KR101133316B1 - 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사판 침전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 급속반응조, 완속응집조 및 경사판침전조로 구성되고, 상기 경사판침전조의 내부에 다수 개의 튜브수로를 형성하는 튜브형 경사판을 설치하여 침강 효율을 향상시키고, 상기 경사판침전조의 슬러지 중 압밀되지 않은 슬러지를 상기 급속반응조로 반송하여 플럭 형성조건을 향상시킨 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치는, 상기 경사판침전조와 급속반응조 사이에 설치된 슬러지 반송관과 인출된 슬러지를 이송하기 위한 슬러지 반송펌프로 이루어지되, 상기 슬러지 반송관의 선단에 형성된 슬러지 반송구는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출관의 선단에 형성된 슬러지 배출구로부터 일정거리 이격된 상부에 형성되고; 상기 튜브형 경사판은 다수 개의 사각 단면 형상의 튜브수로가 전후좌우로 배열되어 일정한 크기로 이루어지되, 좌우방향으로 이웃하는 튜브수로는 동일한 방향으로 경사지게 설치되고, 전후방향으로 이웃하는 튜브수로는 서로 다른 방향으로 경사지게 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치{Sludge circulation type Sedimentation Apparatus with tubular inclined lamella modules}

본 발명은 경사판 침전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 급속반응조, 완속응집조 및 경사판침전조로 구성되고, 상기 경사판침전조의 내부에는 다수 개의 튜브수로를 형성하는 튜브형 경사판을 설치하여 침강 효율을 향상시키고, 상기 경사판침전조의 슬러지 중에서 압밀된 농축슬러지는 탈수설비로 배출하고, 압밀되지 않고 신선한 슬러지를 상기 급속반응조로 반송하여 플럭 형성을 향상시킨 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치에 관한 것이다.

통상, 하?폐수에 포함된 현탁물을 제거하기 위한 침전장치는, 도 1에서 보는 바와 같이, 급속반응조(10), 완속응집조(30) 및 경사판침전조(50)가 차례대로 설치된다. 즉, 수중의 현탁물은 경제적인 시간 내에 자연 침강이 어려우므로, 무기응집제와 고분자응집제를 주입하여 플럭(Floc)를 형성시킨 다음 경사판침전조(50)로 유입시켜 침전시키는 방법을 사용한다.

침전이란 물보다도 무거운 입자를 정체된 물 또는 흐름이 느린 물에서 침강하여 분리하는 것이다. 그리고 침전을 이용하여 현탁물을 분리하기 위해서 원수가 천천히 흐를 수 있는 넓은 조(曺)를 침전조라 한다.

침전조는 원수에 포함된 입자를 중력을 이용하여 가라앉히기 위한 것으로, 침전효과 증대시키기 위해서 유입수가 침전조 전체 단면에 균등하게 흐르도록 하고, 처리수의 유출에 의한 와류 발생을 방지하도록 하여야 한다.

그리고 침전조의 내부에는 미세 플럭의 침전 효율을 높이기 위한 경사판(60)이 설치되는데, 이러한 경사판(60)은 침전조의 유효 침전면적을 넓혀서 침전효율을 높여주는 역할을 한다.

또한, 경사판(60)이 설치된 경사판침전조(50)에는 응집조에서 형성된 플럭이 침전조로 유입되는 과정에서 깨지지 않도록 유입부에 월류벽이나 정류벽을 설치한다. 이러한 월류벽이나 정류벽은 유입수가 자연부하에 의해 유입되도록 하여 층류를 형성하여 플럭 입자의 침강을 가속화한다.

그리고 경사판침전조(50)의 하부에는 침강한 슬러지를 수집하기 위한 슬러지 수집장치(40)가 구비되고, 경사판침전지(50)의 상부에는 처리수가 유출되는 다수의 웨어(70)가 구비된다.

또한, 경사판침전지(50)의 하부에는 슬러지를 수집하기 위한 호퍼(80)가 형성된다. 호퍼(80)의 구배는 수평에 대해 60°이상으로 하여 침전 슬러지가 잘 모여지도록 한다.

따라서 경사판침전조(50)로 유입된 원수에 포함된 조대 플럭은 중력에 의해 바로 침강하고, 중력에 의해 침강하지 않은 미세 플럭은 경사판을 따라 상부로 상승하는 과정에서 침강하게 된다.

