KR101994785B1 - Wastewater treatment device and treatment method using magnetic flocculant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 응집제로서 자성체를 주입하여 폐수에 함유되어 있는 각종 오염입자들을 제거하는 한편, 사용한 자성체를 회수하여 재사용함으로써 폐수처리과정에서 발생하는 폐슬러지를 현저히 감소시킬 수 있는 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a treatment method using a magnetic flocculant, and more particularly, to inject a magnetic body as a flocculant to remove various contaminants contained in the wastewater, and to recover and reuse the used magnetic body. The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a treatment method using a magnetic flocculant that can significantly reduce waste sludge generated in the process.
제품의 생산과정이나 가공과정 시에는 다량의 폐수가 발생하는 것이 일반적이고 이들 폐수에는 심미적 혐오감을 유발할 수 있는 물질에서부터 생태계를 파괴할 수 있는 유독한 물질들도 포함하는 경우가 빈번하다. 따라서 발생한 폐수를 정화하여 방류기준에 적합하도록 처리하고 있으며, 이들 처리방법으로는 물리적 방법, 화학적 방법 그리고 생물학적 방법으로 크게 분류할 수 있다.Large quantities of wastewater are usually generated during the production or processing of products, and these wastewaters often contain substances that can cause aesthetic aversion and toxic substances that can destroy the ecosystem. Therefore, the generated wastewater is purified and treated to meet the discharge criteria. These treatment methods can be broadly classified into physical, chemical and biological methods.
그러나 폐수는 미생물에 의한 분해가 어려운 물질이 많이 포함되어 있거나 미생물이 증식하기 어려운 물질을 함유하는 경우가 많아 생물학적 처리보다는 물리적 및 화학적 처리방법 중심으로 적용되고 있는 상황이다.However, wastewater contains many substances that are difficult to be decomposed by microorganisms, or contains many substances that are difficult to grow by microorganisms. Therefore, wastewater is applied to physical and chemical treatment methods rather than biological treatments.
물리적 방법과 화학적 방법의 대표적인 처리방법으로는 응집공정을 들 수 있고, 이는 폐수에 포함되어 있는 입자상 물질 중심으로 화학적 결합을 통해 입자를 성장시킨 후 침전시킴으로써 오염물질을 제거하는 방법이다. 하지만 다량의 응집제를 포함하여 응집보조제, 중화제 등 약품을 추가적으로 투입해야 하기 때문에 이들 약품 구입비뿐만 아니라 첨가한 약품들로 인해 슬러지 발생량이 증가하여 슬러지 처리비용이 증가한다는 점은 큰 단점으로 지적되고 있다.Representative treatment methods of physical and chemical methods include agglomeration, which is a method of removing contaminants by growing and precipitating particles through chemical bonding to particulate matter contained in waste water. However, since a large amount of flocculant, such as coagulant aids, neutralizers, etc. must be additionally added, the sludge generation costs increase due to the added drugs, as well as the cost of sludge, which is pointed out as a big disadvantage.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 한국등록특허공보 제1198588호에는 마그네타이트를 이용하여 오폐수를 정화하는 기술이 개시되어 있다. As a conventional technique for solving the above problems, Korean Patent Publication No. 1198588 discloses a technique for purifying wastewater using magnetite.
상기 종래기술에 의하면 마그네타이트 나노 파티클-담체 결합체를 이용함으로써 오염물질을 흡착 제거할 수 있다는 이점은 있으나 마그네타이트 나노 파티클-담체 결합체를 반응조 내에 수용시킨 상태에서 연속적으로 폐수만을 공급하기 때문에 오염물질의 제거능력이 갈수록 낮아질 수 밖에 없어 안정적인 처리가 곤란하다는 단점이 있다.According to the prior art, there is an advantage of adsorbing and removing contaminants by using the magnetite nano particle-carrier conjugate, but only the waste water is continuously supplied while the magnetite nano particle-carrier conjugate is accommodated in the reactor, thereby removing the contaminants. There is a disadvantage that the stable treatment is difficult because it can only be lowered.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 폐수에 포함되어 있는 각종 오염물질을 안정적으로 처리하고, 슬러지 발생량을 최소화할 수 있는 폐수처리장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus and method capable of stably treating various pollutants contained in wastewater and minimizing sludge generation.
