펌프가 설치된 상태를 나타낸 구성도.
도 7은 도 6에서 접점차압계 대신에 타이머가 설치된 상태를 나타낸 구성도.
도 8은 본 고안 분리막 유니트의 구조를 나타낸 분리 사시도.
도 9a는 본 고안 분리막 유니트를 인양하는 인양장치의 구조를 나타낸 사시도.
도 9b는 본 고안 분리막 유니트 인양장치 나타낸 분리사시도.
도 9c는 본 고안 분리막 유니트 인양장치의 작동상태를 정면에서 나타낸 정면도.
도 9d는 분리막 유니트 인양장치가 분리막 프레임의 걸이부에 착탈되는 상태를 나타낸 사시도.
도 10은 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 구성을 나타낸 다른 실시예.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
60: 막분리호기조 100: 혐기조
110: 무산소조 120: 분배라인
130: 반송라인 140: 인 응집수단
150: 분리막 세정수단 160: 인양장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 침사조와, 스크린조와, 유량조정조와, 미세여과 스크린과, 처리수조와, 슬러지농축저류조가 구비되어 오·폐수를 여과 및 처리하는 침지식막분리장치에 있어서, 상기 미세여과 스크린의 외측에 설치되어 상기 미세여과 스크린으로부터 보내지는 원수가 유입됨과 함께 상기 원수와 혼합된 혼합액에 포함된 오염물질을 제거 및 인을 용출하도록 하는 혐기조와, 상기 혐기조의 외측에 설치되어 혼합액에 포함된 오염물질과 인성분 물질을 제거함과 함께 부유물질을 제거하도록 복수개의 분리막을 갖는 분리막 유니트가 구비된 막분리호기조와, 상기 막분리호기조의 외측에 설치되어 탈질반응에 의해 혼합액에 포함된 질산성 질소에서 질소(N2)와 산소(O2)를 분리하여 제거함과 함께 상기의 혼합액을 반송펌프와 반송라인을 통해서 미세여과 스크린으로 반송하도록 하는 무산소조와, 상기 미세여과 스크린에 연결되어 상기 미세여과 스크린으로부터 혐기조와 무산소조로 원수를 일정비율로 분해하여 유입시키는 분배라인과, 상기 무산소조 내의 반송펌프와 연결 설치되어 상기 무산소조 내의 혼합액을 미세여과 스크린으로 반송하도록 하는 반송라인으로 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치가 제공된다.
다른 본 고안은 침사조와, 스크린조와, 유량조정조와, 미세여과 스크린과, 처리수조와, 슬러지농축저류조가 구비되어 오·폐수를 여과 및 처리하는 침지식막분리장치에 있어서, 상기 미세여과 스크린의 외측에 설치되어 혼합액에 포함된 오염물질과 인성분 물질을 제거함과 함께 부유물질을 제거하도록 복수개의 분리막을 갖는 분리막 유니트가 구비된 막분리호기조가 설치됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치가 제공된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 고안의 형태에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 9d를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
침지식막분리장치는 종래와 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하거나 간략하게 설명하고, 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.
도 3은 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치를 나타낸 구성도이고, 도 4a는 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치에서 인 응집수단이 부가 설치된 상태를 나타낸 구성도이고, 도 4b는 도 4a의 인 응집수단에 펌핑펌프가 설치된 상태를 나타낸 구성도이고, 도 5는 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치에서 분리막 세정수단이 부가 설치된 상태를 나타낸 구성도이고, 도 6은 도 5의 분리막 세정수단에서 약품주입펌프가 설치된 상태를 나타낸 구성도이고, 도 7은 도 6에서 접점차압계 대신에 타이머가 설치된 상태를 나타낸 구성도이고, 도 8은 본 고안 분리막 유니트의 구조를 나타낸 분리 사시도이고, 도 9a는 본 고안 분리막 유니트를 인양하는 인양장치의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 9b는 본 고안 분리막 유니트 인양장치 나타낸 분리사시도이고, 도 9c는 본 고안 분리막 유니트 인양장치의 작동상태를 정면에서 나타낸 정면도이고, 도 9d는 분리막 유니트 인양장치가 분리막 프레임의 걸이부에 착탈되는 상태를 나타낸 사시도이다.
본 고안은 오·폐수(원수)가 유입됨과 함께 상기 유입된 원수의 급격한 흐름을 방지하고, 원수에 포함된 모래 또는 작은 자갈 등을 가라 앉히도록 하는 침사조(10)가 설치되어 있고, 상기 침사조(10)의 외측에는 원수 내에 포함된 조대 협잡물을 걸러내어 제거하도록 복수개의 스크린(21)을 갖는 스크린조(20)가 설치되어 있다.
상기 스크린조(20)의 외측에는 조대 협잡물이 걸러진 원수가 유입됨과 함께 일정한 유량이 유출되도록 하는 유량조정조(30)가 설치되어 있으며, 상기 유량조정조(30)에는 원수를 유출하도록 펌핑력을 갖는 원수펌프(31)와 상기 원수의 수위를 감지하는 수위감지센서(33)와 상기 원수를 교반시키도록 수류를 발생시키는 수류교반기(34)가 구비되어 있다.
상기 유량조정조(30)의 외측에는 유량조정조(30)에서 보내지는 원수 내에 포함된 미세 협잡물을 걸러내어 제거하도록 하는 미세여과 스크린(40)이 설치되어 있다.
상기 미세여과 스크린(40)에는 미세여과 스크린(40)에서 배출되어 흐르는 원수를 일정비율로 분배하는 분배라인(120)이 연결 설치되어 있고, 상기 미세여과 스크린(40)의 외측에는 분배라인(120)에서 공급되는 원수 중 일부가 유입됨과 함께 상기 유입된 원수와 혼합액이 합쳐져서 상기 혼합액 내의 미생물에 의해 유기물질이 제거됨은 물론 상기 미생물이 인을 용출하도록 산소(O)가 제거된 혼합액이 담겨지는 혐기조(100)가 설치되어 있다.
상기 혐기조(100) 내에는 유입되는 원수와 혐기조(100) 내의 혼합액이 원활하게 혼합됨과 함께 상기 혼합액에 포함된 미생물과의 혼합도 원활하게 이루어지도록 수류를 발생시키는 수류교반기(101)가 설치되어 있다.
상기 혐기조(100)의 외측 즉, 도면상 혐기조(100)의 후단에는 혐기조(100)에서 보내지는 혼합액에 포함된 미생물이 오염물질(유기물질, 용존물질 등) 및 인성분물질(PO4 3-)을 먹어치워 제거 및 부유물질을 제거할 뿐만 아니라 상기 혼합액에 존재하는 암모니아성질소(NH3-N)와 아질산성질소(NO2-N)가 공급되는 공기와 질산화(Nitrification)반응에 의해 질산성질소(NO3-N)로 전환되도록 하는 막분리호기조(60)가 설치되어 있다.
상기 무산소조(110)에는 막분리호기조(60)에서 보내지는 혼합액과 분배라인(120)을 통해 유입되는 원수가 잘 혼합되도록 수류를 발생시키는 수류 교반기(112)가 설치되어 있다.
한편, 상기 막분리호기조(60) 내에는 흡인펌프(90)의 흡인력에 의해 막분리호기조(60) 내의 혼합액이 유입되면서 상기 혼합액에 포함된 부유물질을 걸러냄과 함께 상기 부유물질이 걸러진 처리수를 흡인라인(91)을 통해서 흡입펌프(90)를 통과하여 처리수조(70) 내로 유입되도록 상기 부유물질을 걸러내는 분리막 유니트(61)가 설치되어 있다.
즉, 상기의 분리막 유니트(61)에서는 혼합액에 포함된 부유물질과 미생물을 걸러내어 제거하는 과정에 혼합액은 고체(부유물질과 미생물)와 액체로 분리되어 상기 고체는 분리막 유니트(61)를 통과하므로 인해 생성되는 처리수로부터 제거된다.
상기 분리막 유니트(61)는 막분리호기조(60) 내에 고정 설치된 가이드레일(미도시)의 안내를 받으면서 막분리호기조(60) 내에 넣어지거나 꺼내어진다.
상기 막분리호기조(60) 내에는 유입되는 혼합액에 포함된암모니아성질소(NH3-N)와 아질산성질소(NO2-N) 성분이 막분리호기조(60) 내로 공기가 공급되는 즉, 호기성상태에서 질산화(Nitrification)과정을 거치면서 질산성질소(NO3-N)성분으로 전환되고, 상기 전환된 질산성질소가 포함된 혼합액을 막분리호기조(60)의 외측 즉, 슬러지농축저류조(80)로 배출시키도록 펌핑력을 갖는 적어도 하나 이상의 슬러지이송펌프(63)가 설치되어 있다.
