KR100941938B1 - 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼화응집설비를 갖추어 유입수량의 갑작스런 증가에도 침전된 슬러지가 부상하지 않고 안정된 계면높이를 유지할 수 있도록 함과 동시에 슬러지 수집기의 구동에 의해 형성되는 수류가 침전지의 내벽에 충돌하여 급격한 수류 변화를 일으킴에 따라 급부상하는 원수에 대한 저항능력을 가지면서 원수와 함께 급부상하는 불안정한 미세플럭이 쉽게 웨어를 통하여 배수로측으로 월류할 수 없도록 한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기에 관한 것으로, 센터케이지와 스크레이퍼 및 혼화부, 응집부, 처리수 배출부를 가지며, 상기 처리수 배출부는 원형 침전지의 내벽으로부터 원형 침전지의 중심방향으로 돌출되게 원형 침전지의 내벽 둘레를 따라 일체로 형성된 상방 개구형의 배수로와; 상기 원형 침전지의 내벽과 이격된 배수로의 내측면을 따라 상단부에 치형홈이 형성된 웨어 플레이트가 설치되고, 상기 웨어 플레이트의 사이에 등간격으로 웨어 플레이트로부터 원형 침전지의 중심방향으로 돌출된 다수의 상방 및 후방 개구형의 웨어 돌출부가 연이어 형성된 웨어와; 상기 웨어의 웨어 돌출부로부터 이격되게 구비되고, 배플 지지프레임에 의해 상기 웨어 돌출부에 지지되는 배플로 구성된다.

혼화부, 응집부, 침전지, 슬러지 수집기, 배플, 웨어, 배수로, 치형홈, 체인

Description

혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기{A sludge gathering machine with mixing and cohesing equipments}

본 발명은 슬러지 수집기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혼화응집설비를 갖추어 유입수량의 갑작스런 증가에도 침전된 슬러지가 부상하지 않고 안정된 계면높이를 유지할 수 있도록 함과 동시에 슬러지 수집기의 구동에 의해 형성되는 수류가 침전지의 내벽에 충돌하여 급격한 수류 변화를 일으킴에 따라 급부상하는 원수에 대한 저항능력을 가지면서 원수와 함께 급부상하는 불안정한 미세플럭이 쉽게 웨어를 통하여 배수로측으로 월류할 수 없도록 한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기에 관한 것이다.

일반적으로 하수 속에 포함된 유기물이나 질소와 인 등은 하천, 연안바다, 저수지 등의 수역에 부영양화를 발생하며, 이러한 영양염류 등을 먹이로 하는 조류를 과잉 번식하게 된다. 생활하수, 축산폐수, 산업폐수 등이 하천으로 대량으로 유입되면 영양염류가 과도하게 증가하게 되고 이에 따라 자연의 정화능력을 넘어서게 되어 결국 녹조, 적조와 같은 부영양화가 급속히 진행되어 하천이나 저수지등의 수 중 산소농도를 고갈시켜 수중 생태계의 오염 및 부패를 촉진한다. 따라서 부영양화를 방지하기 위해서는 하·폐수 내의 영양염류 성분이 하천이나 바다 등의 수역으로 유입되기 전에 제거되어져야 한다.

통상의 하수 처리 과정을 보면, 먼저 모래 및 협잡물 제거장치를 통해 하수에서 모래와 협잡물을 제거하고, 이 모래와 협잡물이 제거된 원수를 1차 침전지에 투입하여 슬러지를 침전시키며, 상기 1차 침전지를 통과한 원수는 생물반응조에서 미생물을 성장시켜 2차 침전지에서 침전 처리 시킨다. 상기 생물반응조에서 처리되어 슬러지가 성장된 원수는 다시 2차 침전지로 유입되고, 상기 2차 침전지에서 슬러지가 침전되어 제거된 후에 처리수가 외부로 방류되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 기술에는 다음과 같은 문제점이 있는 것으로, 종래의 하수 처리장치는 원수에 포함된 슬러지를 자연 침강법에 의해 침전지에 침전하는 방식으로 제거함으로써, 미세한 슬러지나 플럭 등이 제거되지 않고 처리수에 포함되어 방류되는 문제점이 있다. 또한, 장마나 폭우 등과 같은 외부적인 요인에 의해 하수 처리 장치의 일일 처리유량이 급격히 증가하는 경우에 하수 처리장에 유입되는 유량이 증가한 것에 비해 침전조의 크기가 일정함으로 슬러지의 침강시간이 부족하여 방류수의 수질이 더욱 악화되는 문제점이 있다. 또, 최근에는 하수처리장의 하수 처리기준이 생물학적 산소요구량(BOD) 10ppm, 화학적 산소요구량(COD) 40ppm 등으로 강화되어 종래의 하수 처리 장치를 통해 하수 처리기준 이하의 수질을 획득하기란 매우 어려운 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인이 기 출원하여 등록받은 등록특허 제10-0844503호가 제안된 바 있는 것으로, 이하, 도 1내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도 1은 종래 하수처리장치의 일 례를 나타낸 개략 구성도이고, 도 2는 도 1의 슬러지 수집기 구성을 확대 도시한 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 종래의 하수처리장치는, 원수가 유입되어 이물질이 침전되는 1차 원형 침전지(10)와, 상기 1차 원형 침전지(10)와 연결되는 생물반응조(20)와, 상기 생물반응조(20)와 연결되는 2차 원형 침전지(30)와, 상기 1차 원형 침전지(10) 및 2차 원형 침전지(30)에 설치되는 슬러지 수집기(40)와, 상기 1차 원형 침전지(10) 및 2차 원형 침전지(30)의 슬러지 수집기(40)에 각각 설치되는 혼화부(50)와, 상기 혼화부(50)의 외측으로 상기 슬러지 수집기(40)에 설치되는 응집부(60)를 포함한다.

