KR100772121B1 - 원형 침전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원형 침전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 하수처리 중 1·2차 침전지 및 농축조로 사용되는 원형 침전지에 관한 것으로, 1·2차 배출장치와 회전 유입정을 통해 선회유동을 유발시킴으로써 유동경로를 길게 유지하여 침강 효율을 증대시키도록 한 원형 침전지에 관한 것이다.
본 발명은 크게 네 부분으로 구성되는바, 원형 수조(1)가 형성되되, 그 중앙으로는 회전전달부(11)가 입설되고, 회전전달부(11)의 양 방향으로는 레이크 암(12)이 결합되며, 침전조(1)의 바닥부로부터 회전전달부(11)의 내부로는 슬러지 유입관(13)이 입설되고, 회전전달부(11)의 최상단으로는 구동장치(14)가 설치된 본체부(10)와; 상기 슬러지 유입관(13)의 끝단과 연통되도록 원통 형태로 설치되되, 연통되는 위치에는 방해판(21)이 설치되며, 중앙부에는 유출공(22)이 연속적으로 설치된 1차 유출장치(20)와; 상기 1차 유출장치(20)의 외주부에 원통 형태로 설치되되, 중앙부에는 유출공(31)이 연속적으로 형성되며, 하단으로는 경사판 형태의 가변 플레이트(32)가 설치된 2차 유출장치(30)와; 상기 2차 유출장치(30)의 외측에 상협하광 형태의 고깔 형태로 설치되되, 내주면 나선형 슬릿 플레이트(41)가 형성된 회전 유입정(40)으로 구성되어, 선회유동을 유발시킴으로써 유동경로를 길게 유지하여 침강 효율을 증대시키도록 한 대략적인 구성을 갖는다.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 전체 유입정의 형태를 선회유동을 유발시킬 수 있도록 1·2차 유출장치와 회전 유입정 형태로 제작하여 유동경로를 길게 유지하며 다양한 유동상태를 조절할 수 있는 민감도가 확대됨으로써 침강 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 1차 유출장치와 슬러지 유입관이 접하는 부위에 방해판을 설치하여 유입되는 슬러지에 응집제를 주입하여 플록의 형성이 용이하도록 하며, 단위체적당 입자 경로가 길고 슬러지의 적체가 균일한 또 다른 효과가 있다.
원형 침전지, 원형 농축 침전지, 슬러지, 유입정, 방해판, 레이크 암, 선회유동

Description

원형 침전지 {Circular Thicker Sedimentation Tank}
본 발명은 원형 침전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 하수처리 중 1·2차 침전지 및 농축조로 사용되는 원형 침전지에 관한 것으로, 1·2차 배출장치와 회전 유입정을 통해 선회유동을 유발시킴으로써 유동경로를 길게 유지하여 침강 효율을 증대시키도록 한 원형 침전지에 관한 것이다.
일반적으로 액체 내에 포함되어 있는 입자는 유동이 비교적 안정된 상태에서는 액체와 비중차이에 의해 바닥으로 침강하거나 수면 위로 수면 위로 부상하게 된다.
이러한 유체정역학적 특성은 폐수나 하수를 처리하여 정수하는데 큰 역할을 하게 되는데, 즉, 침전지 내로 유입된 현탁액에 포함된 고형물 중 액체보다 밀도가 높은 것들은 침전지 바닥으로 침강하여 적체되고 액체보다 밀도가 낮은 것들은 수면 위로 부상함으로써 침강되는 고형물과 부상물질을 제거하면 비교적 맑은 물을 얻을 수 있다.
이러한 원리를 이용하여 최근 설치·운용되는 침전지의 종류에는 형상에 따라 직사각형, 정사각형 및 원형이 있고, 유입/유출의 유체 흐름의 방향에 따라 평행류와 방사류가 있다.
