KR100752531B1 - 경사판식 침전조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사판식 침전조에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 경사판의 구조 개선을 통해 중력은 물론 유체항력이나 관성력이 슬러지 침전작용에 함께 작용될 수 있도록 하여 슬러지 침전효율을 보다 큰 폭으로 향상시킬 수 있도록 마련된 경사판식 침전조를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 경사판식 침전조는 유체 중에 포함된 슬러지를 침전시키기 위해 침전공간과, 상기 침전공간에 비스듬히 누운 상태에서 상기 침전공간을 지나는 유체의 흐름방향과 교차하는 방향을 따라 일정간격 상호 이격되게 배치되는 복수개의 경사판을 구비하고, 상기 경사판의 상향면에는 상기 경사판 사이를 통과하는 유체가 순환류를 형성하도록 이웃하는 경사판의 하향면과 소정간격 이격되도록 수직 연장되고 연장방향 끝단이 이웃하는 상기 경사판의 하향면과 평행하도록 마련된 순환류형성핀이 마련된다.

Description

경사판식 침전조{AN INCLINED PLATE TYPE SETTLING TANK}

도 1은 종래 경사판식 침전조의 구조를 나타낸 것으로, 경사판의 사시도와유체의 흐름방향을 도시한 것이다.

도 2는 종래 경사판식 침전조의 구조를 나타낸 것으로, 경사판의 유체의 흐름방향 쪽에서 바라본 정면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 경사판식 침전조의 구조를 나타낸 것으로, 경사판의 사시도와 유체의 흐름방향을 도시한 것이다.

도 4는 도 3의 일부를 확대 도시한 평면도로, 순환류의 형성과정을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 경사판식 침전조에 채용될 수 있는 여러 가지 형태의 경사판의 구조가 표로 나타낸 것이다.

도 6은 도5의 표시도니 표에 따라 각기 다른 형태를 갖는 경사판을 침전조에 설치하였을 때 슬러지 침전 제거율의 실험치를 그래프로 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사판의 요부 구조를 도시한 평면도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경사판의 요부 구조를 도시한 평면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 경사판 20: 순환류형성핀

30: 핀포켓 21,22: 순환류유도부

본 발명은 경사판식 침전조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침전조 내부에 복수의 경사판을 설치하고 이러한 경사판 사이로 오폐수를 유동시켜 슬러지의 침강 거리를 단축시키도록 마련된 경사판식 침전조에 관한 것이다.

일반적으로 오폐수정화처리 시스템에서는 물리적 처리, 화학적 처리, 생물학적 처리방법 등이 사용되고 있고, 이중 물리적 처리는 오폐수에 포함되어 있는 고체입자 슬러지를 물과 분리하는데 그 목적이 있다.

이러한 물리적 처리방법에는 통상 침전조나 스크린 등의 기계적인 장치가 사용되며, 이중 침전조는 오폐수 처리장치에서 무거운 슬러지 입자를 중력에 의해 침전시켜 상부의 상등수 만을 얻기 위하여 사용되고 있는데, 이러한 침전조는 침전면적을 확대시키고 슬러지의 침강속도를 증가시키기 위하여 내부에 경사판이 삽입된 경사판식이 주로 이용되고 있다.

도 1과 도 2에는 이러한 종래 경사판식 침전조의 구조가 도시된다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 경사판식 침전조는 통상 소정의 침전공간()을 구비하고, 이러한 침전공간에는 비스듬히 누운 상태의 복수개의 경사 판(1)이 화살표로 나타낸 오폐수의 흐름방향과 교차하는 방향을 따라 소정간격 상호 이격되도록 설치된다.

이러한 구조를 통해 상기 경사판(1) 사이로 오폐수를 흘려보내게 되면, 경사판을 지나는 과정 중에 오폐수에 포함된 슬러지가 중력에 의해 하부로 이동하며 경사판(1)에 안착되고, 일단 경사판(1)에 안착된 슬러지는 경사판(1) 외면을 따라 경사판(1) 하부로 유동하여 수집된다.

