KR100228571B1 - 오폐수 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오폐수에 포함된 각종 부유물을 제거하는 오폐수 처리 시스템에 관한 것이며, 기포함유수를 형성하는 기포함유수 형성수단(7,7',87), 기포함유수를 가입하는 압력탱크(9), 및 압력탱크(9)에 가압력을 제공하는 가압펌프(11)를 포함하는 고압 기포함유수 형성부(3) ; 및 압력탱크(9)로부터 고압의 기포함유수가 유입되는 고압수 이송관(13)이 변심으로 연통되어 있어서 와류를 일으키면서 폐수 중의 부유물을 부상시키는 부상분리탱크(51,51'), 부상된 부유물을 기포와 함께 배출시키는 부유물 배출관(53), 및 부유물이 제거된 정수를 배출시키는 정수 배출관(55), 부상분리탱크(51,51') 내의 설치되어 기포와 슬러지가 정수 배출관(55)을 통해 배출되는 것을 차단하는 차단판(57)에 의해 차단된 기포와 슬러지 및 부상분리탱크 바닥에 침적된 슬러지를 부상분리탱크(51,51')로부터 배출하여 압력탱크(9) 또는 고압수 이송관(13)으로 재순환시키는 순환관(59)을 포함하는 부유물 부상분리부(5)를 포함하는 구성으로 이루어지고 ; 여기에서 기포함유수 형성수단(7,7'87)은 고압수 이송관(13)에, 또는 고압수 이송관(13)과 압력탱크(9)에 폐수를 공급하는 라인(61",61")에 설치되고, 처리될 폐수는 부상분리탱크(51,51') 또는 압력탱크(9) 중 적어도 하나로 공급되는 오폐수 처리 시스템이 제공되고, 이로써 부상분리에 의한 오폐수의 처리 속도와 처리율을 향상시킬 수 있다.

Description

오폐수 처리 시스템

[기술 분야]

본 발명은 오폐수에 바람직하지 않게 포함된 각종 부유물을 제거하는 오폐수 처리 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 가정 하수, 산업폐수, 양식 및 양어장 배출수, 양축장 배출수 또는 수족관 배출수 등과 같은 오염된 담수 또는 해수, 및 기름으로 오염된 해수 등으로부터, 부상성 고형물(floating solid), 부유성 고형물(suspended solid) 또는 유분(oily matter)과 같은 각종 부유물을 부상분리(flotation)에 의해 제거하는 오폐수 처리 시스템에 관한 것이다.

[배경 기술]

산업이 고도화됨에 따라 환경 오염의 심각성은 인간의 생존을 위협할 정도에 이르렀으며, 특히 가정하수, 공장폐수, 양식(어)장 폐수, 축산폐수, 선박의 기름유출등으로 인한 지하수, 하천 및 바다의 오염도 날로 심각해져가고 있다.

오염된 물을 정화하지 아니하고 그대로 방출하거나 유출된 기름을 제거하지 아니하고 방치하면, 각종 유기물, 미생물, 유독성 화합물 등으로 인해 부영양화 등이 발생하여 수생 생태계가 파괴될 뿐만 아니라 직간접적으로 인간에게도 심각한 피해를 입히게 된다.

이와 같은 수질 오염을 최소화하기 위해서는, 근본적으로 오염물질의 배출을 가능한 한 줄이는 것이 바람직하겠지만, 현대 산업사회에서 수질에 악영향을 미칠 수 있는 각종 오염물질의 발생은 불가피하므로, 오염된 물로부터 오염물질을 즉시 제거하거나 해롭지 않게 처리하는 등의 적절한 폐수처리 조치가 필요 불가결하다.

전형적인 폐수처리 방법은, 일련의 물리적 처리(단위조작 : unit operation)와 화학 또는 생물학적 처리(단위공정 : unit process)를 조합하여 폐수로부터 오염물질을 3단계 처리로 제거하는 것이다.

1차 처리(primary treatment)에서는 폐수중에 포함된 상대적으로 큰 오염물을 균일한 크기의 구멍이 형성된 스크린으로 걸러내는 스크린분리(screening), 물보다 무거운 오염물을 중력에 의해 분리하는 침강분리(sedimentation)등의 단위조작을 적용하여, 폐수 중에 포함된 부상성 오염물과 침강성 오염물을 일차적으로 제거하는 것이 일반적이다. 이런 1차 처리는 통상 전처리라고도 한다.

2차 처리에서는 응집제, 흡착제 및 살균제등의 각종 약품을 사용하여 현탁부유물을 응집 및 침강시키거나 흡착시키고 병원균을 사멸시키는 등의 화학적 단위 공정과, 미생물의 작용에 의해 비침강성 생분해 유기물을 분해하여 기체로 전환시키거나 부유물로 응집시켜 침강제거하는 등의 생물학적 단위공정을 사용하며, 폐수 중에 포함된 유기물을 주로 제거한다.

3차 처리(또는 고도 처리라고 함)에는 앞서 1차 및 2차 처리에 언급된 여러 가지 단위조작과 단위공정이 복합적으로 적용되며, 1차 및 2차 처리에서 쉽게 제거되지 않는 암모니아, 질소, 인 등을 비롯한 각종 무기물과 중금속 및 합성유기물 등을 제거한다

이상에서 설명한 전형적인 폐수처리 방법은 다분히 임의적인 것일 뿐이며, 처리될 폐수 및 폐수에 포함된 오염물의 종류, 폐수의 오염 정도, 처리될 폐수의 양, 처리된 폐수의 처분방법 (방류 또는 재사용), 목표하는 오염물의 제거율, 폐수처리시설의 특성 등에 따라, 앞서 언급한 여러 가지 단위조작과 단위공정을 적절히 조합하여 적용하므로써 목적하는 소정의 폐수처리효과를 득하게 된다.

폐수처리 공정에는 유기물과 같은 각종 부유물을 제거하는 공정이 있다.

이들 부유물의 분리 및 제거는 부유물의 물리화학적 특성(예, 크기, 밀도, 표면 전하등)에 따라 스크린분리, 침강분리, 부상분리 또는 여과분리 등을 선택적으로 적용 할 수 있지만, 일반적으로 종래의 폐수처리 방법에 있어서 부유물의 제거는 침강분리가 우세적으로 사용되고 있다.

예를 들면, 전처리 공정의 경우에 있어서 상대적으로 크기가 부유물은 랙이나 망에 의한 스크린분리로 제거하고 물보다 비중이 매우 틈 부유물은 침강분리에 의해 제거한다.

그리고 밀도가 물에 유사한 미세 현탁부유물이나 입자는 침강속도가 느리고 스크린에 의한 차폐가 적합하지 않기 때문에, 응집제를 참가하여 부유물의 물리적 상태를 변경시킨 후에 침강 제거하는 화학침전(chemical precipitation)에 의한 침강분리가 전리공정을 보완하는 개념으로 사용되고 있다.

