KR200337101Y1 - 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반응조내에 내산화성을 지닌 금속여과막 모듈을 침적시킨 막분리공정 및 활성탄·촉매오존공정을 연계하여 막처리만으로는 그 처리효과가 적은 용해성 유기물과 박테리아를 효율적으로 분해·제거하고 용존오존수를 이용하여 금속막을 세정함으로써 막투과유속의 회복 및 유지효과를 극대화한 저농도 폐수처리장치에 관한 것이다.

본 고안은 외부로부터 유입된 원수를 수용하여 슬러지를 침적시키기 위한 금속막 분리조; 상기 금속막 분리조 내에 적어도 하나 이상 설치되어 그에 수용된 원수를 통과시켜 고액분리하는 금속막 모듈; 상기 금속막 분리조 일측에 설치되며, 내부에 활성탄 흡착층이 구비되어 금속막 모듈을 통과한 여과수의 용해성 유기물과 박테리아를 분해·제거하기 위한 반응조; 일단부가 상기 금속막 모듈의 상부에 연결되고 타단부는 반응조의 하부에 연결되어 상기 금속막 모듈을 통과하는 여과수를 강제흡인하여 배출하며, 상기 금속막 모듈 내부를 부압으로 유지시켜 여과수의 고액분리가 행해지도록 하기 위한 여과수 흡인수단; 일단부가 상기 반응조의 상부에 연결되고 타단부는 상기 금속막 모듈에 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 용존 오존수를 금속막 모듈에 분출시켜 막세정을 수행하는 금속막 역세정수단; 및 오존가스를 발생시키며, 분출관을 구비하여 상기 반응조내에 오존가스를 주입하는 오존가스 발생 및 주입수단을 포함하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치를 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 기존의 막세정방식인 공기나 약액에 의한 방법 대신 산화력이 강한 오존가스를 막모듈의 내부에 주입함으로써 내부 파울링(fouling) 현상 및 막표면에 형성된 케익(cake)층을 방지하여 높은 막투과 유속을 확보하며, 후단에는 활성탄이 결합된 촉매오존 산화방식을 채용하여 전단의 막처리만으로는 그 처리효과가 적은 용해성 유기물과 박테리아의 분해·제거 효율을 높이며, 또한 상기의 두 가지 공정이 병행됨으로서 부지면적의 최소화 및 운영비용의 절감에 기여할 수 있는 효과를 가진다.

Description

금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치{Low concentration wastewater treatment system by metal sieve membrane and catalyst ozone process}

본 고안은 금속막을 이용한 막분리에 의한 고액여과공정과, 활성탄이 결합된 촉매오존 산화공정을 결합한 저농도 폐수처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원수가 유입되는 전단반응조에 신소재와 새로운 막세정 방식을 조합한 금속막 분리공정을 구성하고, 막세정 방법으로 공기나 약액에 의한 세정방법 대신 산화력이 강한 오존가스를 주입하여 높은 막투과 유속을 확보하며, 고액분리후의 여과액을 처리하는 후단반응조에는 활성탄이 결합된 촉매오존 산화방식을 채용하여 전단의 막처리만으로는 그 처리효과가 적은 용해성 유기물과 박테리아를 효율적으로 분해·제거할 수 있는 저농도 폐수처리장치에 관한 것이다.

최근들어, 조건의 변화에 따른 처리수 수질의 심한 변동, 긴 체류시간과 넓은 부지 면적의 소요 등 종래의 전통적 활성 슬러지법이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 오·폐수에 함유된 부유물질등 이물질을 물리적으로 여과처리하는 데 사용되는 분리막 기술(membrane filtration)을 도입한 침지형 막분리 활성슬러지 공정이 활성화되고 있다.

이러한 막분리 활성슬러지 공정에 이용되는 분리막 기술은 생물학적 처리의 가장 큰 문제점으로 지적되고 있는 유입부하의 변동에 따른 처리효율의 저하나 반응조 내의 슬러지 침강효율에 따라 처리성능이 좌우되지 않고, 부유성 고형물이 거의 존재하지 않는 청정한 처리 수질을 얻을 수 있다는 잇점때문에 처리수의 재이용 기술에 적용되고 있으며, 더 나아가 분리막을 이용한 처리효율의 제고를 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다.

