KR100272995B1 - 고율 혐기성 반응조 좌우대칭 경사판형 가스 슬러지 분리장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

고율 혐기성 반응조 좌우대칭 경사판형 가스-슬러지 분리장치.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

대용량 혐기성 반응조에 적합하도록 가스-슬러지 분리장치가 차지하는 용적을 줄이면서도 재침전 효율을 향상시키고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

상향류식 혐기성 반응조에서의 가스-슬러지 분리장치는 다수개의 판재들이 중앙을 중심으로 약 60도의 경사각을 가지면서 상호 대칭되게 설치된 가스-슬러지 보조분리부재와; 가스-슬러지 보조분리부재의 상부에 설치되며, 이중관 구조로 외부 경사관과 내부 경사관이 일체로 형성되되, 상기 외부 경사관은 소정의 경사각을 갖는 사각뿔 형상으로 하부에서 상부로 향할수록 좁아지고, 상기 내부 경사관은 소정의 경사각을 가지고 상부에서 하부로 향할수록 좁아지는 사각뿔 형상으로 형성된 가스-슬러지 분리부재를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

혐기성 반응조의 가스-슬러지 분리장치에 이용됨.

Description

고율 혐기성 반응조 좌우대칭 경사판형 가스 슬러지 분리장치

본 발명은 고농도 유기성 폐수를 고율 처리하기 위한 혐기성 반응조의 좌우대칭 경사판형 가스슬러지 분리장치에 관한 것으로, 특히 대형 혐기성 반응조에 적합하도록 가스 포집 기능은 그대로 유지시키되 침전 기능을 개선한 가스-슬러지 분리장치에 관한 것이다.

유기성 폐수의 고율처리는 반응조내에 배양되는 혐기성 미생물의 활성도에 따라 그 효율이 결정된다. 초기 반응조내에 식종된 소화슬러지를 배양기(반응조)내에서 적절한 환경(pH, 온도, 알칼리도, 영양염류 등)으로 유지시키면서 활성도가 뛰어난 혐기성 미생물(입상슬러지)을 반응조내에 고농도로 유지 배양시킨다.

초기 반응조내에 식종된 하수처리장 소화슬러지가 입상슬러지로 변환되기까지는 유입 폐수의 특성에 따라 일반적으로 약 2개월에서 길게는 6개월 정도 소요되며, 이때 가스-슬러지 분리장치는 활성도가 높은 슬러지를 반응조내에 배양시켜 입상화시키는 핵심장치이다.

즉, 가스-슬러지 분리장치는 반응조 하부에 고농도로 농축된 슬러지(혐기성 입상슬러지)층으로부터 유기성 폐수가 통과하는 과정속에서 부상하는 슬러지와 메탄가스를 자연적으로 분리시켜 슬러지를 재침전시키는 장치이다.

이러한 가스-슬러지 분리장치에 있어, 종래의 가스-슬러지 분리장치는 단일 경사판 구조로 구성되어 있어, 반응조가 대형화될 경우 가스 포집 기능이 대형화 되지만 용적면에서 그 효율은 일정해서 재기능을 발휘하는데 한계가 있었다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 좌우대칭 경사판형 외부 경사관의 내부에 상부로 갈수록 넓어지는 형상의 내부 경사관을 일체로 형성하여 종래에 비해 용적을 약 1/3 줄이면서도 재침전 면적을 100% 증가시킨 가스슬러지 분리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명을 포함하는 상향류식 혐기성 반응조의 개략적인 전체 구조도.

