KR100469327B1 - Submersible Aerator with the Function of Air Priming, Intermittent Aeration, Deoderization and Mixing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하폐수처리장치에 관한 것으로, 교반용 회전익과 회전축의 주변에는 케이싱이 구비되고, 상기 케이싱 하부의 회전축은 구동모터축과 연결되며, 상기 회전익이 회전함에 따라 형성되는 부압에 의하여 흡입력이 발생되는 상기 케이싱 중앙의 상부로부터 반응조 위 수면아래까지 연통되도록 수류유입관이 길게 연결되고, 상기 케이싱의 측면에는 교반수류가 주변으로 분출되도록 하는 하나이상의 수류유출구가 개구되어 구성된 수중교반기와, 그 일측에 공기자흡용 회전익이 구비되고 다른 일측에는 공기유입구가 형성된 중공축이 구동모터회전축과 연결되는 구조의 포기수단과 상기 포기수단이 가동되어 발생되는 기포함유수류가 상기 수중교반기의 수류유입구를 통하여 흡입되어 상기 수류유출구를 통하여 분출되도록 상기 포기수단의 회전익이 상기 수중교반기의 수류유입구에 설치되는 구성의 수중포기장치를 제공하며, 발명의 효과는 간헐포기방식으로 운전할 수 있고 특히, 공기를 공급하는 송풍기, 송풍기실 건축물, 공기이송관이 생략되고 구동부가 수중에 잠겨서 작동되는 포기수단으로 대체되므로 시설비와 유지관리비가 저렴하고 수온이 상승되어 처리효율이 향상되며 무소음 정숙운전이 이루어질 수 있다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus, wherein a casing is provided around a stirring rotor blade and a rotating shaft, and a rotating shaft of the lower portion of the casing is connected to a driving motor shaft, and suction force is generated by a negative pressure formed as the rotor blade rotates. The water inlet pipe is connected long to communicate from the top of the center of the casing to the bottom of the water surface above the reaction tank, the side of the casing is an underwater stirrer and configured to open at least one water outlet for ejecting agitated water to the periphery, and on one side A rotor blade for air self-suction is provided and the other side of the hollow shaft having an air inlet is connected to the drive motor rotating shaft and the air flow including the air generated by the aeration means is sucked through the water inlet of the underwater stirrer The aeration of the aeration means to be ejected through the water outlet; The blade provides an underwater aeration device configured to be installed at the water inlet of the underwater stirrer, the effect of the invention can be operated in an intermittent aeration method, in particular, the blower for supplying air, the blower chamber building, the air transfer pipe is omitted and the drive unit Since it is replaced by abandonment means that is submerged in water, facility and maintenance costs are low, and the water temperature rises, the treatment efficiency is improved, and the noiseless quiet operation can be performed.
Description
본 발명은 하수중의 질소와 인을 동시에 효율적으로 제거할수 있는 간헐포기를 실현하고, 시설비와 유지관리비를 줄일 수 있고 탈취기능이 구비되며 무소음 정숙운전이 가능한 하폐수처리용 수중포기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater aeration device for sewage treatment, which realizes an intermittent aeration that can efficiently remove nitrogen and phosphorus in sewage at the same time, reduces facility costs and maintenance costs, is provided with a deodorizing function, and is capable of silent operation.
하수중의 오염물질은 생물화학적 산소요구량(BOD)으로 표시되는 유기물과 질소와 인과 같은 영양염류로 분류될수 있다. 지금까지 하수처리장에서는 유기물을 주된 처리대상으로 하였으며, 질소와 인의 상당부분은 제거되지 못하고 하천과 호소등으로 방류되어 부영양화와 적조발생의 원인이 되었다.Pollutants in sewage can be classified into organic matter, expressed as biochemical oxygen demand (BOD), and nutrients such as nitrogen and phosphorus. Up to now, sewage treatment plants have been mainly treated with organic matter, and much of nitrogen and phosphorus could not be removed and discharged to rivers and lakes, causing eutrophication and red tide.
하수처리장에서 사용되어온 종래의 질소, 인의 제거공정은 호기성반응조, 무산소반응조 또는 혐기성반응조를 분리 배치하는 구조이므로, 종래의 공법은 다수의 혐기성조, 무산소조 및 호기성조 등이 별도로 분리되고 일정용량으로 고정 설치하였다. 따라서 유입수질과 유량의 변화에 대처능력이 결여되고, 탈질반응을 위하여 메탄올을 전자공여체로 공급하거나, 하수중의 유기물을 이용하기 위하여 질산화조의 반응액을 앞단계의 탈질반응조로 내부 순환시켜야 한다. 메탄올을 주입할 경우 약품비용이 과다 소요되며, 내부순환유량은 처리유량의 2∼4배가 소요되어 펌프시설비와 동력비 및 시설관리비가 과다 소요되는 문제점이 있다.Conventional nitrogen and phosphorus removal processes used in sewage treatment plants are structured to separate aerobic reactors, anoxic reactors, or anaerobic reactors, so that the conventional method separates a number of anaerobic tanks, anoxic tanks, and aerobic tanks and fixes them to a fixed capacity. Installed. Therefore, the ability to cope with changes in inflow quality and flow rate is lacking, and the reaction solution of the nitrification tank has to be internally circulated to the denitrification tank of the previous stage in order to supply methanol to the electron donor for denitrification or to use organic matter in sewage. When methanol is injected, the chemical cost is excessive, and the internal circulation flow rate is 2 to 4 times the processing flow rate, resulting in excessive pump facility costs, power costs, and facility management costs.
이러한 문제점을 해결하기 위해 하나 또는 두개 이상의 반응조에서 혐기 및호기조건을 반복하는 간헐포기방법이 사용될 수 있으며, 간헐포기방법이란 동일한 반응조에서 혐기/호기상태를 반복하기 위하여 포기 또는 비포기 교반과정을 설정된 시간 간격을 두고 반복하는 것이다.In order to solve this problem, the intermittent aeration method may be used to repeat the anaerobic and aerobic conditions in one or two or more reaction tanks, and the intermittent aeration method is to set aeration or aeration aeration process in order to repeat the anaerobic / aerobic state in the same reactor. Repeat at intervals.
