KR20220131710A

KR20220131710A - 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20220131710A
Application number: KR1020210036728A
Authority: KR
Inventors: 최종영; 백영진; 지기용; 김용범; 김현진
Original assignee: 주식회사 앱스필; (주)평화엔지니어링
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2022-09-29
Also published as: KR102567953B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템은, 원수 내에 체류 중인 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템에 있어서, 유입된 원수를 나선형태로 유도하여 원심력을 발생시킴으로써, 상기 유입된 원수 내의 제1 밀도 이상의 고형물질을 원심 분리하고, 주입된 응집제와 고형물질 간에 접촉을 촉진시키는 급속 교반 응집 과정을 통해 제1 크기의 제1 플럭(floc)을 형성하는 싸이클론 필터부, 상기 싸이클론 필터부로부터 이동된 제1 처리수 내의 상기 제1 플럭과, 주입된 응집제 및 초미세기포가 접촉된 채, 혼합되도록 완속 교반하여 상기 제1 플럭이 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 제2 플럭으로 성장하도록 하는 완속응집부 및 상기 완속응집부로부터 이동된 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭과 주입된 초미세기포가 혼합되어 생성된 슬러지를 외부로 배출하고, 상기 슬러지가 제거된 생산수를 수집하는 용존공기부상분리 장치를 포함할 수 있다.

Description

미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템 및 그 방법{Dissolved air flotation water treatment system and method for removing solid comprising fine plastic}

본 발명은 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템 및 방법에 관한 것으로 상세하게는 원수 내에 체류 중인 미세플라스틱을 포함한 고형물질은 슬러지탱크로 배출하고, 상기 슬러지를 제외한 생산수는 생산수 탱크로 배출하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

UN SDGs12 중 Goal 12 'Responsible consumption and production'으로 플라스틱 산업화로 인해 만연하는 미세플라스틱 사용에 의한 생태계 및 인간보건 활동이 위협받고 있다고 보도한바 있다.

이에 따라, 하수처리장, 정수장, 산업 폐수처리장, 해산물, 천일염, 생수병 등에서의 미세플라스틱 검출로 고농도 산업폐수 내 미세플라스틱 제거 및 회수에 대한 처리장치 및 모니터링의 필요성이 대두되고 있다.

국내 하수종말처리장 한 곳에서 1년 간 방류되는 미세플라스틱의 양이 약 40억개 이상으로 추정되며, 국내에서도 미세플라스틱을 제거하거나 회수하는 방안이 모색되고 있다.

기존의 전형적인 용존공기부상장치(DAF)는 용존 압력 탱크의 크기가 커서, 설치면적을 많이 차지하고 유지관리비가 높다.

또한, 기포생성을 위한 공기압축기(air compressor) 사용으로 전력량 소모가 높고, 개방형 구조로 대기 중의 미세플라스틱과 오염물질 등이 유입되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

그리고, 미세플라스틱을 함유한 하폐수는 생물학적 처리가 쉽지 않기 때문에 물리화학적 처리가 요구되며, 혐기화 된 하폐수에서 발생하는 악취, 유독성 기체 등의 발생으로 시설 운영자의 안전에도 문제가 많은 실정이다.

