WO2009151228A2 - 연속 흐름식 복합 수처리 장치 - Google Patents

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WO2009151228A2
WO2009151228A2 PCT/KR2009/002918 KR2009002918W WO2009151228A2 WO 2009151228 A2 WO2009151228 A2 WO 2009151228A2 KR 2009002918 W KR2009002918 W KR 2009002918W WO 2009151228 A2 WO2009151228 A2 WO 2009151228A2
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ozone
overflow
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김성윤
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유네코개발(주)
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    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration

Definitions

  • the present invention relates to a water treatment apparatus, and more particularly, to a water treatment apparatus capable of performing a combination of sedimentation, flotation, fine filtration and advanced oxidation treatment for raw water in a single reactor.
  • Agglomeration precipitation is injecting a floc-forming chemical (coagulant) into the raw water to be treated so that the colloidal particles and fine solids dispersed in the water are entangled with the flocculant to form agglomerates.
  • coagulant a floc-forming chemical
  • Flotation separation process is a method of floating by floating the fine air particles in the water to be attached to the solids or contaminated particles contained in the water to float to the surface to separate.
  • the filtration process is to separate contaminants contained in raw water by using media such as sand, activated carbon or filtration membranes, and the advanced oxidation process irradiates ultraviolet (UV) rays while injecting ozone into the water or emitting ozone.
  • UV ultraviolet
  • the conventional water treatment apparatus is designed to include the above processes individually or to combine a plurality of processes as necessary, in which case the apparatus has to be enlarged.
  • a plurality of filtration means may be installed in a single treatment tank.
  • the entire water treatment process is stopped and cleaned to discharge the contaminants accumulated in the treatment tank to the outside. It is common to do
  • the present invention was devised in view of the above problems, and by employing a plurality of cylindrical filtration membranes in a single treatment tank, the water treatment capacity is maximized, and at the same time, even if contaminants accumulate in the treatment tank, the inflow of raw water is prevented or the filtration membrane is washed. It is an object of the present invention to provide a continuous flow combined water treatment apparatus capable of discharging contaminants while maintaining a continuous flow without interruption.
  • Still another object of the present invention is to provide a continuous flow type composite water treatment apparatus which introduces a overflow tank and a balancing tank so that the pressure difference with respect to the filtration membrane in the treatment tank can work uniformly regardless of the depth.
  • the raw water is introduced by the inlet pipe and the treatment tank is connected to the drain pipe is opened and closed by a drain valve on the bottom;
  • a plurality of cylindrical filtration members provided side by side in the treatment tank with a filtration membrane for filtering the raw water;
  • An advanced oxidizing tank having a plurality of ultraviolet lamp units installed side by side and supplied with ozone by an ozone supply means;
  • a connection pipe for supplying the water filtered by the cylindrical filtration member to the advanced oxidation tank;
  • An injection tube assembly installed to rotate inside the plurality of cylindrical filtration members and spraying filtered water toward the filtration membrane;
  • a filtered water supply pipe for supplying a part of the water filtered by the filtration member to the injection pipe assembly.
  • the ozone supply means ozone generator for generating ozone; And an ozone acid mechanism for injecting ozone generated by the ozone generator into the advanced oxidizing tank.
  • the ozone diffuser is installed between the ultraviolet lamp units.
  • the present invention further includes a overflow pipe installed at the center of the treatment tank.
  • the present invention further includes a geared motor that provides a driving force for rotating the injection tube assembly.
  • the present invention also ozone recovery pipe for sucking the residual ozone accumulated in the upper portion of the advanced oxidizing tank; And recovery ozone supply means for supplying residual ozone sucked through the ozone recovery pipe into the treatment tank.
  • the recovery ozone supply means includes a venturi pipe installed in a sub pipe branched from the filtered water supply pipe.
  • the apparatus further includes a recovery ozone diffuser for injecting ozone supplied by the recovery ozone supply means into the treatment tank.
  • the end of the inlet pipe is configured to be connected to the distribution pipe is installed in a circular shape on the upper portion of the treatment tank, the distribution pipe is a plurality of inflowing raw water while bent in one direction in a state extending by a predetermined length toward the bottom A water inlet pipe is formed.
  • the filtered water supply pipe is branched from the connecting pipe or the overflow tank.
  • the advanced oxidation bath according to the invention is integrally formed along the outer wall of the treatment bath.
  • the present invention further includes a balancing tank integrally formed along the outer wall of the treatment tank so that the purified water treated in the advanced oxidation tank is introduced, and the overflow wall is formed between the advanced oxidation tank and the balancing tank.
  • the raw water is introduced by the inlet pipe and the treatment tank connected to the drain pipe is opened and closed by the drain valve at the bottom;
  • a plurality of cylindrical filtration members provided side by side in the treatment tank with a filtration membrane for filtering the raw water;
  • a overflow tank through which the water filtered by the cylindrical filtration member is introduced through the connection pipe;
  • a balancing tank which is installed with the overflow tank and the overflow wall interposed therebetween, and has a water outlet for discharging the filtered water to the outside;
  • An injection tube assembly installed to rotate inside the plurality of cylindrical filtration members and spraying filtered water toward the filtration membrane;
  • a filtered water supply pipe for supplying a part of the water filtered by the filtration member to the injection tube assembly.
  • the continuous flow type composite water treatment apparatus configured to set the water level L2 of the filtration member by the overflow wall. Is provided.
  • the raw water is introduced by the inlet pipe and the treatment tank connected to the drain pipe is opened and closed by the drain valve at the bottom;
  • a plurality of cylindrical filtration members provided side by side in the treatment tank with a filtration membrane for filtering the raw water;
  • a balancing tank which is installed with the overflow tank and the overflow wall interposed therebetween, and has a water outlet for discharging the filtered water to the outside;
  • An injection tube assembly installed to rotate inside the plurality of cylindrical filtration members and spraying filtered water toward the filtration membrane;
  • a filtered water supply pipe for supplying a part of the water filtered from the overflow tank to the injection pipe assembly, wherein the overflow tank has a single space, and the balancing tank includes the overflow tank so that the overflow tank maintains a single space.
  • a continuous flow complex water treatment apparatus formed by
  • the continuous flow type composite water treatment apparatus can maximize the filtration area by employing a plurality of cylindrical filtration membranes in a single treatment tank, thereby maximizing the water treatment capacity despite the narrow installation space.
  • the overflow tank and the balancing tank to maintain a constant water surface in the filtration membrane it is possible to uniformly adjust the water pressure applied to the filtration membrane irrespective of the depth. As a result, the filtration membrane can exert a filtration function evenly over its entire length.
  • the water treatment apparatus of the present invention despite being a manifold single treatment tank having a plurality of cylindrical filtration membranes, removes contaminants accumulated in the treatment tank while maintaining continuous flow without blocking the inflow of raw water or stopping the cleaning operation of the filtration membrane. Since it can be discharged there is an advantage that can further improve the water treatment efficiency.
  • each process unit is integrally configured to perform coagulation sedimentation, flotation separation, microfiltration and advanced oxidation treatment in a single treatment tank. Compared with the conventional method, installation space and manufacturing cost can be greatly reduced, but more excellent water treatment effect can be expected.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a continuous flow type composite water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a continuous flow composite water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a plan view for explaining the arrangement of the drive gear, the driven gear, the ultraviolet lamp unit and the ozone diffuser in the continuous flow type composite water treatment apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing a schematic configuration of the bottom bracket of the continuous flow type composite water treatment apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a plan view showing a schematic configuration of the upper bracket of the continuous flow complex water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of a cover bracket of a continuous flow type composite water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the bottom portion of the cylindrical filtration member in the continuous flow composite water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view for explaining the piping configuration of the continuous flow-type composite water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a continuous flow composite water treatment apparatus according to another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing the configuration of the continuous flow type complex water treatment apparatus shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line b-b 'of FIG. 12.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a hydraulic pressure difference applied to the filtration member.
  • 15 is a plan view showing a schematic configuration of a continuous flow combined water treatment apparatus according to another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line c-c 'of FIG. 15.
  • FIG. 1 and 2 show a schematic configuration of a continuous flow combined water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • piping through which water or ozone, etc. are conveyed is represented by a solid line for convenience.
  • the continuous flow combined water treatment apparatus can be used to purify water in a closed body of water, such as a pond, but is not necessarily limited to this purpose and is widely used for treating purified water, sewage, wastewater, seawater and other contaminated water. Can be applied.
  • the raw water to be treated by the apparatus of the present invention is introduced into the continuous flow type composite water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention through the inlet pipe 10.
  • the continuous flow combined water treatment apparatus includes a treatment tank 20 for processing raw water.
  • the treatment tank 20 is preferably formed in a cylindrical shape, but is not necessarily limited thereto.
  • the lower end of the treatment tank 20 forms a funnel shape, and the drain pipe 11 is connected to the bottom.
  • the drain pipe 11 is configured to be opened and closed by the drain valve 12.
  • the inlet pipe 10 is extended to the upper portion of the treatment tank 20 and supplies the raw water treated by the filtration pump 13 installed on the path of the inlet pipe 10. Although it is illustrated in this embodiment that the inlet pipe 10 is installed on the upper portion of the treatment tank 20, the present invention is not limited thereto, and the inlet pipe 10 may be installed at the middle or bottom of the treatment tank 20. have.
  • the end of the inlet pipe 10 is connected to the distribution pipe 14 is installed in a circular shape on top of the treatment tank 20, the distribution pipe 14 is formed with a plurality of inlet pipe 15 have.
  • the water supply pipe 15 is bent in one direction (clockwise or counterclockwise) with respect to the central axis of the treatment tank 20 in a state extending from the distribution pipe 14 toward the bottom by a predetermined length
  • the raw water introduced into the distribution pipe 14 through the inflow pipe 10 is turned in the clockwise or counterclockwise direction inside the treatment tank 20 while flowing through the inlet pipe 15.
  • a plurality of cylindrical filtration members 30 are installed in the treatment tank 20.
  • the cylindrical filtration member 30 may be installed side by side while being spaced apart from each other in the treatment tank 20, as shown in FIG.
  • a total of nine cylindrical filtration members 30 are installed in the treatment tank 20.
  • the cylindrical filtration member 30 may be composed of a filtration membrane for passing water and filtering contaminant particles and a frame for supporting the filtration membrane.
  • the filtration membrane may be configured by combining a plurality of meshes having fine holes formed in multiple layers.
