KR20220040570A - 호소정화를 위한 물순환 정화시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호소정화를 위한 물순환 정화시설에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호소의 맑은 수질유지 및 부영양화를 억제하기 위해 호소의 물을 유입, 정화시켜 다시 호소로 순환시키는 호소정화를 위한 물순환 정화시설에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치는, 호소원수가 유입 저장되고, 내부에 설치되는 여과세정펌프를 통해 상기 호소원수를 전달하는 여과수조와, 상기 여과수조로부터 전달된 호소원수에 포함된 부유물을 여과, 흡착하고 바실러스속(Basillus sp) 미생물에 의해 처리하는 압력식여과기와, 상기 압력식여과기로부터 여과된 호소원수에 포함된 유기물, 조류, 바이러스 및 곰팡이를 산화, 살균시키는 산화살균조와, 상기 산화살균조로부터 살균처리된 호소원수에 산소발생기와 멤브레인 산기관을 이용하여 용존산소를 증가시키는 용존산소수조를 포함한다.

Description

호소정화를 위한 물순환 정화시설{Water circulation purification facility for lake purification}

본 발명은 호소(수)정화를 위한 물순환 정화시설에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호소의 맑은 수질유지 및 부영양화를 억제하기 위해 호소의 물을 유입, 정화시켜 다시 호소로 순환시키는 호소(수)정화를 위한 물순환 정화시설에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

호소(또는 호수, 이하 내용에서는 호소라고 기재한다)는 갈수시 및 홍수시에 대비한 재해방지의 역할을 하거나, 인접 수계에 대한 오염 물질의 유출을 사전에 방지하는 역할을 한다. 또는, 주변경관 조성의 일부분을 담당하는 조경요소로써의 역할을 한다. 이러한 호소에 초기 강우에 의한 부유물질과 토사, 농약, 비료 등의 유입 및 낙엽부패물등의 비점 오염물질 유입과, 오수처리수 등의 유입으로 인한 수질악화가 유발될 수 있고, 4월부터 10월까지의 따뜻한 기간에는 태양에너지 및 질소, 인 등의 부영양화로 인하여, 녹조현상이 발생하고 이에 따른 악취 및 해충이 발생하게 되며 또한 정체된 상태이므로 용존산소부족에 따른 수생태계에도 영향을 주고 있다.

그러나, 이러한 문제발생에도 불구하고 호소의 물을 정화하고 수질을 양호하게 유지할 수 있는 처리시설이 개발되지 못하고 있는 실정이다. 그에 따라 호소의 물을 정화하기 위한 수처리방법 중 응집침전법이 존재한다. 상기 응집침전법은, 입자상의 다양한 오염원을 처리하는 기술로 오염원의 성상에 따라 화학적 응집제의 종류를 다르게 하여 운영하는 방식이다.

상기 응전침전법에 관하여 대한민국 등록특허 제10-1398996호에서는 응전침전법을 활용한 수처리장치를 개시하고 있다. 보다 상세하게는, 고속응집침전과 활성탄을 이용하여 하수를 효율적으로 처리할 수 있는 고속응집침전과 활성탄을 이용한 수처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 하수의 수질을 개선하기 위한 수처리 장치에 있어서, 복수 개의 반응조를 구비하고, 하수에 포함된 오염물질을 응집 및 침전시켜서 슬러지를 생성하고, 생성된 슬러지를 외부로 배출함으로써 하수를 정화하는 고속응집침전부; 상기 고속응집침전부에 하수를 투입하는 하수 이송라인; 및 상기 하수 이송라인에 활성탄을 투입하는 활성탄 투입부를 포함하는 고속응집침전과 활성탄을 이용한 수처리 장치를 특징으로 한다.

이러한 응집침전법을 활용한 수처리장치의 경우, 호소 수준의 물을 정화하기 위하여 시설에 소요되는 면적이 상당히 크고 시설을 가동하기 위한 유지관리비 또한 고가일뿐 아니라 녹조처리에는 적합하지 않는 부분이 많다. 또한, 응집침전법은 호소 내에 부영양화 물질인 인 또는 질소의 제거가 불량하여, 수초를 이용하여 일부 제거하고 있으나, 이러한 종래기술에 의해 제거 될 수 있는 인 및 질소의 양은 미미하여 이에 대한 대안이 요구된다.

