KR100941387B1 - 하·폐수 총인（ｔ－ｐ） 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응집침전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수 개의 반응침전조가 밀접하게 설치된 본체부와, 상기 본체부의 상부에 설치되고, 외부에서 공급되는 원수에 응집제를 혼합하는 급속혼화부와, 상기 급속혼화부에서 공급되는 유입수를 각각의 반응침전조에 일정 시간 간격으로 분배하는 유입수분배부를 포함하여 구성되어, 각각의 반응침전조에서 유입-침전-방류공정이 독립적으로 수행되도록 함으로써 전체 응집침전장치에서 유입-침전-방류공정이 연속적으로 일어나도록 구성한 것을 특징으로 하는 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치에 관한 것이다.

응집, 침전, 연속회분, 급속교반, 완속교반

Description

하·폐수 총인（Ｔ－Ｐ） 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치{COAGULATING SEDIMENTATION PROCESSING APPARATUS FOR REMOVING TOTAL PHOSPHORUS(T-P) AND ORGANIC MATTERS IN WASTE WATER}

본 발명은 응집침전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수 개의 반응침전조가 밀접하게 설치된 본체부와, 상기 본체부의 상부에 설치되고, 외부에서 공급되는 원수에 응집제를 혼합하는 급속혼화부와, 상기 급속혼화부에서 공급되는 유입수를 각각의 반응침전조에 일정 시간 간격으로 분배하는 유입수분배부를 포함하여 구성되어, 각각의 반응침전조에서 유입-침전-방류공정이 독립적으로 수행되도록 함으로써 전체 응집침전장치에서 유입-침전-방류공정이 연속적으로 일어나도록 구성한 것을 특징으로 하는 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치에 관한 것이다.

일반적으로 응집침전장치는 혼화조, 응집조, 침전조로 구성되는데, 혼화조와 응집조는 교반을 통해 물과 응집제를 섞어서 플록을 형성하고, 상기 침전조에서는 중력을 이용하여 슬러지와 상등수를 고액 분리한다.

도 1은 종래 기술에 따른 응집침전장치의 일 예를 보여주는 개략적인 구성도 이다. 도시된 바와 같이, 종래의 응집침전장치는 원수를 저장하는 저수조(110), 상기 저수조(110)로부터 원수를 제공받고 응집 보조탱크(120)로부터 응집 보조제를 제공받아 교반날개(125)의 작용을 더하여 반응을 일으키는 급속교반조(130), 상기 급속교반조(130)에서 화학적인 반응을 일으킨 유입수를 이송받고 교반날개(125)의 작용을 더하여 플록을 형성하는 응집조(140)와, 상기 응집조(140)로부터 유입수를 이송받고 플록을 침전시켜 슬러지와 처리수를 분리하는 침전조(150)를 포함하여 구성된다.

이와 같이, 종래의 응집침전장치는, 혼화조(130), 응집조(140) 및 침전조(150)가 각각 하나의 반응조로 이루어지고, 각각의 반응조가 일렬로 배치된다. 따라서 종래의 응집침전장치는 넓은 면적의 설치 부지를 필요로 하고, 하나의 침전조에서 유입-침전-방류공정이 동시에 일어나기 때문에 침전효율이 떨어지는 문제가 있었다.

즉, 종래의 응집침전장치는 급속교반조와 응집조 그리고 침전조가 지면 또는 바닥에 일렬로 설치되기 때문에 바닥 면적이 넓어져 설치부지가 많이 소요되는 문제가 있었다. 또, 종래의 응집침전장치는 저수조에서 공급되는 원수가 하나의 침전조로 연속적으로 공급되기 때문에 침전조 내부에서 난류와 편류가 발생하여 침강 속도가 떨어지는 문제가 있었다. 따라서 종래의 응집침전장치는, 적정한 처리수의 수질을 유지하기 위해서 침전조가 다른 반응조에 비해 상대적으로 커지게 된다. 이와 같이 침전조가 커질수록 소요면적이 넓어지고, 큰 지름을 유지하면서 침전조 하부 면의 각도를 크게 하는 것이 어렵기 때문에 하부 면의 경사율이 낮아지게 된다.

이에 따라 침전조 내부에 완속교반조나 응집조를 설치하여 설치면적을 줄이는 응집침전장치가 개발되었다. 대한민국 특허등록 제10-0418213호에 개시되어 있는 응집침전장치는 내통의 자연유하적 흐름에 의해서 완속교반이 이루어지도록 구성한 것으로서, 침전조 내부에 완속교반조를 설치하여 설치면적을 줄이는 효과가 있다. 그러나 종래 기술에 따른 응집침전장치는 구조물의 대부분이 침전을 위한 공간이고 유입수가 연속적으로 유입되는 구조이기 때문에 침전공간에서 난류와 편류가 발생하여 침전효율이 크게 향상되지 못하였다.

