KR100466245B1 - Sedimentation tank for removing density currents - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정수처리 공정중 침전지내 경사판 및 냉각수 순환장치를 장착하여 침전효율을 제고하고, 궁극적으로는 후속공정인 여과부하를 줄이기 위함이다. 종래의 장방형 침전지의 형태는 침전지내 수온의 불균등 분포에 의해서 발생하는 밀도류의 영향으로 침전효과가 매우 제한적이다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해서 침전지내 수류흐름의 연직방향으로 경사지게 설치하는 경사판과 냉각수 순환장치를 개발하였다. 냉각수 순환장치를 침전지내 연직방향으로 설치되는 경사판의 상부에 설치함으로써 침전면적을 증가시킴과 동시에 밀도류 발생의 원인이 되는 수류 상층과 하층사이의 온도차의 문제점을 획기적으로 개선하였고 침전효과를 크게 개선하였다.The present invention is to increase the sedimentation efficiency by mounting the inclined plate and the cooling water circulation device in the sedimentation basin during the water treatment process, and ultimately to reduce the filtration load which is a subsequent process. The conventional rectangular sedimentation basin has a very limited sedimentation effect due to the density flow caused by the uneven distribution of water temperature in the sedimentation basin. In order to make up for the shortcomings, an inclined plate and a coolant circulation system are installed to be inclined in the vertical direction of the water flow in the sedimentation basin. By installing the cooling water circulation device in the upper part of the inclined plate installed in the vertical direction in the sedimentation basin, the sedimentation area was increased, and the problem of the temperature difference between the upper and lower streams, which causes the flow of density, was greatly improved and the sedimentation effect was greatly improved. .

Description

밀도류 방지를 위한 침전지{Sedimentation tank for removing density currents}Sedimentation tank for removing density currents

본 발명은 수처리를 위한 침전지에 관한 것으로서, 특히 침전지내에서 크고 무거운 플록의 대부분을 침전 분리작용에 의하여 제거함에 있어서 기온변화에 의한 상하층 온도차나 유입수와 침전지내부간 수온차에 의해서 발생하는 밀도류의 영향을 방지할 뿐만 아니라 동시에 침전면적을 높임으로써 침전효율을 획기적으로 개선하기 위해서 냉각수 순환장치가 설치된 경사판을 포함하는 밀도류 방지를 위한 침전지에 관한 것이다.The present invention relates to a sedimentation basin for water treatment, and in particular, in the removal of most of the large and heavy flocs in the sedimentation basin by sedimentation separation, the density difference caused by the temperature difference between the upper and lower layers due to the temperature change or the temperature difference between the influent and the sedimentation basin. The present invention relates to a sedimentation basin for preventing the flow of density, including an inclined plate in which a cooling water circulation system is installed in order to significantly improve the sedimentation efficiency by increasing the sedimentation area.

일반적으로, 현탁액을 청정액 보다 농축된 현탁액으로 분리하는 침전지의 주요 형식으로는 횡류식 장방형 침전지, 상향류 침전지 및 상향류 접촉 반응형 침전지 등의 3가지가 있다.In general, there are three main types of sedimentation basins that separate the suspension into a concentrated suspension rather than a clean liquid: a cross-flow rectangular sedimentation basin, an upflow sedimentation basin, and an upflow contacting reaction sedimentation basin.

하지만, 이러한 방식의 경우 하루동안의 기온변화에 의하여 단락류가 발생하기 쉽고 이에 따라 용량효율이 감소함으로써 침전효율이 감소된다. 수온차에 의해서 생성되는 밀도류(단락류)의 유속은 침전지내 평균유속보다 훨씬 빠르게 되어 수류의 흔들림을 유발시킨다. 특히, 낮동안의 유입수가 침전지의 하층부로 잠입하여 유출부에서 떠오르는 결과 많은 플록들이 침전지에서 유출되는 현상이 관찰되기도 한다.However, in this case, short-circuit flow is likely to occur due to temperature change during the day, and thus, the sedimentation efficiency is reduced by decreasing the capacity efficiency. The flow rate of the density flow (paragraph) produced by the water temperature difference is much faster than the average flow rate in the sedimentation basin, causing the water flow to shake. In particular, during the day, inflow of water enters the lower part of the sedimentation basin and floats at the outlet, and many flocs are discharged from the sedimentation basin.

