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KR101007465B1 - 해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법 - Google Patents

해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101007465B1
KR101007465B1 KR1020100107439A KR20100107439A KR101007465B1 KR 101007465 B1 KR101007465 B1 KR 101007465B1 KR 1020100107439 A KR1020100107439 A KR 1020100107439A KR 20100107439 A KR20100107439 A KR 20100107439A KR 101007465 B1 KR101007465 B1 KR 101007465B1
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Abstract

본 발명은 해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 제1 바지선의 상층수를 제2 바지선으로 이송하고 제2 바지선에 구비된 토목섬유 프레임을 통해 1차 정수를 수행한 후 필터를 이용하여 2차 정수를 한 다음 바로 해양으로 방출할 수 있어, 준설된 퇴적물을 육지까지 이송시키기 위한 별도의 이송시설과 넓은 부지가 불필요하고 실시간 대용량으로 해양 오폐수를 정수시킬 수 있으며, 1차 정수를 수행하는 토목섬유 프레임과 2차 정수를 수행하는 규조토 필터를 재활용할 수 있고, 제1 바지선을 농축된 오폐수의 투기장 운반 용도로 활용할 수 있어, 비용을 절감하고 작업효율을 향상시킬 수 있는 해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 해양 오폐수를 수집하는 준설수단; 상기 준설수단으로부터 이송된 해양 오폐수를 저장하고, 정수완료 후 농축된 해양 오폐수를 투기장으로 운반하는 제1 바지선; 상기 제1 바지선에 저장된 해양 오폐수 중 상층수를 이송받아 토목섬유 프레임에 통과시켜 1차 정수하는 제2 바지선; 및 상기 제2 바지선으로부터 이송된 상기 1차 정수 결과물을 이송받아 사이즈 여과를 시켜 2차 정수한 후 해양에 방류하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 오폐수 실시간 정수 시스템을 제공한다.

Description

해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법{System and Method for real-time cleaning sludge of ocean}
본 발명은 해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 제1 바지선의 상층수를 제2 바지선으로 이송하고 제2 바지선에 구비된 토목섬유 프레임을 통해 1차 정수를 수행한 후 필터를 이용하여 2차 정수를 한 다음 바로 해양으로 방출할 수 있어, 준설된 퇴적물을 육지까지 이송시키기 위한 별도의 이송시설과 넓은 부지가 불필요하고 실시간 대용량으로 해양 오폐수를 정수시킬 수 있으며, 1차 정수를 수행하는 토목섬유 프레임과 2차 정수를 수행하는 규조토 필터를 재활용할 수 있고, 제1 바지선을 농축된 오폐수의 투기장 운반 용도로 활용할 수 있어, 비용을 절감하고 작업효율을 향상시킬 수 있는 해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연근해의 바닥에는 퇴적물이 쌓이게 된다. 이러한 퇴적물은 하천 상류와 하류 또는 지상에서 흘러 내려와 퇴적된 모래 및 자갈 등의 골재와, 수질을 오염시키는 퇴적 슬러지가 혼합된 후 퇴적되어 형성된다.
이러한 퇴적물 중 퇴적 슬러지는 원수 내의 용존산소를 소모시키는 유기물로서, 부영양화를 일으키는 질소와 인 등의 각종 유해물질과 중금속 등을 함유하고 있다. 따라서, 퇴적 슬러지는 수질을 악화시키고, 부영양화로 조류 등이 이상 번식되도록 하여 생물에 유해한 가스를 발생시킬 뿐만 아니라, 해양의 자정능력을 상실시켜 오염을 가속화시킨다. 또한, 퇴적 슬러지는 골재와 함께 바닥에 퇴적되어 수심을 낮춤으로써 저수용량을 점차 감소시키고, 연근해에서 항만으로 사용되는 만의 바닥높이를 증가시키는 문제점이 있다.