또한 발명에서는 폐수처리과정에서 응집제로 사용된 자성체를 용이하게 회수할 수 있는 폐수처리장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In another aspect, the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus and method that can easily recover the magnetic material used as flocculant in the wastewater treatment process.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치에서는, 유입되는 폐수에 자성체를 포함하는 응집제를 주입 및 교반시켜 응집혼화수를 생성하는 반응조(100); 상기 반응조(100)에 자성체를 공급하기 위한 자성체 저장조(200); 상기 반응조(100)로부터 배출되는 응집혼화수를 공급받아 상등수와 침전물로 고액분리를 수행하는 침전조(300); 상기 침전조(300)로부터 침전물을 공급받아 침전물에 함유되어 있는 자성체를 분리하는 제1 분리장치(400) 또는 제2 분리장치(500); 및 자성체가 분리된 침전물의 수분을 감소시키는 농축조(700)를 포함하되, 상기 침전조(300)로부터 상기 분리장치로 이송되는 침전조 유출관로(310)에는 침전물의 플록을 파쇄하기 위한 라인믹서가 구비된 것을 특징으로 한다.In the wastewater treatment apparatus using the magnetic flocculant of the present invention for solving the above problems, the reaction tank (100) to generate agglomerated mixed water by injecting and stirring a flocculant containing a magnetic material to the incoming wastewater; A magnetic
또한 본 발명의 제1 분리장치(400)는, 바닥부가 상광하협 구조로 이루어진 제1 분리장치 본체(410); 상기 제1 분리장치(410) 내부에 구비되어 회전하는 패들(420); 및 상기 패들(420) 아래에 위치하는 다공판(430)을 포함할 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 패들(420)은 소정의 두께를 갖는 패들 몸체(421), 상기 패들 몸체(421)에 구비된 1개 이상의 돌기(422), 및 상기 돌기(422) 인근에 위치하는 1개 이상의 제1 통공(423)을 포함하고, 상기 다공판(430)은 소정의 두께를 갖는 다공판 몸체(431) 및 상기 다공판 몸체(431)에 구비된 상광하협 구조의 1개 이상의 제2 통공을 포함하는 것이 바람직하다.The
또한 본 발명의 제2 분리장치(500)는, 바닥부가 상광하협 구조로 이루어진 제2 분리장치 본체(510); 상기 제2 분리장치 본체(510) 내부 소정 깊이에 위치하며 바닥부가 상광하협 구조인 내부 분리조(520); 및 상기 제2 분리장치 본체(510)와 상기 내부 분리조(520)가 소정 거리 이격된 상태를 유지하도록 고정하는 1개 이상의 고정봉(540)을 포함할 수 있다.In addition, the
여기서, 내부 분리조(520)는 소정 각도로 경사지며 서로 교번하도록 배치된 2개 이상의 경사판(521), 및 경사판(521) 아래에 위치하여 미세한 공기를 배출하는 산기판(522)을 더 포함할 수 있다.Here, the
또한 본 발명의 제2 분리장치(500)는, 내부 분리조(520) 내부에 구비된 제2 회전축(530), 및 내부 분리조(520)의 바닥부 외벽에 자석(550)을 더 포함하되, 상기 경사판(521)은 내부 분리조(520)의 내벽과 인접하는 부분에 침강 유도공(521′) 및 상기 제2 회전축(530)이 관통하는 회전축 삽입공(521″)이 구비되고, 상기 내부 분리조(520)의 바닥부와 인접하는 제2 회전축(530)의 일측 단부에는 나선형 스크류(531)가 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the
또한 본 발명에서, 제1 분리장치(400)는, 바닥부가 상광하협 구조로 이루어진 제1 분리장치 본체(410); 상기 제1 분리장치(410) 내부에 구비되어 회전하는 패들(420); 및 상기 패들(420) 아래에 위치하는 다공판(430))을 포함하고, 상기 제2 분리장치(500)는, 바닥부가 상광하협 구조로 이루어진 제2 분리장치 본체(510); 상기 제2 분리장치 본체(510) 내부 소정 깊이에 위치하며 바닥부가 상광하협 구조인 내부 분리조(520); 상기 제2 분리장치 본체(510)와 상기 내부 분리조(520)가 소정 거리 이격된 상태를 유지하도록 고정하는 1개 이상의 고정봉(540); 내부 분리조(520) 내부에 구비된 제2 회전축(530); 및 내부 분리조(520)의 바닥부 외벽에 자석(550)을 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the
또한 본 발명의 자성체 응집제를 이용한 폐수처리방법에서는, 반응조로 폐수를 유입시키는 단계; 반응조에 자성체를 포함하는 응집제를 주입 및 교반시켜 응집혼화수를 생성시키는 단계; 응집혼화수를 침전시켜 상등수와 침전물로 고액분리하는 단계; 침전물을 공급받아 침전물에 함유된 입자들을 파쇄하는 단계; 자성체가 포함되어 있는 회수물과 상대적으로 자성체의 함유량이 낮은 슬러지로 분리하는 단계; 및 분리한 회수물을 반응조로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the wastewater treatment method using the magnetic flocculant of the present invention, the step of introducing the wastewater into the reaction tank; Injecting and stirring a flocculant including a magnetic substance into a reaction tank to generate flocculated mixed water; Precipitating agglomerated mixed water to solid-liquid separation of the supernatant and precipitate; Receiving a precipitate to crush the particles contained in the precipitate; Separating the recovered material containing the magnetic material into sludge having a relatively low magnetic content; And supplying the separated recovered product to a reaction tank.
본 발명의 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치 및 방법에 의하면, 응집제로 첨가한 자성체를 회수하여 재사용할 수 있기 때문에 발생하는 폐수처리과정에서 발생하는 슬러지를 최소화할 수 있다는 이점이 있다.According to the wastewater treatment apparatus and method using the magnetic flocculant of the present invention, since the magnetic substance added as the flocculant can be recovered and reused, there is an advantage that the sludge generated during the wastewater treatment process can be minimized.
