KR20100028151A - 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역 및 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 퇴적물을 흡입펌프로 흡입하여 대형퇴적물을 전처리공정으로 분리한 후, 비교적 무거운 퇴적물을 자연중력에 의하여 침전시키는 일차침전조를 구비하고, 일차침전조에서 침전물과 분리된 부유물을 전극으로 전기 반응시켜 유기물질을 산화시켜 응집 처리하기 위한 전기 반응조를 거치고, 일차 응집된 부유물을 인체에 무해한 응집제를 주입하여 크게 포집하기 위한 약품 반응조를 거쳐며, 약품반응조에서 포집된 부유물을 침전시키는 이차침전조를 거치고, 상기 일차침전조와 이차침전조의 하부에 침전된 침적물을 흡입하여 원심분리방법으로 분리 처리하는 연속식 원심분리기를 구비하며, 상기 이차침전조의 상등액을 여과 처리하는 여과장치와 여과 처리된 처리수를 살균 처리하는 살균장치로 이루어진 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치이다.
본 발명은 침전물에 포함된 유기물질을 침전, 산화, 응집 및 여과시킨 후 최종처리수를 살균공정을 거쳐 미생물을 살균시켜 방류하고, 침전된 퇴적물은 연속식 원심분리기로 탈수하여 회수하는 준설퇴적물정화장치를 제공하므로 다량의 퇴적물을 실시간으로 신속하고 깨끗하게 정화 처리하는데 그 목적 및 작용효과가 있다.
퇴적물, 흡입펌프, 응집제, 약주, 원심분리기, 전기반응조, 침전조
Description
본 발명은 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역, 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 퇴적물을 흡입펌프로 흡입하여 대형퇴적물을 전처리공정으로 분리한 후, 비교적 무거운 퇴적물을 자연중력에 의하여 하부로 침전시키는 일차침전조를 구비하고, 일차침전조에서 침전물과 분리된 상액(부유물)을 전극으로 전기 반응시켜 유기물질을 산화시켜 응집시키면서 상기 전극에서 발생하는 활성산소와 활성수산기 등의 산화물에 의한 간접산화에 의하여 유기물질을 분해 처리하는 전기반응조를 거치고, 전기반응조에서 일차 응집된 용액을 인체에 무해한 응집제를 주입하여 크게 포집하기 위한 약품 반응조를 거쳐며, 약품반응조에서 포집된 퇴적물을 침전시키는 이차침전조를 거치고, 상기 이차침전조 및 일차침전조의 하부에 침전된 침전물을 흡입하여 원심분리방법으로 분리 처리하는 연속식 원심분리기를 거치며, 이차침전조의 상부의 상등액을 여과 처리하는 여과장치와 여과 처리된 처리수를 살균 처리하는 살균장치로 이루어진 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치에 관한 것이다.
관련된 종래기술로는 항로유지 및 오염해역을 정화하기 위한 준설사업이 실시되고, 준설과정에서 부유토에 의한 2차 오염과 함께 많은 량의 오염된 준설토가 발생하며, 준설 시에 발생한 준설토의 처리는 해양투기 또는 매립으로 폐기 처분되기 때문에 또 다른 오염을 발생시키는 문제점이 있다.
