KR20140047334A - 오폐수 또는 원수의 처리장치 - Google Patents

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KR20140047334A
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Abstract

본 발명은 세차세척수 또는 생활 폐수와 같은 무방류의 오폐수와, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수를 살균소독, 여과 및 정화시켜서 재사용하기 위한 오폐수 또는 원수 처리장치에 관한 것으로, 오폐수 또는 원수를 포집하는 원수집수조; 상기 원수집수조에 포집되어 저장된 오폐수 또는 원수를 펌핑하는 원수펌프; 상기 원수펌프를 통해 공급된 오폐수 또는 원수를 교반하는 인라인 믹서; 상기 인라인 믹서에 있는 오폐수를 정화하기 위한 약품을 투입하는 약품 투입부; 오폐수에 함유된 이물질의 전기적인 응집과 오폐수 또는 원수가 산화환원 처리되게 하는 전기셀; 상기 전기셀로부터 오폐수 또는 원수를 공급받아 반응, 응집, 침전시켜서 상등수로 정화하는 화학적침강조; 상기 상등수가 살균, 소독 및 탈취처리되게 하는 오존발생장치; 상기 상등수를 여과하는 디스크 필터; 상기 디스크 필터를 통해 여과된 여과수를 재차 여과하는 카본 필터; 상기 카본 필터에 의해 여과된 여과수를 저장하는 제1 서비스 탱크; 상기 제1 서비스 탱크에 저장된 여과수를 재차 정화시키기 위한 멤브레인 필터; 상기 멤브레인 필터를 거친 정화수를 저장하는 제2 서비스 탱크; 상기 제2 서비스 탱크 내부에 설치되어서 상기 정화수를 살균, 소독처리하는 자외선 살균램프; 상기 제2 서비스 탱크에서 살균, 소독처리된 정화수를 펌핑하는 이송펌프; 상기 이송펌프를 통해 공급된 정화수를 저장하고 공급하는 정화수저장탱크; 상기 화학적침강조에서 걸러진 슬러지를 배출관을 통해서 공급받아 저장하는 슬러지 저장탱크; 상기 슬러지 저장탱크에 있는 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지 이송펌프; 및 프로그램화되어 자동 또는 수동으로 오폐수 또는 원수를 처리하기 위한 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

오폐수 또는 원수의 처리장치{Device for treating sewage and waste water or source water}
본 발명은 오폐수 또는 원수의 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세차세척수 또는 생활 폐수 등의 무방류 오폐수, 그리고 음용수를 위한 원수(原水)를 살균소독하면서 효율적으로 여과 및 정화할 수 있는 오폐수 또는 원수의 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 승용차를 비롯한 운송기계들은 주기적인 세척이 필요한데 세척과정에서는 용수가 필요하고 필연적으로 무방류의 오폐수가 발생하게 되어있다. 상기 무방류 오폐수와 같은 환경오염물질 배출시설로 규정된 세차 및 세척설비는 주민 밀집지역, 상업지역, 건물 내부 등에 설치하는데 여러 가지 제약사항이 있으며 관련기관의 허가를 득해야 설치가 가능하도록 되어 있다.
또한, 가정 혹은 축사에서 배출되는 생활계의 무방류의 오폐수를 비롯하여 각종 산업폐수, 축산폐수 등을 정화하기 위해 정화조가 지하에 매설되는데 그 정화조에는 그 내부를 칸막이를 설치하여 독립된 각각의 수조를 다수 설치하여 오폐수가 이 수조들을 순차적으로 통과하면서 미생물의 먹이사슬 및 공생작용을 이용하여 분뇨 및 생활계에서 발생하는 각종 오폐수 등과 같은 오염물질을 분해 정화시켜 배출되도록 하고 있다. 그리고, 현재에는 상기와 같은 오폐물질을 분해하여 정화시키기기 위한 다양한 장치들이 개발 및 사용되고 있으나 슬러지가 미쳐 분해되기 전에 외부로 배출되는 등의 문제가 있었으며, 침전된 슬러지들에 의해 정화능력을 향상시키는데 한계가 있었다.
그리고, 일반적인 음용수처리장치는 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물과 같은 1차 처리수인 원수(原水)를 음용수로 2차 처리하는 수준의 장치로서 널리 보급되어 있으나, 상기 음용수처리장치에서 이용되고 있는 기기들은 각각 개별단위의 여과 목적이 주를 이루고 있으며 원수의 유입조건에 따라서 종합적으로 처리할 수 있는 제품이 없으므로 사용상 많은 제약을 받고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 출원인은 한국 등록특허공보 제10-1034081호에 개시된 바와 같이, 오폐수 저장 탱크에 저장된 오폐수를 펌핑하는 펌프; 상기 펌프에서 공급한 오폐수를 교반하는 인라인 믹서; 상기 인라인 믹서에 의해 교반한 오폐수를 저장하는 제1 서비스 탱크; 상기 제1 서비스 탱크에 저장한 오폐수를 전기 분해하는 전기 응집기; 상기 전기 응집기에 의해서 전기 분해된 오폐수를 공급받아 응집, 침전시켜서 정화하는 복합 정화장치; 상기 복합 정화장치에 의해 정화된 오폐수를 필터링하는 복수 개의 필터; 상기 필터를 거친 오폐수를 저장하는 제2 서비스 탱크; 상기 제2 서비스 탱크에 저장한 오폐수를 재차 정화하는 멤브레인 필터; 및 상기 멤브레인 필터를 거친 정화된 물을 저장하는 제3 서비스 탱크;를 구성함으로써, 오폐수 및 오염물질를 효율적으로 정화할 수 있는 오폐수처리설비를 개발하였다.
