KR101163968B1 - 초미세기포 생물반응기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물폐수 또는 축산폐수 등의 고농도 유기성 폐수를 초미세기포 발생수단을 구비하여 처리하도록 하되, 상기 초미세기포 발생수단을 복수개 구비하여 폐수 내의 산소용존률을 높이도록 하고, 초미세기포의 하부 이동을 위한 수단을 구비하여 상기 초미세기포의 폐수내 체류시간이 연장되도록 하며, 폐수 순환부를 통해 고농도 폐수가 계속적으로 순환되며 정화되도록 함으로써 고농도의 폐수가 저농도의 폐수로 정화될 수 있는 것을 특징으로 하는 초미세기포생물반응기에 관한 것이다.
본 발명의 초미세기포 생물반응기는, 폐수가 유입되는 유입구; 상기 유입구가 형성되며 폐수처리장치로부터 회수되는 폐수를 순환하기 위한 제1순환부; 상기 제1순환부의 일단에 연결되어 형성되며 순환되는 폐수의 열을 냉각하기 위한 열교환부; 상기 열교환부의 일단에 연결되어 폐수가 연속순환될 수 있도록 하는 제2순환부; 폐수의 순환을 위한 동력을 제공하기 위해 상기 제2순환부의 일단으로부터 연결된 제3순환부에 형성되는 제1펌프와 제4순환부에 형성되는 제2펌프; 상기 제3순환부와 제4순환부의 일단에 각각 형성되며 초미세기포를 발생시키기 위한 제1노즐과 제2노즐; 상기 제1노즐과 제2노즐을 각각 감싼 상태에서 폐공간을 형성하며 일정높이로 형성된 제1버블이동부와 제2버블이동부; 상기 제1버블이동부와 제2버블이동부의 상부에 각각 형성되며, 상기 제1노즐과 제2노즐을 통해 형성된 초미세기포를 바닥면으로 가이드하도록 형성된 제1버블가이드부와 제2버블가이드부 및 상부 측면에 형성되며 정화된 처리수가 배출되는 배출구로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

초미세기포 생물반응기 {The Supper Micro-bubble Bioreactor}
본 발명은 초미세기포 생물반응기(SMB)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물폐수 또는 축산폐수 등의 고농도 유기성 폐수를 초미세기포 발생수단을 구비하여 처리하도록 하되, 상기 초미세기포 발생수단을 복수개 구비하여 폐수 내의 산소용존률을 높이도록 하고, 초미세기포의 하부 이동을 위한 수단을 구비하여 상기 초미세기포의 폐수 내 체류시간이 연장되도록 하며, 폐수 순환부를 통해 고농도 폐수가 계속적으로 순환되며 정화되도록 함으로써 고농도의 폐수가 저농도의 폐수로 정화될 수 있는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기에 관한 것이다.
인구증가 및 산업발달로 인해 음식폐수, 축산폐수 및 산업폐수 등의 고농도 폐수의 배출이 날로 증가되고 있다. 난분해성의 상기 고농도폐수를 처리하는 기술로는 폐수의 성상에 따라 각기 다양하게 적용되긴 하지만 일반적으로 물리적, 화학적 또는 생물학적 처리방식으로 구분되게 되며, 종래에는 폐수의 전처리로 화학약품을 투입하여 오염물질을 응집 침전시키거나, 폭기조를 이용하여 부상처리하는 방법이 제시되어 있다. 침전식 전처리과정의 경우 다량의 화학약품 사용으로 인해 운영비용 및 슬러지 배출량이 증가되는 문제점이 있고, 부상식 처리과정의 경우 기포에 슬러지를 흡착하기 위한 기체용해도 또는 기포 표면적과 오염물질의 접촉효율을 개선해야 하는 문제가 있다.
