KR20150077840A - 수처리 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하폐수를 처리하기 위한 수처리 설비에 관한 것이다. 본 발명에 의한 수처리 설비는, 하폐수가 저장되는 하폐수 공급조와, 하폐수 공급조에서 공급되는 하폐수가 통과하는 라인 믹서와, 라인 믹서에 응집제 및 중화제를 제공하기 위한 응집제 공급장치 및 중화제 공급장치와, 라인 믹서를 통과한 하폐수가 유입되는 혼화조와, 혼화조에 설치되는 교반기와, 혼화조를 통과한 하폐수가 유입되고 하폐수 속의 응집된 인을 걸러내기 위한 다수의 저비중 입상 부상여재 및 고비중 입상 부상여재로 이루어지는 제 1 저비중 바이오 필터층과 제 1 고비중 바이오 필터층과 다수의 저비중 입상 부상여재 및 고비중 입상 부상여재를 가두기 위한 제 1 상부 거름망 및 제 1 하부 거름망이 설치되는 1차 여과조와, 1차 여과조 내의 하폐수에 공기를 공급하기 위한 제 1 공기 공급장치와, 1차 여과조 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 다수의 입상 부상여재가 제 1 하부 거름망에 떠받쳐질 때 다수의 입상 부상여재를 세척하기 위한 세척수를 공급하는 복수의 분사 노즐을 갖는 제 1 세정장치와, 1차 여과조 내에서 침전되는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출 라인을 포함한다.

Description

수처리 설비{Liquid treatment facility}

본 발명은 하폐수를 처리하기 위한 수처리 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 단순한 단순 응집방식이 아닌 다수의 입상 부상여재로 구성되는 바이오 필터층을 활용하여 효과적으로 하폐수로부터 인 등의 오염물질을 제거할 수 있는 수처리 설비에 관한 것이다.

수처리는 공장, 도시 등으로부터 나오는 하폐수 중에는 유독물질이나 유해물질이 대량으로 함유되는 경우가 많기 때문에 이것을 정화하거나 회수하여 소정의 허용한계수질(수질오염 방지법)로 처리하는 것을 말한다.

공공 수역의 수질보전을 위해서 공장이나 사업소 등에서 배출되는 하폐수는 환경정책기본법, 수질환경보전법, 오수·분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률 등에 규정된 기준에 도달할 때까지 정화하여 배수하여야 한다. 이를 위해 하폐수의 종류나 내용에 따라 고체·액체분리, 물리화학적 처리, 생물학적 처리 등의 방법을 통해 하폐수가 처리된다.

고체·액체분리법은 하폐수 속의 부유물을 분리 회수하기 위한 것으로, 처리비용이 싸고 운전관리도 쉽다. 중력에 의한 침강 분리 방식이 가장 널리 이용되나, 중력 침강과는 반대로 부상하기 쉬운 부상물을 수면에 자연히 모이게 하는 방법이나, 불어넣거나 감압에 의해 발생시킨 물속의 미세기포의 상승력을 이용한 강제 부상 분리 방식도 이용된다.

물리화학적 처리법은 중화·pH조정, 산화·환원, 추출, 흡착 등의 방법이 있다. 중화·pH조정은 하폐수에 산이나 알칼리를 주입하여 용해되어 있는 가스를 방출시키거나 금속염을 응집 침강시키고, 뒤이어 계속되는 처리를 위해 가장 알맞은 pH로 조정하는 것이다. 산화·환원에는 약제를 이용한 산화나 환원 외에 전기분해에 의한 처리, 오존이나 자외선을 이용한 산화분해 등도 이루어진다. 추출은 하폐수 속에 존재하는 유용물질을 용매를 이용하여 회수하는 것이고, 흡착은 활성탄이나 제올라이트와 같은 흡착재로 하폐수 속의 각종 유기물질과 암모니아 등을 처리하는 방법이다. 이 밖에 이온교환, 전기투석, 역삼투막에 의한 처리 등도 물리화학적 처리법의 일종이다.

생물학적 처리법은 미생물을 이용하여 하폐수를 처리하는 방법이다. 미생물과 하폐수가 접촉하는 형태에 따라 부유현탁법과 고착법으로 분류된다. 부유현탁법은 미생물과 하폐수가 혼합되어 미생물이 부유현탁한 상태로 처리수와 미생물로 분리된 뒤 미생물은 다시 수처리로 되돌려진다. 고착법은 살수로상법·회전원판법·침지로상법·유동상법 등이 있는데, 이들은 모두 미생물을 부착시키는 고정된 지지체가 있어 하폐수만이 고착미생물의 주위를 통과하게 된다.

최근 하폐수에 인(P)의 함유량이 증가하고 있다. 인은 하수나 배설물 등에 의해 자연 상태에서도 발생하고, 세제에 다량 포함되어 있어 최근 합성세제의 사용량 증가와 함께 생활하수 중에 인의 농도가 증가하여 부영양화의 원인이 되고 있다. 특히, 국내에서는 최근 호수 및 강의 부영양화 주원인인 수질개선의 관건이 되는 총인을 선진국 수준으로 관리하기 위해 2012년 1월 1일부터 하폐수 처리장의 방류수의 총인 농도를 20mg/L에서 0.2-0.5mg/L로 강화하였다.

하폐수 중의 인을 제거하는 기술로서 응집제 투여를 통한 응집 방법이 많이 사용되어 왔다. 참고적으로, 응집제 투여를 통한 총인 저감 기술은 등록특허공보 제1289699호(2013. 03. 11 공개), 등록특허공보 제1226035호(2013. 01. 18 등록), 공개특허공보 제2013-0047301호(2013. 05. 08 공개) 등에도 다양한 장치 및 방법이 개시된 바 있다.

그런데 종래의 화학적 응집처리에 의해 처리수 중 총인의 농도를 0.1 mg/L 이하로 낮추고자 할 경우에는 경제성이 급격히 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 단순한 단순 응집방식이 아닌 다수의 입상 부상여재로 구성되는 바이오 필터층을 활용하여 효과적으로 하폐수로부터 인 등의 오염물질을 제거할 수 있는 수처리 설비를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수처리 설비는, 하폐수가 저장되는 하폐수 공급조와, 상기 하폐수 공급조에서 공급되는 하폐수가 통과하는 하폐수 안내 라인 중간에 설치되는 라인 믹서와, 상기 라인 믹서에 응집제를 제공하기 위한 응집제 공급장치와, 상기 라인 믹서에 중화제를 제공하기 위한 중화제 공급장치와, 상기 라인 믹서를 통과한 하폐수가 유입되는 혼화조와, 상기 라인 믹서에서 하폐수에 투입된 응집제와 중화제를 하폐수 중으로 확산시키기 위해 상기 혼화조에 설치되는 교반기와, 상기 혼화조를 통과한 하폐수가 유입되고 하폐수 속의 응집된 인을 걸러내기 위한 다수의 저비중 입상 부상여재로 이루어지는 제 1 저비중 바이오 필터층과 상기 저비중 입상 부상여재보다 비중이 큰 다수의 고비중 입상 부상여재로 이루어지고 상기 제 1 저비중 바이오 필터층의 하부에 이격 배치되는 제 1 고비중 바이오 필터층과 하폐수는 통과시키되 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 가둘 수 있도록 복수의 통공을 구비하고 상기 제 1 저비중 바이오 필터층의 상부 및 상기 제 1 고비중 바이오 필터층의 하부에 각각 배치되는 제 1 상부 거름망 및 제 1 하부 거름망을 갖는 1차 여과조와, 상기 1차 여과조 내의 하폐수에 공기를 공급하기 위해 상기 제 1 고비중 바이오 필터층의 하부에 배치되는 복수의 디퓨저를 갖는 제 1 공기 공급장치와, 상기 1차 여과조 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재가 상기 제 1 하부 거름망에 떠받쳐질 때 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 세척하기 위한 세척수를 공급하기 위해 상기 제 1 하부 거름망 위에 배치되는 복수의 분사 노즐을 갖는 제 1 세정장치와, 상기 1차 여과조 내에서 침전되는 슬러지를 상기 1차 여과조 외부로 배출하기 위해 상기 1차 여과조에 연결되는 슬러지 배출 라인을 포함한다.