한국등록특허 제10-1989833호

본 발명의 목적은, 미세플라스틱 회수 효율이 약 90% 이상 가능하고, 급속 모래여과보다 미세플라스틱 제거에 효과적이며, 원수의 처리 과정이 밀폐 상태로 구현되어 휘발성 오염물, 냄새 등으로부터 발생하는 위해성이 저감될 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템은, 응집제를 포함하는 약품을 공급하는 약품공급부, 초미세기포를 생성하는 미세기포 생성부, 상기 싸이클론 필터부와 상기 완속응집부를 연결하여 상기 제1 처리수가 이동되는 통로를 제공하는 제1 연결배관, 상기 약품공급부와 상기 제1 연결배관을 연결하여 상기 약품이 이동되는 통로를 제공하는 제1 서브배관, 상기 완속응집부와 상기 용존공기부상분리 장치를 연결하여 상기 제2 처리수가 이동되는 통로를 제공하는 제2 연결배관 및 상기 미세기포 생성부와 상기 용존공기부상분리 장치를 연결하여 상기 미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포가 이동되는 통로를 제공하는 제2 서브배관을 더 포함하며, 상기 용존공기부상분리 장치는, 상기 제2 연결배관을 통해 유입된 상기 제2 처리수와 상기 제2 서브배관을 통해 유입된 초미세기포가 접촉되는 공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템은, 상기 약품공급부와 상기 제2 연결배관을 연결하여 상기 완속응집부 또는 상기 용존공기부상분리 장치에 약품이 공급되는 통로를 제공하는 제3 서브배관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템은, 외부로부터 제공된 폐수를 필터링하여, 균질화된 원수를 수용하는 원수탱크, 상기 원수탱크와 상기 싸이클론 필터부를 연결하여 상기 원수탱크에 수용된 원수가 이동되는 통로를 제공하는 유입배관, 상기 용존공기부상분리 장치로부터 이동된 생산수를 수용하는 생산수 탱크 및 상기 용존공기부상분리 장치와 상기 생산수 탱크를 연결하여, 상기 생산수가 이동되는 통로를 제공하는 수집배관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템은, 상기 수집배관에 설치되며, 상기 수집배관을 통해 이동되는 생산수에 잔존하는 고형물을 한외 여과막(ultrafiltration)으로 여과하는 UF 필터부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템은, 상기 수집배관에 설치되되, 상기 UF 필터부와 상기 생산수 탱크 사이에 배치되며, 상기 수집배관을 통해 이동되는 생산수에 잔존하는 미소량의 입자, 이온 또는 유기물을 여과하는 역삼투 분리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템의 상기 완속응집부는, PFR 반응기 또는 CSTR 반응기 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템의 상기 제1 밀도는, 밀도 1.2 g/cm³ 이상이며, 상기 제1 크기는, 1 이상 5 마이크로미터 미만이고, 상기 제2 크기는, 5이상 20 마이크로미터 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템의 상기 완속응집부는, 상기 제1 플럭이 주입된 응집제 및 초미세기포와 혼합되도록 100 rpm 이하의 교반속도와, 50/s 의 교반속도(G-Value)로 완속 교반할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템의 상기 용존공기부상분리 장치는, 유입된 상기 제2 처리수가 수용되는 제1 수용공간을 형성하는 본체부, 상기 제1 수용공간의 상부측에 배치된 채, 상측이 개구된 제2 수용공간을 형성하는 접촉가이드부, 상기 본체부의 상부측 외주면에 형성되며, 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간에서 발생되어 상기 본체부의 상측단을 월류한 상기 슬러지를 수집하는 수집공간을 제공하는 슬러지수집부, 상기 수집공간과 연통되어 상기 수집공간에 체류 중인 상기 슬러지를 상기 슬러지탱크로 배출하는 슬러지배출배관 및 상기 본체부의 하부측에 연결된 채, 상기 제1 수용공간과 연통되어 상기 제2 처리수로부터 분리된 생산수를 생산수 탱크로 배출하는 수집배관을 포함하며, 상기 제2 연결배관은, 상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부의 상측에 배치되며, 상기 약품과 혼합된 상기 제2 처리수가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하며, 상기 제2 서브배관은, 상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부와 연결되며, 상기 미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하고, 상기 제2 연결배관으로부터 유입된 상기 제2 처리수와 상기 제2 서브배관을 통해 유입된 초미세기포는 상기 제2 수용공간에서 혼합되며, 상기 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭은 초미세기포와 함께 부상하고, 상기 제2 플럭이 제거된 생산수는 상기 접촉가이드부를 월류하여 상기 본체부의 하부측으로 이동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템의 상기 제2 서브배관은, 상기 접촉가이드부의 바닥면 중앙에 형성된 유입홀과 연결된 채, 상기 제2 수용공간의 하부측에서 상부측을 향해 버블이 유입되도록 하고, 상기 제2 연결배관은, 상기 접촉가이드부의 상측에서 상기 접촉가이드부의 바닥면을 향해 상기 제2 처리수가 유입되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법은, 원수 내에 체류 중인 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법에 있어서, 유입된 원수를 나선형태로 유도하여 원심력을 발생시킴으로써, 상기 유입된 원수 내의 제1 밀도 이상의 고형물질을 원심 분리하고, 주입된 응집제와 고형물질 간에 접촉을 촉진시키는 급속 교반 응집 과정을 통해 제1 크기의 제1 플럭(floc)을 형성하도록 급속 교반 응집하는 제1 단계, 상기 제1 단계를 거친 제1 처리수 내의 상기 제1 플럭과, 주입된 응집제 및 초미세기포가 혼합되어 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 제2 플럭으로 성장하도록 완속 교반하는 제2 단계, 상기 제2 단계를 거친 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭과, 주입된 초미세기포가 혼합되어 생성된 슬러지를 외부로 배출하고 상기 슬러지가 제거된 생산수를 수집하는 제3 단계, 상기 생산수를 생산수 탱크로 이동시키는 제4 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법의 상기 제4 단계는, 용존공기부상분리 장치 내에서 진행되며, 상기 용존공기부상분리 장치는, 유입된 상기 제2 처리수가 수용되는 제1 수용공간을 형성하는 본체부, 상기 제1 수용공간의 상부측에 배치된 채, 상측이 개구된 제2 수용공간을 형성하는 접촉가이드부, 상기 본체부의 상부측 외주면에 형성되며, 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간에서 발생되어 상기 본체부의 상측단을 월류한 상기 슬러지를 수집하는 수집공간을 제공하는 슬러지수집부, 상기 수집공간과 연통되어 상기 수집공간에 체류 중인 상기 슬러지를 상기 슬러지탱크로 배출하는 슬러지배출부 및 상기 본체부의 하부측에 연결된 채, 상기 제1 수용공간과 연통되어 상기 제2 처리수로부터 분리된 생산수를 생산수 탱크로 배출하는 생산수배출부를 포함하며, 상기 제2 처리수는, 제2 연결배관을 통해 상기 제2 수용공간에 유입되고, 상기 제2 연결배관은, 상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부의 상측에 배치되며, 응집제를 포함한 약품과 혼합된 상기 제2 처리수가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하며, 미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포는 제2 서브배관을 통해 상기 제2 수용공간에 유입되고, 상기 제2 서브배관은, 상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부와 연결되며, 상기 미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하고, 상기 제2 연결배관으로부터 유입된 상기 제2 처리수와 상기 제2 서브배관을 통해 유입된 초미세기포는 상기 제2 수용공간에서 혼합되며, 상기 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭은 초미세기포와 함께 부상하고, 상기 제2 플럭이 제거된 생산수는 상기 접촉가이드부를 월류하여 상기 본체부의 하부측으로 이동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법의 상기 제4 단계는, 상기 생산수가 상기 생산수 탱크로 이동되는 중에, 상기 생산수 내에 잔존하는 고형물을 한외 여과막(ultrafiltration)으로 여과하는 제4-1 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법의 상기 제4 단계는, 상기 제4-1 단계를 거친 생산수에 잔존하는 미소량의 입자, 이온 또는 유기물을 역삼투 분리막으로 여과하는 제4-2 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 밀폐식 용존공기부상분리 장치 내에서 기포의 폭발 및 부상 원리를 적용하고, 응결-응집제의 사용량 절감, 기포발생장치, 스키머, 교반장치의 전력 소비량을 절감할 수 있다.

