KR20140094710A - 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 방법 - Google Patents

가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 그 방법이 개시된다. 오폐수 정화 장치는 유입되는 오폐수의 유량을 조절하고 상기 오폐수와 슬러지를 저장하며 상기 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시하는 유량 조절조, 상기 오폐수의 유기물을 분해 시 요구되는 공기를 공급하는 폭기조, 미생물을 이용하여 상기 오폐수의 유기물을 분해함으로써 상기 오폐수의 유기물을 배출수와 공기로 변화시키고 상기 슬러지를 생성하는 미생물 반응조, 상기 배출수에 자외선을 전달하여 살균수로 정화하는 자외선 살균조 및 상기 살균수를 기 설정된 시간 동안 저장한 후 배출하는 저수조를 포함할 수 있다.

Description

가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 방법{WASTEWATER PURIFYING APPARATUS AND METHOD FOR MANAGEMENT BUILDING OF FLOATING FISH CAGE}
본 발명의 실시예는 가두리 양식장에 있는 관리사로부터 배출되는 오폐수를 정화하는 오폐수 정화 장치 및 오폐수 정화 방법에 대한 것이다.
근해 설치된 가두리 양식장은 가두리 양식시설과 일체형으로 관리사를 두고 있다. 관리사는 관리인원이 상주하면서 시설물의 안전 및 도난방지, 양식 어류의 급이 등의 업무를 수행한다. 관리사에 상주하는 인원은 관리사 내에서 샤워, 세탁, 조리, 배변 등의 일상 생활을 한다.
상수도가 육상으로부터 수중으로 연결되어 평균 관리사 하나 당 1일 1톤의 물을 소비한다. 그러나, 물 사용 후 발생한 생활 오폐수가 정화 과정 없이 그대로 바다로 방류되고 있고 따라서, 정화 과정 없이 바다로 방류된 생활 오폐수로 인해 양식장을 포함한 인근바다가 오염되고 있다. 특히, 노로바이러스 등 심각한 병원성 세균 등이 여과 없이 그대로 방류되어 양식장에서 생산되는 수산물을 오염시키고 있으며, 이는 양식장에서 생산되는 수산물의 가치를 하락시킬 뿐 아니라 국민건강에도 매우 심각한 문제를 야기하며 최근 일본에서 사망사고까지 발생한 바 있다.
이에 수산물 수입국에서는 바다의 수질을 정기적으로 모니터하고 있으며 수준 이하이면 자국 수입을 중단한다. 특히 굴의 경우 노로바이러스의 검출로 수출이 중단되고 가격이 폭락하는 경우가 종종 있다. 이는 지역사회뿐만 아니라 국가경제에도 매우 심각한 영향을 주고 있다.
가두리 양식장은 일반 양식장과는 달리 사람이 직접 섭식하는 수산물을 생산하는 곳으로, 양식장 주변의 환경이 곧바로 생산수산물의 품질을 좌우하기 때문에 특별한 관리가 필요하다. 이는 일반 육상의 하수 종말처리시설보다 처리 조건이 까다롭고 엄격해야 한다는 것을 의미한다. 뿐만 아니라, 정화 장치 설치 시 사용 환경이 열악하여 성능 유지 등에도 여러 문제가 있다. 가두리 양식장에서 생활 오폐수를 정화 처리하기 위해서는 육상의 정화시설보다 엄격하고 특별한 기능을 가지는 정화장치가 필요하다.
가두리 양식장 관리를 위한 정화 장치의 필수 조건은 박테리아는 물론이고 바이러스까지 사멸 가능하여야 하며, 특히 세균의 멸균 과정에서 발생되는 2차 오염의 발생이 없어야 한다. 세균의 멸균 과정에서 발생되는 2차 오염은 양식어류에 직접적으로 영향을 미쳐 생산되는 수산물의 품질을 저하시킨다.
한편, 가두리 양식장에 설치되는 정화 장치는 외부에 노출되어 설치되므로 외부환경의 영향을 그대로 받아 기온이 낮아지면 성능의 저하를 가져온다. 이에 대한 보완도 필수적이다. 현재 대부분의 오폐수 정화 장치는 지하에 설치하거나 시설 내 설치되며 강제 폭기 방식을 이용하여 생물학적으로 유기물 등을 분해 처리한다. 미세 부유물은 부상시켜 수거하거나 필터를 이용하여 분리시킨다. 이와 같은 방식은 작은 바이러스 등에는 별로 효과가 없는 것으로 가두리 양식장에서는 상수도 수준의 정화 장치가 필요하다.
