KR20140094743A - 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 유량조절 및 폭기조와 분리막 반응조로 구성되고, 가두리 프레임 상에 위치하는 컨테이너 생활동의 한 쪽에 지지대로 지지되어 프레임의 외측으로 연장되는 지지 플레이트 상에 간단히 설치 가능하며, 일일 평균 오수처리량이 1.0~2.5m3/일이고, 총 체류 시간(total retention time)이 55~75시간이며, BOD(Biological Oxygen Demand) 및 SS(Suspended Solid)가 각각 최대 5ppm인 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수정처리방법이 제공되며, 본 발명은 상대적으로 설치 장소 및 면적이 제한적이고 설치 중량에 제한이 있으며 소수의 상주 인원이 생활하므로 생활 오수량이 상대적으로 적은 가두리 양식장에 특화되어 기존의 컨테이너 생활동에 대한 일체의 구조적 변경 없이 설치 가능하므로, 지금까지 무단 방류되어 왔던 가두리 양식장의 생활 오수를 효과적으로 정화하여 호소나 연안으로 정화수를 방류함으로써 양식 작업을 보다 환경친화적으로 수행함과 아울러, 양식 주변 환경의 훼손을 최소화함은 물론, 양식 어류의 오염을 피할 수가 있다.
Description
본 발명은 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 가두리 양식장, 특히 연안에 위치하는 해상 가두리 양식장에 있어서의 상주 관리 인원의 생활에 따른 생활 오수의 효과적인 처리를 위한 콤팩트하고 효율적인 구조의 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법에 관한 것으로서, 상대적으로 설치 장소 및 면적이 제한적이고 설치 중량에 제한이 있으며 소수의 상주 인원이 생활하므로 생활 오수량이 상대적으로 적은 가두리 양식장에 특화되어 있어 지금까지 무단 방류되어 왔던 가두리 양식장의 생활 오수를 효과적으로 정화하여 호소나 연안으로 정화수를 방류함으로써 양식 작업을 보다 환경친화적으로 수행함과 아울러, 양식 주변 환경의 훼손을 최소화함은 물론, 양식 어류의 오염을 피할 수가 있다.
종래의 가두리 양식장, 특히 연안에 위치하는 해상 가두리 양식장은 그 규모가 내수면에 위치하는 가두리 양식장에 비하여 훨씬 크고 자연 환경의 변화도 상대적으로 격심하고 빈번하므로 태풍의 내습과 같은 특별히 위험한 기간을 제외한 연중 대부분의 기간 동안 관리 인원의 상주가 필요하나, 관리 인원의 상주는 필연적으로 생활 오수의 발생을 유발하게 됨에도 가두리 양식장에 설치 가능한 적절한 오수정화처리 시설이 없어 바다로 무단 방류하고 있음이 현실정이며, 그에 따라 양식장 주변의 연안 해역의 오염은 물론, 해수 중에 대장균이 다량 검출되어 청정해역의 지정이 취소되는 등의 문제를 야기하기에 이르고 있다.
종래의 가두리 양식장의 정화처리장치에 관한 종래의 기술로서는 한국특허출원공개 제2007-00600055호(2007.06.12. 공개) 및 한국특허출원공개 제2012-0119501호(2012.10.31. 공개) 등이 제안되어 있으나, 이들 종래 기술은 모두 사료 찌꺼기나 어류 배설물이 호소나 해저 바닥에 침전되어 발생할 수 있는 양식 환경의 훼손 내지 주변 환경의 훼손을 최소화하기 위하여, 호퍼 형상으로 된 차단막 또는 보호망을 가두리 그물의 하방에 위치시킴으로써 가두리 그물의 하방으로 침강되는 사료 찌꺼기나 어류 배설물을 모아 외부로 효과적으로 배출시키기 위한 가두리 양식장용 수질 오염방지장치에 관한 것일 뿐, 인간의 거주에 따른 생활 오수를 처리하기 위한 기술은 아니다.
또한 한국특허 제1064738호(2011.09.06. 등록)는 미생물 서식 담체와, 다공성 커버, 주심지와 분기 심지를 구비하는 미생물을 이용한 수질 및 공기 정화용 미생물 배양 스크린 및 이를 이용한 수질 정화장치 및 수질 정화방법을 제안하고 있으나, 마찬가지로 인간의 생활 오수를 정화하기 위한 장치는 아니다.
부연하면, 가두리 양식장, 특히 해상의 연안 가두리 양식장은 풍랑에 의한 피해 우려가 작은 깊숙한 내만이나 섬들에 의해 둘러싸여 곳으로서 태풍의 내습 시에는 육지에 가까운 안전한 장소로 쉽게 이동 대피할 수 있는 장소에 위치함이 일반적이며, 대개 2~6인의 상주 관리 인원의 생활에 큰 불편이 없도록 전기선을 인입시킴은 물론, 경우에 따라서는 수도 또는 지하수를 공급하기 위한 상수 관로도 연결되어 있는 경우가 있으나, 대부분의 경우에는 외부로부터 선박을 이용하여 공급되는 생활용수를 저장하기 위한 물탱크가 설치되어 있다.