이러한 퇴적 슬러지를 수거하기 위해 일반적으로 버켓 컨베어와 같은 준설기를 설치하여 항만이나 하천 바닥에 퇴적된 토사나 암석을 파내서 넓고 깊은 수로를 확보하려는 시도를 하고 있다.
준설선은 준설선 선체의 전, 후방에 전후방측 와이어를 고정 결합시킨 후, 각각의 말단 부위를 앵커로 바닥에 고정시켜 놓고, 선체의 양측방 선후단 위치에 각기 스윙 와이어를 연결하면서 말단부위를 앵커로 고정하는 방식으로 설치된다. 그러면 선체가 전, 후방 와이어를 중심으로 좌우 원호 운동하면서 해당 부위의 준설작업을 행하게 된다.
이러한 방식으로 준설된 퇴적 슬러지는 퇴적 슬러지에 포함된 모래를 분리한 후 오염된 물만을 정화하는 방식으로 처리되고 있어 분리된 모래에는 여전히 다량의 오염물질이 포함되어 있게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 처리수역의 현장 바닥에 고압수를 직접 분사시켜 퇴적오니를 부상시키고, 응집약품과 압축공기가 포함된 가압수를 분사시켜 퇴적오니를 제거하는 방식이 활용되기도 한다. 그러나, 이러한 방식에 의하면 수심이 깊을 경우 기체 용해도가 증가하고 분사된 가압수로부터 생성된 기포의 크기도 작아 부상속도가 낮아지기 때문에 보다 많은 양의 가압수를 필요로 하는 문제점이 있다.
다른 방식으로는 처리대상 수역에 인접한 육지로 준설된 퇴적물을 이송시켜 별도로 마련된 처리장치를 통해 처리하는 방식도 있다. 그러나, 이러한 방식에 의하면 준설된 퇴적물을 육지까지 이송시키기 위해 별도의 이송시설이 필요하고, 이송작업의 어려움이 따른 뿐만 아니라, 넓은 부지가 필요한 문제점이 있다. 더욱이 해양 오폐수를 처리할 경우 실시간 대용량 처리가 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 준설된 퇴적물을 육지까지 이송시키기 위한 별도의 이송시설과 넓은 부지가 불필요하고 실시간 대용량으로 해양 오폐수를 정수시킬 수 있으며, 정수 시스템을 재활용하여 비용을 절감할 수 있고, 작업효율을 향상시킬 수 있는 해양 오폐수 실시간 정수 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템은 해양 오폐수를 수집하는 준설수단; 상기 준설수단으로부터 이송된 해양 오폐수를 저장하고, 정수완료 후 농축된 해양 오폐수를 투기장으로 운반하는 제1 바지선; 상기 제1 바지선에 저장된 해양 오폐수 중 상층수를 이송받아 토목섬유 프레임에 통과시켜 1차 정수하는 제2 바지선; 및 상기 제2 바지선으로부터 이송된 상기 1차 정수 결과물을 이송받아 사이즈 여과를 시켜 2차 정수한 후 해양에 방류하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터는 복수개의 홀이 구비된 관 형상의 다중지향 흡수구, 상기 다중지향 흡수구를 둘러싸는 모래, 상기 다중지향 흡수구로 유입된 결과물을 이송하는 이송관, 상기 다중지향 흡수구와 상기 모래와 상기 이송관을 수용하는 유리섬유 본체를 포함하는 샌드 필터(sand filter)일 수 있다.
또한, 상기 필터는 표면에 다공성 구조의 규조토가 코팅된 규조토 스크린, 상기 규조토 스크린을 통과한 결과물을 이송하는 이송관, 상기 규조토 스크린과 상기 이송관을 수용하는 유리섬유 본체, 상기 유리섬유 본체의 상부에 구비되어 상기 유리섬유 본체 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기배출 밸브를 포함하는 규조토 필터일 수 있다.
