KR200251863Y1 - 순환식 오폐수 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 여재가 충입된 2차 정화조를 밀폐된 통형의 탱크로 형성시켜 오폐수가 상기 2차 정화조 외부로 흘러나오는 것을 방지하였고, 또 2차 정화조 내부의 산소 량 부족으로 인하 정화효율 저하 현상을 방지하기 위하여 2차 정화조 내에 에어공급 관을 설치함으로서 산소를 풍부하게 공급할 수 있도록 하였으며, 또한 2차 정화조를 밀폐된 통형의 탱크로 하고 그 내부에 에어공급 관을 설치함으로서 상기 2차 정화조의 부피를 작게 함은 물론, 그에 따른 여재의 사용량을 줄일 수 있어 경제성을 누릴 수 있도록 한 순환식 오폐수 처리시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 오폐수 발생원으로부터 공급되는 오폐수를 공급받아 정화처리 하는 1차 정화조와, 그 1차 정화조에서 정화된 오폐수를 공급받아 정화처리 하도록 내부에 여재가 충입되고 에어공급 관 및 오폐수공급 관이 설치되며 밀폐된 통형의 탱크로 이루어진 2차 정화조와, 상기 2차 정화조에서 정화된 정화수를 공급받아 최종 정화처리 하는 필터와, 상기 필터를 통과한 정화수를 상기 오폐수 발생원에 재 공급하여 사용하도록 구성하여 된 것이다.

이상과 같은 구성은 갖는 본 고안의 효과는 오폐수의 정화효율을 높임은 물론, 설비주위의 청결함과 악취발생을 방지할 수 있고, 2차 정화조의 크기를 종래의 2차 정화조 크기에 비해 대폭 작게 함으로서 일반가정에서도 저렴한 가격에 용이하게 설치 사용할 수 있는 것이다.

Description

순환식 오폐수 처리시스템{Sewage/waste water purging system form circulate}

본 고안은 사람 및 가축의 분뇨, 물이 함유된 음식물쓰레기, 생활하수(이하 '오폐수'라 칭함)를 정화처리 하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오폐수 발생원으로부터 공급돼 들어오는 오폐수를 1차 정화조, 2차 정화조, 필터를 통하여 정화한 후 그 정화된 정화수를 다시 재 사용할 수 있도록 한 순환식 오폐수 처리시스템에 관한 것이다.

일반적인 오폐수 처리시스템은 침전분리조, 1차 및 2차 여과조로 구성되어 있으며, 이들은 오폐수 발생원으로부터 공급돼 들어오는 오폐수를 일정시간 체류시켜 고액 분리시킨 후 고체 성분은 모아서 별도 매립 등의 방법으로 처리하고 액체 성분은 1차 및 2차 여과조에 공급하여 혐기성 상태에서 유기물을 제거한 후 방류하고 있다.

이러한 상기 오폐수 처리시스템은 처리 효율이 낮아서 정화조에서 나온 물을 그대로 방류할 경우 수질오염을 유발시키는 문제점이 있어 이를 다시 재처리한 후 방류하고 있으나 그의 방법은 처리비용이 많이 든다는 경제적인 문제점뿐만 아니라 상기 정화된 물을 재 사용하지 못하고 새로운 물을 사용해야 함으로 날로 심각해져 가는 물 부족 형상을 가중시키는 요인이 되고 있다.

따라서 근래에는 상기와 같은 물의 낭비를 예방할 수 있는 일본 공개특허공보 평10-72858호인 순환식 분뇨 처리장치가 공지되어 있는 바, 이는 대변기로부터 배출되는 폐수를 발효조에서 현탁하면서 발효시키고, 소변기로부터 배출되는 소변은 별도로 정화조에 회수하여 정화시킨 후, 스톡 탱크에 저장하여 이를 재 사용할 수 있도록 하였다.

