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1. (WO2018225889) SYSTÈME DE TRAITEMENT D'EAU
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

13   14   15  

과제 해결 수단

16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27  

발명의 효과

28   29   30   31  

도면의 간단한 설명

32   33   34   35   36   37  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

도면

1   2   3   4   5   6  

명세서

발명의 명칭 : 수처리 시스템

기술분야

[1]
본 발명은 수처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 응집제가 주입된 하수를 챔버 내부에 선회와류나 순환수류를 형성하여 응집제와 부유물질 간의 응집효율을 극대화하고 미세버블을 이용하여 부유물질을 부상시켜 효과적으로 제거할 수 있는 수처리 시스템에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로 각종 오염물질이 포함된 하수(폐수)를 정화처리 하기 위해 급속교반조, 완속교반조 및 부상분리조로 구성된 하수 처리공정이 이용되고 있다. 여기서, 상기 급속교반조에서는 명반(Alum) 등의 응집제와 하수를 혼합하여 미세 부유물질을 1차적으로 응집시켜 완속교반조로 배출하며, 상기 완속교반조에서는 급속교반조에 의해 1차적으로 응집된 부유물질을 상기 부상분리조에서의 부상분리가 가능한 크기로 응집시켜 후단에 배치된 부상분리조로 배출한다.
[3]
여기서, 종래의 급속교반조의 경우에는 상부가 개구되어 하수 내의 악취가 외부로 퍼지는 문제점이 있으며, 상기 응집제는 개구된 상부를 통해 하수로 투입됨에 따라 투입된 응집제가 하수 내에서 완전히 용해되기까지 소요되는 시간이 길어지며, 이로 인해 하수에 포함된 부유물질의 응집효율이 저하되는 문제점이 있었다.
[4]
또한, 종래의 완속교반조에서는 부유물질의 응집을 위해 내부로 유입된 하수에 보조응집제를 투입하고 부유물질의 입자간의 접촉으로 응집이 유도되도록 교반조 내부에 순환수류를 형성하기 위한 별도의 기계식 교반기가 설치되었다.
[5]
더불어, 종래의 완속교반조의 경우 상기 순환수류를 형성하기 위해 교반조 내부에서 하수를 회전시키기 위한 임펠러 형태의 기계식 교반기가 설치됨에 따라 하수처리를 위해서는 지속적으로 기계식 교반기를 구동시켜야 하며, 이로 인해 설비설치 비용 및 유지관리 비용이 증대되는 문제점이 이었다. 또한, 종래의 완속교반조는 상부가 개구된 복개구조를 가짐에 따라 상기 기계식 교반기를 구동시키게 되면 악취가 주변으로 확산되는 문제점이 있었다.
[6]
그리고, 종래에는 하수가 유입되는 반응조 내부에 미세버블을 주입하여, 하수 내에 포함된 유기물질(SS) 및 화학적 슬러지(Al+PO 4 -3→AlPO 4)는 미세버블과 부착되어 수면위로 부상되며 부상된 유기물질 및 화학적 슬러지를 상단에서 걸러내는 방식으로 정화하는 부상분리장치가 개발되었다.
[7]
그러나, 종래의 부상분리장치의 경우 반응조가 단일 구조로 구성됨에 따라 상기 미세버블이 흡착되지 않은 유기물질 및 화학적 슬러지는 그대로 처리수로 방류하게 되는 문제점이 있었다.
[8]
[선행기술문헌]
[9]
[특허문헌]
[10]
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제2000-0017670호(2000. 04.06), 고속응집침전형 오폐수처리방법.
[11]
(특허문헌 2) 등록특허공보 제10-0941387호(2010.02.02), 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
[12]
(특허문헌 3) 한국 공개특허공보 제2012-0138025호(2012.12.24), 부상 분리 장치.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[13]
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 응집제가 주입된 하수를 응집챔버 내에서 선회와류시킴으로써 상기 응집제를 완전하게 용해시켜 단시간 내에 용해된 응집제와 부유물질 간의 응집효율을 극대화한 수처리 시스템을 제공하는 것에 있다.
[14]
본 발명의 다른 목적은 응결챔버의 내부를 상하로 구분되는 복수 개의 응집조로 구획하고 각 응집조의 하수가 낙차에 의해 하부에 배치된 인접 응집조의 내부로 유입되면서 순환수류가 생성되는 구조로 구비됨으로써 별도의 교반동력없이 무동력으로 하수에 포함된 미세한 부유물질들이 수류에 의해 내부에서 순환하며 상호간에 접촉하여 일정 크기로 응집되도록 하는 수처리 시스템을 제공하는 것에 있다.
[15]
본 발명의 또 다른 목적은 하수의 유동방향에 대하여 다단으로 설치된 격벽 구조를 통해 단계별로 일시적인 미세버블의 유출을 제한하여 포화된 버블상태를 유지시킨 상태에서 유입된 부유물질 입자를 제거함으로써 단시간 내에 정화처리가 가능함은 물론 처리수에 포함되어 배출되는 부유물질을 최소화할 수 있는 미세버블을 이용한 수처리 시스템을 제공하는 것에 있다.

