KR101176897B1 - Flocculation device - Google Patents
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Abstract
장치의 소형화를 도모함과 동시에 자성 마이크로플럭 및 자성플럭을 양호하게 생성할 수 있는 응집장치를 제공한다.
본 발명의 응집장치(14)는 급속 교반조(14A), 감속실(14C) 및 완속 교반조(14B)가 동일한 케이싱(40)에 조립되어 일체구조의 장치로서 구성되어 있다. 감속실(14C)은 급속 교반조(14A)로부터 유출한 속도가 빠른 원수를 감속하기 위해서 2개의 봇둑(42, 44)에 의해 미로상(迷路狀)으로 형성되어 있다. 또한 응집장치(14)의 급속 교반조(14A), 감속실(14C), 완속 교반조(14B)는 공기가 빠져 원수가 만수 상태로 되어 있다. 그에 따라 이 오탁수 정화시스템(10)을 배(船)에 탑재하여 물결에 의해 배(船)에 요동이 생겨도 응집장치(14)의 각 조(14A, 14C, 14B)에서 원수는 물결치는 것은 없고, 급속 교반조(14A)로부터 감속실(14C)을 통해 완속 교반조(14B)로 원활하게 유동한다.
응집장치, 교반조, 자성 플럭(floc), 오탁물질, 자성분(磁性粉).
The present invention provides an agglomeration apparatus capable of miniaturizing the apparatus and at the same time producing magnetic microflocs and magnetic flocs well.
In the flocculation apparatus 14 of the present invention, the rapid stirring vessel 14A, the deceleration chamber 14C, and the slow stirring vessel 14B are assembled in the same casing 40, and are configured as an integrated structure device. The deceleration chamber 14C is formed in a labyrinth by two bots 42 and 44 in order to reduce the speed of the raw water flowing out from the rapid stirring tank 14A. In addition, the rapid stirring tank 14A, the deceleration chamber 14C, and the slow stirring tank 14B of the flocculating apparatus 14 have air leaked out, and the raw water is in full water. As a result, even if the wastewater purification system 10 is mounted on the vessel and the fluctuations occur in the vessel due to the wave, the raw water is not waved in the tanks 14A, 14C, and 14B of the flocculator 14. It flows smoothly from the rapid stirring vessel 14A to the slow stirring vessel 14B via 14C of reduction chambers.
Flocculation device, stirring vessel, magnetic floc, soiling material, magnetic component.
Description
본 발명은 응집장치에 관한 것으로서, 급속 교반조에 의해 원수(原水;raw water)를 고속으로 교반한 후, 이 원수(原水;raw water)를 완속 교반조(緩速攪拌槽)에 의해 저속으로 교반함으로써 원수(原水;raw water) 중에 자성 플럭(floc)을 생성시키는 응집장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flocculation device, wherein raw water is stirred at a high speed by a rapid stirring tank, and then the raw water is stirred at a low speed by a slow stirring tank. The present invention relates to an agglomeration apparatus for generating magnetic flocs in raw water.
하수나 공장배수 등의 원수(原水;raw water) 중에 존재하는 오탁물질(汚濁物質)을 제거하는 장치로서 종래로부터 응집장치 및 자기분리장치로 이루어진 오탁수 정화시스템이 알려져 있다. 응집장치는 원수(原水;raw water) 중에 응집제와 자성분(磁性粉)을 첨가하여 이것들을 교반함으로써 오탁물질(汚濁物質)을 자성을 띠는 자성플럭(磁性 floc)으로서 원수(原水;raw water) 중에 생성한다. 그리고 자기분리장치는 응집장치에서 생성된 자성플럭을 다수의 자석을 배설(配設)한 자기디스크에 흡착하여 분리 제거한다.BACKGROUND OF THE INVENTION As a device for removing contaminants present in raw water such as sewage and plant drainage, a contaminated water purification system consisting of a flocculating device and a magnetic separation device has been known. The flocculating device is a magnetic floc which magnetically contains a contaminant by adding a flocculant and a magnetic component in raw water and stirring them, and thus, raw water; ). In addition, the magnetic separation device absorbs and removes the magnetic flocs generated by the flocculation device by adsorbing the magnetic disk on which the plurality of magnets are disposed.
특허문헌 1에는 원수를 고속으로 교반하는 제 1교반조와 원수를 저속으로 교반하는 제 2교반조를 갖추어 이러한 교반조에 의해 원수 중에 자성플럭을 생성시키는 응집장치가 개시되어 있다.Patent Document 1 discloses an agglomeration apparatus including a first stirring tank for stirring raw water at high speed and a second stirring tank for stirring raw water at low speed, and generating a magnetic floc in the raw water by such stirring tank.
이 응집장치는 제 1교반조와 제 2교반조가 배관을 통해서 연결되어 있어 제 1교반조에 의해 원수를 급속 교반함으로써 수백 ㎛ 정도 크기의 자기 마이크로플럭을 생성하여 이 자기 마이크로플럭을 상기 배관을 통해서 제 2교반조에 원수와 함께 송수(送水) 한다. 그리고 제 2교반조에 의해 원수를 완속교반(緩速攪拌) 함으로써 상기 자기 마이크로플럭을 수 mm 정도 크기의 자기플럭으로 생성한다.In this coagulation apparatus, the first stirring tank and the second stirring tank are connected through a pipe, and the raw water is rapidly stirred by the first stirring bath to generate magnetic microflocs of several hundred micrometers in size. The water is fed to the stirring vessel together with the raw water. Then, the raw water is slowly stirred by the second stirring to produce the magnetic microflocs into magnetic flocks of several mm in size.
