호기성 생물학적 처리장치(A biological treatment apparatus aerobic)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.
C02F 3/06 (2006.01)
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2006-0080137
2006년07월07일
(21) 출원번호 10-2006-0031797
(22) 출원일자 2006년04월07일
(71) 출원인 이용우
서울시 금천구 시흥동 956-6
(72) 발명자 이용우
서울시 금천구 시흥동 956-6
(74) 대리인 정연용
심사청구 : 없음
(54) 호기성 생물학적 처리장치
요약
본 발명은 호기성 미생물인 박테리아와 원생동물로 처리수에 포함된 질소, 인 등 유해한 유기화합물을 처리하는 호기성 생
물학적 처리장치에 있어서, 상기 질소, 인 등 유해한 유기화합물이 포함된 처리수에 미생물 배양을 활성화시키고 서식하기
좋은 수질을 만들기 위하여 산소 발생기를 통해 공급되는 산소를 공기 조절 밸브에 의한 공기부양으로 처리수에 충분한 산
소를 공급하는 제1미생물 활성조와, 제2미생물 활성조와, 제3미생물 활성조로 구성된 1차 미생물 활성부와, 상기 1차 미
생물 활성부의 제3미생물 활성조에 처리수를 이송펌프에 의해 공급받아 상단에서 하단으로 자연압을 통해 서서히 분무하
여 미생물이 유기화합물을 처리할 수 있도록 하는 미생물 활성 분무부를 포함하는 미생물 활성탑과, 상기 미생물 활성탑에
의해 유기화합물 처리를 한 처리수를 공급받아 공기 조절 밸브에 의해 산소를 공급하는 제4미생물 활성조와, 제5미생물
활성조와, 제6미생물 활성조로 구성된 2차 미생물 활성부와, 상기 2차 미생물 활성부에서 산소를 공급한 처리수를 공급받
아 자갈, 모래, 분쇄자철광, 석류석 등의 여과제를 사용하여 상기 처리수에 생성된 박테리아와 미생물, 부유물질을 제거하
도록 하는 여과조와, 상기 여과조에서 박테리아와 미생물, 부유물질을 제거한 처리수를 공급받아 양이온으로 하전된 이온
을 수소 이온으로 교환하여 중금속을 제거하고 암모늄을 제거하여 냄새를 제거하고, 귀금속을 회수하는 이온 교환부와, 상
기 이온 교환부에서 중금속을 제거하고 암모늄을 제거하여 냄새를 제거한 처리수에 미생물의 서식을 방지하도록 생화학적
산소요구량을 강한 공기 부양으로 낮게 형성하도록 하는 공기 부양조와, 상기 공기 부양조를 거친 처리수를 방류하도록 형
성하는 방류조를 포함하여 이루어지는 호기성 생물학적 처리장치를 제공한다.
대표도
도 1
색인어
1차 미생물 활성부, 미생물 활성탑, 2차 미생물 활성부, 여과조, 이온교환부, 공기 부양조, 방류조
명세서
공개특허 10-2006-0080137
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도면의 간단한 설명
도1은 본 발명에 따른 호기성 생물학적 처리장치의 구성도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **
100 : 1차 미생물 활성부 110 : 미생물 활성조
140 : 산소 발생기 150 : 공기 조절 밸브
160 : 이송펌프 200 : 미생물 활성탑
210 : 미생물 활성 분무부 211 : 분무 구멍
212 : 분무 파이프 220 : 온도 센서
300 : 2차 미생물 활성부 310 : 미생물 활성조
340 : 공기 조절 밸브 400 : 여과조
500 : 이온 교환부 600 : 공기 부양조
700 : 방류조
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 호기성 미생물인 박테리아와 원생동물로 처리수에 포함된 질소, 인 등 유해한 유기화합물을 처리하는 호기성 생
물학적 처리장치에 관한 것으로 상기 처리수를 1차 미생물 활성부에서 3개의 미생물 활성조를 통해 미생물을 배양시키고
호기성 미생물이 서식하기 좋은 수질을 만들기 위하여 공기 부양으로 물에 충분한 산소를 공급하여 용존 산소량을 높이며,
상기 처리수를 미생물 활성탑으로 이동하여 상기 미생물 활성탑의 상단에서 하단으로 처리수를 자연압을 통해 분무하여
유기화합물을 처리하고 상기 미생물 활성탑을 거친 처리수를 2차 미생물 활성부에 공급하여 산소를 공급하고 여과조에서
여과제를 통해 박테리아를 비롯한 미생물과 부유물질을 제거한 후, 상기 박테리아를 비롯한 미생물과 부유물질을 제거한
처리수를 이온교환조에 공급하여 중금속을 제거하고 귀금속을 회수하며, 암모니아 냄새를 제거하여 상기 중금속과 암모니
아를 제거한 처리수를 공기 부양조에 공급하여 생화학적 산소요구량을 강력한 공기부양을 통해 수치를 낮춰 미생물이 서
식하지 않도록 하는 구성하는 호기성 생물학적 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 분뇨의 유기물은 미생물에 의해 부패시킨 후 다음 후속공정을 통해 고형분리시켜 슬러지는 퇴비를 사용하고
액체는 방류하거나 액비로 이용하는 방안이 다양하게 알려져 있다. 또한, 음식물 쓰레기의 경우는 고온 호기성 미생물을
이용하여 40도 이상의 고온에서 발효 및 부패가 잘 이루어지고 있음은 잘 알려져 있다.