본 발명에 의한 수처리 설비는 상기 1차 여과조를 통과한 처리수가 저장되는 방류 조절조에 설치되어 상기 방류 조절조의 처리수를 상기 제 1 세정장치의 분사 노즐들에 공급하는 처리수 공급 펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 혼화조는 상기 라인 믹서를 통과한 하폐수가 바로 유입되는 1차 혼화실과, 상기 1차 혼화실과의 사이에 배치되는 격벽에 마련되는 통로를 통해 상기 1차 혼화실의 하폐수가 유입되는 2차 혼화실을 포함하고, 상기 교반기는 복수가 상기 1차 혼화실 및 상기 2차 혼화실에 각각 배치될 수 있다.

상기 1차 여과조에는 상기 슬러지 배출 라인이 연결되는 슬러지 배출구가 마련된 슬러지 수집실과, 상기 1차 여과조 내에서 침전되는 슬러지를 상기 슬러지 수집실로 가이드하기 위해 상기 슬러지 수집실 쪽으로 경사진 슬러지 안내면이 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 수처리 설비는 상기 슬러지 안내면을 향해 세척수를 분사하여 상기 슬러지 안내면에 쌓이는 슬러지를 상기 슬러지 수집실 쪽으로 씻겨낼 수 있도록 상기 1차 여과조에 설치되는 세척수 분사기구를 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 세정장치는, 상기 제 1 상부 거름망과 상기 제 1 하부 거름망 사이에 설치되고 상기 복수의 분사 노즐을 지지하는 세척수 분배관과, 상기 세척수 분배관으로 세척수를 공급하기 위해 상기 세척수 분배관과 결합되는 세척수 안내관과, 상기 세척수 안내관을 통해 상기 세척수 분배관을 움직이기 위한 세척수 분배관 운동장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 수처리 설비는, 외부에서 유입되는 하폐수를 임시 저장하는 하폐수 유입실과 상기 하폐수 유입실과의 사이에 배치되는 격벽을 통해 상기 하폐수 유입실과 구획되고 상기 1차 여과조를 통과한 처리수가 유입되는 처리수 유입실을 갖는 분배조와, 상기 하폐수 유입실의 하폐수를 상기 하폐수 공급조로 유입시키기 위한 하폐수 유동 라인과, 상기 1차 여과조를 통과한 처리수를 상기 처리수 유입실로 유입시키기 위한 처리수 안내 라인과, 상기 처리수 유입실과 연결되는 배출구와, 상기 하폐수 유입실의 하폐수가 상기 처리수 유입실로 바이패스될 수 있도록 상기 격벽에 마련되는 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로를 개폐하기 위한 바이패스 통로 개폐기구를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 수처리 설비는, 상기 1차 여과조 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 상기 다수의 입상 부상여재가 상기 제 1 하부 거름망에 떠받쳐질 때 상기 다수의 입상 부상여재를 닦아내기 위해 상기 제 1 상부 거름망과 상기 제 1 하부 거름망 사이에 설치되는 브러쉬와, 상기 브러쉬를 움직이기 위한 브러쉬 운동장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 수처리 설비는, 상기 1차 여과조를 통과한 하폐수가 유입되고 하폐수 속의 응집된 인을 걸러내기 위한 다수의 저비중 입상 부상여재로 이루어지는 제 2 저비중 바이오 필터층과 상기 제 2 저비중 바이오 필터층을 구성하는 저비중 입상 부상여재보다 비중이 큰 다수의 고비중 입상 부상여재로 이루어지고 상기 제 2 저비중 바이오 필터층의 하부에 이격 배치되는 제 2 고비중 바이오 필터층과 하폐수는 통과시키되 상기 제 2 저비중 바이오 필터층 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층을 구성하는 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 가둘 수 있도록 복수의 통공을 구비하고 상기 제 2 저비중 바이오 필터층의 상부 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층의 하부에 각각 배치되는 제 2 상부 거름망 및 제 2 하부 거름망을 갖는 2차 여과조와, 상기 2차 여과조 내의 하폐수에 공기를 공급하기 위해 상기 제 2 바이오 필터층의 하부에 배치되는 복수의 디퓨저를 갖는 제 2 공기 공급장치와, 상기 2차 여과조 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 상기 제 2 저비중 바이오 필터층 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층을 구성하는 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재가 상기 제 2 하부 거름망에 떠받쳐질 때 상기 제 2 저비중 바이오 필터층 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층을 구성하는 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 세척하기 위한 세척수를 공급하기 위해 상기 제 2 하부 거름망 위에 배치되는 복수의 분사 노즐을 갖는 제 2 세정장치와, 상기 2차 여과조 내에서 침전되는 슬러지를 상기 2차 여과조 외부로 배출하기 위해 상기 2차 여과조에 마련되는 슬러지 배출구를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 수처리 설비는 외부로부터 유입되는 하폐수를 라인 믹서를 통과시키면서 이에 응집제 및 중화제를 투입한 후, 혼화조에서 하폐수 속에 응집제 및 중화제를 고르게 분산시켜, 하폐수 속에 함유된 인을 응집시키고, 다수의 입상 부상여재로 구성되는 바이오 필터층이 설치된 1차 여과조 및 2차 여과조에서 하폐수 속의 인 응집물 등의 오염물질을 여과 처리한다. 바이오 필터층을 구성하는 입상 부상여재는 유기물질을 분해할 수 있는 미생물이 부착되어 성장할 수 있는 담체로서의 기능과 하폐수 속의 부유물질 등의 오염물질을 걸러내는 기능을 갖춤으로써, 하폐수 속의 유기성 오염물질이나 인 및 기타 오염물질을 효과적으로 처리할 수 있다. 특히, 하나의 여과조 내부에 저비중 입상 부상여재로 이루어지는 저비중 바이오 필터층과 고비중 입상 부상여재로 이루어지는 고비중 바이오 필터층을 상하로 이격되도록 배치해 놓음으로써, 하나의 여과조를 통과하는 하폐수를 2차에 걸쳐 여과 처리하여 여과 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의한 수처리 설비는 여과 처리된 처리수를 여과조에 설치된 바이오 필터층을 구성하는 입상 부상여재를 세척하는 세척수로 활용함으로써 효율적인 운전이 가능하고, 운전 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 수처리 설비는 여과 처리된 처리수를 외부로부터 하폐수가 유입되는 하폐수 유입실이 마련된 분배조의 처리수 유입실에 임시 저장하였다가 외부로 배출하되, 하폐수 유입실과 처리수 유입실을 바이패스 통로 개폐기구에 의해 개폐되는 바이패스 통로로 연결한다. 따라서 외부로부터 유입되는 하폐수의 유량이 수처리 설비의 처리 유량보다 많거나 수처리 설비의 수처리 공정에 이상이 생기는 경우 등 비상 상황 시, 바이패스 통로를 개방하여 하폐수 유입실의 하폐수를 처리수 유입실로 바이패스시킴으로써 하폐수를 처리수와 섞어 외부로 방류할 수 있고, 이에 의해 비상 상황에서도 외부로 방출되는 하폐수의 오염도를 떨어뜨릴 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수처리 설비를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 수처리 설비의 1차 여과조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 수처리 설비에 구비되는 여과조의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 수처리 설비에 구비되는 여과조의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 수처리 설비에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수처리 설비를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 수처리 설비의 1차 여과조를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 수처리 설비(10)는, 외부에서 유입되는 하폐수와 수처리된 처리수를 임시 저장하는 분배조(11)와, 분배조(11)에서 하폐수가 유입되는 하폐수 공급조(21)와, 하폐수 공급조(21)에서 하폐수가 유입되는 라인 믹서(24)와, 라인 믹서(24)를 통과한 하폐수가 유입되는 혼화조(35)와, 혼화조(35)를 통과한 하폐수가 유입되는 1차 여과조(42)와, 1차 여과조(42)를 통과한 하폐수가 유입되는 2차 여과조(72)와, 2차 여과조(72)를 통과하면서 처리된 처리수가 유입되는 처리수조(80)와, 처리수조(80)의 하폐수가 유입되는 방류 조절조(81)를 포함한다. 이들은 하폐수가 차례로 통과할 수 있도록 차례로 연결되며, 분배조(11)로 유입되는 하폐수는 하폐수 공급조(21)로 유입되었다가 라인 믹서(24), 혼화조(35), 1차 여과조(42) 및 2차 여과조(72)를 통과하면서 여과 처리된다. 그리고 방류 조절조(81)로 유입된 처리수는 분배조(11)로 유입되었다가 외부로 방류된다.