또한 본 발명의 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치 및 방법에 의하면, 돌기가 구비된 패널, 상광하협 구조의 다공판, 산기판, 경사판, 자석 및 초음파 발생장치가 구비된 분리장치를 구비하고 있어, 첨가한 자성체를 다량으로 회수할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the wastewater treatment apparatus and method using the magnetic flocculant of the present invention, it is provided with a separation device equipped with a projection-provided panel, a perforated plate having a light beam narrow structure, an acid substrate, an inclined plate, a magnet and an ultrasonic generator, There is an advantage that the magnetic material can be recovered in a large amount.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치 및 방법의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 일부 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폐수처리장치에서 1차 분리장치를 중심으로 한 확대 단면도이다.
도 4(a)는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 1차 분리장치에 구비되는 패들의 사시도이고, (b)는 패들의 단면도이다.
도 5(a)는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 1차 분리장치에 구비되는 다공판의 평면도이고, (b)는 다공판의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 폐수처리장치의 2차 분리장치 본체 내부에 구비되는 내부 분리조를 확대한 도면이다.
도 7은 내부 분리조에 구비된 스크류의 확대사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 자성체 응집제를 이용한 폐수처리방법의 순서도이다.1 is a schematic diagram of a wastewater treatment apparatus and method using a magnetic flocculant according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a partially enlarged cross-sectional view of a wastewater treatment apparatus according to the present invention.
3 is an enlarged cross-sectional view centering on a primary separator in a wastewater treatment apparatus according to the present invention.
Figure 4 (a) is a perspective view of the paddle provided in the primary separation device of the wastewater treatment apparatus according to the present invention, (b) is a cross-sectional view of the paddle.
Figure 5 (a) is a plan view of a porous plate provided in the primary separation device of the wastewater treatment apparatus according to the present invention, (b) is a cross-sectional view of the porous plate.
Figure 6 is an enlarged view of the internal separation tank provided in the secondary separator main body of the wastewater treatment apparatus according to the present invention.
7 is an enlarged perspective view of a screw provided in the inner separation tank.
8 is a flow chart of the wastewater treatment method using a magnetic flocculant according to the present invention.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms “comprise,” “have,” or “comprise” in this application are intended to indicate that there is a feature, number, step, component, part, or combination thereof described on the specification, but one or more other. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of features or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
본 발명의 명세서의 침전물은 침전조로부터 배출되는 입자상 물질로서 폐수에 포함되어 있는 입자상물질과 반응조에 첨가한 자성체를 포함하고, 1차 회수물은 1차 분리장치에서 가라 않은 물질, 1차 슬러지는 1차 분리장치에서 부상한 물질을 의미한다. 또 2차 회수물은 2차 분리장치에서 가라 않은 물질, 2차 슬러지는 2차 분리장치에서 부상한 물질로 정의하기로 한다.The precipitate in the specification of the present invention is a particulate matter discharged from the sedimentation tank and includes the particulate matter contained in the wastewater and the magnetic substance added to the reaction tank. It means the material that floats in the car separator. In addition, the secondary recovery is defined as a material that has not disappeared in the secondary separator, and the secondary sludge is a substance that floats in the secondary separator.
