KR100851049B1 - 조립형 수질정화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조립형 수질정화장치에 관한 것으로, 수질정화장치를 현장에서 조립 가능하게 하며, 육상은 물론 수면위에도 조립 설치할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 수질정화장치를 구성하는 각 유닛 및 복수개의 부력조가 상호 조립되어 구성되는 이동식 수질정화장치를 제공하여, 수질정화장치의 운반을 용이하게 할 뿐만 아니라 수질정화장치의 설치가 부지제약으로 곤란으로 경우 수면위에 설치할 수 있게 하여 경제적이면서도 효율적으로 정체수역의 수질을 개선하고 친수성을 제고할 수 있게 한다.
부영양화, 조류, 인, 제거, 조립, 이동

Description

조립형 수질정화장치{Assembling type purification apparatus for water-quality}
본 발명은 수질정화장치에 관한 것으로, 수질정화장치를 현장에서 조립 가능하게 하며, 육상설치가 곤란한 경우 수면위에 설치할 수 있도록 함으로서, 경제적이면서도 효율적으로 정체수역의 수질을 개선하고 친수성을 제고할 수 있도록 하는 조립형 수질정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 국내의 다양한 규모의 호수에서는 대부분 부영양화가 진행되었으며, 상기 부영양화가 진행된 호수 등에 물리화학적 처리시설을 도입하여 쾌적한 수환경을 가지는 친수공원을 계속 증가시키고 있는 추세이다. 따라서, 오염유입원수 및 부영양호수의 보다 경제적인 처리방법에 의한 수질정화기술을 요하고 있다.
따라서, 다양한 방법 및 이를 적용한 설비가 개발되고 사용되고 있으나, 그 설비를 제작하기 위해서는 많은 비용이 소모될 뿐만 아니라 대부분의 친수공원에서는 수질정화장치의 설치가 부지제약으로 설치가 곤란한 곳이 많다.
한편, 종래에 부상분리장치를 이용하여 수질을 정화하는 수질정화장치는 운반이 어렵기 때문에 소규모 시범용으로 제작되었다. 대규모 용량의 경우, 운반이 어렵기 때문에 부영양화 수역 현장에 직접 항구적인 수질정화시설을 설치하였으나, 건설비용 및 유지관리비용이 많이 소모되는 등의 문제점이 있다. 이로 인하여 부영양화된 정체수역에 직접 가압수를 분사하여 부상분리제거하는 방법을 적용해왔으나 성장중인 조류성분과 부유물질을 제거하는 수준에 불과하여 효율적인 수질정화가 이루어지지 않고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수질정화장치를 현장에서 조립이 가능하고, 부지제약으로 육상설치가 곤란한 경우 수면위에 설치할 수 있도록 하여 수질정화장치의 운반을 용이하게 할 뿐만 아니라 경제적이면서도 효율적으로 정체수역의 수질을 개선하고 친수성을 제고할 수 있도록 하는 조립형 수질정화장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로, 수질정화장치를 구성하는 각 유닛 및 복수개의 부력조가 상호 조립되어 구성되는 조립형 수질정화장치를 제공한다.
상기 본 발명의 수단에 있어서, 상기 복수개의 부력조 상,하부에 상기 조립된 부력조의 탈락을 방지하는 교좌플레이트가 결합되는 실시예를 구성할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 수단에 있어서, 상기 부력조의 하부면에, 유입되는 원수에 응집제를 혼합하여 원수에 포함된 플럭의 응결을 진행시키는 응집조, 상기 응집조를 거쳐 유입되는 원수 내의 응결된 플럭을 부상시켜 제거하는 부상분리조 및 상기 원수 내의 미세 입자를 여과하는 모래여과조가 조립되는 실시예를 구성할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 수단에 있어서. 상기 부력조의 상부면에, 원수를 유입하여 상기 응집조로 이송하는 유입펌프, 상기 부상분리조와 연결되어 부상분리조에 유입되는 원수에 공기가 과포화용해된 가압수를 분사하여 원수의 내의 플럭을 부상시킬 수 있도록 하는 포화공기용해조 및 상기 조립된 각 유닛의 구동을 제어하는 분전반이 조립되는 실시예를 구성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수질정화장치의 운반을 용이하게 할 뿐만 아니라 육상은 물론 수면위에 설치할 수 있게 하여 경제적이면서도 효율적으로 정체수역의 수질을 개선하고 친수성을 제고할 수 있게 하는 등의 이점을 얻을 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 그 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질정화장치를 나타내는 개략도로서, 본 발명의 전체 구성을 나타내고 있다. 즉, 본 발명은 수질정화장치(100)를 수면 위에 설치시킬 수 있도록 하기 한 부력유닛인 부력조(10)의 상,하부에 수질정화장치(100)를 구성하는 공지된 통상의 혼화응집유닛인 혼화응집조(21), 부상분리유닛인 부상분리조(22), 모래여과유닛인 모래여과조(23), 슬러지저류유닛인 슬러지저류조(24), 유입펌프유닛인 유입펌프(31), 포화공기용해유닛인 포화공기용해조(33), 분전유닛인 분전반(34)이 상호 조립되어 구성된다.
