KR200411670Y1 - 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치 - Google Patents

천연섬유를 이용한 수질 정화 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코코스 야자섬유인 코이어(Coir)를 미생물 접촉재로 이용하는 수질 정화 장치 에 관한 것이다.
본 고안에 의하면, 친환경적인 접촉재를 사용하여 미생물의 서식 환경을 개선함으로써 유기물질과 부유물질의 제거를 극대화하고, 제2의 환경 오염을 방지할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 저가의 천연 접촉재를 사용한 수질 정화 장치를 제공함으로써 경제적인 시공을 가능케 하여 설치 비용을 최소화하고 유지관리를 용이하게 할 수 있다.
수질정화, 천연섬유, 코이어, 미생물 접촉재

Description

천연섬유를 이용한 수질 정화 장치 {Apparatus for purifying water using natural fiber}
도1은 본 고안에 의한 수질정화장치의 개략적인 구성도.
도2는 본 고안에 의한 미생물 접촉재 막대를 도시한 개략도.
도3a는 본 고안에 의한 박스형 미생물 접촉재를 도시한 사시도.
도3b는 본 고안에 의한 박스형 미생물 접촉재를 도시한 측면도.
도4a는 본 고안에 의한 판형 미생물 접촉재를 도시한 정면도.
도4b는 본 고안에 의한 판형 미생물 접촉재를 도시한 측면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ... 스크린
20 ... 유량조정조
30 ... 생물반응조
40 ... 제1고도생물막접촉조
50 ... 제2고도생물막접촉조
60 ... 소독방류조
본 고안은 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코코스 야자섬유인 코이어(Coir)를 미생물 접촉재로 이용하는 수질 정화 장치에 관한 것이다.
인구 증가 및 산업발달로 인한 산업 폐수, 가정 오수 및 하수, 축산 폐수 등 오염 물질의 종류와 발생량이 많아지고 있는 관계로, 이로 인한 하천, 수로 등의 오염이 심화되고 있는 실정이다.
특히, 주거 지역 및 공업 지역의 노면 오염물질, 농경지의 농산 및 축산 오염물질들은 우천시 곧바로 하천 등지로 유입됨으로 말미암아 수질을 악화시키는 결정적인 요인으로 작용하게 된다.
이러한 오염을 방지하기 위해서는 오염된 폐수가 하천이나 수로 등으로의 유입을 사전에 차단하거나, 유입된 이후에 하천 등의 자정 능력을 키워 오염 물질을 최소화해야만 한다.
최근 이러한 수원의 정화를 위해 다양한 처리 장치가 개발되고 있으나, 새로운 수질 정화 장치를 설치하고 유지관리하는 데에는 막대한 비용이 소요될 수 밖에 없다.
그리하여, 설치 비용이 저렴하고 유지관리가 용이한 미생물에 의한 수질 정 화 장치를 도입할 필요성이 대두되었다. 미생물에 의한 수질 정화 장치는 생물의 활동에 의해 수중유기물을 분해할 수 있도록 하는 것으로서, 세균류, 원생동물 및 후생 동물 등의 능력을 증대시켜 오염 물질을 제거하는 원리를 이용하게 된다.
즉, 오염된 물 속에 부유하고 있는 오염 물질이 수질 정화 장치의 미생물 접촉재에 부착되거나 침전하게 되면, 흡착된 오염 물질이 미생물의 먹이로 사용됨으로 인하여 제거되는 것이다.
그러나, 일반적인 합성수지 접촉재의 경우에는 미생물의 서식 여건이 열악하여 정화 효율이 낮으며, 고가의 비용으로 인하여 시공비 부담과 충진율 저조라는 문제점을 지니고 있다. 또한, 제작 공정이 복잡할 뿐만 아니라 운전 비용이 만만치 않고, 처리 성능 역시 저조하다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미생물의 서식 환경을 개선하여 유기물질과 부유물질의 제거를 극대화하고, 제2의 환경 오염을 방지할 수 있는 환경친화적인 수질 정화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 저가의 천연 접촉재를 사용한 수질 정화 장치를 제공함으로써 경제적인 시공을 가능케 하여 설치 비용을 최소화하고 유지관리가 용이하게 하는 데 그 목적이 있다.
본 고안은 상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 천연섬유를 이용한 친환경적인 수질 정화 장치에 관한 것이다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안에 의한 천연섬유를 이용한 친환경적인 수질 정화 장치는, 오폐수에 함유된 부유물질을 여과하기 위한 스크린이나 고액분리조; 상기 스크린이나 고액분리조를 통과한 오폐수의 유량을 일정하게 유지하기 위한 유량조정조; 상기 유량조정조로부터 공급된 오폐수에 포함된 각종 유기물 및 부유 물질 등을 제거하기 위한 생물반응조; 상기 생물반응조를 통과한 오폐수에 포함되어 있는 오염 물질을 제거하기 위한 제1고도생물막접촉조; 상기 제1고도생물막접촉조를 통과한 오폐수 내의 잔류 오염 물질을 제거하기 위한 제2고도생물막접촉조; 및 상기 제2고도생물막접촉조를 통과한 오폐수를 소독하고 방류하기 위한 소독방류조를 포함하여 이루어진다.
