이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하수 또는 폐수처리장의 회분식 반응조에 있어서, 상기 반응조의 내부로 처리수 배출 웨어(weir)와 처리수를 방출하는 방류구를 형성한 디켄터 몸체부와 상기 디켄터 몸체부와 결착되고 수표면보다 일정 높이 이상까지 위치하여 수표면상의 부유물질을 차단하는 스컴차단 배플(scum baffle)로 구성된 디켄터(decanter)와, 상기 디켄터의 방류구와 연통된 처리수 배출관과 에어벤트로 이루어진 처리수 배출부를 구성하고, 상기 디켄터를 상기 반응조의 수위에 따라 상·하 이동시킬 수 있도록 이동장치 지지부와 이동장치 동력부 그리고 디켄터 이동부로 구성된 디켄터 상·하 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동형 처리수 배출장치를 제공한다.
상기 처리수 배출부의 배출관은 상기 디켄터의 상·하 이동에 따른 처리수의 누수와 관의 손상을 막을 수 있도록 유동적이며 주름관 호스나 실린더 하우징으로 구성한다.
그리고, 상기 디켄터 상·하 이동장치의 이동장치 지지부는 상기 반응조의 상부에 받침대로 고정되어 설치된 창틀 형상의 이동장치 지지틀로 구성되며, 상기 이동장치 동력부는 상기 이동장치 지지틀의 일측으로 체인벨트 및 구동모터등으로 이루어지고 상기 이동장치 지지틀의 상부틀 중간에 회전가능하게 결합된 TM 나사를 포함한다. 상기 TM 나사는 이송나사(Feed screw)로서 스크류축과 너트로 구성되어 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 부품의 위치를 이동시키는 목적으로 사용되는 것으로 구동모터에서 발생하는 구동력을 전달 받아 회전운동을 상·하 직선운동으로 바꾼다.
또한, 상기 디켄터 이동부는 상기 지지틀의 좌·우틀에 등간격으로 고정결합된 좌·우 가이드레일과 일정 크기를 가진 판으로 상기 TM 나사의 너트와 고정결합되고 상기 디켄터와 지지대로 고정결합되어 상기 가이드 레일을 따라 디켄터를 상·하 이동시키는 이동판으로 구성된다.
그리고, 상기 좌·우 가이드레일의 상측과 하측에 리미트 스위치를 형성하여 상기 디켄터의 이동구역을 설정함으로 배출수위 및 수량을 조절하고 상기 반응조의 외부로 상기 구동모터와 회로연결된 PLC(자동제어장치)를 구성하여 구동모터의 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 자동제어장치는 구동모터의 회전수나 시간을 제어하여 배출수의 수량을 조절할 수 있다.
일반적으로 5개의 단계인 유입(fill),반응(react), 침전(settle), 배출(draw), 휴지(idle)를 하나의 반응조에서 수행하는 회분식 활성슬러지법에서의 과정을 수행하는 반응조에서 상기 유동형 처리수 배출장치를 이용한 배출과정을 살펴보면 다음과 같다.
디켄터 이동장치를 이용하여 상기 디켄터를 하향이동시켜 상기 디켄터의 배출웨어를 통해 반응조 내의 처리수가 유입가능한 위치로 이동시킨다. 이때 상기 디켄터의 이동속도는 상기 반응조 수위의 저하속도와 같게 구동모터를 인버터조절 또는 감속기어의 조절을 통하여 속도조절을 하며, 상기 디켄터는 TM 나사와 가이드 레일을 따라 하부 리미트 스위치까지 하향이동하게 된다. 수위저하속도와 일정한 속도로 하향하는 디켄터로 상기 반응조 내의 상등수는 스컴차단배플의 하부를 통하여 상기 디켄터의 몸체부의 상부에 제작된 배출웨어를 월류하기 때문에 수표면상의 부유물질은 상기 스컴차단배플에 의해 완전히 차단된다.