가두리 양식장의 경우 개인이 운영하는 것이 대부분이며 영세하여 고가의 정화 시설을 설치하기 어렵다. 따라서, 가두리 양식장에 특화되면서 저가의 정화 장치가 필요하다.
저가이면서 가두리 양식장의 환경에 대응하고 유입되는 오폐수를 목표 수준으로 정화할 수 있는 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 방법이 제공된다.
오폐물 정화 시 에너지 소모를 최소화할 수 있는 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 방법이 제공된다.
정화 능력을 항상 최고로 유지할 수 있고 정화되지 않은 물이 배출되는 사고를 방지할 수 있는 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 방법이 제공된다.
배출수를 재사용할 수 있는 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치 및 방법이 제공된다.
오폐수 정화 장치는 유입되는 오폐수의 유량을 조절하고 상기 오폐수와 슬러지를 저장하며 상기 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시하는 유량 조절조, 상기 오폐수의 유기물을 분해 시 요구되는 공기를 공급하는 폭기조, 미생물을 이용하여 상기 오폐수의 유기물을 분해함으로써 상기 오폐수의 유기물을 배출수와 공기로 변화시키고 상기 슬러지를 생성하는 미생물 반응조, 상기 배출수에 자외선을 전달하여 살균수로 정화하는 자외선 살균조 및 상기 살균수를 일시 저장한 후 배출하는 저수조를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 유입되는 오폐수의 압력을 감압하는 적어도 하나의 감압막을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 유량 조절조는 상기 오폐수에 포함된 미생물을 활성화시킴으로써 상기 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시하고, 상기 미생물 반응조로부터 이송 펌프에 의해 유입되는 상기 슬러지를 저장할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 이송 펌프는 상기 미생물 반응조에서 생성된 상기 슬러지를 상기 유량 조절조로 반송하고, 상기 유량 조절조 및 상기 미생물 반응조에 포함된 수위센서와 연동되며, 상기 수위센서의 값이 기 설정된 값의 최고치일 경우 동작을 시작하여 최저치일 경우 동작을 중지할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 미생물 반응조는 상기 폭기조로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 상기 유입 오폐수의 무기질을 제외한 발효 가능 물질을 분해하며, 상기 미생물 반응조의 온도는 초기에 미생물의 증식 조건이 충족되면 이후 미생물 증식 시 발생되는 열로 유지시킬 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 배출수에서 미세 부유물과 세균을 제거하는 필터, 기 설정된 흡입력으로 상기 배출수를 흡입함으로써 상기 배출수를 상기 필터를 통해 배출시키는 배수펌프 및 상기 필터를 통해 배출되는 배출수의 이송 압력은 감소시키고 유량은 보존하는 감압 장치를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 자외선 살균조는 석영관 내부에 설치되고 기 설정된 파장의 빛을 발생시키는 자외선램프를 이용하여 상기 배출수에 자외선을 전달함으로써 상기 배출수를 살균수로 정화할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 유량 조절조 및 상기 미생물 반응조의 내부에 각각 설치되어 정화수의 이송 시기를 결정하는 수위스위치 및 상기 오폐수의 유입과 상기 살균수의 배출을 제어하고, 상기 유량 조절조 및 상기 미생물 반응조에 포함된 수위센서로부터의 신호를 기초로 단위시간당 유입수가 기 설정된 규격 이상일 경우 유입경고신호를 발생함으로써 상기 유입수의 유입을 차단시키는 중앙제어부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 살균수를 세정수로 재사용하는 화장실을 더 포함할 수 있다.