따라서 이러한 경사판식 침전조에서는 침전조의 수심을 H라고 했을 때 슬러지의 침강거리가 h로 짧아지게 되면서 슬러지의 침강시간이 단축되므로 슬러지 침전효율이 향상되도록 한다.

그러나 이러한 종래 경사판식 침전조는 상기 경사판(1)의 구조상 슬러지에 작용하는 단순한 중력효과만을 이용한 것이기 때문에, 침전효율을 보다 큰 폭으로 향상시키는데 많은 한계가 있었다. 즉, 흐르는 물중의 고체입자에는 중력은 물론 물의 흐름작용에 따른 항력 및 관성력 등의 외력도 함께 작용하게 되며, 고체입자의 운동은 이러한 여러 가지 인자의 영향을 동시에 받게 되는데, 상술한 종래 경사판식 침전조의 경우에는 상기 경사판(1)의 구조가 경사판을 통과하는 오폐수의 흐름을 정적인 층류상태로 형성하도록 마련되어 있어 상기 여러 가지 인자에 대한 고려 없이 단순히 중력 작용만을 통해 슬러지가 침전되도록 하고 있기 때문에, 슬러지의 침전효율을 더욱 큰 폭으로 향상시킬 수 없게 되는 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 경사판 의 구조 개선을 통해 중력은 물론 유체항력이나 관성력이 슬러지 침전작용에 함께 작용될 수 있도록 하여 슬러지 침전효율을 보다 큰 폭으로 향상시킬 수 있도록 마련된 경사판식 침전조를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 경사판 침전조는 유체 중에 포함된 슬러지를 침전시키기 위해 침전공간과, 상기 침전공간에 비스듬히 누운 상태에서 상기 침전공간을 지나는 유체의 흐름방향과 교차하는 방향을 따라 일정간격 상호 이격되게 배치되는 복수개의 경사판을 구비하고, 상기 경사판의 상향면에는 상기 경사판 사이를 통과하는 유체가 순환류를 형성하도록 이웃하는 경사판의 하향면과 소정간격 이격되도록 수직 연장되고 연장방향 끝단이 이웃하는 상기 경사판의 하향면과 평행하도록 마련된 순환류형성핀이 마련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 순환류형성핀은 상기 경사판의 길이방향을 따라 일정간격 상호 이격된 복수개로 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 이웃하는 상기 순환류형성핀 사이의 거리와, 상기 순환류형성핀의 연장 폭과, 상기 순환류형성핀의 연장방향 쪽 끝단과 상기 순환류형성핀의 연장방향 쪽에 이웃하도록 배치된 경사판의 하향면 사이의 거리의 비는 6 : 6 : 4 인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 순환류형성핀의 연장방향 끝단에는 상기 경사판 사이로 유입되는 상기 유체의 유입방향으로 소정의 예각을 이루도록 밴딩연장되어 순환류의 형성을 촉진시키는 순환류유도부가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 순환류유도부는 상기 순환류형성핀의 연장방향 끝단으로부터 절곡밴딩된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 순환류유도부는 상기 순환류형성핀의 연장방향 끝단으로부터 만곡밴딩된 것을 특징으로 한다.

다음은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 경사판식 침전조는 오폐수 정화 시스템에 채용되는 것으로, 물리적 처리과정과 화학적 처리과정과 생물학적 처리과정을 포함하는 오폐수정화 처리과정 중 물리적 처리과정에 사용되어 오폐수에 포함되어 있는 고체입자 슬러지를 물과 분리하는데 사용된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 경사판식 침전조는 소정의 침전공간과, 이러한 침전공간에 설치되는 복수개의 경사판(10)을 구비한다.

상기 경사판(10)은 비스듬히 누운 상태에서 오폐수의 흐름방향과 교차하는 방향을 따라 소정간격 상호 이격된 복수개로 설치되는데, 이러한 경사판(10)은 침전조의 높이방향을 따라 상하 다층구조를 이루도록 배치될 수도 있다.