원형 침전지의 경우 단회로(short circuiting)가 발생하거나 슬러지 수집기에 가해지는 고형물 부하가 균등하지 않은 단점이 있으나, 침전된 슬러지의 체류시간이 짧고 슬러지 수집장치가 간단하고 유지비가 적게 드는 이점이 있으며, 공간활용도가 높아 도심지, 택지 혹은 공장단지 내에서 중·소형의 침전지로 사용될 경우 매우 유리하다.
이러한 원형 침전지의 경우 유입되는 방법에 따라, 중앙 공급식(center-feed design)과 둘레 공급식(rim-feed design)으로 구분되며, 중앙 공급식의 경우 현재 유입정(feed well)을 침전지 가운데에 설치하여 공급하는 방식을 많이 채택하고 있는 실정이다.
상기 유입정(feed well)이 설치된 원형침전지는 대체로, 가장자리에서 중심부가 깊어지는 완만한 경사의 콘(Corn)형태의 원형침전지구조물(토목 또는 철구조물)과 유입정(feed well), 유출웨어, 침강슬러지 수집스크레이퍼와 구동부 및 브릿지 등 기타 지지구조물 등으로 구성되어 있다.
상기 종래의 중앙 유입식 원형 침전지는, 침전지 중앙에 위치한 슬러지 유입관을 통해 슬러지가 유입되고, 원형침전지 중앙부의 수면에서 수중으로 설치되는 원형 유입정(feed well)에 유입된 후, 방사상의 원형침전지 가장자리 원주방향으로 흘러 침전슬러지가 배제된 상등수는 웨어(weir)로 유출되고 일부는 유입정 쪽으로 리턴되는 대략적인 구성을 갖는다.
상기와 같이 구성된 종래의 원형 침전지는 유입관과 유입정의 설치 구조적인 형태로 인하여 유체의 유동방향이 180°바뀌게 되어 강한 와류와 급한 압력 구배를 형성하는데, 이러한 불안정한 유동은 유입관의 하부방향으로 수직 하강하여 호퍼로 향하게 되며, 이러한 유동의 진행방향은 원형 수조 바닥에 적체된 슬러지를 교란하여 재부상시키는 문제점을 내포하고 있었다.
또한, 침전지 내의 방사상 흐름은 단위체적당 입자경로(particle path)가 길지 않으며, 수조 바닥에 적체되는 슬러지의 분포가 고르지 않는 문제점이 있었으며, 입구면적이 좁아 탱크 내로의 혼탁액 유입속도가 너무 빨라 단회로(short circuit)의 위험성이 있고, 유입정 내부에서 발생하는 급한 속도 구배와 압력의 급강하는 유동의 불안정한 요소로 작용하므로 중심부 구조물에 피로를 증가시키게 되는 또 다른 문제점을 내포하고 있었다.
이에 본 발명은, 크게 네 부분으로 구성되는바, 원형 수조(1)가 형성되되, 그 중앙으로는 회전전달부(11)가 입설되고, 회전전달부(11)의 양 방향으로는 레이크 암(12)이 결합되며, 침전조(1)의 바닥부로부터 회전전달부(11)의 내부로는 슬러지 유입관(13)이 입설되고, 회전전달부(11)의 최상단으로는 구동장치(14)가 설치된 본체부(10)와; 상기 슬러지 유입관(13)의 끝단과 연통되도록 원통 형태로 설치되 되, 연통되는 위치에는 방해판(21)이 설치되며, 중앙부에는 유출공(22)이 연속적으로 설치된 1차 유출장치(20)와; 상기 1차 유출장치(20)의 외주부에 원통 형태로 설치되되, 중앙부에는 유출공(31)이 연속적으로 형성되며, 하단으로는 경사판 형태의 가변 플레이트(32)가 설치된 2차 유출장치(30)와; 상기 2차 유출장치(30)의 외측에 상협하광 형태의 고깔 형태로 설치되되, 내주면 나선형 슬릿 플레이트(41)가 형성된 회전 유입정(40)으로 구성되어, 선회유동을 유발시킴으로써 유동경로를 길게 유지하여 침강 효율을 증대시키도록 한 대략적인 구성을 갖는다.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 전체 유입정의 형태를 선회유동을 유발시킬 수 있도록 1·2차 유출장치와 회전 유입정 형태로 제작하여 유동경로를 길게 유지하며 다양한 유동상태를 조절할 수 있는 민감도가 확대됨으로써 침강 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 1차 유출장치와 슬러지 유입관이 접하는 부위에 방해판을 설치하여 유입되는 슬러지에 응집제를 주입하여 플록의 형성이 용이하도록 하며, 단위체적당 입자경로가 길고 슬러지의 적체가 균일한 또 다른 효과가 있다.
