KR101086555B1 - 수처리시설용 혼화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 원수가 경유하도록 유입구 및 배출구가 마련된 원통형상의 혼화조, 혼화조의 유입구로 응집제를 투입하는 응집제투입라인, 혼화조 내부에 축회전 가능하게 설치되는 임펠러, 임펠러가 회전 구동되도록 임펠러와 연결되는 구동모터, 혼화조의 유입구에 설치되며, 원수가 유입구를 통과하면서 회전 난류상태로 유입되게 하면서, 임펠러 회전을 통한 혼화조 내부에서의 원수 및 응집제의 혼화율을 증대시키는 회전난류발생부를 포함하는 수처리시설용 혼화장치를 제공한다.
이와 같이, 수처리시설용 혼화장치는, 혼화조 내부에 임펠러를 배치한 상태에서 유입구 측에 회전난류발생부를 설치하여, 혼화조 내부로 유입되는 원수를 회전 난류상태가 되게 한다. 따라서, 응집제투입라인을 통해 혼화조의 유입구에 인접한 내부로 응집제를 투입시, 회전난류발생부에 의해 회전난류가 형성된 원수가 응집제와 만나면서 1차적으로 혼화가 이루어진 상태에서 다시 회전하는 임펠러에 의해 2차 혼화되는 바 혼화효율이 증대된다.

Description

수처리시설용 혼화장치{Mixing apparatus of water purification plants}
본 발명은 수처리시설용 혼화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원수에 포함된 각종 불순물이나 이물질을 응집되도록 원수에 응집제를 투입하는 수처리시설용 혼화장치에 관한 것이다.
상,하수처리장의 혼화지는 유입되는 원수에 포함하고 있는 각종의 불순물이나 이물질이 응집되도록 하기 위해서 그 원수에 약품을 혼화하여 주는 수처리 공정을 감당하게 된다.
이러한, 상,하수처리장의 혼화지는 원수가 경유하도록 유입구 및 유출구를 가지는 혼화수조와, 상기 혼화수조를 경유하는 원수에 응집제를 투입하도록 설치되는 응집제주입기와, 상기 혼화수조 내에서 응집제와 원수가 혼화되도록 회전동작하는 임펠러를 갖는 혼합기로 구성된다. 즉, 상기 상,하수처리장의 혼화지는 유입구를 통하여 혼화수조 내에 유입된 원수에 응집제주입기로 응집제를 투입하고, 응집제와 원수를 혼합기의 임펠러를 회전동작시켜서 혼화시킨 후 유출구를 통하여 응집지로 유출시키게 되므로, 비교적 간단한 구조로서 원수에 응집제를 혼화할 수 있게 한다.
그러나, 종래의 상,하수처리장의 혼화지는 외부전원을 공급받아서 회전동작하는 임펠러를 갖는 혼합기에 의존하여 혼화수조 내의 응집제와 원수를 물리적으로 혼화시키는 바, 응집제와 원수의 혼화시간이 길어지고 응집제의 투입량이 증가될 뿐만 아니라, 혼합기를 무리하게 운용하게 되어서 쉽게 고장이 발생되고 전기사용량이 증가되는 등의 문제점이 발생된다.
더불어, 응집제의 투입지점을 임펠러에 떨어진 유입구에 설치하므로 반응시간이 극히 짧은 응집제의 특성상 신속하게 확산되어 반응하지 못하여 효율적인 응집 반응을 이루기가 어려워서 응집제의 투입량이 많아지고, 또한 교반기의 임펠라에 의하여 교반되는 원수의 량의 부피가 커서 효율적인 교반이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은, 원수와 응집제의 혼화 효율을 높일 수 있는 수처리시설용 혼화장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 원수가 경유하도록 유입구 및 배출구가 마련된 원통형상의 혼화조와, 상기 혼화조의 유입구로 응집제를 투입하는 응집제투입라인과, 상기 혼화조 내부에 축회전 가능하게 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러가 회전 구동되도록 상기 임펠러와 연결되는 구동모터 및, 상기 혼화조의 유입구에 설치되며, 상기 원수가 상기 유입구를 통과하면서 회전 난류상태로 유입되게 하면서, 상기 임펠러 회전을 통한 상기 혼화조 내부에서의 상기 원수 및 상기 응집제의 혼화율을 증대시키는 회전난류발생부를 포함하는 수처리시설용 혼화장치를 제공한다.