상기 슬러지 수집기(40)는 원수공급관(41)의 외측 둘레에 회전 가능하게 설치되어 수집기구동부(42)의 작동에 의해 회전되고 상단으로 상기 원수공급관(41)을 통해 공급되는 원수가 배출되는 센터케이지(43)와, 상기 센터케이지(43)의 하단에 일단이 결합되는 스크레이퍼(44)를 갖는다. 상기 혼화부(50)는 원수공급관(41)의 내부에 설치되어 상기 원수공급관(41)을 통해 상승되는 원수에 대응하여 하부방향으로 분사되게 설치되는 약품투입노즐(57)과, 상기 약품투입노즐(57)에 일단이 연결되고 타단이 원형침전지의 외부로 노출되는 수직의 약품공급배관(58)을 포함한다. 상기 약품투입노즐(57)은 원수공급관(41)을 통해 상승되는 원수에 대응하여 하부방향으로 약품인 응집제를 분사하여 원수가 상기 원수공급관(41)을 통과하여 센터케이지(43)의 상단을 통해 외측으로 배출되는 중에 응집제와 혼합되도록 하는 것이다. 상기 약품공급관은 원수공급관(41)의 외부에서 약품투입노즐(57)로 약품인 응집제를 공급하는 역할을 한다.

상기 응집부(60)는 센터케이지(43)의 상단 둘레에 원통형으로 장착되는 제1응집통(61)을 통해 원수를 포집한 후에 이 원수가 외측정류판(62)을 통과하면서 1차로 응집되고, 상기 제1응집통(61)의 외주면 둘레에 원통형으로 장착되는 제2응집통(63)에 포집된 원수가 모터구동부(65)에 의해 회전되는 응집패들(64)과 하면정류판(66)에 의해 2차로 응집되도록 하는 것이다. 이와 같이 미세한 플럭이 응집되어 대형 플럭으로 성장되면 그 자중에 의해 자연 침강하면서 원형 침전지의 바닥면에 침전되어 슬러지가 되고, 이 슬러지는 슬러지 수집기(40)에 의해 수집되어 슬러지배출구(H)를 통해 외부로 배출된다.

도 3은 종래의 하수처리장치의 다른 예를 나타낸 개략구성도이고, 도 4는 도 3의 슬러지 수집기 구성을 확대 도시한 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 하수 처리 장치는 원수가 유입되어 플럭이 침전되는 1차 장방형 침전지(10a)와, 상기 1차 장방형 침전지(10a)와 연결되는 생물반응조(20a)와, 상기 생물반응조(20a)와 연결되는 2차 장방형 침전지(30a)와, 상기 1차 장방형 침전지(10a) 및 2차 장방형 침전지(30a)에 설치되는 슬러지 수집기(40a)와, 상기 1차 장방형 침전지(10a) 및 2차 장방형 침전지(30a)의 유입구(P)측에 각각 설치되는 혼화부(50a)와, 상기 1차 장방형 침전지(10a) 및 2차 장방형 침전지(30a)의 내부에 설치되는 응집부(60a)를 포함한다.

상기 1차 장방형 침전지(10a)는 하수에서 모래와 협잡물이 제거된 원수를 받아 슬러지를 제거하는 슬러지 수집기(40)를 갖는 것이다. 상기 생물반응조(20a)는 1차 장방형 침전지(10a)에서 배출되는 원수를 받아 생물학적인 반응을 일으키는 것이다. 상기 2차 장방형 침전지(30a)는 생물반응조(20a)를 통과한 원수를 받아 슬러지를 제거하는 슬러지 수집기(40a)를 갖는 것이다. 상기 슬러지 수집기(40a)는 1차 장방형 침전지(10a) 및 2차 장방형 침전지(30a)의 내측에 설치되는 체인플라이트식 장치로써, 체인이 무한궤도로 이동되면서 플라이트로 바닥면에 침전된 슬러지를 긁어내어 제거하는 역할을 한다.

상기 혼화부(50a)는 1차 장방형 침전지(10a) 및 2차 장방형 침전지(30a)에 구비되는 유입구(P)측에 설치되는 것으로, 상기 유입구(P)를 통해 원수가 이동되는 중에 응집제를 혼합시키는 역할을 한다. 상기 응집부(60a)는 1차 장방형 침전지(10a) 및 2차 장방형 침전지(30a)의 내측에 각각 설치되는 것으로, 상기 1차 장방형 침전지(10a)와 2차 장방형 침전지(30a)의 내부로 유입되는 응집제가 혼합된 원수에서 미세한 플럭을 응집하여 대형의 플럭으로 성장시키는 역할을 한다.