과제 해결 수단

[16]
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수처리 시스템은, 수밀한 내부공간(211)이 형성되고 하수유입구(212)와 하수배출구(213)가 각각 마련된 제1응집챔버(210)와, 상기 내부공간(211) 내에 회전가능하게 수직배치되고 외부로부터 공급된 응집제를 내부공간(211)으로 배출하는 응집제배출구(221)가 형성된 회전축(220) 및, 상기 회전축(220)의 둘레에 장착되어 함께 회전하며 와류를 형성하는 교반날개부(230)를 포함하는 고속응집장치(200); 수밀한 내부공간이 형성되고 상부에는 상기 고속응집장치(200)의 하수배출구(213)와 연결된 하수유입구(311)가 형성되며 하부에는 하수배출구(312)가 형성된 제2응집챔버(310)와, 상기 제2응집챔버(310)의 내부에 횡방향으로 배치되어 내부공간을 상하로 구분되는 복수의 응집조(321)로 구획하며 중앙부에는 상하로 개구된 연통공(322)이 형성된 격벽(320) 및, 각 연통공(322)의 하부 위치에 수평배치된 난류방지판(330)을 포함하는 무동력 플럭응집장치(300); 및 수밀한 내부공간이 형성되고 일측에는 상기 무동력 플럭응집장치(300)의 하수배출구(312)와 연결된 하수유입구(412)가 형성되며 타측에는 처리수배출구(413)가 형성되며 상기 내부공간에는 하단으로부터 상부방향으로 연장형성된 복수의 하부격벽(414)과 상단으로부터 하부방향으로 연장형성된 복수의 상부격벽(415)이 하부와 상부에 교호로 배치되면서 복수의 버블반응조(416)를 형성하는 반응챔버(410) 및, 마이크로 또는 나노 크기의 미세버블을 생성하여 상기 내부공간에 공급하는 버블생성기(420)를 포함하는 스컴스키머(400);를 포함한다.
[17]
여기서, 상기 고속응집장치(200)는, 직립배치된 판 형상으로 형성되어 상기 제1응집챔버(210)의 내벽에 일측이 고정장착되고 제1응집챔버(210)의 내벽 둘레를 따라 복수 개가 이격배치된 수류방해판(240)을 더 포함할 수 있다.
[18]
또한, 상기 고속응집장치(200)의 하수유입구(212)는 일단이 유량조정조(110)에 연결되는 하수공급관(250)의 타단이 연결되고, 상기 고속응집장치(200)는 상기 하수공급관(250) 또는 하수유입구(212)에 배치되어 공급되는 하수의 농도를 측정하는 하수센서(260)를 더 포함하며, 상기 하수센서(260)의 감지신호에 따라 상기 고속응집장치(200)에 공급되는 응집제의 공급량을 조절하는 제어부(500);를 더 포함할 수 있다.
[19]
또한, 상기 고속응집장치(200)는 상기 회전축(220)의 상단에 연결되어 회전하는 회전축(220)의 내부에 상하로 연장형성된 응집제이송관(222)의 상단에 응집제를 공급하기 위한 로터리조인트(270)를 더 포함할 수 있다.
[20]
또한, 상기 무동력 플럭응집장치(300)는, 상기 난류방지판(330)의 단부둘레에 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 형태로 경사진 경사부(331)가 형성될 수 있다.
[21]
또한, 격벽(320)의 단부 둘레에 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 형태로 경사진 경사면(323)이 형성되거나, 상기 격벽(320)이 중앙부에서 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 경사형태로 이루어질 수 있다.
[22]
또한, 상기 무동력 플럭응집장치(300)는, 상기 제2응집챔버(310)의 상부에 배치되며 제어신호에 따라 내부공간의 공기를 외부로 배출하는 압력조절관(340)을 더 포함하며, 상기 제2응집챔버(310)의 내부압력이 설정치를 초과하면 상기 압력조절관(340)을 구동제어하여 상기 설정치가 유지되도록 조절하는 제어부(500);를 더 포함할 수 있다.
[23]
또한, 상기 스컴스키머(400)는, 상기 반응챔버(410)의 상부에 배치되되, 외부면에는 복수의 스키머(431)가 장착된 회전체인(432)을 회전시켜 상기 미세버블에 의해 각 버블반응조(416)의 상단에 부상된 부상슬러지를 긁어내어 외부로 배출시키는 부상슬러지 배출부(430)를 더 포함할 수 있다.
[24]
또한, 상기 상부격벽(415)의 상단에 배치되며 상향 오목한 반구형상으로 이루어져 스키머(431)에 의해 인접된 버블반응조(416)의 상측에서 이송되는 부유물질의 이송을 가이드하는 라운드부(440)를 더 포함할 수 있다.
[25]
또한, 상기 스컴스키머(400)는, 상기 반응챔버(410)의 일측 벽면의 상단에 외측으로 경사지게 상향 돌출형성되어 상기 반응챔버(410)의 일측단 위치에서 선회하는 스키머(431)의 표면과 접촉하면서 스키머(431)에 묻은 수분을 긁어내는 수분제거부(450)를 더 포함할 수 있다.
[26]
또한, 상기 반응챔버(410)는 일측에 공급되는 미세버블을 내부공간으로 주입하기 위한 미세버블 유입구(421)가 형성되고, 타측에는 각 버블반응조(416)를 통과하고 처리수배출구(413)를 향해 이동하는 처리수의 일부를 배출하기 위한 처리수공급구(424)가 형성되며, 상기 버블생성기(420)는 상기 처리수공급구(424)와 미세버블 유입구(421) 사이에 연결된 처리수이송라인(470) 상에 배치되어 공급되는 처리수에 미세버블을 생성하고 생성된 미세버블을 미세버블 유입구(421)로 배출하며, 상기 스컴스키머(400)는 상기 스컴스키머(400)는 상기 처리수이송라인(470) 상에서 상기 버블생성기(420)와 처리수공급구(424) 사이에 배치되어 버블생성기(420)에 공급되는 처리수의 이물질을 제거하는 복수의 스트레이너(460)를 포함하고, 각 스트레이너(460)는 서로 다른 분기라인(471)으로 상기 처리수이송라인(470)에 연결되며, 각 분리라인(471)에는 제어신호에 따라 관로를 개폐하는 솔밸브(480)가 각각 배치되고, 버블생성기(420)에 구비된 압력계(422)의 디지털 신호값에 따라 각 솔밸브(480)의 개폐상태를 조절하는 제어부(500);를 더 포함할 수 있다.
[27]
한편, 상기 복수 개의 상부격벽(415) 중 최후단에 배치된 상부격벽(415)의 상단에는 회전체인(432)의 말단위치에서 선회하는 스키머(431)의 선회높이보다 상대적으로 긴 길이로 상향 연장형성되고 상기 스키머(431)의 선회곡선을 따라 라운드지게 절곡된 슬러지 유출방지웨어(490)가 장착될 수 있다.