오폐수를 정화하는 방법은 오폐수 정화 장치가 유량 조절조에 상기 오폐수 정화 장치로 유입되는 오폐수와 슬러지를 저장하고 상기 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시하는 단계, 폭기조를 이용하여 상기 오폐수의 유기물을 분해 시 요구되는 공기를 공급하는 단계, 상기 기초 분해된 오폐수를 미생물 반응조로 이송시킨 후 미생물을 이용하여 상기 기초 분해된 오폐수의 유기물을 분해함으로써 상기 오폐수의 유기물을 배출수와 공기로 변화시키고 상기 슬러지를 생성하는 단계, 상기 배출수를 자외선 살균조로 배출한 후 상기 배출수에 자외선을 전달하여 살균수로 정화하는 단계 및 상기 살균수를 기 설정된 시간 동안 저수조에 저장한 후 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
미생물을 이용하여 생물학적으로 유기물을 분해하여 오폐수를 정화하고, 2차 오염의 위험이 적은 능동형 살균 장치인 자외선램프와 석영관을 이용하여 정화 후 방류되는 정화수 내의 박테리아 및 바이러스를 완전 멸균처리하고, 멸균 후 정화수에 잔존하는 오존 및 염소 성분을 증발 또는 환원 후 방류하여 양식장 및 양식장 주변의 어폐류가 오존 및 염소에 오염되는 것을 방지함으로써 친환경적이다.
미생물 반응조의 온도는 초기에 미생물의 증식 조건이 충족되면 이후 미생물 증식 시 발생되는 열로 유지시킴으로써 에너지 소모를 최소화할 수 있다.
유입되는 오폐수 및 대소변의 양이 과다할 경우 유입수 과다 경보를 발령함으로써 정화 능력을 항상 최고로 유지할 수 있고 정화되지 않은 물이 배출되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
정화수에 잔존하는 오존 및 염소 성분을 증발 또는 환원 후 배출하기 때문에 배출수를 화장실의 세정수로 재사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 감압막을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 수위스위치를 나태는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 있어서, 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치를 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서 감압막을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서 수위스위치를 나태는 도면이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치에 대해 설명한다.
가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치(100)는 유량 조절조(110), 폭기조(120), 미생물 반응조(130), 자외선 살균조(140) 및 저수조(150)를 포함한다.
유량 조절조(110)는 오폐수 정화 장치(100)로 유입되는 오폐수의 유량을 조절하고, 오폐수와 슬러지를 저장하며, 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시한다.
폭기조(120)는 오폐수의 유기물을 분해 시 요구되는 공기를 공급한다.
미생물 반응조(130)는 미생물을 이용하여 오폐수의 유기물을 분해함으로써 오폐수의 유기물을 배출수와 공기로 변화시키고, 슬러지를 생성한다.
자외선 살균조(140)는 미생물 반응조(130)로부터 유입되는 배출수에 자외선을 전달하여 살균수로 정화한다.
저수조(150)는 자외선 살균조(140)로부터 유입되는 살균수를 기 설정된 시간 동안 저장한 후 배출한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치(100)를 보다 상세히 설명한다.
유량 조절조(110)로는 가두리 양식장에서 발생되는 생활 오폐수, 대소변 등이 이송될 수 있다. 이 때, 하루에 유량 조절조(110)로 이송되는 오폐수의 이송량은 전체 탱크용량(저수용량)의 1/3정도일 수 있다.
유량 조절조(110)는 도 1에 도시된 것과 같이 오폐수 정화 장치(100)의 초입에 위치할 수 있으며, 오폐수 정화 장치(100)로 유입되는 오폐수와 미생물 반응조(130)로부터 유입되는 슬러지를 저장한다. 또한, 오폐수 정화 장치(100)로 유입되는 오폐수에 함유된 미생물을 활성화시켜 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시한다.
한편, 오폐수 정화 장치(100)는 도 2에 도시된 것과 같이, 유량 조절조(110)로 지나친 고압의 입수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 유량 조절조(110)로 유입되는 오폐수의 압력을 감압하는 적어도 하나의 감압막(210)을 포함할 수 있다.
폭기조(120)는 미생물의 유기물 분해 시 필요한 공기를 공급한다. 폭기조(120)는 도 1에는 도시되지 않았지만, 공기펌프 및 공기펌프에서 일정 압력으로 압축된 압축 공기를 미세공기방울로 배출하는 공기배출 노즐로 구성될 수 있다.
미생물 반응조(130)는 오폐수의 무기질을 제외한 발효 가능 물질을 분해하여 물과 공기로 변화시킨다. 분해되고 남는 물질(슬러지)은 유량 조절조(110)로 반송되어 수거 처리될 수 있다.