  • the filtration membrane may be made of stainless steel or synthetic resin or fiber, but is not limited thereto, and a filtration membrane of various materials capable of filtering water may be employed.
  • the cylindrical filtering member 30 is supported while the bottom is coupled to the bottom bracket 16.
  • the bottom bracket 16 is a plate having a predetermined thickness, an example of which is shown in FIG.
  • the bottom bracket 16 has a plurality of openings 17 formed in the treatment tank 20 to allow the contaminants contained in the water to settle downward or to secure a working space. .
  • a through hole 18 communicating with the cylindrical filtration member 30 is formed at a point corresponding to the installation position of the cylindrical filtration member 30, and one end of the connection pipe is connected as described below.
  • reference numeral 19 is a fastening hole into which a fastening member is inserted to couple the cylindrical filtration member 30.
  • the upper end of the cylindrical filtration member 30 is supported by the upper bracket 21 shown in FIG.
  • the upper bracket 21 is coupled to the upper end of the treatment tank 20, similar to the above-described bottom bracket 16, the through hole 22 is coupled to the upper end of the cylindrical filtration member 30 and the working space
  • the opening 23 is formed.
  • Reference numeral 24 is a fastening hole into which the fastening member is inserted to couple the cylindrical filtration member 30.
  • a cover bracket 25 is installed on the upper bracket 21 to cover the treatment tank 20.
  • An example of such a cover bracket 25 is illustrated in FIG. 6.
  • the plurality of cylindrical filtration member 30 is provided with a spray means for injecting water to remove the sludge or contaminants adsorbed on the filtration membrane while rotating.
  • the filtered water supply pipe 26 is a pipe for sucking a portion of the water filtered by the cylindrical filtration member 30 and supplying it to the injection pipe assembly 27, one end of which is connected to the connection pipe 44 (to be described later). 15, the filtrate supply pipe 26 'is connected to the overflow tank 70', and the other end is connected to the injection tube assembly 27.
  • the cleaning pump 28 is installed on the path of the filtered water supply pipe 26 to provide a driving force to suck a part of the filtered water.
  • the injection pipe assembly 27, the body portion 31 is rotatably coupled to the joint coupling portion (see 29 of Figure 6) of the cover bracket 25, for example by a rotating bearing such as a swing joint, It is vertically branched from the body portion 31 includes a plurality of injection pipes 32 for injecting water toward the filtration membrane.
  • various methods may be employed to rotatably couple the injection tube assembly 27 to the cover bracket 25.
  • the filtered water supply pipe 26 communicates with the body portion 31 of the injection pipe assembly 27 to supply the filtered water, and the injection pipe 32 has a plurality of injection holes 33 to inject the filtered water toward the filter membrane. Formed. Therefore, the filtered water supplied to the injection pipe 32 through the body portion 31 is injected into the filtration membrane through the injection hole (33).
  • the number of the injection pipes 32 is not limited by the present invention, and a plurality of the injection pipes 32 are arranged in two, three or four so as to be symmetrical with respect to the body part 31, and stably support the injection pipes. In order to support the bracket 34 can be installed between them.
  • the support bracket 35 is provided on the lowermost support bracket 34, and the support member 35 has a cylindrical filtering member 30 via a bearing 36. Is rotatably supported on the bottom frame 37 of the. In such a configuration, the injection pipe 32 may be smoothly rotated in a more stably supported state.
  • the injection tube assembly 27 is mechanically rotated by a drive means such as a geared motor 38.
  • the geared motor 38 is coupled to the motor coupling portion 39 at the center of the cover bracket 25 (FIG. 6).
  • a driven gear 40 is coupled to the body 31 of the injection pipe assembly 27, and the driven gear 40 is engaged with the drive gear 41 coupled to the shaft of the geared motor 38.
  • the injection tube assembly 27 can rotate as the geared motor 38 is driven.
  • the drive gear 41 of the geared motor 38 and the driven gears 40 provided in each of the plurality of injection pipe assemblies are continuously engaged with each other in a mutual train gear manner, thereby providing a single geared gear. It is also possible to rotate the plurality of injection tube assemblies by the rotation of the motor 38.
  • connection between the geared motor 38 and the injection pipe assembly 27 is not limited to the present embodiment, it is also possible to employ a gear train or a belt, a chain and the like of various configurations and having a plurality of geared motor It is okay.
  • the geared motor 38 is connected to the control unit of the control panel not shown to drive according to the speed set by the operator.
  • the drive system by the geared motor 38 has the advantage of not only obtaining a sufficient and stable driving force but also precisely adjusting the rotational speed of the injection tube assembly as desired.
  • the overflow pipe 42 is installed in the center of the treatment tank 20, the overflow pipe 42 is connected to the drain pipe 11 through the overflow pipe 43.
  • the upper height of the overflow pipe 42 determines the discharge level of the floating contaminants in the treatment tank 20.
  • contaminants contained in the raw water introduced into the treatment tank 20 are floated on the water surface by floating separation. Such contaminants increase the concentration load acting on the filtration membrane of the cylindrical filtration member as the operation time elapses.
  • the water level of the inflow source water rises to the upper portion of the overflow pipe 42, the water flows into the overflow pipe 42 together with the water and is discharged through the drain pipe 11.
  • the filtered water filtered by the cylindrical filtering member 30 is introduced into the advanced oxidation tank (Advanced Oxidation Tank) 45 through the connection pipe 44.
  • the connection pipe 44 is configured such that the pipes extending from the lower end of each cylindrical filtration member 30 are collected together and connected to the advanced oxidation tank 45.
  • the filtered water supply pipe 26 is branched to communicate with the connecting pipe 44 to supply a portion of the filtered water flowing through the connecting pipe 44 to the injection pipe assembly (27).
  • the advanced oxidation tank 45 is formed integrally with the treatment tank 20.
  • the meaning that the advanced oxidation tank 45 and the treatment tank 20 are integrally formed means that at least a portion of the outer wall is in contact with each other.
  • the advanced oxidation tank 45 is integrally formed along the outer wall of the treatment tank 20 as shown in the figure.
  • the advanced oxidation tank 45 performs an AOP (Advanced Oxidation Process) process for sterilizing, purifying and deodorizing water by the simultaneous action of ultraviolet rays and ozone (O 3 ).
  • AOP Advanced Oxidation Process
  • a plurality of ultraviolet lamp unit 46 is installed in the vertical oxidation tank 45 in the vertical direction.
  • the ultraviolet lamp unit 46 includes a transparent tube 47 made of a quartz tube having excellent transmittance and the like, and an ultraviolet lamp 48 mounted in the transparent tube 47.
  • the transparent tube 47 serves to block and protect the ultraviolet lamp 48 from water.
  • the circular dotted line denoted by reference numeral 49 in Figs. 3 and 8 indicates the irradiation area of the ultraviolet lamp 48.
  • the continuous flow type composite water treatment apparatus further includes an ozone supply means for supplying ozone to the advanced oxidizing tank (45).
  • the ozone supply means includes an ozone generator (see 50 in FIG. 1) for generating and supplying ozone, and the advanced oxidizing tank (45) for injecting ozone supplied by the ozone generator (50) into water in a fine bubble state. ) Ozone diffuser (see 51 in FIG. 10) installed therein).
  • the ozone diffuser 51 is installed between the ultraviolet lamp units 46 while being connected to a supply branch pipe 53 to which ozone is supplied through a pipe 52 connected to the ozone generator 50.
  • the ozone diffuser 51 is sprayed by finely dispersing ozone, and may be preferably formed in a synthetic resin form or in the form of a mechanical nozzle or membrane.
  • a one-way check valve 54, a drain device 55, and the like are installed on the pipe 52 for supplying ozone to block water from flowing back.
  • the number, size, and installation interval of the ultraviolet lamp unit 46 and the ozone diffuser 51 are not particularly limited, and may be appropriately set according to the water treatment grade, the treatment capacity of the treatment tank, and the like.
  • the purified water sterilized by the advanced oxidation tank 45 is introduced into the adjacent balancing tank 56.
  • the balancing tank 56 functions as a space for storing the final water treated in the continuous flow type composite water treatment apparatus according to the present invention to balance the amount of water received and the amount of water discharged.
  • the balancing tank 56 is formed integrally with the outer wall of the treatment tank 20, like the advanced oxidation tank 45, in this case, it is possible to efficiently treat the water while minimizing the overall size of the device.
  • the overflow wall 57 is formed between the advanced oxidizing tank 45 and the balancing tank 56, so that the water treated in the advanced oxidizing tank 45 is the overflow wall 57. It will be introduced into the balancing tank 56 over).
  • a water outlet 58 is formed at the bottom of the balancing tank 56, and a water outlet pipe 59 is connected thereto.
  • the advanced oxidation tank 45 and the balancing tank 56 has been described in detail in the present invention, these components should be construed as not limited to the description, and as another alternative, the advanced oxidation tank and the balancing tank May be separated from the treatment tank and provided in a separate space.
  • a means for recovering the residual components of ozone injected into the advanced oxidation tank 45 by the ozone diffuser 51 and supplying them into the treatment tank 20 has one end connected to the upper end of the advanced oxidizing tank 45, the ozone recovery pipe 60 for sucking the residual ozone accumulated in the advanced oxidizing tank 45, and suction through the ozone recovery pipe 60 And a recovery ozone supply means for supplying the remaining ozone to the inside of the treatment tank 20.
  • the recovery ozone supply means includes a venturi pipe 62 installed in the sub pipe 61 branched from the filtered water supply pipe 26, the other end of the ozone recovery pipe 60 is the venturi pipe Connected to 62.
  • a part of the filtrate supplied to the filtrate supply pipe 26 by the operation of the cleaning pump 28 branches to the sub pipe 61 and flows, and a pressure difference generated when the filtrate passes through the venturi pipe 62.
  • the residual ozone accumulated in the upper portion of the advanced oxidation tank 45 is sucked, and the ozone sucked in this way is mixed with the filtered water and injected into the treatment tank 20.
  • the recovered ozone mixed with water is sent through the ozone injection pipe 63 to the recovered ozone dispersing apparatus 64 installed adjacent to the bottom bracket 16, and into the treatment tank 20 here. Sprayed.
  • the recovery ozone diffuser 64 is provided at intervals in a circular direction along the inner circumferential surface of the treatment tank 20, as shown in FIG. 7, and a porous membrane is formed on the upper surface.
  • the porous membrane may be made of a synthetic resin foam or a metal membrane so that the recovered ozone can be more finely injected.