일반적인 유기폐수의 처리방법으로는 활성오니공법이 주로 이용되게 되는데, 상기 활성오니공법은 1차 처리된 고농도 유기폐수를 2차 처리하기 위한 과정으로 이용되거나 1차 처리를 거치지 아니한 고농도 폐수를 호기적으로 처리하기 위한 과정으로 이용되게 된다. 도3 및 도4는 일반적으로 사용되는 활성오니공법을 나타낸 도면으로서, 고농도 유기폐수가 폭기조(202) 내로 주입되게 되면 미생물이 폐수 중의 유기물을 섭취 분해하여 성장하게 되는데, 성장된 상기 미생물이 응결되면서 침전조(203) 내에 침전되게 되며, 침전된 오니의 일부는 활성오니 형태로 폭기조(202)로 반송되게 되고 일부는 잉여오니로 폐기되게 된다. 상기 과정을 통해 폭기조(202) 내의 미생물 수가 적정 수준으로 유지되면서 폐수 중의 유기물이 분해되게 되고, 질소, 인 등이 제거되게 된다.
그러나, 상기 활성오니공법은 고농도의 유기물을 함유한 폐수로부터 유기물을 효과적으로 제거하기에는 부족한 면이 있으며, 잉여오니의 양도 증가되는 문제가 있다. 상기 활성오니공법은 유기물 부하량이 높은 폐수가 유입되는 경우, 침전조(203)에서 오니가 팽화되는 현상이 발생하게 되며, 유기물의 부하량 변동이 클 경우에도 대처하기 어려운 문제가 있다. 실제로, 상기 활성오니공법은 BOD가 5,000 mg/L 정도에서 효과가 있는 것으로서, 그 이상의 농도를 갖는 폐수를 처리하기 위해서는 처리장치의 부하 용량을 증가시켜야 하게 되는데, 이로 인해 필요부지가 증가되는 등의 문제가 발생하게 된다.
상기 활성오니공법의 대체 공정으로는 MBR(Membrane Bio Reactor) 공법이 있는데, 상기 기술은 기존 활성오니공법의 한계인 침전문제를 분리막을 이용하여 해결하고자 하는 것으로서 높은 미생물 농도를 유지하면서도 분리막으로 미생물과 폐수를 강제 분리할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 상기 MBR 공법은 높은 미생물 농도를 유지하여 반응조의 부피를 줄일 수 있고 오니팽화 현상 등에 무관하게 처리수를 배출할 수 있는 장점은 있으나, 높은 유기물 부하량(F/M비)에서는 분리막의 오염이 가중되는 한계가 있다.
국내등록특허공보 제10-0869304호 (등록일자: 2008.11.12.) 는 침지형 분리막을 이용한 하?폐수 고도 처리장치에 관한 것으로서, 제1무산소조, 호기조, 제2무산소조, 막분리호기조의 구성을 통해 하?폐수 내의 질소, 인 및 유기물을 반복 정화하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 상기 기술은 혐기성 무산소조와 호기성 생물반응조를 번갈아 복수 형성하는 점에서 매우 복잡하며 종래 활성오니공법과 마찬가지로 폐수처리를 위해 복수의 반응조를 여러 단계 거쳐 폐수를 처리해야 하는 한계가 있다.
국내등록특허공보 제10-0856442호 (등록일자: 2008.08.28.) 는 초미세 버블을 이용한 폐수 처리장치의 호기성 생물반응기에 관한 것으로서 3개의 반응조를 분리한 상태에서 미세버블을 공급하며 폐수를 반송하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 상기 기술은 폐수처리장치 내에 격벽을 이용하여 반응조를 분리하면서, 각 반응조에 기포 공급의 한계를 갖는 산기관을 이용하여 공기를 공급함으로 인해 산소용존률 및 산소체류시간에 특별한 효과를 갖지 못하는 한계가 있으며, 반송수 배출파이프 또는 충돌판과 같은 부가기술을 채용함으로 인해 처리장치 구성이 복잡해지고 이에 따라 제조비용이 상승하는 문제를 갖고 있다.
KR 10-0869304 B1 2008.11.12. KR 10-0856442 B1 2008.08.28. KR 10-1045124 B1 2011.06.22.
