KR20040046161A - 오존을 이용한 오폐수 고도 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생활하수 및 기타 오폐수(이하 오폐수)를 처리하기 위한 생물학적 처리단계에서 미처리된 각종 오염물질을 후단에서 제거하여 이를 정화시키는 오폐수 고도 처리시스템에 관한 것으로, 오존발생장치; 오폐수가 유입되는 오폐수 유입라인과 소정의 높이에 경사지게 설치되며 경사 상부에 기포에 의해 부상하는 부유물이 통과할 수 있는 개구부를 가지는 스컴유도판과 상기 스컴유도판에 의해 유도된 스컴이 배출될 수 있도록 상기 스컴유도판의 하단부에 연결되어 오폐수로부터 분리된 부유물이 외부로 유출되는 밸브가 구비된 U트랩을 포함하는 스컴배출라인과 상기 오존발생장치로부터 공급되는 오존을 오폐수에 용해시킨 후 이를 투출시킴으로써 오폐수에 다량의 미세기포를 발생시키는 오존용해장치를 포함하며, 사방이 밀폐된 부상조; 처리가 완료된 처리수가 배출되는 처리수배출라인과 오존발생장치에 의해 공급된 오존 가스가 배출되는 가스배출라인과 상기 오존발생장치로부터 공급되는 오존을 오폐수에 용해시킨 후 이를 투출시킴으로써 오폐수에 다량의 미세기포를 발생시키는 오존용해장치를 포함하며, 상기 부상조로부터 오폐수의 유입이 가능하도록 상호 연통되어 있으며, 사방이 밀폐된 소독조; 및 상기 오존발생장치로부터 상기 부상조에 설치된 오존용해장치로 가스를 공급하는 제1가스라인과, 상기 오존발생장치로부터 상기 소독조에 설치된 오존용해장치로 가스를 공급하는 제2가스라인과, 상기 소독조의 가스배출라인으로 배출되는 가스를 재활용할 수 있도록 가스배출라인의 일부가 상기 제1가스라인과 상기 부상조 내에서 상호 연통되게 연결시키는 제3가스라인과, 상기 부상조에 잔류하는 가스를 활용할 수 있도록 부상조가 상기 제2가스라인과 상기 소독조 내에서 상호 연통되게 연결시키는 제4가스라인으로 구성된 가스라인을 포함한다. 또한 본 발명에 따른 오폐수 고도 처리 시스템은 오존에 의해 분해된 흡착, 여과 가능한 미세 부유물질을 제거할 수 있는 여과기를 포함하는 것이다.

Description

오존을 이용한 오폐수 고도 처리시스템{System for Advanced Wastewater Treatment using ozone}

본 발명은 생활하수 및 기타 오폐수(이하 오폐수)를 처리하기 위한 생물학적 처리단계에서 미처리된 각종 오염물질을 후단에서 제거하여 이를 정화시키는 오폐수 고도 처리시스템에 관한 것이다.

기존의 생물학적 고도처리시스템의 경우에는 유기물 및 영양소 제거 공정이 복잡하고 기존처리시설에 추가로 설치하기가 어려운 면이 많았으며 생물학적 공정 운영관리가 힘든 문제점들이 있었다. 본 발명에서는 오존의 강력한 산화력을 이용하여 미처리된 유기물을 산화시키는 화학적 처리, 또한 이때 발생되는 CO₂등의 가스와 오존용해장치에서 발생되는 미세기포의 부상력을 이용하여 수중에 잔존하는 부유물질을 제거하는 1차 물리적 처리, 그리고 오존 소독조에서 병원균이나 대장균군을 제거시키는 소독공정 마지막으로 후단 여과조를 이용한 2차 물리적 흡착, 여과 처리공정을 통하여 안정적이고 효과적인 오,폐수 및 방류수의 고도처리와 소독, 살균이 가능하다.

한편, 최근에는 수중에서 인위적으로 기포를 발생시켜 오염물질의 부양속도를 촉진시키는 방식인 유도공기부상법(IAF : Induction Air Floatation), 또는 용존공기부상법(DAF : Dissolved Air Floatation)이 활용되고 있다. 이미 전술된 바와 같이, 오폐수에 포함된 각종 오염물질들 중 물의 밀도와 큰 차이를 보이는 물질들은 부상조의 바닥과 오폐수의 수면으로 각각 신속하게 침전 및 부양되어 어렵지 않게 이들을 분리해낼 수 있지만, 문제는 수중에 부유하고 있는 미세한 물질들은 수면으로 쉽게 부상되지 않는다는 것이다. 하지만 이러한 문제는 상기 유도공기부상법 및 용존공기부상법을 통해 해결할 수 있게 되었다.