  • the treatment tank 20 is provided with at least one inspection manhole 65, it is possible to check the state inside the treatment tank 20 and take maintenance measures.
  • the raw water introduced from the closed pond is introduced into the treatment tank 20 through the inlet pipe 10 by the driving force of the filtration pump 13.
  • the flocculant stored in the vessel (66 in FIG. 1) may be optionally added automatically to further promote the flocculation precipitation reaction.
  • Reference numeral 67 refers to a mixer in which the flocculant is evenly mixed with the raw water.
  • the raw water introduced into the inflow pipe 10 is evenly distributed along the distribution pipe 14 installed in the upper portion of the treatment tank 20 and introduced into the treatment tank 20 through the inlet pipe 15 formed at the lower portion thereof. do.
  • the water supply pipe 15 extends to be bent in one direction (clockwise or counterclockwise) with respect to the central axis of the treatment tank 20 in a state extending from the distribution pipe 14 toward the bottom by a predetermined length.
  • the raw water flowing through the water inlet pipe 15 is pivoted inside the treatment tank 20. This turning action not only brings a uniform distribution of raw water, but also serves to collect the contaminants floating on the surface by floating separation as a center and discharge through the overflow pipe 42 as described below.
  • the raw water introduced into the treatment tank 20 is settled on the bottom of the treatment tank 20 by sedimentation of contaminated particles contained in the raw water during the turning process as described above.
  • flocs can be formed to precipitate even fine contaminant particles or dissolved solids dispersed in water.
  • the raw water in the treatment tank 20 is filtered while passing through the filtration membrane of the cylindrical filtration member 30.
  • the driving force through which the filtration is performed is due to the difference between the water level inside the treatment tank 20 and the water level inside the cylindrical filtration member 30.
  • the filtered contaminants are attached on the outer surface of the filtration membrane, and water is introduced into the cylindrical filtration member 30 through the filtration membrane.
  • the plurality of cylindrical filtration member 30 can be washed at the same time.
  • the filtration membrane is washed while the raw water is filtered and the injection means is operated. That is, a part of the water purified by the cylindrical filtration member 30 is along the filtration water supply pipe 26 connected to the lower end of the cylindrical filtration member 30 by the driving force of the cleaning pump 28, the injection pipe assembly 27 Is supplied.
  • a portion of the filtrate supplied as described above is introduced into the injection tube assembly 27 which is rotated by the geared motor 38 in the upper portion of the treatment tank 20 and injected through the injection hole 33.
  • the water injected from the injection hole 33 hits the filtration membrane, so that the sludge contaminants adsorbed on the outer surface of the filtration membrane are settled downward while being dropped by the injected water.
  • the filtered water filtered by the cylindrical filtration member 30 is introduced into the advanced oxidizing tank 45 along the connection pipe 44 connected to the bottom.
  • Ultraviolet rays are irradiated into the high-grade oxidizing tank 45 by the ultraviolet lamp unit 46, and ozone generated by the ozone generator 50 is minutely diffused through the ozone diffuser 51.
  • ozone oxidizes organic and inorganic substances contained in raw water, and oxidizes E. coli, bacteria, viruses, hepatitis and airborne bacteria (Legionella). In addition, ozone inhibits the formation of THM, a carcinogenic substance through oxidation, and removes cyanide, detergent, phenol, manganese and magnesium.
  • bacteria, bacteria, viruses, microorganisms, and the like present in raw water are destroyed by an ultraviolet ray having a wavelength of about 253 nm emitted from the ultraviolet lamp 48.
  • OH-radicals are generated during the decomposition process in which ozone contained in dissolved ozone water is reduced to oxygen by ultraviolet rays, thereby further increasing sterilization power.
  • OH-radicals are known to have a higher potential difference than ozone and to react evenly with almost all organic materials at a very high speed. Most organic compounds that react with OH radicals are oxidatively decomposed to water and carbon dioxide. In this way, OH-radicals effectively kill SARS, bird flu, viruses, Mycobacterium tuberculosis, O-157, Salmonella, Listeria, and other infectious flu viruses and bacteria.
  • the treated water After performing the advanced oxidation process as described above, the treated water overflows the overflow wall 57 and flows into the balancing tank 56, and then discharges the discharge pipe 59 connected to the bottom of the balancing tank 56. Therefore it is withdrawn to subsequent processes.
  • the water discharge pipe 59 may be connected to, for example, an activated carbon adsorption treatment apparatus, and the treated water may be re-supplied to a pond or the like and used as heavy water or tap water.
  • the residual ozone accumulated in the upper portion of the advanced oxidizing tank 45 is introduced into the venturi tube 62 through the ozone recovery pipe (60). That is, the residual ozone is sucked by the pressure difference generated when a part of the filtered water flows through the sub pipe 61 branched from the filtered water supply pipe 26, and the sucked ozone is mixed with the filtered water to treat the treatment tank ( 20) It is sent to the recovery ozone diffuser 64 inside.
  • the high-grade oxidizing tank 45 is in a positive pressure state, but if negative pressure occurs, the one-way check valve 68 may be opened and controlled by inflow of external air.
  • ozone supplied to the recovered ozone diffuser 64 is injected upward through the porous membrane together with the filtered water.
  • ozone supplied to the recovered ozone diffuser 64 is injected upward through the porous membrane together with the filtered water.
  • the contaminants adsorbed on the inner wall of the treatment tank and the outer surface of the filtration membrane are desorbed by the rise of ozone-dissociated gas.
  • fine contaminant particles are adsorbed onto the ozone-dissociated gas to float above the water surface.
  • the contaminants floated on the water surface may be collected in the center of the swiveling raw water and discharged to the outside through the overflow pipe 42 as described above.
  • the drain valve 12 is opened and contaminants are discharged.
  • Such pollutant discharge may be performed automatically or manually. For example, as the amount of contaminants precipitated at the bottom of the treatment tank 20 increases, the filtration load increases, so that the water level inside the treatment tank 20 gradually increases, and when the water level exceeds the reference value, it is time to discharge the precipitate. Judgment and the process can be performed automatically.
  • the contaminants deposited in the treatment tank 20 may be maintained without stopping the operation of the cleaning apparatus or blocking continuous inflow of raw water. That is, when the drain valve 12 is opened when the pollutant is required to be discharged, the pollutant that has settled on the bottom of the treatment tank 20 is discharged to the outside through the drain pipe 11 together with the water.
  • the pollutants discharged to the outside may be subsequently processed using a dehydration tank or the like.
  • the water level inside the treatment tank 20 drops by a predetermined amount, but the cleaning process is still continued.
  • the drain valve 12 is automatically closed and the normal water treatment process is continued again.
  • FIG. 11 and 13 show a schematic configuration of a continuous flow combined water treatment apparatus according to another preferred embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as in the above-described drawings indicate the same members.
  • the continuous flow type composite water treatment apparatus is configured to maintain the filtration water pressure uniformly throughout the filtration membrane.
  • the continuous flow type composite water treatment apparatus includes a cylindrical treatment tank 20 for filtering raw water and a overflow tank for collecting and storing filtered water to maintain the filtration water pressure uniformly throughout the filtration membrane. 70) and a balancing tank 80 for controlling the amount of water discharged through the water discharge pipe 59 while temporarily storing the water flowing in from the overflow tank 70.
  • the lower end of the treatment tank 20 forms a funnel shape, and the drain pipe 11 opened and closed by the drain valve 12 is connected to the bottom.
  • An inlet pipe 10 extends above the treatment tank 20, and a circular distribution pipe 14 having a plurality of inlet pipes 15 is connected to an end of the inlet pipe 10.
  • a plurality of cylindrical filtration members 30 are installed in the treatment tank 20, and each of the cylindrical filtration members 30 is provided with an injection pipe assembly 27 for spraying filtrate water toward the filtration membrane while rotating. Part of the filtered water is supplied to the injection pipe assembly 27 through the filtered water supply pipe 26.
  • the water filtered by the cylindrical filtration member 30 is introduced into the overflow tank 70 through the connecting pipe 44, and then to the balancing tank 80.
  • the overflow wall (72) is formed between the overflow tank (70) and the balancing tank (80), so that water flows into the balancing tank (80) beyond the overflow wall (72) when the water fills up in the overflow tank (70). do.
  • a water outlet 58 is formed at the bottom of the balancing tank 80, and a water outlet pipe 59 is connected thereto.
  • the water level L1 in the treatment tank 20 is determined by the high water level and the preliminary planned filtration membrane concentration load head range of the overflow pipe 42 located in the center.
  • the water level L2 in the filtration member 30 is set to be the same as the water level L3 in the overflow tank 70.
  • the water level L3 in the overflow tank 70 is determined by the height of the overflow wall 72.
  • the water level L4 in the balancing tank 80 is determined by the difference between the amount of water flowing in from the overflow tank 70 and the amount of water flowing out through the outlet 58 through the overflow wall 72.
  • the filtration water pressure P applied to the filtration member 30 in the treatment tank 20 is proportional to the difference between the water level L1 of the treatment tank 20 and the water level L2 of the filtration member 30.
  • P water pressure
  • the relative hydraulic pressure area D1 is an area in which water pressure is applied to the filtration member 30 by the water level L1 of the treatment tank 20, and a greater hydraulic pressure acts toward the lower part than the upper part.
  • the arrow in FIG. 14 schematically shows the magnitude of the hydraulic pressure according to the depth.
  • the water pressure corresponding to the difference between the water level (L1) of the treatment tank 20 and the water level (L2) of the filtration member 30 is uniformly applied, the pressure difference occurs according to the depth I never do that.
  • the filtration proceeds relatively evenly over the entire region of the filtration member 30.
  • the filtration is concentrated in the lower region where the hydraulic pressure is large and the hydraulic pressure is relatively weak. Minor filtration occurs in the upper region.
  • the water level L2 of the filtration member 30 is a factor that affects the filtration performance, while ensuring the absolute water pressure area D2 as much as possible over the entire filtration membrane, and at the same time the water level must be kept constant.
  • the water level L2 in the filtration member 30 is set by the overflow wall 72 formed in the overflow tank 70. That is, the water level L2 of the filtering member 30 is the same as the water level L3 of the overflow tank 70, and the water level L3 of the overflow tank 70 is set by the height of the overflow wall 72. As a result, the level L2 of the filtration member 30 can be stably maintained by appropriately setting the height of the overflow wall 72.
  • the overflow tank 70 is formed integrally with the treatment tank 20.
  • the meaning that the overflow tank 70 and the treatment tank 20 are integrally formed means that at least a portion of the outer wall is in contact with each other.