이하, 본 발명에 따른 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치 및 처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a wastewater treatment apparatus and a treatment method using a magnetic flocculant according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치 및 방법의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a wastewater treatment apparatus and method using a magnetic flocculant according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치는 각종 오염물질을 함유하고 있는 폐수에 자성체, 보다 상세하게는 마그네타이트를 포함하는 응집제를 주입한 후 교반시켜 응집혼화수를 생성하는 반응조(100), 상기 반응조(100)에 자성체를 공급하기 위한 자성체 저장조(200), 상기 반응조(100)로부터 배출되는 응집혼화수를 공급받아 상등수와 침전물로 고액분리를 수행하는 침전조(300), 상기 침전조(300)로부터 침전물을 공급받아 침전물에 함유되어 있는 자성체를 분리하는 1개 이상의 분리장치, 자성체가 분리된 침전물의 수분을 감소시키는 농축조(700)를 포함하며, 필요에 따라 분리장치로부터 회수된 자성체를 일시적으로 저장하는 자성체 회수조(600)를 포함하여 이루어진다. Waste water treatment apparatus using a magnetic flocculant according to the present invention is a reaction tank (100) for generating a flocculant mixed water by injecting a flocculant containing a magnetic substance, more specifically, a magnetite in the wastewater containing various pollutants and stirred From the
상기 반응조(100)는 1개 이상의 반응공간을 가진 소정 용적을 가지며, 내부에는 유입된 폐수와 자성체를 포함하는 응집제가 잘 혼합 및 교반될 수 있도록 교반기가 구비되어 있고, 자성체 외에도 필요에 따라 공지의 응집제, 응집보조제 및 중화제 중 어느 하나 이상의 약품이 더 주입될 수 있다. 이러한 반응조(100) 내부에서는 유입된 폐수의 각종 오염물질들이 자성체를 포함한 응집제에 의해 입자가 커져 폐수로부터 분리가 용이해지며, 상기와 같은 반응조(100)의 구성 및 작용은 공지된 기술에 해당되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
침전조(300)는 반응조(100)로부터 배출된 응집혼화수로부터 비중 차이에 의한 침강 또는 부상 원리를 이용하여 상등수와 침전물로 분리하며 이러한 침전조(300)도 공지된 기술에 해당되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
한편, 자성체 저장조(200)는 소정의 모양과 용적을 가지며 자성체가 저장되어 있고, 연속 또는 비연속적으로 소정양의 자성체를 반응조(100)로 공급하고 또 이를 위해 스크류피터 등 공지의 공급수단이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 자성체 저장조(200)에 저장되는 자성체는, 자성체를 별도로 준비한 후 공급하는 것도 가능하지만 슬러지 발생량을 줄이고 폐수처리비용이 절약될 수 있도록, 분리장치로부터 분리한 자성체, 예를 들면 자성체 회수조(600)에 저장된 자성체 또는 자성체 회수조(600)를 경유하지 않고 분리장치에서 분리된 자성체를 바로 공급받아 저장하는 것도 가능하다.On the other hand, the magnetic
도 2는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 일부 확대 단면도 그리고 도 3은 본 발명에 따른 폐수처리장치에서 1차 분리장치를 중심으로 한 확대 단면도이다. 이들 도 2 및 3을 참조하면서, 침전조(300)에서 상등수가 분리된 침전물로부터 응집제로 사용된 자성체를 분리하는 장치에 관하여 설명하기로 한다. 본 발명에서의 분리장치는 1개 이상인 것이 바람직하고, 2개인 것이 보다 바람직하다.2 is an enlarged cross-sectional view of a part of a wastewater treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a primary separator in a wastewater treatment apparatus according to the present invention. 2 and 3, an apparatus for separating the magnetic material used as the flocculant from the sediment from which the supernatant is separated in the
먼저 제1 분리장치(400)는 원통형 상부와 원뿔형의 상광하협 구조의 바닥부로 이루어진 제1 분리장치 본체(410), 제1 분리장치(410) 내부에 구비되어 회전하는 패들(420), 그리고 패들(420) 아래에 위치하는 다공판(430)을 포함하여 이루어질 수 있다.First, the
도 4를 참조하면서 패들(420)에 관해 구체적으로 설명하면, 도 4(a)는 패들의 사시도이고, (b)는 패들의 단면도이다. 본 발명의 패들(420)은 소정의 두께를 갖는 판재 형상의 패들 몸체(421), 패들 몸체(421)에 구비된 1개 이상의 돌기(422), 상기 돌기(422) 인근에 위치하는 1개 이상의 제1 통공(423) 그리고 이러한 패들(420)을 소정 속도로 회전시키기 위한 제1 회전축(424)을 포함한다.The
1개 이상의 돌기(422)는 침전물을 용이하게 파쇄할 수 있도록 끝이 뾰족하며, 이들 돌기(420) 인근에는 파쇄된 침전물이 통과하고 또 패들(420) 회전시 저항을 최소화할 수 있도록 제1 통공(423)이 구비되어 있다. 패들(420)의 단면도인 도 4(b)에서 알 수 있듯이 돌기(420)는 패들(420)의 양측면에 모두 형성되어 있는 것이 보다 바람직하고, 이는 패들(420)의 회전 방향을 자유로이 선택할 수 있도록 하기 위함이다. 상기와 같은 구성을 갖는 패들(420)이 회전하게 되면 침전물은 작은 입자로 파쇄되고, 이때 침전물로부터 분리된 자성체는 비중이 크기 때문에 아래로 침강하여 제1 회수물로 회수하는 것이 가능하고, 나머지 물질들은 상대적으로 비중이 가벼워 제1 분리장치 본체(410) 유출구를 통해 1차 슬러지로 배출된다.The one or
상기 패들(420) 아래에 위치하는 다공판(430)의 평면도는 도 5(a), 단면도는 도 5(b)와 같다. 다공판(430)은 소정의 두께를 갖는 다공판 몸체(431)와 1개 이상의 제2 통공(432)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 제2 통공(432)은 아래로 갈수록 점진적으로 직경이 줄어드는 상광하협 구조인 것이 바람직하다. 이는 침강하는 자성체들을 바닥부로 용이하게 유도하는 한편, 회전하는 패들(420)에 의해 발생한 수류가 바닥부에 침강한 자성체를 다시 위로 혼입되는 것을 방지하기 위함이다.A top view of the
한편, 침전조(300)로부터 유출되어 제1 분리장치(400)로 침전물을 이송하는 침전조 유출관로(310)에는 제1 라인믹서(320)가 구비되는 것이 바람직하고, 제1 분리장치(400)로부터 분리된 제1 회수물이 후술할 제2 분리장치(500)로 이송되는 1차 분리장치 유출관로(440)에는 제2 라인믹서(450)가 구비되는 것이 보다 바람직하고, 상기 제2 라인믹서(450)가 위치하는 관로 외부에는 초음파 발생장치(460)가 장착되어 있는 것이 가장 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the
침전조 유출관로(310)에 구비된 제1 라인믹서(320)는 침전물의 이송과정에서 침전물을 사전에 파쇄하기 때문에 제1 분리장치(400)에서의 자성체 분리가 더욱 용이하다. 그리고 1차 분리장치 유출관로(440)의 제2 라인믹서(450)와 초음파 발생장치(460)는 1차 분리장치(400)로부터 분리된 제1 회수물에 포함되어 있는 자성체와 각종 입자상 물질들의 결합을 더욱 확실하게 파쇄할 수 있어, 후술할 2차 분리장치(500)에서의 보다 완벽한 자성체 분리를 기대할 수 있다. 여기서, 제1 및 2 라인믹서(320)는 다수개의 회전날개가 관로 내부 공간에 구비된 것으로 공지의 기술에 해당되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the
도면부호 470은 1차 슬러지 순환라인이며, 필요에 따라 1차 분리장치(400)에서 배출되는 1차 슬러지를 순환시킬 수 있다.