그리고 경사판침전지(50)의 하부로 침강된 슬러지는 하부에 설치된 슬러지 수집장치(40)에 의해서 호퍼(80)로 포집된 후, 도시되지 않은 밸브 및 펌프의 조작을 통해 슬러지 저류조로 이송되게 된다. 이때, 슬러지 배출수단은 호퍼(80)와 도시되지 않은 슬러지 저류조 사이에 설치된 슬러지 배출관(120)과 슬러지 배출관(120)에 연결된 슬러지 배출펌프(125) 및 도시되지 않은 슬러지 배출밸브로 이루어진다.

또한, 상기 경사판침전조(50)와 급속반응조(10) 사이에 슬러지를 순환하기 위한 슬러지 순환장치(90)가 구비된다. 이 슬러지 순환장치(90)는 호퍼(80)와 급속반응조(10) 사이에 설치된 슬러지 반송관(130)과 슬러지 반송관(130)에 연결된 슬러지 반송펌프(135) 및 도시되지 않은 슬러지 반송밸브로 이루어진다.

따라서 상기 슬러지 순환장치(90)는 호퍼(80)에 포집된 침강 슬러지의 일부를 급속반응조(10)로 반송하여 슬러지를 응결핵으로 사용함으로써 부유물질의 응집을 더욱 촉진시키고, 플록형성시 밀도를 증가시켜 침강속도가 높아져 침전효율을 향상시킨다.

이와 같이, 종래의 침전장치는, 침강된 슬러지의 일부를 급속반응조(10)로 반송하여 응결핵으로 사용하고, 침전조의 내부에 경사판(60)을 설치하여 침전효율을 향상시키고 응집제 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그러나 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 침전장치는, 슬러지 반송을 위한 슬러지 반송관(130)을 슬러지 배출관(120)에 연결시켜 사용한다. 따라서 슬러지 반송관(130)을 통해 반송되는 반송 슬러지와 슬러지 배출관(120)을 통해 배출되는 배출 슬러지가 호퍼(80) 내의 동일 위치에서 인출된다.

이와 같이, 슬러지 배출을 위한 슬러지 배출구(120a)와 슬러지 반송을 위한 슬러지 반송구(130a)의 위치가 동일하므로 슬러지 저류조로 배출하는 배출 슬러지와 급속반응조(10)로 반송하는 순환 슬러지의 성상이 동일하게 된다.

그런데 슬러지 배출관(120)을 통해 슬러지 저류조로 배출된 배출 슬러지는, 슬러지 농축조와 탈수장치를 거쳐 탈수된 후 최종적으로 건조 케이크로 처분되어야 하는 것이므로 가능하면 수분함량과 배출량이 적은 것이 유리하다. 반면에 슬러지 반송관(130)을 통해 급속반응조(10)로 순환되는 순환 슬러지는 응결핵으로 사용되는 것이므로 슬러지 성상이 변질되지 않은 신선한 슬러지가 유리하다. 따라서 배출 슬러지는 침전조에서 적당하게 압밀되어 수분함량이 적은 것이 적당하고, 순환 슬러지는 반응조의 플록과 성상이 동일한 슬러지가 적당하다. 또한, 호퍼(80) 내에서 장시간 체류하여 압밀된 슬러지는 부패되기 쉬우므로 급속반응조(10)로 반송되는 슬러지는 체류시간이 짧은 호퍼(80) 상부의 신선한 것이 더욱 바람직하다.

이러한 점에서 종래와 같이, 호퍼(80) 내의 동일한 위치에서 순환 슬러지와 배출 슬러지를 동시에 배출하는 것은, 압밀되고 부패한 슬러지가 급속반응조(10)로 반송되게 되어 플럭 형성 조건이 떨어지거나 반응조의 오염도가 올라가는 문제가 발생한다. 또한, 수분함량이 많은 슬러지가 배출되므로 처리하여야 할 슬러지의 양이 늘어나고 탈수장치 등에서의 탈수효율이 저하되는 문제가 있다.

한편, 종래 기술에 따라 경사판침전지(50)에 설치되는 경사판(60)은, 다수 개의 판을 경사지게 설치하여 다수 개의 수로를 형성하고 원수가 수로를 따라 하부로부터 상부로 경사지게 유동하면서 고액분리되며, 고형분들은 중력에 의해 슬러지로서 하부로 침강하여 제거되고, 상부로 상향된 처리수는 경사판의 상단에 설치된 웨어(70)를 통해 배출되도록 구성된다. 이러한 경사판(60)은 침전면적을 증가시킬 수 있으므로 결과적으로 침전효율을 증가시킨다.

그러나 종래의 경사판(60)은 경사판이 동일한 방향으로 경사지게 배열됨으로써 경사판의 상부에서 어느 한 방향을 향하는 처리수의 수류가 형성되는 문제가 있다. 그리고 이러한 수류는 유체의 편류흐름을 형성하여 침전물의 부상을 유도할 수 있어 침전효율을 떨어뜨리는 문제가 있었다.