  • the overflow tank 70 is integrally formed along the outer wall of the treatment tank 20 as shown in the figure.
  • the balancing tank 80 may also be integrally formed on the outer wall of the treatment tank 20, in which case it is possible to efficiently treat the water while minimizing the size of the overall device.
  • the overflow tank 70 and the balancing tank 80 may be provided in a separate space separately from the treatment tank 20.
  • the structure of the overflow tank, the balancing tank, the connecting pipe, etc. may be implemented in various modifications, one example of which is illustrated in FIGS. 15 and 16.
  • the same reference numerals as in the above-described drawings indicate members having the same function.
  • the overflow wall 70 ' which has a single space is formed in the outer side wall of the process tank 20.
  • a 'single space' refers to a state in which internal spaces are connected to each other, that is, a state in which mixing is possible by flow, apart from a physical shape.
  • connection pipe 44 'connected to the lower end of the filtration member 30 extends radially to communicate with the overflow tank 70'.
  • the filtration member 30 and the overflow tank 70 ' can be connected to the shortest distance by the connecting pipe 44', so that the pipe does not have to be complicatedly designed.
  • the overflow tank 70 ' is connected to a filtered water supply pipe 26' for supplying filtered water to the injection pipe assembly.
  • a part of the space inside the overflow tank 70 ' is partitioned to form a balancing tank 80'.
  • the balancing tank 80 ' is formed such that the space inside the overflow tank 70' is not disconnected and still maintains a single space.
  • the overflow wall 72 ' is formed between the balancing tank 80' and the overflow tank 70 ', and the overflow wall 72' determines the level of the overflow tank 70 '. And, the lower portion of the balancing tank (80 ') is connected to the water discharge pipe (59') for withdrawing the filtered water to the outside.
  • the water filtered by the plurality of filtration members 30 provided in the treatment tank 20 flows into the overflow tank 70 'along the connection pipe 44'.
  • the introduced water is collected.

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Abstract

본 발명은 유입배관에 의해 원수가 유입되며 바닥에는 배수밸브에 의해 개폐되는 배수배관이 연결된 처리조; 상기 원수를 여과하는 여과막을 구비하여 상기 처리조 내에 나란하게 설치된 복수개의 원통형 여과부재; 나란하게 설치된 복수개의 자외선 램프 유니트를 구비하며, 오존 공급 수단에 의해 오존이 공급되는 고급 산화조; 상기 원통형 여과부재에 의해 여과된 물을 상기 고급 산화조로 공급하는 연결배관; 상기 복수개의 원통형 여과부재 내부에 회전하도록 설치되어 상기 여과막을 향해 여과된 물을 분사하는 분사관 조립체; 및 상기 여과부재에 의해 여과된 물의 일부를 상기 분사관 조립체로 공급하는 여과수 공급배관;을 포함하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치에 관한 것이다.

Description

연속 흐름식 복합 수처리 장치
본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원수에 대한 침전, 부상 분리, 정밀 여과 및 고급 산화 처리 과정을 단일 반응조에서 복합적으로 수행할 수 있는 수처리 장치에 관한 것이다.
일반적인 수처리 공정에는 응집 침전, 부상 분리, 여과 및 고급 산화 공정이 있다. 응집 침전은 처리하고자 하는 원수에 플록(floc)을 형성하는 화학물질(응집제)을 주입하여 물 속에 분산되어 있는 콜로이드 입자와 미세한 고형물이 응집제와 엉켜서 덩어리를 이루면서 침전되도록 하는 것이다.
부상 분리 공정은 물 속에 미세한 공기 입자를 불어 넣어 이것이 물 속에 포함된 고형물이나 오염 입자에 부착되도록 함으로써 수면으로 부상시켜 분리시키는 방법이다.
여과 공정은 알려진 바와 같이 모래나 활성탄 또는 여과막 등의 여재를 이용하여 원수에 포함된 오염물질을 분리시키는 것이며, 고급 산화 공정은 물 속에 오존을 주입하거나 오존을 산기함과 동시에 자외선(UV)을 조사함으로써 오존의 광분해 및 산화반응을 유도하여 화합물을 분해하고 살균, 정화하는 공정이다.
종래의 수처리 장치는 위와 같은 공정들을 개별적으로 구비하거나 필요에 따라 복수의 공정을 취합하여 설계하였는데, 이 경우 장치가 대형화될 수밖에 없다.
또한, 여과장치의 수처리 능력을 증대시키기 위해서 단일 처리조 내에 복수의 여과수단을 설치한 경우가 있는데, 이러한 여과장치에서는 처리조 내에 축적되는 오염물질을 외부로 배출하기 위해서 전체 수처리 공정을 중단시키고 세정을 하는 것이 일반적이다.
또 다른 종래기술에 따르면, 복수의 여과수단을 하나씩 순차적으로 중단시키면서 역압(reverse flow)을 가하여 세정하는 구성도 제안되고 있다.
상기와 같이 단일 처리조 내에 복수의 여과막을 구비하는 다기관 단일 처리조 시스템에 있어서는, 수처리 용량을 최대화하는 동시에 처리조 내에 축적되는 오염물을 효과적으로 배출시키는 것이 중요하다. 이를 위해서, 처리조 내의 오염물을 배출시킬 때 원수의 유입을 차단하거나 세정 동작을 중단시키는 것은 바람직하지 않다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 단일 처리조 내에 복수의 원통형 여과막을 채용함으로써 수처리 능력을 극대화시키는 동시에, 처리조 내에 오염물이 축적되더라도 원수의 유입을 차단하거나 여과막의 세정 동작을 중단시키지 않고도 연속적인 흐름을 유지한 채 오염물을 배출할 수 있는 연속 흐름식 복합 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 월류조와 밸런싱 탱크를 도입하여 처리조 내에서 여과막에 대한 수압차가 깊이에 관계없이 균일하게 작용할 수 있도록 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 원수에 대하여 응집 침전, 부상 분리, 정밀 여과 및 고급 산화 처리 공정을 단일 처리조에서 수행할 수 있도록 각각의 공정 유니트가 일체로 구성된 연속 흐름식 복합 수처리 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는, 유입배관에 의해 원수가 유입되며 바닥에는 배수밸브에 의해 개폐되는 배수배관이 연결된 처리조; 상기 원수를 여과하는 여과막을 구비하여 상기 처리조 내에 나란하게 설치된 복수개의 원통형 여과부재; 나란하게 설치된 복수개의 자외선 램프 유니트를 구비하며, 오존 공급 수단에 의해 오존이 공급되는 고급 산화조; 상기 원통형 여과부재에 의해 여과된 물을 상기 고급 산화조로 공급하는 연결배관; 상기 복수개의 원통형 여과부재 내부에 회전하도록 설치되어 상기 여과막을 향해 여과된 물을 분사하는 분사관 조립체; 및 상기 여과부재에 의해 여과된 물의 일부를 상기 분사관 조립체로 공급하는 여과수 공급배관;을 포함한다.
여기서, 상기 오존 공급 수단은, 오존을 발생시키는 오존 발생기; 및 상기 오존 발생기에 의해 발생된 오존을 상기 고급 산화조 내부로 주입하는 오존 산기구;를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 오존 산기구는 상기 자외선 램프 유니트들 사이에 설치된다.
또한, 본 발명은 상기 처리조의 중심부에 설치되어 있는 월류관을 더 포함한다.
더욱 바람직하게, 본 발명은 상기 분사관 조립체를 회전시키는 구동력을 제공하는 기어드 모터를 더 포함한다.
본 발명은 또한 상기 고급 산화조의 상부에 축적되는 잔류 오존을 흡입하는 오존회수배관; 및 상기 오존회수배관을 통해 흡입되는 잔류 오존을 처리조 내부로 공급하는 회수오존공급수단;을 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 회수오존공급수단은, 상기 여과수 공급배관으로부터 분기된 서브배관에 설치된 벤츄리관을 포함한다.
또한, 상기 회수오존공급수단에 의해 공급된 오존을 상기 처리조 내부로 분사하는 회수 오존 산기구를 더 포함한다.
여기서, 상기 유입배관의 단부에는 상기 처리조의 상부에 원형으로 설치되는 분배관이 연결되도록 구성되며, 상기 분배관에는 바닥을 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 일방향으로 구부러 진 채로 원수를 유입하는 복수개의 입수관이 형성되어 있다.
바람직하게, 상기 여과수 공급배관은 상기 연결배관 또는 월류조로부터 분기된다.
본 발명에 따른 고급 산화조는 상기 처리조의 외측벽을 따라서 일체로 형성된다.
나아가, 본 발명은 상기 고급 산화조에서 처리된 정화수가 유입되도록 상기 처리조의 외측벽을 따라서 일체로 형성되는 밸런싱 탱크를 더 포함하고, 상기 고급 산화조와 밸런싱 탱크 사이에는 월류벽이 형성되도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 유입배관에 의해 원수가 유입되며 바닥에는 배수밸브에 의해 개폐되는 배수배관이 연결된 처리조; 상기 원수를 여과하는 여과막을 구비하여 상기 처리조 내에 나란하게 설치된 복수개의 원통형 여과부재; 상기 원통형 여과부재에 의해 여과된 물이 상기 연결배관을 통해 유입되는 월류조; 상기 월류조와 월류벽을 사이에 두고 설치되며, 여과된 물을 외부로 배출하는 출수구가 형성되어 있는 밸런싱 탱크; 상기 복수개의 원통형 여과부재 내부에 회전하도록 설치되어 상기 여과막을 향해 여과된 물을 분사하는 분사관 조립체; 및 상기 여과부재에 의해 여과된 물의 일부를 상기 분사관 조립체로 공급하는 여과수 공급배관;을 포함하고, 상기 월류벽에 의해 상기 여과부재의 수위(L2)가 설정되도록 구성된 연속 흐름식 복합 수처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 유입배관에 의해 원수가 유입되며 바닥에는 배수밸브에 의해 개폐되는 배수배관이 연결된 처리조; 상기 원수를 여과하는 여과막을 구비하여 상기 처리조 내에 나란하게 설치된 복수개의 원통형 여과부재; 상기 원통형 여과부재에 의해 여과된 물이 유입되는 월류조; 상기 여과부재로부터 상기 월류조로 방사상으로 연장되어 연결된 연결배관; 상기 월류조와 월류벽을 사이에 두고 설치되며, 여과된 물을 외부로 배출하는 출수구가 형성되어 있는 밸런싱 탱크; 상기 복수개의 원통형 여과부재 내부에 회전하도록 설치되어 상기 여과막을 향해 여과된 물을 분사하는 분사관 조립체; 및 상기 월류조로부터 여과된 물의 일부를 상기 분사관 조립체로 공급하는 여과수 공급배관;을 포함하고, 상기 월류조는 단일 공간을 가지며, 상기 밸런싱 탱크는 상기 월류조가 단일 공간을 유지하도록 상기 월류조 내부의 일부 공간을 구획하여 형성된 연속 흐름식 복합 수처리 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 단일 처리조 내에 복수의 원통형 여과막을 채용함으로써 여과 면적을 최대화하여 좁은 설치 공간에도 불구하고 수처리 능력을 극대화시킬 수 있다.
