KR100794324B1 - 역 부상 가압 부상조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가압부상조를 제시하기 위한 것으로 부상조 본체와; 상기 부상조 본체의 내부 중심선 상에 설치되고, 상단이 막히고 상부 테두리 둘레에 측구가 형성된 원통 형상이며, 상기 원통이 부상조 본체 외부로 인출되는 슬러지공급관에 연결되는 슬러지공급통과; 일정한 간격으로 이격되게 상기 슬러지공급통 외 측을 감싸도록 설치되고, 부상조 본체 상단으로부터 1/2 ~ 2/3 깊이까지 연장 설치된 원통형 차단벽과; 상기 차단벽 상부에서 부상 플럭을 포집하기 위해 설치되는 상부 스크레퍼와; 상기 상부 스크레퍼로 포집한 응축 스컴슬러지를 외부로 배출하기 위해 설치된 웨어와; 상기 차단벽 외측의 부상조 본체에 형성한 처리수방류구와; 상기 차단벽 외측의 부상조 본체에 형성한 순환관과; 상기 순환관에 공기흡입이 이루어지도록 결합되는 가압펌프와; 상기 가압펌프로부터의 순환수를 저장하고 공기를 포화시키기 위해 상기 순환관에 설치되는 압력탱크와; 상기 압력탱크로부터의 가압수를 분사하여 외부 응집반응시설로부터 슬러지를 인출하여 슬러지공급관으로 공급하기 위해 가압수순환관과 슬러지공급관의 연결부에 설치되는 인젝터; 를 포함하는 구조를 특징으로 한다.

가압 부상조, 순환수 가압, 부상분리법, 역 부상

Description

역 부상 가압 부상조 { Dissolved Air Flotation System }

도 1은 본 발명에 의한 부상조의 구성도

도 2는 본 발명의 내부 구조도

도 3은 본 발명에 의한 인젝터의 결합구조도

도 4는 본 발명에 의한 처리시설의 실시 예도

*. 주요부호의 설명

10. 부상조본체 11. 트랩 12. 인출관 13. 밸브

14. 월류웨어 20. 슬러지공급통 21. 측구

22. 슬러지 공급관 30. 차단벽 40. 상부스크레퍼

50. 웨어 60. 처리수방류구 70. 순환관

80. 가압펌프 90. 압력탱크

100. 가압수순환관 110. 인젝터 120. 하부스크레퍼

a. 가압부상조 200. 유수 및 집수시설

300. 응집반응시설 400. 블로워

500. 약품투입기

본 발명은 산업폐수, 식물성 폐수, 일반 오폐수 또는 식수 등에 포함된 슬러지를 농축 분리하기 위한 가압 부상조에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 부상조를 원통형으로 구성하여 원통형 차단벽 내부에 설치한 슬러지공급통 내에 슬러지와 가압수가 혼합된 상태로 투입되어 플럭의 부상에 필요한 기포의 부착이 이루어지고, 슬러지공급통 상부에 형성한 측구를 통하여 플럭이 부상하여 스컴슬러지층으로 농축되고 부상조 상부에 회전구조로 설치한 상부 스크레퍼가 이를 포집하여 웨어를 통하여 배출하며 트랩에 하부 스크레바를 설치하여 모래 또는 침전 슬러지를 취합하여 반송하며, 차단벽 외 측에서 처리수를 방출하는 구조의 가압 부상조를 새로이 제시한다.

일반적으로 오폐수 처리과정에서 일차 침전 슬러지, 잉여 슬러지 등을 효율적이고 처분하기 쉬운 형태로 변환시키기 위해서 안정화 및 감량화하는 슬러지농축처리가 요구되며, 이를 위하여 종래 중력 농축조, 원심농축기, 부상식 농축기, 벨트 농축기 등 다양한 방식이 사용되고 있다.

그중 부상식 농축은 슬러지 내 고형물에 미세한 기포를 부착시켜 고형물의 비중을 물보다 작게 해서 부상 분리시키는 방법으로 다른 농축처리 방법에 비하여 시설 소요 표면적을 감소시킬 수 있고, 농축효율이 우수하며, 운전의 중단과 재가동이 쉬운 등의 장점이 있어 플럭 뿐만 아니라 에멀젼, 각종 오폐수의 처리, 녹조 의 제거 등 여러 분야에서 효과적으로 활용되고 있다.

이와 같은 부상식 농축법 중 가장 많이 사용되고 있는 순환수 가압법은 이젝터(ejecter)를 사용하여 공급슬러지와 순환수를 혼합한 후 이를 부상조 하부에 분출하는 구조로 이루어져 부상효율이 낮은 단점이 있다.

