KR20110072643A - 선박용 정화조 장치 및 이를 이용한 정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 정화조 장치 및 이를 이용한 정화방법에 관한 것으로서, 인입수가 마쇄기를 거쳐 유입되는 1차 처리조와, 1차 처리수를 폭기처리하는 2차 처리조와, 폭기처리된 2차 처리수를 살균처리하는 3차 처리조를 포함하고, 마쇄기에는 인입수의 유입배관과 1차 처리수 유입배관이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 인입수와 1차 처리수를 소정 비율로 혼합하여 마쇄처리함으로써, 인입수의 마쇄효율을 향상시킬 뿐만 아니라 인입수의 처리효율이 향상되는 효과를 제공한다.

선박, 정화조, 정화, 분뇨

Description

선박용 정화조 장치 및 이를 이용한 정화방법{Apparatus for treating sewage in ship and method using the same}

본 발명은 선박용 정화조 장치 및 이를 이용한 정화방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박용 및 해양 구조물 등에서 배출되는 분뇨나 오수 등의 인입수를 정화처리하는 선박용 정화조 장치 및 이를 이용한 정화방법에 관한 것이다.

해양오염이 날로 심각해지는 상황에서 각 선박 및 해양 고정 구조물들은 의무적으로 정화조 시설을 설치 및 유지하여야 한다. 종래의 선박 및 해양 고정 구조물의 정화조는 일반적인 육상 정화조의 형식을 일부 개선하여 사용하고 있다.

도 1은 이러한 종래의 선박용 정화조 장치를 나타내는 구성도로서, 도 1에 나타낸 바와 같이 종래의 선박용 정화조 장치는, 3개의 처리조로 구성된 정화조 내에서 최초 인입되는 오수를 갈아서 분쇄하도록 1차 처리조(110) 내의 마쇄기구(140)를 이용하여 균일한 입자로 분쇄한 후, 2차 처리조(120)에서 공기방울을 불어 폭기하는 방식을 사용한 후 침전을 유도하고, 마지막으로 3차 처리조(130)에서 염소계 살균제를 처리약품으로 투입하여 살균한 후 해양으로 배출하는 구조를 가진다.

그러나, 이러한 종래의 선박용 정화조 장치는 총 부유물질(MLSS; mixed liquor suspended solid)의 관리가 어려울 뿐만 아니라, 염소계 살균제를 투입하므로 배출수 내에 잔류염소를 일정량으로 관리해야 하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 종래의 정화조의 성능을 상회하는 국제해사기구(IMO; International Maritime Organization)의 관리지침이 2010년도부터 시행됨에 따라 보다 개선되고 배출수 내부에 염소 성분의 잔류가 없는 구조를 가진 정화조가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 인입수의 마쇄효율을 향상시킬 뿐만 아니라 인입수의 처리효율이 향상되고, 폭기과정에서 미세한 부유물이 상부로 떠오르는 것을 억제하여 폭기처리의 효율을 증가시키고, 2차 처리수 내에 포함된 고형물의 배출을 방지하여 처리수의 처리효율을 향상시킬 수 있고, 처리수 내에서의 살균제 농도를 균등하게 유지하여 처리효율을 극대화 하고, 잔류 염소기준을 만족시켜 해양 배출수의 처리효율을 향상시켜 해양 오염을 방지할 수 있는 선박용 정화조 장치 및 이를 이용한 정화방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인입수가 마쇄기를 거쳐 유입되는 1차 처리조; 상기 1차 처리조와 연통설치되어 상기 1차 처리조에서 처리된 1 차 처리수를 폭기처리하는 2차 처리조; 및 상기 2차 처리조와 연통설치되되 살균제 투입부가 형성되어 상기 2차 처리조에서 폭기처리된 2차 처리수를 살균처리하는 3차 처리조;를 포함하고, 상기 마쇄기에는 인입수의 유입배관과 상기 1차 처리조의 1차 처리수 유입배관이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 마쇄기에는 상기 인입수와 상기 1차 처리수가 1:0.5∼1:1.5의 유량비로 유입된다.

