KR100463704B1 - 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치 및 그의방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정대와 지지대에 의해 결합되어지는 호퍼를 폭기조 내부에 설치하여 상기 호퍼의 상단이 폭기조의 수면보다 좀더 높게 위치하도록 하므로서 폭기조에서 발생된 수면위의 거품이 호퍼로 자연 유입되도록 하고 상기 호퍼 내로 유입된 거품은 소포수를 펌핑후 순환관을 경유하여 분사노즐에 의해 거품 위에 직접 분사함으로써 거품을 제거할 수 있도록 한 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치 및 그의 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 폭기조 내부에 직접 호퍼를 설치하되 상기 호퍼로 유입되는 거품을 소포수를 순환시켜 제거하도록 함으로써 계획유량에 영향을 주지 않게 되며, 폭기조의 공간을 그대로 활용함으로 종래 지상형 거품제거장치와는 달리 별도의 소포용 청수 및 장치 설치면적을 필요로 하지 않게 되는 효과를 갖는 것이다.

또한 본 발명은 각각의 폭기조 내부에 개별운전 가능토록 설치되어지므로 장치의 가동빈도를 최소화 할 수 있고 이로 인해 고장빈도를 줄일 수 있으며, 또 거품이 제거된 잉여수를 곧바로 거품이 발생되지 않은 타조(저류조등)로 이송하므로서 거품 재발생율을 현저히 낮출 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치 및 그의 방법{Bubble romoval device and its method of underwater type in a wastewater disposal plant}

본 발명은 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치 및 그의 방법에 관한 것으로, 특히 소포수(청수)나 소포제를 사용하지 않으면서 폭기조 내부, 즉 수중에서 폭기조내 폐수 및 거품에서 변화된 여액을 사용하여 발생하는 거품을 제거할 수 있도록 하기 위한 수중형 거품제거장치 및 그의 방법에 관한 것이다.

지금까지 생활 폐수 및 축산 폐수, 분뇨 폐수, 일반 오폐수 등을 정화하기 위해서는 폐수를 정화처리하기 위한 설비가 필요하며, 상기와 같은 폐수정화처리설비는 대개 폭기조를 구비하고, 상기 폭기조 내부에 오염물질을 분해하기 위한 미생물을 생존시키고 상기 미생물의 활성화를 촉진하기 위해 폭기조의 바닥에 공기(산소)를 불어넣게 되는데 이때 공기가 바닥으로부터 상승하면서 폐수의 상부에 다량의 거품이 발생하게 되는 것이다.

이처럼 폭기조로부터 발생된 거품은 폭기조를 넘치기도 하고, 악취 등에 의해 주변환경에 좋지 못한 악영향을 발생시키게 되며, 2차 오염의 원인을 제공하게 되는 폐단을 갖게 되는 것이다.

따라서 상기와 같은 거품발생을 최소화하기 위하여 종래에는 소포수(消泡水)나 소포제를 폭기조에 직접 살수함으로써 이를 방지하도록 하였으나, 화학 약품인 소포제의 경우는 정화비용이 많이 소요되는 단점을 갖는 것이며, 소포수의 분사는 폭기조에 외부에서 별도의 용수가 유입되는 것이어서 폐수의 양이 늘어나게 되며 이로인해 불필요한 폐수처리량과 처리시간이 증가하게 됨과 동시에 계획유량에 오류가 발생하는 단점을 갖는 것이다.