본 발명에 따른 해양 오폐수 실시간 정수방법은 (a) 준설수단이 해양 오폐수를 수집하여 제1 바지선으로 이송하는 단계; (b) 상기 제1 바지선에 저장된 해양 오폐수 중 상층수를 흡입하여 제2 바지선으로 이송하는 단계; (c) 상기 제2 바지선으로 이송된 해양 오폐수를 상기 제2 바지선에 구비된 토목섬유 프레임에 통과시켜서 1차 정수를 수행하는 단계; (d) 상기 1차 정수된 결과물을 펌프로 끌어올려 필터를 통해 10~40 마이크로미터 사이즈 여과를 시켜 2차 정수를 수행하는 단계; 및 (e) 상기 2차 정수된 결과물을 바로 해양으로 방류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (d)단계에서 상기 필터는 다공성 구조의 규조토가 코팅된 규조토 스크린을 통과시켜 사이즈 여과를 수행하는 규조토 필터인 경우, 상기 규조토 스크린에서 규조토가 코팅된 면의 반대면에서 물을 공급하여 규조토를 씻어내는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 제1 바지선의 상층수를 제2 바지선으로 이송하고 제2 바지선에 구비된 토목섬유 프레임을 통해 1차 정수를 수행한 후, 필터를 이용하여 2차 정수를 한 다음 바로 해양으로 방출할 수 있어, 준설된 퇴적물을 육지까지 이송시키기 위한 별도의 이송시설과 넓은 부지가 불필요하고, 실시간 대용량으로 해양 오폐수를 정수시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 1차 정수를 수행하는 토목섬유 프레임과 2차 정수를 수행하는 규조토 필터를 재활용할 수 있고, 제1 바지선을 농축된 오폐수의 투기장 운반 용도로 활용할 수 있어 비용이 절감되고 작업효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템의 구성도,
도 2는 도 1 중 제1 바지선의 사시도,
도 3은 준설수단으로부터 이송된 해양 오폐수를 제1 바지선으로 방류하는 상태를 도시한 사시도.
도 4는 도 1 중 제2 바지선의 내부와 토목섬유 프레임을 도시한 사시도,
도 5는 제2 바지선 내부에 구비된 토목섬유 프레임을 측면에서 도시한 모식도,
도 6은 제2 바지선 내부에 구비된 토목섬유 프레임을 정면에서 도시한 모식도,
도 7은 도 1 중 필터의 외형을 도시한 사시도,
도 8은 필터를 통해 2차 정수된 결과물을 해양에 방류하는 모습을 도시한 사시도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템에 사용되는 필터 중 샌드 필터의 단면도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템에 사용되는 필터 중 규조토 필터의 단면도,
도 11은 규조토 필터의 정수시(순방향) 작동과정을 설명하기 위한 모식도,
도 12는 규조토 필터의 재활용시(역방향) 작동과정을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템의 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템은, 도 1을 참조하면, 준설수단(10), 제1 바지선(30), 제2 바지선(50), 및 필터(70)를 포함하여 이루어진다.
준설수단(10)은 오폐수를 정수할 대상구역에서 해양 오폐수를 수집하여 제1 바지선(30)으로 이송하는 역할을 수행한다. 준설수단으로는 준설선 등이 사용될 수 있으며, 바닥의 슬러지를 긁어내고 흡입하여 외부로 이송할 수 있는 것이라면 제한이 없다. 예컨대, 준설선의 경우 작업을 시작하고자 하는 장소의 수면으로 준설선을 이동시킨 후, 준설선에 장착된 준설기를 하강시켜 바닥에 안착시킨다. 준설선으로부터 하강한 준설기의 스크류가 회전하면서 슬러지를 긁어내고, 긁어낸 슬러지는 스크류에 의해 중앙으로 모인 후, 흡입되어 이송관 등을 통해 제1 바지선(30)으로 이송된다.
준설수단(10)은 슬러지를 긁어내면서 동시에 이를 강하게 흡입하여 외부로 이송시키므로, 준설작업시 슬러지가 수중으로 흩어지는 현상을 방지하게 된다. 준설수단(10)에 의해 자동으로 슬러지의 흡입과 이송이 수행되므로, 실시간으로 대량의 정수작업이 가능해진다.