그러나, 본 발명의 출원인은 상기와 같이 오폐수의 정화처리가 가능한 오폐수처리설비에 추가하여, 다양한 형태로 발생된 오폐수나 음용수용 원수를 단지 하나의 처리장치를 통해서 여과 및 정화하면서 동시에 살균소독 처리할 수 있는 장치의 개발이 시급함을 인지하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 세차세척수를 방류하지 않고 여과 및 정화처리 후 재활용할 수 있게 함과 아울러 생활 폐수를 여과, 정화 및 살균소독처리하여 배출함으로써 주변의 수질을 오염시키지 않게 하고, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물과 같은 조건이 다양한 원수를 인체에 유해한 어떠한 약품을 사용하지 않고 전기적인 에너지에 의해서 오염물질을 응집침전시킨 후 물리적인 처리로 음용수화 할 수 있도록 하되, 장치의 전체 시스템을 표준화 페키지화 하여 이동성과 공간성을 높일 수 있도록 개발하였을 뿐만 아니라 소모성 부품을 최소화하고 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 세차세척수 또는 생활 폐수와 같은 무방류의 오폐수와, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수를 살균소독, 여과 및 정화시켜서 재사용하기 위한 오폐수 또는 원수의 처리장치는, 무방류의 오폐수 또는 원수를 포집하는 원수집수조; 상기 원수집수조에 포집되어 저장된 오폐수 또는 원수를 펌핑하는 원수펌프; 내부 공간부가 형성되는 원형 하우징과, 상기 원형 하우징의 공간부 안에 정방향으로 회전 가능하게 설치되는 다수 개의 제1 회전팬과, 상기 제1 회전팬 사이에 위치하며 역방향으로 회전 가능하게 설치되는 다수 개의 제2 회전팬과, 상기 원형 하우징의 양단부를 커버링하는 캡으로 구성되어서, 상기 원수펌프를 통해 공급된 오폐수 또는 원수를 교반하는 인라인 믹서; 상기 인라인 믹서에 있는 오폐수의 pH를 조정하기 위한 약품을 투입하는 제1 약품공급부와, 상기 오폐수의 화학적 반응을 유도하기 위한 약품을 투입하는 제2 약품공급부로 이루어진 약품 투입부; +극과 -극으로 이루어지고, 약품과 혼합된 오폐수 또는 원수가 다수 개의 양극판 및 다수 개의 음극판 사이를 통과하면서 오폐수 또는 원수에 함유된 이물질의 전기적인 응집과 오폐수 또는 원수가 산화환원 처리되게 하는 전기셀; 상기 전기셀에서 전기적인 응집과 산화환원 처리된 오폐수 또는 원수를 공급받아 반응, 응집, 침전시켜서 상등수(上等水)로 정화하는 화학적침강조; 오존처리하기 위한 오존을 발생시켜서 오존펌프를 통해 상기 화학적침강조로 투입되게 하여 상기 상등수가 살균, 소독 및 탈취처리되게 하는 오존발생장치; 상기 오존발생장치를 통해서 오존처리된 상기 상등수를 여과시키기 위해서 펌핑하는 제1 여과펌프; 다수 개의 플라스틱재질의 디스크와 상기 디스크들 사이에 개재된 다수 개의 폴리에틸렌재질의 부직포를 다수 개로 적층시켜 구비하여, 상기 제1 여과펌프를 통해 공급된 상등수를 여과하는 디스크 필터; 상기 디스크 필터를 통해 여과된 여과수(濾過水) 내의 미립자 응집물을 제거하기 위해서 재차 여과하는 카본 필터; 상기 카본 필터에 의해 여과된 여과수를 저장하는 제1 서비스 탱크; 상기 제1 서비스 탱크에 저장된 여과수를 재차 정화시키기 위해서 펌핑하는 제2 여과펌프; 0.1 내지 0.01 미크론의 여과공을 가지는 여과사를 이용하되 미세기공을 막고 있는 여과사나 오염물질을 외부압축공기를 이용하여 역세하면서 제2 여과펌프를 통해 공급된 여과수를 재차 정화시키는 멤브레인 필터; 상기 멤브레인 필터를 거친 정화수를 저장하는 제2 서비스 탱크; 상기 제2 서비스 탱크 내부에 설치되어서 상기 정화수를 살균, 소독처리하는 자외선 살균램프; 상기 제2 서비스 탱크에서 살균, 소독처리된 정화수를 펌핑하는 이송펌프; 상기 이송펌프를 통해 공급된 정화수를 저장하고 공급하는 정화수저장탱크; 상기 화학적침강조에서 걸러진 슬러지를 배출관을 통해서 공급받아 저장하는 슬러지 저장탱크; 상기 슬러지 저장탱크에 있는 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지 이송펌프; 및 프로그램화되어 자동 또는 수동으로 오폐수 또는 원수를 처리하기 위한 제어부;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 출원인이 개발한 종래의 오폐수처리장치보다 한층 더 업그레이드된 상기와 같은 장치는, 세차세척수를 방류하지 않고 여과 및 정화 처리 후 재활용할 수 있게 함과 아울러 생활 폐수를 여과, 정화 및 살균소독처리하여 배출함으로써 주변의 수질을 오염시키지 않게 하고, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물과 같은 조건이 다양한 원수를 인체에 유해한 어떠한 약품을 사용하지 않고 전기적인 에너지에 의해서 오염물질을 응집침전시킨 후 물리적인 처리로 음용수화 할 수 있도록 하는데 있어서, 다양한 형태의 오폐수 또는 원수를 단지 하나의 처리장치를 이용하여 더욱 효율적으로 처리할 수 있게 함으로써 비용에 있어서나 수자원의 절약과 환경보호에 큰 이익을 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치를 보인 계략도.
