KR100591991B1 - 코리올리 효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판설치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코리올리효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조에 관한 것으로, 상향류식 침전설비인 원형 침전지에서 유속이 매우 느린 피처리수가 지구자전에 의한 영향으로 받게 되는 코리올리효과(전향력)에 의해 북반구에서는 시계방향(남반구에서는 반시계방향)으로 가속도가 작용하는데, 기존의 원형 및 상향류식 침전설비내 경사판은 이러한 전향력을 전혀 고려하지 않고 설치되어 피처리수의 흐름이 원활히 이루어지지지 않고 침전지 내부에 난류가 발생되어 플록이 월류하는 등 침전 효율을 악화시키게 되는 문제점이 있었던 바, 본 발명은 상향류식 침전설비인 원형 침전지(3)에서 경사판(6)을 전향력이 작용하는 방향(북반구에서는 시계방향, 남반구에서는 반시계방향)으로 상향 경사지게 설치하여 피처리수의 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 함으로써 침전효율을 제고시킬 수 있도록 한 것이다.

원형 침전지, 경사판, 전향력, 코리올리효과, 침전효율, 난류

Description

코리올리 효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조 {An Inclined plate setting structure considering coriolis force in circular settling tank}

도 1은 종래 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 의한 원형 침전지의 경사판 설치구조를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 경사판 구조를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 경사판 구조를 도시한 사시도,

도 5는 북반구에서의 원형 침전지의 피처리수 흐름을 도시한 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유입관 2 : 방류관

3 : 침전지 4 : 호퍼

5 : 슬러지 배출관 6 : 경사판

6a : 중심관 6b : 날개판

A : 경사각 R : 뿌리(root)부분

E : 끝(edge)부분

본 발명은 코리올리효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조에 관한 것으로, 상세히는 상향류식 침전설비인 원형 침전지에서 유속이 매우 느린 피처리수가 지구자전에 의한 영향으로 받게 되는 코리올리효과(전향력)에 의해 북반구에서는 시계방향(남반구에서는 반시계방향)으로 가속도가 작용하는 것을 감안하여 경사판을 전향력이 작용하는 방향(북반구에서는 시계방향, 남반구에서는 반시계방향)으로 상향 경사지게 설치하여 피처리수의 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 함으로써 침전효율을 제고시킬 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 수처리용 원형 침전지의 구조를 도시한 단면도로, 정수 및 오·폐수 처리용 원형 침전지는 오·폐수가 유입되는 유입관(1)과 유입된 오·폐수에서 플록 및 슬러지가 제거된 처리수가 배출되는 방류관(2)이 상호 대향되게 설치되고, 오·폐수에 함유된 플록의 침전이 용이하도록 침전지(3)의 하단부에는 깔때기 모양으로 이루어진 호퍼(4)가 형성되며, 이 호퍼(4)의 하단 또는 일측으로 슬러지배출관(5)이 구비되어 있고, 상기 침전지(3)의 내부에는 오·폐수에 함유되어 부상되는 미세 플록을 제거하기 위한 경사판(6)이 설치된 구조로 이루어져 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같은 상향류식 침전설비인 원형 침전지에서는 유속 이 40~50mm/분 정도로 매우 느린 피처리수가 원형 침전지(3)의 내부에서의 흐름이 하부에서 상부를 향하여 흐르게 되는데, 이때 지구자전에 의한 영향으로 받게 되는 전향력에 의해 북반구에서는 시계방향(남반구에서는 반시계방향)으로 가속도가 작용하게 되어 시계방향(남반구에서는 반시계방향)으로 회전하면서 상향흐름을 이루게 된다.

한편, 기존의 원형 및 상향류식 침전지(3) 내부에 설치되는 경사판(6)은 이러한 전향력을 전혀 고려하지 않고 설계 및 설치되어 있었기 때문에 이 경사판(6)에 의해 피처리수의 흐름이 원활히 이루어지지지 않고 침전지(3)내부에 난류가 발생되어 미세 플록이 정상적으로 침강되지 않고 방류관(2)쪽으로 월류하는 등 침전 효율을 악화시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유속이 매우 느린 상향류식 침전설비에서 피처리수의 흐름에 영향을 미치는 전향력을 고려하여 경사판을 설계,설치함으로써 난류의 발생을 방지하여 피처리수의 침전효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상향류식 침전설비인 원형 침전지의 상부에 설치되는 경사판에 있어서, 상기 경사판은 피처리수에 전향력이 작 용하는 방향(북반구에서는 시계방향, 남반구에서는 반시계방향)으로 상향 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 코리올리효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조를 제공한다.

본 발명에서 원형 침전지의 상부에 설치되는 경사판은 나선형이나 라멜라형을 비롯한 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 위도에 따라 경사판의 경사각을 달리하여 각 위도에 따라 발생되는 전향력의 크기에 적합하게 함으로써 피처리수의 흐름을 최적으로 상태로 제어할 수 있도록 한다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 원형 침전지의 경사판 설치구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 경사판 구조를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 경사판 구조를 도시한 사시도이고, 도 5는 북반구에서의 원형 침전지의 피처리수 흐름을 도시한 평면도이다.