본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명에 의하면 고농도 폐수를 저농도 폐수로 전환하기 위한 중간단계의 처리과정을 구현하기 위해 복수 개의 초미세기포 발생수단을 구비하고, 또한 발생된 초미세기포를 하부로 이동하기 위한 안내수단을 구비하여 초미세기포의 폐수 내 체류시간을 증가시키며, 계속적인 순환을 통해 폐수가 반복적으로 정화되도록 함으로써 고농도의 폐수를 저농도화하여 폐수의 후처리가 원활하게 이루어지도록 하기 위한 초미세기포 생물반응기에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초미세기포 생물반응기는, 폐수가 유입되는 유입구; 상기 유입구가 형성되며 폐수처리장치로부터 회수되는 폐수를 순환하기 위한 제1순환부; 상기 제1순환부의 일단에 연결되어 형성되며 순환되는 폐수의 열을 냉각하기 위한 열교환부; 상기 열교환부의 일단에 연결되어 폐수가 연속 순환될 수 있도록 하는 제2순환부; 폐수의 순환을 위한 동력을 제공하기 위해 상기 제2순환부의 일단으로부터 연결된 제3순환부에 형성되는 제1펌프와 제4순환부에 형성되는 제2펌프; 상기 제3순환부와 제4순환부의 일단에 각각 형성되며 초미세기포를 발생시키기 위한 제1노즐과 제2노즐; 상기 제1노즐과 제2노즐을 각각 감싼 상태에서 폐공간을 형성하며 일정높이로 형성된 제1버블이동부와 제2버블이동부; 상기 제1버블이동부와 제2버블이동부의 상부에 각각 형성되며, 상기 제1노즐과 제2노즐을 통해 형성된 초미세기포를 바닥면으로 가이드하도록 형성된 제1버블가이드부와 제2버블가이드부 및 상부 측면에 형성되며 정화된 처리수가 배출되는 배출구로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 초미세기포 생물반응기의 제1순환부가 형성되는 생물반응기의 내측에는 분리부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 초미세기포 생물반응기의 제1순환부 중 열교환부 이전에는 초미세기포주입을 위한 제1에어공급부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 초미세기포 생물반응기의 제3순환부와 제4순환부에는 초미세기포주입을 위한 제2에어공급부와 제3에어공급부가 각각 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 초미세기포 생물반응기의 제1버블가이드부와 제2버블가이드부는 각각 제1지지부재와 제2지지부재에 의해 지지 고정되며, 반구형으로 하부를 향하여 개방된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 초미세기포 생물반응기 내의 하단에는 복수개의 산기관이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 초미세기포 생물반응기 내의 하단에 형성된 산기관은 바닥면을 향하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 초미세기포 생물반응기의 열교환부는 제3순환부와 제4순환부 상에 각각 형성되는 제1펌프와 제2펌프의 후단에 각각 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고농도의 폐수를 단일의 장치를 이용하여 저농도의 폐수로 전환함으로써 생물학적 처리 또는 무산소 혐기성 처리 등의 후속처리에 의한 처리부하를 경감시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 초미세기포 발생수단을 복수 개 형성하여 미세기포를 공급함으로써 폐수 내의 산소용존률을 높이고, 초미세기포의 하부이동을 유도하여 폐수 내의 산소 체류시간을 증가시킴으로써 고농도의 유기성 폐수를 용이하게 처리하여 효율을 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 폐수의 반복순환을 위한 생물반응기만으로 폐수처리를 구현함으로써, 필요부지의 규모 및 생물반응기의 크기를 줄일 수 있어 시공 및 유지비용을 감소시킬 수 있으며, 펌프구동 및 에어공급 외의 부가조작이 필요하지 않아 운영조작이 간편하다.
도1은 본 발명에 따른 초미세기포 생물반응기를 나타내는 측단면도.
도2는 본 발명에 따른 초미세기포 생물반응기를 나타내는 A-A 선 평단면도.
도3은 종래 활성오니공법을 나타내는 평면도.
도4는 종래 활성오니공법을 나타내는 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하도록 한다.