분배조(11)는 외부에서 유입되는 하폐수를 임시 저장하는 하폐수 유입실(12)과, 하폐수 유입실(12)과 격벽(14)에 의해 구획되는 처리수 유입실(13)을 갖는다. 처리수 유입실(13)에는 처리수 안내 라인(83)을 통해 방류 조절조(81)의 처리수가 유입된다. 하폐수 유입실(12)의 하폐수는 하폐수 유입실(12)에 연결된 공급 통로(15)를 통해 하폐수 유입실(12)에서 배출되어 공급 통로(15)에 연결된 하폐수 유동 라인(20)을 따라 하폐수 공급조(21)로 유동한다. 하폐수 유입실(12)에는 공급 통로(15)를 개폐하기 위한 공급 통로 개폐기구(16)가 설치된다. 처리수 유입실(13)의 처리수는 배출구(17)를 통해 외부로 방류된다.

하폐수 유입실(12)과 처리수 유입실(13) 사이에 배치되는 격벽(14)에는 바이패스 통로(18)가 구비된다. 하폐수 유입실(12)의 하폐수는 바이패스 통로(18)를 통해 처리수 유입실(13)로 바이패스될 수 있다. 바이패스 통로(18)는 바이패스 통로 개폐기구(19)에 의해 개폐된다. 바이패스 통로 개폐기구(19)는 관리자에 의해 수동 작동할 수도 있고, 각종 자동화 장치에 의해 자동으로 작동할 수도 있다. 외부로 유입되는 하폐수의 유량이 수처리 설비(10)의 처리 유량보다 많거나 수처리 설비(10)의 수처리 공정에 이상이 생기는 경우 등 비상 상황 시, 바이패스 통로(18)를 개방하여 하폐수 유입실(12)의 하폐수를 처리수 유입실(13)로 바이패스시킴으로써 하폐수를 외부로 방류할 수 있다. 바이패스되는 하폐수는 처리수와 섞여 외부로 방류되므로, 이 경우에도 하폐수의 오염도를 떨어뜨리는 수처리 효과를 얻을 수 있다.

분배조(11)의 하폐수 유입실(12)의 하폐수는 하폐수 유동 라인(20)을 통해 하폐수 공급조(21)로 유동한다. 하폐수 공급조(21)에는 유입된 하폐수를 외부로 펌핑하기 위한 하폐수 공급 펌프(22)가 설치된다. 하폐수 공급조(21)에서 하폐수 공급 펌프(22)에 의해 펌핑되는 하폐수는 하폐수 안내 라인(23)을 통해 라인 믹서(24)로 유동한다.

하폐수 공급조(21)에서 혼화조(35)로 유동하는 하폐수가 라인 믹서(24)를 통과할 때 하폐수 속으로 응집제와 중화제가 투입된다. 응집제는 폐수 속에 포함된 인을 응집시키기 위한 것이고, 중화제는 폐수의 pH 농도 조절 등을 위한 것이다. 응집제가 산성인 경우 염기성의 중화제를 공급함으로써 폐수를 중화시킬 수 있다. 라인 믹서(24)의 내부에는 투입되는 응집제와 중화제가 하폐수 속으로 원활하게 섞일 수 있도록 하폐수의 난류 유동을 유도하는 유동 가이드 부재(25)가 설치된다.

라인 믹서(24)에는 응집제 투입을 위한 응집제 공급 라인(26)과 중화제 투입을 위한 중화제 공급 라인(27)이 연결된다. 응집제 공급 라인(26)은 응집제 공급장치(28)와 라인 믹서(24)를 연결하고, 중화제 공급 라인(27)은 중화제 공급장치(31)와 라인 믹서(24)를 연결한다. 응집제 공급장치(28)는 응집제를 저장하는 응집제 저장탱크(29)와, 응집제 저장탱크(29)의 응집제를 펌핑하기 위한 응집제 공급 펌프(30)를 포함한다. 중화제 공급장치(31)는 중화제를 저장하는 중화제 저장탱크(32)와, 중화제 저장탱크(32)의 중화제를 펌핑하기 위한 중화제 공급 펌프(33)를 포함한다.

라인 믹서(24)를 통과하면서 응집제와 중화제가 투입된 하폐수는 혼화조(35)로 유입된다. 혼화조(35)에는 라인 믹서(24)를 통과한 하폐수가 바로 유입되는 1차 혼화실(36)과, 1차 혼화실(36)을 통과한 하폐수가 유입되는 2차 혼화실(37)이 마련된다. 1차 혼화실(36)과 2차 혼화실(37)의 사이에는 격벽(38)이 배치되고, 격벽(38)에는 1차 혼화실(36)과 2차 혼화실(37)을 연결하는 복수의 통로(39)가 마련된다. 1차 혼화실(36)과 2차 혼화실(37)에는 하폐수에 투입된 응집제와 중화제를 하폐수 중으로 확산시키기 위한 교반기(40)가 각각 설치된다. 1차 혼화실(36)에 설치되는 교반기(40)와 2차 혼화실(37)에 설치되는 교반기(40)의 운전 속도는 다르게 설정될 수 있다. 예컨대, 1차 혼화실(36)의 교반기(40)는 고속으로 운전되고, 2차 혼화실(37)의 교반기(40)는 저속으로 운전될 수 있다. 혼화조(35)에서 하폐수와 응집제의 반응이 촉진되어 하폐수 속에 포함된 인이 응집된다. 혼화조(35)를 통과한 하폐수는 1차 여과조(42)로 유입된다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 1차 여과조(42)의 내부에는 하폐수 속의 응집된 인을 걸러내기 위한 다수의 저비중 입상 부상여재(44a)로 이루어지는 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)과, 다수의 고비중 입상 부상여재(44b)로 이루어지는 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)이 배치된다. 고비중 입상 부상여재(44b)는 저비중 입상 부상여재(44a)보다 비중이 커서 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)은 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)의 하부에 이격 배치된다.

