KR20070016123A

KR20070016123A - 멤브레인 장치와 멤브레인 장치를 구비한 폐수 정화 설비 및 그러한 설비의 작동 방법

Info

Publication number: KR20070016123A
Application number: KR1020067019840A
Authority: KR
Inventors: 토르스텐 해크너; 마틴 스프링스; 올리버 크리스트
Original assignee: 한스 후버 아게 마쉬넨-운트 안라겐바우
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2007-02-07

Abstract

설비(6)는 다량의 찌꺼기 물질을 함유하는 바이오슬러지의 처리용으로 제안되고 마련되었고, 슬러지와 여과물을 분리하기 위한 찌꺼기 물질 수집부(1)을 구비한다. 폐수의 정화용 멤브레인 장치는 멤브레인 모듈(106)과 상기 멤브레인 모듈 아래에 설치되는 세척실(105)을 구비하고, 상기 세척실은 공기 유입 연결 부를 가지고 이 공기 유입 연결 부에 의해서 청소용 공기가 멤브레인 모듈(106) 내로 주입될 수 있다. 멤브레인 모듈(106)에는 폐수 유입구가 마련되고 슬러지와 투과액 각각의 배출 연결부가 마련된다. 상기 세척실(105)과 멤브레인 모듈(106)사이에는 체(108, 110)가 설치되어, 멤브레인 모듈(106) 전체와 및/또는 폐수의 공급 연결 부에 골고루 청소 공기를 분배하고, 또는 상기 체는 좀 더 큰 미립자를 걸러내기 위해 이용된다. 본 발명은 또한 멤브레인 장치(103)로 폐수를 정화하는 장치에 관한 것이고 그러한 설비의 작동 방법에 관한 것으로서, 이에 따라서 처리 조내 수위에 상대적으로 투과액 펌프(123)의 동작이 제어되고 동시에 투과액 펌프(123)가 적절히 스위치 온 또는 오프되며 투과액 흐름의 유출량에 따라서 작동되고 및/또는 추가적 투과액 펌프가 작동될 수 있다.

멤브레인 장치, 투과액 펌프, 취기 장치, 슬러지, 바이오, 활성, 여과기, 처리 조, 제어기

Description

폐수 슬러지의 처리 설비 및 처리 방법과 멤브레인 장치{INSTALLATION AND METHOD FOR THE TREATMENT OF SEWAGE SLUDGE, AND MEMBRANE UNIT}

본 발명은 찌꺼기 함유 슬러지(sludge)를 찌꺼기 물질 수집부에 의해서 처리하는 설비에 관한 것이다. 본 발명의 설비는 멤브레인 모듈(membrane module)과 상기 멤브레인 모듈 하부에 설치되는 세척실을 포함한다. 세척실에는 통기부가 장착되어, 수직적으로 설치된 상기 멤브레인 모듈의 필터 덮개들(filter envelopes)(이하 "필터 판들(filter plates)"로 칭하기로 함)내로 공기가 불어 넣어질 수 있다. 따라서 상기 멤브레인 모듈은 폐수용 공급라인과 슬러지 및 투과액(permeate)용 배출라인을 구비한다. 또한 본 발명은 상응하는 멤브레인 장치에 의해서 폐수를 정화하는 것과 상기 설비의 총괄 제어 및 설비의 동작방법을 포함하는 것이다.

범세계적으로 환경보호와 보건을 압박하는 문제들 중 하나는 폐수의 수집과 처리이다. 주민에게 명백히 정수된 음용수를 공급할 수 있는 능력은 대단히 중요하다. 그러나 경제적 이유들에 의해서, 모든 가구(家口)가 중앙 폐수 처리 장치에 연결될 수 없고, 따라서 생활 폐수는 찌거기 함유 물질용으로 설계된 국부적(local) 또는 결합된 수조(basin)들에 수집되어야 했다. 폐수의 정화는 상기 수조 내에 고형물(solids)의 침전에 의해 이루어진다. 이러한 찌꺼기-슬러지 수집조로부터 폐수 를 흘러나오게 하는 것은 간단하고 개방된 정화기(launders)를 통해 수집 탱크로 수집함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 방법으로, 고농도의 위험 물질이 지속적으로 강, 호수 및 바다에 축적되는 것이 방지된다. 활성화된 슬러지(생 슬러지(live sludge))에 따른 생물학적 폐수 정화 방법도 매우 자주 이용된다. 물 성분으로부터 활성화된 슬러지를 분리하는 것은 침전에 이은 여과에 의해 이루어질 수 있다. 울트라-여과 장치(an ultra-filtration system)을 통해 세척되는 폐수 투과액(permeate)이 재사용을 위해 이용될 수 있다. 수집된 찌꺼기 함유 슬러지는 관계된 침전 탱크로부터 주기적으로 제거되고 집중 정화를 받아야 한다. 이러한 정화 시스템용으로, 찌꺼기 함유 물질용으로 설계된 중앙 처리 설비가 많이 제안되고 있다.

폐수 여과용 멤브레인 모듈의 일 실시 예가 유럽 특허 공개 EP 1 016 449 A2호로서 공지되었다. 상기 공개 특허에 기술된 멤브레인 모듈은 캐리어(carrier)상에 연이어 설치된 필터 백(filter bag)들을 구비한다. 여과 수집실이 마련되며, 그 위에는 삼투 경로를 허용하기 위해서 상기 필터 백들을 가로지르게 연장하는 슬롯(slot)들이 형성된 상부 판이 발견된다. 이러한 타입의 필터들은 흐르는 폐수로부터 세균(germs) 및 고형물을 제거하기 위한 울트라 여과용으로 설계될 수 있다. 이러한 설비의 단점은 오염된 폐수의 경우에 필터들이 빨리 과부하되서 본래 목적했던 기능의 수행력이 저하된다는 데 있다. 이러한 점에서,상기 공개된 멤브레인 모듈은 비교적 많은 유지보수 시간을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 첫째로 찌꺼기 물질 슬러지를 가능한 환경친화적인 수준까지 정화 처리하는 찌꺼기 물질 함유 슬러지의 처리용 설비를 창안하는 것이며, 둘째로, 멤브레인 모듈을 폐수의 정화용으로 이용함으로써 멤브레인 모듈의 유지보수에 소요되는 서비스 시간을 최소화하는 것이다.

이러한 목적의 요소들은 청구항 독립항의 특징에 따라 달성된다.

본 발명에 따른 찌꺼기 함유 슬러지의 처리용 설비는 찌꺼기 물질 수집소 및 슬러의 분리 및 여과를 위한 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 설비는 각각 탈수된 슬러지의 수집 및 여과를 위한 완충기-조(buffer-basins)들을 보유한다.상기 여과용 완충기-조에 후속하여 연결되게 취기 처리 조(aeration basin)와 제 2 정화 탱크가 마련된다. 상기 취기 처리 조에 있어서 여과는 생물학적으로 처리되며 따라서 유독성의 정도가 최소화될 수 있다. 상기 생물학적 처리 단계에서의 세척에 의해서, CBS(산소 값)가 물 유입 코스(receiving water course)로 투입하는 데 필요한 값으로 감소된다. 마찬가지로, 여과는 울트라 여과 처리 단계를 받을 수 있고 후속해서 재사용 즉 산업용수로서 재사용될 수 있다. 상기 재사용에 의해 소모되는 양은 음용 가능한 가정용수에 대한 수요를 상당히 감소시킬 것이다.

찌꺼기 물질 함유 슬러지의 처리용 설비의 유용한 구성은 종속항에 기술되었다.