본 발명은 원형 침전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 하수처리 중 1·2차 침전지 및 농축조로 사용되는 원형 침전지에 관한 것으로, 선회유동을 유발시킴으로써 유동경로를 길게 유지하여 침강 효율을 증대시키도록 한 특징이 있다.
이하 본 발명의 실시 예를 예시도면을 통해 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 정면도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 평면도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 1·2차 유출장치 및 회전 유입정의 정면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 도 3의 A-A'선 단면도를 나타낸 것으로서, 도시한 바와 같이, 크게 네 부분으로 구성되는바, 원형 침전조(1) 중앙에 회전전달부(11)가 설치되고, 그 양방향으로는 레이크 암(12)이 결합되며, 침전조(1)의 저부로부터 회전전달부(11)의 중앙부로는 슬러지 유입관(13)이 설치되고, 회전전달부(11)의 최상단으로는 구동장치(14)가 설치된다.
또한, 회전전달부(11)의 상부로는 1차 유출장치(20)와 2차 유출장치(30) 및 회전 유입정(40)이 순차적으로 설치되는 구성을 갖는다.
우선, 본 발명의 본체부(10)의 구성을 살펴보면, 통상의 원형 침전조와 전체적으로 유사한 형태로 구성되는바, 우선, 원형 수조(1)의 중앙부로는 회전전달부(11)가 입설되는바, 철구조물 형태로 제작되며, 회전전달부(11)의 하부 양방향으로는 레이크 암(12)이 날개 형태로 조립 설치된다.
한편, 원형 수조(1)의 저부 일측으로는 슬러지 유입관(13)이 설치되고, 설치 된 슬러지 유입관(13)은 상기 회전전달부(11)의 중앙으로 입설되어 외부로부터 공급되는 슬러지가 후술하는 1차 유출장치(20)로 공급되도록 구성된다.
또한, 원형 수조(1)의 상단으로는 원형 수조(1)를 가로지르는 형태로 워크 웨이(2)가 설치되며, 워크 웨이(2)의 중앙으로는 구동장치(14)가 설치되어 후술하는 2차 유출장치(30)의 기어부(33)와 치합되어 회전전달부(11)와 레이크 암(12), 1·2차 유출 장치(20, 30) 및 회전 유입정(40)을 회전시키는 동력원으로 사용되는 구성을 갖는다.
상기 슬러지 유입관(13)과 연통되어 회전전달부(11)의 상부에 설치되는 1차 유출장치(20)의 구성을 살펴보면, 슬러지 유입관(13)의 끝단과 연통되도록 원통형태로 설치되되, 연통되는 위치에는 방해판(21)이 설치되며, 1차 유출장치(20)의 중앙부에는 유출공(22)이 연속적으로 형성된 구성을 갖는다.
상기 슬러지 유입관(13)과 1차 유출장치(20)가 연통되는 위치에는 방해판(21)이 설치되는바, 방해판(21)은 상기 워크 웨이(2) 중앙부에 설치된 응집제 주입장치(23)의 공급관 끝단에 설치되는 것으로서, 슬러지 유입관(13)을 통해 공급된 미세 슬러지의 상호 응집을 위한 응집제가 분사되어 미세 슬러지와 응집제가 원활하게 혼합될 수 있도록 구성된다.
다시 말해, 슬러지 유입관(13)을 통과한 미세 슬러지를 함유한 유체가 방해판(21)에 의해 난류가 발생됨으로써 슬러지를 함유한 유입수와 응집약품의 혼화를 먼저 형성유도하여 점차 확대 경사면을 가진 1차 유출장치(20) 내에서 응집이 유도 되는 구성을 갖는다.