도 2는 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 이용된 인라인 믹서를 보인 사시도.
도 3은 도 2의 인라인 믹서의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 이용된 전기셀을 보인 사시도.
도 5는 도 4의 전기셀에 대한 상세도.
도 6a 및 도 6b는 상기 전기셀에서 행해진 전해살균과정을 보인 개략도.
도 7a는 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 이용된 화학적침강조를 보인 개략단면도.
도 7b는 상기 화학적침강조의 개략사시도.
도 8은 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 이용된 오존발생장치를 보인 개략단면도.
도 9는 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 이용된 디스크 필터를 보인 개략단면도.
도 10은 상기 디스크 필터에 대한 단면도.
도 11은 상기 디스크 필터의 역세모드를 보인 단면도.
도 12는 상기 디스크 필터의 회전모드를 보인 단면도.
도 13은 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 이용된 멤브레인 필터에 의한 여과모드를 보인 개략도.
도 14는 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 이용된 멤브레인 필터에 의한 역세모드를 보인 개략도.
도 15는 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치의 멤브레인 필터의 유연화처리과정을 보인 개략도.
도 16은 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에서 살균소독여과 처리장치를 보인 개략도.
도 17은 본 발명의 실시예 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치의 제어부를 보인 개략도.
이하, 본 발명에 따른 오폐수 또는 원수의 처리장치에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세차세척수 또는 생활 폐수와 같은 무방류의 오폐수와, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수를 살균소독, 여과 및 정화시켜서 재사용하기 위한 오폐수 또는 원수의 처리장치는, 원수집수조(10), 원수펌프(20), 인라인 믹서(30), 약품 투입부(40), 전기셀(50), 화학적침강조(60), 오존발생장치(70), 제1 여과펌프(80), 디스크 필터(90), 카본 필터(100), 제1 서비스 탱크(110), 제2 여과펌프(120), 멤브레인 필터(130), 제2 서비스 탱크(140), 자외선 살균램프(150), 이송펌프(160), 정화수저장탱크(170), 슬러지 저장탱크(180), 슬러지 이송펌프(190) 및 제어부(200)로 구성된다.
여기서, 상기와 같은 오폐수 또는 원수의 처리장치에 있어서, 세차장에서는 환경보호와 수자원 절약 차원에서 세차부스와 오폐수 처리시설을 일체형으로 구성하고 이동 가능한 형태로 하였으며 이는 처리수를 100% 재활용할 수 있게 하였고, 생활폐수 등을 살균소독, 여과 및 정화 처리하여 배출되게 함으로써 수질 요염이 방지될 수 있게 하였으며, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수에 대해서도 전기적인 처리를 통해서 살균 정화처리하여 음용수화 할 수 있게 한 것이다.
상기 원수집수조(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 세차 및 세척과정에서 발생되는 세차세척수나, 가정이나 축사 등에서 발생되는 생활 폐수 등의 무방류 오폐수, 또는 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수를 살균소독, 여과 및 정화시키기 위해서 포집하는 장소이다.
상기 원수펌프(20)는 원수집수조(10)에 포집되어 일시적으로 저장되어 있는 오폐수 또는 원수를 펌핑하여 다음에 기술된 인라인 믹서(30)로 보내는 역할을 한다.
상기 인라인 믹서(30)는 내부에 서로 대칭형의 제1 회전팬(34)과 제2 회전팬(26)을 다수 개 구비하여 서로 교대로 삽입시켜 오폐수 또는 원수의 유체를 통과시키면 서로 역방향으로 회전하여 내부적으로 난류가 형성되어 혼합이 잘 이루어지도록 함으로써, 상기 원수펌프(20)를 통해 공급된 오폐수 또는 원수를 교반하는 역할을 한다.
따라서, 상기 인라인 믹서(30)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 공간부(31)가 형성되는 원형 하우징(32)과, 상기 원형 하우징(32)의 공간부(31) 안에 정방향으로 회전 가능하게 설치되는 다수 개의 제1 회전팬(34)과, 다수 개의 상기 제1 회전팬(34)들 사이에 위치하며 역방향으로 회전 가능하게 설치되는 다수 개의 제2 회전팬(36)과, 상기 원형 하우징(32)의 양단부를 커버링하는 캡(38)으로 구성되게 하였다.
여기서, 상기와 같이 회전형의 인라인 믹서(30)는, 종래의, 일반적으로 사용되고 있는 물과 약품의 혼합장치인 대형의 용기에 모터 교반기를 부착한 일반적인 교반기가 안고 있는 거대한 장치로 인한 설치면적의 제한과 고가의 가격에 대한 문제를 해결하였고, 또한 믹서내부의 교반자가 선형으로 고정되어 있거나 스크류 타입이기 때문에 혼합효과가 저하되는 고정형 인라인 믹서의 문제점을 해결하였다.