본 발명에 따른 폐수 정화용 멤브레인 장치는 멤브레인 모듈과 상기 멤브레인 모듈의 하부에 위치하고 공기주입구가 구비된 세척실을 가지며, 세척실에 의해서 상기 멤브레인 모듈의 표면이 집합된 미립자 및 슬러지로부터 자유롭게 된다. 이러한 방식으로 주입된 공기는 상기 멤버레인 모듈의 필터 판들을 청소하며 동시에 상기 필터 판들을 따라 흐르는 폐수의 요란을 야기한다. 상기 요란은 오물과 슬러지 입자가 상기 필터 판들에 부착하는 것을 방지하게 된다. 이러한 방법으로, 상기 필터 판들은 그들을 투과하는 자유로운 흐름이 가능한 상태로 유지된다. 이러한 일을 위해서, 상기 멤브레인 모듈은 폐수 공급을 위한 유입장치와 슬러지와 투과액을 제거하는 수단을 갖는다. 따라서 폐수는 상기 멤브레인 모듈 내에서 슬러지 부분과 투과 부분으로 분리된다. 투과액은 배출 라인(exit line)에 의해서 상기 멤브레인 모듈로부터 제거되며, 슬러지는 멤브레인 모듈로부터 분리 제거 수단에 의해 제거된다. 제거된 슬러지는 찌꺼기 함유 슬러지용 설비에서 후속적으로 처리될 수 있다.

본 발명에 따라서, 상기 세척실과 상기 멤브레인 모듈 사이에는 공기의 배분용 체(sieve)가 마련된다. 공기는 그와 같이 전체 멤브레인 모듈에 체를 통해서 분배되어, 상기 멤브레인 모듈의 청소 동작이 전체 멤브레인 표면에 대해 파급된다. 결과적으로, 상기 멜브레인 모듈은 상기 필터 판들이 슬러지에 의해서 방해되지 않기 때문에 오랫동안 완전한 기능이 가능한 상태로 유지된다. 또 하나의 체가 상기 멤브레인 모듈 내에 추가적으로 또는 번갈아 장착된다면, 상기 필터 판들의 오물 감소를 얻을 수 있다. 공기의 분배용으로 그리고 폐수 공급용으로 하나의 체를 설치함에 의해서, 상기 폐수는 상기 필터 판들을 따라서 격렬하게 질주할 수 있고 따라서 오물 미립자의 정체가 방지된다.

특별한 장점으로서, 다공성(perforated) 금속 스트립(strip)이 본 발명에 따른 체로서의 수행력이 입증되었다. 특히 스테인리스 강으로 된 금속 다공성 스트립(strip)은 조립이 간편하고 유입되는 폐수는 물론 공기의 만족스럽게 격렬한 흐름을 가능케 한다. 다른 실시 예로서, 폐수의 유입구에 설치한 것 외에 상기 세척실과 상기 멤브레인 모듈 사이에 망(mesh) 또는 분리 체를 설치하는 것도 가능하다. 그러한 체 구조들은 공기와 물의 유리한 흐름을 가능케 함으로써 상기 필터 판들을 청소하는 효과를 얻을 수 있다.

공기 유입용으로 사용되는 체 위에 폐수 공급용 체를 설치한다면, 공기 및 폐수의 흐름이 특히 양호하게 향상될 것이다. 이러한 방법으로, 원활한 흐름이 얻어짐으로써 폐수의 공급이 강력해지고 상기 필터 판들을 통과하는 폐수의 연속적 흐름을 유익하게 유지할 수 있고 상기 필터 판들을 통한 투과액의 통과를 돕게된다.

폐수 공급용 체가 필수적으로 수직으로 배치되고 공기의 유입용 체가 수평 배치되면, 첫째로, 공기의 배분 동작과 둘째로 폐수 공급의 격류가 잘 지원될 수 있다.

유리하게는, 상기 멤브레인 유닛은 폐수 내 박테리아의 산소 처리용 취기장치(aerator)이다. 이러한 취기장치에 의해서, 멤브레인 장치는 생 슬러지 조(living sluge basin) 내에 설치될 수 있고 폐수 처리용 완전한 장치로 작용할 수 있다. 그러한 자체-작동 멤브레인 장치는 폐수가 수집되는 지표 높이 정화기 내에 설치된다. 자체-작동 멤브레인 장치는 기존 또는 새로운 수조(basin) 내에 설치될 수 있고 또는 올려진 탱크 내에 설치될 수 있다. 멤브레인 장치가 단일 수조 내에 설치되는 것과 동일하게 전통적 멀티 챔버 조(multichamber basin)내에 설치하는 것도 역시 가능하며, 후자는 멤브레인 장치가 활성 슬러지 조로 옮겨진다.

취기 장치가 공기 호스(hose) 내에 개구들을 구비한다면, 폐수는 미세한 공기 방울들로 채워진다. 그러한 경우에 취기 장치는 용이하게 변형될 수 있고 예를 들어 용기 형태와 동일하게 수용되는 즉, 상기 멤브레인 장치가 설치되는 폐수 탱크 또는 조(basin)의 형태에 맞춰서 스스로를 수용할 수 있는 구조적 유연성을 갖게 된다.

취기 장치가 유연하지 않다면, 멤브레인 장치에 상대적인 취기 장치의 위치가 방향 조정가능하다면 유리하다. 특히, 취기 장치가 선회 가능한 것 또는 연장가능한 것이 추천되며, 그러한 구조를 가지면 취기 장치가 멤브레인 장치와 양호하게 정렬될 수 있고 폐수 조 또는 폐수 탱크 내의 국부적 상황들에 효과적이 된다.

유리하게는, 세척실 내에는 슬러지의 제거를 허용하기 위한 개구(opening)가 마련된다. 본 발명에 따라서 멤브레인 모듈과 세척실 사이에 설치되는 체가 슬러지의 통과를 허용하고 슬러지는 이후 세척실 내에서 수집된다. 이러한 이유로, 이 개구를 통해서 슬러지가 폐수 내로 재순환될 수 있게 상기 개구들이 마련된다. 상기 개구들은 유익하게 세척실의 하단부에 배치되어 보조설비의 추가설치 없이 슬러지가 세척실로부터 제거될 수 있다. 대체로, 청소를 위한 공기주입은 상기 개구들을 통한 슬러지의 통과를 가속시키는 데 충분한 것으로 밝혀졌다.

상기 멤브레인 장치가 지지구조상에서 지지된다면, 멤브레인 장치는 필수적인 지하 굴착 설치되거나 올려진 탱크에서 재설치가 필요없이 침강된 폐수 조 내에 설치될 수 있다. 멤브레인 장치는 공장에서 상기 지지구조상에 미리 완전히 장착된 다음 후속적으로 기존 조 내에 설치될 수 있다. 만일 상기 지지구조가 매달기 또는 탱크 내로 개별적 삽입에 의해서 설치될 수 있는 구조라면, 특히 지표면 폐수 조(ground surface wastewater basin)에 있어 유익하게 된다. 이러한 경우에 있어서, 지지구조는 멤브레인 장치를 폐수 조에 상대적으로 최적으로 설치되게 한다. 폐수 조 또는 폐수 탱크의 벽에 특별한 고정은 필요치 않다. 멤브레인 장치와 함께 상기 지지구조는 간단히 폐수 조 또는 폐수 탱크 내로 삽입될 수 있다.

상기 멤브레인 장치를 다른 폐수 조 또는 폐수 탱크 내에 설치하는 것을 허용하기 위해서, 상기 지지구조에 상기 멤브레인 장치 높이를 조절하는 장치가 구비되어 있다면 유용하다. 높이 조절장치에 의해서, 세우는 경우에 지지구조와 그의 상기 멤브레인 장치를 함께 매달거나 삽입하는 것에 의해서, 상기 멤브레인 장치는 최적으로 설치될 수 있다.

