KR20210056842A - 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템에 관한 것으로, 고형물이 분리된 폐수를 처리하는 시스템에서, 고형물이 제거된 폐수가 유입되어 저장되는 폭기조와, 폭기조 내의 산기관에 공기를 공급하는 블로어를 구비하는 폭기장치; 폭기장치에서 배출된 폐수가 유입되도록 설치된 바이오매스여과장치; 바이오매스여과장치에서 배출된 폐수가 순차적으로 유입되도록 설치된 1차 응집반응조 및 2차 응집반응조; 1차 응집반응조 및 2차 응집반응조에 응집제를 투여하도록 설치된 응집제탱크; 2차 응집반응조에서 배출된 폐수가 유입되도록 설치된 모래여과장치; 모래여과장치에서 유입되는 오존반응조, 폐수와 오존이 혼합된 혼합수가 오존반응조로부터 유입되는 생물활성탄여과기와, 오존반응조와 생물활성탄여과기 사이에 배치되어 혼합수가 공급 및 회수되도록 설치된 순환라인을 구비한 오존,생물활성탄여과장치;오존,생물활성탄여과장치의 생물활성탄여과기에서 배출된 혼합수가 유입되되도록 설치된 1차 정수장치; 1차 정수장치에서 배출된 혼합수가 유입되되도록 설치된 2차 정수장치;와 2차 정수장치로 유입되는 혼합수에 활성탄분말을 공급하도록 설치된 활성탄분말탱크;를 포함하여 이루어짐으로써, 폐수를 반복적으로 정화시키면서 항생제 처리 효능을 일정 수준 이상으로 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 폐수를 처리하는 시스템 및 벙법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐수 내의 항생제가 다수의 여과장치 및 반응장치를 통과하면서 제거 및 저감되도록 한 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 항생제는 미생물에 의해서 생성되거나 인공적으로 합성된 화합물이다.
이러한 항생제는 크게 인체용으로 사용되는 항생제와, 가축용으로 사용되는 항생제가 있다. 이 항생제는 약물 특성상 인체 또는 가축에 투여된 후 70 ~ 90%가 체외로 배출된다. 가축용 항생제의 경우를 보면, 국내에 시판되고 있는 퇴액비를 수거하여 항생제를 측정한 결과 테트라사이클린(tetracyclines)이 퇴비에서 약 30%, 액비에서 100% 검출되었고, 설포나미드(sulfonamides)가 퇴비에서 약 20%, 액비에서 82%가 검출되었다. 이러한 항생제 중 가장 많이 검출되고 있는 성분으로는 테트라사이클린, 클로르 테트라사이클린(cholr tetracycline), 옥시 테트라사이클린(oxi tetrcycline), 플로르페니콜(florfenicol), 설파메톡사졸(sulfa methoxazole), 설파티아졸(sulfathiazole), 티아몰린(tiamulin) 및 타이로신(tylosin) 등이 있다.
이러한 항생제는 하폐수, 하폐수 슬러지, 인분, 가축분뇨 또는 음식물 쓰레기 등에 포함되어 자연 생태계에 그대로 노출되고 있고, 특히 노출된 항생제에 의해서 유발된 항생제 내성 유전자가 각종 미생물에 전이가 되어 결과적으로 인간에게 치명적인 위협이 되기 때문에 항생제의 오남용이나 잔류에 대해 사회적 문제로 대두되고 있는 상황이다.
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 폐수가 다수의 여과장치를 통과하면서 폐수에 포함된 여러 성분의 항생제가 제거 및 감소되도록 한 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상술된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템은 고형물이 분리된 폐수를 처리하는 시스템에서, 폐수가 유입되는 오존반응조, 폐수와 오존이 혼합된 혼합수가 오존반응조로부터 유입되는 생물활성탄여과기과, 오존반응조와 생물활성탄여과기 사이에 배치되어 혼합수가 공급 및 회수되도록 설치된 순환라인을 구비한 오존,생물활성탄여과장치;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 순환라인은 오존반응조에서 생물활성탄여과기로 혼합수가 공급되도록 설치된 유동관, 생물활성탄여과기에서 오전반응조로 혼합수가 회수되도록 설치된 제1회수관, 유동관과 제1회수관을 연결하여 설치된 제2회수관, 유동관에서 제2회수관 이전에 오존을 공급하도록 설치된 오존공급관, 오존공급관에 외부의 오존을 공급하도록 설치된 오전유입관, 오존공급관과 제2회수관 사이의 유동관에 배치되어 폐수와 오존을 혼합하도록 설치된 믹서, 생물활성탄여과기에서 정화된 혼합수가 배출되도록 설치된 배출관을 구비할 수 있다.
또한, 순환라인은 유동관에 설치된 순환펌프, 오존공급관에 설치된 가압펌프, 유동관에서 제2회수관 이후에 설치된 제1-1밸브, 제2회수관에 설치된 제1-2밸브, 제1회수관에 설치된 제2-2밸브 및 체크밸브, 배출관에 설치된 제2-2밸브와, 오존유입관 및 오존공급관에 설치된 밸브를 선택적으로 더 구비할 수 있다.
또한, 순환라인은 유동관에서 믹서 이전과 제1-1밸브 이후를 연결하여 폐수가 오존과의 혼합이 회피되어 생물활성탄여과기로 유동되도록 설치된 바이패스관, 오존반응조 및 생물활성탄여과기 내의 잉여가스가 유동하도록 설치된 가스관과, 이 가스관에 연결되어 잉여오존가스를 제거하도록 설치된 잉여오존가스제거지를 선택적으로 더 구비할 수 있다.
그리고 순환라인은 유동관에 양단부가 연결된 오존공급관으로 진공을 이용하여 오존을 공급하기 위해 오존공급관 및 오존유입관이 연결된 부위에 설치된 인젝터와, 오존유입관에 설치된 워터트랩 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 정수 시스템은 고형물이 제거된 폐수가 유입되어 저장되는 폭기조와, 폭기조 내의 산기관에 공기를 공급하는 블로어를 구비하는 폭기장치; 폭기장치에서 배출된 폐수가 유입되도록 설치된 바이오매스여과장치; 바이오매스여과장치에서 배출된 폐수가 순차적으로 유입되도록 설치된 1차 응집반응조 및 2차 응집반응조; 1차 응집반응조 및 2차 응집반응조에 응집제를 투여하도록 설치된 응집제탱크; 2차 응집반응조에서 배출된 폐수가 유입되고 오존,생물활성탄여과장치의 오존반응조로 배출하도록 설치된 모래여과장치; 오존,생물활성탄여과장치의 생물활성탄여과기에서 배출된 혼합수가 유입되되도록 설치된 1차 정수장치; 1차 정수장치에서 배출된 혼합수가 유입되되도록 설치된 2차 정수장치; 2차 정수장치로 유입되는 혼합수에 활성탄분말을 공급하도록 설치된 활성탄분말탱크; 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
여기서, 바이오매스여과장치의 제1여과조, 모래여과장치의 제2여과조, 생물활성탄여과기와 2차 정수장치의 제2정수조 중 적어도 하나에 내부 세척을 위한 역세척,세척라인이 설치될 수 있다.