이러한 경사판(10)은 기본적으로 침전조의 침전면적을 확대시키고 슬러지의 침강속도를 증가시키기 위하여 마련된 것으로, 이러한 경사판(10) 사이를 통과하는 오폐수에 포함된 슬러지는 중력작용을 통해 하부로 이동하며 경사판(10)에 안착되고, 일단 경사판(10)에 안착된 슬러지는 경사판(10) 외면을 따라 경사판 하부로 유동하여 수집된다.

한편, 본 실시예에 있어서 상기 경사판(10)의 상향면에는 경사판(10) 사이를 통과하는 유체가 순환류를 형성하도록 하기 위해 이웃하는 경사판(10)의 하향면과 소정간격 이격되도록 수직 연장되는 순환류형성핀(20)이 마련되며, 이러한 순환류형성핀(10)은 연장방향 끝단이 이웃하는 경사판(10)의 하향면과 평행하도록 마련되어 경사판(10)의 길이방향을 따라 일정간격 상호 이격된 복수개로 마련된다.

이러한 순환류형성핀(20)의 구성은 상기 순환류형성핀(20) 사이에 형성되는 핀포켓(30) 쪽에서 소용돌이식 순환류가 형성하도록 하여 오폐수에 포함되어 있는 슬러지가 이러한 순환류를 따라 더욱 신속하게 침강할 수 있도록 함으로써 종래 일반 경사판식 침전조보다 슬러지의 침전효율이 큰 폭으로 향상되도록 하는데, 상기 순환류형성핀(20)은 상기 경사판(10)에 부착될 수도 있으며, 바람직하게는 상기 경사판(10)과 일체로 사출성형되어 별도의 부착작업이 필요치 않도록 하는 것이 좋다.

도 4를 참조하여 상기 순환류의 형성과정을 상세히 설명하자면 다음과 같다.

참고로 이하에서는 설명상의 편의를 위해 일측 경사판(10)을 제1경사판(10A)이라 하고, 이러한 제1경사판(10A)에 형성되는 이웃하는 2개의 순환류형성핀(20)을 오폐수의 유입방향에 근접한 순으로 제1순환류형성핀(20A)과 제2순환류형성핀(20B)이라 칭하겠다. 또 이러한 순환류형성핀(20)의 연장방향 쪽에 이웃하도록 배치된 경사판(10)을 제2경사판(10B)이라 설정하겠다. 또 도 4에 있어서, 실선화살표는 오폐수의 흐름을 나타낸 것이고, 점선화살표는 슬러지의 이동방향을 표시한 것이다.

오폐수의 유입방향을 따라 최초 제2경사판(10B)과 제1순환류형성핀(20A) 사 이로 유입되는 오폐수 중 제2경사판(10B)에 인접한 A 영역을 통과하는 오폐수는 제1 및 제2순환류형성핀(20A,20B)의 간섭을 거의 받지 않게 되므로, 오폐수유입방향을 따라 평행하게 이동하는 평행층류를 형성하게 되고, 이러한 평행층류 쪽 슬러지는 평행층류를 따라 유동하며 중력작용에 의해 하측으로 침강하게 된다.

반면 이와 달리 상기 A 영역과 제1 및 제2순환류형성핀(20A,20B) 사이의 B 영역을 통과하게 되는 오폐수는 제1순환류형성핀(20A)의 연장방향 끝단의 간섭에 의해 와류를 형성하게 되는데, 이러한 와류 쪽 슬러지는 오폐수의 흐름방향 반대 쪽으로 가해지는 저항력 즉 항력과 오폐수의 흐름방향으로 진행하려는 관성력을 통해 다소 정체된 상태에서 와류를 따라 유동하면서 침강하게 되고, 이때 상기 A 영역에서 침강하는 슬러지 역시 이러한 와류에 편승하게 된다.