이에 따라 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구와 슬러지를 반송하여 급속반응조로 순환하기 위한 슬러지 반송구의 위치를 서로 다르게 구성하여, 슬러지 저류조로 배출되는 배출 슬러지와 급속반응조로 순환하는 순환 슬러지의 성상이 구분되게 함으로써 급속반응조의 플럭 형성 조건을 향상시킴과 아울러 배출 슬러지의 배출량을 줄이고 탈수효율을 향상시킬 수 있는 침전장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 침전조 내부에 다수 개의 튜브수로가 형성된 튜브형 경사판을 설치하되, 좌우 또는 전후 어느 한 방향으로 이웃하는 튜브수로의 경사방향이 서로 교차하도록 경사지게 배치하여 경사판의 상단에서 어느 한 방향을 향하는 수류의 흐름이 형성되지 않도록 하는 동시에 튜브수로를 지그재그식으로 배열하여 침전면적을 최대화할 수 있는 침전장치를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 경사판침전지의 호퍼에 슬러지 반송구와 슬러지 배출구를 분리하여 설치하되, 슬러지 반송구를 슬러지 배출구의 상부에 설치하여 압밀되지 않고 신선한 슬러지는 슬러지 반송관으로 인출시켜 급속반응조로 순환시키고 압밀되어 수분함량이 적은 슬러지는 슬러지 배출관으로 배출하여 처리하도록 하는 침전장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치는, 급속반응조, 완속응집조 및 경사판침전조가 차례로 설치되고, 상기 경사판침전조의 내부에는 튜브형 경사판이 설치되며, 상기 경사판침전조의 호퍼에는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출장치가 구비되고, 상기 경사판침전조와 급속반응조 사이에는 슬러지를 순환시키기 위한 슬러지 순환장치가 설치된 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치에 있어서,

상기 슬러지 순환장치는, 상기 경사판침전조와 급속반응조 사이에 설치된 슬러지 반송관과 반송된 슬러지를 이송하기 위한 슬러지 반송펌프로 이루어지되, 상기 슬러지 반송관의 선단에 형성된 슬러지 반송구는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구로부터 일정거리 떨어진 상부에 형성되고;

상기 튜브형 경사판은, 다수 개의 사각 단면 형상의 튜브수로가 전후좌우로 배열되어 일정한 크기로 이루어지되, 좌우방향으로 이웃하는 튜브수로는 동일한 방향으로 경사지게 설치되고, 전후방향으로 이웃하는 튜브수로는 서로 다른 방향으로 경사지게 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 슬러지 반송구에는, 상부로 갈수록 넓어지는 형태로 이루어지되 상부는 침강된 슬러지가 자유롭게 유입될 수 있도록 전부 개방하고, 하부에는 유입된 슬러지 중 슬러지 반송구로 인출되지 못한 슬러지를 하부로 배출하기 위한 다수 개의 관통홀이 형성된 반송용 호퍼가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 튜브형 경사판은, 일정한 크기를 갖는 제1 수직판, 제2 수직판 및 제3 수직판과; 상기 제1 수직판과 제2 수직판 사이에 일정 간격으로 떨어져 경사지게 설치되며 양단에 길이방향으로 일정 폭의 접착부가 형성된 다수 개의 제1 경사판과; 상기 제2 수직판과 제3 수직판 사이에 일정 간격으로 떨어져 경사지게 설치되며 양단에 길이방향으로 일정 폭의 접착부가 형성된 다수 개의 제2 경사판;을 포함하여 이루어지되, 상기 제1 경사판과 제2 경사판의 경사방향이 반대방향인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 튜브형 경사판을 세 개 이상 적층하되 상하로 적층된 튜브형 경사판의 튜브수로의 경사방향이 반대방향을 향하도록 하여 튜브수로를 지그재그식으로 배열하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 슬러지를 반송하여 급속반응조로 순환하기 위한 슬러지 반송구의 위치가 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구의 위치보다 상부에 설치되므로 슬러지 저류조로 배출되는 배출 슬러지는 상대적으로 압밀되어 수분함량이 적은 슬러지가 배출되고, 급속반응조로 순환하는 순환 슬러지는 상대적으로 압밀되지 않고 플록의 성상이 변질되지 않은 신선한 슬러지가 순환되어, 급속반응조의 플럭 형성 조건을 향상시킴과 아울러 배출 슬러지의 배출량을 줄이고 탈수효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 튜브형 경사판에 다수 개의 튜브수로가 배열되어 일정한 크기로 이루어지되, 좌우 또는 전후 어느 한 방향으로 이웃하는 튜브수로의 경사방향이 서로 교차하도록 배치되어 경사판의 상단으로 배출되는 수류의 상승속도가 경사판 전체에 걸쳐 균등하게 분포되어 편류의 발생이 방지되고, 튜브수로를 지그재그식으로 배열하여 침전면적을 최대화함으로써 침전효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 튜브형 경사판을 모듈화된 수직판을 용이하게 조립되도록 함과 동시에 개별 튜브형 경사판 상호간 결합이 견고하게 유지되는 구성을 취하도록 하여 설치시간과 설치비용이 절감되어 경제적이며 작업성이 증대되는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 침전장치의 일 예를 보여주는 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치를 보여주는 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 슬러지 반송구의 구조를 보여주는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 튜브형 경사판을 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명의 튜브형 경사판과 종래 경사판의 수류 흐름을 보여주는 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 튜브형 경사판 조립방법을 보여주는 분해 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 튜브형 경사판 조립방법의 일 예 보여주는 분해 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 튜브형 경사판 조립방법의 다른 예를 보여주는 분해 사시도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치의 바람직한 실시 예에 대해서 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 침전장치(100)는, 도 2에서 보는 바와 같이, 크게 급속반응조(10), 완속응집조(30), 경사판침전조(50) 및 슬러지 순환장치(90)로 이루어진다. 상기 급속반응조(10)는 현탁 물질이 포함된 원수가 유입되고, 무기응집제를 투입하여 교반할 수 있는 구조로 이루어진다.