코이어(Coir)는 열대지방의 코코넛 야자수에서 얻어지는 섬유 물질로서 여러 달 동안 물에 담가 판 위에서 두들겨 불순물을 제거하여 섬유로 가공하게 된다.
이러한 '코이어'에는 '리그닌'의 함량이 높아 화학적으로 안정된 불활성 물질이다. 산화 조건이 안정적이며, 풍부한 유기 양분과 미량 요소를 함유하고 있는 무독, 무취의 소재이다. 또한, 장기간 분해되지 않는 특성으로 인하여 수중에서 잘 썩지 않고 가스 발생의 우려가 없다. 공극량은 96%로 양호하며 입자는 0.1∼0.4mm로 다량의 다발로 형성된 코이어 네트는 비표면적이 매우 넓은 천연섬유로서 수중 환경 미생물의 서식처로 적합한 조건을 갖추고 있다.
한편, 코이어 네트(Coir Net)는 상기 코이어를 이용하여 그물 구조로 짠 것 을 일컫는다. 이러한, 코이어 네트는 천연섬유이므로 공해성이 없고, 녹화 후 자연 부식되므로 유기질 비료로 작용하게 되며, 섬유질 자체가 보온 및 보습의 효과가 탁월하다. 또한, 시공이 간단하고, 분리,여과,배수,보강 기능이 우수한 특징이 있다.
일반적으로, 코이어 네트는 토목공사시 절개지 등의 경사면 녹화 사업이나 토사 유실지 등의 목적으로 사용되어진다.
본 고안에서는 상기와 같은 코이어 네트를 수질정화의 목적으로 가공하여 미생물 접촉재에 적용한 것이다.
이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하고자 한다.
도1은 본 고안에 의한 수질정화장치의 개략적인 구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 수질정화장치는, 오폐수에 함유된 부유물질을 여과하기 위한 스크린(10)이나 고액분리조(11); 상기 스크린(10)이나 고액분리조(11)를 통과한 오폐수의 유량을 일정하게 유지하기 위한 유량조정조(20); 상기 유량조정조(20)로부터 공급된 오폐수에 포함된 각종 유기물 및 부유 물질 등을 제거하기 위한 생물반응조(30); 상기 생물반응조(30)를 통과한 오폐수에 포함되어 있는 오염 물질을 제거하기 위한 제1고도생물막접촉조(40); 상기 제1고도생물막접촉조(40)를 통과한 오폐수 내의 잔류 오염 물질을 제거하기 위한 제2고도생물막접촉조(50); 및 상기 제2고도생물막접촉조(50)를 통과한 오폐수를 소독하고 방류하기 위한 소독방류조(60)를 포함하여 구성되어진다.
도1을 참조하여 본 고안에 의한 수질 정화 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
일단, 각종 유기물 및 부유물질이 함유되어 있는 오폐수가 발생원으로부터 유입되어지면, 오폐수에 포함된 비교적 큰 오염 물질은 스크린(10)이나 고액분리조(11)를 통하여 여과되어진다.
이후에 오폐수는 유량조정조(20)에서 일정한 유량으로 생물반응조(30)로 공급되어진다. 상기 유량조정조(20)에는 산기관(21)이 구비되어 수질의 농도 및 오염 물질의 농도 등을 공기 혼합을 이용하여 균질화하게 된다. 또한, 정량펌프(22)를 설치함으로써 생물반응조(30)로의 유량 공급을 일정하게 한다.
생물반응조(30)으로 유입된 오폐수에 포함된 각종 유기물 및 부유 물질 등은 그 내부에 설치된 박스형 미생물 접촉재(31)에 의해 여과되어진다. 상기 생물반응조(30)의 하부 중앙에 구비된 산기관(32)에 의한 폭기액은 수직으로 상승하다가 수면 가까이에서 미생물 접촉재(31)의 상부에서 하부로 순환하게 된다. 이때, 상기 미생물 접촉재(31)에는 미생물 접촉막대(2)가 상하로 서로 엇갈리게 배치되어 있기 때문에, 상기 미생물 접촉재(31) 사이로 폭기액이 소용돌이 형태나 지그재그 형태로 이동하게 되어, 결과적으로 미생물 접촉재(31)와의 접촉 시간이 길어지고, 접촉면적이 넓어지므로 여과 효율이 높아질 수 밖에 없다.