발명의 효과

[28]
본 발명에 따른 수처리 시스템에 의하면,
[29]
첫째, 응집제가 주입된 하수를 응집챔버 내에서 선회와류시킴으로써 상기 응집제를 완전하게 용해시켜 단시간 내에 용해된 응집제와 부유물질 간의 응집효율을 극대화할 수 있다.
[30]
둘째, 응결챔버의 내부를 상하로 구분되는 복수 개의 응집조로 구획하고 각 응집조의 하수가 낙차에 의해 하부에 배치된 인접 응집조의 내부로 유입되면서 순환수류가 생성되는 구조로 구비됨으로써 별도의 교반동력없이 무동력으로 하수에 포함된 미세한 부유물질들이 수류에 의해 내부에서 순환하며 상호간에 접촉하여 일정 크기로 응집되도록 하여 설비비용 및 유지관리 비용을 절감할 수 있다.
[31]
셋째, 하수의 유동방향에 대하여 다단으로 설치된 격벽 구조를 통해 단계별로 일시적인 버블의 유출을 제한하여 포화된 버블상태를 유지시킨 상태에서 유입된 부유물질 입자를 제거함으로써 단시간 내에 정화처리가 가능함은 물론 처리수에 포함되어 배출되는 부유물질을 최소화할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[32]
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 시스템의 전체 구성을 나타낸 개략도,
[33]
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속응집장치의 구성을 나타낸 측단면도,
[34]
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무동력 플럭응집장치의 구성을 나타낸 측단면도,
[35]
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스킴스키머의 구성을 나타낸 측단면도,
[36]
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 스트레이너가 교대로 이용되는 동작원리를 설명하기 위한 개략도,
[37]
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오존처리장치의 구성을 나타낸 측단면도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[38]
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
[39]
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[40]
본 발명의 실시예에 대하여 설명하기에 앞서, 이하에서 설명되는 몇가지 용어들을 정의한다. 이하에서 언급되는 '하수'는 각종 오염물질이 포함된 폐수로서, 하수월류수(CSO)를 포함하여, 녹조(Water-Bloom), 생하수, 공장폐수, 침출수, 분뇨 및, 축산폐수 등의 정화처리 대상을 의미한다. 따라서, 이하에서 언급되는 하수에 포함된 '부유물질'은 우수에 다량으로 포함된 협잡물 뿐만 아니라, 화학적 슬러지, 고농도 유기물을 포함하는 다양한 종류의 오염물질을 의미한다.
[41]
또한, 이하에서 언급되는 '응집(Coagulation)'은 부유물질이 상호간의 접촉에 의해 엉키어 큰 덩어리를 이루는 현상을 의미하는 용어로서, 이하에서는 일반적으로 보다 큰 덩어리로 응집되는 현상을 나타내는 '응결(Flocculation)'의 의미와 구분하지 않고 이를 포함하는 넓은 의미로 기재하는 것임을 이해하여야 한다.
[42]
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 시스템은 고속응집장치(200), 무동력 플럭응집장치(300) 및 스컴스키머(400)가 하수의 처리 이송방향을 따라 단계적으로 배치되어 하수의 정화효율을 극대화할 수 있다.
[43]
먼저, 상기 고속응집장치(200)는 종래의 급속교반조의 기능을 대신하도록 유입된 하수를 제1응집챔버(210) 내에서 선회와류시킴으로써 상기 응집제를 완전하게 용해시켜 단시간 내에 용해된 응집제와 하수의 부유물질 간의 응집효율을 극대화하는 장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이 수밀한 내부공간(211)이 형성되고 하수유입구(212)와 하수배출구(213)가 각각 마련된 제1응집챔버(210)와, 상기 내부공간(211) 내에 회전가능하게 수직배치되고 외부로부터 공급된 응집제를 내부공간(211)으로 배출하는 응집제배출구(221)가 형성된 회전축(220) 및, 상기 회전축(220)의 둘레에 장착되어 함께 회전하며 와류를 형성하는 교반날개부(230)를 포함한다.
[44]
여기서, 상기 제1응집챔버(210)는 유입된 하수의 악취가 외부로 누출되지 않도록 내부가 밀폐된 탱크 타입으로 형성되며 서스(SUS) 등과 같이 내식성 및 내마모성이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
[45]
또한, 상기 제1응집챔버(210)의 하부로 유입된 하수는 교반날개부(230)에 의해 챔버 내에서 선회와류되며 동시에 응집제배출구(221)를 통해 응집제가 공급되고 그 과정에서 용해된 응집제에 의해 응집된 부유물질이 하수와 함께 하수배출구(213)로 배출되며, 상기 하수유입구(212)로 유입되는 하수에는 보조응집제가 혼합된 형태로 투입되어 응집효과를 배가시킬 수 있다. 상기 하수배출구(213)에는 하수공급관(290)이 연결되어 무동력 플럭응집장치(300)의 하수유입구(311)에 배출되는 하수를 공급할 수 있다.
[46]
더불어, 상기 회전축(220)은 유입된 하수 및 응집제를 선회와류시키는 교반날개부(230)를 제2응집챔버(210) 내에서 회전시키는 회전축부로서, 내부에는 공급된 응집제를 상기 응집제배출구(221)까지 이송하기 위한 응집제이송관(222)이 상하로 연장배치된다.
[47]
그리고, 상기 회전축(220)은 제1응집챔버(210)의 상단에 베어링 등의 회전수단을 매개로 회전가능하게 지지되며 그 일측에는 후술되는 제어부(500)의 제어신호에 따라 회전구동하는 구동모터(280)로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 또한, 상기 구동모터(280)는 도시되지 않은 인버터와 전기적으로 연결되어 인버터를 통해 구동전원의 주파수를 조절하는 것으로 회전축(220)의 회전속도 및 회전방향을 제어할 수 있다.
[48]
또한, 상기 교반날개부(230)는 제1응집챔버(210) 내에서 회전축(220)의 상부 위치에서 복수 개가 방사형으로 배치되는 제1교반날개(231) 및 상기 회전축(220) 상에서 제1교반날개(231)의 하부위치에 복수 개가 방사형으로 배치되는 제2교반날개(233)를 포함하며, 각 교반날개(231,233)에는 측방 개구된 통공(232,234)이 형성되어, 각 교반날개별(231,232)별로 유입된 하수를 가압하는 부분(날개 부분)과 가압되지 않는 부분(통공 부분)으로 구분됨으로써 교반날개부(230)의 회전에 따른 와류형성을 극대화할 수 있다.