이때, 역세척,세척라인은 여과조 또는 정수조 내부로 폐수 또는 세수가 유입되도록 설치된 유입관, 유입관에 설치된 제3-3밸브, 제3-3밸브 이전에 유입관으로부터 분배되어 여과조 또는 정수조의 상부로 폐수를 공급하도록 설치된 분배관, 분배관에서 폐수를 방출하도록 설치된 제3-1밸브, 제3-1밸브 이후에 설치된 제3-2밸브, 유입관의 제3-3밸브 이후와 분배관의 제3-2밸브 이후를 연결하여 설치된 회수관, 회수관에 설치된 제3-4밸브, 분배관의 회수관 연결부위 이후에 연결되어 외부 집수조로 폐수를 버리도록 설치된 집수관, 여과조 또는 정수조에서 정화된 폐수를 배출하도록 설치된 배출관, 배출관에 설치된 제3-5밸브와, 유입관에서 제3-3밸브와 회수관 사이에 연결되어 세수를 공급하는 세수관을 구비할 수 있다.
한편, 상기된 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템을 이용하여 폐수를 정수하는 방법은 폐수가 오존,생물활성탄여과장치에 유입되고, 순환라인을 통해 오존반응조에서 오존과 혼합되어 정수되며, 정수된 혼합수가 생물활성탄여과기에 유입되어 다시 정수되는 제50단계(S50);를 포함할 수 있다.
여기서 순환라인에 의해 폐수는 오존반응조에서 배출되어 믹서를 통과하고, 제1-1밸브(0가 잠기고 제1-2밸브가 개방되어 제2회수관 및 제1회수관을 따라 오존반응조로 회수된 후 다시 배출되며, 배출 및 회수가 반복되는 동안 가압펌프가 가동하여 외부의 오존이 진공상태인 오존유입관 및 인젝터를 통과하고 오존공급관을 거쳐 유동관으로 공급되고, 유동관의 폐수와 오전이 믹서를 통과하여 혼합되며, 미리 설정된 측정치에 도달될 때까지 배출과 회수가 반복될 수 있다.
이후, 설정된 측정치에 도달되면 제1-1밸브가 개방되고 제1-2밸브가 폐쇄되어 혼합수가 생물활성탄여과기로 유입되고, 제2-2밸브가 폐쇄되고 제2-1밸브가 개방되어 혼합수가 제1회수관을 따라 오존반응조로 회수되며, 미리 설정된 측정치에 도달될 때까지 배출과 회수가 반복될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 정수 방법은 고형물이 제거된 폐수가 폭기장치의 폭기조에 유입되고, 폭기조 내의 산기관에 블로어를 통해 공기를 공급하는 제10단계(S10); 폭기장치에서 배출된 폐수가 바이오매스여과장치의 제1여과조 내에 유입되어 볏짚필터, 모래필터 및 스트레이너를 통과하여 정수되는 제20단계(S20); 바이오매스여과장치에서 배출된 폐수가 1차 응집반응장치 및 2차 응집반응장치에 차례로 유입되고 응집제 및 교반기에 의해 응집되는 제30단계(S30); 2차 응집반응장치에서 배출된 폐수가 모래여과장치의 제2여과조에 유입되어 모래필터, 자갈,모래필터 및 스트레이너를 통과하여 정수되는 제40단계(S40); 모래여과장치에서 배출된 폐수가 제50단계(S50)의 오존반응조 및 생물활성탄여과기를 통과하여 1차 정수장치의 제1정수조에 유입되어 AOP램프에 의해 산화처리되는 제60단계(S60);와 1차 정수장치에서 배출된 혼합수가 활성탄분말이 첨가된 후 2차 정수장치의 제2정수조에 유입되고, 제올라이트필터, 자갈,모래필터 및 스트레이너를 통과하는 제70단계(S70);를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기된 여과조 또는 정수조는 역세척 및 세척이 이루어질 수 있다.
역세척시, 제3-2밸브와 제3-3밸브가 개방되고, 제3-1밸브, 제3-4밸브 및 제3-5밸브가 폐쇄되며, 세수가 세수관을 통해 유입관으로 유입된 후 제3-3밸브와 연동되어 상방 토출되고, 제3-2밸브와 연동되어 분배관에 유입된 후 집수관을 통해 배출될 수 있다.
또한, 역세척이 끝난 후 세척시, 제3-1밸브와 제3-4밸브가 개방되고, 제3-2밸브, 제3-3밸브 및 제3-5밸브가 폐쇄되며, 세수가 3-1밸브와 연동되어 하방 공급되고, 제3-4밸브와 연동되어 회수관에 유입된 후 분배관 및 집수관을 통해 배출될 수 있다.
그리고 세척 이후 정수 작동시, 제3-1밸브와 제3-5밸브가 개방되고, 제3-2밸브, 제3-3밸브 및 제3-4밸브가 폐쇄되며, 제3-1밸브와 연동되어 폐수가 하방 공급되고, 정화된 폐수가 배출관을 통해 배출될 수 있다.
전술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 폐수, 특히 축산분뇨에 포함된 항생제를 탁월하게 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 오존,생물활성탄여과장치의 순환라인에 의해 폐수를 반복적으로 정화시키면서 항생제 처리 효능을 일정 수준 이상으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 정수조 및 반응조에 대해 역세척,세척라인을 통해 세척함으로써, 수명 연한이 늘어날 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템이 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 오존,생물활성탄여과장치가 도시된 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유동 및 역세척라인이 확대 도시된 구성도이다.
도 4는 도 1의 시스템에서 폐수를 처리하는 순서가 도시된 공정도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템이 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 오존,생물활성탄여과장치가 도시된 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유동 및 역세척라인이 확대 도시된 구성도이다.
도 4는 도 1의 시스템에서 폐수를 처리하는 순서가 도시된 공정도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<시스템>
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 폭기장치(100), 바이오매스여과장치(200), 1차 응집반응장치(300), 2차 응집반응장치(400), 모래여과장치(500), 오존,생물활성탄여과장치(600), 1차 정수장치(700), 2차 정수장치(800)와, 역세척,세척라인(900)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 폐수는 일상생활에서 버려지는 하수 또는, 전처리장치로 고형물이 제거된 축산분료를 비롯하여 항생제가 포함된 모든 하수일 수 있다.
먼저, 폭기장치(100)는 폭기조(110), 블로어(120) 및 산기관(130)을 구비할 수 있다.
폭기조(110)는 전처리장치에서 고형물이 제거된 폐수에 활성슬러지가 첨가되고, 활성슬러지가 첨가된 폐수가 유입되도록 설치될 수 있다.
블로어(120) 및 산기관(130)은 폭기조(110)에 대량의 산소가 공급되도록 설치될 수 있다. 이때, 산기관(130)은 폭기조(110) 내부에 배치되고, 블로어(120)는 폭기조(110) 외부에 위치되어 산기관(130)으로 충분한 공기를 공급하도록 설치될 수 있다.
따라서, 폭기조(110) 내의 폐수에 충분한 공기가 공급되어 미생물에 의한 유기질 분해가 왕성하게 이루어질 수 있다.
한편, 바이오매스여과장치(200)는 제1여과조(210), 볏짚필터(F1), 모래필터(F2) 및 스트레이너(F3)를 구비할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 폐수가 상부로 유입 및 하부로 배출되도록 제1여과조(210)가 설치되고, 제1여과조(210)의 내부에 볏짚필터(F1), 모래필터(F2) 및 스트레이너(F3)가 상부에서 하부로 순차적 배치될 수 있다. 여기서, 볏짚필터(F1)와 모래필터(F2)는 대략 6~8:2~4의 비율로 적층될 수 있다. 또한, 바이오매스여과장치(200)는 제1여과조(210)의 상부에 연결되어 내부의 가스를 배출하기 위한 공기제거관을 더 구비할 수 있다.