상기 약품 투입부(40)는 오폐수를 정화시키기 위해서 인라인 믹서(30)에 오폐수의 pH를 조정하기 위한 약품과 화학적 반응을 유도하기 위한 약품을 투입하는 역할을 하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 오폐수의 pH를 조정하기 위한 약품을 투입하는 제1 약품공급부(42)와 오폐수의 화학적 반응을 유도하기 위한 약품을 투입하는 제2 약품공급부(44)로 이루어진다.
여기서, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수를 살균소독, 여과 및 정화시키기 위해서는 약품 투입부(40)에 의한 화학적 약품을 인라인 믹서(30)에 투입하지 않고, 단지 전기셀(50)을 통한 전기적인 에너지에 의해서 만이 오염물질을 응집침전시킨 후 물리적인 처리로 음용수화 할 수 있도록 하여 사람들이 안전하게 음용할 수 있게 하였다.
상기 전기셀(50)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, +극과 -극으로 이루어지고, 약품과 혼합된 오폐수 또는 약품과 혼합되지 않은 원수가 다수 개의 양극판(51) 및 다수 개의 음극판(52) 사이를 통과하면서 오폐수 또는 원수에 함유된 이물질의 전기적인 응집과 오폐수 또는 원수가 산화환원 처리(도 6a 및 도 6b 참조)되게 하는 역할을 한다.
그리고, 본 발명의 장치에서 상기 전기셀(50)은, 직류전원의 여러 특성을 수처리분야에 응용하고자 여러 효율적인 장치를 개발하고 채택하였으며, 도 5에서와 같이 양극판(51) 및 음극판(52)을 판형에서 원통형으로 제작하여 표면을 원형으로 타공하거나 격자형태로 조합하여 전류 흐름의 저하없이 이물질이 부착할 수 있는 면적을 최소화하였다.
즉, 상기 전기셀(50)의 양극판(51) 및 음극판(52)은, 원형으로 타공하거나 격자형으로 타공 조합하여 전류 흐름의 저하없이 오폐수 또는 원수에 함유된 이물질이 부착할 수 있는 면적을 최소화하기 위해서 원통형으로 형성되게 한 것이다.
그리고, 상기 전기셀(50)에서 오폐수 또는 원수를 전해 살균할 때 산화환원의 전위차는 700 내지 2,700㎷로 되게 하면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 오폐수 또는 원수에 존재하는 대장균을 비롯한 미생물들의 세포막이 파괴되어 세포질이 유출되면서 세균이 사멸되어 정화할 수 있게 되는 것이다.
상기 화학적침강조(60)는 전기셀(50)에서 전기적인 응집과 산화환원 처리된 오폐수 또는 원수를 공급받아 반응, 응집, 침전시켜서 상등수(上等水)로 정화시키는 역할을 한다.
따라서, 상기 화학적침강조(60)는 도 7b에 도시된 바와 같이 원통형의 경사판(62)을 원추형으로 배열하여 도입하였으며, 도 7a에 도시된 바와 같이 그의 내부를, 내부로 공급되는 오폐수 또는 원수를 응집하는 응집부(A)와, 응집된 오폐수 또는 원수의 부유물을 침전시켜서 상등수로 정화하는 침전부(B)와, 상기 상등수에 오존을 투입하여 살균, 소독 및 탈취처리되게 하는 오존처리부(C)로 구성되게 3등분으로 분할하였다.
상기 오존발생장치(70)는 상등수를 오존처리하기 위한 오존을 발생시켜서 오존펌프(71)를 통해 화학적침강조(60)의 오존처리부(C)로 투입되게 하여 상등수가 살균, 소독 및 탈취처리되게 하였다.
상기 오존발생장치(70)에서는 그를 통해 발생된 오존을 상등수에 투입하기 위해서는 이젝터를 주로 사용하는데 모든 이젝터는 본체와 오폐수 또는 원수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 부착되어야 하고 체크밸브를 부착하기 위한 별도의 배관이 필요한데, 이러한 장치 구성의 복잡함과 번거로움을 해결하기 위해서 본 발명에서는 오존을 상등수에 투입하기 위한 이젝터(72)와 상등수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(74)를 도 8에 도시된 바와 같이 일체형으로 이루어지게 하였다.
즉, 상기 오존을 화학적침강조(60)의 오존처리부(C)로 투입하기 위해서는 이젝터(72)의 작동과 동시에 체크밸브(74)를 상향이동시켜 열림 상태가 되게 하고, 반대로 오존이 화학적침강조(60)의 오존처리부(C)로의 유입되는 것을 막기 위해서는 체크밸브(74)를 하향이동시켜 이젝터(72)의 분출구를 막아 닫힘 상태가 되게 한다.
상기 제1 여과펌프(80)는 도 1에 도시된 바와 같이, 오존발생장치(70)를 통해서 오존처리된 화학적침강조(60) 내의 상등수를 다음에 기술되는 디스크 필터(90)를 통해 여과시키기 위해서 펌핑하는 역할을 한다.
상기 디스크 필터(90)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 다수 개의 플라스틱재질의 디스크(92)와, 상기 디스크(92)들 사이에 개재된 다수 개의 폴리에틸렌재질의 부직포(94)를 다수 개로 적층시켜 구비하여, 상기 제1 여과펌프(80)를 통해 공급된 상등수를 여과하는 역할을 한다.