아울러, 화학적 처리에서는 부유물을 제거하기 위한 방법으로 화학 응집 공정에서 화학 플럭(chemical floc)의 침강분리가 전형적으로 사용되고 있으며, 생물학적 처리 결과로 형성된 플럭의 제거를 촉진하기 위해 화학침전에 의한 침강분리가 사용되고 있다.

물론 고도처리에 있어서도 부유물의 침전을 위해 화학침전이 주로 사용되고 있다.

이와 같이 폐수처리 과정에서 광범위하게 사용되고 있는 화학 침전에 의한 부유물의 침강분리는, 황산알루미늄(명반 : alum), 폴리염화알루미늄(pac), 황산철(II,III), 염화철(II) 등의 무기계 응집제(flocculent), 폴리아크릴산염, 아크릴아미드계폴리머 등의 유기 응집제를 폐수에 투입하므로써, 폐수 중에 현탁(부유)되어 있는 미립의 부유물을 큰 플럭이나 응집물로 응집시켜 침강시키는 화학적 단위공정으로서, 약품의 단순한 투입으로 부유물을 대략 80-90%까지 침강제거할 수 있다는 점에서 장점이 있다.

그러나, 응집제를 사용한 부유물의 침강분리는, 폐수에 포함된 부유물의 종류와 량에 따라 적절한 응집제와 투여량을 결정하여야 하기 때문에 응집제의 사용전에 폐수의 오염성분에 대한 충분한 데이터가 확보되어 있어야 하며, 그렇지 않은 경우 만족스러운 부유물 제거를 이룰 수 없거나 필요 이상의 응집제를 사용하게 될 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 비록 부유물의 침강에 사용하는 응집제는, 그것이 비록 수질에 심각한 악영향을 미치는 성분을 포함하고 있는 것은 아니더라도, 처리된 정수와 침전된 슬러지에 응집제가 잔류하게 되는 문제를 야기한다.

그리고, 화학침강에는 상당한 약품 비용이 소요되고, 응집제를 저장하고 주입하는 설비 및 응집제의 주입량과 주입속도 등을 제어하는 장치 등 부수 설비를 요하며, 침강탱크로부터 슬러지를 제거하는 것이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 슬러지의 취급과 처분에 어려움이 있는 등 여러 가지 비용 부담의 요인을 내포하고 있다.

한편, 폐수처리 공정에서는 폐수 중에 포함된 부유물을 부상분리에 의해 제거하는 물리적 단위조작이 적용되고 있다.

부상분리는 부유물 또는 액체입자(예, 기름)를 폐수로부터 분리함에 있어서, 미세한 기포(공기)를 폐수 중에 도입하여 기포가 부유물에 부착되도록 하므로써 부유물-기포 복합체를 형성하여 그 부력을 증가시키고, 이로써 폐수로부터 부상된 부유물을 스키밍(skimming) 조작으로 제거하는 방식이다.

전통적인 부상분리의 방식으로는 회전 임펠러나 산기관을 이용하여 공기를 직접 폐수에 불어넣어 기포가 발생되도록 하는 공기부상분리방식(air flotation)이 있으나, 이 방식은 단기간의 폭기만으로 부유물의 부상분리가 효과적으로 이루어지지 못하는 한계 때문에 일반적으로 폐수의 부유물 제거에 효과적이지 못하다.

부상분리의 다른 방식으로는 가압식 부상분리가 있는 바, 이 방법은 압력탱크에서 에어 콤프레셔와 같은 가압장치를 사용하여 폐수에 고압의 공기를 용해시킨 다음, 공기 가압된 폐수를 부상분리 탱크로 보내어 압력을 낮추므로써 미세한 기포를 발생시키고, 이렇게 발생된 기포에 의해 부유물을 부상시키는 원리에 의해 작동된다.

그러나, 종래의 가압식 부상분리 장치는, 부상된 부유물을 부상분리탱크로부터 제거하는 스키머 장치(skimmer) 및 침강된 슬러지를 배출시키는 슬러지 수집기등을 필요로 하여 장치가 고가일 뿐만 아니라, 부유물의 제거율이 낮고 부유물을 부상시키는 속도가 느려서 전체적인 폐수처리 속도가 느리다는 문제점이 있다.

또한, 경우에 따라서 부상분리율을 향상시키고 분리속도를 높이기 위해서는 부유물을 서로 결합시키고 공기기포를 쉽게 흡수하게 하는 약품(예, 알루미늄염, 철염, 활성실리카 등)을 사용하지 않을 수 없고, 응집제에 의한 화학적 침강분리를 병행해야 하는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 부상분리 장치가 지니는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 화학침적을 적용한 침강분리장치를 대처할 수 있을 정도로 부유물의 제거율이 높고, 부유물의 제거속도가 빠르며, 그 구조가 간단한 오폐수 처리 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 응집제를 사용하지 아니하면서도 폐수 중에 포함된 부상성 고형물, 부유성 고형물 및 유분과 같은 부유물을 대략 90%이상까지 부상분리에 의해 제거할 수 있는 오폐수 처리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 베르누이 정리의 원리에 따라 가압펌프에 의해 압송되는 폐수에 기포를 도입하여 압력탱크에서 가압하고, 압력탱크로부터의 기포함유수를 부상분리탱크에 편심적으로 유입하므로써 부상분리 탱크의 폐수에 와류가 형성되도록 하여 부유물의 물리적 응집 및 부상호가를 향상시킴과 아울러 기포에 의해 부상된 부유물을 별도의 스키머 장치의 사용없이 부상분리탱크로부터 제거할 수 있는, 오폐수 처리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압력탱크로부터의 기포함유수를 부상분리 탱크에 편심적으로 유입함에 있어서, 상대적으로 크기가 큰 기포와 크기가 작은 기포가 혼합된 상태의 기포함유수가 유입되게 하므로써, 부유물의 부상속도를 향상시키는 오폐수처리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가정하수, 제지폐수 또는 염색폐수 등의 산업 폐수, 양식 및 양어장 배출수, 수족관 배출, 축산폐수 등과 같은 오염된 담수 또는 해수로부터 부유물을 제거하는데 적용할 수 있는 등, 부유물의 제거를 요하는 각종 수처리에 광범위하게 적용할 수 있는 오폐수 처리 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 양식장과 같이 일정량의 용존 산소를 필요로 하는 양식수에 산소를 공급하여 용존 산소량을 증가시킬 수 있는 오폐수 처리 시스템을 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 제1구체예를 보여주는 개략도.

제2도는 기포함유수 형성수단의 작동 원리를 보여주는 개략도.

제3도는 제1도의 A-A선에 따른 단면도.

제4도는 다른 기포함유수 형성수단의 작동 원리를 보여주는 개략도.

제5도는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 제2구체예를 보여주는 개략도.

제6도는 제2구체예의 제1 기포함유수 형성수단을 도시한 개략도.

제7도는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 제3구체예를 보여주는 개략도.

