KR100797197B1 - 오폐수처리용 가압부상조 - Google Patents

오폐수처리용 가압부상조 Download PDF

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KR100797197B1 KR20070056250A KR20070056250A KR100797197B1 KR 100797197 B1 KR100797197 B1 KR 100797197B1 KR 20070056250 A KR20070056250 A KR 20070056250A KR 20070056250 A KR20070056250 A KR 20070056250A KR 100797197 B1 KR100797197 B1 KR 100797197B1
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Abstract

본 발명은 오폐수의 이물질 분리효율과 자정효과를 증대하기 위해 가압부상조 내부에 다단으로 이루어진 격판을 경사지게 형성함과 아울러 상기 경사 격판을 물결파형으로 형성하여 수류에 영향을 받지 않는 안전지대가 형성되도록 함으로써 비중이 큰 슬러지의 분리효과는 물론 가압부상중에 발생되는 부유 이물질이 수류에 휩쓸리지 않고 고요히 부상 분리시키도록 하며, 부상 분리된 상기 부유 이물질을 효과적으로 제거하도록 하는 오폐수처리용 가압부상조에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명은, 오폐수를 파이프 배관을 통해 유입시키는 유입포트(11)와 처리수를 다음 단계로 배출하는 배출포트(12)를 갖고, 오폐수에 포함된 슬러지 및 부유 이물질을 분리하기 위한 일정 부상공간(13)을 가지며, 상기 유입포트(11)의 근접측에 유입되는 오폐수에 공기 분사에 의한 미세기포를 발생시키도록 하여 부유 이물질의 분리를 활성화하는 공기발생 분사장치(15)가 설치되며, 최하부에 침전된 슬러지를 스크류(16)방식에 의해 외부로 배출시키는 오폐수처리용 가압부상조(10)에 있어서,
상기 가압부상조(10)의 내부 공간상에 임의 경사각을 갖고 다수의 판부재가 나란히 배열되는 경사격판(20)을 구비하여, 유입포트(11)를 통한 오폐수의 유입흐름과 공기발생 분사장치(15)에 의한 공기 분사압에 의해 오폐수의 흐름 활성화를 차단하고 안정화시키도록 하고, 상기 경사격판(20)의 전면은 물의 흐름이 발생되는 수류로부터 떨어진 안전지역(22)을 갖도록 물결파형으로 형성하며, 상기 가압부상 조(10)의 상부에 고정 설치되고, 오폐수로부터 분리 부상하는 부유 이물질을 스크레이핑하여 제거하는 스크레이프 장치(30)를 설치한 구성이다.
가압부상조, 오폐수, 경사격판, 스크레이퍼

Description

오폐수처리용 가압부상조{DISSOLVED AIRFLOATATION SYSTEM FOR TREATMENT WASTEWATER}
도 1은 본 발명에 따른 오폐수처리용 가압부상조의 구성을 도시한 정단면도.
도 2는 본 발명에 따른 오폐수처리용 가압부상조의 구성을 도시한 좌측면도.
도 3은 본 발명에 따른 오폐수처리용 가압부상조의 구성을 도시한 평면도.
도 4는 도 1의 경사 격판의 구조적 역할을 도시한 평면 구성도.
도 5는 도 1에서 부유 이물질을 제거하는 스크레이프장치의 요부를 확대 도시한 확대도.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
10: 가압부상조, 11: 유입포트,
12: 배출포트, 12a: 안내격벽,
13: 부상공간, 15: 공기발생 분사장치,
15a: 에어 컴프레셔, 15b: 가압펌프,
15c: 경유챔버, 16: 부유 슬러지 배출포트,
16a: 구획격벽, 17a: 회전모터,
17b: 감속기, 18: 스크류 피더,
20: 경사격판, 21: 수류지역,
22: 안전지역, 30: 스크레이프장치,
31: 모터, 32: 구동스프로킷,
33: 종동스프로킷, 34: 체인,
35: 스크레이퍼, 36: 이물질 배출 가이더,
본 발명은 오폐수처리용 가압부상조에 관한 것으로, 특히 오폐수의 이물질 분리효율과 자정효과를 증대하기 위해 가압부상조 내부에 다단으로 이루어진 격판을 경사지게 형성함과 아울러 상기 경사 격판을 물결파형으로 형성하여 수류에 영향을 받지 않는 안전지대가 형성되도록 함으로써 비중이 큰 슬러지의 분리효과는 물론 가압부상중에 발생되는 부유 이물질이 수류에 휩쓸리지 않고 고요히 부상 분리시키도록 하며, 부상 분리된 상기 부유 이물질을 효과적으로 제거하도록 하는 오폐수처리용 가압부상조에 관한 것이다.
