WO2017200221A1 - 다단의 장섬유 여과기를 이용하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법 - Google Patents

다단의 장섬유 여과기를 이용하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법 Download PDF

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WO2017200221A1
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Definitions

  • the present invention relates to a sewage treatment system, and more specifically, at least one pressurized long fiber filter and at least one submerged long fiber filter are arranged in multiple stages, and the sewage using a pressurized long fiber filter and a submerged long fiber filter. And a sewage treatment system for treating the backwash water by direct filtration and a treatment method thereof.
  • Domestic sewage refers to a state in which organic and inorganic pollutants are dissolved and suspended in pure water.
  • the technologies for purification are classified into physical treatment, chemical treatment and biological treatment.
  • the physical treatment method include a filtration method
  • the chemical treatment method includes a coagulation treatment process using a flocculant or an oxidation treatment technology using an oxidizing agent
  • the biological treatment method grows microorganisms cultured in sewage itself. It is a process of decomposing
  • Most of the existing sewage treatment processes are designed and operated as biological treatment processes and are the most common sewage treatment processes.
  • Microbial reactors can cause operational problems, depending on a number of external factors.
  • the residence time of the bioreactor is changed by the variation of the inflow flow rate of the influent sewage, and thus the treatment efficiency is changed.
  • the concentration of contaminants in the influent sewage fluctuates, affecting the treatment efficiency, especially under very low pollution concentrations, which is severe enough to cause the death of microorganisms due to poor load.
  • fluctuations in temperature of sewage are affected by treatment efficiency, and treatment efficiency decreases in winter.
  • a large amount of odor is generated, it must be collected and treated in a separate treatment device.
  • Patent Document 1 Korean Registered Patent Publication No. 10-0931987 (December 15, 2009)
  • Patent Document 2 Korean Registered Patent Publication No. 10-1424045 (March 13, 2014)
  • Patent Document 3 Korean Patent Publication No. 10-1350537 (January 13, 2014)
  • Patent Document 4 Korean Registered Patent Publication No. 10-1450261 (Notice date October 23, 2014)
  • Another object of the present invention is a sewage treatment system for directly filtering sewage using a plurality of pressurized long-fiber filters, and treating the filtered sewage to be dewatered by concentrating backwash water using a plurality of submerged long-fiber filters; It is to provide a processing method thereof.
  • the sewage treatment system of the present invention has at least one pressurized long fiber filter and at least one submerged long fiber filter arranged in multiple stages, and filtered using a pressurized long fiber filter and a submerged long fiber filter.
  • One feature is the concentration, dewatering and disposal of the backwash water of the treated sewage.
  • the sewage treatment system of the present invention can be constructed in a sewage treatment plant with a structure that is very small and mobile than the process by microorganisms, without being significantly affected by the flow rate, concentration and temperature change of the influent sewage without microbial treatment, It is possible to obtain the effect of reducing the gas.
  • the flow rate adjustment tank for receiving and storing the sewage flowing from the outside;
  • a float removal device for removing floating pollutants from sewage supplied from the flow rate adjustment tank;
  • At least one pressurized long fiber filter wherein the pressurized long fiber filter receives the treated water from which the floating contaminants have been removed from the suspended solids removal device, filters the discharged treated water, and reverses a part of the treated water discharged.
  • a sewage filtration treatment unit for supplying washing water and receiving backwash air from the outside to backwash the pressurized long fiber filter;
  • An immersion type filtration tank configured to receive and store backwash wastewater discharged from the sewage filtration unit and collect sludge;
  • Installed in the immersion filter tank and provided with at least one immersion long fiber filter the immersion long fiber filter is supplied by the backwash wastewater from the immersion filter tank to filter and discharge the filtrate, part of the filtered water discharged
  • a backwash water filtration treatment unit for supplying the backwash water and receiving the backwash air from the outside to backwash the immersion type long fiber filter to discharge the backwash wastewater to the immersion type filter tank;
  • Sludge dehydrator for receiving the sludge from the immersion filter tank to discharge the dewatering cake.
  • the float removal device In one embodiment of this aspect, the float removal device; A storage tank in which sewage supplied from the flow rate adjusting tank is stored; A microbubble generator for generating and supplying microbubbles to the storage tank to float floating contaminants from sewage stored in the storage tank; A skimmer for separating suspended contaminants suspended above the storage tank by the microbubble generator; And a float chamber that stores suspended pollutants separated by the skimmer.
  • each of the pressurized long fiber filter and the submerged long fiber filter; A plurality of dogs are combined in the form of a square module having left and right symmetrical structures.
  • each of the pressurized long fiber filter and the submerged long fiber filter comprising: A pressurized housing having an upper portion connected to the transfer pump and the pipe; A long fiber filter medium fixedly installed at an inner lower portion of the pressure housing to filter sewage; It is disposed in the inner lower portion of the long fiber media, and is fixed to the inner lower portion of the pressure housing, and comprises a porous permeate tube for discharging the filtered treated water and backwash water.
  • the pressure housing In another embodiment, the pressure housing; A long fiber media joining plate having a central portion open and having the long fiber media bonded to an inner lower side along an upper edge thereof; A porous permeable tube assembly plate having a central portion open and disposed at a lower outer side of the long fiber media binding plate to screw the porous permeable tube; A central portion is opened, and is disposed between the long fiber media joining plate and the porous permeable tube assembly plate, and receives backwash air from the outside through an air inlet formed in the pressurizing housing to supply air to the upper inside of the pressurizing housing.
  • An air dispersion plate for dispersing A central portion is opened and disposed between the air dispersion plate and the porous permeation tube assembly plate, and discharge the treated water discharged from the porous permeate tube to the treated water outlet of the pressurized housing, or through the treated water outlet.
  • a treated water separator for supplying washing water to the porous permeable tube;
  • a coupling screw coupling the lower portion of the porous permeable tube and the porous permeable tube assembly plate; It is coupled to the outside of the coupling screw includes a leakage plug to prevent leakage of the treated water.
  • the pressure housing A grooveless area and a plurality of grooves disposed on an upper portion of the grooveless area and having a diameter having a predetermined size are divided into a grooved pipe area formed from the long fiber media joining plate to a predetermined height;
  • the predetermined height has a size of at least 2 to 10 times corresponding to the inner diameter of the pressure housing.
  • the predetermined height has a size in the range of at least 30 mm to 150 mm
  • the cross-sectional width of the groove is in the range of at least 0.2 mm to 3 mm.
  • the depth of the groove is at least 0.2 mm to 3 mm in size
  • the gap between the groove and the groove is at least 0.4 mm to 40 mm in size.
  • the long fiber media is; A flow holder extending in the vertical direction and coupled to an upper end of the long fiber yarn for filtering the treated water and the backwash water; A fixed holder provided at a bottom thereof and fixedly coupled to the pressure housing; At least one upper and lower inner holder provided inside each of the flow holder and the fixed holder and coupled to both ends of the long fiber yarn wound;
  • Each of the flow holder, the inner holders and the fixed holder is provided with a central portion open so that treated water or backwash water is introduced or discharged, and the lower inner holder and the central portion of the fixed holder have a lower portion of the porous permeable tube. It is provided to be inserted and coupled.
  • the inner holder is wound long filament yarn in the projections, each is fixed to each of the flow holder and the fixed holder inclined jaw coupled to each other.
  • a sewage treatment method of a sewage treatment system is provided.
  • the sewage treatment method of the sewage treatment system of the present invention according to this aspect, receiving sewage from a flow rate adjustment tank, injects fine bubbles to float and remove floating contaminants contained in the sewage; Filtering the sewage from which the floating contaminants have been removed using at least one pressurized long fiber filter to discharge the treated water; Backwashing wastewater discharged by backwashing the pressurized long fiber filter is filtered by at least one submerged long fiber filter and returned to the flow rate adjusting tank; The backwash wastewater discharged by backwashing the immersion long fiber filter is concentrated and collected in an immersion filter tank in which the immersion long fiber filter is accommodated and dewatered and discharged by a sludge dehydrator.
  • backwashing the pressurized or submerged long fiber filter Supplying backwash water to the pressurized or submerged long fiber filter for at least 20 seconds to 300 seconds to float the long fiber media of the pressurized or submerged long fiber filter, and only backwash air for at least 10 to 300 seconds. Inject, backwash water and backwash air simultaneously for at least 10 seconds to 300 seconds, reinject only backwash air for at least 20 seconds to 360 seconds, and backwash water and backwash air again for at least 20 seconds to 360 seconds Then, a functional medicine for softening the long fiber yarn of the long fiber media is injected with a backwash water to perform back washing of the pressurized or submerged long fiber filter.
  • the sewage treatment system of the present invention is capable of treating sewage without the use of microorganisms by directly filtering sewage using a plurality of long fiber filters, and greatly affecting the flow rate, concentration and temperature change of the influent sewage. It can have the effect of reducing greenhouse gas without receiving.
  • the sewage treatment system of the present invention can be constructed in a structure that is very small and mobile than the process by the microorganism, it provides an economical reduction in the construction cost and operating costs, thereby reducing the public budget Can be obtained.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a sewage treatment system according to the present invention
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of the floating matter removing apparatus shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of the floating matter removing apparatus shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view showing the configuration of a sewage filtration treatment unit having a plurality of pressurized long fiber filters shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of the pressurized long fiber filter shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view showing the configuration of the long fiber media shown in FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of an inner holder shown in FIG. 5;
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the flow holder shown in FIG. 5; FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the fixed holder shown in FIG. 5; FIG.
  • FIG. 9 is a partial cutaway view showing the structure of the holder portion shown in FIG. 5; FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of the pressure housing shown in FIG. 4;
  • FIG. 11 is a rear view showing the configuration of the coupling module of the pressure housing shown in FIG.
  • FIG. 12 is a view illustrating a backwashing process of the sewage filtration treatment unit shown in FIG. 3;
  • FIG. 13 is a view showing a filtration process of the sewage filtration treatment unit shown in FIG. 3;
  • FIG. 14 is a view showing the configuration of a backwash water filtration treatment unit having a plurality of submerged long fiber filters shown in FIG. 1;
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration of a housing of the submerged long fiber filter shown in FIG. 14; FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a structure of the porous permeable tube illustrated in FIG. 14; FIG.
