KR100434745B1 - 오폐수 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구성이 간단하고, 설치가 용이하며, 정화효율이 우수한 오폐수처리 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 하며, 그러한 목적을 달성하기 위하여, 유입되는 오폐수를 저장하는 저류조와, 상기 저류조로부터 공급되는 오폐수를 폭기시키는 폭기조와, 상기 폭기조로부터 공급되는 오폐수의 침전물을 침전시키는 침전조와, 상기 침전조로부터 공급되는 오폐수를 여과하는 여과조와, 상기 여과조로부터 공급되는 여과수의 색소를 흡착함과 동시에 2차 여과하는 탈색조와, 상기 탈색조의 물을 공급받아 사용하는 사용처로 이루어진 오폐수처리 시스템에 있어서, 상기 여과조와 저류조간에는 바이패스관을 연결 설치하여 여과조를 통과한 정수를 다시 저류조로 재 공급하여 연속 순환되게 하되, 상기 사용처의 정수 사용으로 탈색조의 정수 일부가 사용처로 공급되면 그 공급된 양 만큼의 여과조 정수 일부가 탈색조에 공급되고 나머지 여과조내의 정수는 저류조로 재 공급되어 상기 사용처에서 공급되어 들어온 오폐수와 함께 연속 순환되도록 구성된 것이다.

Description

오폐수 처리시스템{Dirty and waste water purifying system}

본 발명은 분뇨폐수, 축산폐수, 주방하수, 그 외의 생활하수 등의 오폐수를 정화 처리하는 오폐수 처리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주로 가정의 변기나 축사에서 발생하는 분뇨폐수나 축산폐수를 효율적으로 정화하여 재 사용할 수 있도록 하는 오폐수 처리시스템에 관한 것이다.

산업발전과 함께 오폐수의 발생은 점차 늘어나고, 온난화현상에 따른 기상이변으로 물 부족현상마저 나타나고 있는 현실에 있어서, 오폐수를 처리하여 재 사용할 수 있도록 하는 것은 전 세계적으로 해결해야 할 시급한 과제가 아닐 수 없다. 따라서, 환경보호에 많은 관심을 기울이고 있는 유럽에서는 가정의 오폐수를 정화하여 재 사용하는 것에 대하여 많은 연구가 되어 있으며, 또한 다수의 가정이나 사업장에서 실제 적용되고 있기도 하다. 그러나, 이러한 오폐수정화 및 재사용을 위한 종래의 장치들은 그 구성이 복잡하여 규모가 크거나 관리 및 운영에 많은 비용이 소요되기 때문에 현실적으로 적용하는데 많은 문제점이 있다.

우리나라에서도 오폐수 정화처리에 대하여 많은 연구가 행해져 왔는바, 그 중 실용신안등록출원 제1993-2216호(혐기, 호기접촉순환법에 의한 오폐수정화시설 및 그 처리방법)를 살펴보면, 이는 미생물을 이용하여 오폐수 정화를 도모하는 것으로, 유입 오폐수내에 포함되어 있는 고형물 및 협잡물을 침전 분리하는 침전분리조, 오폐수내 질소성분의 제거 및 유기물제거효과를 향상시키기 위한 혐기여재를 충전한 제1,2혐기여상조, 유기물을 분리제거할 수 있도록 호기성 미생물 층을 포함하는 접촉재를 충전하고 폭기장치가 설치된 제1,2접촉폭기조로부터 오폐수를 센타월로 유입토록 구성하고 침전된 순환수의 순환을 위한 에어리프트펌프와 계량장치가 설치된 침전조, 그리고 최종적으로 오폐수를 소독하는 소독조와 최종 처리수를 방류하는 방류조를 오폐수 유입측에서 처리수의 방류측에 걸쳐 연접하여 구성되도록 한 것이다.