폐수처리란 물속에 용존 및 미립자상태로 존재하는 이물질을 제거하는 것을 말하며, 이물질을 화학약품 및 미생물 등 여러 가지 방법으로 고형화시키고 물리적방법을 이용하여 고형화된 이물질을 분리함으로써, 상등수와 슬러지로 분리해내는 과정을 말한다.
이러한 폐수처리 과정 중에 고형화된 이물질을 제거하는 방법에는 침전방법이 가장 일반적인 방법이지만 이 침전방법은 해당 시설의 설치를 위한 부지면적이 많이 차지하고, 침전된 퇴적물이 부패하여 다시 폐수가 되는 단점이 있는바, 이러한 단점을 감안하여 가압부상이 개발되었다.
상기 가압부상의 원리는 대기압 상태에서 물속에 공기가 녹아 용존산소로 존재하고 있는바, 물을 용기에 넣어 압력을 올린 상태에서 공기를 주입하게 되면 공기가 대기압 상태보다 많이 녹아 들어가게 되어 용존되지 않고 분자상태로 물속에 존재하게 된다.
이러한 상태에서 압력을 대기압상태로 내리게 되면, 물속에 분자상태로 존재하던 공기가 다시 대기로 방출된다.
예를 들어, 가압수로서 수도꼭지를 틀면 하얀색의 우유빛 수돗물이 나오는 경우가 있는데, 이는 물속에 공기가 분자상태로 존재하고 있기 때문이다.
이때, 가압수의 미세한 공기와 응집된 슬러지가 엉겨붙어 슬러지는 부력을 가지게 되어, 물 위로 부상을 하게 되고, 부상된 슬러지를 제거하게 된다.
부연하면, 가압부상조의 원리는 압력을 가한 상태로 처리할 배수에 공기를 용해시키고, 이를 대기중에 개방하면 배수중에 용해되어 있는 공기는 다수의 미세한 기포가 되어 상승하게 되고, 이때 기포가 물속의 부유물질 주위에 부착되어 결국 부유물은 물위로 떠오르게 되어 제거되는 방법이다.
기존의 가압부상조의 종류를 보면, 용존공기부상법(DAF), 유도공기부상법(CAF), 공기부상법(Air Flotation), 진공부상법(Vaccum Flotation) 등이 있다.
상기 용존공기 부상법은 전가압방식과 부분가압방식으로 나뉘어지고, 전가압방식은 폐수 전체를 가압하여 부상시키는 방법이고, 부분가압방식은 처리수의 일부분만 순환시켜 슬러지를 부상시키는 방식으로서, 양자 모두 처리원리는 공기압축기나 이젝터를 이용하여 외부공기를 주입하는 동시에 가압수를 만들어 슬러지를 부상시키는 원리를 갖는다.
상기 유도공기부상법은 가압수로 원폐수의 처리수를 이용하며, 순환가압형식을 변형시켜 기포발생을 높여주기 위하여 음이온 세제를 투입하여 처리하는 방법이다.
상기 공기부상법은 송풍기와 산기관을 이용하는 방법으로서, 폐수중에 공기를 강제 주입하여 미세공기와 입자상물질을 동시에 부상시킬 수 있는 방법이다.
상기 진공부상법은 폐수를 진공상태인 공간에 주입시키면 과포화된 공기방울이 용출되면서 입자상물질에 부착되어 입자상물질을 부상시키는 방법이다.
이러한 기존의 가압부상조들은 많이 사용되어온 시설이므로 관리가 용이하고, 미세기포를 발생시키기 위하여 여러 가지 매개체를 이용하므로 미세기포 발생이 용이하게 일어나는 장점이 있지만, 그 반대로 상기 미세기포의 발생에 의해 가압부상조내의 흐름이 커져 물보다 비중이 큰 슬러지가 가라앉지 못하고 장시간 부유하게 되는 문제점이 발생된다.