폐수 정화용 본 발명에 따른 설비는 공급되는 폐수로부터 깨끗한 투과액을 산출하는 맴브레인 장치를 구비하며, 이 멤브레인 장치 내에서 폐수 내의 혼입된 고형 물질이 제거된다. 투과액 펌프(permeate pump)가 상기 멤브레인 장치의 투과액 라인(permeate line) 내로 연결된다. 이러한 투과액 펌프는 상기 투과액 라인을 통하여 상기 멤브레인 장치로부터 투과액을 제거하고 이를 재사용 즉, 가정의 비식용 수(utility water)용으로 유출구를 통해 배출한다. 정화된 폐수는 분명히 지하 대수층(帶水層, aquifer)을 향상시키기 위해 추가될 수 있다. 본 발명에 따른 폐수 정화용 설비는 펌프의 동작을 조절하는 제어 시스템을 추가적으로 포함한다. 본 발명에 따라서, 설비는 폐수의 공급용으로 적어도 하나의 탱크를 구비한다. 이 탱크 내에는 수위 조절기가 설치된다. 상기 제어 시스템은 상기 투과액 펌프 및 상기 수위 조절기와 상호 연결된다. 상기 투과액 펌프는 탱크 내의 수위의 상태에 따라서 제어됨으로써, 상기 투과액 펌프는 조절될 폐수의 양에 따라 스위치 온(ON) 또는 오프(OFF)되어 제어에 응답한다. 또한 추가적 투과액 펌프가 있다면 상기 제어 시스템이 추가 투과액 펌프를 작동시키는 것도 가능하다. 대략 폐수용 침수조인 상기 탱크 내의 상기 투과액 펌프를 제어하는 것에 의해서, 멤브레인 장치가 건조되지 않게 보장될 수 있고 따라서 상기 멤브레인 장치 내 필터가 손상되지 않는다. 이외에, 폐수의 과잉공급(overflow)이 방지되고, 투과액의 양이 펌프 조절에 의해서 제어될 수 있다. 상기 수위 미터가 폐수 조가 과잉 정도로 차있는 것을 나타낼 경우 추가적으로 또는 상기 투과액 펌프와 번갈아 제 2 투과액 펌프가 작동될 수 있다. 추가적 펌프 용량에 의해서 폐수 조의 범람이 방지된다.

전체 설비 제어는 상호 연결되어 수위 제어와 폐수 조로부터 투과액 공급량을 가변적으로 조절할 수 있다. 이러한 제어는 추가적 투과액 펌프를 작동시킬 수 있어서 투과액을 후속의 시스템의 구성기기들에 공급할 수 있게 된다. 이러한 제어는 독립적으로 작동하며 유지보수 노력을 매우 적게 필요로 한다. 그러나, 본 발명의 주요 이점은 처리공정의 제어용 투과액 펌프의 온/오프 절환 제어에 만 있는 것이 아니다. 대등하거나 더욱 큰 이점이 상기 투과액 펌프를 통해 흐르는 유량을 조절할 수 있는 것 또는 폐수 조 내 바람직한 수위를 유지하기 위한 목적으로 보조 투과액 펌프로의 분류량을 조절할 수 있는 것에 있다. 이러한 수단에 의해서, 상기 멤브레인 장치는 고장보호가 가능하게 동작하고 결과적으로 유지보수의 주의가 적게 요구된다.

본 발명 설비의 또 다른 특별한 이점은 최소량으로의 유량 제어가 아니고 필요로 하는 유량제어라는 점이다. 이에 따라 또 한번 멤브레인 장치가 보호될 수 있다. 상기 멤브레인 장치의 필터 판들은 강제적으로 폐수 내의 최종적 투과액으로부터 슬러지를 분리하고 필터의 물질을 통과시키는 고압을 다르게 불필요하게 받지 않는다. 본 발명 설비의 용량은 만족스러운 기능수준으로 동작하므로 매우 장기간 설비의 수명이 연장될 수 있다.

특히 유용한 점이나 이제까지 인식되지 못해온 이점이, 본 발명에 따른 설비는 큰 고형물들과 폐수용 집수조로서 오직 하나의 조(basin)을 구비한다는 점이다. 본 발명 설비는 단수 조 내에서 유익하게 작동될 수 있다. 통상 거친 슬러지용으로 설비되는 멀티 챔버 조들은 생물학적 처리단계에서의 폐수의 정화 처리 이전에 불요하다. 그러나 본 발명 설비는 상기 멀티 챔버 설비에서도 작동될 수 있다.

멀티챔버 설비에 있어서, 조가 특히 최종 조인 경우, 유리하게 활성화된 슬러지를 취급한다. 여기서 발견되는 슬러지는 폐수 처리용으로 살아있는 미생물 작용에 의존하며, 투과액은 멤브레인 모듈, 즉 멤브레인 장치에 의해서 분리된다.

유량 미터가 투과액 라인에 구비되어 있고 설비 제어 시스템과 연결되어 있다면, 투과액 펌프의 공급량이 제어될 수 있다. 유량 미터는 상기 설비 제어 시스템으로 신호를 보내며 이 신호에 따라서 펌프의 공급량이 조절된다. 이러한 데이터에 의해서, 예컨대 투과액 펌프가 적절하게 동작하고 있는지 아닌지를 결정할 수 있다. 또한, 이러한 유량 미터 신호는 유지보수 주의가 요구되는지 또는 청소 주기가 되었는지를 결정하는 것으로 멤브레인 장치가 폐수의 만족스러운 처리량을 보이는지 아닌지를 나타내는 신호가 된다.

본 발명 설비의 기능에 대한 감시용 추가 수단이 투과액 라인 내 필터에 의해 마련될 수 있다. 바람직하게 상기 투과액 펌프의 앞에 설치되는 그러한 필터는 멤브레인들을 거슬러 흐르려는 잔류물에 의해서 흐름이 막히면 전달 유량을 감소시키게 한다. 이러한 추가 필터의 차단은 멤브레인 장치가 더 오래 정상적 효율성을 갖게 작동되지 못하여 멤브레인 장치 내 필터 판들이 손상될 수 있다는 경고가 될 수 있다. 막힌 투과액 필터는 폐수 처리량을 감소시키고 따라서 유량 미터는 저유량 신호를 상기 설비 제어 시스템에 발출하게 된다.

상기 투과액 펌프가 셀프 프라이밍 펌프(self priming pump)라면 특히 유용하다. 셀프 프라이밍 펌프의 능력에 의해 폐수조가 비었다든지 또는 투과액 펌프가 기동 모드(start-up mode)에 있으면 이러한 투과액 펌프용 특별한 동작 조건에 의해 작동될 것이다. 당연히, 본 발명의 설비는 비록 가장 유익한 방법은 아니더라도 셀프 프라이밍 펌프가 아닌 펌프로도 작동될 수 있다.

블로워(blower)가 본 멤브레인 모듈의 세척실의 공기 인입 연결부와 연통하거나 및/또는 취기장치(aerator)에 연통하면, 미생물에의 적절한 산소공급에 의한 폐수 조의 활성화가 실행된다. 이것 이외에, 세척실의 취기 및 취기 장치에 의해 멤브레인 모듈이 청소됨에 따라서, 멤브레인 모듈의 유지보수 노력이 상당히 절감될 수 있다.

유용하게는, 수위 측정 장치는 플로트 원리(float principle)에 근거하여 구성된다. 따라서 폐수 조 내 폐수 표면상의 플로트는 제어 시스템에 수위를 신호하게 된다.

특별한 이점의 하나는 펌프 용량을 증가시키기 위한 배출 라인이 추가적으로 마련된다는 것이다. 이러한 보조 배출 라인은 필요에 따라 개폐될 수 있어서 투과액의 량에 따라서 투과액 펌프에 대한 요구를 조절한다. 그러한 장치에서 투과액 펌프는 일정한 회전 속도로 구동될 수 있어서, 근본적으로 배출 유량을 가변시킬 수 있고 투과액 펌프의 공급량이 조절될 수 있다.

상기 추가적 배출 라인은 제어가능한 차단 밸브를 구비하여, 이 차단 밸브가 제어가능하게 개폐 즉, 그의 유량 통과 단면적에 의해서 배출 유량이 조절될 수 있다.

상기 배출 유량 라인에 마련될 수 있는 조절 밸브에 의해서, 투과액 펌프의 공급량이 다시 조절될 수 있다.

