KR100783050B1 - 주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치에 관한 것으로, 침전지 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼로 수집하기 위한 스크레이퍼가 설치된 원형 침전지에 있어서, 상기 호퍼(20) 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출장치(40)를 설치하여 호퍼로 수집된 슬러지가 적체되지 않고 슬러지 배출관(90)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 슬러지 배출장치(40)는 호퍼에 수집된 슬러지의 부하량에 따라 호퍼 스크레이퍼 날의 각도가 자동으로 조절되도록 플랩형으로 이루어져 있는바, 이는 상기 호퍼 스크레이퍼를 지지하는 회전 프레임(32)의 중앙 하단부에 설치되는 고정용 링(42)과, 상기 고정용 링에 방사상으로 고정 설치되는 고정 스크레이퍼(44)와, 이 고정 스크레이퍼의 외측에 회동가능하게 힌지결합되며 복원스프링(46)에 의해 상기 고정 스크레이퍼와 일직선 상태를 유지하면서 호퍼에 수집된 슬러지와 접촉하여 슬러지의 부하에 따라 회동하면서 슬러지를 슬러지 배출관의 인입구로 밀어 넣는 가동 스크레이퍼(48)로 이루어진 것으로, 원형 침전지의 유지관리가 용이하다.

원형 슬러지 수집기, 배출, 회전, 압력수 분사, 폐색구간

Description

주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치 {A Circular type settling pond with sludge discharging apparatus}

본 발명은 주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치에 관한 것으로, 상세히는 침전지 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼로 수집하기 위한 스크레이퍼가 설치된 원형 침전지에 있어서, 상기 호퍼 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출장치를 설치하여 호퍼로 수집된 슬러지가 적체되지 않고 슬러지 배출관을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 슬러지 배출장치는 호퍼에 수집된 슬러지의 부하량에 따라 호퍼 스크레이퍼 날의 각도가 자동으로 조절되도록 중앙부의 고정 스크레이퍼와, 이 고정 스크레이퍼에 방사상으로 힌지결합되어 회동가능하며 복원스프링에 의해 상기 고정 스크레이퍼와 일직선 상태를 유지하면서 호퍼에 수집된 슬러지와 접촉하여 슬러지의 부하에 따라 회동하면서 슬러지를 인입구로 밀어 넣는 가동 스크레이퍼로 이루어진 것으로, 원형 침전지의 유지관리를 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.

하수처리용 주변구동형 원형 침전지는 바닥면이 중앙을 향해 하향경사진 콘 크리트 수조의 중앙에 하수 유입관이 수직으로 설치되어 그 상단에서 침전처리될 하수를 수조 내로 배출하도록 되어 있고, 하수 유입관의 주위 또는 상부에는 슬러지 수집장치로서 회전축이 설치되어 수평으로 배치되는 트러스 아암(truss arm)의 일단을 지지하며, 트러스 아암은 그 자유단에 수조의 측벽(wall) 상단에 구름 접촉하는 롤러(roller) 및 롤러 구동용 모터를 구비하여 수조의 가장자리를 따라 일정속도로 회전한다.

이에 따라 수조의 바닥에 접하도록 트러스 아암에 지지된 스크레이퍼 (scraper)가 트러스 아암을 따라 회전하면서 수조의 바닥에 침전된 슬러지를 하수유입관 둘레의 수조 바닥에 마련된 슬러지 호퍼로 긁어모으게 되며, 이와 같이 수집된 슬러지는 슬러지 흡인펌프에 의해 슬러지 배출관을 따라 농축조 등으로 압송되도록 되어 있다.

한편, 상기 호퍼에는 슬러지 스크레이퍼의 구동력에 의해 슬러지 스크레이퍼와 함께 회전하는 스크레이퍼가 설치되어 있는데, 이 호퍼 내부에 설치된 슬러지 스크레이퍼는 단순히 여러 개의 날이 방사상으로 수직 고정 설치되어 있으며, 슬러지 배출관을 통하여 슬러지를 흡입하는 슬러지 이송펌프의 운전과는 무관하게 상기 침전지 바닥의 스크레이퍼와 연동되어 회전되는 관계로 호퍼에 적체된 슬러지의 양이 많을 경우에는 부하가 크게 걸리게 되고, 슬러지의 양이 적을 경우에는 부하가 거의 없는 상태로 회전되게 된다.