또한 부유한 이물질의 제거는 자연 배수흐름에 의존하는 경우가 많기 때문에 제거효율이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서 그 목적은, 오폐수의 이물질 분리효율과 자정효과를 증대하기 위해 가압부상조 내부에 다단으로 이루어진 격판을 경사지게 형성함과 아울러 상기 경사 격판을 물결파형으로 형성하여 수류에 영향을 받지 않는 안전지대가 형성되도록 함으로써 비중이 큰 슬러지의 분리효과는 물론 가압부상중에 발생되는 부유 이물질이 수류에 휩쓸리지 않고 고요히 부상 분리시키도록 하며, 부상 분리된 상기 부유 이물질을 효과적으로 제거하도록 하는 오폐수처리용 가압부상조를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
오폐수를 파이프 배관을 통해 유입시키는 유입포트와 처리수를 다음 단계로 배출하는 배출포트를 갖고, 오폐수에 포함된 슬러지 및 부유 이물질을 분리하기 위한 일정 용적공간을 가지며, 상기 유입포트의 근접측에 유입되는 오폐수에 공기 분사에 의한 미세기포를 발생시키도록 하여 부유 이물질의 분리를 활성화하는 공기발생 분사장치가 설치되며, 최하부에 침전된 슬러지를 스크류방식에 의해 외부로 배출시키는 오폐수처리용 가압부상조에 있어서,
상기 가압부상조의 내부 공간상에 임의 경사각을 갖고 다수의 판부재가 나란히 배열되는 경사격판을 구비하여, 유입포트를 통한 오폐수의 유입흐름과 공기발생 분사장치에 의한 공기 분사압에 의해 오폐수의 흐름 활성화를 차단하고 안정화시키도록 구성된 특징을 갖는다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
상기 경사격판의 전면은 물의 흐름이 발생되는 수류로부터 떨어진 안전구역을 갖도록 물결파형으로 형성한 특징을 갖는다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
상기 가압부상조의 상부에 고정 설치되고, 오폐수로부터 분리 부상하는 부유 이물질을 스크레이핑하여 제거하는 스크레이프 장치를 설치하되, 상기 스크레이프 장치는,
모터와; 상기 모터의 출력축에 축결합된 구동스프로킷과, 일정거리 떨어진 종동스프로킷 및 각 스프로킷에 무한궤도로 권취 연결된 체인으로 이루어진 체인구동기구와; 상기 체인 상에 일정 등간격으로 설치되어, 체인의 이동에 의해 연동하여 수면으로 부상한 이물질을 배출경로로 걷어내는 스크레이퍼와; 상기 스크레이퍼의 이동궤적과 동일한 가이드 면을 갖고 걷어낸 부유 이물질의 배출을 가이드하는 이물질 배출 가이더;를 포함하여 구성된 특징을 갖는다.
이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 오폐수처리용 가압부상조의 구성을 도시한 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 오폐수처리용 가압부상조의 구성을 도시한 좌측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 오폐수처리용 가압부상조의 구성을 도시한 평면도이며, 도 4는 도 1의 경사 격판의 구조적 역할을 도시한 평면 구성도이며, 도 5는 도 1에서 부유 이물질을 제거하는 스크레이프장치의 요부를 확대 도시한 확대도이다.
본 발명의 오폐수처리용 가압부상조(10)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 기본적으로 오폐수를 파이프 배관을 통해 유입시키는 유입포트(11)와 처리수를 다음 단계로 배출하기 위해 안내격벽(12a)을 통해 가압부상조(10)가 일정수위가 되었을 때 자연배수되도록 배출포트(12)가 형성되고, 또한 오폐수에 포함된 슬러지 및 부유 이물질을 분리하기 위한 일정 부상공간(13)을 가지며, 상기 유입포트(11)의 근접측에, 유입되는 오폐수에 포함된 슬러지 및 부유 이물질의 분리를 활성화하는 공기발생 분사장치(15)가 구성된다.
상기 공기발생 분사장치(15)는 공기를 발생시키는 에어 컴프레셔(15a)와, 부상공간(13)상의 오폐수의 일부를 바이패스시켜 공기와 함께 가압부상조(10)로 분사되도록 펌핑하는 가압펌프(15b)와, 압축공기와 펌핑된 오폐수의 일부를 모아서 가압부상조(10)에 골고루 분사시키기 위해 제공되는 경유챔버(15c)로 구성된다.