그러나, 상기 막분리 방식은 이러한 장점을 지니고 있음에도 불구하고, 실제 막분리 방식을 적용함에 있어서, 시간의 경과에 따라 여과막이 노화되고, 원수 및 오폐수 중에 존재하는 유기물, 무기물, 미생물/대사물질 등이 막표면에 부착됨으로써 야기되는 내부 파울링(fouling)에 의하여 막투과 유속이 저하되고, 막의 폐색으로 인해 막수명이 짧아지는등 여러 문제점을 내포하고 있다. 이러한 문제점은 폐수처리 분야에 있어 좀더 광범위한 막분리 장치를 적용하는데 걸림돌로 작용하고 있으며, 이에 따라 안정된 막투과 유속의 유지 및 막수명의 연장을 실현시키기 위한 방안이 모색되고 있다.

한편, 수경·친수용도, 농업용수 및 하천의 유지용수를 그 목적으로 하는 처리수의 재활용에 있어서, 부유물과 탁도는 제거되고 있지만, 간과할 수 없는 또 다른 중요한 기술적 문제점은 색도와 취기 등 유기물의 잔류에 기인한 박테리아나 조류의 번식에 의한 2차 오염의 가능성이다. 이는 처리수의 재이용에 있어서, 미생물이 번식하기 위한 에너지원이 되는 이분해성 유기물의 제거가 필요함과 동시에, 미생물을 사멸시킬 수 있는 소독효과의 필요성을 시사하고 있다. 따라서, 현재 재활용을 위한 처리수의 유기물 제거 및 소독을 위하여 도입되고 있는 방식은 오존처리공정과 활성탄 처리공정이 별도로 설치 운영되고 있는데, 이로 인하여 과다한 부지면적과 운영비용이 소요되는 문제점이 지적되고 있다.

그리고, 유기물을 제거하기 위하여 기존에는 활성탄에 미생물을 부착/활성화시킴으로써 활성탄의 세정주기 및 교체시기를 연장하는 생물활성탄공정(BAC)이 개발되어 보급되고 있으나, 이 공정은 수온이 낮아지는 경우에 부착미생물의 활성도가 저하되어 처리효율이 떨어지고, 미생물이 유출될 가능성이 큰 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 고안은 상기의 제반문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 원수가 유입되는 전단 반응조에 기존의 막소재로 주로 사용되어 온 고분자계 유기막이나 세라믹의 무기막과는 다른 특성을 지닌 금속막을 채용하고, 고액분리후 여과액을 처리하기 위해 마련된 후단반응조에는 활성탄이 결합된 촉매오존 산화방식을 채용하여, 막처리만으로는 처리효과가 적은 용해성 유기물과 박테리아의 분해·제거효율을 향상시킨 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 후단측 반응조가 활성탄 흡착과 촉매오존 산화를 결합한 공정을 수행하도록 하여 저온에서도 처리 효율을 높일 수 있고, 오존 자체의 산화력을 이용한 소독과 활성탄의 흡착능력을 동시에 활용함으로써, 활성탄의 재생효과를 촉진할 수 있고, 용존오존수를 막세정에 활용함으로써 막투과유속의 회복 및 유지효과를 극대화한 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 고안은 금속막 공정과 활성탄 촉매오존 공정을 연계하여 막의 수명을 최소 15년 이상 보장하며, 사용 부지면적을 감소시켜 종래의 중수도 및 정수처리 시스템을 대체할 수 있는 저농도 폐수처리장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략적인 모식도.

도2는 활성탄 및 촉매오존공정을 실시하였을 경우, 시간경과에 따른 pH의 변화를 나타낸 그래프.

도3은 활성탄 및 촉매오존공정을 실시하였을 경우, 시간경과에 따른 TOC의 제거율을 나타낸 그래프.

도4는 활성탄 및 촉매오존공정을 실시하였을 경우, 시간경과에 따른 UV₂₅₄흡광도 감소율을 나타낸 그래프.