그러나 상기의 기술에는 혐기여재를 주기적으로 역세하고 그 역세수를 배출해주는 시설과 공정이 없기 때문에, 오랫동안 사용시 여재 폐쇄현상으로 인하여 오폐수와 여재와의 접촉면적이 줄어들어 처리효율이 저하되고, 유입고형물의 장기 퇴적으로 인해 조처리용량 감소와 악취등을 유발하고, 침전조로부터 혐기여상조로 순환수를 공급시켜 줌으로써 슬러지(침전물)가 그냥 혐기여상조에 퇴적되어 혐기상태를 악화시키고, 침전조를 거쳐 직접 방류시키는 과정에서 잔류 오염물질이 유출되는 등이 문제가 있다.

한편, 특허출원 제2000-54525호는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 도 1에서 보듯이, 오폐수를 순환수조와 접촉폭기조를 통해 혐기,호기상태로 순환시켜 처리한 후 부착여과조를 통해 최종처리 후 방류시켜 처리효율에 저해되는 퇴적물을 효과적으로 배출처리하고, 미생물이 활성화된 상태로 공급되며, 잔류 오염물질 제거로 처리효율을 극대화시킨 혐기/호기 접촉순환법과 부착여과법을 이용하고 있다.

상기 특허출원 제2000-54525호는 침전분리조(71)와; 상기 침전분리조로부터 월류된 처리수를 혐기성 미생물로 분해처리하기 위해 각기 혐기여재를 갖는 순환수조1,2실(72,73)을 갖되, 상기 순환수조1, 2실에는 혐기여재에 과잉 부착된 오니의 탈락을 위한 역세관을 포함하고; 상기 순환수조2실로부터 월류된 처리수를 호기성 미생물로 분해처리하기 위한 호기여재와, 호기여재에 과잉 부착된 오니의 탈락을 위한 역세관 및 산기관을 포함하여 이웃하게 배치된 접촉폭기조1,2실(74,75)을 두되, 상기 접촉폭기조2실내의 처리수 중 일부를 순환관로를 통해 상기 순환수조1실로 재순환시키고; 상기 접촉폭기2실로부터 월류된 처리수를 받아들여 슬러지를 침강시키고, 동시에 슬러지를 에어리프트로 잉여오니이송관로를 통해 상기 침전분리조로 이송배출시키는 침전조(76)와; 상기 침전조로부터 월류된 처리수에 포함된 잔류 오염물질을 부착여재로 추가 처리하는 부착여과조(77)를 포함하되, 상기 부착여과조내에 설치된 역세관으로 부착여재내의 과잉부착 오니를 탈락시키고 동시에 탈락된 슬러지를 역세이송관로를 통해 상기 침전분리조로 이송 배출시키는 역세수이송펌프를 포함하고; 상기 각 조에 필요한 폭기와 역세 및 에어리프트를 수행하기 위한 블로워(70)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 특허의 기술은 오폐수를 처리하기 위하여 오폐수에 포함된 고형물 또는 협잡물을 침전분리조로 유입시켜 침전분리처리하고, 상기 침전분리조로부터 월류된 1차 처리수를 각기 혐기여재를 포함하는 순환수조1실과 순환수조2실로 순차 공급시켜 혐기성 미생물에 의해 질소를 제거하고, 상기 질소 처리된 처리수를 각기 호기여재를 포함하는 접촉폭기조 1실과 접촉폭기조 2실로 순차 월류시키고 동시에 각 접촉폭기조내로 폭기시켜 호기성 미생물의 활성화로 유기물을 분해시키고, 상기 유기물이 분해 처리된 처리수를 침전조내로 유입시켜 3차 처리수내 유기물을 침강시키고, 그 침강 처리된 침전조내에서 월류되는 처리수를 접촉재를 포함하는 부착여과조에 투입시켜 산소공급으로 호기성 미생물을 활성화시켜 잔류 오염물질을 제거한 후 방류하는 순서로 오폐수를 처리하도록 되어 있다.

그러나 상기 특허의 오폐수처리장치는 구조가 너무 복잡하고, 또 여러 단계를 거쳐야 하므로 그 장치가 차지하는 공간이 너무 크며, 인위적으로 산소를 공급해주어야 함으로 그에 따른 번거로움과 경제적인 부담이 많으며, 결정적으로 오폐수를 처리함에 있어서, 재사용 가능한 물이 될 때까지 정화처리하지 못하고, 단지 방류할 수 있는 수준까지만 처리할 수 있는 것이므로, 처리된 물의 재사용의 효과를 가져올 수가 없다.