이와 같이, 종래 기술의 응집침전장치는 하나의 침전조에서 유입-침전-방류공정이 연속적으로 일어나므로 침전 및 방류공정 중에 난류와 편류가 발생하여 침전효율이 떨어지고, 적정한 처리수의 수질을 얻기 위해서 침전조의 침전용량을 늘리는 경우에는 설치면적이 커지는 문제점이 있었다. 또한, 설치면적을 줄이기 위해서 침전조 내부에 응집조나 완속교반조를 설치하는 경우에도 침전조의 크기를 줄이는 데는 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 다수 개의 반응침전조를 설치하고 각 반응침전조에서 유입-침전-방류공정이 독립적으로 수행되도록 함으로써 난류와 편류의 발생을 방지하여 침전효율을 높이고 처리수의 수질을 향상시키는 일체형 연속회분식 응집침전장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 다수 개의 반응침전조로 이루어진 본체부의 상면에 급속혼화조와 급속혼화조에서 공급되는 유입수를 다수 개의 반응침전조로 일정한 시간 간격을 두고 분배하는 유입수분배부를 설치함으로써 설치면적을 줄이고 공간효율성을 최대화한 일체형 연속회분식 응집침전장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한, 유입수분배부를 이용하여 다수 개의 반응침전조에 일정한 시간 간격을 두고 유입수를 공급함으로써 각각의 반응침전조에서 유입-침전-방류공정이 순차적으로 수행됨으로써 응집침전장치 전체적으로 유입-침전-방류공정이 연속적으로 수행되는 효과가 있도록 한 일체형 연속회분식 응집침전장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 각 반응침전조의 외부에 자연유하식 완속교반부를 더 설치하여 무동력으로 완속교반이 이루어질 수 있도록 하여 침전효율이 향상된 일체형 연속회분식 응집침전장치를 제공하는 것이다.

상술한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치는, 원수에 응집제를 혼합하여 플록을 형성한 후, 플록을 침전시켜 슬러지와 상등수로 분리 배출하는 응집침전장치에 있어서, 다수 개의 반응침전조가 밀접하게 설치되어 있는 본체부와; 상기 본체부의 상부에 설치되고, 외부에서 공급되는 원수에 응집제를 혼합하는 급속혼화부와; 상기 본체부의 상부에 설치되고, 상기 급속혼화부에서 공급되는 유입수를 일정 시간 간격으로 분배하여 상기 다수 개의 반응침전조로 공급하는 유입 수분배부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치의 다른 실시 예는, 원수를 저장하는 원수 저장부와; 상기 원수 저장부에서 공급되는 원수에 응집제를 혼합하는 급속혼화부와; 상기 급속혼화부에서 공급되는 유입수를 일정 시간 간격으로 다수 개의 반응침전조로 분배하여 공급하는 유입수분배부와; 상기 유입수분배부에서 공급되는 유입수를 유입-침전-방류공정을 거쳐서 고액 분리하는 다수 개의 독립된 반응침전조와; 상기 각각의 반응침전조에서 배출되는 상등수를 모아서 외부로 배출하는 처리수 방류관과; 상기 각각의 반응침전조에서 배출되는 슬러지를 모아서 외부로 배출하는 슬러지 인출관;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 각각의 반응침전조에는 상기 유입수분배부에서 유입되는 유입수를 완속교반하여 플록을 형성하고, 상기 반응침전조의 하부로 유입수를 공급하기 위한 완속교반부가 더 설치된다.

상기 다수 개의 수직형 반응침전조는 동일 평면상에 수직으로 설치되고, 이웃하는 반응침전조가 서로 밀접하게 설치되어 그 상면에 상기 급속혼화부와 유입수분배부가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 다수 개의 수직형 반응침전조 내부에는 완속교반을 위한 교반날개가 설치된다.

상기 완속교반부는, 상기 반응침전조의 일 측 외벽에 형성되고 상부로 유입되는 유입수가 하부에 형성된 관통구를 통해 상기 반응침전조로 유입되도록 안내하 는 완속교반조와, 상기 완속교반조 내부에 상하로 이격되고 좌우에 교호적으로 설치되어 유입수의 유로를 연장하는 다수 개의 유로연장부로 이루어진다.

상기 유로연장부는 상기 완속교반조의 내부에 소정 공간을 형성하도록 바닥판과 수직판을 포함하여 이루어진 유로연장조와, 상기 유로연장조의 가운데에 수직으로 설치되어 양측에 수로를 형성하는 수로격판으로 이루어진다.

상기 유입수분배부는 다수 개의 구역으로 구획된 유입수분배조와, 상기 유입수분배조의 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 급속혼화부에서 유입되는 유입수를 각 구역으로 분배하는 회전분배통과, 상기 회전분배통을 회전시키는 모터를 포함하여 구성된다.

상기 급속혼화부는 외부로부터 공급되는 원수가 유입되어 흐르는 원통관과 상기 원통관의 외주면을 관통하여 설치되어 응집제를 주입하는 주입관과, 상기 원통관의 내주면에 설치되어 원수의 흐름을 교란시켜 응집제를 혼합하기 위한 다수 개의 혼합판으로 이루어진다.

상기 각각의 반응침전조의 측벽에는 다수 개의 상등수 배출공이 상하로 이격되게 형성되고, 상기 각각의 상등수 배출공에는 상등수 배출관이 연결되며, 상기 상등수 배출관에는 상등수의 흐름을 단속하기 위한 개폐밸브가 설치된다.

상기 반응침전조의 내부에는 상하로 이동가능하게 설치되어 있는 상자 형태의 본체와, 상기 본체의 내부에 일정한 각도로 설치되고 하부에서 유입되는 물이 상부로 배출되도록 일정 간격으로 이격되게 설치된 다수 개의 경사판과, 상기 본체의 가운데에 일정 간격으로 이격되게 설치되어 상기 경사판의 상부로 배출된 물이 월류하도록 하는 두 개의 월류판과, 상기 두 개의 월류판 사이에 설치되고 가운데에 배수공이 형성된 바닥판과, 상기 본체의 양측에 설치된 안내부와 결합하여 상기 본체의 상하이동을 안내하도록 상기 반응침전조의 내벽에 설치된 안내레일과, 상기 본체를 상하로 이동시키기 위하여 상기 반응침전조의 상면에 설치된 구동부를 포함하는 상등수배출장치가 더 설치된다.