펌프의 필요한 공급 량에 도달하지 못했거나 폐수의 정화가 만족스럽지 못하다고 결정되면, 제어 시스템은 경고 신호를 발생시킨다. 본 발명의 설비로부터 발출되는 이러한 경고 신호는 광학적 또는 음향적 방법에 의해서 통신될 수 있다. 그러나, 신호의 전송은 예컨대 이동 전화 망에 의해 전송되는 것이 가능하다. 그러한 경우에, 적절한 보정 수단이 실행될 수 있다. 이러한 수단으로서, 예컨대 경보를 유지보수 인원에게 직접 발출하는 것에 대한 차단을 제거하는 것을 포함할 수 있다.

폐수 정화기의 동작을 위한 본 발명에 따른 방법에 있어서, 정화기는 멤브레인 장치, 투과액 펌프 및 설비 제어 시스템을 가지고, 하나의 탱크 또는 처리 조는 활성화된 처리 조로서 작용할 수 있다. 멀티 챔버 설비의 경우에 있어서, 바람직하게 최종 처리 조가 그러한 용도로 전환될 수 있다. 그러나, 본 발명의 처리 공정을 단일의 처리 조 또는 처리 탱크로 동작시키는 것도 가능하다. 이러한 탱크 또는 처리 조 내에는 멤브레인 모듈이 투과액과 활성화된 슬러지의 분리용으로 삽입될 수 있다. 산소 및 미생물의 도입에 의해서, 폐수는 생물학적으로 정화된다. 울트라 여과 멤브레인(ultrafiltration membrane)이 멤브레인 모듈로 선택되는 경우, 깨끗한 투과액과 슬러지의 혼합물은 물리적으로 분리되며 깨끗한 방출수가 투과액 펌프에 의해 방출된다.

본 발명에 따라서, 투과액 펌프의 동작은 처리 조내의 수위에 의해 제어될 수 있고 이러한 관계에서 투과액 펌프는 온 또는 오프 절환되어 다른 펌프 공급량을 얻을 수 있고 및/또는 보조 투과액 펌프가 상기 처리 조의 방출 유량을 증대하기 위해서 작동될 수 있다. 유량이 달라지면 본 멤브레인 장치가 설치된 처리 조(또는 탱크)를 비우는 속도도 변화된다. 이와 같이 처리 조 내의 내용물을 감소시키는 것은 특히 멤브레인 모듈을 보호하는 방법으로 수행된다. 만일 처리 조 내로의 유입량이 너무 적으면, 상기 처리 조를 비우는 것이 작은 전송률로 수행된다. 이러한 경우에, 멤브레인 장치 내 필터는 가볍게 부하가 걸리며 투과 처리량이 감소된 힘으로 진행되므로 설비의 기대 수명이 명확히 증가한다. 처리 조가 최대까지 채워진 것으로 측정된다면, 상기 처리 조로부터 더 많은 정화 폐수의 양을 제거할 필요가 있다. 이러한 경우에는, 투과액 펌프의 공급된 유량이 증가하고 그리고/또는 보조 투과액 펌프가 작동한다. 처리 조 내의 액위는 그러한 경우에 신속하게 바람직한 수준으로 돌아간다.

본 발명의 공정에 따라서 유용하게 처리 조의 다양한 수위가 중요한 점이다. 만일 투과액 펌프가 제 1 수위에서 정지된다면, 보호를 위해서 멤브레인 장치는 비워지지 않고 활성화된 슬러지 처리 조에는 적절한 양의 물이 지속 공급된다. 만일 이러한 제 1 수위를 초과할 때만, 투과액 펌프는 정상적 공급 유속으로 작동된다. 이러한 동작 조건은 처리 조 내 수위가 제 2 수위 또는 그 이상에 도달할 때까지 유지된다. 제 2 수위를 초과면서 투과액 펌프는 더욱 높은 공급속도로 작동되고 따라서 투과액은 처리 수조로부터 더욱 빨리 배출된다. 다음 제 1 수위와 제 2 수위 및 그 이상 수위 사이의 정상적 조건을 얻기 위해 작동되며, 이것은 활성(생 슬러지) 처리 조 및 멤브레인 장치에 가장 바람직하기 때문이다. 제 3 수위도 설정될 수 있으며, 이 제 3 수위는 기술한 제 2 수위를 초과하는 수위이다. 이러한 제 3 수위는 처리 조로부터 넘치는 것을 방지하기 위해서 폐수 공급이 중단되어야 함을 의미하는 신호가 된다.

전술한 제 2 수위를 초과할 때 투과액 펌프로부터 추가적 배출 라인이 개방됨으로써 정화된 폐수, 즉 투과액의 공급 유량을 증가시킬 수 있다. 이러한 방법으로, 투과액 펌프의 배출 라인이 변화에 의해서 배출 유량이 변화하더라도, 투과액 펌프는 항상 동일한 모터 회전속도로 구동될 수 있다. 이것은 투과액 펌프로부터 상기 추가적 배출 라인을 스로틀링 조절함으로써 얻어질 수 있다.

명백히, 공급되는 투과액 유량을 제어하는 것은 수위 조절만을 위해서 필요한 것이 아니다. 펌프 공급량의 변화는 미세한 증가량으로 상기 수위에 맞춰지는 것이 가능하다.

처리 조용 취기 장치가 수위에 연동한다는 것이 특별한 이점의 하나이다. 취기 장치가 활성화된 슬러지 조에 산소를 공급하고 정화할 폐수를 멤브레인 모듈로 안내하는 특별한 동작을 가진다. 취기 장치에 의해서, 체를 가진 멤브레인 장치의 경우에 일어나는 추가적 작용은 체가 잔류하는 고형물에 의해 막히지 않으며 처리되는 폐수로 공급되는 폭기(turbulent flow of the air)에 의해 깨끗함을 유지한다는 것이다. 따라서 취기 장치는 멤브레인 장치의 정화용 박테리아에 산소 공급을 수반하게 작용할 수 있고, 이러한 작용에 의해서 유지보수에 대한 주의 빈도가 훨씬 적어질 수 있다.

수위에 따른 신호에 의해 멤브레인 장치에 대해 정화용 공기 주입이 작동되면, 특히 처리 조의 수위가 낮을 때 투과액 펌프가 정지되고, 이러한 공기는 지속적으로 멤브레인 장치를 정화하여, 필터 판들이 작동 준비상태로 유지된다.

취기 장치가 단속적으로 작동된다면, 다시 한번 멤브레인 장치에 대한 지속적인 청소와 산소 공급의 지속이 유지될 수 있다.

본 발명의 설비의 기능이 유량 미터에 의해 감시되면, 멤브레인 장치 또는 예컨대 투과액 라인 내 제어 필터가 차단되었는지 또는 손상되었는지를 결정하는 것이 매우 용이해진다. 특히 멤브레인 장치가 결함있는 필터 판을 갖는 경우에, 투과액 라인 내에 더 많은 오물이 쌓이고 및/또는 정화된 폐수 내 오물이 나타난다. 투과액 라인 내에 안전 필터(safety filter)가 설치된다면, 이러한 안전 필터는 매우 신속히 막히게 되고 투과액 라인을 통한 흐름은 감소하게 된다. 유량 미터는 이러한 상황을 기록할 수 있고 해당 신호를 설비 제어기에 보낼 수 있다. 즉 결함을 알릴 수 있다.

설비의 장애발생시에 경고 신호가 작동된다면 특히 유리해진다. 경고 신호는 곤란을 제거하기 위해서 유지보수 서비스를 요구하는 예컨대 이동 전화에 의해 전송될 수 있다. 또한, 그러한 경우에, 처리 라인의 정지가 시행될 수 있고 또는 설비 자체가 결함을 교정할 수 있도록 설비가 고장 모드로 될 수 있다,

그러한 장애의 자체-교정을 위해서, 청소 프로그램이 개시된다면 유익하다. 유익한 방법으로 이러한 동작에서 이러한 청소 프로그램이 작동하여, 투과액 펌프 및/또는 취기 장치 및/또는 공기가 단속적으로 작동된다. 이러한 방법으로 막힌 체 또는 막힌 필터 판이 다시 작동가능하게 될 수 있다.

