KR100761508B1

KR100761508B1 - 액상폴리머 용해장치

Info

Publication number: KR100761508B1
Application number: KR1020060136695A
Authority: KR
Inventors: 윤영수; 서권모; 박종윤
Original assignee: 한국수자원공사
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2007-10-04

Abstract

본 발명은 수처리장치에 관한 것으로 원액저장탱크와; 상기 원액저장탱크에 연결되고 약품원액을 설정된 정량으로 계량하여 공급하도록 하는 원액계량조와; 상기 원액계량조에서 정량 공급되는 약품원액을 희석하기 위한 희석수공급관과 믹싱콘과 이젝터를 포함하는 약품혼화수단과; 상기 약품혼화수단으로 부터 공급되는 관로상에 서로 병렬 연결되며 각각 공급실린더밸브A,B에 의해 제어되면서 공급된 약품을 용해하고 저장 숙성하면서 상호 번갈아 연계하여 자동절환되면서 교대로 약품용해액을 믹싱탱크로 공급하여 오니와 혼합되도록 하는 한 쌍의 약품용해조A,B와; 상기 각 장치의 작동을 자동 제어하고 설정값을 입력 제어하도록 하는 제어부를 포함하는 것으로 정수장의 배출수 처리시설에서 사용되고 있는 액상 폴리머 용해장치를 보다 효율적으로 작동되며, 관리가 용이하고, 보다 안정적으로 운영할 수 있는 액상 폴리머 용해장치에 관한 것이다.

원액저장탱크, 원액계량조, 믹싱콘, 이젝터, 약품용해조

Description

액상폴리머 용해장치{Polymer Dissolving Device}

도 1은 본 발명 실시예의 개략적인 구성을 보인 개략 구성도.

도 2는 도 1 실시예의 구체적인 구성을 보인 구성도.

도 3은 본 발명 실시예의 약품혼화수단인 믹싱콘과 이젝터의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명 실시예가 적용된 배출수 처리시설의 구성도.

도 5는 종래의 약품주입설비 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 원액저장탱크 110 : 교반기

111 : 구동감속기 120 : 초음파수위계A

200 : 원액계량조 210 : 유입제어실린더밸브

220 : 초음파수위계B 230 : 유출제어전동밸브

240 : 계량눈금 250 : 월류파이프

310 : 희석수공급관 320 : 상부희석수공급관

321 : 실린더밸브 330 : 이젝터

340 : 믹싱콘 341 : 분사파이프

400 : 약품용해조A 410 : 공급제어실린더밸브A

420 : 배출제어실린더밸브A 430 : 교반장치A

500 : 약품용해조B 510 : 공급제어실린더밸브B

520 : 배출제어실린더밸브B 530 : 교반장치B

600 : 제어부

700 : 믹싱탱크 710 : 약품투입펌프

800 : 오니저류조 810 : 오니공급펌프

900 : 탈수기 910 : 케이크호퍼

본 발명은 수처리장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 정수장의 배출수 처리시설에서 사용되고 있는 액상 폴리머 용해장치를 보다 효율적으로 작동되도록 하며, 시설의 운전관리가 용이하고, 보다 안정적으로 운영할 수 있는 액상 폴리머 용해장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장이나 하수 또는 폐수처리장에서의 수처리 과정은 응집 및 침전된 오물을 슬러지 상태로 배출수 처리시설로 이송하여 조정조와 농축조를 통해 일차 탈수작업을 수행하고, 이를 통해 농축된 오물 슬러지에 유기응집제를 투입하여 재차 탈수시키는 방식으로 이루어진다.

수처리용 유기응집제로는 폴리아크릴아미드 또는 아크릴아미드와 아크릴산염의 공중합체와 같은 수용성 폴리머가 사용되고 있다.

이와 같은 수용성 폴리머는 별도의 공급장치에 의해 공급되는데, 첨부 도면 도 5는 종래의 액상폴리머 주입설비의 구성을 보인 구성도이다.