종래의 준설방식은 준설선을 이용한 일정 크기의 흡입판이 달린 파이프라인을 해저에 내려 보내 퇴적물을 흡입하는 '호퍼식'이나, 퇴적물을 퍼올리는 '그라브식' 준설 방법이 있으며, 준설선을 이용하여 상기 호퍼식 또는 그라브식으로 흡입한 퇴적물을 대형 매립지로 보내거나 해양투기장소로 운송하여 처리하는 등의 일반 준설방식으로 준설토를 처리하는데 한계가 있고, 신속하게 처리할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 관련된 준설장치로는 본 발명의 출원인이 출원하여 등록된 특허 제10-0529536호가 있으며, 이는 가두리 양식어장 등의 퇴적물 준설방법으로 최종처리수를 바다 혹은 저수지로 직접 방류 처리하는 장치가 개시되어 있으나, 상기 등록된 특허 제10-0529536호 장치는 준설대상지역이 어류가 양식되고 있는 가두리 양식어장의 주변을 대상으로 한 것으로 최종처리수의 수질을 고 수질로 유지하기 위하여 약품을 사용하지 않아 다수의 처리공정이 더 부가되어 정화가 이루어지므로 준설비용이 많이 소요되고, 신속한 준설작업을 이룰 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래장치로는 본 발명의 출원인이 출원하여 등록된 특허 제10-0776651호에서 원심분리를 이용한 준설퇴적물정화장치 방법으로 항만권, 내수면권 등의 오염해역의 퇴적물 준설방법으로 최종처리수를 바다 혹은 저수지로 직접 방류 처리하 는 장치가 개시되어 있으나, 상기 등록된 특허 제10-0776651호의 장치는 퇴적물을 흡입하여 처리하는 처리공정 첫 단계부터 고가의 장비가 사용되는 원심분리공정으로 처리하는 구성으로 처리량 높일 경우에 장비의 설치비용이 많이 소요되고 설치장비의 크기가 커지며, 선박 역시 커져야 하므로 시설투자비용 및 장비의 운전비용이 많이 소요되어 대용량의 준설작업을 이룰 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역 및 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 퇴적물을 흡입펌프로 흡입하여 전기반응조, 침전조 및 응집제를 이용하여 신속하면서 대량으로 퇴적물 준설을 이룰 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 원형 모양의 일차침전조 및 이차침전조를 이용하여 하부에 침전된 침전물을 중앙으로 모아 줄 수 있도록 저속으로 회전하는 스크랩퍼가 설치되어 정화장치의 운전 중에 저속으로 회전하면서 침전조 바닥에 침전된 침전물을 중앙으로 모아주어 신속하게 침전물을 처리할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 일차침전조 및 이차침전조의 하부에 침전된 침전물을 효율적으로 처리하기 위하여 연속식 원심분리기로 이송하여 탈수된 침전물 슬러지는 배출시키고, 이 때 발생한 분리액은 일차 침전조 전단계로 피드백시켜 신속하게 처리할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 이차침전조를 거쳐서 나온 상등액을 여과장치를 통과시켜 여과 처리된 처리수는 살균장치인 자외선 살균등을 거쳐 처리수속에 포함된 유해세균을 살균하여 해수로 방류하도록 하는데 있다.
본 발명 과제의 해결수단은 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장 역 및 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 퇴적물을 흡입펌프로 흡입하여 대형퇴적물을 전처리공정으로 분리한 후, 비교적 무거운 퇴적물을 자연중력에 의하여 침전시키는 일차침전조를 구비하고, 일차침전조에서 분리된 상부의 부유물을 전극으로 전기 반응시켜 유기물질을 산화시키고, 산화된 유기물 등의 미세한 부유물(SS)은 전기반응조의 전기적 반응에 의하여 전극에서 생성되는 알루미늄 이온 성분에 의하여 포집되며, 일차 포집된 부유물을 인체에 무해한 고분자응집제를 주입하여 크게 포집하기 위한 약품 반응조를 거쳐며, 약품 반응조에서 응집된 부유물을 침전시키는 이차침전조를 거치고, 이차침전조 및 일차침전조의 하부에 침전된 침전물을 흡입하여 원심분리에 의하여 실시간 연속적으로 처리하는 연속식 원심분리기를 거치며, 이차침전조의 상부의 상등액을 여과 처리하는 여과장치와 여과 처리된 처리수를 살균 처리하는 살균장치로 이루어진 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결수단은 상기 일차침전조 및 이차침전조를 원형으로 제작하여 내부에 침전된 침전물을 중앙으로 모아줄 수 있도록 저속으로 회전하는 스크랩퍼가 설치되어 정화장치의 운전 중에 저속으로 회전하면서 침전조 바닥에 침전된 침전물을 침전조 중앙으로 모아주도록 구성하므로 대량의 침전물을 신속하게 처리할 수 있는 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결수단은 일차침전조 및 이차침전조의 하부에 침전되어 스크랩퍼에 의하여 침전조 중앙에 모아진 침전물은 제1 및 제2 이송펌프 에 의하여 이송되어 연속식 원심분리기에서 탈수된 침전물 슬러지와 분리액으로 분리되어 탈수된 슬러지는 이송펌프에 의하여 슬러지 저장고 또는 탈수 슬러지 운반선으로 이송되고, 분리액은 일차침전조로 피드백시켜 다시 처리하도록 구성된 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치를 구현하는데 있다.
