KR890000791B1 - 시뇨 정화조(屎尿淨化槽)에 있어서의 접촉 여과장치 - Google Patents
시뇨 정화조(屎尿淨化槽)에 있어서의 접촉 여과장치 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는, 본 발명의 장치에 사용되는 접촉여재(接觸濾材) 충전대(充塡袋)의 1실시예를 나타낸 도면.
제2도는, 본 발명의 장치의 1실시예를 나타낸 평면도.
제3도는, 제2도의 A-A선 단면도.
제4도는, 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 망대(網袋) 2 : 접촉여재
3 : 발포 스티로폴 4 : 목질계 파쇄품
5 : 염화비닐제 성형품 6 : 유입구
7 : 배수구 8, 9 : 맨호울
10, 22 : 개구부 11 : 격벽
12 : 산화조 13 : 접촉여재 충전대
14 : 바닥 15 : 뚜껑
16 : 침전조 17 : 수평 간막이 판
18 : 측벽 19 : 취기 배출관
20 : 망 21 : 토양
본 발명은 시뇨 정화조에 있어서의 접촉여과 장치에 관한 것이다.
종래에, 일본에서는 평면 산화식 분뇨 정화조의 사용이 1981. 6월까지 인정되어, 거의 모든 정화조가 강화 플라스틱제(F.R.P제)로 규격화되어 있었으나, 이러한 정화조로서는 목적하는 수질(BOD 90ppm)이 달성되지 않는다고 하는 문제점이 있어, 그의 사용이 전폐 되었다.
그리하여, 상기 정화조는 현재, 일본에서는 제조 및 판매가 중지되고 있으나, 한국, 대만등의 동아시아제국과 같이 방류수질에 대하여 엄격한 규제를 취하고 있지 않은 나라에서는 아직도 도입, 제조 및 판매 되고 있다.
그러나 일본내에 지금까지 설치된 이런 종류의 종래의 정화조는 약200만기(萬基)나 되기 때문에 이들 정화조를 그대로 사용가능케하는 간단한 수질 개선공법의 개발이 중요한 사회문제로 되어 있다.
상기와 같은 종래의 정화조를 폐지하지 않을수 없었던 이유는, 그의 정화 원리가 모두 1차 처리는 침전법(Septic tank법) 2차 처리는 지그재그형으로 배치한 자갈돌 사이를 1㎝전후의 얕은 수심으로, 폭30㎝전후의 수로속으로 시뇨를 흘러내려가게 하여 산화 정화 시키도록 하고 있었던 것이므로, 미국과 같이 트랜치공법과 함께, 적용함에 있어서는 전처리법으로서의 실용성을 가지고 있지만, 지하 침투법을 인정하지 않는 일본이나, 간이 처리에 의해 방류 하여도 무방한 개발도상국에서는 이론적으로 전혀 이질(異質)의 기능으로 되는 것이다.
따라서, 구조적인 측면에서 볼때, 지금까지 제조 판매되어온 F.R.P제의 정화조에 약간의 변경을 가하여 그대로 활용한다든가 또는 일본국에 있어 이미 설치되어 있는, 약200만기에 달하는 종래의 정화조를 그대로 활용 하기 위하여 여기에서 약간의 구조물을 제거하거나, 약간의 자재를 추가할 정도의 간단한 개량으로, 방류 수질이 90ppm이하로 보장될 수 있는 기술의 출현이 기대되고 있는 실정이다.
본 발명은, 상기한 바와같은 기대에 응하기 위하여 이루어진 것으로서, 평면 산화식 정화조와 조합되어 사용되는 침전조를 설치에 요하는 필요 면적을 최소로 하기 위하여, 정화조의 하부를 침전조 부분이 되게하고, 정화조의 상부는 산화조 부분이 되도록 한 2단 구조로 마련하여, 침전조의 천정(天井)이 산화조의 바닥(底面)을 겸하는 입체적 구조로 되게하여 필연적으로 침전조는 공기와 접촉하지 않도록 하고, 상기한 산화조 및 침전조 내에는, 접촉 여재를 넣은 망대를 충전한 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 시뇨 정화조에 있어서의 접촉 여과장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 접촉 여과 장치가 적용되는 시뇨 정화조의 용적은 통상 5인 규모일때 1.5㎥(1인 증가마다 0.1㎥)이고, 면적은 1.5-2.5㎡(1인 증가마다 0.1㎡)전후가 기준이 되며, 그외에, 천정(뚜껑) 취기(臭氣)배출관 및 소독조(消毒槽)가 조합되어 있다.
