KR100805166B1

KR100805166B1 - 초미세 기포 폭기장치

Info

Publication number: KR100805166B1
Application number: KR20070010937A
Authority: KR
Inventors: 천상석
Original assignee: 주식회사 세호테크
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-02-21

Abstract

본 발명은 축산농가에서 발생하는 액상 폐기물(분뇨)이나 또는 오폐수의 용존산소량을 높이기 위한 폭기장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 수중에서 폭기날이 고속 회전하여 진공 흡입력이 작용함에 따라 외부 공기가 흡입되는 한편 흡입된 공기가 고속 회전하는 폭기날에 의해 초미세 입자로 파산(破散)되어 수중에 용융되므로 용존산소량을 급격히 높임으로써, 미생물의 배양력과 활동성을 높여서 액상 폐기물을 짧은 시간에 액비(液肥)로 발효 숙성시켜 퇴비로 활용하는 한편 오폐수의 용존산소량이 급격히 높아져 정화작용이 촉진되는 폭기장치에 관한 것이다.

기포, 폭기, 액비(液肥), 용존산소량, 부양체

Description

초미세 기포 폭기장치{Aeration system}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에서 작동상태를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예를 나타낸 저면도.

도 5는 본 발명의 실시예에서 작동상태를 나타낸 요부 단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에서 작동상태를 나타낸 요부 저면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

{도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명}

10: 부양체 11: 내부공간

12: 홀(hole) 13: 고정패널

14: 덮개 15: 고리

16: 로프 20: 모터

30: 공기챔버(air chamber) 31: 유입구

40: 폭기날 41: 날개홈

50: 커버

일반적으로 축산농가에서 발생하는 축산분뇨와 오수 및 각종 폐수는 자연 생태계의 심각한 환경오염을 야기하므로 축산분뇨를 퇴비화 하거나 또는 폐수처리 하도록 규제하고 있으며, 축산분뇨의 폐수처리는 고비용이 소요되므로 근래에는 축산분뇨에서 분(고형물)과 뇨(오수)를 분리하여 분은 발효과정을 거쳐 퇴비로 생산하고, 오수(뇨)는 폐수처리 하여 처리량을 줄임으로써 비용을 절감하고 있다.

최근에는 더욱 발전된 방향으로 축산분뇨에서 분과 분리된 오수를 별도의 침전조에 저장한 다음, 이를 미생물 배양과 발효 숙성과정을 거쳐서 액비(液肥)로 퇴비화 하거나 또는 생화학적 정화처리 과정을 거쳐서 하천으로 방류하거나 축사의 세척수로 사용하고 있다.

종래 축산분뇨에서 침전조에 저장된 오수를 미생물 배양과 발효 숙성과정을 거쳐서 액비로 퇴비화 하는 종래 기술은 미생물 배양과 발효과정을 촉진시키고자 오수의 용존산소량을 높이기 위해 소정크기로 마련된 침전조의 바닥에 산기관 또는 폭기관을 설치하고, 외부에서 송풍기(blower)로 산기관 또는 폭기관에 공기를 주입하여 미세 기포를 발생시킴으로써, 침전조에 저장된 오수의 용존산소량을 높이는 기술이 적용되고 있다.

또한 오수의 용존산소량을 높이기 위한 다른 기술로는 침전조에 저장된 오수를 펌프로 펌핑하여 순환시키면서 펌프에서 미립자의 기포 상태로 공기를 주입하여 오수의 용존산소량을 높이는 기술이 적용되고 있으나, 전자의 경우 침전조의 바닥에 설치된 산기관 또는 폭기관이 슬러지나 이물질로 덮여서 막히는 문제점이 야기되고, 후자의 경우는 침전조에 저장된 슬러지나 각종 이물질이 펌프로 순환될 경우 펌프의 임펠러에 각종 이물질이 끼워 쉽게 파손되는 한편 효율이 떨어지는 문제점들이 있었다.

즉, 침전조의 바닥에 산기관 또는 폭기관을 설치하여 용존산소량을 높이는 방식은 송풍기의 운전을 일시적으로 정지할 경우 슬러지와 이물질이 침전되면서 산기관 또는 폭기관의 구멍을 덮어서 막히는 한편 기포가 미립자로 생성되지 못하여 용존효율이 저하되는 문제점이 발생하고, 펌프로 오수를 순환시켜 용존산소량을 높이는 방식은 처리용량에 한계가 있고 임펠러가 쉽게 파손되어 고장이 자주 발생하는 문제점 때문에 효율성이 떨어지는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 선행기술에 따른 문제점들을 해소하고자 안출된 기술로서, 미생물의 배양력과 활동성을 높여 액상 폐기물을 짧은 시간에 액비로 발효 숙성시키는 한편 오폐수의 정화작용이 촉진되도록 용존산소량을 높이고자 폭기날이 수중에서 고속 회전하여 진공 흡입력이 작용함에 따라 외부 공기가 수중으로 흡입되고, 흡입된 공기가 고속 회전하는 폭기날에 의해 초미세 입자로 파산(破散)되어 수중에 용융되므로 용존산소량을 급격히 높일 수 있는 폭기장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 소기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 특징은;

