KR930011714B1 - 폭기형 용수 처리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폭기형 용수 처리장치

제1도는 본 발명 장치의 제1실시예를 나타낸 제2도의 I-I선 단면도.

제2도는 제1도의 II-II선 단면도.

제3도는 제1도의 평면도.

제4도는 본 발명 장치의 제1실시예의 변형형태를 나타낸 단면도.

제5도는 본 발명 장치의 제1실시예의 다른 변형형태를 나타낸 단면도.

제6도는 본 발명 장치의 제2실시예를 나타낸 단면도.

제7도는 본 발명 장치의 제3실시예를 나타낸 평면도.

제8도는 제7도의 단면도.

제9도는 본 발명 장치의 제4실시예를 나타낸 단면도.

제10도는 필터베트 요소가 현수된 침지필터베드의 사시도.

제11도는 본 발명에 사용하는 망상물의 제일 예인 망관의 사시도.

제12도는 본 발명에 사용하는 망상물의 다른 예인 편평한 망관의 사시도.

제13도는 상기의 또 다른 예인 어망의 정면도.

제14도는 상기의 또 다른 예인 망시이트의 정면도.

제15도는 본 발명에 사용하는 필터베드 요소의 일예를 나타낸 정면도.

제16도는 상기의 다른 예를 나타낸 정면도.

제17도는 상기의 또 다른 예를 나타낸 정면도.

제18도는 상기의 또 다른 예를 나타낸 정면도.

제19도는 상기의 또 다른 예를 나타낸 정면도.

제20도는 상기의 또 다른 예를 나타낸 정면도.

제21도는 본 발명에 사용하는 수차의 일예를 나타낸 사시도.

제22도는 상기의 다른 예를 나타낸 사시도.

제23도는 상기의 또 다른 예를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 처리조 2 : 회류칸막이판

3 : 수차 4 : 침지필터베드

4a, 4b : 필터베드 요소 5a, 5b : 망관

5c : 어망 5d : 망시이트

6 : 물칼퀴부재 7 : 회류

8 : 역류저지판 16 : 소선

17 : 펄터베드 요소지지 프레임 18a : 상부지지봉

18b : 하부지지봉 20 : 필터베드 현수틀

21 : 슬릿 23 : 받침기구

24 : 받침지지구

본 발명은 침지필터베드의 상부에 수차를 배설하고 표면 폭기(曝氣)를 행하는 용수처리 장치에 관한 것으로서, 공장폐수는 물론, 병원, 사무소, 가정등으로부터 배출되는 오염수 처리등에 사용되는 것이다.

종래의 상기 형태의 용수처리 장치로서는, 예를 들면 일본국 특공 소 58-54638호 공보에 기재된 것이 있다.

처리조의 상부에 수차를 회전 가능하게 고정하고, 수차의 물갈퀴부재의 바로 하부로부터 처리조의 전체폭에 걸쳐 하방이 개방되어 있는 회류(回流) 칸막이판을 설치하여 수차의 물칼퀴부재의 일부가 수몰하는 위치로 수위를 조절하고, 수차의 회전에 의하여 회류 칸막이판을 경계로 하여 회류를 발생시키도록 하고, 다시 회류 칸막이판의 적어도 한쪽에 침치필터베드가 배설되어 있는 구성이다.

그리고 침지필터베드는 래시히링, 망상의 합성수지, 단관(短管), 소석(쇠석)등의 접촉재를 충전 또는 부유시켜 형성하고 있었다.

그러나, 이들 접촉재로 구성되는 필터베드는 접촉재의 비중이 1.0보다 크면 처리조의 저부로 향하고 또 1.0보다 작으면 처리조의 상부로 향하여, 각각 공극율이 점점 줄어들게 된다. 이 때문에, 미생물이 착상(着床)하여 활성화 하는데에 적합한 속도의 접촉흐름(너무 빠르면 미생물이 착상하지 못하고 너무 늦으면 산소 공급이 불충분해짐)을 성취하면서 플록(flock)이나 노폐물에 의한 폐쇠현상이 생기지 않도록 하는 공극율을 필터베드 전체에 걸쳐 확보하는 것이 곤란하였다.

또한 침지필터베드의 폐쇠가 발생했을 경우에는 필터베드를 세정할 필요가 생기지만 세정은 성가신일임과 동시에 세정에 의해 착상되어 있는 미생물이 씻겨져 나가므로 바람직하지 못하다(필터베드에 다시 미생물이 착상하는 데에는 시간이 걸린다).