특허문헌 1 : 특허공개 2005-218887호 공보Patent Document 1: Patent Publication No. 2005-218887
그렇지만, 특허문헌 1의 응집장치는 제 1교반조와 제 2교반조가 배관을 통해서 별체(別體)로 구성된 장치이므로 장치 자체가 대형화한다고 하는 문제가 있었다.However, the flocculation device of Patent Document 1 has a problem that the device itself is enlarged because the first agitator and the second agitator are constituted by separate bodies through piping.
또한 특허문헌 1의 응집장치는 제 1교반조와 제 2교반조에 유입한 원수가 자유표면을 가지고 있으므로, 배(船)와 같은 요동을 하는 환경하에서는 이 자유표면이 요동함으로써 제 1교반조 내의 흐름 및 제2 교반조 내의 흐름(層流)에 영향을 미쳐 자성 마이크로플럭 및 자성플럭을 양호하게 생성할 수 없다고 하는 문제도 있었다.In addition, since the raw water flowing into the first and second stirring tanks has a free surface, the flocculating device of Patent Document 1 has a free surface, so that the free surface fluctuates in an environment such as a ship, which causes the flow in the first stirring bath and There was also a problem that the magnetic microflux and the magnetic flocs could not be produced satisfactorily by affecting the flow in the second stirring tank.
또한 특허문헌 1의 응집장치는 제 1교반조로부터의 고속 원수가 배관을 통해서 제 2교반조에 직접 유입하므로 제 2교반조 내의 원수에 난류가 생겨 생성된 자성플럭이 그 난류(亂流)에 의해 파괴될 우려의 문제도 있었다.In addition, in the flocculation apparatus of Patent Document 1, since the high speed raw water from the first stirring tank flows directly into the second stirring tank, the magnetic flux generated by turbulence in the raw water in the second stirring tank is generated by the turbulence. There was also a concern of destruction.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 장치의 소형화를 도모함과 동시에 자성 마이크로플럭 및 자성플럭을 양호하게 생성할 수 있는 응집장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the flocculation apparatus which can aim at miniaturization of a device, and can produce | generate a magnetic microflux and a magnetic floc well.
청구항 1에 기재한 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 자성분(磁性粉)과 응집제가 첨가된 원수를 제 1의 회전속도로 회전하는 교반 날개에 의해 급속 교반함으로써 원수 중에 자성 마이크로플럭을 생성시키는 급속 교반조와, 상기 급속 교반조로부터 유출된 원수를 소정의 유속으로 감속하는 동시에 여기서 고분자 응집제가 원수 중에 첨가되는 감속실과, 상기 감속실로부터 유출된 원수를 상기 제 1의 회전속도보다도 저속인 제 2의 회전속도로 회전하는 교반 날개에 의해 저속 교반함으로써 원수 중에 자성플럭을 생성시키는 완속 교반조를 갖춘 응집장치에 있어서, 상기 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조는 동일한 케이싱에 조립되어 일체화됨과 동시에 밀폐되어 상기 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조에서 원수가 만수 상태로 통과하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a rapid process of generating magnetic microflocs in raw water by rapidly stirring raw water containing a magnetic powder and a flocculant by a stirring blade rotating at a first rotational speed. The second step of slowing the raw water flowing out of the stirring tank, the raw water flowing out of the rapid stirring tank at a predetermined flow rate, wherein the polymer flocculant is added to the raw water, and the raw water flowing out of the speed reducing chamber is lower than the first rotational speed. In an agglomeration apparatus having a slow stirring tank which generates a magnetic floc in raw water by stirring at low speed by a stirring blade rotating at a rotational speed, the rapid stirring tank, the reduction chamber, and the slow stirring tank are assembled and integrated into the same casing and are sealed at the same time. It is characterized in that the raw water passes in full water in the rapid stirring tank, the deceleration chamber and the slow stirring tank. It shall be.
청구항 1에 기재한 발명에 의하면, 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조를 동일한 케이싱에 조립하여 일체화했기 때문에 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조를 밀폐 구조로 하여 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조에서 원수를 만수 상태로 통과시키므로 원수는 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조에서 기액계면(氣液界面; 자유표면)을 가지지 않는다. 그에 따라 배(船)와 같은 요동을 하는 환경하에 있어서도 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조에서 원수는 난류(亂流)로 되는 일 없이 원활하게 흐른다. 그에 따라 자성 마이크로플럭 및 자성플럭을 양호하게 생성할 수 있다.According to the invention described in claim 1, since the rapid stirring tank, the deceleration chamber, and the slow stirring tank are assembled and integrated in the same casing, the apparatus can be miniaturized. In addition, since the raw water is passed in full water in the rapid stirring tank, the slowing chamber, and the slow stirring tank with the sealed structure of the rapid stirring tank, the slowing chamber, and the slow stirring tank, Free surface). As a result, the raw water flows smoothly in the rapid agitation tank, the deceleration chamber, and the slow agitation tank without turbulence even in an environment such as a ship fluctuation. This makes it possible to produce magnetic microflocs and magnetic flocs well.
청구항 2에 기재한 발명은 청구항 1에 있어서, 상기 완속 교반조는 복수단이 연속한 다단 교반조이며, 각 교반조에는 교반 날개가 설치되고, 각 교반 날개의 회전 속도는 생성된 상기 자성플럭이 원수의 유속에 의해 파괴되지 않게 원수의 상류측으로부터 하류측으로 향하여 저속이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 2, the slow stirring tank is a multi-stage stirring tank in which a plurality of stages are continuous, and stirring blades are provided in each stirring tank, and the rotating speed of each stirring blade is that the generated magnetic flocs It is set so that it may become low speed from an upstream side of a raw water to a downstream side so that it may not be destroyed by a flow velocity.