본 발명은 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역, 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 퇴적물을 흡입펌프로 흡입하여 전기반응조, 침전조 및 응집제를 이용하여 신속하면서 대량으로 퇴적물을 처리할 수 있는 작용효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 원형 모양의 일차침전조 및 이차침전조를 이용하여 침전된 퇴적물을 중앙으로 모아줄 수 있도록 저속으로 회전하는 스크랩퍼가 설치되어 정화장치의 운전 중에 저속으로 회전하면서 침전조 바닥에 침전된 퇴적물을 중앙으로 모아주어 신속하게 침전물을 처리할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 일차침전조 및 이차침전조의 하부에 침전된 침전물을 효율적으로 처리하기 위하여 연속식 원심분리기로 이송하여 침전물 슬러지는 배출시키고 발생한 물은 일차 침전조로 피드백시켜 신속하게 분리액을 처리할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 연속식 원심분리기를 거쳐서 여과 처리된 처리수를 살균장치인 자외선 살균등을 거쳐 처리수 속에 포함된 유해세균을 살균하여 방류하도록 하는데 있다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. 본 발명은 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역, 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 퇴적물을 실시간으로 신속하게 대량으로 처리할 수 있도록 설계 제작된 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 주변 환경을 살펴보면, 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역 및 내수면권 등 기타 환경관리해역에서의 제반 환경의 오염이 가중되고 있으며, 이에 따라 현재뿐만 아니라 미래 환경까지 해양의 다양한 가치를 지속적으로 향유할 수 있도록 생태적으로 건강하고, 경제적으로 풍요로우며, 환경적으로 쾌적한 바다를 조성하기 위하여 최신의 공학 장치를 접목하여 해양오염을 실시간으로 감시, 평가 및 예측함과 동시에 오염물질을 효율적으로 제거하고, 교란된 환경을 친환경적으로 복원할 수 있는 준설퇴적물정화장치가 요구되고 있다.
또한, 1996년 런던덤핑협약(LDC) 의정서의 발효에 따른 해양투기 규제강화, 준설과정에서의 이차 오염 심화, 준설퇴적물에 대한 환경민원 증가, 양식어장 저토오염 심화 등을 감안하여 친환경적이고, 고효율의 준설장치(유압식)가 절실히 요구되며, 준설토를 재활용할 수 있도록 처리하여 자원화할 수 있으면서 실시간으로 신속하게 대량의 퇴적물을 처리할 수 있는 준설퇴적물정화장치의 구현이 절실하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 장치적 사상과 그 핵심 구 성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명을 용이하게 이해하도록 도시된 도면에 대하여 살펴본다. 도 1은 본 발명에 사용되는 연속식 원심분리기의 원리를 도시한 것이며, 도 2 는 본 발명에 따른 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이다. 도3은 본 발명에 따른 침전조의 세부도를 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
[실시 예]
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 본 발명에 따른 준설퇴적물정화장치에는 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역 및 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 침전물(퇴적물)을 준설선 상에 위치한 정화장치로 흡입하기 위하여 유압펌프, 에어펌프 및 전기모터펌프 중에서 하나를 선택하여 침전물 흡입펌프(31)가 준설선 상에 설치되어 있다.
상기 침전물 흡입펌프(31)에 의하여 흡입된 침전물은 자갈, 굴 패각 등을 제거하는 전처리과정을 거쳐 일차 침전조(36)로 이송시켜 비교적 비중이 높은 침전물을 자연 침강에 의하여 하부로 침전시켜 제 1 침전물 이송펌프(45)로 연속식 원심분리기(46)로 이송시켜 탈수하여 제거하며, 상부의 상등액(부유물)은 전기 반응조(38)에서 전극에 의한 산화반응으로 유기물질의 산화시키고 전기적 반응 시에 상기 전극에서 발생하는 알루미늄 이온 성분에 의하여 포집되어 미세한 플록이 형성되어 일차 응집시킨 후 약품 반응조(39)로 이송되도록 구성되어 있다.
상기 약품 반응조(39)와 인접하여 환경오염이 없는 무해한 성분의 고분자 응 집제가 저장된 응집제탱크(40)가 주입배관으로 연결 설치되어 있으며, 상기 응집제탱크(40)와 응집반응조(39)와는 주입배관으로 연결되고 배관을 통해서 정량펌프로 고분자 응집제를 정량적으로 투입할 수 있도록 구성되어 있고, 응집제 투입 후에 응집반응조(39)에 설치된 교반기를 교반하여 신속하게 부유물의 응집 반응이 이루어지도록 구성되어 있다.
