KR200389747Y1

KR200389747Y1 - 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치

Info

Publication number: KR200389747Y1
Application number: KR20-2005-0011499U
Authority: KR
Inventors: 김이호; 김석구; 이상호; 김종오
Original assignee: 주식회사 에코썸; 한국건설기술연구원
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2005-07-14

Abstract

본 고안은, 막분리를 이용하되, 막의 세정수단으로 산화력이 강한 오존가스를 막 모듈의 내부에 주입하여 내부 파울링 현상 및 막 표면에 형상된 케익층(cake layer) 형성을 방지하여 항상 높은 막투과 유속을 유지할 수 있고, 오존의 주입을 통해, 유입수 중에 존재하는 미량오염물을 분해하거나 무독화 시킬 수 있으며, 또한, 막의 재질로서 내오존성 소재로 이루어진 여과막을 사용하여, 통상의 수지막(유기성 재질막)으로는 불가능한 오존의 적용을 가능하게 하고, 막의 수명을 거의 반영구적으로 연장시킬 수 있는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 우수 내의 부유물을 1차적으로 제거하는 스크린; 유출된 우수가 유입되어 수용되며, 오염수와 슬러지를 분리하는 분리조; 상기 분리조내에 설치되어 그 내부로 유입되는 원수를 여과하고 세정하는 여과 및 세정수단; 상기 여과 및 세정수단의 하부에 설치되며 오존함유가스를 분출시켜 버블링하여, 상기 여과 및 세정수단의 외면 및 내부로 공급하여 세정하는 오존함유가스 분출수단; 일단이 상기 여과 및 세정수단의 상부에 연결되어 그를 투과한 투과수를 흡인하여 배출시키는 투과수 배출수단; 및 상기 분리조의 외측에 설치되어 상기 오존함유가수 분출수단과 투과수 배출수단에 오존함유가스를 선택적으로 공급하는 오존발생수단을 포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치를 제공하고, 우수 처리방법에 있어서, 금속막으로 이루어진 여과막 모듈이 분리조 내의 원수에 설치된 상태에서, 흡인펌프에 의해 상기 여과막 모듈내로 원수가 흡인되어 고액분리를 행하는 제1단계; 상기 여과막 모듈 내부로 흡입된 원수에 오존발생장치에 의해 발생된 오존가스를 간헐적으로 주입하여 막세정을 실시하는 제2단계; 및 상기 오존발생장치에 의해 발생된 오존가스를 산기관을 통해 분출시키고 그 버벌링에 의해 여과막 모듈의 외측면을 세정하는 제3단계를 포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리방법을 제공한다.

Description

오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치{Treatment apparatus for rainwater using metal membrane combined with ozonization}

본 고안은 침적형 여과막 장치를 이용한 우수처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 막분리를 이용한 오수 및 폐수의 처리에 있어서 간헐적인 오존처리와 같은 막오염 억제방법을 도입하여 그 처리효율을 극대화시킨 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 강우시 도로 노면이나 건물의 집수면에는 자동차 등에서 배출되는 배기가스에 포함되어 있는 미립자, 타이어의 마모에 의한 먼지, 아스팔트의 마모에 의해 발생하는 먼지 등의 환경 오염 물질이, 공장의 매연이나 분진 등의 대기 부유물질 함께 혼합되어 퇴적된다. 상기 혼합된 오염물질에는 다핵방향족탄화수소류(PAHs) 등의 유기계 오염물질이나 카드뮴 등의 중금속류가 함유될 수 있고, 질소나 인과 같은 부영양화 영양염류 등이 함유될 수 있으며, 내 분비계 교란작용을 하는 내분비계 장애물질도 존재할 수 있다.

이와같이, 도로나 집수면에 퇴적된 오염물질은 강우에 의하여 운반되어 우수 및 오수 받이에 유입된 후 관거로 배출된다. 이때, 하수도가 분류식인 경우에는, 상기 오염물질이 처리되지 않고 주변 수역에 유입되게 되는데, 이와 같이 처리되지 않은채 주변 수역으로 유입된 오염물질은 부영양화를 초래할 수 있고, 내분비계 장애물질이 생태계에 악영향을 미칠 수도 있다.