도 4는 종래에 따른 다른 예의 요부 확대 정단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 응집부(60a)는 장방형 침전지(10a,30a)의 유입구측에 설치되고 일측으로 유입되는 원수를 포집하는 응집조(61a)와, 상기 응집조(61a)의 외측과 장방형 침전지의 내부에 상호 이격되게 설치되는 다수의 응집정류벽(62a)과, 상기 응집조(61a)의 내부와 상기 응집정류벽(62a)에 의해 구획된 내부에 설치되어 회전되면서 원수에 포함된 미세한 플럭을 대형의 플럭으로 응집시키는 회전패들(63a)과, 각각의 상기 회전패들(63a)을 회전 구동시키는 응집구동부(64a)를 포함한다.

상기 응집조(61a)는 유입구(P)를 통해 장방형 침전지로 유입되는 원수를 포 집하는 역할을 한다. 상기 응집정류벽(62a)은 응집조(61a)의 외측과 장방형 침전지의 내부에 다수개의 칸으로 구획하도록 이격되게 설치되는 것으로, 상기 응집조(61a)를 통과 하여 장방형 침전지의 내부에서 후방측으로 유동되는 원수를 균일하게 유동시키면서 동시에 순차적으로 응집시킴으로써, 이 균일하게 유동되는 원수에서 미세 플럭이 대형 플럭으로 성장하여 장방형 침전지에서 원활하게 침전되도록 하는 것이다. 상기 회전패들(63a)은 응집구동부(64a)에 의해 응집조(61a)의 내부와 응집정류벽(62a)에 의해 구획되는 장방형 침전지의 내부에 각각 설치되어 회전되면서 원수를 교반하는 것으로, 이와 같은 원수의 교반에 의해 원수에 포함된 미세 플럭이 보다 원활하게 대형 플럭으로 성장되도록 하는 것이다.

이와 같이 구성되는 상기 응집부(60a)는 응집정류벽(62a)과 다수의 회전패들(63a)에 의해 원수를 다단계로 응집함으로써, 원수에 포함된 미세한 플럭이 원활하게 응집되어 대형의 플럭으로 안정적으로 성장되고, 이와 같이 성장된 대형의 플럭은 장방형 침전지에서 수평으로 배출되어 장방형 침전지의 바닥면으로 자중에 의해 자연 침강된다.

한편, 정화 처리된 처리수는 월류하여 다음 정화 장소로 배출되는 것으로, 이를 위해 상기 슬러지 수집기는 침전지의 내측에 처리수 배출부를 더 포함하고, 첨부된 도 5를 참조로 하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

이에 도시된 바와 같이 상기 처리수 배출부(70)는 간격을 두고 원형 침전지(10,30)의 내벽으로부터 돌출되게 원형 침전지(10,30)의 내벽을 따라 다수 형성 된 배수로 지지대(72)에 의해 상기 원형 침전지(10,30)의 내벽에 이격되게 지지되는 상방 개구형의 배수로(71)로 형성되고, 상기 배수로(71)의 내.외측벽(71a)(71b)에 각각 상단부의 치형홈(미도시됨)를 갖는 한 쌍의 웨어(73)(73a)가 배수로(71)의 내.외측벽(71a)(71b) 둘레를 따라 함께 구비된다. 또한, 상기 배수로(71)의 내측벽(71a) 측의 웨어(73) 안쪽 둘레에 배플(130)이, 웨어(73)로부터 돌출된 지지프레임(75)에 의해 상기 웨어(73)의 내측면에 이격되게 지지된 구조로 되어 있다.

이와같이 구성된 종래의 슬러지 수집기의 처리수 배출부는, 원형 침전지(10,30) 내부에 부유하는 스컴이 배플(130)에 걸려 차단되고, 침전 분리가 완료된 위쪽의 처리수는 배플(130)의 하부를 거쳐 웨어(73)(73a)의 상단부 치형홈(미도시됨)을 통하여 배수로(71) 측으로 월류하여 배출됨으로써 정화 처리된 처리수를 다음 정화 장소로 흐를 수 있도록 하고 있다.