또한, DAF 체류시간(HRT)가 감소, 미세기포와 고형물(미세플라스틱 포함)간의 접촉 극대화를 통해 처리효율 증대, 기존 DAF 대비 반응수조 크기와 설치면적 감소로 간접비용을 줄일 수 있다.

또한, 원수의 처리 과정이 밀폐 상태로 구현되어 휘발성 오염물, 냄새 등으로부터 발생하는 위해성이 저감될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템을 도시한 개략 배관 및 계장도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템의 UF 필터부 및 역삼투 분리부를 도시한 개략 배관 및 계장도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 장치를 도시한 개략 사시도.
도 4은 도 3의 AA' 에 따른 도면.
도 5는 도 3의 BB' 에 따른 도면.
도 6은 도 3의 CC' 에 따른 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 장치를 설명하기 위한 개략도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법을 설명하기 위한 순서도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템을 도시한 모식도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템을 도시한 개략 배관 및 계장도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템(1000)(이하, 용존공기부상분리 시스템(1000))은, 원수 내에 체류 중인 미세플라스틱을 포함한 고형물질은 슬러지탱크(1900)로 배출하고, 상기 슬러지를 제외한 생산수는 생산수 탱크(1600)로 배출하기 위한 시스템이다.

여기서, 미세플라스틱으로는 폴리스티렌(polystyrene, 1.05 g/mL), ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene, 1.07g/mL), 나일론(nylon, 1.09 g/mL), 폴리카보네이트(polycarbonate, 1.36 g/mL), 아세트산 셀룰로오스(cellulose acetate, 1.42 g/mL), PVC(poly vinyl chloride, 1.4 g/mL), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, 1.55 g/mL), 폴리프로필렌(polypropylene, 0.9 g/mL), 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, 0.955 g/mL) 등 일 수 있다.

본 발명의 용존공기부상분리 시스템(1000)은 싸이클론 필터부(1100), 완속응집부(1200) 및 용존공기부상분리 장치(1)를 포함할 수 있다.

상기 싸이클론 필터부(1100)는, 유입된 원수를 나선형태로 유도하여 원심력을 발생시킴으로써, 상기 유입된 원수 내의 제1 밀도 이상의 고형물질을 원심 분리하고, 주입된 응집제와 고형물질 간에 접촉을 촉진시키는 급속 교반 응집 과정을 통해 제1 크기의 제1 플럭(floc)을 형성할 수 있다. 상기 제1 밀도 이상의 고형물질은 상기 싸이클론 필터부(1100)의 하부측에 수집된 채, 제거되며, 상기 제1 밀도 이상의 고형물질이 제거된 제1 처리수는 상기 싸이클론 필터부(1100)의 상부측에 수집된 채, 상기 완속응집부로 이동될 수 있다.

여기서, 상기 제1 밀도는 바람직하게는 밀도 1.2 g/cm3 이상이며, 상기 제1 크기는 1 이상 5 마이크로미터 미만일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 싸이클론 필터부(1100)는, VDF의 기능(밀도 크기로 구분하여 고형물 침전, 동시에 급속교반)을 구현할 수 있다.

상기 완속응집부(1200)는, 상기 싸이클론 필터부(1100)로부터 이동된 제1 처리수 내의 상기 제1 플럭과, 주입된 응집제 및 초미세기포가 접촉된 채, 혼합되도록 완속 교반하여 상기 제1 플럭이 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 제2 플럭으로 성장하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 제2 크기는 5 이상 20 마이크로미터 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 완속응집부(1200)는, 상기 제1 플럭이 주입된 응집제 및 초미세기포와 혼합되도록 100 rpm 이하의 교반속도와, 50/s 의 교반속도(G-Value)로 완속 교반할 수 있다.

그리고, 상기 완속응집부(1200)는, PFR 반응기 또는 CSTR 반응기 중 어느 하나일 수 있다. 상기 완속응집부(1200)가 PFR 반응기인 경우, 완속 교반, 초미세기포 주입 및 혼화, 재래식 교반기에 비해 설치 면적 감소의 효과를 낼 수 있다.

상기 용존공기부상분리 장치(1)는, 상기 완속응집부(1200)로부터 이동된 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭과 주입된 초미세기포가 혼합되어 생성된 슬러지를 외부로 배출하고, 상기 슬러지가 제거된 생산수를 수집할 수 있다.

상기 용존공기부상분리 시스템(1000)은 약품공급부(1300), 미세기포 생성부(1400), 제1 연결배관(CL1), 제1 서브배관(SL1), 제2 연결배관, 제2 서브배관, 제3 서브배관(SL3), 원수탱크(1500), 유입배관(P1), 생산수 탱크(1600), 수집배관(P2)을 더 포함할 수 있다.

상기 약품공급부(1300)는, 상기 응집제를 포함하는 약품을 공급할 수 있다. 상기 약품공급부(1300)는, 상기 응집제를 공급하는 제1 약품공급편(1310) 및 상기 응집제 외의 약품을 공급하는 제2 약품공급편(1320)으로 구성될 수 있다.

상기 미세기포 생성부(1400)는, 초미세기포를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 미세기포 생성부(1400)에 의해 생성되는 기포를 모두 초미세기포 라고 지칭하나, 상기 초미세기포는 마이크로 버블, 나노 버블 등을 아우르는 용어이다.