그리고, 일반적인 여과기로는 수처리에서 가장 기본적으로 사용되어 지는 모래여과기나 기타 섬유여과기 등이 사용되고 있는데 이는 여과과정이 반복될수록 오염물질이 여재에 부착이 되며 이를 제거하기 위해서는 역세척(역세)과정이 필요한데 부착된 오염물질이 보푸라기 형태의 섬유상이나 점성이 있을 경우 탈착이 거의 불가능하며 주기적으로 여재 전체를 교환해야 하는 번거로움이 발생되었다.
따라서, 본 발명에서는, 상기와 같이 디스크 필터(90)를 이용한 여과기를 구성하였으며, 이는 디스크(92)와 디스크(92) 사이의 부직포(94)에 의해서 여과가 이루어지고 여과층이 모래여과기나 섬유여과기에 비교하여 상대적으로 얇고 여과면적이 적음으로 섬유상의 보푸라기나 점성 물질이 부착되더라도 쉽게 탈락이 이루어 질 수 있고, 또한 역세 시에는 에어 실린더에 의해서 압착하고 있는 힘을 제거하고 동시에 분사노즐에서 고압의 압축공기와 신선수를 분사함으로써 부착된 오염물질들이 쉽게 탈락되도록 하였다.
즉, 상기 디스크 필터(90)에서 상등수를 여과시킬 때에는 실린더(91)를 전진시켜서 디스크(92)와 부직포(94)를 소정의 압력으로 누르게 하고(도 9 참조), 역세시에는 실린더(91)를 후진시켜서 누름 압력을 제거하여 역세효율을 높임과 동시에 내부 분사노즐(93)의 각도를 편각을 주면서 회전시켜 상등수가 고압으로 분사되게 하였다(도 11 및 도 12 참조).
상기 카본 필터(100)는 디스크 필터(90)를 통해 여과된 여과수(濾過水) 내의 미립자 응집물을 제거하기 위해서 재차 여과시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 카본 필터(100)에 의해 여과된 여과수는 제1 서비스 탱크(110)에 저장된다.
상기 제2 여과펌프(120)는 제1 서비스 탱크(110)에 저장된 여과수를 재차 정화시키기 위해서 펌핑하여 다음의 멤브레인 필터(130)로 공급해주는 역할을 한다.
상기 멤브레인 필터(130)는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 0.1 내지 0.01 미크론의 여과공을 가지는 여과사(131)를 이용하되 미세기공(132)을 막고 있는 여과사(131)나 오염물질을 외부압축공기를 이용하여 역세하면서 제2 여과펌프(120)를 통해 공급된 여과수에 포함된 초미세입자를 재차 정화시키는 역할을 한다.
그리고, 멤브레인 필터(130)에 이용되는 여과사(131)는 장시간 사용시 미세기공(132)의 막힘 현상 때문에 주기적으로 역세과정이 필요하며 대부분 여과수를 사용하여 역세하고 있다.
그러나, 역세는 기본적으로 여과 압력보다 더 큰 역세압이 요구되고 있으나 멤브레인 필터(130) 특성상 고압의 역세수를 사용할 수 없기 때문에 표면에 부착된 오염물질을 제거하기 위해서는 장시간 역세수를 공급하면서 운전하여야 하므로 다량의 역세수가 발생하고 이는 2차적으로 처리하여야 할 원수의 증가를 가져오게 된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에서 이용된 멤브레인 필터(130)의 역세는, 외부압축공기를 상기 멤브레인 필터(130) 내부로 공급하여 미세기공(132)을 막고 있는 여과사(131)가 안쪽에서 바깥쪽으로 탈락이 이루어지게 함과 동시에, 외부압축공기를 상기 멤브레인 필터(130)의 바깥쪽으로 투입하여 흔들어 주어서 오염물질이 밖에서 탈락되게 함으로써 역세효율이 증가되게 하였고 또한 역세수를 공급할 때 멤브레인 필터(130) 안팎으로 압축공기를 공급하여 역세효율이 증가되도록 하였다.
그리고, 멤브레인 필터(130)의 주성분은 화학적으로 합성된 섬유상 재질이기 때문에 장시간 사용할 경우 섬유재질에 경시변화가 발생하여 여과 효율이 저하하게 된다.
따라서, 주기적으로 멤브레인 필터(130)의 섬유 유연성을 증가시키기 위하여 화학적인 약품처리를 해야 하며, 일반적인 장치에서는 멤브레인 필터(130)를 분리하여 별도의 시설에서 유연화 과정이 이루어지는데 이는 번거로움을 발생시키게 되며, 본 발명의 장치에서는 이를 해결하기 위해서 멤브레인 필터(130)를 내장형으로 구성하였으며, 프로그램 선택에서 자동으로 유연화과정(CIP)이 이루어지도록 하였다.
즉, 상기 멤브레인 필터(130)는 장시간 사용시 발생되는 섬유질의 경화현상을 방지하기 위해서 유연화활성제 투입에 의한 유연화처리과정(CIP)을 통해 유연화시켰다.
상기의 유연화처리과정(CIP)은, 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 서비스 탱크(140)에 있는 여과수의 종류에 따라서 선정된 유연화활성제를 소정의 농도로 주입한 후 이송펌프(160)를 가동하고 제어프로그램을 통해 제4 벨브(161)를 통해 제7 밸브(167) 방향으로 여과수가 순환되게 하거나 제4 벨브(161)를 통해 제6 벨브(166) 방향으로 순환되게 하여서 여과수 순환방향을 주기적으로 변환하여 줌으로써 이루어지게 되는 것이다.