본 발명의 상기 2차 처리조는 폭기처리시 부유물의 부상을 방지하도록 "ㅅ"형상의 격판이 형성되어 있다.

본 발명의 상기 2차 처리조는 고형물의 배출을 방지하도록 상기 3차 처리조와의 연통부위에 매쉬 필터가 설치되어 있다.

본 발명의 상기 3차 처리조에는 상기 3차 처리조에는 수위검출부의 검출결과에 의거해서 상기 살균제 투입부로부터 비염소계 살균제가 투입된다.

또한, 다른 발명은 상기 기재된 선박용 정화조 장치를 이용한 정화방법으로서, 인입수와 1차 처리수를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합수를 마쇄기에서 마쇄하는 단계; 상기 혼합수를 2차 처리조에서 폭기처리하는 단계; 및 상기 폭기처리후 3차 처리조에서 살균하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 인입수와 1차 처리수를 소정 비율로 혼합하여 마쇄처리함으로써, 인입수의 마쇄효율을 향상시킬 뿐만 아니라 인입수의 처리효율이 향상되는 효과를 제공한다.

2차 처리조에 격판을 설치함으로써, 폭기과정에서 미세한 부유물이 상부로 떠오르는 것을 억제하여 폭기처리의 효율을 증가시킬 수 있게 된다.

2차 처리조의 하류에 매쉬 필터가 설치되어, 2차 처리수 내에 포함된 고형물의 배출을 방지하여 처리수의 처리효율을 향상시킬 수 있게 된다.

3차 처리조에서 수위검출부의 검출결과에 의거해서 살균제 투입부로부터 비염소계 살균제가 투입됨으로써, 처리수 내에서의 살균제 농도를 균등하게 유지하여 처리효율을 극대화 하고, 잔류 염소기준을 만족시켜 해양 배출수의 처리효율을 향상시켜 해양 오염을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 정화조 장치를 나타내는 구성도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 선박용 정화조 장치는 1차 처리조(10), 2차 처리조(20), 3차 처리조(30), 마쇄기(40) 및 살균제 투입부(50)를 포함하여 이루어져 선박 내에서 배출되는 분뇨나 오수 등의 인입수를 정화처리하게 된다.

마쇄기(40)는 인입수에 함유된 고형물을 미세입자로 마쇄하도록 1차 처리조(10)의 상류에 설치되며, 인입수의 유입배관(11)과 1차 처리조(10)의 1차 처리수 유입배관(12)이 접속되며, 마쇄기(40)에서는 인입수와 1차 처리수가 1:0.25∼1:4의 유량비로 유입되어 혼합된다.

이와 같이 인입수와 1차 처리수의 혼합비가 1:0.25 보다 작으면 혼합수의 희석효과가 미미하여 마쇄기에 처리부하가 증가되고, 혼합비가 1:4 보다 크게 되면 혼합수 내에 수분의 함유량이 증가되어 마쇄기에서의 마쇄효율이 저하되므로, 인입수와 1차 처리수의 혼합비를 1:0.25∼1:4로 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 마쇄기(40)에서 최적의 마쇄효율을 나타내도록 인입수와 1차 처리수를 1:1의 유량비로 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이, 인입수와 1차 처리수의 혼합비의 조절은, 인입수의 유입배관(11) 직경 사이즈와 1차 처리조(10)의 1차 처리수 유입배관(12) 직경 사이즈를 다양하게 변경하여 이루어지게 된다.

또한, 인입수의 유입배관(11)과 1차 처리조(10)의 1차 처리수 유입배관(12)에 유량조절 밸브를 별도로 설치하여, 인입수와 1차 처리수의 혼합비를 조절하는 것도 가능함은 물론이다.

따라서, 인입수와 1차 처리수를 50%씩 혼합하여 마쇄기(40)에서 마쇄함으로써, 인입수의 마쇄 효율을 증가시켜 미세 입자로 분쇄하는 시간 및 효율을 향상시키게 된다.