청구항 2에 기재한 발명에 의하면, 완속 교반조의 각 교반조에 설치된 교반 날개의 회전 속도를 생성된 자성플럭이 원수의 유속에 의해 파괴되지 않게 원수의 상류측으로부터 하류측으로 향하여 저속이 되도록 설정하였다. 그에 따라 완속 교반조에서 자성플럭을 양호하게 생성할 수 있다.According to the invention described in claim 2, the rotation speed of the stirring blades provided in each stirring tank of the slow stirring tank was set so as to be low speed from the upstream side to the downstream side of the raw water so that the generated magnetic flocs were not destroyed by the flow rate of the raw water. As a result, the magnetic flocs can be satisfactorily produced in the slow stirring tank.
청구항 3에 기재한 발명은 청구항 2에 있어서, 상기 다단 교반조는 인접하는 조가 봇둑(堰)에 의해 나누어지는 동시에 상류측 조(槽)의 교반 날개의 주속(周 速)과 그 상류측 조(槽)로부터 하류측 조로 유출하는 원수의 속도가 동일해지도록 상류측 조와 하류측 조를 나누는 봇둑(堰)에 형성된 원수 유출용 개구부의 크기가 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 3, in the multi-stage stirring tank according to claim 2, the adjacent tanks are divided by the bot-bank and at the same time the peripheral speed of the stirring blades of the upstream tank and the upstream tank The size of the raw water outflow opening formed in the bot dam which divides an upstream tank and a downstream tank so that the speed | rate of the raw water which flows into into a downstream tank from () is set to be the same.
청구항 3에 기재한 발명에 의하면, 완속 교반조의 다단 교반조는 인접하는 조가 봇둑(堰)에 의해 나누어지는 동시에 상류측 조(槽)의 교반 날개의 주속(周 速)과 그 상류측 조(槽)로부터 하류측 조로 유출하는 원수의 속도가 동일해지도록 상류측 조와 하류측 조를 나누는 봇둑(堰)에 형성된 원수 유출용 개구부의 크기가 설정되어 있다. 그에 따라 완속 교반조에서 자성플럭을 양호하게 생성할 수 있다.According to the invention described in claim 3, in the multistage agitation tank of a slow agitation tank, the adjacent jaw is divided by a bot dam, and the circumferential speed of the stirring blades of an upstream jaw and its upstream jaw The size of the raw water outflow opening formed in the bot bank dividing an upstream tank and a downstream tank is set so that the speed | rate of the raw water which flows into a downstream tank from the same may be set. As a result, the magnetic flocs can be satisfactorily produced in the slow stirring tank.
급속 교반조는 밀폐식인 한편 원수를 만수로 되는 상태에서 사용해 자유표면을 가지지 않도록 에어 및 물기 제거관을 갖추는 것이 바람직하다. 자유표면을 가지면, 배(船)와 같은 요동을 하는 환경하에서는 이 자유표면이 요동하여 그것이 급속 교반조 내의 원수의 흐름에 영향을 미치기 때문이다. 이것에 대하여 본 발명과 같이 급속 교반조를 만수 밀폐상태로 사용하면, 요동환경하에 있어서도 급속 교반조 내의 원수의 흐름이 요동의 영향을 받지 않는다. 본 발명의 급속 교반조는 원수가 연속적으로 공급되는 연속 교반조이지만, 만수 밀폐상태에서 사용되기 때문에 내부 원수의 흐름은 펌프 유래(由來)의 압력구배(壓力句配), 급속 교반조 내부구조 및 내부의 교반장치에 의해 결정되어 그 흐름은 요동이나 기울기에 의존하지 않는다. 즉, 급속 교반조 혹은 교반기로에서 본 좌표계에서는 원수의 흐름이 변하지 않는다.It is preferable that the rapid stirring tank is airtight and is provided with air and water removal pipes so as not to have a free surface by using raw water in full water. This is because if the surface has a free surface, the free surface oscillates in an environment such as a ship, which affects the flow of raw water in the rapid stirring tank. On the other hand, when the rapid stirring tank is used in the full water sealed state as in the present invention, the flow of raw water in the rapid stirring tank is not affected by the shaking even in the swinging environment. Although the rapid stirring tank of the present invention is a continuous stirring tank in which raw water is continuously supplied, since the internal raw water flow is used in a closed state of full water, the pressure gradient derived from the pump, the internal structure of the rapid stirring tank, and the internal It is determined by the stirring device, and the flow does not depend on the shaking or tilting. That is, the flow of raw water does not change in the coordinate system seen from the rapid stirring tank or the stirrer.
또한 급속 교반조에 있어서는 급속 교반조의 교반기의 축에 대하여 급속 교반조의 평균 흐름의 방향이 평행하게 되도록 급속 교반조의 출입구의 법선 방향을 교반기의 축과 수직으로 배치한 구조로 하는 것이 바람직하다. 출입구의 법선 방향과 교반기의 축의 방향을 수직으로 배치함으로써 급속 교반조 내의 평균적인 흐름의 방향은 축류(軸流) 방향에 일치한다. 그에 따라 교반 날개의 회전에 따른 대형 회전형 순환에 의한 유로의 단락(短絡)이 생기기 어려워진다. 더하여 축주위 교반기의 회전에 따른 흐름이 생겨 수리학적 체류시간의 이상치에 가까운 실체류시간을 실현할 수 있다.Moreover, in a rapid stirring tank, it is preferable to set it as the structure which arranged the normal direction of the entrance and exit of a rapid stirring tank perpendicularly to the axis of a stirrer so that the direction of the average flow of a rapid stirring tank may become parallel with the axis of the stirrer of a rapid stirring tank. By arranging the normal direction of the entrance and exit and the direction of the axis of the stirrer vertically, the direction of the average flow in the rapid stirring vessel coincides with the axial flow direction. As a result, a short circuit of the flow path due to the large rotational circulation due to the rotation of the stirring blade becomes difficult. In addition, the flow due to the rotation of the axial stirrer can be generated to realize the actual residence time close to the ideal value of the hydraulic residence time.