상기 디켄터의 내부로 유입된 처리수는 방류구와 처리수 배출관을 통하여 방류하게 되고 설정된 일정시간 경과 후 상기 디켄터의 배출웨어와 반응조 내의 상등수 수위가 같게 되어 처리수 배출을 차단할 기타 장치의 작동없이 처리수 배출은 정지하게 된다. 이후 상기 디켄터는 상부 리미트 스위치까지 상향이동하여 상기 반응조의 수면 위에 정지한 후 다음 처리수의 배출주기까지 대기하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유동형 처리수 배출장치를 나타내는 사시도이고, 도 2(a)(b)는 본 발명에 따른 유동형 처리수 배출장치의 상·하 이동하는 상태를 나타낸 단면도이며, 도 3(a)(b)는 본 발명에 따른 또다른 실시예의 처리수 배출관을 사용한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 유동형 처리수 배출장치의 처리수 배출과정을 보여주는 상태도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유동형 처리수 배출장치(1)는 하수 또는 폐수처리장의 회분식 반응조(10)에 상기 반응조(10)의 처리수가 월류되어 내부로 유입될 수 있는 배출 웨어(112)와 하부로는 유입된 처리수를 방출하는 방류구(111:도 3a)를 형성한 디켄터 몸체부(110: 도 3a)와 상기 디켄터 몸체부(110)의 측면부와 일정 간격 이격되고 하부가 개구된 형태로 결합된 스컴차단 배플(120)로 이루어진 디켄터(100)와 상기 디켄터(100)의 방류구(111)와 연결된 처리수 배출관(131)과 상기 처리수 배출관(131)과 연통되게 연결되고 반응조의 일측에 결합되어 처리수를 상기 반응조의 외부로 배출하는 에어벤트(132)로 이루어진 처리수 배출부(130)를 구성한다.
또한, 상기 디켄터(100)의 상부로 상기 반응조(10)의 상부측에 고정결합되어 상기 디켄터(100)를 상·하 이동시킬수 있도록 이동장치 지지부(220)와 상기 이동장치 지지부(220)의 일측에 형성되어 구동력을 제공하는 이동장치 동력부(210)와 상기 이동장치 지지부(220)에 결착되고 상기 디켄터(100)와 일정길이의 지지대 (233)로 고정결합되어 상기 이동장치 동력부(210)로 부터 구동력을 전달받아 상기 디켄터(100)를 직접 상하로 이동시키는 역할을 하는 디켄터 이동부(230)로 구성된 디켄터 상·하 이동장치(200)를 포함하여 구성된다.
상기 디켄터 이동장치(200)에서 상기 이동장치 지지부(220)는 상기 반응조(10)의 상부측에 받침대(223)로 고정 설치되고 상기 반응조(10)의 깊이와 대응되는 일정 높이를 가지는 창틀 형상의 이동장치 지지틀(221)로 구성되며, 상기 이동장치 동력부(210)는 상기 이동장치 지지틀(221)의 상부틀(221a) 사이에 수직하게 회전가능하도록 결합되고 회전력을 상·하 직선운동으로 바꾸는 TM 나사(213)를 포함하며 상기 TM 나사(213)의 후방부에 위치하여 상기 TM 나사(213)에 구동력을 전달하는 체인벨트(211) 및 구동모터(212)로 이루어진다.
그리고, 상기 이동장치의 이동부(230)는 상기 지지틀의 높이와 같은 길이로 상기 지지틀의 좌우틀에서 등간격으로 상기 지지틀(221)에 고정결합된 좌·우 가이드레일(232)과 상기 TM 나사(213)와 상기 가이드 레일(232)에 이동가능하게 결합될 수 있는 일정 크기를 가지고 상기 디켄터(100)와 일정 길이의 하나 또는 그 이상의 지지대(233)로 고정결합되어 상기 TM 나사(213)의 회전력을 상·하 직선운동으로 바꾸는 움직임에 따라 상기 가이드 레일(232)을 타고 상기 디켄터(100)를 상·하로 직접 이동시키는 이동판(231)으로 구성된다.
또한, 상기 이동장치 동력부(210)에는 인버터(inverter) 혹은 감속기어(도시되지 않음.)를 구성하여 상기 구동모터(212)의 속도조절을 통하여 상기 TM 나사(213)의 회전력을 조절함으로써 상기 반응조(10)의 배출되는 처리수의 양에 따라 변하는 수위의 저하속도와 같게 상기 디켄터(100)를 상·하로 이동시킬 수 있게 한다.
그리고, 상기 좌·우 가이드 레일(232)의 한쪽 상단부에는 상기 이동판(231)이 상향이동하는 최고점에 상기 이동판의 상부측과 접촉되고 구동모터(212)와 회로연결된 상부 리미트 스위치(240a)를 형성하고 상기 가이드 레일(232)의 한쪽 하단부에는 상기 이동판(231)이 하향이동하는 최저점에 구동모터(212)와 회로연결된 하부 리미트 스위치(240b)를 형성하여 상기 이동판(231)의 상·하 이동구역을 설정하고 상기 구동모터(212)를 제어할 수 있도록 한다. 상기 하부 리미트 스위치(240b)는 상기 가이드 레일(232)을 따라 이동설치가 가능하여 상기 반응조(10)의 용량에 따라 이동구역의 설정이 자유롭도록 한다.
상기 반응조(10)의 외부로는 또한 상기 동력부(210)의 구동모터(212)와 회로연결되는 PLC(자동제어장치)를 구성하여 상기 이동판(231)이 하부 리미트 스위치(240b)에 접촉되지 않더라도 상기 PLC(250)에 설정된 배출시간에 따라 최대 배출시간 경과 후 상기 디켄터(100)를 자동 상향이동 시켜 배출과정을 중단하고 다음 배출과정까지 대기할 수 있게 한다.
