KR101166327B1 - 폐수처리용 다열주입식 가압부상조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수처리용 다열주입식 가압부상조에 관한 것으로서; 폐수가 집수되는 가압부상조의 일측에는 원폐수유입구 및 순환용폐수유입구가 형성되고, 타측에는 순환용폐수를 배출하는 순환용폐수배출구가 형성되고, 상기 순환용폐수배출구를 통해 배출되는 순환용폐수는 이젝터를 이용하여 용존공기를 주입하여 순환용폐수유입구에 재투입하는 폐수순환수단이 구비되는 가압부상조에 있어서, 상기 가압부상조의 일측에는 상기 순환용폐수유입구를 통해 유입되는 순환용폐수가 가압부상조의 상측으로 분산 안내하도록 안내격벽에 의해 구획되는 안내공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 가압부상조의 일측에 순환용폐수유입구를 통해 유입되는 순환용폐수가 가압부상조의 상측으로 분산 안내하도록 안내격벽을 구비하여 폐수를 상승시켜 폐수에 존재하는 슬러지의 부상력을 높여주어 폐수의 상측으로 부유되는 슬러지 등의 부유이물질의 처리 효율을 높이는 장점이 있다.

Description

폐수처리용 다열주입식 가압부상조{ Multi-Injection Dissolved Air Floatator for Waste Water Treatment }

본 발명은 폐수처리용 다열주입식 가압부상조에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명하면, 가압부상조 내 폐수에 존재하는 부유물질 등의 부상력을 인위적으로 높여주어 부유물질의 부상처리효율을 높이고 가압부상조 바닥에 입자성물질 등이 침적되는 현상을 최소화하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조에 관한 것이다.

일반적으로 폐수는 인간 활동과 각종 산업 활동에 의해 끊임없이 생성되는 것으로, 이러한 폐수가 처리되지 않고 오염물질을 함유한 채로 자연생태계에 유입되면 각종 질병을 유발하는 등 인간생활에 많은 악영향을 미치므로 이의 처리를 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.

이때, 폐수처리란 물속에 용존 및 미립자상태로 존재하는 이물질을 제거하는 것을 말하며, 이물질을 화학약품 및 미생물 등 여러 가지 방법으로 고형화시키고 물리적 방법을 이용하여 고형화된 이물질을 분리함으로써, 상등수와 슬러지로 분리해 내는 과정을 말한다.

이러한 폐수처리 과정 중에 고형화된 이물질을 제거하는 방법에는 침전방법이 가장 일반적인 방법이지만 이 침전방법은 해당 시설의 설치를 위한 부지면적을 많이 차지하고, 침전된 퇴적물이 부패하여 다시 폐수가 되는 단점이 있어 이를 감안하여 가압부상법이 개발되었다.

상기 가압부상법의 원리는 대기압 상태에서 물속에 공기가 녹아 용존산소로 존재하고 있는바, 물을 용기에 넣어 압력을 올린 상태에서 공기를 주입하게 되면 공기가 대기압 상태보다 많이 녹아 들어가게 되어 용존 되지 않고 분자상태로 물속에 존재하게 된다.

이러한 상태에서 압력을 대기압상태로 내리게 되면, 물속에 분자상태로 존재하던 공기가 다시 대기로 방출된다.

예를 들어, 가압수로서 수도꼭지를 틀면 하얀색의 우윳빛 수돗물이 나오는 경우가 있는데, 이는 물속에 공기가 분자상태로 존재하고 있기 때문이다.

이때, 가압수의 미세한 공기와 응집된 슬러지가 엉겨 붙어 슬러지는 부력을 가지게 되어, 물 위로 부상을 하게 되고, 부상된 슬러지를 기계적으로 제거하게 된다. 즉, 가압부상조의 원리는 압력을 가한 상태로 처리할 배수에 공기를 용해시키고, 이를 대기 중에 개방하면 배수 중에 용해되어 있는 공기는 급격히 낮아지는 압력차에 의해 다수의 미세한 기포가 되어 상승하게 되고, 이때 기포가 물속의 부유물질 주위에 부착되어 결국 부유물은 물위로 떠오르게 되어 제거하는 방법이다.

종래 일반적인 가압부상조의 종류를 살펴보면, 용존공기부상법(DAF), 유도공기부상법(CAF), 공기부상법(Air Flotation), 진공부상법(Vaccum Flotation) 등이 있다.