또한, 상기 막분리호기조(60) 내에는 막분리호기조(60) 내의 수위를 감지하고, 상기 감지된 신호를 유량조정조(30)의 수위감지센서(33)와 흡인펌프(90)로 보내어 상기 수위감지센서(33)에 의해 원수펌프(31)의 작동을 제어함과 동시에 흡인펌프(90)의 작동을 제어하여 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액 수위를 일정하게 유지하도록 상기 수위감지센서(33)와 흡인펌프(90)와 연결되는 수위감지센서(64)가 설치되어 있다.
상기 막분리호기조(60) 내에는 혼합액에 포함된 부유물질을 걸러내는 분리막 유니트(61)는 도 8에서 도시한 바와 같이, 복수개의 분리막(655)을 갖는 분리막 프레임(65)과 상기 각 분리막(655)에 붙어있는 부유물질을 각 분리막(655)으로부터 떼어내도록 브로워(62)에 발생되는 공기를 공급하는 산기부(66)로 구성되어 있다.
상기 분리막 프레임(65)은 외곽을 형성하도록 복수개의 앵글이 사각형으로 결합된 지지부(651)와, 상기 지지부(651)의 상부에 결합되는 중공관(中空管)형태로 한 쌍의 상부모듈지지대(652)와, 상기 지지부(651)의 하부에 결합되는 채널(channel)형태의 하부모듈지지대(653)와, 상기 상부모듈지지대(652)에 결합되어 흡인펌프(90)에서 연장된 고압호스에 연결되어 상부모듈지지대(652) 내로 모아진 물을 외부로 배출하는 통로가 되는 배출구가 형성된 중공관의 연결관(654)과, 상기 상, 하부모듈지지대(652,653) 사이에 설치되어 분리막 유니트(61) 내로 유입되는 혼합액에 포함된 부유물질을 걸러내는 복수개의 분리막(655)과, 상기 각 분리막(655)의 양측에 연결 설치되어 상, 하부모듈지지대(652,653)에 결합됨과 함께 상기 분리막(655)을 통과하면서 여과된 처리수가 모아지는 집수관(656)이 구비되어 있다.
상기 산기부(66)는 외부에서 공기를 유입하도록 공기 유입공을 갖음과 함께 상기 공기 유입공을 통해 유입된 공기의 유로를 형성하도록 중공관 형태의 파이프가 사각형태로 결합된 산기관(661)과, 상기 산기관(661)의 내측에 결합되어 각 분리막(655)으로 공기를 공급함은 물론 상기 공급되는 공기에 의해 수류가 발생되도록 하는 복수개의 노즐(662)과, 상기 각 노즐(662)의 상면에 형성되어 공기를 공기방울로 생성되도록 상기 공기가 배출되는 복수개의 구멍(663)이 구비되어 있다.
상기 막분리호기조(60)의 외부에는 상기 분리막 유니트(61)를 막분리호기조(60)에서 넣었다 빼내었다 할 수 있도록 상기 분리막 유니트(61)를 인양하는 분리막 유니트 인양장치(160)가 설치되어 있다.
상기 분리막 프레임(1)의 상면에는 도 8에서 도시한 바와 같이 양측으로 걸이부(657)가 각각 결합되어 있으며, 상기 걸이부(657)에는 일정한 크기의 걸이공(658)이 적어도 하나 이상 형성되어 있고, 상기 걸이공(658)의 형상은 원형이나 사각형 등과 같은 다각형으로 다양하게 형성할 수 있다.
상기 분리막 유니트 인양장치(160)는 도 9a 내지 도 9d에서 도시한 바와 같이, 상기 분리막 프레임(65)의 상면에 위치되어 저면이 상기 분리막 프레임(65)의 상면과 접촉되는 인양 프레임(170)이 설치되어 있고, 상기 인양 프레임(170)의 상방에는 체인블록(1)과 연결됨과 함께 상기 인양 프레임(170)과 복수개의 체인(2)으로 연결 설치되어 상기 체인블록(1)에 의해 인양 프레임(170)과 같이 상하로 왕복 이동하는 후크 플레이트(hook plate)(180)가 설치되어 있으며, 상기 인양 프레임(170) 내의 양측에는 회전되게 각각 결합되어 회전에 따라 상기 분리막 프레임(65)을 인양하도록 상기 분리막 프레임(65)의 걸이부(657)에 걸려짐은 물론 탈거되는 인양 고리부(190)가 설치되어 있다.
상기 걸이부(657)는 분리막 프레임(65)의 상면 양측에 체결볼트에 의해 결합되고, 상기 걸이부(657)에는 인양 프레임(170)과 분리막 프레임(65)을 결합 및 분리시키도록 인양 고리부(190)의 각 한 쌍의 인양고리(192)가 각각 삽입/탈거되는 걸이공(658)이 적어도 하나 이상 형성되어 있다.
상기 인양 프레임(170)은 도 9a에서 도시한 바와 같이 "ㄷ"자 형태인 복수개의 채널(channel)(171)이 직사각형 형태로 결합되어 있으며, 상기 인양 프레임(170)의 상, 하부 각 모서리부에는 가이드 레일을 따라 안내되는 인양 프레임(170)의 왕복 이동하는 원활하도록 하는 상, 하부 가이드 롤러(guide roller)(172,173)가 회전되게 각각 결합되어 있다.
상기 각 상, 하부 가이드 롤러(172,173)는 도 9a에서와 같이 상기 인양 프레임(170)을 중심으로 하여 서로 대응되는 상, 하부 가이드 롤러(172,173) 위치는 서로 직각되도록 즉, 도면상에서와 같이 십자형으로 위치되도록 각각 설치되어 있는데, 이는 상기 인양 프레임(170)을 중심으로 하여 서로 직각되게 설치된 상, 하부의 가이드 롤러(172,173)가 가이드 레일의 서로 다른 내면과 각각 접촉됨에 따라 상기 분리막 프레임 인양장치의 왕복 이동을 원활히 하도록 하기 위해서이다.
상기 인양 프레임(170)의 상면에는 막분리호기조(60) 내의 수중으로 인양 프레임(170)이 내려갈 때 상기 물의 저항을 덜 받도록 함과 함께 볼트 즉, 아이볼트(I-bolt)(3)가 선택적으로 체결되도록 복수개의 체결공(171a)이 형성되어 있고, 상기 각 체결공(171a) 중 어느 체결공(171a)에 체결된 아이볼트(3)에는 체인(2)이 각각 결합되어 있다.
또한, 후크 플레이트(180)에는 아이볼트(3)가 체결되는 복수개의 결합공(180a)이 형성되어 있고, 상기 후크 플레이트(180)의 저면으로 결합공(180a)에 체결된 아이볼트(3)는 인양 프레임(170)에 체결된 각 체인(2)과 연결되어 있다.
즉, 상기 체인(2)의 일단은 인양 프레임(170)의 각 아이볼트(3)에 체결됨과 동시에 상기 체인(2)의 타단은 후크 플레이트(180)의 각 아이볼트(3)에 체결되어 있다.
상기 후크 플레이트(180)의 상면에는 후크 플레이트(180)와 인양 프레임(170)을 들어올리도록 체인블록(1)의 고리(1a)가 걸어지는 걸고리부(181)가 결합되어 있다.
상기 인양 고리부(190)는 도 9a와 도 9b에서 도시한 바와 같이, 인양 프레임(170) 내의 양측에 회전축(191)이 회전가능하게 각각 결합되어 있고, 상기각 회전축(191)의 양측에는 분리막 프레임(65)을 분리막 프레임 인양장치에 의해 인양하기 위하여 상기 회전축(191)을 중심으로 회전하면서 분리막 프레임(65)의 걸이부(657)에 걸어지거나 탈거되는 한 쌍의 인양고리(192)가 결합되어 있으며, 상기 각 회전축(191)에 결합된 한 쌍의 인양고리(192) 중 어느 하나의 인양고리(192)에는 외부에서 전달되는 힘에 의해 이동하면서 상기 각 한 쌍의 인양고리(192)의 회전을 조절하는 텐션 체인(tension chain)(193)이 각각 연결 설치되어 있고, 상기 한 쌍의 인양고리(192) 사이에는 상기 텐션 체인(193)의 이동 즉, 텐션 체인(193)을 조절함에 따라 상기 분리막 프레임(65)의 걸이부(657)에 한 쌍의 인양고리(192)를 걸거나 탈거하기 위하여 상기 한 쌍의 인양고리(192)가 동시에 회전되도록 상기 한 쌍의 인양고리(192)를 서로 연결하는 연결부재(194)가 결합되어 있다.
상기 각 회전축(191)의 양단에는 각 회전축(191)의 회전이 원활하게 이루어지도록 베어링(195)이 길이가 긴 변의 채널(171)측인 인양 프레임(170)의 내면에 결합되어 있다.