응집반응조(39)에서는 투입된 고분자 응집제에 의하여 응집 반응하여 자연중력에 의하여 침강이 이루어질 정도로 플록(Flock)이 커지며, 플록이 형성된 부유물을 이차 침전조(42)의 중앙 하단부분으로 유입되도록 구성되어 있다.
상기 일차 침전조(36)와 이차 침전조(42)의 하부에 침전이 되어있는 침전물은 구동모터에 의하여 저속으로 회전하는 스크레퍼(37, 43)에 의하여 침전조 중앙으로 모우고, 모인 침전물은 제1 및 제2 이송펌프(45, 47)에 의하여 연속식 원심분리기(46)의 내부로 이송되며, 모터에 의하여 회전하는 연속식 원심분리기(46)의 원심력에 의하여 무거운 입자들이 서로 응집되어 커진 입자들이 연속식 원심분리기(46)의 내벽으로 모이고, 분리 처리된 분리액은 회전통의 중앙으로 모이도록 구성되어 있다.
상기 연속식 원심분리기(46)는 원심력에 의하여 분리액과 분리 탈수된 침전물 슬러지를 외부로 토출하기 위하여 원심분리시의 회전 방향의 역방향으로 회전할 수 있도록 설계되고, 역방향 회전 시에 연속식 원심분리기(46) 내부에 설치된 스크루에 의하여 내벽에 탈수되어 부착된 입자인 침전물 슬러지가 밀려나가 연속식원심분리기(46)의 슬러지 토출구로 토출되도록 구성되어 있다.
상기 연속식 원심분리기(46)에서 탈수된 침전물 슬러지는 슬러지 이송펌프(47)에 의하여 선박 상에 위치한 슬러지 저장조 혹은 대기하고 있는 슬러지 운반선으로 이송되고 침전물이 제거된 분리액은 다시 일차 침전조(36)로 이송되어 재처리되도록 구성되어 있다.
상기 약품반응조에 투입된 응집제에 의하여 커진 플록(Flock)은 이차 침전조(42)로 이송되어 자연중력에 의하여 침전되고, 상부의 상등액은 이차 침전조(42)의 바플(Baffle)을 통과하여 중간처리수조(48)에 저장되고, 저장된 중간처리수조의 처리수는 이차 침전조(42)를 통과한 미세 플록(Flock)을 여과시켜 제거하기 위한 여과장치(49)를 거쳐서 필요시에 자외선 살균장치(50) 또는 통상의 살균장치를 거쳐서 처리수 수질 자동 측정장치(51)를 거친 후 방류되도록 구성되어 있다.
보다 구체적으로, 상기 유압펌프, 에어펌프 및 전기모터펌프 중에서 선택하여 설치된 퇴적물 흡입펌프에 의하여 흡입된 퇴적물은 통상적으로 미세 부유물의 함량이 10～15% 정도로 흡입이 되며, 흡입퇴적물에 포함된 굴 패각 및 자갈 등의 커다란 이물질을 여과시켜 제거할 수 있도록 드럼스크린(32) 혹은 스크린 콤베어 등의 전처리장치가 설치되어 있다.
상기 드럼스크린(32) 또는 스크린 콤베어를 통과한 퇴적물에는 미량의 모래성분이 존재하며, 상기 연속식 원심분리기(46)의 스크루의 손상을 방지하기 위하여 흡입된 퇴적물에 미량으로 존재하는 모래성분을 분리 제거하기 위하여 사이크론 여과기(35)가 설치되어 있다. 상기 사이크론 여과기(35)에서 모래성분이 분리 제거된 퇴적물은 온라인(ON-Line) 측정이 가능한 유량계를 통과하여 일차 침전조(36)로 주 입되도록 구성되어 있다.
상기 퇴적물 흡입펌프로 흡입한 퇴적물을 일차 침전조(36)로의 주입은 이송된 퇴적물이 일차 침전조(36)의 중앙 하단부로 유입되도록 피드웰(52, Feed Well)이 구성되어 있으며, 내부에는 침전된 침전물을 침전조 중앙 안쪽으로 모아주는 기능을 하는 스크레퍼(37)가 설치되어 자연 침강에 의하여 침전된 침전물은 스크레퍼에(37)에 의하여 중앙으로 모우고, 일차 침전조의 용량에 의한 체류시간이 지난 상등액(부유물)은 침전조의 상단 측면의 바플(Baffle)을 통과하여 전기반응조(38)로 이송되도록 구성되어 있다.
