KR20230027604A

KR20230027604A - 오폐수 정화처리시스템

Info

Publication number: KR20230027604A
Application number: KR1020210109586A
Authority: KR
Inventors: 김평재
Original assignee: 김평재
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2023-02-28

Abstract

본 발명은 오폐수 정화처리시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 오폐수내에 들어 있는 인의 처리가 탁월하게 수행되고 오폐수내에 함유된 질소, 부유물질(SS), 생화학적 산소 요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD)의 처리가 탁월하게 되며 구조가 단순하여 신속하게 설치가 가능하게 되는 오폐수 정화처리시스템에 관한 것이다.

Description

오폐수 정화처리시스템{Sewage Purification Treatment System}

일반적으로, 최근 들어 도시화, 산업의 발달로 인하여 수질오염은 심각해졌으며 이상기온으로 인한 물부족사태도 빈번하게 발생되고 있으며, 이에 따라 경제적으로 오폐수를 재활용할 수 있는 방안에 대한 적극적인 개발의 필요성이 커지고 있다.

오폐수의 재활용에 있어서 중요한 점은, 재활용되는 오폐수 내의 질소, 인 및 유기물 등의 함유량과, 물의 탁도, pH 등을 필요한 수준으로 처리하고, 병원성 미생물을 제거하여 환경공학적으로 안정하도록 처리하는 일이고, 주로 농업용 비료, 사람이나 가축의 분뇨, 합성세제로부터 발생되는 질소나 인이 수계로 유입되면, 부영양화, 연안의 적조현상, 암모니아의 어류독소, 수중의 용존산소결핍 등을 야기하게 되며, 상수 중의 암모니아는 염소 요구량을 증가시키고, 질산성 질소가 음용수 중에 높은 농도로 존재하는 경우 청색증와 같은 질병을 유발하여 건강에 악영향을 주게 되는 문제점이 있었다.

또한, 질소, 인 등의 상수원 유입으로 인한 조류의 과잉성장으로 수돗물의 맛과 냄새 등에서 불쾌감을 일으키게 되고, 정수공정인 모래 여과지의 막힘 현상을 유발하며, 남조류가 과잉 번식한 경우, 독성 물질을 생성하여 사람의 건강에 장애를 주게 되는 문제점이 있었다.

이와 같이, 수계로의 질소 및 인의 유입은 정수비용의 증가에 따른 경제적인 손실발생, 공중보건상 안전하고 깨끗한 수자원확보의 어려움 등의 문제를 유발시키며, 따라서 수계로의 영양염류 유입을 차단하는 것이 가장 근원적인 해결책이므로 오폐수 및 축산폐수에서 유기물의 제거와 더불어 질소 및 인의 처리가 더욱 강조되고 있는 실정이다.

이러한 질소와 인의 처리를 위해서, 고도처리공정과, 병원성 미생물 및 부유물질 등에 대한 처리를 위한 생물학적 처리공정을 결합한 멤브레인 바이오 리액터(Membrane Bio-Reactor, MBR)가 개발되었으며, 통상적인 멤브레인 바이오 리액터는, 무산소조와, 폭기조 및 상기 폭기조 내에 설치되는 멤브레인 모듈로 구성된다.

이러한 무산소조 내부에는 고농도의 슬러지층이 구비되어 있어, 유입되는 오폐수의 탈질 처리를 수행하고 유기물을 제거하고, 또한, 무산소조로부터 유입된 오폐수는 폭기조의 미생물에 의해 인이 제거되고, 폭기조 내에 설치된 멤브레인 모듈에 의해 유기물이 제거된다.