상기 각 텐션 체인(193)의 일단은 한 쌍의 인양고리(192)에 각각 연결되고, 상기 각 텐션 체인(193)의 타단은 막분리호기조(60) 외부의 걸림부(미도시) 연결되어 있는데, 그러므로 상기 막분리호기조(60) 외부에서 각 텐션 체인(193)의 당기거나 놓는 등의 조절에 따라 도 9d에서와 같이 화살표방향으로 상기 각 한 쌍의 인양고리(192)는 회전된다.
한편, 도 9d에서 도시한 바와 같이 외부의 힘이 가해져 텐션 체인(193)을 당겼을 때 각 걸이부(657)의 각 걸이공(658)에서 각 한 쌍의 인양고리(192)가 각각탈거되고(실선), 외부의 힘을 제거하였을 때 상기 각 한 쌍의 인양고리(192)가 자체의 하중에 의해 회전축(191)을 중심으로 하여 회전되어 각 걸이부(657)의 걸이공(658)에 각각 걸어지도록(점선) 상기 각 한 쌍의 인양고리(192)의 무게중심은 하부에 위치되어 있다.
상기 막분리호기조(60) 내로 들어가는 인양 프레임(170) 및 인양고리부(190) 즉, 분리막 프레임 인양장치의 각 구성품 재질은 가벼우면서 물에 녹슬지 않는 스테인레스 재질로 형성되어 있다.
상기 막분리호기조(60)의 외측 즉, 도면상 막분리호기조(60)의 후단에는 막분리호기조(60)에서 보내지는 혼합액과 상기 미세여과 스크린(40)에서 배출되어 분배라인(120) 내를 흐르면서 보내지는 원수와 합쳐지는 혼합액이 담겨짐과 함께 상기의 혼합액이 탈질반응에 의해 상기 혼합액에 포함된 질산성 질소에서 질소(N2)와 산소(O2)를 분리하여 제거하도록 하는 무산소조(110)가 설치되어 있다.
상기 무산소조(110)에는 무산소조(110) 내의 혼합액과 막분리호기조(60)에서 보내지는 혼합액과의 혼합 및 상기 혼합액의 탈질반응이 원활하게 이루어지도록 수류를 발생시키는 수류교반기(112)가 설치되어 있고, 상기 무산소조(110) 내에는 무산소조(110) 내의 혼합액을 미세여과 스크린(40)으로 반송시키도록 펌핑력을 갖는 반송펌프(111)가 설치되어 있다.
상기 반송펌프(111)에는 반송펌프(111)의 펌핑력에 의해 펌핑되는 무산소조(110) 내의 혼합액을 미세여과 스크린(40)으로 보내도록 상기 펌핑되는 혼합액의 유로를 형성하는 반송라인(160)이 연결 설치되어 있다.
상기 반송라인(160)을 통해 미세여과 스크린(40)으로 보내진 혼합액은 유량조정조(30)에서 보내지는 원수와 함께 미세여과 스크린(40)을 통과하면서 혼합액 내에 포함된 미세 협잡물이 한 번 더 걸러져 제거된 후 분배라인(120)을 통해 혐기조(100)와 무산소조(110)로 유입된다.
상기 막분리호기조(60)의 외부에는 막분리호기조(60) 내의 혼합액에 포함되어 존재하는 인성분물질(PO4 3-)을 제거하도록 상기 인성분물질(PO4 3-)과 반응하여 응고시키는 인응집수단(140)이 더 구비되어 있다.
상기 인응집수단(140)은 도 4a에서 도시한 바와 같이, 상기 막분리호기조(60)의 외부에는 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액에 포함되어 존재하는 인성분물질(PO4 3-)을 제거하도록 상기 인성분 물질과 반응하여 상기 인을 응집시키는 응집제가 담겨짐과 함께 상기 응집제를 막분리호기조(60)의 혼합액에 혼합되도록 상기 응집제를 보내는 즉, 투입하는 응집제 약품탱크(141)가 설치되어 있고, 상기 응집제 약품탱크(141)에는 응집제를 막분리호기조(60) 내로 공급 및 차단하도록 상기 응집제의 유로를 형성하는 응집제 유로라인(142)이 설치되어 있다.
상기 응집제 약품탱크(141)에서 막분리호기조(60) 내로 보내지는 응집제에 인성분물질(PO4 3-)이 서로 응집됨에 따라 상기 응집된 응집제와 인은 고형화된다. 상기의 응집제로는 인성분물질과의 응집 즉, 서로 뭉쳐지기 쉬운 성분인 FeCl3또는Al2(SO4)3등을 사용하며, 상기 응집제로는 상기의 물질 뿐만 아니라 인과의 응집이 이루어지는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하다.
상기 응집제 유로라인(142)에는 응집제 약품탱크(141)로부터 응집제 유로라인(142)을 통해 자연 유하방식으로 막분리호기조(60) 내로 보내지는 응집제를 공급 및 차단하도록 상기 응집제 유로라인(142)을 개폐되는 응집제 개폐밸브(143)가 설치되어 있다.
또한, 상기 응집제 유로라인(142)에는 도 4b에서와 같이, 상기 막분리호기조(60) 내로 응집제 약품탱크(141) 내의 응집제를 보내도록 상기 응집제를 강제로 펌핑하는 응집제 펌핑펌프(144)가 설치되어 있다.
한편, 상기 막분리호기조(60)의 외부에는 분리막 유니트(65)의 각 분리막(655)에 걸러진 부유물질에 의해 발생하는 차압을 감지함과 함께 상기 감지된 차압에 의해 세정약품을 이용하여 상기 각 분리막(655)을 세정하도록 하는 분리막 세정수단(150)이 구비되어 있다.
상기 분리막 세정수단(150)은 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)으로 세정약품을 수동 및 자동으로 공급한다.
상기 수동으로 각 분리막(655)으로 세정약품을 공급하는 분리막 세정수단(150)은 도 5에서와 같이, 상기 막분리호기조(60)의 외부에 상기 막분리호기조(60)의 분리막 유니트(61)에 설치된 각 분리막(655)으로 세정약품을 공급하도록 상기 세정약품이 담겨진 세정약품 저장탱크(151)가 설치되어 있고, 상기 세정약품 저장탱크(151)에 연결됨과 함께 일단이 흡인라인(91)에 연결되어 상기 세정약품의 유로를 형성하는 세정약품 공급라인(152)이 결합되어 있으며, 상기 분리막 유니트(61)와 연결되는 흡인라인(91)의 소정위치에는 혼합액에 포함된 부유물질을 걸러내는 각 분리막(655)에 걸러진 부유물질의 정도 즉, 상기 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)을 혼합액이 통과할 때 상기 각 분리막(655)이 막힌 정도에 따라 상기 각 분리막(655)에서 발생되는 차압을 감지함과 함께 상기 감지한 차압에 따라 흡인펌프(90)의 작동 유무를 제어하는 접점차압계(153)가 설치되어 있다. 상기 접점차압계(153)는 각 분리막(655)의 차압이 높을 경우에는 흡인펌프(90)의 작동을 정지시키고 상기 차압이 낮을 경우에는 흡인펌프(90)를 작동시킨다.
상기의 세정약품은 차아염소산나트륨(NaOCl)을 많이 사용하며, 상기 원액인 차아염소산나트륨에 물을 혼합하여 일정농도로 희석한 세정약품을 사용한다.
또한, 상기 접접차압계(153)와 연결됨과 함께 상기 흡인라인(91)에는 상기 분리막 유니트(61)로부터 흡인펌프(90)로 처리수의 유입여부를 제어하도록 상기 접점차압계(153)의 감지신호에 따라 개폐되는 제1전동밸브(154)가 설치되어 있고, 상기 접점차압계(153)와 연결됨과 함께 상기 세정약품 공급라인(152)에는 상기 세정약품 공급탱크(151)로부터 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)으로 세정약품의 공급여부를 제어하도록 상기 접점차압계(153)의 감지신호에 따라 개폐되는 제2전동밸브(155)가 설치되어 있다.
다시 말해서, 상기 접점차압계(153)에서 감지된 신호에 의해 상기 분리막 유니트(61)에서 흡인펌프(90) 즉, 처리수조(70) 내로 처리수가 유입될 때에는 제1전동밸브(154)는 열리고 상기 제2전동밸브(155)는 닫힘에 따라 흡인라인(91)을 통해처리수가 처리수조(70) 내로 유입되며, 상기 세정약품 저장탱크(151)에서 분리막 유니트(61)로 세정약품이 공급될 때에는 제1전동밸브(154)는 닫히고 상기 제2전동밸브(155)는 열려 세정약품 공급라인(152)을 통해 세정약품이 분리막 유니트(61)로 공급된다.
상기 세정약품 저장탱크(151)에는 세정약품의 수위를 감지함과 함께 상기 세정약품 수위에 따라 제1,2전동밸브(154,155)의 개폐를 제어하도록 하는 레벨스위치(156)가 설치되어 있다.
