KR100655396B1 - 하수처리용 산기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수 중에 미세한 공기기포를 발생시켜 미생물의 증식에 필요한 용존산소의 전달을 극대화시키는 동시에 침전물의 침강을 방지하기 위하여 교반작용을 수행하는 하수처리용 산기장치에 관한 것으로서, 하수처리를 위한 폭기조(10) 외부에 설치된 송풍기(20)의 공기공급관(21)을 통하여 하수에 공기를 공급하는 산기장치에 있어서, 상기 폭기조(10) 수면에 부상되는 부구체(30); 상기 부구체에 고정된 상태에서 일단은 공기공급관(21)에 커플러(22)로 연결되고, 타단이 수면 아래로 수직하게 연장된 가요성관(40); 내부에 소정 공간이 형성된 원통형 본체(51)의 상부 중앙에 형성된 상부연결구(52)에 가요성관(40)의 타단이 연결되고, 그 측면에는 내부 공간과 연통되는 다수개의 측면연결구(53)가 본체(51) 중앙을 중심으로 대칭이 되도록 형성된 공기분배기(50); 및 상기 각각의 측면연결구(53)에 연결되고, 송풍기(20)로부터 공급된 공기가 배출되도록 다수의 기포배출구(61)가 외주면 전체에 형성된 봉 타입의 산기관(60)으로 구성되되, 상기 산기관(60) 전체가 폭기조(10) 저면으로부터 일정 높이 이격시키도록 가요성관(40) 중간이 부구체(30)상에 설치된 다수의 권취수단(31)에 적정한 길이로 권취되어 구성됨을 특징으로 한다.

공기분배기, 방사 형태, 봉 타입 산기관, 가요성관, 권취수단

Description

하수처리용 산기장치{Air diffuser for wastewater treatment}

도 1은 종래의 봉 타입 산기장치가 설치된 폭기조를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 산기장치가 설치된 상태를 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명을 구성하는 공기분배기에 가요성관과 산기관이 결합되는 상태를 나타내는 단면 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 폭기조 20 : 송풍기

21 : 공기공급관 22 : 커플러

30 : 부구체 31 : 권취수단

40 : 가요성관 50 : 공기분배기

51 : 본체 52 : 상부연결구

53 : 측면연결구 60 : 산기관

61 : 기포배출구

본 발명은 하수처리용 산기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수 중에 미세한 공기기포를 발생시켜 미생물의 증식에 필요한 용존산소의 전달을 극대화시키는 동시에 침전물의 침강을 방지하기 위하여 교반작용을 수행하는 하수처리용 산기장치에 관한 것이다.

일반적으로 오염된 하수를 처리하기 위해서는 여러 단계의 과정을 거치는데, 그 중 폭기조는 하수처리시 하수 중에 공기를 불어넣거나 공중에 물을 살포하여 하수와 공기를 충분히 접촉시키는데 필요한 구조물로서, 산화작용과 호기성 세균에 의한 소화작용을 촉진하는 기능을 하며, 미생물의 소화작용에 의해 하수내의 탄산가스, 황화가스, 메탄가스 등을 제거하는 기능을 하게 된다.

이와 같이 하수 중에 공기를 공급하는 수단으로서 사용되는 산기장치는, 공기공급수단과 연결되어 하수내에 미세한 공기 기포를 제공함으로써 미생물의 증식에 필요한 용존산소의 전달율을 극대화시켜 하수의 자체 정화능력을 향상시키는 장치이다.

이러한 산기장치는 통상 그 형태에 따라 폭기조 저면에 대하여 수평 방향으로 장착되어지는 봉 타입의 산기장치과, 폭기조 저면에 수직 방향으로 장착되어지는 패드 타입의 산기장치로 분류할 수 있는데, 본 발명은 후자에 관한 것이다.

도 1은 종래의 봉 타입 산기장치가 설치된 폭기조를 나타내는 사시도로서, 도시된 바와 같이, 폭기조(10) 외부에 송풍기(11)가 설치되어 있으며, 송풍기(11)에 연결된 공기공급관(12)은 폭기조(10)의 측벽을 따라 저면에 연장 설치되며, 공기공급관(12)의 양측으로 다수의 기포배출구(14)가 형성된 산기관(13)이 일정 간격 을 두고 설치된다.