특히 거품을 폭기조로부터 강제 흡입하여 처리하는 지상형 구조의 거품제거장치는 별도의 설치면적을 필요로 하게 되며, 강제 흡입송풍기를 사용하므로 송풍기 구동시 80db이상의 소음이 발생하게 되고, 거품제거장치의 본체 내부에 소포용수가 필요로 하므로 운전비가 상승하게 되며, 여러 조로 배치된 폭기시설의 경우 폭기조에서 발생되는 거품을 1대의 거품제거장치를 사용해서 제거하는 구조이므로 장치의 가동빈도가 높아 잦은 고장의 원인이 되는 단점을 갖는다. 또한 강제 흡입한 거품여액을 다시 폭기조 내로 순환시키는 구조여서 거품유발물질이 소멸되지 않아 거품 제거 효율이 떨어지며, 거품을 지상으로 흡입하는 과정에서의 과다한 전력소비량이 소모되는 문제점을 갖는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 폐수정화처리설비가 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명은 고정대와 지지대에 의해 결합되어지는 호퍼를 폭기조 내부에 설치하되 상기 호퍼의 상단이 폭기조의 수면보다 좀더 높게 위치하도록 함으로써 일정량이상의 거품이 발생하게 되면 호퍼로 자연 유입되도록 하고 상기 호퍼 내로 유입된 거품에는 호퍼내 여액(포기조액)을 펌핑하여 분사노즐에 의해 거품 위에 직접 분사함으로써 거품을 제거할 수 있도록 한 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치 및 그의 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1 - 본 발명 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치의 사시도.

도 2 - 도 1의 A-A선 단면도.

도 3 - 도 1의 B-B선 단면도.

도 4 - 본 발명의 블럭회로도.

도 5 - 본 발명에 있어서 분사노즐의 사시도.

도 6 - 본 발명 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치의 사용상태 참고도.

도 7 - 본 발명 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치의 사용상태 참고도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 본 발명 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치(이하 거품제거장치라 한다)

110: 고정대 120: 지지대

121: 높이조절부재 130: 호퍼

131: 소포수저장부

140: 소포수 순환펌프 141: 순환관

142: 소포수 분배관 143: 밸브

150: 분사노즐 151: 연결관

151a: 나사부 152: 분사판 고정대

153: 상부분사판 153a: 통공(通孔)

154: 하부분사판 160: 연결관

180: 잉여수 배출 피트(pit) 181: 수위감지센서

182: 드레인 및 초기유입밸브 183: 밸브조작레버

190: 잉여수 배출펌프 191: 잉여수 배출관

192: 잉여수 이송배관

200: 거품감지 센서 300: 제어장치

400: 전원부

A: 폭기조 B: 콘크리트 구조물

C: 거품 D: 거품이 변화된 여액

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 첨부한 도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 거품제거장치(100)의 사시도를 도시한 것으로, 본 발명은 크게 폭기조(A)의 내부에 폭기조의 수면보다 상단부가 좀 더 높게 위치하도록 설치되어지는 호퍼(130)와, 상기 호퍼(130)의 바닥에 형성되는 소포수 순환펌프(140)와, 상기 소포수 순환펌프(140)에 순환관(141)에 의해 연결되며 호퍼(130)의 상부에 형성되는 소포수 분배관(142)과, 상기 소포수 분배관(142)의 하단에 일정간격 이격되도록 형성되는 다수개의 분사노즐(150)과, 상기 호퍼(130)와 소포수 분배관(142)을 지지하고 결합하기 위한 지지대(120)와, 상기 지지대를 폭기조의 콘크리트 구조물에 부착될 수 있도록 하기 위한 고정대(110)와, 상기 폭기조의 거품량을 감지하기 위한 거품감지센서(200)를 구비하고 상기 거품감지센서의 신호에 의해 소포수 순환펌프(140)의 구동을 조절하기 위한 제어장치(300)로 이루어진다.

이때 상기 호퍼(130)의 상부는 사각 및 원형으로 제작하고, 하부는 콘(cone)형태로 제작하여 소포수의 저장을 유도하고, 바닥은 막혀있어 소포수저장부(131)를 형성함으로써 소포수 순환펌프(140)에 의한 소포수 순환을 원활하게 할 수 있는 것이다. 또 상기 호퍼는 거품과 접촉하는 모든 부위는 부식성이 우수한 스테인리스 재질을 사용하여 제작하고, 수밀성을 유지하도록 제작되어진다.

상기 소포수 순환펌프(140)는 수중모타펌프를 사용하되 진동과 소음이 적은 수중형 유도 전동기를 사용하며, 상기 소포수 순환펌프와 소포수 분배관(142) 사이에는 밸브(143)가 형성되어 소포수의 순환량을 조절할 수 있게 된다.