통상의 가두리 양식장, 특히 해상 가두리 양식장의 경우에는 취사, 세탁, 분뇨 등의 생활하수의 발생을 피할 수 없음에도 이를 해상으로 무단 방류해 왔으며, 이 경우 가두리 양식장은 수괴(水塊)의 이동이 별로 없는 곳에 위치하고 있어 플러싱(flushing) 효과가 크지 않으므로 연해의 오염 문제가 심각하게 대두될 가능성이 크며, 실제로 최근 들어서는 40년간 잘 유지되어 온 제1호 청정해역인 한산-거제만과 제2호 청정해역인 자란만-사량도의 해수 시료에서 배탈과 설사를 유발하는 노로바이러스는 물론, 대장균이 검출됨에 따라 2012년 FDA에서는 한국산 패류 제품의 미국 내 유통 및 판매 금지 조치를 내리는 한편, 한국 가공수출업체에 대해서는 자발적 리콜을 권고하고 있는 실정이며, 이에 따라 1972년 ‘한미 패류위생협정’ 및 ‘대미 수출용 패류의 위생관리에 관한 양해각서’에 따라 수출용 패류 생산 해역으로 지정되어 40년간 유지되어 온 명성에 먹구름이 드리우면서 청정해역 지정의 취소 위기에 봉착되어 있으며 현재 FDA의 공식 발표만을 기다리고 있는 실정이다.
이러한 위기를 자초한 가장 큰 원인은 가두리 양식장으로부터 분뇨 등과 같은 오물을 포함하는 생활하수를 바다로 무단 방류함에 따른 것이 가장 큰 주원인으로 파악되고 있어 이에 대한 대책이 시급한 것으로 파악되고 있다.
사정이 이러함에도, 기존의 오수정화처리를 위한 육상 시설은 가두리 시설에 적합 또는 최적한 정화처리 시스템을 갖추고 있지 못함은 물론, 그 체적과 중량 또한 가두리 시설에 적합하지 못하다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 가두리 양식장, 특히 연안의 해상가두리 양식장의 상주 관리 인원으로부터 발생하는 생활 오수를 정화하여 해상으로 방류하기 위한 가두리 양식장용 오수처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 상기한 가두리 양식장의 생활 오수를 생물학적 청정수로 정화하여 해상에 방류함으로써, 청정 해역과 양식 어종으로부터 노로바이러스나 대장균과 같은 장내 균종이 검출되지 않도록 하기 위한 가두리 양식장용 오수처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 가두리 양식 설비에 특화된 소수의 상주 관리 인원의 생활로부터 초래되는 생활 오수의 효과적인 처리를 위한 콤팩트하고 효율적이며, 기존의 컨테이너 생활동 구조의 변경 없이 설치 가능한 구조의 가두리 양식장용 오수처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은 전술한 첫 번째 내지 세 번째 목적에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치를 이용한 효과적이고 효율적인 오수처리방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)에 따르면, 산기 수단 및 교반 수단이 설치되어 있는 유량조절 및 폭기조와; 분리막과 정수 포집부를 가지는 침지형 분리막 구조물을 수용하며, 산기 수단과, 분리막 세정 라인 및 슬러지 반송 라인이 설치되어 있는 분리막 반응조로 구성되며: 복수의 부자에 의해 지지되는 가두리 프레임 상에 설치되는 컨테이너 생활동의 한 쪽에 복수의 지지대로 지지되어 적어도 일부 영역이 상기한 프레임의 외측으로 연장되는 지지 플레이트 상에 설치되고; 일일 평균 오수처리량이 1.0~2.5m3/일이고, 총 체류 시간(total retention time)이 55~75시간이며, BOD(Biological Oxygen Demand) 및 SS(Suspended Solid)가 각각 최대 5ppm인 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 일 양태에 따르면, 유량 조절 및 폭기조의 상류에 침전분리조가 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 분리막 반응조의 하류에 UV 소독조가 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 분리막 반응조의 슬러지 반송 라인이 침전분리조로 연장되고 송기관에 의해 에어 리프팅(air lifting)되는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 상기한 분리막 반응조 내에 수직 방향으로 프레임이 설치되고 상기한 프레임 내에 분리막으로서 포어(pore) 사이즈 0.1~0.8㎛의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 중공사막(中空絲膜)과 그 중앙부에 정수 포집부가 형성되어 있는 분리막 구조물이 설치되며 상기한 폴리비닐리덴 플루오라이드 중공사막 구조물의 하방에는 산기판이 위치하고, 상기한 정수 포집부의 정화 처리수는 펌프에 의해 이송되는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 상기한 유량 조정 및 폭기조의 상류에 송풍기, 펌프 및 제어부를 수용하는 기계실이 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 상기한 기계실과 유량 조정 및 폭기조 사이에 집수정이 설치되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 최하류에 방류조가 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 상기한 오수처리장치가 폭 50~70cm x 길이250~350cm x 높이 100~160cm의 콤팩트한 치수를 가지는 가두리 양식장용 오수처리장치가 제공된다.