상기 제1 연결배관(CL1)은, 상기 싸이클론 필터부(1100)와 상기 완속응집부(1200)를 연결하여 상기 제1 처리수가 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

상기 제1 서브배관(SL1)은, 상기 약품공급부(1300)와 상기 제1 연결배관(CL1)을 연결하여 상기 약품이 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

상기 제2 연결배관은, 상기 완속응집부(1200)와 상기 용존공기부상분리 장치(1)를 연결하여 상기 제2 처리수가 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

상기 제2 서브배관은, 상기 미세기포 생성부(1400)와 상기 용존공기부상분리 장치(1)를 연결하여 상기 미세기포 생성부(1400)로부터 생성된 초미세기포가 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

상기 용존공기부상분리 장치(1)는, 상기 제2 연결배관을 통해 유입된 상기 제2 처리수와 상기 제2 서브배관을 통해 유입된 초미세기포가 접촉되는 공간을 제공할 수 있다.

상기 제3 서브배관(SL3)은, 상기 약품공급부(1300)와 상기 제2 연결배관을 연결하여 상기 완속응집부(1200) 또는 상기 용존공기부상분리 장치(1)에 약품이 공급되는 통로를 제공할 수 있다.

상기 원수탱크(1500)는, 외부로부터 제공된 폐수를 필터링하여, 균질화된 원수를 수용할 수 있다.

상기 유입배관(P1)은, 상기 원수탱크(1500)와 상기 싸이클론 필터부(1100)를 연결하여 상기 원수탱크(1500)에 수용된 원수가 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

상기 생산수 탱크(1600)는 상기 용존공기부상분리 장치(1)로부터 이동된 생산수를 수용할 수 있다.

상기 수집배관(P2)은, 상기 용존공기부상분리 장치(1)와 상기 생산수 탱크(1600)를 연결하여, 상기 생산수가 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

본 발명의 용존공기부상분리 시스템(1000)은, MF 필터부, UF 필터부(1700) 및 역삼투 분리부(1800)를 더 포함할 수 있다.

상기 MF 필터부(미도시)는, 상기 수집배관(P2)에 설치되며, 상기 UF 필터부와 용존공기부상분리 장치(1) 사이에 배치된 채, 상기 수집배관(P2)을 통해 이동되는 생산수에 잔존하는 고형물을 마이크로 여과막(microfiltration)으로 여과할 수 있다.

상기 UF 필터부(1700)는, 상기 수집배관(P2)에 설치되며, 상기 수집배관(P2)을 통해 이동되는 생산수에 잔존하는 고형물을 한외 여과막(ultrafiltration)으로 여과할 수 있다.

상기 역삼투 분리부(1800)는, 상기 수집배관(P2)에 설치되되, 상기 UF 필터부(1700)와 상기 생산수 탱크(1600) 사이에 배치되며, 상기 수집배관(P2)을 통해 이동되는 생산수에 잔존하는 미소량의 입자, 이온 또는 유기물을 여과할 수 있다.

상기 수집배관(P2)은, 상기 용존공기부상분리 장치(1)와 상기 UF 필터부(1700)를 연결한 채, 생산수가 이동되는 통로를 제공하는 제1 추가배관(P4), 상기 UF 필터부(1700)와 상기 역삼투 분리부(1800)를 연결하는 제2 추가배관(P5), 상기 역삼투 분리부(1800)와 상기 생산수 탱크(1600)를 연결하는 제3 추가배관(P6), 상기 UF 필터부(1700)와 상기 생산수 탱크(1600)를 바로 연결하는 제4 추가배관(P7), 상기 용존공기부상분리 장치(1)와 상기 역삼투 분리부(1800)를 바로 연결하는 제5 추가배관(P8)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 수집배관(P2)은, 도면에는 도시되어 있지 않지만 상기 용존공기부상분리 장치(1)와 상기 생산수 탱크(1600)를 바로 연결하는 추가배관을 포함한다.

본 발명의 용존공기부상분리 시스템(1000)은, 하폐수처리수 재처리수 및 온배수 재처리수의 용도별 수질기준에 따라, 상기 용존공기부상분리 장치(1)를 통해 배출된 생산수가 상기 UF 필터부(1700) 또는 역삼투 분리부(1800)를 거치거나 거치지 않도록 할 수 있다.

구체적으로, 하폐수처리수 재처리수 및 온배수 재처리수의 용도별 수질기준은 청소/화장실용수, 세척/살수용수, 조경용수, 친수용수, 하천 등 유지용수, 농업용수, 지하수충전, 공업용수 등의 용도별 요구되는 대장균균수, 결함 잔류염소, 탁도, 냄새 등이 있는데 이러한 기준에 따라 상기 UF 필터부(1700)만 거치거나 상기 역삼투 분리부(1800)만을 거치거나 아니면 둘다 거치도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 장치를 도시한 개략 사시도이다.

도 4은 도 3의 AA' 에 따른 도면이며, 도 5는 도 3의 BB' 에 따른 도면이고, 도 6은 도 3의 CC' 에 따른 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 용존공기부상분리 장치(1)는 본체부(10), 접촉가이드부(20), 제2 서브배관(30), 제2 연결배관(40), 슬러지수집부(50), 슬러지배출배관(P3) 및 생산수배출부(70)를 포함할 수 있다.

상기 본체부(10)는, 유입된 원수가 수용되는 제1 수용공간(S1)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 본체부(10)는, 속이 빈 원통형으로 형성되되, 외부에서 상기 제1 수용공간(S1)을 확인할 수 있도록 투명 재질로 형성될 수 있다.

상기 접촉가이드부(20)는, 상기 제1 수용공간(S1)의 상부측에 배치된 채, 상측이 개구된 제2 수용공간(S2)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 접촉가이드부(20)는, 속이 빈 원통형으로 형성되되, 외부에서 상기 제2 수용공간(S2)을 확인할 수 있도록 투명 재질로 형성될 수 있다. 상기 접촉가이드부(20)는 상기 본체부(10)의 상기 제1 수용공간(S1)에 수용되며, 상기 본체부(10)의 내측면과 일정거리 이격되어 배치될 수 있다.