뿐만 아니라, 상기 특허의 오폐수 처리장치는 오폐수가 해당 각 조를 한번 진행하게 되면 오폐수의 정화가 끝난 것으로 판단하여 방류하도록 구성되어 있으므로, 색소나 냄새 등을 완전하게 제거되지 않은 물을 방류함으로써 오히려 수질을 오염시키고 그에 따라 생태계를 파괴하는 원인이 될 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 첫째, 협소한 공간에서도 간편하고 용이하게 설치하여 사용할 수 있고, 둘째, 상기 간단한 시설로도 오폐수의 처리용량을 높이며, 셋째, 오폐수를 연속적으로 순환시킴으로서 오폐수의 용존산소농도를 높임은 물론, 오폐수의 정화 효율을 극대화시켜 양질의 정수를 만들고 그 정수를 방류 또는 재 사용할 수 있도록 한 오폐수 처리장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 오폐수 처리장치 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 오폐수처리 시스템의 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 오폐수처리 시스템의 여과조 및 탈색조 상세 구성도.

※도면의 주요부분에 대한 부호 설명※

10 : 저류조 20 : 폭기조

30 : 침전조 40 : 여과조

41,51 : 반응조 42,52 : 집수조

50 : 탈색조 60 : 사용처

B : 바이패스관 P : 펌프

본 발명의 오폐수 처리장치는 유입되는 오폐수를 저장하는 저류조와, 상기 저류조로부터 공급되는 오폐수를 폭기시키는 폭기조와, 상기 폭기조로부터 공급되는 오폐수의 침전물을 침전시키는 침전조와, 상기 침전조로부터 공급되는 오폐수를 여과하는 여과조와, 상기 여과조로부터 공급되는 여과수의 색소를 흡착함과 동시에 2차 여과하는 탈색조와, 상기 탈색조의 물을 공급받아 사용하는 사용처로 이루어진오폐수처리 시스템에 있어서,

여과조와 저류조간에는 바이패스관을 연결 설치하여 여과조를 통과한 정수를 다시 저류조로 재 공급하여 연속 순환되게 하되, 상기 사용처의 정수 사용으로 탈색조의 정수 일부가 사용처로 공급되면 그 공급된 양 만큼의 여과조 정수 일부가 탈색조에 공급되고 나머지 여과조내의 정수는 저류조로 재 공급되어 상기 사용처에서 공급되어 들어온 오폐수와 함께 연속 순환되며 정화되게 구성되어 있다.

본 발명의 오폐수 처리시스템은 주로 화장실에서 발생하는 분뇨폐수 또는 축사에서 발생하는 축산폐수를 정화하여 재사용 또는 외부 방류하기 위한 것으로, 가정의 화장실에서 발생하는 분뇨폐수는 정화하여 재사용할 수 있도록 하고, 축산폐수는 정화하여 외부 방류하는 것을 기본으로 하되, 경우에 따라서는 이들을 모두를 정화하여 외부 방류하거나 또는 재 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 오폐수 처리시스템을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 먼저 도 2에 나타낸 바와 같이, 오폐수가 저류조(10)에 공급되고 그 저류조(10)로 공급된 오폐수는 폭기조(20)로 공급되어 폭기가 일어나면서 1차 정화가 일어난다. 이때, 상기 저류조(10) 및 폭기조(20)에는 분쇄수단인 파쇄기(미도시)가 설치되어 있기 때문에 그 분쇄수단에 의해 오폐수에 존재하는 슬러지가 분쇄되어 폐수와 함께 다음의 침전조에 공급된다. 즉, 상기 폭기조(20)에서 1차 정화가 끝난 오폐수는 침전조(30)로 들어가 입자가 큰 슬러지는 침전되고 나머지 비등수는 여과조(40)로 공급되어 정화된다.

