도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 이들 도면에서, 물 또는 오존 등이 이송되는 배관은 편의를 위해 실선으로 도식화하여 표현하였다.

본 발명에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 연못과 같이 폐쇄된 수역의 물을 정화하는데 사용될 수 있지만, 반드시 이러한 용도로 한정되는 것은 아니며 정수, 오수, 폐수, 해수 및 기타 오염수를 처리하기 위해서 광범위하게 적용될 수 있다.

본 발명의 장치에 의해 처리하고자 하는 원수(原水)는 유입배관(10)을 통해 본 발명의 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치로 유입된다.

도시된 바와 같이, 상기 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 원수를 처리하는 처리조(20)를 포함한다. 상기 처리조(20)는 바람직하게 원통형으로 형성되지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 상기 처리조(20)의 하단은 깔때기 형상을 이루고 있으며 바닥에는 배수배관(11)이 연결되어 있다. 상기 배수배관(11)은 배수밸브(12)에 의해 개폐가능하도록 구성된다.

상기 처리조(20)의 상부에는 유입배관(10)이 연장되어 있으며 유입배관(10)의 경로 상에 설치된 여과펌프(13)에 의해 처리되는 원수를 공급한다. 비록 본 실시예에서는 유입배관(10)이 처리조(20)의 상부에 설치되는 것으로 예시되었으나 이것에 한정되지 않고 상기 유입배관(10)은 처리조(20)의 중간부 또는 바닥에 설치될 수도 있다.

바람직하게, 상기 유입배관(10)의 단부에는 상기 처리조(20) 상부에 원형으로 설치되는 분배관(14)이 연결되며, 상기 분배관(14)에는 복수개의 입수관(15)이 형성되어 있다. 상기 입수관(15)은 상기 분배관(14)에서 바닥을 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 상기 처리조(20)의 중심축을 기준으로 일방향(시계방향 또는 반시계방향)으로 구부러지게 연장되어 있어서, 상기 유입배관(10)을 통해 상기 분배관(14)으로 유입된 원수는 상기 입수관(15)을 통해 유입되면서 상기 처리조(20) 내부에서 시계방향 또는 반시계방향으로 선회하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 처리조(20) 내에는 복수의 원통형 여과부재(30)가 설치된다. 예를 들어, 상기 원통형 여과부재(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 처리조(20) 내에 서로 이격된 채로 나란하게 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 처리조(20) 내에 총 9개의 원통형 여과부재(30)가 설치된 예를 보여주고 있다.

상기 원통형 여과부재(30)는 물은 통과시키고 오염입자는 걸러내는 여과막과 상기 여과막을 지지하는 프레임으로 구성될 수 있다. 상기 여과막은 미세한 구멍이 형성된 복수개의 메쉬를 여러 겹으로 조합하여 구성될 수 있다. 통상적으로, 상기 여과막은 스테인레스 스틸 또는 합성수지나 섬유로 제조될 수 있으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며 물을 여과할 수 있는 다양한 소재의 여과막이 채용될 수 있다.

상기 원통형 여과부재(30)는 하단이 바닥 브라켓(16)에 결합된 채로 지지된다. 상기 바닥 브라켓(16)은 소정 두께를 가진 판으로서 그 예가 도 4에 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 바닥 브라켓(16)에는 처리조(20) 내에서 물 속에 함유된 오염물질이 하방으로 침전될 수 있도록 하거나 또는 작업공간을 확보하기 위해 복수개의 개구부(17)가 형성되어 있다.

또한, 상기 원통형 여과부재(30)의 설치 위치에 상응하는 지점에는 원통형 여과부재(30)와 연통되는 관통공(18)이 형성되어 있으며, 여기에는 후술하는 바와 같이 연결배관의 일단이 연결된다.

도 4에서 참조번호 19는 상기 원통형 여과부재(30)를 결합하기 위해 체결부재가 삽입되는 체결공이다.

상기 원통형 여과부재(30)의 상단은 도 5에 도시된 상부 브라켓(21)에 의해 지지된다. 상기 상부 브라켓(21)은 전술한 바닥 브라켓(16)과 유사하게 상기 처리조(20)의 상단에 결합되며, 원통형 여과부재(30)의 상단이 결합되는 관통공(22)과 작업공간을 위한 개구부(23)가 형성되어 있다. 참조번호 24는 원통형 여과부재(30)를 결합하기 위해 체결부재가 삽입되는 체결공이다.