종래의 멤브레인 바이오 리액터는 유기물을 이용하여 질산성 질소를 탈질화 하는 무산소조와, 암모니아성 질소를 질산성 질소로 변화시키는 호기조로 구성되며, 상기 호기조 내에서 멤브레인 모듈을 통과하여 유기물을 제거한 처리수는 저장탱크로 이송되고, 상기 호기조로부터 슬러지가 혼합된 물은 상기 무산소조로 반송되는 구조를 가지며, 이러한 생물학적으로 질소를 제거하기 위하여 대부분의 공정에서는 무산소조, 호기조 순으로 반응조를 배치하고 호기조에서 발생되는 질산성 질소를 내부 반송펌프 및 배관을 이용하여 무산소조로 이송한다. 오폐수 내의 유기물량은 제한적이므로, 유입되는 유량의 3∼4배 이내만 추가적인 탈질처리를 위하여 내부 반송되고 나머지는 처리수로 배출되는 것이 일반적이다.

질소제거율은 반응조의 수온, 미생물 농도, 유입수의 성상, 시간, 계절 등에 의해서 크게 영향 받으므로, 처리수의 질소 농도를 규제치 이하로 제어하는 것은 매우 어려우며, 따라서 규제치를 상회하는 경우는 1차적으로 무산소조에 외부 탄소원을 추가로 투입하여 탈질율을 향상시키고 호기조에서 내부반송량을 조절하여 제한적으로 질소를 제거하는 방식으로 수행한다.

그러나, 근본적으로 호기조에서 내부 반송되고 남은 질산성 질소는 처리수로 유출되기 때문에 질소제거에 있어 그 한계성을 내포하고 있으며, 유입수의 C/N비가 매우 낮거나, 질소 5mg/L 이하, 인 0.5mg/L 이하 연중 상시 안정적 처리가 요구되는 경우, 기존 질소, 인 제거 공정만으로는 처리가 어렵고 추가적인 공정이 필요하며 이에 따라 설치비와 운영비가 추가로 소요되는 문제가 있다.

이러한 점을 감안하여, 특허출원번호 10-2009-0007402호에 분리막을 이용한 오폐수 고도 처리장치가 게시된 바 있다. 이러한 종래의 일반적인 분리막을 이용한 오폐수 고도 처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 오폐수 내의 질산성 질소를 탈질 처리하는 제1무산소조와, 상기 제1무산소조에서 처리된 오폐수 내의 유기물을 산화 및 질산화시키는 호기조와, 상기 호기조에서 처리된 오폐수 내의 질산성 질소를 추가로 탈질 처리하는 제2무산소조와, 상기 제2무산소조에서 처리된 오폐수의 잔류 유기물을 추가로 산화 및 질산화시키는 막분리호기조와, 상기 막분리호기조 내에 설치되며, 분리막을 이용하여 처리수와 슬러지를 분리하는 멤브레인 모듈과, 상기 호기조 내의 활성슬러지를 상기 제1무산소조로 반송하는 제1반송라인 및 상기 각 구성들의 운전상태를 분석 및 진단하고 그 결과를 표시하는 운전관리부를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 일반적인 분리막을 이용한 오폐수 고도 처리장치는 상기한 바와 같이, 슬러지 탈질조와 제1무산소조 그리고 제2무산소조에 각각 수중교반기가 설치되어 있어서, 처리장치 구동에 따른 전력소비가 높아질 수 밖에 없는 단점이 있고, 또한, 상기한 종래의 일반적인 분리막을 이용한 오폐수 고도 처리장치는, 분리막을 이용하여 처리수와 슬러지를 분리하기 위해 막분리호기조에 내설된 멤브레인 모듈이 너무 고가로 인해 처리장치를 구성하는데 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 상기 멤브레인 모듈에도 처리수를 유출관을 통하여 처리수 탱크로 이동시키기 위해 유출펌프가 부설되므로 인한 전력 소비가 높아질 수 밖에 없는 단점이 있다