제 1 저비중 바이오 필터층(43a) 및 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)을 구성하는 저비중 입상 부상여재들(44a) 및 고비중 입상 부상여재들(44b)은 이들을 외부로 배출되지 못하도록 가두어두는 제 1 상부 거름망(45)과 제 1 하부 거름망(46) 사이의 여과실(47)에 수용된다. 저비중 입상 부상여재들(44a) 및 고비중 입상 부상여재들(44b)은 여과실(47)에 여유 공간이 마련될 수 있도록 여과실(47)을 완전히 채우지는 않는다. 제 1 상부 거름망(45)과 제 1 하부 거름망(46)에는 하폐수는 통과시키되 입상 부상여재(44)는 통과시키지 않는 통공(48)이 마련된다.

제 1 저비중 바이오 필터층(43a)은 하폐수 속에 함유된 유기물질의 분해 공정과 물리적인 여과 공정을 동시에 수행할 수 있는 것으로, 이를 구성하는 다수의 저비중 입상 부상여재(44a)는 미생물이 부착되어 성장할 수 있는 담체로서의 기능을 갖는다. 유기물질을 분해할 수 있는 미생물이 저비중 입상 부상여재(44a)의 표면에 부착되어 서식함으로써 하폐수 속의 유기성 오염물질을 처리할 수 있을 뿐만 아니라 부유물질까지 동시에 걸러낼 수 있다. 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)을 형성하는 저비중 입상 부상여재들(44a) 중에서 상대적으로 하부에 배치되는 저비중 입상 부상여재들(44a)은 주로 물리적인 여과 기능을 담당하고, 상대적으로 상부에 배치되는 저비중 입상 부상여재들(44a)은 주로 생물학적인 분해기능을 담당하게 된다.

제 1 고비중 바이오 필터층(43b)은 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)의 하부에 배치되는 차이만 있을 뿐, 그 기능은 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)과 같다. 다수의 고비중 입상 부상여재(44b)는 미생물이 부착되어 성장할 수 있는 담체로서의 기능을 가지며, 이에 의해 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)은 물리적인 여과 기능과 생물학적인 분해기능을 수행할 수 있다.

이렇게 1차 여과조(42)의 내부에 저비중 입상 부상여재(44a)로 이루어지는 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)과, 고비중 입상 부상여재(44b)로 이루어지는 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)을 상하로 이격되도록 배치해 놓으면, 하폐수에 대한 여과 효율을 높일 수 있다. 즉, 1차 여과조(42)로 유입되는 하폐수는 제 1 하부 거름망(46)을 통과하여 상승하고, 제 1 고비중 바이오 필터층(43b) 및 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)을 차례로 거쳐 제 1 상부 거름망(45)을 통과하여 2차 여과조(72) 쪽으로 유동한다. 하폐수가 제 1 저비중 바이오 필터층(43a) 및 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)을 통과할 때 응집된 인 등 하폐수 속의 오염물질은 저비중 입상 부상여재들(44a) 및 고비중 입상 부상여재들(44b)의 표면에 부착되어 제거된다.

1차 여과조(42)에는 제 1 공기 공급장치(50)가 설치된다. 제 1 공기 공급장치(50)는 제 1 하부 거름망(46)의 하부에 배치되는 복수의 디퓨저(51)와, 복수의 디퓨저(51)로 공기를 분배하여 공급하는 공기 분배관(52)을 포함한다. 디퓨저(51)는 공기 분배관(52)을 통해 공급되는 공기를 미세 기포 형태로 쪼개어 하폐수 속으로 투입한다. 공기 분배관(52)은 공기 공급 라인(53)과 연결되는데, 공기 공급 라인(53)은 공기를 압송하는 송풍기(54)와 연결되고, 공기 공급 라인(53)의 중간에는 공기 공급 라인(53)을 통한 공기 유동을 조절하기 위한 공기 조절 밸브(55)가 설치된다. 이러한 제 1 공기 공급장치(50)에 의해 1차 여과조(42) 내의 하폐수 속으로 공급되는 공기는 하폐수 속의 용존 산소량을 증가시키고, 저비중 입상 부상여재(44a) 및 고비중 입상 부상여재(44b)를 타격함으로써 저비중 입상 부상여재(44a) 및 고비중 입상 부상여재(44b)의 표면에 달라붙은 인 응집물 등의 오염물질을 탈리시키는 역할을 한다.

1차 여과조(42) 내에서 유동하면서 가라앉는 인 응집물은 다른 오염물질과 함께 1차 여과조(42)의 슬러지 안내면(56)에 침전되어 슬러지(S)를 만든다. 슬러지 안내면(56)은 1차 여과조(42)의 바닥 한쪽에 마련된 슬러지 수집실(57) 쪽으로 경사져 있어서, 슬러지 안내면(56)의 슬러지(S)는 슬러지 수집실(57)로 이동하여 슬러지 수집실(57)에 모인다. 슬러지 수집실(57)에는 슬러지(S)를 1차 여과조(42) 외부로 배출시키기 위한 슬러지 배출구(58)가 마련되고, 이에 슬러지 배출 라인(59)이 연결된다. 슬러지 배출 라인(59)을 통해 1차 여과조(42)로부터 배출되는 슬러지(S)는 슬러지 배출 라인(59)에 연결되는 슬러지 저장조(60)로 유입된다. 슬러지 배출 라인(59)의 중간에는 슬러지 배출 라인(59)을 통한 슬러지의 유동을 제어하기 위한 슬러지 배출 밸브(61)와, 슬러지 배출 라인(59)으로 유입된 슬러지(S)를 슬러지 저장조(60)로 강제 유동시키기 위한 슬러지 펌프(62)가 설치된다.

1차 여과조(42)의 상부에는 제 1 세정장치(64)가 설치된다. 제 1 세정장치(64)는 제 1 저비중 바이오 필터층(43a) 및 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)을 구성하는 저비중 입상 부상여재(44a) 및 고비중 입상 부상여재들(44b)에 세척수를 공급하여 저비중 입상 부상여재(44a) 및 고비중 입상 부상여재(44b)의 표면에 부착된 인 응집물 등의 부착물을 제거하기 위한 것으로, 제 1 상부 거름망(45) 위에 배치되는 세척수 분배관(65)과 세척수 분배관(65)에 설치되는 복수의 분사 노즐(66)을 포함한다. 세척수 분배관(65)은 세척수 공급을 위한 세척수 공급 라인(67)과 연결되어 세척수 공급 라인(67)을 통해 세척수를 공급받고, 세척수 분배관(65)으로 공급되는 세척수는 복수의 분사 노즐(66)을 통해 저비중 입상 부상여재(44a) 및 고비중 입상 부상여재들(44b)로 분사된다. 세척수 공급 라인(67)은 방류 조절조(81)에 연결되어 방류 조절조(81)의 처리수를 세척수 분배관(65)으로 안내한다. 세척수 공급 라인(67)에는 세척수의 유동을 단속하기 위한 세척수 조절 밸브(68)가 설치된다.