상기 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 오·폐수가 유입되는 유입관(1)과 유입된 오·폐수에서 플록 및 슬러지가 제거된 처리수가 배출되는 방류 관(2)이 상호 대향되게 설치되고, 오·폐수에 함유된 플록의 침전이 용이하도록 침전지(3)의 하단부에는 깔때기 모양으로 이루어진 호퍼(4)가 형성되며, 이 호퍼(4)의 하단 또는 일측으로 슬러지배출관(5)이 구비되어 있고, 상기 침전지(3)의 내부에는 오·폐수에 함유되어 부상되는 미세 플록을 제거하기 위한 경사판(6)이 설치된 구조로 이루어진 것에 있어서, 상기 경사판(6)은 피처리수에 전향력이 작용하는 방향(북반구에서는 시계방향, 남반구에서는 반시계방향)으로 상향 경사지게 설치된 특징을 갖는다.

본 발명에서 상기 경사판은 도 3에 도시된 바와 같은 라멜라(lamella)형으로 이루어진 것을 사용할 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같은 나선(propeller)형으로 이루어진 것을 사용할 수도 있으며, 원형 침전지가 설치되는 지역의 위도에 따라 경사판의 설치각도를 적절히 선정함으로써 피처리수의 흐름을 가장 적합하게 제어할 수 있다.

도 3에 도시된 라멜라형 경사판(6)은 중심관(6a)에서 방사상으로 다수개의 날개판(6b)이 동일한 경사각(A)으로 날개판(6b)의 뿌리(root)부분(R)에서부터 끝(edge)부분(E)까지 동일한 피치각(pitch angle)을 이루도록 설계되어 있으며, 도 4에 도시된 경사판(6)은 중심관(6a)에서 방사상으로 다수개의 날개판(6b)이 동일한 경사각(A)으로 날개판(6b)의 뿌리부분(R)에서는 직각이고 끝부분(E)으로 갈수록 점차적으로 피치각이 감소되도록 되어 있다.

상기 도 3 및 도 4에 도시된 경사판(6)은 북반구에 위치한 원형 침전지에서 사용하는 경사판이며, 이 경사판(6)의 날개판(6b)은 모두 시계방향을 향하여 상향 경사지도록 형성되어 있고, 이 날개판(6b)의 경사각은 위도에 따라 다르게, 바람직하게는 저위도인 경우에는 경사판의 각도가 크고 고위도로 갈수록 경사각이 작아지도록 설계한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 침전지(3)의 하부로 유입된 피처리수는 상부를 향하여 느린 유속(약 50mm/분)으로 흐르게 되며, 이와 같은 매우 느린 유속에 대하여는 전향력이 유효하게 작용하게 되어 피처리수는 북반구에서는 시계방향으로 회전하면서 위로 흐르게 된다.

침전지(3)의 상부에 거의 다다른 침전수(피처리수)는 시계방향으로 상향 경사지게 설치된 경사판(6)을 통해 플록은 아래로 침전하게 되고 플록이 제거된 상등수는 위어(weir)를 통해 월류되어 방류관(2)으로 배출된다.

이처럼 본 발명에 의한 경사판(6)은 전향력에 의해 회전하면서 상향하는 피처리수의 흐름과 동일한 방향으로 향하도록 제작되고 설치되어 있으므로 피처리수의 흐름에 지장을 초래하지 않게 되는 것이며, 응집제에 의해 피처리수 중의 미세플록은 경사판(6)의 경사면을 따라 하강하여 침전지(3)하부의 호퍼(4)로 침강하게 되므로 플록의 월류현상은 일어나지 않게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 자연계에 존재하는 전향력, 즉, 코리올리효과를 고려하여 유속이 매우 느린 원형 침전지의 상향류가 흐르는 방향에 일치되게 경사판을 설치함으로써 침전효율을 제고시켜 장방형 침전지에 비해 침전거리가 상대적으로 짧은 원형 침전지의 단점을 보완할 수 있으며, 지금까지 이러한 코리올리효과의 고려없이 설계 및 시공되었던 원형 침전지 내의 경사판 설치에 대한 설계지침을 제시하여 줌으로써 기존에 야기되었던 경사판의 부정적인 효과를 제거하여 원형 침전지의 장점을 극대화시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 오·폐수가 유입되는 유입관(1)과 유입된 오·폐수에서 플록 및 슬러지가 제거된 처리수가 배출되는 방류관(2)이 상호 대향되게 설치되고, 오·폐수에 함유된 플록의 침전이 용이하도록 침전지(3)의 하단부에는 깔때기 모양으로 이루어진 호퍼(4)가 형성되며, 이 호퍼(4)의 하단 또는 일측으로 슬러지배출관(5)이 구비되어 있고, 상기 침전지(3)의 내부에는 오·폐수에 함유되어 부상되는 미세 플록을 제거하기 위한 경사판(6)이 설치된 구조로 이루어진 것에 있어서,

   상기 경사판(6)은 피처리수에 전향력이 작용하는 방향(북반구에서는 시계방향, 남반구에서는 반시계방향)으로 상향 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 코리올리효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 경사판(6)은 중심관(6a)에서 방사상으로 다수개의 날개판(6b)이 동일한 경사각(A)으로 날개판(6b)의 뿌리(root)부분(R)에서부터 끝(edge)부분(E)까지 동일한 피치각(pitch angle)을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 코리올리효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 경사판(6)은 중심관(6a)에서 방사상으로 다수개의 날개판(6b)이 동일한 경사각(A)으로 날개판(6b)의 뿌리부분(R)에서는 직각이고 끝부분(E)으로 갈수록 점차적으로 피치각이 감소되도록 된 것을 특징으로 하는 코리올리효과를 고려한 수처리용 원형 침전지의 경사판 설치구조.

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