KR101179008B1 - 정수지 또는 배수지 내에서 유수의 정체부 형성을 방지하는 배플 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수지 및/또는 배수지 내에서 유수의 정체부 형성을 방지하는 배플에 관한 것으로, 정수지 및/또는 배수지의 가로벽(101)과 세로벽(102)의 경계를 이루는 모서리 부위 그리고 가로벽(101)과 도류벽(120)의 경계를 이루는 모서리 부위에서 형성될 유수의 정체부(D)로부터 소정의 간격을 두고 이격되게 "L"자 형상의 배플(1)을 세워 설치하는 것을 특징으로 한다.

Description

정수지 또는 배수지 내에서 유수의 정체부 형성을 방지하는 배플 {Baffle to prevent clearwell or water reservoir from deadzone formation}

본 발명은 정수지 또는 배수지 내에서 정체부(정체영역,사수구역)를 저감하는 배플에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 정체부의 감소를 통해 소독효과를 증대시켜 수질을 향상시킬 수 있도록 한다.

일반적으로, 정수처리공정은 착수정, 혼화지, 응집지, 침전지, 여과지, 정수지, 배수지 등으로 이루어져 있다. 여기서 정수지 및/또는 배수지는 물 속에 염소를 투입시켜 바이러스성 세균들을 일정한 시간 동안 체류시키면서 소독한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 정수지 및/또는 배수지(100)는 직육면체형상으로 형성되는데, 이 정수지(100)는 물과 소독 약품이 혼합된 유수를 공급하는 유입부(110)와, 정수지 내부로 유입된 유수를 지그재그 형상으로 안내할 수 있게 배열된 다수의 도류벽(120), 및 유입부(110)로 공급된 유수를 외부로 배출하는 유출부(130;도 4 참조)를 구비한다. 물과 소독약품이 다수의 도류벽(120)을 따라 흐르면서 충분히 혼합되어 소독효과를 증대시킬 수 있다.

이러한 종래의 정수지 및/또는 배수지(100)는 가로벽(101)과 세로벽(102)의 경계를 이루는 각 모서리 뿐만 아니라 정수지의 가로벽(101)과 도류벽(120)의 경계를 이루는 모서리에 정체부(D)를 형성하게 된다.

도 2는 종래의 정수지 및/또는 배수지에 형성될 정체부(D)에서 다양한 방식, 예컨대 등속도선(도 2(a))과 유속벡터(도 2(b))를 통해 유수의 흐름 상태를 확인할 수 있게 도시한 그래프도이다. 통상적으로, 정수지 및/또는 배수지는 선입선출(first in first out)방식으로 유수의 흐름을 안내하도록 설계되어 있지만, 도류벽의 구조적 문제로 인하여 도시된 바와 같이 정체부(D)에서 편류와 함께 단락류(short circuit)를 발생하게 된다.

당해분야의 숙련자들에게 이미 알려져 있듯이, 정수지 및/또는 배수지(100) 내부에 정체부(D)의 형성으로 단락류가 생성되고, 이로 인하여 정수지의 내부 공간 전반에 걸쳐 흐름이 진행되지 않아 체류시간이 단축되어 소독능이 낮아지게 된다.

주식회사 젠트로와 최계운이 출원한 대한민국 특허 제10-481646호에는 전술된 정체부(D)의 형성을 방지할 수 있는 간막이벽을 기재하고 있는데, 이 간막이벽에 통수구멍을 천공하여 그 구멍으로 물이 관통하도록 되어 있다. 하지만, 이는 정수지 및/또는 배수지 내에 유수의 적합한 체류시간을 확보하기 위해 통수구멍의 크기와 위치를 선정해야하고, 소독능이 낮은 겨울철에는 정수처리기준을 만족시킬 수 없기 때문에 수질에 악영향을 미칠 수 밖에는 없다. 따라서, 소독능을 감소시키지 않으면서도 정체부(D)의 형성을 억제할 수 있는 해결책이 간구되어야만 한다.

본 발명은 전술된 문제점들을 해결하기 위해 창출되었다.