상기 완속응집조(30)는 급속반응조(10)에서 유입되는 미세 플럭을 서서히 교반하고 고분자응집제를 투여하여 더욱더 큰 크기의 플럭으로 응집할 수 있는 구조로 이루어진다. 그리고 상기 경사판침전조(50)는 완속응집조(30)에서 유입되는 플럭을 경사판(160)을 이용하여 침강시켜 슬러지와 처리수를 고액분리하는 구조로 이루어진다.

그리고 상기 슬러지 순환장치(90)는 경사판침전조(50)의 슬러지를 상기 급속반응조(10)로 반송하도록 연결된 슬러지 반송관(130)과, 슬러지 반송펌프(135)로 이루어진다. 또한, 슬러지 반송관(130)에는 도시되지 않은 슬러지 반송밸브가 구비될 수 있다. 상기한 급속반응조(10), 완속응집조(30) 및 경사판침전조(50)의 구성 및 작용은 당해 분야에서 널리 알려진 것이므로 그것에 대한 구체적인 설명은 생략하고 종래 기술과 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 슬러지 순환장치(90)는, 슬러지 반송관(130)의 슬러지 반송구(130a)를 종래의 슬러지 배출을 위한 슬러지 배출관(120)의 슬러지 배출구(120a)와 분리하여 설치하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 슬러지 순환장치(90)는, 슬러지 반송구(130a)를 슬러지 배출구(120a)로부터 일정 거리 이격된 상부에 설치한다. 따라서 상대적으로 압밀되지 않고 체류시간이 짧은 신선한 슬러지를 슬러지 반송구(130a)로 인출시켜 급속반응조(10)로 반송한다. 반면에 상대적으로 더 압밀되어 수분함량이 적고 체류시간이 길어 부패하기 쉬운 슬러지는 슬러지 배출구(130a)를 통해 배출시켜 도시되지 않는 슬러지 저류조로 배출하도록 한다.

본 발명의 슬러지 순환장치(90)는, 유입원수에 응결핵이 부족할 경우 무기응집제에 의해 형성된 슬러지를 급속반응조(10)로 반송하여 플럭 형성반응을 촉진하고, 플럭의 밀도를 높게 형성시켜 침강 속도를 향상시키는 것이다.

따라서, 슬러지 반송구(130a)를 슬러지 배출구(120a)의 상부에 설치하여, 상대적으로 체류시간이 짧아 신선하고 압밀되지 않은 슬러지는 슬러지 반송구(130a)를 통해 인출하여 급속반응조(10)로 순환시킴으로써 분산되어 플럭 형성 조건이 향상되며, 상대적으로 체류시간이 길어 더 압밀되고 수분함량이 적은 슬러지는 슬러지 배출구(120a)를 통해 슬러지 저류조로 배출시킴으로써 고농도의 슬러지를 배출하여 슬러지 발생량을 최소화하는 동시에 슬러지 농축조와 탈수장치에서의 탈수효율을 향상시키는 것이다.