다시 도 1 및 2를 참조하면서 제2 분리장치(500)에 관하여 설명하기로 한다. 도면들에서는 제1 분리장치(400) 이후에 구비되는 것으로 도시하고 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 제1 분리장치(400)를 생략하고 침전조(300)로부터 배출되는 침전물을 바로 제2 분리장치(500)로 공급하는 것도 가능하다. The
상기 제2 분리장치(500)는, 원통형 상부와 원뿔형의 상광하협 구조의 바닥부로 이루어진 제2 분리장치 본체(510), 제2 분리장치 본체(510) 내부 소정 깊이에 위치한 원통형 상부와 원뿔형의 상광하협 구조의 바닥부로 이루어진 내부 분리조(520), 내부 분리조(520)의 바닥부 부근까지 수직으로 연장되어 있는 제2 회전축(530), 제2 분리장치 본체(510)와 내부 분리조(520)가 소정 거리 이격된 상태를 유지하도록 고정하는 1개 이상의 고정봉(540), 및 내부 분리조(520) 바닥부 외벽의 자석(550)을 포함하여 이루어져 있다.The
도 2에 도시한 바와 같이 내부 분리조(520)는 제2 분리장치 본체(510)에 비해 상대적으로 크기가 작고, 보다 상세하게는 외형은 유사하지만 제2 분리장치 본체(510)의 원통형 상부 높이와 내경보다 모두 작고, 또 제2 분리장치 본체(510)의 수면 아래에 위치하고 있다. 따라서 내부 분리조(520) 밖으로 배출된 침전물은 다시 내부 분리조(520) 안으로 유입되기 어려운 구조이어서, 후술할 내부 분리조(520)로부터 분리되는 회수물은 내부 분리조(520) 아래에 위치하는 제2 회수물 배출관로(523)를 통해 제2 회수물로 배출된다.As shown in FIG. 2, the
도 6은 본 발명에 따른 폐수처리장치의 2차 분리장치 본체 내부에 구비되는 내부 분리조를 확대한 도면이고, 도 7은 내부 분리조에 구비된 스크류의 확대사시도이다.Figure 6 is an enlarged view of the internal separation tank provided in the secondary separator main body of the wastewater treatment apparatus according to the present invention, Figure 7 is an enlarged perspective view of a screw provided in the internal separation tank.
도 6 및 도 7을 참조하면서 내부 분리조(520)에 관하여 상세하게 설명하면, 전술한 바와 같이 원통형 상부와 원뿔형의 상광하협 구조의 바닥부를 갖는 내부 분리조(520)에는 소정 각도로 경사지며 서로 교번하도록 배치된 2개 이상의 경사판(521)과, 경사판(521) 아래에 위치하여 미세한 공기를 배출하는 산기판(522)을 포함한다. 6 and 7, the
구체적으로 내부 분리조(520)의 내벽에 고정된 상태로 위치하는 경사판(521)은 다소 상향지도록 배치되고, 내부 분리조(520) 내벽과 인접하는 일측 주연부 부근에는 슬러지 유도공(521′), 타측에는 회전축(530)이 관통하도록 회전축 삽입공(521″)이 형성되어 있다. 산기판(522)은 경사판(521) 아래에 위치하며 일측으로부터 공급된 공기가 미세한 기포형태로 발생할 수 있도록 표면에는 다수의 산기공(522′)이 구비되고 중심부에는 회전축(530)이 관통하도록 회전축 삽입공(522″)이 뚫려 있다.Specifically, the
상기와 같은 구성을 갖는 내부 분리조(520) 내에서는 유입된 침전물 또는 제1 회수물에 포함되어 있는 자성체를 효과적으로 분리하는 것이 가능하다. 즉, 제1 회수물 배출관로(440)를 통해 공급된 제1 회수물 중 비중이 큰 자성체는 바닥부로 침강하는 반면, 자성체가 부착되어 있지 않은 입자상 물질들은 아래에 위치하는 산기공(522′)으로부터 생성된 미세기포에 부착되어 부상하고, 이때 자성체를 포함하는 일부 입자상 물질들이 위로 부상하더라도 경사판(521)에 부딪혀 다시 침강하게 된다. 특히 경사판(521)에는 침강 유도공(521′)이 구비되어 있고 또 위로 볼록한 곡면형상이기 때문에, 침강하는 자성체들이 경사판(521)에 쌓이지 않고 내부 분리조(520) 바닥부로 유도하는 것이 가능하다.In the
계속해서, 전술한 바와 같이 내부 분리조(520) 바닥부 외벽에는 자석(550)이 구비되며, 이는 자성체를 내부 분리조(520) 바닥부로 유도함과 함께 바닥부에 모인 자성체가 내부 분리조(520)에서 유출되는 것을 최소화할 수 있다. Subsequently, as described above, the bottom wall of the bottom of the
한편, 바닥부에 쌓인 자성체가 자석으로 인해 외부로 유도하기 곤란한 경우가 발생할 수 있으나, 내부 분리조(520) 바닥부 부근까지 위치하는 제2 회전축(530) 일측에는 나선형 스크류(531)가 구비되어 있고, 상기와 같은 나선형 스크류(531)를 간헐 또는 비간헐적으로 회전시킴으로써 쌓여 있는 자성체를 하방으로 강제 이동과 배출을 가능하게 한다.On the other hand, the magnetic material accumulated in the bottom may be difficult to induce to the outside due to the magnet, a
미세기포에 부착되어 부상한 입자상 물질들은 내부 분리조(520) 상부로 유도된 후, 2차 분리장치 본체(510) 상부 및/또는 바닥부에 위치하는 2차 슬러지 배출관로(511)를 통해 배출된다. The particulate matter attached to the microbubbles and floats is guided to the upper part of the