그러나, 상기 순환식 분뇨 처리장치는 대변과 소변을 별도로 모아서 소변만을 정화처리 하여 세정수로 재사용하고, 대변기에서 발생하는 폐수는 재사용하지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 고안자는 상기의 문제점을 해소하고자 대한민국 특허출원 제 2000-32344호인 분뇨, 음식물쓰레기, 생활하수 정화처리장치를 제공하였고 그 구성은 다음과 같다.

먼저 분뇨, 음식물쓰레기, 생활하수 정화처리장치는 오폐수 발생원(50)으로부터 공급돼 들어오는 오폐수를 수중미생물 존재 하에서 폭기시켜 혐기성 및 일부 호기성 조건에서 발효시키는 1차 정화조(10);

수십만 개의 미세 통기구멍(21)이 측면에 존재하고, 상부는 공기와 접촉하여 1차 정화조로부터 이송된 오폐수를 호기성 조건에서 발효시키는 2차 정화조(20);

2차 정화조로부터 이송된 2차 정화수 중 잔류성분 즉 냄새와 색소를 흡착하는 필터(30);

상기 필터로부터 이송된 정화수를 저장하는 저장탱크(40)와 그 저장탱크의 정화수를 오폐수 발생원 및 생활용수용 수도로 연결시키는 관(41)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

그리고 상기 1차 및 2차 정화조 내부에는 완전 탈수된 직경 4 - 20 mm의 나무 칩이 정화조 부피의 1-20%만큼 포함되고, 상기 정화조에 충입되는 나무 칩은 삼나무 또는 참나무 칩이며, 상기 나무 칩은 나무를 세라믹 로 내에서 80-100℃에서 35-40시간동안 가열하여 완전 탈수시킨 것을 사용하도록 되어있다.

이와 같은 상기 분뇨, 음식물쓰레기, 생활하수 정화처리장치는 오폐수를 정화처리 하고 그 정화처리 된 정화수를 재 사용할 수 있도록 한 것으로서 상기 일본 공개특허공보 평10-72858호인 순환식 분뇨 처리장치의 문제점을 해소할 수는 있으나, 도 2에 나타낸 바와 같이 2차 정화조(20)에 수십만 개의 미세 통기구멍(21)이 형성되어 있기 때문에 오폐수가 2차 정화조(20)에 공급되면 상기 미세 통기구멍(21)으로 오폐수가 흘러나오는 문제점이 발생하여 장치주위가 더러워지거나 악취가 발생하는 등의 문제점이 발생하였다.

또 상기 2차 정화조(20)에는 오폐수의 정화를 위하여 산소를 공급해 주어야 하는데, 그 산소를 공급하는 수단이 상기 미세 통기구멍(21)을 통하여 유입돼 들어가게 형성되어 있기 때문에 2차 정화조(20)의 내부에 참나무나 삼나무의 칩이 충입된 상태에서는 산소의 유입 량이 적어 정화의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또 상기 산소의 유입 량 부족으로 인하여 발생하는 오폐수의 정화효율 떨어짐을 극복하고자 참나무나 삼나무로 된 칩을 대량 사용하게 되고 그에 따른 2차 정화조의 크기가 켜야 함으로 정화장치 자체의 부피가 커져 협소한 공간에 설치하기가 매우 곤란했으며 상기 참나무나 삼나무로 된 칩의 사용량 증가에 따른 경제성면에서도 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 고안한 것으로서, 그 목적은 여재가 충입된 2차 정화조를 밀폐된 통형의 탱크로 형성시켜 오폐수가 상기 2차 정화조 외부로 흘러나오는 것을 방지하였고, 또 2차 정화조 내부의 산소 량 부족으로 인하 정화효율 저하 현상을 방지하기 위하여 2차 정화조 내에 에어공급 관을 설치함으로서 산소를 풍부하게 공급할 수 있도록 하였으며, 또한 2차 정화조를 밀폐된 통형의 탱크로 하고 그 내부에 에어공급 관을 설치함으로서 상기 2차 정화조의 부피를 작게 함은 물론, 그에 따른 여재의 사용량을 줄일 수 있어 경제성을 누릴 수 있도록 한 순환식 오폐수 처리시스템을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 오폐수 처리시스템 구성을 나타낸 개략도,