제 1 세정장치(64)는 저비중 입상 부상여재(44a)나 고비중 입상 부상여재(44b)의 표면에 인 응집물 등의 오염물질 포집량이 증가하여 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)이나 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)의 여과 효율이 저하될 때, 입상 부상여재들(44a)(44b)을 세척함으로써 제 1 저비중 바이오 필터층(43a)이나 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)의 여과 성능을 회복시켜 준다. 입상 부상여재들(44a)(44b)에 대한 세척은 입상 부상여재들(44a)(44b)을 공기 중에 노출시킨 상태에서 이루어진다. 이러한 입상 부상여재들(44a)(44b)에 대한 세척 과정은 도 2에 나타낸 것과 같다.

먼저, 1차 여과조(42)에서 하폐수를 완전히 제거하거나, 하폐수의 수위를 제 1 하부 거름망(46)보다 낮게 조절하여 제 1 저비중 바이오 필터층(43a) 및 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)을 구성하는 저비중 입상 부상여재들(44a) 및 고비중 입상 부상여재들(44b)을 제 1 하부 거름망(46)에 떠받쳐지도록 공기 중으로 노출시킨다. 그리고 복수의 분사 노즐(66)을 통해 세척수를 입상 부상여재들(44a)(44b)을 향해 분사한다. 이때, 분사되는 세척수는 복수의 입상 부상여재들(44a)(44b) 뿐만 아니라 제 1 상부 거름망(45) 및 제 1 하부 거름망(46)에 부착된 인 응집물 등의 부착물을 제거하게 된다.

입상 부상여재들(44a)(44b)과 제 1 상부 거름망(45) 및 제 1 하부 거름망(46)에서 탈리되는 오염물질은 슬러지 안내면(56)을 따라 슬러지 수집실(57)로 이동한 후, 슬러지 배출 라인(59)을 통해 외부로 배출된다. 입상 부상여재들(44a)(44b)과 제 1 상부 거름망(45) 및 제 1 하부 거름망(46)에서 탈리되어 슬러지 안내면(56)으로 떨어지는 오염물질을 슬러지 수집실(57) 쪽으로 원활하게 이동시키기 위해 1차 여과조(42) 내부의 슬러지 안내면(56) 위쪽에는 제 1 세척수 분사기구(69)가 설치된다. 제 1 세척수 분사기구(69)는 세척수 공급 라인(67)과 연결되며, 세척수 공급 라인(67)을 통해 방류 조절조(81)에서 공급되는 처리수는 제 1 세척수 분사기구(69)를 통해 슬러지 안내면(56)으로 분사된다. 이때, 슬러지 안내면(56)으로 떨어진 오염물질은 제 1 세척수 분사기구(69)에서 분사되는 세척수에 의해 슬러지 수집실(57) 쪽으로 씻겨 내려간다. 제 1 세척수 분사기구(69)에 연결되는 세척수 공급 라인(67)에는 제 1 세척수 분사기구(69)로의 세척수 유동을 단속하기 위한 세척수 조절 밸브(70)가 설치된다.

이렇게 제 1 저비중 바이오 필터층(43a) 및 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)을 구성하는 입상 부상여재들(44a)(44b)과 제 1 상부 거름망(45) 및 제 1 하부 거름망(46)에 대한 세척이 완료되면, 1차 여과조(42)에는 다시 하폐수가 채워지며 제 1 저비중 바이오 필터층(43a) 및 제 1 고비중 바이오 필터층(43b)에 의한 하폐수의 여과 공정이 재개된다.

1차 여과조(42)를 통과하면서 1차 여과 처리된 하폐수는 2차 여과조(72)로 유입된다. 2차 여과조(72)는 1차 여과조(42)와 비교하여 하폐수 유동 경로 중의 배치 위치나 크기 등에서 차이가 있을 뿐, 그 구체적인 구조나, 내부 설치 구성요소, 기능이 1차 여과조(42)와 같다. 이하에서 2차 여과조(72)에 대해 설명하면서 상술한 1차 여과조(42)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 구체적인 도시나 구체적인 설명을 생략 또는 간략하게 한다.

2차 여과조(72)의 내부에는 하폐수 속의 응집된 인을 걸러내기 위한 다수의 저비중 입상 부상여재(44a)로 이루어지는 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)과, 다수의 고비중 입상 부상여재(44b)로 이루어지는 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)이 배치된다. 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)을 구성하는 저비중 입상 부상여재들(44a)과 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)을 구성하는 고비중 입상 부상여재들(44b)은 이들을 외부로 배출되지 못하도록 가두어두는 제 2 상부 거름망(74)과 제 2 하부 거름망(75) 사이의 여과실(76)에 수용된다. 저비중 입상 부상여재들(44a)과 고비중 입상 부상여재들(44b)은 여과실(76)에 여유 공간이 마련되도록 여과실(76)을 완전히 채우지는 않는다. 제 2 상부 거름망(74)과 제 2 상부 거름망(74)에는 하폐수는 통과시키되 입상 부상여재들(44a)(44b)은 통과시키지 않는 통공(48)이 마련된다.

제 2 저비중 바이오 필터층(73a)과 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)은 하폐수 속에 함유된 유기물질의 분해 공정과 물리적인 여과 공정을 동시에 수행할 수 있는 것이다. 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)과 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)을 구성하는 저비중 입상 부상여재(44a)나 고비중 입상 부상여재(44b)는 비중의 차이만 있을 뿐 모두 미생물이 부착되어 성장할 수 있는 담체로서의 기능을 갖는다. 이러한 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)을 구성하는 저비중 입상 부상여재(44a)나, 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)을 구성하는 고비중 입상 부상여재(44b)는 상술한 것과 같은 것으로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략한다.

2차 여과조(72)로 유입되는 하폐수는 제 2 하부 거름망(75)을 통과하여 상승하고, 제 2 고비중 바이오 필터층(73b) 및 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)을 거쳐 제 2 상부 거름망(74)을 통과하게 되며, 하폐수가 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)과 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)을 통과할 때 응집된 인 등 하폐수 속의 오염물질은 입상 부상여재들(44a)(44b)의 표면에 부착되어 제거된다.

2차 여과조(72)에는 제 2 공기 공급장치(77)가 설치된다. 제 2 공기 공급장치(77)는 제 2 하부 거름망(75)의 하부에 배치되는 복수의 디퓨저(51)와, 복수의 디퓨저(51)로 공기를 분배하는 공기 분배관(52)을 포함한다. 공기 분배관(52)은 공기 공급 라인(53)을 통해 송풍기(54)와 연결되고, 공기 공급 라인(53)의 중간에는 공기 조절 밸브(55)가 설치된다. 이러한 제 2 공기 공급장치(77)의 구체적인 구조와 작용은 상술한 제 1 공기 공급장치(50)와 같다.

2차 여과조(72) 내에서 유동하면서 가라앉는 인 응집물은 다른 오염물질과 함께 2차 여과조(72)의 슬러지 안내면(56)에 침전되어 슬러지(S)를 만든다. 슬러지 안내면(56)은 2차 여과조(72)의 바닥 한쪽에 마련된 슬러지 수집실(57) 쪽으로 경사져 있어서, 슬러지 안내면(56)의 슬러지(S)는 슬러지 수집실(57)로 이동하여 슬러지 수집실(57)에 모인다. 슬러지 수집실(57)에는 슬러지(S)를 2차 여과조(72) 외부로 배출시키기 위한 슬러지 배출구(17)가 마련되고, 이에 슬러지 배출 라인(59)이 연결된다. 슬러지 배출 라인(59)을 통해 2차 여과조(72)로부터 배출되는 슬러지(S)는 슬러지 배출 라인(59)에 연결되는 슬러지 저장조(60)로 유입된다. 슬러지 배출 라인(59)의 중간에는 슬러지 배출 라인(59)을 통한 슬러지의 유동을 제어하기 위한 슬러지 배출 밸브(61)가 설치된다.