상기 부력조(10)는, 장치의 크기 및 규모를 고려하여 복수개를 조립할 수 있도록 구성되며, 복수개의 조립시, 조립된 복수개의 부력조(10) 상,하부에 교좌플레이트(10a)를 조립하여 상기 복수개의 부력조(10)의 조립견고성을 증가시키고, 상기 수질정화장치(100)를 구성하는 각 유닛이 용이하게 조립할 수 있도록 하게 된다.
한편, 상기 복수개의 조립 및 각 유닛의 조립은 다양한 조립수단을 적용할 수 있으나, 비용 대비 견고성, 작업편리성 등을 고려하여 볼트이음(B)을 적용시키는 것이 효과적이다.
상기 부력조(10)의 상,하부에 수질정화장치(100)를 구성하는 각 유닛을 조립함에 있어, 상기 부력조(10)의 하부면에는 실제로 수질의 정화를 담당하는 혼화응집조(21), 부상분리조(22), 모래여과조(23), 슬러지저류조(24) 및 취수관(25) 및 배출관(26)이 조립되고, 상기 부력조(10)의 상부면에는 상기 유닛을 구동시키는 유입펌프(31), 가압펌프(32), 포화공기용해조(33), 분전반(34) 및 역세펌프(35)가 조립된다.
상기 혼화응집조(21)는, 조류와 조류 성장인자인 인성분을 응결시킨 플럭을 후술되어질 부상분리조(22)에서의 부상이 용이하게 되도록 하기 위한 유닛으로, 후술되어질 유입펌프(31)에 의해 유입되는 오염원수에 응집제를 혼합하여 고속으로 1분간 급속교반시킨 후 20분간 완속교반하면서 응결시켜 원수에 포함된 미세입자인 조류와 용존성물질인 인성분의 응결을 진행시킨다.
상기 부상분리조(22)는, 오염된 원수 내의 조류와 인성분을 상기의 혼화응집조에서 형성된 플럭을 제거하는 유닛으로, 상기 혼화응집조(21)를 거쳐 유입되는 원수 내의 오염물질을 응결한 플럭을 미세공기를 부상시켜 플럭과 미세공기가 충돌흡착하여 매우 가벼운 플럭으로 되도록 하여 수면위로 부상시켜 제거하게 되며, 공지된 다양한 형태의 부상분리조를 적용할 수 있다.
상기 모래여과조(23)는, 플럭제거후의 부상분리 처리수 내의 미세오염물질을 모래여과하여 정체수역 내에 담수되는 처리수의 수질을 더 정화하기 위한 유닛으로, 공지된 다양한 여과조를 적용할 수 있다. 모래여과 처리수는 모래여과조의 하단으로 연결된 배출관(26)을 통해 자연적으로 오염된 정체수역으로 담수되어 정체수역의 수질을 개선한다.
상기 슬러지저류조(24)는, 부상분리조에서 플럭제거수단에 의해 제거된 고농도의 플럭을 일시 저류하기 위해 설치한 유닛으로, 슬러지교반기(24a)에 의해 플럭에 흡착된 공기들을 제거하고 침전되지 않도록 유지하여 탈수처리가 용이하게 하기 위해 일시저류한다.
상기 유입펌프(31)는, 공지된 다양한 형태의 펌프를 적용할 수 있으며, 정체수역의 오염특성에 따라 취수할 수 있는 위치를 수심별로 조정할 수 있는 취수관(25)이 부착되며, 오염된 원수를 유입하여 상기 혼화응집조로 이송한다.
상기 가압펌프(32)는, 공지된 다양한 형태의 가압펌프를 적용할 수 있으며, 부상분리된 처리수의 일부를 가압수로 사용하기 위하여 이송시키는 부재로서 플럭이 제거된 부상분리처리수의 통상 15% 정도와 유입흐름에 의해 발생된 이송관내에 부압이 발생하는 공기흡입부(32a)에서 자연적으로 유입된 공기를 후술되어질 포화공기용해조(33)로 이송시키게 된다.
상기 포화공기용해조(33)는, 상기 부상분리조(22) 내의 플럭을 부상시키기 위한 유닛으로, 고압(5kg/㎠정도)으로 유지하여 유입된 원수에 이송관에서 자연적으로 흡인된 공기를 포화용해시켜 가압수를 만들기 위한 유닛으로, 상기 부상분리조(22)와 하부 전면에 연결되어 부상분리조(22)에서 유입되는 원수 내의 플럭과 충 돌흡착하여 매우 가벼운 플럭으로 만들어 플럭을 수면부상시킬 수 있도록 하며, 공지된 다양한 형태의 포화공기용해조를 적용할 수 있다.
상기 분전반(34)은, 상기 각 유닛의 구동을 제어하는 스위치가 설치된다.