한편, 하수도가 합류식인 경우, 상기 오염물질은 하수처장에 유입되어 처리되지만, 오염물질에 중금속이 포함되어 있으면, 이를 제거하기 위한 별도의 처리수단을 필요로 하기 때문에, 하수처리 비용이 높아지며, 처리과정이 복잡해 지는 문제점이 있었다. 따라서, 유출된 우수를 효율적으로 처리할 수 있는 수처리 방법이 제공하는 것이 바람직하다.

여러가지 수처리 방법 중에서 막분리 방식은 처리과정에서 발생되는 슬러지(sludge)의 침강성에 처리성능이 좌우되지 않고 안정한 수질을 확보할 수 있으며, 최종침전지가 불필요하므로, 처리 소요면적을 절감할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 막분리가 가지는 여러 가지 장점에도 불구하고 실제 막분리의 적용에 있어서, 시간의 경과에 따라, 막의 열화현상이 발생할 수 있으며, 내부 파울링(fouling : 막오염)에 의한 막투과 유속의 저하가 초래될 수 있다. 따라서, 안정된 막투과 유속의 유지 및 막 수명의 연장이라는 과제를 안고 있다. 또한, 정밀여과나 한외여과와 같은 저압 막분리법으로는 오염된 우수중에 존재하는 미량오염물이나 내분비장애물질 등을 효율적으로 제어할 수 없기 때문에 이들의 제거를 역삼투나 나노여과법을 사용하여야 하는데, 이러한 방식은 고압의 처리환경과 높은 처리비용을 필요로하는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 막분리를 이용하되, 막의 세정수단으로 산화력이 강한 오존가스를 막 모듈의 내부에 주입하여 내부 파울링 현상 및 막 표면에 형상된 케익층(cake layer) 형성을 방지하여 항상 높은 막투과 유속을 유지하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 오존의 주입을 통해, 유입수 중에 존재하는 미량오염물을 분해하거나 무독화 시킬 수 있는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 막의 재질로서 내오존성 소재로 이루어진 여과막을 사용하여, 통상의 수지막(유기성 재질막)으로는 불가능한 오존의 적용을 가능하게 하고, 막의 수명을 거의 반영구적으로 연장시킬 수 있는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 우수 내의 부유물을 1차적으로 제거하는 스크린; 유출된 우수가 유입되어 수용되며, 오염수와 슬러지를 분리하는 분리조; 상기 분리조내에 설치되어 그 내부로 유입되는 원수를 여과하고 세정하는 여과 및 세정수단; 상기 여과 및 세정수단의 하부에 설치되며 오존함유가스를 분출시켜 버블링하여, 상기 여과 및 세정수단의 외면 및 내부로 공급하여 세정하는 오존함유가스 분출수단; 일단이 상기 여과 및 세정수단의 상부에 연결되어 그를 투과한 투과수를 흡인하여 배출시키는 투과수 배출수단; 및 상기 분리조의 외측에 설치되어 상기 오존함유가수 분출수단과 투과수 배출수단에 오존함유가스를 선택적으로 공급하는 오존발생수단을 포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치를 제공한다.

상기 분리조는 그 내부에 저면에서 소정거리 떨어진 위치에 직립하게 설치되어 외부로부터 공급되는 원수가 원활한 유동성을 가지고 하강류가 형성되게 하는 공간구획부재를 더 포함할 수 있다.

상기 여과 및 세정수단은, 양측면이 개방된 여과체와, 상기 여과체의 양측면에 설치되는 금속막으로 이루어지는 여과막 모듈; 상기 여과체의 상부에 연통되게 구비되며, 그 일단이 상기 투과수 배출수단에 연결된 흡인구; 및 상기 여과체의 하부와 연통되게 구비되어 상기 오존발생수단의 오존함유가스가 여과체 내부로 주입되게 하기 위한 주입구를 포함할 수 있다.

일 실시예로, 상기 금속막은 유효여과면적이 양면합계 0.12㎡이고, 막공경은 0.2㎛일 수 있다.

상기 금속막은 스테인레스강의 금망에 스테인레스강의 분말을 도포하여 소결하여 형성될 수 있다.