제8도는 하나의 부상분리탱크에 다수의 압력탱크를 설치하는 본 발명의 제4구체예를 보여주는 개략 횡단면도.

제9도는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템을 직렬로 다수 연결한 오폐수 처리 시스템의 일 예를 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 오폐수 처리 시스템 3 : 고압 기포함유수 형성부

5 : 부유물 부상분리부 7,7'87,71 : 기포함유수 형성수단

9 : 압력탱크 11 : 가압펌프

13 : 고압수 이송관 15 : 벤투리관

17,75 : 급기관 21 : 입구관

23 : 출구관 27 : 통공격판

29 : 압력계 31,31',69 : 드레인 밸브

51,51' : 부상분리탱크 53 : 부유물 배출관

55 : 정수 배출관 57 : 차단판

59,59',59",59"' : 순환관 61,61',61",61"' : 폐수 공급관 및 분지관

63 : 필터 73 : 분기관

83 : 필터 85 : 고압공기 노즐

상기한 본 발명의 목적은, 베르누이 정리에 근거하여 물에 공기를 흡입시켜 기포함유수를 형성하고, 형성된 기포함유수를 가압펌프에 의해 압력탱크에서 고압으로 가압하고, 가압된 고압의 기포함유수를 저압의 부상분리탱크로 보내어 폐수를 와류시키므로써, 폐수 중에 함유된 부상성 부유물, 부유성 부유물 또는 유분과 같은 부유물을 부상분리로 제거하며, 이때 상기 부상분리 탱크에 공급되는 기포함유수 에는 상대적으로 크기가 큰 기포와 크기가 큰 기포와 크기가 작은 미세기포가 포함되도록 구성된 오폐수 처리 시스템에 의해 달성된다.

보다 구체적으로 본 발명의 목적은, 처리될 폐수에 공기를 흡입시켜 기포함유수를 형성하는 기포함유수 형성수단, 상기 기포함유수 형성수단에 의해 형성된기포함유수를 고압으로 가압하는 압력탱크, 및 상기 압력탱크에 가압력에 가압력을 제공하는 가압펌프를 포함하는 고압 기포함유수 형성부; 및 상기 압력탱크로부터 고압의 기포함유수가 유입되는 고압수 이송관이 편심으로 연통되어 있어서 내부의 폐수가 상기 고압수 이송관으로부터 분출되는 고압의 기포함유수에 의해 와류를 일으키면서 폐수 중의 부유물을 부상시키는 부상분리탱크, 부상된 부유물을 기포와 함께 배출시키는 부유물 배출관, 및 부유물이 제거된 최종 정수를 배출시키는 정수 배출관, 상기 부상분리탱크 내의 상기 정수 배출관의 상부에 설치되어 기포와 슬러지가 상기 정수 배출관을 통해 배출되는 것을 차단하는 차단판, 상기 차단판에 의해 차단된 기포와 슬러지 및 상기 부상분리탱크 또는 상기 고압수 이송관으로 재순환시키는 순환관을 포함하는 부유물 부상분리부를 포함하는 구성으로 이루어지고 : 여기에서 상기 기포함유수 형성수단은 상기 압력탱크와 상기 부상분리탱크를 연결하는 고압수 이송관에, 또는 상기 고압수 이송관과 상기 압력탱크에 폐수를 공급하는 라인에 설치되고, 처리될 폐수는 상기 부상분리탱크 또는 상기 압력탱크 중 적어도 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템에 의해 달성된다.

본 명세서 사용되는 용어에 있어서 "폐수"는, 가정하수, 공장폐수, 양어장 배출수, 기름이 유출된 해수 등, 각종 부유물을 함유하고 있는 오염된 물을 의미하며, 본 발명의 시스템에 유입되어 1차로 부상분리 처리된 물까지 포함하여 최종적으로 시스템으로부터 배출될 때까지의 모든 물을 의미한다.

다음에 "부유물"은 부상성 고형물, 부유성 고형물 및 유분과 같은 부상분리에 의해 분리할 수 있는 모든 오염물을 통칭하는 의미로서 사용된다.

본 발명에 있어서 고압 기포함유수 형성부의 일부를 이루는 기포함유수 형성수단은, 압력탱크와 부상분리탱크를 연결하는 고압수 이송관에만 설치하면 되는 경우와, 고압수 이송관뿐만 아니라 압력탱크에 폐수를 공급하는 라인(폐수 공급관 또는 폐수 공급관의 분지관)에도 설치해야 하는 경우가 있다.

즉, 이후에 더욱 자세히 설명하는 바와 같이, 부상분리탱크를 거쳐 1차로 부유물이 부상분리된 폐수의 일부가 순환관에 의해 다시 압력탱크로 순환되도록 구성된 시스템의 경우(제1구체예 참조)에는 고압수 이송관에만 기포함유수 형성수단을 설치하면 충분하지만, 부상분리탱크를 거친 폐수의 일부가 순환관에 의해 고압수 이송관으로 순환되도록 구성된 시스템의 경우(제2 및 제3구체예 참조)에는 고압수 이송관에 기포함유수 형성수단을 설치함과 아울러 압력탱크에 폐수를 공급하는 라인에 또 다른 기포함유수 형성수단을 설치하여야 한다.

그 이유는 부상분리탱크에 공급되는 기포함유수에 상대적으로 입자의 크기가 큰 기포와 크기가 작은 미세기포가 모두 포함되도록 하기 위한 것이며, 이 점에 관해서는 각구체예를 설명할 때 더욱 명백해질 것이다.

이하에서 고압수 이송관에 설치되는 기포함유수 형성수단은 제1 기포함유수 형성수단으로 칭하고, 압력탱크에 폐수를 공급하는 라인(폐수 공급관 또는 폐수 공급관의 분지관)에 설치되는 기포함유수 형성수단은 제2 기포함유수 형성수단으로 칭하며, 기타 선택적으로(임의로) 설치되는 추가의 기포함유수 형성수단은 제3 기포함유수 형성수단으로 칭한다.

본 발명의 시스템에 있어서 압력탱크에서의 기포함유수 가압력을 제공하고 고압수 이송관을 흐르는 폐수에 압송력을 제고하는 가압펌프는, 압력탱크로 폐수를 유입하는 관에 설치되는 바, 전자의 시스템(제1 기포함유수 형성수단만을 필수적으로 가지는 시스템)의 경우 가압펌프는 순환관에 설치되고, 후자의 시스템(제1 및 제2의 기포함유소 형성수단을 필수적으로 가지는 시스템)은 폐수 공급관 또는 폐수 공급관의 분지관에 설치된다.

이때 후자의 시스템에 있어서 제2 기포함유수 형성수단은 압력탱크와 가압펌프 사이에 설치된다.

본 발명의 시스템에 의해 처리될 폐수는, 폐수 공급관(또는 그분지관)을 통해 부상분리탱크 또는 압력탱크로 유입되므로써 본 시스템 내로 공급된다.