[49]
여기서, 상기 고속응집장치(200)는 직립배치된 판 형상으로 형성되어 상기 제1응집챔버(210)의 내벽에 일측이 고정장착되고 제1응집챔버(210)의 내벽 둘레를 따라 복수 개가 이격배치된 수류방해판(240)을 더 포함할 수 있다. 이러한 수류방해판(240)은 교반날개부(230)의 회전에 따라 제1응집챔버(210) 내에서 함께 회전하는 하수와 마찰하여 선회와류방향과 반대되는 방향의 와류를 형성할 수 있고 이에 따라 응집효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
[50]
또한, 상기 고속응집장치(200)의 하수유입구(212)는 일단이 유량조정조(110)에 연결되는 하수공급관(250)의 타단이 연결되고, 상기 고속응집장치(200)는 상기 하수공급관(250) 또는 하수유입구(212)에 배치되어 공급되는 하수의 농도를 측정하는 하수센서(260)를 더 포함할 수 있다.
[51]
더불어, 수처리 시스템의 동작을 중앙제어하는 제어부(500)는 상기 하수센서(260)의 감지신호에 따라 상기 고속응집장치(200)에 공급되는 응집제의 공급량을 조절함으로써 부유물질을 응집하는데 필요한 적절량의 응집제를 투입가능하면서도 응집제의 사용량을 최소화할 수 있다.
[52]
그리고, 상기 고속응집장치(200)는 상기 회전축(220)의 상단에 연결되어 회전하는 회전축(220)의 내부에 상하로 연장형성된 응집제이송관(222)의 상단에 응집제를 공급하기 위한 로터리조인트(270)를 더 포함할 수 있으며 이에 따라 고정발생시 해당 부분품만 교체할 수 있어 유지관리가 용이하다.
[53]
또한, 도 1에서와 같이 상기 고속응집장치(200)의 전단에는 유량조정조(110)와 응집제탱크(120)가 각각 배치되어 정화대상인 하수와 이 하수를 응집시키는데 필요한 응집제를 공급받을 수 있으며, 응집제 공급라인에는 제어부(500)의 제어신호에 따라 구동되는 응집제펌프(121)가 배치되어 고속응집장치(200)으로 공급되는 응집제의 공급량이 제어될 수 있다.
[54]
상기 무동력 플럭응집장치(300)는 종래의 기계식 완속교반조의 기능을 대신하도록 제2응집챔버(310)의 내부를 상하로 구분되는 복수의 응집조(321)로 구획하고 각 응집조(321)의 하수가 낙차에 의해 하부에 배치된 인접 응집조(321)의 내부로 유입되면서 순환수류가 생성되는 구조로 구비됨으로써 별도의 교반동력없이 무동력으로 하수에 포함된 미세한 부유물질이 수류에 의해 내부에서 순환하며 상호간에 접촉하여 일정크기로 응집되도록 한다.
[55]
이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 수밀한 내부공간이 형성되고 상부에는 상기 고속응집장치(200)의 하수배출구(213)와 연결된 하수유입구(311)가 형성되며 하부에는 하수배출구(312)가 형성된 제2응집챔버(310)와, 상기 제2응집챔버(310)의 내부에 횡방향으로 배치되어 내부공간을 상하로 구분되는 복수의 응집조(321)로 구획하며 중앙부에는 상하로 개구된 연통공(322)이 형성된 격벽(320) 및, 각 연통공(322)의 하부 위치에 수평배치된 난류방지판(330)을 포함한다.
[56]
여기서, 상기 제2응집챔버(310)는 유입된 하수의 악취가 외부로 누출되지 않도록 밀폐된 탱크 타입으로 형성되며 서스 등과 같이 내식성 및 내마모성이 우수한 재질로 이루어진다.
[57]
또한, 도면에는 2개의 격벽(320)에 의해 3개의 응집조(321)가 챔버 내부에 형성된 것으로 예시하였으나, 하나 또는 세 개 이상의 격벽(320)이 배치되어 2개나 4개 이상의 응집조(321)를 형성할 수도 있다. 제2응집챔버(310)의 상단에 배치된 하수유입구(311)로 유입된 하수는 첫번째 격벽(320)에 의해 구획된 첫번째 응집조(321)로 유입되고 유입된 하수는 연통공(322)을 통해 두번째 응집조(321)로 배출되며, 두번째 응집조(321)에 유입된 하수는 연통공(322)을 통해 세번째 응집조(321)로 배출되고 최종적으로 제2응집챔버(310)의 하단에 형성된 하수배출구(312)를 통해 외부로 배출된다.
[58]
이와 같이 상부에서 하수가 유입되어 배출되는 다단 응집구조로 설계됨에 따라 하수유입구(311) 또는 연통공(322)을 통해 각 응집조의 상부로 유입된 하수는 중앙부의 위치에서 낙차에 의해 하부방향을 향하는 낙하수류를 형성하게 되며, 낙하하면서 각 응집조(321)의 바닥면과 접촉되는 하수는 바닥면을 따라 이동하고 이동하면서 응집조(321)의 내측벽면과 접촉되어 벽면을 따라 상승하는 상승수류를 형성하게 됨으로써 각 응집조(321)의 내부에는 중앙부를 중심으로 양측에 순환수류가 생성되는 것이다.
[59]
이에 따라 외부에서 유입된 하수에 포함된 부유물질은 첫번째 응집조(321)에서 생성된 순환수류에 의해 함께 순환하면서 상호 접촉되어 유입될 때의 크기보다 큰 덩어리 형태를 갖도록 응집될 수 있으며, 응집된 상태의 부유물질은 두번째 응집조(321) 및 세번째 응집조(321)를 거치면서 그 크기가 더욱 커지게 된다.
[60]
여기서, 도면에서와 같이 상기 난류방지판(330)의 단부둘레에 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 형태로 경사진 경사부(331)가 형성되어, 유입된 하수가 난류방지판(330) 상에서 정체되는 시간을 증가시킬 수 있으며 낙차폭을 증대시켜 응집효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
[61]
또한, 상기 격벽(320)의 단부 둘레에 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 형태로 경사진 경사면(323)이 형성되거나, 상기 격벽(320)이 중앙부에서 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 경사형태로 이루어짐으로써 격벽(320)의 상부면에 슬러지가 정체되지 않고 연통공(322)을 향하여 이동하도록 가이드할 수 있다.
[62]
더불어, 상기 제2응집챔버(310)의 상부에는 내부공간의 공기를 외부로 배출하는 압력조절관(340)이 배치되며, 상기 제어부(500)는 상기 제2응집챔버(310)의 내부압력이 설정치를 초과하면 상기 압력조절관(340)을 구동제어하여 상기 설정치가 유지되도록 조절한다.
[63]