상기 오존함유가스 분출수단은 상기 오존발생수단과 제1주입관을 매개로 연결되어 상기 여과체 외부를 세정하는 산기관(散氣管); 및 상기 오존발생수단에 연결되어 공급되는 오존함유가스를 상기 여과막 모듈의 내부로 주입하는 제2주입관을 포함할 수 있다.

상기 오존발생수단은 그의 내부에 공구중의 산소를 오존으로 변환시키는 플라즈마 장치를 포함할 수 있다.

상기 투과수 배출수단은 상기 여과막 모듈의 흡인구에 연결된 흡입관; 및 상기 흡입관 상에 설치되며, 상기 여과막 모듈 상부에 있는 투과수를 흡인하여 배출하고, 상기 여과막 모듈의 내부를 부압으로 유지시키는 흡인펌프를 포함할 수 있다.

또한, 본 고안은, 상기한 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치를 이용한 우수 처리방법에 있어서, 금속막으로 이루어진 여과막 모듈이 분리조 내의 원수에 설치된 상태에서, 흡인펌프에 의해 상기 여과막 모듈내로 원수가 흡인되어 고액분리를 행하는 제1단계; 상기 여과막 모듈 내부로 흡입된 원수에 오존발생장치에 의해 발생된 오존가스를 간헐적으로 주입하여 막세정을 실시하는 제2단계; 및 상기 오존발생장치에 의해 발생된 오존가스를 산기관을 통해 분출시키고 그 버벌링에 의해 여과막 모듈의 외측면을 세정하는 제3단계를 포함하는 우수 처리방법을 제공한다.

상기 제1단계는 상기 분리조 내에 유입되는 우수가 분리조 내에 직립하게 설치된 구획판과 부딪혀 하강류를 형성하면서 슬러지는 침전되고, 오염수는 여과막 모듈 측으로 상승하는 제4단계를 포함할 수 있다.

상기 제1단계는 상기 흡인펌프로부터 제공되는 부압에 의해 위치가 유지되는 여과막 모듈의 내부 압력을 외부압력보다 작게 하여 고액을 분리하는 제5단계를 포함할 수 있다.

상기 오존발생장치에서 발생된 오존가스는 상기 여과막 모듈의 투과수측으로 공급되어 병원성 미생물과 원생동물을 살균처리하고 미량 유기물과 내분비장애물질 등을 산화처리할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리방법을 나타내는 개념도이다. 도2는 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치를 개략적으로 도시한 블럭도이며, 도3은 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치의 여과막 모듈의 개략도이다.

건축물(10)이나 도로노면(20)에서 유출된 우수(A)는 우수관거(30)를 통해서 집수되며, 막처리장치(40)로 보내진다. 이후, 처리된 우수(B)는 하천이나 호소(50)로 보내진다. 유출우수(A)는 먼저 1mm이상의 고형물을 제거하기 위한 스크린(70a)을 통과하여 분리조(70b)로 유입된다. 상기 분리조(70b) 내에는 여과막 모듈이 설치되어 있으며 하부에는 오존함유가스를 분출시켜 발생된 버블링(bubbling)으로 상기 여과막 모듈(80)의 측면을 세정하는 산기관(90)이 설치되어 있다. 또한, 일단이 상기 여과막 모듈(80) 상부와 연통되고, 상기 여과막 모듈(80)을 투과한 투과수(C)를 흡인하여 후술할 흡인펌프측으로 유입시키는 흡입관(100)이 설치된다.

또한, 상기 흡입관(100)의 타단에는 상기 투과수(C)를 배출시킴과 동시에, 여과막 모듈(80) 내부의 공기를 빼주어 내부압력이 외부압력보다 낮아지게 함으로써, 상기 여과막 모듈(80)의 내부를 부압으로 유지시키는 흡인펌프(110)가 설치되고, 상기 분리조(70b)의 외측에는 상기 여과막 모듈(80)의 투과수측과 산기관(90)에 오존함유가스를 선택적으로 주입하는 오존발생장치(120)가 설치된다.

