KR20190045819A - 스케일 형성을 방지하는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법 - Google Patents

스케일 형성을 방지하는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법 Download PDF

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두산중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수처리 공정에서 스케일의 생성을 효과적으로 방지할 수 있는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치에 관한 것이다. 이를 위해 디스크 필터는 원통 형상의 하우징; 하우징의 측면 소정의 위치에 형성된 피처리수 유입구; 하우징의 하부 중심 영역에 형성된 피처리수 배출구; 하우징의 상부 중심 영역에 형성된 역세척수 배출구; 하우징의 내부에 원형의 디스크 형상으로 구비된 세라믹 필터; 및 세라믹 필터 내측에 형성된 유로에 채워진 스케일 형성 방지제;를 포함하고, 피처리수 유입구를 통해 유입된 피처리수가 세라믹 필터를 통과한 후, 스케일 형성 방지제가 채워진 유로를 통과하여 피처리수 배출구로 배출되는 것을 특징으로 한다.

Description

스케일 형성을 방지하는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법{DISK FILTER TO PREVENT SCALE FORMATION AND WATER TREATMENT APPARATUS AND WATER TREATMENT METHOD COMPRISING THE SAME}
본 발명은 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수처리 공정에서 스케일의 생성을 효과적으로 방지할 수 있는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것이다.
최근 산업의 급속한 발전에 따라 산업용수 또는 생활용수(이하, '용수'라 한다.)의 소요량이 급증하게 됨에 따라 용수(用水)의 효율적인 사용이 주된 현안이 되고 있고, 다양한 방식으로 폐수를 처리하는 수처리 장치들이 개발되고 있다.
그 중 하나의 폐수 처리방법으로서, 폐수 속에 포함된 다량의 질소 화합물을 제거하기 위하여 아나목스(anammox) 공정이 각광받고 있다. 이는 암모니아와 아질산염을 반응시켜 질소 가스를 생성시킴으로써 질소를 제거하는 것으로, 암모니아 산화에 필요한 전력 소모를 줄일 수 있으며, 유기물 첨가가 필요하지 않고, 일반적인 질산화/탈질 공정에 비해 슬러지 발생량의 감소를 도모할 수 있어 매우 경제적이다.
그러나, 일반적으로 아나목스 공정에 의해 정화되는 피처리수에는 질소, 인, 칼슘, 마그네슘 등이 높은 농도로 함유되어 있어 관로상에서 스케일(scale)이 형성된다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 관로 또는 펌프의 재질을 PVDF 또는 PVC와 같은 재질로 교체하여 스케일의 생성 속도를 늦추는 방법 등이 활용되고 있다. 그러나 PVDF 또는 PVC를 사용하여도 스케일 생성이 방지되는 것은 아니며, 지속적으로 관로 및 펌프를 교체해 주어야 한다는 문제점도 있었다.
이에, 관로를 교체하지 않으면서도 수처리 장치의 여러 관로에서 스케일 형성을 방지할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1279628호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수처리 장치에 설치된 관로 등에서 생성되는 스케일의 생성을 효과적으로 방지할 수 있는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 원통 형상의 하우징; 하우징의 측면 소정의 위치에 형성된 피처리수 유입구; 하우징의 하부 중심 영역에 형성된 피처리수 배출구; 하우징의 상부 중심 영역에 형성된 역세척수 배출구; 하우징의 내부에 원형의 디스크 형상으로 구비된 세라믹 필터; 세라믹 필터의 하부에 구비되고, 피처리수가 세라믹 필터를 통과할 수 있도록 피처리수의 흐름을 유도하는 하단 배리어; 및 세라믹 필터 내측에 형성된 유로에 채워진 스케일 형성 방지제;를 포함하고, 피처리수 유입구를 통해 유입된 피처리수가 세라믹 필터를 통과한 후, 스케일 형성 방지제가 채워진 유로를 통과하여 피처리수 배출구로 배출되는 디스크 필터에 의해 달성될 수 있다.
