KR200404753Y1 - 매트리스 필터 채움재를 이용한 수질개선 장치 - Google Patents
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Abstract
산업활동으로 인해서 발생하는 제강슬래그 및 폐콘크리트 등의 다공성 폐기물을 오염된 하천의 정체수역에 투입시켜 저비용으로 수질을 개선시킬 수 있는 기법은 폐기물의 재이용 측면과 하천수질개선 측면에서 매우 중요하다. 현재 제철소에서 발생하는 부산물인 제강슬래그와 건설폐기물인 폐콘크리트의 화학적 성분은 주로 CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 함유되어 있다. 제강슬래그는 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터나 흡착재로 이용하기에 좋은 이점을 가지고 있다.
본 고안은 제강슬래그나 폐콘크리트를 매트리스 필터의 채움재 및 수질정화용 여재로 활용함으로써 폐기물 자원의 재활용 및 수질개선 등 효과를 동시에 얻을 수 있으며, 현장에서 재료 취득이 용이한 골재, 수질정화에 우수한 맥반석 및 제올라이트을 이용한 수질처리 장치를 개발한다.
Description
일반적으로 중금속의 제거는 물리적 화학적 방법인 산, 알칼리를 이용한 수산화물 침전법, 산화환원법 등이 있으며, 유기물질 제거방법으로는 미생물에 의한 생물학적 처리방법과 산화제에 의한 화학적 처리방법이 주로 사용되어지며, 생도의 경우는 오존산화법과 활성탄 흡착법이 대표적인 방법이다. 그러나, 위의 방법들은 약품사용에 의한 2차 오염의 우려가 있으며, 환경에 따라 처리효율에 많은 차이를 보이고 있다.
최근, 채움재의 재활용은 경제적 산업적으로 큰 효과가 있을 것으로 판단되고 환경적으로 안정성을 증명하고자 이 분야의 많은 연구가 이루어져 왔으며, 특히, 이들 재료가 지니고 있는 물리적ㆍ화학적 특성을 이용하여 유기물이나 중금속 등의 제거효과에 대한 연구가 많이 진행되었다. 특히, 제철소 슬래그를 이용하여 분말이나 화학약품을 사용하지 않고 한 오ㆍ폐수 중 질소 및 인을 동시에 제거하는 기술이 개발되었다.
본 고안은 상술한 종래 수처리 장치의 단점 특히, 화학약품사용에 의한 2차오염방지, 수처리시설물의 유지관리 등의 효율성을 고려하여 고안된 것으로 본 장치가 이루고자 하는 기술적 과제는 다음과 같다.
① 하천수의 유기물(BOD, COD등) 농도저감, ②하천의 자정능력 향상 및 하천수의 용존산소(DO) 농도개선, ③하천수의 외관적 성상개선(색도, 탁도), ④하천수의 감각적 성상개선(악취의 저감), ⑤하상에 부착된 오염물질과 침전물의 저감 및 제거, 환경요소로서의 종합적 기능 보전을 향상시키고자 한다.
상기의 목족을 달성하기 위해서 본 고안의 구성을 첨부한 도면을 기준으로 하여 설명하면 다음과 같다. 수처리시설은 도면1과 같이 유입시설, 스크린, 침사지, 유입수질 측정장치, 매트리스 필터, 유출유공벽, 유출수질 측정장치, 유출집수조 및 유출구로 구성된다. 유입조절장치를 통해 하천수를 취수하고, 1차적으로 토사나 유목 등을 스크린장치를 이용하여 제거하여, 침사지를 통과시킨다. 계속해서 유입수질 측정장치에서 유입수의 수질을 측정하며, 본 고안의 주시설인 매트리스 필터를 통과시키면서 하천수질기준치 이하로 수처리를 실시한다. 수처리된 하천수는 유출집수조 및 유출구를 통하여 하천으로 방류된다.
수처리장치를 구성하는 각각의 요소를 설명하면, 1은 유입 조절장치로서 하천수를 효율적으로 취수하며, 우천시 및 이상 수질발생시에는 시설의 보호기능을 한다.
2는 스크린은 토사나 유목등 비교적 큰 고형물질을 걸러내는 역할을 하는 시설로 협잡물이 부착되었을 경우 인력으로 제거한다. 또한 강우에 의하여 수위가 상승하면 수문역활을 하여 1차적으로 탁류의 유입을 방지하며, 유입구내 토사 유입으로 인하여 토사의 퇴적을 막는다. 즉, 평상시에는 조목 스크린의 역할을 강우시에는 수문의 역할을 수행한다.
3은 침사지로서 비교적 직경이 큰 비부패성 무기물 및 입자가 큰 부유물을 제거하는 역할을 담당한다. 침사지의 형상은 직사각형으로 하며, 퇴적된 고형물을 쉽게 제거하기 위하여 스크린에서 1차적으로 고형물 처리를 한 하천수를 비중이 큰 모래나 기타 고형물질을 침전시키는 기능을 한다. 4는 유입수질 측정장치로서 스크린과 침사지를 통과한 하천수의 수질을 측정한다. 5는 매트리스 필터로서 침전, 흡착, 여과의 기능을 이용하여 수처리를 하는 본 고안의 핵심 장치이다. 매트리스 필터의 채움재로서는 슬래그, 폐콘크리트, 쇄석, 제올라이트, 맥반석 사용한다. 8의 유출집수조는 수처리된 하천수를 집수하여 유출구를 통하여 하천으로 방류하는 시설이다. 9의 유출구는 정화된 하천수를 하천으로 방류하는 부분으로 가능한 낙차를 두어 용존산소를 회복시킨다.
이상과 같이 본 고안은 매트리스 필터를 이용한 수중에서의 수질개선시스템에 채움재로 제강슬래그와 폐콘크리트를 사용함으로써 매트리스 필터시스템의 다공성 및 넓은 비표면적으로 인해서 물리적ㆍ화학적ㆍ생물학적 작용을 촉진시켜, 정체수역에 설치한 매트리스 필터는 다공질 속에서 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과를 증대시키고 수질개선을 촉진시킨다.
도1은 본 고안의 수처리를 위한 장치의 개요도이다.
도2는 도1 각 장치에서의 구성요소를 나타냈다.
도3은 본 고안에서 제시한 수처리 프로세서를 나타냈다.
Claims (2)
- 본 고안은 매트리스 필터를 이용한 수처리 장치로서 먼저, 유입조절장치를 통한 오염수를 취수하고, 1차적으로 토사나 유목 등을 스크린장치를 이용하여 제거하여 수질을 측정하는 단계, 수중에 설치한 매트리스에 다공성 여재가 채워진 매트리스 필트를 이용한 수처리 단계와 유출 집수조 및 유출구를 통하여 하천으로 방류시키는 단계를 갖는 수질개선 장치
- 제1항에서 매트리스필터의 기능을 위하여, 채움재로서 식물의 성장과 원생동물ㆍ박테리아가 서식할 수 있는 여건을 제공해주는 다공성의 제강슬래그와 폐콘크리트, 수질정화 기능을 갖는 맥반석, 제올라이트를 수중에 설치한 매트리스 내부에 채워서 수질을 개선하는 장치
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Cited By (3)
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| CN117323706A (zh) * | 2023-12-01 | 2024-01-02 | 山东电力建设第三工程有限公司 | 一种大型海水淡化水厂双介质重力式滤池的施工方法 |
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