그리고, 상기 하수배출구(312)와 상기 스컴스키머(400)의 하수유입구(412) 사이에는 하수배출관(360)이 연결되며, 상기 하수배출관(360)은 상기 하부배출구(312)에서 배출되는 하수의 배출방향과 대향하는 위치에 만곡하게 절곡된 절곡부가 형성됨으로써 하수배출구(312)를 통해 배출되면서 하수배출관(360)의 내벽과 부딪혀 하수에 포함된 부유물질의 응집된 상태가 분리되는 것을 최소화할 수 있다.
[64]
상기 스컴스키머(400)는 하부의 유동방향에 대하여 다단으로 설치된 격벽구조를 통해 단계별로 일시적인 버블의 유출을 제한하여 포화된 버블상태를 유지시킨 상태에서 부상된 부유물질 입자를 제거함으로써 단시간 내에 정화처리가 가능함은 물론 처리수에 포함되어 배출되는 부유물질을 최소화할 수 있다.
[65]
이를 위해, 상기 스컴스키머(400)는 수밀한 내부공간이 형성되고 일측에는 상기 무동력 플럭응집장치(300)의 하수배출구(312)와 연결된 하수유입구(412)가 형성되며 타측에는 처리수배출구(413)가 형성되며 상기 내부공간에는 하단으로부터 상부방향으로 연장형성된 복수의 하부격벽(414)과 상단으로부터 하부방향으로 연장형성된 복수의 상부격벽(415)이 하부와 상부에 교호로 배치되면서 복수의 버블반응조(416)를 형성하는 반응챔버(410) 및, 마이크로 또는 나노 크기의 미세버블을 생성하여 상기 내부공간에 공급하는 버블생성기(420)를 포함한다.
[66]
여기서, 상기 반응챔버(410)는 하수와 미세버블이 내부로 공급되면서 하수에 포함된 부유물질을 부상시켜 제거하기 위한 반응공간을 제공하는 챔버로서, 부상분리가 이루어지는 소정의 내부공간이 형성되되, 상기 하수유입구(412)로는 상기 무동력 플럭응집장치(300)로부터 배출된 하수가 내부공간으로 공급되고 정화된 하수는 타측에 배치된 처리수배출구(413)를 통해 외부로 배출된다.
[67]
또한, 도면에는 세 개의 하부격벽(414)와 세 개의 상부격벽(415)이 반응챔버(410) 내에서 하수의 유동방향에 대하여 교대로 배치되는 격벽구조에 의해 세 개의 버블반응조(416)가 형성된 것을 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며 하수에 포함된 부유물질의 농도 및 미세버블 공급량에 따른 정화효율을 고려하여 두 개의 버블반응조 또는 네 개 이상의 버블반응조를 형성할 수도 있음은 물론이다.
[68]
도 4에 도시된 바와 같이 상기 하수유입구(412)에는 유입된 하수를 내부로 분사하기 위한 분사노즐(419)이 장착되고 도면에는 하나의 분사노즐(419)이 도시되었으나 복수 개의 분사노즐(419)이 버블반응조(416)의 폭방향으로 이격배치되고 각 분사노즐(419)은 상기 하수유입구(412)와 분기관으로 각각 연결되어 버블반응조(416)의 내부에 전체적으로 균일하게 하수를 주입할 수 있다.
[69]
더불어, 하수의 효율적인 정화를 위해 유입펌프를 인버터 제어하여 정유량을 정밀하게 조절함으로써 하수의 정량유입 및 응집제의 정량투입으로 처리량을 효율적으로 제어할 수 있으며 응집극대화로 부상효율을 증대시킬 수 있다.
[70]
그리고, 하수유입구(412)를 통해 유입된 하수에는 미세버블에 의해 부상되지 않는 크기의 부유물질이 포함될 수 있는 데, 통상적으로 이러한 크기의 부유물질의 경우 시간이 경과하게 되면 하부에 침전되어 외부로 배출되지 않을 수 있다. 이를 위해 각 버블반응조(416)의 하부에는 침전된 침전슬러지를 배출시키기 위한 배출구(418)가 형성된다. 여기서, 슬러지의 원활한 제거를 위해 배출구(418)를 중심으로 양측에 45도 이상 경사면을 주어 신속한 슬러지 배출이 이루어지도록 할 수 있다.
[71]
상기 미세버블의 사용은 여러가지 장점을 가지고 있는데, 첫 번째로 기존의 침전방식(침전시간)보다 체류시간(부상시간)이 짧아 급격한 처리수량의 증가에 대한 대응성이 뛰어나고 설치에 필요한 소요부지 면적이 적으며 침전방식의 경우 침전을 위한 보다 큰 부유물질입자의 형성을 위해 응집제의 사용량이 많은 반면 부상방식의 경우 적은 부유물질 입자 크기로도 충분한 부상효율을 달성할 수 있기 때문이다. 또한, 미세버블에 의한 부상방식은 기존 공기부상방식의 밀리 크기를 갖는 기포를 대신하여 직경 30이하의 마이크로 또는 나노 크기의 미세기포를 사용함으로써 계면흡착현상이 우수하여 부유물질 입자와의 기포 부착빈도가 높아 응집제를 사용하지 않고도 2mm 크기 이하의 부유물질 입자를 제거할 수 있으며 보다 깨끗한 처리수질을 확보하기 위해 소량의 응집제 사용이 필요함으로 실질적인 응집제 사용량이 침전방식 및 기존 공기부상방식보다 적게 소요된다.
[72]
두 번째 특징으로는 미세버블의 경우 수중에서의 기포 상승속도가 약 1 내지 3mm/min로써 짧게는 15분 길게는 약 1시간 가량 수중에 머물러 있어 부유물질 입자와의 접촉시간이 길어 부상효율이 높은 장점이 있다.
[73]
세 번째 특징은 미세버블(마이크로버블 또는 나노버블)의 경우 기포 표면적이 넓어 산소용해율이 뛰어나 부상처리 후 잔여 미세버블은 수중에 완전 용해되어 처리수내 용존산소(DO, Dissolved Oxygen)농도를 과포화시켜 배출할 수 있다는 장점을 가지고 있는데 이는 처리수가 수계로 흘러갔을 때 수생생태계의 영향을 최소화하는 특징을 가지고 있다.
[74]
네 번째 특징으로는 미세버블의 경우 기포의 파쇄(Crushing)효과에 의한 OH *기를 발생시켜 유기물질 제거, 악취제거 및 살균기능을 가지고 있어 처리수 및 부상슬러지내 악취를 저감시켜 주며 대장균을 살균하는 효과를 가지고 있다.
[75]
한편, 상기 스컴스키머(400)는, 상기 반응챔버(410)의 상부에 배치되되, 외부면에는 복수의 스키머(431)가 장착된 회전체인(432)을 회전시켜 상기 미세버블에 의해 각 버블반응조(416)의 상단에 부상된 부상슬러지를 긁어내어 반응챔버(410)의 일측단 상부에 배치된 슬러지배출구(411)로 배출시키는 부상슬러지 배출부(430)를 구비한다. 여기서, 상기 회전체인(432)은 반응챔버(410)의 양 측에 이격배치된 회전롤(433) 사이에 무한궤도 형태로 연결되고 상기 회전롤(433)에는 제어부(500)의 제어신호에 따라 회전하는 구동모터(미도시)가 축연결되어 이 구동모터의 회전력으로 스키머(431)를 순환회전시킬 수 있다.
[76]
또한, 도면에서와 같이 상기 상부격벽(415)의 상단에는 상향 오목한 반구형상으로 이루어져 스키머(431)에 의해 인접된 버블반응조(416)의 상측에서 이송되는 부유물질의 이송을 가이드하는 라운드부(440)가 배치되어, 스키머(431)에 의해 가압되면서 측방으로 이동하는 부상슬러지가 상부격벽(415)의 뾰족한 상단에 걸려 분해되는 현상을 최소화할 수 있다.
[77]