또한, 상기 상부 브라켓(21) 위에는 상기 처리조(20)를 커버하도록 커버 브라켓(25)이 설치되는데, 이러한 커버 브라켓(25)의 예가 도 6에 도시되어 있다.

한편, 상기 복수개의 원통형 여과부재(30) 내부에는 회전하면서 여과막에 흡착되는 슬러지나 오염물을 탈락시키기 위해 물을 분사하는 분사수단이 구비된다. 상기 분사수단은, 상기 여과부재(30)에 의해 여과된 물의 일부를 다시 처리조(20) 내부로 공급하는 여과수 공급배관(26)과, 상기 여과부재(30) 내에 회전가능하도록 설치되어 상기 여과수 공급배관(26)을 통해 공급된 여과수를 분사하는 분사관 조립체(27)를 포함한다.

상기 여과수 공급배관(26)은 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 여과된 물의 일부를 흡입하여 상기 분사관 조립체(27)로 공급하는 배관으로서, 일단은 연결배관(44)에 연결되며{후술하는 도 15의 실시예에서는 여과수 공급배관(26')이 월류조 (70')에 연결됨}, 타단은 상기 분사관 조립체(27)와 연결된다.

상기 여과수 공급배관(26)의 경로 상에는 세정펌프(28)가 설치되어 여과된 물의 일부를 흡입하는 구동력을 제공한다.

상기 분사관 조립체(27)는, 상기 커버 브라켓(25)의 조인트 결합부(도 6의 29 참조)에 예를 들어 스윙 조인트와 같은 회전베어링에 의해 회전 가능하도록 결합되는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)로부터 수직으로 분기되어 상기 여과막을 향해 물을 분사하는 복수의 분사관(32)을 포함한다.

여기서, 상기 분사관 조립체(27)를 커버 브라켓(25)에 회전가능하도록 결합시키기 위해 다양한 방식이 채용될 수 있다.

상기 여과수 공급배관(26)은 분사관 조립체(27)의 몸체부(31)와 연통되어 여과수를 공급하며, 상기 분사관(32)에는 여과막을 향해서 여과수를 분사하도록 복수의 분사공(33)이 형성되어 있다. 따라서 몸체부(31)를 통해 분사관(32)으로 공급된 여과수는 분사공(33)을 통해 여과막으로 분사된다.

상기 분사관(32)의 개수는 본 발명에 의해 한정되지는 않으며, 몸체부(31)를 중심으로 대칭이 되도록 2개, 3개 또는 4개 등으로 복수개가 배열되며, 분사관을 안정적으로 지지하기 위해 이들 사이에 지지브라켓(34)을 설치할 수 있다.

더욱 바람직하게, 도 7에 도시된 바와 같이, 최하단에 설치된 지지브라켓(34)에는 서포트부재(35)가 마련되고, 상기 서포트부재(35)는 베어링(36)을 매개로 원통형 여과부재(30)의 바닥 프레임(37)에 회전가능하도록 지지된다. 이러한 구성을 가질 경우, 분사관(32)은 더욱 안정적으로 지지된 상태에서 회전이 원활하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 분사관 조립체(27)는 기어드 모터(38)와 같은 구동수단에 의해 기계적으로 회전된다.

구체적으로, 상기 커버 브라켓(도 6의 25)의 중심부에 있는 모터 결합부(39)에는 기어드 모터(38)가 결합된다. 또한 상기 분사관 조립체(27)의 몸체부(31)에는 종동기어(40)가 결합되고, 상기 종동기어(40)는 기어드 모터(38)의 축에 결합된 구동기어(41)와 맞물리게 된다. 따라서, 기어드 모터(38)의 구동에 따라 분사관 조립체(27)가 회전할 수 있게 된다.

더욱 바람직하게, 도 3에 도시된 바와 같이 기어드 모터(38)의 구동기어(41)와 복수의 분사관 조립체에 각각 구비된 종동기어(40)들이 상호 트레인 기어 방식으로 연속적으로 치합되어, 단일 기어드 모터(38)의 회전에 의해 복수의 분사관 조립체를 회전시키는 것도 가능하다.

그러나, 상기 기어드 모터(38)와 분사관 조립체(27) 사이의 연결은 본 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 구성의 기어트레인 또는 벨트, 체인 등을 채용하는 것도 가능하며 복수개의 기어드 모터를 구비하는 것도 무방하다.