또한 급속 교반조에 있어서는 급속 교반조 입구의 법선 방향에 대하여 교반 날개의 면이 입구 근방으로 이동할 때 교반 날개의 전면 법선이 유입 유체 법선과 대향하도록 배치하는 것이 바람직하다. 입구의 법선 방향과 교반 날개의 면이 입구에 접근할 때 입구의 법선 방향 흐름에 대하여 교반 날개의 면 전면으로부터의 토출 흐름이 저항하기 때문에 급속 교반조에 유입하는 흐름의 단락(短絡)을 회피할 수 있다.Moreover, in a rapid stirring tank, it is preferable to arrange | position so that the front normal of a stirring blade may oppose an inflow fluid normal when the surface of a stirring blade moves near an entrance with respect to the normal direction of an inlet of a rapid stirring tank. As the discharge flow from the front surface of the stirring blade resists the flow of the stirring blade against the normal flow of the inlet when the inlet normal direction and the face of the stirring blade approach the inlet, a short circuit of the flow flowing into the rapid stirring tank can be avoided. have.
더욱 또, 급속 교반조에 있어서는 밀폐 각형조(角型槽)의 구조로 하는 것이 바람직하다. 급속 교반조를 각형(角型) 교반조로 함으로써 내부에 교반 혼합 반응에 필요한 난류(亂流)를 촉진하기 위한 방해판 등의 구조물을 설치할 필요가 없어진다.Moreover, in a rapid stirring tank, it is preferable to set it as the structure of a closed square tank. By making a rapid stirring tank into a square stirring tank, it is not necessary to provide structures, such as a baffle plate for promoting turbulence required for stirring-mixing reaction inside.
완속 교반조에 있어서도 마찬가지로 밀폐식으로서, 원수를 만수로 되는 상태에서 사용해 자유표면을 가지지 않도록 에어 및 물기 제거관을 갖추는 것이 바람직하다. 그에 따라 완속 교반조가 만수 상태에서 기액계면(氣液界面; 자유표면)을 가지지 않기 때문에 자유표면에 의한 흐름에의 영향이 나타나지 않는다. 구체적으로는 배(船)의 요동하는 환경에 있어서는 이 자유표면이 이동하여 그것이 완속 교반조 내의 흐름에 영향을 미친다. 그렇지만, 완속 교반조를 만수 상태로 사용함으로써 요동환경하에 있어서도 완속 교반조 내의 흐름이 요동의 영향을 받지 않는다. 이것에 대하여 교반조 내에 공기층이 있어 자유표면을 가지는 경우, 교반조가 요동하면 내부의 물(공기도 포함해)이 운동한다. 본 발명의 완속 교반조는 물의 연속적인 출입이 있는 연속 교반조이지만, 만수 밀폐상태로 사용되기 때문에 내부의 물의 흐름은 펌프 유래(由來)의 압력구배, 완속 교반조 내부구조 및 내부의 교반장치에 의해 결정되어 그 흐름은 요동이나 기울기에 의존하지 않는다. 즉, 완속 교반조 혹은 교반기로부터 본 좌표계로부터는 흐름이 변화하지 않는다.Also in a slow stirring tank, it is preferable to provide air and a water removal pipe | tube so that it may be closed and it does not have a free surface by using raw water in full water. Accordingly, since the slow stirring tank does not have a gas-liquid interface in the full state, the influence on the flow by the free surface does not appear. Specifically, in a ship swinging environment, this free surface moves and affects the flow in the slow stirring tank. However, by using the slow stirring tank in a full water condition, the flow in the slow stirring tank is not affected by the shaking even in a swinging environment. On the other hand, when there is an air layer in a stirring tank and has a free surface, the water (including air) inside moves as the stirring tank swings. The slow stirring tank of the present invention is a continuous stirring tank with continuous inflow and out of water, but since it is used in a full water sealed state, the flow of water inside is controlled by the pressure gradient derived from the pump, the internal structure of the slow stirring tank, and the internal stirring device. It is determined that the flow does not depend on oscillation or slope. That is, the flow does not change from the coordinate system seen from the slow stirring tank or the stirrer.
또한 급속 교반조와 완속 교반조의 중간위치에서 완속 교반조의 일부로서 우회 흐름 구조를 가지는 감속실을 설치하여 자성플럭 생성수단에 유입하는 물의 유속을 단계적으로 저하시키는 구조를 가지고 있다. 급속 교반조와 완속 교반조는 다 른 교반조이지만, 이것들은 직렬 배치되는 일련의 연속 교반 반응조이기 때문에 유로배관에 의해 연결된다. 급속 교반조와 완속 교반조의 중간부에 감속실을 설치하는 한편 감속실 내의 유로를 우회 흐름식으로 함으로써 감속실의 대형화를 회피하면서 처리수의 속도를 감속하는 것이 가능해 진다. 그에 따라 완속 교반조로 유입하는 흐름이 단락(短絡)하는 것을 회피할 수 있다.In addition, it has a structure to gradually reduce the flow rate of water flowing into the magnetic flop generating means by installing a deceleration chamber having a bypass flow structure as part of the slow stirring tank at the intermediate position between the rapid stirring tank and the slow stirring tank. The rapid and slow stirring tanks are different stirring tanks, but because they are a series of continuous stirring reactors arranged in series, they are connected by flow path piping. It is possible to reduce the speed of the treated water while avoiding the enlargement of the deceleration chamber by providing a deceleration chamber in the middle portion between the rapid stirring vessel and the slow stirring vessel and making the flow path in the deceleration chamber bypass flow. Thereby, the short circuit of the flow which flows into a slow stirring tank can be avoided.
