KR100464716B1

KR100464716B1 - 수처리 및 폐수처리용 고액분리기

Info

Publication number: KR100464716B1
Application number: KR10-2002-0043434A
Authority: KR
Inventors: 최흥진
Original assignee: 최흥진
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2005-01-06
Also published as: KR20020068311A

Abstract

본 발명은 물이나 폐수에 함유된 고형물 및 기름 등의 불용물을 중력침강원리와 용존공기를 이용한 부상원리를 이용하여 효과적으로 제거하기 위한 고액분리기에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 비중이 큰 고형물을 제거하기 위한 중력침강조를 설치하여 먼저 침강 분리시킨 후, 남아 있는 비중이 작은 고형물과 기름성분은 고압으로 공기를 용존시킨 물과 처리하고자 하는 물 또는 폐수를 혼합하면서 발생되는 작은 공기방울 표면에 흡착하도록 한 다음 부상시켜 용존공기부상조에서 제거한다. 먼저 중력침강조에서 비중이 큰 것을 제거한 다음, 남아 있는 불용물을 용존공기부상조에서 분리함으로써 비중이 큰 것과 작은 것을 함께 제거할 수 있게 한 점이 특징이다.

Description

수처리 및 폐수처리용 고액분리기{APPARATUS FOR CLARIFYING WATER AND WASTEWATER}

일반적으로 정수장이나 폐수처리장에서는 물이나 폐수에 함유된 고형물을 제거하기 위하여 중력침강장치가 사용된다. 비교적 비중이 1보다 큰 무거운 고형물은 쉽게 침전되어 제거되나 비중이 작은 것과 기름(비중이 1보다 조금 크거나 작음)은 중력침강이 어렵거나 불가능하다. 이와같이 비중이 1에 가까운 것은 용존공기부상(Dissolved-air floatation) 분리장치를 이용하여 제거한다. 용존공기부상 분리장치는 처리하고자 하는 물이나 폐수에 공기를 주입시켜 용존시킨 물과 접촉하게 하면 공기가 작은 방울로 유출된다. 물, 불용성 물질(비중이 1에 가까운 고형물 또는 기름 등)과 작은 공기방울이 함께 용존공기부상 분리탱크에 들어가며, 작은 공기방울이 수면으로 부상하면서 공기방울 표면에 불용성 물질이 달라붙게 된다. 따라서 용존공기부상분리탱크 표면에 부상된 불용물을 제거하여 분리하게 된다.

물이나 폐수에 함유된 불용물은 비중이 1보다 작은 것에서 1보다 큰 것까지 다양한 경우 중력침강장치나 용존공기부상분리탱크 하나만으로는 불용물을 모두 제거하는 것이 쉽지않다. 따라서, 비중이 큰 것을 중력침강원리를 이용하여 제거한 후 비중이 작은 것을 용존공기부상원리를 이용하여 제거하는 것이 이상적이나 기존의 분리장치는 단지 한가지 원리만을 이용하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 중력침강원리와 용존공기부상분리원리를 함께 적용한 통합형 분리장치를 만들어 다양한 비중을 갖는 불용물을 모두 제거하기 위한 고액분리기를 개발하는데 그 목적이 있다.