단 상기 여과조(40)는 도 3에 나타낸 바와 같이 오폐수를 정화하는 다공성의 여재 즉 목재칩, 운모칩, 합성수지칩, 세라믹칩 중 하나 또는 둘 이상이 혼합되어 충입된 반응조(41)와, 그 반응조(41)에서 정화된 정수를 집수하는 집수조(42)로 구성되어 상기 침전조(20)로부터 공급된 비등수는 여재에 의해서 정화되고 그 정화된 정수는 집수조(42)로 공급되는 것이다. 그리고 집수조(42)에 집수된 정수는 다시 바이배스관(B)을 따라 저류조(10)에 재 공급되고 그 재 공급된 정수는 폭기조(20)→침전조(30)→여과조(40)의 반응조(41)→집수조(42)의 순서로 계속 순환하며 정화효율을 높인다.

한편 탈색조(50)의 구조는 정수에 잔존하는 색소를 제거하는 활성탄이 충입된 반응조(51)와 그 반응조(51)의 정수를 집수하는 집수조(52)로 이루어져 있고, 이와 같은 구조를 갖는 탈색조(50)로의 정수공급은, 상기 저류조(10)→폭기조(20)→침전조(30)→여과조(40)의 순환과정을 적어도 1회이상 순환된 것이 공급되는 것으로서, 이는 상기 계속 순환하며 정화효율을 높이는 도중 사용처(60)에서 정수를 사용하게 되면 탈색조(50)의 정수 일부(사용처에서 정수를 사용한 양 만큼)가 사용처(60)로 공급되고 그 공급된 양 만큼의 여과조(40)정수는 펌프(P)의 작동과 함께 탈색조(50)에 보충함과 동시에 나머지 여과조(40)내의 정수는 바이패스관(B)을 따라 저류조(10)로 재 공급되어 상기 사용처(60)에서 공급되어 들어온 오폐수와 함께 연속 순환되며 정화된다.

그리고 상기 탈색조(50)에는 수위감지센서(도면 미도시)가 연결 설치되어 있어 탈색조(50)의 정수 수위가 충만되면 그를 상기 수위감지센서 감지하여 펌프(P)의 작동을 정지시키고, 또 탈색조(50)의 정수 수위가 충만되지 않으면 수위감지센서 그를 감지하여 펌프(P)를 작동시켜 주어 여과조(40)의 정수를 공급받도록 되어 있는 바, 상기 탈색조(50)의 정수 수위가 충만되어 있을 때에는 사용처(60)에서 정수를 사용하지 않을 때이고, 상기 탈색조(50)의 정수 수위가 충만되지 않을 때에는 사용처(60)에서 정수를 사용한 때이다. 한편 상기 탈색조(50)로부터 사용처(60)로 정수가 공급될 때에도 펌프(P)의 작동에 의해 이루어진다.

또한 상기의 방법에 의해 정화된 정수는 모두 사용처(60)에서 사용되는 것이 아니고 필요에 따라서는 외부로 방류할 수도 있는데, 축산폐수를 정화하는 경우에는 재사용보다는 외부로 방류하는 것이 바람직하고, 가정의 분뇨폐수를 정화하는 경우에는 사용처(60)로 공급되어 재사용 하는 것이 바람직하다.

그러나, 반드시 축산폐수는 정화하여 방류하고 가정의 분뇨폐수는 정화하여 재 사용하는 것이 아니라, 본 발명의 정화시스템을 운용 또는 작동시키는 방법에 따라서, 축산폐수와 분뇨폐수 모두를 정화하여 재사용 할 수도 있고, 또는 축산폐수와 분뇨폐수 모두를 정화하여 외부 방류할 수도 있다.

상기 정화된 물을 재사용하는 경우에 있어서, 사용처(60)는 주로 변기의 저수조, 물 저장탱크, 물품세척탱크 등이 될 것이고, 여기에서 사용된 물은 다시 오폐수가 되어 저류조(10)로 재 공급되며, 상기의 오폐수 정화순서인 저류조(10)→폭기조(20)→침전조(30)→여과조(40)의 순서로 계속 순환되거나 여과조(40)의 일부 정수가 탈색조(50)→사용처(60)→저류조(10)의 순서로 순환되면서 오폐수의 정화와 그 정화된 정수의 사용을 반복하게 된다.