도5는 활성탄 및 촉매오존공정을 실시하였을 경우, 시간경과에 따른 CODcr의 제거율을 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 금속막 분리조 2 : 반응조

3 : 오존가스 발생 및 주입장치 4 : 금속막 모듈

5 : 활성탄 흡착층 6 : 흡인배관

7 : 배오존가스 및 용존오존수 공급배관 8 : 배오존가스 처리장치

9 : 드레인관 10 : 흡인펌프

12: 밸브

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 외부로부터 유입된 원수를 수용하여 슬러지를 침적시키기 위한 금속막 분리조; 상기 금속막 분리조 내에 적어도 하나 이상 설치되어 그에 수용된 원수를 통과시켜 고액분리하는 금속막 모듈; 상기 금속막 분리조 일측에 설치되며, 내부에 활성탄 흡착층이 구비되어 금속막 모듈을 통과한 여과수의 용해성 유기물과 박테리아를 분해·제거하기 위한 반응조; 일단부가 상기 금속막 모듈의 상부에 연결되고 타단부는 반응조의 하부에 연결되어 상기 금속막 모듈을 통과하는 여과수를 강제흡인하여 배출하며, 상기 금속막 모듈 내부를 부압으로 유지시켜 여과수의 고액분리가 행해지도록 하기 위한 여과수 흡인수단; 일단부가 상기 반응조의 상부에 연결되고 타단부는 상기 금속막 모듈에 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 용존 오존수를 금속막 모듈에 분출시켜 막세정을 수행하는 금속막 역세정수단; 및 오존가스를 발생시키며, 분출관을 구비하여 상기 반응조내에 오존가스를 주입하는 오존가스 발생 및 주입수단을 포함하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치를 제공한다.

여기서, 상기 금속막 모듈을 구성하는 금속막은 유효여과면적이 양면합계 0.12m²이고, 막공경은 0.2㎛이다. 또한, 상기 금속막은 스테인레스강의 금망에 스테인레스강의 분말을 도포하여 소결한 것을 특징으로 한다.

상기 오존분출수단은 플라즈마에 의해 공기중의 산소를 오존으로 변환시키고, 고압을 이용해 상기 오존가스를 여과수에 용해시키는 플라즈마 장치를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안에 의한 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치는 오존가스를 여과수에 용해시킨 용존 오존수를 금속막에 투입하여 막세정을 효율적으로 수행하며, 막처리만으로는 그 처리효과가 적은 용해성 유기물과 박테리아를 효율적으로 분해·제거하기 위해 구현된 것으로, 본 고안의 실시예에서는 도1에 도시된 바와 같이, 외부로부터 유입된 각종 오·폐수를 포함하는 원수를 수용하여 슬러지를 침적시키기 위한 금속막 분리조(1)와; 상기 금속막 분리조(1)와 후술할 반응조의 하단에 각각 설치되어 조 하단에 침적된 슬러지를 배출하기 위한 드레인관(9)과; 상기 금속막 분리조(1) 내에 소정 간격으로 다수 설치되며, 상기 금속막 분리조(1)로 유입되어 상승하는 원수를 통과시켜 고액분리를 행하는 금속막 모듈(4)과; 상기 금속막 분리조(1) 일측에 설치되며, 중간부에 활성탄 흡착층(5)이 위치되되, 이 활성탄 흡착층이 결합된 촉매오존산화공정을 수행하여 금속막 모듈(4)을 통과한 여과수의 용해성 유기물과 박테리아를 분해·제거하는 반응조(2)와; 상기 반응조(2)의 외부에 설치되어 오존을 발생하며, 관로(pipe)을 통해 오존을 공급하되, 상기 반응조(2)의 내측 하부에서 상측으로 오존을 분출시키는 오존 발생 및 주입장치(3)와; 일단부가 상기 다수의 금속막 모듈(4)의 상부에 각각 연결되고 타단부는 반응조(2)의 하부에 연결되어 상기 금속막 모듈(4)을 통과하는 여과수를 반응조(2)측으로 이송하기 위한 경로를 제공하는 흡인관(6)과; 상기 흡인관(6) 상의 소정위치에 설치되어 금속막 모듈(4)을 통과한 여과수를 강제 흡인할 수 있도록 구동하며, 상기 금속막 모듈(4)의 내부를 부압으로 유지시켜 여과수의 고액분리가 행해지도록 하는 흡인펌프(10)와; 일단부가 상기 반응조(2)의 상부에 연결되고 타단부는 상기 금속막 모듈(4)에 연결되어 상기 반응조(2)로부터 배출되는 배오존가스 및 용존 오존수를 금속막 모듈(4) 내부로 분출시켜 막세정을 수행하는 배오존가스 및 용존오존수 분출배관(7)과; 상기 금속막 모듈(4) 상부와 반응조(2)에 각각 연결되어 막세정후 발생된 잔류오존가스와 반응조(2)에서 발생되는 오존가스를 제거하기 위한 배오존가스 처리장치(8)를 포함한다.