도 2는 종래의 오폐수 처리시스템 중 2차 정화조 발췌사시도,

도 3은 본 고안의 오폐수 처리시스템 구성을 나타낸 개략도,

도 4는 본 고안의 오폐수 처리시스템 중 2차 정화조 발췌사시도,

도 5는 본 고안의 오폐수 처리시스템 중 2차 정화조 발췌 단면도,

도 6은 본 고안의 오폐수 처리시스템 중 다른 상태의 1차 정화조 발췌 구성도,

도 7은 본 고안의 2차 정화조에 충입되는 여재의 조직사진으로서 수관을 형성하는 셀이 개방되지 않은 상태도,

도 8은 본 고안의 2차 정화조에 충입되는 여재의 조직사진으로서 수관을 형성하는 셀이 개방된 상태도,

※도면의 주요 부분에 대한 부호 설명※

10 : 1차 정화조 20 : 2차 정화조

23 : 에어라인 24 : 에어공급 관

30 : 필터 40 : 저장탱크

50 : 오폐수 발생원 60 : 분쇄조

70 : 침전조 80 : 저장조

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 순환식 오폐수 처리시스템의 특징적인 기술적 구성은 오폐수 발생원으로부터 공급되는 오폐수를 공급받아 정화처리 하는 1차 정화조와, 그 1차 정화조에서 정화된 오폐수를 공급받아 정화처리 하도록 내부에 여재가 충입되고 에어공급 관 및 오폐수공급 관이 설치되며 밀폐된 통형의 탱크로 이루어진 2차 정화조와, 상기 2차 정화조에서 정화된 정화수를 공급받아 최종 정화처리 하는 필터와, 상기 필터를 통과한 정화수를 상기 오폐수 발생원에 재 공급하여 사용하도록 구성하여 된 것이다.

그리고 상기 1차 정화조는 필요에 따라 찌꺼기를 분쇄하는 분쇄조와 그 분쇄된 찌꺼기를 침전시키는 침전조 및 찌꺼기가 분리된 오폐수를 저장하는 저장조로나누어 사용할 수도 있고, 상기 분쇄조, 침전조, 저장조를 하나의 통속에서 분할 형성시켜 사용할 수도 있다.

또한 상기 여재는 건조 후 함수율이 100% 이상인 목재 침으로서 수관을 형성하는 셀이 개방된 것을 사용한다.

이상과 같은 특징을 갖는 본 고안의 순환식 오폐수 처리시스템을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 도 3은 오폐수 처리시스템 구성을 나타낸 개략도이고, 도 4는 오폐수 처리시스템 중 2차 정화조 발췌사시도이며, 도 5는 오폐수 처리시스템 중 2차 정화조 발췌 단면도로써, 이를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 먼저 오폐수 발생원(50)(변기로부터 이송된 분뇨, 축산물의 분뇨, 주방에서 발생하는 생활하수 및 음식물쓰레기)로부터 이송된 오폐수를 1차 정화조(10)에 공급하면 그 1차 정화조(10)내에 설치된 분쇄기(C)에 의해 사람이나 가축의 분 및 음식쓰레기(이하 '고형물' 이라 칭함)를 잘게 분쇄하고 그 분쇄된 고형물을 포함한 오폐수는 1차 정화조(10)의 폭기장치(11)에 의해 폭기되면서 1차 정화가 일어난다.

