KR100687409B1 - 연속회분식 반응조의 처리수 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속회분식 반응조에 사용되는 처리수 배출장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 처리수 배출장치는, 반응조(1) 내에 승강 가능하게 설치되며 하단에는 외부로 연결되는 배출관(50)이 결합되어 처리수를 외부로 배출하는 배출호퍼(10)와, 배출호퍼(10)의 외측 둘레에 승강 가능하게 결합되어, 배출호퍼(10)가 수면 아래로 하강할 때 부력에 의하여 수면 위로 승강하여 수면에 형성된 스컴이 배출호퍼(10) 내로 유입되는 것을 차단하는 스컴차단부재(20)와, 배출호퍼(10)를 수면 위아래로 승강시키는 승강유닛(30)을 구비한다. 이러한 처리수 배출장치에 의하면, 배출호퍼(10)의 하강 시에 스컴차단부재(20)가 부력에 의해 자동으로 수면 위로 상승하게 함으로써, 반응조(1) 수면에 형성된 스컴 및 슬러지의 배출을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 스컴 등의 유출로 인한 수질악화를 방지할 수 있다.

연속회분식 반응조, 스컴, 슬러지, 부력

Description

연속회분식 반응조의 처리수 배출장치{Apparatus for discharging cleaned water from sequencing batch reactor}

도 1은 본 발명에 따른 처리수 배출장치의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 처리수 배출장치의 분해 사시도.

도 3은 도 2의 결합상태 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 처리수 배출장치의 측단면도로서, 수면 위에 위치한 상태를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 처리수 배출장치의 측단면도로서, 수면 아래로 하강한 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반응조 2 : 가이드레일

10 : 배출호퍼 11 : 정면

12 : 배면 13 : 롤러

14, 15 : 측면 16 : 가이드블록

20 : 스컴차단부재 26 : 가이드블록

30 : 승강유닛 31 : 모터

32 : 감속기 33 : 보빈

34 : 와이어 50 : 배출관

60 : 가이드볼트

본 발명은 간헐 방류식 연속회분식 반응조(SBR: Sequencing Batch Reactor)의 처리수 배출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중력과 부력의 원리를 이용하여 반응조의 수면에 형성된 스컴의 배출은 방지하면서 청정한 처리수만을 배출시킬 수 있는 처리수 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속회분식 반응조에서 처리수 배출장치는 수면에 형성된 스컴층 및 침전된 슬러지의 배출을 방지할 수 있어야 한다. 이와 같은 요구사항을 만족시키기 위하여 기계식 배출장치, 부유 공기식 배출장치, 다이아프램식 배출장치 등이 사용되고 있다.

기계식 배출장치는, 한국 특허등록 제393856호 공보에 개시된 바와 같이, 수면 위에 고정되어 있다가 처리수 배출 시에는 기계식 동력장치에 의하여 수면 아래로 하강하면서 상징수를 배출하는 구조를 가지는 것으로서, 수면 아래로 하강하는 초기에 스컴이 다량으로 배출장치에 유입되어 배출된다는 문제점이 있다. 한편, 부유 공기식 배출장치와 다이아프램식 배출장치의 경우에는 전자밸브, 공기압축기 등의 부가적인 장치들이 필수적으로 구비되어야 하므로, 구조가 복잡하고 에너지 소비가 많으며 유지관리도 복잡하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 안정적으로 생물반응조의 수면에 형성된 스컴층 및 침전된 슬러지의 배출은 방지하면서 상징수를 배출할 수 있는 처리수 배출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 연속회분식 반응조에 승강 가능하게 설치되며 하단에는 외부로 연결되는 배출관이 결합되어 처리수를 외부로 배출하는 배출호퍼와, 상기 배출호퍼의 외측 둘레에 승강 가능하게 결합되어, 상기 배출호퍼가 수면 아래로 하강할 때 부력에 의하여 수면 위로 승강하여 수면에 형성된 스컴이 배출호퍼 내로 유입되는 것을 차단하는 스컴차단부재와, 상기 배출호퍼를 수면 위아래로 승강시키는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수 배출장치를 제공함으로써 달성된다.