이때, 상기 산기관(13)에 형성된 기포배출구(14)는 상향으로 설치되어, 송풍기(10)로부터 공급된 공기는 공기공급관(12)을 거쳐 각각의 산기관(13)에 도달된 후 기포배출구(14)를 통하여 분출되면서 하수 중에 기포를 형성하게 된다. 이와 같이 형성된 기포는 폭기조(10) 수면으로 부상하면서 미생물의 증식에 필요한 용존산소를 전달하게 된다.

그러나, 위와 같이 구성된 종래의 봉 타입 산기장치에 의하면, 하나의 공기공급관(12)에 다수개의 산기관(13)이 설치됨에 따라 폭기조(10)의 저면 길이가 길수록 공기압의 차이로 인하여 송풍기(11)와 가장 가까운 곳에 위치한 산기관(13)과 가장 먼 곳에 위치한 산기관(13) 상호간의 기포 발생율 차이가 크다는 문제점이 있었다.

또한, 산기관(13)으로부터 분출되는 기포의 양을 증가시키기 위하여 산기관(13)의 외주 저면에도 기포배출구(14)를 설치하고자 하는 경우 산기관(13)이 폭기조(10) 저면으로부터 일정 높이 이격되도록 별도의 지지수단을 부가 설치하여야 한다는 단점이 있었다.

또한, 폭기조(10) 저면에는 장기간 사용에 따라 점도가 높은 슬러지의 축적이 불가피하고 이를 주기적으로 제거하기 위한 작업과 산기관의 청소가 필요한데, 종래의 산기장치에 의하면 금속 재질로 된 공기공급관(12)과 이에 연결된 산기관(13) 또는 산기관(13)의 지지수단 등이 폭기조(10) 저면에 고정 설치됨에 따라 상기 슬러지의 제거작업 및 산기관(13) 청소 작업이 극히 곤란하다는 문제점이 있었 다.

특히 노후화되었거나 슬러지가 점착되어 기포배출구(14)가 일부 막힌 산기관(13)을 교체 또는 청소하기 위해서는 결국 폭기조(10) 내부의 하수를 모두 외부로 배출하여야만 하므로 그에 따라 하수처리를 임시 중단하여야 하여만 한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 공기가 공급되는 부분을 중심으로 산기관을 방사상으로 설치하여 각각의 산기관으로부터 기포가 균일하게 분출되도록 하고, 폭기조 수면에 부상된 부구체에 연결되어 폭기조 저면에 별도의 지지수단 없이도 폭기조 저면으로부터 일정 거리를 유지하도록 하고, 슬러지 제거 및 산기관 교체작업이 필요한 경우 산기관을 용이하게 인양할 수 있는 하수처리용 산기관을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하수처리용 산기장치는, 하수처리를 위한 폭기조(10) 외부에 설치된 송풍기(20)의 공기공급관(21)을 통하여 하수에 공기를 공급하는 산기장치에 있어서, 상기 폭기조(10) 수면에 부상되는 부구체(30); 상기 부구체에 고정된 상태에서 일단은 공기공급관(21)에 커플러(22)로 연결되고, 타단이 수면 아래로 수직하게 연장된 가요성관(40); 내부에 소정 공간이 형성된 원 통형 본체(51)의 상부 중앙에 형성된 상부연결구(52)에 가요성관(40)의 타단이 연결되고, 그 측면에는 내부 공간과 연통되는 다수개의 측면연결구(53)가 본체(51) 중앙을 중심으로 대칭이 되도록 형성된 공기분배기(50); 및 상기 각각의 측면연결구(53)에 연결되고, 송풍기(20)로부터 공급된 공기가 배출되도록 다수의 기포배출구(61)가 외주면 전체에 형성된 봉 타입의 산기관(60)으로 구성되되, 상기 산기관(60) 전체가 폭기조(10) 저면으로부터 일정 높이 이격시키도록 가요성관(40) 중간이 부구체(30)상에 설치된 다수의 권취수단(31)에 적정한 길이로 권취되어 구성된다.