  • FIG. 17 is a view showing a filtration process of the backwash water filtration treatment unit shown in FIG. 14;
  • FIG. 18 is a view illustrating a backwashing process of the backwashing water filtration treatment part shown in FIG. 14.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of the sewage treatment system according to the present invention
  • Figure 2 is a view showing the configuration of the float removal apparatus shown in Figure 1
  • Figure 3 is a plurality of pressurized long fiber filter shown in Figure 1
  • It is a figure which shows the structure of the sewage filtration process part provided with FIG. 14, and
  • FIG. 14 is a figure which shows the structure of the backwash water filtration process part provided with the some immersion type long fiber filter shown in FIG.
  • the sewage treatment system 100 of the present invention is a sewage filtration unit 120 having a flow rate adjustment tank 102, a float removing device 110, and at least one pressurized long fiber filter (120a, 120b of FIG. 3). ), A first backwash water storage tank 160, an immersion filtration tank 162, at least one immersion long fiber filter (170a, 170b of FIG. 14), and A backwash water reservoir 164 and a sludge dehydrator 190.
  • the sewage treatment system 100 of the present invention is connected to the components, a plurality of pipes 104 for supplying or discharging, such as sewage, backwash water and treated water, fine bubbles, air, pipes
  • Each 104 includes a plurality of pressurized transfer pumps 180, 181, 182, 183, 184, and 185.
  • the pipes 104 may include, for example, a supply pipe, a connection pipe, a transfer pipe, a branch pipe, and / or a discharge pipe, and may include a plurality of valves (not shown).
  • the flow rate adjustment tank 102 is provided with a storage tank having a predetermined size storage capacity for receiving and storing a predetermined amount of inflow sewage supplied through the supply pipe 104 in order to adjust the throughput of sewage flowing from the outside.
  • the flow regulating tank 102 is provided with a mechanical mixer (not shown) therein to prevent sediment flotation.
  • the flow regulating tank 102 of this embodiment has a storage capacity in which inflow sewage is stored for a predetermined time, for example, about 3 hours.
  • the flow rate adjustment tank 102 supplies the raw water to the floating matter removing apparatus 110 using the first transfer pump 180.
  • the first transfer pump 180 is installed in the connection pipe 104 connecting the flow rate adjustment tank 102 and the float removing device 110.
  • the first transfer pump 180 pumps the raw water to the float removal apparatus 110 from the flow rate adjustment tank 102 through the connection pipe 104.
  • the float removing apparatus 110 removes floating contaminants such as oil, grease and foam from the raw water supplied from the flow regulating tank 102.
  • the float removing apparatus 110 includes a storage tank 112 in which raw water is stored, a float chamber 114 temporarily storing floating pollutants separated from raw water in the storage tank 112, and floating pollutants from raw water. And a microbubble generator (116 of FIG. 2) which generates and supplies microbubbles to the storage tank 112 to float floating contaminants from raw water stored in the storage tank 112. It includes.
  • the storage tank 112 is configured as a double circular tank 112.
  • the double circular tank 112 forms a space in which raw water is stored, and a portion of the space is partitioned by a partition wall to form a float chamber 114.
  • the upper surface of the double circular tank 112 is provided with a raw water inlet 113, a treated water outlet 119, a plurality of fine bubble inlet 117, and the float discharge outlet 115.
  • the central upper portion of the double circular tank 112 is equipped with a skimmer 116 for removing suspended matter such as oil, grease and foam, that is, floating contaminants.
  • the skimmer 116 is rotated about the upper and lower center lines of the double circular tank 112 to separate the floating contaminants suspended on the upper portion of the double circular tank 112.
  • the separated suspended contaminants are temporarily stored in the float chamber 114 and discharged to an external, for example, sludge thickener (not shown) through the float outlet 115.
  • the skimmer 116 is coupled to the skimmer rotation motor 111 on the central axis of the double circular tank 112 to receive a rotational force.
  • the fine bubble generator 118 injects fine bubbles into the double circular tank 112 through the fine bubble inlet 117. Therefore, the double circular tank 112 receives the fine bubbles from the microbubble generator 118 to float floating contaminants such as oil, grease and foam contained in the raw water to the top of the double circular tank 112.
  • the suspended matter removing apparatus 110 separates the suspended contaminant by the skimmer 116 and temporarily stores the suspended contaminant in the float chamber 114, and then transfers the suspended contaminant to a sludge concentration tank (not shown). .
  • the float removing apparatus 110 discharges the treated water from which the floating contaminants have been removed through the treated water outlet 119, and supplies the treated water to the sewage filtration treatment unit 120 through the second transfer pump 181. At this time, a part of the treated water discharged from the float removing apparatus 110 is supplied to the immersion type filter tank 162.
  • the sewage filtration treatment unit 120 receives the treated water from which the floating contaminants have been removed from the suspended matter removing device 110 and sewage treatment by direct filtration using at least one pressurized long fiber filter (120a and 120b of FIG. 3). Discharge the treated water. At this time, a part of the treated water discharged is supplied to the first backwash water storage tank 160 to be used as backwash water. In addition, the sewage filtration treatment unit 120 receives the backwash water from the first backwash water storage tank 160 through the third transfer pump 182 and receives the backwash air from the outside so that at least one pressurized long fiber filter 120a, Backwash 120b).
  • Sewage filtration treatment unit 120 of this embodiment as shown in Figure 3, a plurality of pressurized long-fiber filter (120a, 120b) is coupled in the form of a square module of left and right symmetrical structure.
  • the pressurized long fiber filter 120a, 120b as shown in Figure 11, a plurality of square modules consisting of a square number of 2, such as 2 x 2 (a), 4 x 4 (b) symmetrically mutually Combined in form.
  • the first backwash water storage tank 160 receives and stores a part of the treated water discharged from the sewage filtration treatment unit 120, and supplies the backwash water to the sewage filtration treatment unit 120 through the third transfer pump 183.
  • the submerged filtration tank 162 receives backwash water from the sewage filtration treatment unit 120 and stores the sludge, that is, sediment solids and flotation solids. To this end, the submerged filtration tank 162 may be equipped with a lower solids collecting plate for collecting precipitated solids, and an upper solids collecting plate for collecting floating solids.
  • the submerged filtration tank 162 is provided with a backwash water filtration treatment unit 170 for filtering the backwash water to discharge the filtered water therein.
  • the immersion type filtration tank 162 filters the backwash water by the backwash water filtration treatment unit 170 to the suspended matter removing apparatus 110 or the second backwash water storage tank 164 through the fourth transfer pump 183. Supply.
  • the submerged filtration tank 162 supplies the sludge to the sludge dehydrator 190 through the fifth transfer pump 184.
  • the backwash water filtration treatment unit 170 includes at least one submerged long fiber filter 170a, 170b, as shown in FIG.
  • the backwash water filtration treatment unit 170 directly filters the backwash water by receiving the backwash water stored in the immersion type filtration tank 162 in each of the immersion type long fiber filters 170a and 170b.
  • the backwash water filtration unit 170 receives the backwash water from each of the submerged long fiber filters 170a and 170b from the second backwash water storage tank 164, and receives the backwash air from the outside to directly reverse the filtration method. Wash.
  • a plurality of submerged long fiber filters 170a and 170b are combined in a square module shape having left and right symmetrical structures. That is, the submerged long fiber filters 170a and 170b have the same arrangement structure as the pressurized long fiber filters 120a and 120b, for example, as shown in FIG. , 4 x 4 (b), etc., are combined in the form of a square module consisting of two squares.
  • the submerged long fiber filters 170a and 170b of this embodiment have a configuration that is generally similar or identical to that of the pressurized long fiber filters 120a and 120b. That is, the submerged long fiber filters 170a and 170b include a pressurized housing 171, a porous permeable tube 172, a long fiber filter medium, and the like.
  • the long fiber media 123 opens the cover of the pressure housing 171, and then flows from the top to the bottom and is coupled to the pressure housing 171 by the porous permeable tube 172, and the porous permeable tube 172
  • the coupling screw 175 is fixed, and the leakage plug 176 prevents leakage of the treated water.
  • the second backwash water storage tank 164 receives and stores a portion of the treated water supplied from the immersion filtration tank 162 and supplies backwash water to the sewage filtration treatment unit 120 through the fifth transfer pump 184.
  • the sludge dehydrator 190 receives the sludge from the immersion type filter tank 162 through the sixth transfer pump 185 to dewater the discharge to discharge the dewatering cake. At this time, the dehydrated treated water is recovered to the float removing apparatus 110 through the connecting pipe 104.
  • Figure 4 is a view showing the configuration of the pressurized long fiber filter shown in Figure 3
  • Figure 5 is a view showing the configuration of the long fiber media shown in Figure 4
  • Figure 6 is a configuration of the inner holder shown in FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the flow holder shown in FIG. 5
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the fixed holder shown in FIG. 5
  • FIG. 9 is a configuration of the holder part shown in FIG. 5. It is a partial cutaway view shown
  • FIG. 10 is sectional drawing which shows the structure of the pressurization housing shown in FIG.
  • the pressurized long fiber filters 120a and 120b may include a subscription housing 121 and a cover 122.
  • the pressurizing housing 121 is provided in an open cylindrical shape, and is coupled to the cover 122 at the open top, and the long fiber media 123 and the porous permeable tube 124 are housed therein.
  • the cover 122 is coupled to the open upper portion of the pressurizing housing 121 to open the central portion so that the treated water flows in the lower direction or the backwash water is discharged in the upper direction.
  • the pressure housing 121 is provided with, for example, a pressure vessel in the form of a pipe, and has a long fiber media joining plate 125 for coupling the long fiber media 134 and the porous permeable tube 124 to an inner lower side thereof, and a porous permeable tube.
  • the building plate 128 is provided.
  • the pressure housing 121 is provided with an air dispersion plate 126, a treated water separation plate 127, a leak plug 129, and a coupling screw 130.
  • the pressure housing 121 is provided with an air inlet 131 and the treated water outlet 132 on one lower side.
  • the pressure housing 121 includes a grooveless region 156 and a grooved tube region 158 formed on the grooveless region 156 and formed with a plurality of grooves having a predetermined size. ).
  • the groove tube region 158 has a groove from the long fiber media coupling plate 125 to a predetermined height.