상기 분사노즐(150)은 도 5에 도시된 바와 같이 소포수 분배관(142)의 저부에 연결되기 위해 나사부(151a)를 구비하는 연결관(151)과, 상기 연결관의 하부에 이격되도록 형성되는 통공(153a)을 구비하는 상부분사판(153)과, 역시 상기 상부분사판의 하부에 이격되도록 형성되는 하부분사판(154)과, 상기 연결관의 측부에 부착되어 상부분사판과 하부분사판을 지지하기 위한 분사판 고정대(152)로 이루어진다.

이때 상기 상부분사판(153)은 연결관(151)으로 부터 쏟아지는 소포수을 보다 넓게 확산시켜 분사하기 위한 구성이며, 통공(153a)은 연결관(151)으로 부터 쏟아지는 소포수의 일부를 상부분사판의 하부로 쏟아지게 하여 하부분사판(154)에 의해 다시 한번 분산되도록 하기 위한 구성이다.

상기 지지대(120)에 부착되는 높이조절부재(121)는 호퍼(130)의 상단부의 높이가 폭기조(A) 내의 최고수위보다 50~200mm정도 높게 조정하기 위한 구성이나, 대개 폭기조의 수위는 거의 일정하므로 미리 호퍼의 높이를 폭기조의 수위에 맞춰 고정할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명 거품제거장치(100)의 일측에는 잉여수 배출피트(180)를 더 구비하도록 구성할 수도 있으며, 상기 잉여수 배출피트(180)는 연결관(160)에 의해 호퍼(130)의 연결되어지고 잉여수 배출피트(180) 하부에 형성된 잉여수 배출펌프(190)와 잉여수 배출관(191)에 의해 호퍼(130)의 소포수저장부(131) 이상 상승된 잉여수를 잉여수 이송배관(192)를 통해 거품이 발생되지 않은 타조 (저류조등)로 이송되도록 한다. 이로 인해 거품제거가 완료된 잉여수가 다시 폭기조로 유입되지 않도록 하여 거품발생요인을 최소화할 수 있는 것이다.

이때 잉여수의 배출여부는 잉여수 배출피트(180) 내부에 설치된 수위감지센서(181)에 의해 감지된 수위를 제어장치(300)가 판단하여 잉여수 배출펌프(190)를 운전함으로써 이루어진다.

본 발명에서 소포수라 함은 거품을 제거하기 위해 사용되는 여액을 의미하나, 상기 소포수는 결국 순환되는 것이어서 거품이 변환된 여액(D)의 의미로도 사용될 수 있다. 또한 잉여수라 함은 호퍼(130) 내부에 거품이 변환된 여액(D)이 적정수위를 넘어서서 남아도는 물을 의미한다.

상기와 같은 본 발명 거품제거장치(100)의 운전을 위해서는 다음과 같은 사전준비가 필요하게 되는데, 즉 먼저 거품제거장치 설치후 드레인밸브(182)를 개방하여 폭기조 내의 물이 호퍼(130) 내부로 유입되도록 하고, 소포수 순환펌프(140)가 잠길 때까지 수위를 유지시킨다. 다음 거품감지센서(200) 및 수위감지센서(181) 등을 위치를 조절하고, 분사노즐(150)의 각도를 거품제거가 가장 효과적인 상태로 조절하여야 한다.

이처럼 본 발명 거품제거장치(100)는 각 폭기조(A)에 각각 설치하게 되며, 따라서 각 폭기조의 거품발생량에 따라 개별구동이 가능하게 되는데, 상기 본 발명 거품제거장치(100)를 이용한 거품제거방법은 다음과 같다.

먼저 폭기조 내부에서 발생하는 거품의 양을 측정하는 단계와, 상기 폭기조에서 발생한 거품이 호퍼(130)의 상단을 넘쳐 호퍼 내부로 유입되면 소포수 순환펌프(140)를 구동하는 단계와, 상기 소포수 순환펌프(140)에 의해 펌핑된 소포수를분사노즐(150)에 의해 거품의 상부에 분사하는 단계와, 상기 거품이 제거된 잉여수의 수위를 측정하는 단계와, 상기 잉여수가 미리 설정된 양을 넘어서면 잉여수 배출펌프(190)를 구동하는 단계와, 상기 배출된 잉여수를 거품이 발생되지 않은 타조(저류조) 등으로 이송하는 단계로 이루어진다.