상술한 본 발명의 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치에 따르면, 다수 개의 반응침전조로 이루어진 본체부의 상부에 급속혼화부와 유입수분배부를 설치함으로써 공간 활용도가 높은 콤팩트한 응집침전장치를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 바닥면적을 최소화하여 설치부지의 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다수 개의 반응침전조에서 유입-침전-방류공정이 독립적으로 일어나므로 침전 및 방류과정 중에서 난류와 편류가 발생하지 않으므로 침전효율 및 처리수의 수질을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 각 반응침전조의 내부에 완속교반용 회전날개를 설치하거나 각 반응침전조에 자연유하식 완속교반부를 설치하여 유입수 유입 시 완속교반이 수행되도록 함으로써 별도로 응집조를 설치하지 않고도 침전효율 및 처리수의 수질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치의 바람직한 실시 예에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치를 보여주는 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 하·폐수 총인(T-P) 및 유기물을 제거할 수 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치(1)(이하 '연속회분식 응집침전장치'라 한다)는 다수 개의 반응침전조(30:31,32,33,34)로 이루어진 본체부(B)와, 상기 본체부(B)의 상부에 설치되는 급속혼화부(A) 및 유입수분배부(C)로 이루어진다.

상기 본체부(B)는 다수 개의 반응침전조(30:31,32,33,34)로 구성된다. 바람직하게 상기 본체부(B)를 구성하는 다수 개의 반응침전조(30)는 동일한 형태와 크기로 이루어진다. 또한, 상기 본체부(B)는 이웃하는 반응침전조(30)가 동일한 평면상에 수직으로 설치되고 서로 밀접하게 접촉되어 평평한 상면을 갖는 하나의 구조물을 형성한다.

상기 급속혼화부(A)는 상기 본체부(B)의 상부에 설치된 급속혼화조(11)로서, 저수조(14)로부터 공급되는 원수에 응집 보조탱크(12)에서 투입되는 응집제를 넣고 교반날개(15)의 도움으로 응집제를 혼합한다.

그리고 상기 유입수분배부(C)는 상기 급속혼화부(A)와 본체부(B) 사이에 설치되어 상기 급속혼화부(A)에서 공급되는 유입수를 상기 본체부(B)를 구성하는 각 반응침전조(30:31,32,33,34)에 일정한 시간 간격으로 분배하여 공급한다. 이를 위해, 상기 유입수분배부(C)는 소정 크기의 유입수분배조(20)와, 상기 급속혼화 조(11)로부터 유입되는 유입수를 다수 개의 반응침전조(30)로 분배하기 위한 분배수단(25)과, 상기 분배수단(25)을 통해 분배된 유입수를 각 반응침전조(30)로 이송하기 위한 다수 개의 분배관(40:41,42,43,44)으로 구성된다.

한편, 상기 본체부(B)를 구성하는 다수 개의 반응침전조(30)는 구조 및 기능적으로 각각 독립적이다. 상기 반응침전조(30)는 일정한 내부 공간을 형성하는 탱크로서, 하부에는 슬러지를 모으기 위한 호퍼부가 형성된다. 또한, 일 측면에는 상등수를 배출하기 위한 상등수 배출관(70:71,72,73,74)이 연결되고, 하단에는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출관(60:61,62,63,64)이 연결된다. 그리고 각각의 반응침전조(30)에 연결된 상등수 배출관(70)들은 처리수 방류관(78)에 연결되고, 각각의 반응침전조(30)에 연결된 슬러지 배출관(60)들은 슬러지 인발관(68)에 연결된다.

이와 같이, 상기 본체부(B)의 반응침전조(30)들이 서로 독립적으로 설치되므로 각각의 반응침전조(30)에서는 유입-침전-방류공정이 독립적으로 일어난다. 예를 들어, 유입공정은 각각의 반응침전조(30)로 유입수가 유입되는 공정이다. 침전공정은 플록을 침전시켜 상등수와 슬러지를 분리하는 공정이다. 그리고 방류공정은 상기 침전공정에서 분리된 상등수와 슬러지를 배출시키는 공정이다. 아울러, 바람직하게 상기 유입공정 중에는 완속교반이 함께 이루어질 수 있다.

본 발명의 일체형 연속회분식 응집침전장치(1)는 다수 개의 반응침전조(30)에 일정 시간 간격을 두고 유입수를 공급하도록 하고, 각각의 반응침전조(30)에서는 유입-침전-방류공정이 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 일어나도록 함으로써 본체부(B) 전체에서는 유입-침전-방류공정이 연속적으로 일어나도록 구성한다. 즉, 종래에는 하나의 침전조에서 유입-침전-방류공정이 연속적으로 일어나므로 유입 및 방류공정 중에서 난류와 편류가 생기는 것을 방지할 수 없었다. 그러나 본 발명은 다수 개의 독립적인 반응침전조(30)에서 유입-침전-방류공정이 독립적으로 일어나므로 난류 및 편류의 발생을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 반응침전조(30)에서는 유입-침전-방류공정이 회분식(batch system)으로 일어나지만 본체부(B) 전체에서는 유입-침전-방류공정이 연속 회분식(sequencing batch system)으로 일어나는 것이다.