또한, 상기 오존발생장치(120)에서 발생된 오존함유가스를 상기 산기관(90)으로 공급하도록 제1주입관(130a)이 상기 산기관(90) 및 오존발생장치(120)에 연결되어 설치되고, 투과수(C)측에 오존함유가스를 주입하기 위하여, 일단이 상기 오존발생장치(120)에 연결되고, 타단은 여과막 모듈(80)을 향하도록 제2주입관(130b)이 설치된다. 또한, 흡입관(100)측으로 배출되는 투과수(A)에 오존함유가스를 공급하여 살균처리하도록 제3주입관(130c)이 상기 오존주입장치(120) 및 흡입관(100)에 연결되어 설치된다.

상기 분리조(70b)의 중앙부에는 공급된 우수(A)가 원활한 유동성을 갖도록 한 구획판이 직립으로 배치된다. 이때, 상기 구회판(140)은 분리조(70b) 내부에 저면과 소정거리 떨어져 위치되어, 외부로부터 공급되는 원수가 상기 구획판(140)에 부딪혀 하강류를 형성하면서 슬러지는 침전되고 오염수는 여과막 모듈(80)측으로 상승되게 한다.

상기 여과막 모듈(80)은, 양면으로 개방된 여과체(81)와, 상기 여과체(81)의개방된 양면에 설치된 금속막(82)과, 상기 여과체(81)의 상부에 상기 흡입관(100)이 연결되는 흡인구(83)와, 상기 여과판(81)의 하부에 구비되며, 상기 제2주입관(130b)이 연결되어 그로부터 공급되는 오존함유가스를 여과체(81) 내부로 유입시키기 위한 주입구(84)로 이루어진다.

또한, 본 실시예에서, 상기 금속막(82)의 유효여과면적은 양면합계 0.12㎡ 이며, 막공경은 0.2㎛이며, 상기 금속막(82)은 스테인레스강의 금망에 스테인레스강의 분말을 도포하여 소결한 것이다.

상기 오존발생장치(120)는 플라즈마 장치를 내장하여, 플라즈마에 의해 공기중의 산소를 오존으로 변환시킨다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치는, 여과막 모듈(80)이 분리조(70b) 내의 유입우수(A) 내에 침지된 상태에서, 원수가 유입되면, 상기 원수는 구획판(140)에 부딪히면서 하강류를 형성하고 다시 구획판(140)의 하부를 거슬러 여과막 모듈(80)로 상승 유입된다.

이때, 상기 흡인펌프(110)로부터 제공되는 부압에 의해 상기 여과막 모듈(80)이 수중에 뜬 상태에서 여과막 모듈(80)의 내부 압력을 외부압력보다 작게하여 흡인하는 방식으로 상기 원수(A)의 고액분리를 행하고, 그 후에 원수로부터 분리된 잉여슬러지는 분리조(70b)의 하부를 통하여 제거된다.

그리고, 상기 흡인된 투과수(C)가 있는 여과막 모듈(80) 내부에는 오존발생장치(120)에 의해 발생된 오존가스가 제2주입관(130b)과 주입구(84)를 통해 간헐적으로 주입되어 막세정을 실시한다.

또한, 상기 오존발생장치(120)에 의해 발생된 오존가스는 제1주입관(130a)을 통해 산기관(90)으로 공급되어, 상기 산기관(90)에서 제공되는 오존함유가스 버블링에 의해 여과막 모듈(80)의 측면을 세정한다.

또한, 본 실시예에서 상기 뚜껑(150)을 덮는 것이 분리조(70b)의 상단 개방부를 차폐하는 상태가 되기 때문에, 상기 분리조(70b)가 유입수로 가득 차서 유출우수가 더 이상 들어가지 않는 상태로 된 경우, 그 과잉수는 뚜껑(150)에서 차단되어 분리조(70b) 내로 들어가지 않은 채, 뚜껑의 윗면을 흐른다. 따라서 분리조(70b) 안의 오염수가 교반되어 그의 하부에 침전된 침전물이 같이 휩쓸려 상승 배출되지 않는다.

또한, 상기 오존발생장치(120)에서 발생된 오존함유가스는 제3주입관(130c)을 통해 흡입관(100)측으로 공급되어, 흡입관(100)으로 배출되는 투과수(C)를 산화 및 살균처리하고, 이후 처리된 투과수(C)는 흡인펌프(110)측으로 배출된다.