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 등록특허 10-2164095로 '오폐수 처리장치'가 제안되었으나, 이러한 발명에서는 2개의 폭기조가 부족하고 적어도 3개의 폭기조가 설치되어야 하므로 상기 발명은 1폭기조와 2폭기조만이 설치되므로 인의 처리효율이 불량하게 되고 BOD의 효율이 20 PPM 으로서 현재 요구되는 정화수준에 미달되게 되는 등의 국내외적으로 설정된 오폐수 정화효율을 충족시킬 수가 없는 근본적인 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2010-0088283호 등록특허공보 제10-2164095호

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 반응조의 추가 또는 공정의 추가 없이 질소와 인의 처리효율을 향상시킬 수 있어 운영비의 상승 없이 안정적으로 오폐수의 정화효율을 향상시킬 수 있는 개선된 형태의 오폐수 정화처리시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적으로는 막분리조의 내부에 설치되는 분리막모듈의 관리 및 취급이 용이하여 다양한 용량과 정화처리시스템의 형태에 쉽게 대응하여 설치할 수 있어 설치가 용이하고 효율의 저하시 쉽게 세척하여 재설치할 수 있어 운영상의 편리함과 시간 및 노동력을 현저히 저하시킬 수 있는 개선된 형태의 오폐수 정화처리시스템을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적에 따른 오폐수 정화처리시스템은, 협잡물과 고형물 및 부유물질이 혼합된 오폐수가 유입되어 1차적으로 이물질이 분리되는 전처리 혐기조와, 상기 전처리혐기조에서 이물질이 제거된 오폐수를 혐기조에 일정하게 공급하기 위한 유량조정조와, 상기 유량조정조로부터 유입되는 오폐수와 슬러지 탈질조에서 유입되는 미생물을 이용하여 인의 유입농도를 3~4배까지 방출시키는 혐기조와, 상기 혐기조로부터 유입되는 오폐수의 내생탈질 혹은 탈질을 유도, 질산성(Nitrate) 농도를 낯추어 질산성질소의 방해작용으로 인 방출억제현상을 방지하고, 유량조정조로부터 유입된 호기성 미생물을 교반을 통하여 혐기성 미생물로 교란작용을 통하여 질산성 질소를 질소가스로 제거시켜 탈질을 유도하는 무산소조와, 상기 무산소조로부터 유입되는 오폐수에 브로워로 공기를 불어넣어 산소를 제공하여 호기성 세균에 의한 소화작용을 촉진시켜 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거하는 폭기조와, 상기 폭기조에서 생물학적 반응을 거친 오수를 침지형 분리막을 이용, 미생물을 분리하고, 인 처리를 위하여 약품을 투여하며 내부에 모듈형태의 분리막모듈이 형성된 막분리조와, 상기 막분리조로부터 이송된 처리수가 유입되며 처리수에 잔류하고 있는 박테리아나 대장균 등의 살균을 위한 UV-소독램프와, 처리수의 방류를 위한 배수펌프가 설치된 소독 및 방류조를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화처리시스템에 의해 달성될 수 있다.

상기 전처리혐기조는 복수 개의 전처리혐기조가 이동홀로 유로를 형성하여 유입되는 오폐수가 각각의 전처리혐기조를 이동하며 금속물질과 이물질이 제거됨을 특징으로 한다.

상기 폭기조와 막분리조 및 탈기조로부터 반송된 슬러지를 침전시켜 침전된 슬러지는 외부로 폐기하고, 상등수는 다시 유량조정조로 투입하여 정화처리가 재차 이루어질 수 있도록 하는 오니농축조를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리막모듈은 전면과 후면이 개방되고 양측면에 손잡이가 형성된 케이스와, 상기 케이스의 일측에 형성되며 중앙부분에 처리수가 배출되는 배출공이 형성된 포집부 및, 상기 포집부의 배출공이 형성된 대응면에 포집부와 연통되게 형성되며 길이방향으로 여러 개의 미세유입공이 형성된 복수 개의 유입관이 일체로 형성됨을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 오폐수 정화처리시스템은, 순차적으로 연결되는 전처리혐기조, 유량조정조, 혐기조, 무산소조, 폭기조, 막분리조, 탈기조, 소독/방류조를 포함함으로서, 주택, 아파트, 식당, 농가등에서 발생되는 다양한 오염원을 가지는 오폐수를 처리할 수 있고, 이에 따라 배출되는 오폐수의 오염 농도가 달라지거나 협잡물의 종류에 따라 오염농도가 달라지더라도 항상 일정한 처리 효율을 유지할 수 있고, 더 나아가 오폐수로부터 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있음과 동시에 대량 처리가 가능한 효과가 있다.