따라서 본 발명의 일체형 연속회분식 응집침전장치(1)는, 상기 저수조(14)로부터 원수가 연속적으로 공급되고, 상기 급속교반조(11)에서 배출되는 유입수는 상기 유수분배부(B)에서 일정 시간 간격으로 각각의 반응침전조(30)에 공급되고, 상기 본체부(B)에서 배출되는 상등수는 처리수 방류관(78)을 통해 연속적으로 배출된다.

이어 도 3은 도 2에 도시되어 있는 일체형 연속회분식 응집침전장치(1)의 구성을 구체적으로 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 상기 본체부(B)는 사각 탱크 형상을 갖는 다수 개의 반응침전조(30)로 이루어진다. 다수 개의 반응침전조(30)들은 일렬로 밀접하게 설치되어 하나의 구조물을 형성한다. 또한, 상기 본체부(B)는 하나의 직사각형 탱크 내부에 다수 개의 격벽을 설치하여 다수 개의 반응침전조(30)가 형성되도록 할 수도 있다.

도시한 바와 같이, 상기 각각의 반응침전조(30)는 폭에 비해 높이가 높은 수 직형 침전조로 이루어진다. 높이에 비해 길이가 긴 장방형 침전조는 침전용량에 비해 바닥 면적이 많이 소요되는 문제가 있었다. 반면에 수직형 침전조는 바닥 면적을 줄일 수 있다. 종래에도 하나의 수직형 침전조를 사용하는 경우가 있었으나 본 발명은 다수 개의 수직형 반응침전조를 사용한다는 점에서 구별된다. 즉, 종래와 같이, 하나의 침전조로 이루어질 경우 침전조 내에서 유입-침전-방류공정이 동시에 일어나기 때문에 침전 및 방류 시에도 유입수가 유입되어 난류 및 편류가 발생하므로 침강속도와 고액분리 효율이 떨어진다. 그리고 처리수의 적정한 수질을 확보하기 위해서는 충분한 침전시간이 요구되므로 침전조의 침전용량이 커지게 된다.

그러나 본 발명은 다수 개의 독립적인 수직형 침전조를 사용함으로써 이러한 문제를 해결한다. 즉, 본 발명은 수직형 침전조를 사용하여 바닥 면적을 줄일 뿐만 아니라 각각의 반응침전조가 독립적으로 설치되어 유입-침전-방류공정이 독립적으로 이루어지기 때문에 침전효율이 향상된다. 따라서 전체 침전용량 또는 침전체류시간을 줄일 수 있으므로 침전조 전체의 크기를 줄일 수 있다. 이와 같이 본 발명은 바닥 면적과 침전용량을 모두 줄일 수 있으므로 종래의 침전응집장치에 비해 설치부지 면적을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 3을 참조하면, 4개의 수직형 반응침전조(30)가 일렬로 설치되어 장방형 침전조의 형태를 갖는다. 그러나 각각의 수직형 반응침전조(30)가 독립적으로 설치되어 침전효율이 향상되므로 전체 침전조의 면적은 종래의 장방형 침전조에 비해 훨씬 작게 된다. 또한, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다수 개의 반응침전조(3)들은 밀접하게 설치하여 하나의 구조물을 형성하므로, 그 상부에 급속혼화 부(A)나 유입수분배부(C)를 설치할 수 있어 공간 효율성을 높일 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 다수 개의 수직형 반응침전조(30)를 밀접하게 설치하여 부지면적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 본체부(B) 위에 급속혼화부(A)와 유입수분배부(C)를 설치함으로써 공간 효율성도 높일 수 있다.

한편, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유입수분배부(C)의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도와 평면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 유입수분배부(C)는 소정 크기의 내부공간을 갖는 유입수분배조(20)와, 상기 유입수분배조(20) 내부에 설치되어 수평방향으로 회전하는 회전분배통(26)으로 이루어진다. 상기 유입수분배조(20)는 다수의 격벽(21:21a,21b,21c,21d)에 의해 다수의 구역(22:22a,22b,22c,22d)으로 구분되고, 각 구역(22)에는 유입수를 배출하기 위한 배출공(23:23a,23b,23c,23d)이 형성된다. 그리고 상기 배출공(23)에는 각각의 분배관(40:41,42,43,44)이 대응되게 연결된다.

그리고 상기 회전분배통(26)은 유입수분배조(20) 내부에 회전가능하게 설치된다. 상기 유입수분배조(20) 내부에는 회전분배통(26)이 안치되는 내부통(27)이 형성된다. 그리고 상기 회전분배통(26)에는 고정축(24)이 설치되고, 이 고정축(24)의 상단에는 모터(28)가 설치되어 회전분배통(26)을 회전시킨다. 이때, 상기 모터(28)는 유입수분배조(20)의 상부에 설치된 지지대(도시되지 않음)에 의해 고정된다. 그리고 상기 회전분배통(26)의 개방된 상부로는 급속교반조(11)에서 유입되는 유입수를 공급받기 위한 유입수 공급관(29a)이 설치되고, 상기 회전분배통(26)의 일 측면에는 회전분배통(26) 내부의 유입수를 다수의 구역(22)으로 배출하기 위한 하나의 유출관(29b)이 설치된다.