상기 여과조(40)의 반응조(41)에 충입된 여재는 다공성 목재 칩, 운모 칩, 합성수지 칩, 세라믹 칩 등으로 된 것으로서, 이러한 여재에 의하여 효율적으로 정화되면 오폐수가 가지고 있는 색상 과 냄새까지도 모두 제거할 수 있고, 따라서, 최종적으로 배출되는 배출수는 일반 물과 동일한 정도로 무색 무취 상태로 될 수 있다. 즉, 상기 여재가 충입된 반응조(41)에 오폐수를 공급하면 그 오폐수는 상기 여재의 기공 및 여재와 여재의 사이를 통과하면서 오폐수정화용 미생물에 의해 충분히 정화되어 맑은 물로 배출되는 것이다.

그러나, 이러한 효율적인 정화가 이루어지지 위해서는 반응조(41)의 여재에 미생물이 완전히 배양되어 있어야 하고, 미생물이 충분히 활동할 수 있도록 필요한 용존 산소량과 온도가 관리 및 유지 되어야 한다.

또한 탈색조(50)인 반응조(51)에는 활성탄이 충입되어 있기 때문에 여과조(40)를 통과한 정수에 잔존하는 냄새 및 색소를 완전하게 제거한다.

이상과 같은 본 발명의 오폐수처리 시스템은 동력을 필요로 하는 최소한의 개소 이외에는 동력을 사용하지 않고 자연 오버플로우 되어 공급되게 함으로서 에너지를 절약할 수 있게 하였으며, 또 저류조로 공급돼 들어온 오폐수는 물론, 정화된 정수를 계속 순환시키며 정화함으로서 정화효율을 극대화시킬 수 있고, 그 정화된 정수를 재 사용함으로 인하여 물의 낭비를 예방할 수 있는 장점이 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 오폐수처리 시스템은 첫째, 그 구성이 간단하고 그 설치에 많은 공간이 필요하지 않기 때문에 협소한 면적에 간단하게 설치될 수있는 효과가 있고, 둘째, 여과조와 저류조간의 계속적인 순환을 통하여 정화효율을 극대화시키는 효과를 얻었으며, 셋째, 정화된 정수를 사용처로 환류시켜 재 사용함으로서 물 낭비를 예방한 효과가 있었다.

Claims (3)

1. 유입되는 오폐수를 저장하는 저류조(10)와, 상기 저류조로부터 공급되는 오폐수를 폭기시키는 폭기조(20)와, 상기 폭기조로부터 공급되는 오폐수의 침전물을 침전시키는 침전조(30)와, 상기 침전조로부터 공급되는 오폐수를 여과하는 여과조(40)와, 상기 여과조로부터 공급되는 여과수의 색소를 흡착함과 동시에 2차 여과하는 탈색조(50)와, 상기 탈색조의 물을 공급받아 사용하는 사용처(60)로 이루어진 오폐수처리 시스템에 있어서,

   상기 여과조(40)와 저류조(10)간에는 바이패스관(B)을 연결 설치하여 여과조를 통과한 정수를 다시 저류조로 재 공급하여 연속 순환되게 하되, 상기 사용처(60)의 정수 사용으로 탈색조(50)의 정수 일부가 사용처로 공급되면 그 공급된 양 만큼의 여과조 정수 일부가 탈색조에 공급되고 나머지 여과조내의 정수는 저류조로 재 공급되어 상기 사용처에서 공급되어 들어온 오폐수와 함께 연속 순환되며 정화되게 구성된 것을 특징으로 하는 오폐수처리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 여과조(40)는 오폐수를 정화하는 다공성의 목재칩, 운모칩, 합성수지칩, 세라믹칩 중 하나 또는 둘 이상이 혼합되어 충입된 반응조(41)와, 그 반응조에서 정화된 정수를 집수하는 집수조(42)로 구성된 것을 특징으로 하는 오폐수처리 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 탈색조(50)는 여과조로부터 공급되는 정수의 색소를 흡착 제거하는 활성탄이 충입된 반응조(51)와, 그 반응조에서 정화된 정수를 집수하는 집수조(52)로 구성된 것을 특징으로 하는 오폐수처리 시스템.