도1은 본 발명에 따른 초미세기포 생물반응기(1)를 나타내는 측단면도이고, 도2는 상기 도1의 A-A 선의 평단면도를 나타내고 있다. 상기 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 생물반응기는 처리하고자 하는 고농도 유기성 폐수가 유입되는 폐수유입구(10)가 제1순환부(91) 상에 형성되어 있고, 상기 제1순환부(91)의 일단에 열교환부(40)가 형성되어 있으며, 상기 열교환부(40)의 직전에는 제1에어공급부(31)가 형성되어 있다. 폐수유입구(10)를 통해 입력된 고농도 폐수는 생물반응기(1)를 순환하는 반송 폐수와 함께 후술하는 제1펌프(21) 및 제2펌프(22)의 흡인력에 의해 순환부(91, 92, 93, 94)를 따라 흐르게 되는데, 제1순환부(91)를 통과하는 혼합폐수는 제1에어공급부(31)에 의해 공기가 공급된 상태에서 열교환부(40)를 통과하게 된다.
제1에어공급부(31)는 순환 혼합폐수에 초미세기포를 공급하기 위한 것으로서, 상기 제1에어공급부(31)에 의해 공급되는 기포의 입자는 산기관 형태에 의해 공급되는 일반적인 기포의 입자보다는 매우 작은 크기로서 보통 5×10-3 ~ 10-1 ㎛의 크기로 형성된다. 따라서 상기 크기를 갖는 초미세기포의 경우 폐수 내에 체류하는 시간이 일반 공기에 의한 기포보다 장시간 유지되게 되며 기포의 전체 표면적이 넓어지는 효과로 인해 폐수와의 접촉면적이 넓어지게 되어 미생물의 유기물 섭취 분해 조건을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 생물반응기(1)를 순환하는 고농도 폐수는 미생물의 유기물 분해과정에서 발생하는 발열작용으로 인해 폐수의 온도가 45 ~ 50℃로 상승하게 된다. 온도가 지나치게 높을 경우 유기성 폐수를 분해하는 호기성 미생물의 활동이 저해될 수 있기 때문에, 본 발명에서는 미생물의 활동이 활발하게 이루어지도록 하기 위해 열교환부(40)를 구비함으로써 폐수의 온도를 35℃ 이하로 낮출 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 열교환부(40)는 특별히 냉각수단을 구비할 필요는 없고 가는 관을 지그재그 형태로 다수 형성한 상태에서 폐수가 상기 관을 통과하면서 자연적으로 열교환이 이루어지도록 하는 형태를 취하도록 하여 제작 및 운영비용을 절감시킬 수 있도록 한다. 본 발명에 의하면 초미세기포와 혼합된 폐수가 상기 열교환부(40)를 통과할 수 있도록 일정부분에 차단막(41)을 더 구비할 수 있으며, 상기 차단막(41)의 형태에 특별히 제한이 있는 것은 아니다. 또한 본 발명에 의하면, 열교환부는 후술하는 제1펌프(21)와 제2펌프(22)의 후단의 제3순환부(93)와 제4순환부(94)에 각각 더 형성될 수 있도록 하여 생물반응기(1) 내부에 유입되는 폐수의 온도가 적절히 낮춰지도록 함으로써 호기성 미생물에 의한 폐수처리 반응이 생물반응기 내부에서 활발하게 이루어질 수 있도록 한다.
열교환부(40)를 통과한 혼합폐수는 제2순환부(92)를 통과한 후 제3순환부(93)와 제4순환부(94) 상에 각각 형성된 제1펌프(21)와 제2펌프(22)를 통과한 다음 제1노즐(81) 및 제2노즐(82)을 각각 통과하여 생물반응기(1) 내부에 재투입되게 된다. 제1순환부(91)의 일단에 형성된 열교환부(40)를 통과한 혼합폐수는 일정 길이의 중공형태의 제2순환부(92)를 통과하게 되는데, 제3순환부(93) 및 제4순환부(94)에 각각 형성된 제1펌프(21)와 제2펌프(22)의 흡인력에 의해 생물반응기(1)의 내부로 재투입되게 된다. 본 발명에서는 폐수의 순환을 위한 펌프를 복수 개로 형성함으로써 폐수의 흐름을 원활하게 할 수 있도록 하며, 제1펌프(21)와 제2펌프(22)는 필요에 따라 증감될 수 있는 것으로서 본 발명의 도면에서와 같이 2개로만 제한되는 것은 아니다. 즉, 후술하는 버블이동부(51, 52)의 형성 개수에 따라 제1펌프(21)와 제2펌프(22)는 증감이 가능할 수 있으며, 상기 버블이동부 및 펌프는 처리에 필요한 고농도 폐수의 농도 및 종류에 따라 증감이 가능하도록 한다.