즉, 인입수는 고형물의 크기가 크며 다양한 혼합물이 불균일한 크기로 섞여 있는 상황이므로, 최초로 유입되는 인입수를 적절한 크기로 분쇄하여 일정한 크기 이하의 입자로 분쇄함으로써, 인입수의 처리효율이 향상되는 결과를 얻을 수 있게 된다.

1차 처리조(10)는 인입수가 마쇄기(40)를 거쳐 유입되어 저장되며, 인입수 유입배관(11), 1차 처리수 유입배관(12), 마쇄기의 배출배관(13), 1차 처리조의 배출관(14)으로 이루어져 있다.

인입수 유입배관(11)은 1차 처리조(10)의 상류에 형성되되 마쇄기(40)의 상류에 접속되어, 선박 내에서 배출되는 분뇨나 오수 등의 인입수가 마쇄기(40)를 거쳐서 1차 처리조(10)로 유입된다.

1차 처리수 유입배관(12)는 일단이 1차 처리조(10)의 상류 하방에 접속되고 타단이 마쇄기(40)의 상류에 접속되어 1차 처리조(10)에 저장된 1차 처리수를 마쇄기(40)로 유입시켜 인입수와 소정의 혼합비로 혼합되어 인입수를 희석시키게 된다.

마쇄기의 배출배관(13)은 일단이 마쇄기(40)의 하류에 접속되고 타단이 1차 처리조(10)의 상류 저면에 접속되어 있다.

1차 처리조의 배출관(14)은 1차 처리조(10)의 하류와 2차 처리조(20)의 상류 사이에 설치되어, 1차 처리조(10)에 저장된 1차 처리수를 2차 처리조(20)로 유동시키게 된다.

2차 처리조(20)는 1차 처리조(10)의 하류에 연통설치되며, 1차 처리조(10)에서 처리된 1차 처리수를 폭기처리 및 침전처리하도록 유입관(21), 격판(22), 폭기용 에어노즐(23), 배출관(24), 메쉬 필터(25)로 이루어진다.

유입관(21)은 2차 처리조(20)의 상류 하부에 형성되되 1차 처리조(10)의 배출관(14)에 연통설치되어, 1차 처리조(10)에서 처리된 1차 처리수를 2차 처리조(20)로 유입시키게 된다.

격판(22)은 2차 처리조(20)의 중간부위에 복수개가 형성되어 폭기처리시 부유물이 상부로 부상되는 것을 방지하도록 대략 "ㅅ"형상으로 형성되어 있다. 이와 같이, 폭기과정에서 미세한 부유물이 상부로 떠오르는 것을 효과적으로 방지하기 위하여 대략 "ㅅ"형상으로 형성되어 있는 삿갓형상의 격판(22)을 다수개 설치함으로써, 공기방울에 의한 폭기효율에 영향이 없이 상부로 떠오르는 고형물질을 억제하여 처리효율을 증가시킬 수 있게 된다.

폭기용 에어노즐(23)은 2차 처리조(20)의 저면에 설치되어 2차 처리조(20)에서 폭기처리시 에어를 공급하게 된다.

배출관(24)은 2차 처리조(20)의 하류와 3차 처리조(30)의 상류 사이에 설치되어, 2차 처리조(20)에 폭기처리된 2차 처리수를 3차 처리조(30)로 유동시키게 된다.

메쉬 필터(25; mesh filter)는 2차 처리조(20)와 3차 처리조(30)와 사이의 연통부위, 즉 배출관(24)의 선단부위에 형성되어 2차 처리수 내의 고형물이 3차 처리조(30)로 배출되는 것을 방지하게 된다. 이러한 메쉬필터(25)의 재료로는 내부식성이 우수한 폴리우레탄(polyurethane)을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 폭기처리를 거친후 3차 처리조(30)로 2차 처리수가 배출되는 배출관(24)의 관로상에 폴리우레탄 재질의 매쉬 필터(25)를 설치함으로써, 2차 처리수내의 고형물질이 3차 처리조(30)로 배출되는 것을 방지하여 해양 배출수에서 가장 문제가 되는 항목 중 하나인 총 부유물질(MLSS; mixed liquor suspended solid)의 관리가 용이하게 된다.