반면, 야간에는 유입수쪽의 수온이 침전지내부 보다 약간 높아서 수면부근에서 선회류를 일으킨다. 특히, 여름철의 경우 낮동안에는 유입수의 온도가 침전지내의 수온보다 낮아서 메인 플로우(main flow)가 수직방향으로 골고루 분포하기보다 하층부 쪽에서 가라앉아 흐르게 되고, 이에 따라 하층부의 유속이 상층부보다 크며 또한 하층부의 밀도가 상층부보다 커서 하층부의 모멘텀(momentum)이 크게 된다. 따라서, 유출부에서는 모멘텀이 큰 하층부의 흐름이 떠오르게 되고, 플록들도 같이 모멘텀의 전달을 받아서 떠오르게 된다.On the other hand, at night, the water temperature on the influent side is slightly higher than inside the sedimentation basin, causing swirling flow near the water surface. In particular, during summer, during the day, the temperature of the influent is lower than the temperature in the sedimentation basin, so that the main flow sinks from the lower side rather than evenly distributed in the vertical direction, so that the flow rate of the lower layer is higher than that of the upper layer and the density of the lower layer is lower. Since the upper layer is larger than the upper layer, the momentum of the lower layer is increased. Therefore, in the outlet portion, the flow of the lower layer having a large momentum rises, and the flocs also rise under the transfer of momentum.

밀도류나 편류에 의한 침전효율의 감소를 방지하기 위해서는 지내의 유입수를 될수록 균일하게 유입시키기 위하여 유입부에 정류벽을 설치하거나 침전지의 수면에 복개를 설치하여 외부의 영항을 차단하여 수류의 안정을 도모할 수 있다. 정류벽의 설치는 대부분의 정수장에서 이루어지고 있지만 유입부에 정류벽의 설치에도 불구하고 침전지의 표면적은 대기중에 노출되어 있기 때문에 태양복사에너지에 의해서 상층부와 하층부의 수온차는 불가피하게 발생하게 되는 단점을 여전히 가지고 있다. 수면의 복개는 유지관리상의 지장이 많으므로 일반적인 방법으로 사용되지 않고 있다.In order to prevent the decrease of sedimentation efficiency due to density flow and drift, in order to make the inflow of water into the ground as uniform as possible, install a rectifying wall at the inlet or cover the surface of the sedimentation basin to block the external influence to stabilize the water flow. can do. Although the installation of the rectifying wall is performed in most water purification plants, despite the installation of the rectifying wall at the inlet, the surface area of the sedimentation basin is exposed to the air, so the difference in water temperature between the upper and lower layers is inevitably caused by solar radiation. Still have it. Sleep regurgitation is not commonly used because it has many maintenance problems.

침전효율을 높이는 다른 방법은 경사판을 두는 것인데, 이때 수류가 경사판에 의해서 흔들리지 않도록 안정화시켜야 한다. 침전지의 침강면적을 크게 하기 위해서 경사판을 두는데 경사판의 층수를 증가시키면 제거율을 그만큼 증가하게 된다. 하지만, 경사판을 설치한 경우는 일반적인 경우보다 단락류의 영향이 대단히 크므로 지내에서 단락류의 영향을 최소화시켜야할 필요성이 있다.Another way to increase the settling efficiency is by placing a sloped plate, which must be stabilized so that the water flow is not shaken by the sloped plate. In order to increase the settling area of the sedimentation basin, an inclined plate is placed, and increasing the number of layers of the inclined plate increases the removal rate by that amount. However, when the inclined plate is installed, the impact of the short circuit is much greater than the general case, so it is necessary to minimize the influence of the short circuit in the district.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 침전지내에 경사판을 설치함으로써 침전면적을 증가시킬 뿐만 아니라 침전효율에 영향을 많이 미치는 상하층의 수온차에 의한 밀도류를 방지하기 위한 침전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, the purpose of providing a sedimentation basin to prevent the density flow due to the water temperature difference of the upper and lower layers not only increases the sedimentation area but also affects the sedimentation efficiency by installing a slope plate in the sedimentation basin. It is done.