또한, 기존의 순환수가압법은 부상조가 박스 형상으로 이루어져 부상 플럭을 포집하기 위한 스크레퍼를 왕복 행정 구조로 구성함으로써 플럭이 부상해 농축되는 스컴슬러지층의 제거 효율이 저하되는 단점이 있었으며, 침전물 처리를 위한 시설로서 부상조 하부에 트랩(TRAP)을 설치하고 침강 슬러지 등을 주기적으로 배출하는 구조로 이루어져 있으나 침강한 슬러지가 트랩 하부의 슬러지 배출구로 원활하게 배출되지 못하고 쌓이고 이들 중 일부가 다시 부상함으로써 전체적인 처리효율과 처리 수질이 저하되는 등의 단점이 있었다.

본 발명은 순환수 가압법에 의한 가압부상조를 구성함에 있어서, 슬러지와 가압순환수를 원통형 부상조 본체 내에 설치한 원통형 슬러지공급통의 측구를 통하여 방출되도록 구성함으로써 공급 슬러지가 슬러지공급통 내에서 난류를 형성하면서 부상에 필요한 기포를 부착할 수 있게 하여 부상효율을 향상시키고, 부상조를 원통형으로 구성하고 단일 동력 축에 의해 회전구동하는 상부 스크레퍼와 하부스크레퍼에 의해 농축 스컴슬러지 및 침전 슬러지를 효과적으로 포집 방출하도록 구성함으로써 슬러지 처리효율을 향상시키는 구조의 역 부상 가압 부상조를 새로이 제 시할 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명은 하부에 침전물 배출을 위한 트랩이 형성된 원통형의 부상조 본체와; 상기 부상조 본체의 내부 중심선 상에 설치되고 상단이 막히고 상부 테두리 둘레에 복수의 측구가 형성되며, 부상조 본체 외부로 인출되는 슬러지공급관에 연결되는 슬러지공급통과; 상기 슬러지공급통 외측을 감싸도록 일정한 간격으로 이격되게 설치되고, 부상조 본체 상단으로부터 1/2 ~ 2/3 깊이까지 연장 설치된 원통형 차단벽과; 상기 차단벽 상부에서 부상 플럭을 포집하기 위해 설치되는 상부 스크레퍼와; 상기 상부 스크레퍼로 포집한 응축 스컴슬러지를 외부로 배출하기 위해 설치되는 웨어와; 상기 차단벽 외측의 부상조 본체에 형성한 처리수방류구와; 상기 차단벽 외측의 부상조 본체에 형성한 순환관과; 상기 순환관에 공기흡입이 이루어지도록 결합되는 가압펌프와; 상기 가압펌프로부터의 나오는 순환수를 저장하고 공기를 포화시키기 위해 상기 순환관에 설치되는 압력탱크와; 상기 압력탱크로부터의 나오는 가압수를 분사하여 외부 응집반응시설로부터 슬러지를 인출하여 슬러지공급관으로 공급하기 위해 가압수순환관과 슬러지공급관의 연결부에 설치되는 인젝터를 포함하는 구조를 특징으로 하는 역부상 가압부상조를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 구성의 부상조 본체 하부의 트랩부위에 상부 스크레퍼에 연결되는 별도의 하부 스크레퍼를 설치한 구조를 아울러 제시한다.

상기한 본 발명은 공기가 용해된 가압순환수를 이젝터로 분사시킴으로써 응집반응시설로부터 응집처리된 슬러지를 흡입하여 가압수와 함께 원통형상의 슬러지공급통으로 보내면 슬러지공급통에 가해지는 수압작용에 의해 강력한 난류가 슬러지공급통 내에 발생하여 플럭에 공기방울을 부착하고, 슬러지공급통 상부 측면에 형성된 측구를 통하여 차단벽 내부로 분산 부상하게 함으로서 플럭의 신속한 부상을 유도하고, 차단벽에 의해 슬러지와 처리수를 분리함으로써 처리효율을 향상시키는 구조를 특징으로 하며, 하부의 트랩(TRAP)에 설치한 스크레퍼에 의해 침전물 등을 신속히 배출할 수 있게 유도함으로써 처리효율을 향상시킨 구성을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의한 실시 예에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 역부상 가압부상조의 구성을 설명하기 위해 처리장치에 본 발명을 적용한 실시 예를 도시한 것으로, 처리할 오폐수를 유수분리 및 집수시설(200)에서 집수하고, 이를 수중펌프(210)로 펌핑하여 응집반응시설(300)에 투입하며, 응집반응시설에 불로워(400, blower)와 정량펌프로 가성소다나 응집제 등의 약품을 투입하가 위한 약품투입장치(500)가 설치되어 응집반응시설에서 폭기에 의해 슬러지의 응집반응을 유도하여 플럭을 형성한다.