이때, 세라믹 필터는, 세라믹 분말, 바인더 및 헥사인산나트륨을 혼합하여 제조된 것일 수 있고, 바람직하게, 세라믹 분말 100 중량부에 대해서 바인더는 10 내지 50 중량부, 헥사인산나트륨은 20 내지 40 중량부로 혼합하여 제조된 것일 수 있으며, 바인더는, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 초고분자 폴리에틸렌으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
또한, 스케일 형성 방지제는, 소듐 폴리포스페이트(sodium polyphosphate, (NaPO3)x, x는 양수)로 형성된 볼(ball)을 사용하는 것이 바람직하고, 스케일 형성 방지제가 채워진 유로에는 스케일 형성 방지제의 유실을 방지하기 위하여 유실 방지판;이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적은, 상술한 디스크 필터를 이용한 수처리 방법으로서, 하우징의 측면 소정의 위치에 형성된 피처리수 유입구로 피처리수가 유입되는 제1단계; 피처리수가 하우징의 내부에 구비된 세라믹 필터를 통과하는 제2단계; 및 피처리수가 세라믹 필터 내측에 형성된 유로에 채워진 스케일 형성 방지제와 혼합한 후, 피처리수 배출구로 배출되는 제3단계;를 포함하는 디스크 필터를 이용한 수처리 방법에 의해 달성될 수 있다.
이때, 세라믹 필터는, 세라믹 분말, 바인더 및 헥사인산나트륨을 혼합하여 제조된 것일 수 있고, 바람직하게, 세라믹 분말 100 중량부에 대해서 바인더는 10 내지 50 중량부, 헥사인산나트륨은 20 내지 40 중량부로 혼합하여 제조된 것일 수 있으며, 바인더는, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 초고분자 폴리에틸렌으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
또한, 스케일 형성 방지제는, 소듐 폴리포스페이트(sodium polyphosphate, (NaPO3)x, x는 양수)로 형성된 볼(ball)을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 수처리 공정에서 스케일의 생성을 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 가진다.
구체적으로, 세라믹 필터 및 스케일 형성 억제제를 사용하여 스케일의 생성을 효과적으로 방지하면서도, 역세척이 쉬워 관로 전체를 교체해야 했던 종래의 문제점을 개선할 수 있는 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 단면을 개략적으로 나타낸 도면(역세척 과정)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터가 구비된 수처리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 일반적인 아나목스 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터가 구비된 수처리 장치에 의한 아나목스 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터(10)를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터(10)는, 원통 형상의 하우징(11); 하우징(11)의 측면 소정의 위치에 형성된 피처리수 유입구(12); 하우징(11)의 하부 중심 영역에 형성된 피처리수 배출구(13); 하우징(11)의 상부 중심 영역에 형성된 역세척수 배출구(14); 하우징(11)의 내부에 원형의 디스크 형상으로 구비된 세라믹 필터(15); 및 세라믹 필터(15) 내측에 형성된 유로에 채워진 스케일 형성 방지제(16);를 포함하고, 피처리수 유입구(12)를 통해 유입된 피처리수가 세라믹 필터(15)를 통과한 후, 스케일 형성 방지제(16)가 채워진 유로를 통과하여 피처리수 배출구(13)로 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수처리 장치에 구비된 여러 관로에 스케일이 형성되는 것을 효과적으로 억제하기 위한 디스크 필터(10)로서, 유입되는 피처리수가 하우징(11) 내부에서 회전하면서 세라믹 필터(15)를 통과하여 세라믹 필터(15)에 의해 1차적으로 스케일 형성 유발 물질이 제거되고, 스케일 형성 방지제(16)가 채워진 유로를 이동하면서 스케일 형성 방지제(16)에 의해 2차적으로 스케일 형성 유발 물질이 제거됨으로써 효과적으로 스케일 형성을 방지할 수 있다(이때, 역세척수 배출구는 폐쇄된 상태). 여기에서, 스케일이란, 물에 잔류하는 금속 성분(칼슘, 마그네슘 등)이 뭉쳐서 관로상에 부착된 물질로서, 피처리수의 흐름을 방지하는 것을 의미하고, 스케일 유발 물질은 칼슘, 마그네슘과 같은 금속 성분을 주로 의미한다.