원액저장탱크(10)와 상기 원액저장탱크(10)로 부터 약품을 이송하도록 하는 이송펌프(20)와 상기 이송펌프(20)에 의해 공급된 약품을 별도의 희석수관(30)에서 공급되는 희석수와 섞이도록 하는 스테틱믹서(40)와 상기 섞여 공급된 약품을 교반하여 용해시키는 약품용해조(50)와 상기 약품용해조(50)의 용해약품을 약품저장조(70)으로 이송하는 트랜싱펌프(60) 및 상기 약품저장조(70)의 용해약품을 탈수설비로 공급하는 폴리머공급펌프(90)로 구성되어 있다.

상기 약품이송펌프(20)의 내부에는 회전수를 감지하여 이송량을 감지하도록 하는 엔코더가 구비되어 있으며, 상기 원액저장탱크(10)와 상기 약품이송펌프(20)의 사이에는 관리자의 시각으로 공급량의 정도를 확인할 수 있는 시량계(25)가 설치되어 있다.

상기 약품이송펌프(20)와 트랜싱펌프(60)은 유사시 즉시 대체하여 가동할 수 있도록 예비수단으로 각각 약품이송펌프(20)와 트랜싱펌프(60)가 병렬로 구성되어 있으며, 특히 약품용해조(50)와 폴리머공급펌프(90)의 사이에는 트랜싱펌프(60)의 고장이나 약품저장조(70)이 정상적인 가동이 불가능할 경우 직접 약품을 공급할 수 있도록 한 비상공급관로(80)이 별도로 구비되어 있다.

그런데 이와 같은 종래의 장치는 비교적 복잡한 구성으로 이루어져 있으며, 원액계량 및 농도의 조절은 모터의 회전수를 유량값으로 환산하는 방식으로서 약품이송펌프(20)의 전단 원액저장탱크(10)의 수위변화에 따른 투입량이 변화되어 정확한 유량계측이 불가능하며, 장시간 운휴시에는 유량계 내에 고착현상의 발생으로 유량계 계측이 불능상태가 되는 문제점이 있다.

이와 같이 탈수설비의 운영에 있어서 용해약품의 농도가 불균일하게 되면 운영 중 수시로 투입량 변경이 필요하게 되므로 결과적으로는 전체 시스템의 안정적인 운영이 불가능해지는 문제점이 있다.

또한 스테틱믹서(40)와 하나의 약품용해조(50)의 구성은 불충분한 혼화가 되므로 약품용해조(50)내에 미용해된 약품덩어리가 발생될 가능성이 있으며, 이러한 미용해 약품덩어리는 약품의 낭비를 초래하여 운전비용을 증가시키고, 탈수기의 여과포의 소손으로 설비의 연속운전에 지장을 초래한다.