본 발명은 정체부의 예상 형성구역에 배플을 추가로 구비하여, 사수지역을 효과적으로 개선시킬 수 있으며, 소독효과를 증대시킬 수 있다.

본 발명은 정수지 또는 배수지 내에서 유수의 정체부 형성을 방지하는 배플에 관한 것으로, 정수지 및/또는 배수지에서 통상적으로 정체부의 형성 부위인 가로벽과 세로벽의 경계를 이루는 모서리 부위 그리고 가로벽과 도류벽의 경계를 이루는 모서리 부위에서 소정의 간격을 두고 배플을 세워 설치하는 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명은 지그재그로 안내되는 유수를 정체부와 배플 사이로 안내하여 정체부의 형성을 최소화시킨다. 이를 위해서, 본 발명의 배플은 모서리 부위에 형성될 정체부의 형상과 유사하거나 동일한 "L"자 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 종래의 정수지 및/또는 배수지의 구조적 변경 없이도 설치가능하도록 정수지 및/또는 배수지의 바닥면으로부터 상부 슬래브까지 길이연장되어 있다.

본 발명의 제2실시예는 전술된 "L"자 형상의 배플을 대신하여 "삼각형"의 단면형상을 가진 배플을 정체부의 모서리에 설치하는 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하기로는, 본 발명의 배플은 "직각삼각형"의 단면형상으로 되어 양 측면으로 형성될 모서리와의 밀착을 돕는다.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 정수지 및/또는 배수지 내부에 간단한 구조의 배플을 구비하여 정체부의 형성을 최대한 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 정체부의 형성을 저감시켜 정수지 및/또는 배수지 내부에 체류시간을 충분히 확보하여 물과 소독 약품을 균질하게 혼합시켜, 소독능의 효과를 향상시킬 수 있도록 되어 있다.

이와 더불어서, 본 발명은 종래의 정수지 및/또는 배수지의 구조적 변경 없이 본 발명에 따른 배플을 정체부의 예상 형성구역에 간단히 설치함으로써, 작업공수와 함께 공사비용을 현저하게 저감시키는 장점을 갖는다.

도 1은 상부 슬래브를 제거한 종래기술에 따른 정수지 및/또는 배수지의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 정수지 및/또는 배수지의 정체부(D) 주위에 유수 흐름을 분석한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배플을 구비한 정수지 및/또는 배수지의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 정수지 및/배수지의 평면도이다.
도 5는 도 4의 배플 주위에 유수 흐름을 분석한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 배플을 구비한 정수지 및/또는 배수지의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 정수지 및/또는 배수지의 평면도이다.
도 8은 도 7의 배플 주위에 유수 흐름을 분석한 도면이다.

이제, 본 발명에 따른 배플은 첨부도면을 참조로 하여 아래에서 더욱 상세하게 기술될 것이다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배플을 구비한 정수지 및/또는 배수지의 사시도이고, 도 4는 제1실시예의 평면도이다. 도 4에 표기된 화살표는 정수지 및/또는 배수지 내로 유입될 유수의 흐름방향을 나타내고 있다.

본 발명에 따른 제1실시예는 직육면체형상으로 형성된 정수지 및/또는 배수지(100) 내부에 설치될 배플(1)에 관한 것이다. 전술된 바와 같이, 정수지 및/또는 배수지(100)는 마주보는 2개의 가로벽(101)과, 마주보는 2개의 세로벽(102), 바닥면, 및 상브 슬래브로 둘러싸여 직육면체형상으로 형성되는데, 이 정수지(100)는 물과 소독 약품이 혼합된 유수를 공급하는 유입부(110)와, 정수지 내부로 유입된 유수를 지그재그 형상으로 안내할 수 있게 배열된 다수의 도류벽(120), 및 유입부(110)로 공급된 유수를 외부로 배출하는 유출부(130)를 구비한다. 물과 소독약품이 다수의 도류벽(120)을 따라 흐르면서 충분히 혼합되어 소독효과를 증대시킬 수 있다.

