KR100999545B1 - 오폐수처리장용 유체발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

오폐수처리장의 폭기조에서 발생하는 공기를 외부로 자연방출시키기 않고 공기를 집진하고 이 집진된 공기의 유속으로 전기에너지를 생성함으로써 친환경적인 신생에너지를 창출할 수 있는 오폐수처리장용 유체발전 시스템이 개시된다.

Description

오폐수처리장용 유체발전 시스템{FLUID POWER GENERATION SYSTEM FOR SEWAGE TREATMENT STATION}
본 발명은 오폐수처리장용 유체발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오폐수처리장의 폭기조에서 발생하는 공기를 외부로 자연방출시키기 않고 공기를 집진하고 이 집진된 공기의 유속으로 전기에너지를 생성함으로써 친환경적인 신생에너지를 창출할 수 있는 오폐수처리장용 유체발전 시스템에 관한 것이다.
오폐수는 일반적으로 생활하수, 화장실에서 발생하는 오수, 축산 및 공장에서 발생하는 폐수등을 총괄하여 일컫는 말로서, 이러한 오폐수들은 오폐수처리장을 거쳐 정화된 상태로 방류하게 된다.
기존의 오폐수처리 시스템은 대략적으로 저류조, 폭기조, 침전조, 여과조, 탁색조 및 방류조로 구성된다. 즉, 발생한 오폐수는 저류조에 집수된 다음 폭기조를 이송되고, 폭기조에서는 저류조에서 이송된 오폐수에 공기(산소)를 공급하여 폭기를 형성한다. 따라서, 폭기가 형성된 폭기조에는 호기성 미생물들이 오폐수 중 유기물질을 영양분으로 배양하여 응집하게 된다. 이와 같이 응집된 덩어리 또는 기타 이물질들은 침전조를 경유하여 침전자 바닥에 침전되며, 침전되지 않은 오폐수는 여과조를 거치면서 필터를 통해 세밀히 여과된 다음 탁색조를 경유하여 냄새나 색소가 제거된 다음 방류조를 통해 방류되게 된다.
여기서, 종래의 오폐수처리장의 폭기조는 도1에 도시된 바와 같이 저류조의 오폐수가 폭기조(10)로 공급되도록 공급라인(11)이 폭기조의 입구측에 형성되고 폭기조에서 침전조로 오폐수를 송출시키기 위한 송출라인(12)이 폭기조의 출구측에 형성된다. 또한, 상기 폭기조(10)에는 외부에서 블로워(14)를 통해 폭기조의 오폐수내로 공기(산소)를 공급할 수 있는 공기공급덕트(13)가 설치된다.
여기서, 상기 폭기조(10) 바닥부의 공기공급덕트(13)에는 폭기공이 다수개 형성되어 공기가 폭기되어 분출되도록 하고 있다. 그리고, 상기와 같은 폭기조(10)는 단일조로 구성될 수도 있지만 필요에 따라서는 다수개의 폭기조로 병렬적으로 구성되고 폭기조와 폭기조 사이에는 이동홀이 형성되어, 오폐수가 다수개의 폭기조를 순차적으로 경유한 후 송출라인으로 송출될 수 있다.
한편, 상기와 같은 종래의 폭기조에서는 호기성 미생물들이 유기물질을 배양/응집할 수 있도록 상기와 같이 지속적으로 공기를 공급하는 데, 공급된 공기는 폭기조에서 폭기된 후 폭기조 외부로 방출되고 있다.
본 발명은 상기와 같이 오폐수처리장의 폭기조에서 발생하는 공기를 외부로 자연 방출시키기 않고 공기를 집진하고 상기 집진된 공기의 유속으로 전기에너지를 생성함으로써 친환경적인 신생에너지를 창출할 수 있도록 한 오폐수처리장용 유체발전 시스템을 제공하는 것이다.