상기 접촉가이드부(20)는, 상기 제1 수용공간(S1) 내에서 공중에 뜬 채 배치된다.

상기 제2 서브배관(30)은, 상기 본체부(10)를 관통한 채, 상기 접촉가이드부(20)와 연결되며, 미세기포 생성부(1400, 도 1 참조)로부터 생성된 버블이 상기 제2 수용공간(S2)에 유입되도록 통로를 제공할 수 있다.

상기 제2 연결배관(40)은, 상기 본체부(10) 및 상기 접촉가이드부(20)를 관통한 채, 약품과 혼합된 원수가 상기 제2 수용공간(S2)에 유입되도록 통로를 제공할 수 있다. 여기서, 상기 원수는 원수탱크(1500, 도 1 참조)로부터 이동될 수 있다.

상기 슬러지수집부(50)는, 상기 본체부(10)의 상부측 외주면에 형성되며, 상기 제1 수용공간(S1)과 상기 제2 수용공간(S2)에서 발생되어 상기 본체부(10)의 상부측으로 부상한 슬러지를 수집하는 수집공간(V)을 제공할 수 있다.

상기 슬러지배출배관(P3)는, 상기 수집공간(V)과 연통되어 상기 수집공간(V)에 체류 중인 상기 슬러지를 상기 슬러지탱크(1900)로 배출할 수 있다.

상기 생산수배출부(70)는, 상기 본체부(10)의 하부측에 연결된 채, 상기 제1 수용공간(S1)과 연통되어 상기 원수로부터 분리된 생산수를 상기 생산수 탱크(1600)로 배출할 수 있다.

상기 제2 연결배관(40)으로부터 유입된 원수와 상기 제2 서브배관(30)을 통해 유입된 버블은 상기 제2 수용공간(S2)에서 혼합될 수 있다.

이 때, 상기 제2 수용공간(S2)에서 원수 내의 고형물질은 버블과 함께 부상하고, 고형물질이 제거된 생산수는 상기 접촉가이드부(20)를 월류하여 상기 본체부(10)의 하부측으로 이동될 수 있다. 상기 본체부(10)의 하부측으로 이동된 생산수는 상기 생산수배출부(70)를 통해 생산수 탱크(1600)로 수집될 수 있다.

본 발명의 용존공기부상분리 장치(1)의 본체부(10)는 속이 빈 원통형으로 형성되는 본체원통부(11) 및 상기 본체원통부(11)의 외주면을 포위한 채, 상기 본체원통부(11)에 연결되는 형상유지부(13)를 구비할 수 있다.

상기 본체원통부(11)는, 하부측에 배치되는 제1 본체원통편(111), 상기 제1 본체원통편(111)의 상측에 연결되는 제2 본체원통편(112) 및 상기 제1 본체원통편(111)과 상기 제2 본체원통편(112)을 연결하는 제1 연결부(113)를 구비할 수 있다.

상기 제1 연결부(113)는, 상기 제1 본체원통편(111)의 상부에 연결되는 제1-1 연결편(113a)과 상기 제2 본체원통편(112)의 하부에 연결되는 제1-2 연결편(113b)이 볼트 등에 의한 체결부재를 통해 결합 또는 결합 해제되어, 상기 제1 본체원통편(111)과 상기 제2 본체원통편(112)이 결합 되거나 분리 가능하도록 할 수 있다.

상기 제2 본체원통편(112)은, 상기 제1 연결부(113)와의 체결 유무에 따라 상기 제1 본체원통편(111)에 연결 또는 상기 제1 본체원통편(111)과 분리될 수 있다.

상기 형상유지부(13)는, 상기 본체원통부(11)의 외력에 의한 변형이 방지되도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 형상유지부(13)는 상기 제1 본체원통편(111)의 외주면을 포위하는 제1 형상유지편(131), 상기 제1 형상유지편(131)과 이격되어 배치되는 제2 형상유지편(132) 및 상기 제2 본체원통편(112)의 외주면을 포위하는 제3 형상유지편(133)으로 구성될 수 있다.

상기 형상유지부(13)는 상기 본체원통부(11)의 높이에 따라 그 개수를 달리하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 형상유지부(13)는 상기 본체원통부(11)의 경도보다 강한 경도를 갖는 재질로 제작되며, 상기 본체원통부(11)에 인가된 외력이 상기 형상유지부(13)로 분산되도록 하는 동시에 상기 본체원통부(11)의 강성이 유지되도록 할 수 있다.

상기 본체부(10)는 바닥면에 지지되는 지지부(115), 상기 지지부(115)와 상기 제1 본체원통편(111)을 연결하는 제2 연결부(116), 상기 제2 본체원통편(112)의 상부에 장착되는 커버부(117) 및 상기 제2 본체원통편(112)과 상기 커버부(117)를 연결하는 제3 연결부(118)를 더 구비할 수 있다.

상기 제1 본체원통편(111)은, 상기 제2 연결부(116)와의 체결 유무에 따라 상기 지지부(115)에 연결 또는 상기 지지부(115)와 분리될 수 있다.

상기 제2 연결부(116)는, 상기 제1 본체원통편(111)의 하부에 연결되는 제2-1 연결편(116a)과 상기 지지부(115)의 상부에 연결되는 제2-2 연결편(116b)이 볼트 등에 의한 체결부재를 통해 결합 또는 결합 해제되어, 상기 제1 본체원통편(111)과 상기 지지부(115)가 결합 되거나 분리 가능하도록 할 수 있다.