그리고, 침전지 내부의 원수는 슬러지 수집기의 작동 및 회전 구동에 의해서 수류를 형성하게 된다. 즉, 원형 침전지에서 설치된 슬러지 수집기의 경우에는 침전지의 바닥면에 구비된 스크레이퍼의 회전 구동에 의해 하부에서 상부측으로 이동하면서 원심력의 작용에 의해 침전지의 외측으로 이동하려고 하는 수류를 형성하게 된다. 이때 원수가 침전지의 내벽과 충돌하면서 급격한 수류 변화를 일으키게 되고, 이로 인하여 침전지 내부의 불안정한 미세플럭(슬러지)이 도 5에 도시된 화살표와 같이 급부상하면서 배수로(71)의 내.외측벽(71a)(71b)에 함께 구비된 한 쌍의 웨어(73)(73a)를 통하여 배수로(71)의 내측으로 유입됨으로써 10ppm 이하의 기준치를 넘은 상태로 방류하게 되는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 슬러지 수집기의 처리수 배출부(70)는 웨어(73)(73a)가 원형 침전지(10,30)의 내측벽에 근접한 위치에 설치되어 있어, 원형 침전지(10,30)의 내벽에 충돌하여 급부상하는 원수에 포함된 미세플럭이 쉽게 상기 웨어(73)(73a)를 통하여 배수로(71) 측으로 월류하게 되고, 이로 인하여 하수처리의 전체적인 효율의 저하를 초래하게 된다. 또한 불안정한 슬러지는 응집 및 침전강도가 약하여 단위시간당 배출하는 슬러지의 양이 적어 후속공정인 탈수효율의 저하를 가져올 뿐만 아니라 탈수효율 저하를 방지하고자 불필요한 응집용 폴리머가 과대 투입됨으로써 2차 수질오염을 야기시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 혼화응집설비를 갖추어 유입수량의 갑작스런 증가에도 침전된 슬러지가 부상하지 않고 안정된 계면높이를 유지할 수 있도록 함과 동시에 슬러지 수집기의 구동에 의해 형성되는 수류가 침전지의 내벽에 충돌하여 급격한 수류 변화를 일으킴에 따라 급부상하는 원수에 대한 저항능력을 가지면서 원수와 함께 급부상하는 불안정한 미세플럭이 쉽게 웨어를 통하여 배수로측으로 월류할 수 없도록 한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기를 제공함에 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기의 한 형태는, 원형 침전지의 원수공급관 외측 둘레에 회전 가능하게 설치되어 수집기구동부의 작동에 의해 회전되고 상단으로 상기 원수공급관을 통해 공급되는 원수가 배출되는 센터케이지와, 상기 센터케이지의 하단에 일단이 결합되는 스크레이퍼와, 원수가 이동되는 중에 응집제를 혼합시키는 혼화부와, 상기 응집제가 혼합된 원수에서 이물질을 응집하여 플럭을 생성시키는 응집부와, 정화 처리된 처리수가 월류하여 외부로 배출될 수 있도록 한 처리수 배출부를 갖는 혼화응집설비를 갖춘 원형 슬러지 수집기에 있어서, 상기 처리수 배출부는, 원형 침전지의 내벽으로부터 원형 침전지의 중심방향으로 돌출되게 원형 침전지의 내벽 둘레를 따라 일체로 형성된 상방 개구형의 배수로와; 상기 원형 침전지의 내벽과 이격된 배수로의 내측면을 따라 상단부에 치형홈이 형성된 웨어 플레이트가 설치되고, 상기 웨어 플레이트의 사이에 등간격으로 웨어 플레이트로부터 원형 침전지의 중심방향으로 돌출된 다수의 상방 및 후방 개구형의 웨어 돌출부가 연이어 형성된 웨어와; 상기 웨어의 웨어 돌출부로부터 이격되게 구비되고, 배플 지지프레임에 의해 상기 웨어 돌출부에 지지되는 배플로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 장방형 침전지의 유입구에 설치되어 상기 유입구를 통해 원수가 이동되는 중에 응집제를 혼합시키는 혼화부와, 상기 혼화부에 의해 응집제가 혼합된 원수에 미세한 플럭을 응집하여 대형의 플럭으로 성장시키는 응집부가 설치되고; 상기 응집부의 하부측 장방형 침전지의 내측에 체인이 무한궤도로 이동하면서 플라이트로 바닥면에 침전된 슬러지를 긁어내어 제거할 수 있도록 구성되며; 상기 장방형 침전지의 유입구 타측부에 정화 처리된 상측의 처리수를 외부로 배출시킬 수 있도록 한 처리수 배출부가 형성되고; 상기 처리수 배출부는 침전지의 내벽으로부터 돌출되게 침전지의 내벽 둘레를 따라 일체로 형성된 상방 개구형의 배수로와, 상기 침전지의 내벽과 이격된 배수로의 내측면을 따라 상단부에 치형홈이 형성된 웨어 플레이트가 설치되고 상기 웨어 플레이트의 사이에 등간격으로 웨어 플레이트로부터 돌출된 다수의 상방 및 후방 개구형의 웨어 돌출부가 연이어 형성된 웨어와, 상기 웨어의 웨어 돌출부로부터 이격되게 구비되고, 배플 지지프레임에 의해 상기 웨어 돌출부에 지지되는 배플로 구성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 혼화응집설비를 갖추어 유입수량의 갑작스런 증가에도 침전된 슬러지가 부상하지 않고 안정된 계면높이를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 처리수가 배출되는 배수로가 침전지의 내벽으로부터 일체로 돌출 형성되어 있고 웨어가 침전지의 내벽으로부터 상당한 이격거리에 위치함에 따라 침전지의 내벽과의 충돌에 의해 급격한 변화를 일으켜 급부상하는 수류가 상기 배수로에 의해 저항을 받아 상승력이 억제됨은 물론 웨어에 미치지 못하게 됨으로써 급부상하는 미세플럭이 웨어를 통해 배수로측으로 월류하는 것을 미연에 방지할 수 있게 되고, 이로 인하여 하수처리의 효율성 증대는 물론 침강성이 증대하고 압축침강된 슬러지는 잉여슬러지 인출시 고농도 슬러지가 인발되어 후속 슬러지 탈수처러 공정에 부하경감을 가져오며, 슬러지 배출효율이 증대되고, 급격한 유량변화에도 슬러지가 부상하지 않으며, 방류수 부유물의 감소 및 계면층의 높이가 낮아지게 되고, 기존에 과대 약품 투입으로 인한 2차 수질오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 웨어 플레이트의 사이에 등간격으로 다수의 웨어 돌출부가 형성되어 수류에 대한 표면적이 증가하게 됨으로써 원형 침전지의 스크레이퍼 또는 장방형 침전지의 체인 구동에 의해 침전지의 내벽측으로 흐르는 수류에 저항하여 수류의 유속을 줄일 수 있게 되고, 이로 인하여 상기 수류의 유속에 비례하는 침전지의 내벽에 대한 수류의 충돌력이 감소하여 수류의 급격한 변화를 저지할 수 있어 기존에 수류의 급격한 변화에 따른 불안정한 미세플럭의 급부상을 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다.