하우징(11)은 특별히 제한되는 것은 아니나, 측면이 부드러운 곡면을 형성하는 원통 형상인 것이 바람직하다. 이를 통해, 피처리수 유입구(12)로 유입되는 피처리수가 하우징(11) 내부에서 원활하게 회전하도록 하여 피처리수의 흐름이 막히는 것을 방지할 수 있다. 피처리수 유입구(12)는 펌프(미도시)에 의해 가압된 피처리수가 유입되는 통로로서, 하우징(11)의 측면에 소정의 위치(상부 또는 하부)에 구비될 수 있다. 피처리수 배출구(13)는 스케일 유발 물질이 제거된 피처리수가 배출되는 출구로서, 세라믹 필터(15) 내부에 형성되는 유로와 연결되고, 하단의 중심 영역에 형성될 수 있다. 역세척수 배출구(14)는 하우징(11)의 상부 중심 영역에 형성된다. 역세척은 후술하는 세라믹 필터(15)나 스케일 형성 방지제(16)가 장기간 사용되어 세척할 필요가 있을 때, 역세척수를 이용하여 디스크 필터(10) 내부를 세척하는 작업으로, 이때, 역세척수는 피처리수 배출구(13)로 유입되어 스케일 형성 방지제(16)를 세척하고, 세라믹 필터(15)를 거친 후, 역세척수 배출구(14)로 배출된다(도 3 참조, 이때, 피처리수 유입구는 폐쇄된 상태). 또한, 스케일 유발 물질 제거 또는 역세척 과정에서 피처리수가 세라믹 필터(15)를 통과하는 흐름으로 유도하기 위하여 세라믹 필터(15)의 상부 및 하부에는 각각 상단 배리어(18) 및 하단 배리어(19)가 구비될 수 있다.
세라믹 필터(15)는 위에서 봤을 때, 중심에 유로가 형성된 원형의 디스크 형상으로, 피처리수가 이동하는 유로는 길이방향(도 1 기준 위에서 아래 방향)으로 형성된다. 세라믹 필터(15)의 내측에 형성된 유로에는 스케일 형성 방지제(16)가 채워지게 된다. 세라믹 필터(15)는 세라믹 분말, 바인더 및 헥사인산나트륨을 혼합하여 제조할 수 있고, 스케일 유발 물질 제거 효율을 높이기 위하여, 세라믹 분말 100 중량부에 대해서, 바인더는 10 내지 50 중량부, 헥사인산나트륨은 20 내지 40 중량부로 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.
세라믹 분말은 세라믹 필터(15)를 구성하는 주성분으로, 고령토 또는 맥반석으로 이루어지거나, 고령토 또는 맥반석 100 중량부에 대하여 제올라이트 분말 10 내지 50 중량부가 더 혼합되어 이루어진다. 세라믹 분말은 후술할 헥사인산나트륨의 용출량을 적절하게 조절하는 기능을 가지고 있어 스케일 형성 방지 효과를 향상시킬 수 있다.
바인더는 세라믹 분말과 헥사인산나트륨을 결속시키는 역할을 하는 것으로, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 초고분자 폴리에틸렌으로 이루진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 이때, 초고분자 폴리에틸렌은 분자량이 400만 이상인 것이 바람직하다. 바인더는 세라믹 분말 100 중량부에 대해 10 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 바인더가 10 중량부 미만일 경우, 세라믹 분말과 헥사인산나트륨의 결속력이 저하될 수 있고, 바인더가 50 중량부를 초과할 경우, 제조되는 세라믹 필터(15)의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
헥사인산나트륨은 피처리수에 함유된 스케일 유발 물질이 세라믹 필터(15)의 표면에 달라붙는 것을 억제하는 기능을 수행한다. 헥사인산나트륨은 침식이 되지 않아 우수한 스케일 생성방지 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 무독성이라는 장점을 가진다. 헥사인산나트륨은 세라믹 분말 100 중량부에 대해서 20 내지 40 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 헥사인산나트륨이 20 중량부 미만일 경우, 스케일 생성방지 효율이 저하되고, 스케일 생성방지 효과가 유지되는 기간이 단축될 수 있으며, 헥사인산나트륨이 40 중량부를 초과할 경우, 오히려 기계적 물성이 저하되고, 제조 비용이 증가한다는 단점을 가진다.
