KR20050106756A - 오폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오폐수 처리장치에 관한 것으로 특히, 상면 일측부와 중앙부에는 각각 맨홀과 오폐수 유입구 및 수증기 배출구가 설치되고 저부에는 수분을 증발시키고 남은 슬러지를 외부로 배출시키기 위한 밸브가 설치된 구성을 갖는 소정 용적의 원통형 탱크와; 상기 탱크의 외벽을 감싸는 형태로 설치되어 탱크를 통해 오폐수에 열을 가해주는 스팀 자켓과; 상기 스팀 자켓의 외부를 감싸는 형태로 설치되어 탱크의 온도 저하 및 스팀 자켓에서 발생되는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 보온 커버와; 수개의 관체 사이에 스팀이 충진되는 형태에서 상기 탱크의 측면 중앙부와 하방부 사이에 밸브를 통해 연결된 구성을 갖고 상기 탱크내의 오폐수를 가열 순환시켜 탱크내의 오폐수가 수분과 슬러지로 분리되도록 하는 인젝션과; 원하는 온도의 스팀을 상기 스팀 자켓과 인젝션내에 제공하는 스팀 발생기와; 수개의 관체 사이에 냉각수가 충진된 구성을 갖고 상기 탱크의 상부에 연결관을 통해 연결되어 상기 탱크에서 발생되는 수증기를 물로 변환시켜 주는 응축기와; 상기 응축기를 통해 변환된 물을 임시 저장하는 수개의 회수통과; 상기 탱크내에서 기화된 수증기를 응축기를 통해 회수통으로 강제로 빨아들이는 수봉식 진공펌프로 구성하여, 공장등지에서 발생되는 오폐수를 수분과 슬러지로 분리시켜 배출할 수 있도록 한 것이다.

Description

오폐수 처리장치{A Waste Water Disposal Unit}

본 발명은 오폐수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 각종 공장 등지에서 발생되는 오폐수를 소정 용적의 탱크내에 담아 스팀 가열하는 방식을 통해 물과 슬러지로 분리시켜 증발된 물은 다시 정수를 통해 일반 생활 용수나 공업 용수 또는 식수로 사용할 수 있도록 하고, 슬러지는 매립이나 소각할 수 있도록 하여 오폐수로 인한 토양과 수질오염 및 악취로 인한 공기오염 등 전반적인 환경오염을 미연에 방지할 수 있도록 함과 동시에 적은 비용으로 단 시간내에 많은 량의 오폐수를 처리할 수 있도록 하여 오폐수 처리에 따른 경비를 대폭 절감할 수 있도록 발명한 것이다.

인류의 고도문명을 실현하려는 욕구는 시대를 거듭하면서 많은 시행착오와 발전을 거쳐 현재에까지 이르게 되어 과거에 비해 각 분야에서 급속도로 발전하여 시간과 공간의 제약을 극복할 수 있게 되고, 생활수준도 많이 윤택해져 지금과 같은 고도문명을 이루어내어 인류의 발전에 많은 공헌을 한 장점은 있지만, 환경과의 조화를 외면한 채 극대화된 이익을 위해 무분별하게 자연을 개발한 결과, 지금은 심각하게 자연환경이 오염되고 있어 인류의 생존을 위협하고 있는 실정이다.

이러한 환경오염은 어느 특정 지역이나 국가에 의해 해결해야 할 문제가 아니기 때문에 전 세계적으로 이에 대한 공동대응이 시급하여 뒤늦게나마 지금은 거의 모든 지역과 국가가 상호 연대하여 환경보존을 위한 노력을 하고 있는데, 특히 수질오염의 경우 동,식물의 생존에 있어 막대한 피해를 주어 생태계를 위협할 뿐만 아니라 인류의 건강을 위협하고 있다.

상기와 같은 수질오염을 방지하기 위한 직접적인 방법으로는 각 산업체에서 배출되는 유해 오폐수의 효과적인 처리 후 배출을 하도록 하고, 각 일반 가정에서 배출되는 오수 및 하수를 처리한 후 배출을 하여야 하는데, 건설부지의 선정 재정 문제, 운영비 조달 및 전문인력의 부족 등의 이유로 인해 폐수 및 하수처리장이 제대로 구비되지 않은 채, 배출되어 하천 및 지하수를 오염시키고 있는데, 이러한 오수 및 폐수 등은 종류와 오염농도가 다양하고 심각하게 증가하는 추세이며, 최근에는 환경 호르몬 등과 같이 인체 유해물질의 함유로 인해 국민들의 건강을 심각하게 위협하고 있다.