미생물 반응조(130)는 미생물의 활동이 활발한 조건을 만족시켜 미생물이 자연 증식되도록 하는데, 이 때 온도, 습도, 공기의 3가지 요소가 만족되어야 한다. 온도는 일반적으로 15℃ 내지 25℃를 유지하고, 공기는 충분한 산소를 공급해야 한다. 온도는 초기에 증식조건이 충족되면 이후 미생물 증식 시 발생되는 열로 자연 유지한다. 습도는 일반의 기제 사용 시 별도로 대략 60%정도로 유지해야 하는데, 수질 정화 장치의 경우 미생물의 증식이 물속에서 이뤄지므로 별도로 관리하지 않는다.
이송펌프(131)는 유량 조절조(110)에서 미생물 반응조(130)로 오폐물 이송 시, 미생물 반응조(130)에서 유량 조절조(110)로 슬러지 이송 시, 미생물 반응조(130)에서 필터(133)를 통한 배출 시 사용될 수 있다. 이송펌프(131)는 유량 조절조(110) 및 미생물 반응조(130)에 포함된 수위센서(미도시)와 연동되며, 수위센서의 값이 기 설정된 값이 되면 중앙제어부(160)의 신호에 따라 동작한다. 이송펌프(131)는 기 설정된 값이 최고치일 경우 동작을 시작하여 기 설정된 값이 최저치인 경우 동작을 중지한다.
필터(132)는 배출수에서 미세 부유물을 제거하고, 크기가 큰 일반세균(예를 들어, 박테리아 등)을 제거한다. 필터(132)로는 정공의 크기가 5㎛ 정도인 멤브레인(membrane) 종류의 필터가 사용될 수 있다. 정공의 크기가 5㎛ 정도이면 일반 미세부유물은 물론이고 대장균 정도의 박테리아를 제거할 수 있다.
배수펌프(133)는 미생물 분해가 완료된 후의 정화수(배출수)를 필터(132)를 통해 배출하기 위한 것으로, 기 설정된 흡입력으로 배출수를 흡입함으로써 배출수가 필터(132)를 통해 배출되도록 한다. 필터(132)는 흡입력이 일정 압력 범위 내에 있어야 정상적인 거름막 효과를 내므로, 배수펌프(133)는 흡입력이 400W급인 배수 펌프가 사용될 수 있다.
한편, 배수펌프(133)를 통한 정화수는 자외선 살균조(140)로 유입되는데, 자외선 살균조(140)는 강한 압력에 취약하다. 배수펌프(133)는 분당 약 1.5톤 정도의 물을 이송할 수 있고, 필터(132)를 통과시키기 위해 높은 수압을 발생시킨다. 이처럼 정화수가 높은 수압으로 자외선 살균조(140)로 유입되면, 자외선 살균조(140)에 물리적 압력이 가해져 기능 장애를 일으킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 오폐수 정화 장치(100)는 정화수의 이송 압력은 감소시키고 유량은 보존하는 감압 장치(134)를 더 포함할 수 있다.
자외선 살균조(140)는 배수펌프(133)를 통해 배출된 배출수를 살균수로 정화한다. 이를 위하여 자외선 살균조(140)는 기 설정된 파장(예를 들어, 살균력이 강한 UV3 253.7㎚ 파장)의 빛을 발생시키는 자외선램프가 전달성이 높은 파장(예를 들어, 184.9㎚)을 발생시키는 석영관 내부에 설치된 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 구조는 광산화법 살균이 가능해지는데, 일반의 오존 및 자외선 단독 사용 시에 비해 100배 이상의 살균력을 가진다. 이와 같이 살균에 사용된 오존은 1 내지 2시간 이내 산소로 환원됨으로써 2차 오염이 방지될 수 있다.
저수조(150)는 살균 후 2차 오염의 방지를 위해 사용한다. 살균수에는 오존 염소 등 박테리아 및 바이러스 살균을 위해 사용한 환경유해물질이 함유되어 있다. 오존 염소 등이 함유된 공기나 물이 그대로 방류되면, 타 생명체에 치명적 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 저수조(150)는 이와 같은 2차 오염 방지를 위해 자외선 살균조(140)에서 살균된 물을 기 설정된 시간(예를 들어, 대략 2시간 이상) 동안 저장한 후 방류한다.