더욱이, 폭기조 또는 막분리조의 내부에 수용되는 분리막모듈이 여러 개의 모듈이 서로 연결되어 구성됨으로써 취급이 용이하고 단위모듈별로 교체가 가능하여 표면에 슬러지가 부착되어 효율이 저하되는 경우 문제가 발생된 분리막모듈만을 분리하여 세척하고 다시 설치하는 과정만으로 단순하게 분리막모듈을 관리할 수 있어 분리막모듈의 효율저하를 미연에 방지할 수 있어 정화처리장치의 정화효율을 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 폭기조와 막분리조 및 탈기조의 내부에 첨전되는 슬러지를 오니농축조로 반송시켜 슬러지를 침전시키고 상부의 상등수를 다시 유량조정조로 유입시켜 정화처리가 이루어질 수 있도록 함으로써 폐기되는 슬러지의 량을 현저하게 저하시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 소독/방류조의 내부에 UV-소독램프를 형성하여 처리수에 잔류하고 있는 박테리아나 대장균 등의 살균작용을 통하여 완벽한 정화처리 효율을 기대할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 블럭도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 개략도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 반응조 구성을 나타낸 도면
도 4는 도 3의 A-A선 단면도
도 5는 도 3의 B-B선 단면도
도 6은 도 3의 C-C선 단면도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 구성 중 분리막모듈의 사진
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 구성 중 분리막모듈의 부분 확대 단면도
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 구성 중 분리막모듈의 다른 실시예의 사진

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이제 본 발명의 제 1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 반응조 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 도 3의 B-B선 단면도이고, 도 6은 도 2의 C-C선 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 구성 중 분리막모듈의 사진이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 오폐수 정화처리시스템의 구성 중 분리막모듈의 부분 확대 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 오폐수 정화처리시스템(100)은 협잡물과 고형물 및 부유물질이 혼합된 오폐수가 유입되는 전처리 혐기조(10)와, 전처리혐기조(10)에서 1차로 이물질이 제거된 오폐수를 혐기조(30)에 일정하게 공급하기 위한 유량조정조(20)와, 유입되는 오폐수와 슬러지 탈질조에서 유입되는 미생물을 이용하여 인의 유입농도를 3~4배까지 방출시키는 혐기조(30)와, 상기 혐기조(30)로부터 유입되는 오폐수의 내생탈질 혹은 탈질을 유도, 질산성(Nitrate) 농도를 낯추어 질산성질소의 방해작용으로 인 방출이 억제되는 현상을 미연에 방지하며, 유량조정조(20)로부터 유입이 된 호기성 미생물을 교반을 통하여 혐기성 미생물로 교란작용을 통하여 질산성 질소를 질소가스로 제거시켜 탈질을 유도하는 무산소조(40)와, 상기 무산소조(40)로부터 유입되는 오폐수에 브로워(51)로 공기를 불어넣어 산소를 제공하여 호기성 세균에 의한 소화작용을 촉진시켜 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거하는 폭기조(50)와, 상기 폭기조(50)에서 생물학적 반응을 거친 오수를 침지형 분리막을 이용, 미생물을 분리하여 청정한 처리수를 생산하며, 인 처리를 위하여 약품을 투여하는 막분리조(60)와, 상기 막분리조(60)로부터 이송된 처리수가 유입되며 처리수에 잔류하고 있는 박테리아나 대장균 등의 살균을 위한 UV-소독램프(71)와, 처리수의 방류를 위한 배수펌프(72)가 설치된 소독 및 방류조(70)로 구성된다.