또한, 상기 회전난류발생부는, 상기 혼화조 유입구의 내부 중앙에 배치되는 고정지지대와, 일단은 상기 고정지지대에 결합되며, 타단은 상기 혼화조 내측에 결합된 상태로 상기 혼화조의 원주방향을 따라 상호 이격되게 복수 설치되어, 상기유입구를 통과하는 상기 원수가 회전수류를 형성하도록 유도하면서 상기 혼화조 내부로 회전 난류상태로 유입되게 하는 유도날개를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정지지대는 요입부를 가지는 원뿔형상일 수 있다.
본 발명에 따른 수처리시설용 혼화장치는, 혼화조 내부에 임펠러를 배치한 상태에서 유입구 측에 회전난류발생부를 설치하여, 혼화조 내부로 유입되는 원수를 회전 난류상태가 되게 한다. 따라서, 응집제투입라인을 통해 혼화조의 유입구에 인접한 내부로 응집제를 투입시, 회전난류발생부에 의해 회전난류가 형성된 원수가 응집제와 만나면서 1차적으로 혼화가 이루어진 상태에서 다시 회전하는 임펠러에 의해 2차 혼화되는 바 혼화효율이 증대된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리시설용 혼화장치의 설치상태 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 수처리시설용 혼화장치의 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리시설용 혼화장치의 설치상태 단면도이며, 도 2는 도 1에 나타낸 수처리시설용 혼화장치의 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 수처리시설용 혼화장치(100)는, 혼화조(110), 응집제투입라인(120), 임펠러(130), 구동모터(140), 회전난류발생부(150)를 구비하고 있다.
상기 혼화조(110)는 이후 설명될 상기 임펠러(130) 및 상기 회전난류발생부(150)에 의해 수처리대상 원수(이하 원수로 기재)가 경유하면서 수처리가 이루어지는 원통형상의 구조물이다. 이러한, 상기 혼화조(110)는 상기 원수가 유입되는 수조(10) 상에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 혼화조(110)에는 상기 수조(10)에서 상기 원수를 유입시킨 후, 이후 설명될 상기 응집제투입라인(120)으로부터 투입되는 응집제와 혼화된 상기 원수를 배출시킬 수 있도록 유입구(111) 및 배출구(112)가 형성된다. 또한, 상기 혼화조(110)의 유입구(111) 측에는 이후 설명될 상기 응집제투입라인(120)의 길이방향 일단이 연결되어, 상기 응집제투입라인(120)으로부터 공급되는 상기 응집제를 상기 혼화조(110) 내부로 공급할 수 있도록 투입공(113)이 형성될 수 있다.
상기 응집제투입라인(120)은 상기 혼화조(110) 내부에서 상기 원수와 혼화되면서 상기 원수에 포함된 불순물, 미세입자 및 이물질을 응집시키는 응집제를 상기 혼화조(110) 내부로 투입하는 관 형상의 연결부재이다. 이러한, 상기 응집제투입라인(120)의 길이방향 일단은 상기 혼화조(110)의 유입구(111)에 인접한 일측, 즉 상기 혼화조(110)의 투입공(113)에 연결 결합되며, 타단은 상기 응집제를 저장한 저장탱크(도면미도시)에 연결 설치된다. 여기서, 상기 응집제투입라인(120)을 통한 상기 저장탱크에서 상기 혼화조(110) 내부로의 상기 응집제 이동 투입은, 상기 응집제투입라인(120) 또는 상기 저장탱크에 연결 설치되는 펌프(도면미도시)를 통해 이루어지게 된다.
상기 임펠러(130)는 상기 혼화조(110) 내부에 축회전 가능하게 설치된 상태로 이후 설명될 상기 구동모터(140)에 의해 회전하게 된다. 이러한, 상기 임펠러(130)는 상기 혼화조(110)의 유입구(111)를 통해 상기 원수가 유입된 후 상기 배출구(112)를 통해 배출 이동될 수 있도록 흡입 배출력을 발생시킨다. 더불어, 상기 임펠러(130)는 상기 응집제투입라인(120)으로부터 투입되는 상기 응집제와 상기 원수를 급속 혼화시키는 기능을 수행하게 된다. 여기서, 상기 임펠러(130)는 구동축(131)에 의해 상기 혼화조(110) 내부에 축회전 가능하게 설치된 상태로 상기 구동축(131)의 단부가 이후 설명될 상기 구동모터(140)에 연결되어, 상기 구동모터(140)에 작동에 따라 회전 구동하게 된다. 이러한, 상기 임펠러(130)는 혼화조건을 고려하여 필요한 회전수를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 구동모터(140)는 상기 혼화조(110) 내부에서 상기 임펠러(130)가 회전할 수 있도록 회전 구동력을 발생시킨다. 이러한, 상기 구동모터(140)의 회전축(도면미도시)은 상기 임펠러(130)의 구동축(131)에 연결되어, 작동에 따른 상기 회전축의 회전력을 상기 구동축(131)으로 전달하게 된다. 여기서, 상기 구동모터(140)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 임펠러(130)의 회전수를 제어할 수 있도록 구성된다. 이같이, 상기 구동모터(140)에 의해 상기 임펠러(130)가 상기 혼화조(110) 내부에서 회전하면서, 상기 원수 및 상기 응집제가 상기 혼화조(110)의 유입구(111)를 통해 내부로 유입된 후, 혼화상태로 상기 배출구(112)를 통해 배출이 이루어지게 된다.
상기 회전난류발생부(150)는 상기 유입구(111)를 통해 상기 혼화조(110) 내부로 유입되는 상기 원수가 회전 난류상태로 유입되게 한다. 즉, 상기 회전난류발생부(150)는 상기 혼화조(110) 내부로 유입되는 상기 원수를 회전 난류상태가 되도록 하여, 상기 임펠러(130)에 의한 상기 혼화조(110) 내부에서의 상기 응집제와 혼화효율이 증대되게 한다. 이러한, 상기 회전난류발생부(150)는 상기 혼화조(110)의 유입구(111)에 설치되는데, 고정지지대(151) 및 유도날개(153)를 포함한다.
상기 고정지지대(151)는 이후 설명될 상기 유도날개(153)의 일단을 지지하는 부분이다. 이러한, 상기 고정지지대(151)는 상기 혼화조(110) 유입구(111)의 내부 중앙에 배치된 상태로 상기 유도날개(153)의 일단이 결합된다. 여기서, 상기 고정지지대(151)는 유입되는 상기 원수의 유량에 따라 상기 유도날개(153)의 일단 위치가 변형되지 않는 안정적인 지지상태를 유지할 수 있도록 상기 혼화조(110)의 내측에 결합되는 복수의 지지다리(도면미도시)를 구비할 수도 있다. 즉, 상기 지지다리의 길이방향 일단은 상기 혼화조(110) 내측에 결합되며, 타단은 상기 고정지지대(151)에 결합될 수 있다.
더불어, 상기 고정지지대(151)는 요입부(152)를 가지는 원뿔형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 혼합배관(110)의 유입부(111)를 통해 상기 원수가 유입시, 상기 고정지지대(151)의 요입부(152)로 상기 원수가 인입된 후 이동게 하면서 충돌에 따른 유속이 손실되는 것을 억제시켜, 이후 설명될 상기 유도날개(153)에 의한 상기 원수의 회전난류 형성이 효율적으로 이루어질 수 있게 한다.
상기 유도날개(153)는 상기 혼화조(110)의 유입구(111)를 통해 유입되는 상기 원수가 회전수를 형성하면서, 상기 혼화조(110) 내부로 유입시에는 회전 난류상태가 되게 한다. 이러한, 상기 유도날개(153)는 상기 혼화조(110)의 원주방향을 따라 상호 이격되게 복수 설치된다. 여기서, 각각의 상기 유도날개(153) 일단은 상기 고정지지대(151) 외측에 고정 결합된 상태로 타단이 상기 혼화조(110)의 내측에 고정 결합된다. 이때, 상기 유도날개(153)의 일단은 상기 고정지지대(151) 외측에 연결된 상태에서 기울기를 조절할 수 있도록 회동 가능하게 힌지 결합될 수도 있다. 여기서, 상기 유도날개(153)의 일단이 상기 고정지지대(151) 외측에 회동 가능하게 결합될 경우에는, 상기 유도날개(153)의 기울기를 조절한 상태에서 고정시키는 고정수단(도면미도시)이 구비됨은 물론이다.
여기서, 상기 유도날개(153)는 유입되는 상기 원수와 충돌되도록 상기 원수의 유입방향에 대해 일정각도로 기울어지게 배치된다. 여기서, 상기 유도날개(153)의 기울임 정도는 상기 원수의 유속감소를 최소화하면서 회전난류를 크게 형성할 수 있는 각도이다. 이러한 상기 유도날개(153)의 설치각도는 상기 혼화조(110) 유입구(111)의 직경 및 상기 유도날개(153)의 크기, 설치갯수에 따른 반복 실험을 통해 얻을 수 있음은 물론이다.