본 발명은 정체부(D;도 2 참조)의 형성을 방지하기 위한 것으로, 이를 위해서 길이연장된 배플(1)을 예상 정체부(D) 근방에 위치시킨다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 배플(1)은 정수지 및/또는 배수지(100)의 바닥면에서 수직방향으로 상부 슬래브(미도시)까지 길이연장되는바, 이는 도류벽(120)의 세워 설치된 방향과 동일하게 형성된다. 바람직하기로는, 배플(1)은 도시된 바와 같이 "L"자 형상으로 이루어진 가늘고 긴 바아(bar) 형상으로 되어 정수지 및/또는 배수지(100)의 바닥면에서 상부 슬래브까지 뻗도록 한다.

정체부(D)는 전술되었듯이 가로벽(101)과 세로벽(102)의 경계를 이루는 모서리 부위와 가로벽(101)과 도류벽(120)의 경계를 이루는 모서리 부위에서 형성되는데(도 1 참조), 본 발명의 배플(1)은 정체부(D)의 예상 형성구역의 형상과 대응되게 형성되어 있다. 각 정체부(D)의 예상 형성구역의 형상에 대응되게 본 발명의 배플(1)을 배열하는 동시에, 각 정체부(D) 근방의 모서리 부위에 소정의 간격으로 이격되게 배열한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 "L"자 형상의 배플(1)은 예컨대 가로벽(101)과 세로벽(102)의 경계를 이루는 모서리와 소정의 간격으로 이격되게 배치되어 배플(1)과 가로벽(101) 그리고 배플(1)과 세로벽(102) 사이의 협소한 공간으로도 유수를 안내할 수 있어 정체부(D)의 형성을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 "L"자 형상의 배플(1)은 예컨대 가로벽(101)과 도류벽(120)의 경계를 이루는 모서리와 소정의 간격으로 이격되게 배치되어 배플(1)과 가로벽(101) 그리고 배플(1)과 도류벽(120) 사이의 협소한 공간으로도 유수를 안내할 수 있어 정체부(D)의 형성을 최소화시킬 수 있다.

본 발명의 배플(1)은 콘크리트, 스테인리스강, PE(Polyethylene)과 같은 불침수성 소재로 만들어지는 것이 바람직하다.

도 5는 도 4의 배플 주위에 유수 흐름을 분석한 도면으로, 도 2의 도면을 참조로 하여 본 발명의 배플을 장착한 정수지와 종래의 정수지에 형성될 정체부(D)의 개선상태를 확인할 수 있다. 도 2(a)는 정체부(D)의 등속도선(velocity contour)를 도시한 것이며, 도 2(b)는 유속벡터(velocity vector)를 도시한 것이다. 이와 동일하게, 도 5(a)는 정체부(D)의 등선도선을 도시한 것이며, 도 5(b)는 유속벡터를 도시한 것이다.

실험에 사용될 정수지 및/또는 배수지에서, 정수지 및/또는 배수지의 장폭비는 69이며, 수위는 4.2m이다. 또한, 유입유량(Q)은 3,840㎥/h이고 용량(V)은 7,225㎥로 체류시간(T=V/Q)은 113분이다.

	종래	실례 1 (0.25m×0.25m)	실례 2 (0.5m×0.5m)	실례 3 (0.75m×0.75m)	실례 4 (1.0m×1.0m)	실례 5 (2.0m×2.0m)
정체부 (D,㎥)	130	61.4	54.4	52.3	42.5	50.8
기존대비 감소율(%)	-	53	58	60	67	61

표 1에 기재된 바와 같이, 종래의 정수지 및/또는 배수지(도 1 참조)에 정체부(D)를 분석한 결과에 따르면 정체지역은 130㎥으로 산출되었다. 이러한 정수지 및/또는 배수지에 본 발명의 제1실시예에 따른 배플(1;도 4 참조)을 장착한 결과는 다음과 같다. 여기서, 실례 1에 "L"자 형상의 배플은 0.25m×0.25m(가로×세로)의 길이를 갖고, 실례 2는 0.5m×0.5m, 실례 3은 0.75m×0.75m, 실례 4는 1.0m×1.0m 그리고 실례 5는 2.0m×2.0m로 되어 있다.

각 실례들의 정체구역 개선 정도는 기존 대비 53%(실례 1), 58%(실례 2), 60%(실례 3), 67%(실례 4), 및 61%(실례 5) 감소되는 것을 확인할 수 있다.