바람직하게, 상기 기어드 모터(38)는 미도시된 조작패널의 제어부와 연결되어 작업자가 설정한 속도에 따라 구동하게 된다. 상기 기어드 모터(38)에 의한 구동 방식은 충분하고 안정적인 구동력을 얻을 뿐만 아니라 분사관 조립체의 회전 속도를 원하는 만큼 정밀하게 조정할 수 있는 이점이 있다.

또한 상기 처리조(20)의 중심부에는 월류관(42)이 설치되며, 상기 월류관(42)은 월류배관(43)을 통해 상기 배수배관(11)과 연결된다. 상기 월류관(42)의 상단 높이는 처리조(20) 내의 부상 오염물의 배출 수위를 결정한다.

즉, 상기 처리조(20)로 유입된 원수 내에 포함된 오염물질은 부상 분리에 의해 수면 위로 떠 오르게 되는데, 이러한 오염물질은 운전시간의 경과에 따라 원통형 여과부재의 여과막에 작용하는 농축 부하가 증가하여 유입원수의 수위가 상기 월류관(42)의 상단 부위까지 상승하게 되면 물과 함께 상기 월류관(42)으로 유입되어 배수배관(11)을 통해 배출된다.

한편, 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 여과된 여과수는 연결배관(44)을 통해 고급 산화조(Advanced Oxidation Tank)(45)로 유입된다. 상기 연결배관(44)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 원통형 여과부재(30)의 하단에서 연장된 관들이 서로 모아져서 고급 산화조(45)로 연결되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 여과수 공급배관(26)은 상기 연결배관(44)과 연통되도록 분기되어 연결배관(44)을 통해 유동하는 여과수의 일부를 상기 분사관 조립체(27)로 공급한다.

바람직하게, 상기 고급 산화조(45)는 처리조(20)와 일체로 형성된다. 여기서, 고급 산화조(45)와 처리조(20)가 일체로 형성된다는 의미는 외벽의 적어도 일부가 서로 접하도록 설치되는 것을 의미한다.

더욱 바람직하게 상기 고급 산화조(45)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 처리조(20)의 외측벽을 따라서 일체로 형성되어 있다.

이와 같은 구성을 가질 경우, 고급 산화조(45)를 설치하기 위한 별도의 공간이 불필요하며, 연결배관(44)을 길게 연결하고 이송펌프를 설치할 필요가 없어서 전체적인 장치가 매우 콤팩트해진다.

상기 고급 산화조(45)는 자외선과 오존(O ₃ )의 동시 작용에 의해 물을 살균, 정화 및 탈취 처리하는 AOP(Advanced Oxidation Process) 공정을 수행한다.

도 3, 도 8 및 도 10을 함께 참조하면, 상기 고급 산화조(45)에는 복수개의 자외선 램프 유니트(46)가 수직 방향으로 설치된다. 상기 자외선 램프 유니트(46)는 투과도가 뛰어난 석영관 등으로 이루어진 투명관(47)과, 상기 투명관(47) 내에 장착되는 자외선 램프(48)를 포함한다. 상기 투명관(47)은 자외선 램프(48)를 물로부터 차단시켜 보호하는 역할을 한다.

한편, 도 3 및 도 8에서 참조번호 49로 표시된 원형의 점선은 자외선 램프(48)가 미치는 조사 영역을 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 상기 고급 산화조(45)에 오존을 공급하는 오존 공급 수단을 더 포함한다.

상기 오존 공급 수단은, 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기(도 1의 50 참조)와, 상기 오존 발생기(50)에 의해 공급된 오존을 물 속에 미세 기포 상태로 주입하기 위해 상기 고급 산화조(45) 내부에 설치된 오존 산기구(도 10의 51 참조)를 포함한다.

바람직하게, 상기 오존 산기구(51)는 오존 발생기(50)와 연결된 배관(52)을 통해 오존이 공급되는 공급분기관(53)과 연결된 채로, 상기 자외선 램프 유니트(46)들 사이에 설치된다.

상기 오존 산기구(51)는 오존을 미세하게 산기시켜 분사하는 것으로서 바람직하게 합성수지 포옴(Form) 형태로 구성되거나 또는 기구적인 노즐, 막 등의 형태로 구성되더라도 무방하다.

바람직하게, 오존을 공급하는 상기 배관(52) 상에는 일방향 체크밸브(54) 및 드레인 장치(55) 등이 설치되어 물이 역류하는 것을 차단할 수 있도록 구성된다.