상기한 간헐포기방법을 적용하면 종래의 처리공정에 비해 반응조의 수를 감소시켜 기계공사비, 동력비, 시설관리비를 감소시킬 수 있으며, 특히 간헐포기시간을 조정함으로써, 반응조 용량을 변경시킨 것과 같은 효과를 얻을수 있게 되어 유입조건이 변하더라도 탄력적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.By applying the intermittent aeration method described above, the number of reaction vessels can be reduced compared to the conventional treatment process, thereby reducing the construction cost, power cost, and facility management cost. In particular, by adjusting the intermittent aeration time, the effect of changing the reactor capacity can be obtained. As it can be obtained, there is an advantage to cope flexibly even if the inflow conditions change.
그러나 종래의 방식의 포기장치는 동력효율, 소음진동의 발생, 건설비와 유지관리비용이 과다 소요되는 등의 문제점이 내재하며 특히, 종래 방식의 포기장치에 의해 간헐포기장치를 구성하는 것은 그 구성이 복잡하고 고비용이며 불합리하였다.However, the conventional abandonment device has problems such as power efficiency, noise and vibration, excessive construction and maintenance costs, and in particular, the intermittent aeration device by the conventional abandonment device has its configuration. Complex, expensive and irrational.
그 첫째 예로, 반응조에 공기를 공급하고 활성슬러지가 반응조 바닥에 침전되지 않고 수중에 부유될수 있도록 교반기능을 수행하는 종래 방식의 표면포기기는 반응액이 대기중으로 비산되고 소음이 발생되는 등 2차 오염을 유발하고, 증발량의 증가로 인해 수온이 낮아지므로 온도에 민감한 질산화균의 증식과 활동이 저하되며 동절기에는 처리효율이 저하되고, 간헐포기방식으로 운전하기 위해서는 별도의 교반기를 설치해야 된다.As a first example, the surface sprayer of the conventional method which supplies air to the reactor and agitates so that the activated sludge can be suspended in the water without being precipitated at the bottom of the reactor has secondary pollution such as the reaction liquid is scattered into the atmosphere and noise is generated. In addition, because the water temperature is lowered due to the increase in the amount of evaporation, the growth and activity of temperature-sensitive nitrifiers are reduced, the treatment efficiency is lowered in winter, and a separate stirrer must be installed to operate in an intermittent aeration method.
두 번째 예로, 종래의 산기식 포기장치는 포기조에 공기를 공급하는 송풍기와 송기배관, 산기관으로 구성되고 송풍기동 건축물이 소요되므로 시설비와 동력비면에서 비경제적이며 유지관리가 복잡하고, 간헐포기방식으로 운전하기 위해서는송풍기의 가동을 중지시키는 비포기 단계에서 활성슬러지가 포기조 바닥에 침전되지 않고 부유될 수 있도록 하는 교반장치를 추가로 설치해야 된다.Secondly, the conventional diffuser aeration system is composed of a blower, an air supply pipe, and an diffuser that supplies air to the aeration tank, and requires a blower building, so it is uneconomical in terms of facility cost and power, complicated maintenance, and intermittent aeration method. In order to operate the furnace, it is necessary to additionally install an agitator to allow activated sludge to float without settling in the bottom of the aeration tank in the aeration stage of stopping the blower.
송풍기는 소음과 진동이 크게 발생되며, 비포기 교반시에 산기관의 공극이 막히게 되고 한번 막힌 공극은 다시 포기를 하여도 잘 뚫리지 않으며, 전동기발열과 공기압축열은 대부분 대기로 방출되어 반응조의 수온상승에는 별로 기여하지 못하고 낭비된다.The blower generates a lot of noise and vibration, and when the aeration is agitated, the air gap of the diffuser is blocked, and once the air is blocked, the air gap is not penetrated even after giving up. There is not much to contribute and is wasted.
네 번째 예로, 산기관이 수중포기기로 대체된 종래 방식의 수중포기기와 송풍기의 조합장치에서도 송기배관에 공기조절밸브를 설치하므로써 간헐포기방식을 쉽게 채택할 수 있는 점을 제외하고는 산기관식 포기장치와 유사한 문제점이 있다.Fourth example, the diffuser type aeration device except that the intermittent aeration system can be easily adopted by installing an air control valve in the air supply pipe in a combination apparatus of a conventional underwater distribution device and a blower in which the diffuser is replaced by an underwater distribution device. There is a similar problem.
다섯 번째 예로, 종래의 공기자흡형 수중포기장치는 회전익의 회전속도를 교반에 적합한 회전속도로 맞출 경우에는 공기자흡에 충분한 부압을 제공하지 못하게 되므로 공기자흡수심이 부족하다. 그러나 공기자흡수심을 충분히 증대시키기 위하여 회전익의 회전속도를 빠르게 할 경우에는 과다한 교반으로 인하여 활성슬러지에 강한 전단력이 작용하여 침전지에서의 침강성이 나빠진다. 또한 이 장치는 동력효율이 낮은 문제점이 있다.As a fifth example, the conventional air self-absorption underwater aeration device is insufficient air self-absorption depth because it does not provide sufficient negative pressure for air self-sufficiency when the rotation speed of the rotor blades is set to a suitable rotation speed for stirring. However, in order to increase the air absorption depth sufficiently, if the rotational speed of the rotor blades is increased, excessive shearing causes a strong shear force on the activated sludge, resulting in poor settling in the sedimentation basin. In addition, this device has a problem of low power efficiency.
하·폐수처리시설을 구성하는 단위공정인 슬러지농축조, 소화조, 탈수기에서 악취발생은 불가피하며, 이러한 악취문제를 해소하기 위하여 종래에는 흡착탑, 알카리세정탑 또는 토양탈취상등의 탈취시설을 설치하므로, 초기 시설비가 과다하게 투자됨은 물론 활성탄 교체, 약품첨가에 따른 운전비가 증가되거나 토양탈취상이 막히는 문제점이 발생되기도 한다.Odor generation is inevitable in the sludge concentration tank, digestion tank, and dehydrator, which is a unit process constituting sewage and wastewater treatment facilities, and in order to solve such odor problems, a deodorization facility such as an adsorption tower, an alkali washing tower, or a soil deodorizer is installed. In addition to excessive investment in facilities, there are also problems such as increased operating costs due to activated carbon replacement and chemical addition, or prevention of soil deodorization.