상기 전기반응조(38)는 일차 침전조(36)에서 대형침전물이 여과 제거된 상등액(부유물)에 전극의 양극(+) 표면에서 전자교환에 의한 직접산화 및 전극에서 발생되는 활성산소와 활성수산기 등의 산화물에 의한 간접산화 등에 의하여 미세 부유물질이 산화되어 부유물 속에 존재하는 유기인, 유기질소, COD 등을 분해 처리하는 작용효과가 높으며, 또한 산화된 유기물 등의 미세한 부유물(SS)은 전기반응조(38)의 전기적 반응 시에 상기 알루미늄으로 이루어진 전극에서 전기분해에 의하여 생성되는 알루미늄 이온 성분에 의하여 포집되어 미세한 플록이 형성되어 다음 공정인 약품 반응조(39)로 이송되도록 구성되어 있다.
상기 전기반응조(38)에 의한 부유물의 정화방법은 미세 부유물 및 유기인, 유기질소, BOD 등의 분해 및 응집제거효과도 있지만, 전해살균효과도 있고, 전극 간에 발생하는 산화환원의 전위차가 700㎷～2,700㎷이상이 되면, 대장균을 비롯한 미생물의 세포막을 파괴시켜 처리수속에 존재하는 유해 미생물을 살균하는 작용효 과도 있다.
상기 약품 반응조(39)에는 전기 반응조(38)에서 형성된 미세 플록(Flock)이 존재하는 상등액과 응집제 탱크(40)에서 정량적으로 투입되는 고분자 응집제가 충분히 혼합되어 서로 반응하도록 교반기가 부착 설치되어 있고, 교반기의 교반에 의하여 연속식으로 혼합 및 반응하여 응집되어 커진 플록이 자연중력에 의하여 침강이 이루어져 이차 침전조(42)의 중앙 하단부분으로 분출 유입되도록 설치된 피드웰(53, Feed Well)로 구성이 되어 있으며, 고분자 응집제의 투여량은 전기 반응조(38)에서 유입되는 유량을 온라인(ON-Line) 유량계에서 측정된 유량에 따라 계산되어 일정농도로 해수전용 응집제가 자동으로 정량펌프에 의하여 주입되도록 구성이 되어 있다.
이차 침전조(42) 역시 일차 침전조(36)와 마찬가지로 중앙에 부유물이 뒤집히지 않고 고르게 분산 유입되는 피드웰(53)이 설치되어 있고(도3 침전조 세부도면 참조), 이차 침전조(42) 내부에는 침전된 침전물을 침전조 중앙 안쪽으로 모아주는 기능을 하는 스크레퍼(43)가 설치되어 약품 반응조(39)에서 고분자 응집제에 의하여 응집된 플록이 침전될 정도의 크기와 무게로 반응 응집되어 자연 침강되므로 이차 침전조(42)의 용량에 의하여 일정 체류시간이 지난 상등액은 맑은 상태로 침전조의 상단 측면의 바플(Baffle)을 통과하여 중간처리수조(48)로 이송되도록 구성되어 있다.
상기 일차 침전조(36)와 이차 침전조(42)에서 자연중력에 의하여 침전조 하부에 침전된 침전물은 각각의 침전조 중앙에 설치된 스크레퍼(37, 43)에 의하여 침 전조 중앙부분에 모이며, 각각의 침전조 중앙에 모인 침전물은 제1 및 제2 이송펌프(44, 45)에 의하여 연속식 원심분리기(46)의 피드라인(Feed Line)을 통해서 주입되도록 구성되어 있고, 연속식 원심분리기(46)로 주입된 침전물은 고속으로 회전하는 회전원통(도1의 15)의 중앙부에 위치한 침전물 투입구(도1의 20)로 유입되어, 회전원통 중앙에 위치한 토출구(도1의 19)를 통하여 내부로 분산된다. 회전원통 몸체에 들어간 침전물은 고속 회전하는 회전원통의 원심력에 의하여 무게가 무거운 탈수된 침전물 슬러지는 회전원통의 내부 벽으로 모이고, 탈수된 침전물과 분리된 상등액은 회전원통의 중앙부로 모이게 된다.
침전물이 계속 유입됨에 따라 인입용량이 회전원통의 내부용량을 초과하면, 침전물 슬러지와 분리된 분리액은 분리액 토출구(도1의 21)로 토출되어 이송펌프를 통하여 일차 침전조(36)로 피드백(Feedback)되어 재처리되도록 구성되어 있다.