따라서, 제1여과조(210)로 폐수가 볏짚필터(F1), 모래필터(F2) 및 스트레이너(F3)를 순차적으로 통과하면서 항생제가 저감될 수 있다. 이때, 폐수가 볏짚필터(F1)를 통과하게 되면 고온 발효하게 되면서 항생제가 빠르게 저감될 수 있다. 특히 테트라사이클린제의 일종인 옥시 테트라사이클린과 클로르 테트라사이클린이 대량 감소될 수 있다.
한편, 1차 응집반응장치(300) 및 2차 응집반응장치(400)는 1차 응집반응조(310) 및 2차 응집반응조(410)와, 교반기(320)를 구비하고, 공용으로 응집제탱크(330)를 구비할 수 있다.
1차 응집반응조(310)는 바이오매스여과장치(200)를 통과한 폐수가 유입되고, 2차 응집반응조(410)로 배출되도록 설치될 수 있다.
2차 응집반응조(410)는 1차 응집반응조(310)에서 유입된 폐수가 모래여과장치(500)로 배출되도록 설치될 수 있다.
교반기(320)는 1차 응집반응조(310) 및 2차 응집반응조(410)에 각각 배치되고, 교반날개가 동작하면서 응집반응조 내의 폐수를 교반하도록 설치될 수 있다.
응집제탱크(330)는 1차 응집반응조(310) 및 2차 응집반응조(410)에 응집제를 공급하도록 설치될 수 있다. 여기서, 응집제탱크(330)는 1차 응집반응조(310) 및 2차 응집반응조(410)에 각각 설치될 수 있고, 각기 다른 종류의 응집제를 공급할 수 있다. 또한, 1차 응집반응조(310) 또는 2차 응집반응조(410)에 공급되는 응집제의 전체 양이 다를 수 있고, 폐수의 반응 정도에 따라 응집제의 시간당 공급양이 다를 수 있다.
따라서, 1차 응집반응장치(300)에 유입된 폐수는 응집제탱크(330)에서 공급된 응집제와 더불어 1차 응집반응조(310) 내에서 교반기(320)에 의해 교반되어 1차 응집된 후, 2차 응집반응장치(400)로 배출될 수 있다. 2차 응집반응장치(400)에 유입된 폐수는 응집제탱크(330)에서 공급된 응집제와 더불어 2차 응집반응조(410) 내에서 교반기(320)에 의해 교반되어 2차 응집된 후, 모래여과장치(500)로 배출될 수 있다.
한편, 모래여과장치(500)는 제2여과조(510), 모래필터(F2), 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)를 구비할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 2차 응집반응장치(400)의 폐수가 상부로 유입되어 하부로 배출되도록 제2여과조(510)가 설치되고, 제2여과조(510)에 모래필터(F2), 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)가 상부에서 하부로 순차적 배치될 수 있다. 여기서, 모래필터(F2)와 자갈,모래필터(F4)는 대략 6~8:2~4의 배율로 적층될 수 있다. 또한, 모래여과장치(500)는 제2여과조(510)의 상부에 연결되어 내부의 가스를 배출하기 위한 공기제거관을 더 구비할 수 있다.
이러한 모래여과장치(500)는 탄산칼슘(CaCO3) 또는 수산화마그네슘(Mg(OH)2)의 침전을 유도하여 단시간에 깨끗한 염수(brine)을 얻을 수 있다. 즉 모래필터(F2)에 규석, 규사 및 코크스 가루를 충전함으로써 염수를 생성 및 활용하여 항생제를 저감시킬 수 있다. 이때, 거름방식으로는 항압식과 항속식을 단독 또는 병행하여 사용할 수 있다.
한편, 오존,생물활성탄여과장치(600)는 오존반응조(610), 잉여가스오존제거지(620), 생물활성탄여과기(630) 및 순환라인(640)을 구비할 수 있다.
오존반응조(610)는 모래여과장치(500)로부터 폐수가 유입되고, 생물활성탄여과기(630)로 배출되도록 설치될 수 있다. 이 오존반응조(610)에서는 오존과 폐수가 반응혼합되어 반응될 수 있다.
잉여가스오존제거지(620)는 오존반응조(610)에 유입되는 오존과 폐수의 혼합수로부터 잉여오존가스를 제거하도록 설치될 수 있다. 이 잉여가스오존제거지(620)는 오존반응조(610) 및 생물활성탄여과기(630)의 내부와 통하도록 설치된 가스관(621)에 연결되어 설치될 수 있다. 따라서, 잉여가스오존제거지(620)는 가스관(621)을 통해 배출된 잉여오존가스를 제거할 수 있다.
생물활성탄여과기(630)는 오존과 폐수의 혼합수가 유입되어 생물활성탄에 의해 여과되도록 설치될 수 있다. 이 생물활성탄여과기(630)는 내부에 활성탄필터(F5), 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)가 상부에서 하부로 순착적으로 배치될 수 있다. 여기서, 활성탄필터(F5)와 자갈,모래필터(F4)는 대략 6~8:2~4의 비율로 적층될 수 있다. 이러한 생물활성탄여과기(630)는 유기물질의 제거에만 의존하는 GAC(Granular Activated Carbon)에 비해 흡착과 생물분해라는 2가지 메카니즘으로 오염물질을 제거하므로 오염물질의 제거효율이 높고, 일반적인 생물학적 처리법에 비해 난해성 미생물을 제거할 수 있는 장점이 있다. 이러한 생물활성탄여과기(630)에서 분리된 고농도의 폐수는 집수관(960)을 통해 별도 마련된 집수조에 집수되고, 정수된 혼합수는 1차 정수장치(700)로 유동될 수 있다.
순환라인(640)은 도 2에서 보듯이 오존반응조(610)와 생물활성탄여과기(630)를 연결하여 폐수의 유동 및 반복 순환을 제어하도록 설치될 수 있다. 이를 위해 순환라인(640)은 유동관(641), 제1회수관(642), 제2회수관(643), 오존유입관(644), 오존공급관(645), 믹서(646) 및 바이패스관(647)을 구비할 수 있다. 이 순환라인(640)은 바이오매스여과장치(200)와 모래여과장치(500) 또는, 1차 정수장치(700)와 2차 정수장치(800) 사이에도 설치될 수 있고, 각 장치 및 응집반응조 사이의 어느 곳에도 설치될 수 있다.
먼저, 유동관(641)은 오존반응조(610)에서 생물활성탄여과기(630)를 연결하여 설치될 수 있다. 이 유동관(641)에는 오존반응조(610)에서 배출된 폐수와 오존이 혼합된 혼합수가 생물활성탄여과기(630)로 유동하도록 순환펌프(P1)가 설치될 수 있다. 그리고 유동관(641)에는 혼합수가 제2회수관(643)으로 유입되거나, 제2회수관(643)을 지나 생물활성탄여과기(630)로 유동되도록 제2회수관(643) 이후에 제1-1밸브(V1-1)가 설치될 수 있다.
또한, 제1회수관(642)은 생물활성탄여과기(630)에서 배출된 혼합수가 오존반응조(610)로 회수되도록 생물활성탄여과기(630)에서 오존반응조(610)를 연결하여 설치될 수 있다. 이 제1회수관(642)에는 개폐를 위한 제2-1밸브(V2-1)와, 역류를 방지하기 위한 체크밸브(Vc)가 설치될 수 있다.
또, 제2회수관(643)은 유동관(641)에서 믹서(646)와 제1-1밸브(V1-1) 사이로부터 제2회수관(643)을 연결하여 설치될 수 있다. 이 제2회수관(643)에는 개폐를 위한 제1-2밸브(V1-2)가 설치될 수 있다. 이로 인해, 믹서(646)를 통과한 혼합수가 제2회수관(643)을 통해 제1회수관(642)으로 유입된 후 오존반응조(610)로 회수될 수 있다.