한편 이러한 와류를 따라 상기 B 영역을 통과하는 오폐수 중 일부는 제2순환류형성핀(20B)을 지나치게 되고, 나머지 일부는 제2순환류형성핀(20B)과 충돌하게 되면서 상기 핀포켓(30)으로 진입되며, 핀포켓(30)으로 진입된 오폐수는 제2순환류형성핀(20B)--제1 및 제2순환류형성핀(20A,20B) 사이의 제1경사판(10A) 상향면--제1순환류형성핀(20A)에 순차적으로 가이드되며 완만한 순환류를 형성하게 된다. 따라서 상기 와류를 따라 침강하던 슬러지는 이러한 순환류를 따라 침강하면서 보다 신속하게 상기 제1경사판(10A)의 상향면에 침적되고, 이와 같이 제1경사판(10A)에 침적된 슬러지는 제1경사판(10A)의 상향면을 따라 경사판(10) 하부로 미끄러져 배출된 상태로 수집되며, 이러한 과정은 상기 제1 및 제2순환류형성핀(20A,20B) 사이는 물론 각 순환류형성핀(20) 사이의 핀포켓(30)에서 연속적으로 동시에 이루어지 게 된다.

따라서 이와 같이 순환류형성핀(20)을 구비하는 경사판(10)을 채용하게 되면, 중력작용은 물론 향력과 관성력이 함께 슬러지의 침강을 가속화시키게 되어 슬러지의 침전속도가 단축될 뿐만 아니라 경사판식 침전조의 규모를 기존 보다 작게 형성하더라도 소정시간 내에 종래 경사판식 침전조 이상으로 많은 량의 슬러지를 침전시킬 수 있게 되는 등 전체적인 경사판식 침전조의 슬러지 침전효율이 큰 폭으로 향상될 수 있게 된다.

또 다시 도 4를 참고하면, 이러한 경사판(10)의 경우 제1 및 제2순환류형성핀(20A,20B) 사이의 거리가 너무 멀게 형성될 경우 와류가 제2순환류형성핀(20B)에 충돌하기 전 운동력을 상실하게 되면서 순환류가 잘 형성되지 않게 될 우려가 있다. 또 제1 및 제2순환류형성핀(20A,20B)과 이웃하는 제2경사판(10B)의 하향면 사이의 거리가 너무 멀게 형성될 경우에는 평형층류가 과도하게 큰 영역에게 걸쳐 형성되면서 평형층류 쪽 슬러지의 침전율이 저하될 수 있으며, 반대로 제1 및 제2순환류형성핀(20A,20B)과 이웃하는 제2경사판(10B)의 하향면 사이의 거리가 너무 가깝게 형성될 경우에는 오폐수가 원만하게 흐를 수 없게 되면서 슬러지 침전효율이 저하될 수 있게 된다.

따라서 이러한 경사판(10)은 순환류형성핀(20) 사이의 거리(h1)와, 순환류형성핀(20)의 연장 폭(h2)과, 순환류형성핀(20)과 이웃하는 경사판(10)의 하향면 사이의 거리(h3) 등을 적정비로 유지할 때 비로소 최적의 침전효율을 갖게 된다.

도 5에는 이를 고려하여 경사판식 침전조에 채용될 수 있는 여러 가지 형태 의 경사판의 구조가 표로 도시되어 있고, 도 6에는 이와 같이 각기 다른 형태의 경사판을 침전조에 설치하였을 때 슬러지 침전 제거율의 실험치가 그래프로 도시된다.

도 5와 도 6에 있어서, a와 b와 c는 본 발명에 따른 경사판(10)으로써, 상기 거리 h1을 동일하게 유지한 상태에서 상기 거리 h2와 거리 h3를 각기 달리한 것이다.