따라서 급속교반조(11)에서 배출되는 유입수는, 상기 공급관(29a)을 통해 회전분배통(26)으로 공급되고, 상기 회전분배통(26)의 유출관(29b)을 통해 배출되는 물은 회전분배통(26)의 회전위치에 따라 유입수분배조(20)의 다수의 구역(22:22a,22b,22c,22d)으로 공급되며, 각 구역(22)으로 공급된 물은 대응하는 배출공(23) 및 분배관(40)을 통해서 각각의 반응침전조(30)로 공급된다. 이상에서는 바람직한 실시 예로서, 회전분배통(26)을 이용한 분배수단을 개시하였으나 본 발명의 분배수단이나 유입수분배부는 상술한 실시 예로 한정되지 않고 다수 개의 반응침전조(30)에 유입수를 분배하여 공급할 수 있는 다른 다양한 실시 예가 적용될 수 있을 것이다.

이어서, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 본체부(B)를 구성하는 반응침전조(30)의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도와 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 반응침전조(30) 내부에는 유입수를 기계적으로 교반하기 위한 교반날개(82)가 설치되고, 일 측면에는 상등수를 배출하기 위한 다수 개의 상등수 배출관(70:70a,70b,70c,70d)이 상하로 이격되게 설치되며, 하단에는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출관(60)이 연결된다.

따라서 상기 반응침전조(30)로 유입수가 유입되는 동안에 상기 교반날개(82)를 회전시켜 플록을 형성한다. 그리고 완속교반을 통해 형성된 플록을 침전시킨 후, 다수 개의 상등수 배출관(70:70a,70b,70c,70d)을 상부에서부터 차례로 개방하여 수위를 낮추면서 상등수를 배출한다. 이와 같이, 상등수 배출관(70)을 위에서부 터 순차적으로 개방하여 상등수를 배출하면 난류나 편류의 발생을 방지할 수 있고 배관내부에 수충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 상등수가 완전히 배출되면 슬러지 배출관(60)을 개방하여 반응침전조(30) 바닥에 가라앉은 슬러지를 배출한다.

더욱 바람직하게, 상기 반응침전조(30)의 일 측 외면에는 유입수를 자연유하식으로 교반하기 위한 완속교반부(D)가 더 설치된다. 상기 완속교반부(D)는 반응침전조(30)의 일 측 외면에 일체로 설치된 완속교반조(50)로 이루어진다. 그리고 상기 완속교반조(50) 내부에는 유입수의 흐름 경로를 연장하고 중력을 이용하여 유입수를 교반하기 위한 다수 개의 유로연장부(E)가 설치된다. 따라서 분배관(40)을 통해 상기 완속교반부(D)로 유입되는 유입수는 반응침전조(30)로 유입되기 전에 충분히 완속 교반되어 큰 플록을 형성하게 된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 완속교반조(50)는 반응침전조(30)의 높이에 대응하는 수직관 형태를 이루는 것으로, 소정 크기의 바닥판(52)과 두 개의 측판(53) 그리고 전면판(51)으로 구성된다. 그리고 상부에는 분배관(40)이 연결되어 유입수가 유입되고, 하부에는 반응침전조(30)의 하부와 연결되는 관통구(35)가 형성되어 플록이 형성된 유입수를 공급한다.

그리고 도 6을 참조하면, 상기 완속교반조(50)의 내부에 설치된 다수 개의 유로연장부(E)는, 완속교반조(50)의 내부에 상하로 이격되고 좌우로 교번하게 설치된 다수 개의 유로연장조(55)를 포함한다. 상기 유로연장조(55)는 상기 소정 크기의 바닥판(56)과, 수직판(57), 그리고 상기 유로연장조(55)의 가운데에 수직으로 설치되어 양측에 수로를 형성하는 수로구획판(58)으로 이루어진다. 상기 수로구획판(58)의 하단은 상기 바닥판(56)으로부터 일정 거리 떨어지게 설치되어 양측 수로를 연결한다. 그리고 상기 수직판(57)의 상단에는 월류경사판(59)이 더 설치된다.

바람직하게 하나의 완속교반조(50)에는 3~4개의 유로연장부(E)가 설치되는데, 상하로 이웃하는 유로연장부(E)는 일정 간격으로 이격되는 동시에 상하로 이웃하는 유로연장부(E)는 좌측과 우측으로 교대로 설치되어 지그재그식의 유로를 형성한다.

따라서 유로연장조(55)로 유입되는 유입수는 하향류 수로를 따라 아래로 내려와 유로연장조(55)의 바닥부터 채워진 후 다시 상향류 수로를 따라 위쪽으로 상승한 후, 월류경사판(59)을 통해 아래쪽으로 내려가게 된다. 그리고 월류경사판(59)을 통해 월류한 유입수는 그 아래에 설치된 다른 유로연장조(55)로 유입된다. 이와 같이 완속교반조(50)로 유입된 유입수는 여러 개의 유로연장조(55)를 차례로 거치면서 하강하는 동안에 완속교반되어 플록을 형성하고, 플록이 형성된 유입수는 반응침전조(30)의 하부로 공급된다. 그리고 반응침전조(30)의 수위에 따라 완속교반조(50)의 수위가 상승하고, 일정한 수위에 도달하면, 유입수분배부(C)의 작용에 따라 유입수의 유입이 정지된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 반응침전조(30)의 하부에는 정류판(37)과 분배수로(36)를 형성하여 유입수에 의한 난류나 편류의 발생을 방지하고, 플록이 형성된 유입수가 반응침전조(30) 내부로 골고루 공급되도록 한다. 즉, 상기 분배수로(36)는 반응침전조(30)의 외측 둘레에 설치되어 완속교반조(50)에서 유입 되는 유입수가 반응침전조(30)의 모든 방향에서 공급되도록 유도하고, 상기 정류판(37)은 상기 분배수로(36)에서 공급되는 물을 정류하여 공급한다.