즉, 전자의 시스템에 있어서 폐수는 폐수 공급관을 통해 부상분리탱크로 공급되므로써 본 시스템에 유입되고(제1구체예), 후자의 시스템에 있어서 폐수는 폐수 공급관을 통해 압력탱크와 부상분리탱크에 나누어 공급되거나(제2구체예) 또는 압력탱크에 전적으로 공급된다(제3구체예).

부유물 부상분리부에 사용되는 부상분리탱크는 상하부가 원뿔 형상을 가지는 원통형 탱크(제1구체예), 종형으로 된 탱크(제2구체예) 등을 상용할 수 있다.

[바람직한 구체예]

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템에 대해 상세히 설명한다.

이하의 구체예는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

[제1구체예]

먼저 제1도 내지 제4도를 참조하여 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 제1구체예를 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 제1 구체에를 보여주는 개략도, 제2도는 기포함유수 형성수단의 작동 원리를 보여주는 개략도, 제3도는 제1도의 A-A선에 따른 단면도, 제4도는 다른 기포함유수 형성수단의 작동 원리를 보여주는 개략도이다.

제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템(1)은, 크게 고압 기포함유수 형성부(3)와 부유물 부상분리부(5)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

고압 기포함유수 형성부(3)는 부상분리처리될 폐수에 공기를 흡입시켜 기포함유수를 형성하는 제1 기포함유수 형성수단(7)과 이 기포함유수 형성수단(7)에 의해 형성된 기포함유수를 고압으로 가압하는 압력탱크(9), 및 상기 압력탱크에 가압력을 제공하느 가압펌프(11)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 기포함유수 형성수단(7)은 에어 콤프레셔와 같은 통상의 공기유입수단을 사용할 수도 있으나, 본 발명에 있어서는 바람직하게 제2도에 도시된 바와 같이, 베르누이 정리를 이용한 벤투리관(15)이 형성되어 있으며, 이 벤투리관(15)에는 급기관(17)이 부착되어 있다.

따라서 고압수 이송관(13)을 흐르는 폐수의 작용으로 발생하는 부압에 의해 급기관(17)을 통해 폐수 속으로 외부 공기가 유입된다.

급기관(17)에는 밸브(19)를 설치하여 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있다.

이와 같은 제1 기포함유수 형성수단(7)의 공기흡입작용은 널리 알려진 베르누이 정리(Bernoulli's theorem)에 따른 것으로서 그 구체적인 이론 내용에 관한 설명은 생략한다.

제1 기포함유수 형성수단(7)에 의해 기포를 함유하게 된 폐수는, 본 구체예에서 부유물 부상분리부(5)의 부상분리탱크(51)와 순환관(59)을 경유하여 압력탱크(9)로 이송된다.

압력탱크(9)는 원통 형상으로 되어 있으며, 기포 함유수가 유입되는 입구관(21)이 상부에 구비되어서 후술하는 (통합)순환관(59")에 연결되어 있고, 압력탱크(9)에서 가압된 기포함유수를 부상분리탱크(51)로 보내는 출구관(23)이 하부에 설치되어 고압수 이송관(13)에 연결되어 있다.

바람직하게 고압수 이송관(13)에는 부유물 부상분리부(5)로 유입되는 기포함유수의 량을 조절할 수 있도록 밸브(25)가 설치된다.

입구관(21)의 압력탱크(9) 내측 말단(21')은 압력탱크(9)의 상단에 위치하고 출구관(23)의 압력탱크(9) 내측 말단(23')은 압력탱크(9)의 하단에 위치되어 있어서, 압력탱크(9)에 유입된 기포유수가 가압펌프(11)의 가압력에 의해 충분히 가압된 기포함유수가 고압수 이송관(13)을 통해 부상문리탱크(51)로 이송될 수 있도록 되어있다.

아울러 압력탱크(9) 내에는, 제1도에 점선으로 표시된 바와 같이, 다수의 통공격판(27)이 수평으로 설치되어 있어서 폐수에 포함된 기포의 미세화를 촉진하고 있다.

또한 압력탱크(9)에는 탱크 내부의 압력을 측정하는 압력계(29)가 설치되어 있고, 상하부에 각각 드레인 밸브(31,31')가 장착되어 있다.

본 구체예에서 가압펌프(11)는 후술하는 (통합)순환관(59"')의 일점에 설치되며, 압력탱크(9)로 유입되는 기포를 함유한 폐수에 가압력을 제공한다.

이상에서 설명한 고압 기포함유수 형성부(3)의 구성에 따라, 기포함유수 형성수단(7)을 지나면서 기포흘 함유하게 된 폐수는 부상분리탱크(51)를 경유하여 그 일부가 기포와 함께 순환관(59)을 통해 압력탱크(9)로 유입되고, 여기에서 기포함유수는 가압펌프(11)의 압송력에 의존하여 대기압 이상의 높은 압력으로 가압된다.

일반적으로 물에 압력을 가할 때 물 내에 함유될 수 있는 공기의 양이 물에 녹을 수 있는 공기의 양으로 한정되지만, 공기와 물의 혼합 상태를 이루고 있는 기포함유수는 압력이 가해짐에 따라 물에 용해되는 공기의 양이 증가할 뿐만 아니라 함유된 기포의 체적이 감소되면서 상당량의 기포를 함유할 수 있게 된다.

고압 기포함유수 형성부(3)에 의해 가압된 고압 기포함유수는, 고압수 이송관(13)을 총해 부유물 부상분리부(5)로 유입된다.

부유물 부상분리부(5)는 부상분리탱크(51), 부유물 배출관(53), 및 정수 배출관(55), 차단판(57), 순환관(59), 및 폐수 공급관(61)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

본 구체예에 있어서의 부상분리탱크(51)는 상하부가 원뿔 형상을 가지는 원통형 탱크(제1도 참조)이다.

이 원통형 탱크(51)는 수족관의 배출수와 같은 소규모의 폐수를 처리하는 데 적합하다.

부상분리탱크(51)의 원뿔 상단에는 기포에 의해 부상된 부유물을 포말과 함께 탱크(51)의 외부로 배출하기 위한 부유물 배출관(53)이 설치되어 있다.

그리고, 부상분리탱크(51)의 하측방, 예컨대 제1도에 도시된 바와 같이, 탱크(51)의 하부 원뿔 형상이 시작되는 위치에는 부유물에 제거된 정수가 시스템(1)의 외부로 배출되는 밸브(56)를 구비한 정수 배출관(55)이 설치되어 있어서 부유물이 제거된 정수를 수원이나 다음의 처리공정으로 보내도록 되어 있다.

또한 부상분리탱크(51)의 부유물 배출관(53)의 하측부(상부 원뿔 형상이 종료되는 지점)에는 폐수 공급관(61)이 설치되어 있어서, 처리될 폐수가 본 발명의 시스템(1)에 최초로 유입된다.