본 발명은, 이와같은 구조를 갖는 시뇨 정화조에 있어, 시뇨의 여과와 정화 기능을 향상시키기 위하여, 혐기성 고정 생물막법(嫌氣性固定膜法)에 의한 여과와 정화 기능을 새로이 부가함과 동시에, 1차 및 2차 처리가 행해지는 침전조 및 산화조내에 충전되는 망대내에 포함되는 접촉 여재를, 손쉽게 구할 수 있는 공통된 여재로 함과 동시에 이러한 접촉 여재가 충전된 망대를, 종래의 시뇨 정화조에 간단히 추가 시킴으로서, 상기한 바와같은 종래의 시뇨 정화조에 있어서의 문제점을 해결할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
혐기성 고정 생물막법 이란, 공기 유통이 두절되거나 또는 잘되지 않는 침전조내에 충전물을 넣은 새로운 발상으로서, 예를들어 합성수지등의 망대속에 여러가지 크기와, 각기 다른 비중을 가진 여재들의 혼합물을 충전시켜 이들 여재 전체의 비중이 물보다 약간 가벼울 정도로 한 접촉 여재 충전대를 침전조내에 충전 시킴으로서 이들 여재의 표면에 혐기성 박테리아등의 생물막이 형성되게 하여, 이들 생물막을 형성하고 있는 박테리아등의 분해 작용에 의해, 이들 여재에 접촉하게 되는 시뇨의 여과 및 정화가 이루어지도록 하는 것이다.
망대내에 충전되는 여재로서는 경석(거푸돌), 굴조개 껍질, 산호등의 천연물이나 물보다 무거운 염화 비닐수지 성형 제품, 또한 물보다 가벼운 폴리에틸렌수지 성형 제품이나 발포스티로폴, 또한 폐기물이나 목재파쇄품 등을 활용하는 것이다.
[실시예]
다음에 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
우선, 제1도에 있어서, 부호(1)은 망대로서 통상 오수속에서 썩지 않는 합성 수지재의 수㎝크기의 그물코를 갖는 것이 바람직하며, 하나의 망대의 용량은 운반의 형편이라던가, 조내에 투입하거나 또는 꺼낼때의 편리성을 고려하여 결정되는 것으로, 통상 10리터(1)전후의 것이 바람직하다. 부호(2)는 망대속에 충전되어 있는 접촉여재로서, 위에 설명한 바와같이 대략 물의 비중과 비슷한 것으로 수중에서 용해되지 않는 성질의 재질이면 무엇이든 좋다. (3)은 발포스티로폴로서, 특히 비중을 조절하기 위하여 넣게된다. (4)는, 목질계(木質係)의 파쇄품이고, (5)는 물보다 약간 비중이 무거운 염화비닐제 성형품이다. 망대(1)를 제조함에 있어서는, 우선, 망대(1) 내에 접촉 여재(2)를 적당량 넣고, 이어서, 발포스티로폴(3), 목질계 파쇄품(4) 및 염화비닐제 성형품(5)을 적당히 넣어, 망대 전체의 비경이 대락 0.9정도로 되게 한다. 비중이 0.9보다 무거우면 발포스티로폴(3)의 투입량을 증가시키고, 비중이 0.9보다 가벼우면 염화비닐제 성형품(5)의 투입량을 증가 시킴으로서 비중을 조절할 수 있다.
이들 각각의 충전재(2),(3),(4),(5)의 형상은 괴상(덩어리 모양), 통상(筒狀), 봉상(棒狀) 또는 가지형상(枝狀)등 여하한 형상의 것도 사용 가능하며 일반 성형물을 파괴한 것들이라도 무방하다.