상기 응집반응시설의 상층부에 슬러지공급관(22)을 연결하고, 상기 슬러지공급관을 본 발명에 의한 가압부상조(a)에 연결하는 구조를 갖는다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 가압부상조의 상세구조를 도시한 것으로 본 발명에 의한 가압부상조는 부상조본체(10), 상기 부상조본체에 가압순환수와 슬러 지를 공급하기 위한 슬러지공급통(20), 슬러지 확산을 제한하기 위해 본체 내에 형성한 차단벽(30), 부상 플럭을 포집하는 상부 스크레퍼(40), 포집된 플럭을 외부로 방출하기 위한 웨어(weir, 50), 처리수를 방류하기 위한 처리수방류구(60), 부상조 내에 처리수를 양수하여 가압하기 위한 순환관(70), 순환수에 공기를 불어 넣고 이를 가압하기 위한 가압펌프(80), 가압순환수를 저장하기 위한 압력탱크(90), 가압수순환관(100), 가압수로 슬러지를 끌어들이고 슬러지와 가압수를 섞기 인젝터(110) 및 본체 하부의 트랩에 설치된 하부 스크레퍼(120)로 구성된다.

상기에서 부상조 본체(10)는 FRP를 이용하여 원통형으로 구성하며, 하부에 침전물과 슬러지를 수집 배출하기 위한 트랩(11)이 형성되며, 상기 트랩은 인출관(12)에 의해 본체 외부로 인출되고 밸브(13)에 의해 개폐되어 슬러지 등의 침전물을 주기적으로 배출할 수 있도록 구성된다.

슬러지공급통(20)은 하단부가 깔데기 관 구조로 벌어져 개방되고, 상단 둘레에 측구(21)가 형성되고 상단이 막힌 원통구조이며, 부상조 본체의 내부 중심선 상에 본체에 현수 구조로 고정 설치된다.

상기 슬러지공급통(20)의 몸통부에는 외부 응집처리시설에 연결된 슬러지공급관(22)이 연결된다.

상기한 슬러지공급통(20) 내부에는 슬러지공급관(22)으로부터 일정한 압력으로 분사되는 수압에 의해 난류가 형성되어 공기방울이 용해된 가압순환수와 응집처리시설로부터 공급된 플럭을 포함하는 슬러지가 효과적으로 혼합되어 플럭과 기포의 부착이 이루어지며, 기포가 부착된 플럭은 일부는 상단 원통 둘레의 측구(21)를 통하여 분산 방출되어 부상하고 일부는 내부 압력에 의해 하부의 개방구를 통하여 역 부상 후 부상함으로써 원형 부상조 전면에 걸쳐 균일한 부상이 이루어진다.

또한, 상기 구조는 부상력이 강한 플럭은 측구를 통하여 신속하게 부상하고 부상력이 약한 플럭은 역부상하는 과정에서 기포가 추가로 부착되어 침강하여 트랩을 통하여 배출되는 슬러지의 양이 많지 않으며, 가압부상조에서 사용되고 있는 슬러지를 부상조 하부로 공급하는 방법에 비해 부상거리가 매우 짧아 부상효율이 높고, 부상과정에서의 플럭 의 응집에 의한 침강을 감소시키고, 슬러지와 처리수의 분리가 효과적으로 이루어진다.

차단벽(30)은 부상조 상부를 플럭의 부상에 의한 응축 스컴슬러지층 및 포집 공간과 처리수의 저류 공간을 분리하여 부상처리효율을 향상하기 위한 설비이며, 플럭의 부상이 차단벽 안쪽에서 이루어지고, 플럭이 분리된 처리수는 차단벽 바깥쪽에 저류되어 안정화된 상태로 방류된다.

상기 차단벽(30)은 슬러지공급통과 이격되게 상기 슬러지공급통 외측을 감싸도록 설치되고, 부상조 본체 상단으로부터 1/2 ~ 2/3 깊이까지 연장 설치됨으로써 이와 같은 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

스크레퍼(40)는 부상조 본체 중심에 스크레퍼축(41)이 고정되고 회전 날개(42)에 부착된 고무패드(43)가 수면에 접하도록 구성된다.

웨어(50)는 상기 스크레퍼로 포집한 플럭을 외부로 배출하기 위한 것으로 부상조 본체 상부 일 측에 형성되며, 스크레퍼의 날개가 회전하면서 거두어 들인 스컴슬러지는 웨어로 자동으로 유입되어 배출된다.

상기한 부상조 본체 상부에는 상부 차단벽 외측으로 월류웨어(14)를 형성하여 부상조 내의 수위를 조절할 수 있도록 구성함이 바람직하며, 이와 같이 구성하는 경우에 상기 월류웨어는 상기 웨어(50)와 연결하여 스컴슬러지의 배출농도를 조절하거나 부상조내의 수위를 조절할 수 있게 된다.

처리수방류구(60)는 차단벽 외측의 부상조 본체에 형성되어 처리수를 방출하는 작용을 한다.