상기 용존공기 부상법은 전가압방식과 부분가압방식으로 나뉘는데, 전가압방식은 폐수 전체를 가압하여 부상시키는 방법이고, 부분가압방식은 처리수의 일부분만 순환시켜 부유물질를 부상시키는 방식으로서, 양자 모두 처리원리는 공기압축기나 이젝터를 이용하여 외부공기를 주입하는 동시에 가압수를 만들어 부유물질을 부상시키는 원리를 갖는다.

상기 유도공기부상법은 가압수로 원폐수의 처리수를 이용하며, 순환가압형식을 변형시켜 기포발생을 높여주기 위하여 음이온 세제를 투입하여 처리하는 방법이다.

상기 공기부상법은 송풍기와 산기관을 이용하는 방법으로서, 폐수 중에 공기를 강제 주입하여 미세공기와 입자상 물질을 동시에 부상시킬 수 있는 방법이다.

상기 진공부상법은 폐수를 진공상태인 공간에 주입시키면 과포화된 공기방울이 용출되면서 입자상 물질에 부착되어 입자상물질을 부상시키는 방법이다.

그런데 기존의 가압부상조들은 가압부상조의 내부 유입부에서부터 부유물질 등이 전체적으로 고르게 부상(浮上)되지 못해 부상 슬러지(스컴)의 처리 효율이 낮다.

아울러, 가압부상조의 내부 바닥에는 일정시간 경과 후에 슬러지 등의 침전물이 쌓이게 되는데 이는 가압부상조의 하부용적을 차지하여 시간의 경과에 따른 처리효과의 저해요소로 작용하므로 이의 처리를 위해 별도로 일정 시간 경과 후에 가압부상조 내부를 별도로 청소해 주어야 하는 번거로움이 존재했다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가압부상조 내 폐수에 존재하는 부유물질의 부상력을 높여주어 폐수의 상측으로 부유되는 슬러지(스컴)의 처리 효율을 높여줄 수 있는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 가압부상조의 내부 바닥면에 침전 슬러지 등의 침전물이 쌓이는 것을 최소화하여 가압부상조의 관리면에 있어서도 유리한 폐수처리용 다열주입식 가압부상조를 제공함에도 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은;

폐수가 집수되는 가압부상조 일측에는 원폐수유입구 및 순환용폐수유입구가 형성되고, 타측에는 순환용폐수를 배출하는 순환용폐수배출구가 형성되고, 상기 순환용폐수배출구를 통해 배출되는 순환용폐수는 이젝터를 이용하여 용존공기를 주입하여 순환용폐수유입구에 재투입하는 폐수순환수단이 구비되는 가압부상조에 있어서, 상기 가압부상조의 일측에는 상기 순환용폐수유입구를 통해 유입되는 순환용폐수가 가압부상조유입부 측의 전면적을 통하여 사영역이 없이 유입되도록 하고 상측으로 분산 안내하도록 안내격벽에 의해 구획되는 안내공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조를 제공한다.