즉, 오폐수처리장의 시설을 변경하여 유체의 흐름을 생성하고 이 생성된 유체의 유속으로 전기를 생산함으로써 화석자원의 고갈 및 환경오염 측면에서 최근 각광받고 있는 풍력에너지를 생산할 수 있는 오폐수처리장용 유체발전 시스템을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 측벽 일측에는 저류조로부터 오폐수가 공급될 수 있는 공급라인이 형성되고 내부에는 상기 공급라인을 통해 공급된 오폐수에 공기를 폭기형식으로 공급하여 호기성 미생물들이 오폐수의 유기물질을 배양/응집하도록 공기공급덕트가 형성되며, 측벽 타측에는 오폐수를 침전조로 송출할 수 있는 송출라인이 형성된 오폐수처리장의 폭기조에서, 상기 폭기조 상측에는 폭기조에서 방출되는 공기를 집진하는 집진캡과 상기 집진캡에 의해 집진된 공기를 외부로 배출하는 배출덕트를 형성하고, 상기 배출덕트에 의해 외부로 배출되는 공기의 풍속을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 유체발전기를 구비한 것을 특징으로 하는 오폐수처리장용 유체발전 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템은 오폐수처리장의 폭기조에서 발생하는 공기를 외부로 자연 방출시키기 않고 공기를 집진하고 상기 집진된 공기의 유속으로 전기에너지를 생성함으로써 친환경적인 신생에너지를 창출할 수 있다는 효과가 있다.
도1은 종래의 오폐수처리장의 폭기조를 개략적으로 도시한 도면이며,
도2 내지 도5는 본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 도면이며,
도6은 본 발명에 따른 유체발전 시스템에 있어 집진캡의 측벽 역할을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템을 상세하게 설명한다.
첨부된 도2 내지 도5는 본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템의 다양한 실시예의 개략도이다.
본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템은 오폐수처리장의 폭기조(10)에서 공기를 외부로 자연방출하지 않고 집진하고 이 집진된 공기의 흐름을 이용하여 전기를 생성하는 유체발전시스템으로, 종래와 같이 측벽 일측에는 저류조로부터 오폐수가 공급될 수 있는 공급라인(11)이 형성되고 내부에는 상기 공급라인(12)을 통해 공급된 오폐수에 블러워(14)를 통해 외부의 공기를 폭기형식으로 공급하여 호기성 미생물들이 오폐수의 유기물질을 배양/응집하도록 공기공급덕트(13)가 형성되며, 측벽 타측에는 오폐수를 침전조로 송출할 수 있는 송출라인(12)이 형성된 오폐수처리장의 폭기조(10)를 이용한다.
여기서, 본 발명에 따른 유체발전 시스템은 집진캡(110)을 포함한다. 상기 집진캡(110)은 폭기조(10)에서 외부로 자연방출되는 공기를 집진하기 위해 설비로서 공기를 집중할 수 있도록 상측으로 갈수록 단면적이 줄어드는 돔과 같은 지붕타입이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유체발전 시스템은 배출덕트(120)를 포함한다. 상기 배출덕트(120)는 상기 집진캡(110)의 상단에 형성되어 집진캡(110)에 의해 집진된 공기를 외부를 배출하는 덕트로서, 외부로 배출되는 공기가 배출덕트(120)를 통과하면서 에너지를 생성할 수 있는 유속을 갖게 된다.
또한, 본 발명에 따른 유체발전 시스템은 유체발전기(130)를 포함한다. 상기 유체발전기(130)는 폭기조(10) 내의 공기가 집진캡(110)에 의해 집진된 후 상기 배출덕트(120)를 통해 외부로 배출될 때 소정의 유속을 갖으면서 외부로 배출되는 데, 이 때의 공기의 유속을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 장치이다.