이에 본 발명은 상술한 제 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 소음, 액적비산등의 2차 오염이 발생되지 않고, 장치의 발열량이 모두 반응액으로 전달되도록 하여 수온이 상승되고 처리효율이 향상되며 번거로운 송기배관이 생략되고, 송풍기동 건축물이 불필요하여 건축비가 절감되며, 하수중의 질소와 인을 제거하는 간헐포기방법을 효율적으로 적용할수 있는 간헐포기, 탈취, 교반기능이 구비되는 하폐수처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and secondary pollution such as noise and droplet scattering does not occur, and the calorific value of the device is transmitted to the reaction liquid so that the water temperature is increased and the treatment efficiency is improved. Provides a wastewater treatment system equipped with intermittent aeration, deodorization, and agitation function that can efficiently apply the intermittent aeration method to remove nitrogen and phosphorus in the sewage, eliminating the air supply pipe, and eliminating the need for a blower-driven building. Its purpose is to.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에서는 포기수단과 교반수단을 조합하여 하나의 수중포기장치를 구성한 것이다. 먼저 포기수단의 구성은 그 내부가 비어 있는 관상(管狀)의 중공축의 일측에는 공기자흡용 회전익이 설치되며, 다른 일측에는 공기가 흡입되는 공기흡입구가 구비되고 구동모터가 연결되어 있다.In order to realize the above object, in the present invention, one underwater aeration apparatus is configured by combining the aeration means and the stirring means. First, the structure of the aeration means is installed on one side of the hollow shaft of the tubular (pipe), the inner side of the rotor for air self-suction is provided, the other side is provided with an air inlet for suctioning air and the drive motor is connected.
상기 구동모터에 의하여 회전하는 자흡용 회전익에 의하여 형성되는 부압(Negative Pressure)으로 인하여 대기로부터 공기가 공기흡입구와 중공축을 통하여 수중으로 흡입되고 포기가 이루어지게 된다.Due to the negative pressure generated by the self-rotating rotor blades rotated by the drive motor, air is sucked into the water through the air inlet and the hollow shaft and aeration is made.
이와 같은 구성의 포기수단만으로도 활성슬러지가 반응조의 바닥에 침전되지 않고 반응조 전체가 고르게 혼합되며 필요한 공기를 공급할 수도 있다. 그러나, 수중으로 흡입된 공기방울은 부력에 의해 부상하게 되므로, 기포의 입경이 작고 부상속도가 하강하는 수류의 유속보다 느린 미세기포만이 포기수류를 따라 아래로 이동되고 대부분의 기포는 낮은 수심에서 곧 바로 수면위로 부상하게 되므로 포기 및 교반효율이 낮아지게 된다. 특히, 포기수류는 넓은 반응조에 재빨리 확산되므로유속은 급격히 감소되어 기포를 하부로 이송할 수 없게 되므로 기포가 부력에 의하여 빠른 속도로 수면위로 부상된다. 따라서 이와 같은 구조의 포기장치만으로 반응조의 포기 및 교반조건을 충족하게 되면 과다한 동력이 소요되고 플록이 해체되어 침강이 저하되는 원인이 되며 종래의 Air-O2포기기가 이러한 형태이었다.The aeration means of this configuration alone does not precipitate activated sludge at the bottom of the reaction tank, but the entire reaction tank is evenly mixed and may supply necessary air. However, air bubbles drawn into the water are floated by buoyancy, so only microbubbles with a smaller particle diameter and slower than the flow velocity of the falling water flow down along the aeration stream, and most of the bubbles soon flow at low depths. As it rises immediately above the water surface, the aeration and agitation efficiency is lowered. In particular, the aeration flow is rapidly diffused in a wide reaction tank so that the flow rate is rapidly reduced to the bubble can not be transported to the bottom, so the bubble rises on the water surface at a high speed by buoyancy. Therefore, if the aeration device and agitation conditions of the reactor are satisfied only by the aeration device having such a structure, excessive power is consumed and the floc is dismantled, causing settling to fall, and the conventional Air-O 2 aeration device was this type.
이에 따라 본 발명에서는 상기한 구성의 포기수단에 의하여 수중에 흡입된 기포가 반응액에 오래동안 체류되고 반응조의 하부까지 도달할 수 있도록 포기수류를 반응조의 상부에서 수류유입관을 통하여 기포상승속도보다 빠른 유속으로 반응조의 하부로 흡입시킬 수 있는 수류유입관이 구비된 교반수단을 추가 구성한 것이다.Accordingly, in the present invention, the aeration flow is higher than the bubble rising rate through the water inlet pipe at the top of the reaction tank so that the bubbles sucked in the water by the aeration means of the above-described structure stay in the reaction solution for a long time and reach the bottom of the reaction tank. It is a further configuration of the stirring means provided with a water inlet pipe that can be sucked to the lower portion of the reaction vessel at a high flow rate.
상기 교반수단은 교반용 회전익의 주변에 케이싱이 구비되고, 상기 교반용 회전익의 회전익은 구동모터와 연결되며, 상기 회전익이 회전함에 따라 형성되는 부압에 의하여 흡입력이 발생되는 상기 케이싱의 중앙으로부터 수류유입관이 반응조 상부의 수면아래까지 연통되도록 길게 연장되고, 상기 케이싱의 측면 또는 하부에는 흡입된 포기수류와 교반수류의 혼합수류가 분출될 수 있는 하나이상의 수류유출구가 개구되는 구성이다.The stirring means is provided with a casing around the rotor blade for stirring, the rotor blade of the stirring rotor is connected to the drive motor, the water flow inflow from the center of the casing is generated by the negative pressure generated as the rotor blade rotates The tube extends long to communicate under the surface of the upper part of the reaction vessel, and at least one water outlet may be opened at the side or the bottom of the casing to allow a mixed stream of suctioned aeration and agitated water to be ejected.