상기 자외선 램프 유니트(46)와 오존 산기구(51)의 개수, 크기 및 설치 간격 등은 특정하게 한정되지 않으며, 용수의 처리등급이나 처리조의 처리 용량 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.

또한, 상기 고급 산화조(45)에서 살균 처리된 정화수는 인접하는 밸런싱 탱크(56)로 유입된다. 상기 밸런싱 탱크(56)는 본 발명에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치에서 처리된 최종적인 물이 저장되는 공간으로서 입수되는 물의 양과 출수되는 물의 양을 균형있게 조절하는 기능을 한다.

바람직하게, 상기 밸런싱 탱크(56)도 고급 산화조(45)와 마찬가지로 처리조(20)의 외측벽에 일체로 형성되는데, 이 경우 전체적인 장치의 크기를 최소화하면서도 효율적인 수처리가 가능하다.

도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 고급 산화조(45)와 밸런싱 탱크(56) 사이에는 월류벽(57)이 형성되어 있어서, 고급 산화조(45)에서 처리된 물은 상기 월류벽(57)을 넘어서 밸런싱 탱크(56)로 유입되게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 밸런싱 탱크(56)의 바닥에는 출수구(58)가 형성되어 있으며, 여기에는 출수배관(59)이 연결되어 있다.

비록 본 발명에서는 상기 고급 산화조(45)와 밸런싱 탱크(56)의 구성을 구체적으로 설명하였으나, 이들 구성요소는 그러한 설명에 한정되지 않는 것으로 해석되어야 하며, 또 다른 대안으로서 상기 고급 산화조와 밸런싱 탱크는 처리조와 분리되어 별도의 공간에 마련되는 것도 무방하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 오존 산기구(51)에 의해 고급 산화조(45) 내에 분사된 오존의 잔류 성분을 다시 회수하여 처리조(20) 내로 공급하는 수단이 마련되는데, 이를 위해 본 발명은 상기 고급 산화조(45)의 상단에 일단이 연결되어 고급 산화조(45) 상부에 축적되는 잔류 오존을 흡입하는 오존회수배관(60)과, 상기 오존회수배관(60)을 통해 흡입되는 잔류 오존을 처리조(20) 내부로 공급하는 회수오존공급수단을 포함한다.

본 실시예에 따르면, 상기 회수오존공급수단은 여과수 공급배관(26)으로부터 분기된 서브배관(61)에 설치된 벤츄리관(62)을 포함하며, 상기 오존회수배관(60)의 타단은 상기 벤츄리관(62)으로 연결된다.

따라서, 세정펌프(28)의 작동에 의해 여과수 공급배관(26)으로 공급된 여과수의 일부는 상기 서브배관(61)으로 분기되어 유동하고, 여과수가 벤츄리관(62)을 지날 때 발생하는 압력차에 의해 상기 고급 산화조(45) 상부에 축적된 잔류 오존이 흡입되며, 이렇게 흡입된 오존은 여과수와 함께 혼합되어 처리조(20) 내부로 주입된다.

본 발명에 따르면, 물과 혼합된 회수 오존은 오존분사배관(63)을 통해 상기 바닥 브라켓(16)에 인접한 채로 설치된 회수 오존 산기구(64)로 보내어지고, 여기에서 처리조(20) 내부로 분사된다.

바람직하게, 상기 회수 오존 산기구(64)는 도 7에 도시된 바와 같이, 처리조(20)의 내주면을 따라 원형으로 간격을 두고 설치되며, 상면에는 다공막이 형성되어 있다. 따라서, 물과 혼합된 회수 오존은 상기 다공막을 통해 상부로 분사된다. 더욱 바람직하게, 회수 오존이 더욱 미세하게 분사될 수 있도록 상기 다공막은 합성수지 포옴 또는 금속막 등으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 처리조(20)에는 적어도 하나 이상의 점검 맨홀(65)이 마련되어 있어서, 처리조(20) 내부의 상태를 점검하고 유지 보수 조치를 취할 수 있다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 바람직한 동작을 설명하기로 한다.

침전 공정

예를 들어, 폐쇄된 연못으로부터 유입된 원수는 여과펌프(13)의 구동력에 의해 유입배관(10)을 통해 처리조(20)로 유입된다.

이 과정에서 선택적으로 용기(도 1의 66) 내에 저장된 응집제를 자동으로 투입하여 응집 침전 반응을 더욱 촉진할 수도 있다. 도 1에서 미설명된 도면부호 67은 응집제를 원수와 골고루 혼합시키는 믹서를 가리킨다.