본 발명은 침지필터베드의 위쪽에 수차를 배설하여 표면폭기를 행하는 용수처리 장치에 관한 것으로, 침지필터베드가 망상물을 주요소로 하는 필터베드 요소를 복수매로 병립 또는 적층하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 의하여 본 발명은 필터베드 전체에 미생물이 착상하고 활성화 하는데 적합한 속도의 접촉흐름이 얻어지고 또한 플록이나 노폐물에 의한 폐쇠가 생기지 않도록 하는 공극율을 필터베드 전체에 걸쳐 확보할 수가 있다. 따라서 필터베드의 단위 용량당의 폐수처리 효율이 상당히 향상되고 용수처리조의 소형화가 가능하게 된다.

이하 도면에 의해 본 발명의 실시예를 설명한다.

제1도~제3도에 나타낸 실시예는 처리조(1)의 상부에 수평으로 수차(3)를 고정하고, 수차의 물갈퀴부재(6)의 바로 하부로부터 처리조의 저부쪽으로 처리조 저부로부터 회류 칸막이판의 세로방향의 길이의 1~3할 정도의 간극을 두고 회류 칸막이판(2)을 설치하고, 수차(3)의 회전으로 물칼퀴부재(6)에 의해 회류되는 물은 수차와 수조벽과의 간극으로부터 역류하는 것을 방지하기 위한 역류저지판(8)에 의하여 원위치로 되돌아 갈수가 없고, 또 수차의 하부와 회류 칸막이판 상부 사이의 약간의 간극으로 수차가 회전하면서, 연속적으로 되돌아오는 물칼퀴부재(6)로 압출되는 물에 의하여 원위치로 되돌아 갈수가 없고, 밀려나온 쪽의 수위가 상승하고 흘러 들어온 쪽의 수위가 하강하기 때문에 밀려 나온물은 회류 칸막이판(2)의 저면 개구부를 지나서 되돌아가게 되어 처리조내에 회류(7)가 생기고, 그 처리조내에서 회류 칸막이판(2)의 일측에 오염수 부하에 따라 일정 간극을 두고 다수의 필터베드 요소(4a,4b)를 설치하여 침지필터베드(4)를 구성한 것으로서, 회류에 의하여 반복하여 접촉 산화시키는 것이다.

침지필터베드(4)를 처리조(1)에 설치하는 위치는 상기에 한정되지 않고 제4도와 같이 회류 칸막이판(2)의 양측에 침지필터베드(4)를 설치하거나(비교적 저농도의 오염수 처리에 적합), 제5도와 같이 복수개의 수차를 처리조의 양측에 설치하고, 양측의 회류 칸막이판(2)과의 사이에 침지필터베드(4)를 설치(폭기된 회류(7)를 많이 필요로 하는 고농도 오염수 처리에 적합함)할 수도 있다.

또 제6도에 나타낸 것은 처리조(1)를 깊게하고 회류 칸막이판(2)을 길게 함으로써, 설치면적이 작은 대용량의 처리조로 구성한 것이다(공간이 좁읍 곳에서 매우 유효함). 고농도 오염수의 경우에 있어서, 수차의 설치대수가 설치공간의 점에서 한정되어 폭기된 회류(7)량이 부족하다고 생각되는 경우에는 수차의 회전수를 증가시켜 회류량을 증가시킬 수 있으나, 이보다 더욱 많은 것을 원할 때에는 도면에 나타낸 예와 같이 침지필터베드(4)가 설치되지 않은 쪽에 설치한 산기관(散氣管)(25)으로 보조폭기를 해주거나, 순환펌프(26)를 설치하고 수차(3)에 의하여 물이 밀려나오고 있는 쪽으로 산수폭기를 해주면 회류량이 증가되고 디이프 샤프트(deep shaft) 방식도 가능하다. 순환펌프(26)로서 수중 프로팰러 펌프 또는 수직펌프등과 같은 저양정(揚程)이면서 수량이 많은 펌프를 사용하면 에너지가 절약되고 토출량도 많아져 바람직하다.

다음에 필터베드 요소(4a, 4b)의 처리조에서의 설치형태를 설명한다.