또한 약품용해조(50)와 약품저장조(70)가 각각 분리되어 구성되므로 별도의 트렌싱펌프(60)가 필요하며, 수질악화로 투입량이 현격하게 증가시켜야 할 경우 설비의 연속적인 운영이 불가능한 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 개선하기 위하여 본 발명에서는 액상 폴리머 용해장치를 보다 단순화하면서도 약품원액의 정확한 계량으로 약품의 농도를 정확히 조절하도록 하며, 믹싱콘과 이젝터 및 용해조에 의한 3단계의 혼화과정을 통하여 약품혼화율을 높여 정확한 농도와 균일하게 용해된 액상폴리머 용액을 공급하도록 하며, 관로상에 병렬로 설치된 2조의 탱크가 상호 연계하여 각각 용해 및 저장기능을 하면서 교 대로 약품을 연속적으로 공급하도록 하여 처리용량을 배가시키도록 한 액상 폴리머 용해장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예는 일측부에 저장된 원액량을 감지하고, 일일 약품투입량을 산정하기 위한 감지장치인 초음파수위계A와 타측부에는 구동감속기에 의해 감속되어 회전하며 원액의 층분리 현상을 방지하도록 설치된 교반기를 포함하는 원액저장탱크와; 상기 원액저장탱크에 연결되고 약품원액을 설정된 정량으로 계량하여 공급하도록 하는 원액계량조와; 상기 원액계량조에서 정량 공급되는 약품원액을 희석하기 위한 희석수공급관과 믹싱콘과 이젝터를 포함하는 약품혼화수단과; 상기 약품혼화수단으로 부터 공급되는 관로상에 서로 병렬 연결되며 각각 공급실린더밸브A,B에 의해 제어되면서 공급된 약품을 용해하고 저장 숙성하면서 상호 번갈아 연계하여 자동절환되면서 교대로 약품용해액을 믹싱탱크로 공급하여 오니와 혼합되도록 하는 한 쌍의 약품용해조A,B와; 상기 각 장치의 작동을 자동 제어하고 설정값을 입력 제어하도록 하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 원액계량조는 유입된 원액량값을 정확히 감지하여 제어부에 신호하는 초음파수위계B와; 설정된 원액량값에 따라 제어부의 신호에 따라 개폐되면서 원액저장탱크로 부터 약품원액을 공급하도록 하는 유입제어실린더밸브와; 제어부의 신호에 따라 계량된 약품원액을 약품혼화수단으로 유출하도록 하는 유출제어전동밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 원액계량조는 투명재질로 구성되고 외측면에는 원액의 공급량을 외부에서 알 수 있는 계량눈금이 표시되며, 상부에는 원액의 원활한 유출입과 월류를 방지하도록 원액저장탱크의 상부높이에 해당되는 높이를 갖는 월류파이프가 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 한 쌍의 약품용해조A,B에는 각각 제어부의 신호에 따라 제어되는 공급제어실린더밸브A, B와 배출제어실린더밸브A,B 및 교반장치A,B가 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 약품혼화수단은 상기 원액계량조의 유출제어전동밸브를 통하여 미량씩 공급되는 약품과 상부희석수공급관으로 부터 공급되는 희석수가 콘모양 반응조내에서 분사되어 희석수가 일측방향으로 회전되면서 혼합되도록 분사구가 동일회전방향으로 형성된 한 쌍의 분사파이프를 구비한 믹싱콘과; 상기 믹싱콘의 콘모양 반응조 하부에 수직으로 직렬 연결되며, 희석수공급관으로 부터 희석수를 공급받아 약품과 혼합하도록 하는 이젝터로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 실시예의 개략적인 구성을 보인 개략 구성도이고, 도 2는 도 1 실시예의 구체적인 구성을 보인 구성도이다.

본 발명의 실시예는 원액저장탱크(100)와 원액계량조(200)와 약품혼화수단과 한 쌍의 약품용해조A(400),(500) 및 상기 각 부분의 제어하는 제어부(600)로 구성된다.

상기 원액저장탱크(100)는 약품원액 저장된 원액량과 일일 사용량을 계측 감지하도록 하는 초음파수위계A(120)가 일측부에 구비되어 있고, 타측부에는 구동감속기(111)에 의해 감속되어 회전하며 원액의 층분리현상을 방지하도록 설치된 교반기(110)가 구비되어 있다.

상기 원액저장탱크(100)에 설치되는 초음파수위계A(120)는 일일 사용량을 계측이 불필요한 경우에는 저장된 약품원액의 량만 감지하는 오뚜기레벨을 사용하여도 무방하다.

상기 원액계량조(200)는 상기 원액저장탱크(100)에 연결되어 약품공급시 약품원액을 설정된 정량으로 계량하여 공급하도록 하는 것으로 유입된 원액량값을 정확히 감지하여 제어부(600)에 신호하는 초음파수위계B(220)가 구비되어 있으며, 제어부(600)에 설정된 원액량 값에 따라 제어부(600)의 신호로 개폐되면서 원액저장탱크(100)로 부터 약품원액을 공급하도록 하는 유입제어실린더밸브(210) 및 제어부(600)의 신호에 따라 계량된 약품원액을 약품혼화수단으로 유출하도록 하는 유출제어전동밸브(230)를 포함하고 있다.