중앙부에 홀이 형성되고 그 둘레에 밀폐된 내부공간이 형성되어 저면부가 수중에 잠기도록 수면 위에 부양되는 부양체와, 상기 부양체에서 홀에 내장되어 하측부에 고정 설치되는 모터와, 상기 부양체의 저면부에 배치되고 하측부가 개방되게 형성되며 외부 공기가 유입되도록 유입구와 공기호스가 연결 설치된 공기챔버와, 상기 공기챔버의 개방된 하측부에 배치되고 모터의 구동축에 결합되어 고속 회전하는 폭기날을 포함하여 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 1 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 실시예에서 주된 요지는 액상 폐기물(분뇨)이나 또는 오폐수의 수중으로 신선한 외부 공기를 흡입하고 흡입된 공기를 수중에서 초미세 입자로 파산(破散)시켜 수중에 쉽게 용융되도록 구성함으로써, 액상 폐기물이나 오폐수의 용존산소량을 높임에 따라 미생물의 배양력과 활동성을 높여서 액상 폐기물을 짧은 시간에 액비(液肥)로 발효 숙성시키는 한편 오폐수의 정화작용을 촉진시키고자 하는 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성을 살펴보면, 중앙부에 상하로 홀(12)이 형성되고 그 둘레에 밀폐된 내부공간(11)이 형성되어 수면 위에 부양되는 부양체(10)와, 상기 홀(12)에 내장되어 부양체(10)의 하측부에 설치되는 모터(20)와, 상기 부양체(10)의 저면부에 배치되고 외부 공기가 유입되는 공기챔버(30)와, 상기 공기챔버(30)의 하측부에 배치되어 모터(20)의 구동으로 고속 회전하는 폭기날(40)로 구성된다.

본 발명의 실시예에서 부양체(10)는 침전조 및 저장탱크에 저장된 액상 폐기물이나 또는 오폐수의 수면 위에 부양된 상태로 설치되는 기능으로서, 사각 육면체나 또는 원통형으로 구성될 수 있고 내식성과 내구성이 우수한 플라스틱이나 또는 스테인리스(stainless) 금속재질로 제작될 수 있으나, 수면 위에 부양된 상태에서 안정성과 내식성 및 내구성을 고려할 때 부양체(10)는 원통형상으로 구성되고 스테인리스 금속재질로 제작함이 이상적이다.

상기에서 부양체(10)는 소정크기의 원통형상으로 구성되는 것으로서, 안쪽 중앙부에 빈공간으로 원통형의 홀(12)이 형성되고, 그 바깥쪽 둘레에 밀폐된 상태로 내부공간(11)이 형성되어 부양력을 갖도록 구성되며, 가능한 저면부가 수중에 잠기도록 구성할 수 있다.

또한 부양체(10)는 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 수면 위로 부양된 상태에서 유동이 방지되도록 원통형상으로 구성된 상측부 외주연에 대칭 또는 사방향으로 고리(15)가 형성되고, 상기 고리(15)에 로프(16)를 결속하여 침전조나 저장탱크의 외측에서 고정시킴으로써, 부양체(10)를 침전조나 저장탱크의 수면 위에 부양된 상태로 고정시켜 설치할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 실시예에서 수면 위로 부양된 부양체(10)에 모터(20)가 설치되어 수중에서 폭기날(40)을 고속 회전시키는 기능으로서, 부양체(10)에서 안쪽 중앙부에 형성된 홀(12)의 내부에 모터(20)가 상하 수직상으로 내장되어 하측부에 형성된 고정패널(13) 위에 부착 설치되며, 여기서 모터(20)는 구동축이 고정패널(13)을 관통하여 아래로 돌출되게 고정 설치된다.

상기에서 모터(20)를 안정적으로 설치하는 방식은 모터(20)가 내장되는 부양체(10)의 홀(12)을 밀폐시켜 모터(20)로 물이 스며들지 않도록 설치할 수도 있고, 또는 홀(12)의 상부와 하부를 개방되게 형성하고 수중에서 사용이 가능한 수중모터를 적용하여 설치할 수 있는 것이다.