제1도 내지 제6도와 같이, 회류 칸막이판(2)과 평행하게 수직으로 설치하거나, 또는 제7도, 제8도와 같이 회류 칸막이판(2)과 직교시켜 수직으로 설치하거나, 또는 제9도와 같은 회류 칸막이판(2)과 직교시켜 수평으로 설치한다.

단, 제9도의 설치방법은 저농도 오염수의 3차 처리 및 수도원물등의 부하가 적은 수질정화에는 적합한, 저중고농도 오염수 처리의 경우에는 수직으로 일정간격을 두고 설치하는 것이 바람직하다.

필터베드 요소(4a)의 처리조(1)에의 설치하는 한 장씩 피스등으로 고정시켜도 좋으나, 제3도, 제7도와 같이 슬라이드 프레임(2)를 처리조(1)에 설치하고 필터베드요소(4a)를 끼워넣는 방법이 간단하고 좋다.

제9도와 같이, 수평으로 설치하는 경우에는 받침 선반식의 받침기구(23)에 의하여 필터베드 요소(4b)를 지지하면 된다.

또, 제10도에 나타낸 바와 같이, 상부유지봉(18a)를 거쳐 부착한 필터베드 요소(4b)를 필터베드 요소 현수틀(20)의 다수의 슬릿(21)에 각각 끼워넣어 현수시켜 침지필터베드(4)를 구성하는 경우에는 제8도와 같이 처리조(1)에 설치된 받침지지구(24)에 의하여 필터베드 요소 현수틀(20)를 지지하면 된다.

필터베드 요소(4a)의 기재로서 원통형 망관(網管)(5a)(제11도) 또는 편평한 망관(5b)(제12도) 또는 어망(제13도) 또는 망시이트(제14도) 등의 망상물(5)을 사용하고, 필터베드 요소 지지프레임(17)에 붙이는 방법은 망상물의 네모서리를 누름판 및 피스등으로 고정하거나 프레임(17)에 감아 접착시키거나, 철사등의 끈형 상체로 프레임(17)에 엮는 방법으로 고정하면 된다.

구체적인 형태로서는 제15도 내지 제17도에 나타낸 것이 고려된다.

제15도는 필터베드 요소 지지프레임(17)에 망상물(5)을 부착한 필터베드 요소(4a)의 일예이고, 제16도는 필터베드 요소 지지프레임(17)에 망상물(5)을 일정간극을 두고 부착한 필터베드 요소(4a)의 다른 예이고, 제17도는 필터베드 요소 지지프레임(17)에 망상물(5)을 종횡으로 지그재그 형태로 부착한 필터베드 요소(4a)의 또 다른 예이다.

현수형의 필터베드 요소(4b)의 경우에는 제18도 내지 제20도에 나타낸 바와 같이, 양단에 절결부(27)가 설치된 상부 유지봉(18a)에 감아붙이도록 되접어서 접촉부를 접착하거나 또는 철사등의 끈형상물로 엮어 묶어붙이거나 또는 누름판 및 피스등으로 고정하고, 망상물(5)의 하단은 상단과 마찬가지로 하부유지봉(18b)을 부착하여 형성한다.

구체적인 형태로서는 제18도 내지 제20도에 나타낸 것과 같다. 제18도는 필터베드 요소 유지봉(18a,18b)에 망상물(5)을 전면에 걸쳐 부착한 필터베드 요소(4b)의 일예이고, 제19도는 필터베드 유지봉(18a,18b)에 망상물(5)을 일정간극을 두고 부착한 필터베드 요소(4b)의 다른 예이고, 제20도는 필터베드 요소 유지봉(18a,18b)에 망상물(5)을 지그재그 격자에 부착한 제3예의 필터베드 요소(4b)의 또 다른 일예이다.

상기 필터베드 지지프레임(17)이나 현수틀(20), 필터베드 요소 유지봉(18a,18b)은 철이나 스테인레스제의 것이 가공하기 쉽고 강도가 있으며 값이 싸고, 하부 유지봉(18b)은 추의 역할도 하게 된다.