또한, 막분리조(60)에서 반송된 슬러지의 상등수를 유량조정조(20)로 이송시키는 오니농축조(90)를 더 포함한다.

또한, 막분리조(60)로부터 이송된 슬러지를 오니농축조(90)와 혐기조(30)로 이송시키는 탈기조(80)를 더 포함한다.

상기 전처리혐기조(10)는 유입되는 오폐수의 내부에 혼합된 이물질 중 병뚜껑, 못, 철사 등의 금속물질과 자갈, 모래 등의 물질이 정화처리시스템 내부로 유입되는 것을 침전시켜 차단함과 동시에 잉여슬러지를 혐기적으로 분해하여 1차적으로 부피를 저감시키는 구성으로써, 도 3에 도시한 바와 같이 하나 이상의 전처리혐기조(10)가 형성되고 유입되는 오폐수가 각각의 전처리혐기조(10)를 밸브 또는 이동홀(11)을 통하여 이동하며 금속물질과 이물질이 침전되도록 형성된다.

또한, 상기 전처리조(10)는 1처리조당 1일의 침지시간을 제공하여 오폐수에 혼합된 이물질을제거한다.

상기 유량조정조(20)는, 시간대별로 차이가 있는 유입수의 양을 완충시켜 일정하게 유량조정펌프(21)를 통하여 혐기조(30)로 공급하는 구성으로써 내부에 교반기(22)가 형성되어 이물질이 바닥으로 침전되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.

상기 혐기조(30)는 유입되는 오수와 슬러지 탈질조에서 유입되는 미생물을 이용하여 인을 유입농도의 3배 ~ 4배까지 방출시키는 구성으로써, 내부에 교반기(31)와 이송펌프(미도시))를 통하여 무산소조(40)로 오폐수를 공급한다.

상기 무산소조(40)는 혐기조(30) 일측에 위치되어 유기물이 분해되고 인이 방출된 오폐수가 유입됨에 따른 질소의 탈질화를 위해 구비되는 구성으로써, 내부에 설치된 무산소조 교반기(41)을 통하여 분출하는 것에 의해 혐기조(30)를 통하여 유기물을 분해하고 미생물 세포내부의 인이 방출된 오폐수와, 상기 무산소조(40)에 저장된 내부수가 함께 교반되어 질소의 탈질화후 폭기조(50)측으로 유출시킬 수 있도록 일측면 상부에는 무산소조용 유출홀(42)이 형성된다.

상기 폭기조(50)는 상기 무산소조(40) 일측에 위치되어 상기 무산소조(40)를 통하여 질소의 탈질화된 오폐수를 폭기시켜 인을 제거하는 구성으로써, 생물학적 반응을 거친 오폐수를 침지형 분리막을 이용하여 미생물을 분리하고 인의 처리를 위하여 약품을 투여하여 청정한 처리수를 배출한다.

즉, 상기 폭기조(50)는 상부는 개구되고 내부에는 폭기용 공간부가 형성되게 구비되되, 바닥부분에 에어펌프(미도시)와 연결되는 브로워(51)와, 바닥면에 침지되는 슬러지를 오니농축조(90)측으로 반송시키기 위한 펌프(미도시)가 형성된다.

상기 막분리조(60)는 폭기조(50)와 무산소조(40)를 통하여 생물학적 처리후 침전지에서 막을 이용하여 처리수만 뽑아 내는 방식으로 처리효율이 침전방식에 비하여 대단히 높으며 사상균에 의한 벌킹현상에도 처리가 용이하고 대장균의 제거가 가능함과 동시에 MLSS농도를 유지할 수 있어 슬러지 발생량을 현저하게 저하시킬 수 있는 특징을 갖는다.