특히, 상기 청소 프로그램이 성공되지 않으면, 투과액 펌프 및/또는 취기 장치 및/또는 공기가 적어도 일시적으로 정지되는 것이 특히 유익하다. 이러한 방법으로 장애-상황이 더욱 심화되는 것이 방지될 수 있다. 특히 취기 장치를 통해 활성화된 슬러지 조에 산소가 공급되다면 취기 장치는 적어도 더욱 잘 활용되는 것이다.

압력 측정, 산소 측정, 정화 정도의 측정, 투과액의 혼탁도 측정으로 본 설비의 기능성을 감시할 수 있다면 특히 유익할 것이다. 이러한 측정들은 이들 파라미터들의 변화가 직접 또는 간접적으로 본 설비의 기능상 결함을 나타내기 때문에 정화기의 정확한 자동상태를 제어하는 데 있어서 매우 효과적일 수 있다.

혼탁도 측정이 투과액 라인 내에 설치되는 투시 창(sight-glass)에 의해 수행된다면 매우 가치가 있다. 투시 창은 예컨대 작업 인력에 의해서 감시될 수 있다. 대안적으로, 혼탁도 측정은 광학 광도측정 장치(optical photometric system)에 의해서 수행될 수 있으며, 그에 따라 명확한 결함을 발견할 수 있다.

정화 정도의 측정이 CSB-측정(산소 요구량 측정)에 의해 정밀하게 수행된다면 매우 중요하다. 투과액 내 오염물은 이러한 방법에 의해 특히 정확히 결정될 수 있다.

도 1은 찌꺼기 물질이 함유되는 슬러지용 본 발명 설비의 개략도이다.

도 2는 폐수 정화용 본 발명 설비의 개략도이다.

도 3은 본 발명 멤브레인 장치를 보여주는 도면이다.

도 4는 페수 정화용 본 발명 설비의 제어에 대한 개략도이다.

본 발명의 추가적 이점들은 다음의 실시 예에서 알 수 있을 것이다.

도 1에 있어서, 도시된 찌꺼지 함유 슬러지 처리용 본 발명의 설비는 다양한 연결 부들 및 처리 장치들을 포함한다. 찌꺼기 슬러지 수집부(1) 내에는 가정 및 산업 폐수와 우수(run-off water) 및 슬러지가 수집된다. 이러한 물질들은 폐수로서 지하 찌꺼기 물질 조에 공급된다. 이러한 찌꺼지 함유 슬러지 내에는 다른 불순물들 예컨대 의복조각, 위생 물품, 나무 파편, 돌 등이 포함된다. 따라서 펌프 및 탈수기와 같은 후속 설비의 기능이 손상되지 않도록, 이러한 고형물질들은 거친 물질 정화 부(rough material cleaning section)(2)내에서 찌꺼지 함유 슬러지로부터 제거된다. 거친 물질(3)은 이후 예컨대 환경 친화적 매립 또는 소각장에서 처리된다.

또한, 찌꺼기 물질(4)은 거친 물질 정화 부(2)내에서 분리되어 특수 찌꺼기 물질 수집기(5)로 보내진다. 이제 기계적으로 정화된 찌꺼기 슬러지는 그러나 상당한 양의 폐수를 아직 보유하고 있다. 이러한 점에서, 이와 같은 찌꺼기 혼합물은 이제 슬러지 탈수 처리 장치(6)의 처리를 받게 된다. 이러한 슬러지 탈수 처리 장치(6)에 의해서, 찌꺼기 운송 라인(4)과 여과액(9) 내에 여전히 보유되는 고형물(8)들 간의 분리가 이루어진다. 슬러지 탈수는 예컨대 엄 프레스(worm press)에 의해 수행된다. 이러한 웜 프레스에서, 슬러지는 워엄 컨베이어(worm conveyor)의 압력 증가 특성에 의해서 계속하여 탈수된다. 탈수된 슬러지 중 고형물(9)은 탈수의 종료시에 정상적으로 빵가루 같은 경도(consistency)를 가지며 거친 물질(3)과 마찬가지로 매립지 또는 소각장으로 보내진다. 잔여물은 퇴비가 될 수 있는 가능성도 있어 그런 경우 추가적 경제적 이익을 얻을 수 있다.

슬러지 탈수 장치(6)로부터 라인(8)을 통해 슬러지를 제거하고 제 2 라인은 여과액(9)을 가져간다. 여과액(9)은 다시 한번 여과액 수집 탱크(10) 내에 수집된다. 필요시, 여과액은 여과액 수집 탱크(10)로부터 꺼내어져서 취기 조(aeration basin)(11)로 보내진다. 취기 조(11) 내에서 여과액(9)의 고형 잔유물은 위생처리, 즉 컨디셔닝되고, 예비 정화된 물은 생물학적으로 처리된다.

취기 조(11)의 활성화된 슬러지 혼합물은 제 2 정화기(12)로 흘러들어가고, 거기서 침전(sedimentation)처리에 의해서 정수(clear water)로부터 슬러지가 분리된다. 이러한 제 2 정화기(12)의 표면상의 고도로 정화된 폐수가 환류에 의해서 주 채널 라인 내로 전환 공급된다. 바닥 부로부터는, 두꺼운 슬러지(14)가 취기 조(11)로 복귀되거나 또는 되풀이 노력으로 찌꺼기 수집 탱크(5)로 다시 보내진다.

제 2 정화기(12)로부터 제거된 폐수는 대략 주 처리를 받기 전에, 다시 필터(13)를 통해 흐른다. 필터(13)는 통상적 헝겁 필터(cloth filter)이고, 이러한 헝겁 필터는 내부에 천조각이 드럼 위로 펼쳐진 것으로 잔여 고형 입자가 크게 정화된 폐수로부터 제거된다. 이러한 여과처리된 슬러지(14)는 바람직하게 찌꺼기 수집기(5) 및 슬러지 탈수 장치(6)를 거쳐 조(basin)(7)로 궤환된다. 다른 처리 가능성으로서 상기 여과처리된 슬러지를 활성화된 슬러지 조(11)로 보내는 것도 가능하다.

상기와 같이 기술된 처리외에, 멤브레인 설비에 의해서 여과액의 정화를 수행하는 것도 가능하다. 이러한 경우에 멤브레인 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 멀티 챔버 조(multichamber basin) 내에 설치될 수 있고, 동일하게 여과액의 정화가 멤브레인 장치가 구비된 단일 조 내에서 시행될 수 있다.

제 2 정화기(12) 내에는 함유된 슬러지 용 제거 유닛(15)과 부유물질용 체류 장치(retention apparatus)(16)도 설치된다. 이러한 장치들은 슬러지 레벨이 증가하고 유량이 증가하는 경우에 슬러지가 제거 주요부(removal main)로 이동하는 것을 방지하는 것을 보장한다. 그렇지 않으면, 제 2 정화기(12) 내에서, 모든 슬러지 와 중량 물질들은 활성화된 슬러지와 물 혼합물로부터 제거된다. 이것은 가능한한 유해물질이 없는 폐수 산물을 산출하는 것을 보장할 것이다.