뿐만 아니라, 장방형 슬러지 수집기의 경우에는 응집부가 침전지의 상부측에 위치하고 응집부의 하부측에 체인플라이트 장치가 구비됨으로써 기존에 응집부가 침전지의 하부측에 위치함에 따른 불안정한 미세플럭의 상승을 억제할 수 있어 보다 정화된 처리수를 얻을 수 있는 이점도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

통상, 원형 슬러지 수집기(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 원수공급관(41)의 외측 둘레에 회전 가능하게 설치되어 수집기구동부(42)의 작동에 의해 회전되고 상단으로 상기 원수공급관(41)을 통해 공급되는 원수가 배출되는 센터케이지(43)와, 상기 센터케이지(43)의 하단에 일단이 결합되는 스크레이퍼(44)를 갖는다.

또한, 상기 원수공급관(41)의 내부에는 혼화부(50)가 설치되는 것으로, 상기 혼화부(50)는 원수공급관(41)을 통해 상승되는 원수에 대응하여 하부방향으로 분사되게 설치되는 약품투입노즐(57)과, 상기 약품투입노즐(57)에 일단이 연결되고 타단이 원형침전지의 외부로 노출되는 수직의 약품공급배관(58)을 포함한다.

상기 약품투입노즐(57)은 원수공급관(41)을 통해 상승되는 원수에 대응하여 하부방향으로 약품인 응집제를 분사하여 원수가 상기 원수공급관(41)을 통과하여 센터케이지(43)의 상단을 통해 외측으로 배출되는 중에 응집제와 혼합되도록 하는 것이며, 상기 약품공급관(41)은 원수공급관(41)의 외부에서 약품투입노즐(57)로 약품인 응집제를 공급하는 역할을 한다.

이와함께 상기 원형 슬러지 수집기(40)는, 센터케이지(43)의 상단 둘레에 원통형으로 장착되는 제1응집통(61)을 통해 원수를 포집한 후에 이 원수가 외측정류판(62)을 통과하면서 1차로 응집되고, 상기 제1응집통(61)의 외주면 둘레에 원통형으로 장착되는 제2응집통(63)에 포집된 원수가 모터구동부(65)에 의해 회전되는 응집패들(64)과 하면정류판(66)에 의해 2차로 응집되도록 하는 응집부(60)를 포함하는 것으로, 이같이 미세한 플럭이 응집되어 대형 플럭으로 성장되면 그 자중에 의해 자연 침강하면서 원형 침전지의 바닥면에 침전되어 슬러지가 되고, 이 슬러지는 스크레이퍼(44)의 회전 구동에 의해 수집되어 슬러지배출구(H)를 통해 외부로 배출된다. 또한, 상기 원형 슬러지 수집기(40)는 정화 처리된 처리수가 월류하여 원형 침전지(10,30)의 외부로 배출될 수 있도록 한 처리수 배출부(70)가 구비된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기의 처리수 배출부 구조를 나타낸 부분 확대 단면도이고, 도 7은 도 6의 평단면도이며, 도 8은 도 6의 요부 확대 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 처리수 배출부(70)는 도 6에 도시된 바와 같이 상방 개구형의 배수로(110)와, 상기 배수로(110)의 내측 둘레를 형성되는 웨어(120)와, 상기 웨어(120)와 이격되게 구비되는 배플(130)로 구성된다.

상기 배수로(110)는 원형 침전지(10,30)의 내벽으로부터 침전지의 중심방향으로 돌출되게 원형 침전지(10,30)의 내벽 둘레를 따라 일체로 형성되고, 상기 웨어(120)는 원형 침전지(10,30)의 내벽과 이격된 배수로(110)의 내측면(110a)을 따라 형성되는 웨어 플레이트(120a)와 상기 웨어 플레이트(120a)의 사이에 등간격으로 웨어 플레이트(120a)로부터 원형 침전지(10,30)의 중심방향으로 돌출되게 연이어 일체로 형성되는 웨어 돌출부(120b)로 구성된다.