이 폐수 공급관(61)의 상류에는 부상 분리로 제거되기 부적당할 정도로 큰 이물(예, 나무조각, 작은 돌맹이 등)을 걸러내는 필터(63)를 설치하여 이들 이물로 인해 본 시스템의 배관이 막히는 것을 방지하는 것이 바람직하며, 또한 폐수 공급관(61)에는 유입되는 폐수의 양을 조절하는 밸브(65)를 설치할 수 있다.

전술한 고압수 이송관(13)은, 제3도에 도시된 바와 같이, 부상분리탱크(51)에 편심적으로 연통되어 있다.

이로써 고압의 기포함유수가 부상분리탱므(51)로 유입 될 때, 부상분리탱크(51) 내의 폐수는 고압수 이송관(13)에서 토출되는 액압에 의해 탱크(51)의 수직 중심선을 중심으로 와류(회오리)를 일으킨다. 이와 같은 작용으로 부상분리탱크(51) 내에 담긴 폐수에 포함된 부유물은 와류에 의해 부상분리 탱크(51)의 중심으로 모이게 되어 부유물의 부상분리 작용을 더욱 촉진하게 된다.

바람직하게 고압수 이송관(13)은 부상분리탱크(51) 전체 높이의 대략2/3되는 높이에서 부상분리탱크(51)에 연통된다.

고압수 이송관(13)을 통해 부상분리탱크(51)에 유입된 고압의 기포함유수는,상대적으로 저압인 부상분리탱크(51)에 노출됨과 동시에, 녹아 있던 공기가 기포로 방출될 뿐만 아니라 가압된 기포가 팽창하고 터지면서 미세한 기포들이 부상분리탱크(51) 내의 폐수 전체에 걸쳐서 발생되게 한다.

이렇게 발생된 미세기포는 부상분리탱크(51) 내의 폐수 중에 부유물에 부착하여 하나의 부유물-기포복합체를 형성한다. 부유물-기포 복합체는 물의 비중보다 작은 비중을 가지게 되어 부력이 증가하게 되며, 결국 부유물은 부상하여 포말과 함께 상기 부유물 배출관(53)을 통해 부상분리탱크(51) 밖으로 밀려나가게 된다. 이로써 부유물은 폐수로부터 제거된다. 이때 부상분리탱크(51)의 폐수가 전술한 고압수 이송관(13)의 구조적인 특성(편심 유입 구조)에 따라 회오리를 일으키므로, 부유물은 부상분리탱크(51)의 중심에 집중되어 부유물-기포 복합체 형성을 촉진하여 부상 효과가 더욱 증진된다.

부상분리탱크(51) 내의 폐수는 회오리를 일으키고 있으므로, 미세기포에 의해 부유되지 않은 일부 슬러지와 미세기포들은 탱크(51)의 하부로 신장하는 회오리의 저부를 따라 탱크(51)의 하부로 이끌릴 수 있으며, 이런 미세기포와 슬러지들이 정수 배출관(55)을 통해 배출될 수 있다.

따라서 본 발명의 시스템(1)에서는 상기 정수 배출관(55) 바로 위의 상기 부상분리탱크(51)내에 미세기포와 부유되지 않은 슬러지가 정수와 함께 상기 정수 배출관(55)을 통해 시스템 외로 배출되는 것을 차단하는 차단판 (57)을 설치하고 있다.

회오리의 저부는 부상분리탱크(51)의 하부 중심으로 몰리게 되므로 차단판(57)의 중앙에는 회오리에 의해 여기에 집중된 미세기포와 슬러지를 부상분리탱크(51) 밖으로 유도하는 제1 순환관(59')이 설치되어 있고, 부상분리탱크(51)의 하부 원뿔 하단부에는 회오리에 휩쓸리지 않고 탱크(51)의 바닥에 침전된 슬러지를 부상분리탱크(51) 밖으로 유도하는 제2 순환관(59")이 설치되어 있으며, 이두 순환관(59',59")은 하나로 통합되어 상기 압력탱크(9)의 입구관(21)으로 복귀하는 통합 순환관(59"')을 형성한다. 그리고 통합 순환관(59"')의 일점에는 앞서 언급한 바와 같이 가압펌프(11)가 설치되어 있다. 상기 제1 및 제2 순환관(59'59")은 여기를 통해 흐르는 폐수의 비율이 대략 9 : 1이 되게 조정되는 것이 바람직하며, 이를 조정하기 위해 제1 및 제2 순환관 (59',59")에는 각각 밸브(67'67")를 설치할 수 있다. 또한 상기 제2 순환관(59")의 최저부에는 본 시스템(1)에 의해 부상되지 않는 고비중의 슬러지를 시스템 밖으로 배출하는 드레인 밸브(69)를 설치하는 것이 바람직하다.

본 구체예에서 상기 순환관(59)은 부상분리되지 않은 슬러지가 다시 시스템(1)을 순환하여 부상분리될 가능성이 커지도록 하는 작용을 하고, 아울러 부상분리탱크(51)에 공급되는 기포함유수에 상대적으로 크기가 큰 기포와 크기가 작은 미세기포가 동시에 포함되도록 하는 작용을 한다.

후자의 작용은 본 발명의 부상분리 작용을 증진시키는 데 매우 중요한 작용이다. 이하 이에 대하여 설명한다.

상기 고압수 이송관(13)에 설치된 제1 기포함유수 형성수단(7)의 급기관(17)을 통해 폐수에 유입된 최초의 기포는 압력탱크를(9) 경유하지 않았고 부상분리탱크(51)에서 와류작용을 받지 않은 기포이기 때문에 그입자의 크기가 상대적으로 크다.

반면, 제1 기포함유수 형성수단(7)의 급기관(17)을 통해 폐수에 유입되어 부상분리탱크(51)를 거치면서 와류작용을 받은 후에, 순환관(59)을 통해 다시 압력탱크(9)로 재순환되어 가압된 기포는 그 입자의 크기가 상대적으로 매우 작다.

따라서 고압수 이송관(13)으로부터 부상분리탱크(51)로 토출되는 폐수 중에는 재순환된 작은 미세기포와 재순환되지 않은 큰 기포를 모두 포함하게 된다.

일반적으로 미세기포는 부유물-기포 복합체를 용이하게 형성하지만 부유물의 부력을 증가시키는 데 미흡하다. 따라서 미세기포만으로는 충분한 부유물의 부상 효과를 얻기 어렵다. 반면 큰 기포는 기본적으로 부유물-기포 복합체를 형성하기 어렵기 때문에 큰 기포만 존재할 때에는 기포가 부유물을 부상시키는 데 큰 도움이되지 못한다.

본 발명의 시스템(1)이 부유물의 부상효과가 우수한 것은 미세기포와 큰 기포를 모두 포한한 기포함유수에 의해 부유물을 부상시키기 때문인 것으로 보이며, 구체적으로 미세기포는 부유물과 부유물-기포 복합체를 형성하고 큰 기포는 이렇게 형성된 부유물-기포 복합체에 작용하여 그 부력을 증가시키는, 미세기포와 큰 기포의 상호작용에 의한 것으로 추측된다.