도 2는 도 1 중 제1 바지선의 사시도이다. 도 3은 준설수단으로부터 이송된 해양 오폐수를 제1 바지선으로 방류하는 상태를 도시한 사시도이다.
제1 바지선(30)은 준설수단(10)으로부터 이송된 해양 오폐수를 저장한다. 또한, 제1 바지선(30)은 정수가 완료된 후 농축된 해양 오폐수를 투기장으로 운반하는 역할을 수행한다. 이때 농축된 해양 오폐수는 제1 바지선(30) 자체에 잔류되어 오폐수와, 제2 바지선(50)에 남아 있는 오폐수 및 필터(70)로부터 배출되는 오폐수를 포함한다. 제1 바지선(30)은 정수 프로세스에서 해양 오폐수를 저장하였다가 상층수를 제2 바지선(50)으로 이송하는 역할과 함께, 정수 프로세스의 완료 후 잔류된 농축 오폐수를 투기장으로 운반하는 역할을 수행하므로 작업효율을 향상시킬 수 있다.
제1 바지선(30)에 저장된 해양 오폐수는 상층수와 하층수로 구분되며, 물에 비해 상대적으로 밀도가 큰 슬러지 등은 가라앉아 하층수를 구성하고, 상대적으로 밀도가 작은 물은 상층수를 이루게 된다.
도 4는 도 1 중 제2 바지선의 내부와 토목섬유 프레임을 도시한 사시도이다. 도 5는 제2 바지선 내부에 구비된 토목섬유 프레임을 측면에서 도시한 모식도이고, 도 6은 제2 바지선 내부에 구비된 토목섬유 프레임을 정면에서 도시한 모식도이다.
제2 바지선(50)은 제1 바지선(30)에 저장된 해양 오폐수 중 상층수를 이송받아 토목섬유 프레임(52)에 통과시켜 1차 정수를 수행한다. 제1 바지선(30)에 저장된 해양 오폐수 중 상층수만 선택적으로 제2 바지선(50)으로 이송하는 방법으로는, 일례로 상층수가 존재하는 수위를 파악하여 해당 높이에 이송관을 위치시키고 제2 바지선(50) 측에서 펌프를 이용하여 이송시킬 수 있다.
제2 바지선(50) 내부에는 토목섬유 프레임(52)이 구비된다. 토목섬유 프레임은 금속 등 강도를 확보할 수 있는 재질로 프레임을 제작하고, 프레임 상에 토목섬유를 씌우는 방법으로 제조할 수 있다. 토목섬유는 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리아크릴니트릴, 나일론 등의 합성섬유를 직조하여 형성된 다공성 제품인 지오텍스타일(geotextile)과, 차수용 제품인 지오멤브레인(geomembranes), 고강도 제품인 지오그리드(geogrids) 및 지오텍스타일 관련제품 등을 포함한다.
토목섬유는 사용이 편리하도록 롤 형태로 공급되고, 현장부지에 바로 신속하게 포설할 수 있으며, 경량재료이므로 취급과 시공이 용이하고, 실내 실험을 통해 관련 특성치들을 평가할 수 있다는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 토목섬유는 경제성이 우수하고, 인장에 강하며, 내구성이 우수하고 가공이 쉬우며, 신축성이 좋아 유연성이 우수하다는 장점이 있다.
토목섬유 프레임(52)에서 토목섬유는 조립토와 세립토(부유세립토 포함)를 분리하고 물의 흐름에 따른 세립토의 이동을 최소로 방지하면서 해양 오폐수를 여과시키는 기능을 수행한다(대략 40마이크로미터 수준까지 여과). 토목섬유 프레임(52)은 제2 바지선(50) 내부에 저장된 해양 오폐수에 잠기도록 설치된다. 토목섬유 프레임은 프레임 전체에 토목섬유가 씌워져 있으므로, 모든 방향에서 해양 오폐수가 토목섬유 프레임 내로 유입될 수 있어 작업속도와 작업효율이 우수하다(도 5와 도 6에서 수중 영역에 도시된 화살표는 해양 오폐수가 토목섬유 프레임 내로 유입되는 방향을 나타냄).