  • the predetermined height is about 2 to 10 times the height corresponding to the inner diameter of the pressure housing 121, for example, when the inner diameter of the pressure housing 121 is about 15 mm, the height is about 30 to 150 mm
  • the groove has a cross-sectional width of about 0.2 to 3 mm, the depth of the groove is about 0.2 to 3 mm range, the gap between the groove and the groove may be provided in the range of about 0.4 to 40 mm.
  • the long fiber media 123 extends in the vertical direction and is provided at the bottom of the flow holder 137 coupled to the top of the long fiber yarn 134 for filtering the treated water and the backwash water.
  • a fixed holder 138 fixedly coupled to the pressure housing 121, at least one upper and lower inner side of the flow holder 137 and the fixed holder 138, respectively, and coupled to both ends of the long fiber yarn 134.
  • Holder 136 Each of the flow holder 137, the upper and lower inner holders 136, and the fixed holders 138 is provided with a central portion open to allow the treated water or the backwash water to flow in or out, and the lower inner holder 136 and the fixed holder 138. The central portion of) is provided so that the protruding lower portion of the porous permeable tube 124 is inserted and coupled.
  • the long fiber media 123 opens the cover 122 of the pressure housing 121 and then flows from the top to the bottom thereof and is coupled to the pressure housing 121 by the porous permeable tube 124. 124 is fixed to the coupling screw 130, the leakage plug 129 to prevent the leakage of the treated water.
  • each of the upper and lower inner holders 136 is mutually compressed with the flow holder 137 by the inclined jaws 140 and 142, as shown in FIGS. 6 and 7, and shown in FIGS. 6 and 8.
  • the inclined jaws 140 and 144 have a structure in which they are mutually press-bonded with the fixed holder 138.
  • the long fiber yarns 134 and 154 are wound between the circumferential side protrusions 152 and the protrusions 152 of each of the upper and lower inner holders 136 at both ends, and the long fiber media 150.
  • the flow holder 137 and the fixed holder 138 are coupled to the upper and lower portions of each of the upper and lower inner holders 136.
  • the long-fiber media 123 is a plurality of upper and lower inner holders 136, when the plurality of upper and lower inner holders 136, the layered layer is coupled, and fixed to the flow holder 137 to the outermost upper and lower inner holder 136 Holder 138 may have a structure that is coupled.
  • the porous transmission tube 124 is formed through a plurality of holes in the upper portion, the lower portion is inserted and coupled to the lower inner holder 136 and the fixed holder 138.
  • the porous center tube 124 has a lower center coupled to the lower portion of the pressure housing 121 by a coupling screw 130.
  • the porous permeable tube 124 receives the treatment liquid filtered by the long fiber filter 123 from the inside of the pressure housing 121 through the holes, and passes through the lower hole to the external and first backwash water storage tank 160. Discharge.
  • the long fiber media coupling plate 125 has an open central portion, and the long fiber media coupling plate 123 is coupled along the upper edge.
  • the air dispersion plate 126 receives the backwash air from the outside through the air inlet 131 to disperse the air into the upper inside of the pressure housing 121.
  • the treated water separating plate 127 is disposed on the inner lower surface of the pressurizing housing 121 to separate the flow path of the backwashing air injected from the air inlet 131 and to process the treated water discharged from the porous permeable tube 124. It is provided to discharge to the water outlet 132.
  • the porous permeable tube assembly plate 128 is provided on the lower surface of the pressure housing 121 and a through hole is formed in the center thereof so that the porous permeable tube 124 is screwed to the coupling screw 130 through the through hole. .
  • the treated water outlet 132 is formed at one side of the porous permeable tube assembly plate 128.
  • Leakage plug 129 is coupled to the outer surface of the lower outer surface of the pressure housing 121, that is, the outer surface of the porous permeable tube assembly plate 128 outside the lower portion of the porous permeable tube 124 to which the coupling screw 130 is coupled. To prevent the treatment water from leaking.
  • the coupling screw 130 is screwed with the lower portion of the porous permeable tube 124.
  • the air inlet 131 receives backwash air from the outside to inject air into the pressurized housing through the air dispersion plate 126.
  • the treated water outlet 132 discharges the treated water discharged from the porous permeable tube 124 to the external and first backwash water storage tank 160. Further, the treated water outlet 132 receives the backwashed water from the first backwashed water storage tank 160 and supplies the backwashed water in the reverse order of the path of the treated water.
  • the air inlet 131 and the treated water outlet 132 have a structure that is symmetrically distributed corresponding to the arrangement of the plurality of pressurized long fiber filters 120a and 120b.
  • FIG. 11 is a rear view illustrating a configuration of a coupling module of the pressure housing illustrated in FIG. 10.
  • the sewage filtration processing unit 120 of this embodiment is provided in the form of a square module in which a plurality of pressurized long fiber filters 120a and 120b are symmetrically up and down. Accordingly, a plurality of the pressurized housings 121a and 121b of the pressurized long fiber filters 120a and 120b are provided symmetrically with each other. For example, if there are four pressurized long fiber filters 120a and 120b, the pressurized housing 121a is arranged in 2 x 2 (a), and for 16 pressurized long fiber filters 120a and 120b, 4 x Arranged as 4 (b). Therefore, the sewage filtration processing unit 120 is a pressurized long-fiber filter 120a, 120b provided with a square number of 2 is combined in the form of a square module.
  • FIG. 12 is a view illustrating a backwashing process of the sewage filtration treatment unit shown in FIG. 3.
  • the sewage filtration processing unit 120 first performs a backwashing process for backwashing the long fiber filter medium 123 of the pressurized long fiber filters 120a and 120b.
  • the backwashing process supplies the backwashing water through the backwashing water supply port 139 for a predetermined time, for example, about 20 seconds to 300 seconds to float the long fiber media 123, and for example, about 10 seconds. Inject only backwash air for ⁇ 300 seconds.
  • the backwashing water supply port 139 uses the treated water outlet 132 of the pressurized long fiber filters 120a and 120b.
  • the backwash process injects the backwash water and the backwash air simultaneously for a predetermined time, for example, about 10 seconds to 300 seconds.
  • the backwashing process re-injects only the backwashing air for a predetermined time, for example, about 20 seconds to 360 seconds through the air inlet 131, and injects the backwashing water and the backwashing air again for about 20 to 360 seconds.
  • the backwash waste water is discharged to the immersion type filter tank 162 through the upper portion of the pressurized long fiber filters 120a and 120b.
  • the backwashing process injects the functional chemicals to soften the long fibers together with the backwashing water to clean the pressurized long fiber filters 120a and 120b.
  • the sewage filtration treatment unit 120 processes the filtration process after the backwashing process is completed.
  • the sewage filtration processing unit 120 flows sewage into the upper portion of the pressurized long fiber filters 120a and 120b by the second transfer pump 181 from the float removing device 110, and the long fiber media 123 flows.
  • the holder 137 is pressed downward.
  • the sewage filtration treatment unit 120 filters the sewage by the compressed long fiber filter 123, and the filtered treated water passes through the porous permeation tube 124, and then discharged to the outside through the treated water discharge pipe 139 in the lower portion. do.
  • the backwashing process is performed again, and the backwashing waste water generated at this time is transferred to the immersion type filtration tank 162.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the structure of a housing of the immersion type long fiber filter shown in FIG. 14, and
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of the porous permeable tube shown in FIG.
  • the submerged long fiber filters 170a, 170b of this embodiment have a configuration that is generally similar or identical to that of the pressurized long fiber filters 120a, 120b.
  • the submerged long fiber filters 170a and 170b are composed of a joining housing 171 and a cover.
  • the pressure housing 171 is provided in an open cylindrical upper portion, is coupled to the cover on the open upper portion, the long-fiber media and the porous permeable tube 172 is accommodated therein.
  • the cover is coupled to the open upper portion of the pressurizing housing 171 to open the central portion so that the treated water flows in the lower direction or the backwash water is discharged in the upper direction.
  • the pressure housing 171 is provided with, for example, a pressure vessel in the form of a pipe, and is provided with a long fiber media bonding plate for coupling the long fiber media and the porous permeable tube 172 to the lower side thereof, and a porous permeable tube assembly plate.
  • the pressure housing 171 is provided with an air dispersion plate, a treated water separator, a leak plug, and a coupling screw.
  • the pressure housing 171 is provided with an air inlet and a treated water outlet at one lower side.
  • the pressure housing 171 is divided into a grooveless region 179 and a groove tube region 178 disposed on the grooveless region 179 and having a plurality of grooves having a predetermined diameter.
  • Groove tube region 178 has a groove up to a certain height from the long fiber media binding plate.
  • the predetermined height is about 2 to 10 times the height corresponding to the inner diameter of the pressure housing 171, for example, when the inner diameter of the pressure housing 171 is about 15 mm, the height is about 30 to 150 mm
  • the groove has a cross-sectional width of about 0.2 to 3 mm, the depth of the groove is about 0.2 to 3 mm range, the gap between the groove and the groove may be provided in the range of about 0.4 to 40 mm.
  • the porous permeable tube 172 has a plurality of holes 173 formed therethrough, the lower center 174 is inserted into the lower inner holder and the fixed holder, the lower portion of the pressure housing 171 by the coupling screw 175 Is coupled to, the leakage plug 176 is coupled to the lower outer side of the pressure housing 171.
  • FIG. 17 is a view showing a filtration step of the backwash water filtration treatment unit shown in FIG. 14.
  • the filtration process of the backwash water filtration treatment unit 170 receives backwash wastewater from the submerged filtration tank 162 to the tops of the submerged long fiber filters 170a and 170b, and has a long fiber media and porous permeation.
  • the backwash wastewater is filtered by the suction force of the fourth transfer pump 183 through the pipe 172 to discharge the filtered water.
  • the filtered water discharged from the filtration process is discharged to the second backwash water storage tank 164 and the float removing device 110 through the fourth transfer pump 183.
  • FIG. 18 is a view illustrating a backwashing process of the backwashing water filtration treatment unit shown in FIG. 14.
  • the backwashing process of the backwashing water filtration treatment unit 170 may be performed from the second backwashing water storage tank 164 to the backwashing water supply port using a fifth transfer pump 184 for a predetermined time, for example, from about 20 seconds to about 20 seconds.
  • the backwash water is supplied for 300 seconds to float the long fiber media, and only backwash air is injected into the air inlet for a period of time, for example, about 10 seconds to 300 seconds.
  • the backwash water supply port is the treated water outlet of the immersion type long fiber filter (170a, 170b).
  • the backwash process injects the backwash water and the backwash air simultaneously for a predetermined time, for example, about 10 seconds to 300 seconds.
  • the backwashing process injects only the backwashing air again for a predetermined time, for example, about 20 seconds to 360 seconds through the air inlet, and then backwashing water and the backwashing air.
  • the backwash waste water is discharged to the immersion type filtration tank 162 through the upper portions of the immersion type long fiber filters 170a and 170b.
  • the backwashing process injects the functional chemicals to soften the long fiber yarn together with the backwash water to wash the submerged long fiber filters 170a and 170b.
  • the immersion type filtration tank 162 discharges the backwash water wastewater to the sludge dehydrator 190 using the sixth transfer pump 185 to discharge the dewatering cake.
  • the sewage treatment system 100 of the present invention receives the sewage, injects and mixes fine bubbles, floats and removes the floating pollutants contained in the sewage, and uses the at least one pressurized long fiber filter to remove the floating pollutants.
  • This controlled sewage is filtered to discharge treated water.
  • the sewage treatment system 100 backwashes the pressurized long fiber filter using the treated water discharged from the at least one submerged long fiber filter as backwash water, and filters the backwash wastewater discharged from the pressurized long fiber filter to reverse the wastewater. Drain the wash water and collect the backwash wastewater to discharge the sludge.
  • the sewage treatment system 100 further discharges the sludge by collecting the backwash wastewater discharged by backwashing the immersion type long fiber filter using the discharged backwash water.
  • 170a, 170b Immersion Long Fiber Filter

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Abstract

본 발명은 다단의 장섬유 여과기를 이용하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 하수 처리 시스템은 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기와 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기를 이용하여 하수를 직접 여과 방식으로 처리한다. 가압식 장섬유 여과기는 하수를 직접 여과 처리하고, 침지식 장섬유 여과기는 여과 처리된 하수의 역세척수를 농축하여 탈수 폐기하도록 처리한다. 가압식 장섬유 여과기들과 침지식 장섬유 여과기들 각각은 복수 개의 상호 대칭되는 구조를 갖는 모듈 형태로 제공된다. 본 발명에 의하면, 하수를 가압식 장섬유 여과기와 침지식 장섬유 여과기를 이용하여 직접 여과 처리함으로써, 미생물 처리없이 유입 하수의 유량 변화, 농도 및 온도 변화에 큰 영향을 받지 않고, 온실 가스를 감축시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

다단의 장섬유 여과기를 이용하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법
본 발명은 하수 처리 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기와 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기를 다단으로 배치하고, 가압식 장섬유 여과기와 침지식 장섬유 여과기를 이용하여 하수와 역세척수를 직접 여과 방식으로 처리하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법에 관한 것이다.
생활 하수는 순수한 물에 유기성, 무기성 오염 물질이 용존, 현탁 상태로 혼합된 상태를 의미하는데, 이를 정화하는 기술로는 물리적 처리 공법, 화학적 처리 공법, 생물학적 처리 공법으로 분류할 수 있다. 물리적 처리 공법의 대표적인 기술로는 여과 공법을 들 수 있고, 화학적 처리 공법은 응집제에 의한 응집 처리 공정 또는 산화제에 의한 산화 처리 기술 등이 있으며, 생물학적 처리 공법은 하수 자체에서 배양된 미생물을 생육시켜서 유기물을 분해하고, 무기물을 흡착함으로서 처리하는 공정이다. 기존의 하수 처리 공정의 대부분은 생물학적 처리 공정으로 설계되어 운전되고 있으며, 가장 보편적인 하수 처리 공정이라고 할 수 있다.
가장 보편적으로 적용되어 온 생물학적 하수 처리 공정은 호기 또는 혐기성 미생물 반응조와, 침전조 또는 침지식 멤브레인과 같은 고액 분리 장치로 구성되는데, 분리된 고형물은 탈수 배출하도록 설계된다. 미생물 반응조는 여러 외부 요인에 따라 다음과 같은 운전상의 문제점을 발생시킬 수 있다.
첫째, 유입 하수의 유입 유량의 변동에 의해서 생물 반응조의 체류 시간이 달라져서 처리 효율이 달라진다. 둘째, 유입 하수의 오염물 농도가 변동되어, 처리 효율에 영향을 미치며, 특히 아주 낮은 오염 농도 하에서는 빈부하에 의한 미생물의 사멸 상태가 발생할 만큼 심각하다. 셋째, 하수의 기온의 변동이 처리 효율에 영향을 받으며, 겨울철에는 처리 효율이 감소하게 된다. 넷째, 생물 반응조에서 폭기하는 동안, 다량의 악취가 발생하며 이를 복개 포집하여 별도의 처리 장치에서 처리해야 한다. 다섯째, 미생물 반응조의 체류 시간이 길기 때문에 처리장의 건설 면적이 매우 크고 건설 비용도 높다. 여섯째, 아주 소규모의 하수 처리 공정을 제외하고는 대부분의 생물학적 하수 처리 공정은 콘크리트 탱크 형태로 건설되기 때문에 처리장의 이주가 불가능하며, 처리장의 지하화 건설시 건설 비용이 많이 증가한다. 일곱째, 미생물 처리 공정에서 발생하는 이산화탄소, NOX 등은 6 대의 지구온실 가스로서, 향후 지구 온실 가스 감축 협약에 따라 배출을 금지 또는 감축해야 한다.
따라서 기존의 미생물 처리 공정에서 발생하는 많은 문제점들은 하수에서 유기, 무기의 오염 물질을 직접 분리하지 않고, 미생물에 의해서 분해하기 때문에, 미생물의 생육 조건과 분해 기작에 기인하는 것으로서, 이를 해결하기 위하여, 하수 처리 공정 자체를 미생물에 의한 오염 물질 분해보다는 하수에서 오염물을 직접 분리하는 물리적 여과 공정이 필요하다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 등록특허공보 제10-0931987호(공고일 2009년 12월 15일)
(특허문헌 2) 한국 등록특허공보 제10-1424045호(공고일 2014년 08월 13일)
(특허문헌 3) 한국 등록특허공보 제10-1350537호(공고일 2014년 01월 13일)
(특허문헌 4) 한국 등록특허공보 제10-1450261호(공고일 2014년 10월 23일)
본 발명의 목적은 미생물 처리없이 직접 여과 방식으로 하수를 처리하기 위하여 다단의 장섬유 여과기를 이용하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수 개의 가압식 장섬유 여과기를 이용하여 하수를 직접 여과하고, 여과 처리된 하수를 복수 개의 침지식 장섬유 여과기를 이용하여 역세척수를 농축하여 탈수 폐기하도록 처리하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 장섬유 여과기를 이용해서 하수의 유량 변화, 농도 및 온도 변화에 영향을 최소화하여 온실 가스가 감축되도록 하수를 처리하는 하수 처리 시스템 및 그의 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 하수 처리 시스템은 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기와 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기를 다단으로 배치하고, 가압식 장섬유 여과기와 침지식 장섬유 여과기를 이용하여 여과된 하수의 역세척수를 농축, 탈수 및 폐기 처리하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 하수 처리 시스템은 하수 처리장을 미생물에 의한 공정보다 아주 작고 이동이 가능한 구조로 건설할 수 있으며, 미생물 처리없이 유입 하수의 유량 변화, 농도 및 온도 변화에 큰 영향을 받지 않고, 온실 가스를 감축시키는 효과를 얻을 수 있게 한다.
이 특징에 따른 본 발명의 하수 처리 시스템은, 외부로부터 유입되는 하수를 공급받아서 저장하는 유량 조정조와; 상기 유량 조정조로부터 공급되는 하수로부터 부유성 오염 물질을 제거하는 부유물 제거 장치와; 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기를 구비하고, 상기 가압식 장섬유 여과기가 상기 부유물 제거 장치로부터 부유성 오염 물질이 제거된 처리수를 공급받아서 여과하여 처리수를 배출하고, 배출되는 처리수의 일부를 역세척수로 공급받고 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 상기 가압식 장섬유 여과기를 역세척하는 하수 여과 처리부와; 상기 하수 여과 처리부로부터 배출되는 역세척 폐수를 공급받아서 저장하고 슬러지를 수집하는 침지식 여과조와; 상기 침지식 여과조 내부에 설치되고 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기를 구비하여, 상기 침지식 장섬유 여과기가 상기 침지식 여과조로부터 역세척 폐수를 공급받아서 여과하여 여과수를 배출하고, 배출되는 여과수의 일부를 역세척수로 공급받고 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 상기 침지식 장섬유 여과기를 역세척하여 상기 침지식 여과조로 역세척 폐수를 배출하는 역세수 여과 처리부 및; 상기 침지식 여과조로부터 슬러지를 공급받아서 탈수 케익을 배출하는 슬러지 탈수기를 포함한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 부유물 제거 장치는; 상기 유량 조정조로부터 공급되는 하수가 저장되는 저장 탱크와; 상기 저장 탱크로 미세 기포를 발생, 공급하여 상기 저장 탱크에 저장된 하수로부터 부유성 오염 물질을 부상시키는 미세 기포 발생기와; 상기 미세 기포 발생기에 의해 상기 저장 탱크의 상부로 부유된 부유성 오염 물질을 분리시키는 스키머 및; 상기 스키머에 의해 분리된 부유성 오염 물질을 저장하는 부유물 챔버를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 가압식 장섬유 여과기와 상기 침지식 장섬유 여과기들 각각은; 복수 개가 좌우 상하 대칭 구조인 정사각형 모듈 형태로 결합된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 가압식 장섬유 여과기와 상기 침지식 장섬유 여과기 각각은; 상부가 이송 펌프와 배관이 연결되는 가압 하우징과; 상기 가압 하우징 내측 하부에 고정 설치되어 하수를 여과하는 장섬유 여재 및; 상기 장섬유 여재의 내측 하부에 배치되고, 상기 가압 하우징의 내측 하부에 고정 설치되어, 여과된 처리수와 역세척수를 배출하는 다공성 투과관을 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 가압 하우징은; 중앙 부분이 개방되고, 내부 하측에 상기 장섬유 여재가 상부 가장자리를 따라 결합되는 장섬유 여재 결합판과; 중앙 부분이 개방되고, 상기 장섬유 여재 결합판의 하부 외측에 배치되어 상기 다공성 투과관이 나사 결합되는 다공성 투과관 조립판과; 중앙 부분이 개방되고, 상기 장섬유 여재 결합판과 상기 다공성 투과관 조립판 사이에 배치되고, 상기 가압 하우징에 형성된 공기 주입구를 통해 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 상기 가압 하우징의 상부 내측으로 공기를 분산시키는 공기 분산판과; 중앙 부분이 개방되고, 상기 공기 분산판과 상기 다공성 투과관 조립판 사이에 배치되고, 상기 다공성 투과관으로부터 배출되는 처리수를 상기 가압 하우징의 처리수 배출구로 배출하거나, 상기 처리수 배출구를 통해 역세척수를 공급받아서 상기 다공성 투과관으로 공급하는 처리수 분리판과; 상기 다공성 투과관의 하부와 상기 다공성 투과관 조립판을 결합하는 결합 나사 및; 상기 결합 나사 외측에 결합되어 처리수의 누수를 방지하는 누수 플러그를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 가압 하우징은; 무홈 영역과, 상기 무홈 영역의 상부에 배치되고 일정 크기의 직경을 갖는 복수 개의 홈이 상기 장섬유 여재 결합판에서부터 일정 높이까지 형성되는 홈관 영역으로 구분되되; 상기 일정 높이는 상기 가압 하우징의 내경에 대응하여 적어도 2 배 내지 10 배의 크기를 갖는다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 가압 하우징의 내경이 적어도 15 mm 인 경우, 상기 일정 높이는 적어도 30 mm 내지 150 mm 범위의 크기를 가지며, 상기 홈의 단면 가로폭은 적어도 0.2 mm 내지 3 mm 범위의 크기, 상기 홈의 깊이는 적어도 0.2 mm 내지 3 mm 범위의 크기, 그리고 상기 홈과 상기 홈 사이의 간격은 적어도 0.4 mm 내지 40 mm 범위의 크기로 구비된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 장섬유 여재는; 상하 길이 방향으로 연장되어 처리수 및 역세척수를 여과하는 장섬유사의 상단에 결합되는 유동 홀더와; 하단에 구비되어 상기 가압 하우징에 고정 결합되는 고정 홀더와; 상기 유동 홀더와 상기 고정 홀더의 각각의 내측에 구비되고, 권취된 상기 장섬유사의 양단에 각각 결합되는 적어도 하나의 상부 및 하부 내측 홀더를 포함하되; 상기 유동 홀더, 상기 내측 홀더들 및 상기 고정 홀더 각각은 중앙 부분이 개방되어 처리수나 역세척수가 유입 또는 배출되도록 구비되고, 상기 하부 내측 홀더와 상기 고정 홀더의 중앙 부분은 상기 다공성 투과관의 하부가 삽입 결합되도록 구비된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 내측 홀더는 돌기 부분에 장섬유사가 권취되며, 각각은 상기 유동 홀더와 상기 고정 홀더 각각에 경사턱으로 고정하여 상호 결합된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 하수 처리 시스템의 하수 처리 방법이 제공된다.
이 특징에 따른 본 발명의 하수 처리 시스템의 하수 처리 방법은, 유량 조정조로부터 하수를 공급받아서 미세 기포를 주입하여 하수에 포함되는 부유성 오염 물질을 부상시켜서 제거하고; 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기를 이용하여 부유성 오염 물질이 제거된 하수를 여과하여 처리수를 배출하고; 상기 가압식 장섬유 여과기를 역세척하여 배출되는 역세척 폐수를 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기에 의하여 여과하여 상기 유량 조정조로 반송하고; 그리고 상기 침지식 장섬유 여과기를 역세척하여 배출되는 역세척 폐수를 상기 침지식 장섬유 여과기가 수용된 침지식 여과조 내에서 농축, 수집되어 슬러지 탈수기에 의해 탈수, 배출한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기를 역세척하는 것은; 상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기로 적어도 20 초 내지 300 초 동안에 역세척수를 공급하여 상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기의 장섬유 여재를 부상시키고, 적어도 10 초 내지 300 초 동안에 역세척 공기만을 주입하고, 적어도 10 초 내지 300 초 동안에 역세척수와 역세척 공기를 동시에 주입하고, 적어도 20 초 내지 360 초 동안에 역세척 공기만을 다시 주입하고, 적어도 20 초 내지 360 초 동안에 다시 역세척수와 역세척 공기를 주입하며, 이어서 상기 장섬유 여재의 장섬유사를 유연하게 하는 기능성 약품을 역세척수와 함께 주입하여 상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기의 역세척을 실시한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 하수 처리 시스템은 복수 개의 장섬유 여과기들을 이용하여 하수를 직접 여과 처리함으로써, 미생물의 사용없이 하수를 처리가능하고, 유입 하수의 유량 변화, 농도 및 온도변화에 큰 영향을 받지 않고, 온실가스를 감축시키는 효과를 가져올 수 있다.
또한 본 발명의 하수 처리 시스템은 하수 처리장을 미생물에 의한 공정보다 아주 작고 이동이 가능한 구조로 건설할 수 있으므로, 경제적인 측면에서 건설 비용 및 운전 비용의 감소 효과를 제공하고, 이로 인하여 공공 예산 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하수 처리 시스템의 구성을 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 부유물 제거 장치의 구성을 나타내는 도면;
도 3은 도 1에 도시된 복수 개의 가압식 장섬유 여과기를 구비하는 하수 여과 처리부의 구성을 나타내는 도면;
도 4는 도 3에 도시된 가압식 장섬유 여과기의 구성을 나타내는 도면;
도 5는 도 4에 도시된 장섬유 여재의 구성을 나타내는 도면;
도 6은 도 5에 도시된 내측 홀더의 구성을 나타내는 단면도;
도 7은 도 5에 도시된 유동 홀더의 구성을 나타내는 단면도;
도 8은 도 5에 도시된 고정 홀더의 구성을 나타내는 단면도;
도 9는 도 5에 도시된 홀더부의 구성을 나타내는 부분 절개도;
도 10은 도 4에 도시된 가압 하우징의 구성을 나타내는 단면도;
도 11은 도 10에 도시된 가압 하우징의 결합 모듈 형태의 구성을 나타내는 배면도;
도 12는 도 3에 도시된 하수 여과 처리부의 역세척 공정을 나타내는 도면;
도 13은 도 3에 도시된 하수 여과 처리부의 여과 공정을 나타내는 도면;
도 14는 도 1에 도시된 복수 개의 침지식 장섬유 여과기를 구비하는 역세척수 여과 처리부의 구성을 나타내는 도면;
도 15는 도 14에 도시된 침지식 장섬유 여과기의 하우징의 구성을 나타내는 단면도;
도 16은 도 14에 도시된 다공성 투과관의 구성을 나타내는 단면도;
도 17은 도 14에 도시된 역세척수 여과 처리부의 여과 공정을 나타내는 도면; 그리고
도 18은 도 14에 도시된 역세척수 여과 처리부의 역세척 공정을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 하수 처리 시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 부유물 제거 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 복수 개의 가압식 장섬유 여과기를 구비하는 하수 여과 처리부의 구성을 나타내는 도면이며, 그리고 도 14는 도 1에 도시된 복수 개의 침지식 장섬유 여과기를 구비하는 역세척수 여과 처리부의 구성을 나타내는 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 하수 처리 시스템(100)은 하수를 직접 여과 처리하기 위하여, 다단으로 배치되는 복수 개의 장섬유 여과기들을 이용한다. 즉, 본 발명의 하수 처리 시스템(100)은 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기를 이용하여 유입 하수를 여과 처리한 후, 그의 역세척수를 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기를 통해 탈수 폐기하여 하수를 직접 여과 처리한다.
이를 위해 본 발명의 하수 처리 시스템(100)은 유량 조정조(102)와, 부유물 제거 장치(110)와, 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기(도 3의 120a, 120b)를 구비하는 하수 여과 처리부(120)와, 제 1 역세척수 저장조(160)와, 침지식 여과조(162)와, 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기(도 14의 170a, 170b)를 구비하는 역세척수 여과 처리부(170)와, 제 2 역세수 저장조(164) 및 슬러지 탈수기(190)를 포함한다. 또 본 발명의 하수 처리 시스템(100)은 상기 구성 요소들 간을 연결하여, 하수, 역세척수 및 처리수와, 미세 기포, 공기 등의 공급하거나 배출하는 복수 개의 배관(104)들과, 배관들(104) 각각에 구비되는 복수 개의 가압식 이송 펌프(180, 181, 182, 183, 184, 185)들을 포함한다. 또 배관(104)들에는 예를 들어, 공급 배관, 연결 배관, 이송 배관, 분기 배관 및/또는 배출 배관 등으로 구비되고, 각각에 복수 개의 밸브(미도시됨)들이 구비될 수 있다.
유량 조정조(102)는 외부로부터 유입되는 하수의 처리량을 조절하기 위하여 일정량의 유입 하수를 공급 배관(104)을 통해 공급받아서 저장하는 일정 크기의 저장 용량을 갖는 저장조로 구비된다. 유량 조정조(102)는 하수의 부유 물질 침전을 방지하기 위해 내부에 기계식 믹서(미도시됨)가 설치된다. 이 실시예의 유량 조정조(102)는 유입 하수가 일정 시간 예컨대, 약 3 시간 정도의 저장되는 저장 용량을 갖는다. 유량 조정조(102)는 제 1 이송 펌프(180)를 이용하여 원수를 부유물 제거 장치(110)로 공급한다.
제 1 이송 펌프(180)는 유량 조정조(102)와 부유물 제거 장치(110) 사이를 연결하는 연결 배관(104)에 설치된다. 제 1 이송 펌프(180)는 연결 배관(104)을 통해 유량 조정조(102)로부터 부유물 제거 장치(110)로 원수를 공급하도록 펌핑한다.
부유물 제거 장치(110)는 유량 조정조(102)로부터 공급되는 원수로부터 부유성 오염 물질 예를 들어, 기름(oil), 그리스(grease) 및 거품 등을 제거한다. 부유물 제거 장치(110)는 원수가 저장되는 저장 탱크(112)와, 저장 탱크(112)의 원수로부터 분리된 부유성 오염 물질을 임시로 저장하는 부유물 챔버(114)와, 원수로부터 부유성 오염 물질을 분리시키는 스키머(skimmer)(116) 및, 저장 탱크(112)로 미세 기포를 발생, 공급하여 저장 탱크(112)에 저장된 원수로부터 부유성 오염 물질을 부상시키는 미세 기포 발생기(도 2의 118)을 포함한다.
이 실시예의 부유물 제거 장치(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 저장 탱크(112)가 이중 원형 탱크(112)로 구성된다. 이중 원형 탱크(112)는 내부에 원수가 저장되는 공간을 형성하고, 공간의 일부가 격벽에 의해 구획되어 부유물 챔버(114)를 형성한다. 이중 원형 탱크(112)의 상부면에는 원수 투입구(113)와, 처리수 배출구(119)와, 복수 개의 미세 기포 주입구(117) 및, 부유물 배출구(115)가 구비된다. 이중 원형 탱크(112)의 중앙 상부에는 기름, 그리스 및 거품 등의 부유물 즉, 부유성 오염 물질를 제거하기 위한 스키머(116)가 장착된다.
스키머(116)는 이중 원형 탱크(112)의 상하 중앙선을 중심축으로 회전되어 이중 원형 탱크(112)의 상부에 부유된 부유성 오염 물질을 분리한다. 분리된 부유성 오염 물질은 부유물 챔버(114)에 임시 저장되고, 부유물 배출구(115)를 통해 외부 예를 들어, 슬러지 농축조(미도시됨)로 배출된다. 이를 위해 스키머(116)는 이중 원형 탱크(112)의 중심축 상에서 스키머 회전 모터(111)와 결합되어 회전력을 전달받는다.
미세 기포 발생기(118)는 미세 기포 주입구(117)를 통해 이중 원형 탱크(112)의 내부로 미세 기포를 주입한다. 따라서 이중 원형 탱크(112)는 미세 기포 발생기(118)로부터 미세 기포를 공급받아서 원수에 포함된 기름, 그리스 및 거품 등의 부유성 오염 물질을 이중 원형 탱크(112)의 상부로 부상시킨다.
이러한 부유물 제거 장치(110)는 부유성 오염 물질이 부상되면, 스키머(116)에 의해서 부유성 오염 물질을 분리하여 부유물 챔버(114)에 일시 저장한 뒤, 슬러지 농축조(미도시됨)로 이송한다. 부유물 제거 장치(110)는 부유성 오염 물질이 제거된 처리수를 처리수 배출구(119)를 통해 배출하고, 이를 제 2 이송 펌프(181)를 통해 하수 여과 처리부(120)로 공급한다. 이 때, 부유물 제거 장치(110)로부터 배출되는 처리수의 일부는 침지식 여과조(162)로 공급된다.
하수 여과 처리부(120)는 부유물 제거 장치(110)로부터 부유성 오염 물질이 제거된 처리수를 공급받아서 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기(도 3의 120a, 120b)를 이용하여 직접 여과 방식으로 하수 처리하여 처리수를 배출한다. 이 때, 배출되는 처리수의 일부는 역세척수로 이용할 수 있도록 제 1 역세척수 저장조(160)로 공급된다. 또 하수 여과 처리부(120)는 제 3 이송 펌프(182)를 통해 제 1 역세척수 저장조(160)로부터 역세척수를 공급받고, 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)를 역세척한다.
이 실시예의 하수 여과 처리부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)가 좌우 상하 대칭 구조인 정사각형 모듈 형태로 결합된다. 예를 들어, 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)는 도 11에 도시된 바와 같이, 복수 개가 상호 대칭적으로 2 x 2(a), 4 x 4(b) 등 2의 제곱수로 구성되는 정사각형 모듈 형태로 결합된다.
제 1 역세척수 저장조(160)는 하수 여과 처리부(120)로부터 배출되는 처리수의 일부를 받아서 저장하고, 제 3 이송 펌프(183)를 통해 다시 하수 여과 처리부(120)로 역세척수를 공급한다.
침지식 여과조(162)는 하수 여과 처리부(120)로부터 역세척수를 공급받아서 저장하고 슬러지 즉, 침전 고형물과 부상 고형물을 수집한다. 이를 위해 침지식 여과조(162)는 침전 고형물을 수집하는 하부 고형물 수집판과, 부상 고형물을 수집하는 상부 고형물 수집판이 장착될 수 있다.
침지식 여과조(162)는 내부에 역세척수를 여과 처리하여 여과수를 배출하는 역세척수 여과 처리부(170)가 구비된다. 또 침지식 여과조(162)는 역세척수 여과 처리부(170)에 의해 역세척수를 여과 처리한 여과수를 제 4 이송 펌프(183)를 통해 부유물 제거 장치(110) 또는 제 2 역세척수 저장조(164)로 공급한다. 또 침지식 여과조(162)는 제 5 이송 펌프(184)를 통해 슬러지 탈수기(190)로 슬러지를 공급한다.
역세척수 여과 처리부(170)는 도 14에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)를 포함한다. 역세척수 여과 처리부(170)는 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)들 각각이 침지식 여과조(162)에 저장된 역세척수를 공급받아서 역세척수를 직접 여과 처리한다. 또 역세척수 여과 처리부(170)는 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)들 각각이 제 2 역세척수 저장조(164)로부터 역세척수를 공급받고, 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 직접 여과 방식으로 역세척한다.
이 실시예의 역세척수 여과 처리부(170)는 복수 개의 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)가 좌우 상하 대칭 구조인 정사각형 모듈 형태로 결합된다. 즉, 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)는 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)와 동일한 배열 구조 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 복수 개가 상호 대칭적으로 2 x 2(a), 4 x 4(b) 등 2의 제곱수로 구성되는 정사각형 모듈 형태로 결합된다.
이 실시예의 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)는 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)의 구성과 대체로 유사하거나 동일한 구성을 갖는다. 즉, 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)는 가압식 하우징(171), 다공성 투과관(172), 장섬유 여재 등을 포함한다. 이러한 장섬유 여재(123)는 가압 하우징(171)의 커버를 개방한 후, 상부에서 하부로 유입되어 다공성 투과관(172)에 의해서 가압 하우징(171)에 결합되고, 다공성 투과관(172)의 결합 나사(175)로 고정되며, 누수 플러그(176)에 의해 처리수의 누수를 방지한다.
제 2 역세척수 저장조(164)는 침지식 여과조(162)로부터 공급되는 처리수의 일부를 받아서 저장하고, 제 5 이송 펌프(184)를 통해 다시 하수 여과 처리부(120)로 역세척수를 공급한다.
그리고 슬러지 탈수기(190)는 제 6 이송 펌프(185)를 통해 침지식 여과조(162)로부터 슬러지를 받아서 탈수 처리하여 탈수 케익을 배출한다. 이 때, 탈수된 처리수는 연결 배관(104)을 통해 다시 부유물 제거 장치(110)로 회수된다.
구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 가압식 장섬유 여과기의 구성을 도 4 내지 도 10을 이용하여 상세히 설명한다.
도 4는 도 3에 도시된 가압식 장섬유 여과기의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 장섬유 여재의 구성을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 내측 홀더의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 유동 홀더의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 5에 도시된 고정 홀더의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 9는 도 5에 도시된 홀더부의 구성을 나타내는 부분 절개도이며, 도 10은 도 4에 도시된 가압 하우징의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)는 가입 하우징(121)과, 커버(122)로 구성된다. 가압 하우징(121)은 상부가 개방된 원통형으로 구비되고, 개방된 상부에 커버(122)와 결합되며, 내부에 장섬유 여재(123)과 다공성 투과관(124)이 수용 결합된다. 커버(122)는 가압 하우징(121)의 개방된 상부와 결합되어 하부 방향으로 처리수가 유입되거나, 상부 방향으로 역세척수가 배출되도록 중앙부가 개방된다.
가압 하우징(121)은 예컨대, 파이프 형태의 압력 용기로 구비되어, 내부 하측에 장섬유 여재(134)와 다공성 투과관(124)을 결합하기 위한 장섬유 여재 결합판(125)과, 다공성 투과관 조립판(128)이 구비된다. 또 가압 하우징(121)은 공기 분산판(126)과, 처리수 분리판(127)과, 누수 플러그(129) 및 결합 나사(130)가 구비된다. 또 가압 하우징(121)에는 하부 일측에 공기 주입구(131)와 처리수 배출구(132)가 구비된다.
이 실시예의 가압 하우징(121)은 도 10에 도시된 바와 같이, 무홈 영역(156)과, 무홈 영역(156)의 상부에 배치되고 일정 크기의 직경을 갖는 복수 개의 홈이 형성되는 홈관 영역(158)으로 구분된다. 홈관 영역(158)은 장섬유 여재 결합판(125)에서부터 일정 높이까지 홈을 가진다. 이 경우, 일정 높이는 가압 하우징(121)의 내경에 대응하여 약 2 ~ 10 배의 높이로, 예를 들어, 가압 하우징(121)의 내경이 약 15 mm인 경우, 그 높이는 약 30 ~ 150 mm 정도의 크기를 가지며, 홈의 단면 가로폭은 약 0.2 ~ 3 mm, 홈의 깊이는 약 0.2 ~ 3 mm 범위, 홈과 홈사이의 간격은 약 0.4 ~ 40 mm 범위로 구비될 수 있다.
장섬유 여재(123)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상하 길이 방향으로 연장되어 처리수 및 역세척수를 여과하는 장섬유사(134)의 상단에 결합되는 유동 홀더(137)와, 하단에 구비되어 가압 하우징(121)에 고정 결합되는 고정 홀더(138)와, 유동 홀더(137)와 고정 홀더(138)의 내측에 구비되고 장섬유사(134)의 양단에 각각 결합되는 적어도 하나의 상하부 내측 홀더(136)를 포함한다. 유동 홀더(137), 상하부 내측 홀더(136) 및 고정 홀더(138)들 각각은 중앙 부분이 개방되어, 처리수나 역세척수가 유입 또는 배출되도록 구비되고, 하부 내측 홀더(136)와 고정 홀더(138)의 중앙 부분은 다공성 투과관(124)의 돌출된 하부가 삽입 결합되도록 구비된다.
이러한 장섬유 여재(123)는 가압 하우징(121)의 커버(122)를 개방한 후, 상부에서 하부로 유입되어 다공성 투과관(124)에 의해서 가압 하우징(121)에 결합되고, 다공성 투과관(124)의 결합 나사(130)로 고정되며, 누수 플러그(129)에 의해 처리수의 누수를 방지한다.
이 실시예에서 상하부 내측 홀더(136) 각각은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 경사턱(140, 142)에 의해 유동 홀더(137)와 상호 강제 압착되고, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 경사턱(140, 144)에 의해 고정 홀더(138)와 상호 강제 압착되는 구조를 갖는다. 또 장섬유사(134, 154)는 도 9에 도시된 바와 같이, 양단의 상하부 내측 홀더(136) 각각의 원주측 돌기(152)와 돌기(152) 사이에 권취되고, 장섬유 여재(150)가 상하부 내측 홀더(136)들 각각의 상부와 하부에 유동 홀더(137)과 고정 홀더(138)가 결합된다. 또 장섬유 여재(123)는 상하부 내측 홀더(136)들 각각이 다수인 경우, 다수의 상하부 내측 홀더(136)가 층층이 결합되고, 최외곽 상하부 내측 홀더(136)에 유동 홀더(137)와 고정 홀더(138)가 결합되는 구조를 가질 수 있다.
다공성 투과관(124)은 상부에 복수 개의 홀들이 관통 형성되고, 하부가 하부 내측 홀더(136)와 고정 홀더(138)에 삽입 결합된다. 다공성 투과관(124)는 하부 중앙이 결합 나사(130)에 의해 가압 하우징(121)의 하부에 결합된다. 다공성 투과관(124)은 홀들을 통해 가압 하우징(121)의 내부에서 장섬유 여재(123)에 의해 여과 처리된 처리액을 공급받아서 하부의 홀을 통해 외부 및 제 1 역세척수 저장조(160)로 배출한다.
장섬유 여재 결합판(125)은 중앙 부분이 개방되고, 상부 가장자리를 따라 장섬유 여재(123)가 결합된다. 공기 분산판(126)은 공기 주입구(131)을 통해 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 가압 하우징(121)의 상부 내측으로 공기를 분산시킨다. 처리수 분리판(127)은 가압 하우징(121)의 내측 하부면에 배치되어 공기 주입구(131)로부터 주입되는 역세척 공기의 유로를 분리하고, 다공성 투과관(124)으로부터 배출되는 처리수를 처리수 배출구(132)로 배출하도록 구비한다.
다공성 투과관 조립판(128)은 가압 하우징(121)의 하부면에 구비되고 중앙에 관통홀이 형성되어, 관통홀을 통해 다공성 투과관(124)이 결합 나사(130)에 나사 결합되도록 구비된다. 또 다공성 투과관 조립판(128)의 일측에는 처리수 배출구(132)가 형성된다. 누수 플러그(129)는 결합 나사(130)가 결합된 다공성 투과관(124)의 하부 외측에서 가압 하우징(121)의 하부 외측면 즉, 다공성 투과관 조립판(128)의 외측면과 결합되어 외부로 처리수가 누수되는 것을 방지한다. 결합 나사(130)는 다공성 투과관(124)의 하부와 나사 결합한다. 공기 주입구(131)는 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 공기 분산판(126)을 통해 가압 하우징 내측으로 공기를 주입한다. 그리고 처리수 배출구(132)는 다공성 투과관(124)로부터 배출되는 처리수를 외부 및 제 1 역세척수 저장조(160)로 배출한다. 또 처리수 배출구(132)는 제 1 역세척수 저장조(160)로부터 역세척수를 공급받아 처리수의 경로의 역순으로 역세척수를 공급한다. 이러한 공기 주입구(131)와 처리수 배출구(132)는 복수 개의 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)들의 배열 구조에 대응하여 대칭 분배되는 구조를 가진다.
도 11은 도 10에 도시된 가압 하우징의 결합 모듈 형태의 구성을 나타내는 배면도이다.
도 11을 참조하면, 이 실시예의 하수 여과 처리부(120)는 복수 개의 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)들이 좌우 상하 대칭되는 정사각형 모듈 형태로 제공된다. 이에 따라 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)들의 가압식 하우징(121a, 121b)들은 복수 개가 상호 대칭적으로 구비된다. 예를 들어, 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)가 4 개인 경우, 가압식 하우징(121a)은 2 x 2(a)로 배열되고, 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)가 16 개인 경우, 4 x 4(b)로 배열된다. 따라서 하수 여과 처리부(120)는 2의 제곱수로 구비되는 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)들이 정사각형 모듈 형태로 결합된다.
도 12는 도 3에 도시된 하수 여과 처리부의 역세척 공정을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 하수 여과 처리부(120)는 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)의 장섬유 여재(123)를 역세척하는 역세척 공정을 먼저 실시한다.
즉, 역세척 공정은 역세척수 공급구(139)를 통해 일정 시간 동안 예컨대, 약 20 초 ~ 300 초 동안에 역세척수를 공급하여 장섬유 여재(123)를 부상시키고, 일정 시간 동안 예컨대, 약 10 초 ~ 300 초 동안에 역세척 공기만을 주입한다. 여기서 역세척수 공급구(139)는 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)의 처리수 배출구(132)를 이용한다. 또 역세척 공정은 일정 시간 동안 예컨대, 약 10 초 ~ 300 초 동안에 역세척수와 역세척 공기를 동시에 주입한다. 또 역세척 공정은 공기 주입구(131)을 통해 일정 시간 동안 예컨대, 약 20 초 ~ 360 초 동안에 역세척 공기만을 다시 주입하고, 약 20 ~ 360 초 동안에 다시 역세척수와 역세척 공기를 주입한다. 이 때, 역세척 폐수는 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)의 상부를 통해 침지식 여과조(162)로 배출된다. 이어서 역세척 공정은 장섬유를 유연하게 하는 기능성 약품을 역세척수와 함께 주입하여 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)를 세척한다.
도 13은 도 3에 도시된 하수 여과 처리부의 여과 공정을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 하수 여과 처리부(120)는 역세척 공정이 끝나면, 여과 공정을 처리한다.
즉, 하수 여과 처리부(120)는 제 2 이송 펌프(181)에 의해 부유물 제거 장치(110)로부터 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)의 상부로 하수가 유입되고, 장섬유 여재(123)는 유동 홀더(137)가 하부로 압착된다. 하수 여과 처리부(120)는 압착된 장섬유 여재(123)에 의해 하수를 여과하고, 여과된 처리수가 다공성 투과관(124)을 통과한 후, 하부의 처리수 배출관(139)을 통해 외부로 배출된다. 이 후, 일정 시간 동안에 여과 공정을 진행한 후, 역세척 공정을 다시 실시하며, 이 때 발생되는 역세척 폐수는 침지식 여과조(162)로 이송된다.
계속해서 도 15는 도 14에 도시된 침지식 장섬유 여과기의 하우징의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 16은 도 14에 도시된 다공성 투과관의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 이 실시예의 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)는 가압식 장섬유 여과기(120a, 120b)의 구성과 대체로 유사하거나 동일한 구성을 갖는다.
예컨대, 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)는 가입 하우징(171)과, 커버로 구성된다. 가압 하우징(171)은 상부가 개방된 원통형으로 구비되고, 개방된 상부에 커버와 결합되며, 내부에 장섬유 여재와 다공성 투과관(172)이 수용 결합된다. 커버는 가압 하우징(171)의 개방된 상부와 결합되어 하부 방향으로 처리수가 유입되거나, 상부 방향으로 역세척수가 배출되도록 중앙부가 개방된다.
가압 하우징(171)은 예컨대, 파이프 형태의 압력 용기로 구비되어, 내부 하측에 장섬유 여재와 다공성 투과관(172)을 결합하기 위한 장섬유 여재 결합판과, 다공성 투과관 조립판이 구비된다. 또 가압 하우징(171)은 공기 분산판과, 처리수 분리판과, 누수 플러그 및 결합 나사가 구비된다. 또 가압 하우징(171)에는 하부 일측에 공기 주입구와 처리수 배출구가 구비된다.
또 가압 하우징(171)은 무홈 영역(179)과, 무홈 영역(179)의 상부에 배치되고 일정 크기의 직경을 갖는 복수 개의 홈이 형성되는 홈관 영역(178)으로 구분된다. 홈관 영역(178)은 장섬유 여재 결합판에서부터 일정 높이까지 홈을 가진다. 이 경우, 일정 높이는 가압 하우징(171)의 내경에 대응하여 약 2 ~ 10 배의 높이로, 예를 들어, 가압 하우징(171)의 내경이 약 15 mm인 경우, 그 높이는 약 30 ~ 150 mm 정도의 크기를 가지며, 홈의 단면 가로폭은 약 0.2 ~ 3 mm, 홈의 깊이는 약 0.2 ~ 3 mm 범위, 홈과 홈사이의 간격은 약 0.4 ~ 40 mm 범위로 구비될 수 있다.
다공성 투과관(172)은 상부에 복수 개의 홀(173)들이 관통 형성되고, 하부 중앙(174)이 하부 내측 홀더와 고정 홀더에 삽입되고, 결합 나사(175)에 의해 가압 하우징(171)의 하부에 결합되며, 가압 하우징(171)의 하부 외측에 누수 플러그(176)가 결합된다.
도 17은 도 14에 도시된 역세척수 여과 처리부의 여과 공정을 나타내는 도면이다.
도 17을 참조하면, 역세척수 여과 처리부(170)의 여과 공정은 침지식 여과조(162)로부터 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)의 상부로 역세척 폐수를 공급받고, 장섬유 여재와 다공성 투과관(172)을 통해 제 4 이송 펌프(183)의 흡입력으로 역세척 폐수를 여과하여 여과수를 배출한다. 여과 공정에서 배출되는 여과수는 제 4 이송 펌프(183)를 통해 제 2 역세척수 저장조(164)와 부유물 제거 장치(110)로 배출된다.
그리고 도 18은 도 14에 도시된 역세척수 여과 처리부의 역세척 공정을 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 역세척수 여과 처리부(170)의 역세척 공정은 제 5 이송 펌프(184)를 이용하여 제 2 역세척수 저장조(164)로부터 역세척수 공급구로 일정 시간 동안 예컨대, 약 20 초 ~ 300 초 동안에 역세척수를 공급하여 장섬유 여재를 부상시키고, 일정 시간 동안 예컨대, 약 10 초 ~ 300 초 동안에 공기 주입구로 역세척 공기만을 주입한다. 여기서 역세척수 공급구는 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)의 처리수 배출구이다. 또 역세척 공정은 일정 시간 동안 예컨대, 약 10 초 ~ 300 초 동안에 역세척수와 역세척 공기를 동시에 주입한다. 또 역세척 공정은 공기 주입구를 통해 일정 시간 동안 예컨대, 약 20 초 ~ 360 초 동안에 역세척 공기만을 다시 주입하고, 다시 역세척수와 역세척 공기를 주입한다. 이 때, 역세척 폐수는 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)의 상부를 통해 침지식 여과조(162)로 배출된다. 이어서 역세척 공정은 장섬유사를 유연하게 하는 기능성 약품을 역세척수와 함께 주입하여 침지식 장섬유 여과기(170a, 170b)를 세척한다.
이렇게 역세척 공정이 완료되면, 침지식 여과조(162)는 역세척수 폐수를 제 6 이송 펌프(185)를 이용하여 슬러지 탈수기(190)으로 배출하여 탈수 케익을 배출한다.
따라서 본 발명의 하수 처리 시스템(100)은 하수를 공급받아서 미세 기포를 주입하고 믹싱하여 하수에 포함되는 부유성 오염 물질을 부상시켜서 제거하고, 적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기를 이용하여 부유성 오염 물질이 제어된 하수를 여과하여 처리수를 배출한다. 또 하수 처리 시스템(100)은 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기로부터 배출되는 처리수를 역세척수로 이용해서 가압식 장섬유 여과기를 역세척하고, 가압식 장섬유 여과기로부터 배출되는 역세척 폐수를 여과하여 역세척수를 배출하며 그리고 역세척 폐수를 수집하여 슬러지를 배출한다. 이 때, 하수 처리 시스템(100)은 배출된 역세척수를 이용하여 침지식 장섬유 여과기를 역세척하여 배출되는 역세척 폐수를 수집하여 슬러지를 더 배출한다.
이상에서, 본 발명에 따른 하수 처리 시스템의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
[부호의 설명]
100 : 하수 처리 시스템
102 : 유량 조정조
110 : 부유물 제거 장치
114 : 부유물 챔버
116 : 스키머
120 : 하수 여과 처리부
120a,120b : 가압식 장섬유 여과기
160, 164 : 역세척수 저장조
162 : 침지식 여과조
170 : 역세척 여과 처리부
170a, 170b : 침지식 장섬유 여과기
190 : 슬러지 탈수기

Claims (11)

  1. 하수 처리 시스템에 있어서:
    외부로부터 유입되는 하수를 공급받아서 저장하는 유량 조정조와;
    상기 유량 조정조로부터 공급되는 하수로부터 부유성 오염 물질을 제거하는 부유물 제거 장치와;
    적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기를 구비하고, 상기 가압식 장섬유 여과기가 상기 부유물 제거 장치로부터 부유성 오염 물질이 제거된 처리수를 공급받아서 여과하여 처리수를 배출하고, 배출되는 처리수의 일부를 역세척수로 공급받고 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 상기 가압식 장섬유 여과기를 역세척하는 하수 여과 처리부와;
    상기 하수 여과 처리부로부터 배출되는 역세척 폐수를 공급받아서 저장하고 슬러지를 수집하는 침지식 여과조와;
    상기 침지식 여과조 내부에 설치되고 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기를 구비하여, 상기 침지식 장섬유 여과기가 상기 침지식 여과조로부터 역세척 폐수를 공급받아서 여과하여 여과수를 배출하고, 배출되는 여과수의 일부를 역세척수로 공급받고 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 상기 침지식 장섬유 여과기를 역세척하여 상기 침지식 여과조로 역세척 폐수를 배출하는 역세수 여과 처리부 및;
    상기 침지식 여과조로부터 슬러지를 공급받아서 탈수 케익을 배출하는 슬러지 탈수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부유물 제거 장치는;
    상기 유량 조정조로부터 공급되는 하수가 저장되는 저장 탱크와;
    상기 저장 탱크로 미세 기포를 발생, 공급하여 상기 저장 탱크에 저장된 하수로부터 부유성 오염 물질을 부상시키는 미세 기포 발생기와;
    상기 미세 기포 발생기에 의해 상기 저장 탱크의 상부로 부유된 부유성 오염 물질을 분리시키는 스키머(skimmer) 및;
    상기 스키머에 의해 분리된 부유성 오염 물질을 저장하는 부유물 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가압식 장섬유 여과기와 상기 침지식 장섬유 여과기들 각각은;
    복수 개가 좌우 상하 대칭 구조인 정사각형 모듈 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가압식 장섬유 여과기와 상기 침지식 장섬유 여과기 각각은;
    상부가 이송 펌프와 배관이 연결되는 가압 하우징과;
    상기 가압 하우징 내측 하부에 고정 설치되어 하수를 여과하는 장섬유 여재 및;
    상기 장섬유 여재의 내측 하부에 배치되고, 상기 가압 하우징의 내측 하부에 고정 설치되어, 여과된 처리수와 역세척수를 배출하는 다공성 투과관을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가압 하우징은;
    중앙 부분이 개방되고, 내부 하측에 상기 장섬유 여재가 상부 가장자리를 따라 결합되는 장섬유 여재 결합판과;
    중앙 부분이 개방되고, 상기 장섬유 여재 결합판의 하부 외측에 배치되어 상기 다공성 투과관이 나사 결합되는 다공성 투과관 조립판과;
    중앙 부분이 개방되고, 상기 장섬유 여재 결합판과 상기 다공성 투과관 조립판 사이에 배치되고, 상기 가압 하우징에 형성된 공기 주입구를 통해 외부로부터 역세척 공기를 주입받아서 상기 가압 하우징의 상부 내측으로 공기를 분산시키는 공기 분산판과;
    중앙 부분이 개방되고, 상기 공기 분산판과 상기 다공성 투과관 조립판 사이에 배치되고, 상기 다공성 투과관으로부터 배출되는 처리수를 상기 가압 하우징의 처리수 배출구로 배출하거나, 상기 처리수 배출구를 통해 역세척수를 공급받아서 상기 다공성 투과관으로 공급하는 처리수 분리판과;
    상기 다공성 투과관의 하부와 상기 다공성 투과관 조립판을 결합하는 결합 나사 및;
    상기 결합 나사 외측에 결합되어 처리수의 누수를 방지하는 누수 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가압 하우징은;
    무홈 영역과, 상기 무홈 영역의 상부에 배치되고 일정 크기의 직경을 갖는 복수 개의 홈이 상기 장섬유 여재 결합판에서부터 일정 높이까지 형성되는 홈관 영역으로 구분되되;
    상기 일정 높이는 상기 가압 하우징의 내경에 대응하여 적어도 2 배 내지 10 배의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가압 하우징의 내경이 적어도 15 mm 인 경우, 상기 일정 높이는 적어도 30 mm 내지 150 mm 범위의 크기를 가지며, 상기 홈의 단면 가로폭은 적어도 0.2 mm 내지 3 mm 범위의 크기, 상기 홈의 깊이는 적어도 0.2 mm 내지 3 mm 범위의 크기, 그리고 상기 홈과 상기 홈 사이의 간격은 적어도 0.4 mm 내지 40 mm 범위의 크기로 구비되는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 장섬유 여재는;
    상하 길이 방향으로 연장되어 처리수 및 역세척수를 여과하는 장섬유사의 상단에 결합되는 유동 홀더와;
    하단에 구비되어 상기 가압 하우징에 고정 결합되는 고정 홀더와;
    상기 유동 홀더와 상기 고정 홀더의 각각의 내측에 구비되고, 권취된 상기 장섬유사의 양단에 각각 결합되는 적어도 하나의 상부 및 하부 내측 홀더를 포함하되;
    상기 유동 홀더, 상기 내측 홀더들 및 상기 고정 홀더 각각은 중앙 부분이 개방되어 처리수나 역세척수가 유입 또는 배출되도록 구비되고, 상기 하부 내측 홀더와 상기 고정 홀더의 중앙 부분은 상기 다공성 투과관의 하부가 삽입 결합되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 내측 홀더는 돌기 부분에 장섬유사가 권취되며, 각각은 상기 유동 홀더와 상기 고정 홀더 각각에 경사턱으로 고정하여 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템.
  10. 하수 처리 시스템의 하수 처리 방법에 있어서:
    유량 조정조로부터 하수를 공급받아서 미세 기포를 주입하여 하수에 포함되는 부유성 오염 물질을 부상시켜서 제거하고;
    적어도 하나의 가압식 장섬유 여과기를 이용하여 부유성 오염 물질이 제거된 하수를 여과하여 처리수를 배출하고;
    상기 가압식 장섬유 여과기를 역세척하여 배출되는 역세척 폐수를 적어도 하나의 침지식 장섬유 여과기에 의하여 여과하여 상기 유량 조정조로 반송하고; 그리고
    상기 침지식 장섬유 여과기를 역세척하여 배출되는 역세척 폐수를 상기 침지식 장섬유 여과기가 수용된 침지식 여과조 내에서 농축, 수집되어 슬러지 탈수기에 의해 탈수, 배출하는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템의 하수 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기를 역세척하는 것은;
    상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기로 적어도 20 초 내지 300 초 동안에 역세척수를 공급하여 상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기의 장섬유 여재를 부상시키고, 적어도 10 초 내지 300 초 동안에 역세척 공기만을 주입하고, 적어도 10 초 내지 300 초 동안에 역세척수와 역세척 공기를 동시에 주입하고, 적어도 20 초 내지 360 초 동안에 역세척 공기만을 다시 주입하고, 적어도 20 초 내지 360 초 동안에 다시 역세척수와 역세척 공기를 주입하며, 이어서 상기 장섬유 여재의 장섬유사를 유연하게 하는 기능성 약품을 역세척수와 함께 주입하여 상기 가압식 또는 상기 침지식 장섬유 여과기의 역세척을 실시하는 것을 특징으로 하는 하수 처리 시스템의 하수 처리 방법.
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