상기 유체발전기(130)는 직류발전기이어도 되고 교류발전기이어도 무방하며, 도시된 바와 같이 회전축(131)과, 상기 회전축(131)에 장착되어 공기의 풍속에 의해 회전하는 다수의 블레이드(132)와, 상기 회전축(131)과 연결되어 블레이드(132)의 회전력을 전달받아 전기를 발생하는 발전기(133)로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유체발전기(130)는 도2에 도시된 바와 같이 배출덕트(120)의 내부에 마련되어도 무방하고 도3에 도시된 바와 같이 회전축(131)이 배출덕트(120)를 관통되게 구성되고 발전기(133)는 배출덕트(120)의 외부에 구비되고 블레이드(132)는 배출덕트(120) 내부에 구비되도록 형성되어도 무방하며, 도4에 도시된 바와 같이 배출덕트(130)의 출구측에 마련되어도 무방하다. 이 때, 가장 바람직한 실시예는 도3에 도시된 바와 같은 상태로서, 도2와 같이 배출덕트의 내부에 유체발전기를 설치하면 제조가 어려워 시설단가가 향상하는 단점이 있고, 도4와 같이 배출덕트의 출구에 유체발전지를 설치하면 블레이드를 통과하지 않는 풍속이 낭비되는 단점이 있게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템에 따르면, 오폐수처리장용 폭기조(10)에서는 호기성 미생물들이 유기물질을 배양/응집할 수 있도록 공기공급덕트(13)를 통해 지속적으로 공기를 공급하고, 공급된 공기는 폭기조에서 폭기된 후 폭기조(10) 상측으로 방출되는 데, 방출된 공기는 종래와 같이 폭기조 외부로 자연방출되지 않고 집진캡(110)의 상단으로 집진되고, 이 집진된 공기는 배출덕트(120)를 통해 외부로 배출된다. 여기서, 배출덕트(120)를 통해 외부로 배출되는 과정에서 공기는 소정의 유속을 갖게 되는 데, 상기 유속에 의해 배출덕트(120) 내부 또는 출구에 설치된 유체발전기(130)의 블레이드(132)가 회전하고 발전기(133)는 상기 블레이드의 회전력을 전기에너지로 생성하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템은 오폐수처리장의 폭기조 시설을 변경하여 유체의 흐름을 생성하고 이 생성된 유체의 유속으로 전기를 생산함으로써 새로운 에너지를 창출할 수 있다는 잇점이 있다.
한편, 도5는 본 발명에 따른 오폐수처리장용 유체발전 시스템의 바람직한 또 다른 일례를 도시한 것으로, 유체발전기는 상기 배출덕트 경로상에 형성된 하우징(140) 내부에 구비되며, 회전축(131)과, 상기 회전축(131)에 장착되어 공기의 풍속에 의해 회전하는 다수의 물레방아 타입의 블레이드(132)와, 상기 회전축(131)과 연결되어 블레이드(132)의 회전력을 전달받아 전기를 발생하는 미도시된 발전기와, 상기 하우징으로 인입되는 공기가 분산되지 않고 일방향으로 유도되도록 하우징(140) 입구의 일측바닥에서 블레이드(132)의 회전라인까지 형성된 분산방지판(150)과, 상기 분산방지판에 의해 일방향으로 유도되는 공기의 속도를 변경할 수 있도록 하우징(140) 입구의 타측바닥에서 블레이드(132)의 회전라인까지 설치된 경사조절판(160)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 유체발전 시스템은 하우징(140)으로 유입된 공기가 하우징 입구의 일측바닥에서 블레이드 회전라인까지 형성된 분산방지판(150)에 의해 일방향으로만 유동하기 때문에 유속이 감소되지 않으며, 또한 하우징 입구의 타측바닥에서 블레이드 회전라인까지 설치된 경사조절판(160)에 의해 공기가 집중되어 필요에 따라 유속을 증가시킬 수 있기 때문에 보다 큰 유체에너지를 이용할 수 있다는 잇점이 있다. 