또한, 오존유입관(644)은 오존반응조(610)와 믹서(646) 사이에 설치되고, 일단이 오존 유입을 위한 오존탱크와 연결될 수 있다. 이 오존유입관(644)에는 진공상태에서 오존을 흡기하여 토출하도록 워터트랩(W)과 인젝터(I)가 설치될 수 있다.
또, 오존공급관(645)은 유동관(641)과 오존유입관(644)을 연결하여 설치될 수 있다. 이 오존공급관(645)과 오존유입관(644)의 연결 부위에 인젝터(I)가 배치되어 오존유입관(644)의 오존가스가 오존공급관(645)으로 토출되도록 설치될 수 있다. 그리고 오존공급관(645)에는 인젝터(I)로부터 유입된 오존가스를 유동관(641)으로 공급하도록 가압펌프(P2)가 설치되고, 필요시 오존공급관(645)의 개폐를 위한 적어도 1개의 밸브가 설치될 수 있다. 이때, 오존공급관(645)은 양단부가 유동관(641)의 2개소를 연결하여 설치될 수 있다. 따라서, 오존반응조(610)에서 배출된 폐수가 유동관(641)을 따라 유동하다가 유동관(641) 및/또는 오존유입관(644)에서 폐수와 오존가스가 뒤섞인 후 믹서(646)로 공급될 수 있다. 여기서, 오존유입관(644) 또는 오존공급관(645)에는 개폐밸브 및/또는 체크밸브가 설치될 수 있다.
또한, 믹서(646)는 유동관(641)에서 오존반응조(610)와 제2회수관(643) 사이에 설치될 수 있다. 이 믹서(646)는 순환펌프(P1) 이후에 설치되고, 혼합수와 오존의 혼합을 조력할 수 있다.
또, 바이패스관(647)은 유동관(641)에서 오존유동관(641) 이전에서 제1-1밸브(V1-1) 이후를 연결하여 설치될 수 있다. 이 바이패스관(647)에는 개폐밸브 및/또는 체크밸브가 설치될 수 있다. 따라서, 오존반응조(610)에서 배출된 페수가 오존과 혼합되지 않은 채로 생물활성탄여과기(630)로 곧바로 유동할 수 있다.
한편, 1차 정수장치(700)는 제1정수조(710)와 AOP램프(720,Advanced Oxidation Process lamp)를 구비할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 생물활성탄여과기(630)에서 배출된 폐수와 오존의 혼합수가 유입 및 배출되도록 제1정수조(710)가 설치되고, 제1정수조(710)의 내부에 AOP램프(720)가 설치될 수 있다. 따라서, 오존,생물활성탄여과장치(600)에서 유입된 혼합수가 제1정수조(710)에서 AOP램프(720)의 산화처리 과정을 통해 1차 정수될 수 있다.
한편, 2차 정수장치(800)는 제2정수조(810), 활성탄분말탱크(820)를 구비할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 1차 정수장치(700)에서 배출된 1차 정수된 물이 유입 및 배출되도록 제2정수조(810)가 설치되고, 제2정수조(810)에서 유입되기 전에 1차 정수된 물에 활성탄분말을 공급하도록 활성탄분말탱크(820)가 설치될 수 있다.
여기서, 제2정수조(810)는 내부에 제올라이트필터(F6) 및 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)가 상부에서 하부로 순차적으로 배치될 수 있다. 이 제올라이트필터(F6)와 자갈,모래필터(F4)는 대략 6~8:2~4의 비율로 적층될 수 있다. 또한, 제올라이트는 신생대 3기의 화산회가 열수에 의한 속성작용으로 생성된 광물이고, 물분자가 결정수 형태이며, 구조 중에 존재하는 함수 알루미나 규산염광물이다. 이 제올라이트는 특히 미생물흡착, 악취제거, 중금속 흡착, 정수처리, 폐수처리, 및 가스 흡착 등의 환경 정화용으로 사용될 수 있다. 이러한 2차 정수장치(800)에서 분리된 고농도의 폐수는 집수관(960)을 통해 별도 마련된 집수조에 집수되고, 최종 정수된 정화수는 배출관(970)을 통해 방류될 수 있다. 한편, 활성탄분말을 제올라이트와 함께 사용하여 항생제 제거 성능을 월등히 상승시킬 수 있다.
따라서, 1차 정수장치(700)에서 배출된 1차 정수된 물이 활성탄분말이 혼합된 상태로 제2정수조(810)에 유입되어 제올라이트필터(F6) 및 자갈,모래필터(F4)에 의해 최종 정수될 수 있다.
한편, 바이오매스여과장치(200), 모래여과장치(500), 생물활성탄여과기(630), 2차 정수장치(800) 또는 이들 장치를 포함한 모든 장치 및 반응조는 장시간 정수하는 동안 필터에 오물이 흡착되거나 오물에 의해 막히는 등의 환경 변화로 정수 능력이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해 대략 폐수가 유입되는 부위와 폐수가 배출되는 부위의 압력차이가 대략 0.6 ~ 0.9bar 이상, 바람직하게는 0.8bar 이상이되면 역세척 및 세척을 통해 오물을 제거할 수 있다. 이때, 역세척이 수행된 후 세척이 이루어질 수 있다. 이하, 설명의 편의상 역세척시 사용된 세수를 '역세척 세수'라 하고, 세척시 사용된 세수를 '세척 세수'라 한다.
이러한 역세척 및 세척라인(900)은 도 3에서 보듯이, 바이오매스여과장치(200)의 제1여과조(210), 모래여과장치(500)의 제2여과조(510), 생물활성탄여과기(630)와, 2차 정수장치(800)의 제2정수조(810)에 설치될 수 있다. 또한, 역세척 및 세척라인(900)은 도 3에서 보듯이 제2정수조(810)에 설치된 구조를 예로 하여 설명하면, 유입관(910), 분배관(920), 세수관(930), 회수관(940), 공기제거관(950), 집수관(960) 및 배출관(970)을 구비할 수 있다. 이외에 역세척 및 세척라인(900)은 세수를 토출하기 위한 노즐이 설치되고, 이 노즐은 폐수를 공급하는 제3-1밸브(V3-1)와, 세수를 토출하는 제3-3밸브(V3-3) 근처에 설치되어 각 밸브와 연동하여 작동될 수 있다. 따라서, 폐수 및 세수의 공급 및 토출에 대해서 밸브를 언급하여 노즐의 설명이 포함되도록 하고, 노즐에 대해서는 필요시에만 간략히 언급하기로 한다.
유입관(910)은 폐수 또는 세수가 제2정수조(810)의 하부로 유입되어 배출관(970)으로 배출되도록 설치될 수 있다. 이 유입관(910)에는 세수를 토출하도록 제3-3밸브(V3-3)가 설치될 수 있다.
분배관(920)은 유입관(910)에서 분배되어 폐수 또는 세수가 제2정수조(810)의 상부로 유입되어 집수관(960)으로 배출되도록 설치될 수 있다. 이 분배관(920)에는 폐수 또는 세수가 제2정수조(810) 내부에 토출되도록 제3-1밸브(V3-1)가 설치되고, 제2정수조(810) 내의 상부에 위치한 역세척 세수가 유입되도록 제3-2밸브(V3-2)가 설치될 수 있다. 이때, 제3-2밸브(V3-2)를 통해 유입된 역세척 세수는 집수관(960)을 통해 외부에 별도 설치된 집수조에 집수될 수 있다.
세수관(930)은 외부의 세수를 유입관(910)으로 공급하도록 설치되고, 제3-3밸브(V3-3) 이후와 회수관(940) 사이에 연결될 수 있다. 또한, 세수관(930)에는 개폐밸브 및/또는 체크밸브가 설치될 수 있다.