또한 상기 원액계량조(200)는 투명재질로 구성되고 외측면에는 원액의 공급량을 외부에서 알 수 있는 계량눈금(240)이 표시되며, 상부에는 원액의 원활한 유출입과 월류를 방지하도록 원액저장탱크(100)의 상부높이에 해당되는 높이를 갖는 월류파이프(250)가 설치되어 있다.

본 발명의 약품투입량 설정은 계량조내 수위값 설정에 의하여 실시를 하고 원액계량조(200)의 외측 계량눈금(240)은 간헐적인 순찰시 확인하여 정확하게 설정된 값에 따라 작동되는가의 여부를 확인한다.

상기 약품혼화수단은 상기 원액계량조(200)에서 정량 공급되는 약품원액을 희석하기 위한 희석수공급관(310)과 상기 원액계량조(200)에서 공급하는 약품원액을 서로 섞이도록 하는 믹싱콘(340)과 이젝터(330)를 포함하여 구성된다.

도 3은 본 발명 실시예의 약품혼화수단인 믹싱콘과 이젝터의 구성을 보인 사시도로서 믹싱콘(340)과 이젝터(330)가 직각으로 직렬 연결되어 있다.

상기 약품혼화수단의 믹싱콘(340)은 상기 원액계량조(200)의 유출제어전동밸브(230)를 통하여 미량씩 공급되는 약품과 상부희석수공급관(320)으로 부터 공급되는 희석수가 콘모양 반응조내에서 분사되어 희석수가 일측방향으로 회전되면서 혼합되도록 분사토출구가 동일회전방향으로 형성된 한 쌍의 분사파이프(341)를 구비하고 있다.

또한 상기 이젝터(330)는 상기 믹싱콘(340)의 콘모양 반응조 하측 유출부에 직각으로 직렬 연결되며, 희석수공급관(310)으로 부터 희석수를 공급받아 약품과 혼합하도록 하는 것이다.

즉, 상기 믹싱콘(340)과 이젝터(330)는 직각으로 직렬 연결되고, 별도의 상부희석수공급관(320)과 희석수공급관(310)에 의해 희석수가 각각 공급되어 약품을 희석하도록 하는 것이다.

상기 약품혼화수단으로 부터 공급되는 혼화된 약품은 관로상에 서로 병렬 연결된 한 쌍의 약품용해조A(400)과 약품용해조B(500)에 번갈아 교대로 공급되면서 공급된 약품을 용해하고 저장 숙성하면서 상호 교대로 약품용해액을 믹싱탱크(700)에 공급하게 된다.

상기 한 쌍의 약품용해조A(400),B(500)에는 각각 제어부(600)의 신호에 따라 제어되는 공급제어실린더밸브A(410),B(510)와 배출제어실린더밸브A(420),B(520) 및 교반장치A(430),B(530)가 구비되어 있다.

상기 제어부(600)는 상기 각 장치의 작동을 자동 제어하고 설정값을 입력 제어하도록 하는 것으로 설정된 값에 따라 알맞은 농도와 용량을 공급하여 최적의 처리능력을 발휘하도록 운전 자동화가 되도록 하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예는 제어부(600)에 의해 설정 제어되면서 원액계량조(200)의 유출제어전동밸브(230)가 닫힌 상태에서 유입제어실린더밸브(210)가 열리고 원액저장탱크(100)로 부터 설정된 량만큼 원액이 유입됨을 초음파수위계B(220)가 감지하면 제어부(600)의 신호에 따라서 유입제어실린더밸브(210)가 닫히면서 적정량의 원액이 정확하게 계량되어 공급대기하게 된다.

원액계량조(200)에 의해 정량 계량된 원액의 량은 약품용해조에 투입되는 희석수의 량과 대비하여 적정의 농도가 되도록 설정된다.