또한 완속 교반조에 있어서도 완속 교반조의 교반기의 축에 대하여 완속 교반조의 평균 흐름의 방향이 평행하게 되도록 완속 교반조의 출입구의 법선 방향을 교반기의 축과 수직으로 배치한 구조로 하는 것이 바람직하다. 출입구의 법선 방향과 교반기의 축의 방향을 수직으로 배치함으로써 완속 교반조 내의 평균적인 흐름의 방향은 축류(軸流) 방향에 일치한다. 그에 따라 교반 날개의 회전에 따른 대형 회전형 순환에 의한 유로의 단락(短絡)이 생기기 어려워진다. 더하여 축주위 교반기의 회전에 따른 흐름이 생겨 수리학적 체류시간의 이상치에 가까운 실체류시간을 실현할 수 있다.Moreover, also in a slow stirring tank, it is preferable to set it as the structure which arranged the normal direction of the entrance and exit of a slow stirring tank perpendicularly to the axis of a stirrer so that the direction of the average flow of a slow stirring tank may become parallel with the axis of the stirrer of a slow stirring tank. By arranging the normal direction of the entrance and exit directions of the stirrer vertically, the direction of the average flow in the slow stirring tank coincides with the axial flow direction. As a result, a short circuit of the flow path due to the large rotational circulation due to the rotation of the stirring blade becomes difficult. In addition, the flow due to the rotation of the axial stirrer can be generated to realize the actual residence time close to the ideal value of the hydraulic residence time.
또한 완속 교반조에 있어서도 완속 교반조 입구의 법선 방향에 대하여 교반 날개의 면이 입구 근방으로 이동할 때 교반 날개의 전면 법선이 유입 유체 법선과 대향하도록 배치하는 것이 바람직하다. 입구의 법선 방향과 교반 날개의 면이 입구에 접근할 때 입구의 법선 방향 흐름에 대하여 교반 날개의 면 전면으로부터의 토출 흐름이 저항하기 때문에 완속 교반조에 유입하는 흐름의 단락(短絡)을 회피할 수 있다.Moreover, also in a slow stirring tank, it is preferable to arrange | position so that the front normal of a stirring blade may oppose an inflow fluid normal when the surface of a stirring blade moves near an entrance with respect to the normal direction of a slow stirring tank inlet. When the inlet normal direction and the surface of the stirring blade approach the inlet, the discharge flow from the front surface of the stirring blade resists the flow in the normal direction of the inlet, so that short circuit of the flow flowing into the slow stirring tank can be avoided. have.
더욱 또, 완속 교반조에 있어서도 밀폐 각형(角型) 다단조(多段槽))의 구조 로 하는 것이 바람직하다. 완속 교반조를 각형(角型) 교반조로 함으로써 내부에 교반 혼합 반응에 필요한 난류(亂流)를 촉진하기 위한 방해판 등의 구조물을 설치할 필요가 없어진다. 또한 완속 교반조를 다단 직렬 구조로 하기 쉽다. 교반 회전수는 상류측으로부터 하류측으로 이동함에 따라 단계적으로 작게 해 생성한 자성플럭의 파괴를 회피하여 성장을 촉진할 수가 있다. Moreover, also in a slow stirring tank, it is preferable to set it as the structure of a closed square multi-stage. By using a slow stirring tank as a square stirring tank, there is no need to provide a structure such as a baffle plate for promoting turbulence required for the stirring mixing reaction inside. Moreover, it is easy to make a slow stirring tank into a multistage series structure. As the stirring rotation speed moves from the upstream side to the downstream side, it is possible to promote growth by avoiding the destruction of the magnetic flocks that are made smaller in steps.
본 발명에 관한 응집장치에 의하면, 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조를 동일한 케이싱에 조립하여 일체화했기 때문에 장치의 소형화를 꾀할 수 있다. 또한 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조를 밀폐구조로 하여 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조에서 원수를 만수 상태로 통과시키므로 원수는 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조에서 자유표면을 가지지 않는다. 그에 따라 배(船)와 같은 요동을 하는 환경하에 있어서도 급속 교반조, 감속실 및 완속 교반조에서 원수는 난류(亂流)로 되는 일 없이 원활히 흐르므로 자성 마이크로플럭 및 자성플럭을 양호하게 생성할 수 있다.According to the flocculation apparatus according to the present invention, the rapid stirring tank, the deceleration chamber, and the slow stirring tank are assembled into the same casing and integrated, so that the apparatus can be miniaturized. In addition, since the raw water is passed in full water in the rapid stirring tank, the slowing chamber and the slow stirring tank with the sealed structure of the rapid stirring tank, the slowing chamber and the slow stirring tank, Don't have As a result, the raw water flows smoothly in the rapid agitator, deceleration chamber, and slow agitator even under turbulent conditions such as ships, so that the magnetic microflux and the magnetic floc can be generated satisfactorily. Can be.
이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명에 관한 응집장치의 바람직한 실시의 형태에 대하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of the flocculation apparatus which concerns on this invention is described in detail according to an accompanying drawing.