상기 1차 유출장치(20)의 내부 응집공간에서 슬러지의 입자크기를 키움과 동시에 유입 유체의 유출에너지의 속도를 저하시켜 다수개의 유출공(22)을 통해 후술하는 2차 유출장치(30)로 배출되도록 구성된다.
한편, 상기 1차 유출장치(20)의 외주부에 설치되는 2차 유출장치(30)의 구성을 살펴보면, 상기 회전전달부(11)의 상부에 원통 형태로 설치되되, 중앙부에는 유출공(31)이 연속적으로 형성되며, 하단으로는 경사판 형태의 가변 플레이트(32)가 설치되고, 상단으로는 상기 구동장치(14)와 기어형태로 치합되도록 내주면에 기어부(33)가 형성된 구성을 갖는다.
상기 2차 유출장치(30)의 중앙부에 형성된 유출공(31)과 인접한 유출공(32) 사이에는 길이방향으로 형성된 회전 플레이트(34)가 형성되어 있어서, 1차 유출장치(20)를 통과한 슬러지가 2차 유출장치(30)에 형성된 회전 플레이트(34)에 의해 다시 한번 혼합되도록 하며, 슬러지 상호간의 충돌빈도를 증가시켜 플록의 크기를 증대시키도록 구성된다.
상기 2차 유출장치(30)의 저부에는 경사판 형태의 가변 플레이트(32)가 8방향으로 설치되는바, 이는 조절 레버를 조이거나 풀어냄에 따라 경사각을 조절할 수 있도록 구성되며, 2차 유출장치(30)의 유출공(31)을 통해 배출되는 슬러지를 함유한 유입수가 경사각을 타고 배출됨으로써 직하강시 발생되는 침전된 슬러지의 재부상을 막아주는 역할을 하도록 구성된다.
또한, 2차 유출장치(30)의 상부 내주면에 기어부(33)가 형성되어 있어서 상기 구동장치(14)와 치합되어 구동장치(14)의 동력에 의해 회전하도록 하는 구성을 갖는다.
한편, 상기 2차 유출장치(30)의 외주부에 설치되는 회전 유입정(40)은, 상협하광 형태의 고깔 형태로 설치되되, 내주면 나선형 슬릿 플레이트(41)가 형성된 형태로 구성된다.
상기 회전 유입정(40)은, 그 내측 8방향으로 임펠러 형태의 나선형 슬릿 플레이트(41)가 구비되어 회전 유입정(40)으로부터 배출되는 유체에 회전력을 유도하도록 한다.
이러한 회전력으로 인해, 기존의 직하강 및 방사형 유동형태에서 발생하는 침전슬러지의 재부상에 따른 처리 효율저하 문제점을 불식시킬 수 있도록 구성된다.
다시 말해, 회전 유동 흐름에 의하여 단순방사형 침전길이보다 증가되는 선회 회전 흐름을 형성하며 회전 유입정(40)을 떠난 흐름을 원형 수조(1)의 중간부근에서 선회류 형태를 가지도록 함으로써 주흐름자체를 회전 유입정(40) 부근으로 다시 유도하여 이후 회전 유입정(40)에서 배출하는 배출수와 재차 충돌을 유도함으로써 충돌에 의한 슬러지 크기를 증가시켜 침전지 전체의 면적을 골고루 활용할 수 있는 구성을 갖는다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 설치 및 작동과정을 살펴보면, 우선, 원형 수조(1)의 중앙에 회전전달부(11)를 입설하고, 회전전달부(11)의 양방향으로 레이크 암(12)을 결합하며, 침전조(1)의 바닥부로부터 회전전달부(11)의 내부로는 슬러지 유입관(13)이 입설한 후, 회전전달부(11)의 최상단으로는 구동장치(14)를 설치한다.
