KR100788298B1 - 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1, 2사이클론 노즐을 통해 수처리 과정에서 전처리 공정으로 하, 폐수를 원심력으로 청정수와 슬러지로 동시에 분리할 수 있도록 한 원심력을 이용한 침사분리기를 제공한다.
이를 위한 본 발명은 본 발명은 침사분리기에 있어서, 공급함(14)에 저장되어 있는 하, 폐수를 일정압력으로 공급받아 원심력으로 공급된 하, 폐수를 청정수와 슬러지로 분리시키는 제 1사이클론 노즐과, 상기 제 1사이클론 노즐의 내부에 설치되며 상기 제 1사이클론 노즐에서 분리된 청정수를 원심력으로 상승 와류시켜 외부로 배출시키는 제 2사이클론 노즐 및 상기 제 1사이클론 노즐의 하단에 설치되며 상기 제 1사이클론 노즐에서 분리된 슬러지를 공급받아 저장하는 슬러지 보관함을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
공급함, 제 1, 2사이클론 노즐, 하, 폐수, 슬러지 보관함,침사분리기

Description

원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기{waste water sediment separator}
도 1은 본 발명의 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기를 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 제 1, 2사이클론 노즐을 발췌하여 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
12: 마그네트 분쇄기 14: 공급함
16: 수중펌프 22: 제 1사이클론 노즐
24: 제 2사이클론 노즐 26: 슬러지 보관함
28: 청정수 배출관 30: 환수관
본 발명은 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 제 1, 2사이클론 노즐을 통해 수처리 과정에서 전처리 공정으로 하, 폐수를 원심력으로 청정수와 슬러지로 동시에 분리할 수 있도록 한 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기에 관한 것이다.
일반적으로 상, 하수 및 폐수 등은 수처리 과정에서 전처리 공정으로 하수 및 폐수 등에 포함된 협잡물이나 흙이나 모래등의 침사물로 이루어진 슬러지와 청정수를 분리 제거시키는 과정이 필요로 하며, 근래 들어서는 이러한 슬러지 및 청정수를 분리하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다.
종래 사용되는 가장 일반적인 전처리방법으로는 일차 유입된 하, 폐수물을 침사지로 이송한 후, 협잡물을 제거한 상태에서 다시 침전지로 유입시킨 다음, 청정수와 슬러지로 분리하여 청정수는 폭기조로 이송시키고, 침전된 슬러지는 탈수과정을 거쳐 별도의 처리를 행하게 되는 방법이다.
하지만 종래 전처리방법은 청정수와 슬러지 분리를 위한 침전지가 반드시 필요하기 때문에 침전지 확보를 위한 많은 부지가 필요하게 되어, 부지선정에 제한을 받게 되며, 또한 슬러지가 침전될 동안의 불필요한 시간적 낭비를 가져왔으며, 복잡한 공정으로 인해 작업공정이 지나치게 어렵다는 단점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한, 본 발명은 침전지를 사용치 않고 원심력으로 하, 폐수를 청정수와 슬러지로 동시에 분리시킬 수 있도록 한 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기를 제공함에 있다.
본 고안이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 단시간에 하, 폐수를 청정수와 슬러지로 분리할 수 있도록 한 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 하, 폐수 처리장치에 있어서, 공급함(14)에 저장되어 있는 하, 폐수를 일정압력으로 공급받아 원심력으로 공급된 하, 폐수를 청정수와 슬러지로 분리시키는 제 1사이클론 노즐과, 상기 제 1사이클론 노즐의 내부에 설치되며 상기 제 1사이클론 노즐에서 분리된 청정수를 원심력으로 상승 와류시켜 외부로 배출시키는 제 2사이클론 노즐 및 상기 제 1사이클론 노즐의 하단에 설치되며 상기 제 1사이클론 노즐에서 분리된 슬러지를 공급받아 저장하는 슬러지 보관함을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 슬러지 보관함에는 슬러지에 남아있는 수분를 상기 공급함으로 환수시키는 환수관을 더 구비함이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 구현하고자 하는 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 제 1, 2사이클론 노즐을 발췌하여 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 원심력을 이용한 하, 침사분리기(100)는 공급함(14), 보관함(20), 제 1, 2사이클론 노즐(22, 24) 및 슬러지 보관함(26)을 포함하여 구성한다.
상기 공급함(14)은 하, 폐수를 공급받아 저장하는 곳으로서, 상기 공급함(14)의 일측상단에는 하, 폐수를 공급하는 공급관(10)이 연결되고, 타측 상단에는 공급함(14)에 저장되어 있는 하, 폐수를 보관함으로 배출시키는 배출관(18)이 연결된다. 상기 공급함(14)의 내부에는 수중펌프(16)가 설치되며, 상기 수중펌프(16)는 공급함에 저장되어 있는 하, 폐수를 펌핑시켜 상기 배출관(18)으로 강제 배출시키게 된다.