일반적으로, 수중에서 발생된 기포는 그 용적에 따라 큰 부력을 갖는데, 상기 유도공기부상법 및 용존공기부상법은 이 힘이 활용된 것으로서, 미세기포발생장치(에어레이터, 폭기기 등)에 의해 다량으로 발생된 1 ~ 1000 micron 크기의 미세한 기포들이 오폐수에 포함된 미세한 부유물들을 수면 쪽으로 신속하게 밀어올림으로서 오폐수로부터 오염물질들, 특히 미세한 부유물질을 빠르게 분리해 낼 수 있는 것이다.

그러나, 1 ~ 1000 micron 크기의 기포들은 3 ~ 4 kg/cm²이상의 고압상태에서 용해된 공기들이 저압상태(대기압)에 갑자기 노출되면서 발생될 수 있으며, 무수히 많은 미세한 부유물들에 대응하는 충분한 수의 기포들을 얻기 위해서는 대량의 공기가 공급되어야만 하므로 이러한 방식의 오폐수 처리시스템은 대량의 공기를 계속적으로 공급할 수 있는 장치와, 오폐수와 공기를 고압으로 교반시킨 후 이를 외부로 투출시키는 미세기포발생장치(에어에리터, 폭기기 등) 및, 살균단계에서 미처 박멸되지 못한 미생물들을 제거시키는 소독물질 공급장치 등이 구비되어야 하므로 그 설비가 복잡할 수밖에 없고, 대량의 공기 및 소독물질을 지속적으로 공급하기 위해 가동되는 해당 장치와, 기포의 부상력에 의해 부유물들이 수면으로 떠오르면서 생긴 스컴을 제거하는 장치들의 운전비 등, 오폐수의 처리를 위해 고가의 가동비를 지출해야 했다.

기존 처리공정에서는 고도처리를 위해 유기물 제거와 영양염류 제거를 위한 생물학적 공정과 후단에 소독, 살균공정을 각각 설치해야 하므로 많은 설치비용이 요구되며 또한 전단의 생물학적 처리공정에서 문제가 있을 경우 후단의 소독, 살균 공정이 제 역할을 못하게 되는 문제점을 가지고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 유기물질 처리에서는 오존에 의한 유기물질의 직접제거와 부유물질을 제거하여 부유물질에 포함되어 있는 BOD 성분을 분리시킴으로써 제거시키고, 질소, 인등의 영양염류의 제거에서도 부유물질에 포함되어 있는 인 성분의 제거와 오존에 의한 암모니아 가스의 탈기로 제거시키며, 추가로 오존 소독살균공정을 거침으로써 병원균등도 함께 살균, 제거되는 효과를 동시에 달성할 수 있으므로 오폐수 정화를 위한 주변장치들을 감소시켜 시스템의 가동비를 절감할 수 있는 보다 경제적인 오폐수 고도처리시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오존을 이용한 오폐수 처리시스템의 설비상태를 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 오존용해장치를 개략적으로 도시한 부분단면도.

도 4는 본 발명에 따른 담지체의 바람직한 실시예를 도시한 사시도이다.

- 첨부도면의 주요부분에 대한 용어설명 -

100 ; 오존발생장치111 ; 제1가스라인

112 ; 제2가스라인113 ; 제3가스라인

114 ; 제4가스라인200 ; 부상조

210 ; 스컴유도판211 ; 가스배출라인

212 ; 처리수 배출라인214 ; 스컴배출라인

214a ; U트랩214b ; 밸브

220 ; 연통부230 ; 상부 밀폐판

240 ; 하부 밀폐판300 ; 소독조

310 ; 제1격벽320 ; 제2격벽

400 ; 오존용해장치410 ; 구동부

420 ; 가스유입부430 ; 용해수투출부

440 ; 교반부441 ; 임펠러

450 ; 챔버451 ; 투출구멍

452 ; 노즐453 ; 담지체

453a ; 통수관460 ; 오폐수유입부

500 ; 여과기

상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,

오존발생장치;