한편, 수위스위치(115, 135)는 각각 유량 조절조(110) 및 미생물 반응조(130)의 내부에 설치되어 정화수의 이송 시기를 결정한다. 수위스위치(115, 135)는 일 예로, 사용자의 선택에 따라 이송 시기를 결정할 수 있는데 일 예로 도 3에 도시된 것과 같이, 각 조(110, 130)는 수위스위치(115, 135)가 제1 위치(310)에 위치하는 경우 수위스위치(115, 135)가 제2 위치(320)에 위치하는 경우에 비해 많은 양을 저수할 수 있다. 또한, 수위스위치(115, 135)는 배출수위와 정지수위간의 차이를 두고 있어 정화수의 출렁임이나 역류로 인해 이송모터가 자주 동작하는 것을 방지할 수 있다.
중앙제어부(160)는 오폐수의 유입과 살균수의 배출을 제어한다. 중앙제어부(160)의 주요 기능은 공기펌프 및 이송펌프, 배송펌프, 자외선 살균조의 점등시간, 수세식화장실의 세정수 요청에 따른 세정수 재활용수 공급 등이다. 중앙제어부(160)는 이를 위해 수위스위치(115, 135), 온도센서, 동작전류 등의 입력을 받을 수 있다.
일반적으로 정화조는 유입되는 오폐수가 일정량 이상이면 유입수에 비례하여 배수를 실시한다. 이와 같은 구조는 유입수가 상대적으로 많거나 유입규격을 초과할 경우, 유입수가 정화 처리 전에 배출되는 경우가 있다. 홍수기에 정화조에서 정화되지 않은 물이 배출되는 사고가 종종 발생하는 것도 이런 연유이다. 그러나, 중앙제어부(160)는 유량 조절조(110), 미생물 반응조(130) 등에 포함된 수위센서로부터의 신호를 기초로 단위시간당 유입수가 기 설정된 규격 이상일 때 유입경고신호를 생성함으로써 전체 정화 처리시간 전에 배수 조건이 발생되면 유입을 차단시킨다.
오폐수 정화 장치(100)의 최종 배출은 저수조(150)에서 실시된다. 저수조(150)에 유입되고 2시간 정도 경과하면 배출이 가능하다. 저수조(150)에서 배출된 세정수는 방류되거나 수세식화장실로 이송되어 재사용될 수 있다. 배출의 우선순위는 수세식화장실의 세정수 재사용이며, 수세식화장실의 세정수가 충분히 저장되어있을 경우 방류될 수 있다.
수세식화장실은 오폐수 정화 장치(100)의 배출수를 세정수로 재사용하며, 배출되는 대소변을 별도의 이송 장치를 이용하여 오폐수 정화 장치(100)의 유입구로 이송한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 오폐수 정화 장치는 저가의 비용으로 가두리 양식장의 환경에 특화되어 유입되는 오폐수를 목표 수준으로 정화하고 배출수 일부를 세정수로 재사용하게 하여 물 절약을 구현하기 위해 도 4와 같은 구조를 가질 수 있다.
오폐수 정화 장치는 생활오수와 수세식화장실의 세정수를 포함한 대소변을 정화 멸균, 처리한다. 대소변은 사용자가 용변 후 세정버튼(물 내림버튼)을 누르면 세정수로 변기 대소변을 하단저장고로 이송하고, 마쇄 모터가 휴지 등을 포함한 대소변을 마쇄하여 대소변 이송모터로 정화장치로 이송한다. 1회 이송량은 대략 10L 정도이다. 오폐수는 오폐수 정화 장치가 가두리 양식 장위에 설치되므로, 오폐수 발생 장소보다 높고 오폐수 발생 장소 역시 여러 곳으로 서로 상이하여 수집탱크로 모여 강제 이송된다. 이송은 입수펌프의 자동 수위스위치가 제어하며 오폐수 정화 장치와 별도로 이루어 질 수 있다.
오폐수 정화 장치에 입수된 오폐수는 감압된 후 유량 조절조에 입수된다. 오폐수 정화 장치로 입수된 오폐수는 유량 조절조에서 1차 미생물에 의한 분해가 이뤄지고, 수위스위치1이 작동하면 이송펌프에 의해 폭기조로 유입되며 여기서 미생물 반응조로 이송된다. 미생물은 유기질을 분해하여 물과 공기를 발생시킨다. 일반 세균 중 편성혐기성은 산소가 유입되면 죽지만 통성혐기성세균이나 호기성세균의 경우 산소와 반응하거나 영향을 받지 않는다. 이런 세균의 경우 15℃ 내지 25℃의 조건에서 급속히 증식하는데, 바실러스 균의 경우 40분마다 2배로 증식한다. 약 5L의 용기에 분변 2kg을 넣고 폭기 교반을 실시한 결과, 대략 4시간 경과 후 잔류량이 50%정도 감소하였으며 8시간 경과 후 잔류량이 미비하였다.