더불어, 상기 반응챔버(410)의 일측 벽면의 상단에는 외측으로 경사지게 상향 돌출형성되어 상기 반응챔버(410)의 일측단 위치에서 선회하는 스키머(431)의 표면과 접촉하면서 스키머(431)에 묻은 수분을 긁어내는 수분제거부(450)가 배치되어, 슬러지배출구(411)로 불필요하게 수분이 배출되는 것을 방지할 수 있으며 이에 따라 농축된 슬러지를 배출할 수 있다.
[78]
그리고, 복수 개의 상부격벽(415) 중 최후단에 배치된 상부격벽(415)의 상단에는 회전체인(432)의 말단위치에서 선회하는 스키머(431)의 높이보다 상대적으로 긴 길이로 상향 연장형성되고 상기 스키머(431)의 선회곡선을 따라 라운드지게 절곡된 슬러지 유출방지웨어(490)가 장착되어, 스키머(431)가 회전체인(432)의 말단에서 선회하면서 스키머(431)에 흡착된 슬러지 등의 이물질이 처리수배출구(413)측으로 유입되어 하수와 함께 배출되는 것을 방지할 수 있다.
[79]
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반응챔버(410)는 일측에 공급되는 미세버블을 내부공간으로 주입하기 위한 미세버블 유입구(421)가 형성되고, 타측에는 각 버블반응조(416)를 통과하고 처리수배출구(413)를 향해 이동하는 처리수의 일부를 배출하기 위한 처리수공급구(424)가 형성되며, 상기 버블생성기(420)는 상기 처리수공급구(424)와 미세버블 유입구(421) 사이에 연결된 처리수이송라인(470) 상에 배치되어 공급되는 처리수에 미세버블을 생성하고 생성된 미세버블을 미세버블 유입구(421)로 배출한다.
[80]
여기서, 상기 스컴스키머(400)는 상기 처리수이송라인(470) 상에서 상기 버블생성기(420)와 처리수공급구(424) 사이에 배치되어 버블생성기(420)에 공급되는 처리수의 이물질을 제거하는 복수의 스트레이너(460)를 포함하고, 각 스트레이너(460)는 서로 다른 분기라인(471)으로 상기 처리수이송라인(470)에 연결된다.
[81]
또한, 각 분리라인(471)에는 제어신호에 따라 관로를 개폐하는 솔밸브(480)가 각각 배치되고, 제어부(500)는 버블생성기(420)에 구비된 압력계(422)의 디지털 신호값에 따라 각 솔밸브(480)의 개폐상태를 조절할 수 있다.
[82]
따라서, 두 개의 스트레이너(460) 중 어느 하나의 스트레이너(460)를 이용하는 중에 버블압력이 기준치 이상으로 증가하거나 감소하게 되면 이를 감지하여 자동적으로 해당 스트레이너(460)의 솔밸브(480)는 차단되고 다른 하나의 스트레이너(460)의 솔밸브(480)가 개방되어 이물질이 없는 새로운 스트레이너(460)를 통해 미세버블이 공급되도록 할 수 있다. 예를 들어, 압력계(422)의 디지털 신호값이 8 내지 10Kg/㎠ 범위를 벗어나면 현재 이용되는 스트레이너(460)가 솔밸브(480)에 의해 다른 스트레이너(460)로 교대되는 것이다.
[83]
더불어, 상기 스트레이너(460)의 상부에는 개폐덮개(462)가 구비되어 내부의 거름망(461)을 용이하게 교체하거나 세척할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
[84]
그리고, 상기 버블생성기(420)의 출력단에는 순환수와 혼합하여 거대기포를 생성한 후 펌프를 이용하여 고압상태를 유지하고 후단에 스플릿(Split) 장치를 배치하여 이를 통과하면서 더 작게 분해하여 기존의 미세버블보다 작은 초미세버블을 형성할 수 있으며, 이러한 초미세버블을 공급하여 다수의 초미세버블이 부유물질을 완전히 포위하는 형태로 부착되도록 하여 부상 및 제거효율을 더욱 증대시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
[85]
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 시스템은 고속응집장치(200), 무동력 플럭응집장치(300) 및 스컴스키머(400)가 하수의 처리 이송방향을 따라 단계적으로 배치되어 고속응집장치(200)과 무동력 플럭응집장치(300)을 통해 스컴스키머(400)를 통해 미세버블에 의해 부상시킬 수 있는 정도로 부유물질을 단시간 내에 응집시킬 수 있으며, 미세버블에 의해 부상효율을 증대시켜 부유물질을 최소화되도록 정화한 처리수를 외부로 배출할 수 있다.
[86]
그리고, 도 1에서와 같이 상기 하수공급라인 상에는 반송유량계(140)가 배치되어 미세버블의 공급량을 측정 및 조절할 수 있으며, 배출구(418)를 통해 배출된 침전슬러지는 후단에 배치된 슬러지저류조(150)로 배출되어 저장된다.
[87]
또한, 처리수배출구(413)에는 오존처리장치(600)의 처리수조(610)가 연결되어 정화된 처리수가 배출되고, 처리수조(610)의 후단에는 오존발생기(620) 및 오존반응조(630)가 배치되어 처리수를 살균소독할 수 있으며 유량계(160)를 거쳐 방류조(180) 또는 UV소독설비(190)로 최종 배출된다.
[88]
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 시스템은 상기 오존처리장치(600)가 구비되어 하수에 포함된 유기물질, BOD, 세균, 냄새 및 색도를 제거할 수 있는데, 이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이 오존처리장치(600)는 처리수조(610), 오존발생기(620) 및 오존반응조(630)을 포함한다.
[89]
상기 처리수조(610)는 오존반응조(630)에서 오존이 용해된 하수인 오존수와 전단에 배치된 스컴스키머(400)로부터 배출된 하수를 혼합하기 위한 저장탱크로서, 수밀한 내부공간이 형성되고 일측에는 스컴스키머(400)의 하수배출구(413)와 관로로 연결되어 하수가 공급되는 하수유입구(612)가 형성되며 타측에는 오존처리된 하수가 배출되는 하수가 배출되는 하수배출구(613)가 형성된다.
[90]
여기서, 상기 내부공간 내에는 상기 하수유입구(612)와 연결되어 공급되는 하수를 내부공간에 고르게 주입하기 위한 하수공급관(611)이 배치되며 상기 하수공급관(611)의 단부에는 내부공간 내에서 수평방향으로 이격배치된 복수의 노즐과 연통되어 전체적으로 균일한 압력으로 하수가 공급되도록 할 수 있다.
[91]
또한, 상기 처리수조(610)의 일측에는 오존반응조(630)로부터 배출되는 오존수를 내부로 유입하기 위한 처리수 유입구(619)가 형성되고 타측에는 내부에 공급된 하수의 일부를 오존발생기(620)에 공급하기 위한 하수공급구(618)이 형성되며, 상기 하수배출구(613)는 처리수조(610) 상에서 일정높이에 배치되어 설정수위 이상으로 공급되는 하수가 월류되면서 후단의 방류조(180)나 UV소독설비(190) 측으로 배출되도록 함으로써 처리수조(610) 내에서 하수와 오존수의 정체시간을 증가시킬 수 있다.