회수관(940)은 유입관(910)과 분배관(920)을 연결하여 설치될 수 있다. 이 회수관(940)에는 개폐를 위한 제3-4밸브(V3-4)가 설치될 수 있다. 따라서, 제3-4밸브(V3-4)가 개방되어 회수관(940)으로 유입된 세척 세수가 분배관(920)을 통해 집수관(960)으로 배출되도록 유도될 수 있다.
공기제거관(950)은 제2정수조(810)의 상부에 연결되고, 집수관(960)과 통하도록 설치될 수 있다. 이 공기제거관(950)에는 개폐를 위한 제3-6밸브(V3-6)가 설치될 수 있다. 따라서, 공기제거관(950)을 통해 정수, 역세척 및 세척시 발생하는 가스가 집수관(960)으로 배출될 수 있다. 이러한 공기제거관(950)은 각 장치의 여과조 및 정수조에 설치될 수 있다.
집수관(960)은 공기제거관(950), 분배관(920) 및 유입관(910)과 연결되고, 제2정수조(810)의 외부에 별도 마련된 집수조로 집수되도록 설치될 수 있다.
배출관(970)은 제2정수조(810)의 하부에 연결되어 제2정수조(810) 내의 정수된 폐수가 배출되도록 설치될 수 있다.
이와 같은 구성을 토대로 역세척하는 경우, 제3-2밸브(V3-2)와 제3-3밸브(V3-3)가 개방되고, 제3-1밸브(V3-1), 제3-4밸브(V3-4)와 제3-5밸브(V3-5)가 폐쇄될 수 있다. 또한, 세척하는 경우, 제3-1밸브(V3-1)와 제3-4밸브(V3-4)가 개방되고, 제3-2밸브(V3-2), 제3-3밸브(V3-3)와 제3-5밸브(V3-5)가 폐쇄될 수 있다. 또, 일반적으로 폐수를 정수시키는 경우, 후술된 제3-1밸브(V3-1)와 제3-5밸브(V3-5)가 개방되고, 제3-2밸브(V3-2), 제3-3밸브(V3-3)와 제3-4밸브(V3-4)가 폐쇄될 수 있다.
<방법>
이하에서는 상술된 본 발명에 따른 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템에 의한 정수 방법에 대해 도 4를 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 그리고 본 발명에 따른 방법은 정수 공정은 물론 특히 항생제를 최재한 저감시키도록 된 특성화된 공정일 수 있다.
도 4를 보면, 먼저 폐수가 폭기장치(100)에 유입된다(S10). 여기서, 폐수는 전처리공정에서 고형물이 제거된 후 활성슬러지가 첨가된 상태일 수 있다. 이 폐수가 폭기장치(100)의 폭기조(110)에 유입되고, 폭기조(110) 내의 산기관(130)을 통해 외부 유기질 분해가 활발히 이루어지도록 블로어(120)에 의해 충분한 공기가 공급될 수 있다.
다음으로, 폭기조(110)에서 배출된 폐수가 바이오매스여과장치(200)에 유입된다(S20). 항생제를 포함한 폐수가 제1여과조(210) 내의 볏짚필터(F1), 모래필터(F2) 및 스트레이너(F3)를 통과하면서 일부 정수될 수 있다. 여기서, 제1여과조(210)에서 발생한 가스가 가스제거관을 통해 외부로 배출될 수 있다.
다음으로, 바이오매스여과장치(200)에서 배출된 폐수가 1차 응집반응장치(300) 및 2차 응집반응장치(400)에 차례로 유입된다(S30). 응집제가 공급된 1차 응집반응조(310)에 폐수가 유입되고, 1차 교반기(320)에 의해 교반되어 응집될 수 있다. 또한, 1차 응집된 폐수가 2차 응집반응조(410)에 유입되고, 2차 교반기(320)에 의해 교반되어 재차 응집될 수 있다.
다음으로, 2차 응집반응장치(400)에서 배출된 폐수가 모래여과장치(500)에 유입된다(S40). 항생제를 포함한 폐수가 제2여과조(510) 내의 모래필터(F2), 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)를 통과하면서 재차 정수될 수 있다. 또한, 제2여과조(510)에서 발생한 가스가 공기제거관을 통해 외부로 배출될 수 있다.
다음으로, 모래여과장치(500)에서 배출된 폐수가 오존,생물활성탄여과장치(600)에 유입된다(S50). 모래여과장치(500)에서 배출된 폐수가 오존반응조(610)에 유입되어 오존과 섞여서 정수되고, 정수된 혼합수가 생물활성탄여과기(630)에 유입되어 다시 정수될 수 있다. 여기서, 폐수는 순환라인(640)의 운영에 의해 오존반응조(610)에 반복적으로 회수되기도 하고, 생물활성탄여과기(630)를 통과하여 다시 오존반응조(610)로 회수될 수도 있다. 이때, 순환라인(640)의 운영에 대해 자세히 설명하자면, 오존반응조(610)에 폐수가 미리 설정된 양만큼 차게 되면 압력스위치에 의해 순환펌프(P1)가 작동될 수 있다. 이로 인해, 폐수가 오존반응조(610)에서 배출되어 믹서(646)를 통과하고, 제1-1밸브(V1-1)가 잠기고 제1-2밸브(V1-2)가 개방되어 제2회수관(643) 및 제1회수관(642)을 따라 오존반응조(610)로 회수될 수 있다.
이처럼 폐수가 배출 및 회수가 반복적으로 이루어지는 동안 가압펌프(P2)가 작동하게 되면 오존이 오존유입관(644) 및 인젝터(I)를 통과하여 오존공급관(645)을 거쳐 유동관(641)으로 공급될 수 있다. 따라서, 유동관(641)에서 폐수와 오존이 만나서 믹서(646)를 통과하여 혼합될 수 있다. 이 폐수와 오존이 섞인 혼합수가 제2회수관(643)을 통해 반복 회수되는 동안, 미리 설정된 값만큼 항생제가 저감되거나 오염물질이 저감될 수 있다. 이후 제1-1밸브(V1-1)가 개방되고, 제1-2밸브(V1-2)가 폐쇄되어 혼합수가 생물활성탄여과기(630)로 유입되어 재차 정수될 수 있다. 또한, 생물활성탄여과기(630)에서 배출된 폐수가 제2-2밸브(V2-2)가 폐쇄되고 제2-1밸브(V2-1)가 개방되어 제1회수관(642)을 따라 오존반응조(610)로 회수될 수 있다. 이때, 혼합수에서 미리 설정된 값만큼 저감되거나 오염물질이 저감될 때까지 혼합수의 배출 및 회수가 반복될 수 있다.
이와 같이, 생물활성탄여과기(630)와 오존반응조(610)를 반복 유동하는 동안, 미리 설정된 값만큼 항생제가 저감되거나 오염물질이 저감된 후, 제2-1밸브(V2-1)가 폐쇄되고 제2-2밸브(V2-2)가 개방되어 배출될 수 있다. 헌편, 오존반응조(610)에서 생물활성탄여과기(630)로 설치된 바이패스관(647)에 의해 오존이 혼합되지 않은 상태로 폐수가 유동될 수도 있다. 또한, 오존반응조(610) 및 생물활성탄여과기(630) 내의 잉여 오존가스가 가스관(621)을 통해 잉여가스오존제거지(620)로 배출될 수 있다.