또, 종래에는 슬러지 부하로부터 구동용 모터 및 감속기를 보호함과 아울러 트러스 아암과 회전 프레임의 비틀림 하중으로부터 호퍼 내부의 스크레이퍼를 보호 하기 위하여 스크레이퍼를 형강류로 제작하고 그 개도율을 최저치로 설계하고 있다. 따라서 호퍼 내부에 장기간 압밀된 슬러지가 단시간에 슬러지 배출관 인입구로 밀려들 때에는 슬러지 배출관이 막히게 되는 현상이 발생한다.

또한, 동절기의 경우에는 침전지의 상등수 H.W.L(HIGH WATER LEVEL)이 동결되기 때문에 운전이 중단되어 슬러지의 퇴적이 과도하고, 하절기 고탁도 유입시 슬러지가 단시간 내에 과다 침적, 압밀되게 되면 기계를 정지시킨 후 원형 침전지 내부를 전부 배수시킨 후 호퍼부의 슬러지를 인력으로 일일이 제거하여야 하는 폐단이 있었다.

또한, 유입되는 폐수에 따라서 배출 슬러지의 농도가 매우 불규칙하게 되므로 배출된 슬러지 처리시설의 운전이 원활하지 않은 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주변구동형 원형 침전지(농축조)의 호퍼로 수거된 슬러지가 적체되지 않고 효과적으로 슬러지 배출관을 통해 배출될 수 있도록 함으로써 슬러지의 적체로 인한 제문제의 발생을 방지하고, 배출 슬러지를 고농도로 균일하게 함으로써 슬러지 처리시설의 효율적인 운용을 도모할 수 있는 개선된 구조의 슬러지 배출장치를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 침전지 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼로 수집하기 위한 스크레이퍼가 설치된 원형 침전지에 있어서, 상기 호퍼 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출장치를 설치하여 호퍼로 수집된 슬러지가 적체되지 않고 배출관을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 슬러지 배출장치는 호퍼에 수집된 슬러지의 부하량에 따라 호퍼 스크레이퍼 날의 각도가 자동으로 조절되도록 플랩형으로 형성한 것으로, 이는 상기 호퍼 스크레이퍼를 지지하는 회전 프레임의 중앙 하단부에 설치되는 고정용 링과, 상기 고정용 링에 방사상으로 고정 설치되는 고정 스크레이퍼와, 이 고정 스크레이퍼의 외측에 회동가능하게 힌지결합되며 복원스프링에 의해 상기 고 정 스크레이퍼와 일직선 상태를 유지하면서 호퍼에 수집된 슬러지와 접촉하여 슬러지의 부하에 따라 회동하면서 슬러지를 슬러지 배출관의 인입구로 밀어 넣는 가동 스크레이퍼로 이루어진 주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치를 제공한다.

또, 본 발명에서 상기 호퍼 내부의 슬러지 폐색구간인 슬러지 배출관의 인입구 측에는 슬러지의 폐색(막힘)이 발생한 경우 이를 뚫어주기 위한 압력수 분사 노즐을 설치하여 슬러지 스크레이퍼를 구동하기 위한 구동모터의 감속기 구동 토크의 변화를 활용하여 구동 토크가 설정치 이상인 경우 폐색구간에 압력수를 분사한 후 슬러지 배출장치가 구동되도록 한다.

본 발명은 침전지 중앙부분에 호퍼의 압밀되는 슬러지와 이로 인하여 침전지 전체에 슬러지가 적체 압밀되어 상등수의 수질을 악화시키고 슬러지 배출이 원활치 않아 슬러지 처리의 불합리를 개선하기 위하여 슬러지 배출관 인입구에 압력수를 분사할 수 있도록 하여 인입구의 폐색시 침전지를 비우고 인력으로 슬러지를 제거하여야 하는 폐단을 방지할 수 있고, 호퍼에 수집된 슬러지는 부하량에 따라 스크레이퍼의 개도율이 자동 조절되는 스크레이퍼에 의해 고농도의 슬러지를 항상 균일한 농도로 배출함으로써 침전지 상등수의 수질을 양호하게 함과 아울러 슬러지 처리 시설의 효율을 높이고 유지관리를 용이하게 할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 배출장치가 구비된 원형 침전지의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 슬러지 배출장치가 구비된 원형 침전지의 평면도이며. 도 3은 도 1의 A부 확대도, 도 4는 도 3의 측면도, 도 5는 도 3의 평면도이다.