또한, 상기 막분리조(60)는 상부가 개구되고 내부에는 바닥부분에 에어펌프(미도시)와 연결되는 브로워(61)와, 분리막모듈(62)이 펌프(미도시)와 연결되어 처리수를 소독/방류조(70)로 배출할 수 있도록 형성된다.

상기 분리막모듈(62)은 도 7 내지 도 8에 도시한 바와 같이 복수 개의 분리막모듈(62)이 적층되어 구성되어 막분리조(60)의 크기 및 처리용량에 따라 분리막모듈(62)을 추가하는 형태로 형성하여 정화처리시스템의 현장환경에 쉽고 빠르게 적용할 수 있는 특징이 있다.

즉, 상기 분리막모듈(62)은 전면과 후면이 개방되고 양측면에 손잡이(621)가 형성된 케이스(622)와, 상기 케이스(622)의 일측에 형성되며 중앙부분에 처리수가 배출되는 배출공(623)이 형성된 포집부(624) 및 상기 포집부(624)의 배출공(623)이 형성된 대응면에 포집부(624)와 연통되게 형성되며 길이방향으로 여러 개의 미세유입공(625)이 형성된 복수 개의 유입관(626)이 일체로 형성된다.

상기와 같은 분리막모듈(62)의 구성에 의하여 슬러지가 혼합된 처리수가 유입관(626)의 미세유입공(625)을 통하여 유입되며 슬러지와 처리수가 분리되어 슬러지는 유입관(626)의 표면에 부착되고 처리수만이 미세유입공(625)을 통하여 유입관(626)과 연결된 포집부(624)로 포집되고 배출공(623)을 통하여 배출된다.

또한, 배출공(623)은 복수 개의 배출공(623)이 하나의 연결관(미도시)으로 연결되고 펌프(미도시)의 동작에 의하여 소독/방류조(70)로 이동한다.

또한, 상기 분리막모듈(62) 장기간 사용에 의하여 미세유입공(625)이 슬러지에 의하여 막혀 효율이 저하되는 경우 효율이 저하된 분리막모듈(62)만을 분리하여 막분리조(60)로부터 꺼내거나 별도의 세정용 탱크나 용기로 이동시켜 간단하게 세척한 후 다시 설치함으로써 막분리조(60)의 운영상의 편리함과 시간 및 노동력을 현저히 줄일 수 있는 구성적 특징이 있다.

또한, 상기 분리막모듈(62)은 막분리조(60)의 내부에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 폭기조(50)의 내부에도 설치하여 슬러지처리효율을 극대화 할 수 있다.

한편, 도 9는 상기 분리막모듈(62')의 다른 실시예를 나타낸 도면으로 도시한 바와 같이, 무수히 많은 미세유입공(미도시)이 형성된 복수 개의 미세유입관(621')이 여러가닥 묶음되어 이루어진 복수 개의 단위분리막(622')과, 상기 단위분리막(622')의 상부와 하부에 형성되어 각각의 단위분리막(622')을 연결하는 연결관(623') 및 상기 연결관(623')의 양측이 연통되도록 형성되고 내부가 중공된 관형태로 상부에 복수 개의 배출부(624')가 형성된 프레임(625')으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 분리막모듈(62')은 무수히 많은 미세유입공(미도시)이 형성된 복수 개의 미세유입관(621')을 통하여 슬러지는 미세유입관(621')의 표면에 부착되며 처리수만이 미세유입공(미도시)을 통하여 유입되고 각각의 미세유입관(621')을 통하여 유입된 처리수는 상부와 하부에 형성된 연결관(623')에서 포집되어 프레임(625')의 내부를 따라 배출부(624')측으로 이동하여 외부로 배출되는 형태를 갖는다.

또한, 상기 배출부(624')는 외부의 펌프(미도시)와 연결되어 처리수를 소독/방류조(70)로 강제 이송한다.

한편, 막분리조(60) 바닥면에 침전되는 슬러지는 펌프로 흡입하여 오니농축조(90)로 이송시켜 처리한다.