스케일 형성 방지제(16)는 세라믹 필터(15) 내측에 형성된 길이방향의 유로에 채워진 것으로, 피처리수에 함유된 마그네슘, 칼슘과 같은 스케일 유발 물질을 제거하는 역할을 할 수 있다. 스케일 형성 방지제(16)는 특별히 제한되는 것은 아니나, 칼슘, 마그네슘을 효과적으로 제거할 수 있는 소듐 폴리포스페이트(sodium polyphosphate, (NaPO3)x, x는 양수)로 형성된 볼(ball)을 사용하는 것이 바람직하다. 아나목스 공정을 통해 질소 화합물을 제거하는 수처리 장치의 경우를 예로 들어 설명하면, 아나목스 공정으로 유입되는 피처리수에는 암모늄 이온과 함께 마그네슘과 같은 금속 물질이나 인 성분들이 많이 함유되어 있다. 이 경우, 피처리수가 이동하는 관로 등에는 마그네슘, 암모늄 이온, 인 등이 약 1:1:1로 결합된 스트루바이트(struvite)와 같은 스케일이 형성될 수 있다. 따라서, 스트루바이트의 형성을 막기 위해서는 마그네슘을 효과적으로 제거하는 것이 중요하다. 스케일 형성 방지제(16)로 소듐 폴리포스페이트 볼을 사용하면, 하기 화학식 1 및 2와 같이, 마그네슘, 칼슘 등을 효과적으로 제거할 수 있고, 따라서, 스트루바이트와 같은 스케일의 형성을 방지할 수 있다.
[화학식 1]
Ca2+ + Na2[Na4(PO3)6] → 2Na+ + Na2[Na2Ca(PO3)6](soluble complex)
[화학식 2]
Mg2+ + Na2[Na4(PO3)6] → 2Na+ + Na2[Na2Mg(PO3)6](soluble complex)
또한, 스케일 형성 방지제(16)가 피처리수와 함께 유실되는 것을 방지하기 위하여 스케일 형성 방지제(16)가 채워진 유로에는 유실 방지판(17)이 구비도리 수 있다. 유실 방지판(17)은 중앙에 홀이 형성되어 피처리수만 이동할 수 있도록 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 스케일 형성 방지제(16)가 통과하지 못할 정도의 동공이 형성된 메쉬 구조물로 형성될 수도 있다.
다음으로, 디스크 필터가 구비된 수처리 장치(100)에 대해 설명한다. 이를 설명하는 데 있어 디스크 필터(10)는 상술한 것을 사용하므로, 중복된 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터가 구비된 수처리 장치(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터가 구비된 수처리 장치(100)는 질산염(Nitrate, NO3 -)을 포함하는 피처리수가 유입되는 제1유입구(21)와 탄소원을 포함하는 피처리수가 유입되는 제2유입구(22)를 구비하는 혐기조(20); 암모늄 이온(NH4 +)을 포함하는 피처리수가 유입되는 제3유입구(31)와 처리수 배출구(32)를 구비하고, 내부에 아나목스 미생물을 수용하는 아나목스 반응조(30); 및 제3유입구(31) 전단에 배치되어 암모늄 이온을 포함하는 피처리수 내에 함유된 스케일 형성 유발 물질을 제거하는 디스크 필터(10);를 포함한다. 즉, 아나목스 공정을 통해 질소 화합물을 효과적으로 제거할 수 있는 수처리 장치 전단에 디스크 필터(10)를 구비함으로써 스케일 유발 물질을 제거하여 수처리 장치가 효율적으로 운영될 수 있는 효과를 가질 수 있다.
이하, 디스크 필터(10)에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 혐기조(20) 및 아나목스 반응조(30)를 중심으로 보다 구체적으로 설명한다.
아나목스(anammox)는 ANaerobic AMMonium OXidation(혐기성 암모늄 산화)의 약자로서, 질소를 이용하여 대사하는 미생물 종 혹은 이를 이용한 공정을 말한다. 질소 화합물을 질소 기체로 최종적으로 환원시켜 방출하는 기술로서, 최근 하수처리분야에서 각광받고 있다. 일반적인 아나목스 공정은 하기 화학식 3과 같이, 먼저 암모니아 산화 박테리아가 암모늄 이온 중 절반을 산화시켜 아질산 이온(아질산염)을 생성한다.
[화학식 3]
Figure pat00001
이어서 하기 화학식 4와 같이, 아나목스 박테리아(아나목스 미생물)가 암모늄 이온과 아질산 이온을 반응시켜 질소를 발생시킴으로써 질소 화합물을 제거한다. 이때, 암모늄 이온과 아질산염은 약 1:1의 몰 비로 반응한다.