이때, 상기 안내공간은 상단에 다수의 배출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 폐수순환수단은 순환용폐수배출구를 통해 배출되는 순환용폐수를 순환용폐수유입구로 안내하는 순환이송관과, 상기 순환이송관의 일측에 구비되어 순환용폐수를 강제 순환시키는 펌프와, 상기 펌프의 출력단에서 배출되는 순환용폐수를 일부 회수하여 용존산소를 주입하여 상기 펌프의 입력단으로 재투입하는 이젝터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 순환용폐수유입구는 가압부상조의 측면에 수평 및 경사방향으로 다수가 형성되어 다수의 분기관이 연결되고, 상기 분기관은 헤더와 연결되어 순환이송관으로부터 순환용폐수가 유입되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 순환용폐수배출구의 일측에는 구획판이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압부상조의 내측에는 주공간과 구획되며 부상된 슬러지가 배출되는 부유물배출구와 연통되는 부유물배출공간을 형성하는 경계벽이 구비되고, 그 경계벽의 상단에는 주공간의 부유 슬러지를 안내하기 위한 안내경사부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 가압부상조의 주공간 상측에는 부유 슬러지를 스크레이핑하여 상기 안내경사부 방향으로 걷어내는 스크레이프수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 가압부상조의 바닥면에는 침전 슬러지 등의 침전물이 침적되는 침전물배출부가 형성되고, 그 침전물배출부를 향해 완경사면과 급경사면이 형성되며, 상기 완경사면의 하부에는 상기 폐수순환수단을 통해 이송되는 순환용폐수를 투입하는 다수의 순환용폐수 투입관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 가압부상조의 일측의 순환용폐수유입구를 통해 유입되는 순환용폐수가 가압부상조의 상측으로 분산 안내하도록 안내격벽을 구비하여 폐수를 상승시켜 폐수에 존재하는 부유눌질의 부상력을 높여주어 폐수의 상측으로 부상되는 슬러지(스컴) 등의 부유이물질의 처리 효율을 높이는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 가압부상조의 바닥면에 침전물배출부를 향해 완경사면과 급경사면을 형성하고 완경사면에는 순환용폐수를 투입하여 부유물질을 부상시킴으로서 슬러지의 부상(浮上) 효율을 증대시킴은 물론, 바닥에 침전 슬러지 등의 침전물이 침적(沈積)되는 것을 최소화하여 가압부상조의 관리비용도 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐수처리용 다열주입식 가압부상조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐수처리용 다열주입식 가압부상조의 폐수유입수단을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 폐수처리용 다열주입식 가압부상조를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명에 따른 폐수처리용 다열주입식 가압부상조(100)는 폐수의 상측으로 부상하는 슬러지나 부유 이물질 등(일명, 스컴(scum)이라 한다.)을 효과적으로 제거하기 위한 것으로, 폐수가 집수되는 가압부상조(100)의 일측에는 원폐수유입구(102) 및 순환용폐수유입구(104)가 형성되어 상기 원폐수유입구(102)에는 폐수공급관(미도시됨)이 연결되어 원폐수가 공급되고, 가압부상조(100)의 타측에는 순환용폐수를 배출하는 순환용폐수배출구(106)가 형성되고, 상기 순환용폐수배출구(106)를 통해 배출되는 순환용폐수는 이젝터(112)를 이용하여 용존공기를 주입하여 순환용폐수유입구(104)에 재투입하는 폐수순환수단(110)을 거치면서 가압부상조(100)로 재투입하게 된다.

이때, 상기 순환용폐수유입구(104)를 통해 유입되는 순환용폐수가 가압부상조(100)의 상측으로 고르게 분산되며 안내될 수 있도록 상기 가압부상조(100)의 일측에는 안내격벽(120)에 의해 구획되는 안내공간(122)이 형성된다.

상기 안내공간(122)은 상단에 규칙적인 간격으로 다수의 배출공(122a)이 형성되어 순환용폐수유입구(104)를 통해 유입되는 순환용폐수가 원폐수유입구(102)를 통하여 유입되는 원폐수와 고르게 혼합된 상태로 가압부상조(100) 일측의 전체 면적으로 통하여 균등하게 분산되어 상승할 수 있도록 한다.

한편, 상기 폐수순환수단(110)은 순환용폐수배출구(106)를 통해 배출되는 순환용폐수를 순환용폐수유입구(104)로 안내하는 순환이송관(114)과, 상기 순환이송관(114)의 일측에 구비되어 순환용폐수를 강제순환시키는 펌프(116)와, 상기 펌프(116)의 출력단에서 배출되는 순환용폐수를 일부회수하여 용존산소를 주입하여 상기 펌프(116)의 입력단으로 재투입하는 이젝터(112)로 구성된다.

그리고 상기 펌프(116)의 출력단에는 용존산소가 주입된 순환용폐수가 일시 머무는 완충용기(118)를 거쳐 일정한 압력으로 헤더(119)에서 분산하여 다수의 순환용폐수유입구(104)로 유입된다.

이때, 상기 순환용폐수배출구(106)의 일측에는 구획판(130)이 구비되어 처리수가 가압부상조(100)의 하측에서 월류되어 유출되도록 하고 유출수 중에 포함되어 처리수측으로 배출되는 슬러지의 침전구역을 형성하여 침전된 슬러지가 순환용폐수유입구(106)를 통하여 용존공기를 포함한 상태로 다시 가압부상조(100) 유입측의 순황용폐수유입구(104)를 통하여 재처리되도록 유도함으로서 처리수중에 포함되어 배출되는 슬러지량을 최소화하여 처리효율을 극대화하게 된다.

