KR200366659Y1 - 하천 정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하천 정화 또는 호수 그리고 강 등에서 오니 및 오탁수등에 의해서 오염된물을 정화시키기 위한 하천 정화 시스템에 관한 것이다.

본 고안은 하천, 호수 또는 강등의 오니 및 오탁수, 그리고 오니에 의해서 오염된 퇴적물을 효율적이고 안정적으로 정화시킬수 있는 새로운 형태의 하천 정화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 하천 정화 시스템은 하천 또는 호수 그리고 강등에서 오염된 퇴적물(모래,자갈,적토등)을 채취하고 공급하기 위한 공급조와, 소정약품을 수용하고 공급하기 위한 약품탱크와, 상기 오염된 퇴적물을 세정하는 세척수를 수용하고 저장하기 위한 저장조와, 상기 채취수단으로 부터 공급되는 세척수를 사용하여 2차 세정후, 이 세척된 세척물을 외부로 이송시키기 위한 세척조와, 상기 세척조로부터 공급되는 친수성 입자를 포함하는 오염물을 수용하고, 상기 약품탱크로 부터 공급되는 약품에 의해서 상기 오염물의 친수성 입자를 소수성 입자로 변화시키기 위한 제1 반응조와, 상기 소수성 입자를 포함하는 오염물이 슬러지(sludge)와 상등수로 분리되게 한후, 상기 상등수를 외부로 방류시키는 농축조와, 상기 농축조로부터 이송된 슬러지를 탈수시켜서 슬러지 케이크로 형성시키는 수평연속식 원심분리기(decanter type cenfrifuge)와, 상기 슬러지 케이크를 외부로 이송시키는 컨베이어 장치 및 상기 원심분리기에서 슬러지로부터 분리되는 슬러지를 수용하기 위한 여액조를 포함한다.

Description

하천 정화 시스템{A cleanup system of a rivers}

본 고안은 하천 정화 또는 호수 그리고 강 등에서 오니 및 오탁수등에 의해서 오염된물을 정화시키기 위한 하천 정화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 지표면에 떨어진 비, 눈등이 모여 산지와 평야을 흘러 바다나 호수로 들어가는 냇물 또는 강, 이물이 흘러 가는길을 하도(河道) 하도바닥을 하상(河床)이라고 한다. 하천은 물이 모여드는 범위가 유역이고, 두개 하천의 유역이 서로 만나는 경계가 분수계이다.

지상으로 떨어져 내린 물은 모두 하천으로 직접 흘러드는 것이 아니고, 일부는 지하로 스며들어 토양속을 흘러 지하수를 이루머, 지하로 침투한 물은 하류에서 분출되어 하천에 더해진다. 또 강 수의 일부는 지표면이나 수면등에서 증발하고, 식물의 증산 작용에 의해 공기 속으로 되돌아 가며, 바다에 이르는 물도 그곳에서 증발하고 그뒤 냉각되어 물방울이 되고 비가 된다. 이렇듯 물은 지구상이나 그 지층의 지하 및 공기속을 순환하고 있으며, 하천은 그 순환 과정 속에서 중요한 위치을 차지한다.

이러한 하천 이용에서 하천의 수량과 수질은 중요한 요소이다. 수질의 성분 가운데 가장 보편적으로 화학분석이 행해지는 것은 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨,철, 암모니아등의 양이온 탄산, 황산, 염소, 초산, 인산, 질소등이고 최근에는 하천의 유기오염에 관한 환경기준 설정을 위해 PH,BOD(생물화학적 산소요구량), SS(부유물질량) DO(잔존산소량) 대장균 수등의 항목이 측정되고 있으며, 수질을 결정하는 요인으로서 자연적 요인으로는 유역의 지질과 암석, 강수, 온천, 해양등, 사회적 요인으로는 도시, 광산, 공업, 축산(양돈)의 배수등을 들수 있다.

하천의 물속에 용해되어 있는 염분 농도는 강수량과 유역내에서 지질의 영향을 받고, 세계 하천의 평균 염분 농도는 120ppm 이며, 한국의 하천은 70ppm 이하로 세계의 평균보다 상당히 낮다.

특히, 칼슘이 적고 규산, 나트륨이 많은 것은 석회암 지역의 면적비가 작기 때문이고, 망간, 철, 질소 화합물은 미량이라도 음료 용수로 쓰는 것은 바람직하지 않다.