또한, 월류조와 밸런싱 탱크를 구비함으로써 여과막 내의 수면을 일정하게 유지하게 되어 여과막에 인가되는 수압을 깊이에 관계없이 균일하게 조절할 수 있다. 그 결과, 여과막은 전체 길이에 걸쳐서 골고루 여과 기능을 발휘할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 수처리 장치는 복수개의 원통형 여과막을 구비하는 다기관 단일 처리조임에도 불구하고 원수의 유입을 차단하거나 여과막의 세정 동작을 중단시키지 않고도 연속적인 흐름을 유지한 채 처리조 내에 축적된 오염물을 배출할 수 있으므로 수처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
나아가, 본 발명의 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 응집 침전, 부상 분리, 정밀 여과 및 고급 산화 처리 공정을 단일 처리조에서 수행할 수 있도록 각각의 공정 유니트가 일체로 구성되어 있으므로 각각의 유니트를 별도로 구비하던 종래에 비해 설치 공간 및 제조 비용은 대폭 절감시킬 수 있는 반면, 더욱 우수한 수처리 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명되지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치에 있어서 구동기어, 종동기어 및 자외선 램프 유니트와 오존 산기구의 배열 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 바닥 브라켓의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 상부 브라켓의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 커버 브라켓의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치에 있어서 원통형 여과부재의 바닥 부분을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 배관 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 도 8의 A-A'선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 8의 B-B'선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 구성을 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 13은 도 12의 b-b'선에 따른 단면도이다.
도 14는 여과부재에 인가되는 수압차를 보여주는 도식적인 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 16은 도 15의 c-c'선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 이들 도면에서, 물 또는 오존 등이 이송되는 배관은 편의를 위해 실선으로 도식화하여 표현하였다.
본 발명에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 연못과 같이 폐쇄된 수역의 물을 정화하는데 사용될 수 있지만, 반드시 이러한 용도로 한정되는 것은 아니며 정수, 오수, 폐수, 해수 및 기타 오염수를 처리하기 위해서 광범위하게 적용될 수 있다.
본 발명의 장치에 의해 처리하고자 하는 원수(原水)는 유입배관(10)을 통해 본 발명의 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치로 유입된다.
도시된 바와 같이, 상기 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 원수를 처리하는 처리조(20)를 포함한다. 상기 처리조(20)는 바람직하게 원통형으로 형성되지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 상기 처리조(20)의 하단은 깔때기 형상을 이루고 있으며 바닥에는 배수배관(11)이 연결되어 있다. 상기 배수배관(11)은 배수밸브(12)에 의해 개폐가능하도록 구성된다.
상기 처리조(20)의 상부에는 유입배관(10)이 연장되어 있으며 유입배관(10)의 경로 상에 설치된 여과펌프(13)에 의해 처리되는 원수를 공급한다. 비록 본 실시예에서는 유입배관(10)이 처리조(20)의 상부에 설치되는 것으로 예시되었으나 이것에 한정되지 않고 상기 유입배관(10)은 처리조(20)의 중간부 또는 바닥에 설치될 수도 있다.
바람직하게, 상기 유입배관(10)의 단부에는 상기 처리조(20) 상부에 원형으로 설치되는 분배관(14)이 연결되며, 상기 분배관(14)에는 복수개의 입수관(15)이 형성되어 있다. 상기 입수관(15)은 상기 분배관(14)에서 바닥을 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 상기 처리조(20)의 중심축을 기준으로 일방향(시계방향 또는 반시계방향)으로 구부러지게 연장되어 있어서, 상기 유입배관(10)을 통해 상기 분배관(14)으로 유입된 원수는 상기 입수관(15)을 통해 유입되면서 상기 처리조(20) 내부에서 시계방향 또는 반시계방향으로 선회하게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 처리조(20) 내에는 복수의 원통형 여과부재(30)가 설치된다. 예를 들어, 상기 원통형 여과부재(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 처리조(20) 내에 서로 이격된 채로 나란하게 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 처리조(20) 내에 총 9개의 원통형 여과부재(30)가 설치된 예를 보여주고 있다.
상기 원통형 여과부재(30)는 물은 통과시키고 오염입자는 걸러내는 여과막과 상기 여과막을 지지하는 프레임으로 구성될 수 있다. 상기 여과막은 미세한 구멍이 형성된 복수개의 메쉬를 여러 겹으로 조합하여 구성될 수 있다. 통상적으로, 상기 여과막은 스테인레스 스틸 또는 합성수지나 섬유로 제조될 수 있으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며 물을 여과할 수 있는 다양한 소재의 여과막이 채용될 수 있다.
상기 원통형 여과부재(30)는 하단이 바닥 브라켓(16)에 결합된 채로 지지된다. 상기 바닥 브라켓(16)은 소정 두께를 가진 판으로서 그 예가 도 4에 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 바닥 브라켓(16)에는 처리조(20) 내에서 물 속에 함유된 오염물질이 하방으로 침전될 수 있도록 하거나 또는 작업공간을 확보하기 위해 복수개의 개구부(17)가 형성되어 있다.
또한, 상기 원통형 여과부재(30)의 설치 위치에 상응하는 지점에는 원통형 여과부재(30)와 연통되는 관통공(18)이 형성되어 있으며, 여기에는 후술하는 바와 같이 연결배관의 일단이 연결된다.
도 4에서 참조번호 19는 상기 원통형 여과부재(30)를 결합하기 위해 체결부재가 삽입되는 체결공이다.
상기 원통형 여과부재(30)의 상단은 도 5에 도시된 상부 브라켓(21)에 의해 지지된다. 상기 상부 브라켓(21)은 전술한 바닥 브라켓(16)과 유사하게 상기 처리조(20)의 상단에 결합되며, 원통형 여과부재(30)의 상단이 결합되는 관통공(22)과 작업공간을 위한 개구부(23)가 형성되어 있다. 참조번호 24는 원통형 여과부재(30)를 결합하기 위해 체결부재가 삽입되는 체결공이다.
또한, 상기 상부 브라켓(21) 위에는 상기 처리조(20)를 커버하도록 커버 브라켓(25)이 설치되는데, 이러한 커버 브라켓(25)의 예가 도 6에 도시되어 있다.
한편, 상기 복수개의 원통형 여과부재(30) 내부에는 회전하면서 여과막에 흡착되는 슬러지나 오염물을 탈락시키기 위해 물을 분사하는 분사수단이 구비된다. 상기 분사수단은, 상기 여과부재(30)에 의해 여과된 물의 일부를 다시 처리조(20) 내부로 공급하는 여과수 공급배관(26)과, 상기 여과부재(30) 내에 회전가능하도록 설치되어 상기 여과수 공급배관(26)을 통해 공급된 여과수를 분사하는 분사관 조립체(27)를 포함한다.
상기 여과수 공급배관(26)은 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 여과된 물의 일부를 흡입하여 상기 분사관 조립체(27)로 공급하는 배관으로서, 일단은 연결배관(44)에 연결되며{후술하는 도 15의 실시예에서는 여과수 공급배관(26')이 월류조 (70')에 연결됨}, 타단은 상기 분사관 조립체(27)와 연결된다.
상기 여과수 공급배관(26)의 경로 상에는 세정펌프(28)가 설치되어 여과된 물의 일부를 흡입하는 구동력을 제공한다.
상기 분사관 조립체(27)는, 상기 커버 브라켓(25)의 조인트 결합부(도 6의 29 참조)에 예를 들어 스윙 조인트와 같은 회전베어링에 의해 회전 가능하도록 결합되는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)로부터 수직으로 분기되어 상기 여과막을 향해 물을 분사하는 복수의 분사관(32)을 포함한다.
여기서, 상기 분사관 조립체(27)를 커버 브라켓(25)에 회전가능하도록 결합시키기 위해 다양한 방식이 채용될 수 있다.
상기 여과수 공급배관(26)은 분사관 조립체(27)의 몸체부(31)와 연통되어 여과수를 공급하며, 상기 분사관(32)에는 여과막을 향해서 여과수를 분사하도록 복수의 분사공(33)이 형성되어 있다. 따라서 몸체부(31)를 통해 분사관(32)으로 공급된 여과수는 분사공(33)을 통해 여과막으로 분사된다.
상기 분사관(32)의 개수는 본 발명에 의해 한정되지는 않으며, 몸체부(31)를 중심으로 대칭이 되도록 2개, 3개 또는 4개 등으로 복수개가 배열되며, 분사관을 안정적으로 지지하기 위해 이들 사이에 지지브라켓(34)을 설치할 수 있다.
더욱 바람직하게, 도 7에 도시된 바와 같이, 최하단에 설치된 지지브라켓(34)에는 서포트부재(35)가 마련되고, 상기 서포트부재(35)는 베어링(36)을 매개로 원통형 여과부재(30)의 바닥 프레임(37)에 회전가능하도록 지지된다. 이러한 구성을 가질 경우, 분사관(32)은 더욱 안정적으로 지지된 상태에서 회전이 원활하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 분사관 조립체(27)는 기어드 모터(38)와 같은 구동수단에 의해 기계적으로 회전된다.
구체적으로, 상기 커버 브라켓(도 6의 25)의 중심부에 있는 모터 결합부(39)에는 기어드 모터(38)가 결합된다. 또한 상기 분사관 조립체(27)의 몸체부(31)에는 종동기어(40)가 결합되고, 상기 종동기어(40)는 기어드 모터(38)의 축에 결합된 구동기어(41)와 맞물리게 된다. 따라서, 기어드 모터(38)의 구동에 따라 분사관 조립체(27)가 회전할 수 있게 된다.