상기 커버부(117)는, 상기 제3 연결부(118)와의 체결 유무에 따라 상기 제2 본체원통편(112)에 연결 또는 상기 제2 본체원통편(112)과 분리될 수 있다.

상기 커버부(117)는, 상기 제3 연결부(118)에 체결되는 테두리부(117a) 및 상기 테두리부(117a)를 메우는 캡부(117b)를 구비할 수 있다.

상기 커버부(117)가 상기 제3 연결부(118)에 체결되는 경우, 상기 제1 수용공간(S1)이 밀폐될 수 있다.

한편, 상기 제1 수용공간(S1)은, 상기 제1 본체원통편(111)에 의해 규정되는 제1-1 수용공간(S1-1) 및 상기 제2 본체원통편(112)에 의해 규정되는 제1-2 수용공간(S1-2)으로 구성될 수 있다.

상기 접촉가이드부(20)는, 상기 제1-2 수용공간(S1-2)에 배치될 수 있다.

상기 접촉가이드부(20)의 상측단의 높이는, 상기 제2 본체원통편(112)의 상측단의 높이보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 접촉가이드부(20)는, 상기 제2 수용공간(S2)을 형성하는 수용부(21) 및 상기 수용부(21)의 밑면이 상기 본체부(10)의 밑면과 동심상에 배치되도록, 상기 수용부(21)를 고정하는 고정부(23)를 구비할 수 있다.

상기 접촉가이드부(20)는, 상기 고정부(23)에 의해 상기 제1 수용공간(S1)의 상부측 공중에 뜬 상태로 배치될 수 있다.

본 발명의 용존공기부상분리 장치(1)의 상기 제2 서브배관(30)은, 상기 접촉가이드부(20)의 바닥면 중앙에 형성된 유입홀(H1)과 연결된 채, 상기 제2 수용공간(S2)의 하부측에서 상부측을 향해 버블이 유입되도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제2 서브배관(30)은 상기 본체부(10)의 옆면을 관통하여 수평방향으로 연장되는 제1 관통배관(31) 및 상기 제1 관통배관(31)의 끝단에 연결되며 유출구가 상측을 향하도록 굴곡되어 형성되는 제1 엘보우배관(33)을 구비할 수 있다.

상기 제1 엘보우배관(33)의 끝단은 상기 유입홀(H1)과 연통되어 상기 제1 관통배관(31)을 통해 이동된 버블이 상기 유입홀(H1)을 통해 상기 제2 수용공간(S2)으로 주입되도록 할 수 있다.

상기 제2 연결배관(40)은, 상기 접촉가이드부(20)의 상측에서 상기 접촉가이드부(20)의 바닥면을 향해 원수가 유입되도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제2 연결배관(40)은 상기 본체부(10) 및 상기 접촉가이드부(20)의 옆면을 관통하여 수평방향으로 연장되는 제2 관통배관(41) 및 상기 제2 관통배관(41)의 끝단에 연결되며 유출구가 하측을 향하도록 굴곡되어 형성되는 제2 엘보우배관(43)을 구비할 수 있다.

상기 제2 엘보우배관(43)의 끝단은 상기 접촉가이드부(20)의 바닥면을 대향하도록 배치되어, 상기 제2 관통배관(41)을 통해 이동된 원수가 상기 제2 수용공간(S2)으로 유입되도록 할 수 있다.

상기 제2 서브배관(30)의 버블 분사방향과 상기 제2 연결배관(40)의 상기 원수 배출방향은 동일 직선상에 배치될 수 있다.

상기 제2 서브배관(30)을 통해 주입된 버블과 상기 제2 연결배관(40)을 통해 유입된 원수는 상기 제2 수용공간(S2) 내에서 혼합되며, 원수 내의 미세플라스틱을 포함한 고형물질과 함께 부상할 수 있다.

본 발명의 용존공기부상분리 장치(1)의 슬러지수집부(50)는 상기 본체부(10)의 외주면을 따라 형성되는 밑면부(51), 상기 밑면부(51)의 끝단으로부터 기립되어 형성되는 기립부(53) 및 상기 기립부(53)를 관통하여 상기 제1 수용공간(S1)과 상기 수집공간(V)을 연통하는 연통홀(55)를 구비할 수 있다.

상기 연통홀(55)은, 상기 기립부(53)를 따라 복수개 형성될 수 있다.

상기 수집공간(V)은, 상기 밑면부(51), 상기 기립부(53) 및 상기 본체부(10)의 외주면에 의해 규정된 채, 상측이 개구될 수 있다.

상기 슬러지배출배관(P3)는, 상기 슬러지탱크(1900)와 연결되는 제1 연결배관(61) 및 상기 제1 연결배관(61)의 끝단에 연결되며 배출구가 상측을 향하도록 굴곡되어 형성되는 제1 굴곡배관(63)을 구비할 수 있다.

상기 제1 굴곡배관(63)의 끝단은 상기 밑면부(51)에 형성된 배출홀(65)에 연결되어, 상기 수집공간(V)에 수집된 슬러지가 상기 슬러지탱크(1900)로 이동되도록 할 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 제2 연결배관(40)으로부터 상기 제2 수용공간(S2)으로 유입된 원수(W)는, 상기 제2 서브배관(30)으로부터 상기 제2 수용공간(S2)으로 분사된 버블(Q)과 혼합될 수 있다. 여기서, 상기 원수(W) 내의 고형물질은 상기 버블(Q)과 응집된 채, 부상하여 슬러지(Y)를 형성한다. 형성된 슬러지(Y)는 슬러지배출배관(P3)를 통해 슬러지탱크(1900)로 이동된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법(이하, 용존공기부상분리 방법)은, 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 용존공기부상분리 시스템(1000)에 의해 구현될 수 있다.