또한, 유입포트(11)의 상부에는 부상공간(13)과는 별도로 구획격벽(16a)에 의해 후술되는 스크레이프장치(30)를 통해 부유 이물질을 배출시키는 부유 슬러지 배출포트(16)가 설치된다.
또한, 상기 가압부상조(10)의 하부에는 그 최하부에 침전된 슬러지를 스크류 방식에 의해 외부로 배출시키기 위한 수단이 마련되는데, 구체적으로는 회전모터(17a)와, 감속기(17b), 상기 감속기의 출력축과 축결합되어 슬러지를 배출경로로 밀어내는 스크류 피더(18)가 구비 설치된다.
이러한 본 발명의 가압부상조(10)에서, 상기 가압부상조 내부 부상공간(13)상에 본 발명의 핵심이라 할 수 있는 경사격판(20)이 임의 경사각을 갖고 다수의 판부재가 나란히 배열되는 형태로 구성된다. 상기 경사격판(20)의 설치이유는 유 입포트(11)를 통한 오폐수의 유입흐름과 공기발생 분사장치(15)에 의한 공기 분사압에 의해 가압부상조(10) 내의 오폐수 대류 활성화를 차단하고 안정화시켜 침전효율을 높이기 위함이다.
본 발명에서 적용되는 경사격판(20)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 판형태보다 골과 산이 연속반복되게 형성되는 물결형태의 파형 형태로 형성됨이 바람직하다. 즉, 소정간격으로 이격되게 설치되고 서로 마주하는 경사격판(20) 사이의 이격공간에는 대류의 흐름이 발생되는 수류지역(21)과 움푹 패인 안전지역(22)으로 나뉘어지는데, 상기 안전지역(22)은 수류지역(21)으로부터 괴리되기 때문에 판형태보다 더욱 침전효율이 높아지게 된다.
또한, 상기 가압부상조(10)의 상부에 고정 설치되고, 오폐수로부터 분리 부상하는 부유 이물질을 스크레이핑하여 제거하는 스크레이프 장치(30)가 설치된다.
상기 스크레이프 장치(30)는,
모터(31)와, 상기 모터(31)의 출력축에 축결합된 구동스프로킷(32)과, 일정거리 떨어진 종동스프로킷(33) 및 각 스프로킷(32)(33)에 무한궤도로 권취 연결된 체인(34)으로 이루어진 체인구동기구가 구비되고, 상기 체인(34) 상에 일정 등간격으로 설치되어, 체인(34)의 이동에 의해 연동하여 수면으로 부상한 이물질을 배출경로로 걷어내는 스크레이퍼(35)와, 부유 슬러지 배출포트(16)를 안내하는 구획격벽(16a)의 상단부분에 연장형성되고, 상기 스크레이퍼(35)의 이동궤적과 동일한 가이드 면을 갖고 걷어낸 부유 이물질의 배출을 가이드하는 이물질 배출 가이더(36)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
가압부상조(10)의 유입포트(11)를 통해 유입되는 오폐수는 상기 유입포트(11)와 마주하는 방향으로 위치되어 있기 때문에 경사판에 부딪혀 일정수위가 될 때 경사격판(20)의 상부부분을 통해 판 사이의 이격공간으로 채워지게 된다.
한편, 유입포트(11)의 오폐수는 공기발생 분사장치(15)의 에어 컴프레셔(15a)에서 발생되는 압축공기와 오폐수의 일부분을 순환시키는 가압펌프(15b)의 작동에 의해 두 유체를 합류시켜 오폐수가 유입되는 유입포트(11) 근접측에 분사하게 된다.
공기발생 분사장치(15)의 역할은 오폐수에 기포를 발생시켜 이물질의 분리를 더욱 가속화하고 물보다 비중이 작은 부유 슬러지를 분리하기 위함이다.