3차 처리조(30)는 2차 처리조(20)와 연통설치되되 살균제 투입부(50)가 형성되어 2차 처리조에서 폭기처리된 2차 처리수를 살균처리하며, 유입관(31), 수위검출부(32), 배출관(33)으로 이루어져 있다.

유입관(31)은 3차 처리조(30)의 상류 상부에 형성되되 2차 처리조(20)의 배출관(24)에 연통설치되어, 2차 처리조(20)에서 폭기처리된 2차 처리수를 3차 처리조(30)로 유입시키게 된다.

수위검출부(32)는 3차 처리조(30)의 하부에서 상방으로 일자형상으로 형성되어 3차 처리조(30)의 수위를 검출하여 검출된 수위에 따라 살균제의 투입량을 조절하도록 한다.

배출관(33)은 3차 처리조(30)의 상류 상부에 설치되어, 3차 처리조(30)에서 살균처리된 3차 처리수를 해양으로 배출시키게 된다.

이러한 3차 처리조(30)의 상부에는 수위검출부(32)의 검출결과에 의거해서 살균제를 투입하도록 살균제 투입부(50)가 설치되며, 투입되는 살균제로는 비염소계 살균제를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예의 선박용 정화조 장치에서 처리된 배출수가 염소성분을 함유하지 않음으로써, 해양오염의 주범인 염소의 배출을 최소화할 수 있게 된다.

살균제 투입부(50)는 3차 처리조(30)의 상부에 설치되어 비염소계 살균제를 투입하게 되며, 살균제 저장조(51), 살균제 투입배관(52), 투입량 조절밸브(53)로 이루어진다.

살균제 저장조(51)는 살균제를 저장하는 저장조로서 살균제의 투입이 용이하 도록 3차 처리조(30)의 상부에 설치되어 있다.

살균제 투입배관(52)은 살균제 저장조(51)에 저장된 살균제를 3차 처리조(30)로 투입하도록 살균제 저장조(51)의 하부와 3차 저장조(30) 상부 사이에 연통설치되어 있다.

투입량 조절밸브(53)는 살균제 투입배관(52)의 통로에 설치되어, 살균제 저장조(51)에서 3차 처리조(30)로 투입되는 살균제의 양을 수위검출부(32)에서 검출된 3차 저장조(30)의 수위에 의거해서 적절하게 조절하게 된다.

이와 같이 투입량 조절밸브(53)에 의해 살균제의 투입량을 조절하여 3차 처리조(30) 내에 최대 5ppm의 살균제 농도를 균등하게 유지하여 처리효율을 극대화 하고, 비염소계 살균제를 사용하므로 잔류 염소기준을 고려하지 않도록 하게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 정화조 장치를 이용한 정화방법을 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 정화조 장치를 이용한 정화방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 선박용 정화조 장치를 이용한 정화방법은 혼합단계(S10), 마쇄단계(S20), 투입단계(S30), 폭기처리단계(S40), 살균처리단계(S50), 배출단계(S60)를 포함하여 이루어져 선박 내에서 배출되는 분뇨나 오수 등의 인입수를 정화처리하게 된다.

혼합단계(S10)는 인입수와 1차 처리수를 혼합하는 단계로서, 마쇄기(40)에 인입수의 유입배관(11)과 1차 처리조(10)의 1차 처리수 유입배관(12)이 접속되어 인입수와 1차 처리수가 1:1의 비율로 혼합된다.

마쇄단계(S20)는 혼합된 혼합수를 마쇄기(40)에서 마쇄하는 단계로서, 인입수에 함유된 고형물을 마쇄하게 된다.