상기 연속식 원심분리기의 회전원통(도1의 15)의 내부 벽에 부착된 슬러지는 회전원통과 다른 회전수로 회전하는 스크루(10)에 의하여 분리액 토출구의 반대방향으로 이송되고, 회전원통의 경사면(A Zone = Drying Zone)을 통과하면서 탈수되어 슬러지 토출구(도1의 9)로 배출된다. 슬러지 토출구(도1의 9)로부터 배출되는 탈수된 침전물 슬러지는 연속식원심분리기(46)의 하단에 설치된 슬러지 이송용 펌프(47)에 의하여 슬러지 저장고 또는 슬러지 이송용 선박으로 이송된다.
중간처리수조(48)에 모인 방류를 위한 처리수는 미세 부유물의 농도가 약 50ppm 이하 정도로 맑은 상태로 배출되나 처리수 속에 존재할 수 있는 미세 플록 등을 제거하기 위하여 여과장치(49)를 통과하도록 구성되어 있다.
만약, 준설 대상지역이 청청지역이거나 주변 환경 상 더 정화된 처리수의 수질을 요구할 경우에는 여과공정을 더 부가하여 정화할 수 있도록 구성할 수 있다. 보다 깨끗한 정화를 위하여 더 부가되는 여과장치는 여과기에 사용되는 여과필터의 공극의 사이즈가 서로 다른 카트리지의 사용하여 필요한 청정도를 얻기 위하여 해당하는 공극사이즈를 가진 디스크 또는 카트리지로 변경하여 여과할 수 있는 디스크 여과기 혹은 카트리지 여과기를 설치하고 정화하여 최종처리수의 수질의 청정도를 조절할 수 있다.
상기 여과장치(49)를 통과하여 처리수가 배출기준인 SS 50ppm 미만의 맑은 상태라도 필요에 따라 침전된 퇴적물 속에서 발생되는 혐기성 발효에 의하여 발생되는 미생물과 부패로 발생한 병원성 미생물의 살균을 위하여 살균 효과가 가장 강한 253.7㎚ 파장을 가진 자외선을 이용한 자외선 살균장치(50) 또는 통상의 다양한 살균장치를 통과하여 처리수에 존재할 수 있는 유해세균을 살균할 수 있도록 구성할 수 있다.
최종처리수의 방류는 온리인(ON-Line) 측정장치(51)가 부착된 처리구를 통과하여 방류되며, 처리되는 처리수는 실시간으로 부유물질의 농도, PH, 온도, 배출량 등을 X-Y 기록계에 기록하거나 메모리에 저장되도록 구성하여 정화된 처리수를 정상적으로 배출한 근거자료로 보관하거나 저장할 수 있다.
본 발명에 따른 준설퇴적물정화장치는 퇴적물 회수 및 정화장치의 중간 처리공정 및 최종 처리 단계에 설치되어 공정별 처리수와 최종처리수의 상태를 연속적으로 측정할 수 있도록 각종 온라인(ON-Line) 측정 장치를 구비하며, 상기 온라 인(ON-Line) 측정장치는 각 공정별 및 최종처리수의 수질을 연속적으로 자동으로 검사하여 필요한 물질의 농도를 측정할 수 있는 장치로 각 처리공정별 미세 부유물의 농도변화 및 최종처리수의 미세유기물의 농도, PH, 온도 및 처리수 배출량 등을 실시간으로 측정 기록하거나 저장할 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 온라인(ON-Line) 측정장치에는 측정에 필요한 다수의 감지센서를 구비하고, 다수의 감지센서로 최종처리수의 화학적 산소요구량(COD), 인, 질소, 황화합물, 미세 유기물의 농도 등을 실시간으로 측정하여 처리수의 요구조건에 적합한 운전이 이루어지도록 구성되어 있다.
즉, 상기 준설퇴적물정화장치의 중간공정 및 여과장치를 거쳐서 나온 최종처리수의 미세유기물의 농도, PH, 온도 및 처리수 배출량을 실시간으로 연속적으로 측정하여 메모리에 기록 저장하거나 메모리에 설정 저장된 값보다 클 경우에는 필요한 공정으로 피드백시켜서 정화가 이루어지도록 구성되어 있다.