도 1은 처리하고자 하는 물이나 폐수를 중력침강조 가운데에 유입하는 침전조의 측면도

도 2는 처리하고자 하는 물이나 폐수를 중력침강조 한쪽 측면에서 유입하는 침전조의 측면도

도 3은 방류수 포집장치를 변경하여 설치한 침전장치의 측면도

〈도면의 주요 부분에 대한 설명〉

10. 부상슬러지 배출구 12. 높이 조정이 가능한 둑

14. 불용물이 분리된 물 배출구 16. 방류박스

18a. 연결파이프 18b. 방류수 터널

20. 혼합장치 22. 침전조간 연결터널

24a. 방류수 포집장치 24b. 칸막이

26. 평판 또는 튜브식 침전기 28. 침전슬러지 배출구

30. 슬러지 호퍼 32. 칸막이

34. 중력침강조 36. 유입구

38. 공기용존장치 40. 연결파이프

42. 용존공기부상조 44. 부상물 제거장치

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 분리기의 하단부에 설치되고, 중력침강을 통하여 불용성물질을 제거하기 위한 중력침강조, (b) 분리기의 상단부에 설치되고, 부상을 통하여 불용성물질을 제거하기 위한 용존공기부상조, (c) 상기 용존공기부상조의 수위를 조절하기 위한 높이 조정이 가능한 둑, (d) 혼합장치가 설치되어 있고, 상기 중력침강조와 용존공기부상조를 연결하기 위한 침전조간 연결터널, (e) 상기 침전조간 연결터널에 고압으로 공기를 용해시킨 물을 주입하기 위한 공기용존장치 및 (f) 상기 중력침강조 및 용존공기부상조로부터 침강된 첨전물, 부상물 또는 불용물이 분리된 물을 처리하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 또는 폐수 처리용 고액분리기를 제공한다.본 발명에 있어서, 상기 중력침강조 내에 고형물 제거를 향상시키기 위한 평판 또는 튜브식 침전기를 설치하는 것을 특징으로 할 수 있다.본 발명에 있어서, 상기 침강된 침전물, 부상물 또는 불용물이 분리된 물을 처리하기 위한 장치는 불용물이 분리된 물 배출구, 부상슬러지 배출구, 침전슬러지 배출구, 슬러지 호퍼, 부상물 제거장치, 방류수 포집장치 및/또는 방류박스를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.본 발명의 고액분리기는 비중이 큰 고형물을 제거하기 위한 중력침강조와 비중이 작은 불용물을 제거하기 위한 용존공기부상조, 공기용존장치, 침강물 또는 부상물 제거장치, 수위조절장치 등으로 구성된다. 먼저 중력침강조에서 비중이 큰 것을 제거한 후 남아 있는 불용물을 용존공기부상조에서 분리하게 된다. 높은 압력으로 공기를 용해시킨 물을 중력침강조와 용존공기부상조 연결부위에 주입하여 처리하고자 하는 물이나 폐수와 혼합시키면 압력이 낮아져 작은 공기방울이 발생되면서 비중이 작은 불용물을 부상시켜 물 표면에 뜨게 한다. 따라서 비중이 큰 것과 작은 것을 모두 제거할 수 있다. 즉, 한 장치에 중력침강조와 용존공기분리조를 함께 설치하여 상호 보완하도록 한 것이다.중력침강조 앞에 혼합장치를 설치하고 응집제를 주입하여 혼합한 후 중력침강조와 용존공기부상조를 이용하여 처리하는 경우에는 중력침강조가 응집조로서의 기능을 수행하게 되며, 오염물질 제거 효율을 향상시킬 수 있다.이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.도 1은 처리하고자 하는 물이나 폐수를 중력침강조 가운데에 유입하도록 한 침전조의 측면도이다. 동 장치에서 중력침강조(34)는 하단부에, 용존공기부상조(42)는 중력침강조의 상단부에 각각 위치하며, 이들은 침전조간 연결터널(22)에 의해 연결되어 있다. 침전조간 연결터널(22)에는 혼합장치(20)가 설치되어 있다.

중력침강조에서 칸막이(32)는 유입구(36) 가까이에 설치되어 있으며, 평판 또는 튜브식 침전기(26)가 중력침강조(34)내에 설치되어 있다. 슬러지 호퍼(30)와 침전된 슬러지 배출구(28)는 중력침강조 하단부에 각각 설치되어 있다.

부상슬러지 배출구(10)는 용존공기부상조(42) 상단에, 방류수 포집장치(24a)는 용존공기부상조(42) 하단에 각각 설치되어 있다. 공기용존장치(38)에서 나온 공기는 침전조간 연결터널(22) 하부에 연결되고, 방류수 포집장치(24a)는 방류수 연결파이프(18a)를 통해 방류박스(16)와 연결된다. 방류박스에는 높이 조정이 가능한 둑(12)과 분리된 물 배출구(14)가 각각 설치되어 있다.

도 2는 처리하고자 하는 물이나 폐수를 중력침강조 한쪽을 통해 유입하도록 한 침전조의 측면도이다. 도 1과는 달리 처리하고자 하는 물이나 폐수는 중력침강조 한쪽에 설치한 유입구를 통해 중력침강조에 유입된다.

침전조간 연결터널(22)은 중력침강조(34)와 용존공기부상조(42)를 연결해주고 있으며, 부상물제거장치(44)는 용존공기부상조(42)의 상단에, 부상슬러지 배출구(10)는 침전조의 한쪽 측면에 각각 설치되어 있다.

도 3은 방류수 포집장치를 변형하여 설치한 침전조의 측면도이다.칸막이(32)를 용존공기부상조(42)에 설치함으로써 용존공기부상조(42) 하단을 통해 방류수 터널(18b)이 형성되어 방류박스(16)에 연결된다. 또한, 방류박스(16)는 공기용존장치(38) 유입부에 연결된다.