상기 망관(5a)은 직경이 5cm~20cm, 망의 소선(16)의 굵기는 5mm~10mmm, 그물눈의 크기는 30mm~80mm 정도의 것을 사용하고, 파이프이기 때문에 허리가 있으며 고농도 처리에 적합한 것이다. 또한 편평한 망관(5b)은 망관 폭 5cm~20cm, 망두께 5cm~15cm, 망의소선(素線)의 굵기 0.5cm~2mm, 그물눈의 크기 3mm~15mm 정도의 것을 사용하고, 가느다란 소선(16)의 망이라 하더라도 파이프의 편평한 형상에 의하여 2중으로 되어 있어 강도가 높다. 그리고 어망(5c)은 소선(16)의 굵기 3mm~8mm, 그물눈의 20mm~60mm 정도의 것을 사용한다. 망의 제작상, 강도, 사용재료양, 가격 및 필터베드 요소(4a,4b)로의 가공면에 있어서, 편평한 망관(5d)이 보다 좋으며, 압출성형에 의하여 많은 양이 생산될 수 있고, 소선(16)이 가느다란 것이라도 강도가 있고, 저농도 오염수로부터 고농도 처리까지 폭넓게 사용할 수 있으며, 망관 폭이 5cm~20cm의 좁은 폭의 것을 몇 개라도 필터베드 요소(4a,4b)이 설치하기 때문에 1개씩이 각각 독립되어 있어 수류 수압에서도 움직이며, 약간의 움직임으로도 그만큼 미생물에 대한 접촉효율이 증가되게 된다.

다음에 제21도~제23도에서 본 발명에 사용가능한 수차의 형태를 나타낸다.

제12도는 수차의 일예를 나타낸 것으로, 물칼퀴부재(6)가 판형상으로 되어 있고, 제22도는 수차의 다른 예를 나타낸 것으로, 물칼퀴부재(6)가 관형상으로 된 것이고, 제23도는 수차의 또 다른 예를 나타낸 것으로, 물칼퀴부재(6)가 방사상으로 뻗은 빗살모양으로 된 것이다.

다음에 상기 실시예에 있어서의 사용형태를 설명한다.

본 발명은 저속회전(주속 30m~60m/분)의 에너지 절약형 수차에 의하여 물칼퀴부재(6)의 전체길이에 걸쳐 많은 수량을 갈퀴질하여, 회류 칸막이판(2)을 경계로 많은 수량의 폭기 회류(7)를 발생시켜 접촉산화시키는 것으로, 에이리프트에 의한 회류와는 비교가 되지 않을 정도로 회류량이 크다. 따라서 회류수로가 많아져 넓은 공간이 필요하기 때문에 침지필터베드(4)의 쓸모없는 공간이 없게 되어 그만큼 미생물에 대한 접촉효율이 좋아진다.

또 수차의 물칼퀴부재(6)에 표면적이 큰 유공판(遺孔板)이나 유공관을 사용하면 회전에 수반하여 얇은 수막이 물칼퀴부재(6)의 표면에 부딪혀서 공기에 닿게 되므로 공기중의 산소가 수중으로 용해되고 반대로 수중의 휘발성 유기물이 노출되므로서 공기중으로 방사되는 치환작용이 작용한다. 이와 같은 작용은 송풍기 및 압축기의 폭기에서는 불가능하다.

본 발명에 사용하는 침지필터베드(4)의 필터베드 요소(4a,4b)의 기재의 망관(5a,5b)이나 망시이트(5d)는 폴리에틸렌수지 또는 폴리플로필랜수지에 의한 압출성형품이 값싸게 다량 생산되고 있으며, 오염수 부하에 따라서 망의 소선(16)이 가는 것으로부터 굵은 것까지 그물눈이 섬세한 것으로부터 거칠고 큰 것까지 자유로히 선택할 수 있다. 수지망을 예를 들면 한곳이 파열되어도 확대되는 일이 없고, 흙 모래가 통과되지 않는 그물로도 사용하는 것으로서, 매우 강도도 좋으며, 그물인 관계로 수류가 종횡무진으로 어느 방향으로도 통과할 수가 있어 접촉효율이 좋은 장점을 가진다.