농축조(700)는 1차 분리장치(400) 및/또는 2차 분리장치(500)로부터 배출되는 상대적으로 자성체 함유량이 낮은 1차 슬러지와 2차 슬러지를 수용하고 수분을 감소시키는 곳으로 이러한 농축조(700)의 구성과 기능은 공지된 기술에 해당되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도면에는 도시하지 않았지만 농축된 슬러지의 수분을 더욱 감소시키기 위한 탈수조(미도시)가 더 구비될 수 있음은 자명하다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 자성체 응집제를 이용하여 폐수를 처리하는 방법에 관하여 도 8을 참조하면서 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of treating wastewater using the magnetic flocculent of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIG. 8.
본 발명의 폐수를 처리하는 방법은, 반응조로 폐수를 유입시키는 제1 단계, 반응조에 자성체를 포함하는 응집제를 주입 및 교반시켜 응집혼화수를 생성시키는 제2 단계, 응집혼화수를 침전시켜 상등수와 침전물로 고액분리하는 제3 단계, 침전물을 공급받아 침전물에 함유된 입자들을 파쇄하는 제4 단계, 자성체가 포함되어 있는 회수물과 상대적으로 자성체의 함유량이 낮은 슬러지로 분리하는 제5 단계, 및 분리한 회수물을 반응조로 공급하는 제6 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.The method for treating wastewater of the present invention includes a first step of introducing wastewater into a reaction tank, a second step of injecting and stirring a flocculant containing a magnetic substance into the reaction tank to produce a coagulated mixed water, and precipitating the coagulated mixed water with supernatant water. A third step of solid-liquid separation into a sediment, a fourth step of receiving a sediment and crushing the particles contained in the sediment, a fifth step of separating the recovered material containing magnetic material into sludge having a relatively low magnetic content, and separation And a sixth step of feeding one recovery to the reactor.
먼저, 제1 단계 및 제2 단계에서는 각종 오염물질을 포함하고 있는 폐수를 반응조로 유입시키고 이와 동시에 또는 별도로 자성체인 마그네타이트를 공급하면서 교반시켜 오염입자들의 크기를 성장시켜 응집혼화수를 준비하는 단계이다. 여기서, 마그네타이트 자체의 흡착력만으로도 오염입자들의 성장이 가능하지만 필요에 따라서는 공지의 응집제 및 응집보조제 등을 함께 첨가하여도 무방하다.First, in the first step and the second step, wastewater containing various contaminants is introduced into the reaction tank, and at the same time or separately, magnetic agitation is supplied while stirring to increase the size of the contaminated particles to prepare a coagulated mixed water. . Herein, contaminant growth is possible only by the adsorption force of the magnetite itself, but a known coagulant and a coagulant may be added together if necessary.
제3 단계에서는 마그네타이트가 함유된 응집혼합수를 공지의 침전방법으로 침전시켜 상등수와 마그네타이트에 의해 형성된 침전물로 고액분리를 수행하는 단계이다. 상등수는 그대로 하천에 방류하는 것도 가능하지만 필요에 따라서는 고도처리나 소독 등 별도의 정화공정을 통해 정화할 수 있다.In the third step, the coagulated mixed water containing magnetite is precipitated by a known precipitation method, and solid-liquid separation is performed by the precipitate formed by the supernatant and the magnetite. The supernatant can be discharged to the river as it is, but if necessary, it can be purified through a separate purification process such as advanced treatment or disinfection.