순환관(70)은 처리수 중의 일부를 취수하기 위한 관이며, 가압펌프(80)는 순환수를 양수하고 공기를 함께 흡입하여 가압하는 작용을 한다. 따라서, 순환관에는 에어조절센스(81)과 흡입조절밸브(82)가 설치된다.

압력탱크(90)는 가압 상태에서 흡입한 공기를 용해함으로써 더욱 쉽게 공기가 녹아들어 부상에 필요한 용존 공기를 확보하고, 압수를 저장하여 인젝터(110)로 공급하는 작용을 갖는다.

가압수순환관(100)은 압력탱크로부터 인젝터까지 연결하기 위한 관이며, 응집반응시설에 연결된 슬러지공급관에 인젝터를 이용하여 연결함으로써 가압순환수의 량에 비례한 슬러지를 끌어들여 부상조에 투입할 수 있다.

인젝터는 도 4에 도시한 바와 같이 응집반응시설에 연결된 슬러지공급관의 내부에서 노즐에 의해 가압순환수를 분사함으로써 그 흡입압에 의해 슬러지의 유입이 이루어지도록 하는 요소이며, 본 발명은 그 실시 예로서 3개의 가압수순환관(100)(100a)(100b)을 병렬로 구성하여 각각 인젝터(110)(110a)(110b)에 의해 슬러지공급관에 연결한 구조를 도시한 것이다.

상기 구조에서 각 가압수순환관은 각기 밸브에 의해 양이 조절되고 순차적으로 슬러지를 끌어들임으로써 슬러지를 보다 효과적으로 유입시킬 수 있다.

본 발명은 부상조 본체 하부의 트랩에 하부스크레퍼(120)를 설치한 구성을 아울러 제시한다.

상기 하부 스크레퍼는 비중이 물보다 커서 부상조 하부로 침강하는 슬러지나 모래 등을 스크레퍼로 긁어 모아 효과적으로 배출함으로써 처리효율을 향상시키는 작용을 한다.

상기 하부스크레퍼는 상부스트레퍼축(41)과 동일 축상에 결합하여 단일동력으로 구동한다.

이상의 구성에 의한 본 발명은 공급 슬러지가 슬러지공급통 내에서 난류를 형성하면서 부상에 필요한 기포를 부착함으로써 부상효율이 향상되고 부상조를 원통형으로 구성하고 단일 동력 축에 의해 회전구동하는 상부 스크레퍼와 하부스크레퍼에 의해 농축 스컴슬러지 및 침전 슬러지를 효과적으로 포집 방출하며, 슬러지와 처리수의 분리가 확실하여 슬러지의 응축처리효과가 높은 장점을 제공한다.

Claims (3)

1. 하부에 침전물 배출을 위한 트랩(11)이 형성된 원통형의 부상조 본체(10)와; 상기 부상조 본체의 내부 중심선 상에 설치되고 상단이 막히고 상부 테두리 둘레에 복수의 측구(21)가 형성되며, 부상조 본체 외부로 인출되는 슬러지공급관(22)에 연결되는 원통형의 슬러지공급통(20)과; 상기 슬러지공급통 외측을 감싸도록 일정한 간격으로 이격되게 설치되고, 부상조 본체 상단으로부터 1/2 ~ 2/3 깊이까지 연장 설치된 원통형 차단벽(30)과; 상기 차단벽 상부에서 부상 플럭을 포집하기 위해 설치되는 상부 스크레퍼(40)와; 상기 상부 스크레퍼로 포집한 응축 스컴슬러지를 외부로 배출하기 위해 설치되는 웨어(50)와; 상기 차단벽 외측의 부상조 본체에 형성한 처리수방류구(60)와; 상기 차단벽 외측의 부상조 본체에 형성한 순환관(70)과; 상기 순환관에 공기흡입이 이루어지도록 결합되는 가압펌프(80)와; 상기 가압펌프로부터의 나오는 순환수를 저장하고 공기를 포화시키기 위해 상기 순환관에 설치되는 압력탱크(90)와; 상기 압력탱크로부터의 나오는 가압수를 분사하여 외부 응집반응시설로부터 슬러지를 인출하여 슬러지공급관으로 공급하기 위해 가압수순환관(100)과 슬러지공급관(22)의 연결부에 설치되는 인젝터(110)를 포함하는 구조를 특징으로 하는 역부상 가압부상조.
2. 제1항에 있어서, 상기 트랩에는 상부 스크레퍼에 연결되어 동력을 공유하는 하부 스크레퍼(120)가 설치된 것을 특징으로 하는 역부상 가압부상조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가압수순환관은 3개를 병렬로 구성하여 각각에 설치된 인젝터에 의해 슬러지공급관에 연결되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 역부상 가압부상조.

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