상기 배출호퍼는 상단이 개방된 박스 형상을 가지며, 그의 정면 및 배면은 양 측면의 양단으로부터 소정 간격만큼 내측으로 들어가 설치됨으로써, 상기 스컴 차단부재와의 사이에 처리수의 유입 통로를 형성하게 된다.

상기 스컴차단부재는, 내부가 비어있는 통 형상을 가지며 상기 배출호퍼의 정면 및 배면 전방에 승강 가능하게 결합되는 한 쌍의 부력통과, 상기 부력통들의 양단을 연결하는 한 쌍의 연결바를 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 처리수 배출장치는, 상기 반응조의 마주보는 내벽에 설치되는 한 쌍의 가이드레일과, 상기 배출호퍼의 양 측면에 설치되어 상기 가이드레일(2)에 구름 접촉함으로써 상기 배출호퍼(10)의 승강이동을 안내하는 롤러(13)를 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 승강유닛은, 상기 반응조 상부에 설치되는 모터와, 상기 모터 출력축에 연결되는 감속기와, 상기 감속기에 회전 가능하게 결합된 보빈과, 상기 보빈과 상기 배출호퍼의 상단을 연결하는 와이어를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 처리수 배출장치는, 상기 반응조 내의 수위를 감지하는 수위 감지센서와, 슬러지층의 높이를 감지하는 슬러지층 감지센서를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 수위 감지센서에 의해 측정된 수위와 상기 슬러지층 감지센서에 의해 측정된 슬러지층의 높이의 차이가 미리 설정된 소정치 이하가 되면 상기 배출호퍼의 하강을 정지시키거나 하강 속도를 조절함으로써 상기 배출호퍼로 슬러지가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 처리수 배출장치는, 크게 연속회분식 반응조(1)에 승강 가능하게 설치되며 하단에 연결된 배출관(50)을 통하여 처리수를 외부로 배출하는 배출호퍼(10)와, 배출호퍼(10)의 외측 둘레에 승강 가능하게 결합되어 수면에 형성된 스컴이 배출호퍼(10) 내로 유입되는 것을 차단하는 스컴차단부재(20)와, 배출호퍼(10)를 수면 위아래로 승강시키는 승강유닛(30)을 구비한다.

승강유닛(30)은, 반응조(1) 상부에 설치되는 모터(31)와, 모터(31) 출력축에 연결되는 감속기(32)와, 상기 감속기(32)에 회전 가능하게 결합된 보빈(33)과, 상기 보빈(33)과 배출호퍼(10)의 상단을 연결하는 와이어(34)로 이루어진다. 모터(31)의 정역방향 구동에 의하여 와이어(34)가 보빈(33)에 감기거나 보빈(33)으로부터 풀림으로써, 배출호퍼(10)는 수면 위아래로 승강하게 된다.

배출호퍼(10)의 원활한 승강동작을 위하여, 반응조(1)의 내벽에는 한 쌍의 가이드레일(2)이 설치되며, 배출호퍼(10)의 양 측면에는 상기 가이드레일(2)에 구름 접촉하는 롤러(13)가 설치된다. 배출호퍼(10)가 모터(31)의 구동에 의해 승강할 때 롤러(13)가 가이드레일(2)을 따라 이동하면서 배출호퍼(10)의 승강이동을 안내하므로, 슬러지 등과 같은 이물질의 방해가 있더라도 원활한 승강동작이 가능해진다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배출호퍼(10)는 전체적으로 상단이 개방된 직사각형 박스 형상을 가진다. 배출호퍼(10)가 수면 아래로 하강하면, 처리수는 배출호퍼(10)의 상단 개구부를 통하여 흘러들어가 배출관(50)을 통하여 외 부로 배출된다. 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12)의 상단부는 톱니 모양으로 형성되어 처리수의 유입을 용이하게 한다. 아울러, 처리수의 원활한 배출을 위하여, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 배출호퍼(10)의 바닥면은 배출관(50)이 연결되는 중심부를 향하여 하향으로 경사진 형상을 가진다.

배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12)은 양 측면(14, 15)의 폭보다 좁은 간격을 가진다. 즉, 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12)은 측면(14, 15)의 양단으로부터 소정 간격만큼 내측으로 들어가 설치되어, 후술하는 바와 같이 처리수의 유입 통로를 형성하게 된다.