각 산업체나 일반 가정 등지에서 배출되는 폐수나 오수를 처리하는 방법으로 종래에는 활성오니공정과 접촉산화공정이있는데, 상기 활성오니공정은 폐수에 혼합된 흙, 모래, 각종 찌꺼기 등과 같은 잔존물을 침사지에서 분리한 후, 하나의 반응기에서 잔존물을 분리한 폐수에 공기를 불어넣어 미생물을 성장시켜 유기물을 덩어리로 만들고, 유기물 덩어리를 가라앉혀 상부의 소정의 위치에 물을 방류할 수 있도록 하고, 상기 접촉산화공정은 접촉조에 접촉재를 충진시켜 여상을 형성하고, 포기조의 교반에 의해 충분히 용존산소를 공급하여 접촉재에 부착된 생물막과 폐수를 반복 접촉하여 정화하도록 한다.

상기의 공정들은 2차 처리시설로서 주로 유기물만 제거하는 공정인데다 상기 활성오니공정은 전문적이면서도 집중적인 관리가 요구되며, 대규모 시설에서의 경제적인 운용이 가능하고, 유입수의 부하변동이 불안정하며, 슬러지가 다량 발생하는 등 유지관리비가 높아 경제적인 부담이 크다는 문제점이 있으며, 상기 접촉산화공정은 특성상 미생물이 호기 및 혐기간으로 자유롭게 이동이 어렵기 때문에 인의 제거율이 떨어진다는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 공정들로 인한 문제점을 해결하기 위해 다양한 방식의 폐수 처리공정이 연구 및 개발되어 지고 있는데, 폐수 등이 반응조를 통해 정화 처리되는 경우 폐수의 BOD(Biochemical Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand), 총인 등의 오염물질에 대한 농도저하의 효과는 볼 수 있지만 암모니아성 질소, 질산성 질소 등의 총질소에 대한 농도저하의 효과는 미비하다는 문제점이 있다.

또한, 오존에 의한 고급산화법(AOP)과 같은 화학적인 처리방법 그리고 초음파공정, 분자분해, 원적외선, 전기분해 등과 같은 물리적 처리방법으로 처리하는 경우도 있다.

이러한 공정 중 오수처리시설의 대부분은 접촉산화방식과 전기분해에 화공약품을 첨가하여 응질을 돕는 이러한 처리공정이 대다수를 차지하고 있는데, 이 중 접촉폭기에 의한 산화방식은 미생물에 의해 처리해야 하는 공정이므로 일반인이 우선 관리가 어렵고 또 보이지 않는 지하구조물 속에서 대부분 반응을 시키는 경우이므로 문을 열면 악취와 벌레 때문에 실제로 관찰도 어려워 더욱 처리효율을 기대하기 어렵고, 설상가상으로 추운 겨울에는 미생물의 활동이 둔화되어 더더욱 처리효율이 떨어져 현재와 같이 법이 강화된 시점에서 20ppm을 유지한다는 것이 매우 어렵게 되었다.

그런데, 일부 공장에서는 영세하여 충분한 공해방지 설비를 갖추지 못하고 있으며, 그 결과 공업용 오폐수를 여과처리없이 그대로 개천이나 강으로 배출시키기 때문에 수질, 토양 및 공기 오염의 주요인이 되고 있는 바이다.