상기 웨어 플레이트(120a) 및 웨어 돌출부(120b) 모두 상단부에, 침전 분리가 완료된 상등수만 웨어(120)를 통하여 배수로(110)측으로 유입될 수 있도록 치형홈(120c)이 형성되고, 상기 웨어 돌출부(120b)는 상부 및 후방이 트여진 장방형체로 형성되며, 웨어 돌출부(120b)의 후방측 개방부는 배수로(110)의 유입구(11)와 연통하도록 구성되고, 상기 배수로(110)의 일측에는 배출구(110c)가 형성된다. 그리고, 상기 배플(130)은 통상의 배플(130)과 마찬가지로 원형의 판상으로 형성되어 웨어(120)와 이격되게 구비되는 것으로, 웨어 돌출부(120b)로부터 돌출된 배플 지지프레임(140)에 의해서 웨어 돌출부(120b)와 이격된 상태로 연결 및 지지된다.

이와같이 구성된 본 발명은 유입구(11)와 연결되는 원수공급관(41)을 통해 원수가 유입되어 센터케이지(43)의 상단을 통해 원형 침전지(10,30)의 내부로 배출되는데, 혼화부(50)의 약품투입노즐(57)은 원수공급관(41)을 통해 상승되는 원수에 대응하여 하부방향으로 약품인 응집제를 분사하여 원수가 상기 원수공급관(41)을 통과하여 센터케이지(43)의 상단을 통해 외측으로 배출되는 중에 응집제와 혼합되고, 이 혼합된 원수는 응집부(60)의 제1응집통(61)을 통해 포집된 후에 외측정류판(62)을 통과하면서 1차로 응집되고, 상기 제1응집통(61)의 외주면 둘레에 원통형으로 장착된 제2응집통(63)에 포집된 원수는 모터구동부(65)에 의해 회전하는 응집패들(64)과 하면정류판(66)에 의해 2차로 응집된다.

이같이 미세한 플럭이 응집되어 대형 플럭으로 설장되면 그 자중에 의해 자연 침강하면서 원형 침전지(10,30)의 바닥면에 침전되어 슬러지가 되고, 이 침전된 슬러지는 수집기구동부(42)에 의해 회전되는 센터케이지(43)에 설치된 스크레이퍼(44)가 회전하면서 원형 침전지의 바닥면에 침전된 슬러지를 슬러지배출구(110c)측으로 긁어 모아 외부로 배출시키게 된다.

한편, 원형 침전지(10,30) 내부의 원수는 스크레이퍼(44)의 회전에 의해 원형 침전지의 외측으로 확산되면서 회전하는 수류가 형성되고, 이 수류는 원형 침전지의 내벽과 충돌하면서 급격한 수류 변화를 일으켜 급부상하게 된다. 이때 본 발명에 의한 배수로(110)는 원형 침전지(10,30)의 내벽으로부터 일체로 돌출 형성된 구조로 되어 있어, 급격한 수류 변화에 의해 급부상하는 원수가 배수로(110)의 바닥면에 부딪혀 상승력이 저지된다.

또한, 웨어(120)는 배수로(110)의 내측면을 따라 설치된 웨어 플레이트(120a)의 사이에 등간격으로 다수의 웨어 돌출부(120b)를 형성하여 원형 침전지(10,30)의 중심부 측에 근접되도록 구성함으로써 원형 침전지(10,30)의 내벽에 충돌함에 따라 급부상하는 원수 및 불안정한 미세플럭이 웨어 돌출부(120b)까지 미치지 못하게 되어 쉽게 웨어(120)를 통하여 배수로(110)측으로 월류할 수 없게 되는 것이다.

뿐만 아니라, 본 발명은 원형 침전지(10,30)의 중심부를 향상하여 웨어 플레이트(120a)로부터 등간격으로 다수의 웨어 돌출부(120b)가 형성되어 있기 때문에 원형 침전지(10,30) 내부의 원수에 대한 표면적이 커지게 되고, 이러한 표면적의 증대는 스크레이퍼(44)가 회전할 때 발생하는 수류의 속도를 저지시키게 됨으로써 수류가 원형 침전지(10,30)의 내벽에 충돌할 때의 힘이 그만큼 감소하게 되어 충돌에 의한 수류의 급격한 변화를 억제시킬 수 있어 불안정한 미세플럭의 상승을 줄일 수 있게 되는 것이다.

그리고, 원형 침전지(10,30)에 부유하는 스컴은 배플(130)에 의해 차단되고, 웨어(120)를 구성하는 웨어 플레이트(120a) 및 웨어 돌출부(120b)를 월류하여 배수로(110)측으로 유입된 상등수는 도 7에 도시된 바와 같이 다음 정화 공정을 위해 배수로(110)의 바닥면을 따라 흘러 배출구(110c)를 통하여 외부로 배출되는 것이다. 이때 상기 웨어 돌출부(120b)를 월류하여 웨어 돌출부(120b)의 내부로 유입된 상등수는 웨어 돌출부(120b)의 후방측으로 흘러 배수로(110)의 유입구(11)를 통하여 배수로(110)의 내부로 유입되는 것이며, 이 유입된 배수로(110)는 전술한 바와 같이 배수로(110)의 배출구(110c)를 통하여 외부로 배출된다.