[화학식 4]
Figure pat00002
그러나, 도 5와 같이(박스 부분 참조), 일반적인 아나목스 공정의 경우 암모늄 이온이 아질산염으로 전환된 후, 과폭기가 일어나서 아질산염이 질산염으로 전환되는 과정이 수반된다. 따라서, 별도의 탄소원을 이용하여 질산염을 다시 아질산염으로 전환시키는 과정이 동반되어야 하고, 이로 인해 질소 화합물 제거 효율이 떨어지게 된다.
이에 본 발명은 아질산염이 질산염으로 전환되는 과정을 배제하고, 수처리 공정에서 발생되는 다량의 질산염을 함유하는 피처리수(예를 들어, 역삼투 공정에서 생성되는 농축수)를 이용하여 질소 화합물의 제거 효율을 향상시켰다. 구체적으로, 하기 화학식 5와 같이, 혐기조(20)에서 다량의 질산염을 함유하는 피처리수와 탄소원을 포함하는 피처리수를 혼합하여 질산염을 아질산염으로 전환시킨다. 이때, 탄소원을 포함하는 피처리수는 역삼투 공정에 투입되기 전의 피처리수의 일부를 활용할 수 있고, 필요한 경우, 다양한 탄소원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 메탄올(CH3OH), 에탄올(C2H5OH), 메탄(CH4), 아세트산(CH3COOH), 2-옥탄아미도아세트산(2-Octanamidoacetic Acid) 및 글리세롤(Glycerol)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 5]
Figure pat00003
혐기조(20)에서 생성된 아질산염을 포함하는 피처리수는 아나목스 반응조(30)로 공급된다. 아나목스 반응조(30)는 내부에 아나목스 미생물을 수용하고, 암모늄 이온을 함유하는 피처리수가 유입된다. 이때, 아나목스 미생물은 칸디다투스 쿠에네니아(Candidatus Kuenenia), 칸디다투스 브로카디아(Candidatus Brocadia), 칸디다투스 아나목소글로버스(Candidatus Anammoxoglobus), 칸디다투스 제테니아(Candidatus Jettenia) 및 칸디다투스 스칼리두아(Candidatus Scalindua)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 사용할 수 있다. 또한, 암모늄 이온을 함유하는 피처리수는 수처리 공정에 유입되는 피처리수의 일부를 활용할 수 있다. 예를 들어, 역삼투 공정에 투입되기 전의 피처리수의 일부를 활용할 수 있다. 아나목스 반응조(30)에서는 하기 화학식 6과 같이, 암모늄 이온과 아질산염이 반응하여 질소 기체를 발생시킨다.
[화학식 6]
Figure pat00004
즉, 본 발명은 암모늄 이온이 아질산염으로 전환되는 과정을 배제(화학식 3 과정)하여 아질산염이 질산염으로 전환되는 과정(화학식 4 과정) 또한 배제할 수 있고, 이를 통해 보다 적은 탄소원을 활용하여 질소 화합물을 효과적으로 제거(질소 기체 발생)할 수 있는 효과를 가진다.
일 실시예에 있어서, 혐기조(20)와 아나목스 반응조(30)는 상하로 배치될 수 있고, 혐기조(20)와 아나목스 반응조(30) 사이에는 피처리수가 이동 또는 차단될 수 있도록 개폐부(40)가 구비될 수 있다. 개폐부(40)는 특별히 제한되는 것은 아니고, 다양한 형태로 구성될 수 있다. 일 예로, 원형의 홀(41)이 도어(42)에 의해 개폐되는 형태일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 혐기조(20) 및/또는 아나목스 반응조(30)는 내부에 수용된 피처리수를 효율적으로 교반하기 위하여 교반기(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 교반기는 공지의 다양한 형태의 교반기를 사용할 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 디스크 필터(10)는 수처리 과정에서 발생할 수 있는 스케일을 효과적으로 차단할 수 있고, 특히, 질소 화합물을 제거할 수 있는 수처리 장치에 용이하게 적용될 수 있다.
다음으로, 디스크 필터를 이용한 수처리 방법에 대해 설명한다. 디스크 필터(10)는 상술한 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 필터를 이용한 수처리 방법은, 하우징(11)의 측면 소정의 위치에 형성된 피처리수 유입구(12)로 피처리수가 유입되는 제1단계; 피처리수가 하우징(11)의 내부에 구비된 세라믹 필터(15)를 통과하는 제2단계; 및 피처리수가 세라믹 필터(15) 내측에 형성된 유로에 채워진 스케일 형성 방지제(16)와 혼합한 후, 피처리수 배출구(13)로 배출되는 제3단계;를 포함한다.