한편, 일부 공장에서는 침전 정화시설을 설치하여 오폐수를 정화시키고 있는데, 이와 같은 정화시설은 그 자체가 고가이고, 가동비가 많이 들게 될 뿐만 아니라, 각각의 정화시설에는 처리 용량의 한계가 있어 해당 정화시설로 유입되는 슬러지량이 한계를 넘으면 그대로 방류되어 수질 및 토양 오염을 지속적으로 유발시키고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지속적으로 발생하는 오폐수를 일정 용적을 갖는 탱크로 유입시켜 스팀 가열을 통해 수분과 슬러지로 분리시키고 수분은 다시 응축을 통해 물로 변환한 후 포집하여 정수를 통해 일반 생활 용수나 공업 용수 및 식수 등으로 사용할 수 있도록 하고, 슬러지는 포집하여 매립 또는 소각시킬 수 있도록 하여 각종 오폐수에 의한 토양과 수질오염 및 악취로 인한 공기오염 등 전반적인 환경오염을 미연에 방지할 수 있음과 동시에 적은 비용으로 단 시간내에 많은 량의 오폐수를 처리할 수 있도록 하여 오폐수의 처리에 따른 경비를 대폭 절감할 수 있는 오폐수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 상면 일측부와 중앙부에는 각각 맨홀과 오폐수 유입구 및 수증기 배출구가 설치되고 저부에는 수분을 증발시키고 남은 슬러지를 외부로 배출시키기 위한 밸브가 설치된 구성을 갖는 소정 용적의 원통형 탱크와; 상기 탱크의 외벽을 감싸는 형태로 설치되어 탱크를 통해 오폐수에 열을 가해주는 스팀 자켓과; 상기 스팀 자켓의 외부를 감싸는 형태로 설치되어 탱크의 온도 저하 및 스팀 자켓에서 발생되는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 보온 커버와; 수개의 관체 사이에 스팀이 충진되는 형태에서 상기 탱크의 측면 중앙부와 하방부 사이에 밸브를 통해 연결된 구성을 갖고 상기 탱크내의 오폐수를 가열 순환시켜 탱크내의 오폐수가 수분과 슬러지로 분리되도록 하는 인젝션과; 원하는 온도의 스팀을 상기 스팀 자켓과 인젝션내에 제공하는 스팀 발생기와; 수개의 관체 사이에 냉각수가 충진된 구성을 갖고 상기 탱크의 상부에 연결관을 통해 연결되어 상기 탱크에서 발생되는 수증기를 물로 변환시켜 주는 응축기와; 상기 응축기를 통해 변환된 물을 임시 저장하는 수개의 회수통과; 상기 탱크내에서 기화된 수증기를 응축기를 통해 회수통으로 강제로 빨아들이는 수봉식 진공펌프로 구성함으로써 달성할 수 있다.

따라서, 공장등지에서 발생되는 오폐수를 수분과 슬러지로 분리시켜 배출할 수 있으므로 오폐수로 인한 토양과 수질오염을 포함하여 악취로 인한 공기오염 등 전반적인 환경오염을 미연에 방지할 수 있음은 물론 적은 비용으로 단 시간내에 많은 량의 오폐수를 처리할 수 있어 공장 등지에서 발생되는 오폐수의 처리에 따른 경비를 대폭 절감할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 설치상태 예시도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 상면 일측부와 중앙부에는 각각 맨홀(11)과 오폐수 유입구(12) 및 수증기 배출구(13)가 설치되고 저부에는 수분을 증발시키고 남은 슬러지를 외부로 배출시키기 위한 밸브(14)가 설치된 구성을 갖는 소정 용적의 원통형 탱크(1)와;

상기 탱크(1)의 외벽을 감싸는 형태로 설치되어 탱크를 통해 오폐수에 열을 가해주는 스팀 자켓(2)과;

상기 스팀 자켓(2)의 외부를 감싸는 형태로 설치되어 탱크(1)의 온도 저하 및 스팀 자켓(2)에서 발생되는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 보온 커버(3)와;

수개의 관체(41) 사이에 스팀이 충진되는 형태에서 상기 탱크(1)의 측면 중앙부와 하방부 사이에 밸브(42)(43)를 통해 연결된 구성을 갖고 상기 탱크내의 오폐수를 직접 가열 순환시켜 탱크내에서 오폐수가 수분과 슬러지로 분리되도록 하는 인젝션(4)과;

원하는 온도의 스팀을 상기 스팀 자켓(2)과 인젝션(4)내에 제공하는 스팀 발생기(5)와;

수개의 관체(61) 사이에 냉각수가 충진된 구성을 갖고 상기 탱크(1)의 상부에 연결관(62)를 통해 연결되어 상기 탱크에서 발생되는 수증기를 물로 변환시켜 주는 응축기(6)와;

상기 응축기(6)를 통해 변환된 물을 임시 저장하는 수개의 회수통(7)과;

상기 탱크(1)내에서 기화된 수증기를 응축기(6)를 통해 회수통(7)으로 강제로 빨아들이는 수봉식 진공펌프(8)로 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서 미설명 부호 9는 탱크(1)내의 온도를 표시해 주는 온도계이고, 44는 인젝션(4)내 또는 탱크(1)와 인젝션(4)을 연결시켜 주는 관체내에 슬러지 등이 끼었을시 이를 외부로 배출시키기 위한 바이패스 밸브이며, 10은 상기 탱크(1)가 일정 높이를 갖도록 받쳐주어 고정시켜 주는 후레임이다.