한편, 상기 세정약품 공급라인(152)에는 도 6에서와 같이 상기 세정약품 저장탱크(151)에서 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)으로 공급되는 세정약품을 강제로 펌핑시켜 상기 세정약품이 분리막 유니트(61)로 용이하면서 원활하게 공급되도록 펌핑력을 발생시키는 약품주입펌프(157)가 설치되어 있다.
즉, 상기 분리막 유니트(61)로 세정약품을 도 5에서와 같이 자유유하방식으로 공급하려면 약품주입펌프(157)를 설치하지 않고, 상기 세정약품을 강제로 펌핑하여 세정약품의 공급을 좀 더 원활하게 하고자 한다면 도 6에서와 같이 세정약품 공급라인(152)에 약품주입펌프(157)를 설치하면 된다. 이는, 세정약품 저장탱크(151)의 설치 위치나 공간여부 및 사용자의 설계 또는 펌프의 사용목적, 효과에 따라 다양하게 변경 가능하다.
한편, 상기 흡인라인(91)에는 도 7에서와 같이, 상기 접점차압계(153) 대신에 정해진 일정시간동안 제1,2전동밸브(154,155)를 반복적으로 개폐하도록 하는 타이머(158)가 설치되어 있는데, 즉, 타이머(158)는 흡인라인(91)과 세정약품 공급라인(152)을 번갈아가면서 개폐함에 따라 상기 흡인라인(91)을 통해서 처리수가 흐를 때에는 세정약품이 흐르지 않고, 반대로 세정약품 공급라인(152)을 통해서 세정약품이 흐를 때에는 처리수는 흐르지 않는다. 이와 같이 상기 타이머(158)의 작동에 따라 제1,2전동밸브(154,155)가 각각 개폐되므로 인해 상기 흡인라인(91)과 세정약품 공급라인(152)으로 처리수와 세정약품의 흐름이 조절된다.
또한, 상기 흡인라인(91)에는 상기 접점차압계(153) 또는 타이머(158) 대신에 제1,2전동밸브(154,155)를 주기적으로 개폐하도록 프로그램된 PLC PROGRAM부를 설치할 수 있다.
여기서, 접점차압계(153)이나 타이머(158) 및 PLC PROGRAM부는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 사용목적이나 용도 및 주문자의 요청에 의해 접점차압계(153) 및 타이머(158), PLC PROGRAM 등에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 일 실시예에서 인 응집수단(140)이나 분리막 세정수단(150) 및 분리막 유니트 인양장치(160) 등은 전부 설치하거나 일부만 설치하거나 또는, 전혀 설치하지 않을 수 있는데, 이는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 사용목적이나 용도 및 설치 공간 여부, 주문자의 요청 등에 의해 다양하게 설치할 수 있다.
도 10은 본 고안 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 다른 실시예로서, 상기의 일 실시예에서 혐기조(100)와 무산소조(110)를 제거한 것으로서, 침사조(10)와 스크린조(20)와 유량조정조(30) 및 미세여과 스크린(40)이 설치되어 있고, 상기 미세여과 스크린(40)을 통과한 원수가 분배라인(120)을 통해 유입되어 미생물에 의해 오염물질(유기물질, 용존물질 등), 부유물질, 인성분 물질, 암모니아성질소와 아질산성질소성분을 제거하도록 하는 막분리호기조(60)가 설치되어 있고, 상기 막분리호기조(60) 내에는 일 실시예에서 나타낸 분리막 유니트(61)와 슬러지이송펌프(63)가 설치되어 있다.
또한, 막분리호기조(60)의 분리막 유니트(61)를 통과하면서 깨끗한 상태로 처리된 처리수가 보내지는 처리수조(70)가 설치되어 있고, 상기 막분리호기조(60)의 분리막 유니트(61)와 처리수조(70)를 연결하는 흡인라인(91)이 설치되어 있으며, 상기 흡인라인(91)에는 흡입력을 발생시키는 흡인펌프(90)가 설치되어 있다.
그리고, 막분리호기조(60) 내에서 슬러지이송펌프(63)에 의해 펌핑되는 슬러지가 담겨지는 슬러지농축저류조(80)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.
먼저, 오·폐수(원수(原水))는 침사조(10)로 유입되어 상기 원수에 포함된 모래나 작은 자갈들이 가라앉게 되며, 상기의 원수는 스크린조(20)로 유입되어 각 스크린(21)을 통과하면서 조대 협잡물이 걸러져 제거된 상태로 유량조정조(30) 내로 유입되고, 상기 유량조정조(30)의 수위감지센서(33)가 수위를 감지하면 상기 감지된 신호에 따라 원수펌프(31)가 작동 및 정지되면서 상기 유량조정조(30)로부터 일정한 유량이 외부로 유출 및 차단된다.
이 때, 유량조정조(30) 내에는 수류 교반기(34)가 설치되어 있으므로 상기 수류 교반기(34)에 의해 유량조정조(30) 내의 원수는 수류현상이 발생되는 교반된다.
한편, 유량조정조(30)에서 유출된 원수는 미세여과 스크린(40)을 통과하면서 원수 내에 포함된 미세 협잡물이 걸러지고, 상기 미세 협잡물이 걸러진 원수는 분배라인(120)으로 유입되어 흐르게 된다.
상기 분배라인(120)을 통해 흐르는 원수의 일부는 혐기조(100) 내로 유입되고, 나머지의 원수는 무산소조(110) 내로 유입되는 등 상기 분배라인(120)을 통해 흐르는 원수는 일정한 비율로 혐기조(100)와 무산소조(110)로 분할 유입된다.
상기 혐기조(100) 내로 유입된 원수는 상기 혐기조(100)에 담겨진 혼합액 즉, 원수와 미생물이 혼합된 혼합액과 합쳐지게 되고, 이 때 혐기조(100) 내의 수류 교반기(101)에 의해 발생되는 수류현상에 의해 유입된 원수와 담겨진 혼합액은 원활하게 혼합된다.
상기 혐기조(100) 내의 혼합액에는 미생물이 존재함에 따라 상기 미생물은 유입되는 원수에 포함된 오염물질(유기물질, 용존물질 등) 및 부유물질을 먹어치워 제거함과 동시에 상기 원수에 포함된 인성분 물질(PO4 3-)을 혐기성조건하에서 용출하게 된다.
한편, 혐기조(100) 내의 혼합액에 적절한 미생물 농도를 유지시도록 하기 위하여 상기 무산소조(110) 내에 설치된 반송펌프(111)의 펌핑력에 의해 무산소조(110) 내의 혼합액은 반송라인(130)을 통해 혐기조(100) 내로 유입시킴에 따라 상기 혐기조(100) 내의 혼합액에는 적절한 미생물 농도를 유지하게 된다.
이 때, 반송라인(130)을 통해 무산소조(110)에서 혐기조(100)로 반송되는 혼합액은 미세여과 스크린(40)을 한번 더 통과함에 따라 상기 반송되는 혼합액에 포함된 협잡물이 제거된 상태로 혐기조(100) 내로 유입된다.
상기와 같이 혐기조(100) 내에서 유기오염물질이 제거됨과 함께 인성분이 용출된 혼합액은 막분리호기조(60) 내로 유입되고, 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액에는 오염물질(유기물질, 용존물질 등)과 부유물질 및 인성분 물질(PO4 3-), 암모니아성질소(NH3-N), 아질산성질소(NO2-N)성분이 존재한다.
상기의 오염물질(유기물질, 용존물질 등)은 혼합액에 포함된 미생물의 먹이로서 상기 미생물이 먹어 치움에 따라 소비 및 제거되고, 상기 부유물질은 막분리호기조(60) 내에 설치된 분리막 유니트(61)를 통과하면서 걸러져 제거된다.
그리고, 상기 암모니아성질소(NH3-N), 아질산성질소(NO2-N)성분은 막분리호기조(60) 내로 공기를 공급하는 브로워(62)에서 보내지는 공기에 의해 질산화(Nitrification)과정을 거치면서 질산성 질소(NO3-N)성분으로 전환된다.
또한, 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액에 포함된 인성분 물질(PO4 3-)은 혼합액에 포함된 미생물이 과잉섭취함에 따라 수중으로 제거된다.
이 때, 막분리호기조(60) 내의 혼합액에 인성분 물질이 많아 생물학적으로 제대로 처리되지 않을 경우에는 인성분 물질(PO4 3-)과 반응하여 상기 인성분 물질을응고시키기 위한 인 응집제를 투입한다.
상기 인 응집제를 투입하기 위해서는 도 4a에서 도시한 바와 같이, 별도의 인 응집수단(140)이 구비되어 있다.
