KR100734094B1

KR100734094B1 - 고농도 폐수 교반기

Info

Publication number: KR100734094B1
Application number: KR1020070027175A
Authority: KR
Inventors: 염승열
Original assignee: 도원환경기계(주)
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2007-06-29

Abstract

본 발명은 고농도 폐수 교반기에 관한 것으로서, 반응조의 상부에 지지되게 설치되는 지지프레임과, 지지프레임을 관통하여 반응조 내에 회전가능하게 하방으로 연장된 샤프트와, 샤프트를 회전 구동하는 구동원과, 샤프트의 하단에서 샤프트와 결합되어 있고, 샤프트를 중심으로 하방으로 진행할 수 록 외경이 확장되는 방향으로 상호 이격되게 복수개의 날개가 펼쳐지게 형성된 임펠러와, 중공을 갖으며 샤프트를 중심으로 일정거리 이격된 위치상에서 지지프레임을 통해 반응조 하방으로 일정길이 연장된 수직부분과 수직부분으로부터 임펠러의 날개의 하부 내로 진입되는 위치까지 절곡되어 연장된 절곡부분을 구비하여 중공을 통해 투입된 물질을 절곡부분의 종단을 통해 방출할 수 있도록 된 복수 개의 첨가물질 투입관과, 지지프레임과 임펠러 사이 영역상에서 첨가물질 투입관에 결합되어 임펠러에 의해 교반 및 상승되는 유체를 간섭하여 하방으로의 선회를 유도하는 방해판과, 임펠러 보다 낮은 위치에서 처리대상 폐수를 유입 받을 수 있도록 반응조에 형성된 폐수투입관을 구비한다. 이러한 고농도 폐수 교반기에 의하면 고농도 폐수와 첨가물질과의 접촉반응 효율을 높일 수 있어 교반 효율을 향상시킨다.

Description

고농도 폐수 교반기{mixer}

도 1은 본 발명에 따른 고농도 폐수 교반기를 나타내 보인 단면도이고,

도 2는 도 1의 보조 혼화공간 형성부재를 부분 발췌하여 나타내 보인 사시도이고,

도 3은 도 1의 임펠러의 평면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

110: 지지프레임 120: 샤프트

130: 임펠러 140: 제1첨가물질 투입관

150: 제2첨가물질 투입관 160: 폐수 투입관

180: 방해판 182: 초음파 발생기

본 발명은 고농도 폐수 교반기에 관한 것으로서, 상세하게는 고농도 폐수와 첨가물질과의 반응 효율을 높일 수 있도록 구조된 고농도 폐수 교반기에 관한 것이다.

교반기는 이종 물질 상호 간을 혼합하는데 이용할 수 있도록 된 것으로 통상 적으로 샤프트에 날개가 부착된 형태가 널리 이용된다.

한편, 폐수 정화처리시설의 폭기장치 또는 응집장치는 산소 또는 응집제와 처리대상 폐수와의 활발한 반응을 유도하기 위해 교반공정을 수행한다.

그런데, 폭기장치 또는 응집장치에 적용된 종래의 교반기는 반응조 내에 하방으로 연장된 샤프트에 날개를 부착한 임펠러를 회전시키면서 반응기 내에 응집제를 투입하거나 별도의 산소공급관을 통해 산소를 공급하면서 교반하도록 되어 있어, 투입된 약품 및 공기가 임펠러의 선회류를 따라 폐수와 연동되어 회전하기 때문에 폐수와 약품과의 상호 충격에 의한 혼화가 원할하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 처리대상 폐수와 첨가물질과의 반응 효율을 높일 수 있으면서도 첨가물의 공급구조가 간단한 고농도 폐수 교반기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 교반기는 반응조의 상부에 지지되게 설치되는 지지프레임과; 상기 지지프레임을 관통하여 상기 반응조 내에 회전가능하게 하방으로 연장된 샤프트와; 상기 샤프트를 회전 구동하는 구동원과; 상기 샤프트의 하단에서 상기 샤프트와 결합되어 있고, 상기 샤프트를 중심으로 하방으로 진행할 수 록 외경이 확장되는 방향으로 상호 이격되게 복수개의 날개가 펼쳐지게 형성된 임펠러와; 중공을 갖으며, 상기 샤프트를 중심으로 일정거리 이격된 위치상에서 상기 지지프레임을 통해 상기 반응조 하방으로 일정길이 연장된 수직부분과 상기 수직부분으로부터 상기 임펠러의 날개의 하부 내로 진입되는 위치까지 절곡되어 연장된 절곡부분을 구비하여 상기 중공을 통해 투입된 물질을 상기 절곡부분의 종단을 통해 방출할 수 있도록 된 복수 개의 첨가물질 투입관과; 상기 지지프레임과 상기 임펠러 사이 영역상에서 상기 첨가물질 투입관에 결합되어 상기 임펠러에 의해 교반 및 상승되는 유체를 간섭하여 하방으로의 선회를 유도하는 방해판과; 상기 임펠러 보다 낮은 위치에서 처리대상 폐수를 유입 받을 수 있도록 상기 반응조에 형성된 폐수투입관;을 구비한다.