도 1은 종래의 장방형 침전지를 개략적으로 나타낸 평면도이다.1 is a plan view schematically showing a conventional rectangular sedimentation basin.

도 2는 종래의 장방형 침전지를 개략적으로 나타낸 측면도이다.Figure 2 is a side view schematically showing a conventional rectangular sedimentation basin.

도 3은 본 발명에 따른 일체형 경사판과 냉각수 순환장치가 설치된 침전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view schematically showing a sedimentation basin in which an integrated inclined plate and a coolant circulator are installed according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 일체형 경사판과 냉각수 순환장치가 설치된 침전지를 개략적으로 나타낸 평면도이다.Figure 4 is a plan view schematically showing a sedimentation basin is provided with an integrated inclined plate and a cooling water circulation device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 일체형 경사판과 냉각수 순환장치가 설치된 침전지를 개략적으로 나타낸 측면도이다.5 is a side view schematically showing a sedimentation basin in which an integrated inclined plate and a coolant circulator are installed according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

2 : 완속혼화지 3 : 정류벽2: slow mixing paper 3: rectifying wall

5 : 월류수로 11 : 냉각수 순환로5: overflow water channel 11: cooling water circulation path

12 : 경사판 13 : 냉각장치 및 순환펌프12: inclined plate 13: cooling device and circulation pump

14 : 상층부 온도센서 15 : 하층부 온도센서14: upper temperature sensor 15: lower temperature sensor

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 장방형 침전지의 외부 좌측의 완속혼화지(2)로부터 유입되는 수류를 정류시키는 일정한 개구비를 갖도록 정류공(10)을 가지며 장방형 침전지의 좌측 단부에 마련된 정류벽(3)과, 내부 우측 상층부에는 설치되어 부유된 상등액을 분리하는 월류수로(5)와, 상기 월류수로를 넘은 상등액을 배출하는 유출구(6)를 포함하는 수처리의 침전지에 있어서,침전지의 내부에 연직방향과 40~80°의 각도를 가지고 바닥면과 1~5m간격을 두고 설치되며 1매 이상으로서 각각의 간격을 조절할 수 있도록 설치된 열전도체인 경사판(12)과;상기 경사판(12)의 상부 및 하부에 부착되어 수온을 측정하는 수온센서(14,15)와;상기 경사판(12)의 상단에 부착되며 상기 수온센서(14,15)의 온도차에 의해 작동되는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀도류 방지를 위한 침전지이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a rectifying wall having a rectifying hole 10 to have a constant opening ratio for rectifying the water flow flowing from the slow mixing paper 2 on the left side of the rectangular sedimentation basin and provided at the left end of the rectangular sedimentation basin ( In the sedimentation basin of the water treatment, 3) and the overflow channel 5 for separating the suspended supernatant and the outlet 6 for discharging the supernatant beyond the overflow channel, the inner right upper layer portion, Inclined plate 12 which is installed at an angle of 40 to 80 ° with a bottom surface and a distance of 1 to 5 m, and installed at least one sheet so as to adjust respective gaps; upper and lower portions of the inclined plate 12; It is attached to the water temperature sensor (14, 15) for measuring the water temperature; Attached to the top of the inclined plate 12, characterized in that it comprises a cooling device operated by the temperature difference of the water temperature sensor (14, 15) A settling basin for mildoryu protection.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