상기의 분뇨를 처리할 수 있는 종래의 기술은 부패조에 저장된 축산 분뇨가 혐기 및 호기성 미생물에 의해 충분히 부패시
키는 기술을 사용하였다. 그러나 이러한 경우 분뇨가 충분히 부패되기까지에 소요되는 시간이 너무 장기화되는 문제점이
있었으며 상기 미생물에 의해 정화된 처리수에 상기 미생물을 제거하기 위한 소요시간이 길어지는 문제점이 있었다.
또한, 호기성 미생물의 배양 조건이 열악하여 상기 미생물의 배양이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
공개특허 10-2006-0080137
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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 호기성 미생물인 박테리아와 원생동물로 질소, 인 등 유해
한 유기화합물을 포함한 처리수에 유기화합물을 처리하고 여과조를 통해 상기 박테리아를 비롯한 미생물과 부유물질을 제
거하고, 이온 교환부를 통해 중금속과 암모니아 냄새를 제거하며, 공기 부양조를 통해 상기 미생물이 서식하지 못하도록
강력한 공기 부양을 통해 생화학적 산소요구량을 낮춤으로써, 상기의 과정을 거친 처리수를 독성성분이 전혀 없는 바이오
미네랄수로 사용하여 가축의 축사 살포 시 냄새가 제거되며 가축의 음용수와 채소 등 농작물에 직접 살포가 가능한 액비로
활용할 수 있는 호기성 생물학적 처리장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 미생물 활성탑을 기준으로 1차 미생물 활성부와 2차 미생물 활성부를 앞뒤로 배치하여 수처리 효과가 향상되는 호
기성 생물학적 처리장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 1차 미생물 활성부와 2차 미생물 활성부의 각각 미생물 활성조는 순차적인 물의 흐름을 이용하여 빠른 시간에 미생
물을 배양하여 유기화합물을 처리할 수 있도록 형성하는 호기성 생물학적 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
발명의 구성 및 작용
본 발명은 호기성 미생물인 박테리아와 원생동물로 처리수에 포함된 질소, 인 등 유해한 유기화합물을 처리하는 호기성 생
물학적 처리장치에 있어서,
상기 질소, 인 등 유해한 유기화합물이 포함된 처리수에 미생물 배양을 활성화시키고 서식하기 좋은 수질을 만들기 위하여
산소 발생기를 통해 공급되는 산소를 공기 조절 밸브에 의한 공기부양으로 처리수에 충분한 산소를 공급하는 미생물 활성
조로 구성된 1차 미생물 활성부;
상기 1차 미생물 활성부에 처리수를 이송펌프에 의해 공급받아 상단에서 하단으로 자연압을 통해 서서히 분무하여 미생물
이 유기화합물을 처리할 수 있도록 하는 미생물 활성 분무부를 포함하는 미생물 활성탑;
상기 미생물 활성탑에 의해 유기화합물 처리를 한 처리수를 공급받아 공기 조절 밸브에 의해 산소를 공급하는 미생물 활성
조로 구성된 2차 미생물 활성부;
상기 2차 미생물 활성부에서 산소를 공급한 처리수를 공급받아 자갈, 모래, 분쇄자철광, 석류석 등의 여과제를 사용하여
상기 처리수에 생성된 박테리아와 미생물, 부유물질을 제거하도록 하는 여과조;
상기 여과조에서 박테리아와 미생물, 부유물질을 제거한 처리수를 공급받아 양이온으로 하전된 이온을 수소 이온으로 교
환하여 중금속을 제거하고 암모늄을 제거하여 냄새를 제거하고, 귀금속을 회수하는 이온 교환부;
상기 이온 교환부에서 중금속을 제거하고 암모늄을 제거하여 냄새를 제거한 처리수에 미생물의 서식을 방지하도록 외부에
설치하여 수질의 온도를 최대한 낮게 유지하며 공기 조절 밸브를 통해 공기 부양방식으로 공급하여 생화학적 산소요구량
을 낮게 형성하는 공기 부양조;
상기 공기 부양조를 거친 처리수를 방류하도록 형성하는 방류조;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1차 미생물 활성부와 미생물 활성탑과 2차 미생물 활성부는 상기 미생물이 서식할 수 있도록 돌, 진흙, 삼나무
침, 톱밥으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 1차 미생물 활성부와 2차 미생물 활성부의 미생물 활성조는 각각의 미생물 활성조 사이에 칸막이를 형성하여 상기
처리수의 흐름을 통해 순차적으로 처리수를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 여과조는 자갈, 모래, 분쇄자철광, 석류석 등의 여과제를 타공망으로 이루어진 케이스에 투입하는 것을 특징으
로 한다.