이와 같은 구성의 상기 교반수단의 상부 수면에 까지 연통되도록 구비된 상기 수류유입구에는 상기 포기수단의 회전익이 위치하도록 상기 포기수단과 상기 교반수단이 조합되어 본 발명에 따른 수중포기장치를 구성하게 된다.The water flow inlet provided to communicate with the upper surface of the stirring means of such a configuration is combined with the aeration means and the stirring means so that the rotor blades of the aeration means to constitute the underwater aeration apparatus according to the present invention.
이와 같은 구성의 본 발명에 따른 상기 수중포기장치의 작용을 설명하면 상기 포기수단은 작은 동력으로도 많은 양의 공기를 수심이 낮은 수면아래까지 흡입할 수 있다. 그러나 낮은 수심까지 흡입된 기포는 부상거리가 짧고 하강유속이 크지 못하므로 곧바로 부상하여 대기중으로 환원되므로 반응조의 용존산소농도의 상승에 크게 기여하지 못하게 된다. 그러나 이와 같이 기포가 많이 포함된 포기수류를 상기 교반수단의 수류유입관을 통하여 기포의 부상속도보다 빠른 유속으로 반응조 바닥부근의 교반용 회전익에까지 도수하여 교반용 회전익에서 추가 에너지를 가하여 수류유출구를 통하여 분출하므로써 깊은 수심까지 기포를 도달시켜고 반응조 전체가 원활하게 포기 및 교반될 수 있게 되는 것이다.Referring to the action of the underwater aeration device according to the present invention of such a configuration, the aeration means can suck a large amount of air even under a small depth of water even with a small power. However, since the air bubbles sucked to a low depth have a short floating distance and a small descending flow rate, the bubbles rise immediately and are reduced to the atmosphere, and thus they do not contribute significantly to an increase in the dissolved oxygen concentration of the reactor. However, the aeration of the bubble containing a lot of air flows through the water inlet pipe of the stirring means at a flow rate faster than the air velocity of the bubble to the stirring rotor blade near the bottom of the reaction vessel and adds additional energy from the stirring rotor blade through the water outlet By ejecting the bubbles to reach a deep depth, the entire reaction tank can be smoothly abandoned and stirred.
또한 본 발명에서는 상기 교반수단의 수류유입관 입구는 상기 공기자흡용 회전익에 의한 수류의 유속이 증대되어 공기흡입을 위한 부압을 크게 할 수 있도록 하는 플륨관형태로 구성한다. 또한 상기 포기수단의 회전축에도 공기흡입 및 압송을 위한 공기압송용 회전익을 추가로 구성하게 되면 2개의 회전익에 의하여 공기가 흡입되고 압송되므로 포기를 위한 전압(Total Pressure)이 증대되도록 하였다.In addition, in the present invention, the water inlet pipe inlet of the agitating means is configured in the form of a plume tube to increase the flow rate of the water flow by the air self-rotating rotor blades to increase the negative pressure for air suction. In addition, when the air shaft for the air suction and the pressure of the air to the rotary shaft of the aeration means further configured by the additional air to suck the air by the two rotor blades, the pressure (total pressure) for abandonment was increased.
여기서, 상기 포기수단이 종래의 Air-O2방식의 포기기인 경우에는 공기자흡용 회전익의 회전축은 중공축(中空軸관)으로 구성되고, 상기 중공축에는 공기흡입구가 천공되므로, 이 포기기에서는 공기자흡용 회전익이 수중에서 회전함에 따라 형성되는 빠른 유속에 의하여 중공축의 끝부분에는 부압이 형성되고, 이 부압에 의하여 상기 중공축에 천공된 공기흡입구를 통하여 대기중의 공기가 흡입되고 중공축의 끝에서 수류를 따라 분출되어 포기가 이루어지게 된다. 그러나 이 방식의 포기기에서는 상기 중공축이 빠른속도로 회전함에 따라 그 주변에는 원심력이 형성되므로, 공기흡입구를 통하여 공기가 중공축 내부로 원활하게 흡입되지 못하고 압력손실이 발생된다. 또한 중공축에 다수개의 공기흡입구가 천공되어 부재에 국부적으로 발생되는 단면손실을 보완하기 위하여 부재와 하중이 증대되고 이에 따라 모터의 부하가 커지고 동력효율이 낮아지게 된다.Here, in the case where the aeration means is a conventional air-O 2 type aeration device, the rotary shaft of the air-suction rotor blade is composed of a hollow shaft, and the air shaft is perforated in the hollow shaft. A negative pressure is formed at the end of the hollow shaft by a rapid flow rate formed as the rotor blade for air suction is rotated in water, and the air in the air is sucked through the air suction hole drilled in the hollow shaft by the negative pressure, and the end of the hollow shaft is A jet of water flows along the stream to give up. However, in this type of aeration machine, as the hollow shaft rotates at a high speed, centrifugal force is formed around the hollow shaft, so that air is not smoothly sucked into the hollow shaft through the air intake and a pressure loss occurs. In addition, a plurality of air inlets are drilled in the hollow shaft to increase the member and the load to compensate for the cross-sectional loss generated locally in the member, thereby increasing the load of the motor and lowering the power efficiency.
이와 같은 문제점을 경감하기 위하여 본 발명에서는 포기수단에 구비된 상기 모터의 회전축도 상기 중공축과 같이 내부가 비어 있는 중공관으로 구성하고 상기 공기자흡용 회전익에 구비된 중공축과 일체형으로 구성하여 모터의 후방을 통하여 공기가 일직선으로 흡입될 수 있도록 한다. 또는 상기 중공축의 회전축에도 다수개의 블레이드와 공기흡입구로 구성된 공기압송용 회전익을 추가로 구비하여 포기를 위한 전압을 증대시킬 수 있게 하였다.In order to alleviate the above problems, the present invention also includes a hollow shaft having an empty inside, such as the hollow shaft, and a hollow shaft provided in the rotor blade for air-suction. Allow air to be sucked straight through the rear of the. Alternatively, the rotary shaft of the hollow shaft may be further provided with a rotor blade for air compression including a plurality of blades and air inlets to increase the voltage for aeration.
이와 같이 공기자흡용 회전익에 의한 부압에 의하여 형성되는 공기흡입력에 공기압송용 회전익에 의한 흡입력이 추가되므로 포기를 위한 전압이 증대되고 포기효율이 개선된다.In this way, since the suction force by the air-feeding rotary blade is added to the air suction input formed by the negative pressure by the air-suction rotor blade, the voltage for aeration is increased and the aeration efficiency is improved.