그리고 상기 반응침전조(30)의 일 측면에는 상등수배출장치가 구비된다. 도시된 바와 같이, 상기 상등수배출장치는, 상기 반응침전조(30)의 측벽에 상하로 일정 간격 이격되게 설치된 다수 개의 상등수 방류관(70:70a,70b,70c,70d)과, 상기 다수 개의 상등수 방류관(70) 상에 각각 설치된 다수 개의 방류제어밸브(75:75a,75b,75c,75d)로 이루어진다. 그리고 상기 다수 개의 방류제어밸브(75a,75b,75c,75d)는 전기 또는 공압에 의해 원격에서 제어된다. 따라서 침전공정이 종료되면, 반응침전조(30)의 수위에 따라 다수 개의 방류제어밸브(75a,75b,75c,75d)를 위에서부터 순차적으로 개방함으로써 반응침전조(30)의 상등수를 배출할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 상하로 이격되게 설치된 다수 개의 상등수배출관(70)을 통해서 수위에 따라 순차적으로 배출함으로써 난류와 편류의 발생을 방지하고 상등수배출관(70)에 수충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이어서, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 일체형 연속회분식 응집침전장치(1)의 다른 실시 예를 보여주는 사시와 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 일체형 연속회분식 응집침전장치(1)의 다른 실시 예는 크게 급속교반부(A), 본체부(B), 유입수분배부(C) 및 완속교반부(D)를 포함하여 구성된다.

상기 본체부(B)는 사각 통 형상을 갖는 다수 개의 반응침전조(30)가 서로 밀접하게 접촉되어 하나의 수직형 침전조의 형태를 갖는다. 또한, 상기 본체부(B)는 하나의 수직형 탱크 내부에 다수 개의 격벽을 설치하여 다수 개의 반응침전조(30) 가 형성되도록 할 수도 있다. 즉, 각각의 반응침전조(30)와 본체부(B)가 모두 폭에 비해 높이가 높은 수직형 침전조 형태를 갖는다. 따라서 본 실시예는 응집침전장치의 바닥면적을 최소화할 수 있는 구조를 갖는다.

그리고 상기 본체부(B)의 하부에는 슬러지를 배출하는 슬러지 인발관(68)과 상등수를 배출하는 처리수 방류관(78)이 구비된다. 그리고 상기 슬러지 인발관(68)에는 각 반응침전조(30)의 바닥에 연결되어 있는 슬러지 배출관(60)과 연결되고, 상기 처리수 방류관(78)에는 각 반응침전조(30)에 설치되어 있는 다수 개의 상등수 배출관(70)이 연결된다.

또한, 다수 개의 반응침전조(30)가 서로 밀접하게 설치되어 하나의 구조물을 형성하는 본체부(B)의 상부에는, 급속교반부(A)와 유입수분배부(C)가 설치된다. 상기 급속혼화부(A)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 저수조로부터 공급되는 원수가 유입되는 원통관(91)과 상기 원통관(91)의 외주면에 설치되어 응집 보조탱크(12)에서 주입되는 응집제를 투입하는 하나 이상의 주입관(92)으로 이루어진다. 또한, 상기 원통관(91)의 내주면에는 응집제가 투입된 원수의 흐름을 교란시켜 응집제를 혼합하기 위한 혼합판(93)이 일정 간격으로 설치된다. 따라서 상기 원통관(91)으로 공급되는 원수와 응집제는 원통관(91)을 따라 흐르는 동안에 다수 개의 혼합판(93)에 혼합되게 되게 된다. 이와 같은 급속교반부(A)는 구조가 단순하여 본체부(B)의 상부에 설치하기 쉽고 응집제를 신속하게 혼합시킬 수 있다.

그리고 상기 유입수분배부(C)는, 도 4 및 5에서 본 바와 같이, 소정 크기의 유입수분배조(20)와, 상기 원통관(91)로부터 유입되는 유입수를 다수 개의 반응침 전조(30)로 분배하기 위한 분배수단(25)과, 상기 분배수단(25)을 통해 분배된 유입수를 각 반응침전조(30)로 이송하기 위한 다수 개의 분배관(40:41,42,43,44)으로 구성된다.

이어, 도 10은 본 실시예에 따른 반응침전조를 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 11은 상기 반응침전조 내부에 구비되는 상등수배출장치의 일례를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도시된 바와 같이, 상기 수직형 반응침전조(30)의 일측 외벽에는 상술한 완속교반부(D)가 일체로 설치되고, 내부에는 교반날개(82)가 설치된다. 상기 교반날개(82)는 반응침전조(30)의 상면에 설치된 교반모터(81)에 의해 회전가능하게 설치된다. 따라서 분배관(40)을 통해 상기 완속교반부(D)의 상부로 주입되는 물은 하부로 이동하면서 다수 개의 유로연장부(E)에서 완속 교반된 후 하부에 형성된 관통구(35)를 통해 반응침전조(30) 내부로 유입된다. 그리고 반응침전조(30) 내부로 유입된 물은 바닥에서부터 점차 수위가 상승되는데, 이때 상기 교반모터(81)에 의해 교반날개(82)가 회전함으로써 완속교반이 이루어져 큰 플록을 형성하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 반응침전조(30)는 유입수의 유입공정 중에 기계식 완속교반이 이루어져 큰 플록을 형성함으로써 침전효율이 높아진다.