부유 슬러지는 가압부상조(10)에 대한 오폐수가 만수위가 될 때 가압부상조(10) 상부에 설치된 스크레이프장치(30)에서의 모터(31)가 작동하게 되는데, 그 모터 구동력에 의해 연동되는 구동스프로킷(32), 종동스프로킷(33) 및 상기 각 스프로킷(32)(33)에 무한궤도로 권취 연결된 체인(34)이 작동하게 되고, 상기 체인(34) 상에 일정 등간격으로 설치된 스크레이퍼(35)가 부유 이물질을 걷어내고 이물질 배출 가이더(36)에서 퍼올림과 동시에 부유 슬러지 배출포트(16)로 배출시키는 연속동작에 의해 부유 슬러지를 제거하게 된다.
한편, 물보다 비중이 큰 슬러지는 서로 마주하는 경사격판(20) 사이의 이격공간에 영유하게 될 때 대류 흐름이 약해지게 된다. 이때 슬러지는 물과 분리되어 가압부상조(20)의 바닥에 가라앉게 되지만, 여전히 경사격판(20)간의 이격공간에는 약하지만 대류가 작용하고 있다.
본 발명의 경사격판(20)은 골과 산이 연속반복되는 파형형상을 가지고 있기 때문에 대류흐름인 수류지역(21)과 괴리된 안전지역(22)이 형성되어 침전이 배가된다.
침전된 슬러지는 회전모터(17a)의 구동과 감속제어를 위한 감속기(17b) 및 이와 축연결된 스크류 피더(17c)의 순차적 작동에 의해 밀어내어 배출시키고, 정화된 오폐수의 처리수는 안내격벽(12a)을 따라 배출포트(12)를 통해 배출된다.
이상에서와 같은 본 발명을 적용하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 가압부상조 내에 대류의 흐름을 안정화시키는 경사격판과, 상기 경사격판에 수류지역과 괴리하는 안전지역을 갖는 파형형상의 형성구조를 통해 침전효율이 더욱 배가된다.
또한, 본 발명의 스크레이프장치는 비중이 작은 부유 슬러지를 연속적으로 제거하기 때문에 오폐수의 처리효율이 좋아짐은 물론 처리시간이 훨씬 단축되는 효과를 볼 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변경 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (3)

  1. 오폐수를 파이프 배관을 통해 유입시키는 유입포트(11)와 처리수를 다음 단계로 배출하는 배출포트(12)를 갖고, 오폐수에 포함된 슬러지 및 부유 이물질을 분리하기 위한 일정 부상공간(13)을 가지며, 상기 유입포트(11)의 근접측에 유입되는 오폐수에 공기 분사에 의한 미세기포를 발생시키도록 하여 부유 이물질의 분리를 활성화하는 공기발생 분사장치(15)가 설치되며, 최하부에 침전된 슬러지를 스크류(16)방식에 의해 외부로 배출시키는 오폐수처리용 가압부상조(10)에 있어서,
    상기 가압부상조(10)의 내부 공간상에 임의 경사각을 갖고 다수의 판부재가 나란히 배열되는 경사격판(20)을 구비하여, 유입포트(11)를 통한 오폐수의 유입흐름과 공기발생 분사장치(15)에 의한 공기 분사압에 의해 오폐수의 흐름 활성화를 차단하고 안정화시키도록 함을 특징으로 하는 오폐수처리용 가압부상조.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 경사격판(20)의 전면은 물의 흐름이 발생되는 수류로부터 떨어진 안전지역(22)을 갖도록 물결파형으로 형성됨을 특징으로 하는 오폐수처리용 가압부상조.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 가압부상조(10)의 상부에 고정 설치되고, 오폐수로부터 분리 부상하는 부유 이물질을 스크레이핑하여 제거하는 스크레이프 장치(30)를 설치하되, 상기 스크레이프 장치(30)는,
    모터(31)와; 상기 모터(31)의 출력축에 축결합된 구동스프로킷(32)과, 일정거리 떨어진 종동스프로킷(33) 및 각 스프로킷(32)(33)에 무한궤도로 권취 연결된 체인(34)으로 이루어진 체인구동기구와; 상기 체인(34) 상에 일정 등간격으로 설치되어, 체인(34)의 이동에 의해 연동하여 수면으로 부상한 이물질을 배출경로로 걷어내는 스크레이퍼(35)와; 상기 스크레이퍼(35)의 이동궤적과 동일한 가이드 면을 갖고 걷어낸 부유 이물질의 배출을 가이드하는 이물질 배출 가이더(36);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 오폐수처리용 가압부상조.
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