도 1은 실시 형태의 응집장치(14)를 오탁수 정화시스템(10)에 조립한 플로우를 설명하는 블럭도이다. 또한 도 2는 오탁수 정화시스템(10)을 구성하는 응집장치(14), 자기분리장치(20), 필터분리장치(24)의 개념도 이다.FIG. 1: is a block diagram explaining the flow which assembled the
도 1에 나타낸 오탁수 정화시스템(10)에서는 원수가 원수 펌프(12)에 의해 응집장치(14)의 급속 교반조(14A)로 송수(送水)된다. 또한 원수 펌프(12)와 급속 교반조(14A)를 연결하는 배관의 중도부에 자성분(磁性粉)을 첨가하는 자성분 첨가장치(16)와, 응집제를 첨가하는 응집제 첨가장치(18)가 설치되어 자성분 및 응집제가 배관 내를 흐르는 원수 중에 첨가된다. 자성분으로서는 예를 들면 사삼 산화철을 바람직하게 이용할 수 있다. 또한 응집제로서는 폴리 염화알루미늄, 염화철, 황산제2철 등의 수용성 무기응집제를 바람직하게 이용할 수 있다. 또한 도시하지 않았지만 원수 중에 자성분(磁性粉)이나 응집제를 첨가하는 전단에 스트레이너(strainer)를 설치하여 이 스트레이너(strainer)에 의해 수 mm 정도 크기의 비교적 큰 오물(dirt)을 제거해 두는 것이 바람직하다.In the filthy
급속 교반조(14A)에서는 원수와 첨가한 자성분 및 응집제를 고속회전하는 교반 날개(19)에 의해 급속 교반한다. 그에 따라 수십 ㎛ 정도 크기의 미소한 자성 마이크로플럭이 급속 교반조(14A) 내에 생성된다. 교반 날개(19)의 있어서의 회전 주속(周速)으로서는 1 ~ 2m/초 정도로 실시하는 것이 바람직하다. 자성 마이크로플럭에는 자성분, 원수 중의 고형 부유입자, 박테리아, 플랑크톤 등이 들어 있다.In the
자성 마이크로플럭을 함유하는 원수는 응집장치(14)의 감속실(14C)을 통해서 완속 교반조(14B)로 송수(送水)된다. 또한 급속 교반조(14A)와 완속 교반조(14B)를 연통(連通)하는 감속실(14C)의 근방에는 고분자 응집제를 첨가하는 고분자 응집제 첨가장치(21)가 설치되어 감속실(14C)을 흐르는 원수 중에 고분자 응집제가 첨가된다. 고분자 응집제로서는 음이온계(anionic type) 및 비이온계(nonionic type)의 것을 매우 적합하게 이용할 수 있다.The raw water containing the magnetic microfloc is fed to the
완속 교반조(14B)는 자성 마이크로플럭과 고분자 응집제를 저속회전하는 교반 날개(19)를 가진다. 이 교반 날개(19)에 의해 자성 마이크로플럭과 고분자 응집제가 저속으로 교반됨으로써 수백 ㎛ ~ 수 mm 정도의 크기인 자성플럭(F)이 생성된다. 도 2에 나타낸 바와 같이 완속 교반조(14B)는 3단의 연속한 다단 교반조(A, B, C)로 구성되어 있다. 이 경우 상류측의 교반조(A)로부터 하류측의 교반조(C)로 향함에 따라 각각에 설치된 교반 날개(19)의 회전속도가 저속이 되도록 설정되어 있다. 그에 따라 상류측의 교반조(A)로부터 하류측의 교반조(C)로 향함에 따라 자성 마이크로플럭이 크게 성장해 가는 것과 동시에 성장한 자성플럭(F)이 교반 날개(19)로 파괴되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대 교반 날개(19)의 선단부에 있어서의 회전 주속(周速)으로서는 교반조(A)가 0.5 ~ 1m/초 정도, 교반조(B)가 0.3 ~ 0.7m/초 정도, 교반조(C)가 0.1 ~ 0.3m/초 정도인 것이 바람직하다.The
응집장치(14)는 도 2와 같이 급속 교반조(14A), 감속실(14C), 완속 교반조(14B)가 동일한 횡형(橫型) 케이싱(40)에 조립될 수 있어 일체 구조의 장치로서 구성되어 있다. 감속실(14C)은 급속 교반조(14A)로부터 유출된 속도의 빠른 원수를 감속하기 위해 2매의 봇둑(42, 44; 堰)에 의해 미로상으로 형성되어 있다.As shown in Fig. 2, the
또한 응집장치(14)의 급속 교반조(14A), 감속실(14C), 완속 교반조(14B)는 공기가 빠져 원수가 만수 상태로 되어 있다. 그에 따라 이 오탁수 정화시스템(10)을 배에 탑재해 물결에 의해 배에 요동이 생겨도, 응집장치(14)의 각조(14A, 14C, 14B)에 있어서 원수는 요동하는(물결치는) 것은 없고, 급속 교반조(14A)로부터 감속실(14C)을 통해서 완속 교반조(14B)로 원활하게 유동한다. 도 2 중 부호 46은 각층(급속 교반조(14A), 완속 교반조(14B)의 다단 교반조(A, B, C))의 상부에 설치된 공기 배기밸브이다.In addition, the
소정의 크기로 성장한 자성플럭(F)을 함유하는 처리수는 자기분리장치(20)로 송수된다. 자기분리장치(20)는 처리수 중의 자성플럭(F)을 자성력에 의해 흡착 분리하는 것이며, 이 자기분리장치(20)에 의해 처리수 중의 자성플럭(F)의 약 95%가 분리 제거된다.The treated water containing the magnetic flocs F grown to a predetermined size is sent to the
자기분리장치(20)에 의해 처리수로부터 제거된 자성플럭(F)은 원심분리기나 벨트 프레스기 등의 탈수장치(25)에 의해 함수율 80% 정도까지 저감 된 후, 매립 처분장이나 소각장, 또는 퇴비 제조공장 등에 트럭 등으로 반송되어 처리된다.The magnetic flocs F removed from the treated water by the
한편 자기분리장치(20)에서 처리된 처리수는 필터분리장치(24)로 송수된다.On the other hand, the treated water treated in the