상기 유입배관(10)으로 유입된 원수는 처리조(20) 상부에 원형으로 설치된 분배관(14)을 따라 골고루 분배되어 그 하부에 형성된 입수관(15)을 통해 처리조(20) 내부로 유입된다.

이때, 상기 입수관(15)은 상기 분배관(14)에서 바닥을 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 상기 처리조(20)의 중심축을 기준으로 일방향(시계방향 또는 반시계방향)으로 구부러지게 연장되어 있어서, 상기 입수관(15)을 통해 유입되는 원수는 상기 처리조(20) 내부에서 선회하게 된다. 이러한 선회 작용은 원수의 균일한 분포를 가져올 뿐만 아니라 후술하는 바와 같이 부상 분리에 의해 수면 위로 떠 오르는 오염물을 중심부로 모아서 상기 월류관(42)을 통해 배출될 수 있도록 하는 작용도 하게 된다.

상기 처리조(20) 내부로 유입된 원수는 위와 같이 선회하는 과정에서 원수 내에 함유된 오염 입자가 침강하여 처리조(20)의 바닥 위에 쌓이게 된다. 바람직하게, 응집제를 투여한 경우에는 플록(floc)을 형성함으로써 물 속에 분산되어 있는 미세한 오염 입자나 용존 고형물까지도 덩어리를 만들어 침전시킬 수 있다.

여과 및 여과막 세정 공정

이어서, 처리조(20) 내의 원수는 상기 원통형 여과부재(30)의 여과막을 통과하면서 여과가 이루어진다. 여과가 이루어지는 구동력은 처리조(20) 내부의 수면과 원통형 여과부재(30) 내부의 수면 차이에 기인한다. 이렇게 걸러진 오염물은 여과막의 외측 표면 상에 부착되고, 물은 여과막을 통과하여 원통형 여과부재(30) 내부로 유입된다.

본 발명에 따르면, 상기와 같이 물을 여과하는 동안, 복수개의 원통형 여과부재(30)는 동시에 세정이 이루어질 수 있다. 여기서 세정이 이루어지는 동안 어느 하나의 여과부재(30)도 정지되거나 기능이 제한될 필요가 없다.

구체적으로, 원수가 여과되는 것과 동시에 분사수단이 동작하면서 여과막을 세정하게 된다. 즉, 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 정수된 물의 일부는 세정펌프(28)의 구동력에 의해 원통형 여과부재(30)의 하단과 연결된 여과수 공급배관(26)을 따라 상기 분사관 조립체(27)로 공급된다.

상기와 같이 공급된 여과수의 일부는 처리조(20) 상부에서 기어드 모터(38)에 의해 회전하고 있는 분사관 조립체(27)로 유입되어 분사공(33)을 통해 분사된다. 이때, 분사공(33)으로부터 분사된 물은 여과막에 부딪히게 되고, 따라서, 여과막의 외측 표면 상에 흡착되어 있던 슬러지 오염물들이 상기 분사된 물에 의해 탈락되면서 하방으로 침강하게 된다.

고급 산화 공정

상기 원통형 여과부재(30)에서 여과된 여과수는 하단에 연결된 연결배관(44)을 따라 상기 고급 산화조(45) 내부로 유입된다. 상기 고급 산화조(45) 내부에는 자외선 램프 유니트(46)에 의해 자외선이 조사되고 있으며, 오존 발생기(50)에 의해 생성된 오존이 오존 산기구(51)를 통해 미세하게 산기되고 있는 상태이다.

알려진 바와 같이, 오존은 원수 내에 포함된 유기물, 무기물을 산화 분해하고, 대장균, 박테리아, 바이러스, 간염균과 냉방질병균(레지오넬라) 등을 산화 멸균시킨다. 또한, 오존은 산화반응을 통해서 발암성 물질인 THM 생성을 억제하고 그 밖에도 시안화물(cyanide), 세척제, 페놀, 망간, 마그네슘 등도 제거한다.

또한, 자외선 램프(48)로부터 조사되는 약 253nm 내외의 파장을 가진 자외선에 의해 원수 내에 존재하는 세균, 박테리아, 바이러스, 미생물 등이 파괴 소멸된다.