상기 처리수 배출부(130)의 처리수 배출관(131)은 상기 디켄터(100)의 상·하 이동에도 연통되는 디켄터의 방류구(111)와 에어벤트(132)와의 결합부분에 누수가 발생하지 않도록 하기 위해서 유동적인 움직임을 가지는 자바라식 주름관 호스(131')를 처리수 배출관(131)으로 사용한다.
또한, 도 3(a)(b)를 참조하여 살펴보면 상기 처리수 배출관(131)은 누수와 손상을 방지하기 위해 경질의 재료를 사용하여 실린더 하우징을 사용하는데 소정크기의 내경을 가지는 외부 실린더 하우징(131a)을 상기 에어벤트(132)와 연통되게 연결하고 상기 외부실린더 하우징(131a)의 내부로 포함될 수 있는 크기의 내경을 가지는 내부 실린더 하우징(131b)을 상기 디켄터의 방류구(111)와 연통되게 연결하여 상기 디켄터(100)의 상·하 이동에 따라 상기 내부 실린더(131b)가 외부 실린더(131a)안으로 삽입될 수 있어 유동적인 움직임을 가지게 한다.
상기 외부 실린더 하우징(131a)과 내부 실린더 하우징(131b)의 결합위치는 장치의 효율성에 따라 바뀔 수 있으며, 상기 외·내부 실린더 하우징(131a,131b)의 결합부위 외부로 소정크기의 고무자바라(131c)를 누수현상이 발생하지 않게 실링용 밴등을 이용하여 완전히 감싸고 상기 외부 실린더 하우징(131a)과 삽입되는 내부 실린더 하우징(131b)의 사이에 발생하는 공간부에는 외부실린더(131a)의 내주면상으로 진동과 소음을 방지 하기 위한 방진재(131d)를 형성한다.
따라서, 상기 디켄터(100)의 상 ·하 이동에도 상기 내부 실린더 하우징(131b)이 외부 실린더 하우징(131a) 내로 상 ·하 왕복운동을 하며 삽입되므로 유동적인 디켄터(100)의 움직임에도 누수현상과 관의 손상을 방지하고 전체 처리수 배출장치(1)의 효율성을 증가시킨다.
본 발명에 따른 유동형 처리수 배출장치(1)의 처리수 배출과정을 살펴보면 다음과 같다.
반응조(10) 내의 배출주기가 되면 디켄터 이동장치(200)를 이용하여 디켄터(100)는 이동판(231)이 TM 나사(213)와 가이드 레일(232)을 따라 이동함에 유도되 어 상기 디켄터(100)의 배출웨어(112)를 통해 반응조 내의 처리수가 유입가능한 위치까지 이동된다. 이때 상기 디켄터(100)의 이동속도는 구동모터(212)를 인버터조절 또는 감속기어의 조절(도시하지 않음.)을 통하여 속도조절을 하여 상기 반응조 수위의 저하속도와 같게 한다.
상기 반응조 내 수표면 상의 부유물질(20)은 수표면보다 일정 높이 이상까지 위치한 스컴차단배플(120)에 의해 완전히 차단되고, 상기 스컴차단배플(120)의 개구된 하부를 통해 상기 배출웨어(112)를 월류하여 내부로 유입된 처리수는 방류구(111)와 처리수 배출관(131)을 통하여 에어벤트(132)로 유도되어 상기 반응조의 외부로 배출되게 된다. 상기 디켄터(100)는 반응조 수위의 저하속도와 같은 속도로 이동되어 상기 하단 하부 리미트 스위치(240b)에 상기 이동판(231)의 하측이 접촉할 때까지 배출과정을 수행하게 된다. 설정된 일정시간 경과 후 상기 하부 리미트 스위치(240b)에 상기 이동판(231)의 하측이 접촉하게 되면 상기 디켄터의 배출웨어(112)와 상기 반응조 내의 상등수 수위가 같게 되어 처리수 배출을 차단할 기타 장치의 작동없이 처리수 배출과정은 정지하게 된다.
이후 상기 동력부(210)의 구동모터(212)는 역회전 구동되어 상기 디켄터(100)는 상부 리미트 스위치(240a)까지 상향이동하게 되며 상기 반응조(10)의 수면 위에 정지한 후 다음 처리수의 배출주기까지 대기하게 된다.
상기 반응조(10)의 외부에 설치된 PLC(자동제어장치)는 상기 이동판(231)이 하부 리미트 스위치(240b)에 접촉되지 않더라도 상기 PLC(250)에 설정된 배출시간에 따라 최대 배출시간 경과 후 상기 디켄터(100)를 자동 상향이동시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.