한편 본 발명에서 액상 폐기물이나 또는 오폐수의 수중에 잠기도록 설치되는 부양체(10)의 저면부에 배치되어 부착 설치되는 공기챔버(30)는 상하 소정높이의 원통형태로 형성됨이 바람직하고, 내식성과 내구성이 우수한 플라스틱이나 또는 스 테인리스 재질로 제작할 수 있으며, 하측부가 개방된 형태로 형성된다.

상기 공기챔버(30)는 도면에서 도 5와 도 6과 같이, 상측부가 밀폐되고 하측부가 개방된 원통형태로 형성되어 수중에 잠긴 상태에서 안쪽 공간으로 외부 공기가 유입되는 구조로서, 한쪽 측면부 외주연에 외부에서 공기가 유입되도록 유입구(31)와 공기호스(32)가 연결 설치된다.

부양체(10)에서 홀(12)에 내장되어 하측부 고정패널(13) 위에 부착 설치된 모터(20)의 구동축이 상기 공기챔버(30)의 중앙으로 관통되어 아래로 돌출되도록 설치되며, 상기 모터(20)의 구동축에 폭기날(40)이 끼워져 결합되어 모터(20)의 구동으로 고속 회전한다.

본 발명의 실시예에서 폭기날(40)은 모터(20)의 구동으로 수중에서 고속 회전하여 초미세 기포(0.2mm~0.5mm)를 생성하는 기능으로서, 도면에서 도 6과 같이 외주연에 방사상으로 다수의 날개홈(41)이 형성되어 원형을 이루도록 구성되며, 공기챔버(30)의 개방된 하측부에 배치되어 공기챔버(30)의 하단부와 소정간격으로 이격되도록 모터(20)의 구동축에 끼워져 결합된다.

따라서, 모터(20)의 구동으로 공기챔버(30)의 하단부 아래에서 폭기날(40)이 고속으로 회전하면 공기챔버(30)의 안쪽 공간에 수용된 액상 폐기물이나 오폐수가 폭기날(40)의 날개홈(41)에 부딪쳐 외부로 배수됨에 따라 공기챔버(30)의 안쪽 공간에 진공 흡입력이 작용함으로써, 유입구(31)와 공기호스(32)를 통하여 외부 공기가 공기챔버(30)로 유입되며, 상기 공기챔버(30)의 안쪽 공간으로 유입된 공기는 고속 회전하는 폭기날(40)에 부딪쳐 초미세 입자로 파산(破散)되어 수중에 용융되 므로 액상 폐기물이나 또는 오폐수의 용존산소량을 급격히 높일 수 있는 것이다.

상기에서 부양체(10)의 저면부에 모터(20)의 구동으로 고속 회전하도록 설치된 폭기날(40)을 보호하고 안전사고를 방지하고자 공기챔버(30)와 폭기날(40)의 둘레에 배치되도록 부양체(10)의 저면에서 아래로 돌출되게 커버(50)를 형성함이 바람직하다.

그리고 부양체(10)에서 중앙부에 빈공간으로 형성된 홀(12)의 상단부 위에 홀(12)의 직경보다 큰 면적으로 덮개(14)를 설치하고, 상기 덮개(14)에 외부에서 모터(20)로 전력을 공급하는 전선(21)과 외부 공기가 공기챔버(30)로 유입되는 공기호스(32)를 고정시켜 설치할 수 있다.

한편 도면에서 도 7은 본 발명의 다른 실시예로 부양체(10)의 저면부에 위치하도록 설치되는 공기챔버(30)와 폭기날(40)이 부양체(10)의 중앙부에 빈공간으로 형성된 홀(12)의 안쪽으로 배치되게 설치한 구조로서, 이러한 경우 폭기날(40)을 보호하고 안전사고를 방지하고자 부양체(10)의 저면부에 형성되는 커버(50)가 필요 없으며, 또한 부양체(10)에서 홀(12)의 둘레에 형성되는 내부공간(11)에 발포스티렌수지(發泡 styrene 樹脂)를 충진시켜 구성할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예는 공기챔버(30)로 외부 공기가 유입되는 유입구(31)에서 외부로 연결되는 공기호스(32)의 길이가 비교적 길면, 상대적으로 공기챔버(30)에 작용하는 흡입력이 떨어지므로 침전조나 저장탱크의 외부에서 공기호스(32)에 에어펌프를 연결 설치하여 외부 공기를 강제적으로 공기챔버(30)에 주입할 수 있으며, 이러한 경우 공기챔버(30)로 외부 공기가 원활하게 공급되므로 폭기 효율을 높일 수 있는 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 도면에서 도 3과 같이, 모터(20)와 공기챔버(30)와 폭기날(40)의 하중으로 인하여 덮개(14)가 위치한 상측부가 수면 위로 노출되도록 부양체(10)가 액상 폐기물이나 또는 오폐수의 수면 위에 부양되고, 고리(15)와 로프(16)에 의해 유동이 방지되도록 침전조나 또는 저장탱크의 수면 위에 부양된 상태로 고정 설치된다.