다음으로, 오존,생물활성탄여과장치(600)에서 배출된 혼합수가 1차 정수장치(700)로 유입된다(S60). 생물활성탄여과기(630)에서 배출된 폐수가 제1정수조(710)에 유입되고, 제1정수조(710) 내에 설치된 AOP램프(720)의 자외선에 의해 산화처리되어 1차 정수될 수 있다.
끝으로, 1차 정수장치(700)에서 배출된 혼합수가 2차 정수장치(800)로 유입된다(S70). 제1정수조(710)에서 배출된 폐수에 활성탄분말이 섞인 후 제2정수조(810)에 유입될 수 있다. 이때, 제2정수조(810)에서 제올라이트필터(F6)와 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)를 통과하여 최종 정수될 수 있다. 이후, 최종 정수된 혼합수는 배출관(970)을 통해 방류되고, 이때 걸러진 오염물질 및 오염수는 집수관(0을 통해 집수조로 배출될 수 있다.
한편, 제1여과조(210), 제2여과조(510), 생물활성탄여과기(630) 및 제2정수조(810) 중 적어도 1개에는 내부를 청소하기 위해 도 3에서와 같이, 역세척 및 세척라인(900)이 설치될 수 있다. 이 역세척 및 세척라인(900)의 운영방법에 대해 간략히 설명하고자 한다. 또한, 폐수 및 세수를 공급하기 위한 노즐이 설치되고, 이 노즐은 폐수를 공급하는 제3-1밸브(V3-1)와, 세수를 토출하는 제3-3밸브(V3-3) 근처에 설치되어 각 밸브와 연동하여 작동될 수 있다. 따라서, 폐수 및 세수의 공급 및 토출에 대해 노즐에 대한 직접적인 언급을 회피하면서 밸브와 연관지어 설명하기로 한다.
일상적인 정수 작동시 제3-1밸브(V3-1)와 제3-5밸브(V3-5)가 개방되고, 제3-2밸브(V3-2), 제3-3밸브(V3-3) 및 제3-4밸브(V3-4)가 폐쇄될 수 있다. 따라서, 폐수는 유입관(910) 및 분배관(920)을 지나 제3-1밸브(V3-1)로 토출되고, 정수된 다음 개방된 제3-5밸브(V3-5)의 배출관(970)을 통해 유동하게 된다. 이처럼 정수 작동이 지속되는 동안 대략 폐수가 유입되는 부위와 폐수가 배출되는 부위의 압력차가 대략 0.6bar 이상 또는 0.8bar 이상이 되면 제2정수조(810)의 내부를 세척하게 된다. 이때, 제2정수조(810)의 내부는 세수를 하방에서 상방으로 토출하는 역세척과, 역세척 이후 세수를 상방에서 하방으로 유동하게 하는 세척이 수행될 수 있다.
먼저, 역세척은 제3-2밸브(V3-2)와 제3-3밸브(V3-3)가 개방되고, 제3-1밸브(V3-1), 제3-4밸브(V3-4) 및 제3-5밸브(V3-5)가 폐쇄될 수 있다. 따라서, 세수는 세수관(930)을 통해 유입관(910)으로 유입된 후 제3-3밸브(V3-3)와 연동되어 상방 토출되고, 제3-2밸브(V3-2)와 연동되어 분배관(920)에 유입된 후 집수관(960)을 통해 배출될 수 있다.
그리고 세척은 제3-1밸브(V3-1)와 제3-4밸브(V3-4)가 개방되고, 제3-2밸브(V3-2), 제3-3밸브(V3-3) 및 제3-5밸브(V3-5)가 폐쇄될 수 있다. 따라서, 세수는 제3-1밸브(V3-1)와 연동되어 하방 공급되고, 제3-4밸브(V3-4)와 연동되어 회수관(940)에 유입된 후 분배관(920) 및 집수관(960)을 통해 배출될 수 있다.
이후, 역세척 및 세척이 완료되면 일상적인 정수 작동이 수행될 수 있다.
<실험>
상기된 바와 같이 본 발명은 축산 분뇨를 포함한 폐수를 정수시키면서 특히 항생제를 효율적으로 저감 또는 제거시키기 위한 시스템 및 방법이다. 따라서, 축산 분뇨의 폐수에 대해 정수시키면서 항생제의 함유량을 측정하였다. 여기서, 항생제 중 축산 분뇨에 다량으로 포함된 클로르 테트라사이클린(chlor tetracycline), 옥시 테트라사이클린(oxi tetracycline), 플로르 페니콜(flor fenicol), 설파메톡사졸(sulfa methoxazole), 설파티아졸(sulfathiazole), 티아몰린(tiamulin), 타이로신(tylosin)에 대해 측정하였다.
이러한 측정을 위해 도 1에서 보듯이 원수인 폐수가 폭기장치(100)에 유입되는 지점('가'지점), 폭기장치(100)를 통과한 지점('나'지점), 2차 응집반응조(410)를 통과한 지점('다'지점), 모래여과장치(500)를 통과한 지점('라'지점), 오존,생물활성탄여과장치(600)를 통과한 지점('마'지점)과, 2차 정수장치(800)를 통과한 지점('바'지점)에서 일정 양의 폐수 샘플을 추출하고, 이 폐수 샘플로부터 측정된 항생제를 측정하였다. 이때, 실험에 사용된 돼지 분뇨의 성분이 [표 1]에 기재되어 있고, 측정된 항생제 종류가 [표 2]에 기재되어 있으며, 본 발명의 시스템을 통과하는 동안 특정 지점에서 추출된 샘플에서 항생제가 측정된 결과값이 아래 [표 3]에 기재되어 있고, 잔존율에 대해서도 [표 4]에 기재되어 있다.
| 처리용량(m/1일3) | 30 ~ 40 | 처리수 | 처리율(%) |
| LMSS(mg/L) | 15,000 | 14.4 | 99.99 |
| BOD(mg/L) | 20,000 | 96 | 99.55 |
| TN(ng/L) | 5,300 | 34.5 | 99.35 |
| TP(mg/L) | 650 | 0.479 | 99.93 |
| pH | 8.5 | 7.4 | 7.4 |
| ℃ | 28 | 29 | 29 |
| 품명 | 한글명 | 화학식 | 분자량 | CAS번호 |
| Chlor tetracyline |
클로르 테트라사이클린 |
C22H23CIN208 | 478.89g/mol | 57-62-5 |
| Oxi tetracyline |
옥시 테트라사이클린 |
C22H24N09 | 460.44g/mol | 57-62-535 |
| Florfenicol | 플로르페니콜 | C12H14CL2FN04S | 358.21266g/mol | 73231-34-2 |
| Sulfa methoxazole |
설파 메톡사졸 | C10H11N303S | 253.276g/mol | 723-46-6 |
| Sulfa thizole | 설파 티아졸 | C9H9N302S2 | 278.36g/mol | 72-14-0 |
| Tiamulin | 티아몰린 | C28H47N04S | 493.742g/mol | 55297-96-6 |
| Tylosin | 타이로신 | C9H11N03 | 181.19g/mol | 200-460-4 |
| 추출지점 | 클로르 테트라사이클린 | 옥시 테트라사이클린 | 플로르페니콜 | 설파 메톡사졸 |
설파 티아졸 |
티아몰린 | 타이로신 |
| '가'지점 | 64.0 | 47.7 | 11.6 | 5.1 | 4.3 | 171.4 | 12.4 |
| '나'지점 | 37.8 | 23.6 | N.D | 5.8 | 5.8 | 28.9 | 5.2 |
| '다'지점 | 12.6 | 13.0 | N.D | 7.3 | 6.1 | 30.7 | 9.8 |
| '라'지점 | 11.9 | 9.5 | 4.8 | 3.3 | 2.0 | 19.4 | 4.8 |
| '마'지점 | 4.3 | 5.1 | N.D | 3.1 | 2.4 | 7.7 | 8.2 |
| '바'지점 | 1.2 | 3.8 | N.D | 2.5 | 2.0 | 3.6 | 3.1 |
| 추출지점 | 클로르 테트라사이클린 |
옥시 테트라사이클린 |
설파 메톡사졸 |
설파 티아졸 |
티아몰린 | 타이로신 |
| '나'지점 | 59.06 | 49.48 | 113.73 | 134.88 | 16.86 | 41.94 |
| '다'지점 | 19.69 | 27.25 | 143.14 | 141.86 | 17.91 | 79.03 |
| '라'지점 | 18.59 | 19.92 | 64.71 | 46.51 | 11.32 | 38.71 |
| '마'지점 | 6.72 | 10.69 | 60.78 | 55.81 | 4.49 | 66.13 |
| '바'지점 | 6.72 | 7.97 | 49.02 | 46.51 | 2.10 | 25 |
| 총 감소비 | 98.12 | 92.03 | 50.98 | 53.49 | 97.90 | 75 |
위의 표를 보면 테트라사이클린 계열 및 설파 계열을 포함하는 CTC 및 OTC와, SMZ 및 STZ 계열에 대해 전체적으로 고른 감소 효율을 얻을 수 있었습니다.