상기 역세펌프(35)는, 공지된 다양한 형태의 펌프를 적용할 수 있으며, 모래여과조내에 미세입자들에 의해 막힌 경우 여과조의 하단에서 유입하는 역세척수에 의해 모래가 부상되며 모래층내에 억류된 미세입자들을 세척하기 위한 유닛으로, 여과성능이 떨어지는 경우 여과성능 유지를 위한 유닛이다. 역세척수는 부상분리된 처리수를 취수하여 역세척하고 역세척된 오염수는 상기의 혼화응집조(21)로 이송하여 응집제와 혼합하여 부상분리하기 용이한 플럭으로 만든 후 부상분리조(22)에서 상기의 방법에 의해 제거한다.
도 2a ~ 도 2c는 도 1의 일 실시예에 따른 설치 개략도로서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 조립형 수질정화장치(100)의 정체수역 내 설치예를 나타낸 것이다.
즉, 본 발명의 조립형 수질정화장치(100)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 수면 위가 아닌 정체수역에 근접하여 육상에 조립설치된 후, 상기 유입펌프(31)를 통해 원수를 취수하고, 정화하여 배출관(26)을 이용하여 자연적으로 담수시킬 수 있으며, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 부력조(10)를 조립하여 정체수역의 수면 위에 설치하여 이동 또는 고정한 상태에서 취수, 정화 및 담수를 실시할 수 있으며, 또한 도 2c에 도시된 바와 같이, 정체수역의 수면위에서 부상설치하되 이동하지 않고 특정오염원의 유입부에 정지한 상태에서 오염원에서 유입되는 원수를 취수하여 정화하고 담수하는 것도 가능하다.
도 3은 원수와 도 1에 의한 수질정화 후의 처리수의 수질을 나타낸 그래프로서, 유입되는 원수와 정화된 처리수의 조류와 인 농도를 측정하여 상기 본 발명의 조립형 수질정화장치(100)에 의한 수질정화 효과를 나타내고 있다.
응집제로 PAC를 Al2O3로서 15mg/L 주입하여 상기 조립형 수질정화장치(100)를 통해 정화한 후, 유입수 및 처리수의 조류농도와 인 농도를 측정한 결과, 유입수중의 조류농도는 35~55㎍/L로 매우 높은 수준을 나타내었으나, 처리수의 조류농도는 유입수의 농도에 관계없이 처리수의 수질은 1㎍/L이하로 98%이상의 우수한 조류제거효율을 나타내었으며, 조류생장인자인 인성분에 대해서는 유입수의 농도가 0.12mg/L의 5급수 수준이었으나 처리수의 인농도는 초기 운전시를 제외하고 전반적으로 0.01mg/L이하로 1급수 수준으로 93%이상의 우수한 인 제거효율을 나타내었다.
상기와 같이 본 발명의 조립형 수질정화장치는, 수질정화장치를 현장에서 조립이 가능하게 하여 수질정화장치의 운반을 용이하게 할 뿐만 아니라 수면위에서 이동할 수 있게 하여 경제적이면서도 우수한 수질정화 효과를 가짐으로서, 효율적으로 정체수역의 수질을 개선하고 친수성을 제고할 수 있게 한다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질정화장치를 나타내는 개략도
도 2a ~ 도 2c는 도 1의 일 실시예에 따른 설치 개략도
도 3은 원수와 도 1에 의한 수질정화 후의 처리수의 수질을 나타낸 그래프
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 조립형 수질정화장치 B : 볼트이음부 10 : 부력조
10a : 교좌플레이트 21 : 혼화응집조 22 : 부상분리조
21a : 급속교반기 21b : 완속교반기 22a : 스키머
23 : 모래여과조 24 : 슬러지 저류조 24a : 슬러지교반기
25 : 취수관 26: 배출관 31 : 유입펌프
32 : 가압펌프 32a : 공기흡입부 33 : 포화공기용해조
34 : 분전반 35 : 역세펌프

Claims (3)

  1. 유입되는 원수에 응집제를 혼합하여 원수에 포함된 플럭의 응결을 진행시키는 혼화응집유닛;
    상기 혼화응집유닛을 거쳐 유입되는 원수 내의 응결된 플럭을 부상시켜 제거하는 부상분리유닛;
    상기 플럭제거 처리수 내의 미세 입자를 여과하는 모래여과유닛;
    상기 부상분리유닛에서 제거된 고농도의 플럭을 일시 저류시킬 수 있는 슬러지저류유닛;
    원수를 유입하여 상기 혼화응집유닛으로 이송하는 유입펌프유닛;
    상기 부상분리유닛과 연결되며, 상기 부상분리유닛에서 플럭이 제거된 처리수 일부에 공기를 포화용해시켜 가압수를 생성시키는 포화공기용해유닛;
    상기 조립된 각 유닛의 구동을 제어하는 분전유닛;
    상기 각 유닛에 조립되는 복수개의 부력유닛; 및
    상기 복수개의 부력유닛 상,하부에 결합되어 상기 조립된 부력유닛의 탈락을 방지하는 교좌플레이트를 포함하는
    조립형 수질정화장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부력유닛의 하부면에,
    상기 혼화응집유닛, 부상분리유닛, 모래여과유닛 및 슬러지저류유닛이 조립되는
    조립형 수질정화장치
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부력유닛의 상부면에,
    상기 유입펌프유닛, 포화공기용해유닛 및 분전유닛이 조립되는
    조립형 수질정화장치
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