장방형의 침전지는 플럭이 형성된 원수를 장방향으로 유입부에서 유출부까지 흘려보내는 시간동안 플럭들을 중력침전시키게 된다. 중력침전을 위해서는 수류의 유동형태가 난류가 되지 않도록 하기 위해 장방형 침전지의 외부 좌측의 완속혼화지(2)로부터 유입되는 수류를 정류시키는 정류벽(3)이 내부 좌측에 설치된다. 상기 정류벽(3)은 일정한 개구비를 갖도록 정류공(10)을 갖는다.The rectangular settler will gravitationally settle the floc during the time it flows the raw water from the inlet to the outlet. In order to prevent gravity settling, the rectifying wall 3 for rectifying the water flow flowing from the slow mixing paper 2 on the outer left side of the rectangular sedimentation basin is installed on the inner left side so that the flow form of the water stream does not become turbulent. The rectifying wall 3 has a rectifying hole 10 to have a constant aperture ratio.

침전지 내부에 장방향의 연직 방향에서 40~80°의 각도로 설치되는 경사판과 경사판 상부에 냉각수 순환을 위한 관수로가 덧붙여지며 경사판 상부와 하부에 온도센서가 부착된 장치를 일체형으로 제공한다.Inside the sedimentation basin, an inclined plate installed at an angle of 40 to 80 ° in the vertical direction in the longitudinal direction, and a water pipe for cooling water circulation is added to the upper part of the inclined plate, and an integrated device is provided with temperature sensors attached to the upper and lower parts of the inclined plate.

또한, 경사판은 냉각수와 열전달이 쉬운 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하여 냉각장치에 의한 냉각효과를 증대시킬 수 있도록 한다. 다만, 침전지 내부에서 사용되는 재료여야 하므로, 침전지에서 주로 이루어지는 화학과정인 산화에 대해 강한 재료이어야 한다. 따라서, 산화가 잘 되지 않으면서 열전도성이 좋은 구리계 금속을 사용하는 것이 좋다.In addition, the inclined plate is made of a material that is easy to coolant and heat transfer to increase the cooling effect by the cooling device. However, since the material should be used inside the sedimentation basin, it should be a strong material against oxidation, which is a chemical process mainly performed in the sedimentation basin. Therefore, it is better to use a copper-based metal having good thermal conductivity without oxidation.

침전지 내부(4)는 직사각형 개수로이며, 내부 우측 상층부에는 월류수로(5)가 설치되어 있어서 수류가 침전지 내부를 장방향으로 흘러가면서 침전 가능한 물질로부터 분리하여 부유된 상등액이 월류수로를 넘어서 유출구(6)를 통하여 배출된다.The inside of the sedimentation basin 4 is a rectangular channel, and the overflow channel 5 is installed in the upper right part of the inner side so that the water flow separates from the sedimentable material as it flows in the longitudinal direction in the sedimentation basin. Through 6).

경사판 간격은 유동적으로 조절될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하며, 바닥면으로부터 1~5m, 바람직하게는 1.5m정도 떨어져서 설치된다. 이는 침전지 하층면에 침전될 플록의 공간을 고려하여 마련하는 것으로서, 장방형 침전지의 크기에 의해 결정된다.The inclined plate spacing is characterized in that it is installed so as to be adjustable fluidly, it is installed 1 to 5m, preferably 1.5m away from the bottom surface. This is to consider the space of the floc to be settled on the lower surface of the sedimentation basin, which is determined by the size of the rectangular sedimentation basin.

또한, 상층과 하층의 수온을 측정할 수 있는 온도센서가 경사판 상하부에 부착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature sensor for measuring the water temperature of the upper layer and the lower layer is characterized in that attached to the upper and lower slope plates.

냉각장치는 경사판의 상단에 부착되어 냉각수를 통과시키는 관수로와 이를 순환시키는 순환장치를 포함하고 있어 상층과 하층의 수온차가 소정의 온도이상 발생하면, 바람직하게는 0.5℃ 이상 차이가 나면 냉각수가 순환할 수 있도록 하고, 0.5℃ 미만에서는 냉각수가 순환하지 않도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.The cooling device includes an irrigation path attached to the top of the inclined plate and a circulation device for circulating the cooling water. When the temperature difference between the upper layer and the lower layer occurs over a predetermined temperature, preferably, the cooling water circulates when there is a difference of 0.5 ° C or more. It is possible to, and less than 0.5 ℃ characterized in that the cooling water can be controlled so as not to circulate.