더욱 바람직하게, 도 3에 도시된 바와 같이 기어드 모터(38)의 구동기어(41)와 복수의 분사관 조립체에 각각 구비된 종동기어(40)들이 상호 트레인 기어 방식으로 연속적으로 치합되어, 단일 기어드 모터(38)의 회전에 의해 복수의 분사관 조립체를 회전시키는 것도 가능하다.
그러나, 상기 기어드 모터(38)와 분사관 조립체(27) 사이의 연결은 본 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 구성의 기어트레인 또는 벨트, 체인 등을 채용하는 것도 가능하며 복수개의 기어드 모터를 구비하는 것도 무방하다.
바람직하게, 상기 기어드 모터(38)는 미도시된 조작패널의 제어부와 연결되어 작업자가 설정한 속도에 따라 구동하게 된다. 상기 기어드 모터(38)에 의한 구동 방식은 충분하고 안정적인 구동력을 얻을 뿐만 아니라 분사관 조립체의 회전 속도를 원하는 만큼 정밀하게 조정할 수 있는 이점이 있다.
또한 상기 처리조(20)의 중심부에는 월류관(42)이 설치되며, 상기 월류관(42)은 월류배관(43)을 통해 상기 배수배관(11)과 연결된다. 상기 월류관(42)의 상단 높이는 처리조(20) 내의 부상 오염물의 배출 수위를 결정한다.
즉, 상기 처리조(20)로 유입된 원수 내에 포함된 오염물질은 부상 분리에 의해 수면 위로 떠 오르게 되는데, 이러한 오염물질은 운전시간의 경과에 따라 원통형 여과부재의 여과막에 작용하는 농축 부하가 증가하여 유입원수의 수위가 상기 월류관(42)의 상단 부위까지 상승하게 되면 물과 함께 상기 월류관(42)으로 유입되어 배수배관(11)을 통해 배출된다.
한편, 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 여과된 여과수는 연결배관(44)을 통해 고급 산화조(Advanced Oxidation Tank)(45)로 유입된다. 상기 연결배관(44)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 원통형 여과부재(30)의 하단에서 연장된 관들이 서로 모아져서 고급 산화조(45)로 연결되도록 구성되어 있다.
또한, 상기 여과수 공급배관(26)은 상기 연결배관(44)과 연통되도록 분기되어 연결배관(44)을 통해 유동하는 여과수의 일부를 상기 분사관 조립체(27)로 공급한다.
바람직하게, 상기 고급 산화조(45)는 처리조(20)와 일체로 형성된다. 여기서, 고급 산화조(45)와 처리조(20)가 일체로 형성된다는 의미는 외벽의 적어도 일부가 서로 접하도록 설치되는 것을 의미한다.
더욱 바람직하게 상기 고급 산화조(45)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 처리조(20)의 외측벽을 따라서 일체로 형성되어 있다.
이와 같은 구성을 가질 경우, 고급 산화조(45)를 설치하기 위한 별도의 공간이 불필요하며, 연결배관(44)을 길게 연결하고 이송펌프를 설치할 필요가 없어서 전체적인 장치가 매우 콤팩트해진다.
상기 고급 산화조(45)는 자외선과 오존(O3)의 동시 작용에 의해 물을 살균, 정화 및 탈취 처리하는 AOP(Advanced Oxidation Process) 공정을 수행한다.
도 3, 도 8 및 도 10을 함께 참조하면, 상기 고급 산화조(45)에는 복수개의 자외선 램프 유니트(46)가 수직 방향으로 설치된다. 상기 자외선 램프 유니트(46)는 투과도가 뛰어난 석영관 등으로 이루어진 투명관(47)과, 상기 투명관(47) 내에 장착되는 자외선 램프(48)를 포함한다. 상기 투명관(47)은 자외선 램프(48)를 물로부터 차단시켜 보호하는 역할을 한다.
한편, 도 3 및 도 8에서 참조번호 49로 표시된 원형의 점선은 자외선 램프(48)가 미치는 조사 영역을 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 상기 고급 산화조(45)에 오존을 공급하는 오존 공급 수단을 더 포함한다.
상기 오존 공급 수단은, 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기(도 1의 50 참조)와, 상기 오존 발생기(50)에 의해 공급된 오존을 물 속에 미세 기포 상태로 주입하기 위해 상기 고급 산화조(45) 내부에 설치된 오존 산기구(도 10의 51 참조)를 포함한다.
바람직하게, 상기 오존 산기구(51)는 오존 발생기(50)와 연결된 배관(52)을 통해 오존이 공급되는 공급분기관(53)과 연결된 채로, 상기 자외선 램프 유니트(46)들 사이에 설치된다.
상기 오존 산기구(51)는 오존을 미세하게 산기시켜 분사하는 것으로서 바람직하게 합성수지 포옴(Form) 형태로 구성되거나 또는 기구적인 노즐, 막 등의 형태로 구성되더라도 무방하다.
바람직하게, 오존을 공급하는 상기 배관(52) 상에는 일방향 체크밸브(54) 및 드레인 장치(55) 등이 설치되어 물이 역류하는 것을 차단할 수 있도록 구성된다.
상기 자외선 램프 유니트(46)와 오존 산기구(51)의 개수, 크기 및 설치 간격 등은 특정하게 한정되지 않으며, 용수의 처리등급이나 처리조의 처리 용량 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 고급 산화조(45)에서 살균 처리된 정화수는 인접하는 밸런싱 탱크(56)로 유입된다. 상기 밸런싱 탱크(56)는 본 발명에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치에서 처리된 최종적인 물이 저장되는 공간으로서 입수되는 물의 양과 출수되는 물의 양을 균형있게 조절하는 기능을 한다.
바람직하게, 상기 밸런싱 탱크(56)도 고급 산화조(45)와 마찬가지로 처리조(20)의 외측벽에 일체로 형성되는데, 이 경우 전체적인 장치의 크기를 최소화하면서도 효율적인 수처리가 가능하다.
도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 고급 산화조(45)와 밸런싱 탱크(56) 사이에는 월류벽(57)이 형성되어 있어서, 고급 산화조(45)에서 처리된 물은 상기 월류벽(57)을 넘어서 밸런싱 탱크(56)로 유입되게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 밸런싱 탱크(56)의 바닥에는 출수구(58)가 형성되어 있으며, 여기에는 출수배관(59)이 연결되어 있다.
비록 본 발명에서는 상기 고급 산화조(45)와 밸런싱 탱크(56)의 구성을 구체적으로 설명하였으나, 이들 구성요소는 그러한 설명에 한정되지 않는 것으로 해석되어야 하며, 또 다른 대안으로서 상기 고급 산화조와 밸런싱 탱크는 처리조와 분리되어 별도의 공간에 마련되는 것도 무방하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 오존 산기구(51)에 의해 고급 산화조(45) 내에 분사된 오존의 잔류 성분을 다시 회수하여 처리조(20) 내로 공급하는 수단이 마련되는데, 이를 위해 본 발명은 상기 고급 산화조(45)의 상단에 일단이 연결되어 고급 산화조(45) 상부에 축적되는 잔류 오존을 흡입하는 오존회수배관(60)과, 상기 오존회수배관(60)을 통해 흡입되는 잔류 오존을 처리조(20) 내부로 공급하는 회수오존공급수단을 포함한다.
본 실시예에 따르면, 상기 회수오존공급수단은 여과수 공급배관(26)으로부터 분기된 서브배관(61)에 설치된 벤츄리관(62)을 포함하며, 상기 오존회수배관(60)의 타단은 상기 벤츄리관(62)으로 연결된다.
따라서, 세정펌프(28)의 작동에 의해 여과수 공급배관(26)으로 공급된 여과수의 일부는 상기 서브배관(61)으로 분기되어 유동하고, 여과수가 벤츄리관(62)을 지날 때 발생하는 압력차에 의해 상기 고급 산화조(45) 상부에 축적된 잔류 오존이 흡입되며, 이렇게 흡입된 오존은 여과수와 함께 혼합되어 처리조(20) 내부로 주입된다.
본 발명에 따르면, 물과 혼합된 회수 오존은 오존분사배관(63)을 통해 상기 바닥 브라켓(16)에 인접한 채로 설치된 회수 오존 산기구(64)로 보내어지고, 여기에서 처리조(20) 내부로 분사된다.
바람직하게, 상기 회수 오존 산기구(64)는 도 7에 도시된 바와 같이, 처리조(20)의 내주면을 따라 원형으로 간격을 두고 설치되며, 상면에는 다공막이 형성되어 있다. 따라서, 물과 혼합된 회수 오존은 상기 다공막을 통해 상부로 분사된다. 더욱 바람직하게, 회수 오존이 더욱 미세하게 분사될 수 있도록 상기 다공막은 합성수지 포옴 또는 금속막 등으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 처리조(20)에는 적어도 하나 이상의 점검 맨홀(65)이 마련되어 있어서, 처리조(20) 내부의 상태를 점검하고 유지 보수 조치를 취할 수 있다.
그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 바람직한 동작을 설명하기로 한다.
침전 공정
예를 들어, 폐쇄된 연못으로부터 유입된 원수는 여과펌프(13)의 구동력에 의해 유입배관(10)을 통해 처리조(20)로 유입된다.
이 과정에서 선택적으로 용기(도 1의 66) 내에 저장된 응집제를 자동으로 투입하여 응집 침전 반응을 더욱 촉진할 수도 있다. 도 1에서 미설명된 도면부호 67은 응집제를 원수와 골고루 혼합시키는 믹서를 가리킨다.
상기 유입배관(10)으로 유입된 원수는 처리조(20) 상부에 원형으로 설치된 분배관(14)을 따라 골고루 분배되어 그 하부에 형성된 입수관(15)을 통해 처리조(20) 내부로 유입된다.
이때, 상기 입수관(15)은 상기 분배관(14)에서 바닥을 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 상기 처리조(20)의 중심축을 기준으로 일방향(시계방향 또는 반시계방향)으로 구부러지게 연장되어 있어서, 상기 입수관(15)을 통해 유입되는 원수는 상기 처리조(20) 내부에서 선회하게 된다. 이러한 선회 작용은 원수의 균일한 분포를 가져올 뿐만 아니라 후술하는 바와 같이 부상 분리에 의해 수면 위로 떠 오르는 오염물을 중심부로 모아서 상기 월류관(42)을 통해 배출될 수 있도록 하는 작용도 하게 된다.
상기 처리조(20) 내부로 유입된 원수는 위와 같이 선회하는 과정에서 원수 내에 함유된 오염 입자가 침강하여 처리조(20)의 바닥 위에 쌓이게 된다. 바람직하게, 응집제를 투여한 경우에는 플록(floc)을 형성함으로써 물 속에 분산되어 있는 미세한 오염 입자나 용존 고형물까지도 덩어리를 만들어 침전시킬 수 있다.