상기 제2 서비스 탱크(140)는 멤브레인 필터(130)를 거친 정화수를 저장하여 주고, 상술된 바와 같이 멤브레인 필터(130)의 유연화처리과정이 필요할 경우에는 유연화활성제를 공급받아 이송펌프(160)를 통해 멤브레인 필터(130)로 공급해주는 역할도 한다.
상기와 같은 유연화처리과정은 프로그램에 의해서 자동적으로 이루어지도록 하였으며 설정된 시간이 지나면 그 과정은 종료되고, 여과 및 정화 시스템이 원상 복구되어 여과 및 정화 과정이 이루어지도록 하였다.
상기 자외선 살균램프(150)는 제2 서비스 탱크(140) 내부에 설치되어서 전기적인 살균 및 오존에 이어서, 자외선을 이용하여 정화수를 살균, 소독처리하는 역할을 한다.
상기 이송펌프(160)는 상술된 바와 같이 제2 서비스 탱크(140)에서 살균, 소독처리된 음용수, 정제수 또는 정화수를 재사용할 수 있도록 하기 위한 장소로 펌핑하는 역할을 한다.
즉, 상기 이송펌프(160)를 통해 공급된 정화수는 정화수저장탱크(170)로 보내어져 저장되고 음용수, 정제수 또는 세차수로 재공급된다.
상기 슬러지 저장탱크(180)는 화학적침강조(60)에서 걸러진 슬러지를 배출관(181)을 통해서 공급받아 저장한다.
그리고, 상기 슬러지 저장탱크(180)에 있는 슬러지는 이송펌프(190)를 통해서 외부로 배출된다.
한편, 본 발명의 오폐수 또는 원수의 처리장치는 여과방식을 개선하여 여과와 동시에 살균소독 작용까지도 할 수 있도록 함과 아울러 여과수를 연수화 하고 미세 산소를 주입함으로써 여과수의 품질을 한 층 업그레이드 될 수 있는 살균소독여과 처리장치의 역할을 수행할 수 있게 하였다.
그리고, 상기와 같은 오폐수 또는 원수의 처리장치에서 살균소독 및 여과할 수 있는 장치를 도 16에 도시된 바와 같이 별도로 간편하게 구성되게 함으로써 사용하는 것도 가능하다.
즉, 상기와 같은 살균소독여과 처리장치는, 본 발명의 오폐수 또는 원수의 처리장치에서, +극과 -극으로 이루어지고, 원수집수조(10)에 있는 오폐수 또는 원수가 원수펌프(20)를 통해 다수 개의 양극판(51) 및 다수 개의 음극판(52) 사이를 통과하면서 오폐수 또는 원수에 함유된 이물질의 전기적인 응집과 오폐수 또는 원수가 산화환원 처리되어 살균소독처리되게 하는 전기셀(50)과, 다수 개의 플라스틱재질의 디스크(92)와 상기 디스크(92)들 사이에 개재된 다수 개의 폴리에틸렌재질의 부직포(94)를 다수 개로 적층시켜 구비하여 상기 전기셀(50)을 통해 살균처리된 상등수를 여과하는 디스크 필터(90) 만을 이용하여 사용가능한 것으로, 이에 대해서는 상기에서 상세하게 설명한 것으로 여기에서는 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 오폐수 또는 원수의 처리장치의 각 구성요소들은 프로그램화되어 자동 또는 수동으로 오폐수 또는 원수를 처리하기 위한 도 17에 도시된 바와 같은 제어부(200)를 통해서 제어된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 처리장치를 이용하여 오폐수 또는 원수를 처리하는 과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 세차 후의 세척수 및 가정이나 축사 배출되거나 하수구에 있는 무방류 오폐수, 또는 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수를 수거하여 원수집수조(10)에 저장한다.
상기 원수집수조(10)에 오폐수 또는 원수가 저장되면 원수펌프(20)를 작동시켜 인라인 믹서(30)로 보낸다.
상기 인라인 믹서(30)에서는 원수펌프(20)를 통해 유입되는 오폐수 또는 원수의 수압에 의해서 제1 회전팬(34)과 제2 회전팬(36)이 서로 반대방향으로 회전하면서 오폐수 또는 원수가 교반되게 한다.
그런 다음, 상기 인라인 믹서(30) 내부에 있는 오폐수를 정화시키기 위해서 약품 투입부(40)를 통해 약품을 투입하되, 제1 약품공급부(42)를 통해서 오폐수의 pH를 조정하기 위한 약품을 투입하고, 제2 약품공급부(44)를 통해서 오폐수의 화학적 반응을 유도하기 위한 약품을 투입하여 정화시킨다.
여기서, 상기 원수를 처리하기 위해서는 상기 약품 투입부(40)를 가동시키지 않고 정지시켜 약품이 인라인 믹서(30)로 투입되지 않게 한다.
상기 정화된 오폐수 또는 원수는 다시 전기셀(50)로 보내지고, 상기 전기셀(50)에서 약품과 혼합된 오폐수 또는 약품이 혼합되지 않은 원수가 다수 개의 양극판(51) 및 다수 개의 음극판(52) 사이를 통과하면서 오폐수 또는 원수에 함유된 이물질이 전기적으로 응집되게 하고 오폐수 또는 원수가 산화환원 처리되게 한다.