제2도에 있어서, (6)은 유입구, (7)은 배수구이고, (8)은 유입부분의 맨호울(入孔)로서 제1실 침전조에 설치되며(9)는 제2실 침전조로부터의 유출부분 맨호울, (10)은 상기 맨호울(9)에서 산화조로 이어지는 개구부(開口部) (11)은 격벽(隔壁) (12)는 폭50㎝전후의 수로상(水路狀)의 산화조로서, 이는 필요에 따라 2-4개 설치하여도 된다. 여러개의 수로를 설치하는 경우에는, 낮은 격벽(11)을 필요로 하는 수로수에 따라 추가하여 설치하면 된다.
또한, 이 산화조(12)내부에는, 상기 접촉여재 충전대(13)를 필요한 수만큼 투입하고, 배수구(7)의 위치를 이 산화조(12)의 바닥면 높이보다 20㎝정도 높게 설치하면, 산화조(12) 내부에 20㎝수심의 접촉 여과조로 된다.
부호(22)는 개구부이다.
제3도는, 제2도에 나타낸 본 발명의 접촉 여과장치의 단면도로서, 제3도에 있어서(14)는 바닥, (15)는 뚜껑, (16)은 침전조이고, (17)은 수평 간막이판 으로서, 이는 침전조(16)의 천정과 평면 산화조인 산화조(12)의 바닥을 겸하고 있다. (18)은 상기 양조의 측벽, (19)는 취기 배출관이다.
상기 침전조(16)내에도 접촉 여재를 충전한 접촉 여재 충전대(13)가 투입된다.
상기 침전조(16)내에 투입되는 접촉여재 충전대(13)는 물보다 비중이 가벼운 것으로서, 이들은 맨호울(8) 및 (9)에서 단순히 투입 시킴으로 간단히 수평 간막이판 (17)의 하측에 부유 상태로 충전할 수 있다.
이 접촉여재 충전대(13)의 투입량은, 부유 상태로된 접촉 여재 충전대(13)의 하부와 침전조(16)의 바닥면과의 사이 간격이 침전조(16)내의 오니를 퍼내는 작업이 가능 하도록 정하면 되는바, 예를들어 진공 청소차로 수거하는 경우에 있어서는 접촉여재 충전재를 침전조(16)의 바닥면까지 충전 하여도 지장이 없으며, 인력으로 퍼내는 경우에는 맨호울 바로 아래의 부분은 비워지도록 적어도 수10㎝정도는 비워두는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 접촉 여과 장치의 작용을 설명한다. 화장실등에 설치된 변기(도시하지 않음)등으로 부터, 시뇨가 제2도에 나타낸 유입구(6)을 통해 본 발명의 정화 장치내로 도입되어, 맨호울(8)을 통해, 제3도에 나타낸 침전조(16)내로 유입된다.
상술한 바와같이, 상기 침전조(16)내에는 접촉여재 충전대(13)가 투입되어 있고, 이 충전대 내에 충전되어 있는 접촉 여재의 표면에는 혐기성 박테리아 등이 서식하고 있는 고정 생물막이형성되어 있어, 유입된 시뇨는, 이들 충전대(13)사이를 통과하는 동안, 접촉 여재(2)등과 접촉하여 여과됨과 동시에, 이들 여재(2)상에 고정 생물막으로 형성되어 있는 혐기성 박테리아의 분해 작용에 의한, 즉 혐기성 고정 생물막법에 의한 정화작용을 받게된다.
이와같이 하여, 시뇨등의 1차 정화처리가 행하여 진다. 시뇨등의 유입량이 증가함에 따라, 침전조(16)내의 시뇨등의 수위로 높아지게 되고, 유입된 시뇨등의 수위가 침전조(16)의 천정인 수평 간막이판(17)에 다다르면, 침전조(16)에서 접촉 여재의 작용 및 혐기성 고정 생물막법에 의해 여과, 정화된 시뇨등은 맨호울(9)과 개구부(10)를 통해, 침저노(16)상부에 마련되어 있는 산화조(12)내로 유입된다.
상술한 바와같이, 산화조(12)내에도 접촉 여재 충전대(13)가 투입되어 있으며, 이들 접촉 여재 충전대(13)전체의 비중은 물보다 약간 무거운 것이 사용하기에 가장 적합하다.
이 산화조(12)는, 취기 배출관(19)등을 통하여 대기중에 개방되어 있기 때문에, 이 산화조(12)내에는 항상 새로운 공기가 유통될 수 있다.