이를 위해서, 상기 슬러지 반송구(130a)는 슬러지 배출구(120a)로부터 50cm~100cm이상 떨어진 상부에 설치하고, 상기 슬러지 반송구(130a)는 슬러지 배출구(120a)로부터 100cm이상 수평방향으로 떨어지게 설치하여 순환 슬러지와 배출 슬러지의 성상이 충분히 구분되어 지도록 하는 것이 바람직하다.

이어, 도 3은 본 발명에 따른 슬러지 반송구(130a)의 일 예를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 호퍼(80)의 안쪽에 수직으로 설치된 슬러지 반송관(130)의 선단에 슬러지 반송구(130a)가 형성된다. 이때, 상기 슬러지 반송구(130a)의 상부에 반송용 호퍼(131)를 별도로 설치하여 압밀되지 않은 슬러지가 반송되도록 안내할 수 있다.

즉, 상기 반송용 호퍼(131)는 슬러지 반송구(130a)로 슬러지를 안내하기 위한 것으로, 상부로 갈수록 넓어지는 형태로 이루어지되 상부는 침강된 슬러지가 자유롭게 유입될 수 있도록 전부 개방하고, 하부는 다수 개의 관통홀(136)을 형성하여 상기 다수 개의 관통홀(136)을 통해서 호퍼(131) 내로 유입된 슬러지 중 슬러지 반송구(130a)를 통해 인출되지 못한 슬러지가 하부로 배출되도록 한다. 이와 같이, 슬러지 반송구(130a)의 주변에 슬러지가 적체되는 것을 방지함으로써 압밀되지 않고 신선한 슬러지를 급속반응조(10)로 순환시킬 수 있게 한다.

이어, 본 발명에 따른 경사판침전조(50)에는 튜브형 경사판(160)이 설치된다. 상기 튜브형 경사판(160)은 도 4에서 보는 바와 같이, 미세 플럭이 포함된 원수를 하부에서 상부로 유도하여 침강이 이루어지도록 하는 것으로, 사각 단면을 갖는 다수 개의 튜브수로(Tube channel)(161)를 전후좌우로 배열하여 일정한 크기가 되도록 한 것이다.

이러한 튜브수로(161)는 60~70°로 기울어지게 설치되어 고형물의 침전경로를 짧게 하고 침전조의 표면적을 넓혀서 침전효율을 높인다. 또한, 튜브수로(161) 내에서 침전된 슬러지는 아래로 흘러가고, 처리수는 튜브수로(161)를 따라 흘러 월류되기 때문에 튜브수로(161) 내에 층류가 형성된다. 특히 본 발명에 따른 튜브형 경사판(160)은 침전지 내 최소한의 공간에서 최대한의 비표면적을 제공하므로 침전효율이 크게 향상된다.

그리고 본 발명에 따른 튜브형 경사판(160)은, 좌우방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 동일한 방향으로 경사지게 설치되고 전후방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 반대 방향으로 경사지게 배열되므로, 처리수의 상승속도가 경사판 전체에 걸쳐 균등하게 분포된다.

즉, 도 4를 참조하면, 본 발명의 튜브형 경사판(160)은 상부와 하부가 개방된 사각 단면을 갖는 다수 개 튜브수로(161)를 전후좌우로 배열하여 이루어진다. 이를 위해서, 본 발명의 튜브형 경사판(160)은, 수직판(163a,163b,163c) 사이에 다수 개의 경사판(165)을 일정 각도로 경사지게 설치하여 다수 개의 튜브수로(161)를 형성하여 이루어지되, 제1 수직판(163a)과 제2 수직판(163b) 사이에 설치되는 다수 개의 제1 경사판(165a)은 우상향하도록 일정 간격 이격되게 설치하고, 제2 수직판(163b)과 제3 수직판(163c) 사이에 설치되는 다수 개의 제2 경사판(165b)은 좌상향하도록 일정 간격 이격되게 설치함으로써, 결국 좌우방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 동일한 방향으로 경사지고 전후방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 반대 방향으로 경사지도록 배열되게 된다.

이와 같이, 전후방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들의 경사방향을 반대방향으로 배치함으로써 상기 튜브형 경사판(160)의 상부로 상승하는 처리수의 흐름이 어느 한 방향으로 치우치는 것을 방지할 수 있다. 즉, 도 5b에서 보는 바와 같이, 종래의 경사판(60)에서는 처리수의 흐름이 한쪽 방향으로 치우쳐 흐르게 됨으로써 경사판의 상부에서 편류가 발생하는 문제가 있었으나, 도 5a에서 보는 바와 같이, 본 발명의 튜브형 경사판(160)은 처리수의 흐름이 양쪽으로 균등하게 발생하여 분배되므로 처리수의 상승속도 분포가 균일하게 되고, 경사판의 상부에서 편류가 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명에 따른 튜브형 경사판(160)은, 도 6에서 보는 바와 같이, 다수 개의 튜브형 경사판 모듈(160a)을 상하로 적층 할 때, 상하로 이웃하는 튜브수로(161)의 경사방향이 서로 반대가 되도록 적층함으로써, 하나의 튜브수로(161)가 지그재그식으로 경사방향이 바뀌게 함으로써 침전면적을 최대화할 수 있다.