오폐수가 유입되는 오폐수 유입라인과 소정의 높이에 경사지게 설치되며 경사 상부에 기포에 의해 부상하는 부유물이 통과할 수 있는 개구부를 가지는 스컴유도판과 상기 스컴유도판에 의해 유도된 스컴이 배출될 수 있도록 상기 스컴유도판의 하단부에 연결되어 오폐수로부터 분리된 부유물이 외부로 유출되는 밸브가 구비된 U트랩을 포함하는 스컴배출라인과 상기 오존발생장치로부터 공급되는 오존을 오폐수에 용해시킨 후 이를 투출시킴으로써 오폐수에 다량의 미세기포를 발생시키는 오존용해장치를 포함하며, 사방이 밀폐된 부상조;

처리가 완료된 처리수가 배출되는 처리수배출라인과 오존발생장치에 의해 공급된 오존 가스가 배출되는 가스배출라인과 상기 오존발생장치로부터 공급되는 오존을 오폐수에 용해시킨 후 이를 투출시킴으로써 오폐수에 다량의 미세기포를 발생시키는 오존용해장치를 포함하며, 상기 부상조로부터 오폐수의 유입이 가능하도록 상호 연통되어 있으며, 사방이 밀폐된 소독조; 및

상기 오존발생장치로부터 상기 부상조에 설치된 오존용해장치로 가스를 공급하는 제1가스라인과, 상기 오존발생장치로부터 상기 소독조에 설치된 오존용해장치로 가스를 공급하는 제2가스라인과, 상기 소독조의 가스배출라인으로 배출되는 가스를 재활용할 수 있도록 가스배출라인의 일부가 상기 제1가스라인과 상기 부상조 내에서 상호 연통되게 연결시키는 제3가스라인과, 상기 부상조에 잔류하는 가스를 활용할 수 있도록 부상조가 상기 제2가스라인과 상기 소독조 내에서 상호 연통되게 연결시키는 제4가스라인으로 구성된 가스라인을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 오폐수 처리시스템은 상기 소독조 후단에는 미세 부유물질을 흡착시킬 수 있는 여과기가 설치되어 미처리된 부유물질을 제거함으로써 유기물 및 영양염류을 제거할 수 있으며, 상기 소독조의 가스배출라인을 연장하여 여과기로 배출 오존 가스가 공급될 수 있도록 하여 여과기에 잔류하는 유기물을 제거하여 여과기의 역세척 시기를 연장시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 오폐수 처리시스템은, 상기 부상조와 소독조 내에 잔류하는 가스가 상기 제1가스라인 및 제2가스라인 안으로 유입되어 상기 오존용해장치로 공급될 수 있도록, 제1가스라인과 제2가스라인이 설치되어 있다.

이때, 상기 부상조와 소독조 내에 잔류하는 가스가 상기 제1가스라인 및 제2가스라인 안으로 유입되어 상기 오존용해장치로 공급될 수 있도록, 상기 제1가스라인 및 제2가스라인은 부상조와 소독조 내에 위치한 제1가스라인 및 제2가스라인의 소정 위치에 통기구멍이 형성될 수 있으며, 또한 상기 부상조와 소독조 내에 잔류하는 가스가 상기 제1가스라인 및 제2가스라인 안으로 유입되어 상기 오존용해장치로 공급될 수 있도록, 상기 제1가스라인과 제2가스라인은 각각 2개의 분리된 관으로 이루어져 있으며, 상기 분리된 2개의 관은 오존발생장치로부터 상기 부상조 또는 소독조 내부까지 뻗어 있는 상층관과 상기 상층관이 소정의 깊이로 내삽되며 단부에는 외부와의 통기구멍이 형성될 수 있도록 상층관보다 직경이 크며 오존발생장치와 연결되는 하층관으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 오폐수 처리시스템에 구비된 상기 오존용해장치의 용해수투출부에는, 다수의 담지체가 내장되어 오존을 포함하는 혼합가스의 용해수가 상기 담지체와 충돌과정을 거치면서 외주면에 형성된 다수의 투출구멍으로 분사되도록 하는 챔버가 더 구비된다.