[92]
더불어, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 처리수조(610)는 내부공간 내에 하단으로부터 상부방향으로 연장형성된 복수의 하부격벽(614a)과 상단으로부터 하부방향으로 연장형성된 복수의 상부격벽(614b)이 하부와 상부에 교호로 배치되면서 오존수와 하수를 혼합하는 복수의 혼합조(615)를 형성하여, 오존과 하수가 반응하는 정체시간을 극대화할 수 있으며 각 격벽(614a,614b)을 통과하면서 상하로 유동하며 이송되므로 오존수와 하수의 혼합효율을 높일 수 있다.
[93]
상기 오존반응조(630)에서 탈기된 오존가스(O 3 Gas)는 배관을 통해 버블생성기(420)의 공기유량계에 연결되어 잔존오존을 재사용함으로써 처리효율을 높이고 잔존오존을 처리할 수 있다.
[94]
그리고, 상기 처리수조(610)는 상기 복수의 혼합조(615) 중 하수유동 방향의 최말단 혼합조(615)의 내부에 기포를 공급하는 폭기부(Bubble Generator,616)가 구비되어, 상기 최말단 혼합조(615)는 폭기부(616)로부터 공급되는 기포에 의해 처리수에 포함된 오존을 탈기하기 위한 폭기조로 기능하며, 처리수조(610)의 상부에는 탈기된 오존을 외부로 배출하기 위한 제1가스배출관(617)이 구비된다. 이러한 폭기부(616)와 폭기조에 의한 폭기작용으로 주입된 기포에 의해 하수에 용해된 오존이 탈기처리되어 제1가스배출관(617)를 통해 배출할 수 있으므로 처리수에 오존이 함유되어 인체에 유해작용하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
[95]
또한, 후술되는 오존반응조(630)의 상단에는 내부의 오존을 외부로 배출하기 위한 제2가스배출관(637)이 형성되고, 상기 폭기부(616)는 상기 제1가스배출관(617)과 제2가스배출관(637) 중 하나 이상의 가스배출관과 연결되어 공급되는 오존가스를 이용하여 상기 최말단 혼합조(615)에 주입하기 위한 기포를 형성하여 기존에 버려지는 오존을 재활용할 수 있으므로 오존생성량과 오존폐기시설의 부하를 최소화할 수 있다.
[96]
상기 오존발생기(Ozonizer,620)는 오존반응에 필요한 오존을 공급하는 장치로서, 상기 처리수조(610)의 타측에 마련된 하수공급구(618)에 연결되어 처리수조(610) 내부의 하수를 공급받으며 오존을 생성하여 공급된 하수에 용해시켜 오존반응조(630)측으로 배출한다.
[97]
여기서, 상기 하수공급구(618)와 오존발생기(620) 사이에는 순환공급되는 하수에 유동압력을 제공하기 위한 순환펌프(650)부가 구비되며, 상기 순환펌프부(650)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수 개의 순환펌프로 이루어져 동일한 공급라인에 분기되도록 연결되어 하나의 순환펌프에 기능고장이 발생하는 경우 다른 순환펌프를 동작시켜 하수처리가 중단되는 것을 방지하도록 구비되는 것이 바람직하다.
[98]
상기 오존반응조(630)는 공급된 하수와 오존을 접촉시켜 오존반응에 의한 정화가 이루어지도록 하는 수조로서, 수밀한 내부공간이 형성되고 하부에는 상기 오존발생기(620)에 연결되어 오존수가 공급되는 오존수유입구(631)가 형성되며, 내부에는 횡방향으로 수평배치되어 상기 내부공간을 상하로 구분되는 복수의 접촉조(633a 내지 633c)로 구획하고 상하로 개구된 연통공(634)이 중앙에 형성된 격벽부(632)가 구비되며, 상부에는 상기 처리수조(610)의 일측과 처리수공급관(640)으로 연결되어 오존처리된 처리수를 처리수조(610)에 공급하는 처리수배출구(635)가 형성된다.
[99]
여기서, 상기 오존반응조(630)는, 상기 격벽부(632)에 의해 내부공간이 상하로 구획되면서 하부에는 오존이 과포화되어 하수에 포함된 유기물질 및 BOD를 제거하기 위한 고농도접촉조(633a)가 형성되고, 상부에는 상기 고농도접촉조(633a)보다 상대적으로 오존이 적게 용해되어 하수에 포함된 세균, 냄새 및 색도를 제거하기 위한 저농도접촉조(633b)가 형성된다.
[100]
또한, 상기 격벽부(632)는 내부공간 내에서 상하로 이격배치되는 하부격벽(614a) 및 상부격벽(614b)이 구비되어, 상기 고농도접촉조(633a)와 저농도접촉조(633b) 사이에 두 접촉조(633a,633b)의 오존농도를 유지하기 위한 하나 이상의 농도구획조(633c)를 형성한다.
[101]
여기서, 상기 고농도접촉조(633a)와 저농도접촉조(633b)가 상하로 밀착배치되는 경우 연통공을 통해 유입되는 고농도의 오존수가 저농도접촉조(633b)의 오존농도가 적정치보다 급격하게 높아질 수 있으며 농도차에 의해 고농도접촉조(633a)의 상부부분에 위치하는 오존수의 농도가 적정치보다 작아질 수 있다.
[102]
그러나, 상기 농도구획조(633c)가 고농도접촉조(633a)와 저농도접촉조(633b) 사이에 배치되어 급격한 농도변화를 완화하는 기능을 수행하므로 고농도접촉조(633a)와 저농도접촉조(633b)는 각각 적절치의 오존농도를 유지할 수 있다.
[103]
또한, 상기 저농도접촉조(633b)에 배치되는 처리수배출구(635)는 오존반응조(630) 내에서 일정높이에 배치되어 설정수위 이상으로 공급되는 처리수가 월류되면서 처리수공급관(640)을 통해 처리수조(610)의 처리수 유입구(619) 측으로 배출되도록 하며, 이로 인해 오존반응조(630) 내에서 오존과 하수가 반응하는 시간을 증대시킬 수 있다.
[104]
상기 하수배출구(613)는 처리수조(610) 상에서 일정높이에 배치되어 설정수위 이상으로 공급되는 하수가 월류되면서 후단의 방류조(180)나 UV소독설비(190) 측으로 배출되도록 한다.
[105]
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오존처리장치(600)의 각 구성 및 기능에 의해, 오존반응이 이루어지는 오존반응조(630)의 경우, 내부에 배치된 격벽부(632)에 의해 내부공간이 상하로 구획되면서 하부에는 오존이 과포화되어 하수에 포함된 유기물질 및 BOD를 제거하기 위한 고농도접촉조(633a)가 형성되고, 상부에는 상기 고농도접촉조(633a)보다 상대적으로 오존이 적게 용해되어 하수에 포함된 세균, 냄새 및 색도를 제거하기 위한 저농도접촉조(633b)가 형성되므로 오존반응에 의한 하수의 정화효율을 극대화할 수 있으며 동시에 시스템 구축비용과 설비의 규격을 최소화할 수 있다.
[106]
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
[107]