동시에, 자외선에 의해 용존오존수에 함유되어 있던 오존이 산소로 환원되는분해과정에서 OH-라디칼이 생성되어 살균력이 더욱 증폭된다. OH-라디칼은 오존보다 높은 전위차를 가지며 거의 모든 유기물과 매우 빠른 속도로 골고루 반응하는 특성을 가진 것으로 알려져 있다. OH-라디칼과 반응하는 대부분의 유기화합물은 산화 분해되어 물과 이산화탄소로 환원된다. 이런 원리로 OH-라디칼은 사스, 조류독감, 바이러스, 결핵균, O-157, 살모넬라, 리스테리아, 기타 전염성 독감바이러스와 세균 등을 효과적으로 살균하며, 탈색, 탈취 작용을 가진다.

상기와 같이 고급 산화 공정을 수행한 후 처리된 물은 월류벽(57)을 타고 오버 플로우되어 밸런싱 탱크(56)로 유입 저장되고, 이어서 밸런싱 탱크(56)의 바닥에 연결된 출수배관(59)을 따라 후속적인 공정으로 출수된다.

바람직하게, 상기 출수배관(59)은 예를 들어, 활성탄 흡착 처리 장치에 연결될 수 있으며, 이렇게 처리된 물은 연못 등으로 재공급되거나 또는 염소처리되어 중수나 수도물로 사용될 수 있다.

오존 회수 및 부상 분리 공정

한편, 상기 고급 산화조(45)의 상부에 축적되는 잔류 오존은 오존회수배관(60)을 통해 벤츄리관(62)으로 유입된다. 즉, 여과수 공급배관(26)으로부터 분기된 서브배관(61)을 통해 여과수의 일부가 유동할 때 발생하는 압력차에 의해 상기 잔류 오존은 흡입되며, 흡입된 오존은 여과수와 함께 혼합되어 처리조(20) 내부의 회수 오존 산기구(64)로 보내어진다.

이때, 정상적인 상태에서는 고급 산화조(45) 내부가 양압 상태이지만, 만약 음압이 발생할 경우에는 일방향 체크밸브(68)가 개방되면서 외부 공기가 유입됨으로써 조절될 수 있다.

이어서, 상기 회수 오존 산기구(64)에 공급된 오존은 여과수와 함께 상기 다공막을 통해 상부로 분사된다. 이렇게 회수 오존을 처리조(20) 내부에 분사함으로써 얻어지는 효과는 여러 가지가 있을 수 있다.

첫째, 처리조 내벽 및 여과막의 외측 표면에 흡착되어 있던 오염물질을 오존이 해리된 기체의 부상에 의해 탈리시키게 된다.

둘째, 잔류 오존의 재반응 산화 효과에 의해 원수 정화를 촉진한다.

셋째, 오존의 산화 반응을 통해 오염물의 응집을 촉진한다.

넷째, 미세한 오염 입자를 오존이 해리된 기체에 흡착시켜 수면 위로 부상시킨다. 이렇게 수면으로 부상된 오염물은 전술한 바와 같이 선회하는 원수의 중심부로 모아져서 월류관(42)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

오염물 배출

상기와 같이 원수를 처리하는 동안 처리조(20) 바닥에 오염물질의 침전이 누적되면, 배수밸브(12)를 개방하고 오염물을 배출시키게 된다.

이러한 오염물 배출은 자동으로 수행되거나 수동으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 처리조(20) 바닥에 침전되는 오염물의 양이 증가할수록 여과 부하가 높아져 처리조(20) 내부의 수위는 점차로 상승하게 되며, 수위가 기준값을 초과할 경우에는 침전물 배출시점임을 판단하고 공정이 자동으로 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면, 처리조(20) 내부에 침전된 오염물은 세정 장치의 동작을 중단하거나 원수의 연속적인 유입을 차단하지 않고 유지한 채로 이루어질 수 있다. 즉, 오염물의 배출이 필요한 시점에서 상기 배수밸브(12)를 개방하면 처리조(20)의 바닥에 침전되어 있던 오염물이 물과 함께 배수배관(11)을 통해 외부로 배출된다.

외부로 배출된 오염물은 탈수조 등을 사용하여 후속적으로 처리될 수 있다.

상기와 같이 오염물의 배출이 진행되는 동안 처리조(20) 내부의 수위는 소정량 만큼 하강하게 되지만 세정 공정은 여전히 계속되는 상태이다.

이어서, 침전된 오염물이 어느 정도 배출되었다고 판단되면, 또는 소정 시간이 경과한 후에 자동으로 상기 배수밸브(12)를 닫고 다시 정상적인 수처리 공정을 계속하게 된다.