투입단계(S30)는 혼합수를 1차 처리조(10)로 투입시키는 단계로서, 마쇄처리된 혼합수를 마쇄기(40)에 접속된 마쇄기의 배출배관(13)을 개재해서 1차 처리조(10)로 배출하게 된다. 1차 처리조(10)로 유입된 혼합수는 침전처리를 거친후 배출관(14)을 개재해서 2차 처리조(20)로 배출된다.

폭기처리단계(S40)는 혼합수를 2차 처리조(20)에서 폭기처리하는 단계로서, 2차 처리조(20)로 유입된 혼합수를 폭기용 에어노즐(23)에 의거해서 폭기처리하고 격판(22)을 이용해 부유물의 부상을 방지하고 배출관(24)의 메쉬필터(25)을 개재해서 고형물을 제거한 후 3차 처리조(30)로 배출하게 된다.

살균처리단계(S50)는 폭기처리후 3차 처리조(30)에서 살균처리하는 단계로서, 3차 처리조(30)로 유입된 2차 처리수의 유량을 수위검출부(32)에 의해 검출하고 이에 의거해서 살균제 투입부(50)에서 비염소 약품으로 이루어진 비염소계 살균제를 3차 처리조(30)로 투입하여 살균처리하게 된다.

배출단계(S60)는 살균처리후 해양으로 처리수를 배출하는 단계로서, 3차 처리조(30)에서 살균처리한 3차 처리수를 배출관(33)을 개재해서 해양으로 배출하게 된다.

따라서, 본 실시예의 선박용 정화조 장치 및 이를 이용한 정화방법은 인입수의 마쇄효율을 향상시킬 뿐만 아니라 인입수의 처리효율이 향상되고, 폭기과정에서 미세한 부유물이 상부로 떠오르는 것을 억제하여 폭기처리의 효율을 증가시키고, 2차 처리수 내에 포함된 고형물의 배출을 방지하여 처리수의 처리효율을 향상시킬 수 있고, 처리수 내에서의 살균제 농도를 균등하게 유지하여 처리효율을 극대화 하고, 잔류 염소기준을 만족시켜 해양 배출수의 처리효율을 향상시켜 해양 오염을 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

도 1은 종래의 선박용 정화조 장치를 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 정화조 장치를 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 정화조 장치를 이용한 정화방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 1차 처리조 20: 2차 처리조

30: 3차 처리조 40: 마쇄기

50: 살균제 투입부

Claims (6)

1. 인입수가 마쇄기를 거쳐 유입되는 1차 처리조;

   상기 1차 처리조와 연통설치되어 상기 1차 처리조에서 처리된 1차 처리수를 폭기처리하는 2차 처리조; 및

   상기 2차 처리조와 연통설치되되 살균제 투입부가 형성되어 상기 2차 처리조에서 폭기처리된 2차 처리수를 살균처리하는 3차 처리조;를 포함하고,

   상기 마쇄기에는 인입수의 유입배관과 상기 1차 처리조의 1차 처리수 유입배관이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 정화조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마쇄기에는 상기 인입수와 상기 1차 처리수가 1:0.25∼1:4의 유량비로 유입되는 것을 특징으로 하는 선박용 정화조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 처리조는 폭기처리시 부유물의 부상을 방지하도록 "ㅅ"형상의 격판이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 정화조 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 처리조는 고형물의 배출을 방지하도록 상기 3차 처리조와의 연통부 위에 매쉬 필터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 정화조 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 3차 처리조에는 수위검출부의 검출결과에 의거해서 상기 살균제 투입부로부터 비염소계 살균제가 투입되는 것을 특징으로 하는 선박용 정화조 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 선박용 정화조 장치를 이용한 정화방법으로서,

   인입수와 1차 처리수를 혼합하는 단계;

   상기 혼합된 혼합수를 마쇄기에서 마쇄하는 단계;

   상기 혼합수를 2차 처리조에서 폭기처리하는 단계; 및

   상기 폭기처리후 3차 처리조에서 살균하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 정화조 장치를 이용한 정화방법.

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