또한, 토목섬유 프레임(52)은 장기간의 1차 정수로 인해 토목섬유가 오염되면 프레임에서 토목섬유만 벗겨내고 오염되지 않은 토목섬유를 씌우는 방식으로 재활용이 가능하다. 즉, 토목섬유 프레임(52)은 토목섬유만 정기적으로 교체하면 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
토목섬유 프레임(52)의 상부에는 타워(54)가 구비된다. 타워(54) 내에는 토목섬유 프레임(52)으로부터 필터(70)로 1차 정수 결과물을 이송시키는 이송관이 삽입된다. 타워(54) 내에는 토목섬유 프레임(52)을 통과한 1차 정수 결과물을 끌어올려 필터(70)로 보내기 위한 동력을 제공하는 펌프가 삽입될 수도 있다. 한편, 펌프는 타워(54) 외부에 구비될 수도 있음은 물론이다. 도 5와 도 6에서 타워(54) 내에 도시된 화살표는 토목섬유 프레임(52)으로부터 1차 정수 결과물이 이송되는 방향을 나타낸다.
도 7은 도 1 중 필터의 외형을 도시한 사시도이고, 도 8은 필터를 통해 2차 정수된 결과물을 해양에 방류하는 모습을 도시한 사시도이다.
필터(70)는 제2 바지선(50)의 토목섬유 프레임(52)을 통과한 1차 정수 결과물을 이송받아 사이즈 여과를 시켜 2차 정수를 수행한 후 해양에 바로 방류하는 역할을 수행한다. 필터(70)는 1차 정수된 폐수를 대략 10 ~ 40 마이크로미터의 사이즈로 여과시키는 제2 정수를 수행한다. 일례로 필터(70)로는 샌드 필터(100), 규조토 필터(200), 카트리지 필터(300)가 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템에 사용되는 필터 중 샌드 필터의 단면도이다.
샌드 필터(100)는 규사 즉 모래를 이용하여 사이즈 여과를 수행한다. 샌드 필터(100)는 다중지향 흡수구(102), 이송관(104), 유리섬유 본체(106), 오탁수 분배밸브(108), 드레인 코크(110), 받침대(112), 및 클램프(114)를 포함하여 이루어진다.
다중지향 흡수구(102)는 방사형으로 뻗은 복수개의 관으로 구성된다. 각 관에는 복수개의 홀이 구비되어 있다. 다중지향 흡수구(102)는 모래(미도시)로 둘러싸여 있다.
이송관(104)은 다중지향 흡수구(102)로 유입된 결과물을 외부로 이송하는 관이다. 이송관(104)의 하단에는 다중지향 흡수구(102)가 결합되고, 이송관(104)의 상단에는 클램프(114)가 결합된다.
유리섬유 본체(106)는 다중지향 흡수구(102)와 모래와 이송관(104)을 수용하며, 하우징 역할을 수행한다. 유리섬유는 내열성과 내화성이 우수하고, 흡수성과 흡습성이 적으며, 화학적 내구성이 우수하여 부식되지 않는 성질이 있다. 또한, 유리섬유는 인장강도가 우수하고 신장율이 적은 특성을 가지고 있어, 필터의 하우징 재료로 적합하다.
오탁수 분배밸브(108)는 클램프(114)의 상부에 구비된 오탁수 유입구로부터 유입된 오탁수를 유리섬유 본체(106) 내부로 주입하는 역할을 수행한다.
드레인 코크(110)는 오탁수 분배밸브(108)로부터 내부로 유입된 오탁수 중 모래를 거쳐 다중지향 흡수구(102) 내부로 유입되지 않은 오탁수(여과되지 않은 오탁수)를 유리섬유 본체(106) 외부로 배출하는 부분이다.