따라서, 이 산화조(12) 내에 투입되어 있는 접촉 여재 충전대(13)내의 접촉 여재(2)의 표면상에는 호기성(好氣性) 박테리아 등이 서식하여 호기성 고정 생물막을 형성하고 있게된다.
맨호울(9) 및 개구부(10)을 통하여 유입된, 상기 침전조(16)내에서 1차 정화 처리된 시뇨등은, 이 산화조(12)내를, 제2도에 화살표로 나타낸 방향으로 이동하는 동안, 접촉 여재 충전대(13)내의 접촉 여재 등과 접촉하여, 또 다시 여과 작용을 받음과 동시에, 이들 접촉 여재(2)상에 형성되어 있는 고정 생물막의 호기성 박테리아의 분해 작용 및 공기중의 산소에 의한 산화작용에 의해 또 다시 정화 작용을 받게된다.
이와같이 하여, 시뇨등의 2차 정화 처리가 행하여지게 된다. 1차 및 2차 정화 처리에 작용하는 박테리아 혐기성 박테리아 및 호기성 박테리아로서, 서로 완전히 상이한 박테리아들의 분해 작용을 받게 됨으로써, 시뇨등에 포함되어 있는 각종 유기질, 악취요소 등이 완전히 분해 처리되어, 훨씬 개량된 정화 처리가 가능해지게 된다.
이와같이 하여 2차 정화 처리된 처리수는 개구부(22)와 배수구(7)를 통하여 정화조 외부로 방출된다.
이와같이, 접촉여재 충전대(13)를 충전하므로써, 단독처리용 정화조에 있어서는, 종래에 55%에 달하였던 BOD제거율이, 65%로 상승되고, 또한 합병처리용 정화조에 있어서는 20%에 달하였던 제거율이 30-40%로 상승하며, 산화조에 대한 충전에 있어서는 BOD제거효율이 20%정도로 나쁘던 것이 60%까지 상승하여, 평균처리 수질을, 단독, 합병 공히 BOD 60ppm이하로 하는 것이 가능하게 될뿐 아니라 막힘 문제도 해결할 수 있게 된다.
즉, 막힘 현상이란 고정 생물막 및 여재간에 오니가 침적하여, 시뇨등의 통과가 불가능 해지는 것으로서, 이러한 막힘을 간단히 제거할 수 있느냐, 없느냐가 접촉여재 충전 사용 가능성 여부를 결정짓는 중요한 요소의 하나이다.
본 발명에 있어서는, 사용되는 망대(1)내에 충전한 충전물의 규격 및 형상을 임의로 조절하여 상호간의 간극과, 망대(1)하나하나의 간격을 임의로 크게 조절함으로써 막힘 현상을 방지할 수 있을뿐만 아니라 여재 충전대가 물보다 가벼운 특징을 활용하여 간단히 간극을 형성할 수 있으며, 또한 최악의 경우 망대(1) 몇개만을 꺼내어 씻는다던가 또는 조내를 교반하므로써 막힘 현상문제를 용이하게 해결할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 ″막힘현상″이란, 망대의 그물 눈뿐만 아니라, 여재와 여재 사이의 공간등이, 시뇨등의 침전물 등에 의해막혀, 새 시뇨의 통과가 불가능해지는 현상을 말한다.
제4도는, 제3도의 정화조의 뚜껑(15)을 제거하고 이를 토양에 의해 피복한 것으로서, 제3도의 실시예에서 뚜껑(15) 및 취기 배출관(19)대신에 망(20)을 설치하고, 그 위에 토양(21)을 피복함으로서 처리수의 침윤(浸潤)과 탈취(脫臭)가 토양(21)에 의해서 이루어 지도록 한 것이다.
본 발명의 상기 실시예에 있어서, 정화조 설치 면적의 최소화 및 기존의 정화조의 활용등을 고려하여 산화조(12)와 침전조(16)가 상하로 배설된 2층 구조에 대하여만 설명 하였으나, 대용량의 정화조 또는 면적등에 구애를 받지않는 정화조에 있어서는 이들 산화조(12) 및 침전조(16)를 각각 별도로 마련하여 평행식으로 제작하여도 좋다.