또, 도 6은 도 1의 B부 확대도이고, 도 7은 도 6에 도시된 슬러지배출장치의 평면도, 도 8은 도 7에 도시된 슬러지 배출장치의 요부 확대도로서, 가동 스크레이퍼가 회동되는 상태를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명은 침전지(10) 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼(20)로 수집하기 위한 스크레이퍼(30)가 설치된 원형 침전지에 있어서, 상기 호퍼(20) 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출장치(40)를 설치하여 호퍼(20)로 수집된 슬러지가 적체되지 않고 슬러지 배출관(90)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 슬러지 배출장치(40)는 상기 스크레이퍼(30)를 지지하는 회전 프레임(32)의 중앙 하단부에 설치되는 고정용 링(42)과, 상기 고정용 링(42)에 방사상으로 고정 설치되는 복수의 고정 스크레이퍼(44)와, 이 고정 스크레이퍼(44)의 외측에 회동가능하게 힌지결합되며 복원스프링(46)에 의해 상기 고정 스크레이퍼(44)와 일직선 상태를 유지하면서 호퍼(30)에 수집된 슬러지와 접촉하여 슬러지의 부하에 따라 회동하면서 슬러지를 슬러지 배출관(90)의 인입구(92)로 밀어 넣는 가동 스크레이퍼(48)로 이루어져 있다.

도면 중 부호 50은 웨이커 웨이이고, 부호 80은 원형 침전지(10)의 중앙에 설치되는 하수 유입관으로, 바닥면이 중앙을 향해 하향경사진 콘크리트 수조의 상단에서 침전처리될 하수를 수조 내로 배출하게 된다.

상기 하수 유입관(80)의 주위에는 스크레이퍼(30)를 지지하는 회전 프레이(32)이 설치되어 있으며, 이 회전 프레임(32)의 축(33)에는 트러스 아암(truss arm; 34)의 일단이 결합되어 있고, 이 트러스 아암(34)은 그 타단인 자유단에 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 침전지(10)의 측벽(wall; 11) 상단에 구름 접촉하는 롤러(roller; 35) 및 롤러 구동용 모터(36)를 구비하여 침전지 벽의 가장자리를 따라 일정속도로 회전하도록 되어 있다.

상기 모터(36)는 감속기(37)를 거쳐 충분한 구동 토크를 발생하게 되며, 감속기의 출력축과 롤러(35)의 피동축 사이에는 체인(38)이 연결되어 동력을 전달하게 된다.

이에 따라 원형 침전지(10)의 바닥에 접하도록 회전 프레임(32)에 지지된 스크레이퍼(scraper)가 트러스 아암(34)을 따라 회전하면서 침전지의 바닥에 침전된 슬러지를 하수 유입관(80) 둘레의 수조 바닥에 마련된 슬러지 호퍼(30)로 긁어모으게 되며, 이와 같이 호퍼(30)에 수집된 슬러지는 도시 안 된 슬러지 흡인펌프에 의 해 슬러지 배출관(90)을 따라 농축조로 압송되도록 되어 있다.

또, 본 발명에서는 상기 슬러지 배출관(90)의 인입구(92) 부분에 슬러지가 폐색(閉塞)하여 슬러지 배출이 불가능한 것을 방지하기 위한 압력수 배관(100)을 콘크리트 구조물에 매립하고 압력수 분사노즐(101)을 슬러지 배출관(90)의 인입구(92) 입구에서 슬러지 배출관(90)의 출구방향으로 장착하며, 상기 압력수 배관(100)에는 전동밸브(102)를 슬러지 흡인 펌프실 측에 설치하여 유지관리 및 제어가 용이하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 원형 침전지(10)로 도입된 슬러지가 체류되어 중력에 의해 농축되면서 원형 침전지(10) 바닥에 침강한 농축슬러지는 회전하는 슬러지 스크레이퍼(30)가 중심 부분의 호퍼(20) 쪽으로 모으게 되며, 이 호퍼(20)에는 상기 스크레이퍼(30)와 함께 구동되는 슬러지 배출장치(40)가 설치되어 있으므로 이 슬러지 배출장치(40)가 회전하게 되므로 호퍼(20)로 수거된 농축슬러지가 적체되지 않고 슬러지 배출관(90)을 통해서 원활하게 배출되는 것이며, 상기 슬러지 배출장치(40)는 플랩 형태로 이루어져 있으므로 호퍼(20) 내부의 슬러지가 소량 적체된 경우에는 가동 스크레이퍼(48)에 부하가 크게 걸리지 않으므로 가동 스크레이퍼(48)가 고정 스크레이퍼(44)와 거의 일직선 상태를 유지하면서 회전하게 되며, 슬러지가 다량으로 적체된 경우에는 가동 스크레이퍼(48)에 부하가 걸리게 되므로 가동 스크레이퍼(48)가 도 7 및 도 8에 가상선으로 도시한 바와 같이 꺾이게 되면 서 저항이 줄어들게 되므로 슬러지 배출장치의 원활한 회전이 이루어지게 되는 것이며, 서서히 슬러지의 배출이 이루어지게 됨에 따라 가동 스크레이퍼(48)는 복원스프링(46)의 복원력에 의해 원래의 상태로 펼쳐지게 된다.