본 발명의 상기한 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, (A) 유입된 오수를 유량 조정 및 폭기조 내에서 송기관에 부착된 산기 노즐로 폭기하면서 평균 체류 시간 20~24시간 동안 오수와 활성 오니(汚泥)의 혼합물에 산소를 공급하여 호기성균에 의한 유기물의 흡착과 산화분해를 진행하는 활성 오니 단계; 및 (B) 송기관에 부착된 산기 노즐 및 산기관을 이용하여 용존 산소 농도를 적어도 1ppm으로 유지하면서 분리막 반응조 내의 평균 체류 시간 20~24시간 동안 분리막을 이용하여 미생물과 처리수를 고액(固液) 분리함과 아울러, 제균(除菌) 처리하는 정화 반응 단계를 수행하는 것으로 구성되는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 오수처리장치를 이용한 오수처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기한 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 일 양태에 따르면, 상기한 단계 (A)에 앞서서, (A-1) 협잡물이나 부유유기물을 침전시키는 침전 분리 단계를 침전 분리조 내에서의 체류시간 8~12시간 동안 더욱 수행하는 오수처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기한 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 상기한 단계 (B)에 후속하여, (B-1) 소독조 내에서 UV 램프가 장착된 UV 소독기를 침적시킨 상태에서 냉살균(cold sterilization)을 수행하며, 상기한 소독조 내에서의 평균 체류 시간이 6~12시간이 되도록 처리하는 오수처리방법이 제공된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가두리 양식자용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법에 따르면, 가두리 양식장, 특히 연안의 해상가두리 양식장의 상주 관리 인원으로부터 발생하는 생활 오수를 효과적으로 정화하여 생물학적 청정수로써 해상에 방류함으로써, 청정 해역과 양식 어종으로부터 노로바이러스나 대장균과 같은 장내 균종이 검출되지 않게 하며, 특히 소수의 가두리 상주 관리원에 의한 생활 오수의 효율적인 처리를 위한 특화된 콤팩트 구조 및 치수를 가지므로 기존의 컨테이너 생활동 구조의 변경 없이 가두리에 설치 가능한 장범을 가지며, 본 발명에 따른 오수처리방법에 의하면 가두리 양식장의 상주 관리원에 의한 생활 오수를 효과적이고도 효율적으로 정화 처리할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 장치의 공정처리 흐름도이다.
도 4는 도 1의 오수처리장치의 가두리 설비에의 설치 상태 측면도이다.
도 5는 도 4의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 일구체예에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치의 측단면도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 장치의 공정처리 흐름도이다.
도 9는 운전예에 있어서의 물질수지도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 장치의 공정처리 흐름도이다.
도 4는 도 1의 오수처리장치의 가두리 설비에의 설치 상태 측면도이다.
도 5는 도 4의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 일구체예에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치의 측단면도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 장치의 공정처리 흐름도이다.
도 9는 운전예에 있어서의 물질수지도이다.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1)의 측단면도 및 평면도이며, 도 3은 도 1 및 도 2의 오수처리장치(1)의 공정처리 흐름도로서, 설명의 편의상 함께 언급하기로 한다.
도시된 예에서의 본 발명에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1)의 주요 구성은 산기 수단으로서 송기관(12)에 연결된 산기 노즐(11)과 교반 수단(15)이 설치되어 있는 유량조절 및 폭기조(10)와, 분리막(26a)과 정수 포집부(26b)를 가지는 침지형 분리막 구조물(26)을 수용하며, 산기 수단으로서 송기관(22,24)에 연결된 산기 노즐(21) 및 산기판(23)과, 분리막 세정 라인(27a) 및 슬러지 반송 라인(28a)이 설치되어 있는 분리막 반응조(20)로 구성된다.
본 발명에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1)는 가두리 양식장 내에서 발생되는 생활 오수를 오수 관로를 통하여 오수처리장치로 유입시켜 처리하며, 오수 중에 함유된 오염물질은 유기물과 부유물, 영양염류, 그리고 그에 포함된 유해 장내 세균 또는 바이러스 등이며, 최종 방류수는 BOD(Biological Oxygen Demand) 및 SS(Suspended Solid)가 각각 최대 5ppm이 되도록 설계된다.
상기한 유량 조정 및 폭기조(10)는 오수가 시간대에 따라 불규칙하게 유입되며 그 유입량도 시간대에 따라 차이가 크므로 유량과 오수 성상에 의한 충격 부하를 완화시키고 후속하는 분리막 반응조에서의 공정 안정화를 도모함과 아울러, 오수와 활성 오니(汚泥)의 혼합물에 산소를 공급함으로써 호기성균에 의한 유기물의 흡착과 산화분해를 진행하는 활성 오니 처리를 수행하기 위한 것이다.