한편 상기 1차 정화조(10)는 도 6 다른 실시 예의 정화조에서 나타낸 바와 같이 찌꺼기를 분쇄하는 분쇄조(60)와 그 분쇄된 찌꺼기를 침전시키는 침전조(70) 및 찌꺼기가 분리된 오폐수를 저장하는 저장조(80)로 나누어 사용할 수도 있고, 상기 분쇄조, 침전조, 저장조를 하나의 통속에서 분할 형성시켜 사용할 수도 있다.

상기 분쇄조(60)는 고형물을 분쇄하는 곳으로서, 내부에 분쇄기(61)가 설치되어 있고, 침전조(70)는 분쇄된 고형물을 침전시키는 곳으로서 저부에 침전물을 빼내는 밸브(72)가 구비된 드레인관(71)이 설치되어 있으며, 저장조(80)는 오폐수를 저장하는 곳으로서 펌프(P)가 설치되어 있다.

상기와 같이 1차 정화조(10)내에서 정화된 오폐수는 펌프(P)의 작동과 함께 이송라인(12)을 통하여 오폐수공급 관(22)으로 분기되어 여재가 충입된 2차 정화조(20)로 공급되고 그와 동시에 에어라인(23)에서는 에어공급 관(24)을 통하여 2차 정화조(20)로 대기중의 에어(산소)가 공급된다.

상기 2차 정화조(20)에 산소를 공급하는 이유는 혐기성 상태의 오폐수를 호기성 조건으로 만들기 위한 것으로서, 풍부한 산소의 공급으로 인하여 호기성 미생물이 혐기성 미생물보다 우세하게 작용하여 결국 오폐수가 1차 정화조(10) 및 2차 정화조(20)를 거치는 동안 혐기성 미생물 및 호기성 미생물의 상호 작용에 의해 충분한 정화가 이루어진다.

그리고 상기 2차 정화조(20)에 충입되는 여재는 함수율이 100% 이상인 건조된 목재 침으로서 수관을 형성하는 셀(S)이 개방된 것을 사용한다. 그 이유는 함수율이 100% 이상이라면 다공성이라는 것이고, 그 다공성의 여재는 결국 오폐수가 정화되는데 필요한 미생물이 서식하는데 최적의 조건을 제공함은 물론, 오폐수를 최대한 함수할 수 있어 정화효율이 향상되기 때문이다.

또 상기 2차 정화조(20)에 충입되는 여재의 크기는 직경이 25mm 이하인 것을 사용함이 바람직하고, 상기 여재를 2차 정화조(20)에 충입하는 량은 2차 정화조(20)부피의 80-100 %만큼 충입함이 바람직하다, 그 이유는 에어공급 관(24)을 통하여 공급되는 산소의 분포가 골고루 일러날 수 있도록 하기 위함이다.

한편 상기 본 고안에서 사용되는 2차 정화조(20)는 밀폐된 통형의 탱크로서 내부에 에어공급 관(24)이 설치되어 있기 때문에 여재에 서식하고 있는 미생물에 산소의 공급이 원활하여 호기성 미생물의 번식이 왕성함으로 종래에 사용되던 2차 정화조의 산소부족으로 인한 정화효율 저하의 원인을 해소할 수 있으며, 또 2차 정화조(20)의 크기를 줄여 여재의 사용량을 적게 함으로서 경제성을 유지할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같은 본 고안의 2차 정화조(20)에는 별도의 폭기 없이 1차 정화조(10)에서 공급된 오폐수를 오폐수공급 관(22)을 통하여 분산 공급하고 중력에 의한 자유낙하 하면서 여재를 통과하게 되어 있어 오폐수 중의 오염물질이 완전 분해된다.

그리고 미생물 공급원 및 서식지의 역할을 하는 여재는 반영구적으로 사용할 수 있으나, 야외 화장실 등에 사용되는 경우 그 특성상 동절기에는 오폐수의 발생 량이 감소하여 유기물이 부족한 관계로 여재가 자체 분해될 수 있으므로 1년에 1회 정도 2차 정화조(20)내에 충입된 여재 전체 량의 5-10%를 보충해 주는 것이 바람직하다.