상기 이온 교환부는 불합물, 비소, 인산염, 셀레늄 및 실리카를 우선적으로 선택하는 활성알우미나 성분이 풍부한 천연광
물인 제울 라이트를 사용하여 중금속을 제거하고 귀금속을 회수하며 암모늄을 제거하여 암모니아 냄새를 제거하는 것을
특징으로 한다.
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이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 호기성 생물학적 처리장치의 구성도이다.
상기 도1에 도시된 바와 같이 분뇨를 고액 분리기를 통해 액체를 분리한 처리수를 1차 미생물 활성부(100)에 공급하여 각
각의 미생물 활성조(110)에 형성된 공기 조절 밸브(150)와 상기 미생물이 서식하기 위한 돌, 진흙, 삼나무 침, 톱밥을 형성
하여 미생물을 배양하고 활성화시킨다. 상기 1차 미생물 활성부(100)의 미생물 활성조(110)에 공급받은 처리수는 호기성
미생물을 배양시키고 활성화시키기 위해 하단에 공기 조절 밸브(150)를 형성하여 산소발생기(140)로부터 공기 부양으로
산소를 공급받는다. 상기 공기 조절 밸브(150)를 통해 산소를 충분히 공급받은 미생물 활성조(110)는 돌, 진흙, 삼나무 침,
톱밥을 형성하여 미생물이 서식할 수 있는 환경을 만들어주며, 상기 미생물 활성조(110)의 처리수는 상기 처리수의 순차
적인 흐름을 통해 상기 각 미생물 활성조(110)를 이동하고 공기 조절 밸브(150)를 통해 산소를 공급받아 이송펌프(160)를
통해 미생물 활성탑(200)으로 이동한다. 이때 상기 1차 미생물 활성부(100)의 미생물 활성조(110)는 미생물을 활성화시
키고 배양함과 동시에 유기화합물을 처리할 수 있다.
상기 1차 미생물 활성부(100)에서 처리수를 공급받은 미생물 활성탑(200)은 상단에 형성된 미생물 활성 분무부(210)에
처리수를 공급받아 상기 미생물 활성 분무부(210)의 하단면에 분무 구멍(211)을 타공하여 상기 처리수를 미생물 활성탑
(200) 하단으로 자연압을 통해 서서히 분무한다. 상기 자연압을 통해 분무되는 처리수는 호기성 미생물에 의해 유기화합
물을 처리하고, 상기 유기화합물이 처리된 처리수는 2차 미생물 활성부(300)로 이동한다.
상기 미생물 활성탑(200)에서 처리수를 공급받은 2차 미생물 활성부(300)는 상기 처리수를 1차 미생물 활성부(100)와 동
일한 형태로 미생물 활성조(310)를 통과하게 되어 유기화합물을 처리하도록 구성한다. 상기 1차 미생물 활성부(100)를 형
성하고 상기 1차 미생물 활성부(100)의 전면에 미생물 활성탑(200)을 형성하며 상기 미생물 활성탑(200)의 전면에 2차
미생물 활성부(300)를 형성하여 상기 미생물 활성탑(200)을 기준으로 앞뒤로 1차 미생물 활성부(100)와 2차 미생물 활성
부(300)을 배치하여 수처리 효과를 향상시킬 수 있으며 상기 1차 미생물 활성부(100)와 미생물 활성탑(200)과 2차 미생
물 활성부(300)는 위치를 한정하지 않고 서로 혼합해서 사용할 수 있도록 구성하여 처리수의 양에 따라 상기 미생물 활성
조(110, 310)의 수가 결정되며, 상기 2차 미생물 활성부(300)의 처리수는 상기 처리수의 순차적인 흐름을 통해 여과조
(400)로 공급된다.
