KR100663631B1

KR100663631B1 - 회전식 약액운 혼합장치를 이용한 폐수처리장치

Info

Publication number: KR100663631B1
Application number: KR1020060009180A
Authority: KR
Inventors: 진성언
Original assignee: 진성언
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-01-04

Abstract

본 발명은 폐수처리장치의 구성중 폐수의 약품을 투입하여 교반시킴으로써 폐수에 약품이 골고루 혼합되게 하기 위한 반응조의 구조 개량에 관한 것으로 반응조에서 하나이상의 약품들이 교반기에 의해 혼합되어 폐수와 반응을 일으켜 폐수를 응집하는 효율을 높이기 위해 반응조에 약품을 직접 투입하여 혼합하는 대신 먼저 본 발명의 혼합장치에서 약품을 혼합시켜 응집조에 투입한 후 폐수와의 반응을 더욱 높여 폐수의 응집효율을 극대화하기 위한 것으로서 반응조의 구조를 보다 간단하게 개량하여 반응조의 설치 면적축소와 설치 비용의 절감은 물론 폐수에 대한 약품 혼합효율이 증대를 도모한 것이다.

폐수처리장치, 반응조, 응집조, 회전식 약액운 혼합장치

Description

회전식 약액운 혼합장치를 이용한 폐수처리장치{Waste water treatment apparatus using a screw-mixer}

도 1은 종래의 약품용액 혼합장치

도 2는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 회전식 약액운 혼합장치의 상세도

도 4는 본 발명에 따른 회전식 약액운 혼합장치의 스크류 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

집약적 폐수처리장치 : 10

회전식 약액운 혼합장치 : 100

스크류 : 200

스크류축 : 210

타공 : 215

회전날개 : 220

마찰홈 : 225

공기유입구 : 230

외통 : 300

약품주입구 : 310

약품배출구 : 320

모터 : 400

종래 폐수정화장치(1)의 약품 혼합조는 제1도와 같이 탱크형의 혼합조(2)에 스크류(3)를 갖는 모우터(4)를 장착하여 혼합조(2) 내에 약품을 투입한 후 상기 모우터(4)에 의하여 구동되는 스크류(3)가 약품이 투입된 폐수를 교반하게 함으로써 약품이 폐수에 골고루 혼합되게 하는 방식이었기 때문에 혼합조의 설치를 위해서는 넓은 장소와 많은 경비가 소요되는 것은 물론 스크류(3)가 혼합조(2)의 내의 폐수 전 체를 골고루 혼합하여 주기 위해서는 많은 시간이 소요되어 폐수에 대한 약품의 혼합효율이 떨어지는 문제점 등이 있었다.

폐수처리에는 화학적 처리공정이 따르게 되는데 폐수의 수소이온농도(pH) 조정을 위해 가성소다(NaOH)와 같은 알카리성 중화제를 사용하고 폐수의 응집에는 황산알루미늄이나 철염 등의 응집제를 사용하며, 폐수의 응결제로서는 고분자 응집제가 사용되고 있으나 이와 같은 폐수처리에 사용되는 화학약품을 혼합하기 위해서는 별도의 혼합장치가 필요하여 현재까지 여러 가지 혼합장치가 개발되어 사용되고 있는데, 그러한 화학적 처리는 대형 모터와 프로펠러, 터빈, 임펠러 등을 사용하여 폐수 또는 슬러지와 약품을 혼합하여 처리하고 있으므로 대부분 반응조내에 혼합을 위한 별도의 장치와 그에 수반되는 동력원을 필요로 하고 있다. 이러한 장치를 이용한 화학적처리는 그 시설비가 고가이고 운영 및 관리비용이 많이 들어 경제적이지 못하다. 또한 일반적인 화학적 처리에 있어서 혼합장치들은 반응조내에서 물질간의 접촉이 완전하지 못하여 어느 정도의 혼합시간을 필요로 하고 있으며 적정 응집제 투입량을 계산하여 투입하여도 실제로는 혼합이 제대로이루어지지 아니하여 폐수 또는 슬러지와 접촉되지 못한 응집제는 그대로 잔류하게 되고 이러한 미응집 슬러지나 폐수를 감안하여 모두 응집시킬 수 있도록 적정응집제 투입량을 초과하여 혼합하는 것이 일반적인 폐수정화처리의 운전요령으로 인식되고 있다.

