(57)【要約】  本発明は、ガイド部材を備えることによって、汚廃水と空気の溶解度を向上できる水処理装置を提供する。  本発明の水処理装置は、汚廃水流入管及び酸気装置によってその内部に汚廃水及び空気が流入する反応槽と、前記反応槽の内部を上下多段に区画することによって前記汚廃水及び気泡の接触面積を増加させて酸素溶存量を増加させて、滞留空間を形成して空気を別途に捕集することによって、汚廃水と空気を互いに分離させて汚廃水及び空気中に含まれているスラッジが各々密度差によって上昇するようにして汚染物を分解できるスラッジ分離手段と、前記反応槽に装着されて前記スラッジ分離手段を通過した気泡を前記反応槽の外部に排出させる空気排出口と、前記反応槽に装着されて前記スラッジ分離手段を通過して処理された汚廃水を外部に排出させる処理水排出口と、そして前記反応槽の下部に形成されて沈殿したスラッジを濃縮排出させる沈殿槽とを含む。【選択図】図１
2008502472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚廃水流入管及び酸気装置によって、その内部に汚廃水及び空気が流入する反応槽と、
前記反応槽の内部を上下多段に区画することによって前記汚廃水及び気泡の接触面積を増加させて酸素溶存量を増加させ、各段の水面部位の物質が順に上向き移動するため、密度によって相対的に軽い物質を分離して汚染物を分解させるスラッジ分離手段と、
前記反応槽に装着されて、前記スラッジ分離手段を通過した気泡を前記反応槽の外部に排出させる空気排出口と、
前記反応槽に装着されて、前記スラッジ分離手段を通過して処理された汚廃水を外部に排出させる処理水排出口と、そして
前記反応槽の下部に形成されて沈殿したスラッジを濃縮排出させる沈殿槽とを含むことを特徴とする、水処理装置。
【請求項２】
汚廃水流入管及び酸気装置によって、その内部に汚廃水及びガスが流入し、その下部に装着された沈殿槽を通して処理された汚廃水を外部に排出する反応槽と、
前記反応槽の内部を上下多段に区画することによって、前記汚廃水及びガス気泡の接触面積を増加させてガス溶存量を増加させ、滞留空間を形成してガスを別途に捕集することによって汚廃水とガスを互いに分離させ、汚廃水及びガス中に含まれているスラッジが各々密度差によって上昇されて汚染物を分解できるスラッジ分離手段と、
前記スラッジ分離手段に備えて前記滞留空間に捕集されるガス量を検知することによってガス量により信号を出力するセンサ部材と、
前記反応槽に装着されて、前記センサ部材の信号によって、前記スラッジ分離手段を通過した気泡を前記反応槽の外部に排出させるガス排出口と、そして
前記反応槽の一側に取り付けられ、前記反応槽にガスを注入／遮断できるガス注入管とを含むことを特徴とする、水処理装置。
【請求項３】
前記スラッジ分離手段は、第１及び第２スラッジ分離部で構成され、前記第１及び第２スラッジ分離部は、各々前記反応槽の内部を上下に区画しながら多数の貫通孔が形成されるプレートと、前記プレートの底面に下方に突出形成されてガスを捕集する滞留空間を形成しながら汚廃水及びガスが通過する複数個の流体移動管と、前記流体移動管の下部に備えて汚廃水と空気の溶解度を向上させるガイド部材とを含み、流入したガス及び汚廃水が上昇して前記スラッジ分離手段に至る場合、前記滞留空間に空気中の低密度物質が捕集され、下部には汚廃水中の高密度物質が留まるようにしてスラッジ分離手段の水面近くにある低密度物質からまず上向き移動するように導くことができることを特徴とする、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、前記流体移動管の下部に連結するフロアプレートと、前記フロアプレートの縁に形成されて汚廃水及び空気を案内するエッジプレートとで構成されることを特徴とする、請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記スラッジ分離手段は、第１及び第２スラッジ分離部で構成され、前記第１及び第２スラッジ分離部は、各々前記反応槽の内部を上下に区画しながら多数の貫通孔が形成されるプレートと、前記プレートの底面に下方で突出形成されてガスを捕集される滞留空間を形成しながら汚廃水及びガスが通過する複数の流体移動管を含み、流入したガス及び汚廃水が上昇して前記スラッジ分離手段に至る場合、前記滞留空間に空気中の低密度物質が捕集され、下部には汚廃水中の高密度物質が留まるようにしてスラッジ分離手段の水面近くにある低密度物質からまず上向き移動するように導くことができることを特徴とする、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記複数個の流体移動管は、各々上部面積が下部面積より広い漏斗状を有することを特徴とする、請求項５に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記酸気装置は、反応槽の内部に位置する一端部には少なくとも一つ以上のノズルが装着されて空気を噴射し、反応槽の外部に位置する他端部には送風機が装着されることを特徴とする、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項８】