상기 원액계량조(200)의 약품원액은 유출제어전동밸브(230)가 열리면서 믹싱콘(340)에 공급되며, 또한 희석수공급관(310)과 상부희석수공급관(320)으로 부터 희석수가 공급되어 혼합되는 것이다.

즉, 믹싱콘(340) 내의 와류수와 이젝터(330) 내의 압력수가 공급됨과 동시에 유출제어전동밸브(230)가 열리면서 약품원액이 공급되어 믹싱콘(340)과 이젝터(330)를 통하여 희석수와 섞이게 된다.

상기 믹싱콘(340)과 이젝터(330)는 약품혼화율의 증대는 물론 믹싱콘에서 발 생될 가능성이 있는 미용해 덩어리의 체류를 이젝터(330)의 강한 흡입력으로 방지하는 기능도 아울러 한다.

상기 믹싱콘(340)에 유입되는 유량을 조절하는 유출제어전동밸브(230)는 전동으로 작동하되, 일정개도로 조절이 가능하도록 하며, 이 밸브는 소구경 밸브로서 개도조절을 하기 때문에 밸브디스크에 약품이 고착되어 막힘현상이 발생될 우려가 있으므로 초기에 100% 여닫기 동작을 2 ~ 3회 반복하여 수행한 다음 세팅된 개도로 조절되도록 하여 밸브에서의 약품고착이 방지되도록 한다.

또한 유출제어 전동밸브(230) 이외의 밸브들은 밸브작동의 신뢰성과 신속성을 고려하여 공압으로 구동되는 공압밸브를 사용한다.

혼합된 약품은 제어부(600)의 지시에 따라 약품용해조A(400),B(500)중 어느 한 쪽의 공급제어실린더밸브만 개방되어 공급되며, 선택된 약품용해조에 공급된 약품용액은 교반장치(430)(530)에 의해 연속적으로 교반되면서 완전한 혼합으로 용해되게 되는 것이다.

즉, 한 쌍을 이루는 약품용해조A(400)와 약품용해조B(500)는 각각 공급실린더밸브A(410),B(510)가 제어부(600)에 의해 제어되는 것으로 예를 들어, 약품용해조A(400)가 용해약품을 믹싱탱크(700)에 공급하는 동안에 타측 약품용해조B(500)는 약품혼화수단으로 부터 약품을 공급받아 용해하고 숙성하면서 저장하고 있다가 상기 약품용해조A(400) 내의 약품이 소진되면 즉시 약품용해조B(500)의 용해약품이 공급되도록 배출제어실린더밸브B(520)이 개방되면서 상호 번갈아 연계하여 자동절환되면서 교대로 약품용해액을 믹싱탱크(700)로 공급하여 오니와 혼합되도록 하는 것이다.

따라서 본 발명은 일측이 약품을 공급하는 동안 약품을 혼합하여 준비과정을 수행하며, 약품의 소진시에는 즉시 배출제어실린더밸브A(420),B(520)이 서로 절환되어 연속적으로 약품을 공급하게 되므로 중단없는 약품공급작업을 수행하도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명 실시예가 적용된 배출수 처리시설의 구성도로서 본 발명의 실시예에서와 같이 용해된 약품을 번갈아 연속적으로 공급하는 두 개의 약품용해조(400)(500)으로 부터 약품투입펌프(710)을 통하여 믹싱탱크(700)에 공급됨과 동시에 오니저류조(800)의 오니가 오니공급펌프(810)에 의해 상기 믹싱탱크(700)에 서 섞이면서 응집작용으로 슬러지덩어리를 형성하며, 이는 각각 탈수기(900)에 의하여 탈수되고, 탈수된 케이크는 케이크호퍼(910)에 의해 수거되어 처리되도록 하는 것이다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 약품원액의 정확한 계량으로 약품의 정확한 농도를 조절하도록 하여 신뢰성을 높이며, 믹싱콘과 이젝터 및 용해조에 의한 3단계의 혼화과정을 통하여 약품 혼화율이 매우 높고, 공급회석수는 한 쌍을 이루는 탱크에서 각각 용해 및 저장을 번갈아 수행하면서 연속적으로 약품을 공급하게 되므로 수처리작업을 중단없이 연속작업이 가능하고 자동제어가 용이한 구조로서 구조가 간단하고 고장발생 개소를 최소화하여 유지관리비를 줄일 수 있도록 한 것으로 수처리시스템에 있어서 매우 유익한 기술인 것이다.