또한 상기한 유량 조정 및 폭기조(10)에는 오수 내 유기물의 부패 및 퇴적을 방지하기 위하여 임펠러 등과 같은 통상의 교반 수단(15)을 설치하여 교반을 수행하게 된다.
상기한 유량 조정 및 폭기조(10)에서의 평균 체류 시간은 본 발명에 있어 제한적인 것은 아니지만 약 20~24시간 정도이다.
도면 중 미설명 부호 8은 유량 조정 및 폭기조(10)의 뚜껑이고, 14는 유입관이며, 13은 분리막 반응조(20)와의 통수관이다. 또한 도 3에서의 미설명부호 70은 후술하는 방류조이다.
한편, 상기한 분리막 반응조(20)는 산기 수단으로서 각각의 송기관(22,24)에 부착된 산기 노즐(21) 및 산기판(23)을 이용하여 용존 산소 농도를 적어도 1ppm 이상으로 유지하면서 침지형의 분리막(26a)을 이용하여 미생물과 처리수를 고액(固液) 분리함과 아울러, 제균(除菌) 처리하는 정화 반응을 수행하게 되며, 여기서 상기한 분리막 반응조(20) 내의 평균 체류 시간은 약 20~24시간 정도이다.
상기한 분리막 반응조(20) 내에는 수직 방향으로 프레임(25)이 설치되고 상기한 프레임(25) 내에 침지형 분리막(26a)으로서 포어(pore) 사이즈 0.1~0.8㎛, 바람직하게는 0.4~0.6㎛의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 중공사막(中空絲膜)과 그 중앙부에 정수 포집부(26b)가 형성되어 있는 분리막 구조물(26)이 설치되며, 상기한 폴리비닐리덴 플루오라이드 중공사막으로 형성되는 분리막 구조물(26)의 하방에는 산기판(23)이 위치하고, 상기한 정수 포집부(26b)의 정화 처리수는 정수 이송 라인(26d)을 통하여 펌프(도 5에서의 도면부호 52 참조)에 의해 하류(downstream)로 이송된다.
한편, 도시된 예에서의 분리막 반응조(20)의 슬러지 반송 라인(28a)은 솔레노이드 밸브(28)가 설치된 송기관(28b)이 연결되고 그에 의해 분리막 반응조(20) 내의 슬러지는 에어 리프팅(air lifting)되어 유량 조정 및 폭기조(10)으로 반송된다.
도시된 예에서 상기한 분리막 구조물(26)의 하방에는 분리막(26a)의 마이크로 포어의 폐색을 해소하기 위한 수단으로서 솔레노이드 밸브(27)가 장칙된 분리막 세정 라인(27a)이 설치되며, 정기적으로 고압의 공기 또는 액체를 주입함으로써 마이크로 포어를 폐색하고 있는 유기물을 제거함으로써 분리막을 재생 처리하게 된다.
도면 중 미설명부호 26c는 다공성 지지부이며, 2는 이송용 U볼트, 14는 오수 유입구, 29는 정화 처리수 방류구이며, 8a는 분리막 반응조(20)의 뚜껑이다.
한편, 도시된 예에서는, 상기한 유량 조정 및 폭기조(10)의 상류(upstream)에 송풍기(51), 펌프(52) 및 제어부(미도시)를 수용하는 기계실(50)이 구비되어 있으며, 상기한 기계실(50)은 유량 조정 및 폭기조(10)와 함께 붙어 있는 경우를 도시하고 있으나, 이는 본 발명에 있어서 제한적이지 아니하며, 필요에 따라 하류에 설치하더라도, 또한 거리를 이격하여 설치하더라도 무방함은 물론이다.
또한 상기한 유량 조정 및 폭기조(20)와 분리막 반응조(20)는 섬유강화플라스틱(FRP)으로 일체로 제작되나 각각의 분리형으로 제작되더라도 무방함은 물론이며, 동절기 난방을 위하여 상기한 섬유강화플라스틱의 외표면을 발포 폴리우레탄으로 피복하는 것이 바람직할 수도 있으며, 상기한 기계실(50)은 방청 처리된 금속재 박스로 별도 제작하는 것이 설치 및 운송 상의 관점에서 바람직할 수 있다.
도면 중 미설명부호 3은 바닥 플랜지를, 그리고 미설명부호 4는 고정 볼트와 같은 고정수단을 나타낸다.
본 발명에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1)는 일일 평균 오수처리량이 1.0~2.5m3/일의 범위이고, 총 체류 시간(total retention time)은 본 발명에 있어 제한적인 것은 아니지만 약 55~75시간이며, BOD(Biological Oxygen Demand) 및 SS(Suspended Solid)가 각각 5ppm 이하로 설계된다.