여과 및 여과막 세정 공정
이어서, 처리조(20) 내의 원수는 상기 원통형 여과부재(30)의 여과막을 통과하면서 여과가 이루어진다. 여과가 이루어지는 구동력은 처리조(20) 내부의 수면과 원통형 여과부재(30) 내부의 수면 차이에 기인한다. 이렇게 걸러진 오염물은 여과막의 외측 표면 상에 부착되고, 물은 여과막을 통과하여 원통형 여과부재(30) 내부로 유입된다.
본 발명에 따르면, 상기와 같이 물을 여과하는 동안, 복수개의 원통형 여과부재(30)는 동시에 세정이 이루어질 수 있다. 여기서 세정이 이루어지는 동안 어느 하나의 여과부재(30)도 정지되거나 기능이 제한될 필요가 없다.
구체적으로, 원수가 여과되는 것과 동시에 분사수단이 동작하면서 여과막을 세정하게 된다. 즉, 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 정수된 물의 일부는 세정펌프(28)의 구동력에 의해 원통형 여과부재(30)의 하단과 연결된 여과수 공급배관(26)을 따라 상기 분사관 조립체(27)로 공급된다.
상기와 같이 공급된 여과수의 일부는 처리조(20) 상부에서 기어드 모터(38)에 의해 회전하고 있는 분사관 조립체(27)로 유입되어 분사공(33)을 통해 분사된다. 이때, 분사공(33)으로부터 분사된 물은 여과막에 부딪히게 되고, 따라서, 여과막의 외측 표면 상에 흡착되어 있던 슬러지 오염물들이 상기 분사된 물에 의해 탈락되면서 하방으로 침강하게 된다.
고급 산화 공정
상기 원통형 여과부재(30)에서 여과된 여과수는 하단에 연결된 연결배관(44)을 따라 상기 고급 산화조(45) 내부로 유입된다. 상기 고급 산화조(45) 내부에는 자외선 램프 유니트(46)에 의해 자외선이 조사되고 있으며, 오존 발생기(50)에 의해 생성된 오존이 오존 산기구(51)를 통해 미세하게 산기되고 있는 상태이다.
알려진 바와 같이, 오존은 원수 내에 포함된 유기물, 무기물을 산화 분해하고, 대장균, 박테리아, 바이러스, 간염균과 냉방질병균(레지오넬라) 등을 산화 멸균시킨다. 또한, 오존은 산화반응을 통해서 발암성 물질인 THM 생성을 억제하고 그 밖에도 시안화물(cyanide), 세척제, 페놀, 망간, 마그네슘 등도 제거한다.
또한, 자외선 램프(48)로부터 조사되는 약 253nm 내외의 파장을 가진 자외선에 의해 원수 내에 존재하는 세균, 박테리아, 바이러스, 미생물 등이 파괴 소멸된다.
동시에, 자외선에 의해 용존오존수에 함유되어 있던 오존이 산소로 환원되는분해과정에서 OH-라디칼이 생성되어 살균력이 더욱 증폭된다. OH-라디칼은 오존보다 높은 전위차를 가지며 거의 모든 유기물과 매우 빠른 속도로 골고루 반응하는 특성을 가진 것으로 알려져 있다. OH-라디칼과 반응하는 대부분의 유기화합물은 산화 분해되어 물과 이산화탄소로 환원된다. 이런 원리로 OH-라디칼은 사스, 조류독감, 바이러스, 결핵균, O-157, 살모넬라, 리스테리아, 기타 전염성 독감바이러스와 세균 등을 효과적으로 살균하며, 탈색, 탈취 작용을 가진다.
상기와 같이 고급 산화 공정을 수행한 후 처리된 물은 월류벽(57)을 타고 오버 플로우되어 밸런싱 탱크(56)로 유입 저장되고, 이어서 밸런싱 탱크(56)의 바닥에 연결된 출수배관(59)을 따라 후속적인 공정으로 출수된다.
바람직하게, 상기 출수배관(59)은 예를 들어, 활성탄 흡착 처리 장치에 연결될 수 있으며, 이렇게 처리된 물은 연못 등으로 재공급되거나 또는 염소처리되어 중수나 수도물로 사용될 수 있다.
오존 회수 및 부상 분리 공정
한편, 상기 고급 산화조(45)의 상부에 축적되는 잔류 오존은 오존회수배관(60)을 통해 벤츄리관(62)으로 유입된다. 즉, 여과수 공급배관(26)으로부터 분기된 서브배관(61)을 통해 여과수의 일부가 유동할 때 발생하는 압력차에 의해 상기 잔류 오존은 흡입되며, 흡입된 오존은 여과수와 함께 혼합되어 처리조(20) 내부의 회수 오존 산기구(64)로 보내어진다.
이때, 정상적인 상태에서는 고급 산화조(45) 내부가 양압 상태이지만, 만약 음압이 발생할 경우에는 일방향 체크밸브(68)가 개방되면서 외부 공기가 유입됨으로써 조절될 수 있다.
이어서, 상기 회수 오존 산기구(64)에 공급된 오존은 여과수와 함께 상기 다공막을 통해 상부로 분사된다. 이렇게 회수 오존을 처리조(20) 내부에 분사함으로써 얻어지는 효과는 여러 가지가 있을 수 있다.
첫째, 처리조 내벽 및 여과막의 외측 표면에 흡착되어 있던 오염물질을 오존이 해리된 기체의 부상에 의해 탈리시키게 된다.
둘째, 잔류 오존의 재반응 산화 효과에 의해 원수 정화를 촉진한다.
셋째, 오존의 산화 반응을 통해 오염물의 응집을 촉진한다.
넷째, 미세한 오염 입자를 오존이 해리된 기체에 흡착시켜 수면 위로 부상시킨다. 이렇게 수면으로 부상된 오염물은 전술한 바와 같이 선회하는 원수의 중심부로 모아져서 월류관(42)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
오염물 배출
상기와 같이 원수를 처리하는 동안 처리조(20) 바닥에 오염물질의 침전이 누적되면, 배수밸브(12)를 개방하고 오염물을 배출시키게 된다.
이러한 오염물 배출은 자동으로 수행되거나 수동으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 처리조(20) 바닥에 침전되는 오염물의 양이 증가할수록 여과 부하가 높아져 처리조(20) 내부의 수위는 점차로 상승하게 되며, 수위가 기준값을 초과할 경우에는 침전물 배출시점임을 판단하고 공정이 자동으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 처리조(20) 내부에 침전된 오염물은 세정 장치의 동작을 중단하거나 원수의 연속적인 유입을 차단하지 않고 유지한 채로 이루어질 수 있다. 즉, 오염물의 배출이 필요한 시점에서 상기 배수밸브(12)를 개방하면 처리조(20)의 바닥에 침전되어 있던 오염물이 물과 함께 배수배관(11)을 통해 외부로 배출된다.
외부로 배출된 오염물은 탈수조 등을 사용하여 후속적으로 처리될 수 있다.
상기와 같이 오염물의 배출이 진행되는 동안 처리조(20) 내부의 수위는 소정량 만큼 하강하게 되지만 세정 공정은 여전히 계속되는 상태이다.
이어서, 침전된 오염물이 어느 정도 배출되었다고 판단되면, 또는 소정 시간이 경과한 후에 자동으로 상기 배수밸브(12)를 닫고 다시 정상적인 수처리 공정을 계속하게 된다.
도 11 및 도 13에는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 가리킨다.
본 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 여과막 전체에 걸쳐서 여과 수압을 균일하게 유지할 수 있도록 구성된다.
도면을 참조하면 본 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 원수를 여과하는 원통형의 처리조(20)와, 여과 수압을 여과막 전체에 균일하게 유지하기 위해 여과된 물을 모아서 저장하는 월류조(70)와, 상기 월류조(70)로부터 월류되어 유입된 물을 일시적으로 저장하면서 출수배관(59)을 통해 배출되는 출수량을 조절하기 위한 밸런싱 탱크(80)를 포함한다.
전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 처리조(20)의 하단은 깔때기 형상을 이루고 있으며 바닥에는 배수밸브(12)에 의해 개폐되는 배수배관(11)이 연결되어 있다.
상기 처리조(20)의 상부에는 유입배관(10)이 연장되어 있으며 유입배관(10)의 단부에는 복수개의 입수관(15)을 가진 원형의 분배관(14)이 연결되어 있다.
또한, 상기 처리조(20) 내에는 복수의 원통형 여과부재(30)가 설치되며, 각각의 원통형 여과부재(30) 내부에는 회전하면서 여과막을 향해 여과수를 분사하는 분사관 조립체(27)가 설치되며, 여과된 물의 일부는 여과수 공급배관(26)을 통해 분사관 조립체(27)로 공급된다.
본 실시예에 따르면, 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 여과된 물은 연결배관(44)을 통해 월류조(70)로 유입되며, 이어서 밸런싱 탱크(80)로 유입된다.
상기 월류조(70)와 밸런싱 탱크(80) 사이에는 월류벽(72)이 형성되어 있어서, 월류조(70) 내에 물이 차오르면 상기 월류벽(72)을 넘어서 밸런싱 탱크(80)로 유동하게 된다.
상기 밸런싱 탱크(80)의 바닥에는 출수구(58)가 형성되어 있으며, 여기에는 출수배관(59)이 연결되어 있다.
본 실시예에 따르면, 처리조(20) 내의 수위(L1)는 중심부에 위치한 월류관(42)의 상단 높이가 고수위이며 미리 계획된 여과막 농축 부하 수두 범위에 의해 결정된다.
또한, 여과부재(30)와 월류조(70)는 연결배관(44)에 의해 연결되어 있으므로 여과부재(30) 내의 수위(L2)는 월류조(70) 내의 수위(L3)와 동일하게 설정되며, 월류조(70) 내의 수위(L3)는 월류벽(72)의 높이에 의해 결정된다.
그리고, 밸런싱 탱크(80) 내의 수위(L4)는 월류벽(72)을 넘어 월류조(70)로부터 유입되는 물의 양과 출수구(58)를 통해 빠져나가는 물의 양의 차이에 의해 결정된다.