도 6을 참고하여 보면 확실하게 알 수 있듯이, 이러한 경사판(10)은 상기 c와 같이 순환류형성핀(20) 사이의 거리(h1)와 순환류형성핀의 연장 폭(h2)이 60mm이고, 순환류형성핀(20)의 연장방향 쪽 끝단과 상기 순환류형성핀(20)의 연장방향 쪽에 이웃하도록 배치된 경사판(10)의 하향면 사이의 거리(h3)가 40mm 일 때, 즉 이웃하는 상기 순환류형성핀(20) 사이의 거리와, 상기 순환류형성핀(20)의 연장 폭과, 상기 순환류형성핀(20)의 연장방향 쪽 끝단과 상기 순환류형성핀(20)의 연장방향 쪽에 이웃하도록 배치된 경사판(10)의 하향면 사이의 거리의 비가 6 : 6 : 4 일 때 최적의 침적효율을 나타냄을 알 수 있다.

또한 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사판(10)의 구조가 도시되어 있으며, 본 실시예의 경우 상기 순환류형성핀(20)의 연장방향 끝단에는 상기 경사판(10) 사이로 유입되는 상기 유체의 유입방향으로 소정의 예각을 이루도록 절곡밴딩되어 연장되는 순환류유도부(21)가 마련된다. 이러한 순환류유도부(21)는 하류 쪽 와류가 보다 신속하고 효과적으로 순환류형성핀(20)에 충돌할 수 있도록 안내하기 위한 것으로 순환류의 형성이 보다 용이해 지도록 한다.

그리고 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도 8과 같이 이러한 순환류유도부(22)는 순환류의 궤적에 보다 부합되도록 순환류형성핀(20)의 연장방향 끝단으로부터 소정의 예각을 이루며 만곡되게 연장될 수 도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 경사판식 침전조는 상기 경사판에 설치된 상기 순환류형성핀의 구성을 통해 상기 순환류형성핀 사이에 형성되는 핀포켓 쪽에서 소용돌이식 순환류가 형성됨에 따라 오폐수에 포함되어 있는 슬러지가 이러한 순환류를 따라 더욱 신속하게 침강할 수 있게 되고, 이를 통해 종래 일반 경사판식 침전조보다 슬러지의 침전효율이 큰 폭으로 향상된다.

Claims (6)

1. 유체 중에 포함된 슬러지를 침전시키기 위해 침전공간과, 상기 침전공간에 비스듬히 누운 상태에서 상기 침전공간을 지나는 유체의 흐름방향과 교차하는 방향을 따라 일정간격 상호 이격되게 배치되는 복수개의 경사판을 구비하는 경사판식 침전조에 있어서,

   상기 경사판의 상향면에는 상기 경사판 사이를 통과하는 유체가 순환류를 형성하도록 이웃하는 경사판의 하향면과 소정간격 이격되도록 수직 연장되고 연장방향 끝단이 이웃하는 상기 경사판의 하향면과 평행하도록 마련된 순환류형성핀이 마련된 것을 특징으로 하는 경사판식 침전조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 순환류형성핀은 상기 경사판의 길이방향을 따라 일정간격 상호 이격된 복수개로 마련된 것을 특징으로 하는 경사판식 침전조.
3. 제 2항에 있어서,

   이웃하는 상기 순환류형성핀 사이의 거리와, 상기 순환류형성핀의 연장 폭과, 상기 순환류형성핀의 연장방향 쪽 끝단과 상기 순환류형성핀의 연장방향 쪽에 이웃하도록 배치된 경사판의 하향면 사이의 거리의 비는 6 : 6 : 4 인 것을 특징으로 하는 경사판식 침전조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 순환류형성핀의 연장방향 끝단에는 상기 경사판 사이로 유입되는 상기 유체의 유입방향으로 소정의 예각을 이루도록 밴딩연장되어 순환류의 형성을 촉진시키는 순환류유도부가 마련된 것을 특징으로 하는 경사판식 침전조.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 순환류유도부는 상기 순환류형성핀의 연장방향 끝단으로부터 절곡밴딩된 것을 특징으로 하는 경사판식 침전조.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 순환류유도부는 상기 순환류형성핀의 연장방향 끝단으로부터 만곡밴딩된 것을 특징으로 하는 경사판식 침전조.

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