이때, 상기 각각의 산기관(60)은 그 단부가 폭기조(10)의 내측면에 근접하는 길이로 형성되되, 공기분배기(50)의 본체(51)를 중심으로 대칭이 되는 부분에 해당되는 산기관(60)은 그 길이가 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 산기장치가 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 이를 구성하는 공기분배기에 가요성관 및 산기관이 결합되는 상태를 나타내는 단면 구성도이다.

본 발명의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보기에 앞서 공기의 흐름에 따른 구성의 순서를 살펴보면, 송풍기(20) → 공기공급관(21) → 가요성관(40) → 공기분배기(50) → 산기관(60) 순으로 이루어진다.

본 발명은 송풍기(20)에 설치된 공기공급관(21)으로 부터 직접 산기관(60)으 로 공기가 공급되는 것이 아니라, 공기공급관(21)과 커플러(22)로 연결된 쉽게 구부러지는 가요성관(40)이 연결되고, 이 가요성관(40)의 단부는 폭기조(10)의 수면 아래의 공기분배기(50)에 연결된다.

이때 상기 가요성관(40)은 수면에 부상하는 재질로 이루어진 부구체(30)에 고정되고, 부구체(30)의 부력에 의하여 공기분배기(50)가 폭기조(10) 저면에 가라앉지 않고 저면으로부터 일정 거리 이격되어 떠 있는 상태를 이루게 된다. 이 때 공기분배기(50)와 폭기조(10) 저면 사이의 거리를 조절하기 위하여 부구체(30)에 여분의 가요성관(40)을 감아서 풀리지 않도록 고정할 수 있는 권취수단(31)이 설치된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 권취수단(31)은 부구체(30)의 상부면에 다수개의 돌출부 상단이 외곽으로 절곡되어 있어 돌출부에 가요성관(40)이 수회 권취된다. 이와 같이 권취된 가요성관(40)은 부구체(30)와 더불어 부력을 제공하게 된다.

한편, 가요성관(40)의 하단에 연결되는 공기분배기(50)는 내부에 소정 공간이 형성된 원통형의 본체(51)로 구성되며, 본체(51)의 상부 중앙에는 가요성관(40)과 결합되는 상부연결구(52)가 설치되며, 본체(51)의 측면에는 산기관(60)과 연결되는 다수개의 측면연결구(53)가 일정 간격으로 설치된다. 따라서 가요성관(40)으로부터 상부연결구(52)를 통하여 본체(51) 내부 공간으로 공급된 공기는 측면연결구(53)를 통하여 원통형의 본체(51)를 중심으로 방사상의 형태를 취하는 산기관(60)에 균일하게 공급된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 본체(51)에 형성된 상부연결구(52) 및 측면연결구(53)는 암나사 형태로 되어 있고, 가요성관(40)과 산기관(61)의 연결부위는 수나사 형태로 되어 있되, 연결부위는 기밀을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 각각의 측면연결구(53)에 연결된 봉 타입의 산기관(60)은 공기분배기(50)에 의하여 분배된 공기가 기포로서 배출되도록 그 외주면 전체에 다수의 기포배출구(61)가 형성된다. 이와 같이 구성된 산기관(60)은 폭기조(10)의 저면으로부터 일정 거리 이격된 상태를 취하게 되므로 산기관(60)의 외주면 하부에 형성된 기포배출구(61)로부터 배출된 기포는 공기압에 의하여 최초에는 하수의 저면을 향하다가 다시 부상하게 되므로 그만큼 하수 중의 체류시간 증가에 따라 용존산소량을 증대시키게 된다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 산기관(60)의 단부는 폭기조(10)의 내측면에 근접하는 길이로 형성되며, 이때 원통형의 본체(51)를 중심으로 대칭이 되는 위치에 있는 산기관(60)의 길이는 동일하게 구성하는 바람직하다. 이는 폭기조(10)의 형태에 상응하여 산기관(60)의 길이를 조절함으로써 폭기조(10) 전체에 걸쳐 충분한 양의 기포가 균일하게 발생하도록 유도하기 위한 것이며, 대칭이 되는 위치의 산기관(60)의 길이를 동일하게 함으로써 각각의 산기관(60)에 공급되는 공기압의 불균형으로 인한 산기관(60)의 불규칙적인 동작을 방지하기 위함이다.