필터분리장치(24)에서는 처리수가 처리수 공급관(32)을 통해서 회전하는 드럼형 필터(26)의 내측으로 공급된다. 드럼형 필터(26)의 내측에 공급된 처리수는 드럼형 필터(26)를 내측으로부터 외측으로 유출함으로서 여과되어 처리수에 잔존하는 자성플럭(F) 등의 포집물이 드럼형 필터(26)의 약 25㎛의 메쉬상 필터에 의해 제거된다. 그에 따라 오물(dirt), 고형 부유입자, 박테리아, 플랑크톤 등의 오탁물질이 포함된 처리수가 정화된다.In the
드럼형 필터(26)의 내측에 부착한 자성플럭(F) 등의 포집물은 드럼형 필터(26)의 윗쪽에 배설(配設)된 스프레이 노즐(28)로부터 물이 드럼형 필터(26)를 향해 분사됨으로써 드럼형 필터(26) 내의 호퍼(34)에 낙하하여 포집물 배출관(36)을 통해 필터분리장치(24)의 밖으로 배출된다. 이 경우 드럼형 필터(26)에 의해 정화된 처리수(여과수;filtered water)의 일부가 순환펌프(29)에 의해 스프레이 노즐(28)로 복귀하여 스프레이 노즐(28)로부터 분사되는 물로서 이용되고 있다. 또한 자성플럭(F) 등의 포집물과 스프레이 노즐(28)로부터 분사되는 물은 포집물 배출관(36)에 연결된 펌프(30)에 의해 원수 펌프(12)의 전단으로 복귀된다.The collection material such as the magnetic flocks F attached to the inside of the drum-
다음에 응집장치(14)의 구성 및 특징에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the structure and characteristic of the
이 응집장치(14)는 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이 급속 교반조(14A), 감속실(14C) 및 완속 교반조(14B)를 동일한 케이싱(40)에 조립되어 일체화되어 있다. 이 때문에 급속 교반조와 완속 교반조를 배관을 통해 연결한 종래의 응집장치와 비교해 장치의 소형화를 꾀하고 있다.As shown in Figs. 2 and 3, the
또한 급속 교반조(14A), 감속실(14C) 및 완속 교반조(14B)를 밀폐 구조로 하여 급속 교반조(14A), 감속실(14C) 및 완속 교반조(14B)에서 원수를 만수 상태로 통과시켰으므로 원수는 급속 교반조(14A), 감속실(14C) 및 완속 교반조(14B)에서 자유표면을 가지지 않는다. 그에 따라 배(船)와 같은 요동하는 환경하에 있어서도 급속 교반조(14A), 감속실(14C) 및 완속 교반조(14B)에 있어서 원수는 난류 (亂流)로 되는 일 없이 층류상(層流狀)으로 원활하게 흐른다. 그에 따라 자성 마이크로플럭 및 자성플럭(F)을 양호하게 생성할 수 있다.In addition, the
또한 이 응집장치(14)의 완속 교반조(14B)는 3단의 연속한 다단 교반조이며, 완속 교반조(14B)의 각 교반조(A, B, C)에는 교반 날개(19B, 19B, 19B)가 설치되어 있다. 그리고 각 교반 날개(19B, 19B, 19B)의 회전속도는 앞에서 설명한 바와 같이 생성된 자성플럭(F)이 원수의 유속에 의해 파괴되지 않도록 원수의 상류 측으로부터 하류 측으로 향하여 저속이 되도록 설정되어 있다. 그에 따라 완속 교반조(14B)의 각 교반조(A, B, C)에서 자성플럭(F)을 양호하게 생성할 수 있다.Moreover, the
더구나 완속 교반조(14B)의 인접하는 교반조(A)와 교반조(B)는 봇둑(48; 堰)에 의해 나누어짐과 동시에 인접하는 교반조(B)와 교반조(C)가 봇둑(50; 堰)에 의해 나누어져 있다. 그리고 상류측 교반조(A)의 교반 날개(19)의 주속(0.5 ~ 1m/초 정도)과 이 교반조(A)로부터 하류측 교반조(B)로 유출하는 원수의 속도가 동일해지도록 상류측 교반조(A)와 하류측 교반조(B)를 나누는 봇둑(48; 堰)에 형성된 원수 유출용 개구부(48A)의 크기가 설정되어 있다. 마찬가지로 상류측 교반조(B)의 교반 날개(19)의 주속(0.3 ~ 7m/초 정도)과 이 교반조(B)로부터 하류측 교반조(C)로 유출하는 원수의 속도가 동일해지도록 상류측 교반조(B)와 하류측 교반조(C)를 나누는 봇둑(50; 堰)에 형성된 원수 유출용 개구부(50A)의 크기가 설정되어 있다. 그리고 교반조(C)의 교반 날개(19)의 주속(0.1 ~ 0.3m/초 정도)와 이 교반조(C)로부터 하류측 자기분리장치(20)로 유출하는 원수의 속도가 동일해지도록 교반조(C)와 자기분리장치(20)를 응집장치(14)의 한쪽 벽면(52)에 형성된 원수 유출용 개구부(52A)의 크기가 설정되어 있다. 그에 따라 완속 교반조(14B)의 각 교반조(A, B, C)에서 자성플럭(F)을 양호하게 생성할 수 있다.In addition, while the stirring tank A and the stirring tank B of the
또한 응집장치(14)에 있어서 원수는 응집장치(14)의 다른 쪽 벽(54)에 형성된 원형 개구부(54A)로부터 급속 교반조(14A)로 유입하여 도 3 상에서 반시계 회전 방향으로 회전하는 급속 교반조(14A)의 교반 날개(19A)에 의해 고속으로 교반된다. 그리고 이 원수는 3개의 봇둑(42, 43, 44)으로 이루어지는 미로상(迷路狀)의 감속실(14C)에, 봇둑(42)에 형성된 원형 개구부(42A)로부터 들어감으로써 감속실(14C) 내에서 그 속도가 감속된다. 감속된 원수는 봇둑(44)의 하부 우측에 형성된 원수 유출용 개구부(44A)로부터 완속 교반조(14B)의 교반조(A)로 유입한다. 이때 교반조(A)로 유입하는 원수의 속도와 교반조(A)를 흐르는 원수의 속도가 동일해지도록 원수 유출용 개구부(44A)의 크기가 설정되어 있다. 그리고 교반조(A)에 유입한 원수는 도 3 상에서 시계 회전 방향으로 회전하는 교반조(A)의 교반 날개(19B)에 의해 저속으로 교반되어 봇둑(48)의 상부 우측에 형성된 원수 유출용 개구부(48A)로부터 교반조(B)로 유입한다. 그리고 교반조(B)에 유입한 원수는 도 3 상에서 시계 회전 방향으로 회전하는 교반조(B)의 교반 날개(19B)에 의해 저속으로 교반되어 봇둑(50)의 하부에 형성된 원수 유출용 개구부(50A)로부터 교반조(C)로 유입한다. 이후 교반조(C)에 유입한 원수는 도 3 상에서 반시계 회전 방향으로 회전하는 교반조(C)의 교반 날개(19B)에 의해 저속으로 교반되어 벽(52)의 상부에 형성된 원수 유출용 개구부(52A)로부터 자기분리장치(20)로 유입한다.Also, in the