제1도에 도시된 바와 같이, 본 구체예에서 상기 통합 순환관(59"')의 일 지점에는, 상기 가압펌프(11)의하류에 제3 기포함유수 형성수단(71)을 부가적으로 설치함으로서 압력탱크(9)에 도입되는 미세기포의 량을 증가시킬 수 있다.

제3 기포 함유수 형성수단(71)으로는, 제4도에 도시된 바와 같이, 상기 통합 순환관(59"')의 하류에서 분기되어 다시 통합 순환관(59"')의 상류로 복귀되도록 배관된 분기관 (73) 및 상기 분기관 (73)의 일점(예를 들면, 분기관 전체 길이의 중심 위치) 에 형성된 급기관(75)을 포함하는 구조를 사용할 수 있으며, 분기관(73)의 직경은 통합 순환관(59"')의 직경에 비하여 상대적으로 작다.

제3의 기포함유수 형성수단(71) 역시 베르누이 정리에 따른 것이다.

즉, 가압펌프(11)의 작동으로 통합 순환관(59"')을 통해 폐수가 압송되면, 소정 유속을 가지는 폐수가 상기 분기관(73)의 전단(73")에 부압이 발생하게 된다. 분기관(73)에 발생된 부압은 분기관(73)의 후단(73")으로 전달되어 분기관(73)과 통합 순환관(59"')이 연결된 후방 지점(77")을 흐르는 물의 일부가 통합순환관(59"')으로부터 분기관(73)의 후단(73")으로 빨려 들어 가게 한다.

따라서 가압펌프(11)에 의해 압송된 물의 일부는 분기관(73)을 반시계 방향으로 돌아 흐르게 되며, 이 과정에서 분기관(73)에 형성되어 있는 급기관(75)으로 공기가 흡입되며, 이 공기는 농합 순환관(59"')을 흐르는 폐수에 혼입되어 기포를 형성하게 된다.

분기관(3)에는 급기관(75)을 중심으로 적어도 어느 한쪽에 밸브(79",79"를) 설치하여 분기관(73)을 흐르는 폐수 H는 기포함유수의 양을 조절할 수 있도록 함과 아울러 가압펌프(11)의 작동 초기에 폐수가 분기관(73)을 반시계 방향으로 원활하게 흐르도록 할 수 있다.

또한, 상기 급기관(75)을 통해 역류하는 것을 방지하기 위해 상기 급기관(75)의 밸브(81)로서는 첵밸브를 사용할 수 있다.

제3의 기포함유수 형성수단(71)으로서 제2도에 도시된 바와 같은 벤투리관(15) 구조를 그대로 사용할 수 있음은 당연하다.

상기 부상분리탱크(51)에는 와류에 의해 탱크(51)의 하부로 이끌리어 부상분리되지 않고 정수 배출구(55)로 배출되거나 불필요하게 순환관(59)을 통해 재순환되는 슬러지의 량을 최소화하기 위해 바이패스관(83)을 설치할 수 있다.

바이패스관(83), 제1도에 도시된 바와 같이, 부상분리탱크(51) 내에 와류가 집중되는 부상분리탱크(51)의 하부중심과 부상분리탱크의 수면 바로 위의 지점을 연결하는 관이며, 부상분리탱크(51)로 복귀되는 지점의 관에는 고압공기노즐(85)이 설치되어서 바이패스관(83)을 통해 부상분리탱크(51)로 복귀하는 폐수를 안개처럼 분사한다. 이와 같은 구성으로 슬러지를 포함한 안개입자는 수면 위에 형성된 포말에 실려 부유물 배출구(53)를 통해 부상된 부유물과 함께 배출된다. 다라서 부상분리에 의해 부유되지 않은 슬러지를 제거할 수 있는 효과가 있다.

도면 부호 84는 바이패스량을 조절하는 밸브를 나타낸다.

[제2구체예]

다음에 제5도와 제6도를 참조하여 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 제2구체예를 설명한다.

본 제2구체예는 부상분리탱크로서 종형의 탱크(51')를 사용되고 있는 점, 통합순환관(59"')이 상기 고압수 이송관(13)에 설치된 제1 기포함유수 형성수단(7')의 벤투리관(15')으로 복귀되도록 구성되어 있는 점, 본 발명의 시스템에 의해 처리될 폐수가 폐수 공급관(61')을 통해 부상분리탱크(51')로 유입되는 한편 일부는 폐수 공급관(61')의 분지관(61")을 통해 압력탱크(9)로 유입된다는 점, 상기 압력탱크(9)에 연결된 폐수 공급관의 분지관(61")에 가압펌프(11)가 설치된다는 점, 및 고압수 이송관(13)에 설치되는 제1 기포함유수 형성수단(7')과 함께 상기 분지관(61")에 제2의 기포함유수 형성수단(87)을 필수적으로 필요로 한다는 점에 있어서 상기한 제1구체예와 다르고, 나머지 구성은 제1구체예와 동일하다.

즉, 본 구체예는 제1구체예에 비하여 보다 많은 량의 폐수를 처리하는 경우와 폐수 중에 포함된 부유물의 비중이 크고 농도가 높은 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

구체적으로 설명하면, 제5도에 도시된 바와 같이, 부상분리탱크(51')의 상측부에는 폐수 공급관(61')이 설치되고 이 폐수는 폐수 공급관(61')으로부터 분지된 분지관 (62")이 압력탱크(9)에 연결되어 있다.

대부분의 폐수는 폐수 공급관(61')을 통해 바로 부상분리탱크(51')로 유입되어 부상분리처리를 받지만, 폐수 공급관(61')으로 유입된 폐수의 일부는 분지관(61")을 통해 공급되어 가압펌프(11)를 경유하여 압력탱크(9)로 공급된다.

압력탱크(9)와 가압펌프(11) 사이에는 기포함유수 형성수단(7')과 실질적으로 동일한 구조를 가지는 제2 기포함유수 형성수단(87)이 필수적으로 설치되어 있어서, 분지관(61")을 통과하는 폐수에 공기를 유입시킨다.

가압펌프(11)의 압력을 받아 압력탱크(9)에서 가압된 고압의 기포함유수는 미세한 기포를 함유한 상태로 고압수 이송관(13)을 통과한다.

이때 다시 제1 기포함유수 형성수단(7')을 거치면서 외기로부터 공기가 폐수에 유입되는 한편 여기에 연결된 부상분리탱크(51")의 통합 순환관(59"')을 통해 부상분리탱크(51')를 거친 폐수와 혼합된다.