상기 2차 미생물 활성부(300)에서 처리수를 공급받은 여과조(400)는 상기 1차 미생물 활성부(100)와 미생물 활성탑(200)
과 2차 미생물 활성부(300)를 통해 생성된 박테리아를 비롯한 미생물과 부유물질을 자갈, 모래, 분쇄자철광, 석류석 등의
여과제를 통해 제거하도록 구성하며, 상기 여과제는 미생물이 자생하고 죽은 미생물로 인해 수공이 막히게되어 자주 교환
을 해야하므로 상기 여과제의 일정 부분을 타공망으로 형성된 케이스에 형성하여 추후 청소시 상기 케이스를 들어올려 간
편하게 청소를 할 수 있도록 구성하여 상기 여과제를 통해 박테리아를 비롯한 미생물과 부유물질을 제거한 처리수를 이온
교환부(500)에 공급한다.
상기 여과조(400)를 통해 처리수를 공급받은 이온 교환부(500)는 여과조(400)에서 박테리아를 비롯한 미생물과 부유물질
을 제거한 처리수를 공급받아 불합물, 비소, 인산염, 셀레늄 및 실리카를 우선적으로 선택하는 활성 알우미나 성분이 풍부
한 천연광물인 제울 라이트를 사용하여 상기 처리수 내의 중금속을 제거하고, 귀금속을 회수하며, 암모늄을 제거하여 암모
니아 냄새를 제거하도록 구성하여 상기 처리수를 공기 부양조(600)에 공급한다.
상기 이온 교환부(500)에서 처리수를 공급받은 공기 부양조(600)는 이온 교환부(500)를 통해 중금속을 제거하고 귀금속
을 회수하며, 암모늄을 제거하여 암모니아 냄새를 제거한 처리수를 공급받아 호기성 생물학적 처리를 거치면서 박테리아
및 원생동물인 미생물이 산소를 다량으로 섭취하여 생화학적 산소요구량이 증가하므로 공기부양으로 생화학적 산소요구
량을 낮추고 미생물이 서식하지 못하도록 온도를 낮추기 위해 외부에 형성하여 미생물이 서식하기 힘든 환경을 조성하도
록 구성하여 상기 처리수를 방류조(700)에 공급한다.
상기 공기 부양조(600)를 거친 처리수를 공급받은 방류조(700)는 최종 방류대기를 하도록 구성하여 상기 처리수를 방류한
다.
상기와 같은 구성을 통한 처리수는 독성 성분이 전혀 없는 바이오 미네랄 수로 사용되어 가축의 축사 살포 시 냄새가 제거
할 수 있는 효과가 있으며, 가축의 음용수와 채소 등 농작물 줄기에 직접 살포가 가능한 액비로 활용할 수 있는 효과가 있
다.