또한, 상기 분리막모듈(62)을 통하여 처리된 처리수는 펌프를 통하여 소독/방류조(70)로 투입됨과 동시에 막분리조(60)와 이동홀(미도시)을 통하여 탈기조(80)로 이동된다.

상기 소독/방류조(70)는 막분리조(60)로부터 이송된 처리수가 유입되며 처리수에 잔류하고 있는 박테리아나 대장균 등의 살균을 위한 UV-소독램프(71)와, 처리수의 방류를 위한 배수펌프(72)가 형성된다.

상기와 같은 UV-소독램프(71)의 구성을 통하여 높은 살균효과를 얻을 수 있음과 동시에 설치와 취급이 간편하고, 처리수에 잔류하고 있는 박테리아나 대장균 등의 살균작용이 탁월하기 때문에 대장균수의 감소에 확실한 효과를 제공할 수 있다.

또한, 처리된 처리수는 배수펌프(72)를 통하여 외부로 강제배수된다.

상기 탈기조(80)는 막분리조(60)로부터 이송된 슬러지를 오니농축조(90)와 혐기조(30)로 반송펌프를 이용하여 반송함으로써 2차적인 인처리가 이루어질 수 있도록 하여 정화처리효율을 향상시키는 특징이 있다.

상기 오니농축조(90)는 폭기조(50)와 막분리조(60) 및 탈기조(80)로부터 반송된 슬러지를 침전시켜 침전된 슬러지는 외부로 페기하고, 상등수는 다시 유량조정조(20)로 투입하여 정화처리가 이루어질 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 오폐수 정화처리시스템은, 순차적으로 연결되는 전처리혐기조, 유량조정조, 혐기조, 무산소조, 폭기조, 막분리조, 탈기조, 소독/방류조를 포함함으로서, 주택, 아파트, 식당, 농가등에서 발생되는 다양한 오염원을 가지는 오폐수를 처리할 수 있고, 이에 따라 배출되는 오폐수의 오염 농도가 달라지거나 협잡물의 종류에 따라 오염농도가 달라지더라도 항상 일정한 처리 효율을 유지할 수 있고, 더 나아가 오폐수로부터 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있음과 동시에 대량 처리가 가능한 구성적 특징이 있다.

더욱이, 폭기조 또는 막분리조의 내부에 수용되는 분리막모듈이 여러 개의 모듈이 서로 연결되어 구성됨으로써 취급이 용이하고 단위모듈별로 교체가 가능하여 표면에 슬러지가 부착되어 효율이 저하되는 경우 문제가 발생된 분리막모듈만을 분리하여 세척하고 다시 설치하는 과정만으로 단순하게 분리막모듈을 관리할 수 있어 분리막모듈의 효율저하를 미연에 방지할 수 있어 정화처리장치의 정화효율을 안정적으로 유지할 수 있는 특징이 있다.

또한, 폭기조와 막분리조 및 탈기조의 내부에 첨전되는 슬러지를 오니농축조로 반송시켜 슬러지를 침전시키고 상부의 상등수를 다시 유량조정조로 유입시켜 정화처리가 이루어질 수 있도록 함으로써 폐기되는 슬러지의 량을 현저하게 저하시킬 수 있으며, 소독/방류조의 내부에 UV-소독램프를 형성하여 처리수에 잔류하고 있는 박테리아나 대장균 등의 살균작용을 통하여 완벽한 정화처리 효율을 제공할 수 있는 특징이 있다.