한편, 상기 순환용폐수유입구(104)는 가압부상조(100)의 측면에 수평 및 경사방향으로 다수가 형성되어 헤더(119)로부터 분기되는 다수의 분기관(140)이 연결되어 순환용폐수가 고르게 분산되어 안내공간(122)으로 유입되어 가압부상조(100)의 상측으로 안내된다. 이때, 상기 각각의 분기관(140)에는 개폐를 조절을 위한 다수의 제1밸브(142)가 구비되어 순환용폐수의 유입량을 조절할 수 있다.

즉, 상기 순환용폐수유입구(104)는 가압부상조(100)의 측면에 수평 및 경사방향으로 다수가 형성되어 다수의 분기관(140)이 연결되고, 상기 분기관(140)은 헤더(119)와 연결되어 순환이송관(114)으로부터 순환용폐수가 유입된다.

또한, 상기 가압부상조(100)의 일측에는 부유 슬러지 등이 배출되는 부유물배출구(150)가 형성되는데, 이 경우 가압부상조(100)에서 처리중인 폐수의 배출을 최소화하기 위해 상기 가압부상조(100)의 내측에는 주공간(101)과 구획되는 부유물배출공간(152)을 형성하는 경계벽(154)이 구비되고, 그 경계벽(154)의 상단에는 주공간(101)의 부유 슬러지를 안내하기 위한 안내경사부(155)가 형성된다.

즉, 상기 가압부상조(100)의 내측에는 주공간(101)과 구획되며 부유 슬러지가 배출되는 부유물배출구(150)와 연통되는 부유물배출공간(152)을 형성하는 경계벽(154)이 구비되고, 그 경계벽(154)의 상단에 안내경사부(155)가 형성된다.

따라서 가압부상조(100)의 주공간(101)에서 처리되는 폐수의 상측에 형성되는 부유 슬러지 등이 안내경사부(155)를 따라 부유물배출공간(152)으로 안내될 수 있다.

이 경우 상기 가압부상조(100)의 주공간(101) 상측에는 부유 슬러지를 스크레이핑하여 제거하는 스크레이프수단(160)이 구비된다.

상기 스크레이프수단(160)은 모터(162)와, 상기 모터(162)의 구동에 의해 회전하는 구동스프로킷(164) 및 일정거리 이격된 종동스프로킷(165)과, 상기 구동스프로킷(164)과 종동스프로킷(165) 사이에 무한궤도 방식으로 연결된 체인(166)과, 상기 체인(166)상에 일정 등간격으로 설치되어 체인(166)의 이동에 의해 연동하여 폐수의 수면으로 부상한 슬러지 등의 부유 이물질을 상기 안내경사부(155) 방향으로 걷어내는 스크레이퍼(167)로 구성된다.

즉, 스크레이프수단(160)의 모터(162)가 구동되면 구동스프로킷(164)이 회전하면서 체인(166)에 설치되는 스크레이퍼(167)가 이동하면서 부유 슬러지를 일방향으로 이송시키게 되는데, 경계벽(154) 상단에 형성된 안내경사부(155)를 따라 경계벽(154)을 타고 넘어 부유물배출공간(152)으로 안내된다.

이와 같은 부유 슬러지의 제거 처리가 이루어지는 과정에서 폐수가 연속적으로 유입됨에 따라 일정수위를 넘는 경우 처리된 폐수는 처리수배출구(170)를 통해 배출된다.

한편, 상기 가압부상조(100)의 바닥면에는 침전 슬러지 등의 침전물이 침적되는 침전물배출부(180)가 형성되고, 그 침전물배출부(180)를 향해 경사가 5~20°로 완만한 완경사면(190)과 경사가 30 ~ 60°로 급한 급경사면(192)이 형성된다.

이때, 상기 완경사면(190)은 급경사면(192)에 비해 상대적으로 그 면적이 넓게 형성하고, 상기 완경사면(190)은 순환용폐수배출구(106) 쪽으로 형성되고, 상기 급경사면(192)은 순환용폐수유입구(104) 쪽으로 형성된다.

그런데, 이와 같은 구성에 의하면 폐수의 슬러지 처리 과정에서 침전되는 슬러지는 급경사면(192)을 타고 중력에 의해 자연스럽게 침전물배출부(180) 방향으로 안내되지만, 상대적으로 대(大)면적인 완경사면(190)에서는 침전되는 슬러지가 침전물배출부(180)로 자연스럽게 안내되지 못하여 완경사면(190) 표면에 침적될 수 있다.