즉, 막분리호기조(60) 내의 혼합액에는 인성분 물질이 대체로 PO4 3-의 형태로 존재하므로 상기 인성분 물질을 응집시키기 위해서는 상기 막분리호기조(60)의 외측에 설치된 응집제 저장탱크(141) 내에 담겨져 있는 응집제를 막분리호기조(60) 내로 공급하여야 한다.
그러기 위해서는 응집제 저장탱크(141)에 연결된 응집제 유로라인(142)에 설치된 응집제 개폐밸브(143)를 열어 상기 응집제 저장탱크(141) 내의 응집제가 응집제 유로라인(142)을 따라 흐르면서 자유방식으로 막분리호기조(60) 내로 투입한다.
그러면, 인성분 물질과 응집제가 반응하면서 서로 응고되어 고형화됨에 따라 상기 응고된 인성분은 막분리호기조(60) 내의 바닥으로 가라앉게 된다.
이 때, 막분리호기조(60) 내의 혼합액에 인성분 물질이 어느정도 응집되어 고형되면 응집제 개폐밸브(143)를 막아 상기 응집제 저장탱크(141)에서 막분리호기조(60) 내로 응집제가 투입되는 것을 차단한다.
여기서, 오.폐수 고도처리용 침지식막분리장치를 장기간 사용하면 막분리호기조(60) 내의 농도 즉, 응집된 인성분과 미생물(MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid)이 농도가 증가하게 되는데, 상기 막분리호기조(60)의 농도를 일정하게 유지하기 위해서(5,000~12,000㎎/ℓ) 상기 막분리호기조(60) 내에 설치된 슬러지이송펌프(63)를 작동시켜 막분리호기조(60) 내의 인성분이 응집된 고형화된 물질과 슬러지 등이 포함된 혼합액을 슬러지농축저류조(80)로 보낸다.
상기 인성분 물질을 응집하는 응집제로는 인성분물질과의 응집 즉, 서로 뭉쳐지기 쉬운 성분인 FeCl3또는 Al2(SO4)3등을 사용하며, 상기 응집제로는 상기의 물질뿐만 아니라 인과의 응집이 이루어지는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하다.
한편, 응집제 저장탱크(141)에서 막분리호기조(60) 내로 응집제를 강제로 펌핑하여 빠른 시간 내에 인성분 물질과 응집제가 반응하여 고형화되도록 하기 위하여 도 4b에서와 같이 상기 응집제 유로라인(142)에 응집제 펌핑펌프(144)가 설치되어 있다.
즉, 상기 막분리호기조(60) 내로 응집제를 공급하기 위해서 응집제 개폐밸브(143)를 열음과 동시에 응집제 펌핑펌프(144)가 작동되면 상기 응집제 저장탱크(141) 내의 응집제는 응집제 펌핑펌프(144)의 펌핑력에 의해 막분리호기조(60) 내로 강제 공급되어 상기 인성분 물질과 반응하여 응집되며, 상기 인성분 물질의 응집이 완료되면 응집제 펌핑펌프(144)가 정지됨과 함께 응집제 개폐밸브(143)를 닫음에 따라 상기 응집제 저장탱크(141)에서 막분리호기조(60) 내로 응집제가 공급되는 것이 차단된다.
한편, 막분리호기조(60) 내에서 암모니아성질소(NH3-N), 아질산성질소(NO2-N)성분이 질산화(Nitrification)과정을 거치면서 질산성 질소(NO3-N)성분으로 전환된 혼합액은 무산소조(110) 내로 유입된다.
상기 무산소조(110) 내로 유입된 혼합액은 상기 미세여과 스크린(40)에서 배출되어 분배라인(120) 내를 흐르면서 보내지는 원수와 합쳐져서 상기 무산소조(110) 내에서 탈질 미생물에 의해 탈질반응이 일어남에 따라 상기 혼합액에 포함된 질산성 질소에서 질소(N2)와 산소(O2)를 분리되며, 상기 분리된 질소와 산소는 대기 중으로 방출된다.
이 때, 탈질 미생물이 활동하는데 필요한 유기 탄소원은 분배라인(120)을 통해 유입되는 원수 내의 유기물질로부터 충당하게 된다.
그리고, 무산소조(110) 내에 설치된 수류 교반기(112)에 의해 막분리호기조(60)로부터 유입되는 혼합액과 분배라인(120)으로부터 유입되는 원수는 원활하게 혼합이 이루어질 뿐만 아니라 상기 무산소조(110) 내에 설치된 반송펌프(111)의 펌핑에 의해 무산소조(110) 내의 혼합액에 포함된 슬러지가 혼합액과 함께 반송라인(130)을 통해 미세여과 스크린(40)으로 보내진다.
상기 미세여과 스크린(40)으로 보내진 혼합액은 유량조정조(30)에서 보내지는 원수와 함께 미세여과 스크린(40)를 통과하면서 미세 협잡물이 걸러진 상태에서 분배라인(120)을 통해서 혐기조(100)와 무산소조(110)로 일정 비율로 분배되어 유입된다.
한편, 상기 막분리호기조(60) 내에 설치된 적어도 하나 이상의 분리막 유니트(61)에 의해 막분리호기조(60) 내의 부유물질이 걸러지게 되는데, 즉 상기 막분리호기조(60)의 외부에는 분리막 유니트(61)와 연결되는 흡인펌프(90)가 설치되어 있으므로 상기 흡인펌프(90)의 작동에 따라 발생되는 흡입력에 의해 막분리호기조(60) 내의 혼합액은 분리막 유니트(61) 내로 유입되어 분리막 유니트(61)를 통과하면서 부유물질이 걸러진다.
다시 설명하면, 분리막 유니트(61)는 흡인펌프(90)의 흡입력에 의해 상기 분리막 유니트(61)의 분리막 프레임(65) 내로 막분리호기조(60) 내의 혼합액이 유입되고, 상기 유입된 혼합액은 분리막 프레임(65)의 각 분리막(655)을 통과하면서 부유물질이 걸러짐과 동시에 상기 부유물질이 걸러진 처리수는 각 집수관(656)으로 모아지게 된다.
상기 흡인펌프(90)가 계속해서 작동됨에 따라 발생되는 흡입력에 의해서 상기 각 집수관(656)으로 모아진 처리수는 한 쌍의 상부모듈지지대(652)로 유입되어 흐르면서 연결관(654)의 배출구를 통해 분리막 유니트(61)에서 배출되어 흡인펌프(90)를 통과하여 처리수조(70) 내로 유입된다.
이 때, 분리막 프레임(65)의 하부에 설치된 산기부(66)에서는 브로워(62)에서 발생된 공기가 보내져서 상기 산기부(66)의 산기관(661) 내로 유입되고, 상기 유입된 공기는 산기관(661)의 각 노즐(662) 구멍(663)을 통해 공기방울형태로 배출되면서 수류를 발생시킴과 동시에 상기 분리막 프레임(65)의 각 분리막(655)으로 공급된다.
그러므로, 상기 각 분리막(655)의 표면에 걸러진 혼합액의 부유물질이 떨어지게 됨은 물론 상기의 수류에 의해 혼합액의 부유물질이 각 분리막(655)에 달라붙는 것이 방지된다.
여기서, 상기 산기부에서 분리막 프레임의 각 분리막으로 수류를 발생시키도록 공기방울형태로 공급되는 공기에 의해서 상기 각 분리막에 걸러진 부유물질이 상기 각 분리막에서 떨어지거나 달라붙는 것을 어느 정도는 방지할 수 있으나 완전히 제거할 수 없어 오랫동안 사용하게 되면 상기 각 분리막의 표면에 부유물질이 달라붙게 된다.
그렇게 되면, 상기 분리막 유니트(61) 내로 혼합액의 유입이 적어질 뿐만 아니라 상기 혼합액에 포함된 부유물질을 제대로 걸러내지 못한다.
그래서, 상기 분리막 유니트(61)를 막분리호기조(60)의 외부로 꺼내어 화학약품 즉, 세정을 할 때 사용되는 차아염소산나트륨(NaOCl)과 같은 세정약품을 이용하여 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)을 화학적 세정함에 따라 상기 각 분리막(655)에 걸러져 있는 부유물질을 제거한다.
이 때, 상기 분리막 유니트(61)를 막분리호기조(60)에서 인양하기 위해서는 별도의 분리막 유니트 인양장치(160)가 구비하여야 한다.
상기 분리막 유니트 인양장치(160)는 도 9a 내지 도 9d에서 도시한 바와 같이, 상기 분리막 유니트 인양장치(160)의 인양 프레임(170) 상면에 형성된 각 체결공(171a) 중 선택된 복수개의 체결공(171a)에 아이볼트(3)를 각각 체결하고 나서 상기 각 아이볼트(3)에 체인(2)의 일단을 연결한다.