본 발명의 용존공기부상분리 방법은 제1 단계(M1) 내지 제4 단계(M4)를 포함할 수 있다.

상기 제1 단계(M1)는, 원수 탱크로부터 유입된 원수를 나선형태로 유도하여 원심력을 발생시킴으로써, 상기 유입된 원수 내의 제1 밀도 이상의 고형물질을 원심 분리하고, 주입된 응집제와 고형물질 간에 접촉을 촉진시키는 급속 교반 응집 과정을 통해 제1 크기의 제1 플럭(floc)을 형성하도록 급속 교반 응집하는 단계일 수 있다.

상기 제2 단계(M2)는, 상기 제1 단계(M1)를 거친 제1 처리수 내의 상기 제1 플럭과, 주입된 응집제 및 초미세기포가 혼합되어 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 제2 플럭으로 성장하도록 완속 교반하는 단계일 수 있다.

상기 제3 단계(M3)는, 상기 제2 단계(M2)를 거친 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭과, 주입된 초미세기포가 혼합되어 생성된 슬러지를 외부로 배출하고 상기 슬러지가 제거된 생산수를 수집하는 단계일 수 있다.

상기 제4 단계(M4)는, 상기 생산수를 생산수 탱크(1600)로 이동시키는 단계일 수 있다.

상기 제4 단계(M4)는, 상기 생산수가 상기 생산수 탱크(1600)로 이동되는 중에, 상기 생산수 내에 잔존하는 고형물을 한외 여과막(ultrafiltration)으로 여과하는 제4-1 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제4 단계(M4)는, 상기 제4-1 단계를 거친 생산수에 잔존하는 미소량의 입자, 이온 또는 유기물을 역삼투 분리막으로 여과하는 제4-2 단계를 더 포함할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1000: 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템
1100: 싸이클론 필터부
1200: 완속응집부
1: 용존공기부상분리 장치
10: 본체부
20: 접촉가이드부
30: 제2 서브배관
40: 제2 연결배관
50: 슬러지수집부
V: 수집공간
1300: 약품공급부
1400: 미세기포 생성부
1500: 원수탱크
P1: 유입배관
P2: 수집배관
P3: 슬러지배출배관
1600: 생산수 탱크
1700: UF 필터부
1800: 역삼투 분리부
1900: 슬러지탱크