또한, 상기 준설퇴적물정화장치의 중간공정은 퇴적물의 구성성분에 따라 필요하지 않은 과정은 생략하여 구성할 수 있다.
본 발명에 따라 준설퇴적물정화장치는 준설선에 위치한 흡입펌프로 퇴적물을 흡입하는 공정 및 흡입한 퇴적물을 정화처리하기 위하여 다수의 공정과 공정사이에 자동제어밸브를 설치하고, 각각의 공정을 제어하기 위하여 필요한 센서(예를 들면, 수위감지센서, 장치의 정상유무를 감지하는 감지센서 및 수질감지센서 등)를 설치하여 이들을 서로 연동시켜 오버플로우(overflow)가 발생하지 않도록 제어하는 제어프로그램을 구비한 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 MCU(Micro Processor Control Unit)를 내장한 중앙제어부에 의하여 자동으로 제어할 수 있도록 설계 제작하거나 수요자들의 요구 등에 의하여 수동으로 조작 제어할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 준설퇴적물정화장치의 중앙제어부는 각각의 공정 중에 설치된 감지센서와 연동하는 제어프로그램을 내장하고, 각각의 공정 중에 기계들이 정상적으로 동작하는지의 여부를 점검하는 자기진단기능을 구비하고, 어느 한 공정에서 이상이 발생할 경우에 표시패널에 표시하여 주는 수단을 구비하고 있으며, 퇴적물의 정화처리 작업 중 공정에 이상이 발생하였을 경우에는 정화처리수의 방류를 중단하고, 처리수를 퇴적물저장조로 재 투입시켜 재처리되도록 구성된 피드백 시스템(Feed Back System)을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 준설퇴적물정화장치의 전원공급부는 대형발전기에 의하여 전기에너지를 생산하여 상기의 전원공급이 필요한 모든 기기에 전원을 공급하도록 구성되어 있다.
본 발명은 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역, 내수면권 등 하부면에 존재하는 다양한 종류의 퇴적물을 흡입펌프로 흡입하여 대형퇴적물을 전처리공정으로 분리한 후, 비교적 무거운 퇴적물을 자연중력에 의하여 침전시키는 일차침전조를 구비하고, 일차침전조에서 분리된 상액을 전기반응시켜 유기물질을 산화시켜 분해 처리하면서 일차 응집을 수행하는 전기반응조를 거치고, 일차 응집된 용액을 인체에 무해한 응집제를 주입하여 크게 포집하기 위한 약품 반응조를 거쳐며, 약품반응조에서 포집된 퇴적물을 침전시키는 이차침전조 및 일차침전조의 하 부에 침전된 퇴적물을 흡입하여 원심분리방법으로 분리 처리하는 연속식 원심분리기를 구비하고, 이차침전조의 상부의 상등액을 여과 처리하는 여과기와 여과 처리된 여액을 살균 처리하는 살균장치로 이루어진 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치를 제공하여 신속하고 대량의 침전물을 처리할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
도 1 : 본 발명에 사용되는 연속식 원심분리기의 원리도
도 2 : 본 발명에 따른 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치의 개략적인 구성도
도 3 : 본 발명에 따른 침전조의 세부도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
9 ; 원심분리기 슬러지 배출구 10 ; 원심분리기 회전원통
15 ; 원심분리기 슬러지 제거용 스크루
19 ; 원심분리기 원수토출구 20 ; 원심분리기 원수투입관
21 ; 원심분리기 처리수 배출구 22 ; 원심분리기 원수투입구
31 ; 원수흡입펌프 32 ; 드럼스크린
33 ; 이송용 콘베어벨트 34 ; 원수보조탱크
35 ; 사이크론 원심 여과장치 36 ; 제 1 침전조
37 ; 제 1 침전조 스크레퍼 38 ; 전기 반응조
39 ; 약품 반응조 40 ; 응집제 탱크
41 ; 응집제 정량 이송펌프 42 ; 제 2 침전조
43 ; 제 2 침전조 스크레퍼 44 ; 제 2 침전물 이송펌프
45 ; 제 1 침전물 이송펌프 46 ; 연속식 원심분리기
47 ; 탈수 슬러지 이송펌프 48 ; 중간 처리수조
49 ; 여과장치 50 ; 자외선 살균장치
51 ; 배출수 수질 자동측정장치 52, 53 ; 피드 웰
Claims (10)