또한, 상기 배오존가스 및 용존오존수 공급배관(7)상의 소정위치에는 밸브(12)가 설치되어 막세정에 필요한 배오존 가스 및 용존오존수의 공급하고, 또잉여 배오존 가스 및 용존오존수는 배오존가스 처리장치(8)측으로 배출되도록 제어한다.

상기 금속막 모듈(4)은 상부에 여과수 흡인관(6)과 연결되는 흡인구와, 배오존 가스 및 용존오존수 분출배관(7)과 연결되는 오존수 주입구가 각각 형성되며, 양측면이 개방된 여과 틀체와; 상기 틀체의 양측면에 설치되는 금속막으로 구성된다. 특히, 상기 금속막 모듈(4)은 여과를 위해 차지하는 처리시스템의 소요면적을 줄일 수 있는, 즉 금속막 분리조(1)내에서 집적밀도를 높이기 위해 평막형의 상자구조로 되어 있다.

상기 금속막 모듈(4)에서의 금속막은 높은 온도나 압력에서도 운용이 가능하며, 충격에 강하고, 오존에 의한 세정이 가능하다. 또한, 상기 금속막은 유효여과면적이 양면합계 0.12m²이고, 막공경은 0.2㎛의 크기를 가짐으로써, 단면을 두께가 얇아 막의 세정에 유리하게 작용한다. 상기 금속막은 기존의 막분리시스템에서 주로 사용되어 온 유기성 재질 성분계의 막재질보다 내구성, 내충격성, 내화학약품성이 뛰어난 서스316L(sus316L)의 스테인레스 재질로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서의 상기 금속막은 SUS316L의 스테인레스강 금망에 스테인레스강 분말을 도포하여 소결한 구조로 되어 있다.

또한, 본 실시예에서는 여과전의 건조한 금속막은 낮은 막간차압에서 물을 튕겨 내는 경향이 있고, 결국 초기 막투과 유속을 낮게하므로, 사용 전에 금속막을 20%(v/v) 에탄올 용액에 침적시키는 방법으로 친수화(Hydrophilication)처리를 하였다.

상기 오존발생 및 주입장치(3)는 플라즈마에 의해 공기중의 산소를 오존으로 변환시키고, 고압을 이용해 상기 오존가스를 여과수에 용해시키는 플라즈마 장치를 포함하며, 간헐적인 방식으로 용존오존수를 주입하는 구조로 이루어져 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 금속막 모듈(4)이 금속막 분리조(1)내의 원수에 침적된 상태에서, 상기 금속막 분리조(1)의 유입구를 통하여 원수가 유입되면, 원수의 흐름은 하강류를 형성한 후 다시 상승하여 금속막 모듈(4)측으로 유입된다.

이때, 상기 흡인펌프(10)의 가동에 의해 금속막 모듈(4) 내부 압력을 금속막 모듈 외부의 압력보다 작게 한 흡인여과방식을 통해 고액분리를 행한다. 즉, 상기 흡인펌프(10)로부터 제공되는 흡입력에 의해 상기 금속막 모듈(4)을 통과하는 여과수를 강제 흡인하게 되며, 상기 흡인된 여과수는 흡인관(6)을 통해 활성탄 흡착 및 촉매오존반응을 수행하는 반응조(2)로 유입된다.

상기 흡인펌프(10)의 흡입력은 상기 금속막 모듈(4)의 내부를 부압으로 유지시키게 되는데, 이때의 상기 부압에 의해 원수의 고액분리가 용이하게 행해지게 되는 것이다. 상기 원수의 고액분리가 행해지고 난 후에 금속막 분리조(1) 하부로 침적되는 잉여슬러지는 드레인관(9)을 통하여 외부로 배출된다.

상기 금속막 모듈(4)를 통한 원수의 고액분리가 행해지는 과정에서, 상기 반응조(2)에는 오존발생 및 주입장치(3)를 통해 오존이 주입되고, 고압을 이용해 상기 오존가스를 여과수에 용해시켜 관로를 통해 상측으로 분출하게 된다. 이와 같이상기 반응조(2)에서는 오존자체의 산화력을 이용하여 고액분리되어 유입되는 여과수를 소독함으로써 저온에서도 처리효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 반응조(2)에서는 잔류오존의 일부가 활성탄에 부착되어 낮은 pH에서도 산화력이 강한 다양한 종류의 라디칼을 형성하게 함으로써 활성탄에 포착된 오염물질을 산화시켜 활성탄 흡착층(5)을 재생한다.