제1펌프(21)와 제2펌프(22)를 통과한 제3순환부(93)와 제4순환부(94) 상에는 제2에어공급부(32)와 제3에어공급부(33)가 각각 형성되게 되는데, 상기 제2에어공급부(32)와 제3에어공급부(33)는 제1노즐(81) 및 제2노즐(82)에 각각 연결되어 초미세기포를 제공하게 된다. 상기 초미세기포 또한 5×10-3 ~ 10-1 ㎛ 정도의 크기로서, 본 발명에 의하면 상기 초미세기포가 제1노즐(81)과 제2노즐(82)을 통과하면서 상부로 고압 분사되게 된다.
초미세기포는 폐수 내에서 상부로 상승하게 마련인데, 초미세기포가 제1노즐(81)과 제2노즐(82)을 통해 상부로 분사되는 경우 폐수 내에 체류하는 시간이 짧아지게 되고, 이로 인해 폐수 내에서의 산소용존률이 감소할 수 있다. 본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해 제1버블이동부(51)와 제2버블이동부(52)를 제1노즐(81)과 제2노즐(82)을 각각 감싸는 형태로 형성함으로써 상기 제1노즐(81)과 제2노즐(82)을 통해 분사되는 초미세기포가 생물반응기(1)의 상부로 곧바로 흩어지는 문제를 해결할 수 있으며, 또한 상기 제1버블이동부(51)와 제2버블이동부(52)의 상부에는 상기 제1버블이동부(51)와 제2버블이동부(52)의 상부를 감싸며 하부로 향하는 형태를 갖는 제1버블가이드부(61)와 제2버블가이드부(62)를 각각 형성함으로써, 버블이동부(51, 52)를 따라 상부로 이동된 초미세기포가 반구형태의 버블가이드부(61, 62)에 의해 다시 하부로 안내됨으로써 초미세기포의 폐수 내 체류시간이 증가됨과 함께 폐수 내의 산소용존률이 향상되게 된다.
하부로 개방된 반구형태의 상기 버블가이드부(61, 62)는 버블이동부(51, 52)를 감싸는 형태를 취하도록 하되 감싸는 길이는 필요에 따라 증감이 가능하도록 하며, 상기 버블이동부 및 버블가이드부는 함께 형성되도록 하되 필요에 따라 증감될 수 있도록 함으로써 처리되는 폐수의 종류 및 농도에 따라 그 수가 적절히 조절되도록 한다. 상기 제1버블가이드부(61)와 제2버블가이드부(62)는 제1지지부재(63)와 제2지지부재(64)에 의해 각각 지지되는데, 상기 제1지지부재(63) 및 제2지지부재(64)는 생물반응기(1)의 내측 상부에 고정되도록 한다.
본 발명의 생물반응기(1)의 내부 하단에는 다수개의 산기관(100)이 형성되게 되는데, 상기 산기관(100)은 하부를 향하도록 형성되어 하부에 쌓이는 고형물질이 부상되게 함으로써 미생물에 의한 폐수처리가 원활히 이루어질 수 있도록 한다. 상기 산기관(100)에는 외부의 브로워(미도시)를 통해 공기가 공급되도록 하며, 산기관을 통해 배출되는 공기의 힘에 의해 폐수처리장치(1)의 하부에 쌓일 수 있는 고형물질이 상부로 부상될 수 있도록 한다. 상기 산기관(100)을 통해 공급되는 공기는 폐수 내에 일부 용해되어 미생물의 번식 및 분해활동에 도움을 줄 수 있으나, 산기관을 통해 공급되는 공기의 입자 크기는 크게는 10mm 내외로 비교적 큰 편이며 또한 곧바로 상승되기 때문에 폐수 내 체류 시간 및 용존률이 낮아 큰 도움을 주지는 못한다. 따라서 본 발명에 사용되는 산기관(100)은 하부에 쌓이는 부유물질의 침전을 방지하기 위한 기능을 할 수 있도록 형성된 것으로서, 상기 산기관(100)의 작용을 통해 폐수 내의 유기물질이 용이하게 분해되도록 함으로써 고농도 유기성 폐수가 저농도로 분해 처리될 수 있도록 한다.