이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기와 같이 순차적으로 연결되는 전처리혐기조, 유량조정조, 혐기조, 무산소조, 폭기조, 막분리조, 탈기조, 소독/방류조를 포함하여 이루어진 오폐수 정화처리시스템은 오폐수 정화처리시스템의 시공과정에서 동일한 설계에 의한 시공이 반복적으로 구현될 수 있다 할 것임으로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

10 : 전처리 혐기조 20 : 유량조정조
30 : 혐기조 40 : 무선소조
50 : 폭기조 60 : 막분리조
61 : 브로워 62 : 분리막모듈
70 : 소독/방류조 71 : UV살균램프
72 : 배수펌프 80 : 탈기조
90 : 오니농축조

Claims

오폐수 정화처리시스템에 있어서,
상기 오폐수 정화처리시스템(100)은, 협잡물과 고형물 및 부유물질이 혼합된 오폐수가 유입되어 1차적으로 이물질이 분리되는 전처리 혐기조(10)와,
상기 전처리혐기조(10)에서 이물질이 제거된 오폐수를 혐기조(30)에 일정하게 공급하기 위한 유량조정조(20)와,
상기 유량조정조(20)로부터 유입되는 오폐수와 슬러지 탈질조에서 유입되는 미생물을 이용하여 인의 유입농도를 3~4배까지 방출시키는 혐기조(30)와,
상기 혐기조(30)로부터 유입되는 오폐수의 내생탈질 혹은 탈질을 유도, 질산성(Nitrate) 농도를 낯추어 질산성질소의 방해작용으로 인 방출억제현상을 방지하고, 유량조정조(20)로부터 유입된 호기성 미생물을 교반을 통하여 혐기성 미생물로 교란작용을 통하여 질산성 질소를 질소가스로 제거시켜 탈질을 유도하는 무산소조(40)와,
상기 무산소조(40)로부터 유입되는 오폐수에 브로워(51)로 공기를 불어넣어 산소를 제공하여 호기성 세균에 의한 소화작용을 촉진시켜 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거하는 폭기조(50)와,
상기 폭기조(50)에서 생물학적 반응을 거친 오수를 침지형 분리막을 이용, 미생물을 분리하고, 인 처리를 위하여 약품을 투여하며 내부에 모듈형태의 분리막모듈(62)이 형성된 막분리조(60)와,
상기 막분리조(60)로부터 이송된 처리수가 유입되며 처리수에 잔류하고 있는 박테리아나 대장균 등의 살균을 위한 UV-소독램프(71)와, 처리수의 방류를 위한 배수펌프(72)가 설치된 소독 및 방류조(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 전처리혐기조(10)는 복수 개의 전처리혐기조(10)가 이동홀(11)로 유로를 형성하여 유입되는 오폐수가 각각의 전처리혐기조(10)를 이동하며 금속물질과 이물질이 제거됨을 특징으로 하는 오폐수 정화처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 폭기조(50)와 막분리조(60) 및 탈기조(80)로부터 반송된 슬러지를 침전시켜 침전된 슬러지는 외부로 폐기하고, 상등수는 다시 유량조정조(20)로 투입하여 정화처리가 재차 이루어질 수 있도록 하는 오니농축조(90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 분리막모듈(62)은 전면과 후면이 개방되고 양측면에 손잡이(621)가 형성된 케이스(622)와, 상기 케이스(622)의 일측에 형성되며 중앙부분에 처리수가 배출되는 배출공(623)이 형성된 포집부(624) 및, 상기 포집부(624)의 배출공(623)이 형성된 대응면에 포집부(624)와 연통되게 형성되며 길이방향으로 여러 개의 미세유입공(625)이 형성된 복수 개의 유입관(626)이 일체로 형성됨을 특징으로 하는 오폐수 정화처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 분리막모듈(62)은 무수히 많은 미세유입공이 형성된 복수 개의 미세유입관(621')이 여러가닥 묶음되어 이루어진 복수 개의 단위분리막(622')과, 상기 단위분리막(622')의 상부와 하부에 형성되어 각각의 단위분리막(622')을 연결하는 연결관(623') 및 상기 연결관(623')의 양측이 연통되도록 형성되고 내부가 중공된 관형태로 상부에 복수 개의 배출부(624')가 형성된 프레임(625')을 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화처리시스템.