이와 동시에, 후크 플레이트(180)의 상면에 결합된 걸고리부(181)에 상기 체인블록(1)의 고리(1a)가 걸려지고, 상기 걸려진 후크 플레이트(180)의 각결합공(180a)에 아이볼트(3)를 각각 체결하고 나서 상기의 각 아이볼트(3)에 체인(2)의 타단을 연결하므로 인해 상기 인양 프레임(170)과 후크 플레이트(180)는 각 체인(2)에 의해 서로 연결된다.
이와 같은 상태에서 상기 체인블록(1)을 작동(정방향)시킴에 따라 상기 후크 플레이트(180)가 막분리호기조(60) 상방으로 올라감과 함께 상기 후크 플레이트(180)에 연결된 각 체인(2)이 팽팽해지면서 상기 인양 프레임(170)도 후크 플레이트(180)를 따라서 상방으로 올라간다.
그런 다음, 상기 분리막 프레임 인양장치(160)를 막분리호기조(60) 내의 분리막 유니트(61) 상방에 위치되게 이동시키고 나서 상기 체인블록(1)을 상기와 반대방향(역방향)으로 작동시키게 되면 상기 후크 플레이트(180)와 인양 프레임(17)은 하방으로 내려가게 된다.
상기 하방으로 내려가는 인양 프레임(170)의 저면과 분리막 유니트(61)의 상면이 접촉되면 상기 체인블록(1)의 작동이 멈춰진다.
이 때, 상기 막분리호기조(60)의 외부에서는 텐션 체인(193)은 늘어져 있는 상태이므로 상기 텐션 체인(193)의 일측 끝단을 잡아 당겼다가 풀어주게 되면 상기 한 쌍의 인양고리(192)는 텐션 체인(192)에 의해 회전축(191)을 중심으로 회전되어 분리막 유니트(61)의 상면 양측에 체결볼트에 의해 결합된 각 걸이부(657)에 걸리게 된다.
즉, 상기 당겨지는 텐션 체인(193)에 의해 한 쌍의 인양고리(192)는 도 9d의 실선과 같이 인양 프레임(170)의 내측으로 회전되었다가 상기 풀어지는 텐션체인(193)에 의해 한 쌍의 인양고리(192)는 도 9d의 점선과 같이 인양 프레임(170)의 외측으로 회전되어 상기 각 걸이부(657)의 각 걸이공(658)에 각각 삽입되어 체결된다.
여기서, 상기 한 쌍의 인양고리(192)의 무게중심이 하부에 위치됨에 따라 상기 풀어지는 텐션체인(193)에 의해 각 한 쌍의 인양고리(192)는 회전축(191)을 중심으로 하여 인양 프레임(170)의 외측으로 회전되므로 상기 각 한 쌍의 인양고리(192)는 분리막 유니트(61)의 상면 양측에 결합된 각 걸이부(657)의 각 걸이공(658)에 각각 삽입되면서 걸어지게 된다.
상기와 같이, 분리막 유니트(61)의 각 걸이부(657)에 한 쌍의 인양고리(192)가 각각 걸어지게 되고, 이와 같은 상태에서 상기 체인블록(1)을 정방향으로 작동시켜 인양 프레임(170)을 들어올리게 되면 상기 들어올려지는 인양 프레임(170)을 따라서 분리막 유니트(61)가 들어 올려진다.
상기 상방으로 이동하는 인양 프레임(170)에 의해 분리막 유니트(61)가 가이드 레일의 안내를 받으면서 상기 가이드 레일의 외부로 빠져나오게 되고, 더 높이 인양 프레임(170)을 올리게 되면 상기 분리막 유니트(61)는 막분리호기조(60) 외부로 꺼내어지게 된다.
이 때, 상기 분리막 유니트(61)와 상기 인양 프레임(170)은 'ㄱ'자형으로 형성된 가이드 레일의 안내를 받으면서 이동되는데, 즉 상기 인양 프레임(170)의 각 모서리에는 상, 하부 가이드 롤러(172,173)가 서로 십자형태로 결합되어 있으므로 상기 각 상부 가이드 롤러(172,173)는 세로방향으로 세워진 가이드 레일의 서로 다른 내면에 각각 접촉될 뿐만 아니라 상기 상하로 이동되는 인양 프레임(170)에 의해 각 상, 하부 가이드 롤러(172,173)가 가이드 레일의 다른 내면을 따라서 원활하게 회전됨에 따라 상기 인양 프레임(170)은 원활하게 왕복 이동된다.
그러므로 인해, 상기 인양 프레임(170)과 분리막 유니트(61)는 가이드 레일과 각 상, 하부 가이드 롤러(172,173)에 의해 흔들리지 않으면서 원활하게 가이드 레일 내에서 빼내게 된다.
상기 가이드 레일 내에서 빠져나오고 막분리호기조(60) 외부로 꺼내어진 분리막 유니트(61)는 막분리호기조(60)의 외부에 수리 및 청소하기 위해 만들어진 공간 즉, 장소로 이동한 후 상기 체인블록(1)을 역방향으로 작동시켜 분리막 유니트(61)를 바닥에 내려놓는다.
그리고 나서 상기 분리막 유니트(61)를 수리, 청소하거나 차아염소산나트륨(NaOCl)과 같은 세정약품을 담겨진 통에 분리막 유니트(61)를 넣어 상기 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)을 화학적 세정하여 각 분리막(655)에 걸러져 있는 부유물질을 제거한다.
상기 수리, 청소 및 각 분리막(655)의 세정이 완료되면 상기 분리막 유니트(61)는 체인블록(1)과 인양 프레임(170)에 의해 상기와 같은 방식으로 하여 다시 막분리호기조(60) 내로 넣어 본래의 기능을 수행하도록 한다.
즉, 상기 막분리호기조(60) 내의 가이드 레일 내로 분리막 유니트(61)의 삽입이 완료되면 상기 분리막 프레임 인양장치(160)를 막분리호기조(60) 내에서 꺼내어야 한다.
그러기 위해서는, 상기 분리막 유니트(61)의 걸이부(657)에 걸려져 있는 각 한 쌍의 인양고리(192)를 걸이부(657)의 걸이공(658)에서 탈거시켜야 하는데, 즉 각 한 쌍의 인양고리(192)에 체결된 텐션 체인(193)을 막분리호기조(60) 외부에서 잡아당기게 되면 상기 각 한 쌍의 인양고리(192)는 회전축(191)을 중심으로 하여 도 9d에서의 실선과 같이 인양 프레임(170)의 내측으로 회전됨에 따라 상기 각 한 쌍의 인양고리(192)는 상기 걸이부(657)의 걸이공(658)에서 각각 탈거된다.
그리고 나서, 상기 체인블록(1)을 정방향으로 작동시키게 되면 상기 후크 플레이트(180)가 상방으로 올라감과 동시에 상기 분리막 유니트(61)에서 분리된 인양 프레임(170)도 상방으로 올라가게 된다.
그러면, 막분리호기조(60) 내에 고정 설치된 가이드 레일 내에 분리막 유니트(61)가 위치된 상태에서 상기 침지식 막분리 활성슬러지 장치를 작동시키게 되면 오·폐수의 오염물질이 분리막 유니트(61)에 의해 여과 및 정화된다.
여기서, 상기 분리막 프레임 인양장치(160)의 작동을 간략하게 정리하면, 상기 체인블록(1)의 작동에 따라 인양 프레임(170)이 상하방향으로 왕복 이동됨과 함께 상기 텐션 체인(193)을 당기고 놓음에 따라 각 한 쌍의 인양고리(192)가 회전되어 분리막 유니트(61)의 걸이부(657)에 걸려지거나 탈거되므로 인해 상기 인양 프레임(170)과 분리막 유니트(61)가 결합 및 분리되고, 이에 따라 상기 분리막 유니트(61)는 인양 프레임(170)에 의해 막분리호기조(60) 내에서 꺼내지거나 넣어지게 된다.
상기에서와 같이 막분리호기조(60)에서 분리막 유니트(61)를 꺼내어 각 분리막(655)을 세정하는 방법도 있으나 상기 도 5에서와 같이 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)으로 세정약품을 자동 공급하는 방법도 있다.
즉, 도 5에서와 같이, 상기 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)에 걸러지는 부유물질에 의해 각 분리막(655)의 오염이 심화되어 폐색현상이 발생되면, 상기의 폐색현상에 의해 각 분리막(655)에서 발생되는 차압을 접점차압계(153)가 감지한다.
상기 감지된 차압에 따라 상기 접점차압계(153)는 흡인라인(91)의 제1전동밸브(154)와 세정약품 공급라인(152)의 제2전동밸브(155) 개폐를 제어한다.
즉, 접점차압계(153)에서 감지된 차압이 정해진 차압을 초과하지 않을 경우에는 제2전동밸브(155)를 닫고 제1전동밸브(154)를 열어 상기 흡인펌프(90)의 흡입력에 의해 혼합액이 분리막 유니트(61)로 유입되어 깨끗한 상태로 처리된 처리수가 흡인라인(91) 내를 흐르면서 처리수조(70) 내로 유입되도록 한다.