〈운전〉

도 1, 도 2, 또는 도 3에 나타난 것처럼 물이나 폐수는 먼저 유입구(36)를 통해 중력침강조(34)에 들어간다. 유입구 인근에 설치된 칸막이(32)가 유입수의 난류성을 감소시키며, 평판 또는 튜브식 침전기(26)는 고형물 제거를 향상시키는데 사용된다. 중력침강조(34)에서 침전된 비중이 큰 고형물이 제거된 후에도 비중이 작은 고형물이나 기름성분이 남아 있으며, 침전조간 연결터널(22)을 통해 용존공기부상조(42)에 들어가게 된다. 공기용존장치(38)를 이용하여 용존공기가 많게 한 후 연결파이프(40)를 이용하여 침전조간 연결터널(22) 하단부에 주입한다. 그러면 처리하고자 하는 물이나 폐수와 용존공기가 많은 물이 혼합장치(20)를 통과하면서 혼합된 후 용존공기부상조(42)에 들어가게 된다.

용존된 공기가 방출되면서 작은 공기방울이 나오고 공기방울 표면에 고형물이나 기름이 달라붙게 된다. 공기방울이 부상함에 따라 고형물이나 기름이 침강조 표면으로 부상하게 되고 불용물이 분리된 처리수는 하향으로 흘러 방류수 포집장치(24a)를 통해 방류박스(16)로 보내진다. 이때 도1과 도2에서는 연결파이프(18a)를 경유하는 반면, 도3에서는 칸막이(24b)에 의해 만들어진 방류수 터널(18b)을 경유하게 된다.

처리된 물은 배출구(14)를 통해 방류되며, 둑(12)을 이용하여 용존공기부상조(42)의 수위를 조절하게 된다.

도1과 도2에서 방류수 포집장치(24a)에서 포집한 물을 이용하여 공기용존장치(38)에서 고압으로 공기를 용해시킨 후 침전조간 연결터널(22)에서 공급하여 압력을 낮추게 된다.

용존공기부상조(42)에서 부상된 불용물은 부상슬러지 배출구(10)를 통해 흘러나가거나 부상물 제거장치를 이용하여 제거한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 중력침강조와 용존공기부상조를 통합형으로 설치하여 물이나 폐수에 함유된 고형물과 기름을 효과적으로 제거하는 등 많은 장점이 있다.

본 발명에서 비중이 큰 고형물은 쉽게 중력침강조에서 제거되며, 남아 있는 비중이 작은 고형물과 기름은 용존공기부상조에서 쉽게 제거할 수 있다. 기존의 중력침강장치나 용존공기부상장치와 비교할 때 처리에 소요되는 시간이나 체류시간을 많이 단축할 수 있어 작고 효율적인 것으로 만들 수 있다.

특히 중력침강조에서 비중이 큰 고형물을 먼저 제거한 후에 상대적으로 비중이 적은 불용물을 용존공기부상조에서 제거함으로써 부상에 필요한 공기처리장치/불용물의 비율을 낮게 할 수 있어 기존의 용존공기부상법보다 용존공기가 많은 고압의 물을 만드는데 필요한 에너지를 줄일 수 있다.

또한, 부상된 슬러지는 비중이 작은 불용물이 대부분이어서 용존공기부상조 표면에 보다 안정하게 떠 있을 수 있게 되어 기존의 용존공기부상처리장치보다 제거하기가 용이하다.

Claims

다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 물 또는 폐수 처리용 고액분리기:

(a) 분리기의 하단부에 설치되고, 중력침강을 통하여 불용성물질을 제거하기 위한 중력침강조;

(b) 분리기의 상단부에 설치되고, 부상을 통하여 불용성물질을 제거하기 위한 용존공기부상조;

(c) 상기 용존공기부상조의 수위를 조절하기 위한 높이 조정이 가능한 둑;

(d) 혼합장치가 설치되어 있고, 상기 중력침강조와 용존공기부상조를 연결하기 위한 침전조간 연결터널;

(e) 상기 침전조간 연결터널에 고압으로 공기를 용해시킨 물을 주입하기 위한 공기용존장치; 및

(f) 상기 중력침강조 및 용존공기부상조로부터 침강된 첨전물, 부상물 또는 불용물이 분리된 물을 처리하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 중력침강조 내에 고형물 제거를 향상시키기 위한 평판 또는 튜브식 침전기를 설치하는 것을 특징으로 하는 고액분리기.
제1항에 있어서, 상기 (f) 단계의 침강된 침전물, 부상물 또는 불용물이 분리된 물을 처리하기 위한 장치는 불용물이 분리된 물 배출구, 부상슬러지 배출구, 침전슬러지 배출구, 슬러지 호퍼, 부상물 제거장치, 방류수 포집장치 및/또는 방류박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 고액분리기.