바람직하게는 상기 반응조 내에 초음파를 인가할 수 있는 초음파 발생기;를 더 구비한다.

또한, 상기 첨가물질 투입관의 상기 절곡부분과 상기 절곡부분으로부터 상기 수직부분 일부가 수용되게 결합되어 상기 임펠러가 내부에 수용될 수 있는 원통형 내부 수용공간을 갖게 형성되되 저면 중앙에 상기 내부 수용공간과 연통되게 형성된 하부홀과, 상기 첨가물질 투입관과 상기 샤프트 사이에 상기 내부 수용공간과 연통되되 상호 이격되게 형성된 복수개의 상부홀을 갖는 보조 혼화공간 형성부재;를 더 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고농도 폐수 교반기를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고농도 폐수 교반기를 나타내 보인 단면도이고, 도 2는 도 1의 보조 혼화공간 형성부재를 부분 발췌하여 나타내 보인 사시도이고, 도 3 은 도 1의 임펠러의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 교반기(100)는 지지프레임(110), 샤프트(120), 임펠러(130), 제1 및 제2 첨가물질 투입관(140)(150) 및 폐수 투입관(160)을 구비한다.

지지프레임(110)은 상방이 열린 반응조(200)의 상부에 안착되어 지지될 수 있게 설치되어 있다.

샤프트(120)는 지지프레임(110)을 관통하여 반응조(200) 내에 회전가능하게 하방으로 연장되어 있다. 참조부호 123은 지지프레임(110)과 샤프트(120) 사이에 결합된 베어링이다.

샤프트(120)는 구동원으로 적용된 모터(M)(125)에 의해 회전될 수 있게 모터(125)와 결합되어 있다.

도시된 예와 다르게 모터(125)에서 발생되는 회전력을 벨트, 체인과 같은 동력전달수단에 의해 회전력을 샤프트(120)로 인가할 수 있는 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.

임펠러(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 샤프트(120)의 하단에서 샤프트(120)를 중심으로 하방으로 진행할 수 록 외경이 확장되는 방향으로 펼쳐지게 복수개의 날개(131)가 원주방향을 따라 상호 이격되게 형성되어 있다.

임펠러(130)의 날개(131)에 의해 형성되는 하부의 내측공간(135)은 첨가물질과 폐수와의 초기 혼화 반응이 이루어지는 영역을 제공한다.

제1 및 제2 첨가물질 투입관(140)(150)은 지지프레임(110)에 상호 이격되게 설치되어 있다.

바람직하게는 제1 및 제2 첨가물질 투입관(140)(150)은 샤프트(120)를 중심으로 상호 대칭되는 위치에 지지프레임(110)에 고정되게 설치된다.

제1 및 제2 첨가물질 투입관(140)(150)은 중공(141)(151)을 갖는 구조로 되어 있다.

제1 및 제2 첨가물질 투입관(140)(150)을 구분해 보면, 수직부분(143)(153), 절곡부분(145)(155)을 갖는다.

수직부분(143)(153)은 샤프트(120)를 중심으로 일정거리 이격된 위치상에서 지지프레임(110)을 통해 임펠러(130)의 날개(131)보다 더 하방으로 연장되어 있다.