여기에서, 금속막 여과압력은 60 ∼ 90(kPa)의 범위로 운전되며, 주입오존농도는 20(mgO₃/Lcm³/cycle)이상, 동시에 주입하는 오존양은 금속막 내부체적의 1cm³당 0.27(mgO₃/Lcm³/cycle)이상으로 한다.

또한, 오존함유가스를 막의 투과수 측으로부터 유입원수측으로 분출시킴으로써 막투과 유속의 회복이 현저하게 되고, 특히 주입오존량이 0.53(mgO₃/Lcm³/cycle)이상일 경우 그 회복효과가 보다 월등하다.

이와 같은 동작은, 산화력이 강한 오존가스를 금속막 모듈(80)의 내외부에 주입하여 내부 파울링 현상을 방지하고, 막 표면에 형성되어 케익층(cake layer)의 형성을 방지함으로써 항시 높은 막투과유속이 유지되며, 오존의 적용이 통상의 수지막(유기성재질막)으로는 불가능하나 내 오존성 소재인 금속막을 사용함으로써 가능하도록 한 것이다.

이하, 상기한 금속막 모듈을 사용한 분리조에서의 여과실험 및 세정실험을 행한 결과에 대해서 설명한다.

표1은 세정에 의한 막투과 유속의 회복상황을 비교하기 위하여 여과실험을 수행했을 때의 실험조건을 나타낸 것이다.

Run 1 ∼ Run 3는 금속막 모듈(80)의 하부의 산기관(90)으로부터 공기 또는 오존함유가스를 분출시킨 것이며, Run 4 ∼ Run 11은 오존발생장치(120)로부터 공기 또는 오존함유가스를 금속막 모듈(80)의 투과수(C) 측(내측)에 주입하여 금속막모듈(80)의 원수(A)측(외측)으로 분출시킨 것이다. 이 경우 오존함유가스가 흡입관(100)으로부터 배출되는 것은 아니다.

표1에서 오존농도(mg/L)는 오존함유가스 1L 당 오존량을 나타내며, 주입유량(L/min)은 오존함유가스의 공급유량을 의미한다.

구분조작인자	Run1	Run2	Run3	Run4	Run5	Run6	Run7	Run8	Run9	Run10	Run11
구분조작인자	막 외부로부터의 버블링			막 내부로부터의버블링
오존발생장치
오존농도(mgO₃/L)	0	50	50	0	40	40	40	20	10	40	40
주입유량(L/min)	5	5	10	4	4	2	1	4	4	4	4
주입사이클	5min/20min(3사이클/1hr)			20min/30min(2사이클/1hr)
총주입오존량(mgO₃/사이클)	0	1250	2500	0	320	160	80	160	80	320	320
금속막내부 단위체적당 오존주입율(mgO₃/cm³/사이클)	-	-	-	0	0.53	0.27	0.13	0.27	0.13	0.53	0.53
막모듈
여과압력(kPa)	75	75	75	75	75	75	75	75	75	50	100
여과사이클	10min On,2min Off			24min On, 6min Off
분리조
평균유입SS농도(mg/L)	83 ~ 95

또한, Run1 ∼ Run3의 주입사이클은 20분을 한 사이클 단위로 5분간 주입(15 사이클 단위로 2분간 주입(28분간 여과, 2분간 세정)하는 경우로, 이는 1사이클로서 각각 1시간에 3사이클, 2사이클의 오존세정을 수행한 것이 된다. 즉, 본 고안에 있어서, 1사이클의 의미는 여과조작과 세정조작을 각각 1회 조합한 것으로 한다.

도4는 표1에 나타낸 조작인자에 따른 세정을 실시하였을 경우의 막투과 유속의 시간변화를 나타낸 것이다. 예를 들어 도4 중의 Run1은 표1에 나타낸 조작조건으로 여과/세정을 3시간 걸쳐 실시하고, 그 동안의 막투과 유속의 변화를 측정한 것이다. 도4에 나타난 결과에서 알 수 있듯이 표1의 Run1 ∼ Run4의 조작조건에 따른 세정효과는 3시간 동안의 평균 막투과 유속이 여과초기단계의 막투과 유속의 50%에도 미치지 못하였고, 이러한 조작조건으로는 실제 적용성이 희박한 것으로 판단된다.