최근 한국에서는 도시 하수와 공장 폐수에 의한 수질 오염이 급속히 진행되어 하천뿐 아니라 해양오염까지 확산되고 있으며, 유해물질의 종류와 양도 많으며 대도시를 흐르는 모든 강은 오염이 심하여 거대한 폐수구가 되고 있고, 이러한 하천의 오염 방지를 위해 수질 환경 보전의 철저한 운영 및 국민의 자각이 요구 되는 바, 종래 오니 및 오탁수 등에 오염된 하천을 정화하는 방법으로는 퇴적된 오니를 준설(dredging)하여 없애는 방법과 오니가 퇴적된 상태로 봉입하여 처리하는 방법이 있다. 퇴적된 오니를 준설하여 없애는 방법은 준설한 오니와 오탁수를 자연 침전 또는 태양 건조시키는 방법과 탈수기등에서 탈수시키는 방법이 있다. 그러나 자연침전 또는 태양건조 시키는 방법은 오니와 오탁수를 수용하기 위한 처리장소가 필요하기 때문에 광범위한 면적의 확보가 어려우며, 악취나 오니와 오탁수의 유출 대책등의 관리가 어려운 문제가 있었고 탈수기를 이용하여 탈수시키는 방법은 침전, 농축, 조절의 전처리 공정이 요구되며, 탈수된 오니물질인 슬러지 케이크(sludge cake)는 함수율이 80%∼90%로 되므로 슬러지 케이크를 다시 건조하고 소각하는 후처리 공정이 요구된다.

또한 탈수기에서 분리된 물은 미립자를 다량으로 함유한 슬러지 수이기 때문에 별도의 후처리 공정도 요구되므로 오니와 오탁수를 대량으로 처리하기 위해서는 대규모의 설비가 필요한 비경제적인 문제가 있었으며, 마지막으로 오니가 퇴적된 상태로 봉입하여 처리하는 방법은 퇴적된 오니의 표층을 콘크리트로 덮는 바, 이 방법은 수중에서 수행되는 작업이기 때문에 오탁수가 확대되어 오염지역이 확산되는 문제가 발생되고 또 하천의 바닥을 덮는 방법이므로 생태계를 파괴시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 하천, 호수 또는 강등의 오니 및 오탁수, 그리고 오니에 의해서 오염된 퇴적물을 효율적이고 안정적으로 정화시킬수 있는 새로운 형태의 하천 정화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 하천 정화 시스템은 하천 또는 호수 그리고 강등에서 오염된 퇴적물(모래,자갈,적토등)을 채취하고 공급하기 위한 공급조와, 소정약품을 수용하고 공급하기 위한 약품탱크와, 상기 오염된 퇴적물을 세정하는 세척수를 수용하고 저장하기 위한 저장조와, 상기 채취수단으로 부터 공급되는 세척수를 사용하여 2차 세정후, 이 세척된 세척물을 외부로 이송시키기 위한 세척조와, 상기 세척조로부터 공급되는 친수성 입자를 포함하는 오염물을 수용하고, 상기 약품탱크로 부터 공급되는 약품에 의해서 상기 오염물의 친수성 입자를 소수성 입자로 변화시키기 위한 제1 반응조와, 상기 소수성 입자를 포함하는 오염물이 슬러지(sludge)와 상등수로 분리되게 한후, 상기 상등수를 외부로 방류시키는 농축조와, 상기 농축조로부터 이송된 슬러지를 탈수시켜서 슬러지 케이크로 형성시키는 수평연속식 원심분리기(decanter type cenfrifuge)와, 상기 슬러지 케이크를 외부로 이송시키는 컨베이어 장치 및 상기 원심분리기에서 슬러지로부터 분리되는 슬러지를 수용하기 위한 여액조를 포함한다.

도면은 본 고안 정화시스템의 구성에 따른 개략도

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하천정화시스템 2,2a : 채취수단 3 : 공급조

4 : 약품탱크 5 : 저장조 6 : 세척조 7 : 제1반응조

8 : 농축조 9 : 수평연속식원심분리기 10,10a : 컨베이어

11 : 여액조

이하, 본 고안의 구성을 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면은 본 고안의 실시예에 따른 정화 시스템의 전체 구성에 따른 개략적인 도면으로서,

본 고안의 하천 정화시스템(1)은 제1 및 제2의 채취수단(2)(2a)으로 이루어진 공급조(3)와, 다수의 약품탱크(4), 세척수를 수용 및 저장하기 위한 저장조(5), 세척조(6), 제1반응조(7), 농축조(8), 수평연속식원심분리기(9), 컨베이어(10)(10a), 여액조(11) 등으로 구성되며 도면중 미설명 부호(12)는 호퍼, (13)은 퇴적물을 지칭하고 있다.