청구범위

[청구항 1]
수밀한 내부공간(211)이 형성되고 하수유입구(212)와 하수배출구(213)가 각각 마련된 제1응집챔버(210)와, 상기 내부공간(211) 내에 회전가능하게 수직배치되고 외부로부터 공급된 응집제를 내부공간(211)으로 배출하는 응집제배출구(221)가 형성된 회전축(220) 및, 상기 회전축(220)의 둘레에 장착되어 함께 회전하며 와류를 형성하는 교반날개부(230)를 포함하는 고속응집장치(200); 수밀한 내부공간이 형성되고 상부에는 상기 고속응집장치(200)의 하수배출구(213)와 연결된 하수유입구(311)가 형성되며 하부에는 하수배출구(312)가 형성된 제2응집챔버(310)와, 상기 제2응집챔버(310)의 내부에 횡방향으로 배치되어 내부공간을 상하로 구분되는 복수의 응집조(321)로 구획하며 중앙부에는 상하로 개구된 연통공(322)이 형성된 격벽(320) 및, 각 연통공(322)의 하부 위치에 수평배치된 난류방지판(330)을 포함하는 무동력 플럭응집장치(300); 및 수밀한 내부공간이 형성되고 일측에는 상기 무동력 플럭응집장치(300)의 하수배출구(312)와 연결된 하수유입구(412)가 형성되며 타측에는 처리수배출구(413)가 형성되며 상기 내부공간에는 하단으로부터 상부방향으로 연장형성된 복수의 하부격벽(414)과 상단으로부터 하부방향으로 연장형성된 복수의 상부격벽(415)이 하부와 상부에 교호로 배치되면서 복수의 버블반응조(416)를 형성하는 반응챔버(410) 및, 마이크로 또는 나노 크기의 미세버블을 생성하여 상기 내부공간에 공급하는 버블생성기(420)를 포함하는 스컴스키머(400);를 포함하는 수처리 시스템.
[청구항 2]
제 1항에 있어서, 상기 고속응집장치(200)는, 직립배치된 판 형상으로 형성되어 상기 제1응집챔버(210)의 내벽에 일측이 고정장착되고 제1응집챔버(210)의 내벽 둘레를 따라 복수 개가 이격배치된 수류방해판(240)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 3]
제 2항에 있어서, 상기 고속응집장치(200)의 하수유입구(212)는 일단이 유량조정조(110)에 연결되는 하수공급관(250)의 타단이 연결되고, 상기 고속응집장치(200)는 상기 하수공급관(250) 또는 하수유입구(212)에 배치되어 공급되는 하수의 농도를 측정하는 하수센서(260)를 더 포함하며, 상기 하수센서(260)의 감지신호에 따라 상기 고속응집장치(200)에 공급되는 응집제의 공급량을 조절하는 제어부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 4]
제 3항에 있어서, 상기 고속응집장치(200)는 상기 회전축(220)의 상단에 연결되어 회전하는 회전축(220)의 내부에 상하로 연장형성된 응집제이송관(222)의 상단에 응집제를 공급하기 위한 로터리조인트(270)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 5]
제 1항에 있어서, 상기 무동력 플럭응집장치(300)는, 상기 난류방지판(330)의 단부둘레에 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 형태로 경사진 경사부(331)가 형성된 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 6]
제 5항에 있어서, 상기 무동력 플럭응집장치(300)는, 상기 격벽(320)의 단부 둘레에 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 형태로 경사진 경사면(323)이 형성되거나, 상기 격벽(320)이 중앙부에서 외측으로 갈수록 점차적으로 상향하는 경사형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 7]
제 6항에 있어서, 상기 무동력 플럭응집장치(300)는, 상기 제2응집챔버(310)의 상부에 배치되며 제어신호에 따라 내부공간의 공기를 외부로 배출하는 압력조절관(340)을 더 포함하며, 상기 제2응집챔버(310)의 내부압력이 설정치를 초과하면 상기 압력조절관(340)을 구동제경어하여 상기 설정치가 유지되도록 조절하는 제어부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 8]
제 1항에 있어서, 상기 스컴스키머(400)는, 상기 반응챔버(410)의 상부에 배치되되, 외부면에는 복수의 스키머(431)가 장착된 회전체인(432)을 회전시켜 상기 미세버블에 의해 각 버블반응조(416)의 상단에 부상된 부상슬러지를 긁어내어 외부로 배출시키는 부상슬러지 배출부(430)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 9]
제 8항에 있어서, 상기 상부격벽(415)의 상단에 배치되며 상향 오목한 반구형상으로 이루어져 스키머(431)에 의해 인접된 버블반응조(416)의 상측에서 이송되는 부유물질의 이송을 가이드하는 라운드부(440)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 10]
제 9항에 있어서, 상기 스컴스키머(400)는, 상기 반응챔버(410)의 일측 벽면의 상단에 외측으로 경사지게 상향 돌출형성되어 상기 반응챔버(410)의 일측단 위치에서 선회하는 스키머(431)의 표면과 접촉하면서 스키머(431)에 묻은 수분을 긁어내는 수분제거부(450)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 11]
제 10항에 있어서, 상기 반응챔버(410)는 일측에 공급되는 미세버블을 내부공간으로 주입하기 위한 미세버블 유입구(421)가 형성되고, 타측에는 각 버블반응조(416)를 통과하고 처리수배출구(413)를 향해 이동하는 처리수의 일부를 배출하기 위한 처리수공급구(424)가 형성되며, 상기 버블생성기(420)는 상기 처리수공급구(424)와 미세버블 유입구(421) 사이에 연결된 처리수이송라인(470) 상에 배치되어 공급되는 처리수에 미세버블을 생성하고 생성된 미세버블을 미세버블 유입구(421)로 배출하며, 상기 스컴스키머(400)는 상기 처리수이송라인(470) 상에서 상기 버블생성기(420)와 처리수공급구(424) 사이에 배치되어 버블생성기(420)에 공급되는 처리수의 이물질을 제거하는 복수의 스트레이너(460)를 포함하고, 각 스트레이너(460)는 서로 다른 분기라인(471)으로 상기 처리수이송라인(470)에 연결되며, 각 분리라인(471)에는 제어신호에 따라 관로를 개폐하는 솔밸브(480)가 각각 배치되고, 상기 버블생성기(420)에 구비된 압력계(422)의 디지털 신호값에 따라 각 솔밸브(480)의 개폐상태를 조절하는 제어부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
[청구항 12]
제 8항에 있어서, 상기 복수 개의 상부격벽(415) 중 최후단에 배치된 상부격벽(415)의 상단에는 회전체인(432)의 말단위치에서 선회하는 스키머(431)의 높이보다 상대적으로 긴 길이로 상향 연장형성되고 상기 스키머(431)의 선회곡선을 따라 라운드지게 절곡된 슬러지 유출방지웨어(490)가 장착되는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]