前記ガス注入管は、前記反応槽の内部に位置する一端部には少なくとも一つ以上のノズルが装着されてガスを噴射し、反応槽の外部に位置する他端部には送風機が装着されることを特徴とする、請求項２に記載の水処理装置。
【請求項９】
前記反応槽の一側には更に循環手段が備えられ、前記循環手段は、配管と、前記配管上に装着される循環ポンプと、前記配管から突き出されて前記反応槽の内部の各端に連結する上部配管、中間配管及び下部配管とを含み、前記循環ポンプが駆動する場合、前記反応槽内部の各段の沈殿物が循環または下部に溜まることを特徴とする、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項１０】
前記反応槽の他側には更に空気排出手段が備えられ、前記空気排出手段は、主配管と、前記主配管上に装着されるバルブと、前記主配管から突き出されて前記反応槽内部の各段に形成された滞留空間に連通される補助配管とを含み、前記バルブを開放すると、前記滞留空間に捕集された空気及び泡が前記補助配管及び主配管を通して前記反応槽の外部に排出することを特徴とする、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項１１】
前記反応槽には処理された汚廃水を前記反応槽に再循環及びガス吸入を容易に行なうために循環管が更に備えられ、前記循環管の一端部は沈殿槽の下部に連結し、他端部は前記反応槽の上部に連結することを特徴とする、請求項２に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置に関し、より詳しくは、反応槽の内部にスラッジ分離手段を備えて、ガス或いは空気を注入することによって汚廃水中にガスの滞留時間を増加させて、汚廃水及びガス層を互いに分離して、スラッジを密度差によって分解及び分離することによって水処理効率を向上できる水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水処理は、水中の汚染された物質を微生物または化学的な酸化／還元反応によって、安定化された物質に変化させて、処理されない残留物質を分離する過程を有す。
従って、水処理は、水質の性状と有機物、栄養物質を多様な方法で安定化させる技術及び物質の分離技術である。現在、水処理技術の多くは生物学的処理方式であり、比較的に処理費用が安い。
しかし、このような従来の生物学的水処理方式は、自然状態で微生物の有機物分解速度に依存するため、処理速度が非常に遅くて不安定である。
従って、水処理の要点は、水処理に重要な影響を与える要素を分析して、各要素が互いに作用する過程において、制限要素となる部分を制御する過程が水処理に最も重要な過程であると言える。
しかし、現在開発されている水処理装置は、水処理過程において、核心的な要素である気体伝達過程、反応過程、反応後物質分離過程の中で、殆ど反応過程にだけ偏重しているため、処理効率の向上には限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、反応槽の内部にスラッジ分離手段を備えて、ガス或いは空気を注入することによって汚廃水中にガスの滞留時間を増加させて、汚廃水及びガス層を互いに分離して、スラッジを密度差によって分解及び分離することによって、水処理効率を向上できる水処理装置を提供し、また、従来技術の様々な短所を解消して、機能性、実用性、製作容易性及び経済性に優れている。
本発明の目的は、気体と液体物質の密度、粘度の特徴を利用して、物質伝達変化、反応槽の内部に空気滞留時間増加と泡及び密度が低い物質を分離する手段を装着することによって、安定的に汚廃水の処理効率を向上できる水処理装置を提供することである。
本発明の他の目的は、ガイド部材を備えることによって、汚廃水と空気の溶解度を向上できる水処理装置を提供することである。
本発明の他の目的は、循環手段を更に備えることによって、反応槽内部の沈殿物を上下に循環させる水処理装置を提供することである。
本発明の他の目的は、空気排出手段を備えることによって、無酸素槽で運営できる水処理装置を提供することである。