한편, 상술한 바와 같이 산기관(60)은 폭기조(10) 저면에 고정된 상태에 있지 않고, 부구체(30)에 의하여 하수의 일정 깊이에 떠 있는 상태에 있게 됨에 따라 공기압에 의한 산기관(60)의 진동 및 하수의 유동에 의하여 상하 좌우로 약간씩 불규칙한 유동을 하게 되는데 이러한 산기관(60) 자체의 유동은 하수 중에 체류하는 기포의 체류시간을 더욱 증대시킴으로써 그만큼 하수의 용존 산소량을 증가시킬 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

특히, 산기관(60)이 폭기조(10) 저면에서 일정 높이 떠 있는 상태를 유지함에 따라 폭기조(10) 저면에 점착된 슬러지의 제거가 용이할 뿐만 아니라 이를 제거하기 위한 별도의 슬러지 제거장치를 설치가 가능해지므로 하수처리 설비의 자동화에 기여할 수 있게 된다. 또한, 산기관(60)은 일정 기간 사용 후 점착된 슬러지의 제거하거나 산기관 자체를 교체할 필요가 있는데, 이러한 경우 가요성관(40)을 수면 위로 끌어 올려 공기분배기(50) 본체(51)로부터 산기관(60)을 분리함으로써 그러한 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 형태에 관해 설명하였으나, 이는 단지 예시적인 것이며 본 발명의 기술적 사상의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 하수처리용 산기장치를 이용하면, 공기분배기를 중심으로 다수개의 산기관이 방사 형태로 배치되어 각각의 산기관으로부터 기포가 균일하게 분출된다는 장점이 있다.

또한 폭기조 수면에 떠 있는 부구체에 귄취 및 고정된 가요성관에 의하여 공 기분배기가 지지됨에 따라 폭기조 저면으로부터 산기관을 임의 거리만큼 이격시키거나 수면 위로 인양할 수 있게 됨에 따라 폭기조 저면의 슬러지 제거 및 산기관의 유지 보수작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 공기분배기의 본체를 중심으로 대칭이 되는 위치의 산기관의 길이를 동일하게 유지하되, 폭기조의 형태에 따라 산기관의 길이를 조절함으로써 폭기조 전체에 걸쳐 균일하게 미생물 증식에 필요한 충분한 용존산소를 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 외부에 설치된 송풍기(20)의 공기공급관(21)을 통하여 하수에 공기를 공급하도록 수면에 부상되는 부구체(30); 상기 부구체(30)에 고정된 상태에서 일단은 공기공급관(21)에 커플러(22)로 연결되고, 타단이 수면 아래로 수직하게 연장된 가요성관(40); 상기 가요성관(40)과 연결되어 송풍기(20)로부터 공급된 공기가 배출되도록 다수의 기포배출구(61)가 형성된 산기관(60)으로 이루어지는 산기장치에 있어서,

   상기 산기장치는 하수처리를 위한 폭기조(10)에 적용되며,

   내부에 소정 공간이 형성된 원통형 본체(51)의 상부 중앙에 형성된 상부연결구(52)에 상기 가요성관(40) 타단이 연결되고, 본체(51) 측면에는 내부 공간과 연통되는 다수개의 측면연결구(53)가 본체(51) 중앙을 중심으로 대칭이 되도록 형성되어 다수의 기포배출구(61)가 외주면 전체에 형성된 봉 타입의 산기관(60)과 체결되도록 형성된 공기분배기(50); 및

   상기 산기관(60) 전체가 폭기조(10) 저면으로부터 일정 높이 이격시키도록 가요성관(40) 중간이 부구체(30)상 적정한 길이로 권치되도록 하는 다수의 권취수단(31)을 더 포함하여 구성되되,

   상기 각각의 산기관(60) 길이는 폭기조(10)의 형태에 상응하여 내측벽에 근접하도록 형성되고, 공기분배기(50)의 본체(51)를 중심으로 대칭이 되는 부분에 해당되는 산기관(60)은 그 길이가 동일하게 구성됨을 특징으로 하는 하수처리용 산기 장치.

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