상기 전기셀(50)에서 처리된 정화수는 화학적침강조(60)로 공급되어서 반응, 응집, 침전 등을 통해서 상등수(上等水)로 정화된다.
이때, 상기 오존발생장치(70)를 이용하여 상등수를 오존처리하기 위한 오존을 발생시켜서 오존펌프(71)를 통해 화학적침강조(60)로 투입되게 하여 상등수가 살균, 소독 및 탈취처리되게 한다.
이와 동시에, 상기 화학적침강조(60)의 하부에 걸러져서 쌓이 슬러지를 배출관(181)을 통해서 공급받아 슬러지 저장탱크(180)에 저장하고, 그 다음에 슬러지 이송펌프(190)를 이용하여 슬러지를 외부로 배출한다.
그런 다음, 상기 제1 여과펌프(80)를 이용하여 오존발생장치(70)를 통해서 오존처리된 상등수를 여과시키기 위한 디스크 필터(90)로 보낸다.
상기 디스크 필터(90)는 부직포(94)를 통해서 제1 여과펌프(80)를 통해 공급된 상등수를 여과한다.
상기 디스크 필터(90)를 통해 여과된 여과수(濾過水)는 카본 필터(100)에서 재차 여과되어 그에 함유된 미립자 응집물이 제거된다.
상기와 같은 처리과정을 거쳐 정화 및 여과되고 살균소독처리된 그리고 미립자 응집물이 제거된 여과수는 제1 서비스 탱크(110)에 저장된다.
그 후, 상기 제1 서비스 탱크(110)에 저장된 여과수를 재차 정화시키기 위해서 제2 여과펌프(120)를 멤브레인 필터(130)로 펌핑한다.
따라서, 상기 멤브레인 필터(130)에서는 여과사(131)를 이용하되 미세기공(132)을 막고 있는 여과사(131)나 오염물질을 외부압축공기를 이용하여 역세하면서 제2 여과펌프(120)를 통해 공급된 여과수를 재차 정화시키다.
상기 멤브레인 필터(130)를 통해서 재차 정화된 정화수는 제2 서비스 탱크(140)로 보내져서 일시적으로 저장한다.
이때, 상기 제2 서비스 탱크(140)에 저장된 정화수는 그의 내부에 설치되어서 자외선 살균램프(150)를 통해 다시 한번 살균, 소독처리된다.
이때, 장시간 사용되어 발생되는 멤브레인 필터(130)의 경화현상을 방지하기 위해서 유연화활성제 투입에 의한 유연화처리과정(CIP)을 필요할 때마다 실시한다.
그런 다음, 이송펌프(160)를 이용하여 제2 서비스 탱크(140)에서 살균, 소독처리된 정화수를 펌핑하여 음용수, 정제수 또는 세척수로 이용될 수 있도록 정화수 저장탱크(170)로 보낸다.
상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
10: 원수집수조 20: 원수펌프
30: 인라인 믹서 31: 공간부
32: 원형 하우징 34: 제1 회전팬
36: 제2 회전팬 38: 캡
40: 약품 투입부 42: 제1 약품공급부
44: 제2 약품공급부 50: 전기셀
51: 양극판 52: 음극판
60: 화학적침강조 62: 경사판
70: 오존발생장치 71: 오존펌프
72: 이젝터 74: 체크 밸브
80: 제1 여과펌프 90: 디스크 필터
91: 실린더 92; 디스크
94: 부직포 100: 카본 필터
110: 제1 서비스 탱크 120: 제2 여과펌프
130: 멤브레인 필터 131: 여과사
132: 미세기공 140: 제2 서비스 탱크
150: 자외선 살균램프 160: 이송펌프
161: 제4 밸브 166: 제6 밸브
167: 제7 밸브 170: 정화수저장탱크
180: 슬러지 저장탱크 181: 배출관
190: 슬러지 이송펌프 200: 제어부

Claims (9)

  1. 세차세척수 또는 생활 폐수와 같은 무방류의 오폐수와, 지하수, 지표수, 계곡수 또는 수돗물의 원수를 살균소독, 여과 및 정화시켜서 재사용하기 위한 오폐수 또는 원수 처리장치에 있어서,
    무방류의 오폐수 또는 원수를 포집하는 원수집수조(10);
    상기 원수집수조(10)에 포집되어 저장된 오폐수 또는 원수를 펌핑하는 원수펌프(20);
    내부 공간부(31)가 형성되는 원형 하우징(32)과, 상기 원형 하우징(32)의 공간부(31) 안에 정방향으로 회전 가능하게 설치되는 다수 개의 제1 회전팬(34)과, 다수 개의 상기 제1 회전팬(34)들 사이에 위치하며 역방향으로 회전 가능하게 설치되는 다수 개의 제2 회전팬(36)과, 상기 원형 하우징(32)의 양단부를 커버링하는 캡(38)으로 구성되어서, 상기 원수펌프(20)를 통해 공급된 오폐수 또는 원수를 교반하는 인라인 믹서(30);
    상기 인라인 믹서(30)에 있는 오폐수의 pH를 조정하기 위한 약품을 투입하는 제1 약품공급부(42)와, 상기 오폐수의 화학적 반응을 유도하기 위한 약품을 투입하는 제2 약품공급부(44)로 이루어진 약품 투입부(40);
    +극과 -극으로 이루어지고, 약품과 혼합된 오폐수 또는 원수가 다수 개의 양극판(51) 및 다수 개의 음극판(52) 사이를 통과하면서 오폐수 또는 원수에 함유된 이물질의 전기적인 응집과 오폐수 또는 원수가 산화환원 처리되게 하는 전기셀(50);
    상기 전기셀(50)에서 전기적인 응집과 산화환원 처리된 오폐수 또는 원수를 공급받아 반응, 응집, 침전시켜서 상등수(上等水)로 정화하는 화학적침강조(60);
    오존처리하기 위한 오존을 발생시켜서 오존펌프(71)를 통해 상기 화학적침강조(60)로 투입되게 하여 상기 상등수가 살균, 소독 및 탈취처리되게 하는 오존발생장치(70);
    상기 오존발생장치(70)를 통해서 오존처리된 상기 상등수를 여과시키기 위해서 펌핑하는 제1 여과펌프(80);