상기 반응조(2)에서 만들어진 용존오존수 및 오존가스는 공급배관(7)에 간헐적으로 주입되고, 상기 용존오존수는 상기 금속막 모듈(4)의 내부로 분사되어 금속막을 세정하게 된다.

이와 같이, 산화력이 강한 용존오존수를 금속막 모듈(4)의 내부에 분사하게 되면, 내부 파울링 현상 및 막표면에 케익층(Cake layer)이 형성되는 것을 방지하여 항시 높은 막투과유속을 유지할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 금속막 세정을 수행한 후, 발생하는 잔류오존 가스는 금속막 분리조 상부에 위치한 배오존가스 처리장치(8)를 통해 제거한다.

다음은 상기 활성탄 및 촉매오존공정을 사용한 배치 테스트(Batch Test)에서 제거율에 대한 조사내용을 설명한다.

4가지 대상에 대한 각 시간별 제거율을 조사하였는데, 이는 1. pH 변화율, 2. TOC 제거율, 3. UV₂₅₄흡광도 감소율, 4. COD_cr의 제거율이며, 오존공정, 활성탄공정 및 활성탄 및 촉매오존공정을 비교한 것이다.

도2는 시간에 따른 pH의 변화를 나타낸 것으로, 오존공정의 경우 시료의 pH는 반응시간 5분까지 급격히 내려가다가 차후 완만한 양상으로 pH가 내려가는 것을 확인할 수 있으며, 이에 반해 활성탄 공정은 반응시간 1분까지 pH가 약간 내려가다가 그 이후 거의 일정한 양상을 나타냈고, 활성탄 및 촉매오존 공정은 오존공정과 비슷한 양상을 나타내었으나, 오존공정보다는 약간 높게 나타났다. 이는 활성탄이 오존처리시 발생되는 부산물 중 유기산과 같은 산성분을 흡착하여 완충작용을 한 것으로 사료된다.

도3은 시간에 따른 TOC의 제거율을 나타낸 것으로 반응시간 30분동안에 오존공정은 40%의 제거율을 나타내었으나, 활성탄 공정은 10%의 제거율을 나타내었고, 활성탄 및 촉매오존공정은 50%까지 제거율이 증가하였다. 오존공정과 활성탄 및 촉매오존공정의 TOC 제거율은 반응시간 8분까지 급격히 상승하다가 그 이후 완만한 양상을 나타내었고, 활성탄 공정은 반응시간 5분까지 증가하다가 거의 일정한 수준을 유지하는 것으로 나타나고 있으며, 활성탄 및 촉매오존공정에 의한 TOC 제거율이 오존 단독공정에 비해 1.25배, 활성탄 공정에 비해 5배의 효과를 나타냈다.

도4는 시간에 따른 UV₂₅₄흡광도 감소율을 나타낸다. 오존공정과 활성탄 및 촉매오존공정은 거의 같은 양상으로 반응시간 8분까지 급격히 감소하여 100%에 가까운 감소율을 나타내었으나, 반면에 활성탄 공정은 반응시간 20분동안 완만한 감소율을 보이다가 20분 이후 10% 감소율로 일정해졌다.

도5는 시간에 따른 CODcr의 제거율을 나타낸 것으로, 다른 측정항목에 비해 측정치가 일정하지 않았으나, 오존공정의 CODcr 제거율은 반응시간 10분까지 급격히 증가하다 거의 일정해지는 양상을 보였으며, 활성탄 공정은 공정을 진행시킴에 따라 오히려 원액보다 CODcr이 증가하였다. 활성탄 및 촉매오존공정은 반응초기에 활성탄의 영향으로 CODcr이 증가하였지만, 반응시간 3분부터 8분까지는 급격한 제거율 증가를 나타내었다. 전반적으로 오존공정은 반응시간 30분동안 최고 67%의 제거율을 나타낸 반면, 활성탄 및 촉매오존공정은 반응시간 20분에 70%까지 제거율을 보여 활성탄의 영향이 매우 미약한 것을 확인하였다.

또한, 활성탄 및 촉매오존공정에서 활성탄을 대신해 제올라이트를 사용해 보았는데, 전체적인 면에서는 거의 비슷한 효율을 보였으나, 반응초기에 활성탄이 유기물을 무기화시키는 효율이 제올라이트보다 큰 것을 확인하였다.