또한, 본 발명에 따른 오폐수 처리시스템은, 상기 부상조와 소독조는 하나의 조 내에 구성되어 있으며, 상기 부상조와 소독조를 갖는 조는 사방이 밀폐되어 있으며, 상부 밀폐판으로부터 하부로 뻗어서 하부 밀폐판과는 소정의 이격 간격을 갖는 제1격벽과 하부 밀폐판으로부터 상부로 뻗어서 상부 밀폐판과 소정의 이격 간격을 갖는 제2격벽을 구비하여 부상조와 소독조를 서로 연통시키며 분리한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 오폐수 처리시스템의 설비상태를 개략적으로 도시한 구성도인 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명은 오폐수 내에 포함된 미세한 부유물의 분리가 일어나는 하나 이상의 부상조(200)와, 연통부(220)를 매개로 상기 부상조(200)와 연결되며 오폐수의 소독이 일어나는 하나 이상의 소독조(300)와, 상기 부상조(200) 및 소독조(300)에 각각 설치되는 오존용해장치(400)와, 이 오존용해장치(400)를 가동시키기 위한 전원공급수단(미도시됨)과, 오존가스를 생성하는 오존발생장치(100)와, 정화과정에서 발생된 스컴을 처리하는 스컴배출라인(214)으로 구성되며, 미처리된 부유물질을 제거함으로써 유기물 및 영양염류을 제거할 수있도록 상기 소독조(300) 후단에는 미세 부유물질을 흡착시킬 수 있는 여과기(500)가 더 설치되어 있다.

이때, 상기 부상조(200)와 소독조(300)는 하나의 조 내에 구성될 수 있으며 이를 위해 상기 부상조(200)와 소독조(300)를 갖는 조는 사방이 밀폐되며, 상부 밀폐판(230)으로부터 하부로 뻗어서 하부 밀폐판(240)과는 소정의 이격 간격을 갖는 제1격벽(310)과 하부 밀폐판(240)으로부터 상부로 뻗어서 상부 밀폐판(230)과 소정의 이격 간격을 갖는 제2격벽(320)을 구비하여 부상조(200)와 소독조(300)를 서로 연통시키면서 분리되어짐으로서, 본 발명에 따른 오폐수 처리시스템의 구조를 단순화시키는 동시에 상기 수조의 제조를 보다 용이하게 할 수 있게 된다.

앞서 기술된 바와 같이 오폐수 내에 포함된 미세한 부유물질을 분리해 내기 위해 활용되던 방식인 유도공기부상법 또는 용존공기부상법은 상기 부유물질에 상응하게 발생되는 미세한 기포들의 구성물로서 공기가 사용되었지만, 본 발명에 따른 오폐수 처리시스템에서는 이를 오존으로 대체하였으며, 이를 위해 공기를 이용한 유도공기부상법 또는 용존공기부상법에 따른 종래 오폐수 처리시스템과는 다른 구조적 변경을 이루었다.

여기서는, 본 발명에 따른 오폐수 처리시스템을 오폐수의 처리과정에 따라 상세하게 설명한다.

우선, 미세한 부유물들이 포함된 오폐수가 상기 부상조(200)로 유입된다. 이때, 오폐수가 부상조(200)로 유입되면서 이곳에서 이루어져야 할 정화과정을 거치지 못한 채 오폐수의 일부가 부상조(200)와 연통된 소독조(300)로 곧바로 유입될수 있는데, 이를 감안하여 상기 연통부(220)에 밸브(미도시됨)를 설치하여 소독조(300)로의 유입량을 조절할 수 있으며, 일단 정화과정이 계속적으로 일어나게 되면 상기한 문제를 해결하기 위해 밸브를 일일이 조절하지 않아도 오폐수는 설정된 정화과정에 따라 순차적으로 처리되게 된다.

이렇게 상기 부상조(200)에 일정량의 오폐수가 유입되면 외부로부터 오존이 공급되고, 부상조(200) 내에 설치된 오존용해장치(400)는 수중에서 오폐수와 오존을 고압으로 교반하여 투출하게 된다. 이러한 오존은 별도의 오존발생장치(100)에 의해 생성되며, 제1가스라인(111)을 통해 상기 부상조(200)로 공급되게 되는데, 오존의 특성상 외부로 누출된다는 것은 극히 위험하므로 상기 제1가스라인(111)은 기밀성이 유지되어야 하며, 이와 함께 상기 부상조(200) 또한 기체의 출입이 완전히 차단되어져야 한다. 한편, 상기 소독조(300)에도 오존용해장치(400)가 설치되며 상기 오존발생장치(100)로부터 제1가스라인(111)을 매개로 오존을 공급받아 상기 부상조(200)로부터 이송된 오폐수와 함께 상기 오존용해장치(400)에 의해 교반되어 외부로 투출되게 된다.