そして、本発明の更に他の目的は、空気だけでなくオゾンなどのガスによっても密度差が発生するため、汚廃水中に含まれている異物を効果的に分離できる水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、本発明は汚廃水流入管及び酸気装置によってその内部に汚廃水及び空気が流入する反応槽と、前記反応槽の内部を上下多段に区画することによって前記汚廃水及び気泡の接触面積を増加させ、酸素溶存量を増加させて滞留空間を形成して空気を別途に捕集することによって汚廃水と空気を互いに分離させ、汚廃水及び空気中に含まれているスラッジが各々密度差によって上昇して汚染物を分解できるスラッジ分離手段と、前記反応槽に装着されて前記スラッジ分離手段を通過した気泡を前記反応槽の外部に排出させる空気排出口と、前記反応槽に装着されて前記スラッジ分離手段を通過して処理された汚廃水を外部に排出させる処理水排出口と、そして前記反応槽の下部に形成されて沈殿したスラッジを濃縮排出させる沈殿槽を含む水処理装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、添付図を参照して本発明の望ましい実施形態による水処理装置を詳細に説明する。
図１に示したように、本発明による水処理装置は、汚廃水及び空気が流入する反応槽１０と、前記反応槽１０の内部を上下多段に区画して流入した汚廃水及び気泡を密度順に上向きに移動させて、前記汚廃水及び気泡の接触面積を増加させて酸素溶存量を増加させることにより汚染物を分解する少なくとも一つ以上のスラッジ分離手段１２と、前記反応槽１０に装着されて前記スラッジ分離手段１２を通過した気泡を前記反応槽１０の外部に排出させる空気排出口１４と、前記反応槽１０に装着されて前記スラッジ分離手段１２を通過して処理された汚廃水を外部に排出させる処理水排出口１５と、そして前記反応槽１０の下部に提供されていて、沈殿したスラッジを濃縮排出させる沈殿槽１６を含む。
【０００６】
このような構造を有する水処理装置において、前記反応槽１０は、その内部に一定の空間が筒状に形成されるので、流入した汚廃水及び空気を貯蔵できる。
そして、このような汚廃水及び空気は、前記反応槽１０の下部に形成される汚廃水流入管２２及び酸気装置２４を通して反応槽１０の内部に供給される。
【０００７】
つまり、前記汚廃水流入管２２は、前記反応槽１０の下部に装着される管体であり、反応槽１０の外部から汚廃水を反応槽１０の内部に供給する。従って、前記汚廃水流入管２２を通して流入した汚廃水は、前記反応槽１０の内部を下部から満たすようになり、汚廃水中に含まれている一定重量以上のスラッジは沈殿槽１６に沈殿する。
【０００８】
また、前記酸気装置２４は、前記汚廃水流入管２２の上部に装着される管体であり、外部の空気を反応槽１０の内部に供給する。
【０００９】
このような酸気装置（エアレーション装置）２４において、その一端部２６、つまり、反応槽１０内側に位置する部分には少なくとも一つのノズル２８が装着される。そして、前記酸気装置２４の他端部、つまり、反応槽１０外側に位置する部分には送風機３０が装着される。
従って、前記送風機３０によって、前記酸気装置２４に注入された空気は、前記複数個のノズル２８を通して汚廃水中に均一に噴射できる。
【００１０】
一方、前記スラッジ分離手段１２は、少なくとも一つのスラッジ分離部、望ましくは第１スラッジ分離部３４及び第２スラッジ分離部３２で構成される。そして、第１スラッジ分離部３４及び第２スラッジ分離部３２は、互いに同じ形状を有するため、以下では、第１スラッジ分離部３４だけ説明する。
前記スラッジ分離部３４は、図２乃至図５に示したように、反応槽１０の内部を上下に区画しながら多数の貫通孔３８が形成される少なくとも一つのプレート４０と、前記プレート４０の底面に下方に突出形成されて汚廃水及び空気が通過する複数個の流体移動管４２と、前記流体移動管の下部に備えて汚廃水及び空気の流動性を増加させるガイド部材３５を含む。
【００１１】
このような構造を有するスラッジ分離手段１２において、前記プレート４０に形成される複数個の貫通孔３８は、プレート４０上に均一に分散形成されるのが望ましい。複数個の貫通孔３８が均一に分散形成されることによって、前記汚廃水及び空気を均一に分散できる。そして、このような複数個の貫通孔３８は、プレート４０上に任意の位置に配置でき、一定の配列で配置できる。
【００１２】
また、前記複数個の流体移動管４２は、その内部に空間が形成されて前記貫通孔３８に連通される筒状であり、望ましくは上部の面積が下部の面積より広い漏斗形状を有する。
従って、前記漏斗状の流体移動管４２に流入した汚廃水及び空気は、上昇することによって空気が扇状に分散して周囲のスラッジが沈殿し、前記流体移動管４２の近くに溜まるのを防止できる。