따라서 이와 같은 운전방식으로는 복잡한 혼합장치가 필요할 뿐 아니라 혼합이 완전하지 못하여 과도한 약품을 사용하게 됨으로써 처리비용이 많이 들고 과잉투여하는 응집제로 인하여 이 과잉약품 자체가 새로운 오염의 원인을 제공하는 악순환의 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 제한된 공간내에서 스크류의 속도와 공기의 접촉을 이용하여 투입되는 대상 물질인 약품들 간에 직접 접촉하여 혼합하므로 혼합과정에 부수적인 장치가 필요하지 않으며 혼합시간도 단축할 수 있고 제한된 공간내에서의 접촉효과가 높아 응집제를 초과투여하지 않고 적정량만으로도 처리가 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 혼합장치의 반응조를 구(球)형으로 하고 하나이상의 약품들이 일정압력과 유속으로 유입되면서 상기 약품들이 약품주입구에서 들어오는 약품용액과 회전하는 스크류에 의해 혼합하는 동시에 스크류축에 구비된 타공에 의해 공기를 분출하여 다시 한번 약품용액을 혼합하여 약품 주입구에서 약품 배출구까지 도달하는 시간내에 완전한 약품용액이 혼합되고 난후 응집조로 투입되어 폐수 또는 슬러지와 약품용액 물질간의 접촉효과를 향상시켜 폐수 또는 슬러지 등을 정화하는데 특징이 있다.

본 약품혼합장치를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3에서 도시된 바와 같이 본 장치는 그 형태가 파이프형의 외통(300) 전방 일측단에 약품주입구(310)와 후방 일측단에 약품배출구(320)가 구비되고,

상기 외통(300)내부에 속도조절 인버터가 구비된 모터(400)에 의해 회전하는 스크류(200)가 구비되고,

상기 스크류(200)는 내부에 공간을 갖는 스크류축(210)과 상기 스크류축(210) 외주에 연속적으로 연결된 회전날개(220)가 구비되고,

상기 스크류축(210) 후방 끝단부의 공기유입구(230)를 통해 상기 스크류축(210) 외주면에 공기를 분출하는 다수의 타공(215)이 구비되어 구성되는 회전식 약액운 혼합장치(100)를 이용한 폐수처리장치를 제공한다.

이상과 같은 본 발명은 외통(300)의 일측단에 약품주입구(310)를 통해 하나 이상의 약품용액이 유입되어 회전하는 스크류(200)에 의해 혼합되며, 동시에 체크밸브에 제어되는 스크류(200) 후방 끝단부에 공기유입구(230)를 통해 공기가 유입되어 스크류(200)를 구성하는 스크류축(210) 외주면에 다수의 타공(215)을 통해 공기가 분출되어 회전하는 스크류(200)의 의한 혼합과 공기에 의한 혼합으로 약품주입구(310)를 통해 유입된 하나 이상의 약품용액이 완벽한 혼합물을 이루어져 다음 응집조(30)로 투입되어 폐수와 약품이 골고루 혼합되어 폐수의 정화능력을 극대화할 수 있다.

상기 공기유입구(230)로 공기를 유입되는 라인부위에 체크밸브를 구비하여 집약적 폐수처리장치(10) 또는 회전식 약액운 혼합장치(100)의 작동정지시 발생되는 공기의 역류로 인한 회전식 약액운 혼합장치(100)내의 혼합된 혼합물이 스크류축(210)에 구비된 타공(215)을 통해 공기유입구(230)로 유입된 공기유입라인으로 역류되는 것을 방지하기 위해 추가로 설치될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

즉, 도 4에서 나타낸 스크류 확대도에서 외통(300)을 내부에 구비된 회전하는 스크류(200)에 의해 상기 외통(300) 전방 끝단부에 약품주입구(310)를 통해 유입된 약품용액을 혼합하고, 동시에 스크류축(210) 후방 끝단부의 공기유입구(230)를 통해 공기가 유입되어 스크류축(210) 외주면에 구비된 다수의 타공(215)을 통해 공기가 분출되어 외통내부에 유입된 약품용액을 혼합하여 하나 이상의 약품용액이 완벽하게 골고루 혼합된 혼합물을 만들어지게 된다.