받침대(112)는 유리섬유 본체(106)를 비롯한 샌드필터(100)를 바닥에 지지하는 역할을 수행한다.
클램프(114)는 이송관(104)에 오탁수 유입구 및 정수 유출구를 결합시키는 역할을 수행한다.
클램프(114)의 상부에 위치한 오탁수 유입구를 통해 오탁수가 유입되면 오탁수 분배밸브(108)를 통해 유리섬유 본체(106) 내부로 오탁수가 분배된다. 펌프를 통해 이송관(104) 하부로부터 상부 방향으로 빨아들이면 오탁수는 유리섬유 본체(106) 내부의 모래를 거치면서 여과가 이루어지고, 여과된 정수는 방사형으로 형성된 다중지향 흡수구(102) 내부로 유입되어 이송관(104)을 통해 상승한 후 정수 유출구를 통해 외부로 배출된다. 다중지향 흡수구(102)로 유입되지 못한 오탁수는 하부의 드레인 코크(110)를 통해 외부로 배출된다(깨끗하게 정수된 물이 바로 해양으로 방류되고 있는 모습이 도 8에 도시되어 있다).
이러한 과정을 통해 샌드 필터(100)는 1차 정수된 결과물을 20 ~ 40 마이크로미터의 사이즈로 여과시켜 바로 해양으로 방출하게 된다. 폐수는 1차 정수와 2차 정수를 거쳐 대략 20 ppm 정도로 맑아져서 해양으로 실시간 방류된다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수 시스템에 사용되는 필터 중 규조토 필터의 단면도이다.
규조토 필터(200)는 표면에 다공성 구조의 규조토가 코팅된 규조토 스크린(202), 외부로부터 1차 정수된 오탁수가 공급되는 오탁수 공급관(204), 규조토 스크린(202)을 통과한 결과물을 이송하는 이송관(206), 규조토 스크린(202)과 이송관(206)을 수용하는 유리섬유 본체(208), 유리섬유 본체(208)의 상부에 구비되어 유리섬유 본체(208) 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기배출 밸브(210) 및 유리섬유 받침대(212)를 포함하여 이루어진다. 또한, 규조토 필터(200)는 밸브 연결부(214)와 오수 이송관(216)을 더 포함할 수 있다.
도 11은 규조토 필터의 정수시(순방향) 작동과정을 설명하기 위한 모식도이고, 도 12는 규조토 필터의 재활용시(역방향) 작동과정을 설명하기 위한 모식도이다.
규조토 필터를 이용하여 2차 정수를 수행하는 경우(도 11 참조), 오탁수 공급관(204)으로부터 공급된 오탁수는 규조토의 다공성 구조를 통과하면서 여과되어 규조토 스크린(202) 내부로 유입된다. 규조토 스크린(202)의 표면에는 규조토가 코팅되어 있으므로, 규조토의 미세한 다공성 구조를 통과한 사이즈만 규조토 스크린(202)의 내부로 유입될 수 있으며, 이 과정에서 대략 10 마이크로미터 수준으로 사이즈 여과가 이루어진다. 규조토 스크린(202)의 내부로 유입되어 여과된 정수는 이송관(206)을 통해 외부로 배출된다.
규조토 스크린(202)의 표면에 슬러지가 축적되어 정수 기능이 저하되는 경우, 규조토 스크린(202)의 표면에 코팅된 규조토를 씻어내어 외부로 배출하고 오염되지 않은 규조토를 코팅하면 된다. 규조토 스크린(202)의 표면에 코팅된 규조토를 씻어내기 위해서는 물의 흐름을 역방향으로 하면 된다(도 12 참조).