도 2에는 분산 정화 시스템의 멀티 챔버 조(101)가 개략적으로 도시되어 있다. 여기서 보여주고자 하는 것은 종래에 폐수의 수집용으로 이용되어왔던 상기 멀티 챔버 조(101)이다. 유입 라인(102)을 통해서 폐수는 거친 슬러지 성분용 침전(settling) 탱크로서 역할을 담당하는 멀티 챔버 조 중 제 1 챔버로 들어간다. 예컨대 유입관을 통해서 거친 슬러지를 함유하는 폐수가 중간 제 2 챔버 내로 들어가며, 여기서 제 2 챔버는 추가적으로 침전 및 완충 수단으로 작용한다. 이러한 조 내에 추가적 중량 슬러지가 침전하도록 허용된다. 침전된 슬러지는 주기적으로 조(조들)로부터 제거되어야 하며 추가적으로 찌꺼기 슬러지 취급용 설비에서 처리될 수 있다. 다시 한번, 예컨대 표면 하부 유입관(under-surface inlet pipe)에 의해서 다량의 정화된 폐수가 최종 챔버로 들어가며, 최종 챔버는 울트라 여과장치가 구비된 생물학적 처리 단계로서 역할을 담당할 수 있고, 이것은 종래의 최종 챔버의 용도와 다른 것이다. 이러한 목적으로, 이러한 최종 챔버 내에, 본 발명의 멤브레인 장치(103)와 플로트(104)가 설치될 수 있다. 멤브레인 장치(103)와 플로트(104)는 최종 챔버 내에 설치됨으로써 가용 멀티 챔버 조(101)는 추가로 활용될 수 있고 거기서 오염 미립자 및 영양물질을 함유하는 폐수를 공기 공급하에서 비활성화시키고 생물 폐기물(biomass)로 변환될 수 있다. 멤브레인 장치는 활성화된 슬러지로부터 깨끗한 폐수를 분리할 수 있다. 플로트(104)는 멤브레인 장치(103)의 작동을 위해 요구되는 최종 챔버 내 수위를 결정한다.

멤브레인 장치(103)는 필수적으로 세척실(105)과 멤브레인 모듈(106)로 구성된다. 세척실(105) 내에서, 요구시에, 공기가 공기 라인(107)에 의해서 불어 넣어질 수 있다. 이러한 공기는 세척실(105)을 통해서 멤브레인 모듈(106)로 들어간다. 세척실(105)과 멤브레인 모듈(106)은 체(108)에 의해서 서로 분리된다. 미처리된 폐수가 멤브레인 모듈(106)의 하단부에서 들어가며 공기에 의해서 멤브레인 모듈(106)을 통과하도록 아래에서 위로 강제력을 받으며 멤브레인 모듈(106) 내에 설치된 필터의 도움으로 정화 작용을 받는다. 멤브레인 모듈(106)의 상단부에는 슬러지가 멤브레인 모듈(106)로부터 방출되어 다시 최종 챔버 내에서 발견될 수 있으며, 반면에, 동시에, 상기 필터를 통과한 정화된 폐수는 투과액 라인(109)을 통하여 최종 챔버를 나가게 된다. 멤브레인 모듈(106)의 하단부에 여전히 미정화된 폐수를 흡입 수집하기 위해서, 거친 미립자로부터 오 폐수를 정화하는 추가적 체(110)가 마련되며, 따라서 멤브레인 모듈(106) 내 상기 필터는 과도한 과부하가 부과되지 않는다. 세척실(105)에 의해서 멤브레인 모듈(106)을 통해 흐르는 공기에 의해서 개별적 필터가 청소되며 그 이유는 특별히 폭기 흐름이 필터 표면을 따라 이동하게 야기되며 따라서 필터 표면상의 오물 미립자들의 부착이 방지되기 때문이다.

체(108)를 통하여 세척실(105) 내로 들어가는 오물은 세척실(105)의 하부 개구들을 통해 제거될 수 있고, 이러한 작용에 의해서 상기 세척실(105)의 막힘이 방지된다.

멀티 챔버 조(101)의 마지막 조(챔버)는 활성화된 슬러지 조로서 역할을 담 당하도록 설계되었다. 부가된 미생물에 산소를 공급하기 위해서, 취기 장치(111)가 멤브레인 장치(103)에 부속하여 설치된다. 취기 장치(111)는 상기 활성화된 슬러지 조 내로 공급되는 취기 라인(112)을 통해서 멤브레인 장치(103)에 상대적인 적절한 배치에 의해서 산소를 공급하며, 체(110) 앞에 격류(turbulence)가 형성된다. 이러한 체(110) 전방의 폐수의 격류는 체(110)가 오물 미립자가 부착되는 것으로부터 자유롭게 되어 결과적으로 막히지 않는 작용을 일으킨다. 따라서 멤브레인 장치(103)는 필수적으로 셀프-클리닝(self-cleaning)되므로 유지보수 시간이 대폭 절감될 수 있다.

도 3은 멤브레인 장치(103)을 개략적으로 도시하고 있다. 세척실(105)은 상기 멤브레인 모듈(106)에 결속되어있는 것으로 나타나있다. 세척실(105)과 멤브레인 모듈(106)의 사이에는 체(108)가 설치되고, 체(108)를 통해 세척실(105) 내로 라인(107)을 통해 계속적으로 유입되는 공기는 멤브레인 모듈(106)내로 유입될 수 있다. 멤브레인 모듈(106) 내로 유입되는 공기로 인하여, 폐수도 체(110)을 통하여 멤브레인 모듈(106) 내로 유입된다. 체(108)는 전체 멤브레인 모듈(106)의 폭을 가로지르는 공기 흐름의 배분을 허용하는 역할을 할 뿐 아니라 멤브레인 모듈(106) 내로 들어오는 폐수 내에 격류를 형성하는 작용도 한다. 격류가 그러한 작용을 함에 따라서 매우 개략적으로 도시된 필터 판(113)이 오염물이 부착되지 않게 지속 청소되며, 따라서 정화된 폐수가 투과할 수 있는 상태로 유지된다. 체(110)의 작용 결과로서 멤브레인 모듈(106)로부터의 폐수에서 발견될 수 있는 오염물의 큰 입자들은 저지된다. 중요한 점으로, 오물 미립자가 필터 판(113)에 부착되는 것이 방지 된다. 필터 판(113)은 도 3에 도시된 것과 같이 일반적으로 설계되지 않는다. 필터 판(113)이 내장된 멤브레인 모듈(106)이 좀 더 정확한 배치도는 유럽 특허 공개 EP 1 016 449 A2호에서 발견될 수 있다. 그러나 분명한 것은 멤브레인 모듈(106)의 다른 설계들에도 본 발명이 적용될 수 있다는 점이다.

체(108)를 통해서 세척실(105) 내로 다시 이동한 오물을 제거하기 위해서, 본 발명에 따른 세척실(105)의 하단부에는 개구(114)가 구비된다. 오물은 세척실(105) 밖으로 상기 개구(114)를 통해서 씻겨 내보내지며 따라서 체(108)는 물론 세척실(105)을 막지 못한다.

슬러지가 멤브레인 모듈(106)의 폐수 측에 남아 있는 반면, 정화된 폐수는 멤브레인 모듈(106)을 통해 삼투되면서 여과될 수 있다. 모여진 슬러지는 멤브레인 모듈(106)의 상부 개구(115)를 통해 멤브레인 모듈(106)로부터 배출된다. 정화된 폐수는 멤브레인 모듈(106)로부터 투과액 라인(109)을 통한 출구를 찾고 멀티 챔버 조(101)를 나가게 된다.

본 발명의 현재 설계의 경우에 있어서, 취기 장치(111)는 멤브레인 장치(103)의 일부를 구성한다. 상기 취기 장치(111)는 상기 공기 라인(112)에 연결된다. 연결부(116)들은 세척실(105) 및 상기 멤브레인 모듈(106)에 상대적인 상기 취기 장치(111)의 위치를 변경될 수 있게 해준다. 이러한 점에서, 상기 취기 장치(111)는 그의 길이에 대해서 회전될 수 있고, 따라서 체(110)가 상기 취기 장치의 해당 위치에 의해서 공기 방울들을 받게 되고 이러한 방법으로 부착하는 오염물질이 체(110)로부터 제거된다. 취기 장치(111)는 첫번째 기능으로서 슬러지 활성 조에 산소를 공급하는 역할을 수행하고, 두번째 기능으로서 멤브레인 장치(103)의 셀프 클리닝(self cleaning)을 위한 역할을 수행한다. 추가적 취기 장치들이 상기 조 내에 설치되는 것도 가능하다.