그런 다음, 상기 슬러지 유입관(13)의 끝단과 연통되도록 유출공(22)이 형성된 1차 유출장치(20)를 설치하되, 연통되는 위치에는 방해판(21)을 설치하고, 방해판(21)과 연결관으로 연결되도록 응집제 주입장치(23)를 설치한다.
그 후, 상기 1차 유출장치(20)의 외주부에 원통형태로 2차 유출장치(30)를 설치하되, 중앙부에는 유출공(31)이 연속적으로 형성하고, 하단으로는 경사판 형태의 가변 플레이트(32)를 설치하고, 상단으로는 기어부(33)를 형성시켜 상기 구동장치(14)와 기어형태로 치합되도록 설치한다.
그런 다음, 상기 2차 유출장치(30)의 외주부에 상협하광 형태의 고깔 형태로 회전 유입정(40)을 설치하되, 내주면에 나선형 슬릿 플레이트(41)가 형성되도록 함으로써, 슬러지 유입관(13)을 통해 공급된 슬러지 유입수가 방해판(21)에 의해 응집제와 혼합되되, 1차 및 2차 유출장치(20, 30)의 내·외부에서 충분히 혼합되도록 하고, 유체유출에너지를 정류 저감시킨 후, 회전 유입정(40) 내측에 형성된 나선형 슬릿 플레이트(41)를 통해 배출 유체에 회전력을 유도하여 선회유동을 발생시키도록 하는 조립 및 작동과정을 갖는다.
도 1은 본 발명의 정면도
도 2는 본 발명의 평면도
도 3은 본 발명 1·2차 유출장치 및 회전 유입정의 정면도
도 4는 본 발명 도 3의 A-A'선 단면도
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1: 원형 수조 2: 워크 웨이
10: 본체부 11: 회전전달부
12: 레이크 암 13: 슬러지 유입관
14: 구동장치 20: 1차 유출장치
21: 방해판 22: 유출공
23: 응집제 주입장치 30: 2차 유출장치
31: 유출공 32: 가변 플레이트
33: 기어부 34: 회전 플레이트
40: 회전 유입정 41: 나선형 슬릿 플레이트

Claims (3)

  1. 원형 침전지에 있어서,
    원형 수조(1)가 형성되되, 그 중앙으로는 회전전달부(11)가 입설되고, 회전전달부(11)의 양 방향으로는 레이크 암(12)이 결합되며, 침전조(1)의 바닥부로부터 회전전달부(11)의 내부로는 슬러지 유입관(13)이 입설되고, 회전전달부(11)의 최상단으로는 구동장치(14)가 설치된 본체부(10)와;
    상기 슬러지 유입관(13)의 끝단과 연통되도록 원통 형태로 설치되되, 연통되는 위치에는 방해판(21)이 설치되며, 중앙부에는 유출공(22)이 연속적으로 설치된 1차 유출장치(20)와;
    상기 1차 유출장치(20)의 외주부에 원통 형태로 설치되되, 중앙부에는 유출공(31)이 연속적으로 형성되며, 하단으로는 경사판 형태의 가변 플레이트(32)가 설치된 2차 유출장치(30)와;
    상기 2차 유출장치(30)의 외주부에 상협하광 형태의 고깔 형태로 설치되되, 내주면 나선형 슬릿 플레이트(41)가 형성된 회전 유입정(40)으로 구성됨을 특징으로 하는 원형 침전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    방해판(21)은, 워크 웨이(2) 중앙부에 설치된 응집제 주입장치(23)의 공급관 끝단에 설치되어, 슬러지 유입관(13)을 통해 공급된 미세 슬러지와 응집제가 혼합되어 미세 슬러지의 상호 응집을 증대시키도록 함을 특징으로 하는 원형 침전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    가변 플레이트(32)는 2차 유출장치(30)의 하단에 8방향으로 설치되며, 조절 레버를 조이거나 풀어냄에 따라 경사각을 조절할 수 있도록 구성되어, 2차 유출장치(30)의 유출공(31)을 통해 배출되는 슬러지를 함유한 유입수가 경사각을 타고 배출되도록 함을 특징으로 하는 원형 침전지.
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