그러나, Run5 ∼ Run11의 경우에는 평균 막투과 유속이 여과초기단계의 막투과 유속에 비교적 근접한 값을 유지한 것으로 나타났고, Run5의 경우에는 평균 막투과 유속이 2.0(m³/(m²·day))로 실험조건 중 가장 높은 막투과 유속이 얻어졌다.

조작인자에 따른 처리특성으로서, 오존주입량이 많을수록 평균막 투과유속과 초기막 투과유속의 비(Ja/Ji)가 높아지는 경향을 나타내었고, (Ja/Ji)가 90%이상을 보인 조작조건으로서는 오존농도가 40(mg/L)의 경우 오존함유가스 유량이 2(L/min) 이상이고, 오존농도가 20(mg/L)의 경우에는 오존함유가스유량이 4(L/min)이상일 경우인 것으로 나타났다.

실험결과를 금속막 내부의 단위체적을 기준으로 정리하면 주입한 오존량은 0.27(mgO₃/cm³/cycle)이상, 그리고 주입한 오존농도가 20(mg/L)의 요건을 갖출 때 평균막 투과유속과 초기막 투과유속의 비(Ja/Ji)는 실용적 한계인 90%이상을 만족시킬 수 있다고 판단한다.

여과압력과 평균막 투과유속과 초기막 투과유속의 비(Ja/Ji)의 관계에서는 여과압력이 높을수록 평균막 투과유속과 초기막 투과유속의 비(Ja/Ji)가 작아지고, 이에 따라 에너지 효율이 감소하는 것으로 나타났다.

따라서, 여과압력은 실용적인 막투과 유속이 얻어지는 범위 내에서는 가능한 한 저압으로 운전하는 것이 에너지 효율의 측면에서 유리한 것으로 판단된다. 여과압력은 실험결과로부터 65 ∼ 85(kPa)의 범위가 바람직한 것으로 나타났다.

아래 표2는 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치를 이용하여 유입하수와 막투과액의 평균수질 및 제거율을 실험한 결과를 나타낸 표이다.

조작인자	유입하수	막투과액	제거율(%)
PH	6.5	6.9	-
SS(mg/L)	83	0	100
탁도(degree)	42	1.7	96
색도(degree)	182	58	68
TOC(mgC/L)	61	27	56
T-N(mgN/L)	33	14	58
NH₄ ⁺-N(mgN/L)	15	14	7
T-P(mgP/L)	7.5	4.2	44
일반세균수(개/mL)	3 × 10⁸	검출되지 않음	100

표2는 실험기간동안의 유입하수와 막투과액의 평균수질 및 제거율을 나타낸다. 막투과액의 수질에서 유입하수중의 부유성 고형물질이 완전히 제거됨을 알 수 있고, 그립토스포리움등의 원생동물을 포함한 일반세균도 본 실시예에서 사용한 금속막의 공경인 0.2㎛에서는 검출되지 않았다.

탁도는 거의 100%에 가까운 제거율이 얻어졌지만 색도의 제거율은 평균 68%를 보여 탁도보다 제거율이 낮았다. 총 질소(T-N), 총 인(T-P) 및 총 유기탄소(TOC) 농도는 금속막에 의한 고형물 제거에 동반하여 50% 전후의 제거율을 보였지만 암모니아성 질소와 같은 용해성 물질의 제거율은 낮음을 알 수 있었다.