- 반폐쇄만, 하구역, 항만권, 온배수역, 양식어장역 및 내수면권의 준설퇴적물정화장치에 있어서,준설을 위하여 퇴적물을 흡입하기 위한 퇴적물 흡입펌프;상기 흡입펌프로 흡입한 퇴적물 중에서 무거운 퇴적물을 자연중력에 의하여 침전시키는 일차 침전조;일차 침전조에서 이송된 상액을 인체에 무해한 응집제를 주입하여 크게 포집하기 위한 약품 반응조;상기 약품 반응조에서 포집된 퇴적물을 침전시키는 이차침전조;상기 일차침전조 및 이차침전조의 하부에 침전된 퇴적물을 연속식 원심분리기로 이송하는 제1 및 제2 침전물 이송펌프;상기 침전물 이송펌프에 의하여 이송된 침전물을 원심분리 처리하는 연속식 원심분리기;상기 연속식 원심분리기에서 탈수된 침전물 슬러지를 토출하는 슬러지 토출구;상기 연속식 원심분리기에서 탈수된 침전물 슬러지로부터 분리되어 분리액 토출구로 나오는 분리액을 상기 일차침전조로 피드백시키는 피드백 라인; 및상기 이차침전조의 상등액을 여과 처리하는 여과장치로 이루어진 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항1에 있어서,상기 일차 침전조와 약품 반응조사이에 일차 침전조의 하부에 침전된 침전물과 분리된 상액을 전기 반응시켜 유기물질을 산화시키면서 일차 응집시키기 위한 전기반응조를 더 구비한 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항1 또는 청구항2에 있어서,상기 흡입펌프에 의하여 흡입된 흡입퇴적물에 포함된 굴 패각 및 자갈 같이 커다란 이물질을 여과시켜 전처리하기 위한 드럼스크린 혹은 스크린 콤베어 장치가 더 설치된 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항1 또는 청구항2에 있어서,상기 일차 침전조 이전 단계에서 연속식 원심분리기(46)의 스크루 손상을 방지하기 위하여 흡입펌프에서 흡입한 퇴적물에 존재하는 모래성분을 분리 제거하기 위하여 사이크론 여과기(35)를 더 구비한 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항1 또는 청구항2에 있어서,상기 약품 반응조의 상부에는 배관으로 연결되어 배관을 통해서 정량펌프로 고분자 응집제를 정량적으로 투입할 수 있도록 응집제 저장고를 더 구비한 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항3에 있어서,상기 여과장치를 거쳐서 나온 최종처리수의 미세유기물의 농도, PH, 온도 및 처리수 배출량을 실시간으로 연속적으로 측정하여 메모리에 기록 저장하거나 메모리에 설정 저장된 값보다 클 경우에는 일차 침전조로 피드백시키는 것을 특징으로 하는 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항4에 있어서,상기 준설퇴적물정화장치는 준설선에 위치한 흡입펌프로 퇴적물을 흡입하여 퇴적물을 정화처리하기 위하여 설치된 다수의 공정과 공정사이에 자동제어밸브를 설치하고, 각각의 공정을 제어하기 위하여 다수의 센서를 설치하여 서로 연동시켜 제어하는 제어프로그램이 탑재된 PLC 또는 MCU를 내장한 중앙제어부를 더 구비한 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항7에 있어서,상기 중앙제어부는 각각의 공정 중에 설치된 감지센서와 연동하는 제어프로그램을 내장하고, 각각의 공정 중에 기계들이 정상적으로 동작하는지의 여부를 점검하는 자기진단기능을 구비하며, 어느 한 공정에서 이상이 발생할 경우에 표시패널에 표시하여 주는 수단을 더 구비한 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴 적물정화장치.
- 청구항1 또는 청구항2에 있어서,상기 여과장치를 통과한 처리수에는 흡입된 퇴적물 속에서 혐기성 발효에 의하여 발생되는 미생물과 부패로 인하여 발생하는 병원성 미생물의 살균을 위하여 살균장치(50)를 더 부가한 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
- 청구항3에 있어서,상기 일차 침전조와 이차 침전조 내부에는 자연중력에 의하여 각각의 침전조 하부에 침전된 침전물을 각각의 침전조 중앙으로 모우기 위하여 모터에 의하여 회전하도록 구성된 스크레퍼(37, 43)를 더 구비한 침전을 이용한 약주 원심분리방식의 준설퇴적물정화장치.
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- 2008-09-04 KR KR1020080087044A patent/KR101066960B1/ko not_active IP Right Cessation
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