이상과 같은 조건을 갖춘 2차 정화조(20)를 통과하면서 정화된 정화수는 파이프(31)을 통해 활성탄으로 된 필터(30)에 공급되고 그 공급된 정화수는 냄새를 흡착함은 물론, 상기 2차 정화조(20)에서 미쳐 정화되지 못한 색소와 잔류 유기 및 무기 성분을 흡착하여 세정수로 재 사용할 수 있는 물을 만들어 오폐수 발생원(50)의 물탱크(51)에 저장하게 되는 것이다. 상기 물탱크(51)에 저장된 물은 식수를 제외한 정원용, 세차용, 세탁기용 용수 등을 의미한다.

상술한 바와 같은 본 고안은 오폐수를 정화처리 함에 있어 오폐수 발생원으로부터 공급돼 들어오는 오폐수를 1차 정화조, 2차 정화조, 필터를 통하여 정화한 후 그 정화된 정화수를 다시 재 사용함으로서 날로 심각해지는 물 부족 현상을 해소하는데 일익을 담당할 수 있음은 몰론, 수질 및 토양오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같은 본 고안의 순환식 오폐수 처리시스템은 여재가 충입된 2차 정화조를 밀폐된 통형의 탱크로 형성시켜 오폐수가 상기 2차 정화조 외부로 흘러나오는 것을 방지함으로서 오폐수의 정화효율을 높임은 물론, 설비주위의 청결함과 악취발생을 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또 본 고안은 2차 정화조 내부에 에어공급 관을 설치함으로서 산소를 풍부하게 공급함으로서 종래에 문제시되던 2차 정화조내의 산소 량 부족으로 인하 정화효율 저하현상을 방지하고 정화효율을 극대화시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.

또한 본 고안은 2차 정화조를 밀폐된 통형의 탱크로 하고 그 내부에 에어공급 관을 설치함으로서 여재의 사용량을 줄이고 그에 따른 2차 정화조의 크기를 종래의 2차 정화조 크기에 비해 대폭 작게 함으로서 일반가정에서도 저렴한 가격에 용이하게 설치 사용할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 오폐수 발생원(50)으로부터 공급되는 오폐수를 공급받아 정화처리 하는 1차 정화조(10)와, 그 1차 정화조에서 정화된 오폐수를 공급받아 정화처리 하도록 내부에 여재가 충입된 2차 정화조(20)와, 상기 2차 정화조에서 정화된 정화수를 공급받아 정화처리 하는 필터(30)와, 상기 필터를 통과한 정화수를 상기 오폐수 발생원에 재 공급하여 사용하도록 구성된 오폐수처리 시스템에 있어서,

   상기 여재가 충입된 2차 정화조는 밀폐된 통형의 탱크로 형성되고 그 탱크의 내부에는 에어공급 관(24)과 오폐수공급관(22)이 설치된 것을 특징으로 하는 순환식 오폐수 처리시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 1차 정화조는 찌꺼기를 분쇄하는 분쇄조(60)와 그 분쇄된 찌꺼기를 침전시키는 침전조(70) 및 찌꺼기가 분리된 오폐수를 저장하는 저장조(80)로 나누어진 것을 특징으로 하는 순환식 오폐수 처리시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 분쇄조, 침전조, 저장조는 하나의 통속에서 분할형성 된 것임을 특징으로 하는 순환식 오폐수 처리시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 여재는 건조 후 함수율이 100% 이상인 목재 침으로서 수관을 형성하는 셀(S)이 개방된 것임을 특징으로 하는 순환식 오폐수 처리시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 여재가 충입된 탱크 내부에 설치된 에어공급 관(24) 및 오폐수공급관(22)은 적어도 2개 이상 배열된 것임을 특징으로 하는 순환식 오폐수 처리시스템.