상기와 같이 부양체(10)의 하측부가 액상 폐기물이나 또는 오폐수의 수중에 잠기도록 설치된 상태에서 모터(20)에 전력이 공급되어 폭기날(40)이 고속으로 회전하면, 최초 공기챔버(30)의 안쪽 공간에 수용된 액상 폐기물이나 오폐수가 폭기날(40)의 날개홈(41)에 부딪쳐 외부로 배수됨에 따라 공기챔버(30)의 안쪽 공간에 진공 흡입력이 작용하고, 이로 인하여 유입구(31)와 공기호스(32)를 통해 외부 공기가 공기챔버(30)로 유입된다.

한편 상기에서 공기챔버(30)의 안쪽 공간으로 유입된 신선한 외부 공기는 고속으로 회전하는 폭기날(40)에 부딪쳐 초미세 입자(0.2mm~0.5mm)로 파산(破散)되어 수중에 흩어져 용융되므로 액상 폐기물이나 또는 오폐수의 용존산소량을 급격히 높이게 된다.

이러한 본 발명의 실시예는 액상 폐기물이나 또는 오폐수가 저장되는 침전조나 저장탱크의 용량이 비교적 클 경우 부양체(10)를 적당한 간격으로 다수 설치할 수 있으며, 또는 부양체(10)의 위치를 선택적으로 이동시켜서 전반적으로 용존산소 량을 높일 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 수중에서 모터의 구동으로 폭기날이 고속 회전하여 외부 공기가 흡입되는 한편 흡입된 공기가 고속 회전하는 폭기날에 의해 초미세 입자로 파산(破散)되어 수중에서 흩어져 용융되므로 액상 폐기물이나 또는 오폐수의 용존산소량을 급격히 높임으로써, 미생물의 배양력과 활동성을 높여서 액상 폐기물을 짧은 시간에 액비(液肥)로 발효 숙성시켜 퇴비로 활용하는 한편 오폐수의 정화작용이 더욱 촉진되는 효과를 제공하는 것이다.

Claims

중앙부에 홀(12)이 형성되고 그 둘레에 밀폐된 내부공간(11)이 형성되어 저면부가 수중에 잠기도록 수면 위에 부양되는 부양체(10)와;

상기 부양체(10)의 홀(12)에 내장되어 하측부에 고정 설치되는 모터(20)와;

상기 부양체(10)의 저면부에 배치되고 하측부가 개방되게 형성되며 외부 공기가 유입되도록 유입구(31)와 공기호스(32)가 연결 설치된 공기챔버(30)와;

상기 공기챔버(30)의 개방된 하측부에 배치되고 모터(20)의 구동축에 결합되어 고속 회전하는 폭기날(40)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초미세 기포 폭기장치.
제1항에 있어서;

부양체(10)는 소정크기의 원통형상으로 구성되고, 안쪽 중앙부에 빈공간으로 원통형의 홀(12)이 형성된 것을 특징으로 하는 초미세 기포 폭기장치.
제2항에 있어서;

부양체(10)의 상측부 외주연에 고리(15)가 형성되고, 상기 고리(15)에 로프(16)가 결속되어 부양체(10)가 수면 위에 부양된 상태로 유동이 방지되게 고정 설치된 것을 특징으로 하는 초미세 기포 폭기장치.
제1항에 있어서;

공기챔버(30)는 상측부가 밀폐되고 하측부가 개방된 원통형태로 형성되며, 한쪽 측면부 외주연에 유입구(31)와 공기호스(32)가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 초미세 기포 폭기장치.
제1항에 있어서;

공기챔버(30)와 폭기날(40)의 둘레에 배치되도록 부양체(10)의 저면에 커버(50)가 형성된 것을 특징으로 하는 초미세 기포 폭기장치.
제1항 또는 제2항에 있어서;

부양체(10)의 중앙부에 형성된 홀(12)의 상단부 위에 홀(12)의 직경보다 큰 면적으로 덮개(14)가 설치된 것을 특징으로 하는 초미세 기포 폭기장치.
제1항에 있어서;

공기챔버(30)로 외부 공기가 유입되는 공기호스(32)에 에어펌프가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 초미세 기포 폭기장치.