상기 멤프레인 장치(103)는 지지 프레임(117) 상에 설치된다. 이러한 지지 프레임(117)은 조 또는 탱크 내에 매달아 지지될 수 있으며 필요하다면 위치조정장치에 의해 높이가 조정될 수 있다. 상기 멤프레인 장치(103)는 유지보수 목적으로 완전히 조 밖으로 들어내질 수 있다. 축조방법(method of construction)으로 기존 조에 재설비하는 것도 완전히 가능하다. 상기 멤브레인 장치를 상기 조 내에 매달기 위해서 여기 도시한 실시 예의 경우에서 장착되는 지지 프레임(117) 대신에, 발부분(feet)들을 구비하며 상기 조 내에 조립 설치될 수 있는 지지대도 당연히 가능하다.

도 4는 본 발명의 장치가 어떻게 작동될 수 있는 가를 개략적으로 다시 보여주고 있다. 하나의 탱크 또는 하나의 조(101') 내에, 세척실(105) 및 멤브레인 모듈(106)이 구비된 멤브레인 장치(103)가 제공된다. 상기 조(101') 내에는 플로트(104)가 또한 설치되며, 플로트(104)에 의해서 상기 조(101') 내의 수위를 알 수 있다. 블로워(blower)(120) 및 청소용 공기(107)에 의해서, 공기가 상기 세척실 내로 불어 넣어진다. 취기 장치(111)는 공기 라인(112) 및 블로워(121)에 의한 취기 공기를 받는다. 정화된 폐수는 투과액 펌프(123)에 의한 투과액 라인(109)과 필터(122)를 통한 흡입에 의해서 제거된다. 투과액 펌프(123)의 라인 내 투과액은 배출 라인(124) 및 유량 미터(125)를 통해 펌프되어 배출된다. 배출 라인(124)에는 배출 라인(124)의 통과 유량을 변화시킬 수 있는 밸브(126)가 설치된다. 배출 라인(124)에 병렬로 또 하나의 배출 라인(127)이 마련되며, 배출 라인(127)은 대표적 바이-패스(by-pass) 배관으로 또 하나의 밸브(128)를 구비한다. 배출 라인(127) 및/또는 밸브들(126, 128)은, 필요에 따라서, 특정 량의 통과 유량을 위해서 얼마간 개방된다. 상기 이러한 통과 유량의 변화인 동시에 펌프(123)의 공급량에 의해서, 조(101') 내 수위가 조절된다. 수위가 너무 높으면, 펌프(123)의 공급량이 증가되고 따라서 예컨대 배출 라인(127)이 배출 라인(124)에 추가하여 개방된다. 상기 조(101') 내 수위가 너무 낮으면 펌프(123)의 공급량을 감소시키기 위해서 예컨대 배출 라인(127)은 차단되거나 또는 밸브들(126, 128) 중 하나 또는 모두가 닫힌다. 펌프(123)는 대체로 일정한 회전 속도로 운전된다. 유량은 자체로 결정, 말하자면 배출 라인(124, 127)의 전체 단 면적에 따라서 결정된다.

제어기(130)는 본 발명 설비를 감시하고 제어한다. 수위가 플로트(104)에 의해서 제어기(130)에 보고되고, 펌프(123)는 온/오프 위치들 사이에서 변화한다. 예컨대 수위(S₁)에 도달한 것으로 플로트(104)가 결정하면, 펌프 작동이 정지된다. 수위(S₂)에서, 신호가 주어지면, 더 많은 투과액이 펌핑되어 조 밖으로 배출되고 배출 라인(124, 127)은 단면적이 증가되거나 개방된다. 개방 밸브들(126, 128)을 통하여, 펌프(123)의 공급 유량은 증가되고 더 많은 투과액이 조(101') 밖으로 펌핑되어 배출된다. 이송되는 투과액의 증가를 위해서, 추가적 투과액 펌프가 제공될 수 있다.

수위는 또한 청소하는 공기 및 취기 공기의 공급 제어에도 공헌한다. 블로워들(120, 121)은 따라서 스위치 온/오프 된다. 청소 동작에 있어서, 이들 블로워들(120, 121)은 펌프(123)에 독립적으로 운전될 수 있다. 블로워(121)는 활성화된 조(101')용의 산소를 공급하는 역할을 담당하고 블로워(120)는 청소하는 공기를 세척실(105)과 멤브레인 모듈(106) 내로 공급하는 역할을 담당한다. 이러한 방법으로, 상기 멤브레인 모듈(106)을 통한 폐수의 이송이 작동된다. 특히, 저 수위의 경우에, 투과액은 펌핑되어 배출되지 않고, 활성화된 조에 지속적으로 산소를 공급하고 멤브레인 모듈(106) 또는 필터 상에 오물이 침착하는 것을 회피하거나 완화하기 위해서, 블로워들(120, 121)의 작동은 단속적으로 이루어질 수 있다.

장애를 결정하기 위해서, 유량 미터(125)와 필터(122)가 구비된다. 예컨대, 멤브레인 모듈(106)이 손상되면, 결과로서 오염된 폐수가 투과액 라인(109) 내로 침투하고, 따라서 필터(122)가 매우 빨리 막히거나 적어도 통과되는 유량이 현저히 감소된다. 유량 미터(125)에 의해서, 이것은 제어기(130)으로 송신되며, 그에 따라 제어기(130)에 의한 장애 신호가 송신기(131)에 의해서 발출되고 예컨대 유지보수 요원에게 보고하게 된다. 또한, 제어기(130)는 장애 프로그램을 개시할 수 있으며, 이러한 프로그램에 의해서 먼저 멤브레인 모듈(106) 내 필터를 청소하는 인터벌 세척(interval washing)이 시도된다. 만일 이 시도가 성공적이지 않다면, 다음 단계로서 실질적 보수 작업이 수행된다. 송신기(131)는 중앙 유지보수 센터로 무선에 의해서 또는 이동 전화망에 의해서, 또는 고정 전화망에 의해서 적절한 신호를 전송할 수 있다. 또한, 다른 수단도 당연히 취해질 수 있다. 예컨대, 조(101')로의 공급은 차단될 수 있고 또는 음향적 또는 광학적 신호가 발생되고 송신될 수 있다.

본 발명은 여기서 제시한 실시 예들에 국한되지 않는다. 개별 실시예의 조합과 같이 예들이 전체적으로 가능하다. 특히 멤브레인 설비에 있어서, 다양한 라인들 예컨대 청소 공기 라인(107)과 취기 라인(112)은 공통적 블로워에 연결될 수 있다. 두 라인들(107, 112)의 제어는 추가적 밸브들에 의해 수행될 수 있고, 이 밸브들은 제어기(130)의 조절을 받도록 설치될 수 있다. 유량 미터(125) 대신에, 장애의 결정을 위해 다른 측정 시스템을 도입하는 것도 가능하다. 필터(122)가 이를 위해 대치될 수 있는 것도 가능하다. 플로트 대신에, 당연히 수위의 결정을 위한 다른 측정 시스템이 채용될 수 있다. 본 특허 청구범위의 골격 내에서 다양한 변형이 언제든지 가능하다.