そして、前記複数個の流体移動管４２は、プレート４０の下部に一定の長さに突出形成されるので、前記プレート４０の底面にはこのような流体移動管４２で囲まれた滞留空間４４、４６が複数形成される。
従って、反応槽１０の下部から上昇した空気は、この滞留空間４４、４６に捕集されて、一定量以上集まると、圧力によって四方に分散して前記流体移動管４２に供給される。
そして、このような複数個の流体移動管４２は、プレート４０に楔（くさび）などの道具を用いてパンチングすることによって形成できるが、別途に流体移動管４２を形成してプレート４０の開口部に溶接などの方法で一体に装着することもできる。
【００１３】
また、前記ガイド部材３５に凹部があるので、下部に移動した流体が直接移動管４２を通過することをせずに、迂回してガイド部材３５の内部に案内されてから前記流体移動管４２に流入できる。
このようなガイド部材３５は、前記流体移動管４２に連結するフロアプレート３６と、フロアプレート３６の縁から側面方向に形成されて汚廃水及び空気をその内部に案内するエッジプレート３７で構成される。
図３のように、前記フロアプレート３６からは連結バー３９が突出して前記流体移動管４２に一体に連結される。従って、前記ガイド部材３５は流体移動管４２に備えられる。
【００１４】
結果的に、下部から上昇した汚廃水及び空気は、前記ガイド部材３５のエッジプレート３７と水面の間に形成された空間（Ｄ）を通してガイド部材３５内部に流入する。
この時、汚廃水及び空気が前記空間（Ｄ）を通して、ガイド部材３５の内部に流入する過程において、汚廃水及び空気は、水面上部の滞留空間４４、４６の空気と順に接触することによって気液比を増加させて、溶解度が低い気体の溶解速度を増加させられる。
また、前記エッジプレート３７の長さ（Ｌ）を適切に調節することによって、空間（Ｄ）を通して流入する汚廃水及び空気の溶解度を向上できる。
【００１５】
このように、前記ガイド部材３５に流入した汚廃水及び空気は、溶解度が向上した状態で流体移動管４２に流入できる。
そして、前記ではスラッジ分離部３４に備えられた流体移動管４２の形状が傾いた形状であるが、本発明はこれに限定されるのではなく、図５（ｂ）に示したようにスラッジ分離部３４の流体移動管４２が垂直状にも形成できる。
一方、前記ガイド部材３５と流体移動管４２を互いに連結する連結バー３９は、図３に示した形状に限定されず、図４に示した鋸状４３にも形成できる。
このように、流体移動管４２の下部を鋸状４３に形成することによって、少量の流体が連続的に移動管４２を通過してガス溶解速度を向上できる。
【００１６】
前記のように、汚廃水及び空気が上昇してスラッジ分離手段１２に至ると、汚廃水及び空気は、ガイド部材３５と前記複数個の流体移動管４２を通してスラッジ分離手段１２の上部空間に移動される。
【００１７】
一方、前記反応槽１０の上部には、空気排出口１４及び処理水排出口１５が装着される。そして、前記第１スラッジ分離部３４及び第２スラッジ分離部３２を通して上昇した汚廃水及び空気は、前記空気排出口１４及び処理水排出口１５を通して反応槽１０の外部に排出される。
【００１８】
また、前記反応槽１０の下部には、沈殿槽１６が装着され、このような沈殿槽１６は下方に傾いた形状を有する。そして、沈殿槽１６のフロアにはスラッジ排出口４８が形成される。
従って、前記反応槽１０から沈殿したスラッジが、前記沈殿槽１６に濃縮されて、前記スラッジ排出口４８を通して外部に排出される。
【００１９】
そして、前記反応槽１０の一側には反応槽１０内部の空気及び汚廃水を上下に循環させるための循環手段１８が装着される。
前記循環手段１８は、配管５４を含み、このような配管５４から突出した上部配管５０は、反応槽１０内部の上部空間に連通し、中間配管５２は反応槽１０の中間空間に連通され、配管５４の下部は、前記酸気装置２４に連通する。また、前記配管５４上に循環ポンプ５６が配置される。
従って、前記循環ポンプ５６を駆動する場合、反応槽１０の上部及び下部空間に貯蔵された汚廃水或いは沈殿物が、配管５４に吸入され下部空間に排出されることによって、反応槽１０の上部及び下部に貯蔵された汚廃水及び沈殿物が互いに循環する。
このような循環作業を一定周期で実施することによって、各スラッジ分離部に沈殿したスラッジ中で上等水及び汚廃水を循環させる効果がある。
【００２０】
一方、前記反応槽１０の他側には空気排出手段２０が形成されて、各スラッジ分離部３４、３２に捕集された空気を外部に排出する。前記空気排出手段２０は、空気が移動できる主配管６０と、前記主配管６０から突き出されて反応槽１０の内部に進入して各スラッジ分離部３４、３２の滞留空間４４、４６と連通される補助配管５８とで構成される。