즉, 침전지에서 제거율을 고려한 경우 가장 기초가 되는 지표가 표면부하율인데, 표면부하율이란 침전지에 유입되는 유량을 침전지의 표면적(또는 침전지의 바닥면적)으로 나눈 값으로, 침전지에서 현탁물을 모두 침전시켜 제거할 수 있는 가장 작은 입자의 침강 속도를 의미한다. 따라서 표면부하율보다 큰 침강속도를 가진 입자는 침전되고 그것보다 작은 침강속도를 갖진 입자는 거슬러서 흐른다. 따라서 표면부하율을 낮추기 위한 다양한 방안이 제시되고 있으며, 경사판도 침전지의 표면부하율을 낮추기 위한 하나의 방안으로 제시된 것으로, 다수 개의 튜브수로(161)가 형성된 경사판 침전지(161)는 침전지를 다층으로 구획하고 튜브수로(161)를 지그재그식으로 함으로써 비표면적을 최대화하여 표면부하율을 작게 할 뿐만 아니라 수로의 크기를 작게 하여 정류를 형성함으로써 침강효율을 향상시킨다.

한편, 본 발명에 따른 튜브형 경사판(160)은, 도 7에서 보는 바와 같이, 제1 수직판(163a), 제2 수직판(163b), 제3 수직판(163c)을 상하 또는 좌우로 적층하여 이루어지되, 제1 수직판(163a)의 상면에 다수 개의 제1 경사판(165a)을 일정 간격으로 떨어져 경사지게 설치한다.

이때, 제1 경사판(165a)은 일정한 폭을 갖는 길쭉한 판으로, 양단에는 길이방향으로 접착부(166)가 제1 경사판(165a)에 직각으로 형성된다. 그리고 상기 접착부(166)의 외측 면에는 소정의 접착제가 도포 된다.

따라서 제1 수직판(163a)의 상면에 접착제 도포된 다수 개의 제1 경사판(165a)을 일정한 각도로 경사지게 일정 간격으로 평행하게 설치하고, 그 위에 제2 수직판(163b)을 설치하여, 제1 수직판(163a)과 제2 수직판(163b) 사이에 다수 개의 제1 튜브(161a)가 형성되도록 한다.

이어, 제2 수직판(163b)의 상면에 도포된 다수 개의 제2 경사판(165b)을 일정한 각도로 경사지게 일정 간격으로 평행하게 설치한다. 상기 제2 경사판(165b)은 제1 경사판(165a)과 동일한 것으로 그 설치방향만 다르다. 이어, 상기 일정 간격으로 설치된 제2 경사판(165b) 위에 제3 수직판(163c)을 설치하여, 제2 수직판(163b)과 제3 수직판(163c) 사이에 다수 개의 제2 튜브(161b)가 형성되도록 한다.

이와 같이, 제1 수직판(163a), 제2 수직판(163b) 및 제3 수직판(163c) 사이에 제1 및 제2 경사판(165a 및 165b)을 일정간격으로 경사지게 설치하되, 제1 경사판(165a)과 제2 경사판(165b)의 경사방향이 반대가 되도록 배치하면, 좌우방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 동일한 방향으로 경사지고, 전후방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 반대 방향으로 경사지게 된다. 그리고 이와 같은 방법을 반복하여 일정한 폭을 갖도록 하면, 본 발명에 따른 튜브형 경사판(160)이 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 튜브형 경사판(160)은, 도 8에서 보는 바와 같이, 경사판(165a,165b) 및 결합홈(167a,167b)이 형성된 제1 수직판(163a), 제2 수직판(163b) 및 제3 수직판(163c)을 상하 또는 좌우로 적층하여 이루어질 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 제1 수직판(163a)의 상면에는 다수 개의 제1 결합홈(167a)이 일정한 간격으로 형성되어 있다. 그리고 상기 제2 수직판(163b)의 저면에는 그 단면이 상기 제1 결합홈(167a)에 삽입되는 다수 개의 제1 경사판(165a)이 일정한 간격으로 형성되어 있다. 또한, 제2 수직판(163b)의 상면에는 다수 개의 제2 결합홈(167b)이 일정한 간격으로 형성되어 있다. 이때, 상기 제2 결합홈(167b)은 제1 결합홈(167a)과 반대방향으로 경사지게 설치된다.
그리고 상기 제3 수직판(163c)의 저면에는 상기 제2 결합홈(167b)에 그 단면이 삽입되는 다수 개의 제2 경사판(165b)이 일체로 형성되어 있다. 이때, 상기 제2 경사판(165b)과 제2 결합홈(167b)은 서로 결합할 수 있도록 동일한 간격 및 경사방향으로 이루어져 있고, 상기 제2 경사판(165b)의 선단은 상기 제2 결합홈(167b) 삽입될 수 있는 두께를 갖는다.