여기서, 상기 생물반응조(30)의 박스형 미생물 접촉재(31)는, 도2에 도시된 바와 같이, 중앙의 심(1)의 주변부에 코이어넷 그물망을 감아 고정시킨 미생물 접촉 막대(2)를 먼저 완성하고, 도3a와 3b에 도시된 바와 같이, 선반(3)을 사이에 두고 상기 미생물 접촉 막대(2)를 상하로 엇갈리는 지그재그 형태로 적층한 후 마감재(4)로 고정시킨 것이다.
상기 박스형 미생물 접촉재(31)의 하부에는 산기관(32')이 설치되어, 접촉재(31)에 과다하게 접촉되어 있는 잉여 미생물들을 떨어뜨림으로써 접촉 여과의 효율성을 높이도록 한다.
여기서, 미생물 접촉재로는, 도4a와 4b에 도시된 바와 같이, 코이어넷 그물을 접촉재의 상하부에 각각 설치된 상부 지지봉(5)과 하부 지지봉(6)을 왕복하며 통과시켜 팽팽하게 당김으로써 고정시켜 완성한 판형의 미생물 접촉재가 사용될 수도 있다.
생물반응조(30)에서의 여과 과정을 거친 오폐수는 월류수조(33) 내에 구비된 에어펌프(33a)에 의해 제1고도생물막접촉조(40)로 유입되어진다.
여기서, 상기 제1고도생물막접촉조(40)는, 상기 생물반응조(30)로부터 유입되는 오폐수를 고루 분산하기 위한 분지관(41); 상기 분지관(41)에 유입된 오폐수를 살수하기 위한 살수 노즐(42); 상기 살수 노즐(42)로부터 나오는 오폐수에 포함된 오염 물질을 여과하여 제거하기 위한 평판형 미생물 접촉재(43); 상기 미생물 접촉재(43)로 공기를 공급하기 위한 송풍기(44) 및 타공관(45); 상기 미생물 접촉재(43)를 적층하기 위한 지지판(47); 및 처리된 오폐수를 저장하는 처리수 저장조(48)로 이루어진다.
상기 제1고도생물막접촉조(40)의 상부에는 공기배출구(49a)와 점검구(49b) 및 상기 미생물 접촉재(43)의 유지보수를 위한 개구부(49c)가 구비되어진다. 상기 개구부(49c)는 개방형 덮개로 구성되어 돌발적이거나 비정상적인 사유로 미생물 접촉재(43)의 오염이 발생한 경우에 접촉재(43)를 외부로 꺼내어 수리할 수 있도록 한다.
즉, 코이어넷 그물이 길이 방향으로 길게 연결되어 있으므로, 상부 말단부만 잡고 당기면 상기 개구부(49c)를 통해 외부로 꺼낼 수 있게 된다.
한편, 상기 지지판(46)의 상부에는 부직포가 도포되어지며, 상기 지지판(47)과 타공관(45) 사이의 공간에는 다공성 세라믹 여재(46)가 적재되어진다.
상기 제1고도생물막접촉조(40)를 통과한 오폐수 내에 남아 있는 오염 물질을 제거하고자 펌프(50a)를 이용하여 제2고도생물막접촉조(50)로 유입시킨다. 하지만, 오폐수의 성상과 방류수의 수질기준에 따라 제2고도생물막접촉조(50)의 구성을 생략할 수도 있다. 제2고도생물막접촉조(50)에서는 지지판(57)과 타공관(55) 사이의 공간에 입자형 활성탄(56)가 적재되어진다.
제2고도생물막접촉조(50)의 동작은 상기 제1고도생물막접촉조(50)의 경우와 동일하므로 생략하기로 한다.
상기 제2고도생물막접촉조(50)를 통과한 오폐수는 펌프(60a)에 의하여 소독방류조(60)로 유입되어 소독되어진 후에 방류된다.
이때, 상기 유량 조정조(20)에서 생물반응조(30)로의 이동이 이루어지지 않는 경우에는, 제1솔레노이드밸브(60b)는 폐쇄되어지고 상기 제2솔레노이드밸브 (60c)는 개방되어지도록 하여 처리된 오폐수가 상기 소독방류조(60)로 바로 유입되지 않고, 상기 생물반응조(30)로 유입되어지도록 함으로써 생물반응조(30)-> 제1고도생물막접촉조(40)->제2고도생물막접촉조(50)를 순환적으로 거치도록 한다.
이상과 같이 본 고안은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니 되며, 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의한 코코스 야자섬유(Coir)를 이용한 수질 정화 장치는 친환경적인 접촉재를 사용하여 미생물의 서식 환경을 개선함으로써 유기물질과 부유물질의 제거를 극대화하고, 제2의 환경 오염을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 저가의 천연 접촉재를 사용한 수질 정화 장치를 제공함으로써 경제적인 시공을 가능케 하여 설치 비용을 최소화하고 유지관리를 용이하게 할 수 있다.