본 발명에 의하면, 생물반응기(1) 내부의 폐수가 초미세기포를 통해 산소를 공급받게 되고 이를 통해 고농도의 폐수 내 미생물에 의해 폐수에 포함된 유기물질이 섭취 분해되면서 저농도화되게 되는데, 본 발명의 경우 유입된 폐수가 반복적으로 순환되는 상태에서 미생물에 의해 처리되는 과정을 거치게 되기 때문에 고농도 폐수가 저농도로 분해되는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 펌프(21, 22)의 구동력에 따라 폐수의 순환을 조절할 수 있으며, 유입되는 폐수의 양에 따라 폐수의 수위(120) 상승을 조절할 수 있다. 즉, 폐수의 농도가 높을 경우 유입되는 폐수의 양을 적게 하면서 폐수의 순환 사이클을 증가시킴으로써 미생물에 의한 폐수의 분해시간을 증가시킬 수 있으며, 폐수의 농도가 비교적 낮을 경우에는 유입되는 폐수의 양을 늘리면서 폐수의 순환 사이클은 감소되도록 하여 폐수가 일정 수준의 농도로 저감된 상태에서 배출구(110)를 통해 배출될 수 있도록 할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 펌프의 구동과 유입되는 폐수의 양을 각각 별도로 조절이 가능하도록 함으로써 폐수의 종류 및 폐수농도에 따라 적절한 대응이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면 배출구(110)를 폐수처리장치(1)의 상부 일측에 형성함으로써 순환되며 정화된 물이 상승하여 외부로 배출될 수 있도록 하며, 제1순환부(91)가 형성되는 생물반응기(1)의 내측에 분리부(70)를 구비함으로써 미세기포가 제1순환부(91)를 통해 곧바로 빠져나가지 않도록 한다. 생물반응기(1)로부터 연결되어 형성되는 제1순환부(91)는 버블가이드부에 인접하여 형성되게 되는데, 이 경우 노즐(81, 82)에 의해 분사된 초미세기포의 일부가 곧바로 제1순환부(91)로 빠져나가게 되면, 초미세기포에 의한 생물반응기(1) 내부에서의 폐수처리가 용이하게 이루어지지 못할 가능성이 있다. 따라서, 본 발명에서는 제1순환부(91)가 형성되는 폐수처리장치(1)의 내측에 분리부(70)를 형성함으로써 초미세기포가 곧바로 제1순환부를 통해 생물반응기(1) 내부를 빠져나가지 않도록 한다.
상기 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 종래 표준활성오니공법에 비해 산소이용률이 50% 이상 상승하게 되고 산소전달량도 20배 이상 증가하게 되며 BOD용적부하도 6 ~ 17배로 증가하게 된다.
본 발명의 구성에 의한 생물반응기(1)의 작용을 설명하면 아래와 같다. 먼저, 고농도의 폐수가 제1순환부(91) 상에 형성된 폐수유입구(10)를 통해 입력되게 되면, 유입된 폐수와 순환폐수가 혼합되어 제1순환부(91)를 통해 열교환부(40)로 전달되게 된다. 순환폐수의 경우 미생물에 의한 유기물 산화 반응에 따라 열이 발생하게 되는데, 열이 미생물 활동에 필요이상으로 높을 경우 미생물의 호기반응을 저해할 우려가 있기 때문에 발생된 열을 저하시킬 필요가 있다. 본 발명에 의하면, 순환폐수를 포함한 혼합폐수가 열교환부(40)를 통과하도록 함으로써 폐수의 온도를 35 이하로 낮출 수 있도록 하며, 열교환부는 제3순환부(93)와 제4순환부(94) 상에 각각 위치하는 제1펌프(21)와 제2펌프(22)의 후단에 더 형성될 수 있도록 함으로써 생물반응기 내부에서의 미생물 활동이 활발하게 이루어질 수 있도록 폐수의 수온을 낮출 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 제1순환부(91)의 일단에 형성된 열교환부(40) 전에 제1에어공급부(31)를 더 구비하고, 상기 제1에어공급부(21)를 통해 초미세기포를 폐수 내에 공급하여 폐수 내의 산소용존률을 증가시킬 수 있고 산소의 폐수 내 체류시간을 증가시킬 수 있다.