이때, 공기로 이루어진 기포보다 오존으로 이루어진 기포가 오폐수의 정화를 위해 활용될 때 유리한 몇 가지가 있는데 이는 다음과 같다.

첫째, 오존은 산화성 기체로 오폐수에 포함된 유기물을 산화시켜 이들을 제거할 수 있는 한편, 유기물의 산화 시 이산화탄소 및 메탄가스 등을 얻을 수 있어 적은 양의 오존 투입으로도 오폐수에 포함된 부유물에 상응하는 상당량의 기포를 얻을 수 있게 된다.

일반적으로, 종래 오폐수 처리장치에 활용되던 공기에 비해 오존이 고가이므로 필요한 만큼 충분한 양을 사용한다는 것은 무리가 있다. 따라서 본 발명에서는 이렇게 발생된 상기 부산물(이산화탄소, 메탄가스 등)이 최대한 활용될 수 있도록, 상기 부상조(200) 안에 위치한 제1가스라인(111)의 소정위치에 부상조(200)에 잔류하고 있는 상기 부산물(이산화탄소, 메탄가스 등)들이 유입될 수 있는 통기구멍(c)을 형성시키는 것이 바람직한데, 이는 가스라인을 따라 오존이 흐르면서 발생된 기류력으로 상기 부상조(200) 내에 잔류하고 있는 가스(오존, 이산화탄소, 메탄가스 등)를 제1가스라인(111) 안으로 유입시킬 수 있어 상기 오존용해장치(400)로 투입된 오존에 비해 상당량의 기포를 발생시킬 수 있도록 하기 위함이다.

도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대도시한 단면도로, 제1가스라인(111)을 상층관(a)과 하층관(b)으로 나누되, 상기 상층관(a)은 상대적으로 직경이 큰 하층관(b) 안으로 내삽되면서 그 둘레부에 가스의 유입이 가능한 통기구멍(c)이 형성된다. 여기서 제시된 통기구조는 본 발명의 바람직한 실시예이며, 이외에도 잔류가스를 가스라인 안으로 유입시키기 위한 통기구멍은 다양하게 변경 실시될 수 있다.

둘째, 오존은 살균력을 지닌 기체로, 별도의 살균소독제 없이도 오폐수 내에 포함된 유해한 미생물을 박멸시킬 수 있어 살균소독제를 주기적으로 투입하는 장치를 갖출 필요가 없게 된다.

계속해서, 본 발명에서 활용되는 상기 오존용해장치(400)는 부상조(200) 및 소독조(300)에 각각 설치된다. 통상적으로 오존용해장치(400)라 함은 에어레이터 또는 폭기기를 칭하며 수중에서 미세한 기포를 다량으로 발생시킬 수 있는 장치이며, 본 발명에서는 미세한 기포를 다량으로 발생시킬 수 있는 장치라면 무엇이든지 활용이 가능하다.

이러한 오존용해장치(400)를 도 3(본 발명에 따른 오존용해장치를 개략적으로 도시한 부분단면도)을 통해 간략히 설명한다.

일반적으로 오존용해장치(400)는 용해될 기체가 유입되는 가스유입부(420)와, 오폐수가 유입되는 오폐수유입부(460)와, 상기 기체 및 오폐수를 고압으로 교반시키는 임펠러(441)와, 이 임펠러(441)에 의해 기체 및 오폐수가 교반되어지는 교반부(440)와, 오존을 포함하는 기체의 용해수가 외부로 투출되는 용해수투출부(430) 및 상기 임펠러(441)를 구동시키는 구동부(410)로 이루어지며, 본 발명에서는 상기 용해수투출부(430)의 말단(투출구)에 챔버(450)가 더 구비된다.

상기 챔버(450)의 내부에는 다수의 담지체(453)가 내장되며, 챔버(450)의 외주면에는 상기 용해수가 외부로 분사되는 투출구멍(451)이 다수 형성되는데, 이는 상기 용해수투출부(430)로부터 강하게 투출되는 용해수가 챔버(450)에 도달하면서 상기 담지체(453)와 충돌하게 되고, 이때 용해수의 흐름에 난류가 일어나면서 계속적으로 상기 담지체(453)와 충돌이 일어나 기포의 생성을 더욱 활발하게 진행시키는 효과를 준다.