이어서, 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 도 1의 가두리 양식장용 오수처리장치(1)의 가두리 설비에의 설치 상태 측면도 및 정면도를 각각 나타내는 도 4 및 도 5에 대하여 더욱 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1)는 복수의 부자(110)에 의해 부유 지지되는 가두리 프레임(120) 상에 설치되는 컨테이너 생활동(130)의 한 쪽에 복수의 지지대(7)로 지지되어 적어도 일부 영역이 상기한 프레임(120)의 외측으로 연장되는 지지 플레이트(5) 상에 설치되므로, 기존의 가두리 설비에 대한 구조 변경 작업 없이 기존 설비는 그대로 이용한 상태로 추가적인 공사를 통하여 설치 가능하다.
여기서 상기한 지지대(7)는 경사각 45~70도 각도의 범위, 특정하게는 약 60도 정도의 각도로 경사지게 설치함으로써, 기존의 가두리 프레임(120)의 영역 외측으로 상기한 지지 플레이트(5)가 연장된 형태로 지지될 수 있도록 하므로 결과적으로 기존의 가두리 프레임(120)의 면적을 약간 증대 시킨 상태로 설치 가능하다는 장점을 가진다.
통상적으로 상기한 지지 플레이트(5)는 가두리 프레임(120)과 마찬가지로 남방 수종 중 내구성이 강하고 단단하고 중량성이며 건조성이 좋고 할열(割裂)이 좀처럼 일어나지 않는 갱목이나 교량목, 침목 등으로 널리 사용되는 아비통(Abitong)이 주로 사용된다.
도면 중 미설명부호 2는 운반설치용의 U 볼트, 3은 바닥 플랜지, 4는 고정볼트와 같은 고정수단, 그리고 8은 뚜껑이다.
한편, 필요하다면, 선택적 구성으로서 집수정(60)을 설치할 수도 있으며, 도시된 예에서는 기계실 하방의 지지간(7) 사이에 위치시켜 둠으로써 공간 경제를 살릴 수 있도록 설치되어 있지만, 그 위치는 본 발명에 있어 제한적이지 아니하며 임의 선택적이다.
이어서, 본 발명의 바람직한 다른 일구체예에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1a)의 측단면도인 도 6과 그 평면도인 도 7, 그리고 그 공정처리 흐름도인 도 8을 함께 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하며, 유량 조정 및 폭기조(10)와 분리막 반응조(20)에 대해서는 앞선 구체예에서 이미 충분히 설명하였으므로 부연을 생략하기 위하여 해당 구성을 제외한 나머지 구성에 대하여만 주로 설명하기로 한다.
도시된 예에서는 전술한 도 1 내지 도 5의 일구체예에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1)의 구성에 더하여, 유량 조절 및 폭기조(10)의 상류에 침전분리조(30)가 더욱 구비됨과 아울러, 상기한 분리막 반응조(20)의 하류에 소독조(40)가 더욱 구비되어 있는 경우를 나타내고 있다.
또한 비록 도시하지는 않았지만, 상기한 구성에 더하여 도 3에 나타낸 바와 마찬가지로 최하류에 방류량 제어를 위한 방류조(70)를 둘 수도 있으나, 이는 어디까지나 본 발명에 있어서 임의 선택적이다.
다시 환원하여, 상기한 침전분리조(30)에 대하여 설명하면, 침전분리조(30)는 유입 오수 중의 협잡물과 고형물을 침전물과 상등수로 분리시킴으로써 그 하류에서의 처리에 부하를 줄임과 아울러 설비의 수명 연장을 위한 것으로서, 침전물을 제외한 상등수만 유량 조정 및 폭기조(20)로 이송된다.
따라서 유입 오수 중 물보다 비중이 큰 모래나 큰 입자의 유기물과 같은 협잡물을 침전 제거함으로써, 그 하류의 공정에서의 부유물 및 유기물 부하를 저감시킴과 아울러, 펌프류 및 배관의 마모나 폐색(cloging)에 의한 수명 단축이나 고장을 방지하게 된다.
상기한 침전분리조(30)에서의 체류시간은 본 발명에 있어서 제한적인 것은 아니지만 약 8~12시간 정도이다.
이어서, 상기한 분리막 반응조(20)의 하류에 위치하는 소독조(40)에 대하여 설명하면, UV 램프(42)가 장착된 UV 소독기(41)를 처리수 중에 침적시킨 상태에서 냉살균(cold sterilization)을 조작을 더욱 수행함으로써, 처리 정화수 중에 대장균이나 노로바이러스와 같은 장내 균종의 존재 가능성이 더욱 낮아지도록 처리한다.
상기한 소독조 내에서의 평균 체류 시간 역시 본 발명에 있어서 제한적인 것은 아니지만 약 6~12시간 정도이다.
한편, 전술한 집수정(60)은 침전분리조(30)와 동일한 기능을 수행하나, 더욱 소형인 부대시설로서 설치될 수 있는 것일 뿐, 양자 사이에 엄밀한 기능상의 차이나 구분이 있는 것은 아니다.
또한 상기한 방류조(70)는 정화 처리수의 해상에의 방류량을 일정 수준으로 제어하거나 또는 일정한 수량에 도달할 때까지 방류를 차단하는 기능을 수행한다.