또한 본 발명에서는 상기 공기자흡용 회전익의 회전축에 구비된 공기흡입구 또는 중공형 모터축의 공기흡입구에는 수밀한 구조의 케이싱이 상기 모터와 고정되어 설치되며, 상기 케이싱에는 대기로부터 공기가 흡입될 수 있는 공기공급관이 연결되고, 상기 공기공급관에는 개방상태를 조절하여 풍량을 조절할 수 있는풍량조절밸브와 개폐되어 간헐포기가 이루어지도록 하는 공기공급밸브를 설치한다. 여기서 상기 공기공급밸브 및풍량조절밸브하부에는 비포기 교반시 또는 공기흡입량이 매우 적은 경우 여분의 부압에 의하여 반응액이 흡입 및 분출되어 혼합력이 유지될수 있도록 하는 수량조절밸브가 구비된 수류공급관이 설치되고, 상기 회전익은 물론 상기 모터도 수중에 잠겨서 가동될 수 있도록 수밀구조로 구성하여 모터의 발열량이 모두 반응액에 전달될 수 있는 수중포기장치를 구성하였다.In addition, in the present invention, a casing of a watertight structure is installed at the air inlet or the air inlet of the hollow motor shaft provided in the rotary shaft of the air-suction rotor blade, and the casing is fixed to the motor. The supply pipe is connected, and the air supply pipe is provided with an air supply valve for opening and closing the air flow rate control valve that can control the air volume by adjusting the open state to make the intermittent aeration. Here, the lower portion of the air supply valve and the air flow control valve is a water supply pipe having a water flow control valve to maintain the mixing force by the reaction liquid is sucked and ejected by the extra negative pressure when the aerobic agitation or when the air intake is very small It is installed, and the rotor blade as well as the motor is configured in a watertight structure so that the motor can be locked in operation to configure the underwater aeration apparatus that can be transferred to the reaction liquid all the heat generated by the motor.
상기 공기공급밸브는 전동식(Solenoid)밸브 또는 공압식(Pneumatic)밸브등의 자동밸브이며, 그 개폐작동은 타이머에 의하거나 용존산소제어기(DO Controller) 또는 산화환원전위제어기(ORP Controller)에 연동되도록 하였다.The air supply valve is an automatic valve such as a solenoid valve or a pneumatic valve, and its opening and closing operation is performed by a timer or interlocked with a dissolved oxygen controller (DO controller) or a redox potential controller (ORP controller). .
상기 공기공급관에는 농축조, 탈수기실등에서 배기되는 악취함유 공기를 유입시키는 악취흡입관을 연결하여 흡입된 악취를 반응조에서 활성미생물에 의하여 분해시키는 탈취기능도 수행할 수 있도록 하였다.The air supply pipe was connected to the odor suction pipe for introducing the odor containing air exhausted from the concentration tank, dehydrator chamber, etc. to perform the deodorization function to decompose the sucked odor by the active microorganism in the reaction tank.
본 발명에 따른 상기 수중포기장치는 상기 공기공급밸브 작동 방식외에도 상기 교반수단이 가동되는 상태에서 상기 포기수단을 가동 또는 중지하므로서 간편하게 간헐포기를 실현할 수도 있다.The underwater aeration apparatus according to the present invention may realize intermittent aeration simply by starting or stopping the aeration means in a state where the agitating means is operated in addition to the air supply valve operation method.
그 외에도 본 발명에 따른 수중포기장치는 포기수단으로서 원심형의 회전차가 수면에서 회전하여 대기중의 공기가 반응조에 공급되도록 하는 표면포기기에 의할 수도 있다. 표면포기기에 의한 장치구성은 비말이 휘산되거나 소음이 발생되며 수온이 낮아지는 단점이 있으므로 표면포기기가 설치된 기존 하폐수처리장의 포기 및 교반효율 개선에 그 적용을 국한시키는 것이 바람직하다.In addition, the underwater aeration device according to the present invention may be a surface aeration device so that the air of the atmosphere is supplied to the reaction tank by rotating the centrifugal rotation in the water surface as the aeration means. Since the device composition by surface aeration has the disadvantage of splashing or noise and lowering the water temperature, it is desirable to limit its application to abandonment and improvement of agitation efficiency of an existing sewage treatment plant equipped with surface aeration.
도 1은 본 발명에 따른 수중포기장치 제1실시예의 단면도,1 is a cross-sectional view of a first embodiment of an underwater aeration apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 수중포기장치 제2실시예의 단면도,2 is a cross-sectional view of a second embodiment of an underwater aeration apparatus according to the present invention;
도 3a내지 3c는 본 발명에 따른 공기흡입구에 관한 사시도,3a to 3c is a perspective view of the air intake in accordance with the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 수중포기장치 제3실시예의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a third embodiment of an underwater aeration apparatus according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*※ Explanation of code for main part of drawing *
1 : 공기자흡용 회전익 2 : 구동모터1: rotor blade for air self-suction 2: drive motor
3 : 중공축 4 : 공기흡입구3: hollow shaft 4: air intake
5 : 공기공급관 6 : 공기공급밸브5: air supply pipe 6: air supply valve
7 : 풍량조절밸브 8 : 수류공급관7: air flow control valve 8: water supply pipe
9 : 수량조절밸브 10 : 공기압송용 회전익9: Quantity control valve 10: Rotary rotor for air pressure
11 : 공기흡입구 수밀 케이싱 20 : 교반용 회전익11: air intake watertight casing 20: rotor blade for stirring
21 : 구동모터 22 : 교반용 회전익 케이싱21: drive motor 22: rotor blade casing for stirring
23 : 수류유입관 24 : 수류유출구23: water inflow pipe 24: water flow outlet
25 : 플륨관25: plum tube
이하 첨부 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 자세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명에 따른 수중포기장치 제1실시예의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a first embodiment of an underwater aeration apparatus according to the present invention.