1. 한국 특허등록 제10-1398996호(2014.05.28. 공고)

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 호소의 오염 및 부영양화를 억제하기 위해 압력식 여과기의 여과,흡착,미생물에 의한 제거 및 UV+TiO₂시스템의 산화, 살균을 거쳐 고순도 산소를 멤브레인 산기관을 통하여 용존산소의 농도를 높여주어 연속적 으로 수처 리할 수 있는 호소 정화 장치를 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치는, 호소원수가 유입 저장되고, 내부에 설치되는 여과세정펌프를 통해 상기 호소원수를 전달하는 여과수조와, 상기 여과수조로부터 전달된 호소원수에 포함된 부유물을 여과, 흡착하고 바실러스속(Basillus sp) 미생물에 의해 처리하는 압력식여과기와, 상기 압력식여과기로부터 여과된 호소원수에 포함된 유기물, 조류, 바이러스 및 곰팡이를 산화, 살균시키는 산화살균조와, 상기 산화살균조로부터 살균처리된 호소원수에 산소발생기와 멤브레인 산기관을 이용하여 용존산소를 증가시키는 용존산소수조를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 압력식여과기는 다층구조로 이루어진 여재층을 포함하되, 상기 여재층은, 모래와 다공성 경량골재인 부석 또는 활성탄 안트라사이트에 바실러스속 포자를 식종한 여재가 혼합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화살균조 일측에 UV램프가 설치되고, 상기 산화살균조의 내부 표면을 따라 이산화티타늄이 코팅처리되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 용존산소수조는, 일측에 설치되는 산소발생기에서 고순도의 산소를 멤브레인 산기관에 공급하고, 상기 멤브레인 산기관에서 마이크로버블 형태로 만들어, 상기 살균처리된 호소원수에 접촉시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 초기 강수시 농약, 비료 등의 침출수 유입 및 낙엽부패물, 비점오염물질 유입 등과, 오수처리수 등의 유입으로 인한 호소의 수질악화를 방지하고, 부영양화로 인한 조류발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 악취 및 해충의 발생을 억제할 수 있으며, 조류발생 및 증식에 대한 기질제한요소로 작용하고 있는 질소, 인을 제거함으로써 수중의 부영양화 현상을 방지할 수 있어, 호소가 조경요소로써의 기능을 충실히 수행할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치에 있어서, 여과수조의 상세도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치에 있어서, 압력식여과기의 상세도.
도 4는 도 3의 압력식 여과기에 포함된 여재층의 상세도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치에 있어서, 산화살균조의 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치에 있어서, 용존산소수조의 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 호소정화시설의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치의 개략도를 도시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치에 있어서, 여과수조의 상세도를 도시하고, 도 3은 압력식여과기의 상세도를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호소정화장치는, 호소원수가 유입 저장되고, 내부에 설치되는 여과세정펌프(102)를 통해 상기 호소원수를 전달하는 여과수조(100)와, 상기 여과수조(100)로부터 전달된 호소원수에 포함된 부유물을 여과, 흡착하고 바실러스속(Basillus sp) 미생물에 의해 처리하는 압력식여과기(200)와, 상기 압력식여과기(200)로부터 여과된 호소원수에 포함된 유기물, 조류, 바이러스 및 곰팡이를 산화, 살균시키는 산화살균조(300)와, 상기 산화살균조(300)로부터 살균처리된 호소원수에 산소발생기(401)와 멤브레인 산기관(402)을 이용하여 용존산소를 증가시키는 용존산소수조(400)를 포함한다.

우선, 상기 여과수조(100)는 호소에서부터 호소원수가 유입되고 저장되기 위하여 내부의 소정의 공간이 형성된 수조로써, 여과수조(100) 내부에 수위조절센서(101)가 설치되어 내부에 유입된 호소원수의 수위를 검출하고 수위변화 정보를 전달할 수 있다. 또한, 여과수조(100) 내부에 설치되는 여과세정펌프(102)로부터 압력을 가하여 호소원수를 압력식여과기(200)로 공급할 수 있다.

다음으로, 상기 여과수조(100)로부터 공급된 호소원수 내부에 포함된 부유물은 압력식여과기(200)를 통해 여과, 흡착되고 미생물 처리가 이루어진다. 보다 상세하게는, 상기 압력식여과기(200)는 호소원수에 포함된 부유물을 처리하고 제거하기 위하여 압력식여과기(200) 내부에는 복수의 층으로 이루어진 여과층이 형성된다. 따라서, 상기 여과세정펌프(102)에 의해 호소원수가 압력식여과기(200)의 상부일측에 형성되는 호소원수유입부를 통해 유입되어 압력식여과기(200)의 내부 바닥으로부터 적층형성되는 여재층(201)을 통과하면서 부유물의 여과, 흡착과정이 이루어지고 여재층(201)을 통과한 호소원수는 압력식여과기(200)의 하부일측에 형성되는 호소원수배출부를 통해 배출되어 산화살균조(300)로 이동하게 된다. 또한, 상기 압력식여과기(200)와 연결된 역세 블로어(BLOWER)(202)는 압력식여과기(200) 내부로 공기를 주입하여 내부를 교반시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 압력식여과기(200)는 다층구조로 이루어진 여재층(201)을 포함하되, 상기 여재층(201)은, 모래와 다공성 경량골재인 부석 또는 활성탄 안트라사이트에 바실러스속 포자를 식종한 여재가 혼합되는 것을 특징으로 한다.