따라서 상기 완경사면(190)의 하부에는 순환용폐수를 투입하는 다수의 순환용폐수 투입관(193)이 연결되어 용존공기를 주입하여 슬러지 등에 기포를 접촉함으로서 바닥에 슬러지 등이 침적(沈積)되는 것을 최소화한다. 이때, 상기 각각의 순환용폐수 투입관(193)에는 개폐 조절을 위한 다수의 제2밸브(194)가 구비되어 순환용폐수의 유입량을 조절할 수 있다.

한편, 상기 침전물배출부(180)에는 드레인밸브(184)가 연결되어 타이머(182) 등의 제어에 의해 주기적으로 개방하여 침전 슬러지 등을 배출 처리한다.

이와 같이 본 발명의 가압부상조(100)는 폐수의 상측으로 슬러지 등의 부상효율을 높여 폐수에 존재하는 부유 슬러지 등의 처리 효율을 높이고, 가압부상조(100)의 바닥에 침적되는 것을 최소화하는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

100: 가압부상조 102: 원폐수유입구
104: 순환용폐수유입구 106: 순환용폐수배출구
110: 폐수순환수단 112: 이젝터
114: 순환이송관 116: 펌프
119: 헤더 120: 안내격벽
122: 안내공간 130: 구획판
140: 분기관 150: 부유물배출구
154: 경계벽 155: 안내경사부
160: 스크레이프수단 180: 침전물배출부
182: 드레인밸브 190: 완경사면
192: 급경사면 193: 순환용폐수 투입관

Claims (9)

1. 폐수가 집수되는 가압부상조(100)의 일측에는 원폐수유입구(102) 및 순환용폐수유입구(104)가 형성되고, 타측에는 순환용폐수를 배출하는 순환용폐수배출구(106)가 형성되고, 상기 순환용폐수배출구(106)를 통해 배출되는 순환용폐수는 이젝터(112)를 이용하여 용존공기를 주입하여 순환용폐수유입구(104)에 재투입하는 폐수순환수단(110)이 구비되는 가압부상조(100)에 있어서,
   상기 가압부상조(100)의 일측에는 상기 순환용폐수유입구(104)를 통해 유입되는 순환용폐수가 가압부상조(100)의 상측으로 분산 안내하도록 안내격벽(120)에 의해 구획되는 안내공간(122)이 형성되며;
   상기 순환용폐수유입구(104)는 가압부상조(100)의 측면에 수평 및 경사방향으로 다수가 형성되어 다수의 분기관(140)이 연결되고, 상기 분기관(140)은 헤더(119)와 연결되어 순환이송관(114)으로부터 순환용폐수가 유입되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 안내공간(122)은 상단에 다수의 배출공(122a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 폐수순환수단(110)은 순환용폐수배출구(106)를 통해 배출되는 순환용폐수를 순환용폐수유입구(104)로 안내하는 순환이송관(114)과, 상기 순환이송관(114)의 일측에 구비되어 순환용폐수를 강제순환시키는 펌프(116)와, 상기 펌프(116)의 출력단에서 배출되는 순환용폐수를 일부 회수하여 용존산소를 주입하여 상기 펌프(116)의 입력단으로 재투입하는 이젝터(112)로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 순환용폐수배출구(106)의 일측에는 구획판(130)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 가압부상조(100)의 내측에는 주공간(101)과 구획되며 부유 슬러지가 배출되는 부유물배출구(150)와 연통되는 부유물배출공간(152)을 형성하는 경계벽(154)이 구비되고, 그 경계벽(154)의 상단에는 주공간(101)의 부유 슬러지를 안내하기 위한 안내경사부(155)가 형성되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 가압부상조(100)의 주공간(101) 상측에는 부유 슬러지를 스크레이핑하여 상기 안내경사부(155) 방향으로 걷어내는 스크레이프수단(160)이 구비되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 가압부상조(100)의 바닥면에는 침전 슬러지 등의 침전물이 침적되는 침전물배출부(180)가 형성되고, 그 침전물배출부(180)를 향해 완경사면(190)과 급경사면(192)이 형성되며,
   상기 완경사면(190)의 하부에는 상기 폐수순환수단(110)을 통해 이송되는 순환용폐수를 투입하는 다수의 순환용폐수 투입관(193)이 연결되는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 가압부상조(100)의 바닥면에는 침전 슬러지 등의 침전물이 침적되는 침전물배출부(180)에서 자동운전에 의해 드레인밸브(184)를 순간적으로 개방하여 침전된 슬러지를 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐수처리용 다열주입식 가압부상조.
   
9. 삭제

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