제4 단계는 마그네타이트를 회수할 목적으로 상기 제3 단계에서 얻어진 침전물을 파쇄하는 단계이고, 제5 단계는 마그네타이트에 부착되어 있던 입자상 물질, 또는 혼입되어 있던 입자상 물질을 마그네타이트로부터 분리하는 단계이다. 여기서, 상기 제5 단계는 한 번의 분리단계를 수행하는 것도 가능하지만 두 번의 분리단계를 연속적으로 수행하는 것이 보다 바람직하다. 일예로, 파쇄된 침전물을 비중 차이를 이용한 침전방법으로 마그네타이트가 다량으로 함유되어 있는 제1 회수물과 마그네타이트가 대부분 분리된 1차 슬러지로 분리하는 1차 분리단계, 1차 분리단계에서 얻어진 제1 회수물로부터 비중 차이를 이용한 부상분리방법을 사용하여 마그네타이트가 고농도로 농축되어 있는 제2 회수물과 마그네타이트가 대부분 분리된 2차 슬러지로 분리하는 2차 분리단계를 연속적으로 수행할 수 있다.The fourth step is a step of crushing the precipitate obtained in the third step for the purpose of recovering the magnetite, and the fifth step is a step of separating the particulate matter adhered to the magnetite, or the particulate matter contained in the magnetite from the magnetite. Here, the fifth step may perform one separation step, but it is more preferable to perform two separation steps continuously. As an example, the crushed precipitate is a precipitation method using a difference in specific gravity, and the first recovered product containing a large amount of magnetite and the first sludge separated from the primary sludge in which the magnetite is mostly separated. By using the flotation separation method using the difference in specific gravity from the recovered material, the secondary recovery step of separating the second recovered material in which the magnetite is concentrated at a high concentration and the secondary sludge in which the magnetite is mostly separated can be continuously performed.
그리고 제6 단계에서는 마그네타이트가 고농도로 농축되어 있는 제2 회수물을 반응조로 다시 공급하여 제1 단계를 수행하는 단계이다.In the sixth step, the second recovery product in which the magnetite is concentrated at a high concentration is supplied again to the reaction tank to perform the first step.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.The specific parts of the present invention have been described in detail above, and for those skilled in the art, these specific descriptions are merely preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereto. It is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the art, and such variations and modifications are within the scope of the appended claims.
100 : 반응조
200 : 자성체 저장조
300 : 침전조
310 : 침전조 유출관로
320 : 제1 라인믹서
400 : 1차 분리장치
410 : 1차 분리장치 본체
420 : 패들
421 : 패들 몸체 422 : 돌기
423 : 제1 통공 424 : 제1 회전축
430 : 다공판
431 : 다공판 몸체 432 : 제2 통공
440 : 제1 회수물 배출관로
450 : 제2 라인믹서
460 : 초음파 발생장치
470 : 1차 슬러지 순환라인
480 : 제1 슬러지 배출관로
500 : 2차 분리장치
510 : 2차 분리장치 본체
511 : 2차 슬러지 배출관로
520 : 내부 분리조
521 : 경사판
521′ : 침강 유도공 521″ : 회전축 삽입공
522 : 산기판
522′ : 산기공 522″ : 회전축 삽입공
523 : 제2 회수물 배출관로
530 : 제2 회전축
531 : 스크류
540 : 고정봉
550 : 자석
600 : 자성체 회수조
700 : 농축조100: reactor
200: magnetic material storage tank
300: sedimentation tank
310: sedimentation tank outlet pipe
320: first line mixer
400: primary separator
410 primary body separator
420: paddle
421: paddle body 422: protrusion
423: first through hole 424: first rotating shaft
430: perforated plate
431: perforated plate body 432: second through hole
440: first discharge pipe
450: second line mixer
460: Ultrasonic Generator
470: 1st sludge circulation line
480: first sludge discharge pipe
500: secondary separator
510: secondary separator main body
511: secondary sludge discharge pipe
520: Internal separation tank
521: inclined plate
521 ': Settling
522: acid substrate
522 ′:
523: second recovery discharge pipe
530: second rotation axis
531: Screw
540: fixed rod
550: Magnet
600: magnetic material recovery tank
700: thickening tank
Claims (8)
상기 반응조(100)에 자성체를 공급하기 위한 자성체 저장조(200);
상기 반응조(100)로부터 배출되는 응집혼화수를 공급받아 상등수와 침전물로 고액분리를 수행하는 침전조(300);
상기 침전조(300)로부터 침전물을 공급받아 침전물에 함유되어 있는 자성체를 분리하는 제1 분리장치(400) 또는 제2 분리장치(500); 및
자성체가 분리된 침전물의 수분을 감소시키는 농축조(700)를 포함하되,
상기 침전조(300)로부터 상기 분리장치로 이송되는 침전조 유출관로(310)에는 침전물의 플록을 파쇄하기 위한 라인믹서가 구비되고,
상기 제2 분리장치(500)는, 바닥부가 상광하협 구조로 이루어진 제2 분리장치 본체(510), 소정 각도로 경사지며 서로 교번하도록 배치된 2개 이상의 경사판(521) 및 경사판(521) 아래에 위치하여 미세한 공기를 배출하는 산기판(522)을 포함하는 상기 제2 분리장치 본체(510) 내부 소정 깊이에 위치하며 바닥부가 상광하협 구조인 내부 분리조(520), 상기 내부 분리조(520) 내부에 구비된 제2 회전축(530), 상기 제2 분리장치 본체(510)와 상기 내부 분리조(520)가 소정 거리 이격된 상태를 유지하도록 고정하는 1개 이상의 고정봉(540), 및 상기 내부 분리조(520) 바닥부 외벽의 자석(550)을 포함하되,
상기 경사판(521)은 내부 분리조(520)의 내벽과 인접하는 부분에 침강 유도공(521′) 및 상기 제2 회전축(530)이 관통하는 회전축 삽입공(521″)이 구비되고,
상기 내부 분리조(520)의 바닥부와 인접하는 제2 회전축(530)의 일측 단부에는 나선형 스크류(531)가 구비된 것을 특징으로 하는 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치.