본 발명에 따른 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 장치는 전체 용적의 1/3을 1일 유입량으로 규격화할 수 있는데, 이는 유입된 오폐수가 장치 내에서 최소 48시간 경과 후 배출되는 것을 의미한다. 이와 같은 시간은 오폐수 내의 유기화합물을 완전히 분해할 수 있는 시간으로, 배출 최종단에 설치된 자외선 살균조에서 살균 과정을 거치면, 입수된 생활 오폐수 및 대소변은 매우 높은 수준으로 정화가 되어 재사용이 가능한 중수 수준의 물이 된다. 미생물로 분해되지 않는 무기질(슬러지)은 유입 초단의 유량 조절조로 되돌아간다. 유량 조절조로 되돌아간 무기질은 아주 미미한 량으로 유량 조절조 상단에 부유되어 고형화된다. 고형화된 무기질은 대략 1년 주기로 수거 처리될 수 있다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 있어서, 가두리 양식장 관리사용 오폐수 정화 방법을 나타내는 흐름도이다.
오폐수 정화 장치는 오폐수 정화 장치로 유입되는 오폐수를 정화하기 위하여 유량 조절조에 유입된 오폐수와 슬러지를 저장한다. 그리고, 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시한다(510). 한편, 오폐수 정화 장치는 폭기조를 이용하여 오폐수의 유기물을 분해 시 요구되는 공기를 공급한다(520).
이후, 오폐수 정화 장치는 기초 분해된 오폐수를 미생물 반응조로 이송시키고, 미생물을 이용하여 기초 분해된 오폐수의 유기물을 분해함으로써 오폐수의 유기물을 배출수와 공기로 변화시키고 슬러지를 생성한다(530). 이 때, 미생물 반응조는 폭기조로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 유입 오폐수의 무기질을 제외한 발효 가능 물질을 분해한다. 여기서, 미생물 반응조의 온도는 초기에 미생물의 증식 조건이 충족되면 이후 미생물 증식 시 발생되는 열로 유지될 수 있다.
오폐수 정화 장치는 배수펌프를 이용하여 배출수를 자외선 살균조로 배출한 후 배출수에 자외선을 전달하여 살균수로 정화한다(540). 그리고, 살균수를 기 설정된 시간 동안 저수조에 저장한 후 배출함으로써 2차 오염을 방지한다(550).
오폐수 정화 장치는 이와 같이 오폐수를 정화 하는 중 유량 조절조 및 미생물 반응조에 포함된 수위센서로부터의 신호를 기초로 단위시간당 유입수가 기 설정된 규격 이상인 것으로 판단되면, 유입경고신호를 발생함으로써 유입수의 유입을 차단시킬 수 있다.
본 발명에 따른 오폐수 정화 장치는 미생물을 이용하여 생물학적으로 유기물을 분해하여 오폐수를 정화하기 때문에 친환경적이다. 또한, 2차 오염의 위험이 적은 능동형 살균 장치인 자외선램프와 석영관을 이용하여 정화 후 방류되는 정화수 내의 박테리아 및 바이러스를 완전 멸균처리하고, 멸균 후 정화수에 잔존하는 오존 및 염소 성분을 증발 또는 환원 후 방류하여 양식장 및 양식장 주변의 어폐류가 오존 및 염소에 오염되는 것을 방지한다. 또한, 가두리 양식장의 정화 장치가 일반의 육상 정화장치와는 달리 외부에 노출되어 주변 온도의 영향을 심각하게 받아 동절기 및 기타 저온 시(15℃ 이하) 미생물의 증식 속도저하로 인한 생물학적 처리 기능의 저하를 방지한다. 또한, 미생물 증식으로 조의 온도가 상승하면 히터 전원을 차단하여 에너지 소모를 최소화하였으며, 항상 정화능력을 최고로 유지하기 위해 유입되는 오폐수 및 대소변의 양이 과다할 경우 유입수 과다 경보를 발령하여 사용자가 오폐수 발생을 계획적으로 할 수 있도록 한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 유량 조절조
120: 폭기조
130: 미생물 반응조
140: 자외선 살균조
150: 저수조
160: 중앙제어부

Claims (12)

  1. 유입되는 오폐수의 유량을 조절하고 상기 오폐수와 슬러지를 저장하며 상기 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시하는 유량 조절조;
    상기 오폐수의 유기물을 분해 시 요구되는 공기를 공급하는 폭기조;
    미생물을 이용하여 상기 오폐수의 유기물을 분해함으로써 상기 오폐수의 유기물을 배출수와 공기로 변화시키고 상기 슬러지를 생성하는 미생물 반응조;
    상기 배출수에 자외선을 전달하여 살균수로 정화하는 자외선 살균조; 및
    상기 살균수를 기 설정된 시간 동안 저장한 후 배출하는 저수조