이 시스템은 친수성 입자를 포함하는 오염물인 헤드로 및 하상의 자갈 또는 모래 그리고 적토등에 침적 및 부착되어 있는 오니와 오탁수 및 중금속류등을 정화 시킬수 있다. 상기 제1 및 제2의 채취수단(2)(2a)은 하상의 자갈 또는 모래 그리고 적토등의 퇴적물(13)을 채취하여 호퍼(12)로 공급한다. 상기 퇴적물(13)은 스크류 컨베이어(10a)를 통하여 상기 공급조(3)에 공급되며, 이 공급조(3)는 오염된 퇴적물(13)에 부착된 오염물질을 완벽하게 정화시키기 위하여 각기 비중과 크기가 다른 상기 퇴적물(13)을 잘 혼합토록 한다. 또 오염물질을 이탈시키기 위하여 오염된 퇴적물(13) 상호간 강력한 마모가 이루어지도록 하며, 2차 오염을 방지하기 위하여 저장조(5)에 저장된 세척수에 의해서 2차 세정을 한다. 상기의 2차 세정을 거친 세정물은 외부로 이송되고 이때 세척조(6)은 탈기된 오염물을 완벽하게 처리하기 위하여 최소의 세척수로서 고농도의 오염물을 취하도록 하여야 하며, 이 세척조(6)에서 발생하는 오염물은 친수성 입자를 포함하는 오염물인 헤드로와 같은 오염물이다. 전술한 바의 제2 채취수단(2a)는 하천에서 헤드로를 채취하기 위한 펌프(미도시됨)와 친수성 입자를 포함하는 오염물을 분리하기 위한 드럼스크린(미도시됨) 등으로 구성된다.

상기의 오염물은 다시 제1 반응조(7)로 공급되면서 상기 세척조(6) 에서 발생되는 오염물은 상기 제2 채취 수단(2)에 의해서 공급되는 헤드로와 같이 제1반응조(7)에서 다수의 약품탱크(4)로 부터 공급되는 약품에 의해서 처리된후 제1반응조(7)의 오염물은 농축조(8)로 이동되어 침전되고, 농축조(8)에서 상기 오염물과 분리된 상등수는 다시 저장조(5)에 수용되어 세척수로 재사용할수 있도록 하며, 상기 농축조(8)에서 침전된 슬러지는 수평연속식원심분리기(9)에서 분리된 슬러지 수는 여액조(11)로 수용된다.

상기 약품탱크(4)에는 유기물처리제, 중금속 불용출제, 응집보조제, PH조절제, 용결제, 그리고 폴리머등이 수용되며, 상기, 여액조(11)에 수용된 슬러지 케이크는 노화되어 파쇄된후 벨트컨베이어(10a)를 통하여 매립장 또는 야적장으로 이송된다.

이상과 같은 본 고안은 하천 또는 호수 그리고 강등의 오니 및 오탁수, 자갈, 모래 및 적토등의 퇴적물을 연속적으로 투입하여 기계적 및 물리적 특성을 가하여 연속적으로 정화시킬수 있고 또한 본 고안은 오니 또는 오탁수를 정화시킬때 오니와 오탁수의 유출 또는 그들의 악취에 대한 대책등의 관리가 용이하며, 오니와 오탁수로 인하여 발생되는 2차오염을 방지할수 있고, 특히 본 고안은 좁은 공간에도 설치 가능하여 오염된 현지의 상황에 따라서 이동이 가능하므로 소규모의 설비로 하천 또는 호수 그리고 강등의 정화를 용이하게 수행할수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 하천 정화 시스템(1)에 있어서,

   제 1 및 제 2의 채취수단(2)(2a)으로 이루어진 공급조(3)와;

   소정약품을 수용하고 공급하기 위한 다수의 약품탱크(4)와;

   세척수를 수용 및 저장하기 위한 저장조(5)와;

   제1채취수단(2)으로 부터 공급되는 오염된 퇴적물을 세척수가 수용된 저장조(5)에서 1차 세척하고, 저장조(5)로 부터 공급되는 세척수를 사용하여 2차 세정후 세척물을 외부로 이송시키기 위한 세척조(6)와;

   세척조(6)로 부터 공급되는 친수성입자를 포함하는 오염물을 수용하고 약품탱크(4)로 부터 공급되는 약품에 의해서 오염물의 친수성 입자를 소수성 입자 변화시키기 위한 제1반응조(7)와;

   소수성입자를 포함하는 오염물의 슬러지와 상등수로 분리되도록 한후 상등수를 외부로 방류시키는 농축조(8)와;

   농축조(8)로 부터 이송된 슬러지를 탈수시켜서 슬러지 케이크로 형성시키는 수평연속식원심분리기(9)와;

   원심분리기(9)에서 분리되는 슬러지 수를 수용하기 위한 여액조(11)와;

   상기 슬러지수를 외부로 이송시키는 벨트컨베이어(10a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하천정화 시스템.