따라서, 경사판의 상단에 부착된 냉각장치를 통해 수류의 상부의 온도를 저하시켜서, 수류의 상단과 하단의 수온차를 줄이거나 없애면, 유입수의 수직방향의 온도분포를 고르게 하여 수류의 상층부와 하층부의 밀도차를 없앨 수 있으므로 하층부의 유속이 커도 모멘텀이 작게 되어 플록의 떠오름을 막을 수 있게 된다.Therefore, by lowering the temperature of the upper portion of the water stream through the cooling device attached to the top of the inclined plate and reducing or eliminating the water temperature difference between the upper and lower portions of the water stream, the temperature distribution in the vertical direction of the inflow water is evened out. Since the difference in density can be eliminated, even if the flow velocity of the lower layer is large, the momentum is reduced and the floc can be prevented from rising.

본 발명은 기존의 장방형 침전지의 문제점을 보완하여 냉각수 순환장치 및 열전도도가 높은 재료로 제작된 경사판을 일체형으로 설치하여 상층과 하층사이의 온도차이를 제거하여 밀도류를 억제시킬 수 있을 뿐만 아니라 침전면적을 증가시킴으로써 침전효율을 높일 수 있다.The present invention is to solve the problem of the existing rectangular sedimentation basin by integrally installing the cooling water circulation device and the inclined plate made of high thermal conductivity material to remove the temperature difference between the upper and lower layers to suppress the density flow as well as the settling area By increasing the precipitation efficiency can be increased.

Claims (2)

장방형 침전지의 외부 좌측의 완속혼화지(2)로부터 유입되는 수류를 정류시키는 일정한 개구비를 갖도록 정류공(10)을 가지며 장방형 침전지의 좌측 단부에 마련된 정류벽(3)과, 내부 우측 상층부에는 설치되어 부유된 상등액을 분리하는 월류수로(5)와, 상기 월류수로를 넘은 상등액을 배출하는 유출구(6)를 포함하는 수처리의 침전지에 있어서,The rectifying wall 3 is provided at the left end of the rectangular sedimentation basin and has a rectifying hole 10 so as to have a constant aperture ratio for rectifying the water flow flowing from the slow mixing paper 2 on the outer left side of the rectangular sedimentation basin. In the sedimentation basin of water treatment, which comprises a overflow channel 5 for separating the suspended supernatant and an outlet 6 for discharging the supernatant beyond the overflow channel. 침전지의 내부에 연직방향과 40~80°의 각도를 가지고 바닥면과 1~5m간격을 두고 설치되며 1매 이상으로서 각각의 간격을 조절할 수 있도록 설치된 열전도체인 경사판(12)과;An inclined plate 12 having a vertical direction and an angle of 40 to 80 ° in the sedimentation basin, having a spacing of 1 to 5 m, and a thermal conductor installed to adjust each gap as one or more sheets; 상기 경사판(12)의 상부 및 하부에 부착되어 수온을 측정하는 수온센서(14,15)와;Water temperature sensors 14 and 15 attached to upper and lower portions of the inclined plate 12 to measure water temperature; 상기 경사판(12)의 상단에 부착되며 상기 수온센서(14,15)의 온도차에 의해 작동되는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀도류 방지를 위한 침전지.It is attached to the top of the inclined plate 12, the sedimentation basin for preventing the flow of density, characterized in that it comprises a cooling device operated by the temperature difference of the water temperature sensor (14, 15). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 냉각장치는 상기 경사판(12)의 상단에 설치되어 냉각수를 순환하는 관수로인 밀도류 방지를 위한 침전지.Cooling device is installed on the top of the inclined plate 12, the sedimentation basin for preventing the flow of density that is a water passage circulating the cooling water.
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