도 4는 본 발명에 따른 담지체의 바람직한 실시예를 도시한 사시도로서 챔버(450)내에서 용해수의 흐름이 원활히 일어나도록 통수관(453a)을 형성시키는 것이 바람직하다. 여기서는 담지체(453)의 외형이 육각기둥을 이루고 있지만, 반드시 이 형상에 한정되는 것은 아니며 다양하게 변형실시 될 수 있다.

또한, 상기 용해수투출부(430)와 챔버(450)의 연결부에는 소정직경의 노즐(452)이 형성되어 담지체(453)와 용해수와의 충돌속력을 증가시킬 수도 있다.

이후, 상기 오존용해장치(400)로부터 투출된 용해수는 감압상태(대기압)에 노출되면서 오폐수에 용해되어 있던 오존을 포함한 혼합가스가 한꺼번에 미세한 기포로 석출되고, 이들은 미세한 부유물들을 수면 쪽으로 강하게 밀어 올려 오폐수와 분리시킬 수 있게 되는 것이다. 따라서, 기포와 함께 수면으로 부상된 부유물로 이루어진 스컴을 걸러내기만 하면 되는데, 앞서 언급된 바와 같이 부상조(200)는 오존이 외부로 유출되지 못하도록 완전히 밀폐되어지므로 수작업을 통해 수면에 떠오른 스컴을 제거한다는 것은 사실상 불가능하며, 별도의 제거장치를 두기에도 그 공간이 부족하거나 설비비용의 증가로 인한 부담이 있으므로, 본 발명에서는 다음과 같은 방식을 통해 이를 간단히 해결하였다.

상기 부상조(200)의 내측에 스컴유도판(210)이 소정의 기울기로 경사지게 설치되고, 스컴유도판(210)의 상단에는 오존이 포함된 혼합기체가 오폐수로부터 석출되어 수면 위쪽으로 확산될 수 있는 구멍을 형성시킨다. 또한, 부상조(200)에 채워지는 오폐수의 수위와 상기 구멍이 위치한 높이가 일치하도록 부상조(200)로 유입되는 오폐수 양을 조절한다. 이렇게 함으로써 기포에 의해 수면으로 밀려 올라간 스컴들은 상기 스컴유도판(210)을 따라 상기 구멍 쪽으로 집결하게 되고, 이곳에서는 계속적으로 유입되는 오폐수와 기포의 부상력에 밀려 스컴들이 넘쳐흐르게 되며, 이 스컴들은 상기 스컴유도판(210)을 따라 스컴유도판(210)의 하단부위에 연결된 스컴배출라인(214)쪽으로 흘러가면서 외부로 배출되게 된다. 이때, 상기 스컴은 물론 소량의 오존이 이에 수반되어 스컴배출라인(214)을 따라 외부로 유출될 수 있으며, 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 스컴배출라인(214)에 U트랩(214a)을 구비시켜 부유물 및 오폐수를 제외하고 가스가 외부로 방출되는 것을 차단시켰다. 한편, 상기 U트랩(214a)의 최하단으로 퇴적되는 부유물은 밸브(214b)를 통해 수시로 제거할 수 있으며, 스컴에 수반되어 배출된 오폐수는 별도로 포집하거나 상기 부상조(200)의 유입 전 단계로 이송시켜 정화과정을 다시 거치게 한다.

이후, 상기 부상조(200)에서 정화과정을 거친 오폐수가 상기 연통부(220)를 거쳐 소독조(300)로 유입되고, 상기 부상조(200)에서의 정화처리 방식과 같이 소독조(300)에 설치된 오존용해장치(400)를 통해 오존발생장치(100)로부터 제2가스라인(112)을 매개로 공급된 오존을 상기 오폐수에 용해시켜 외부로 투출시킴으로써 미세한 기포를 발생시킨다. 또한, 상기 부상조(200)에서와 같이 제1가스라인에 형성된 통기구멍(c)이 제2가스라인(112)에도 적용될 수 있으며, 부상조(200)와 마찬가지로 사방이 밀폐된다.

본 발명에 따른 오폐수 처리시스템의 상기 부상조(200)와 소독조(300)에서는 다른 효과를 기대할 수 있는데, 부상조(200)에서는 오존의 산화성에 의해 대량의 기체를 발생시켜 오폐수 내에 부유하고 있는 미세부유물질들이 부상분리되어지는 반면, 소독조(300)에서는 유기물에 의한 오존의 소모량이 줄어든 상태에서 독성을 지닌 충분한 양의 오존으로 인해 오폐수 내에 서식하고 있는 유해한 미생물들을 박멸시킬 수 있는 것이다.