여기서, 상기 경사조절판(156)의 경사조절 구성은 도시하지는 않았지만 실린더나 기어등과 같은 공지된 구성을 채용할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에 따른 유체발전 시스템에 있어, 상기 집진캡(110)의 측벽은 공급라인(11) 및 송출라인(12) 보다 하측까지 형성되어 집진캡(110)에 집진된 공기가 공급라인(11)과 송출라인(12)으로 이동할 수 없도록 한 차단측벽(111)과; 상기 차단측벽(111) 하측으로 연장되어 집진캡(110)을 지지하되 오폐수가 공급라인(11)에서 송출라인(12)으로 이송할 수 있도록 교각타입으로 형성된 개방측벽(112)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 집진캡(110)의 측벽이 도6에 도시된 바와 같이 공급라인(10)과 송출라인 (12)보다 상측에 존재하면 집진캡(110)에 의해 집진된 공기가 공급라인(10)과 송출라인(12)으로 이동해 버려 배출덕트(120)로 배출되는 공기량이 적어져서 요구하는 공기의 유속을 얻지 못하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 차단측벽(111)이 공급라인(11) 및 송출라인(12) 보다 하측까지 형성되도록 하여 집진캡(110)에 집진된 공기가 공급라인(11)과 송출라인(12)으로 이동할 수 없도록 하였으며, 상기 차단측벽 하측으로는 교각타입으로 형성으로 듬성듬성 연장된 개방측벽(112)을 폭기조 하단까지 연장하여 상기 개방측벽(112)이 집진캡(110)을 지지하도록 함과 동시에 공급라인(11)으로 공급된 오폐수가 상기 개방측벽(112) 사이로 이동하여 폭기조를 거쳐 다시 송출라인(12)으로 송출될 수 있게 한 것이다.
10: 폭기조 11: 공급라인
12: 송출라인 110: 집진캡
120: 배출덕트 130: 유체발전기

Claims (3)

  1. 폭기조의 측벽 일측에는 저류조로부터 오폐수가 공급될 수 있는 공급라인이 형성되고 폭기조의 내부에는 상기 공급라인을 통해 공급된 오폐수에 공기를 폭기형식으로 공급하여 호기성 미생물들이 오폐수의 유기물질을 배양/응집하도록 공기공급덕트가 형성되며, 폭기조의 측벽 타측에는 오폐수를 침전조로 송출할 수 있는 송출라인이 형성된 오폐수처리장의 폭기조에서,
    상기 폭기조 상측에는 폭기조에서 방출되는 공기를 집진하는 집진캡과 상기 집진캡에 의해 집진된 공기를 외부로 배출하는 배출덕트를 형성하고, 상기 배출덕트에 의해 외부로 배출되는 공기의 풍속을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 유체발전기를 구비하며,
    상기 유체발전기는 상기 배출덕트 경로상에 형성된 하우징 내부에 구비되되,
    회전축과; 상기 회전축에 장착되어 공기의 풍속에 의해 회전하는 다수의 물레방아 타입의 블레이드와; 상기 회전축과 연결되어 블레이드의 회전력을 전달받아 전기를 발생하는 발전기와; 상기 하우징으로 인입되는 공기가 분산되지 않고 일방향으로 유도되도록 하우징 입구의 일측바닥에서 블레이드 회전라인까지 형성된 분산방지판과; 상기 분산방지판에 의해 일방향으로 유도되는 공기의 속도를 변경할 수 있도록 하우징입구의 타측바닥에서 블레이드 회전라인까지 설치된 경사조절판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수처리장용 유체발전 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 집진캡의 측벽은 공급라인 및 송출라인 보다 하측까지 형성되어 집진캡에 집진된 공기가 공급라인과 송출라인으로 이동할 수 없도록 한 차단측벽과;
    상기 차단측벽 하측으로 연장되어 집진캡을 지지하되 오폐수가 공급라인에서 송출라인으로 이송할 수 있도록 교각타입으로 형성된 개방측벽을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수처리장용 유체발전 시스템.
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