Claims

일측부에는 저장된 원액량을 감지하고, 일일 약품투입량을 산정하기 위한 감지장치인 초음파수위계A(120)와 타측부에는 구동감속기(111)에 의해 감속되어 회전하며 원액의 층분리현상을 방지하도록 설치된 교반기(110)를 포함하는 원액저장탱크(100)와;

상기 원액저장탱크(100)에 연결되고 약품원액을 설정된 정량으로 계량하여 공급하도록 하는 원액계량조(200)와;

상기 원액계량조(200)에서 정량 공급되는 약품원액을 희석하기 위한 희석수공급관(310)과 믹싱콘(340)과 이젝터(330)를 포함하는 약품혼화수단과;

상기 약품혼화수단으로 부터 공급되는 관로상에 서로 병렬 연결되며 각각 공급실린더밸브A(410),B(510)에 의해 제어되면서 공급된 약품을 용해하고 저장 숙성하면서 상호 번갈아 연계하여 자동절환되면서 교대로 약품용해액을 믹싱탱크(700)로 공급하여 오니와 혼합되도록 하는 한 쌍의 약품용해조A(400),B(500)와;

상기 각 장치의 작동을 자동 제어하고 설정값을 입력 제어하도록 하는 제어부(600)를 포함하는 액상폴리머 용해장치.
제 1항에 있어서,

상기 원액계량조(200)는

유입된 원액량값을 정확히 감지하여 제어부(600)에 신호하는 초음파수위계 B(220)와;

설정된 원액량값에 따라 제어부(600)의 신호에 따라 개폐되면서 원액저장탱크(100)로 부터 약품원액을 공급하도록 하는 유입제어실린더밸브(210)와;

제어부(600)의 신호에 따라 계량된 약품원액을 약품혼화수단으로 유출하도록 하는 유출제어전동밸브(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상폴리머 용해장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 원액계량조(200)는

투명재질로 구성되고 외측면에는 원액의 공급량을 외부에서 알 수 있는 계량눈금(240)이 표시되며, 상부에는 원액의 원활한 유출입과 월류를 방지하도록 원액저장탱크(100)의 상부높이에 해당되는 높이를 갖는 월류파이프(250)가 설치됨을 특징으로 하는 액상폴리머 용해장치.
제 1항에 있어서,

상기 한 쌍의 약품용해조A(400),B(500)에는

각각 제어부(600)의 신호에 따라 제어되는 공급제어실린더밸브A(410),B(510)와 배출제어실린더밸브A(420),B(520) 및 교반장치A(430),B(530)가 구비됨을 특징으로 하는 액상폴리머 용해장치.
제 1항에 있어서,

상기 약품혼화수단은

상기 원액계량조(200)의 유출제어전동밸브(230)를 통하여 미량씩 공급되는 약품과 상부희석수공급관(320)으로 부터 공급되는 희석수가 콘모양 반응조내에서 분사되어 희석수가 일측방향으로 회전되면서 혼합되도록 분사구가 동일회전방향으로 형성된 한 쌍의 분사파이프(341)를 구비한 믹싱콘(340)과;

상기 믹싱콘(340)의 콘모양 반응조 하부에 수직으로 직렬 연결되며, 희석수공급관(310)으로 부터 희석수를 공급받아 약품과 혼합하도록 하는 이젝터(330)로 구성됨을 특징으로 하는 액상폴리머 용해장치.