교반용 회전익(20)의 주변에는 케이싱(22)이 구비되고, 상기 교반용 회전익(20)의 회전축은 구동모터(21)와 연결되며, 상기교반용회전익(20)이 회전함에 따라 형성되는 부압에 의하여 흡입력이 발생되는 상기 케이싱(22)의 중앙으로부터 수류유입관( 23 )이 반응조 상부의 수면 아래에 까지 연통되도록 길게 연장되고, 상기 케이싱(22)의 측면 또는 하부에는 흡입된 포기수류와 교반수류가 혼합되서 분출될 수 있는 하나 이상의 수류유출구(24)가 개구되어 구성된 교반수단이 구비되고,The periphery of the stirring rotor (20) is provided with a casing 22, the rotational axis of the rotor (20) for the agitation is associated with drive motor 21, a negative pressure is formed, as the agitation rotor (20) rotates for The water inflow pipe 23 extends long from the center of the casing 22 where suction force is generated to communicate under the surface of the upper part of the reaction tank, and the aeration and the suction of the abandoned water flow on the side or the bottom of the casing 22 are stirred. It is provided with a stirring means configured by opening one or more water flow outlets 24 through which the water flow can be mixed and ejected,
그 일측에는 공기자흡용 회전익(1)이 구비되고 다른 일측에는 공기유입구(4)가 천공되며 관상의 중공축(3)이 구동모터(2)와 연결되는 구조의 포기수단을 구성하고, 상기 포기수단의 공기자흡용 회전익은 상기 교반수단의 수류유입관 상부의 수류유입구에 설치되는 본 발명에 따른 수중포기장치를 나타내고 있다.One side is provided with a rotor blade (1) for air self-absorption and the other inlet air inlet (4) and the tubular hollow shaft (3) constitutes the aeration means of the structure connected to the drive motor (2), The rotor blade for air self-suction of the means represents the underwater aeration apparatus according to the present invention is installed in the water inlet of the water inlet pipe upper portion of the stirring means.
상기 모터들과 케이싱들에는 지지대[도면 미표기]가 구비되어 장치를 일정한 위치에 안착할 수 있는 구성이다.The motors and the casings are provided with a support (not shown) so that the device can be mounted at a predetermined position.
본 발명에 따른 수중포기장치에서는 포기효율을 증대시키기 위하여, 상기 수류유입관(23)의 상단부에 있는 수류유입구에는 유속을 빠르게 하여 흡입양정을 크게 할수 있도록 하는 플륨관(25)형태로 구성할 수 있다.In the underwater aeration device according to the present invention, in order to increase the aeration efficiency, the water inlet in the upper end of the water inlet pipe 23 can be configured in the form of plum pipe 25 to increase the suction lift by increasing the flow rate. have.
도2는 본 발명에 따른 수중포기장치 제2실시예의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a second embodiment of an underwater aeration apparatus according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 케이싱(22)내부에 교반용 회전익(20)이 설치되고, 교반용 회전익(20)은 회전축이 구동모터(21)에 연결되어 회전구동되며, 상기 교반용 회전익(20)의 회전에 의해 형성되는 부압에 의하여 상기 케이싱(22)의 중앙으로부터 반응조 상부의 수면 아래에 까지 연장된 수류유입관(23)에 흡입력이 발생되게 된다. 상기 교반용 회전익(20)에 의해 발생하는 흡입력에 의해 반응조의 상부 반응액은 상기 수류흡입관(23)의 수류유입구(25)를 통하여 흡입되어 교반용 회전익(20)쪽으로 공급된다.As shown in FIG. 2, the stirring rotor blade 20 is installed inside the casing 22, and the stirring rotor blade 20 is rotated by a rotation shaft connected to the driving motor 21, and the stirring rotor blade ( The negative pressure generated by the rotation of 20 causes suction force to be generated in the water inlet pipe 23 extending from the center of the casing 22 to the bottom of the surface of the reaction tank. By the suction force generated by the stirring rotor blade 20, the upper reaction liquid of the reaction tank is sucked through the water inlet 25 of the water suction tube 23 is supplied to the stirring rotor blade 20. 상기 수류흡입관(23)의 상단에는 상기 수류흡입관(23)으로 흡입되는 수류에 포기를 발생시키는 포기수단이 구비된다. 상기 포기수단은 구동모터(2)와, 상기 구동모터(2)의 축에 연결되어 상기 수류흡입관(23)의 수류흡입구(25)의 내부로 연장되고 상단 측벽에 공기유입구(4)가 구비된 중공축(3)과, 상기 수류흡입관(23)의 내측에 배치된 중공축(3)의 선단에 구비된 공기자흡용 회전익(1)으로 이루어진다. 상기 케이싱(22)의 측면 또는 하부에는 흡입된 포기수류와 교반수류가 혼합되어 분출될 수 있는 하나 이상의 수류유출구(24)가 개구되어 있다.The upper end of the water intake pipe 23 is provided with aeration means for generating aeration in the water flow sucked into the water intake pipe (23). The aeration means is connected to the drive motor 2 and the shaft of the drive motor 2 extends into the water intake 25 of the water intake pipe 23 and the air inlet 4 is provided on the upper side wall It consists of a hollow shaft (3), and a rotor blade (1) for air self-suction provided at the tip of the hollow shaft (3) disposed inside the water intake pipe (23). At least one water outlet 24 may be opened at the side or bottom of the casing 22 to allow the suctioned aeration water and the stirred water to be mixed and ejected. 상기 중공축(3)에 구비된 공기흡입구(4)는 구동모터(2)의 케이싱(11) 내부에 배치된다. 상기 구동모터(2)의 케이싱(11)에는 공기공급밸브(6)가 구비된 공기공급관(5)이 외기와 연통되도록 설치되고, 상기 공기공급관(5)의 선단에 개구되는 공기공급구를 제외한 포기수단은 반응조의 수면 아래에 잠기도록 설치된다.The air suction opening 4 provided in the hollow shaft 3 is disposed inside the casing 11 of the drive motor 2. An air supply pipe 5 having an air supply valve 6 is installed in the casing 11 of the drive motor 2 so as to communicate with the outside air, except for an air supply port opened at the front end of the air supply pipe 5. Aeration means are installed to be submerged below the surface of the reactor.