제6도는 본 구체예의 제1 기포함유수 형성수단을 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 본 기포함유수 형성수단(7')은 제1구체예의 제1 기포함유수 형성수단(7)과 실질적으로 동일한 구성과 원리로 폐수 중에 공기를 유입하는 구조로 되어 있으며, 다른 점이라면 고압수 이송관(13)을 흐르는 고압의 기포함유수의 작용에 의해 외부의 공기와 통합 순환관(59"')의 폐수를 모두 흡인하도록 벤투리관(15')을 구성하였다는 것뿐이다.

제1 기포함유수 형성수단(7')을 통과한 폐수에는, 제2 기포함유수 형성수단(87)에 의해 폐수 내로 유입되어 압력탱크(9)를 거치므로써 형성된 미세기포와 부상분리탱크(51')를 순환한 후에 순환관(59)을 통해 복귀된 미세기포를 포함하는 한편, 제1 기포함유수 형성수단(7')에 의해 최초로 외기로부터 도입된 공기에 의해 형성된 큰 기포를 포함하게 된다.

즉, 제2 기포함유수 형성수단(87)과 순환관(59)은 부상분리탱크(51')에 공급되는 폐수에 미세기포를 제공하는 데 기여하고 제1 기포 함유수 형성수단(7')은 큰 기포를 제공하는 데 기여한다.

따라서 이 고압의 기포 함유수가 부상분리탱크(51')로 분출되면, 앞서 제1구체예에서 설명한 바와 같은 원리로 미세기포와 큰 기포의 상호작용으로 폐수중위 부유물을 효과적으로 부상시키게 된다.

폐수 공급관(61'), 분지관(61"),분지관(61") 이후의 폐수 공급관(61')에는 각각 유량 조절 밸브(65',65",65"')를 설치하므로써, 분지관(61")과 폐수 공급관(61')으로 흐르는 폐수의 절대량과 상대량을 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 것 이외의 사항은 제1구체예의 내용이 그대로 적용되거나 응용될 수 있다.

[제3구체예]

제7도는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템의 제3구체예를 보여주는 개략도 이다.

도시된 바와 같이, 본 구체예는 폐수 공급관(61"')에 가압펌프(11)를 설치하여 모든 폐수를 압력탱크(9)로만 공급하는 점과 부상분리탱크로서 제1구체예와 같은 탱크(51)를 사용한다는 것만이 다를 뿐 상기 제2구체예와 실질적으로 동일하다.

이 경우 부상분리탱크(51)에는 폐수를 공급하는 폐수 공급관을 설치할 필요가 없으며, 처리될 전체의 폐수는 폐수 공급관(61"'), 가압펌프(11), 제2 기포함유수 형성수단(87), 압력탱크(9), 및 고압수 이송관(13)을 통해 부상분리탱크(51)로 분출되면서 부유물의 부상분리가 이루어진다.

본 구체예는 폐수에 함유된 부유물의 점도가 높은 경우에 적용할 수 있는 시스템이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 여러 구체예들의 시스템은, 부상분리처리할 폐수의 특성, 예를 들면 처리될 폐수의 종류 및 폐수에 포함된 부유물의 종류, 폐수의 오염 정도(부유물의 농도), 처리될 폐수의 분량, 처리된 폐수의 최종 처분 방법(방류 또는 재사용), 목표하는 부유물의 제거율 등에 따라, 가압펌프(11)의 압송력, 부상분리탱크의 형상과 용량, 고압수 이송관(13)에 설치된 밸브(25)의 개폐량, 제1 순환관(59')과 제2순환관(59")으로 통하는 1차 부상분리된 폐수의 절대량 및 상대적인 량, 및 폐수 공급관(61 등)과 정수 배출관(55)에 있어서의 폐수 수급량 등을 적절히 조절하므로써, 폐수에 호함된 부유물을 적절히 제거할 수 있다.

예를 들어 폐수 중에 포함된 부유물의 비중이 폐수의 비중과 유사하거나 더 큰 경우에는 가압펌프(11)의 출력을 증가시키고 폐수 속으로 보다 많은 공기가 유입되도록 하여 부상분리탱크(51 등)에서의 기포 발생량이 많도록 조작할 수 있으며, 부유물의 비중이 작아서 부상이 용이한 경우에는 부상분리탱크에서의 기포 발생량이 상대적으로 적도록 조작할 수 있을 것이다.

[제4구체예]

제8도는 하나의 부상분리 탱크에 다수의 압력탱크를 설치하는 본 발명의 제4구체예를 보여주는 개략 횡단면도이다.

본 구체예는 폐수 중에 포함된 부유물의 부상 분리속도를 더욱 증가시키거나 폐수 처리 용량을 증가시킬 필요가 있을 때 적용 될 수 있다.

제8도에는 하나의 부상분리탱크에 3개의 압력탱크르 설치한 예를 도시한 것이다.

즉, 중앙의 부상분리탱크(51)에 대하여 3개의 압력탱크(9)를 설치하고, 각 압력탱크(9)로부터의 고압수 이송관들(13)을 부상분리탱크(51)에 등간격, 동일 방향, 및 동일 각도로 편심으로 연통시킨 구성으로 되어 있다.

제1구체예 내지 제3구체예의 시스템을 본 구체예의 시스템에 응용할 때, 통합 순환관(59"')을 3개로 분할하여 각 압력탱크(9) 또는 고압수 이송관(13)에 연결함은 당연하다. 제1구체예를 적용하는 경우, 가압펌프(11)는 분할되기 전의 통합 순환관(59"')에 1대를 설치할 수도 있고, 제8도에 도시된 바와 같이 분할된 각 통합 순환관에 1대씩 설치할 수 도 있을 것이다.

제8도는 제1구체예의 시스템을 본 구체예에 적용한 것이다.

[제5구체예]

제9도는 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템을 직렬로 다수 연결한 오폐수 처리 시스템의 일 예를 도시한 개략도이다.

제9도의 시스템은 상기 제1구체예의 시스템과 제2구체예의 시스템을 직렬로 연결한 것으로서, 제1 부상분리 시스템(1)의 정수 배출관(55)이 제2 부상분리 시스템(1')의 폐수 공급관(61')에 연결되도록 구성되어 있다.

따라서 제1 부상분리 시스템(1)에서 부유분리하기 용이한 비중이 작은 부유물이 일차로 제거되고, 이 폐수는 다시 제2 주상분리 시스템(1')으로 유입되어 비중이 큰 부유물이 재차 부상분리되므로, 부유물의 제거율을 더욱 높일 수 있다.

이때 하류에 위치하는 제2 부상분리 시스템(1')의 압력탱크(9)의 압력은 상류에 위치하는 제1 부상분리 시스템(1)의 압력탱크(9)에 적용되는 압력 보다 높게 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 다수의 부상분리 시스템을 직렬 연결함에 있어서 하류로 갈수록 적용 압력이 점증적으로 증가하도록 설정하는 것이 좋다.

이에 따라 상류의 부상분리 시스템에서는 부상분리가 용이한 부유물이 제거되고, 하류의 부상분리 시스템으로 갈수록 비중이 폐수와 유사하거나 폐수보다 비중이 큰 부유물이 제거된다.