스컴차단부재(20)는, 대략 내부가 비어있는 사각통형 형상을 가지며 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12) 전방에 승강 가능하게 결합되는 한 쌍의 부력통(21, 22)과, 상기 부력통(21, 22)들의 양단을 연결하는 한 쌍의 연결바(23)로 이루어진다. 부력통(21, 22)은 내부가 비어 있어, 배출호퍼(10)가 물 속으로 하강할 때 부력에 의하여 상승하게 된다. 부력통(21, 22)들과 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12) 사이의 공간은 처리수가 배출호퍼(10)로 유입되는 통로를 형성하게 된다. 연결바(23)는 스컴차단부재(20)가 배출호퍼(10)에 결합된 상태에서, 배출호퍼(10)의 각 측면(14, 15)에 설치되는 한 쌍의 롤러(13) 사이에 위치하게 된다.

스컴차단부재(20)는, 배출호퍼(10)가 수면 위에 있을 때는, 배출호퍼(10) 정면(11) 및 배면(12)을 완전히 가로막아 처리수가 배출호퍼(10)로 유입되지 않도록 하며, 배출호퍼(10)가 수면 아래로 하강하면, 부력에 의하여 부력통(21, 22)들이 배출호퍼(10)와 반대로 수면 위쪽으로 상승함으로써, 도 3에 화살표로 도시한 바와 같이, 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12) 하단부를 개방시킨다. 따라서, 처리수는 배출호퍼(10) 내부로 흘러들어가게 함과 동시에, 수면에 형성된 스컴은 배출호퍼(10)로 흘러 들어가는 것을 차단하게 된다.

배출호퍼(10)와 스컴차단부재(20)의 결합을 위하여, 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12)에는 다수의 "ㄷ"자 채널 형상의 가이드블록(16)이 소정 간격을 두고 나란히 형성되며, 스컴차단부재(20)의 내면에도 각각 배출호퍼(10)의 가이드블록(16)과 마주보는 "ㄷ"자 채널 형상을 가지는 다수의 가이드블록(26)이 설치된다. 스컴차단부재(20)와 배출호퍼(10)의 가이드블록(16, 26)들은 서로 상하로 교차하는 형태로 결합되며, 그 상태에서 그들의 중앙에는 상하방향으로 가이드 볼트(60)가 관통하여 설치된다(도 4 참조).

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스컴차단부재(20)는 가이드볼트(60)를 따라 승강하게 되며, 그 승강 높이는 배출호퍼(10)의 가이드블록(16)의 높이(H)로 제한되게 된다.

이상과 같은 구성을 가지는 처리수 배출장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 반응조(1)에서의 반응단계 및 침전단계에서는 처리수가 배출되지 않아야 하므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 배출호퍼(10) 및 스컴차단부재(20)는 수면 위에 위치하고 있다. 이 상태에서, 배출단계가 시작되면, 모터(31)가 가동되고 모터(31)의 회전력은 감속기(32)에 의해 감속되어 보빈(33)에 전달됨으로써, 와이어(34)가 보빈(33)으로부터 천천히 풀리면서 배출호퍼(10)와 스컴차단부재(20)는 중 력에 의하여 동시에 수면 위의 스컴층을 통과하면서 천천히 하강하게 된다. 이 때, 스컴차단부재(20)가 처리수 유입통로가 되는 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12)을 막고 있기 때문에 스컴이 배출호퍼(10)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

배출호퍼(10)와 스컴차단부재(20)가 소정 깊이만큼 하강하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 스컴차단부재(20)는 부력에 의해 수면 위쪽으로 상승함으로써 배출호퍼(10)의 정면(11) 및 배면(12) 하단부를 개방시킨다. 처리수는 배출호퍼(10) 하단의 개방된 부분을 통하여 유입되어 정면(11) 및 배면(12)을 따라 상승한 후 그 상단을 넘어 배출호퍼(10) 내부로 흘러 들어가며, 최종적으로 배출관(50)을 통하여 반응조(1) 외부로 배출되게 된다. 이때, 스컴차단부재(20)의 상단은 수면 위에 위치하기 때문에 수면의 스컴이 배출호퍼(10)로 유입되는 것을 차단하게 된다.