한편, 상기 공급관(10)과 공급함(14) 사이에는 마그네트분쇄기(12)가 장착된다. 상기 마그네트분쇄기(12)는 공급관(10)을 통해 공급중인 하, 폐수의 슬러지를 일정크기로 분쇄시키고, 또한 분쇄과정에서 슬러지에 포함되어 있는 자성체를 자력으로 흡착시켜 걸러주게 된다.
상기 보관함(20)은 배출관(18)과 제 1사이클론 노즐(22) 사이에 위치하며, 상기 배출관(18)을 통해 일정압력으로 배출되는 하, 폐수를 아래에 설치되어 있는 제 1사이클론 노즐(22)로 공급하게 된다.
상기 제 1사이클론 노즐(22)은 도 2에 도시한 바와 같이 상단에서 하단으로 갈수록 좁은 직경을 가지도록 제작된 원추형관으로서, 상단은 상기 보관함(20) 아래에 연결하고, 하단은 슬러지보관함(26)에 연결시켜 배출관(18)을 통해 일정압력으로 배출된 하, 폐수를 원심력으로 청정수와 슬러지로 분리시키게 된다.
구체적으로 수중펌프(16)의 펌핑력으로 배출관(18)을 통해 일정압력으로 배출된 하, 폐수는 제 1사이클론 노즐(22)의 내부 벽면을 타고 회전하며 흐르게 되는 데, 이와같이 회전은 점차적으로 가속되어 선회류을 일으키게 되고, 상기 선회류 (와류)를 통해 발생한 원심력에 의해 하, 폐수는 청정수와 슬러지로 분리된 후, 비교적 비중이 무거운 슬러지(모래나 각종 협잡물)는 아래로 낙하하여 슬러지 보관함(26)으로 공급된다. 그리고 슬러지에서 분리된 청정수는 상기 제 1사이클론 노즐(22) 내부에 설치되어 있는 제 2사이클론 노즐(24)을 통해 상승 와류된 후, 청정수배출관(28)을 통해 도시하지 않은 폭기조로 이송된다.
상기 제 1사이클론 노즐(22)의 내부에는 제 2사이클론 노즐(24)이 설치된다. 상기 제 2사이클론 노즐(24)은 제 1사이클론 노즐(22) 내부에 위치하는 것으로서, 상기 제 2사이클론 노즐(24)은 제 1사이클론 노즐(22)과 동일한 형상인 상단에서 하단으로 갈수록 작은 직경크기를 가지는 원추형상의 관으로 제작하되, 상기 제 1사이클론 노즐(22) 보다 작은 직경으로 제작하여 설치시, 제 1, 2사이클론 노즐(22, 24) 사이에 공간이 형성되도록 구성함이 바람직하다. 상기 제 2사이클론노즐(24)을 통해 상승 와류된 청정수는 별도의 청정수배출관(28)을 통해 도시하지 않은 폭기조로 이송되어 진다.
한편, 상기 제 1사이클론 노즐에서 분리된 청정수가 제 2사이클론 노즐을 타고 상승 와류되는 것은 사이클론 원리에 의한 것으로서, 구체적으로 제 1사이클론 노즐(22)은 원추형의 호퍼형태로 만들어져 하부가 좁은 상태이므로 강제적 압에 의한 물의 흐름은 제 1사이클론 노즐(22)을 타고 하부와류 현상이 생겨난다. 이때에 상부에서 밀어내는 많은 물의 압은 일시적으로 하부의 좁은 곳으로 물의 이송을 다소화하지 못하고 내려가지 못한 물은 빈 공간을 찾는다. 제 2사이클론 노즐(24)에 도달한 물은 상기 제 2사이클론 노즐(24)의 하단 개방구로 물오름이 시작되는 것인 데, 이때 상승와류현상이 생겨 깨끗이 걸러진 물은 제 2사이클론 노즐(24)을 타고 빠져나간다. 물의 이송현상을 하부도 그렇고 상부도 자연스럽게 흐를 수 있도록 하여 주는 것이 노즐의 역할이다.
그리고 물의 걸름의 형태도 제 1사이클론 노즐(22)과 제 2사이클론 노즐(24)의 빈 공간에서 이루어지는데, 이때 물의 무게보다 무거운 것은 아래로 가라앉고 물의 무게보다 가벼운 것은 제 2사이클론 노즐(24)을 타고 흐른다. 관성의 법칙으로 예를 들면 물은 압에 의해 인위적으로 회전하도록 만들어 놓은 제 1사이클론 노즐(22)을 타고 아래의 좁은 꼭지점 즉, 하단부에 도달하는데 물체의 회전으로 밖으로 이탈하려는 힘이 일시에 많은 양의 물을 보내지 못하고 제 1사이클론 노즐(22)의 하단 가운데 좁은 꼭지점과 제 2사이클론 노즐(24)의 사이 틈에서 회전에 의해 물기둥이 일어나는데, 이때 제 2사이클론 노즐(24)을 타고 상승 와류하여 빠져나가게 되는 것이다.