이와 같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소정 용적을 갖는 탱크(1)의 측면 상방부에 형성된 오폐수 주입구(12)를 통해 각종 공장등지에서 수거된 오폐수를 일정량 주입하고 스팀 발생기(5)에서 발생되는 스팀을 스팀 자켓(2)과 인젝션(4)내에 공급하게 되면 상기 스팀 자켓(2)에서 발생되는 열에 의해 탱크(1)내의 오폐수가 전체적으로 가열됨과 동시에 인젝션(4)에서는 그 내부로 유입된 일부 오폐수를 집중 가열하게 된다.

이와 같이 비교적 그 용적이 큰 탱크(1)내의 오폐수를 스팀 자켓(2)을 통해 전체적으로 가열시켜 온도를 올리면서 탱크에 비해 비교적 작은 용적을 갖는 인젝션(4)내의 관체(41)를 통해 유입되는 오폐수를 고온의 스팀을 통해 집중 가열하게 되면 인젝션(4)내로 유입된 일부의 오폐수가 집중 가열에 의해 끊으면서 그 일부가 빠르게 기화되며 내부의 압력이 상승하게 된다.

따라서, 인젝션(4)내로 유입되어 집중 가열에 의해 빠르게 기화된 오폐수가 인젝션내의 압력상승으로 인해 다시 탱크(1)의 중간에 연결된 밸브(42)를 통해 탱크(1)내로 유입되고 또 다른 탱크내 오폐수들이 하부의 밸브(43)를 거쳐 인젝션의 하측부를 통해 유입되는 동작이 반복되며 탱크(1)내로 유입된 많은 량의 오폐수들이 차츰 기화되며 수분과 슬러지로 분리되어 간다.

물론, 상기와 같이 인젝션(4)을 통해 집중 가열되어 오폐수가 기화되기 시작하면 탱크(1)내의 압력도 서서히 상승하게 된다.

이와 같이 수증기에 의해 탱크(1)내의 압력이 일정 압력 이상 상승하게 되므로 인해 수봉식 진공펌프(8)를 작동시켜 강제로 빨아들이게 되면 수증기 자체가 연결관(62)을 통해 응축기(6)측으로 이동하게 된다.

이때, 상기 응축기(6)는 오폐수가 기화되어 발생되는 수증기가 통과할 수 있도록 설치된 수개의 관체(61) 사이에 냉각수가 충진된 구성을 갖고 있으므로 상기 진공펌프(8)의 흡입 작동에 의해 응축기(6)로 강제 유입된 수증기는 관체(61)를 통과하며 냉각수와의 열교환이 이루어지게 되어 오폐수에서 분리된 수증기가 물로 환원되어 수개의 회수통(7)으로 모여지는데, 이와 같은 동작은 오폐수에 포함된 수분이 거의 없어질 때 까지 반복된다.

물론, 상기와 같이 일정량의 오폐수를 탱크(1)내에 체우고 스팀 자켓(2)과 인젝션(4)을 통한 스팀 가열을 통해 수분을 증발시키는 과정에서 일정량 이상의 수분이 증발되면 계속해서 오폐수를 탱크내로 투입시키면서 가열 작업을 반복하게 된다.

한편, 본 발명 장치에서는 상기와 같이 일정 용적을 갖는 탱크(1)내에 오폐수들을 투입시켜 120℃이상의 온도로 가열하게 되므로 오폐수속에 포함된 각종 세균 및 잡균들이 박멸 소독되는 형태를 갖게 된다.