이처럼 본 발명은 폭기조 내부에 직접 호퍼를 설치하되 상기 호퍼로 유입되는 거품을 소포수(호퍼내 여액, 폭기조액)를 순환시켜 제거하도록 함으로써 계획유량에 영향을 주지 않게 되며, 폭기조의 공간을 그대로 활용함으로 종래 지상형 거품제거장치와 달리 별도의 장치 설치면적을 필요로 하지 않게 되는 효과를 갖는 것이다.

또한 본 발명은 각각의 폭기조 내부에 개별구동 가능토록 설치되어지므로 장치의 가동빈도를 최소화 할 수 있고 이로 인해 고장빈도를 줄일 수 있으며, 수중펌프를 사용함으로써 소음과 진동이 거의 없는 거품제거장치의 효율적인 기능을 발휘하게 되는 것이다.

또 거품이 제거된 잉여수를 곧바로 거품이 발생되지 않은 타조(저류조등)로 이송함으로써 거품 재발생율을 현저히 낮출 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 폭기조의 내부에 폭기조의 수면보다 상단부가 좀 더 높게 위치하도록 설치되어지는 호퍼와, 상기 호퍼내부의 바닥에 설치되는 소포수 순환펌프와, 상기 소포수 순환펌프 토출부에 연결된 순환관에 연결되며 호퍼의 상부에 형성되는 소포수 분배관과, 상기 소포수 분배관의 하단부에 일정간격 이격되도록 배치되는 다수개의 분사노즐과, 상기 호퍼와 소포수 분배관을 지지하고 결합하기 위한 지지대와, 상기 지지대를 폭기조의 콘크리트 구조물에 부착될 수 있도록 하기 위한 고정대와, 상기 폭기조와 호퍼내의 수위 및 거품량을 감지하기 위한 센서를 구비하고 상기 센서의 신호에 의해 순환펌프의 구동을 조절하기 위한 제어장치로 구성되어짐을 특징으로 하는 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 분사노즐은 나사부를 구비하는 연결관과, 상기 연결관의 하부에 이격되도록 형성되는 통공을 구비하는 상부분사판과, 역시 상기 상부분사판의 하부에 이격되도록 형성되는 하부분사판과, 상기 연결관의 측부에 부착되어 상부분사판과 하부분사판을 지지하기 위한 분사판 고정대로 구성되어짐을 특징으로 하는 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 호퍼의 측면에는 연결관에 의해 연결되는 잉여수 배출피트를 더 구비하도록 하되, 상기 잉여수 배출피트의 하부에는 잉여수 배출펌프를 설치하여 호퍼의 수위상승시 거품제거공간을 확보키 위하여 적당량의 잉여수를 잉여수 배출관과 잉여수 이송배관을 통해 거품이 발생되지 않은 타조(저류조) 등으로 이송되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거장치.
4. 폭기조 내부에 설치되는 수중형 거품제거장치를 이용한 폐수정화처리설비의 거품제거방법에 있어서,

   폭기조 내부에서 발생하는 거품의 높이을 측정하는 단계와,

   상기 폭기조에서 발생한 거품이 호퍼의 상단을 넘쳐 호퍼 내부로 유입되면 소포수 순환펌프를 구동하는 단계와,

   상기 소포수 순환펌프에 의해 흡입된 소포수를 분사노즐에 의해 거품의 상부에 분사하는 단계와,

   상기 거품이 제거된 잉여수의 수위를 측정하는 단계와,

   상기 잉여수가 미리 설정된 수위에 도달시 잉여수 배출펌프를 구동하는 단계와,

   상기 배출된 잉여수를 타조(저류조) 등으로 이송하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 폐수정화처리설비에 있어서 수중형 거품제거방법.