このような構造を有する空気排出手段２０において、各々の補助配管５８は、各スラッジ分離部３４、３２の滞留空間４４、４６に連通することにより、捕集された空気が前記補助配管５８に移動して、主配管６０を通して外部に排出する。
従って、このような空気排出手段２０は、反応槽１０内部の空気を外部に排出させることによって脱窒過程など無酸素化反応を実施する場合に用いられる。
【００２１】
前記実施形態１ではスラッジ分離手段にガイド部材を適用して説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、ガイド部材が省略された形状も適用できる。
つまり、図６及び図７に示したように、水処理装置７０の内部には第１スラッジ分離部３４及び第２スラッジ分離部３２で構成されるスラッジ分離手段１２が備えられる。
そして、このスラッジ分離手段１２は、前記実施形態１と同様に反応槽７０の内部を上下に区画しながら多数の貫通孔７４が形成される少なくとも一つのプレート７１と、前記プレート７１の底面に下方に突出形成されて汚廃水及び空気が通過する複数個の流体移動管７２で構成される。
【００２２】
前記流体移動管７２は、漏斗状を有し、前記複数個の流体移動管７２は、プレート７１の下部に一定長さに突出形成されることによって、前記プレート７１の底面にはこのような流体移動管７２で囲まれた滞留空間７３が複数形成される。
従って、反応槽７０の下部から上昇した空気は、この滞留空間７３に捕集されて、一定量以上集まると、圧力によって四方に分散して前記流体移動管７２に流入して上昇する。
【００２３】
一方、前記実施形態においては、反応槽に空気を注入して汚廃水を浄化処理する工程を説明したが、空気の代わりに、オゾンなどのガスを注入して浄化処理することもできる。
図８にはこのようなガス注入によって、汚廃水を浄化処理する水処理装置が示されている。図示したように、前記水処理装置は、実施形態１による水処理装置と類似する構造になっており、酸気装置を通して、ガスを注入し、循環手段１８（図１）に代って、循環管８７を備えたことが異なる。
つまり、前記ガス注入管９６を通してオゾンなどのガスが注入され、注入されたガスは空気のように上部に拡散して、第１スラッジ分離手段９４及び第２スラッジ分離手段９２を通して上昇し、この過程を通して、汚廃水中に含まれている異物中密度が高い異物は下部に沈殿し、相対的に密度が低い異物は上部に移動することで分離される。
【００２４】
そして、沈殿した異物は、沈殿槽８１の下部に装着された循環管８７を通して反応槽８０の上部に再び戻ってから再処理される。このような循環管８７の一端８８は、前記沈殿槽８１の排出口８２に連結されたバルブ８６に連結され、他端８５は、前記反応槽８０の上部に連結される。
従って、前記バルブ８６を開放すると、沈殿槽８１の汚廃水が前記循環管８７を通して反応槽８０に戻ると共に、下部は真空状態になって外部からガス注入管９６を通して、オゾンなどのガスが反応器８０の内部に簡単に流入する。
つまり、ガス注入時点は、反応器８０の全体空間を汚廃水に満たした後、下部で瞬間的に過量の処理水を引き出して、循環管８７を通して反応器８０の上段に移動させて、この時下部が瞬間的に真空状態になって、外部のガスが簡単に流入する。
一定のガスが流入した後に循環流量を減らして続けて下向きに移送することによって、ガスと汚廃水の反応を促進させる。この時、下向きに移動する汚廃水の流速により周辺のガスが気泡状態で流入してガスの溶解度は加速化される。
このように空気だけでなくオゾンなどのガスによっても密度差が発生し、汚廃水中に含まれている異物を効果的に分離できる。
【００２５】
以下、添付図を参照して本発明の望ましい実施形態による水処理装置の作動過程をより詳細に説明する。
図１乃至図５に示したように、処理対象の汚廃水が汚廃水流入管２２を通して、反応槽１０の内部に流入し、また外部空気も酸気装置２４を通して、反応槽１０の内部に流入する。この時、酸気装置２４が汚廃水流入管２２の上部に位置することにより沈澱可能な固形物が酸気装置２４から分散する空気の浮力による上昇を防止することによって、固形物の沈澱を誘導して事前に除去できる。
【００２６】
そして、前記酸気装置２４に注入された空気は複数のノズル２８を通して、均一に噴射されて放棄過程が効果的に行われる。
【００２７】
前記のように反応槽１０の内部に流入した汚廃水及び空気は、上昇することによって第１スラッジ分離部３４に到達する。
前記第１スラッジ分離部３４に至った汚廃水は、ガイド部材３５のエッジプレート３７と水面の間に形成された空間（Ｄ）を通して、ガイド部材３５の内部に流入する。