절곡부분(145)(155)은 수직부분(143)(153)으로부터 임펠러(130)의 날개부(131)에 의해 형성되는 내측 공간(135) 내로 진입되게 절곡되어 있고 종단이 열린 구조로 되어 있다.

또한, 제1 및 제2 첨가물질 투입관(140)(150)의 노즐 역할을 하는 종단(147)(157)의 개구는 중심선이 일치하도록 상호 이격되어 대향되게 배치되어 있다.

첨가물질 투입관(140)(150)은 투입하고자 하는 첨가물질의 수에 따라 120도 간격으로 세개 또는 90도 간격으로 4개 등 예시된 수와 다르게 설치된 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.

첨가물질 투입관(140)(150)의 중공(141)(151)을 통해 투입되는 첨가물질은 공기, 응집제와 같이 기체, 액체, 고형물 또는 이들의 혼합체 등 다양한 형태가 적 용될 수 있다.

보조 혼화공간 형성부재(170)는 첨가물질 투입관(140)(150)의 절곡부분(145)(155)과 절곡부분(145)(155)으로부터 도시된 예와 같이 임펠러(130)의 상단 높이에 해당하는 수직부분(143)(153) 일부가 수용되게 결합되어 있다.

보조 혼화공간 형성부재(170)은 임펠러(130)가 내부에 수용될 수 있는 원통형 내부 수용공간(172)을 갖게 형성되어 있다. 또한, 보조 혼화공간 형성부재(170)는 저면(173) 중앙에 내부 수용공간(172)과 연통되게 형성된 하부홀(174)과, 상면(176)에 첨가물질 투입관(140)(150)과 샤프트(120) 사이에 내부 수용공간(172)과 연통되되 상호 이격되게 형성된 복수개의 상부홀(177)이 형성되어 있다.

이러한 보조 혼화공간 형성부재(170)는 첨가물질 투입관(140)(150)을 통해 분사되는 첨가물질과, 폐수 유입관(160)을 통해 유입되어 하부홀(174)을 통해 유입되는 폐수가 임펠러(130)의 선회에 의해 혼화되는 구획 공간을 제공한다.

방해판(180)은 지지프레임(110)과 임펠러(130) 사이 영역상에서 첨가물질 투입관(140)(150)의 수직부분(143)(153)에 고정되게 결합되어 있다.

방해판(180)은 임펠러(130)에 의해 교반되고 보조 혼화 공간 형성부재(170) 내에서 혼화된후 상부홀(177)을 통해 및 상승되는 유체를 간섭하여 하방으로의 선회를 유도하는 기능을 한다.

폐수투입관(160)은 반응조(200)내에 처리대상 폐수를 투입할 수 있도록 설치되면 되고, 바람직하게는 임펠러(130) 보다 낮은 위치에 형성된다.

또한, 폐수투입관(160)은 보조 혼화 공간 형성부재(170)의 하부홀(174)에 대 응되는 위치에서 상부로 분출할 수 있도록 분출할 수 있음은 물론이다.

초음파 발생기(182)는 반응조(200) 내에 초음파를 인가할 수 있도록 설치되어 있고, 도시된 예에서는 방해판(180)의 저면에 설치되어 있다.

참조부호 190은 배출관이다.

이하에서는 이러한 교반기(100)의 동작을 처리대상 고농도 폐수가 폐수유입관(160)을 통해 반응조(200) 내로 유입시키고, 첨가물질 투입관(140)(150)을 통해 공기 및 응집제를 각각 공급하여 교반하는 경우를 예로 하여 설명한다.

이 경우 공기공급장치(미도시) 및 응집제 공급장치(미도시)는 첨가물질 공급관(140)(150)의 중공(141)(151)을 통해 공기 및 응집제를 공급할 수 있도록 결합된다.

모터(125)를 구동하면 샤프트(120)의 회전에 의해 임펠러(130)는 선회한다.