본 발명에 있어 새롭게 도입하고 있는 혐기성 고정생물 막법은 발효 공학에 있어서의 메탄 발효 장치등에 이미 널리 활용되고 있는 공지의 기술로서, 그 정화 기능이 높다는 것은 공지의 이론 이지만 그것이 시뇨 처리장치등에 활용되기 어려웠던 이유는 탈취 대책과 막힘 현상 문제 때문이었다.
그러나, 탈취 문제에 대해서는 토양에 의해 간단히 처리하는 기술이 이미 본 발명자들에 의해 개발되어 있으므로, 본 발명에서는 막힘 현상 방지와 정화 기능의 향상에 주안을 둔것이다.
또한, 이와 더불어, 본 발명에 있어서는, 접촉 여재로서, 폐기물 또는 자연물등의 대부분의 기존 물건을 단순히 파쇄한 다던가 또는 입경(粒經)을 식별하는 정도의 간단한 작업으로 손쉽게 얻을 수 있는 값싼 재료를 사용하였기 때문에, 그의 상업적 가치는 더욱 높은 것이다.
그 근간이 되는 생물원리는, 오수증의 생물상(相)이, 생물이 고착 또는 부착되는 자재 및 입경(粒經)별로 현재의 지견으로는 예측할 수 없는 복잡한 관계에 있으며, 환경이 다양할수록 생물상이 복잡해지고, 또한 생물상이 복잡할수록 정화 효율이 높고, 식물연쇄(먹이사슬)에 의해서 오니의 발생량이 적어진다고 하는 점에 있다.
따라서, 본 발명은, 오로지 생물학의 원점을 충실히 지킨 시스템 공법이라고 생각하여도 되며, 현대 사회의 단순화, 구격화를 목표로 한 공장 생산적 발상으로는 도저히 생각할 수 없는 신규한 기술 발상에 해당 하는 것이다.
더우기, 망대속에 각종 파쇄물을 넣어서 물보다 비중이 약간 가볍게만 하면 접촉여재가 제조될 수 있고, 또한 이들 여재는 폐기물이든 천연물이든 또는 필요에 따라서는 공장 생산품이든 무엇이든 사용가능하기 때문에, 경노동의 대상 작업이 됨과 동시에, 부가가치가 높아져서, 세계적으로 복지대상자의 구제에도 중요한 이바지를 할 수 있다는 효과도 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 발상을 즉시 응용할 수 있는 범위를 예시적으로 열거하면 다음과 같다.
가). F.R.P제 및 콘크리이트제 등 이미 설치된 정화조의 간단한 개선이 가능하게 된다.
나). 토양식 F.R.P제 정화조의 규격화 상품에서 뚜껑 및 취기 배출관을 제거하여 방류수위를 G.L보다-40㎝정도로 까지 높일 수 있는 공법이 가능케된다.
다). 공장 배수의 각종 처리장치와 조합하여 사용하여, 그 처리 수질의 개선, 잉여 오니의 감량 공법이 가능하게 된다.
Claims (1)
- 시뇨의 유입, 유출이 가능한 시뇨 정화조에 있어서, 상기 시뇨 정화조내의 중앙에 수평 간막이판(17)을 형성하여 산화조(12)와 침전조(16)가 상하로 구획되게 하고, 상기 침전조(16)내에는 경석, 굴조개 껍질, 산호등의 천연물, 염화비닐수지 성형제품, 폴리에틸렌수지 성형 제품, 발포스티로폴, 폐기물이나 목재 파쇄품 등을 혼합하여 이루어져서 이들 전체내용물의 비중이 물보다 작도록 조절된 접촉여재(2)들을 포함하는 충전대(13)를 다수개 내장하고, 또한, 상기 산화조(12)내에는 경석, 굴조개 껍질, 산호등의 천연물, 염화비닐수지 성형 제품, 폴리에틸렌수지 성형 제품, 발포스티로폴, 폐기물이나 목재 파쇄품등을 혼합하여 이루어져서, 이들 전체 내용물의 비중이 물과같거나 물보다 크도록 조절된 접촉여제(2)들을 포함하는 충전대(13)를 다수개 내장 하는것을 특징으로 하는 시뇨 정화조에 있어서의 접촉 여과 장치.
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