한편, 소독조(300)에는 가스를 배출시킬 수 있는 가스배출라인(211)이 구비되어 오존이 포함된 혼합가스를 외부로 방출시킬 수도 있으며, 본 실시예의 경우에는 이 배출 오존가스를 소독조(300)의 후단에 설치되어 미처리된 부유물질을 여과하기 위한 여과기(500)에 공급될 수 있도록 하여 여과기(500) 내 흡착 여재에 존재하는 유기물들을 제거하여 여과기(500)의 역세척 과정을 최소화시키고, 흡착 여재 내부에 존재하는 유기물들을 제거시키는데 사용되어지므로 배출 오존 가스를 처리하기 위한 별도의 시설을 불필요하다.

또한 상기 가스배출라인(211)의 일부를 제3가스라인(113)을 매개로 상기 제1가스라인(111)과 상호 연통되게 연결시킴으로서 배출가스가 다시 오존 용해장치에 주입됨으로써 재활용될 수 있도록 고안되어 있다. 그리고, 부상조(200)를 제4가스라인(114)을 매개로 제2가스라인(112)과 상호 연통되게 연결시켜서, 상기 부상조(200)에 비해 유기물의 산화가 비교적 적게 일어나면서 상기 부산물 또한 적게 발생되는 소독조(300)에 기포생성을 위한 충분한 가스가 공급될 수 있도록 한다. 이로 인해, 적은 양의 오존 투입으로도 만족할만한 처리효과를 얻을 수 있다.

이후, 상기의 과정들을 거치면서 처리된 오폐수는 소독조(300)의 처리수 배출라인(212)을 통하여 외부로 방출될 수도 있으나, 본 실시예의 경우에는 소독조(300)에서 배출되는 처리수에 잔류하는 미세 부유물질을 여과하기 위한 여과기(500)를 더 설치하여 여과 처리한 후에 이를 외부로 방출하도록 구성되어 있다. 상기 여과기(500)는 특별히 제한되는 것은 없으며, 미세 부유물질을 여과할 수 있는 여과기라면 모두 사용이 가능하다. 또한, 여과기의 경우에는 일정 시간 정도 사용하면 흡착 여재에 유기물 등이 쌓여 이를 제거하기 위하여 역세척을 하여야 하는데 본 발명의 경우에는 소독조(300)에서 배출되는 오존가스를 여과기로 공급시켜서 오존에 의하여 유기물을 제거하여 여과기의 역세척 주기를 연장시킬 수 있다.

이상 상기와 같은 본 발명에 따르면, 처리 효과 면에서는 유기물과 영양염류를 화학적, 물리적 처리를 통하여 제거할 수 있고, 대장균군 역시 소독, 살균이 가능하므로 간단한 후단설비만으로 고도처리와 소독살균공정이 동시에 이루어 질 수 있다.

공기 대신 오존을 활용함으로서 적은 양의 가스를 투입해도 상당량의 기포를 발생시킬 수 있고, 배출가스의 재활용이 가능하도록 각각의 가스라인들이 상호 연결되어져 오존이 한번만 수중에서 용해되는 것이 아니라 계속 반복적으로 수중에서 접촉이 가능해지므로 오존용해를 위해 기존에 4-5m 깊이의 접촉조가 필요하지 않고 3m이상의 수심에서도 가능하므로 토목 건설비가 줄어들고 기존 방류구를 활용할 수 있게 된다.

또한 기존의 처리방식의 경우 생물학적 처리에 상태가 나빠짐에 따라 수중에 부유물질 농도가 높아지면 소독, 살균 효과가 크게 떨어지는데 비해 본 발명의 경우 직접적으로 부유물질 제거공정이 들어감으로써 후단의 소독, 살균이 생물학적 처리공정에 무관하게 그 효과를 발휘할 수 있게 된다. 또한 생물학적 처리의 미비로 미처리된 유기물의 무단방류를 본 발명에 의해 최소화시킴으로써 비상시 응급조치가 가능하게 된다.