A reaction tank (100) for generating coagulated mixed water by injecting and stirring a flocculant containing a magnetic substance into the inflowed wastewater;
A magnetic body storage tank 200 for supplying a magnetic body to the reactor 100;
A settling tank 300 which receives the coagulated mixed water discharged from the reaction tank 100 and performs solid-liquid separation into a supernatant and a precipitate;
A first separation device 400 or a second separation device 500 which receives the precipitate from the precipitation tank 300 and separates the magnetic material contained in the precipitate; And
Magnetic body comprises a concentration tank 700 to reduce the water of the separated sediment,
The sedimentation tank outlet pipe 310 which is transferred from the sedimentation tank 300 to the separation device is provided with a line mixer for crushing floc of the sediment,
The second separator 500 may include a second separator main body 510 having a bottom portion having an upper and lower narrow structure, two or more inclined plates 521 and an inclined plate 521 disposed to be inclined at a predetermined angle and alternate with each other. An internal separation tank 520 and an internal separation tank 520 having a bottom portion located at a predetermined depth in the second separation device main body 510 including an acid substrate 522 for discharging fine air. A second rotary shaft 530 provided therein, one or more fixing rods 540 for fixing the second separator main body 510 and the internal separator tank 520 to be spaced apart from each other by a predetermined distance, and the Including the magnet 550 of the bottom wall of the inner separation tank 520,
The inclined plate 521 is provided with a rotating shaft insertion hole 521 ″ through which the settling guide hole 521 'and the second rotating shaft 530 penetrate to a portion adjacent to the inner wall of the inner separation tank 520,
One side end portion of the second rotating shaft 530 adjacent to the bottom of the inner separation tank 520 is a helical screw 531, characterized in that the wastewater treatment apparatus using a magnetic flocculant.
상기 제1 분리장치(400)는, 바닥부가 상광하협 구조로 이루어진 제1 분리장치 본체(410); 상기 제1 분리장치 본체(410) 내부에 구비되어 회전하는 패들(420); 및 상기 패들(420) 아래에 위치하는 다공판(430)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치.
The method of claim 1,
The first separating device 400, the bottom portion of the first separating device body 410 made of a light beam narrowing structure; A paddle 420 provided inside the first separator main body 410 and rotating; And a porous plate (430) positioned below the paddle (420).
상기 패들(420)은 소정의 두께를 갖는 패들 몸체(421), 상기 패들 몸체(421)에 구비된 1개 이상의 돌기(422), 및 상기 돌기(422) 인근에 위치하는 1개 이상의 제1 통공(423)을 포함하고,
상기 다공판(430)은 소정의 두께를 갖는 다공판 몸체(431) 및 상기 다공판 몸체(431)에 구비된 상광하협 구조의 1개 이상의 제2 통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성체 응집제를 이용한 폐수처리장치.
The method of claim 2,
The paddle 420 may have a paddle body 421 having a predetermined thickness, one or more protrusions 422 provided on the paddle body 421, and one or more first through holes located near the protrusion 422. (423),
The porous plate 430 using a magnetic flocculant, characterized in that it comprises a porous plate body 431 having a predetermined thickness and at least one second through hole of the normal light narrowing structure provided in the porous plate body 431 Wastewater treatment device.
반응조로 폐수를 유입시키는 단계;
반응조에 자성체를 포함하는 응집제를 주입 및 교반시켜 응집혼화수를 생성시키는 단계;
응집혼화수를 침전시켜 상등수와 침전물로 고액분리하는 단계;
침전물을 공급받아 침전물에 함유된 입자들을 파쇄하는 단계;
자성체가 포함되어 있는 회수물과 상대적으로 자성체의 함유량이 낮은 슬러지로 분리하는 단계; 및
분리한 회수물을 반응조로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성체 응집제를 이용한 폐수처리방법.Using the wastewater treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Introducing wastewater into the reactor;
Injecting and stirring a flocculant including a magnetic substance into a reaction tank to generate flocculated mixed water;
Precipitating agglomerated mixed water to solid-liquid separation of the supernatant and precipitate;
Receiving a precipitate to crush the particles contained in the precipitate;
Separating the recovered material containing the magnetic material into sludge having a relatively low magnetic content; And
Wastewater treatment method using a magnetic flocculant, characterized in that it comprises the step of supplying the separated recovered product to the reaction tank.
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