Claims

찌꺼지 물질 수집부(1)가 구비된 찌꺼기 함유 슬러지의 처리용 설비에 있어서, 슬러지와 여과액을 분리하기 위한 하나의 장치가 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항에 있어서, 여과액과 탈수 슬러지의 수집을 위하여 수조(basin)(7,10)가 설비(6)에 제공되는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 여과액 조(10)에 후속하여 생물학적 폐수 정화 시스템이 배치되는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물학적 폐수 정화 시스템은 취기 조(aeration basin)(11)와 제 2 정화 조(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 정화 조(12)는 일반 주 도관에 연결되는 출구 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러 지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 정화기(12)와 두꺼운 슬러지(14) 이송용 상기 취기 조(11) 사이의 연결부는 상기 제 2 정화기(12)로부터의 출구로서 그리고 상기 취기 조(11)의 입구로서 설치되는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 정화기(12) 내에는 부유상태로 동반되는 슬러지를 위한 제거 시스템(15)이 설치되는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 정화기(12) 내에는 부유 폐기물의 저지수단(16)이 설치되는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 정화기(12)에 관련해서, 폐수 여과 장치(13)가 상기 주 도관으로의 출구 앞에 설치되는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 정화기(12)로부터의 제2 슬러지(14)와 폐수 필터(13)로부터의 슬러지를 상기 찌꺼기 물질 수집부(1) 또는 찌꺼기 저장소(5) 내로 이송하기 위하여, 상기 제 2 정화기(12), 폐수 여과 수단(13) 및 상기 찌꺼기 물질 수집부(1) 또는 찌꺼기 물질 저장 탱크(5)의 사이에 각각 연결이 되어 있는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 슬러지(8)와 여과액(9)의 분리를 위한 웜 프레스(worm press)인 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 찌꺼지 물질 수집부(1)에는, 거친 고형 물질로부터 찌꺼기 함유 슬러지를 분리하는 장치(2)가 설치되는 것을 특징으로 하는 찌꺼기 함유 슬러지의 처리 설비.
멤브레인 모듈(106)과 상기 멤브레인 모듈(106)의 아래에 설치되며 정화용 공기가 상기 멤브레인 모듈(106) 내로 주입될 수 있게 하는 공기 연결부를 갖는 세척실(105)을 포함하되, 멤브레인 모듈(106)은 폐수 공급 및 투과액용 출구를 위한 피팅(fitting)을 구비하는, 폐수 정화용 멤브레인 장치에 있어서,

상기 세척실(105)과 멤브레인 모듈(106) 사이에 전체 멤브레인 모듈(106)의 위로 정화 공기를 배분하기 위한 그리고/또는 멤브레인 모듈(106) 내로 공급되는 폐수 내에 수반된 큰 고형 입자를 보유하기 위한 체(sieve)(108,110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
전술한 청구항에 있어서, 상기 체(108,110)는 다공성 금속 편, 망 및/또는 분리 필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 폐수 유입용 체(110)는 공기 유입용 체(108) 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐수 유입용 체(110)는 실질적으로 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 공기 유입용 체(108)는 필수적으로 수평적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 멤브레인 장치(103)에는, 폐수 내 박테리아에 산소를 공급하기 위한 분리된 미세 다공성 취기 장치(111)가 마련되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 취기 장치(111)는 폐수에 대한 미세 다공 취기를 발생시키기 위해서 공기 호스(air hose) 내의 개구들을 구 비하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인 장치(103)에 대한 상기 취기 장치(111)의 상대적인 위치는 모든 방향으로 변화 가능한 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세척실(105)은 슬러지 제거용 개구(114)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인 장치(103)는 지지 프레임(117) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 프레임(117)은 수조 특히 폐수조 내에 매달리거나 축조될 수 있게 설계된 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 프레임(117)은 특히 지표 높이(ground level)에 있는 수조 내에서 상기 멤브레인 장치(103)의 높이를 조정하기 위한 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 멤브레인 장치.
멤브레인 장치(103), 특히 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인 장치(103)와, 상기 멤브레인 장치(103)의 투과액 라인(permeate line)(109)과 연결되는 투과액 펌프(123)와, 설비 제어기를 포함하는 폐수 정화용 설비에 있어서,

폐수의 유입부를 구비하는 적어도 하나의 수조를 포함하되, 상기 수조 내에는 수위 제어기가 설치되고,

상기 설비 제어기(130)는, 상기 투과액 펌프(123) 및 상기 수위 제어기와 통신하며, 상기 수조 내의 수위와 관련하여 상기 투과액 펌프(123)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 절환하거나 변화된 유량을 공급하도록 작동시킴으로써 그리고/또는 추가적 펌프를 작동시킴으로써 상기 투과액 펌프(123)를 제어하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 오직 하나의 수조, 특히 거친 고형 물질 및 폐수를 위한 지표 높이 수조를 구비하는 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 멀티 챔버 수조(101)의 상기 수조, 특히 최종 수조는 활성화된 수조인 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과액 라인(109) 내에 유량 미터(125)가 마련되고 상기 유량 미터는 상기 설비 제어기(130)와 통신하는 것 을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과액 라인(109) 내에는 필터(122)가 설치되는 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과액 펌프(123)는 셀프 프라이밍 펌프(self priming pump)인 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인 모듈(106)의 세척실(105)의 공기 유입 연결부 및/또는 취기 장치(111)에 블로워(blower)(120, 121)가 연결되는 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수위 제어 기구는 플로트(float)(104)인 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과액 펌프(123)의 용량 증가를 위해서 추가적 유출 라인(127)이 상기 펌프로부터 마련되는 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가적 유출 라인(127)은 유출 제어 밸브(128)를 구비하는 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 유출 라인(124, 127)에는 스로틀 밸브(throttling valve)가 마련되는 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 시스템(130)은 장애 신호를 발신할 수 있는 것을 특징으로 폐수 정화용 설비.
제25항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 폐수 정화용 설비를 작동하는 방법으로서, 하나의 수조 또는 특별히 존재하는 수조, 즉 마지막 수조는 멤브레인 모듈(106)이 설치되는 활성화된 수조로서 역할을 담당하도록 설계되고, 산소 및 미생물의 공급에 의해서 상기 수조 내의 폐수가 생물학적으로 정화되며, 생물학적(생) 슬러지와 정화된 폐수의 혼합물이 멤브레인 모듈(106)의 울트라 여과 멤브레인과 정화된 물에 의해서 물리적으로 분리되고, 투과액 펌프(123)의 흡입에 의해서 제거되는, 설비 작동 방법에 있어서,

상기 투과액 펌프(123)의 동작이 상기 수조 내의 수위와 관련하여 제어되어,

상기 투과액 펌프(123)가 온/오프 위치로 절환되고 가변하는 유량을 공급하게 구동되고 그리고/또는 보조 펌프가 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
전술한 청구항에 있어서, 다수의 수위들이 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제1의 더 깊은 수위에 도달할 때까지, 상기 투과액 펌프(123)는 오프 위치에 있는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1의 더 깊은 수위와 제2의 더 높은 수위 사이에서, 상기 투과액 펌프(123)는 정상 공급 유량으로 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2의 수위를 초과할 때, 상기 투과액 펌프(123)는 증가된 용량으로 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2의 수위를 초과할 때, 상기 투과액 펌프(123)의 보조 유출 라인이 개방되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 이송되는 투과액액의 양은 수위에 따라서 단계(step) 없이 제어되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수조의 취기 장치(111)는 상기 수위에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 취기 장치(111)는 휴지(pause) 상태들을 가지면서 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 정화하는 공기는 상기 수위에 따라서 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설비의 기능성은 유량 미터(125)에 의해서 감시되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설비의 장애 시에, 사고 신호의 송신기(131)가 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 설비의 장애 시에, 자체-보정 수리 시스템이 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자체-보정 수리 시스템을 위하여 정화 프로그램이 개시되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정화 프로그램, 투과액 펌프(123), 및/또는 상기 취기 장치, 및/또는 상기 정화하는 공기는 단속적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설비의 장애의 경우에, 상기 투과액 펌프(123) 및/또는 취기 장치 및/또는 정화하는 공기는 적어도 일시적으로 작동이 중단되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 압력, 산소 량, 정화 정도 및/또는 투과액의 혼탁도의 측정치에 의해서 설비의 기능성이 결정되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼탁도의 측정에는 투시 창(sight glass)이 이용되는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼탁도의 측정을 위해, 광도계(photometric) 수단이 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과액의 정화도 측정은 CSB 시험, 즉 화학적 산소 결핍도 결정에 의해 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는 폐수 정화용 설비의 작동 방법.