도 12와 같이 물을 이송관(206)으로부터 주입하면 규조토 스크린(202)의 내부에 물이 유입되고, 이를 강한 수압으로 밀어내면 규조토 스크린(202)의 표면에 코팅되어 있던 오염된 규조토가 규조토 스크린(202)으로부터 떨어져 나가게 된다. 규조토 스크린(202)으로부터 슬러지로 오염된 규조토가 떨어져 나가면 규조토 스크린(202)의 표면에 다시 깨끗한 규조토를 코팅하여 규조토 스크린(202)을 재활용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 오폐수 실시간 정수방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
준설수단이 해양 오폐수를 수집하여 제1 바지선으로 이송하면, 제1 바지선에 해양 오폐수가 저장되면서 상대적으로 밀도가 큰 슬러지는 가라앉아 하층수를 이루고 상대적으로 밀도가 작은 미세입자 용액은 상층수를 이루게 된다.
제1 바지선에 저장된 해양 오폐수 중 상층수를 흡입하여 이송관을 통해 제2 바지선으로 이송한다. 제2 바지선에는 1차 정수를 위한 토목섬유 프레임이 구비되어 있다. 토목섬유 프레임의 상부에 결합된 타워 내부에는 토목섬유 프레임으로부터 빨아들인 1차 정수 결과물을 외부로 이송하는 이송관이 삽입되어 있다. 외부 펌프 또는 타워 내부에 장착된 펌프를 통해 토목섬유 프레임 내로 여과된 결과물을 상부로 끌어올려 필터로 이송시킨다.
1차 정수된 결과물이 펌프에 의해 필터로 공급되면 샌드 필터, 규조토 필터, 카트리지 필터 등을 통해 10 ~ 40 마이크로 미터의 사이즈로 여과시켜 2차 정수를 수행하고, 2차 정수된 결과물은 필터에 연결된 방류관을 통해 바로 해양으로 방류된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 해양 오폐수를 실시간으로 정수하는 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.
10 - 준설수단 30 - 제1 바지선
50 - 제2 바지선 52 - 토목섬유 프레임
70 - 필터

Claims (5)

  1. 해양 오폐수를 수집하는 준설수단;
    상기 준설수단으로부터 이송된 해양 오폐수를 저장하고, 정수완료 후 농축된 해양 오폐수를 투기장으로 운반하는 제1 바지선;
    상기 제1 바지선에 저장된 해양 오폐수 중 상층수를 이송받아 토목섬유 프레임에 통과시켜 1차 정수하는 제2 바지선; 및
    상기 제2 바지선으로부터 이송된 상기 1차 정수 결과물을 이송받아 사이즈 여과를 시켜 2차 정수한 후 해양에 방류하되, 복수개의 홀이 구비된 관 형상의 다중지향 흡수구, 상기 다중지향 흡수구를 둘러싸는 모래, 상기 다중지향 흡수구로 유입된 결과물을 이송하는 이송관, 상기 다중지향 흡수구와 상기 모래와 상기 이송관을 수용하는 유리섬유 본체를 포함하는 샌드 필터(sand filter)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 오폐수 실시간 정수 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. (a) 준설수단이 해양 오폐수를 수집하여 제1 바지선으로 이송하는 단계;
    (b) 상기 제1 바지선에 저장된 해양 오폐수 중 상층수를 흡입하여 제2 바지선으로 이송하는 단계;
    (c) 상기 제2 바지선으로 이송된 해양 오폐수를 상기 제2 바지선에 구비된 토목섬유 프레임에 통과시켜서 1차 정수를 수행하는 단계;
    (d) 상기 1차 정수된 결과물을 펌프로 끌어올려 필터를 통해 10~40 마이크로미터 사이즈 여과를 시켜 2차 정수를 수행하는 단계; 및
    (e) 상기 2차 정수된 결과물을 바로 해양으로 방류하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 오폐수 실시간 정수방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 상기 필터는 다공성 구조의 규조토가 코팅된 규조토 스크린을 통과시켜 사이즈 여과를 수행하는 규조토 필터인 경우, 상기 규조토 스크린에서 규조토가 코팅된 면의 반대면에서 물을 공급하여 규조토를 씻어내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 오폐수 실시간 정수방법.
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