도 2에 도시된 실시예에 따르면, 상기 공기공급밸브(6)의 개폐작동에 따라 반응조가 포기 또는 비포기교반이 반복될 수 있는 간헐포기방식으로 운전될 수 있으며, 공기자흡용 구동모터(2)도 반응조의 수면 아래에 잠기므로 구동모터(2)의 발열에 의해 반응조의 수온상승과 처리효율개선에 기여하고, 무소음 정숙운전이 이루어지게 된다.According to the embodiment shown in Figure 2, according to the opening and closing operation of the air supply valve 6 can be operated in an intermittent aeration method that can be repeated or aeration aeration, air drive drive motor (2) ) Is submerged under the water surface of the reactor, and the heat generation of the driving motor 2 contributes to the rise of the water temperature of the reactor and the improvement of the processing efficiency.
상기 공기공급관(5)에는 풍량조절밸브(7)가 설치된다. 상기 풍량조절밸브(7)의 개방정도에 따라 유입풍량을 조절하여 반응조의 포기량을 정교하게 조절할 수 있도록 하였다. 또한 상기 풍량조정밸브(7)의 하부 공기공급관(5)에는 수류공급관(8)을 연결하여 공기가 흡입되지 않는 비포기 교반시에는 반응액이 흡입 및 분출될 수 있도록 하여 교반강도를 유지하며, 상기 수류공급관(8)에는 수량조절밸브(9)를 설치하여 수류유입량을 조절 또는 차단할 수 있는 구조이다.The air supply pipe 5 is provided with a flow rate control valve (7). By adjusting the inlet air flow rate according to the opening degree of the air flow control valve (7) to precisely control the aeration amount of the reaction tank. In addition, by connecting the water supply supply pipe (8) to the lower air supply pipe (5) of the air volume control valve (7) to maintain the stirring strength by allowing the reaction liquid to be sucked and ejected during aerobic agitation where air is not sucked, The water supply pipe (8) has a structure capable of adjusting or blocking the amount of water inflow by installing a water quantity control valve (9).
여기에서 비포기 교반과 포기가 반복되는 간헐포기를 실현하기 위하여 상기 공기공급밸브(5)는 ORP 콘트롤러(Controller), DO 콘트롤러 또는 타이머에 연동하여 개폐되는 자동밸브로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 공기공급밸브(5)가 열리면 공기가 흡입되어 포기가 이루어지고, 상기 공기공급밸브(5)가 닫히면 공기유입이 중단되는 비포기조건이 된다. 비포기 교반조건에서는 상기 수류공급관(8)을 통하여 수류가 유입 및 분출되어 공기공급이 중단됨에 따라 부족되는 교반력이 보충될 수 있는 구조이다.The air supply valve 5 may be configured as an automatic valve that is opened and closed in conjunction with an ORP controller, a DO controller, or a timer to realize intermittent aeration in which aeration and aeration are repeated. In this case, when the air supply valve 5 is opened, air is sucked in to give up, and when the air supply valve 5 is closed, it becomes a non-aeration condition in which air flow is stopped. In aerobic agitation conditions, the water flow is introduced and ejected through the water supply pipe (8) is a structure that can be compensated for the lack of agitation as air supply is stopped.
또한, 상기 공기공급관에는 농축조 또는 탈수기실 등의 악취발생원으로부터배기되는 악취함유공기를 유입시킬수 있는 악취공기유입관[도면 미표기]이 연결되어 악취원인 물질이 반응조에 유입되어 반응조에서 증식하는 활성슬러지 미생물에 의하여 분해되는 탈취기능도 구비되는 구조이다.In addition, the air supply pipe is connected to the odor air inlet pipe [not shown] that can introduce the odor containing air exhausted from the odor generating source, such as the concentration tank or dehydration chamber, activated sludge microorganisms in which the substance as the odor source is introduced into the reaction tank and proliferated in the reaction tank. It is also a structure provided with a deodorizing function decomposed by.
도 3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 포기수단의 여러가지 실시예에 대한 사시도이다.3A to 3C are perspective views of various embodiments of the abandonment means according to the present invention.
도3a의 실시예에 따른 포기수단은 중공축(3)의 일측에 공기자흡용 회전익(1)이 구비되고 타측에는 공기흡입구(4)가 천공되어 구동모터(2)와 연결되며, 상기 공기흡입구(4)가 천공된 부분의 상기 중공축(3)에도 공기를 흡입하여 압송할수 있도록 하는 공기압송용 회전익(10)이 구비된다. 공기흡입 및 압송을 위한 상기 압송용 내부회전익은 다수개의 블레이드와 공기흡입구가 구비된 구조로 할 수 있으며, 이는 다익휀(Multi-Blade Fan)을 역회전하여 공기가 원주부근에서 흡입되어 축방향으로 압송되도록 하는 것과 동일한 형태이다.The aeration means according to the embodiment of Figure 3a is provided with a rotor blade (1) for air self-suction on one side of the hollow shaft (3) and the air inlet (4) is drilled on the other side is connected to the drive motor (2), the air intake The hollow shaft 3 of the perforated portion 4 is also provided with a rotor blade 10 for the air pressure to suck the air to be compressed. The inner rotor blade for the air suction and the pressure feed may be of a structure having a plurality of blades and air suction port, which is rotated by a multi-blade fan reverse air is sucked in the circumferential direction to the axial direction It is the same type that allows it to be sent.
도3b는 다수개의 공기압송용 회전익(10)이 깔데기형의 중공축(3) 내부에 부착된 실시예에 대한 사시도이다.3b is a perspective view of an embodiment in which a plurality of air-pneumatic rotor blades 10 are attached inside a funnel-shaped hollow shaft 3.
도 3c는 포기수단에 구비되는 구동모터(2)의 회전축 자체가 공기를 이송할 수 있는중공축(3)으로 구성된 실시예에 관한 것이다. 상기 포기수단에 구비되는 구동모터(2)의 회전축은 어느 일측이 길게 연장되어 선단에 공기자흡용 회전익(3)이 구비된 중공축(3)으로 구성되고, 반대쪽으로 연장된 중공축(3)과 연통된 모터회전축의 끝부분은 공기흡입구(4)로 작용되므로 중공축의 측면에 공기흡입구(4)가 구성된 도1 또는 도2의 실시예에서 보다 공기흡입에 따른 압력손실이 감소된다.Figure 3c relates to an embodiment consisting of a hollow shaft (3) that can be transported by the rotary shaft itself of the drive motor (2) provided in the aeration means. The rotary shaft of the drive motor 2 provided in the aeration means is composed of a hollow shaft (3) having one side is elongated to extend the rotor blades for air self-suction (3), the hollow shaft (3) extending to the opposite side Since the end portion of the motor rotating shaft communicated with the air intake port 4, the pressure loss due to air intake is reduced than in the embodiment of FIG. 1 or 2 in which the air intake port 4 is formed on the side of the hollow shaft.