필터베드 요소(4a,4b)의 각각의 간격은 30mm~100mm이고 피처리수 부하 즉, 접촉면적 부하에 따라 선정되는데, 저농도 오염수 처리에 있어서는 접촉면적 부하가 작기 때문에 접촉면적이 많이 필요하므로 그물눈이 미세한 망상물(5)을 사용하며 필터베드 요소(4a,4b) 간격을 좁혀서 설치하고, 고농도 처리인 경우에는 접촉면적 부하가 크기 때문에 그물눈이 굵고 그리고 필터베드 요소(4a,4b)의 간격이 넓어도 된다. 망상물(5)은 소재가 그물이기 때문에 단위 체적당의 접촉면적이 매우 크며, 따라서 작은 처리조에 침지필터베드(4)를 설치해도 접촉면적이 크고, 폭기된 회류(7) 역시 많기 때문에 다른 처리조보다 매우 소형으로 설계할 수 있다. 또한, 이미 설치된 처리조(1)가 있으며 이 처리조에 적합한 회류 칸막이판(2)을 끼워넣어 고정하고 상부에 수차(3)를 설치하고 필터베드 요소(4a)를 끼워넣거나 현수형의 필터베드 요소(4b)를 현수시키면 이미 설치된 처리조(1)의 개조도 간단하게 행할 수 있다. 특히 표준활성 오니법(汚泥法)의 개조는 송풍기 폭기에 비하여 크게 에너지가 절약되고, 망상물(5)에 의한 접촉산화이기 때문에 착상된 미생물막의 내부는 폭기된 회류(7)에 의하여 호기적(好氣的) 소화와 혐기적(嫌氣的) 자기소화가 촉진되어 잉여오니가 매우 감소하고 처리수량도 대폭적으로 증가한다.

필터베드 요소(4a,4b)를 일정간격을 두고 처리조(1)의 회류 수로내에 설치하기 때문에 침지필터베드(4)의 전체의 폐쇠 장해는 발생하지 아니하며 수차의 물칼퀴부재(6)에 의하여 압축된 물은 반드시 맥류가 되고, 필터베드 요소(4a,4b)는 맥화류(7)에 의해 요동하여 미생물과 오염수와의 접촉효율이 높아지고 활성이 약해진 미생물막은 막의 내부로부터의 회류에 의한 산소이동으로 통상 혐기성균의 활성화가 높아져 오니(汚泥)의 소화가 촉진되고 망상물(5)의 그물눈보다 큰 덩어리가 되어 자연박리가 일어나고 필터베드 요소(4a,4b) 사이를 침강하여 오니침전부(12)에 침전하기 때문에 침지필터베드(4)의 세정이 필요없고 정기적으로 침전부의 잉여오니를 배니관(12)을 통해서 배출시키면 되는 것이다.

대단히 많은 침지필터베드(4)의 망상물(5)중에서 곳곳에 시간이 경과하면서 자연박리가 발생하고 회류(7)가 좋아서 박리된 곳은 즉시 새로운 미생물이 착상하기 때문에 미생물의 자연박리에 의한 수질의 변화는 없고 처리조(1)의 침지필터베드(4)는 언제나 인위적 세정등의 손질을 할 필요가 없다. 또한 미생물 환경은 자연 그대로의 일정조건으로 유지되기 때문에 항상 안정된 처리수가 얻어진다.

또한 본 발명의 각 실시예에 있어서 수차 대신 수중 산기관을 배설한 구조로 했을 경우는 본 발명의 효과를 충분히 발휘할 수는 없으나 종래 예에 비하여 용수처리 효율이 양호한 용수처리 장치로서 사용 가능하게 된다.

또 발명의 각 실시예에 있어서 수차를 배제한 경우에는 침전조로서도 사용가능하게 된다.

Claims (6)

1. 침지필터베드의 상방에 수차에 배설하여 표면 폭기를 행하는 용수처리장치에 있어서, 상기 침지필터베드는 망상물을 주요소로 하는 필터베드 요소를 복수매로 병립 또는 적층하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 폭기형 용수처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 처리조 상부에 수차를 회전가능하게 고정하고 수차의 물칼퀴부재의 바로 아래 부분으로부터 상기 처리조의 전체 폭에 걸쳐 하방이 개방되어 있는 회류 칸막이판을 설치하고, 상기 수차의 물갈퀴부재의 일부가 수몰하는 위치로 수위를 조절하고, 수차의 회전에 의하여 상기 회류 칸막이판을 경계로 회류를 발생시키도록 하고, 또한 상기 회류 칸막이판의 적어도 한쪽에 침지필터베드가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 폭기형 용수처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 망상물이 원통형상 또는 편평망관인 것을 특징으로 하는 폭기형 용수처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 망관이 합성수지제의 압출성형품인 것을 특징으로 하는 폭기형 용수처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 망상물이 어망 또는 합성수지제 망시이트인 것을 특징으로 하는 폭기형 용수처리 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 침지필터베드는 상기 필터베드 요소를 복수매 현수시켜 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 폭기형 용수처리 장치.

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