또한, 상기와 같이 각종 공장등지에서 발생된 오폐수를 계속해서 탱크(1)내로 투입시키면서 스팀 자켓(2)과 인젝션(4)을 통해 일정 시간 이상 가열 및 순환시키는 동작을 반복하여 수분은 증발되고 오폐수내에 포함되어 있던 각종 슬러지들이 탱크(1)내의 바닥면에 어느 정도 쌓이게 되면 안전을 위해 탱크내의 압력을 빼낸 다음 탱크(1)의 저부에 설치되어 있는 슬러지 배출용 밸브(14)를 열고 탱크(1)의 외부로 배출시키면 된다.

물론, 이와 같이 배출된 슬러지는 인체나 환경에 유해한 물질이므로 매립이나 소각을 통해 후 처리하면 된다.

또한, 회수통(7)으로 모여진 물은 정수과정을 통해 정수한 후 통해 일반 생활 용수나 공업 용수 또는 식수 등으로 사용할 수 있다.

한편, 상기 탱크(1)에는 온도계(9)가 설치되어 있으므로 시스템 운영자는 이 온도계(9)를 통해 탱크내의 온도를 인식하고 스팀의 공급량이나 오폐수의 투입시기 및 슬러지을 빼내어야 할 시기 등을 알고 그에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.

또, 상기 스팀 자켓(2)의 외측에는 보온 커버(3)가 설치되어 있어 열손실을 방지할 수 있고, 또 탱크(1)의 상부에는 맨홀(11)이 설치되어 있어 필요에 따라 이 맨홀을 통해 사람이 탱크내로 들어가 청소 등을 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일정량의 오폐수를 탱크내로 지속해서 유입시키면서 스팀 가열을 통해 수분과 슬러지로 분리시켜 배출할 수 있으므로 각종 공장 등지에서 발생되는 오폐수로 인한 토양과 수질오염을 포함하여 악취로 인한 공기오염 등 전반적인 환경오염을 미연에 방지할 수 있음은 물론 적은 비용으로 단 시간내에 많은 량의 오폐수를 처리할 수 있어 오폐수의 처리에 따른 경비를 대폭 절감할 수 있고, 또한 오폐수로부터 분리시킨 물은 정수를 통해 일반 생활용수나 공업용수 또는 식수로 사용할 수 있고, 슬러지는 별도로 포집하여 매립이나 소각 처리하면 되므로 오폐수에 포함된 슬러지에 의한 환경오염도 완벽히 방지할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 설치상태 예시도.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 탱크 2 : 스팀 자켓

3 : 보온 커버 4 : 인젝션

5 : 스팀 발생기 6 : 응축기

7 : 회수통 8 : 수봉식 진공펌프

Claims (1)

1. 상면 일측부와 중앙부에는 각각 맨홀(11)과 오폐수 유입구(12) 및 수증기 배출구(13)가 설치되고 저부에는 수분을 증발시키고 남은 슬러지를 외부로 배출시키기 위한 밸브(14)가 설치된 구성을 갖는 원통형 탱크(1)와;

   상기 탱크(1)의 외벽을 감싸는 형태로 설치되어 탱크를 통해 오폐수에 열을 가해주는 스팀 자켓(2)과;

   상기 스팀 자켓(2)의 외부를 감싸는 형태로 설치되어 탱크(1)의 온도 저하 및 스팀 자켓(2)에서 발생되는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 보온 커버(3)와;

   수개의 관체(41) 사이에 스팀이 충진되는 형태에서 상기 탱크(1)의 측면 중앙부와 하방부 사이에 밸브(42)(43)를 통해 연결된 구성을 갖고 상기 탱크내의 오폐수 일부를 직접 집중 가열 순환시켜 탱크내에서 오폐수가 수분과 슬러지로 분리되도록 하는 인젝션(4)과;

   원하는 온도의 스팀을 상기 스팀 자켓(2)과 인젝션(4)내에 제공하는 스팀 발생기(5)와;

   수개의 관체(61) 사이에 냉각수가 충진된 구성을 갖고 상기 탱크(1)의 상부에 연결관(62)를 통해 연결되어 상기 탱크에서 발생되는 수증기를 물로 변환시켜 주는 응축기(6)와;

   상기 응축기(6)를 통해 변환된 물을 임시 저장하는 수개의 회수통(7)과;

   상기 탱크(1)내에서 기화된 수증기를 응축기(6)를 통해 회수통(7)으로 강제로 빨아들이는 수봉식 진공펌프(8)로 구성한 것을 특징으로 하는 오폐수 처리장치.