한편, 상기 슬러지 보관함(26)은 제 1사이클론 노즐(22) 아래에 설치되며, 상기 제 1사이클론 노즐(22)을 거쳐 청정수가 분리된 슬러지(즉, 탈수 처리된 슬러지)를 공급받아 저장하게 된다.
상기 슬러지 보관함(26)의 일측 상단에는 환수관(30)의 일단이 연결되고, 상기 환수관(30)의 타단은 전술한 공급함(14)에 연결된다. 상기 환수관(30)은 슬러지보관함(26)에서 저장중인 슬러지에 남아있는 청정수를 공급함으로 환수시키게 된다.
한편, 상기 슬러지 보관함(26)의 하단에는 스크류콘베이어(32)가 설치되며, 상기 스크류컨베이어(32)는 슬러지 보관함(26)에 저장되어 있는 슬러지를 공급받아 슬러지 처리시설인 오니 농축설비로 이송시키게 된다.
이하, 본 발명에 따른 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기의 작용을 기술하기로 한다.
먼저, 공급함(14)으로 공급되는 하, 폐수는 공급과정에서 공급관(10)과 공급함(14) 사이에 설치되어 있는 마그네트 분쇄기(12)를 통과하게 되는 데, 이때 통과중인 하, 폐수의 슬러지는 일정크기로 분쇄되어 지고, 또한 분쇄과정에서 슬러지에 포함되어 있는 자성을 띄는 자성체는 자력으로 흡착하여 걸러주게 된다.
이후, 수중펌프(16)가 동작하며 공급함(14)에 저장되어 있는 오, 폐수를 배출관(18)으로 강제 배출시키게 되고, 상기 배출관(18)으로 배출된 오, 폐수는 일정압력으로 보관함(20)을 거쳐 제 1사이클론 노즐(22)로 배출된다.
상기 제 1사이클론 노즐(22)로 배출된 오, 폐수는 제 1사이클론 노즐(22)의 내부 벽면의 경사면을 타고 회전하며 흐르게 되고, 이 과정에서 회전은 점차적으로 가속되어 선회류을 일으키게 되며, 상기 선회류(와류)를 통해 발생한 원심력에 의해 하, 폐수는 청정수와 슬러지로 분리된 후, 비교적 비중이 무거운 슬러지(모래나 각종 협잡물)는 아래로 낙하하며 슬러지 보관함(26)으로 공급되고, 분리된 청정수는 원심력에 의한 와류현상으로 제 1사이클론 노즐(22)내에 설치되어 있는 제 2사이클론 노즐(24)을 타고 상승와류한 후, 상기 제 2사이클론 노즐(24)의 상단부를 통해 청정수배출관(280으로 유입된 후, 폭기조로 이송된다.
한편, 상기 슬러지 보관함(26)으로 공급된 슬러지는 일정시간동안의 저장기 간을 거친 후, 슬러지 보관함(26) 아래에 구비되어 있는 스크류 콘베이어(32)를 통해 슬러지 처리시설인 오니 농축설비로 이송되는 데, 이때 저장중인 슬러지에 남아있는 수분은 슬러지 보관함(26)에 연결되어 있는 환수관(30)을 통해 공급함(14)으로 환수됨으로서 슬러지에 포함되어 있는 수분을 완전히 제거한 상태로 오니 농축설비로 이송시킬 수 있다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 별도의 침전지를 사용치 않고 제 1, 2사이클론 노즐의 원심력을 이용하여 하, 폐수의 청정수와 슬러지를 동시에 분리시킬 수 있도록 함으로서 침전지 확충에 따른 부지선정의 어려움을 해소할 수 있으며, 또한 청정수와 슬러지의 동시 분리를 통해 처리시간을 줄여 작업효율을 상승시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (2)

  1. 하, 폐수 침사분리기에 있어서,
    공급함(14)에 마그네트 분쇄기을 거쳐 저장되어 있는 하, 폐수를 일정압력으로 공급받아 원심력으로 공급된 하, 폐수를 청정수와 슬러지로 분리시키는 제 1사이클론 노즐(22)과;
    상기 제 1사이클론 노즐(22)의 내부에 설치되며 상기 제 1사이클론 노즐(22)에서 분리된 청정수를 원심력으로 상승 와류시켜 외부로 배출시키는 제 2사이클론 노즐(24) 및 ;
    상기 제 1사이클론 노즐(22)의 하단에 설치되며 상기 제 1사이클론 노즐(22)에서 분리된 슬러지를 공급받아 저장하는 슬러지 보관함(26)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬러지 보관함(26)에는 슬러지에 남아있는 수분를 상기 공급함(14)으로 환수시키는 환수관(30)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 하, 폐수 침사분리기.
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