또한, 제2 부상분리 시스템(1')의 부상분리탱크(51')는 제1 부상분리 시스템(1)의 부상분리탱크(51)보다 그위치르 낮게 배치하여야 하며, 이로써 두 탱크(51,51')의 수위차에 의해 제1 부상분리 시스템(1)의 부상분리 탱크(51)로부터 정수 배출관(55)과 제2 부상분리 시스템(1')의 폐수 공급관(61')을 통해 부상분리탱크(51')로 일차 처리된 폐수가 자연적으로 흐르게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템은 앞서 언급한 각종 오폐수의 처리뿐만 아니라, 액상의 유체 중에 포함된 각종 부유물을 제거할 필요가 있는 경우에 광범위하게 적용될 수 있으며, 특히 폐수의 전처리(1차 처리) 공정에 효과적으로 적용될 수 있다.

추가하여 양식(어)장에 본 발명의 시스템을 사용하여 양식수를 처리하는 경우, 양식수 중에 포함된 부유물을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 양식수 중에 산소를 공급하여 용존 산소량을 증가시키는 작용도 함으로, 양식장에 산소를 공급하는 시스템으로서 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 오폐수 처리 시스템에 의하면, 첫째 응집제와 같은 약품을 사용하지 아니하면서도 폐수 중에 포함된 부상성 부유물, 부유성 부유물 및 유분과 같은 부유물을 대략 90%이상까지 제거할 수 있으므로, 종래의 폐수 처리의 전처리 공정에 적용되던 화학 침적에 의한 침강분리 시스템을 완전히 대처할 수 있으며, 이에 따라 약품 잔류 문제가 전혀 없다.

둘째, 베르누이 정리의 원리에 따라 폐수에 공기를 도입하여 압력탱크로 가압함과 아울러 부상분리탱크에서 부유물을 부상분리하는 동안에 폐수에 의류가 형성되도록 하므로써 부유물의 부상분리가 더욱 효과적으로 수행된다.

셋째, 부상분리태크에 입자가 작은 미세기포와 입자가 큰 기포를 함유라는 기포함유수를 공급하므로써 부유물의 부상분리 효과가 크게 증진된다.

넷째, 부상된 부유믈을 부상분리탱크로부터 그대로 배출할 수 있으므로 별도의 스키머 시스템을 사용할 필요가 없다.

다섯째, 침강분리에서와 같이 처치 곤란한 슬러지가 실질적으로 발생되지 아니한다.

여섯째, 오폐수 처리 시스템의 구조가 간단하고, 약품비, 약품 투여에 관련된 비용, 슬러지 처리 비용, 스키머 시스템 비용 등이 전혀 소용되지 않거나 적은 비용만이 소요되므로 운영비용이 저렴하다.

일곱째, 양식장에 본 발명의 시스템을 사용하는 경우 양식수에 산소를 공급하여 용존 산소량을 증가시켜 양식물이 폐사되는 것을 방지할 수 있다.

마지막으로 본 발명의 시스템은 가정 하수, 제지 폐수 또는 염색 폐수 등의 산업 폐수, 양식 및 양어장 배출수, 수족관 배출수, 축산 폐수 등과 같은 각종 오폐수 처리, 기름에 오염된 해수 처리 등 부유물의 제거를 요하는 각종 수처리에 광범위하게 적용될 수 있다.

Claims (10)

1. 처리될 폐수에 공기를 흡입시켜 기포함유수를 형성하는 기포함유수 형성수단, 상기 기포함유수 형성수단에 의해 형성된 기포함유수를 고압으로 가압하는 압력탱크, 및 상기 압력탱크에 가압력을 제공하는 가압펌프를 포함하는 고압 기포함유수 형성부 : 및 상기 압력탱크로부터 고압의 기포함유수가 유입되는 고압수 이송관이 편심으로 연통되어 있어서 내부의 폐수가 상기 고압수 이송관으로부터 분출되는 고압의 기포함유수에 의해 와류를 일으키면서 폐수 중의 부유물을 부상시키는 부상분리탱크, 부상된 부유물을 기포와 함께 배출시키는 부유물 배출관, 및 부유물이 제거된 최종 정수를 배출시키는 정수 배출관, 상기 부상분리탱크 내의 상기 정수 배출관의 상부에 설치되어 기포와 슬러지가 상기 정수 배출관을 통해 배출되는 것을 차단하는 차단 판, 상기 차단 판에 의해 차단된 기포와 슬러지 및 상기 부상분리탱크 또는 상기 고압수 이송관으로 재순환시키는 순환관을 포함하는 부유물 부상분리부를 포함하는 구성으로 이루어지고 ; 여기에서 상기 기포 함유수 형성 수단은 상기 압력 탱크와 상기 부상분리탱크를 연결하는 고압수 이송관에, 또는 상기 고압수 이송관과 상기 압력 탱크에 폐수를 공급하는 라인에 설치되고, 처리될 폐수는 상기 부상분리탱크 또는 상기 압력 탱크 중 적어도 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 기포 함유수 형성 수단은 상기 압력 탱크와 상기 부상분리탱크를 연결하는 고압수 이송관에만 필수적으로 설치되고, 상기 순환관은 상기 압력 탱크로 복귀되며, 처리될 폐수는 상기 부상분리탬크로 공급되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 순환관에는 상기 가압 펌프와 상기 압력 탱크 사이에 기포 함유수 형성 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 기포함유수 형성 수단은 상기 고압수 이송관과 상기 압력 탱크에 폐수를 공급하는 라인 모두에 필수적으로 설치되고, 상기 순환관은 상기 고압수 이송관으로 복귀되며, 처리될 폐수는 적어도 상기 압력 탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 처리될 폐수는 상기 압력 탱크와 상기 부상분리 탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기포 함유수 형성 수단은 벤투리관인 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부상분리탱크에는 부상분리탱크 내에 와류가 집중되는 지점의 중심과 부상분리 탱크의 수면 위 지점을 연결하는 바이패스 관 및 상기 바이패스 관을 통해 부상분리탱크의 수면 위 지점으로 복귀하는 폐수를 부상분리탱크 내로 분사하는 고압 공기 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서. 상기 부상분리탱크는 상하부가 원뿔 형상을 가지는 원통형 탱크 또는 종형 탱크인 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부유물 부상분리부에는 다수의 고압 기포함유수 형성부는 각각 고압수 이송관으로 복귀되며, 상기 각 압력 탱크마다 가압 펌프가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.
10. 제2항에 따른 오폐수 처리 시스템의 상기 정수 배출 관이 제4항에 따른 오폐수 처리 시스템의 폐수 공급 라인에 연결되어 있고, 상기 두 시스템의 각 압력 탱크에 적용되는 압력은 하류의 시스템이 상류의 시스템이 상류의 시스템보다 높은 것을 특징으로 하는 오폐수 처리 시스템.

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