그리고, 정해진 차압을 초과할 경우에는 상기 각 분리막(655)의 표면에서 부유물질을 제거하도록 상기 각 분리막(655)을 세정하여야 한다.
상기의 각 분리막(655)을 세정하기 위해서는 접점차압계(153)에서 감지하여 전달되는 신호에 따라 제1전동밸브(154)는 닫음과 동시에 상기 제2전동밸브(155)는 열리게 되며, 또한 흡인펌프(90)와 브로워(62)의 구동도 정지된다.
그러므로, 상기 흡인라인(91) 내로 처리수가 흐르는 것이 차단될 뿐만 아니라 상기 열려진 제2전동밸브(155)에 의해 막분리호기조(60)의 외측에 설치된 세정약품 저장탱크(151) 내에 담겨져 있는 세정약품이 세정약품 공급라인(152) 내를 흐르면서 제2전동밸브(155)를 통과하여 분리막 유니트(61) 내로 공급된다.
상기 분리막 유니트(61)로 공급된 세정약품은 분리막 프레임(65)의 상부모듈지지대(652)와 집수관(656)을 통과하여 각 분리막(655)으로 보내지게 되고, 상기 보내진 세정약품의 세정력에 의해 상기 각 분리막(655)의 표면에 달라붙은 부유물질에 떨어지면서 제거되므로 상기 각 분리막(655)은 세정된다.
한편, 상기 세정약품 저장탱크(151)로부터 분리막 유니트(61)로 개폐되는 제2전동밸브(155)에 의해 자연유하방식으로 세정약품이 공급되거나 또는, 상기 세정약품 공급라인(120)에는 도 6에서와 같이 상기 약품주입펌프(157)를 설치하여 상기 약품주입펌프(157)의 펌핑력에 의해 세정약품을 분리막 유니트(61)로 강제 공급할 수 있다. 이는 제품의 사양이나 작업 목적, 효과 등에 의해 다양하게 선택가능하다.
이와 같이, 상기 각 분리막(655)의 세정이 완료되거나 상기 세정약품 저장탱크(151) 내의 세정약품이 저수위가 되면 상기 제2전동밸브(155)를 닫아 세정약품 공급라인(152)을 차단함과 동시에 상기 제1전동밸브(154)를 열어 흡인라인(91)을 개방하므로 상기 흡인펌프(90)와 브로워(62)가 작동되면서 정상적으로 오.폐수 고도처리용 침지식막분리장치가 동작되어 오·폐수를 처리하여 깨끗한 상태의 처리수를 생성한다.
여기서, 상기 세정약품 저장탱크(151)의 저수위에 의해 제1,2전동밸브(154,155)가 개폐되는 것은 상기 세정약품 저장탱크(151) 내에 설치된 레벨스위치(156)에 의해서 이루어지는데, 상기 세정약품 저장탱크(151) 내에는레벨스위치(156)가 설치되어 있으므로 상기 레벨스위치(156)는 세정약품 저장탱크(151) 내의 세정약품 수위를 감지한다.
즉, 상기 각 분리막(655)을 세정하기 위해 세정약품 저장탱크(151)에서 각 분리막(655)으로 세정약품이 공급이 이루어져 상기 세정약품 저장탱크(151) 내에 세정약품의 수위가 내려가게 되면 이를 레벨스위치(156)가 감지하여 상기 제1,2전동밸브(154,155)로 감지된 신호를 보내 상기 제1,2전동밸브(154,155)를 개폐함은 물론 상기 흡인펌프(90)와 브로워(62)로도 감지신호를 보내 상기 흡인펌프(90)와 브로워(62)의 동작여부를 제어한다.
여기서, 상기 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)으로 세정약품을 공급하는 것은 도 5에서와 같이 자연유하방식으로 공급하거나 또는, 도 6에서와 같이 세정약품 공급라인(152)에 설치된 약품주입펌프(157)를 설치하여 강제로 공급할 수 있으며, 이는 오.폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 사용목적 및 용도, 사용자가 요구하는 사양에 따라 다양하게 설치 가능하도록 한 것이다.
한편, 상기 분리막 유니트(61)의 각 분리막(655)에 발생되는 차압을 감지하는 것은 도 5와 도 6에서와 같이 접점 차압계(153)를 사용할 수 있고, 또는 도 7에서와 같은 접점차압계(153) 대신에 일정시간동안 제1,2전동밸브(154,155)를 주기적으로 개폐하도록 타이머(158) 및 프로그램된 PLC PROGRAM부를 설치할 수 있는데, 이는 접점차압계(153)이나 타이머(158) 및 PLC PROGRAM부는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 사용목적이나 용도 및 주문자의 요청에 의해 접점차압계(153) 및 타이머(158), PLC PROGRAM 등에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기와 같이, 흡인펌프(90)의 흡입력에 의해 분리막 유니트(61) 내의 혼합액은 각 분리막(655)을 통과하여 부유물질이 제거된 깨끗한 상태의 처리수로 생성되고, 상기 처리수는 계속해서 작동되는 흡인펌프(90)에 의해 분리막 유니트(61)의 집수관(656)으로 모여 흐르다가 분리막 프레임(65)의 한 쌍의 상부모듈지지대(652) 내로 유입되어 상기 상부모듈지지대(652)에 결합된 연결관(654)을 통해 분리막 유니트(61)의 외부로 배출되어 상기 연결관(654)과 연결된 흡인라인(91) 내를 흐르면서 흡인펌프(90)를 통과하여 처리수조(70) 내로 유입된다.
또한, 상기 막분리호기조(60)에는 수위감지센서(64)가 설치되어 있고, 상기 수위감지센서(64)는 유량조정조(30)의 수위감지센서(33)와 연결 설치됨과 함께 흡인펌프(90)와 연결 설치되어 있다.
그러므로, 막분리호기조(60)의 혼합액 수위를 수위감지센서(64)가 감지하여 상기 감지된 신호를 수위감지센서(33)와 흡인펌프(90)로 보내게 되며, 상기 보내진 감지신호에 따라 수위감지센서(64)는 원수펌프(31)를 작동 및 정지시키게 되고, 또한 흡인펌프(90)도 작동 및 정지됨에 따라 상기 막분리호기조(60) 내의 수위는 일정하게 유지된다.
즉, 상기 유량조정조(30)의 수위가 높고 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액 수위가 낮아지게 되면 상기 수위감지센서(64)는 유량조정조(30)의 수위감지센서(33)로 감지신호를 보내고, 상기 수위감지센서(33)에서는 원수펌프(31)로 신호를 보내 작동시킴에 따라 원수는 계속해서 유량조정조(30)에서유출됨과 함께 상기 흡인펌프(90)로 감지신호를 보내어 상기 흡인펌프(90)의 작동을 멈추도록 함에 따라 상기 막분리호기조(60) 내에서 처리수조(70)로 처리수가 유입되는 것이 차단된다.
그리고, 상기 유량조정조(30)의 수위가 낮고 상기 막분리호기조(60) 내의 혼합액 수위가 높으면 수위감지센서(64)에서 감지된 신호를 전달받은 수위감지센서(33)에 의해 원수펌프(31)는 중지됨은 물론 상기 흡인펌프(90)가 작동되므로 인해 상기 막분리호기조(60) 내에서 처리수조(70)로 처리수가 유입된다.
상기에서 인 응집수단(140), 분리막 세정수단(150), 분리막 유니트 인양장치(160) 등은 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 사용목적이나 용도 등에 따라 전부 설치하거나 일부만 설치 또는 설치하지 않을 수 있다.
이와 같이 본 고안에 따른 상기의 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치는 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 고안은 한정되지 않으며 그 고안의 기술범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
이상에서와 같이, 본 고안은 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 구조를 변경 즉, 혐기조와 막분리호기조 및 무산소조를 설치함과 함께 미세여과 스크린에서 혐기조와 무산소조로 원수를 분배하고 상기 무산소조에서 미세여과 스크린으로 혼합액을 반송하여 미세 협잡물을 한 번 더 걸러주도록 하여 상기 장치 내의 협잡물이 농축되는 방지함과 함께 상기 장치에 의해 오·폐수 내의 처리효율을 높이는 효과가 있다.
즉, 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 오·폐수에 존재하는 각종 부유물질 및 오염물질(유기물질, 용존물질 등)과 더불어 부영양화를 일으킬 수 있는 영양물질인 질소와 인을 동시에 제거하도록 하는 효과가 있다.
또한, 막분리호기조의 외부에 인성분 물질을 응집시키는 인 응집수단을 구비하도록 하여 상기 인 응집수단에서 공급되는 응집제에 의해 막분리호기조 내의 혼합액에 포함된 인성분 물질을 응집시킴에 따라 상기 막분리호기조 내의 혼합액에서 인성분 물질을 좀 더 원활하게 제거하므로 인해 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 효율을 높이도록 하는 효과도 있다.