본 발명은 수처리 장치에 구비된 여러 관로에 스케일이 형성되는 것을 효과적으로 억제하기 위한 수처리 방법으로서, 세라믹 필터(15)를 이용하여 1차적으로 스케일 형성 유발 물질을 제거하고, 스케일 형성 방지제(16)를 이용하여 2차적으로 스케일 형성 유발 물질을 제거함으로써 효과적으로 스케일 형성을 방지할 수 있다. 여기에서, 세라믹 필터(15)와 스케일 형성 방지제(16)는 상술한 것을 사용하므로, 그 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
10 : 디스크 필터
11 : 하우징
12 : 피처리수 유입구
13 : 피처리수 배출구
14 : 역세척수 배출구
15 : 세라믹 필터
16 : 스케일 형성 방지제
17 : 유실 방지판
18 : 상단 배리어
19 : 하단 배리어
20 : 혐기조
21 : 제1유입구
22 : 제2유입구
30 : 아나목스 반응조
31 : 제3유입구
32 : 처리수 배출구
40 : 개폐부
41 : 홀
42 : 도어
100 : 디스크 필터가 구비된 수처리 장치

Claims (11)

  1. 원통 형상의 하우징;
    하우징의 측면 소정의 위치에 형성된 피처리수 유입구;
    하우징의 하부 중심 영역에 형성된 피처리수 배출구;
    하우징의 상부 중심 영역에 형성된 역세척수 배출구;
    하우징의 내부에 원형의 디스크 형상으로 구비된 세라믹 필터;
    세라믹 필터의 하부에 구비되고, 피처리수가 세라믹 필터를 통과할 수 있도록 피처리수의 흐름을 유도하는 하단 배리어; 및
    세라믹 필터 내측에 형성된 유로에 채워진 스케일 형성 방지제;를 포함하고,
    피처리수 유입구를 통해 유입된 피처리수가 세라믹 필터를 통과한 후, 스케일 형성 방지제가 채워진 유로를 통과하여 피처리수 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는, 디스크 필터.
  2. 제1항에 있어서, 세라믹 필터는,
    세라믹 분말, 바인더 및 헥사인산나트륨을 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는, 디스크 필터.
  3. 제2항에 있어서, 세라믹 필터는,
    세라믹 분말 100 중량부에 대해서 바인더는 10 내지 50 중량부, 헥사인산나트륨은 20 내지 40 중량부로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는, 디스크 필터.
  4. 제2항에 있어서, 바인더는,
    폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 초고분자 폴리에틸렌으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 디스크 필터.
  5. 제1항에 있어서, 스케일 형성 방지제는,
    소듐 폴리포스페이트(sodium polyphosphate, (NaPO3)x, x는 양수)로 형성된 볼(ball)인 것을 특징으로 하는, 디스크 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    스케일 형성 방지제가 채워진 유로에 구비되고, 스케일 형성 방지제의 유실을 방지하는 유실 방지판;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스크 필터.
  7. 제1항의 디스크 필터를 이용한 수처리 방법으로서,
    하우징의 측면 소정의 위치에 형성된 피처리수 유입구로 피처리수가 유입되는 제1단계;
    피처리수가 하우징의 내부에 구비된 세라믹 필터를 통과하는 제2단계; 및
    피처리수가 세라믹 필터 내측에 형성된 유로에 채워진 스케일 형성 방지제와 혼합한 후, 피처리수 배출구로 배출되는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스크 필터를 이용한 수처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 세라믹 필터는,
    세라믹 분말, 바인더 및 헥사인산나트륨을 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는, 디스크 필터를 이용한 수처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 세라믹 필터는,
    세라믹 분말 100 중량부에 대해서 바인더는 10 내지 50 중량부, 헥사인산나트륨은 20 내지 40 중량부로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는, 디스크 필터를 이용한 수처리 방법.
  10. 제8항에 있어서, 바인더는,
    폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 초고분자 폴리에틸렌으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 디스크 필터를 이용한 수처리 방법.
  11. 제7항에 있어서, 스케일 형성 방지제는,
    소듐 폴리포스페이트(sodium polyphosphate, (NaPO3)x, x는 양수)로 형성된 볼(ball)인 것을 특징으로 하는, 디스크 필터를 이용한 수처리 방법.
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