この時、汚廃水及び空気が前記空間（Ｄ）を通して、ガイド部材３５の内部に流入する過程において、汚廃水及び空気は水面上部の滞留空間４４、４６の空気と順に接触することによって、気液比を増加させて溶解度が低い気体の溶解速度を増加できる。
また、前記エッジプレート３７の長さ（Ｌ）を適切に調節することによって、空間（Ｄ）を通して流入する汚廃水及び空気の溶解度を向上できる。
【００２８】
このように、前記ガイド部材３５に流入した汚廃水及び空気は、多量溶解した状態で流体移動管４２に流入できる。
この時、空気は浮力によって上昇し、プレート４０下部に形成される滞留空間４４、４６に捕集される。この時、滞留空間４４、４６は、下方に突出された流体移動管４２の最下段部位の上部に形成される。従って、汚廃水の水位は、前記流体移動管４２の最下段部位と一直線上に形成される。
【００２９】
そして、前記流体移動管４２を通して、一定の流体が移動しなければならないため、漏斗状の流体移動管４２の長さ及び直径は一定でなければならない。
また、反応槽１０の下部に存在する物質が上部に移動する出発点は、流体移動管４２の最下段部位であるため、泡及び空気中で最も密度が高い物質と汚廃水中で密度が最も低い物質が浮力によって選別され上部に移動する。
また、空気を流入させずに汚廃水だけを注入または循環する場合には、汚廃水中で相対的に密度が低い物質が浮力によってまず移動する。
各々の密度差は、漏斗状の流体移動管４２の長さと各段の水深から始まる表面張力により決定される。つまり、漏斗状の流体移動管４２と水深が深くて水面が広いほど密度差が大きくなる。
【００３０】
このような構造的な特徴があるため、反応槽１０で発生した泡の多くは汚廃水の水位の上段に留まり、汚廃水の水面には、表面張力により比較的に低濃度の物質が主に留まる。
従って、各段で低濃度の物質が上部に位置するため、結果的に反応槽１０の上段に近づくほど物質濃度が低くなる物質分離が行われる。そして、下部から流入する空気量及び圧力は、一定量以上になったら各々の流体移動管４２を通して均等に排出できるように誘導する。
このような過程を通して、第１スラッジ分離部３４を通過した汚廃水及び空気は、第２スラッジ分離部３２に到達する。そして、第２スラッジ分離部３２を通過する過程において、前記のような第１スラッジ分離部３４と同一過程を通すことによって、物質分離が行われる。
そして、反応槽１０の最上部空間に到達した汚廃水及び空気は、各々空気流出口１４及び汚廃水流出口１５を通して外部に排出される。
【００３１】
一方、このような放棄過程後、無酸素槽運営が必要な場合、前記空気排出手段２０によって空気を排気することによって、脱窒が試みられる。
つまり、放棄完了後、脱窒のためには、まず、反応器内に存在している空気を除去する必要があって、このために主配管６０のバルブを開放することによって各スラッジ分離部３４、３２の滞留空間４４、４６に捕集された残留空気及び一部の泡を補助配管５８を通して排出させる。この時、排出される空気が浮力で上段の上部に移動するのを防止するために、各配管６０は上段壁から一定距離に離隔していなければならない。
【００３２】
バルブが開放されると、各段にある空気と一部の泡は補助配管５８及び主配管６０を通して外部の最初原水として流出される。
従って、このような空気排出過程を通して脱窒を実施した後、無酸素槽を運営するようになる。
【００３３】
一方、反応槽１０を一定時間駆動すると、各スラッジ分離部３４、３２には沈殿物が濃縮されるため、循環手段１８を通して周期的に最下段に移動させて、下段部の濃縮効率を増加させ、かつ脱窒率も増加させる必要がある。
つまり、循環手段１８の循環ポンプ５６を作動すると、圧力によって、配管５４の上部及び中間配管５０、５２を通して各段の濃縮された沈殿物が吸入される。
そして、吸入された沈殿物は、配管５４を通して、酸気装置２４に供給されて、再び反応槽１０の内部に循環する。
従って、このような循環過程を通して、下段から上段に移動する時には空気を注入する時とは異なって、汚廃水自らの移動により下段にスラッジ集中化が発生し、下段の濃縮効率の増加と同時に上、下段のスラッジ濃度差を生じさせる。また、このような過程と共に脱窒が発生し、循環は最上段から最下段または中間から最上段など多様に循環できる。
【００３４】
また、流出水の排出時点は、循環が終わる時点になったり、放棄が終わる時点になったりするが、場合によって連続的に流入及び排出することもできる。スラッジの流出時点は、反応槽１０内部のスラッジ濃度によって間歇的または連続的に排出できる。
【００３５】
濃縮スラッジ排出口の上段に放棄施設が位置して流体流動が伴うため、スクレパなしに下部にスラッジを引出する時にもスラッジでチャンネル現象は起きずに、一定にスラッジを排出できる。スラッジ濃縮槽の大きさは、処理容量と関係なく多様に構成することができる。