부연하면, 본 발명에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치의 크기는 본 발명에 있어 엄격히 제한적인 것은 아니고 임의 선택적인 것이기는 하지만, 바람직하게는 폭 50~70cm x 길이 250~350cm x 높이 100~160cm의 범위 내로 하는 것이 전술한 가두리 프레임에의 용이한 설치 및 공간 효율성 측면에서 바람직하다.
이어서 본 발명에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치(1,1a)를 이용한 오수처리방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 오수처리방법은 기본적으로 하기의 단계를 포함한다.
(A) 활성 오니 처리 단계:
유입된 오수를 유량 조정 및 폭기조(10) 내에서 송기관(12)에 부착된 산기 노즐(11)로 폭기하면서 평균 체류 시간 20~24시간 동안 오수와 활성 오니(汚泥)의 혼합물에 산소를 공급하여 호기성균에 의한 유기물의 흡착과 산화분해를 진행한다.
(B) 고액 분리 및 제균 단계:
송기관(22,24)에 각각 부착된 산기 노즐(21) 및 산기판(23)을 이용하여 용존 산소 농도를 적어도 1ppm 이상으로 유지하면서 분리막 반응조(20) 내의 평균 체류 시간 20~24시간 동안 분리막(26a)을 이용하여 미생물과 처리수를 고액(固液) 분리함과 아울러, 제균(除菌) 처리하는 정화 반응 단계를 수행한다.
본 발명의 오수처리방법에 대하여 부연하면, 도 6 내지 도 8의 경우에서 이미 설명한 바와 같이,
상기한 단계 (A)에 앞서서, (A-1) 협잡물이나 부유 유기물을 침전시키는 침전 분리 단계를 침전분리조(30) 내에서의 체류시간 8~12시간 동안 더욱 수행할 수도 있다.
또한, 필요하다면, 상기한 단계 (B)에 후속하여, (B-1) 소독조(40) 내에서 UV 램프(42)가 장착된 UV 소독기(41)를 침적시킨 상태에서 냉살균(cold sterilization)을 수행하며, 상기한 소독조(40) 내에서의 평균 체류 시간이 6~12시간이 되도록 처리할 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 하나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예:
하기의 표 1 및 표2에 나타낸 바와 같은 설계 기준에 따라 가두리 양식장용 오수처리장치를 제작하였다.
| 구분 | 계수 | m3/일 | m3/시간 | m3/분 |
| 계획 1일 치대오수량 | 1.0 | 1 | 0.04 | 0.0007 |
| 계획 1일 평균 오수량 | 0.7~0.8 | 0.7 | 0.03 | 0.0005 |
| 계획 시간 최대 오수량 | 1.3~1.8 | 1.5 | 0.06 | 0.001 |
| 구분 | 유입 | 방류 | 처리효율(%) | ||
| ppm | kg/일 | ppm | kg/일 | ||
| BOD | 330 | 0.3 | 5 | 0.005 | 98.5 |
| SS | 250 | 0.3 | 5 | 0.005 | 98.0 |
가두리 양식장용 오수처리장치는 FRP로 장방형으로 제작하였다.
1) 침전 분리조의 크기는 폭 600mm x 길이 500mm x 높이 1500mm로 하였으며, 유효 수심은 1300mm로 하였다. 따라서 유효 용량은 0.39m3으로 하였다.
체류 시간(t) = V(m3)/Q(m3/일) = 0.39/1=0.39일=9.36시간
2) 또한 유량 조정 및 폭기조의 크기는 폭 600mm x 길이 1250mm x 높이 1500mm로 하였으며, 유효 수심은 1300mm로 하였다. 따라서 유효 용량은 0.975m3으로 하였다.
체류 시간(t) = V(m3)/Q(m3/일) = 0.975/1=0.975일=23.4시간
3) 분리막 반응조의 크기는 폭 600mm x 길이 1250mm x 높이 1500mm로 하였으며, 유효 수심은 1300mm로 하였다. 따라서 유효 용량은 0.975m3으로 하였다.
체류 시간(t) = V(m3)/Q(m3/일) = 0.975/1=0.975일=23.4시간
한편, 침지형 분리막(중공사막)은 하기의 표 3과 같이 선택하였다.
| 구분 | 사양 |
| 분리막 종류 | PVDF |
| 공칭 공경 | 0.1㎛ |
| 인장 강도 | 1,700gf/fil |
| 운전압력 범위 | -5cmHg~-40cmHg |
오수의 경우 상기한 분리막 투과 수량은 1m3/3m2 일=0.33 m/일이며,
막 필요 면적(m2) = 계획 오수량(m3/일)/투과 수량(m3/m2 일)
= 1(m3/일)/0.33(m3/m2 일) = 3m2이다.
상기한 분리막(중공사막 모듈)은 PVDF이고, 프레임은 스테인리스 스틸이며, 상기한 분리막의 사용 조건은 사용 온도 40℃ 이하이고, 적정 적용 pH 범위는 2~12이다.