처리수의 배출이 완료되면, 모터(31)가 역방향으로 구동되어 와이어(34)가 보빈(33)에 감기게 되며, 그에 따라 배출호퍼(10)가 상승하게 되며 그에 따라 스컴차단부재(20)는 도 4의 상태와 같이 배출호퍼(10)의 하단부를 막음으로써, 배출호퍼(10)와 스컴차단부재(20)는 원위치로 복귀하게 된다.

한편, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 처리수 배출장치는 반응조(1) 내의 수위를 감지하는 수위 감지센서와, 슬러지층의 높이를 감지하는 슬러지층 감지센서를 구비할 수 있다. 수위 감지센서와 슬러지층 감지센서는, 배출호퍼(10)가 하강할 때 수위 및 슬러지층의 높이를 감지하여, 수위와 슬러지층의 높이 차이가 소정치 이하가 되면, 모터(31)의 작동을 멈춰 배출호퍼(10)가 더 이상 하강되지 않도록 하거나, 하강속도를 인버터(미도시)에 의해 조정함으로써, 슬러지가 배출호퍼(10)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 처리수 배출장치에 의하면, 배출호퍼(10)의 하강 시에 스컴차단부재(20)가 부력에 의해 자동으로 수면 위로 상승하게 함으로써, 반응조(1) 수면에 형성된 스컴 및 슬러지의 배출을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 스컴 등의 유출로 인한 수질악화를 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 처리수 배출장치는, 구조가 간단하고 작동이 간편하며, 유지관리가 용이하므로, 장치의 제조비용 및 유지관리비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 연속회분식 반응조(1)에 승강 가능하게 설치되며 하단에는 외부로 연결되는 배출관(50)이 결합되어 처리수를 외부로 배출하는 배출호퍼(10);

   상기 배출호퍼(10)의 외측 둘레에 승강 가능하게 결합되어, 상기 배출호퍼(10)가 수면 아래로 하강할 때 부력에 의하여 수면 위로 승강하여 수면에 형성된 스컴이 상기 배출호퍼(10) 내로 유입되는 것을 차단하는 스컴차단부재(20); 및

   상기 배출호퍼(10)를 수면 위아래로 승강시키는 승강유닛(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수 배출장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배출호퍼(10)는 상단이 개방된 박스 형상을 가지며, 그의 정면(11) 및 배면(12)은 양 측면(14, 15)의 양단으로부터 소정 간격만큼 내측으로 들어가 설치되어 상기 스컴차단부재(20)와의 사이에 처리수의 유입 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 처리수 배출장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스컴차단부재(20)는, 내부가 비어있는 통 형상을 가지며 상기 배출호퍼 (10)의 정면(11) 및 배면(12) 전방에 승강 가능하게 결합되는 한 쌍의 부력통(21, 22)과, 상기 부력통(21, 22)들의 양단을 연결하는 한 쌍의 연결바(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수 배출장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 반응조(1)의 마주보는 내벽에 설치되는 한 쌍의 가이드레일(2)과, 상기 배출호퍼(10)의 양 측면(14, 15)에 설치되어 상기 가이드레일(2)에 구름 접촉함으로써 상기 배출호퍼(10)의 승강이동을 안내하는 롤러(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수 배출장치.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 승강유닛(30)은, 상기 반응조(1) 상부에 설치되는 모터(31)와, 상기 모터(31) 출력축에 연결되는 감속기(32)와, 상기 감속기(32)에 회전 가능하게 결합된 보빈(33)과, 상기 보빈(33)과 상기 배출호퍼(10)의 상단을 연결하는 와이어(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수 배출장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 반응조(1) 내의 수위를 감지하는 수위 감지센서와, 슬러지층의 높이를 감지하는 슬러지층 감지센서를 더 포함하며,

   상기 수위 감지센서에 의해 측정된 수위와 상기 슬러지층 감지센서에 의해 측정된 슬러지층의 높이의 차이가 미리 설정된 소정치 이하가 되면 상기 배출호퍼(10)의 하강을 정지시키거나 하강 속도를 조절함으로써 상기 배출호퍼(10)로 슬러지가 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 처리수 배출장치.

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