도 11 및 도 13에는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 여과막 전체에 걸쳐서 여과 수압을 균일하게 유지할 수 있도록 구성된다.

도면을 참조하면 본 실시예에 따른 연속 흐름식 복합 수처리 장치는 원수를 여과하는 원통형의 처리조(20)와, 여과 수압을 여과막 전체에 균일하게 유지하기 위해 여과된 물을 모아서 저장하는 월류조(70)와, 상기 월류조(70)로부터 월류되어 유입된 물을 일시적으로 저장하면서 출수배관(59)을 통해 배출되는 출수량을 조절하기 위한 밸런싱 탱크(80)를 포함한다.

전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 처리조(20)의 하단은 깔때기 형상을 이루고 있으며 바닥에는 배수밸브(12)에 의해 개폐되는 배수배관(11)이 연결되어 있다.

상기 처리조(20)의 상부에는 유입배관(10)이 연장되어 있으며 유입배관(10)의 단부에는 복수개의 입수관(15)을 가진 원형의 분배관(14)이 연결되어 있다.

또한, 상기 처리조(20) 내에는 복수의 원통형 여과부재(30)가 설치되며, 각각의 원통형 여과부재(30) 내부에는 회전하면서 여과막을 향해 여과수를 분사하는 분사관 조립체(27)가 설치되며, 여과된 물의 일부는 여과수 공급배관(26)을 통해 분사관 조립체(27)로 공급된다.

본 실시예에 따르면, 상기 원통형 여과부재(30)에 의해 여과된 물은 연결배관(44)을 통해 월류조(70)로 유입되며, 이어서 밸런싱 탱크(80)로 유입된다.

상기 월류조(70)와 밸런싱 탱크(80) 사이에는 월류벽(72)이 형성되어 있어서, 월류조(70) 내에 물이 차오르면 상기 월류벽(72)을 넘어서 밸런싱 탱크(80)로 유동하게 된다.

상기 밸런싱 탱크(80)의 바닥에는 출수구(58)가 형성되어 있으며, 여기에는 출수배관(59)이 연결되어 있다.

본 실시예에 따르면, 처리조(20) 내의 수위(L1)는 중심부에 위치한 월류관(42)의 상단 높이가 고수위이며 미리 계획된 여과막 농축 부하 수두 범위에 의해 결정된다.

또한, 여과부재(30)와 월류조(70)는 연결배관(44)에 의해 연결되어 있으므로 여과부재(30) 내의 수위(L2)는 월류조(70) 내의 수위(L3)와 동일하게 설정되며, 월류조(70) 내의 수위(L3)는 월류벽(72)의 높이에 의해 결정된다.

그리고, 밸런싱 탱크(80) 내의 수위(L4)는 월류벽(72)을 넘어 월류조(70)로부터 유입되는 물의 양과 출수구(58)를 통해 빠져나가는 물의 양의 차이에 의해 결정된다.

이 경우, 처리조(20) 내의 여과부재(30)에 가해지는 여과 수압(P)은 처리조(20)의 수위(L1)와 여과부재(30)의 수위(L2) 차에 비례한다. 이러한 수압(P)의 특성을 보다 구체적으로 살펴보기 위해 도 14를 참조한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 처리조(20)의 수위(L1)와 여과부재(30)의 수위(L2)가 상이할 경우 상대수압영역(D1)과 절대수압영역(D2)이 형성된다.

상기 상대수압영역(D1)은 처리조(20)의 수위(L1)에 의해서 여과부재(30)에 수압이 인가되는 영역으로서, 상부보다는 하부로 갈수록 더 큰 수압이 작용하게 된다. 도 14에서 화살표는 깊이에 따른 수압의 크기를 도식적으로 나타낸 것이다.

반면에, 절대수압영역(D2)에서는 처리조(20)의 수위(L1)와 여과부재(30)의 수위(L2) 상호간의 차이에 해당하는 수압이 균일하게 작용되며, 깊이에 따른 수압차가 발생하지 않는다.

이 경우, 절대수압영역(D2)에서는 여과부재(30)의 전 영역에 걸쳐서 여과가 비교적 균일하게 진행되지만, 상대수압영역(D1)에서는 수압이 큰 하부 영역에서 여과가 집중되고 상대적으로 수압이 약한 상부 영역에서는 여과가 미미하게 일어난다.

나아가, 상대수압영역(D1)의 하부에는 여과된 이물질이 집중적으로 축적되는 반면 상부에는 이물질이 거의 축적되지 않으므로, 분사관 조립체에 의해 이물질을 탈락시키는데에도 어려움이 있다.