이러한 실험이 종료된 시점에서 금속막의 외관을 관찰한 결과, 일반적으로 유기재질의 막에서는 흔히 관찰되는 막재질의 산화 파손현상은 나타나지 않았다. 따라서, 금속막은 오존에 대해 충분한 내성을 지니는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 막분리 장치의 적용에 있어서 간헐적 오존 역세정이라는 새로운 막세정 방법을 도입하여 기존의 방법들이 지니고 있던 막세정의 번잡성을 해결하여 장치 운용의 효율성을 극대화 할 수 있으며, 비교적 저렴한 금속막을 사용하여 우수를 처리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 금속막은 유지관리가 간편하고 간헐적인 여과가 가능하기 때문에 비가 올때만 운전이 필요한 우수처리장치로서 적합하며, 간헐적 오존 역세정을 이용한 막세정 방법에 있어 조작인자의 변화에 따른 세정효과를 파악하여 실제 적용에 있어서 각각의 상황에 맞는 조작인자의 최적치를 산정하여 운전설비의 활용도를 극대화할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 오존에 의한 후처리는 처리수 내에 존재하는 미량 유기오염물이나 유해미생물을 제거할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 상기 분리조의 상단개방부는 뚜껑에 의해 개폐 가능하므로, 강우량이 막의 처리용량을 초과할 경우에도, 이 과잉수를 뚜껑을 닫은 상태에서 뚜껑의 윗면을 통해 배출부로 배출시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도1은 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리방법을 나타내는 개념도.

도2는 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치를 개략적으로 도시한 블럭도.

도3은 본 고안에 따른 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치의 여과막 모듈의 개략도.

도4는 표1에 나타난 조작인자에 따른 세정을 실시한 경우의 막투과유속의 시간변화를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 건축물 20 : 도로

30 : 우수관거 40 : 막분리/오존장치

70a : 스크린 70b : 분리조

80 : 금속막 모듈 90 : 산기관

100 : 흡입관 110 : 흡입펌프

130a : 오존폭기관 130b : 여과수 오존주입관

130c : 역세용 오존주입관 A : 우수

B : 투과수 C : 과잉우수

Claims

우수 내의 부유물을 1차적으로 제거하는 스크린;

유출된 우수가 유입되어 수용되며, 오염수와 슬러지를 분리하는 분리조;

상기 분리조내에 설치되어 그 내부로 유입되는 원수를 여과하고 세정하는 여과 및 세정수단;

상기 여과 및 세정수단의 하부에 설치되며 오존함유가스를 분출시켜 버블링하여, 상기 여과 및 세정수단의 외면 및 내부로 공급하여 세정하는 오존함유가스 분출수단;

일단이 상기 여과 및 세정수단의 상부에 연결되어 그를 투과한 투과수를 흡인하여 배출시키는 투과수 배출수단; 및

상기 분리조의 외측에 설치되어 상기 오존함유가수 분출수단과 투과수 배출수단에 오존함유가스를 선택적으로 공급하는 오존발생수단

을 포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 분리조는 그 내부에 저면에서 소정거리 떨어진 위치에 직립하게 설치되어 외부로부터 공급되는 원수가 원활한 유동성을 가지고 하강류가 형성되게 하는 공간구획부재

를 더 포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 여과 및 세정수단은, 양측면이 개방된 여과체와, 상기 여과체의 양측면에 설치되는 금속막으로 이루어지는 여과막 모듈;

상기 여과체의 상부에 연통되게 구비되며, 그 일단이 상기 투과수 배출수단에 연결된 흡인구; 및

상기 여과체의 하부와 연통되게 구비되어 상기 오존발생수단의 오존함유가스가 여과체 내부로 주입되게 하기 위한 주입구를

포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.
제3항에 있어서,

상기 금속막은 유효여과면적이 양면합계 0.12㎡이고, 막공경은 0.2㎛로 이루어지는

오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.
제3항에 있어서,

상기 금속막은 스테인레스강의 금망에 스테인레스강의 분말을 도포하여 소결하는

오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 오존함유가스 분출수단은

상기 오존발생수단과 제1주입관을 매개로 연결되어 상기 여과체 외부를 세정하는 산기관; 및

상기 오존발생수단에 연결되어 공급되는 오존함유가스를 상기 여과막 모듈의 내부로 주입하는 제2주입관

을 포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 오존발생수단은 그의 내부에 공구 중의 산소를 오존으로 변환시키는 플라즈마 장치를 포함하는

오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 투과수 배출수단은

상기 여과막 모듈의 흡인구에 연결된 흡입관; 및

상기 흡입관 상에 설치되며, 상기 여과막 모듈 상부에 있는 투과수를 흡인하여 배출하고, 상기 여과막 모듈의 내부를 부압으로 유지시키는 흡인펌프

를 포함하는 오존주입 방법을 결합시킨 막분리를 이용한 우수 처리장치.