Claims

원수 내에 체류 중인 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템에 있어서,
유입된 원수를 나선형태로 유도하여 원심력을 발생시킴으로써, 상기 유입된 원수 내의 제1 밀도 이상의 고형물질을 원심 분리하고, 주입된 응집제와 고형물질 간에 접촉을 촉진시키는 급속 교반 응집 과정을 통해 제1 크기의 제1 플럭(floc)을 형성하는 싸이클론 필터부;
상기 싸이클론 필터부로부터 이동된 제1 처리수 내의 상기 제1 플럭과, 주입된 응집제 및 초미세기포가 접촉된 채, 혼합되도록 완속 교반하여 상기 제1 플럭이 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 제2 플럭으로 성장하도록 하는 완속응집부; 및
상기 완속응집부로부터 이동된 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭과 주입된 초미세기포가 혼합되어 생성된 슬러지를 외부로 배출하고, 상기 슬러지가 제거된 생산수를 수집하는 용존공기부상분리 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제1항에 있어서,
응집제를 포함하는 약품을 공급하는 약품공급부;
초미세기포를 생성하는 미세기포 생성부;
상기 싸이클론 필터부와 상기 완속응집부를 연결하여 상기 제1 처리수가 이동되는 통로를 제공하는 제1 연결배관;
상기 약품공급부와 상기 제1 연결배관을 연결하여 상기 약품이 이동되는 통로를 제공하는 제1 서브배관;
상기 완속응집부와 상기 용존공기부상분리 장치를 연결하여 상기 제2 처리수가 이동되는 통로를 제공하는 제2 연결배관; 및
상기 미세기포 생성부와 상기 용존공기부상분리 장치를 연결하여 상기 미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포가 이동되는 통로를 제공하는 제2 서브배관;을 더 포함하며,
상기 용존공기부상분리 장치는,
상기 제2 연결배관을 통해 유입된 상기 제2 처리수와 상기 제2 서브배관을 통해 유입된 초미세기포가 접촉되는 공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 약품공급부와 상기 제2 연결배관을 연결하여 상기 완속응집부 또는 상기 용존공기부상분리 장치에 약품이 공급되는 통로를 제공하는 제3 서브배관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제2항에 있어서,
외부로부터 제공된 폐수를 필터링하여, 균질화된 원수를 수용하는 원수탱크;
상기 원수탱크와 상기 싸이클론 필터부를 연결하여 상기 원수탱크에 수용된 원수가 이동되는 통로를 제공하는 유입배관;
상기 용존공기부상분리 장치로부터 이동된 생산수를 수용하는 생산수 탱크; 및
상기 용존공기부상분리 장치와 상기 생산수 탱크를 연결하여, 상기 생산수가 이동되는 통로를 제공하는 수집배관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제4항에 있어서,
상기 수집배관에 설치되며, 상기 수집배관을 통해 이동되는 생산수에 잔존하는 고형물을 한외 여과막(ultrafiltration)으로 여과하는 UF 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 수집배관에 설치되되, 상기 UF 필터부와 상기 생산수 탱크 사이에 배치되며, 상기 수집배관을 통해 이동되는 생산수에 잔존하는 미소량의 입자, 이온 또는 유기물을 여과하는 역삼투 분리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 완속응집부는,
PFR 반응기 또는 CSTR 반응기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀도는,
밀도 1.2 g/cm³ 이상이며,
상기 제1 크기는,
1 이상 5 마이크로미터 미만이고,
상기 제2 크기는,
5이상 20 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 완속응집부는,
상기 제1 플럭이 주입된 응집제 및 초미세기포와 혼합되도록 100 rpm 이하의 교반속도와, 50/s 의 교반속도(G-Value)로 완속 교반하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 용존공기부상분리 장치는,
유입된 상기 제2 처리수가 수용되는 제1 수용공간을 형성하는 본체부,
상기 제1 수용공간의 상부측에 배치된 채, 상측이 개구된 제2 수용공간을 형성하는 접촉가이드부,
상기 본체부의 상부측 외주면에 형성되며, 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간에서 발생되어 상기 본체부의 상측단을 월류한 상기 슬러지를 수집하는 수집공간을 제공하는 슬러지수집부,
상기 수집공간과 연통되어 상기 수집공간에 체류 중인 상기 슬러지를 슬러지탱크로 배출하는 슬러지배출배관 및
상기 본체부의 하부측에 연결된 채, 상기 제1 수용공간과 연통되어 상기 제2 처리수로부터 분리된 생산수를 생산수 탱크로 배출하는 수집배관을 포함하며,
상기 제2 연결배관은,
상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부의 상측에 배치되며, 상기 약품과 혼합된 상기 제2 처리수가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하며,
상기 제2 서브배관은,
상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부와 연결되며, 상기 미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하고,
상기 제2 연결배관으로부터 유입된 상기 제2 처리수와 상기 제2 서브배관을 통해 유입된 초미세기포는 상기 제2 수용공간에서 혼합되며, 상기 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭은 초미세기포와 함께 부상하고, 상기 제2 플럭이 제거된 생산수는 상기 접촉가이드부를 월류하여 상기 본체부의 하부측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제2 서브배관은,
상기 접촉가이드부의 바닥면 중앙에 형성된 유입홀과 연결된 채, 상기 제2 수용공간의 하부측에서 상부측을 향해 버블이 유입되도록 하고,
상기 제2 연결배관은,
상기 접촉가이드부의 상측에서 상기 접촉가이드부의 바닥면을 향해 상기 제2 처리수가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질 제거를 위한 밀폐식 용존공기부상분리 시스템.
원수 내에 체류 중인 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법에 있어서,
유입된 원수를 나선형태로 유도하여 원심력을 발생시킴으로써, 상기 유입된 원수 내의 제1 밀도 이상의 고형물질을 원심 분리하고, 주입된 응집제와 고형물질 간에 접촉을 촉진시키는 급속 교반 응집 과정을 통해 제1 크기의 제1 플럭(floc)을 형성하도록 급속 교반 응집하는 제1 단계;
상기 제1 단계를 거친 제1 처리수 내의 상기 제1 플럭과, 주입된 응집제 및 초미세기포가 혼합되어 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 제2 플럭으로 성장하도록 완속 교반하는 제2 단계;
상기 제2 단계를 거친 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭과, 주입된 초미세기포가 혼합되어 생성된 슬러지를 외부로 배출하고 상기 슬러지가 제거된 생산수를 수집하는 제3 단계;
상기 생산수를 생산수 탱크로 이동시키는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법.
제12항에 있어서,
상기 제4 단계는,
용존공기부상분리 장치 내에서 진행되며,
상기 용존공기부상분리 장치는,
유입된 상기 제2 처리수가 수용되는 제1 수용공간을 형성하는 본체부,
상기 제1 수용공간의 상부측에 배치된 채, 상측이 개구된 제2 수용공간을 형성하는 접촉가이드부,
상기 본체부의 상부측 외주면에 형성되며, 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간에서 발생되어 상기 본체부의 상측단을 월류한 상기 슬러지를 수집하는 수집공간을 제공하는 슬러지수집부,
상기 수집공간과 연통되어 상기 수집공간에 체류 중인 상기 슬러지를 슬러지탱크로 배출하는 슬러지배출부 및
상기 본체부의 하부측에 연결된 채, 상기 제1 수용공간과 연통되어 상기 제2 처리수로부터 분리된 생산수를 생산수 탱크로 배출하는 생산수배출부를 포함하며,
상기 제2 처리수는, 제2 연결배관을 통해 상기 제2 수용공간에 유입되고,
상기 제2 연결배관은,
상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부의 상측에 배치되며, 응집제를 포함한 약품과 혼합된 상기 제2 처리수가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하며,
미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포는 제2 서브배관을 통해 상기 제2 수용공간에 유입되고,
상기 제2 서브배관은,
상기 본체부를 관통한 채, 상기 접촉가이드부와 연결되며, 상기 미세기포 생성부로부터 생성된 초미세기포가 상기 제2 수용공간에 유입되도록 통로를 제공하고,
상기 제2 연결배관으로부터 유입된 상기 제2 처리수와 상기 제2 서브배관을 통해 유입된 초미세기포는 상기 제2 수용공간에서 혼합되며, 상기 제2 처리수 내의 상기 제2 플럭은 초미세기포와 함께 부상하고, 상기 제2 플럭이 제거된 생산수는 상기 접촉가이드부를 월류하여 상기 본체부의 하부측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법.
제12항에 있어서,
상기 제4 단계는,
상기 생산수가 상기 생산수 탱크로 이동되는 중에, 상기 생산수 내에 잔존하는 고형물을 한외 여과막(ultrafiltration)으로 여과하는 제4-1 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법.
제14항에 있어서,
상기 제4 단계는,
상기 제4-1 단계를 거친 생산수에 잔존하는 미소량의 입자, 이온 또는 유기물을 역삼투 분리막으로 여과하는 제4-2 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱을 포함한 고형물질을 제거하기 위한 밀폐식 용존공기부상분리 방법.