제1순환부(91) 상의 열교환부(40)를 통과한 혼합폐수는 제2순환부(92)를 지나 제3순환부(93)와 제4순환부(94)를 통과하게 되는데, 상기 제3순환부(93)와 제4순환부(94)에는 제1펌프(21)와 제2펌프(22)가 형성되어 있어 순환되는 폐수의 흐름이 원활하게 유지되게 된다. 상기 제3순환부(93)와 제4순환부(94)에는 제2에어공급부(32)와 제3에어공급부(33)가 각각 형성되게 되며, 상기 제2에어공급부(32)와 제3에어공급부(33)는 제1노즐(81)과 제2노즐(82)로 각각 연결되어 초미세기포를 생물반응기(1) 내에 공급하게 된다. 생성된 초미세기포의 폐수 내 체류시간 및 산소용존률을 높이기 위해 상기 제1노즐(81)과 제2노즐(82)을 감싸는 형태로 제1버블이동부(51)와 제2버블이동부(52)를 각각 구비하며, 상기 제1버블이동부(51)와 제2버블이동부(52)의 상부에는 제1지지부재(63)와 제2지지부재(64)에 의해 각각 지지되며 반구형태의 하부가 개방된 제1버블가이드부(61)와 제2버블가이드부(62)가 형성되게 된다. 상기 구조를 통해 제1노즐(81)과 제2노즐(82)에서 발생된 초미세기포가 버블이동부(51, 52)를 통해 상부로 안정되게 이동하면서 상부의 버블가이드부(61, 62)를 통해 안내되어 하부로 향하게 되고, 이를 통해 초미세기포의 폐수 내 체류시간이 증가됨과 동시에 산소용존률이 향상될 수 있게 된다. 상기 펌프(21, 22), 순환부(93, 94), 에어공급부(32, 33), 노즐(81, 82), 버블이동부(51, 52) 및 버블가이드부(61, 62)는 필요에 따라 증감이 가능한 것으로서 본 발명은 예시를 위해 2개로 한정하여 형성된 것을 보여주고 있다.
본 발명의 생물반응기(1)의 하단에는 산기관(100)이 다수 형성되게 되는데, 상기 산기관(100)은 하부를 향해 형성됨으로써 하부에 침전되는 고형물질이 폐수 내로 재부상되도록 하여 미생물에 의한 유기물의 분해가 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 본 발명의 상부 일측에는 배출구(110)가 형성됨으로써 유입되는 폐수 및 펌프의 구동력에 따라 정화된 폐수가 배출되게 되며, 제1순환부(91)가 형성되는 폐수처리장치(1)의 내측에는 분리부(70)가 형성되어 노즐(81, 82)로부터 형성된 초미세기포가 곧바로 제1순환부(91)를 통해 빠져나가지 않도록 함으로써 생물반응기(1) 내부에서의 폐수처리의 효율이 증가될 수 있도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
1: 폐수처리장치 10: 폐수유입구
21: 제1펌프 22: 제2펌프
32: 제2에어공급부 33: 제3에어공급부
40: 열교환부 41: 차단막
51: 제1버블이동부 52: 제2버블이동부
61: 제1버블가이드부 62: 제2버블가이드부
63: 제1지지부재 64: 제2지지부재
70: 분리부 81: 제1노즐
82: 제2노즐 91: 제1순환부
92: 제2순환부 93: 제3순환부
94: 제4순환부 100: 산기관
110: 배출구 120: 수위
201:집수조 202: 폭기조
203: 침전조 204: 오니반송펌프

Claims (8)

  1. 축산폐수, 가정폐수 또는 음식물폐수를 처리하기 위한 초미세기포 생물반응기에 있어서,
    폐수가 유입되는 유입구(10);
    상기 유입구(10)가 형성되며 폐수처리장치로부터 회수되는 폐수를 순환하기 위한 제1순환부(91);
    상기 제1순환부(91)의 일단에 연결되어 형성되며 순환되는 폐수의 열을 냉각하기 위한 열교환부(40);
    상기 열교환부(40)의 일단에 연결되어 폐수가 연속순환될 수 있도록 하는 제2순환부(92);
    폐수의 순환을 위한 동력을 제공하기 위해 상기 제2순환부(92)의 일단으로부터 연결된 제3순환부(93)에 형성되는 제1펌프(21)와 제4순환부(94)에 형성되는 제2펌프(22);
    상기 제3순환부(93)와 제4순환부(94)의 일단에 각각 형성되며 초미세기포를 발생시키기 위한 제1노즐(81)과 제2노즐(82);
    상기 제1노즐(81)과 제2노즐(82)을 각각 감싼 상태에서 폐공간을 형성하며 일정높이로 형성된 제1버블이동부(51)와 제2버블이동부(52);