Claims (7)

1. 오존발생장치;

   오폐수가 유입되는 오폐수 유입라인과 소정의 높이에 경사지게 설치되며 경사 상부에 기포에 의해 부상하는 부유물이 통과할 수 있는 개구부를 가지는 스컴유도판과 상기 스컴유도판에 의해 유도된 스컴이 배출될 수 있도록 상기 스컴유도판의 하단부에 연결되어 오폐수로부터 분리된 부유물이 외부로 유출되는 밸브가 구비된 U트랩을 포함하는 스컴배출라인과 상기 오존발생장치로부터 공급되는 오존을 오폐수에 용해시킨 후 이를 투출시킴으로써 오폐수에 다량의 미세기포를 발생시키는 오존용해장치를 포함하며, 사방이 밀폐된 부상조;

   처리가 완료된 처리수가 배출되는 처리수배출라인과 오존발생장치에 의해 공급된 오존 가스가 배출되는 가스배출라인과 상기 오존발생장치로부터 공급되는 오존을 오폐수에 용해시킨 후 이를 투출시킴으로써 오폐수에 다량의 미세기포를 발생시키는 오존용해장치를 포함하며, 상기 부상조로부터 오폐수의 유입이 가능하도록 상호 연통되어 있으며, 사방이 밀폐된 소독조; 및

   상기 오존발생장치로부터 상기 부상조에 설치된 오존용해장치로 가스를 공급하는 제1가스라인과, 상기 오존발생장치로부터 상기 소독조에 설치된 오존용해장치로 가스를 공급하는 제2가스라인과, 상기 소독조의 가스배출라인으로 배출되는 가스를 재활용할 수 있도록 가스배출라인의 일부가 상기 제1가스라인과 상기 부상조 내에서 상호 연통되게 연결시키는 제3가스라인과, 상기 부상조에 잔류하는 가스를활용할 수 있도록 부상조가 상기 제2가스라인과 상기 소독조 내에서 상호 연통되게 연결시키는 제4가스라인으로 구성된 가스라인;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 오폐수 처리 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 소독조의 처리수배출라인으로 배출되는 처리수를 여과하여 미처리 부유물질을 제거하기 위한 여과기를 더 포함하며, 상기 여과기 내로 배출 오존가스를 공급하여 여과기 내 잔류 유기물을 분해할 수 있도록 상기 소독조의 가스배출라인이 여과기까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 오폐수 처리시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 부상조와 소독조 내에 잔류하는 가스가 상기 제1가스라인 및 제2가스라인 안으로 유입되어 상기 오존용해장치로 공급될 수 있도록, 제1가스라인과 제2가스라인이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 부상조와 소독조 내에 잔류하는 가스가 상기 제1가스라인 및 제2가스라인 안으로 유입되어 상기 오존용해장치로 공급될 수 있도록, 상기 제1가스라인 및 제2가스라인은 부상조와 소독조 내에 위치한 제1가스라인 및 제2가스라인의 소정위치에 통기구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 오폐수 처리시스템.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 부상조와 소독조 내에 잔류하는 가스가 상기 제1가스라인 및 제2가스라인 안으로 유입되어 상기 오존용해장치로 공급될 수 있도록, 상기 제1가스라인과 제2가스라인은 각각 2개의 분리된 관으로 이루어져 있으며, 상기 분리된 2개의 관은 오존발생장치로부터 상기 부상조 또는 소독조 내부까지 뻗어 있는 상층관과 상기 상층관이 소정의 깊이로 내삽되며 단부에는 외부와의 통기구멍이 형성될 수 있도록 상층관보다 직경이 크며 오존발생장치와 연결되는 하층관으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 오폐수 처리 시스템.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 오존용해장치의 용해수투출부에는,

   다수의 담지체가 내장되어 오존을 포함하는 혼합가스의 용해수가 상기 담지체와 충돌과정을 거치면서 외주면에 형성된 다수의 투출구멍으로 분사되도록 하는 챔버가 더 구비된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 오폐수 처리시스템.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 부상조와 소독조는 하나의 조 내에 구성되어 있으며, 상기 부상조와 소독조를 갖는 조는 사방이 밀폐되어 있으며, 상부 밀폐판으로부터 하부로 뻗어서 하부 밀폐판과는 소정의 이격 간격을 갖는 제1격벽과 하부 밀폐판으로부터 상부로 뻗어서 상부 밀폐판과 소정의 이격 간격을 갖는 제2격벽을 구비하여 부상조와 소독조를 서로 연통시키며 분리하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 오폐수 처리시스템.