상기한 PVDF(상품명 MoreFLUX-S30)는 2.5m3/모듈일이며 규격은 폭 610mm x 길이 250mm x 높이 700mm였다.
수위 조절 센서 스위치로서는 플로트 타입(오뚜기 타입)을 사용하였고, 흡인 여과 펌프로서는 자흠식의 200W/hr x 20ℓ/min 이상의 것을 사용하였고, 산기 수단으로서는 바 타입 및 디스크 타입의 것을 사용하였다. 또한 송풍기(블로어)는 220V x 120ℓ/min x 0.12 kg/cm2 x 60Hz x 115W를 사용하였으며, 슬러지 반송은 에어 리프트 방식을 채택하였다.
4) 또한 소독조의 크기는 폭 600mm x 길이 500mm x 높이 1500mm로 하였으며, 유효 수심은 1250mm로 하였다. 따라서 유효 용량은 0.375m3으로 하였다.
체류 시간(t) = V(m3)/Q(m3/일) = 0.375/1=0.375일=9시간
처리 용량 1m3/일 기준의 오수처리장치의 각 조별 용량 및 체류 시간을 하기의 표 4에 나타낸다.
| 치수(mm)(폭x길이x유효수심) | 설계 유효용량(ℓ) | 체류시간(hr) | |
| 침전 분리조 | 600 x 500 x 1300 | 0.39 | 9.36 |
| 유량 조정 및 폭기조 | 600 x 1250 x 1300 | 0.98 | 23.40 |
| 분리막 반응조 | 600 x 1250 x 1300 | 0.98 | 23.40 |
| 소독조 | 600 x 500 x 1250 | 0.38 | 9.00 |
| 2.72 | 65.16 |
운전예:
상기한 실시예에서 제작한 가두리 양식장용 오수처리장치를 이용하여 오수처리를 수행하였으며, 유입 오수와 방류 정화수에 대한 BOD와 SS를 측정한 물질 수지 결과를 도 9에 나타내며, 상기한 장치의 처리 효율은 BOD의 경우 98.5% 였으며 SS의 경우는 98.0%였다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 당업자에 있어서는 본 발명의 요지 및 영역을 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이며 이 또한 본 발명의 영역 내이다.
1,1a: 본 발명에 따른 가두리 양식장용 오수처리장치
2: U 볼트 3: 바닥 플랜지
4: 고정 볼트 5:지지 플레이트
6: 버팀목 7: 지지대
8,8a,8b: 뚜껑
10: 유량 조정 및 폭기조
11: 산기 노즐(air diffuser nozzle) 12: 송기관
13: 통수관 14: 유입구
15: 교반 수단 16: 원웨이 밸브
20: 분리막 반응조
21: 산기 노즐 22: 송기관
23: 산기판 24: 송기관
25: 프레임 26: 분리막 구조물
26a: 분리막 26b: 정수 포집부
26c: 다공성 지지부 26d: 정수 이송 라인
27: 솔레노이드 밸브 27a: 분리막 세정 라인
28: 솔레노이드 밸브 18a: 슬러지 반송 라인
28b: 송기관 29: 방류구(또는 통수관)
30: 침전 분리조
31: 유입구 32: 통수관
40: 소독조
41: UV 소독기 42: UV 램프
43: 방류구
50: 기계실
51: 송풍기 52: 펌프
60: 집수정
70: 방류조
100: 가두리용 거주 구조물
110: 부자 120: 프레임
130: 컨테이너 생활동
2: U 볼트 3: 바닥 플랜지
4: 고정 볼트 5:지지 플레이트
6: 버팀목 7: 지지대
8,8a,8b: 뚜껑
10: 유량 조정 및 폭기조
11: 산기 노즐(air diffuser nozzle) 12: 송기관
13: 통수관 14: 유입구
15: 교반 수단 16: 원웨이 밸브
20: 분리막 반응조
21: 산기 노즐 22: 송기관
23: 산기판 24: 송기관
25: 프레임 26: 분리막 구조물
26a: 분리막 26b: 정수 포집부
26c: 다공성 지지부 26d: 정수 이송 라인
27: 솔레노이드 밸브 27a: 분리막 세정 라인
28: 솔레노이드 밸브 18a: 슬러지 반송 라인
28b: 송기관 29: 방류구(또는 통수관)
30: 침전 분리조
31: 유입구 32: 통수관
40: 소독조
41: UV 소독기 42: UV 램프
43: 방류구
50: 기계실
51: 송풍기 52: 펌프
60: 집수정
70: 방류조
100: 가두리용 거주 구조물
110: 부자 120: 프레임
130: 컨테이너 생활동
Claims (12)
- 산기(散氣: air diffusing) 수단 및 교반 수단이 설치되어 있는 유량조절 및 폭기조와;
분리막과 정수 포집부를 가지는 침지형 분리막 구조물을 수용하며, 산기 수단과 분리막 세정 라인 및 슬러지(sludge) 반송 라인이 설치되어 있는 분리막 반응조로 구성되며:
복수의 부자에 의해 지지되는 가두리 프레임 상에 설치되는 컨테이너 생활동의 한 쪽에 복수의 지지대로 지지되어 적어도 일부 영역이 상기한 프레임의 외측으로 연장되는 지지 플레이트 상에 설치되고;
일일 평균 오수처리량이 1.0~2.5m3/일이고, 총 체류 시간(total retention time)이 55~75시간이며, BOD(Biological Oxygen Demand) 및 SS(Suspended Solid)가 각각 최대 5ppm인