따라서, 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 축산 분뇨, 특히 돼지 분뇨를 정수하게 되면 항생제에 대해 탁월한 효과가 있었습니다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100:폭기장치
110:폭기조 120:블로어
130:산기관
200:바이오매스여과장치
210:제1여과조
300:1차 응집반응장치
310:1차 응집반응조 320:교반기
330:응집제탱크
400:2차 응집반응장치
410:2차 응집반응조
500:모래여과장치
510:제2여과조
600:오존,생물활성탄여과장치
610:오존반응조 620:잉여가스오존제거지
621:가스관 630:생물활성탄여과기
640:순환라인 641:유동관
642:제1회수관 643:제2회수관
644:오존유입관 645:오존공급관
646:믹서 647:바이패스관
700:1차 정수장치
710:제1정수조 720:AOP램프
800:2차 정수장치
810:제2정수조 820:활성탄분말탱크
900:역세척,세척라인
910:유입관 920:분배관
930:세수관 940:회수관
950:공기제거관 960:집수관
970:배출관
F1:볏짚필터 F2:모래필터
F3:스트레이너 F4:자갈,모래필터
F5:활성탄필터 F6:제올라이트필터
P1:순환펌프 P2:가압펌프
V1-1:제1-1밸브 V1-2:제1-2밸브
V1-3:제1-3밸브 V2-1:제2-1밸브
V2-2:제2-2밸브 V3-1:제3-1밸브
V3-2:제3-2밸브 V3-3:제3-3밸브
V3-4:제3-4밸브 V3-5:제3-5밸브
V3-6:제3-6밸브 Vc:체크밸브
W:워터트랩.
I:인젝터.
110:폭기조 120:블로어
130:산기관
200:바이오매스여과장치
210:제1여과조
300:1차 응집반응장치
310:1차 응집반응조 320:교반기
330:응집제탱크
400:2차 응집반응장치
410:2차 응집반응조
500:모래여과장치
510:제2여과조
600:오존,생물활성탄여과장치
610:오존반응조 620:잉여가스오존제거지
621:가스관 630:생물활성탄여과기
640:순환라인 641:유동관
642:제1회수관 643:제2회수관
644:오존유입관 645:오존공급관
646:믹서 647:바이패스관
700:1차 정수장치
710:제1정수조 720:AOP램프
800:2차 정수장치
810:제2정수조 820:활성탄분말탱크
900:역세척,세척라인
910:유입관 920:분배관
930:세수관 940:회수관
950:공기제거관 960:집수관
970:배출관
F1:볏짚필터 F2:모래필터
F3:스트레이너 F4:자갈,모래필터
F5:활성탄필터 F6:제올라이트필터
P1:순환펌프 P2:가압펌프
V1-1:제1-1밸브 V1-2:제1-2밸브
V1-3:제1-3밸브 V2-1:제2-1밸브
V2-2:제2-2밸브 V3-1:제3-1밸브
V3-2:제3-2밸브 V3-3:제3-3밸브
V3-4:제3-4밸브 V3-5:제3-5밸브
V3-6:제3-6밸브 Vc:체크밸브
W:워터트랩.
I:인젝터.
Claims (8)
- 고형물이 분리된 폐수를 처리하는 시스템에서,
상기 폐수가 유입되는 오존반응조(610), 폐수와 오존이 혼합된 혼합수가 오존반응조(610)로부터 유입되는 생물활성탄여과기(630)과, 오존반응조(610)와 생물활성탄여과기(630) 사이에 배치되어 혼합수가 공급 및 회수되도록 설치된 순환라인(640)을 구비한 오존,생물활성탄여과장치(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템.
- 제1항에서,
상기 순환라인(640)은 오존반응조(610)에서 생물활성탄여과기(630)로 혼합수가 공급되도록 설치된 유동관(641), 생물활성탄여과기(630)에서 오존반응조(641 )로 혼합수가 회수되도록 설치된 제1회수관(642), 유동관(641)과 제1회수관(642)을 연결하여 설치된 제2회수관(643), 유동관(641)에서 제2회수관(643) 이전에 오존을 공급하도록 설치된 오존공급관(645), 오존공급관(645)에 외부의 오존을 공급하도록 설치된 오전유입관(910), 오존공급관(645)과 제2회수관(643) 사이의 유동관(641)에 배치되어 폐수와 오존을 혼합하도록 설치된 믹서(646), 생물활성탄여과기(630)에서 정화된 혼합수가 배출되도록 설치된 배출관(970)을 구비하고,
상기 유동관(641)에 설치된 순환펌프(P1), 오존공급관(645)에 설치된 가압펌프(P2), 유동관(641)에서 제2회수관(643) 이후에 설치된 제1-1밸브(V1-1), 제2회수관에 설치된 제1-2밸브(V1-2), 제1회수관(642)에 설치된 제2-2밸브(V2-2) 및 체크밸브(Vc), 배출관(970)에 설치된 제2-2밸브(V2-2)와, 오존유입관(644) 및 오존공급관(645)에 설치된 밸브를 선택적으로 구비하고,
상기 유동관(641)에서 믹서(646) 이전과 제1-1밸브 이후를 연결하여 폐수가 오존과의 혼합이 회피되어 생물활성탄여과기(630)로 유동되도록 설치된 바이패스관(647), 오존반응조(610) 및 생물활성탄여과기(630) 내의 잉여가스가 유동하도록 설치된 가스관(621)과, 이 가스관(621)에 연결되어 잉여오존가스를 제거하도록 설치된 잉여가스오존제거지(620)를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템.
- 제2항에서,
상기 순환라인(640)은 유동관(641)에 양단부가 연결된 오존공급관(645)으로 진공을 이용하여 오존을 공급하기 위해 오존공급관(645) 및 오존유입관(644)이 연결된 부위에 설치된 인젝터(I)와, 오존유입관(644)에 설치된 워터트랩(W) 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템.