2차 여과조(72)의 상부에는 제 2 세정장치(78)가 설치된다. 제 2 세정장치(78)는 제 2 저비중 바이오 필터층(73a) 및 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)을 구성하는 입상 부상여재들(44a)(44b)에 세척수를 공급하여 입상 부상여재들(44a)(44b)의 표면에 부착된 인 응집물 등의 부착물을 제거하기 위한 것으로, 제 2 상부 거름망(74) 위에 배치되는 세척수 분배관(65)과 세척수 분배관(65)에 설치되는 복수의 분사 노즐(66)을 포함한다. 세척수 분배관(65)은 세척수 공급을 위한 세척수 공급 라인(67)과 연결되고, 세척수 공급 라인(67)에는 세척수의 유동을 단속하기 위한 세척수 조절 밸브(68)가 설치된다.

제 2 세정장치(78)는 입상 부상여재들(44a)(44b)의 표면에 인 응집물 등의 이물질 포집량이 증가하여 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)이나 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)의 여과 효율이 저하될 때 입상 부상여재들(44a)(44b)을 세척함으로써 제 2 저비중 바이오 필터층(73a)이나 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)의 여과 성능을 회복시켜 준다. 이러한 제 2 세정장치(78)의 작용과 입상 부상여재들(44a)(44b)에 대한 세척 방법은 상술한 제 1 세정장치(64)와 같다.

제 2 저비중 바이오 필터층(73a)과 제 2 고비중 바이오 필터층(73b)을 구성하는 입상 부상여재들(44a)(44b)과 제 2 상부 거름망(74) 및 제 2 하부 거름망(75)에서 탈리되어 슬러지 안내면(56)으로 떨어지는 오염물질을 슬러지 수집실(57) 쪽으로 원활하게 이동시키기 위해 2차 여과조(72) 내부의 슬러지 안내면(56) 위쪽에는 제 2 세척수 분사기구(79)가 설치된다. 제 2 세척수 분사기구(79)는 세척수 공급 라인(67)과 연결되며, 세척수 공급 라인(67)을 통해 공급되는 처리수는 제 2 세척수 분사기구(79)를 통해 슬러지 안내면(56)으로 분사되어 슬러지 안내면(56)으로 떨어진 오염물질을 슬러지 수집실(57) 쪽으로 씻겨 낸다. 제 2 세척수 분사기구(79)에 연결되는 세척수 공급 라인(67)에는 제 2 세척수 분사기구(79)로의 세척수 유동을 단속하기 위한 세척수 조절 밸브(70)가 설치된다.

상술한 것과 같이, 1차 여과조(42) 및 2차 여과조(72)를 통과하면서 여과 처리된 처리수는 처리수조(80)에 임시 저장되었다가, 방류 조절조(81)로 유입된다. 방류 조절조(81)에는 이에 저장된 처리수를 세척수 공급 라인(67)을 통해 압송하기 위한 처리수 공급 펌프(82)가 설치된다. 방류 조절조(81)의 처리수는 일부가 세척수 공급 라인(67)을 통해 1차 여과조(42) 및 2차 여과조(72)로 공급되어 세정에 이용되고, 다른 일부는 처리수 안내 라인(83)을 통해 분배조(11)의 처리수 유입실(13)로 유동한다. 그리고 분배조(11)의 처리수 유입실(13)로 유입된 처리수는 배출구(17)를 통해 외부로 방류된다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 수처리 설비(10)는 외부로부터 유입되는 하폐수를 라인 믹서(24)를 통과시키면서 이에 응집제 및 중화제를 투입한 후, 혼화조(35)에서 하폐수 속에 응집제 및 중화제를 고르게 분산시켜, 하폐수 속에 함유된 인을 응집시키고, 다수의 입상 부상여재(44)()로 구성되는 바이오 필터층(43)(73)이 설치된 1차 여과조(42) 및 다수의 입상 부상여재(44)()로 구성되는 바이오 필터층(43)(73)이 설치된 2차 여과조(72)에서 하폐수 속의 인 응집물 등의 오염물질을 2차에 걸쳐 여과 처리한다. 따라서 믹서 하폐수 속의 인 및 기타 오염물질을 효과적으로 처리할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 수처리 설비(10)는 여과 처리된 처리수를 여과조(42)(72)에 설치된 바이오 필터층(43a)(43b)(73a)(73b)을 구성하는 입상 부상여재(44a)(44b)를 세척하는 세척수로 활용함으로써 효율적인 운전이 가능하고, 운전 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 수처리 설비(10)는 여과 처리된 처리수를 외부로부터 하폐수가 유입되는 하폐수 유입실(12)이 마련된 분배조(11)의 처리수 유입실(13)에 임시 저장하였다가 외부로 배출하되, 하폐수 유입실(12)과 처리수 유입실(13)을 바이패스 통로 개폐기구(19)에 의해 개폐되는 바이패스 통로(18)로 연결한다. 따라서 믹서 외부로 유입되는 하폐수의 유량이 수처리 설비(10)의 처리 유량보다 많거나 수처리 설비(10)의 수처리 공정에 이상이 생기는 경우 등 비상 상황 시, 바이패스 통로(18)를 개방하여 하폐수 유입실(12)의 하폐수를 처리수 유입실(13)로 바이패스시킴으로써 하폐수를 처리수와 섞어 외부로 방류할 수 있고, 이에 의해 비상 상황에서도 외부로 방출되는 하폐수의 오염도를 떨어뜨릴 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명에 의한 수처리 설비에 구비되는 여과조의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 3에 도시된 여과조(85)는 상술한 1차 여과조(42)와 비교하여 한 종류의 입상 부상여재(44)로 이루어지는 바이오 필터층(43)이 하나 설치되고, 입상 부상여재(44)를 물리적으로 닦아낼 수 있는 입상 부상여재 클리닝 기구(86)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다. 이러한 여과조(85)에 구비되는 입상 부상여재 클리닝 기구(86) 이외의 다른 구성 요소는 상술한 것과 같다.

입상 부상여재 클리닝 기구(86)는 제 1 상부 거름망(45)과 제 1 하부 거름망(46) 사이의 여과실(47)에 설치되는 브러쉬(87)와, 브러쉬(87)를 움직이기 위한 브러쉬 운동장치(90)를 포함한다. 브러쉬(87)는 여과실(47)에 회전 가능하게 배치되는 브러쉬모 지지부재(89)와, 브러쉬모 지지부재(89)에 결합된 다수의 브러쉬모(88)를 포함한다. 브러쉬(87)는 바이오 필터층(43)을 구성하는 입상 부상여재들(44)을 세정하기 위해 여과실(47) 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 입상 부상여재들(44)이 제 1 하부 거름망(46) 위에 쌓일 때 입상 부상여재들(44) 속에 묻힐 수 있도록 여과실(47) 내의 제 1 하부 거름망(46) 쪽에 인접하여 배치된다.

브러쉬모 지지부재(89)는 브러쉬 운동장치(90)의 구동축(91)과 결합되며, 브러쉬 운동장치(90)가 작동하면 브러쉬(87)가 제 1 하부 거름망(46) 위에 쌓인 입상 부상여재들(44) 속에 묻힌 상태로 회전하게 된다. 이때, 브러쉬(87)의 브러쉬모들(88)이 입상 부상여재(44)와 마찰 접촉되면서 입상 부상여재(44)에 부착된 오염물질을 닦아내어 입상 부상여재(44)로부터 탈리시킨다. 이러한 브러쉬(87)에 의한 입상 부상여재(44)의 클리닝 작업은 제 1 세정장치(64)에 의한 세정 작업 중에 함께 진행됨으로써, 입상 부상여재(44)로부터의 오염물질 제거 효율을 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 있어서, 입상 부상여재 클리닝 기구(86)의 구체적인 구성은 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 브러쉬모 지지부재(89)의 구체적인 구조나 설치 개수, 브러쉬모 지지부재(89)와 브러쉬모(88)의 결합 구조, 브러쉬 운동장치(90)의 구체적인 구조나, 브러쉬모 지지부재(89)와 브러쉬 운동장치(90)의 결합 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 브러쉬 운동장치(90)는 브러쉬모 지지부재(89)를 회전 운동시키지 않고 브러쉬모 지지부재(89)를 직선 왕복 운동시키는 것 등 브러쉬모 지지부재(89)를 입상 부상여재들(44) 속에서 움직일 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다. 그리고 입상 부상여재 클리닝 기구(86)는 1차 여과조(42)뿐만 아니라 앞서 설명한 2차 여과조(72)에 적용될 수도 있다.

한편, 도 4는 본 발명에 의한 수처리 설비에 구비되는 여과조의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 여과조(92)는 상술한 1차 여과조(42)와 비교하여 한 종류의 입상 부상여재(44)로 이루어지는 바이오 필터층(43)이 하나 설치되는 점과, 입상 부상여재(44)를 세정하기 위한 다른 구조의 세정장치(93)를 갖는다는 점에서 차이가 있다. 여과조(92)에 구비되는 세정장치(93) 이외의 다른 구성 요소는 상술한 것과 같다.

세정장치(93)는 바이오 필터층(43)을 구성하는 입상 부상여재들(44)에 세척수를 공급하여 입상 부상여재(44)의 표면에 부착된 인 응집물 등의 부착물을 제거하기 위한 것이다. 세정장치(93)는 제 1 상부 거름망(45)과 제 1 하부 거름망(46) 사이의 여과실(47)에 회전 가능하게 설치되는 세척수 분배관(94)과, 세척수 분배관(94)에 설치되고 노즐 구멍(96)을 갖는 복수의 분사 노즐(95)과, 세척수 분배관(94)으로 세척수를 공급하기 위해 세척수 분배관(94)과 결합되는 세척수 안내관(97)과, 세척수 안내관(97)을 통해 세척수 분배관(94)을 움직이기 위한 세척수 분배관 운동장치(98)를 포함한다.

세척수 안내관(97)은 세척수 분배관 운동장치(98)에 회전 가능하게 결합되며, 유동 안내기구(99)를 통해 세척수 공급 라인(67)과 연결된다. 유동 안내기구(99)는 세척수 분배관 운동장치(98)에 의해 회전하는 세척수 안내관(97)에 세척수 공급 라인(67)을 통해 공급되는 세척수를 공급한다. 유동 안내기구(99)로는 로터리 조인트 등 세척수 안내관(97)이 회전하는 중에 세척수 안내관(97)에 세척수를 안정적으로 공급할 수 있는 다양한 구조의 유체 연결 기구가 이용될 수 있다.

세척수 분배관(94)은 바이오 필터층(43)을 구성하는 입상 부상여재들(44)을 세정하기 위해 여과실(47) 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 입상 부상여재들(44)이 제 1 하부 거름망(46) 위에 쌓일 때 입상 부상여재들(44) 속에 묻힐 수 있도록 여과실(47) 내의 제 1 하부 거름망(46) 쪽에 인접하여 배치된다. 하폐수의 수위가 낮아져 입상 부상여재들(44)이 제 1 하부 거름망(46) 위에 쌓인 상태에서 세척수 분배관 운동장치(98)가 작동하여 세척수 분배관(94)이 입상 부상여재들(44) 속에서 회전하면서 복수의 분사 노즐(95)을 통해 세척수가 분사되면, 입상 부상여재(44)에 부착된 오염물질이 분사 노즐(95)로부터 분사되는 세척수에 의해 씻겨나간다. 이렇게 분사 노즐(95)로부터 세척수가 분사되는 동안 세척수 분배관(94)이 회전하므로, 세척수 분배관(94) 및 복수의 분사 노즐(95)이 입상 부상여재들(44)과 마찰 접촉하게 되고 세척수 분배관(94) 및 복수의 분사 노즐(95)에 의해 교반된다. 따라서 믹서 입상 부상여재(44)로부터의 오염물질 제거 효율을 높일 수 있다.

세정장치(93)의 구체적인 구성은 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 세척수 분배관(94)의 구체적인 구조나 설치 개수, 분사 노즐(95)의 설치 개수나 배치 구조 세척수 분배관(94)과의 결합 구조, 세척수 분배관 운동장치(98)의 구체적인 구조나, 세척수 분배관(94)과 세척수 분배관 운동장치(98)의 결합 구조, 세척수 안내관(97)과 세척수 공급 라인(67)의 연결 구조 등은 다양하게 변경될 수 있다. 세척수 분배관 운동장치(98)는 세척수 분배관(94)을 회전 운동시키지 않고 세척수 분배관(94)을 직선 왕복 운동시키는 것 등 세척수 분배관(94)을 입상 부상여재들(44) 속에서 움직일 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다. 이러한 세정장치(93)의 구성상의 특징은 2차 여과조(72)에 설치되는 제 2 세정장치(78)에 그대로 적용될 수 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 믹서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10 : 수처리 설비 11 : 분배조
12 : 하폐수 유입실 13 : 처리수 유입실
16 : 공급 통로 개폐기구 18 : 바이패스 통로
19 : 바이패스 통로 개폐기구 20 : 하폐수 유동 라인
21 : 하폐수 공급조 22 : 하폐수 공급 펌프
23 : 하폐수 안내 라인 24 : 라인 믹서
26 : 응집제 공급 라인 27 : 중화제 공급 라인
28 : 응집제 공급장치 31 : 중화제 공급장치
35 : 혼화조 36 : 1차 혼화실
37 : 2차 혼화실 40 : 교반기
42 : 1차 여과조
43a, 73a : 제 1, 2 저비중 바이오 필터층
43b, 73b : 제 1, 2 고비중 바이오 필터층
44a: 저비중 입상 부상여재 44b: 고비중 입상 부상여재
45, 74 : 제 1, 2 상부 거름망 46, 75 : 제 1, 2 하부 거름망
47, 76 : 여과실 50, 77 : 제 1, 2 공기 공급장치
51 : 디퓨저 52 : 공기 분배관
53 : 공기 공급 라인 56 : 슬러지 안내면
57 : 슬러지 수집실 59 : 슬러지 배출 라인
60 : 슬러지 저장조 64, 78 : 제 1, 2 세정장치
65, 94 : 세척수 분배관 66, 95 : 분사 노즐
67 : 세척수 공급 라인 69, 79 : 제 1, 2 세척수 분사기구
72 : 2차 여과조 80 : 처리수조
81 : 방류 조절조 82 : 처리수 공급 펌프
83 : 처리수 안내 라인 85, 92 : 여과조
86 : 입상 부상여재 클리닝 기구 87 : 브러쉬
88 : 브러쉬모 89 : 브러쉬모 지지부재
90 : 브러쉬 운동장치 91 : 구동축
93 : 제 1 세정장치 97 : 세척수 안내관
98 : 세척수 분배관 운동장치 99 : 유동 안내기구

Claims (9)

1. 하폐수가 저장되는 하폐수 공급조;
   상기 하폐수 공급조에서 공급되는 하폐수가 통과하는 하폐수 안내 라인 중간에 설치되는 라인 믹서;
   상기 라인 믹서에 응집제를 제공하기 위한 응집제 공급장치;
   상기 라인 믹서에 중화제를 제공하기 위한 중화제 공급장치;
   상기 라인 믹서를 통과한 하폐수가 유입되는 혼화조;
   상기 라인 믹서에서 하폐수에 투입된 응집제와 중화제를 하폐수 중으로 확산시키기 위해 상기 혼화조에 설치되는 교반기;
   상기 혼화조를 통과한 하폐수가 유입되고, 하폐수 속의 응집된 인을 걸러내기 위한 다수의 저비중 입상 부상여재로 이루어지는 제 1 저비중 바이오 필터층과, 상기 저비중 입상 부상여재보다 비중이 큰 다수의 고비중 입상 부상여재로 이루어지고 상기 제 1 저비중 바이오 필터층의 하부에 이격 배치되는 제 1 고비중 바이오 필터층과, 하폐수는 통과시키되 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 가둘 수 있도록 복수의 통공을 각각 구비하고 상기 제 1 저비중 바이오 필터층의 상부 및 상기 제 1 고비중 바이오 필터층의 하부에 각각 배치되는 제 1 상부 거름망 및 제 1 하부 거름망을 갖는 1차 여과조;
   상기 1차 여과조 내의 하폐수에 공기를 공급하기 위해 상기 제 1 고비중 바이오 필터층의 하부에 배치되는 복수의 디퓨저를 갖는 제 1 공기 공급장치;
   상기 1차 여과조 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재가 상기 제 1 하부 거름망에 떠받쳐질 때 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 세척하기 위한 세척수를 공급하기 위해 상기 제 1 하부 거름망 위에 배치되는 복수의 분사 노즐을 갖는 제 1 세정장치; 및
   상기 1차 여과조 내에서 침전되는 슬러지를 상기 1차 여과조 외부로 배출하기 위해 상기 1차 여과조에 연결되는 슬러지 배출 라인;포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 1차 여과조를 통과한 처리수가 저장되는 방류 조절조에 설치되어 상기 방류 조절조의 처리수를 상기 제 1 세정장치의 분사 노즐들에 공급하는 처리수 공급 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 혼화조는, 상기 라인 믹서를 통과한 하폐수가 바로 유입되는 1차 혼화실과, 상기 1차 혼화실과의 사이에 배치되는 격벽에 마련되는 통로를 통해 상기 1차 혼화실의 하폐수가 유입되는 2차 혼화실을 포함하고, 상기 교반기는 복수가 상기 1차 혼화실 및 상기 2차 혼화실에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 1차 여과조에는 상기 슬러지 배출 라인이 연결되는 슬러지 배출구가 마련된 슬러지 수집실과, 상기 1차 여과조 내에서 침전되는 슬러지를 상기 슬러지 수집실로 가이드하기 위해 상기 슬러지 수집실 쪽으로 경사진 슬러지 안내면이 구비되는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 슬러지 안내면을 향해 세척수를 분사하여 상기 슬러지 안내면에 쌓이는 슬러지를 상기 슬러지 수집실 쪽으로 씻겨낼 수 있도록 상기 1차 여과조에 설치되는 세척수 분사기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 세정장치는,
   상기 제 1 상부 거름망과 상기 제 1 하부 거름망 사이에 설치되고 상기 복수의 분사 노즐을 지지하는 세척수 분배관과,
   상기 세척수 분배관으로 세척수를 공급하기 위해 상기 세척수 분배관과 결합되는 세척수 안내관과,
   상기 세척수 안내관을 통해 상기 세척수 분배관을 움직이기 위한 세척수 분배관 운동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   외부에서 유입되는 하폐수를 임시 저장하는 하폐수 유입실과, 상기 하폐수 유입실과의 사이에 배치되는 격벽을 통해 상기 하폐수 유입실과 구획되고 상기 1차 여과조를 통과한 처리수가 유입되는 처리수 유입실을 갖는 분배조;
   상기 하폐수 유입실의 하폐수를 상기 하폐수 공급조로 유입시키기 위한 하폐수 유동 라인;
   상기 1차 여과조를 통과한 처리수를 상기 처리수 유입실로 유입시키기 위한 처리수 안내 라인;
   상기 처리수 유입실과 연결되는 배출구;
   상기 하폐수 유입실의 하폐수가 상기 처리수 유입실로 바이패스될 수 있도록 상기 격벽에 마련되는 바이패스 통로; 및
   상기 바이패스 통로를 개폐하기 위한 바이패스 통로 개폐기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 1차 여과조 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재가 상기 제 1 하부 거름망에 떠받쳐질 때 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 닦아내기 위해 상기 제 1 상부 거름망과 상기 제 1 하부 거름망 사이에 설치되는 브러쉬; 및
   상기 브러쉬를 움직이기 위한 브러쉬 운동장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 1차 여과조를 통과한 하폐수가 유입되고, 하폐수 속의 응집된 인을 걸러내기 위한 다수의 저비중 입상 부상여재로 이루어지는 제 2 저비중 바이오 필터층과, 상기 제 2 저비중 바이오 필터층을 구성하는 저비중 입상 부상여재보다 비중이 큰 다수의 고비중 입상 부상여재로 이루어지고 상기 제 2 저비중 바이오 필터층의 하부에 이격 배치되는 제 2 고비중 바이오 필터층과, 하폐수는 통과시키되 상기 제 2 저비중 바이오 필터층 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층을 구성하는 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 가둘 수 있도록 복수의 통공을 구비하고 상기 제 2 저비중 바이오 필터층의 상부 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층의 하부에 각각 배치되는 제 2 상부 거름망 및 제 2 하부 거름망을 갖는 2차 여과조;
   상기 2차 여과조 내의 하폐수에 공기를 공급하기 위해 상기 제 2 바이오 필터층의 하부에 배치되는 복수의 디퓨저를 갖는 제 2 공기 공급장치;
   상기 2차 여과조 내에서 하폐수의 수위가 낮아져 상기 제 2 저비중 바이오 필터층 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층을 구성하는 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재가 상기 제 2 하부 거름망에 떠받쳐질 때 상기 제 2 저비중 바이오 필터층 및 상기 제 2 고비중 바이오 필터층을 구성하는 상기 다수의 저비중 입상 부상여재 및 상기 다수의 고비중 입상 부상여재를 세척하기 위한 세척수를 공급하기 위해 상기 제 2 하부 거름망 위에 배치되는 복수의 분사 노즐을 갖는 제 2 세정장치; 및
   상기 2차 여과조 내에서 침전되는 슬러지를 상기 2차 여과조 외부로 배출하기 위해 상기 2차 여과조에 마련되는 슬러지 배출구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비.

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