한편, 상기 슬러지 배출장치 및 슬러지 스크레이퍼는 구동용 모터(36)에 축결합된 감속기(37)에 토크 센서(도시 안 됨)를 설치하고 제어부에서 이 토크 센서로부터 감속기의 토크 상태를 실시간으로 수신하며 기 설정된 토크 세팅치를 활용하여 항상 정해진 토크 구간에서 작동하도록 제어하면 되고, 구동 토크가 설정치 이상인 경우에는 제어부가 전동밸브(102)를 일정 시간 동안 개방시켜 압력수 분사 노즐(101)에서 호퍼(20)의 슬러지 배출관(90) 부근의 슬러지 폐색구간에 압력수를 분사시켜 폐색을 풀어 준 후 재작동하도록 하면 된다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 배출장치가 구비된 원형 침전지의 단면도,

도 2는 본 발명에 의한 슬러지 배출장치가 구비된 원형 침전지의 평면도,

도 3은 도 1의 A부 확대도,

도 4는 도 3의 측면도,

도 5는 도 3의 평면도,

도 6은 도 1의 B부 확대도,

도 7은 도 6에 도시된 슬러지 배출장치의 평면도,

도 8은 도 7에 도시된 슬러지 배출장치의 요부 확대도로서, 가동 스크레이퍼가 회동되는 상태를 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 원형 침전지(농축조) 11 : 측벽

20 : 호퍼 30 : 스크레이퍼

32 : 회전 프레임 34 : 트러스 아암

35 : 롤러 36 : 구동용 모터

37 : 감속기 38 : 체인

40 : 슬러지 배출장치 42 : 고정용 링

44 : 고정 스크레이퍼 45 : 힌지

46 : 복원스프링 48 : 가동 스크레이퍼

50 : 웨이커 웨이 80 : 하수 유입관

90 : 슬러지 배출관 92 : 인입구

100 : 압력수 배관 101 : 압력수 분사 노즐

102 : 전동밸브

Claims (2)

1. 침전지(10) 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼(20)로 수집하기 위한 스크레이퍼(30)가 설치된 원형 침전지에 있어서;

   상기 호퍼(20) 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출장치(40)를 설치하여 호퍼(20)로 수집된 슬러지가 적체되지 않고 슬러지 배출관(90)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 슬러지 배출장치(40)는 상기 스크레이퍼(30)를 지지하는 회전 프레임(32)의 중앙 하단부에 설치되는 고정용 링(42)과, 상기 고정용 링(42)에 방사상으로 고정 설치되는 복수의 고정 스크레이퍼(44)와, 이 고정 스크레이퍼(44)의 외측에 회동가능하게 힌지결합되며 복원스프링(46)에 의해 상기 고정 스크레이퍼(44)와 일직선 상태를 유지하면서 호퍼(30)에 수집된 슬러지와 접촉하여 슬러지의 부하에 따라 회동하면서 슬러지를 슬러지 배출관(90)의 인입구(92)로 밀어 넣는 가동 스크레이퍼(48)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 호퍼(20)의 슬러지 폐색구간인 슬러지 배출관(90)의 인입구(92) 측에는 압력수 분사를 위한 압력수 분사 노즐(101)이 설치되며, 이 압력수 분사 노즐(101)은 스크레이퍼 구동용 모터(36)의 감속기(37)의 토크가 설정치 이상인 경우 가동되는 것을 특징으로 하는 주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치.

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