도 9은 본 발명의 다른 실시예에 의한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 장방향 침전지(10a,30a)의 유입구(11)측에 혼화부(50)가 설치되고, 장방형 침전지(10a,30a)의 내측 상부측에 응집부(60)가 설치되며, 상기 응집부(60)의 하부측에 체인플라이트 장치가 설치되고, 상기 유입구(11)의 타측부 장방향 침전지(10a,30a)에 처리수 배출부(70)가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 혼화부(50)는 유입구(11)의 내측 상단에 부착되어 폐쇄되고 하부측이 개방된 상부차단벽(51)과, 상기 상부차단벽(51)과 일측으로 이격된 상태로 상기 유입구(11)의 내측 하면에 하단이 부착되어 폐쇄되고 상부측이 개방된 하부차단벽(52)과, 상기 상부차단벽(51)의 하단과 상기 하부차단벽(52)의 상단의 사이에 수직으로 설치되고 원수가 유동되도록 상하가 개방된 교반통(53)과, 상기 교반통(53)의 내부에 구비되고 구동모터(57)에 의해 회전되는 교반임펠러(54)와, 상기 교반통(53)의 내측으로 교반임펠러(54)의 하단에 대응하여 상부측으로 약품을 분사하는 약품분사노즐(55)과, 상기 하부차단벽(52)과 일측으로 이격된 상태로 유입구(11)의 내측 하면에 하단이 부착되어 폐쇄되고 상부측이 개방된 월류벽(56)을 포함한다.

상기 응집부(60)는 장방형 침전지(10a,30a)의 내측 상부에, 외측정류판(12) 및 내측정류판(13)에 의한 상방 개구형의 박스형태로 구획하여 내부에, 모터구동부(65)에 의해 회전되는 응집패들(64)을 설치한 것으로, 혼화부(50)에 의해 응집제가 혼합된 원수는 외측정류판(12)을 통과하면서 1차로 응집되고, 상기 응집패 들(64)의 회전 및 내측정류판(13)에 의해 2차로 응집되도록 구성한 것이다.

상기 응집부(60)의 하부측에는, 체인플라이트 장치로써 다수의 스프로킷(14)에 의해 지지되고 일측 스프로킷(14)과 연결된 구동모터(미도시됨)에 의해 무한궤도로 이동하는 체인(15)이 구비되고, 상기 체인(15)에 다수의 플라이트(16)가 장착되어 체인(15)의 이동에 의해 장방형 침전지(10a,30a)의 바닥면 슬러지를 긁어 모아 외부로 배출시킬 수 있도록 구성한 것이다.

상기 처리수 배출부(70)는 본 발명의 일 실시예와 마찬가지로 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽으로부터 일체로 돌출되게 상방 개구형의 배수로(110)가 형성되고, 상기 배수로(110)의 내측면에 웨어 플레이트(120a) 및 등간격을 이루는 다수의 웨어 돌출부(120b)로 구성된 웨어(120)가 구비되며, 상기 웨어(120)의 웨어 돌출부(120b)와 이격되게 배플(130)을 구비하여서 된 것이다. 상기 배수로(110)와 웨어(120) 및 배플(130)은 장방형 침전지(10a,30a)의 형태에 맞게 직선 형태로 형성된다.

다음은 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 다른 실시예의 작동과정을 구체적으로 설명하기로 한다. 먼저, 약품투입노즐(57)은 혼화부(50)의 교반임펠러(54)를 향하여 응집제를 분사하고 이 분사된 응집제는 구동모터(57)로부터 구동력을 전달받아 회전하는 교반임펠러(54)에 의해 원수와 혼합된다. 그리고, 이 혼합된 원수는 외측정류판(12)을 통과하면서 1차로 응집된 후 모터구동부(65)에 의해 회전하는 응집패들(64) 및 내측정류판(13)에 의해 2차로 응집된 상태로 장방형 침전지(10a,30a)의 내부로 보내진다.

이같이 미세한 플럭이 응집되어 대형 플럭으로 성장하면 그 자중에 의해 자연 침강되면서 장방향 침전지(10a,30a)의 바닥면에 침전되어 슬러지가 되고, 이 바닥면의 슬러지는 체인(15)이 무한궤도식으로 이동하면서 상기 체인(15)에 장착된 플라이트(16)가 침전된 슬러지를 슬러지 배출구측으로 긁어 모아 외부로 배출시키게 되는 것이다.

그리고, 장방향 침전지(10a,30a)에 부유하는 스컴은 처리수 배출부(70)를 구성하는 배플(130)에 걸려 배수로(110)측으로 유입되는 것을 차단하게 되고, 정화 처리된 상등수는 웨어(120)를 구성하는 웨어 플레이트(120a) 및 웨어 돌출부(120b)의 상단부 치형홈(120c)을 통하여 배수로(110)측으로 월류되어 상기 배수로(110)를 통하여 다음 정화 및 정수처리를 위해 외부로 배출된다.