    를 포함하는 오폐수 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입되는 오폐수의 압력을 감압하는 적어도 하나의 감압막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유량 조절조는,
    상기 오폐수에 포함된 미생물을 활성화시킴으로써 상기 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시하고, 상기 미생물 반응조로부터 이송 펌프에 의해 유입되는 상기 슬러지를 저장하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이송 펌프는,
    상기 미생물 반응조에서 생성된 상기 슬러지를 상기 유량 조절조로 반송하고, 상기 유량 조절조 및 상기 미생물 반응조에 포함된 수위센서와 연동되며, 상기 수위센서의 값이 기 설정된 값의 최고치일 경우 동작을 시작하여 최저치일 경우 동작을 중지하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미생물 반응조는,
    상기 폭기조로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 상기 유입 오폐수의 무기질을 제외한 발효 가능 물질을 분해하며, 상기 미생물 반응조의 온도는 초기에 미생물의 증식 조건이 충족되면 이후 미생물 증식 시 발생되는 열로 유지시키는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배출수에서 미세 부유물과 세균을 제거하는 필터;
    기 설정된 흡입력으로 상기 배출수를 흡입함으로써 상기 배출수를 상기 필터를 통해 배출시키는 배수펌프; 및
    상기 필터를 통해 배출되는 배출수의 이송 압력은 감소시키고 유량은 보존하는 감압 장치
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 살균조는,
    석영관 내부에 설치되고 기 설정된 파장의 빛을 발생시키는 자외선램프를 이용하여 상기 배출수에 자외선을 전달함으로써 상기 배출수를 살균수로 정화하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유량 조절조 및 상기 미생물 반응조의 내부에 각각 설치되어 정화수의 이송 시기를 결정하는 수위스위치; 및
    상기 오폐수의 유입과 상기 살균수의 배출을 제어하고, 상기 유량 조절조 및 상기 미생물 반응조에 포함된 수위센서로부터의 신호를 기초로 단위시간당 유입수가 기 설정된 규격 이상일 경우 유입경고신호를 발생함으로써 상기 유입수의 유입을 차단시키는 중앙제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 살균수를 세정수로 재사용하는 화장실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 장치.
  10. 오폐수를 정화하는 방법에 있어서,
    오폐수 정화 장치가 유량 조절조에 상기 오폐수 정화 장치로 유입되는 오폐수와 슬러지를 저장하고 상기 오폐수의 유기물에 대한 기초 분해를 실시하는 단계;
    폭기조를 이용하여 상기 오폐수의 유기물을 분해 시 요구되는 공기를 공급하는 단계;
    상기 기초 분해된 오폐수를 미생물 반응조로 이송시킨 후 미생물을 이용하여 상기 기초 분해된 오폐수의 유기물을 분해함으로써 상기 오폐수의 유기물을 배출수와 공기로 변화시키고 상기 슬러지를 생성하는 단계;
    상기 배출수를 자외선 살균조로 배출한 후 상기 배출수에 자외선을 전달하여 살균수로 정화하는 단계; 및
    상기 살균수를 기 설정된 시간 동안 저수조에 저장한 후 배출하는 단계
    를 포함하는 오폐수 정화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 미생물 반응조는,
    상기 폭기조로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 상기 유입 오폐수의 무기질을 제외한 발효 가능 물질을 분해하며, 상기 미생물 반응조의 온도는 초기에 미생물의 증식 조건이 충족되면 이후 미생물 증식 시 발생되는 열로 유지시키는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유량 조절조 및 상기 미생물 반응조에 포함된 수위센서로부터의 신호를 기초로 단위시간당 유입수가 기 설정된 규격 이상일 경우 유입경고신호를 발생함으로써 상기 유입수의 유입을 차단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 방법.
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