상기 여재층(201)의 다층구조는 바닥에서부터 콩자갈로 이루어진 쇄석층, 왕사 및 중사로 이루어진 모래층, 다공성 경량골재인 부석, 안트라사이트 또는 활성탄으로 이루어진 흡착층으로 이루어지며, 상기 흡착층에 바실러스속(Bacillus sp) 포자가 식종되어 부유물이나 기타 오염물질을 여과, 흡착하게 된다. 여기서, 상기 바실러스속(Bacillus sp)이 식종된 여재는 흡착관련 여과작용뿐만 아니라 여재에 식종된 미생물에 의하여 유기물산화는 물론 부영양화의 원인인 질소(N)나 인(P), 특히 인산염 인(PO-P)을 제거하게 된다. 상기 여재층(201)을 통과하면서 여과처리된 호소원수는 이후 산화살균조(300)로 공급되어 산화, 살균작용이 이루어지게 된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화살균조(300) 일측에 UV램프(301)가 설치되고, 상기 산화살균조(300)의 내부 표면을 따라 이산화티타늄 코팅층(302)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 산화살균조(300)는 내부 표면을 따라 이산화티타늄(TiO₂)이 코팅되도록 이루어진다. 상기 이산화티타늄 코팅층(302)은 벽이나 천장 등의 기재에 부착, 코팅되어 산화살균조(300) 내부에 포함된 호소원수를 산화시키게 된다. 또한, 상기 산화살균조(300)의 상부 일측에 복수개가 나란히 설치되는 UV램프(301)를 포함할 수 있다. 상기 UV램프(301)는 투명관으로 이루어져 전원 인가시에 UV가 투명관 외부로 조사되면서 상기 산화살균조(300) 내부 호소원수에 포함된 유기물, 조류, 바이러스 및 곰팡이의 살균, 산화처리가 이루어지게 된다. 상기 산화살균조(300)에서 발생된 OH라디칼과 수퍼옥사이드는 호소원수중의 용존성 유기오염물질, 특히 천연유기물질(NOM) 및 조류 등의 미생물을 산화시키는 역할을 한다.

일반적으로 호소나 연못에 수중 용존산소가 부족할 시에는 호소나 연못이 혐기성화 되어 연못 바닥에서부터 인 방출이 촉진되어 부영양화에 의한 녹조 발생을 촉진시키므로, 원수에 산소를 공급하는 것을 상당히 중요하다.

따라서, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 호소정화장치에서, 상기 산화살균조(300)로부터 살균처리된 호소원수에 산소발생기(401)와 멤브레인 산기관(402)을 이용하여 용존산소를 증가시키는 용존산소수조(400)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 용존산소수조(400)는, 일측에 설치되는 산소발생기(401)에서 고순도의 산소를 멤브레인 산기관(402)에 공급하고, 상기 멤브레인 산기관(402)에서 마이크로버블 형태로 만들어, 상기 살균처리된 호소원수에 접촉시키는 것을 특징으로 한다.

상기 산소발생기(401)는 용존산소수조(400)의 일측에 설치되어 배관 등을 통해 발생된 산소를 용존산소수조(400) 내의 멤브레인 산기관(402)을 통해 배출시키면서 호소원수 내부로 용존산소를 공급하기 위한 구성이다. 상기 산소발생기(401)에서 생산된 고순도의 산소를 멤브레인 산기관(402)을 통해 발생한 85% 이상의 고순도 산소를 호소원수에 공급하여 내부 용존산소를 증가시키고, 이후 방류조를 통해 호소로 배출시키게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 여과수조
101 : 수위조절센서
102 : 여과세정펌프
200 : 압력식여과기
201 : 여재층
202 : 역세블로어
300 : 산화살균조
301 : UV램프
302 : 이산화티타늄 코팅층
303 : 여과세정펌프
400 : 용존산소수조
401 : 산소발생기
402 : 멤브레인 산기관

Claims (4)

1. 호소원수가 유입 저장되고, 내부에 설치되는 여과세정펌프를 통해 상기 호소원수를 전달하는 여과수조;
   상기 여과수조로부터 전달된 호소원수에 포함된 부유물을 여과, 흡착하고 바실러스속(Basillus sp) 미생물에 의해 처리하는 압력식여과기;
   상기 압력식여과기로부터 여과된 호소원수에 포함된 유기물, 조류, 바이러스 및 곰팡이를 산화, 살균시키는 산화살균조;
   상기 산화살균조로부터 살균처리된 호소원수에 산소발생기와 멤브레인 산기관을 이용하여 용존산소를 증가시키는 용존산소수조;
   를 포함하는 호소정화장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력식여과기는 다층구조로 이루어진 여재층을 포함하되,
   상기 여재층은,
   모래와 다공성 경량골재인 부석, 활성탄 또는 안트라사이트에 바실러스속 포자를 식종한 여재가 혼합되는 것을 특징으로 하는 호소정화장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 산화살균조 일측에 UV램프가 설치되고, 상기 산화살균조의 내부 표면을 따라 이산화티타늄이 코팅처리되는 것을 특징으로 하는 호소정화장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 용존산소수조는, 일측에 설치되는 산소발생기에서 고순도의 산소를 멤브레인 산기관에 공급하고,
   상기 멤브레인 산기관에서 마이크로버블 형태로 만들어, 상기 살균처리된 호소원수에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 호소정화장치.

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