- 제1항에서,
고형물이 제거된 폐수가 유입되어 저장되는 폭기조(110)와, 폭기조(110) 내의 산기관(130)에 공기를 공급하는 블로어(120)를 구비하는 폭기장치(100);
상기 폭기장치(100)에서 배출된 폐수가 유입되도록 설치된 바이오매스여과장치(200);
상기 바이오매스여과장치(200)에서 배출된 폐수가 순차적으로 유입되도록 설치된 1차 응집반응조(310) 및 2차 응집반응조(410);
상기 1차 응집반응조(310) 및 2차 응집반응조(410)에 응집제를 투여하도록 설치된 응집제탱크(330);
상기 2차 응집반응조(410)에서 배출된 폐수가 유입되고 오존,생물활성탄여과장치의 오존반응조(610)로 배출하도록 설치된 모래여과장치(500);
상기 오존,생물활성탄여과장치(600)의 생물활성탄여과기(630)에서 배출된 혼합수가 유입되되도록 설치된 1차 정수장치(700);
상기 1차 정수장치(700)에서 배출된 혼합수가 유입되되도록 설치된 2차 정수장치(800);
상기 2차 정수장치(800)로 유입되는 혼합수에 활성탄분말을 공급하도록 설치된 활성탄분말탱크(820); 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템.
- 제4항에서,
상기 바이오매스여과장치(200)의 제1여과조(210), 모래여과장치(500)의 제2여과조(510), 생물활성탄여과기(630)와 2차 정수장치(800)의 제2정수조(810) 중 적어도 하나에 내부 세척을 위한 역세척,세척라인(900)이 설치되고,
상기 역세척,세척라인(900)은 여과조 또는 정수조 내부로 폐수 또는 세수가 유입되도록 설치된 유입관(910), 유입관(910)에 설치된 제3-3밸브(V3-3), 제3-3밸브(V3-3) 이전에 유입관(910)으로부터 분배되어 여과조 또는 정수조의 상부로 폐수를 공급하도록 설치된 분배관(920), 분배관(920)에서 폐수를 방출하도록 설치된 제3-1밸브(V3-1), 제3-1밸브(V3-1) 이후에 설치된 제3-2밸브(V3-2), 유입관(910)의 제3-3밸브(V3-3) 이후와 분배관(920)의 제3-2밸브(V3-2) 이후를 연결하여 설치된 회수관(940), 회수관(940)에 설치된 제3-4밸브(V3-4), 상기 분배관(920)의 회수관(940) 연결부위 이후에 연결되어 외부 집수조로 폐수를 버리도록 설치된 집수관(960), 여과조 또는 정수조에서 정화된 폐수를 배출하도록 설치된 배출관(970), 배출관(970)에 설치된 제3-5밸브(V3-5)와, 유입관(910)에서 제3-3밸브(V3-3)와 회수관(940) 사이에 연결되어 세수를 공급하는 세수관(930)을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 시스템.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 시스템을 이용하여 폐수를 정수하는 방법에서,
상기 폐수가 오존,생물활성탄여과장치(600)에 유입되고, 순환라인(640)을 통해 오존반응조(610)에서 오존과 혼합되어 정수되고, 정수된 혼합수가 생물활성탄여과기(630)에 유입되어 다시 정수되는 제50단계(S50);를 포함하고,
상기 순환라인(640)에 의해 폐수는 오존반응조(610)에서 배출되어 믹서(646)를 통과하고, 제1-1밸브(0가 잠기고 제1-2밸브(V1-2)가 개방되어 제2회수관(643) 및 제1회수관(642)을 따라 오존반응조(610)로 회수된 후 다시 배출되며, 배출 및 회수가 반복되는 동안 가압펌프(P2)가 가동하여 외부의 오존이 진공상태인 오존유입관(644) 및 인젝터(I)를 통과하고 오존공급관(645)을 거쳐 유동관으로 공급되고, 유동관(641)의 폐수와 오전이 믹서(646)를 통과하여 혼합되며, 미리 설정된 측정치에 도달될 때까지 배출과 회수가 반복되고,
설정된 측정치에 도달되면 제1-1밸브(V1-1)가 개방되고 제1-2밸브(V1-2)가 폐쇄되어 혼합수가 생물활성탄여과기(630)로 유입되고, 제2-2밸브(V2-2)가 폐쇄되고 제2-1밸브(V2-1)가 개방되어 혼합수가 제1회수관(642)을 따라 오존반응조(610)로 회수되며, 미리 설정된 측정치에 도달될 때까지 배출과 회수가 반복되는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 방법.
- 제6항에서,
고형물이 제거된 폐수가 폭기장치(100)의 폭기조(110)에 유입되고, 폭기조(110) 내의 산기관(130)에 블로어(120)를 통해 공기를 공급하는 제10단계(S10);
상기 폭기장치(100)에서 배출된 폐수가 바이오매스여과장치(200)의 제1여과조(210) 내에 유입되어 볏짚필터(F1), 모래필터(F2) 및 스트레이너(F3)를 통과하여 정수되는 제20단계(S20);
상기 바이오매스여과장치(200)에서 배출된 폐수가 1차 응집반응장치(300) 및 2차 응집반응장치(400)에 차례로 유입되고 응집제 및 교반기에 의해 응집되는 제30단계(S30);
상기 2차 응집반응장치(400)에서 배출된 폐수가 모래여과장치(500)의 제2여과조(510)에 유입되어 모래필터(F2), 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)를 통과하여 정수되는 제40단계(S40);
상기 모래여과장치(500)에서 배출된 폐수가 제50단계(S50)의 오존반응조(610) 및 생물활성탄여과기(630)를 통과하여 1차 정수장치(700)의 제1정수조(710)에 유입되어 AOP램프(720)에 의해 산화처리되는 제60단계(S60);와
상기 1차 정수장치(700)에서 배출된 혼합수가 활성탄분말이 첨가된 후 2차 정수장치(800)의 제2정수조(810)에 유입되고, 제올라이트필터(F6), 자갈,모래필터(F4) 및 스트레이너(F3)를 통과하는 제70단계(S70);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 방법.
- 제7항에서,
상기 여과조 또는 정수조는 역세척 및 세척이 이루어지고,
역세척시, 제3-2밸브(V3-2)와 제3-3밸브(V3-3)가 개방되고, 제3-1밸브(V3-1), 제3-4밸브(V3-4) 및 제3-5밸브(V3-5)가 폐쇄되며, 세수가 세수관(930)을 통해 유입관(910)으로 유입된 후 제3-3밸브(V3-3)와 연동되어 상방 토출되고, 제3-2밸브(V3-2)와 연동되어 분배관(920)에 유입된 후 집수관(960)을 통해 배출되며,
역세척이 끝난 후 세척시, 제3-1밸브(V3-1)와 제3-4밸브(V3-4)가 개방되고, 제3-2밸브(V3-2), 제3-3밸브(V3-3) 및 제3-5밸브(V3-5)가 폐쇄되며, 세수가 제3-1밸브(V3-1)와 연동되어 하방 공급되고, 제3-4밸브(V3-4)와 연동되어 회수관(940)에 유입된 후 분배관(920) 및 집수관(960)을 통해 배출되며,
세척 이후 정수 작동시, 제3-1밸브(V3-1)와 제3-5밸브(V3-5)가 개방되고, 제3-2밸브(V3-2), 제3-3밸브(V3-3) 및 제3-4밸브(V3-4)가 폐쇄되며, 제3-1밸브(V3-1)와 연동되어 폐수가 하방 공급되고, 정화된 폐수가 배출관(970)을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 페수 내의 항생제 처리가 강화된 정수 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114956451A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-30 | 新宇药业股份有限公司 | 一种莫昔克丁废水处理方法 |
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| KR101269251B1 (ko) | 2010-11-15 | 2013-07-04 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 질산화금속을 포함하는 항생제 분해제 |
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2019
- 2019-11-11 KR KR1020190143791A patent/KR102345686B1/ko active IP Right Grant
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |