KR200236077Y1 - 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치에 관한 것으로, 유량조정조(20)와, 상기 유량조정조(20)를 통과한 폐수가 유입되고 산/알칼리성 약품이 투입되며 일정량의 폐수가 상기 유량조정조(20)로 재투입되도록 하고 pH센서가 설치된 계량조(30)와, 침전조(40) 및, 집수조(50), 상기 집수조(50)를 통과한 폐수에 응집제를 혼합하여 수중의 부유물질을 응집시키는 응집제 혼합기(60), 상기 응집제 혼합기(60)에 의해 응집된 슬러지를 필터링하는 부유여재 여과기(70), 처리방류조(80)로 이루어져, 상기 계량조(30)를 통해 간단하게 pH농도를 측정할 수 있고, 물리적 처리 및 화학적 처리를 동시에 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 생물학적 처리공법을 응용할 수 있도록 된 것이다.

Description

전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치{ A waste water disposal plant with a fiter and a settling tank }

본 고안은 폐수처리장치에 관한 것으로, 특히 황산반토나 염화철과 같은 화학응집처리제를 투입하여 심층여과하고, 폐수의 pH 농도를 간편하게 측정하고 조절할 수 있는 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 오폐수의 처리는 물리적 처리법, 화학적 처리법, 생물학적 처리법으로 크게 구분할 수 있으며, 대부분의 오폐수 처리장치는 주요 오염물질에 따라 그 구성을 약간씩 달리하지만 이들 처리법을 적절히 혼용하여 사용하고 있다.

통상의 화학적 처리법을 이용한 폐수처리장치는 침사조와 유량조정조, 화학반응조, 계량조, 중화 및 고분자 응집조, 침전조, 슬러지 농축조, 처리방류조 등으로 이루어져, 첨가제나 활성탄 등을 이용하여 화학적 침전을 시켜 처리목적을 달성하도록 되어 있다.

통상의 물리적 처리법을 이용한 폐수처리장치는 스크린과 파쇄기, 중력침전, 부상분리, 여과 등을 이용하여 처리목적을 달성하도록 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 생물막 여과 공법을 채택한 폐수 처리장치는 협잡물의 분리를 위한 스크린조와 오폐수의 균일한 이송을 위한 유량조정조, 오폐수 중의 오염물질을 분해 제거하기 위한 생물막 여과조, 처리수의 일시 저장 및생물막 여과조의 여과재 세정을 위한 처리수조, 생물막 여과조에서 증식된 미생물 슬러지를 침전 분리하는 슬러지 분리기 및 슬러지의 장기 저장 기능을 갖는 오니농축저류조로 구성된다.

종래의 물리화학적 처리장치는 생물막 여과 공법에 비해 장치가 복잡하고 화학응집처리와 고분자응집제를 병행하여 사용하여야 하고 이들 약품의 투입에 따른 비용 과다 및 화학 응집 슬러지의 과다 발생 및 슬러지 처리비용에서의 문제점이 있고, 생물막 여과 공법은 생물막여과기를 종래의 물리화학적 처리장치로서 응용하여 사용하지 못하여 그 응용에 한계점이 있었다.

또한, pH농도를 측정하기 위해서 별도의 pH조정조가 구비되어야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바의 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 폐수의 pH농도를 측정하는 센서를 계량조에 설치하여 pH농도를 조절할 수 있으며, 크기가 비교적 큰 부유물질 및 슬러지를 침강에 의해 슬러지를 걸러낼 수 있는 전처리 침전조와 화학응집처리와 더불어 심층여과의 기능에 의해 미세 슬러지를 걸러낼 수 있는 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 유량조정조와, 상기 유량조정조를 통과한 폐수가 유입되고 산/알칼리성 약품이 투입되며 일정량의 폐수가 상기 유량조정조로 재투입되도록 하고 pH센서가 설치된 계량조와, 침전조 및, 집수조,상기 집수조를 통과한 폐수에 응집제를 혼합하여 수중의 부유물질을 응집시키는 응집제 혼합기, 상기 응집제 혼합기에 의해 응집된 슬러지를 필터링하는 부유여재 여과기, 처리방류조로 이루어진 구조이다.

따라서, 상기 응집제 혼합기로 황산반토나 염화철 등의 화학응집처리제를 투입하여 슬러지를 형성시키고 부유여재 여과기로 걸러 내며, 계량조에 산/알칼리성 약품을 투입하고 pH센서를 설치하여 pH농도를 간편하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 생물학적 폐수처리장치를 나타낸 흐름도,

도 2는 본 고안에 따른 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치를 나타낸 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치의 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 침사조 20 : 유량조정조

30 : 계량조 31 : 제1단

32 : 제2단 33 : 제3단

34 : pH 센서 35 : 반송라인

36 : 산/알칼리 공급기 40 : 침전조

41 : 슬러지건조상 42 : 슬러지배출 전동밸브

50 : 집수조 60 : 응집제 혼합기

61 : 응집제 공급기 70 : 부유여재 여과기

71 : 처리수배출 전동밸브 72 : 역세수배출 전동밸브

80 : 처리방류조 81 : 역세척 펌프

이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치를 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 고안에 따른 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치의 흐름도이다.

상기한 도면에 의한 본 고안은, 고형물 등이 분리된 폐수를 임시저장하며 유량을 조정하는 유량조정조(20)와, 제1단(31)과 제2단(32) 및 제3단(33)으로 이루어지고 상기 제1단(31)으로 상기 유량조정조(20)를 통과한 폐수가 유입되고 산/알칼리성 약품이 투입되며 상기 제1단(31)과 제2단(32)은 상기 유량조정조(20)에 반송라인(34)을 통해 연통되어 일정량의 폐수가 상기 유량조정조(20)로 재투입되도록 하고 상기 제3단(33)에는 상기 제1단(31)과 제2단(32)을 통과한 폐수의 pH 농도를 측정하는 pH센서(34)가 설치된 계량조(30)와, 상기 계량조(30)를 통과한 폐수의 활성 슬러지를 침전시켜 폐수만 배출시키는 침전조(40) 및, 상기 침전조(40)를 통과한 폐수를 임시저장하는 집수조(50), 상기 집수조(50)를 통과한 폐수에 응집제를 혼합하여 수중의 부유물질을 응집시키는 응집제 혼합기(60), 상기 응집제 혼합기(60)에 의해 응집된 슬러지를 심층여과하는 부유여재 여과기(70), 상기 부유여재 여과기(70)를 통과한 처리수를 집수하여 방류시키는 처리방류조(80)로 이루어진 구조이다.

상기의 구조로 된 본 고안의 특징은 계량조(30)에 약품공급기(34)를 연결하고 응집제 혼합기(60)와 부유여재 여과기(70)를 구비한 것에 있는 바, 상기 응집제 혼합기(60)로 고분자 응집제를 투입하여 슬러지를 형성시키고 부유여재 여과기(70)로 걸러 내며, 계량조(30)에 산/알칼리성 약품을 투입하고 pH센서(34)를 설치하여 pH농도를 간편하게 측정할 수 있도록 된 것이다.

상기 침사조(10)는 유입폐수 중의 협잡물과 토사를 분리 제거함으로써 침사조 이후 공정에서 펌프, 배관 등의 마모 및 폐쇄로 인한 수명 단축과 구조물에 퇴적으로 인한 처리기능 저하를 예방하기 위해 설치한다

상기 유량조정조(20)는 침사조(10)를 통과한 폐수의 양을 일정하게 유지하는 역할을 한다.

상기 계량조(30)는 제1단(31)과 제2단(32) 및 제3단(33)으로 이루어지고, 상기 제1단(31)으로 상기 유량조정조(20)에서 폐수가 유입됨과 더불어 약품공급기(36)에 의해 산/알칼리성 약품이 투입되며, 상기 제1단(31)과 제2단(32)에는 반송라인(35)이 설치되어 일정량의 폐수가 유량조정조(20)로 되돌아가게 되어 있고, 상기 제3단(33)에는 pH센서(34)가 설치되어 폐수의 pH농도를 보다 정밀하게조정할 수 있게 된다.

따라서, 별도의 pH측정조를 구비하지 않고도 간편하게 폐수의 pH농도를 측정할 수 있게 되는 것이다.

상기 침전조(40)는 상기 계량조(30)를 통과한 폐수의 부유물을 침전시키며, 침전된 슬러지를 제거시키는 것으로, 침전된 슬러지는 침전조 중앙의 호퍼에 수집된 후 침전조 하단에 설치된 슬러지 배출 자동밸브(42)의 열림에 의해 주기적으로 슬러지건조상(41)으로 배출되거나 농축조 및 탈수기로 보내지며 상등수는 상기 집수조(50)로 재투입된다.

상기 슬러지건조상(41)의 슬러지는 액체를 포함하고 있으므로 일정량은 다시 상기 유량조정조(20)로 재유입되어 슬러지를 걸러내게 된다.

상기 집수조(50)는 상기 침전조(40)에서 유입된 폐수를 임시저장하는 장소로 폐수의 양을 상기 부유여재 여과기(70)로 일정하게 공급하는 역할을 하는 것이다.

상기 응집제 혼합기(60)는 고분자 응집제를 폐수와 혼합하여 콜로이드성의 미세 부유물질이 고분자 응집제에 부착되어 슬러지를 형성하여 제거하는 것으로 집수조(50)와 부유여재 여과기(70)의 사이에 설치되고, 응집제 공급기(61)가 연결되어 있다.

상기 부유여재 여과기(70)는 상기 응집제 혼합기(60)를 통과하여 슬러지가 형성된 폐수를 통과시킴으로써 슬러지를 걸러내는 역할을 하는 것으로, 여과기에 침적된 화학응집 슬러지는 여과기의 주기적인 역세척에 의해 슬러지를 중력 침전시켜 제거하게 된다.

또한, 부유여재 여과기(70)는 자동으로 운전 되는데 부유여재 여과기(70)의 운전시에는 여과기를 통과한 처리수가 처리수 배출 자동밸브(71)의 열림에 의해 처리방류조로 이송되며, 부유여재 여과기의 역세척시에는 처리방류조(80)에 설치된 역세척 펌프(81)가 가동되면 처리수 배출 자동밸브(71)가 잠김과 동시에 역세수 배출 자동밸브(72)가 열려 역세척수가 전단의 유량조정조(20)로 이송되게 된다.

즉, 상기 부유여재 여과기(70)는 생물학적 처리공법의 생물막 여과기를 응용한 것으로, 생물막 여과기를 그대로 사용하여 생물학적 처리를 병행할 수도 있으나, 단순히 화학적 처리공법에 의해 폐수 중의 오염물질을 처리하고 걸러 내는 역할을 할 수 있도록 된 것이다.

한편, 상기 부유여재 여과기(70)는 다수개의 부유여재 여과기(70)를 병렬로 연결하여 폐수발생 유량에 맞게 작동하는 개수를 조절하여 사용할 수 있도록 하고, 부유여재 여과기(70)의 정비가 독립적으로 이루어지도록 하여 전체의 작동에 영향을 주지 않고 계속적인 처리를 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 응집제에 의해 발생한 화학응집 슬러지는 다시 부유여재 여과기(70)의 역세척에 의해 상기 유량조정조(20)로 되돌려 최종적으로는 침전조에서 침전되어 처리되게 된다.

상기 처리방류조(80)는 상기 부유여재 여과기(70)를 통과한 폐수가 유입되어 방류되도록 하는 장소이다.

따라서, 상기 계량조(30)를 통해 간단하게 pH농도를 측정할 수 있고,침사조(10) 및 침전조(40), 집수조(50)에 의해 물리적 처리를 할 수 있으며, 상기 응집제 혼합기(60)를 통해 화학응집처리제를 폐수에 투입함으로써 상기 부유여재 여과기(70)를 통해 화학적 처리가 가능하도록 생물학적 처리공법인 생물막여과조를 응용할 수 있게 되는 것이다.

<실시예>

부유여재 여과기를 이용하여 세차장 폐수를 대상으로 화학적 처리를 시행한 실시예이다. 부유여재 여과기의 체류시간은 8-10분이었으며 이 때 황산반토의 투입량은 20ppm이었다.

여과기체류시간(분)	항목	유입수(mg/L)	처리수(mg/L)	처리효율(%)	비고
8	CODmn	52	13.5	74.0	ALUM 20ppm투입
	SS	124	1.0	99.2
10	CODmn	52	12.3	76.5	'
	SS	124	1.0	99.2
	pH	6.7	6.5	-

<비교예>

항목	약품투입량(mg/L)	체류시간(분)	분석항목	유입수(mg/L)	처리수(mg/L)	처리효율(%)
	황상반토						고분자응집제
화학응집침전법	100	2	20	CODmn	52	17.5	66.3
				SS	124	7.5	94.0
부유여재 여과기	20	-	10	CODmn	52	12.3	76.5
				SS	124	1.0	99.2
				pH	6.7	6.5	-

부유여재 여과기를 이용하여 세차장 폐수를 대상으로 일반적인 화학응집침전법에 의한 화학적 처리와 부유여재 여과기를 이용한 화학처리를 비교해 본 결과 체류시간, 처리효율 및 약품 투입량에서 부유여재 여과기를 이용한 화학처리법이 유리한 것으로 나타났다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치에 의하면, 생물학적인 처리시설인 생물막여과조를 응용하여 물리화학적 처리를 목적으로 한 폐수처리시설로서 이용할 수 있고, 화학응집처리제의 사용량이 기존 방법의 40-50%에 불과하고 고분자응집제의 사용이 필요 없으며, 자동화하기 힘든 화학처리공정을 자동화함으로서 세차장 폐수, 터널굴착폐수 등 전문관리자가 없는 장소에서 물리화학적 처리공정을 자동화하여 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 화학처리공정을 단순화하여 별도의 pH조정조가 필요 없고, 별도의 약품 투입이 없어도 부유여재 여과기에서 걸러진 화학응집 슬러지가 여과기의 역세척에 의해 전단의 유량조정조를 거쳐 침전조로 유입되므로 침전조의 침전 기능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 고형물 등이 분리된 폐수를 임시저장하며 유량을 조정하는 유량조정조(20)와;

   상기 유량조정조(20)를 통과한 폐수에 산/알칼리성 약품을 계량하여 첨가하고, 상기 유량조정조(20)에 반송라인(34)을 통해 연통되어 일정량의 폐수가 상기 유량조정조(20)로 재투입되도록 하며, 폐수의 pH 농도를 측정하는 pH센서(34)가 설치된 계량조(30)와;

   상기 계량조(30)를 통과한 폐수의 활성 슬러지를 침전시켜 폐수만 배출시키는 침전조(40) 및;

   상기 침전조(40)를 통과한 폐수를 임시저장하는 집수조(50);

   상기 집수조(50)를 통과한 폐수에 응집제를 혼합하여 수중의 부유물질을 응집시키는 응집제 혼합기(60);

   상기 응집제 혼합기(60)에 의해 응집된 슬러지를 심층여과하는 부유여재 여과기(70);

   상기 부유여재 여과기(70)를 통과한 폐수를 집수하여 방류시키는 처리방류조(80);로 이루어진 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 계량조(30)는 제1단(31)과 제2단(32) 및 제3단(33)으로 이루어지고, 상기 제1단(31)에는 상기 유량조정조(20)를 통과한 폐수가 유입되고 산/알칼리성 약품이 투입되며, 상기 제1단(31)과 제2단(32)에는 상기 반송라인(35)이 연통설치되고, 상기 제3단(33)에는 상기 pH센서(34)가 설치되는 것을 특징으로 하는 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 응집제 혼합기(60)에는 화학응집처리제로서 고분자응집제 대신, 황산반토, 염화철, PAC(ploy aluminum chloride) 등을 사용하는 것을 특징으로 하는 전처리 침전조와 부유여재 여과기를 이용한 폐수처리장치.