이 경우, 처리조(20) 내의 여과부재(30)에 가해지는 여과 수압(P)은 처리조(20)의 수위(L1)와 여과부재(30)의 수위(L2) 차에 비례한다. 이러한 수압(P)의 특성을 보다 구체적으로 살펴보기 위해 도 14를 참조한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 처리조(20)의 수위(L1)와 여과부재(30)의 수위(L2)가 상이할 경우 상대수압영역(D1)과 절대수압영역(D2)이 형성된다.
상기 상대수압영역(D1)은 처리조(20)의 수위(L1)에 의해서 여과부재(30)에 수압이 인가되는 영역으로서, 상부보다는 하부로 갈수록 더 큰 수압이 작용하게 된다. 도 14에서 화살표는 깊이에 따른 수압의 크기를 도식적으로 나타낸 것이다.
반면에, 절대수압영역(D2)에서는 처리조(20)의 수위(L1)와 여과부재(30)의 수위(L2) 상호간의 차이에 해당하는 수압이 균일하게 작용되며, 깊이에 따른 수압차가 발생하지 않는다.
이 경우, 절대수압영역(D2)에서는 여과부재(30)의 전 영역에 걸쳐서 여과가 비교적 균일하게 진행되지만, 상대수압영역(D1)에서는 수압이 큰 하부 영역에서 여과가 집중되고 상대적으로 수압이 약한 상부 영역에서는 여과가 미미하게 일어난다.
나아가, 상대수압영역(D1)의 하부에는 여과된 이물질이 집중적으로 축적되는 반면 상부에는 이물질이 거의 축적되지 않으므로, 분사관 조립체에 의해 이물질을 탈락시키는데에도 어려움이 있다.
결론적으로, 여과부재(30)의 수위(L2)는 여과 성능을 좌우하는 요소로서 여과막 전체에 걸쳐서 절대수압영역(D2)을 최대한 확보하는 동시에 그 수위가 일정하게 유지되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 이러한 여과부재(30) 내의 수위(L2)는 월류조(70)에 형성된 월류벽(72)에 의해 설정된다. 즉, 여과부재(30)의 수위(L2)는 곧 월류조(70)의 수위(L3)와 동일하고, 월류조(70)의 수위(L3)는 월류벽(72)의 높이에 의해 설정되므로, 결국 월류벽(72)의 높이를 적절히 설정함으로써 여과부재(30)의 수위(L2)를 안정적으로 유지할 수 있는 것이다.
바람직하게, 상기 월류조(70)는 상기 처리조(20)와 일체로 형성된다. 여기서, 월류조(70)와 처리조(20)가 일체로 형성된다는 의미는 외벽의 적어도 일부가 서로 접하도록 설치되는 것을 의미한다.
더욱 바람직하게 상기 월류조(70)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 처리조(20)의 외측벽을 따라서 일체로 형성된다.
이와 같은 구성을 가질 경우, 월류조(70)를 설치하기 위한 별도의 공간이 불필요하며, 연결배관(44)을 길게 연결하고 이송펌프를 설치할 필요가 없어서 전체적인 장치가 매우 콤팩트해진다.
또한, 상기 밸런싱 탱크(80)도 처리조(20)의 외측벽에 일체로 형성될 수 있으며, 이 경우 전체적인 장치의 크기를 최소화하면서도 효율적인 수처리가 가능하다.
또 다른 대안으로서 상기 월류조(70)와 밸런싱 탱크(80)는 처리조(20)와 분리되어 별도의 공간에 마련되는 것도 무방하다.
상기 월류조와 밸런싱 탱크 및 연결배관 등의 구조는 다양하게 변형되어 실시될 수 있는데 그 중의 한 예가 도 15 및 도 16에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.
본 실시예에 따르면, 처리조(20)의 외측벽에는 단일 공간을 가지는 월류조(70')가 형성되어 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서 '단일 공간'이란 물리적인 형상을 떠나서 내부 공간이 서로 연결되어 있는 상태, 즉 유동에 의해 혼합이 가능한 상태를 의미한다.
또한, 상기 여과부재(30)의 하단에 연결된 연결배관(44')은 상기 월류조(70')와 연통되도록 방사상으로 연장되어 있다. 이와 같은 구성에서는, 여과부재(30)와 월류조(70')가 연결배관(44')에 의해 최단거리로 연결될 수 있으므로, 배관을 복잡하게 설계하지 않아도 된다.
상기 월류조(70')에는 분사관 조립체로 여과된 물을 공급하기 위한 여과수 공급배관(26')이 연결된다.
또한, 상기 월류조(70') 내부의 일부 공간을 구획하여 밸런싱 탱크(80')를 형성한다. 이때, 상기 밸런싱 탱크(80')는 월류조(70') 내부의 공간이 단절되지 않고 여전히 단일 공간을 유지하도록 형성된다.
상기 밸런싱 탱크(80')와 월류조(70') 사이에는 월류벽(72')이 형성되며, 이 월류벽(72')이 월류조(70')의 수위를 결정한다. 그리고, 상기 밸런싱 탱크(80')의 하부에는 여과된 물을 외부로 출수하기 위한 출수배관(59')이 연결되어 있다.
본 실시예에 따르면, 처리조(20)에 구비된 복수의 여과부재(30)에서 여과된 물은 연결배관(44')을 따라 월류조(70') 내부로 유동한다. 이 경우, 월류조(70') 내부는 단일 공간으로 연결되어 있으므로 유입된 물이 모이게 된다.
이어서, 월류조(70') 내부의 모인 물 중에서 일부는 여과수 공급배관(26')을 통해 분사관 조립체로 보내어지고, 나머지 물들은 상기 월류벽(72')을 타고 넘어서 밸런싱 탱크(80') 내부로 유입된다.
이때, 상기 월류벽(72')에 의해 월류조(70')의 수위는 설정되고, 그에 따라 여과부재(30)의 수위도 동일하게 설정된다.
최종적으로, 상기 밸런싱 탱크(80')에 유입된 물은 출수배관(59')을 통해 처리조(20) 외부로 배출된다.

Claims (16)

  1. 유입배관에 의해 원수가 유입되며 바닥에는 배수밸브에 의해 개폐되는 배수배관이 연결된 처리조;
    상기 원수를 여과하는 여과막을 구비하여 상기 처리조 내에 나란하게 설치된 복수개의 원통형 여과부재;
    나란하게 설치된 복수개의 자외선 램프 유니트를 구비하며, 오존 공급 수단에 의해 오존이 공급되는 고급 산화조;
    상기 원통형 여과부재에 의해 여과된 물을 상기 고급 산화조로 공급하는 연결배관;
    상기 복수개의 원통형 여과부재 내부에 회전하도록 설치되어 상기 여과막을 향해 여과된 물을 분사하는 분사관 조립체; 및
    상기 여과부재에 의해 여과된 물의 일부를 상기 분사관 조립체로 공급하는 여과수 공급배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오존 공급 수단은,
    오존을 발생시키는 오존 발생기; 및
    상기 오존 발생기에 의해 발생된 오존을 상기 고급 산화조 내부로 주입하는 오존 산기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오존 산기구는 상기 자외선 램프 유니트들 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리조의 중심부에 설치되어 있는 월류관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분사관 조립체를 회전시키는 구동력을 제공하는 기어드 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고급 산화조의 상부에 축적되는 잔류 오존을 흡입하는 오존회수배관; 및
    상기 오존회수배관을 통해 흡입되는 잔류 오존을 처리조 내부로 공급하는 회수오존공급수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회수오존공급수단은,
    상기 여과수 공급배관으로부터 분기된 서브배관에 설치된 벤츄리관을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 회수오존공급수단에 의해 공급된 오존을 상기 처리조 내부에서 상부로분사하는 회수 오존 산기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유입배관의 단부에는 상기 처리조의 상부에 원형으로 설치되는 분배관이 연결되어 있으며,
    상기 분배관에는 바닥을 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 일방향으로 구부러 진 채로 원수를 유입하는 복수개의 입수관이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 여과수 공급배관은 상기 연결배관으로부터 분기된 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 고급 산화조는 상기 처리조의 외측벽을 따라서 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고급 산화조에서 처리된 정화수가 유입되도록 상기 처리조의 외측벽을 따라서 일체로 형성되는 밸런싱 탱크를 더 포함하고,
    상기 고급 산화조와 밸런싱 탱크 사이에는 월류벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  13. 유입배관에 의해 원수가 유입되며 바닥에는 배수밸브에 의해 개폐되는 배수배관이 연결된 처리조;
    상기 원수를 여과하는 여과막을 구비하여 상기 처리조 내에 나란하게 설치된 복수개의 원통형 여과부재;
    상기 원통형 여과부재에 의해 여과된 물이 상기 연결배관을 통해 유입되는 월류조;
    상기 월류조와 월류벽을 사이에 두고 설치되며, 여과된 물을 외부로 배출하는 출수구가 형성되어 있는 밸런싱 탱크;
    상기 복수개의 원통형 여과부재 내부에 회전하도록 설치되어 상기 여과막을 향해 여과된 물을 분사하는 분사관 조립체; 및
    상기 여과부재에 의해 여과된 물의 일부를 상기 분사관 조립체로 공급하는 여과수 공급배관;을 포함하고,
    상기 월류벽에 의해 상기 여과부재의 수위(L2)가 설정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 월류조와 밸런싱 탱크는 상기 처리조의 외측벽을 따라서 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  15. 유입배관에 의해 원수가 유입되며 바닥에는 배수밸브에 의해 개폐되는 배수배관이 연결된 처리조;
    상기 원수를 여과하는 여과막을 구비하여 상기 처리조 내에 나란하게 설치된 복수개의 원통형 여과부재;
    상기 원통형 여과부재에 의해 여과된 물이 유입되는 월류조;
    상기 여과부재로부터 상기 월류조로 방사상으로 연장되어 연결된 연결배관;
    상기 월류조와 월류벽을 사이에 두고 설치되며, 여과된 물을 외부로 배출하는 출수구가 형성되어 있는 밸런싱 탱크;
    상기 복수개의 원통형 여과부재 내부에 회전하도록 설치되어 상기 여과막을 향해 여과된 물을 분사하는 분사관 조립체; 및
    상기 월류조로부터 여과된 물의 일부를 상기 분사관 조립체로 공급하는 여과수 공급배관;을 포함하고,
    상기 월류조는 단일 공간을 가지며,
    상기 밸런싱 탱크는 상기 월류조가 단일 공간을 유지하도록 상기 월류조 내부의 일부 공간을 구획하여 형성된 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 월류조는 상기 처리조의 외측벽을 따라서 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 연속 흐름식 복합 수처리 장치.
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