도2는 본 발명에 따른 가스-슬러지 분리장치의 투시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 가스-슬러지 분리장치 2 : 가스-슬러지 보조분리장치

3 : 가스 편류 장치 4 : 슬러지 층

5 : 유입폐수 분배장치 6 : 경사판형 외부관

7 : 경사판형 내부관

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상향류식 혐기성 반응조에서의 가스-슬러지 분리장치에 있어서, 다수개의 판재를 구비하되, 상기 판재들이 중앙을 중심으로 소정의 경사각을 갖고 상호 대칭되게 일체로 설치된 가스-슬러지 보조분리부재; 상기 가스-슬러지 보조분리부재의 상부에 설치되며, 이중 경사관 구조로 외부 경사관과 내부 경사관이 일체로 형성되되, 상기 외부 경사관은 소정의 경사각을 갖는 뿔 형상으로 하부에서 상부로 향할수록 좁아지고, 상기 외부 경사관의 최상부는 뿔의 상부를 소정의 높이만큼 절개한 후, 소정의 높이를 갖는 틀이 일체로 구비되며, 상기 내부 경사관은 상기 외부 경사관의 최상부 틀보다는 직경이 작은 틀이 일체로 구비되고, 소정의 경사각을 가지고 상부에서 하부로 향할수록 좁아지는 뿔 형상으로, 상기 내부 경사관 뿔의 최하부는 상기 외부 경사관의 최하부와 대응되는 위치에서 소정의 직경을 갖도록 절개된 가스-슬러지 분리부재를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명을 포함하는 상향류식 혐기성 반응조의 개략적인 전체 구조도로서, 도면에서 1은 가스-슬러지 분리장치, 2는 가스-슬러지 보조분리장치, 3은 가스 편류장치, 4는 슬러지층, 5는 유입폐수 분배장치를 각각 나타낸다.

유입된 폐수는 유입폐수 분배장치(5)에 의해 반응조내로 골고루 분배된다. 이와 같이 반응조의 하부에 폐수가 유입되면 폐수의 유입에 따른 상향유속과 가스입자에 따른 부력 등에 따라 하부에 누적된 슬러지가 상승하게 된다. 이렇게 슬러지와 가스가 서로 부착된 상태로 상승하면서 1차로 가스편류장치(3)를 통과하고, 2차로 보조분리장치(2)로 유입되어 약 60도의 경사각을 갖는 보조분리장치(2)의 경사판에 충돌하면서 경사판 하부로는 슬러지가 상부로는 가스가 각각 분리된다. 이렇게 분리된 가스와 슬러지 중 가스는 가스-슬러지 분리장치(1)로, 슬러지는 재침전되어 반응조 하부의 고농도 슬러지 층(4)에 축적된다.

한편, 보조분리장치(2)에서 분리되지 않은 슬러지는 3차로 가스-슬러지 분리장치(1)에서 일정시간 체류하면서, 약 60도의 경사각을 갖는 좌우대칭 경사판에 부딪히면서 분리되어 하부의 슬러지층(4)으로 재침전된다.

이와 같은 과정이 반복되면서 반응조 하부로 유입된 고농도 유기성 폐수는 약 90%이상 제거되어 메탄가스 이산화탄소 등으로 전환되고, 반응조 하부에는 고농도로 농축된 혐기성 슬러지만이 축적된다.

도2는 본 발명에 따른 가스-슬러지 분리장치의 투시도로서, 본 발명의 가스-슬러지 분리장치는 보조분리장치(2)와 가스-슬러지 분리장치(1)로 나누어진다.

보조분리장치(2)는 약 60도의 경사각을 가지고, 다수개의 판재가 가스-슬러지 분리장치(1)의 하부에 일체로 고정되는데, 도면에 도시된 바와 같이 중앙을 중심으로 상호 대칭되게 다수개의 판재들이 소정의 경사각을 이루며 일체로 고정된다. 다시말해, 도면에서 우측 보조분리장치의 판재들은 좌에서 우로 향하도록 경사각을 설정하고, 좌측 보조분리장치의 판재들은 우에서 좌로 향하도록 경사각을 설정하여 일체로 고정시킨다.