이어서 반응침전조(30)의 수위가 최고 수준에 도달하고, 상기 유입수분배부(C)의 작용으로 유입수가 공급되지 않으면, 상기 반응침전조(30)의 유입공정이 완료되고 이때, 상기 교반모터(81)의 작동도 정지되어 완속교반 공정도 완료된다. 그리고 일정 시간 동안의 침전시간을 경과하여 플록이 충분히 침전되면, 수면으로 부터 상등수를 배출시킨다.

예를 들어, 4개의 반응침전조(30)를 포함하는 본 발명은 응집침전장치는 아래 표와 같은 사이클로 유입(완속교반)-침전-방류공정을 수행한다. 표 1에서 보는 바와 같이, 유입과 방류공정은 각각 15분을 배당하고, 침전공정은 30분을 배당하여 하나의 사이클을 완료하는 데 60분이 걸리도록 구성함으로써 체류시간을 최소화하였다. 즉, 본 발명과 동일한 처리수의 수질을 얻기 위해서, 하나의 침전조로 이루어진 종래의 응집침전장치는 180~300분의 체류시간이 걸리므로 본 발명의 응집침전장치는 종래의 응집침전장치에 비해 그 크기를 1/3~1/5로 줄일 수 있으므로 그만큼 부지면적을 절감할 수 있는 효과가 있다.

<표 1>

시간	반응조1	반응조2	반응조3	반응조4
15분	유입	방류	침전	침전
15분	침전	유입	방류	침전
15분	침전	침전	유입	방류
15분	방류	침전	침전	유입

다시 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 반응침전조(30)의 내부에는 수위 변동에 따라 상하로 이동하면서 상등수를 배출하기 위한 상등수배출장치(80)가 구비된다. 상기 상등수배출장치(80)는, 개방된 상자 형태의 본체(89)와, 상기 본체(89)의 내부에 일정한 각도로 설치되고 하부에서 유입되는 물이 상부로 배출되도록 일정 간격으로 이격되게 설치된 다수 개의 경사판(83)과, 상기 본체(89)의 가운데에 일정 간격으로 이격되게 설치되어 상기 경사판(83)의 상부로 배출된 물이 월류하는 두 개의 월류판(84)과, 상기 두 개의 월류판(84) 사이에 설치되고 가운데에 배수공(85)이 형성된 바닥판(86)과; 상기 본체(89)의 양측에 설치되어 본체의 상하이동 을 안내하는 안내부(87)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 바닥판(86)의 배수공(85)에는 주름관 형태의 배수관(88)이 연결되고 이 배수관(88)은 상등수 배출관(70)에 연결된다.

그리고 상기 상등수배출장치(80)는 상기 안내부(87)와 결합하여 상기 본체(89)의 상하이동을 안내할 수 있도록 상기 반응침전조(30)의 내측 벽에 설치된 안내레일(94)과, 상기 본체(89)를 상하로 이동시키기 위하여 상기 반응침전조(30)의 상부에 설치된 구동수단(95)을 더 포함한다. 바람직하게 상기 구동수단(95)은 구동모터(96)와 상기 구동모터(96)의 회전력을 이용하여 본체(89)를 상부로 끌어올리기 위한 와이어(97)로 이루어진다.

따라서 방류공정이 시작되면, 상기 경사판(83)의 상단이 수면 바로 아래에 위치하도록 구동모터(96)를 작동시켜 본체(89)를 수면 아래로 하강시킨다. 그러면 경사판(83) 하단을 통해 유입된 물은 상기 경사판(83)의 상단을 넘어서 본체(89) 가운데로 이동하고, 상기 두 개의 월류판(84)을 넘어서 두 개의 월류판(84) 사이에 설치된 배수구(85)를 통해 외부로 배출되게 된다. 그리고 상등수의 배출에 의해 반응침전조(30)의 수위가 낮아지면 상기 구동모터(96)를 작동시켜 본체(89)를 하강시킴으로써 상등수를 연속적으로 배출시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 다수 개의 경사판(83)이 설치된 상등수배출장치(80)를 이용하여 상등수를 배출시킴으로써 상등수에 포함된 미세 플록을 추가적으로 더 제거함으로써 처리수의 수질을 높일 뿐만 아니라 상등수 배출 시 난류 및 편류가 형성되지 않도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 연속회분식 응집침전장치는 다수 개의 수직형 반응침전조를 이용하여 본체부를 구성함으로써 응집침전장치의 바닥면적을 최소화하고, 각 반응침전조에서 유입-침전-방류공정이 독립적으로 일어나도록 함으로써 침전효율을 향상시킴으로써, 전체적으로 침전체류시간과 침전용량을 최소화하여 응집침전장치의 크기를 최소화하여 종래 응집침전장치와 비교할 때, 부지면적을 1/3~1/5로 줄일 수 있는 효과가 있다.