그리고, 막분리호기조의 외부에 세정약품을 공급하는 분리막 세정수단을 구비하도록 하여 상기 각 분리막에서 부유물질에 의한 폐색현상이 발생될 경우 상기 각 분리막의 차압을 감지하여 상기 분리막 세정수단에 의해 분리막 유니트의 각 분리막으로 세정약품을 공급하여 각 분리막을 세정하므로 인해 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치가 원활하게 운영되도록 하는 효과도 있다.
이와 같이, 분리막 유니트에서 처리수의 생성 및 상기 각 분리막의 세정 등이 자동으로 이루어짐에 따라 정기적으로 점검이나 모니터링이 없으므로 인해 시간, 인력 손실 절감 및 작업 효율성이 향상될 뿐만 아니라 전체적인 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 효율이 향상되는 효과도 있다.
상술한 효과에 의해 전체적인 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치의 효율이 향상될 뿐만 아니라 상기의 제품에 대한 소비자의 신뢰성이 향상된다.

Claims (14)

  1. 침사조와, 스크린조와, 유량조정조와, 미세여과 스크린과, 처리수조와, 슬러지농축저류조가 구비되어 오·폐수를 여과 및 처리하는 침지식막분리장치에 있어서,
    상기 미세여과 스크린의 외측에 설치되어 상기 미세여과 스크린으로부터 보내지는 원수가 유입됨과 함께 상기 원수와 혼합된 혼합액에 포함된 오염물질을 제거 및 인을 용출하도록 하는 혐기조와,
    상기 혐기조의 외측에 설치되어 혼합액에 포함된 오염물질과 인성분 물질을 제거함과 함께 부유물질을 제거하도록 복수개의 분리막을 갖는 분리막 유니트가 구비된 막분리호기조와,
    상기 막분리호기조의 외측에 설치되어 탈질반응에 의해 혼합액에 포함된 질산성 질소에서 질소(N2)와 산소(O2)를 분리하여 제거함과 함께 상기의 혼합액을 반송펌프와 반송라인을 통해서 미세여과 스크린으로 반송하도록 하는 무산소조와,
    상기 미세여과 스크린에 연결되어 상기 미세여과 스크린으로부터 혐기조와 무산소조로 원수를 일정비율로 분해하여 유입시키는 분배라인과,
    상기 무산소조 내의 반송펌프와 연결 설치되어 상기 무산소조 내의 혼합액을 미세여과 스크린으로 반송하도록 하는 반송라인으로 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    막분리호기조의 외측에는 상기 막분리호기조 내의 혼합액에 포함된 인성분 물질과 반응하여 상기 인성분 물질을 응집시키는 인 응집수단이 더 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    인 응집수단은 막분리호기조의 외부에 설치되어 막분리호기조 내의 혼합액에 포함된 인성분 물질과 반응하여 상기 인을 응집시키도록 응집제가 담겨진 응집제 약품탱크와,
    상기 약품탱크에 연결 설치되어 응집제를 막분리호기조 내로 공급하도록 상기 응집제의 유로를 형성하는 응집제 유로라인과,
    상기 응집제 유로라인의 소정위치에 설치되어 상기 응집제 유로라인을 통해서 응집제 약품탱크로부터 자연 유하방식으로 막분리호기조로 보내지는 응집제를 공급 및 차단하도록 상기 응집제 유로라인을 개폐하는 응집제 개폐밸브로 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    응집제 유로라인에는 응집제 약품탱크로부터 막분리호기조로 응집제를 펌핑하도록 응집제 펌핑펌프가 추가 설치됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    막분리호기조의 외부에는 분리막 유니트의 각 분리막에 걸러진 부유물질에 의해 발생하는 차압을 감지하여 상기 각 분리막을 세정약품으로 세정하도록 하는 분리막 세정수단이 더 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    분리막 세정수단은 막분리호기조의 외부에 설치되어 상기 막분리호기조의 분리막 유니트로 세정약품을 공급하도록 상기 세정약품이 담겨진 세정약품 저장탱크와,
    상기 세정약품 저장탱크에 연결됨과 함께 일단이 흡입라인에 연결되어 상기 세정약품의 유로를 형성하는 세정약품 공급라인과,
    상기 분리막 유니트와 연결되는 흡인라인에 설치되어 상기 분리막 유니트의 각 분리막을 통과하는 혼합액에 의해 상기 각 분리막에서 발생되는 차압을 감지함과 함께 상기 감지한 차압에 따라 흡인펌프의 작동 유무를 제어하는 접점차압계와,
    상기 접접차압계와 연결됨과 함께 상기 흡인라인에 설치되어 상기 분리막 유니트로부터 흡입펌프로 처리수의 유입여부를 제어하도록 상기 접점차압계의 감지신호에 따라 개폐되는 제1전동밸브와,
    상기 접점차압계와 연결됨과 함께 상기 세정약품 공급라인에 설치되어 상기 세정약품 공급탱크로부터 분리막 유니트로 세정약품의 공급여부를 제어하도록 상기 접점차압계의 감지신호에 따라 개폐되는 제2전동밸브와,
    상기 세정약품 저장탱크 내에 설치되어 세정약품의 수위를 감지함과 함께 상기 세정약품 수위에 따라 제1,2전동밸브의 개폐를 제어하도록 하는 레벨스위치로 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    흡인라인에는 접점차압계 대신에 정해진 일정시간동안 제1,2전동밸브를 반복적으로 개폐하도록 하는 타이머가 설치됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    흡인라인에는 접점차압계 대신에 제1,2전동밸브를 주기적으로 개폐하도록 프로그램된 PLC PROGRAM부가 설치됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    세정약품 공급라인에는 세정약품 저장탱크에서 분리막 유니트로 세정약품을 펌핑하도록 하는 약품주입펌프가 설치됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    막분리호기조의 외부에는 분리막 유니트를 막분리호기조에서 빼내었다 넣었다 하도록 상기 분리막 유니트를 인양하는 분리막 유니트 인양장치가 더 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    분리막 유니트 인양장치는 분리막 유니트의 상면에 위치되어 왕복 이동하도록 상, 하부 각 모서리부에 회전되는 가이드 롤러가 구비됨과 함께 상기 분리막 유니트의 상면과 접촉되도록 "ㄷ"자 형태인 복수개의 채널(channel)이 직사각형 형태로 결합되는 인양 프레임과,
    상기 인양 프레임의 상방에 체인블록과 연결됨과 함께 상기 인양 프레임과 복수개의 체인으로 연결되어 상기 체인블록의 작동에 따라 인양 프레임과 같이 상하로 왕복 이동하는 후크 플레이트와,
    상기 인양 프레임 내의 양측에 회전되게 각각 결합되어 상기 분리막 유니트를 인양하도록 상기 분리막 유니트의 상면 양측에 결합되는 걸이부에 걸려짐은 물론 탈거되는 인양고리부로 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    인양고리부는 인양 프레임 내의 양측에 회전가능하게 각각 결합되는 회전축과,
    상기 각 회전축의 양측에 결합되어 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 적어도 하나 이상의 걸이공을 갖는 각 걸이부의 각 걸이공에 착탈되도록 무게 중심이 하부에 위치하는 한 쌍의 인양고리와,
    상기 각 회전축에 결합된 한 쌍의 인양고리 중 어느 하나의 인양고리에 각각 연결 설치되어 외부에서 전달되는 힘에 의해 이동하면서 상기 인양고리의 회전을 조절하는 텐션 체인과,
    상기 한 쌍의 인양고리 사이에 결합되어 상기 텐션 체인의 이동에 따라 상기 각 인양고리가 동시에 회전하도록 상기 한 쌍의 인양고리를 서로 연결하는 연결부재로 구성됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    인양 프레임을 중심으로 하여 서로 대응되는 상, 하부의 가이드 롤러 위치는 서로 직각되도록 설치하여 상기 상, 하부의 가이드 롤러는 각 가이드 레일의 서로 다른 내면과 각각 접촉된 상태에서 각각 회전됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
  14. 침사조와, 스크린조와, 유량조정조와, 미세여과 스크린과, 처리수조와, 슬러지농축저류조가 구비되어 오·폐수를 여과 및 처리하는 침지식막분리장치에 있어서,
    상기 미세여과 스크린의 외측에 설치되어 혼합액에 포함된 오염물질과 인성분 물질을 제거함과 함께 부유물질을 제거하도록 복수개의 분리막을 갖는 분리막 유니트가 구비된 막분리호기조가 설치됨을 특징으로 하는 오·폐수 고도처리용 침지식막분리장치.
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CN116835834A (zh) * 2023-08-24 2023-10-03 浙江宏电环保装备有限公司 一种含溴废水处理装置及含溴废水资源化利用工艺

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