가스-슬러지 분리장치(1)는 외부 경사관(6)과 내부 경사관(7)의 이중 경사관 구조로 형성되는데, 도면에 도시된 바와 같이 외부 경사관(6)은 약 60도의 경사각을 가지고 상부로 향할수록 좁아지는 형태의 사각뿔 모양으로 형성된다. 그리고, 외부 경사관(6)의 최상부는 사각뿔의 상부를 소정의 높이까지 절개한 후, 소정의 높이를 갖는 사각형 틀을 일체로 구비한 형상으로 형성된다.

이와는 반대로, 가스-슬러지 분리장치(1)의 내부 경사관(7)은 최상부가 상기 외부 경사관의 사각형 틀보다는 직경이 작은 사각형 틀이 일체로 구비되고, 약 60도의 경사각을 가지고 하부로 향할수록 좁아지는 형태의 사각뿔 모양으로 형성되며, 내부 경사관(7)의 최하부는 사각뿔 모형의 소정의 높이를 절개한 형태로 형성된다.

그리고, 이러한 상기 외부 경사관(6)과 내부 경사관(7)은 일체로 고정된다.

모든 재질은 스텐레스(stainless) 강판으로 제작되고, 반응조 총용적을 Vr 이라할 때, 가스-슬러지 분리장치91)의 용적은 0.1Vr∼0.2Vr의 용적을 갖도록 설계한다. 또한, 가스-슬러지 분리장치(1) 하부의 표면적부하(S.L)는 0.5∼1.0m³/ m²/h로 하였고, 가스-슬러지 분리장치(1)의 경사각은 약 60도의 경사각을 갖도록 하였다. 또한, 경사판의 수직높이를 h_i라 할 때, 각 경사판의 간격은 0.57h_i로 설계 하였고, 중심측으로부터 좌우대칭을 이루도록 하였는데, 좌우대칭으로 경사판을 설치함으로써 폐수의 흐름을 가스-슬러지 분리장치(1)로 집중시켜 효율을 극대화 할 수 있다. 그리고, 가스 편류장치는 반응조 전체 높이를 H라 할 때, 반응조 바닥으로부터 0.6H 이상에 설치하였으며, 반응조 외벽과 가스-슬러지 분리장치 사이의 상승유속은 최대 약 2.0m/hr의 속도가 유지되도록 하였다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 설계 및 설치가 간단하면서도 영구적이며, 차지하는 용적을 종래에 비해 1/3 감소시키면서도, 침전면적을 100% 증가시킴으로써, 일반적인 재래식 가스 고형물 분리장치보다 효율을 약 30% 이상 향상시켰으며, 이로 인해 슬러지 유출을 최소화 할 수 있고, 고농도의 슬러지를 반응기 내에 유지시킴으로써 고농도의 폐수를 짧은 시간에 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 상향류식 혐기성 반응조에서의 가스 슬러지 분리장치에 있어서,

   다수개의 판재를 구비하되, 상기 판재들이 중앙을 중심으로 소정의 경사각을 갖고 상호 대칭되게 일체로 설치된 가스-슬러지 보조분리부재; 및

   상기 가스-슬러지 보조분리부재의 상부에 설치되며, 이중 경사관 구조로 외부 경사관과 내부 경사관이 일체로 형성되되, 상기 외부 경사관은 소정의 경사각을 갖는 뿔 형상으로 하부에서 상부로 향할수록 좁아지고, 상기 외부 경사관의 최상부는 뿔의 상부를 소정의 높이만큼 절개한 후, 소정의 높이를 갖는 틀이 일체로 구비되며, 상기 내부 경사관은 상기 외부 경사관의 최상부 틀보다는 직경이 작은 틀이 일체로 구비되고, 소정의 경사각을 가지고 상부에서 하부로 향할수록 좁아지는 뿔 형상으로, 상기 내부 경사관의 최하부는 상기 외부 경사관의 최하부와 대응되는 위치에서 소정의 직경을 갖도록 절개된 가스-슬러지 분리부재

   를 포함한 것을 특징으로 하는 가스-슬러지 분리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소정의 경사각은 약 60도인 것을 특징으로 하는 가스-슬러지 분리장치.