가두리 양식장용 오수처리장치. - 제1항에 있어서, 상기한 유량 조절 및 폭기조의 상류에 침전분리조가 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기한 분리막 반응조의 하류에 UV 소독조가 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기한 분리막 반응조의 슬러지 반송 라인이 침전분리조로 연장되고 송기관에 의해 에어 리프팅(air lifting)되는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기한 분리막 반응조 내에 수직 방향으로 프레임이 설치되고 상기한 프레임 내에 분리막으로서 포어(pore) 사이즈 0.1~0.8㎛의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 중공사막(中空絲膜)과 그 중앙부에 정수 포집부가 형성되어 있는 분리막 구조물이 설치되며 상기한 폴리비닐리덴 플루오라이드 중공사막 구조물의 하방에는 산기판이 위치하고, 상기한 정수 포집부의 정화 처리수는 펌프에 의해 이송되는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기한 유량 조정 및 폭기조의 상류에 송풍기, 펌프 및 제어부를 수용하는 기계실이 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 제6항에 있어서, 상기한 기계실과 유량 조정 및 폭기조 사이에 집수정이 설치되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 제1항에 있어서, 최하류에 방류조가 구비되어 있는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기한 오수처리장치가 일체형 FRP(Fiber Reinforced Plastic)로 제작되는 폭 50~70cm x 길이250~350cm x 높이 100~160cm의 치수를 가지는 가두리 양식장용 오수처리장치.
- 하기의 단계로 구성되는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 오수처리장치를 이용한 오수처리방법:
(A) 유입된 오수를 유량 조정 및 폭기조 내에서 송기관에 부착된 산기 노즐로 폭기하면서 평균 체류 시간 20~24시간 동안 오수와 활성 오니(汚泥)의 혼합물에 산소를 공급하여 호기성균에 의한 유기물의 흡착과 산화분해를 진행하는 활성 오니 단계; 및
(B) 송기관에 부착된 산기 노즐 및 산기관을 이용하여 용존 산소 농도를 적어도 1ppm으로 유지하면서 분리막 반응조 내의 평균 체류 시간 20~24시간 동안 분리막을 이용하여 미생물과 처리수를 고액(固液) 분리함과 아울러, 제균(除菌) 처리하는 정화 반응 단계. - 제10항에 있어서, 상기한 단계 (A)에 앞서서, (A-1) 협잡물이나 부유유기물을 침전시키는 침전 분리 단계를 침전 분리조 내에서의 체류시간 8~12시간 동안 더욱 수행하는 오수처리방법.
- 제10항에 있어서, 상기한 단계 (B)에 후속하여, (B-1) 소독조 내에서 UV 램프가 장착된 UV 소독기를 침적시킨 상태에서 냉살균(cold sterilization)을 수행하며, 상기한 소독조 내에서의 평균 체류 시간이 6~12시간이 되도록 처리하는 오수처리방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130006838A KR20140094743A (ko) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130006838A KR20140094743A (ko) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140094743A true KR20140094743A (ko) | 2014-07-31 |
Family
ID=51740267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20130006838A KR20140094743A (ko) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | 가두리 양식장용 오수처리장치 및 이를 이용한 오수처리방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20140094743A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104396835A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-11 | 丁建华 | 一种池塘自动清污养殖网箱 |
| KR101511948B1 (ko) * | 2014-11-17 | 2015-04-14 | 양기남 | 양어장의 물순환 시스템 |
| CN109231426A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-01-18 | 罗荣玲 | 一种用于污水处理的曝气装置 |
| KR102676425B1 (ko) * | 2023-11-16 | 2024-06-19 | 대한민국 | 부유식 해상풍력 발전기를 이용한 침하부상식 외해 가두리 양식장치 |
-
2013
- 2013-01-22 KR KR20130006838A patent/KR20140094743A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101511948B1 (ko) * | 2014-11-17 | 2015-04-14 | 양기남 | 양어장의 물순환 시스템 |
| CN104396835A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-11 | 丁建华 | 一种池塘自动清污养殖网箱 |
| CN109231426A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-01-18 | 罗荣玲 | 一种用于污水处理的曝气装置 |
| KR102676425B1 (ko) * | 2023-11-16 | 2024-06-19 | 대한민국 | 부유식 해상풍력 발전기를 이용한 침하부상식 외해 가두리 양식장치 |
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