【００３６】
前記記載で言及したように、本発明による水処理装置は、反応槽１０の内部に多数のスラッジ分離と溶存酸素伝達効果を増加できるスラッジ分離手段１２を配置し、流入した汚廃水及び気泡を下部から上昇させて浄化処理する上向流式である。
一方、処理水を反応器の上部に再び循環させて、汚廃水及び気泡を上部から下部に下降させて処理する場合には下向流式である。
【００３７】
下記の表１は上述した処理順序によって水処理を実施した場合、実験結果を示したものである。
【表１】
2008502472.tif 000003
【００３８】
以上で詳しく説明したように、本発明の望ましい実施形態による水処理装置は次のような長所がある。
第１に、反応槽内部に備えるスラッジ分離手段にガイド部材を形成することで汚廃水と空気の溶解度をより向上できる。
第２に、生物反応槽内部に多数の漏斗状流体移動管が備えられたスラッジ分離手段を提供することによって、気泡の移動距離と滞留時間を増加させて溶存酸素伝達率と攪拌効果が増大される。
第３に、反応槽内部でスラッジの密度差によって上下に分離濃縮されるため、反応器下部に益々高濃度の有機物、溶存酸素及び微生物を維持できて、汚廃水の処理時間を大幅に短縮できる。
第４に、流体流動により、スラッジ排出によるチャンネル現象を抑制できてスクレパなしに最下段部から持続的に濃縮されたスラッジを排出できる。
第５に、放棄効率を増加させるために、各段の上部に気泡が滞留するようにして気泡の滞留時間を増加させ、同時に脱窒時には気泡を排出させて簡単に無酸素状態にできるため、無酸素及び呼気状態の切り替えが容易である。
第６に、脱窒時に窒素ガス発生により突出配管周囲に窒素ガスが集まってスラッジ水面にある低濃度部分のみが上向移動する現象が起こり、低濃度の汚廃水が均等に漏斗配管を通過できて、同時に低濃度物質が固定されたスラッジ層を通過して、流体のＰＦＲ流れを誘発できて、脱窒効率を増加できる。
第７に、水処理装置の製作が簡単で、大規模水処理にも適用できて、必要敷地面積が小さくて済み、運転が容易である。
第８に、低い動力でも放棄ができる。
第９に、放棄過程において、下部から任意にスラッジを排出することによって、下段で流入廃水特性に合わせてスラッジ濃度を調整できる。
第１０に、場合によって回分式（非連続式）または連続式に運転できて、高濃度難分解性廃水処理に適合する。
第１１に、空気だけでなくオゾンなどのガスによっても密度差が発生するため、汚廃水中に含まれている異物を効果的に分離できる。
【００３９】
以上を通して本発明の望ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付図の範囲内で多様に変形して実施するのが可能であり、これらも本発明の範囲に属するのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の望ましい実施形態１による水処理装置を示した側断面図である。
【図２】図１に示したスラッジ分離手段の平面図である。
【図３】図１の“Ａ”の部分を拡大して示す部分拡大斜視図である。
【図４】図３に示した“Ａ”の部分の他の実施形態を示した部分拡大斜視図である。
【図５ａ】図１の“Ａ”の部分を拡大して示した部分拡大断面図である。
【図５ｂ】図５ａに示したスラッジ分離部の他の実施形態を示した部分拡大断面図である。
【図６】本発明の望ましい他の実施形態による水処理装置を示した側断面図である。
【図７】図６に示した“Ｂ”の部分を拡大して示した部分拡大断面図である。
【図８】本発明の望ましい他の実施形態による水処理装置を示した側断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０      反応槽
１２      スラッジ分離手段
１４      空気排出口
１５      処理水排出口
１６      沈殿槽
１８      循環手段
２０      空気排出手段
２２      汚廃水流入管
２４      酸気装置
２８      ノズル
３０      送風機
３４、３２      スラッジ分離部
３５      ガイド部材
３６      フロアプレート
３７      エッジプレート
３８      貫通孔
３９      連結バー
４０      プレート
４２      流体移動管
４４、４６      滞留空間
５４      配管
５６      循環ポンプ
６０      主配管
７０      水処理装置
７２      流体移動管
９６      ガス注入管
【図１】
2008502472.tif 000004