    상기 제1버블이동부(51)와 제2버블이동부(52)의 상부에 각각 형성되며, 상기 제1노즐(81)과 제2노즐(82)을 통해 형성된 초미세기포를 바닥면으로 가이드하도록 형성된 제1버블가이드부(61)와 제2버블가이드부(62); 및
    상부 측면에 형성되며 정화된 처리수가 배출되는 배출구(110)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1순환부(91)가 형성되는 생물반응기의 내측에는 분리부(70)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1순환부(91)에 형성되는 열교환부(40) 이전에는 초미세기포주입을 위한 제1에어공급부(31)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3순환부(93) 및 제4순환부(94)에는 초미세기포주입을 위한 제2에어공급부(32)와 제3에어공급부(33)가 각각 더 구비되는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1버블가이드부(61)와 제2버블가이드부(62)는 각각 제1지지부재(63)와 제2지지부재(64)에 의해 지지 고정되며, 반구형으로 하부를 향하여 개방된 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기의 하단에는 복수개의 산기관(100)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 산기관(100)은 바닥면을 향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부(40)는 제3순환부(93)와 제4순환부(94) 상에 각각 형성되는 제1펌프(21)와 제2펌프(22)의 후단에 각각 더 구비되는 것을 특징으로 하는 초미세기포 생물반응기.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170066941A (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 재단법인 포항산업과학연구원 슬러리 내 금속 회수 장치
KR101787987B1 (ko) 2016-01-27 2017-10-23 비알테크놀로지(주) 생물학적 고농도 오염물질 분해 및 정화를 위한 이중혐기장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100862400B1 (ko) * 2008-02-27 2008-10-13 (주)이에스 하수 고도처리 시스템을 연계한 히트 펌프 냉난방 시스템
KR101003874B1 (ko) * 2010-07-05 2011-01-10 정재억 폭기 장치
JP2011025175A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Nishiken Device:Kk 蒸留装置
KR101045124B1 (ko) * 2010-07-15 2011-06-30 김선옥 유기성폐수 처리방법 및 그 처리장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100862400B1 (ko) * 2008-02-27 2008-10-13 (주)이에스 하수 고도처리 시스템을 연계한 히트 펌프 냉난방 시스템
JP2011025175A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Nishiken Device:Kk 蒸留装置
KR101003874B1 (ko) * 2010-07-05 2011-01-10 정재억 폭기 장치
KR101045124B1 (ko) * 2010-07-15 2011-06-30 김선옥 유기성폐수 처리방법 및 그 처리장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170066941A (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 재단법인 포항산업과학연구원 슬러리 내 금속 회수 장치
KR102508850B1 (ko) * 2015-12-07 2023-03-09 재단법인 포항산업과학연구원 슬러리 내 금속 회수 장치
KR101787987B1 (ko) 2016-01-27 2017-10-23 비알테크놀로지(주) 생물학적 고농도 오염물질 분해 및 정화를 위한 이중혐기장치

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