또한, 상기 약품주입구(310)로 약품용액과 공기를 동시에 주입하여 회전하는 스크류(200)에 의한 혼합과 외통(300)에 약품용액을 유입하는 동시에 약품주입구(310)로 공기를 유입시켜 약품용액들간에 마찰에 의한 저항을 일으켜 혼합효율을 높이는 효과를 가져온다.

또한, 도 2의 공정도와 도 3에 도시된 바와 같이 스크류축(210) 외주에 연속적으로 연결된 회전날개(220)에 있어서, 상기 외통(300)에 유입된 약품용액을 회전하는 스크류(200)에 의한 혼합과 동시에 약품배출구(320)로 이동시켜 주는 역할을 하며, 이때 약품용액을 혼합과 이동에 스크류(200)의 힘에 의한 자유운동에 의해 이루어지며, 어떠한 마찰과 충돌에 의한 저항없이 외통(300)내에 약품용액이 혼합과 이동을 이루어지게 된다.

이에 스크류축(210)의 구비된 다수의 타공(215)을 통해 공기가 분출되어 유입된 약 품용액의 마찰과 저항을 일으켜 약품용액들간의 혼합 효율을 높일 수 있지만, 더 완전한 혼합효율을 높이기 위해 스크류축(210) 외주에 연속적으로 연결된 회전날개(220)에 있어 상기 회전날개(220) 외주에 일정한 간격으로 “

”자형의 마찰홈(225)을 구비되어 외통(300)내에 유입된 약품용액의 회전하는 스크류(200)에 의해 마찰저항을 극대화하여 혼합효율을 높이는 효과를 가져온다.

이로 인해 외통(300)내에 유입된 약품용액들의 혼합 효율을 높이기 위해 회전하는 스크류(200)의 혼합과 스크류축(210)에 구비된 다수의 타공(215)을 통해 공기의 분출에 의한 혼합과 스크류축(210) 외주에 구비된 연속적으로 연결된 회전날개(220) 외주에 구비된 마찰홈(225)에 의한 혼합으로 외통(300)내에 유입된 약품용액들간의 혼합율을 극대화시켜 폐수의 정화능력을 최대화할 수 있는 것을 제공하게 된다.

본 발명의 회전식 약액운 혼합장치(100)를 이용한 집약적 폐수처리장치(10)의 공정을 도 2에 도시된 공정도와 같이 상세한 설명을 다음과 같이 서술한다.

폐수의 원수를 저장하는 집수조(20)에서 원수펌프(21)가 설치된 원수공급관(22)을 통해 폐수를 공급받는 회전식 약액운 혼합장치(100)의 약품주입구(310)를 통해 유입되고, 동시에 상기 약품주입구(310)를 통해 폐수를 응집하기 위해 반응제와 응집제를 혼합하는 각각 반응제공급탱크(35)와 응집제공급탱크(36)에서 각각 설치된 정량펌프(37)에 의해 약품주입구(310)로 유입된다.

상기 유입된 폐수와 혼합된 각각의 반응제와 응집제가 회전식 약액운 혼합장치(100)에서 완벽하게 혼합되어 약품배출구(320)를 통해 응집조(30)로 공급되어 또다 시 폐수와의 고른 혼합을 위해 응집조(30)에 구비된 교반기(31)와 블러워(32)에 의해 골고루 혼합되어 반응을 일으키게 한다.