【図２】
2008502472.tif 000005
【図３】
2008502472.tif 000006
【図４】
2008502472.tif 000007
【図５ａ】
2008502472.tif 000008
【図５ｂ】
2008502472.tif 000009
【図６】
2008502472.tif 000010
【図７】
2008502472.tif 000011
【図８】
2008502472.tif 000012
【誤訳訂正書】
【提出日】平成19年5月2日(2007.5.2)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２６】
そして、前記酸気装置２４に注入された空気は複数のノズル２８を通して、均一に噴射されて曝気過程が効果的に行われる。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３１】
一方、このような曝気過程後、無酸素槽運営が必要な場合、前記空気排出手段２０によって空気を排気することによって、脱窒が試みられる。
つまり、曝気完了後、脱窒のためには、まず、反応器内に存在している空気を除去する必要があって、このために主配管６０のバルブを開放することによって各スラッジ分離部３４、３２の滞留空間４４、４６に捕集された残留空気及び一部の泡を補助配管５８を通して排出させる。この時、排出される空気が浮力で上段の上部に移動するのを防止するために、各配管６０は上段壁から一定距離に離隔していなければならない。
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３４
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３４】
また、流出水の排出時点は、循環が終わる時点になったり、曝気が終わる時点になったりするが、場合によって連続的に流入及び排出することもできる。スラッジの排出時点は、反応槽１０内部のスラッジ濃度によって決定される。すなわち、スラッジ濃度によって、スラッジは、間歇的に又は連続的に排出されてもよい。」
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３５】
濃縮スラッジ排出口の上段に曝気施設が位置して流体流動が伴うため、スクレパなしに下部にスラッジを引出する時にもスラッジでチャンネル現象は起きずに、一定にスラッジを排出できる。スラッジ濃縮槽の大きさは、処理容量と関係なく多様に構成することができる。
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３８】
以上で詳しく説明したように、本発明の望ましい実施形態による水処理装置は次のような長所がある。
第１に、反応槽内部に備えるスラッジ分離手段にガイド部材を形成することで汚廃水と空気の溶解度をより向上できる。
第２に、生物反応槽内部に多数の漏斗状流体移動管が備えられたスラッジ分離手段を提供することによって、気泡の移動距離と滞留時間を増加させて溶存酸素伝達率と攪拌効果が増大される。
第３に、反応槽内部でスラッジの密度差によって上下に分離濃縮されるため、反応器下部に益々高濃度の有機物、溶存酸素及び微生物を維持できて、汚廃水の処理時間を大幅に短縮できる。
第４に、流体流動により、スラッジ排出によるチャンネル現象を抑制できてスクレパなしに最下段部から持続的に濃縮されたスラッジを排出できる。
第５に、曝気効率を増加させるために、各段の上部に気泡が滞留するようにして気泡の滞留時間を増加させ、同時に脱窒時には気泡を排出させて簡単に無酸素状態にできるため、無酸素及び呼気状態の切り替えが容易である。
第６に、脱窒時に窒素ガス発生により突出配管周囲に窒素ガスが集まってスラッジ水面にある低濃度部分のみが上向移動する現象が起こり、低濃度の汚廃水が均等に漏斗配管を通過できて、同時に低濃度物質が固定されたスラッジ層を通過して、流体のＰＦＲ流れを誘発できて、脱窒効率を増加できる。
第７に、水処理装置の製作が簡単で、大規模水処理にも適用できて、必要敷地面積が小さくて済み、運転が容易である。
第８に、低い動力でも曝気ができる。
第９に、曝気過程において、下部から任意にスラッジを排出することによって、下段で流入廃水特性に合わせてスラッジ濃度を調整できる。
第１０に、場合によって回分式（非連続式）または連続式に運転できて、高濃度難分解性廃水処理に適合する。
第１１に、空気だけでなくオゾンなどのガスによっても密度差が発生するため、汚廃水中に含まれている異物を効果的に分離できる。
【国際調査報告】
2008502472.tif 000013
2008502472.tif 000014