결론적으로, 여과부재(30)의 수위(L2)는 여과 성능을 좌우하는 요소로서 여과막 전체에 걸쳐서 절대수압영역(D2)을 최대한 확보하는 동시에 그 수위가 일정하게 유지되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 이러한 여과부재(30) 내의 수위(L2)는 월류조(70)에 형성된 월류벽(72)에 의해 설정된다. 즉, 여과부재(30)의 수위(L2)는 곧 월류조(70)의 수위(L3)와 동일하고, 월류조(70)의 수위(L3)는 월류벽(72)의 높이에 의해 설정되므로, 결국 월류벽(72)의 높이를 적절히 설정함으로써 여과부재(30)의 수위(L2)를 안정적으로 유지할 수 있는 것이다.

바람직하게, 상기 월류조(70)는 상기 처리조(20)와 일체로 형성된다. 여기서, 월류조(70)와 처리조(20)가 일체로 형성된다는 의미는 외벽의 적어도 일부가 서로 접하도록 설치되는 것을 의미한다.

더욱 바람직하게 상기 월류조(70)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 처리조(20)의 외측벽을 따라서 일체로 형성된다.

이와 같은 구성을 가질 경우, 월류조(70)를 설치하기 위한 별도의 공간이 불필요하며, 연결배관(44)을 길게 연결하고 이송펌프를 설치할 필요가 없어서 전체적인 장치가 매우 콤팩트해진다.

또한, 상기 밸런싱 탱크(80)도 처리조(20)의 외측벽에 일체로 형성될 수 있으며, 이 경우 전체적인 장치의 크기를 최소화하면서도 효율적인 수처리가 가능하다.

또 다른 대안으로서 상기 월류조(70)와 밸런싱 탱크(80)는 처리조(20)와 분리되어 별도의 공간에 마련되는 것도 무방하다.

상기 월류조와 밸런싱 탱크 및 연결배관 등의 구조는 다양하게 변형되어 실시될 수 있는데 그 중의 한 예가 도 15 및 도 16에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따르면, 처리조(20)의 외측벽에는 단일 공간을 가지는 월류조(70')가 형성되어 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서 '단일 공간'이란 물리적인 형상을 떠나서 내부 공간이 서로 연결되어 있는 상태, 즉 유동에 의해 혼합이 가능한 상태를 의미한다.

또한, 상기 여과부재(30)의 하단에 연결된 연결배관(44')은 상기 월류조(70')와 연통되도록 방사상으로 연장되어 있다. 이와 같은 구성에서는, 여과부재(30)와 월류조(70')가 연결배관(44')에 의해 최단거리로 연결될 수 있으므로, 배관을 복잡하게 설계하지 않아도 된다.

상기 월류조(70')에는 분사관 조립체로 여과된 물을 공급하기 위한 여과수 공급배관(26')이 연결된다.

또한, 상기 월류조(70') 내부의 일부 공간을 구획하여 밸런싱 탱크(80')를 형성한다. 이때, 상기 밸런싱 탱크(80')는 월류조(70') 내부의 공간이 단절되지 않고 여전히 단일 공간을 유지하도록 형성된다.

상기 밸런싱 탱크(80')와 월류조(70') 사이에는 월류벽(72')이 형성되며, 이 월류벽(72')이 월류조(70')의 수위를 결정한다. 그리고, 상기 밸런싱 탱크(80')의 하부에는 여과된 물을 외부로 출수하기 위한 출수배관(59')이 연결되어 있다.

본 실시예에 따르면, 처리조(20)에 구비된 복수의 여과부재(30)에서 여과된 물은 연결배관(44')을 따라 월류조(70') 내부로 유동한다. 이 경우, 월류조(70') 내부는 단일 공간으로 연결되어 있으므로 유입된 물이 모이게 된다.

이어서, 월류조(70') 내부의 모인 물 중에서 일부는 여과수 공급배관(26')을 통해 분사관 조립체로 보내어지고, 나머지 물들은 상기 월류벽(72')을 타고 넘어서 밸런싱 탱크(80') 내부로 유입된다.

이때, 상기 월류벽(72')에 의해 월류조(70')의 수위는 설정되고, 그에 따라 여과부재(30)의 수위도 동일하게 설정된다.

최종적으로, 상기 밸런싱 탱크(80')에 유입된 물은 출수배관(59')을 통해 처리조(20) 외부로 배출된다.