한편, 상기 체인(15)이 구동하게 되면, 본 발명의 일 실시예에서 설명한 바와 같이 장방형 침전지(10a,30a)의 외측으로 수류가 형성되고, 이 수류는 다시 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽과 충돌하면서 급격한 변화를 일으켜 원수 및 불안정한 미세 플럭이 급부상하게 되는데, 이때 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽에 일체로 돌출되게 형성된 배수로(110)에 부딪혀 저항을 받게 되고, 이로 인해 급부상하는 원수 및 불안정한 미세플럭은 더 이상 상승하지 못함은 물론 웨어 돌출부(120b)를 갖는 웨어(120)의 위치까지 미치지 못하게 됨으로써 불안정한 미세플럭이 상기 웨어(120)를 통하여 배수로(110)측으로 월류하는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 웨어 돌출부(120b)는 웨어 플레이트(120a)로부터 등간격으로 연이어 돌출 형성되어 있어 웨어(120)의 전체적인 표면적을 증대시키게 되고, 이러한 표면적의 증대는 체인(15)의 구동에 의해 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽에 작용하는 원수에 저항하여 유속을 감소시키게 됨으로써 원수가 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽에 충돌함에 따른 수류의 급격한 변화를 줄일 수 있게 되며, 이로 인하여 원수 및 불안정한 미세플럭이 급부상하는 것을 현저하게 감소시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.

이상에서 본 발명에 의한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

도 1은 종래 하수처리장치의 일 례를 나타낸 개략 구성도.

도 2는 도 1의 슬러지 수집기 구성을 확대 도시한 단면도.

도 3은 종래의 하수처리장치의 다른 예를 나타낸 개략구성도.

도 4는 도 3의 슬러지 수집기 구성을 확대 도시한 단면도.

도 5는 종래 슬러지 수집기의 처리수 배출부 구조를 나타낸 부분 확대 단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기의 처리수 배출부 구조를 나타낸 부분 확대 단면도.

도 7은 도 6의 평단면도.

도 8은 도 6의 요부 확대 사시도.

도 9은 본 발명의 다른 실시예에 의한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110: 배수로 110a: 내측면

110b: 유입구 110c: 배출구

120: 웨어 120a: 웨어 플레이트

120b: 웨어 돌출부 120c: 치형홈

120d: 저면부 130:배플

Claims (2)

1. 원형 침전지(10,30)의 원수공급관(41) 외측 둘레에 회전 가능하게 설치되어 수집기구동부(42)의 작동에 의해 회전되고 상단으로 상기 원수공급관(41)을 통해 공급되는 원수가 배출되는 센터케이지(43)와, 상기 센터케이지(43)의 하단에 일단이 결합되는 스크레이퍼(44)와, 원수가 이동되는 중에 응집제를 혼합시키는 혼화부(50)와, 상기 응집제가 혼합된 원수에서 이물질을 응집하여 플럭을 생성시키는 응집부(60)와, 정화 처리된 처리수가 월류하여 외부로 배출될 수 있도록 한 처리수 배출부(70)를 갖는 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기에 있어서,

   상기 처리수 배출부(70)는, 원형 침전지(10,30)의 내벽으로부터 침전지의 중심방향으로 돌출되게 원형 침전지(10,30)의 내벽 둘레를 따라 일체로 형성된 상방 개구형의 배수로(110)와;

   상기 원형 침전지(10,30)의 내벽과 이격된 배수로(110)의 내측면(110a)을 따라 상단부에 치형홈(120c)이 형성된 웨어 플레이트(120a)가 설치되고, 상기 웨어 플레이트(120a)의 사이에 등간격으로 웨어 플레이트(120a)로부터 원형 침전지(10,30)의 중심방향으로 돌출된 다수의 상방 및 후방 개구형의 웨어 돌출부(120b)가 연이어 형성된 웨어(120)와;

   상기 웨어(120)의 웨어 돌출부(120b)로부터 이격되게 구비되고, 배플 지지프레임(140)에 의해 상기 웨어 돌출부(120b)에 지지되는 배플(130)로 구성된 것을 특징으로 한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기.
2. 장방형 침전지(10a,30a)의 유입구(11)에 설치되어 상기 유입구(11)를 통해 원수가 이동되는 중에 응집제를 혼합시키는 혼화부(50)와, 상기 혼화부(50)에 의해 응집제가 혼합된 원수에 미세한 플럭을 응집하여 대형의 플럭으로 성장시키는 응집부(60)가 설치되고;

   상기 응집부(60)의 하부측 장방형 침전지(10a,30a)의 내측에 체인(15)이 무한궤도로 이동하면서 플라이트(16)로 바닥면에 침전된 슬러지를 긁어내어 제거할 수 있도록 구성되며;

   상기 장방형 침전지(10a,30a)의 유입구(11) 타측부에 정화 처리된 상측의 처리수를 외부로 배출시킬 수 있도록 한 처리수 배출부(70)가 형성되고;

   상기 처리수 배출부(70)는 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽으로부터 돌출되게 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽 둘레를 따라 일체로 형성된 상방 개구형의 배수로(110)와, 상기 장방형 침전지(10a,30a)의 내벽과 이격된 배수로(110)의 내측면(110a)을 따라 상단부에 치형홈(120c)이 형성된 웨어 플레이트(120a)가 설치되고 상기 웨어 플레이트(120a)의 사이에 등간격으로 웨어 플레이트(120a)로부터 돌출된 다수의 상방 및 후방 개구형의 웨어 돌출부(120b)가 연이어 형성된 웨어(120)와, 상기 웨어(120)의 웨어 돌출부(120b)로부터 이격되게 구비되고 배플 지지프레임(140)에 의해 상기 웨어 돌출부(120b)에 지지되는 배플(130)로 구성된 것을 특징으로 한 혼화응집설비를 갖춘 슬러지 수집기.

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