상기에 나타난 결과에서 알 수 있듯이, 금속막 분리공정 이후에 활성탄 및 촉매오존공정에 의한 TOC 및 난분해성 유기물질의 제거 효율이 기타 공정에 의한 것보다 우수한 것으로 판명되었다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 금속 분리막을 이용한 고액분리공정과, 고액분리되어 처리된 여과수를 재처리하는 활성탄 및 촉매오존공정을 연계시킴으로써, 막처리만으로는 처리효과가 적은 용해성 유기물과 박테리아를 효율적으로 분해·제거할 수 있으며, 기존의 막세정방식인 공기나 약액에 의한 방법 대신 산화력이 강한 오존가스를 막모듈의 내부에 주입함으로서 내부 파울링(fouling) 현상 및 막표면에 형성된 케익(cake)층을 방지하여 높은 막투과 유속을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 고안은 종래의 중수도 및 정수처리시스템을 대체할 수 있는 통합 시스템으로서, 막 수명을 15년 이상 보장할 수 있고, 처리공정의 자동화 등의 장점이 있어 중수도 및 정수처리 분야의 상용화를 앞당길 수 있으며, 사용 부지면적을 감소시킬 수 있어 기존 처리시스템에 쉽게 적용시킬 수 있으므로 기존시설을 그대로 활용하면서 집적한 추가 처리시스템의 도입으로 경제적으로 처리효율을 높일 수 있는 다른 효과가 있다.

또한, 본 고안은 지금까지 적용되어 온 타 기술보다도 국내 실정에 적합한 기술이라 판단되며, 운영관리의 효율화 및 집적화를 통한 소형 중수도처리기술로 이 분야에서는 어느 기술보다도 경제적인 경쟁력을 가질 수 있다.

Claims (8)

1. 외부로부터 유입된 원수를 수용하여 슬러지를 침적시키기 위한 금속막 분리조;

   상기 금속막 분리조 내에 적어도 하나 이상 설치되어 그에 수용된 원수를 통과시켜 고액분리하는 금속막 모듈;

   상기 금속막 분리조 일측에 설치되며, 내부에 활성탄 흡착층이 구비되어 금속막 모듈을 통과한 여과수의 용해성 유기물과 박테리아를 분해·제거하기 위한 반응조;

   일단부가 상기 금속막 모듈의 상부에 연결되고 타단부는 반응조의 하부에 연결되어 상기 금속막 모듈을 통과하는 여과수를 강제흡인하여 배출하며, 상기 금속막 모듈 내부를 부압으로 유지시켜 여과수의 고액분리가 행해지도록 하기 위한 여과수 흡인수단;

   일단부가 상기 반응조의 상부에 연결되고 타단부는 상기 금속막 모듈에 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 용존 오존수를 금속막 모듈에 분출시켜 막세정을 수행하는 금속막 역세정수단; 및

   오존가스를 발생시키며, 분출관을 구비하여 상기 반응조내에 오존가스를 주입하는 오존가스 발생 및 주입수단

   을 포함하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속막 분리조의 금속막 모듈 상부와 반응조에 각각 연결되어 막세정후 발생된 잔류오존가스와 반응조에서 발생되는 오존가스를 제거하기 위한 배오존가스 처리수단을 더 포함하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속막 모듈이 평막형의 상자로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 금속막 모듈은 서스316L(sus316L)의 스테인레스강 금망에 스테인레스강의 분말을 도포하여 소결하며, 에탄올용액을 이용하여 친수화 처리를 한 것을 특징으로 하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속막모듈의 금속막은 유효여과면적이 양면합계 0.12m²이고, 막공경은 0.2㎛인 것을 특징으로 하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 오존가스 발생 및 주입수단은

   플라즈마에 의해 공기 중의 산소를 오존으로 변환시키고, 고압을 이용해 상기 오존가스를 여과수에 용해시키기 위한 플라즈마 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 여과수 흡인수단은

   금속막 모듈의 흡인구에 연결된 배출관;

   상기 배출관상에 설치되어 상기 금속막 모듈 내부로 유입되는 여과수를 강제 흡인하는 흡인펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 오존가스 발생 및 주입수단의 분출관이 반응조의 활성탄 흡착층 하부에 위치되어 상측으로 오존가스를 분출하는 것을 특징으로 하는 금속막과 촉매오존공정을 이용한 저농도 폐수처리장치.