공개특허 10-2006-0080137
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상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특
허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구
든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
발명의 효과
본 발명은 1차 미생물 활성부와 미생물 활성탑과 2차 미생물 활성부를 통해 미생물을 배양 활성화시키고, 상기 미생물이
서식하지 좋은 수질을 만들기 위해 공기 부양으로 처리수에 충분한 공기를 공급하여 상기 미생물을 통해 유기화합물을 처
리하며, 여과조를 통해 박테리아를 비롯한 미생물과 부유물질을 제거하고, 이온교환조를 통해 중금속을 제거하고 귀금속
을 회수하며 암모늄을 제거하여 암모니아 냄새를 제거하고, 공기 부양조를 통해 생화학적 산소요구량을 낮춰 상기 미생물
이 서식하지 않도록 하여 상기 처리수를 정화함으로써, 상기 정화된 처리수는 독성 성분이 전혀 없는 바이오 미네랄 수로
사용되어 가축의 축사 살포 시 냄새가 제거할 수 있는 효과가 있으며, 가축의 음용수와 채소 등 농작물 줄기에 직접 살포가
가능한 액비로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 미생물의 배양을 활성화 시키기 위해 돌, 진흙, 삼나무 침, 톱밥을 1차 미생물 활성부와 2차 미생물 활성부에 공급하
여 미생물이 서식할 수 있도록 하며, 공기 조절 밸브를 통해 산소를 공기 부양으로 공급하여 충분한 미생물을 통해 처리수
의 유기화합물을 빠른 시간에 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 여과조의 여과제를 타공망으로 형성된 케이스에 투입하여 청소시 상기 케이스를 들어올려 간편하게 청소를 할 수 있
는 효과가 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
호기성 미생물인 박테리아와 원생동물로 처리수에 포함된 질소, 인 등 유해한 유기화합물을 처리하는 호기성 생물학적 처
리장치에 있어서,
상기 질소, 인 등 유해한 유기화합물이 포함된 처리수에 미생물 배양을 활성화시키고 서식하기 좋은 수질을 만들기 위하여
산소 발생기를 통해 공급되는 산소를 공기 조절 밸브에 의한 공기부양으로 처리수에 충분한 산소를 공급하는 미생물 활성
조로 구성된 1차 미생물 활성부;
상기 1차 미생물 활성부에 처리수를 이송펌프에 의해 공급받아 상단에서 하단으로 자연압을 통해 서서히 분무하여 미생물
이 유기화합물을 처리할 수 있도록 하는 미생물 활성 분무부를 포함하는 미생물 활성탑;
상기 미생물 활성탑에 의해 유기화합물 처리를 한 처리수를 공급받아 공기 조절 밸브에 의해 산소를 공급하는 미생물 활성
조로 구성된 2차 미생물 활성부;
상기 2차 미생물 활성부에서 산소를 공급한 처리수를 공급받아 자갈, 모래, 분쇄자철광, 석류석 등의 여과제를 사용하여
상기 처리수에 생성된 박테리아와 미생물, 부유물질을 제거하도록 하는 여과조;
상기 여과조에서 박테리아와 미생물, 부유물질을 제거한 처리수를 공급받아 양이온으로 하전된 이온을 수소 이온으로 교
환하여 중금속을 제거하고 암모늄을 제거하여 냄새를 제거하고, 귀금속을 회수하는 이온 교환부;
상기 이온 교환부에서 중금속을 제거하고 암모늄을 제거하여 냄새를 제거한 처리수에 미생물의 서식을 방지하도록 외부에
설치하여 수질의 온도를 최대한 낮게 유지하며 공기 조절 밸브를 통해 공기 부양방식으로 공급하여 생화학적 산소요구량
을 낮게 형성하는 공기 부양조;
상기 공기 부양조를 거친 처리수를 방류하도록 형성하는 방류조;를 포함하여 이루어지는 호기성 생물학적 처리장치.
공개특허 10-2006-0080137
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청구항 2.
제1항에 있어서,
상기 1차 미생물 활성부와 미생물 활성탑과 2차 미생물 활성부는 상기 미생물이 서식할 수 있도록 돌, 진흙, 삼나무 침, 톱
밥으로 형성하는 것을 특징으로 하는 호기성 생물학적 처리장치.
청구항 3.
제1항에 있어서,
상기 1차 미생물 활성부와 미생물 활성탑과 2차 미생물 활성부의 위치는 서로 혼합하여 다양하게 설치할 수 있도록 하는
것을 특징으로 하는 호기성 생물학적 처리장치.
청구항 4.
제1항에 있어서,
상기 1차 미생물 활성부와 2차 미생물 활성부의 미생물 활성조는 각각의 미생물 활성조 사이에 칸막이를 형성하여 상기
처리수의 흐름을 통해 순차적으로 처리수를 이동시키는 것을 특징으로 하는 호기성 생물학적 처리장치.
청구항 5.
제1항에 있어서,
상기 여과조는 자갈, 모래, 분쇄자철광, 석류석 등의 여과제를 타공망으로 이루어진 케이스에 투입하는 것을 특징으로 하
는 호기성 생물학적 처리장치.
청구항 6.
제1항에 있어서,
상기 이온 교환부는 불합물, 비소, 인산염, 셀레늄 및 실리카를 우선적으로 선택하는 활성알우미나 성분이 풍부한 천연광
물인 제울 라이트를 사용하여 중금속을 제거하고 귀금속을 회수하며 암모늄을 제거하여 암모니아 냄새를 제거하는 것을
특징으로 하는 호기성 생물학적 처리장치.
도면
공개특허 10-2006-0080137
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도면1
공개특허 10-2006-0080137
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