상기 응집조(30)에서 혼합된 혼합수가 처리수와 슬러지로 분리 및 침전되기 위해 상부의 일측에 혼합수를 공급받는 혼합수공급관(41)과 상부의 다른 일측에는 처리수가 배출되는 제1배출관(42)이 있으며 하부의 일측에는 슬러지를 배출하는 제2배출관(43)이 연결되어 있는 침전조(40)로 유입되고, 상기 침전조(40)의 내부 공간에는 혼합수가 혼합수공급관(41)을 통해 유입되는 유량의 흐름을 조절하여 더욱 안정적으로 혼합수가 낙하하도록 하는 수직방향으로 다수 구획하며 양측면이 침전조(40)의 내부양측면에 용접에 의해 접합되어 구비된 “

” 형상의 갈매기형 바플(baffle)(44)에 의해 혼합수에 포함되어 있는 처리수와 슬러지의 안정적인 분리를 조절하고, 상기 침전조(40)에 처리수가 배출되는 제1배출관(42)이 연결되어 있는 공간주위에 “ㄴ"형태의 타공차단막(50)을 통과하여 제1배출관(42)을 통해 일정량을 1차적으로 필터작용을 하는 모래가 구비된 모래여과조(70)에 의해 유입·여과되고, 다시 2차적인 필터작용을 위해 활성탄이 구비된 활성탄여과조(80)에 의해 유입·여과되어 방류관(81)을 통해 방류수가 배출된다.

그리고, 상기 침전조(40)에서 제2배출관(43)을 통해 흘러나온 슬러지를 저장하는 슬러지저장탱크(60)에서 저장된 슬러지를 탈수하기 위해 탈수기(65)를 거쳐 최종슬러지를 배출하는 슬러지배출관(66)을 통해 배출되는 것으로 캐비넷형상의 하우징(90)내부에 상기 모든 구조물이 집약적으로 구비되는 회전식 약액운 혼합장치(100) 를 이용한 집약적폐수처리장치(10)에 관한 것이다.

상기에서 서술한 바와 같이 본 발명은 산업폐수 및 고농도 폐수의 화학적처리에 있어서 종래의 혼합장치내에 모터와 임펠러 등에 의해 폐수와 화학약품을 혼합하여 이루어지는 것과는 달리 별도의 약품용액을 혼합하는 혼합장치를 사용하여 약품용액들 간의 완전한 혼합효율을 높여 응집조에 투입후 직접 폐수 또는 슬러지와 약품용액을 접촉 혼합하여 응집력을 향상시키는 것으로 약품용액의 혼합장치를 제공함으로써 에너지 절약, 장치설비 및 유지관리비 절감 및 환경보존 등에 기여하며 또한 본 회전식 약액운 혼합장치를 이용한 폐수처리장치는 구성이 간단하고 설치가 용이하며 기존 시설의 보조장치로도 활용할 수 있다.

Claims

파이프형의 외통(300) 전방 일측단에 약품주입구(310)와 후방 일측단에 약품배출구(320)가 구비되고,

상기 외통(300)내부에 속도조절 인버터가 구비된 모터(400)에 의해 회전하는 스크류(200)가 구비되고,

상기 스크류(200)는 내부에 공간을 갖는 스크류축(210)과 상기 스크류축(210) 외주에 연속적으로 연결된 회전날개(220)가 구비되고,

상기 스크류축(210) 후방 끝단부의 공기유입구(230)를 통해 상기 스크류축(210) 외주면에 공기를 분출하는 다수의 타공(215)이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 약액운 혼합장치를 이용한 폐수처리장치
제1항에 있어서, 상기 약품주입구(310)로 공기를 유입하는 것을 특징으로 하는 회전식 약액운 혼합장치를 이용한 폐수처리장치
제1항에 있어서, 상기 스크류축(210) 외주에 연속적으로 연결된 회전날개(220)에 있어 상기 회전날개(220) 외주에 일정한 간격으로 “
”자형의 마찰홈(225)을 구비되는 것을 특징으로 하는 회전식 약액운 혼합장치를 이용한 폐수처리장치