    다수 개의 플라스틱재질의 디스크(92)와 상기 디스크(92)들 사이에 개재된 다수 개의 폴리에틸렌재질의 부직포(94)를 다수 개로 적층시켜 구비하여, 상기 제1 여과펌프(80)를 통해 공급된 상등수를 여과하는 디스크 필터(90);
    상기 디스크 필터(90)를 통해 여과된 여과수(濾過水) 내의 미립자 응집물을 제거하기 위해서 재차 여과하는 카본 필터(100);
    상기 카본 필터(100)에 의해 여과된 여과수를 저장하는 제1 서비스 탱크(110);
    상기 제1 서비스 탱크(110)에 저장된 여과수를 재차 정화시키기 위해서 펌핑하는 제2 여과펌프(120);
    0.1 내지 0.01 미크론의 여과공을 가지는 여과사(131)를 이용하되 미세기공(132)을 막고 있는 여과사(131)나 오염물질을 외부압축공기를 이용하여 역세하면서 제2 여과펌프(120)를 통해 공급된 여과수를 재차 정화시키는 멤브레인(130);
    상기 멤브레인 필터(130)를 거친 정화수를 저장하는 제2 서비스 탱크(140);
    상기 제2 서비스 탱크(140) 내부에 설치되어서 상기 정화수를 살균, 소독처리하는 자외선 살균램프(150);
    상기 제2 서비스 탱크(140)에서 살균, 소독처리된 정화수를 펌핑하는 이송펌프(160);
    상기 이송펌프(160)를 통해 공급된 정화수를 저장하고 공급하는 정화수저장탱크(170);
    상기 화학적침강조(60)에서 걸러진 슬러지를 배출관(181)을 통해서 공급받아 저장하는 슬러지 저장탱크(180);
    상기 슬러지 저장탱크(180)에 있는 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지 이송펌프(190); 및
    프로그램화되어 자동 또는 수동으로 오폐수 또는 원수를 처리하기 위한 제어부(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전기셀(50)의 양극판(51) 및 음극판(52)은, 원형으로 타공되거나 격자형으로 타공 조합되어서 전류 흐름의 저하없이 오폐수 또는 원수에 함유된 이물질이 부착할 수 있는 면적을 최소화하기 위해서 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전기셀(50)에서 오폐수 또는 원수를 전해살균할 때 산화환원의 전위차는 700 내지 2,700㎷로 되게 하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 오존발생장치(70)에서, 오존을 상등수에 투입하기 위한 이젝터(72)와 상등수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(74)가 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학적침강조(60)는, 내부로 공급되는 오폐수를 응집하는 응집부(A)와, 응집된 오폐수 또는 원수의 부유물을 침전시켜서 상등수로 정화하는 침전부(B)와, 상기 상등수에 오존을 투입하여 살균, 소독 및 탈취처리되게 하는 오존처리부(C)로 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 멤브레인 필터(130) 내에서의 역세는, 외부압축공기를 상기 멤브레인 필터(130) 내부로 공급하여 미세기공(132)을 막고 있는 여과사(131)가 안쪽에서 바깥쪽으로 탈락이 이루어지게 함과 동시에, 외부압축공기를 상기 멤브레인 필터(130)의 바깥쪽으로 투입하여 흔들어 주어서 오염물질이 밖에서 탈락되게 함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 멤브레인 필터(130)는 섬유재질로 이루어지며, 장시간 사용시 발생되는 섬유질의 경화현상을 방지하기 위해서 유연화활성제 투입에 의한 유연화처리과정(CIP)을 통해 유연화시키는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유연화처리과정(CIP)은,
    제2 서비스 탱크(140)에 있는 여과수의 종류에 따라서 선정된 유연화활성제를 소정의 농도로 주입한 후 이송펌프(160)를 가동하고 제어프로그램을 통해 제4 벨브(161)를 통해 제7 밸브(167) 방향으로 여과수가 순환되게 하거나 제4 벨브(161)를 통해 제6 벨브(166) 방향으로 순환되게 하여서 여과수 순환방향을 주기적으로 변환하여 줌으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 디스크 필터(90)에서 상등수를 여과시킬 때에는 실린더(91)를 전진시켜서 디스크(92)와 부직포(94)를 소정의 압력으로 누르게 하고, 역세시에는 실린더(91)를 후진시켜서 누름 압력을 제거하여 역세효율을 높임과 동시에 내부 분사노즐(93)의 각도를 편각을 주면서 회전시켜 상등수가 고압으로 분사되게 하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 원수의 처리장치.
KR1020120113466A 2012-10-12 2012-10-12 오폐수 또는 원수의 처리장치 KR20140047334A (ko)

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