임펠러(130)가 선회하면 날개(131)의 선회방향에 대응되어 원주방향으로 선회하는 선회력이 발생된다. 또한, 임펠러(130)의 회전에 의해 임펠러(130)의 중앙부분에는 진공이 발생하여 보조 혼화공간 형성부재(170)의 저면에 형성된 하부홀(174)을 통해 상승기류가 유도된다.

따라서, 첨가물질 투입관(140)(150)을 통해 공급되어 종단(147)(175)을 통해 상호 대향되게 분사되는 공기 및 응집제는 상호 충돌한 후 날개(131)의 내측공간(135) 내로 유입된다. 이 과정에서 폐수 유입관(160)을 통해 유입된 후 보조 혼화공간 형성부재(170)의 저면에 형성된 하부홀(174)을 통해 상승되는 처리대상 폐수도 공기 및 응집제와 상호 혼합되면서 날개(131) 내로 상승된다. 날개(131)의 회 전에 의해 처리대상 폐수, 공기 및 응집제는 상호 충돌되면서 혼합된 후 날개(131) 사이의 공간을 통해 상승하면서 보조 혼화공간 형성부재(170)의 상부홀(177)을 통해 배출된다.

이 과정에서 임펠러(130)에 의해 선회력이 발생되는 보조 혼화공간 형성부재(170)의 내부수용 공간(172)내에서는 공기, 응집제 및 폐수의 상호 충돌 및 교반에 의해 상호 미세하게 분쇄 혼합된다.

또한, 보조 혼화공간 형성부재(170)의 상부홀(177)을 통해 상승하는 공기, 응집제 및 폐수 혼합체는 방해판(180)에 의해 하부로 선회되고, 이때 초음파 발생기(182)에 의해 다시 미세하게 분쇄 혼합되면서 산소의 용해도 및 폐수의 응집처리가 효율적으로 이루어진다.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 고농도 폐수 교반기에 의하면 고농도 폐수와 첨가물질과의 접촉반응 효율을 높일 수 있어 교반 효율을 향상시킨다.

Claims

반응조의 상부에 지지되게 설치되는 지지프레임과;

상기 지지프레임을 관통하여 상기 반응조 내에 회전가능하게 하방으로 연장된 샤프트와;

상기 샤프트를 회전 구동하는 구동원과;

상기 샤프트의 하단에서 상기 샤프트와 결합되어 있고, 상기 샤프트를 중심으로 하방으로 진행할 수 록 외경이 확장되는 방향으로 상호 이격되게 복수개의 날개가 펼쳐지게 형성된 임펠러와;

중공을 갖으며, 상기 샤프트를 중심으로 일정거리 이격된 위치상에서 상기 지지프레임을 통해 상기 반응조 하방으로 일정길이 연장된 수직부분과 상기 수직부분으로부터 상기 임펠러의 날개의 하부 내로 진입되는 위치까지 절곡되어 연장된 절곡부분을 구비하여 상기 중공을 통해 투입된 물질을 상기 절곡부분의 종단을 통해 방출할 수 있도록 된 복수 개의 첨가물질 투입관과;

상기 지지프레임과 상기 임펠러 사이 영역상에서 상기 첨가물질 투입관에 결합되어 상기 임펠러에 의해 교반 및 상승되는 유체를 간섭하여 하방으로의 선회를 유도하는 방해판과;

상기 임펠러 보다 낮은 위치에서 처리대상 폐수를 유입 받을 수 있도록 상기 반응조에 형성된 폐수투입관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 고농도 폐수 교반기.
제1항에 있어서, 상기 반응조 내에 초음파를 인가할 수 있는 초음파 발생기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고농도 폐수 교반기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 첨가물질 투입관의 상기 절곡부분과 상기 절곡부분으로부터 상기 수직부분 일부가 수용되게 결합되어 상기 임펠러가 내부에 수용될 수 있는 원통형 내부 수용공간을 갖게 형성되되 저면 중앙에 상기 내부 수용공간과 연통되게 형성된 하부홀과, 상기 첨가물질 투입관과 상기 샤프트 사이에 상기 내부 수용공간과 연통되되 상호 이격되게 형성된 복수개의 상부홀을 갖는 보조 혼화공간 형성부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고농도 폐수 교반기.