따라서 제1 수직판(163a) 위에 제2 수직판(163b)을 적층하여, 제2 수직판(163b)의 제1 경사판(165a)이 제1 결합홈(167a)에 삽입되도록 한다. 이때 상기 제1 결합홈(167a)에는 소정의 접착제를 도포하여 제1 경사판(165a)의 선단이 제1 결합홈(167b)에 접착되도록 한다. 그러면 제1 수직판(163a)과 제2 수직판(163b) 사이에 다수 개의 제1 튜브수로(161a)가 형성된다.

이어 제2 수직판(163b) 위에 제3 수직판(163c)을 적층하여, 제3 수직판(163c)의 저면에 형성된 제2 경사판(165b)이 제2 결합홈(167b)에 삽입되도록 한다. 이때 상기 제2 결합홈(167b)에 접착제를 도포하여 제2 경사판(165b)의 선단이 제2 결합홈(167b)에 접착되도록 한다. 그러면 제2 수직판(163b)과 제3 수직판(163c) 사이에 다수 개의 제2 튜브수로(161b)가 형성되게 된다.

또한, 제1 수직판(163a)과 제3 수직판(163c) 사이에 다수 개의 제2 수직판(163b)을 설치하되 제2 수직판(163b)의 방향을 교대로 바꾸어서 설치하면, 좌우방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 동일한 방향으로 경사지고, 전후방향으로 이웃하는 튜브수로(161)들은 반대 방향으로 경사지는 튜브형 경사판(160)을 손쉽게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 튜브형 경사판(160)는 도 6에서 보는 바와 같이, 상하로 적층되는 다수 개의 경사판 모듈(160a)을 고정하기 위한 사각 형상의 하우징(170)을 더 포함한다. 상기 하우징(170)은 상향류의 흐름이 형성되도록 상?하부가 개방된다.

따라서 하나의 하우징(170)에 일정한 높이를 갖는 다수 개의 튜브형 경사판 모듈(160a)을 설치하되, 상하로 이웃하는 튜브수로(161)의 경사방향이 서로 반대가 되도록 적층하면, 튜브수로(161)가 지그재그식으로 형성되어 수로의 길이가 길어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 튜브형 경사판(160)은 적어도 세 개의 수직판(163)을 결합하여 다수 개의 사각 단면 형상의 튜브수로(161)를 형성하되, 세 개의 수직판(163)과 수직판 사이에 설치되는 경사판(165)은 PVC재질로 이루어져 폐수 및 약품에 대해 매우 안정적이며, 하중이 가벼워 설치 및 유지관리가 용이하다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 튜브형 경사판(160)은 침전조 내부에 설치되어 원수로부터 미세 플럭을 제거하도록 한다. 이때, 튜브형 경사판(160)의 튜브수로(161)는 침전조의 바닥 또는 지면과 일정각도 경사지게 배치되게 되며, 바람직하게는 지면과 60 내지 70°의 각을 이루도록 한다.

따라서 튜브형 경사판(160)은 하부로부터 원수가 유입되면, 원수 및 고형분의 유동은 침전조의 하부로부터 튜브형 경사판(160) 내측으로 경사지게 상향 진입하여 유동하다가 고형분은 중력에 의해 하향하여 바닥을 향해 침강하고, 고형분리된 원수는 튜브형 경사판을 따라 계속 상향하여 침전조의 상단으로 유출된다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 침전장치(100)의 작용에 대해서 간략하게 설명을 하기로 한다.

도시된 바와 같이, 급속반응조(10)로 유입된 원수는 알루미늄염(Alum), 철염 등의 응집제 및 경사판침전조(50)에서 순환되는 슬러지와 혼합되어 일정시간 체류하는 사이에 응집반응이 진행된다. 그리고 급속반응조(10)에서 형성된 미세플럭은 완속반응조(30)로 유입된 후 고분자응집제와 혼합되어 더욱 큰 직경의 플럭을 형성한다. 이때, 슬러지 순환장치(90)는 부패하지 않은 신선한 슬러지를 급속반응조(10)로 반송하여 반응조 내의 고형물 농도를 높여서 입자 간의 충돌 횟수를 높여주므로 플럭 형성조건을 향상시킨다.