Claims (11)

  1. 오폐수에 함유된 부유물질을 여과하기 위한 스크린(10)이나 고액분리조(11);
    상기 스크린(10)이나 고액분리조(11)를 통과한 오폐수의 유량을 일정하게 유지하기 위한 유량조정조(20);
    상기 유량조정조(20)로부터 공급된 오폐수에 포함된 각종 유기물 및 부유 물질 등을 제거하기 위한 생물반응조(30);
    상기 생물반응조(30)를 통과한 오폐수에 포함되어 있는 오염 물질을 제거하기 위한 제1고도생물막접촉조(40);
    상기 제1고도생물막접촉조(40)를 통과한 오폐수 내의 잔류 오염 물질을 제거하기 위한 제2고도생물막접촉조(50); 및
    상기 제2고도생물막접촉조(50)를 통과한 오폐수를 소독하고 방류하기 위한 소독방류조(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 생물반응조(30)는,
    상기 유량조정조(20)로부터 공급되는 오폐수에 포함된 각종 유기물 및 부유 물질 등을 여과하여 제거하기 위한 박스형 또는 판형 미생물 접촉재(31);
    생물반응조 내부의 공기를 균일하게 확산시키기 위한 산기관(32); 및
    생물반응조(30) 내의 오폐수를 상기 제1고도생물막접촉조(40)로 이송시키기 위한 월류 수조(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1고도생물막접촉조(40)와 제2고도생물막접촉조(50)는,
    상기 생물반응조(30)로부터 유입되는 오폐수를 고루 분산하기 위한 분지관(41)(51);
    상기 분지관(41)에 유입된 오폐수를 살수하기 위한 살수 노즐(42)(52);
    상기 살수 노즐(42)로부터 나오는 오폐수에 포함된 오염 물질을 여과하여 제거하기 위한 평판형 미생물 접촉재(43)(53);
    상기 평판형 미생물 접촉재(43)(53)로 공기를 공급하기 위한 송풍기(44)(54) 및 타공관(45)(55);
    상기 미생물 접촉재(43)를 적층하기 위한 지지판(47)(57); 및
    처리된 오폐수를 저장하는 처리수 저장조(48)(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1고도생물막접촉조(40)는,
    그 상부에 공기 배출을 위한 공기배출구(49a), 상태 점검을 위한 점검구(49b) 및 상기 미생물 접촉재(43)의 유지보수를 위한 개구부(49c)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소독방류조(60) 이전에 처리된 오폐수의 유입 방향을 선택적으로 결정하기 위한 제1솔레노이브 밸브(60b)와 제2솔레노이드 밸브(60c)가 구비되어지는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 생물반응조(30)의 박스형 미생물 접촉재(31)는,
    중앙의 심(1)의 주변부에 코이어넷 그물망을 감아 고정시킨 미생물 접촉 막대(2)를 선반(3)을 사이에 두고 상하로 엇갈리는 지그재그 형태로 적층한 후 마감재(4)로 고정시킨 것임을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 생물반응조(30)의 판형 미생물 접촉재(31)는,
    코이어넷 그물을 접촉재(31)의 상하부에 각각 설치된 상부 지지봉(5)과 하부 지지봉(6)을 왕복하며 통과시켜 팽팽하게 당김으로써 고정시킨 것임을 특징으로 하 는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 월류 수조(33)는,
    상기 생물반응조(30)의 오폐수를 제1고도생물막접촉조(40)로 끌어올리기 위한 에어펌프(33a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 제1고도생물막접촉조(40)와 제2고도생물막접촉조(50)의 평판형 미생물 접촉재(43)(53)는,
    코이어넷 그물을 길이 방향으로 계속적으로 왕복하여 쌓아 올린 것임을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 지지판(46)(56)의 상부에는 부직포가 도포되어진 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 타공관(45)(55)과 지지판(47)(57) 사이의 공간에는 다 공성 세라믹 여재(46) 또는 활성탄(56)이 적재되어진 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 수질 정화 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100746357B1 (ko) 2006-05-26 2007-08-03 신성메디아 주식회사 필터기능을 갖는 오폐수처리용 정화여재
KR100746358B1 (ko) 2006-05-26 2007-08-03 신성메디아 주식회사 필터기능을 갖는 오·폐수처리장치용 락 여재
KR100791863B1 (ko) 2006-05-26 2008-01-07 신성메디아 주식회사 필터기능을 갖는 오폐수처리용 정화여재
KR100951920B1 (ko) * 2009-05-15 2010-04-09 (주)한솔환경건설 하수처리시설의 호기조에 구비되는 생물막부

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100746357B1 (ko) 2006-05-26 2007-08-03 신성메디아 주식회사 필터기능을 갖는 오폐수처리용 정화여재
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