이와 같이 구성되는 일실시예에 따른 상기 수처리시설용 혼화장치(100)의 작동을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 혼화장치(110)는 상기 원수가 저장되는 상기 수조(10) 상에 설치된다. 이후, 상기 구동모터(140)에 전원을 공급하여 작동시키면서, 상기 임펠러(130)가 상기 혼화조(110) 내부에서 축회전되게 한다. 이와 동시에, 상기 응집제투입라인(120)을 통해 상기 혼화조(110) 내부로는 상기 응집제를 투입한다.
그러면, 상기 혼화조(110)의 내부에서 유입수위와 유출수위의 수위차에 더해 축회전하는 상기 임펠러(130)에 의해 상기 혼화조(110) 내부의 상기 원수가 상기 배출구(112)를 통해 배출되면서, 상기 혼화조(110) 내부 압력이 낮아지며 상기 유입구(111)를 통해 상기 원수가 지속적으로 유입될 수 있게 흡입 이동력을 발생시킨다.
이때, 상기 혼화조(110) 내부에서는 상기 임펠러(130)에 의해 상기 원수가 상기 응집제투입라인(120)으로부터 투입된 상기 응집제와 혼화된 상태로 상기 배출구(112)를 통해 배출된다.
여기서, 상기 원수는 상기 혼화조(110)의 유입구(111)를 통해 유입시, 상기 회전난류발생부(150)를 통과하면서 상기 임펠러(130)에 의한 상기 응집제와의 혼화이전에 상기 유입구(111)를 지나면서 바로 상기 응집제와의 혼화가 이루어지게 된다. 즉, 상기 원수는 상기 혼화조(110)의 유입구(111)를 통해 유입될 때, 상기 회전난류발생부(150)의 각 유도날개(153)들과 충돌에 따른 회전난류상태가 되면서, 상기 응집제와의 혼화가 이루어지게 된다.
이렇게, 상기 회전난류발생부(150)를 통과하여 상기 응집제와 1차적으로 혼화된 상기 원수는 다시 상기 임펠러(130)를 통과하면서 재차 혼화되면서, 상기 원수와 상기 응집제의 혼화효율이 증대된 상태로 상기 배출구(112)를 통해 배출이 이루어지게 된다.
이와 같이, 일실시예의 상기 수처리시설용 혼화장치(100)는, 상기 혼화조(110) 내부에 상기 임펠러(130)를 배치한 상태에서 상기 유입구(111) 측에 상기 회전난류발생부(150)를 설치하여, 상기 혼화조(110) 내부로 유입되는 상기 원수를 회전 난류상태가 되게 한다. 따라서, 상기 응집제투입라인(120)을 통해 상기 혼화조(110)의 유입구(111)에 인접한 내부로 상기 응집제를 투입시, 상기 회전난류발생부(150)에 의해 회전난류가 형성된 상기 원수가 상기 응집제와 만나면서 1차적으로 혼화가 이루어진 상태에서 다시 회전하는 상기 임펠러(130)에 의해 2차 혼화되는 바 혼화효율이 증대된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 수조 100: 혼화장치
110: 혼화조 111: 유입구
112: 배출구 113: 투입공
120: 응집제투입라인 130: 임펠러
131: 구동축 140: 구동모터
150: 회전난류발생부 151: 고정지지대
153: 유도날개

Claims (3)

  1. 원수가 경유하도록 유입구 및 배출구가 마련된 원통형의 혼화조와;
    상기 혼화조의 유입구로 응집제를 투입하는 응집제투입라인과;
    상기 혼화조 내부에 축회전 가능하게 설치되는 임펠러와;
    상기 임펠러가 회전 구동되도록 상기 임펠러와 연결되는 구동모터; 및,
    상기 혼화조의 유입구에 설치되며, 상기 원수가 상기 유입구를 통과하면서 회전 난류상태로 유입되게 하면서, 상기 임펠러 회전을 통한 상기 혼화조 내부에서의 상기 원수 및 상기 응집제의 혼화율을 증대시키는 회전난류발생부를 포함하는 수처리시설용 혼화장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전난류발생부는,
    상기 혼화조 유입구의 내부 중앙에 배치되는 고정지지대와,
    일단은 상기 고정지지대에 결합되며, 타단은 상기 혼화조 내측에 결합된 상태로 상기 혼화조의 원주방향을 따라 상호 이격되게 복수 설치되어, 상기 유입구를 통과하는 상기 원수가 회전수류를 형성하도록 유도하면서 상기 혼화조 내부로 회전 난류상태로 유입되게 하는 유도날개를 포함하는 수처리시설용 혼화장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정지지대는 요입부를 가지는 원뿔형상인 수처리시설용 혼화장치.
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