도 4는 본 발명에 따른 수중포기장치의 제3실시예에 대한 단면도로서, 도 2의 실시예에, 구동모터(2)의 회전축 자체가 중공축(3)으로 구성된 도 3c의 중공축의 실시예를 적용한 것이다.본 발명의 제3실시예를 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면,케이싱(22)내부에 교반용 회전익(20)이 설치되고, 교반용 회전익(20)은 회전축이 구동모터(21)에 연결되어 회전구동되며, 상기 교반용 회전익(20)의 회전에 의해 형성되는 부압에 의하여 상기 케이싱(22)의 중앙으로부터 반응조 상부의 수면 아래에 까지 연장된 수류유입관(23)에 흡입력이 발생되게 된다. 상기 교반용 회전익(20)에 의해 발생하는 흡입력에 의해 반응조의 상부 반응액은 상기 수류흡입관(23)의 수류유입구(25)를 통하여 흡입되어 교반용 회전익(20)쪽으로 공급된다. 상기 수류흡입관(23)의 상단에는 상기 수류흡입관(23)으로 흡입되는 수류에 포기를 발생시키는 포기수단이 구비된다. 상기 포기수단은 구동모터(2)와, 상기 구동모터(2)의 축에 연결되어 상기 수류흡입관(23)의 수류흡입구(25)의 내부로 연장되고 하단에 공기자흡용 회전익(1)이 구비된 중공축(3)과, 상기 중공축(3)과 동축으로 구동모터(2)의 위쪽으로 연장된 부분에 구비된 공기유입구(4)로 이루어진다. 상기 공기흡입구(4)는 구동모터(2)의 케이싱(11) 내부에 배치된다. 상기 구동모터(2)의 케이싱(11)에는 공기공급밸브(6)와 풍량조절밸브(7)가 구비된 공기공급관(5)이 외기와 연통되도록 설치된다. 상기 풍량조정밸브(7)의 하부 공기공급관(5)에는 수류공급관(8)을 연결하여 공기가 흡입되지 않는 비포기 교반시에는 반응액이 흡입 및 분출될 수 있도록 하여 교반강도를 유지하며, 상기 수류공급관(8)에는 수량조절밸브(9)를 설치하여 수류유입량을 조절 또는 차단할 수 있게 되어 있다. 4 is a cross-sectional view of a third embodiment of an underwater aeration apparatus according to the present invention. In the embodiment of FIG. 2, the embodiment of the hollow shaft of FIG. 3c in which the rotating shaft itself of the drive motor 2 is constituted by the hollow shaft 3 is shown. The third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4, wherein the stirring rotor blade 20 is installed inside the casing 22, and the stirring rotor blade 20 has a rotating shaft having a driving motor ( 21 is connected to the rotary drive, the suction force to the water inlet pipe 23 extending from the center of the casing 22 to the bottom of the surface of the reaction tank by the negative pressure generated by the rotation of the stirring rotor blade 20 Will be generated. By the suction force generated by the stirring rotor blade 20, the upper reaction liquid of the reaction tank is sucked through the water inlet 25 of the water suction tube 23 is supplied to the stirring rotor blade 20. The upper end of the water intake pipe 23 is provided with aeration means for generating aeration in the water flow sucked into the water intake pipe (23). The aeration means is connected to the drive motor 2, and the shaft of the drive motor 2 extends into the water intake suction port 25 of the water intake pipe 23, the lower end is provided with a rotor blade for air self-suction (1) Hollow shaft (3) and the air inlet (4) provided in the portion extending upward of the drive motor (2) coaxial with the hollow shaft (3). The air intake 4 is disposed inside the casing 11 of the drive motor 2. The casing 11 of the drive motor 2 is installed so that the air supply pipe 5 provided with the air supply valve 6 and the air volume control valve 7 communicates with the outside air. The water supply pipe 8 is connected to the lower air supply pipe 5 of the airflow control valve 7 to maintain the stirring strength by allowing the reaction solution to be sucked and ejected during aerobic agitation, where air is not sucked. The water supply pipe 8 is provided with a water quantity control valve 9 to adjust or block the amount of water inflow.
상기한 본 발명에 따른 수중포기장치는 그 적용이 하폐수처리시설에 제한되지 않고 양어장과 호수의 수질관리등에도 다양하게 이용할 수 있다.The above-described underwater aeration device according to the present invention is not limited to the wastewater treatment facility, and can be used in various ways for water quality management of fish farms and lakes.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수중포기장치는 탈취기능이 구비되며, 소음과 액적비산등의 2차 오염이 발생되지 않고, 장치의 발열량이 모두 반응조 내부로 전달되도록 하므로 수온이 상승되어 처리효율이 향상되며, 탈취시설, 송풍기 및 송풍기동 건축물이 불필요하여 시설비와 건축비를 절감하고 유지관리가 용이하며, 반응조의 포기와 교반이 원활하게 이루어지고 효율적이며 질소와 인을 제거하는 간헐포기방법을 간편하게 적용할 수 있게 하는 효과가 있으며, 특히 포기 및 교반동력이 우수한 포기장치를 제공한다.As described above, the underwater aeration device according to the present invention is provided with a deodorizing function, and does not generate secondary pollution such as noise and droplet scattering, so that the calorific value of the device is transferred to the inside of the reaction tank, so that the water temperature is increased to increase the treatment efficiency. No deodorization facilities, blowers, and blower buildings are required, reducing facility and construction costs, and easy to maintain, easy to abandon and agitate the reactor, efficient and efficient to remove nitrogen and phosphorus. There is an effect to be able to do, in particular to provide a renunciation device excellent in aeration and stirring power.
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