또한 원수의 상류측으로부터 하류측으로 향함에 따라 원수의 유속이 늦어지도록 설정되어 있는 것으로부터 앞에서 설명한 원수 유출용 개구부(44A, 48A, 50A)의 크기는 원수의 상류측으로부터 하류측으로 향함에 따라 개구 면적이 커지도록 설정되어 있다.Moreover, since the flow velocity of raw water is set so that it may become slow as it goes to the downstream side from the upstream of raw water, the size of the
또한 실시의 형태에서는 수평방향으로 각 조(槽)가 연결된 응집장치(14)에 대하여 설명하였지만, 이 형태로 한정되는 것은 아니고, 도 4로 나타낸 응집장치(15A)와 같이 각 조(槽)를 수평 방향으로 사각형 형상으로 연결한 것이라도 되고, 도 5로 나타낸 응집장치(15B)와 같이 연직(鉛直) 방향으로 직렬로 연결한 것이라도 되며, 도 6으로 나타낸 응집장치(15C)와 같이 연직(鉛直) 방향으로 사각형 형상으로 연결한 것이라도 된다. 즉, 응집장치 설치장소의 스페이스에 따라서 형태를 변경하면 된다. 도 4 ~ 6의 화살표는 원수의 유입방향, 유출방향 및 교반 날개의 회전방향을 각각 나타내고 있다.In addition, although the
또한 도 4 ~ 도6에 있어서, 도 3에 나타낸 응집장치(14)와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있으므로 여기에서는 그 설명을 생략한다. 또한 도 6의 응집장치(15C)에서는 원수 유출용 개구부(48A)로부터 유출한 원수를 그 조(槽)의 상부까지 안내하기 위한 봇둑(49)이 설치되어 상기 원수는 봇둑(49)의 상부에 형성된 원수 유출용 개구부(49A)로부터 다음 조(槽)로 유출한다.4-6, the same code | symbol is attached | subjected about the part same or similar to the
도 1은 실시 형태의 응집장치를 조립한 오탁수 정화시스템의 블럭도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram of the wastewater purification system which assembled the flocculation apparatus of embodiment.
도 2는 오탁수 정화시스템을 구성하는 장치의 개념도,2 is a conceptual diagram of an apparatus constituting the filthy water purification system;
도 3은 도 2에 나타낸 응집장치의 내부를 투시한 사시도,3 is a perspective view of the inside of the flocculation apparatus shown in FIG. 2;
도 4는 응집장치의 다른 실시의 형태를 나타낸 모식도,4 is a schematic view showing another embodiment of the flocculator;
도 5는 응집장치의 다른 실시의 형태를 나타낸 모식도,5 is a schematic view showing another embodiment of the flocculator;
도 6은 응집장치의 다른 실시의 형태를 나타낸 모식도,6 is a schematic view showing another embodiment of the flocculator;
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 오탁수 정화시스템 12 : 원수 펌프10: sewage water purification system 12: raw water pump
14 : 응집장치 14A : 급속 교반조14:
14B : 완속 교반조 14C : 감속실14B:
16 : 자성분(磁性粉) 첨가장치 18 : 응집제 첨가장치16: magnetic component adding device 18: flocculant adding device
19 : 교반 날개 20 : 자기분리장치19: stirring blade 20: magnetic separator
24 : 필터분리장치 25 : 탈수장치24: filter separation device 25: dewatering device
26 : 드럼형 필터 28 : 스프레이 노즐26
29 : 순환펌프 30 : 펌프29: circulation pump 30: pump
32 : 처리수 공급관 33 : 유출공32: treated water supply pipe 33: outflow hole
34 : 호퍼 36 : 포집물 배출관34: Hopper 36: collection discharge pipe
40 케이싱40 casing
42, 43, 44, 48, 50 : 봇둑(堰) 46 : 공기 배기밸브42, 43, 44, 48, 50: Bot dam 46: Air exhaust valve
F : 자성플럭 F: Magnetic Flux
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