<그래프 1>

또한, 각 반응침전조의 내부에 교반날개를 설치하고, 각 반응침전조의 일측에 유입수를 완속교반하기 위한 완속교반조를 설치함으로써 플록의 형성과 성장을 촉진함으로써 원수에 포함된 총인과 유기물질의 제거효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 아래의 <그래프 2>와 <그래프 3>은 본 발명에 따른 일체형 연속회분식 응집침전장치에서 배출되는 처리수의 수질을 분석한 그래프이다. 그래프에서 보는 바와 같이, 본 발명의 응집침전장치는, 생물학적 처리 이후 유출되는 방류수에 본 발명의 응집침전장치를 도입한 결과, BOD제거율은 87.5~93.5%이고, 총인(T-P) 제거율은 93~94.7%를 각각 나타내어 유기물 및 총인 제거효율이 매우 우수하였다.

<그래프 2>

<그래프 3>

도 1은 종래 기술에 따른 응집침전장치를 보여주는 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명의 일체형 연속회분식 응집침전장치를 보여주는 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 일체형 연속회분식 응집침전장치의 다른 실시 예를 보여주는 구성도,

도 4 및 도 5는 본 실시 예에 따른 유입수분배부의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도와 평면도,

도 6 및 도 7은 본 실시 예에 따른 완속교반조의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도와 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 반응침전조의 하부구조를 보여주는 개략적인 부분절단 사시도이다.

****도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****

A: 급속혼화부 B: 본체부

C: 유입수분배부 D: 완속교반부

E: 유로연장부 1: 일체형 연속회분식 응집침전장치

11: 급속혼화조 12: 응집 보조 탱크

13: 급속혼화조 15,17: 교반날개

20: 유입수분배조 25: 분배수단

26: 회전분배통 30(31,32,33,34): 반응침전조

40(41,42,43,44: 분배관 50(51,52,53): 완속교반조

55: 유로연장조 60(61,62,63,64): 슬러지 배출관

68: 슬러지 인발관 70(71,72,73,74): 상등수 배출관

Claims (14)

1. 원수에 응집제를 혼합하여 플록을 형성한 후, 플록을 침전시켜 슬러지와 상등수로 분리 배출하는 응집침전장치에 있어서,

   다수 개의 반응침전조가 밀접하게 설치되어 있는 본체부와;

   상기 본체부의 상부에 설치되고, 외부에서 공급되는 원수에 응집제를 혼합하는 급속혼화부와;

   상기 본체부의 상부에 설치되고, 상기 급속혼화부에서 공급되는 유입수를 일정 시간 간격으로 분배하여 상기 다수 개의 반응침전조로 공급하는 유입수분배부와;

   상기 유입수분배부에서 유입되는 유입수를 완속교반하여 플록을 형성하고, 상기 각각의 반응침전조 하부로 유입수를 공급하기 위한 완속교반부를 더 설치하되, 상기 완속교반부는 상기 반응침전조의 일 측 외벽에 형성되고 상부로 유입되는 유입수가 하부에 형성된 관통구를 통해 상기 반응침전조로 유입되도록 안내하는 완속교반조와 상기 완속교반조 내부에 상하로 이격되고 좌우에 교호적으로 설치되어 유입수의 유로를 연장하는 다수 개의 유로연장부로 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 다수 개의 반응침전조는 동일 평면상에 수직으로 설치되고, 이웃하는 반응침전조가 서로 밀접하게 설치되어 그 상면에 상기 급속혼화부와 유입수분배부가 설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
4. 제 3에 있어서,

   상기 다수 개의 반응침전조 내부에는 완속교반을 위한 교반날개가 설치되고, 일 측에는 상등수를 배출하기 위한 상등수 배출관이 연결되며, 하단에는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출관이 연결되는 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   상기 유로연장부는 상기 완속교반조의 내부에 소정 공간을 형성하도록 바닥판과 수직판을 포함하여 이루어진 유로연장조와, 상기 유로연장조의 가운데에 수직으로 설치되어 양측에 수로를 형성하는 수로격판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 유입수분배부는 다수 개의 구역으로 구획된 유입수분배조와, 상기 유입수분배조의 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 급속혼화부에서 유입되는 유입수를 각 구역으로 분배하는 회전분배통과, 상기 회전분배통을 회전시키는 모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 급속혼화부는 외부로부터 공급되는 원수가 유입되어 흐르는 원통관과 상기 원통관의 외주면을 관통하여 설치되어 응집제를 주입하는 주입관과, 상기 원통관의 내주면에 설치되어 원수의 흐름을 교란시켜 응집제를 혼합하기 위한 다수 개의 혼합판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 각각의 반응침전조의 측벽에는 다수 개의 상등수 배출공이 상하로 이격되게 형성되고, 상기 각각의 상등수 배출공에는 상등수 배출관이 연결되며, 상기 상등수 배출관에는 상등수의 흐름을 단속하기 위한 개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 반응침전조의 내부에는 상하로 이동가능하게 설치되어 있는 상자 형태의 본체와, 상기 본체의 내부에 일정한 각도로 설치되고 하부에서 유입되는 물이 상부로 배출되도록 일정 간격으로 이격되게 설치된 다수 개의 경사판과, 상기 본체의 가운데에 일정 간격으로 이격되게 설치되어 상기 경사판의 상부로 배출된 물이 월류하도록 하는 두 개의 월류판과, 상기 두 개의 월류판 사이에 설치되고 가운데에 배수공이 형성된 바닥판과, 상기 본체의 양측에 설치된 안내부와 결합하여 상기 본체의 상하이동을 안내하도록 상기 반응침전조의 내벽에 설치된 안내레일과, 상기 본체를 상하로 이동시키기 위하여 상기 반응침전조의 상면에 설치된 구동부를 포함하는 상등수배출장치가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 연속회분식 응집침전장치.
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