이어 상기 반응조에서 형성된 플럭은 경사판침전조(50)로 이송되고, 경사판침전조(50)로 이동한 플럭은 그 비중의 차에 의해서 슬러지와 처리수로 분리된다. 이때, 침강속도가 표면부하율보다 큰 플럭은 중력에 의해서 경사판침전조(50)에서 침강하고, 입경이 작아 침강속도가 표면부하율보다 작은 미세 플럭은 튜브형 경사판(160)의 튜브수로(161)를 따라 상승하는 과정에서 슬러지와 처리수로 분리되어, 슬러지는 슬러지 수집장치(14)를 통해서 호퍼(80)에 수집되고, 처리수는 웨어(70)를 통해 외부로 배출된다.

그리고 호퍼(80)에 모인 슬러지의 일부는, 슬러지 반송구(130a)를 통해서 체류시간이 짧고 신선한 슬러지는 급속반응조(10)로 반송되고, 체류시간이 많고 압밀된 슬러지는 슬러지 배출구(120a)를 통해 슬러지 저류조로 배출된다.

이어, 급속반응조(10)로 순환된 슬러지는 응결핵으로 사용되고, 상기 슬러지 저류조로 배출된 슬러지는 슬러지 처리과정을 거쳐서 폐기처분된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10: 급속반응조 30: 완속응집조
50: 경사판침전조 80: 호퍼
90: 슬러지 순환장치 100: 침전장치
120: 슬러지 배출관 120a: 슬러지 배출구
125: 슬러지 배출펌프 130: 슬러지 반송관
130a: 슬러지 반송구 131: 반송용 호퍼
135: 슬러지 반송펌프 136: 관통홀
160: 튜브형 경사판 161: 튜브수로
163: 수직판 165: 경사판
167: 결합홈 170: 하우징

Claims (5)

1. 급속반응조, 완속응집조 및 경사판침전조가 차례로 설치되고, 상기 경사판침전조의 내부에는 튜브형 경사판이 설치되며, 상기 경사판침전조의 호퍼에는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출장치가 구비되고, 상기 경사판침전조와 급속반응조 사이에는 슬러지를 순환시키기 위한 슬러지 순환장치가 설치된 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치에 있어서,
   상기 슬러지 순환장치는, 상기 경사판침전조와 급속반응조 사이에 설치된 슬러지 반송관과 인출된 슬러지를 이송하기 위한 슬러지 반송펌프로 이루어지되, 상기 슬러지 반송관의 선단에 형성된 슬러지 반송구는, 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구로부터 일정거리 떨어진 상부에 형성되고, 상부로 갈수록 넓어지는 형태로 이루어지며 그 상단은 침강된 슬러지가 자유롭게 유입될 수 있도록 전부 개방되고 하단에는 유입된 슬러지 중 상기 슬러지 반송관으로 인출되지 못한 슬러지를 하부로 배출하기 위한 다수 개의 관통홀이 형성된 반송용 호퍼를 포함하여 이루어지며;
   상기 튜브형 경사판은, 일면에 다수 개의 제1 결합홈이 일정 간격으로 떨어져 경사지게 형성된 제1 수직판과, 상기 제1 수직판의 제1 결합홈에 삽입되도록 일정 간격으로 떨어져 경사지게 형성되고 수로를 형성하도록 일정한 폭을 갖는 다수 개의 제1 경사판이 일체로 형성되고 상기 제1 경사판이 설치된 면의 타 측면에는 상기 제1 결합홈과 반대방향으로 경사지게 다수 개의 제2 결합홈이 일정 간격으로 떨어져 경사지게 형성된 제2 수직판과, 상기 제2 수직판의 제2 결합홈에 삽입되도록 일정 간격으로 떨어져 경사지게 형성된 다수 개의 제2 경사판이 일체로 형성된 제3 수직판을 차례로 적층하여 이루어져 다수 개의 사각 단면 형상의 튜브수로가 전후좌우로 배열되어 일정한 크기로 이루어지되, 좌우방향으로 이웃하는 튜브수로는 동일한 방향으로 경사지게 설치되고, 전후방향으로 이웃하는 튜브수로는 서로 다른 방향으로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 튜브형 경사판을 세 개 이상 적층하되 상하로 적층된 튜브형 경사판의 튜브수로의 경사방향이 반대방향을 향하도록 하여 튜브수로를 지그재그식으로 배열하는 것을 특징으로 하는 슬러지 순환식 튜브형 경사판 침전장치.

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