이러한 결과는 본 발명의 제1실시예에 따른 배플(1)의 가로(혹은 세로) 길이가 증가할수록 정체구역이 감소되지만, 일정한 길이 이상으로 연장될 경우에는 "L"자 형상의 배플 내부, 예컨대 배플의 가로와 배플의 세로의 경계로 형성된 모서리에 불필요한 정체구역이 형성된다.

도 2(b)와 도 5(b)에 도시된 유속벡터를 근거로 하여 본 발명의 배플(1) 주변의 유수 흐름상태를 분석하면, 단락류도 또한 감소되는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 배플(1)를 적용할 경우에, 정수지 및/또는 배수지(100) 내의 유수는 도류벽과 배플(1)을 매개로 하여 정수지 및/배수지(100) 내부에 균등하게 분산되면서 플러그 흐름(plug flow)을 유도할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 배플을 구비한 정수지 및/또는 배수지의 사시도이고, 도 7은 제2실시예의 평면도이다.

본 발명에 따른 제2실시예는 직육면체형상으로 형성된 정수지 및/또는 배수지(100) 내부에 설치될 배플(2)에 관한 것이다. 참고로, 본 발명의 제2실시예에 도시될 정수지 및/배수지는 제1실시예에 도시된 정수지 및/또는 배수지와 비교하자면 배플을 제외하고는 동일한 구성과 구조로 되어 있는바, 이 정수지(100)는 물과 소독 약품이 혼합된 유수를 공급하는 유입부(110)와, 정수지 내부로 유입된 유수를 지그재그 형상으로 안내할 수 있게 배열된 다수의 도류벽(120), 및 유입부(110)로 공급된 유수를 외부로 배출하는 유출부(130)를 구비한다. 물과 소독약품이 다수의 도류벽(120)을 따라 흐르면서 충분히 혼합되어 소독효과를 증대시킬 수 있다.

본 발명은 정체부(D;도 2참조)의 형성을 방지하기 위해 배플(2)을 정체부(D) 형성 부위인 모서리에 설치한다.

구체적으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 배플(2)은 정수지 및/또는 배수지(100)의 바닥면에서 수직방향으로 상부 슬래브(미도시)까지 길이연장되는바, 이는 도류벽(120)의 세워 설치된 방향과 동일하게 형성된다. 바람직하기로는, 배플(2)은 도시된 바와 같이 "삼각형"의 단면형상으로 이루어진 가늘고 긴 바아(bar)형상으로 되어 정수지 및/또는 배수지(100)의 바닥면에서 상부 슬래브까지 뻗도록 한다.

정체부(D)는 전술되었듯이 가로벽(101)과 세로벽(102)의 경계를 이루는 모서리 부위와 가로벽(101)과 도류벽(120)의 경계를 이루는 모서리 부위에서 형성되는데(도 1 참조), 본 발명의 제2실시예에 따른 배플(2)은 본 발명의 제1실시예에 따른 배플(1)과 유사하게 정체부(D)의 예상 형성구역에 위치된다. 본 발명의 제2실시예에 따른 배플(2)은 삼각형상의 단면, 바람직하기로는 직각삼각형상의 단면형상으로 형성되어 정체부(D)의 모서리에 안착될 수 있게 배열한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 "삼각형"의 단면형상을 하고 있는 배플(2)은 90°로 배치된 양 측면, 예컨대 가로벽과 세로벽 또는 가로벽과 도류벽으로 형성된 정체부(D)에 모따기 효과를 제공할 수 있게 모서리 부위에 사면(斜面,빗변)을 제공하여 정체부(D)의 형성을 최소화시킬 수 있다.

본 발명의 배플(2)은 콘크리트, 스테인리스강, PE와 같은 불침수성 소재로 제작되는 것이 바람직하다.

도 8은 도 7의 배플 주위에 유수 흐름을 분석한 도면으로, 도 2의 도면을 참조로 하여 본 발명의 배플을 장착한 정수지와 종래의 정수지에 형성될 정체부(D)의 개선상태를 확인할 수 있다. 도 8(a)는 정체부(D)의 등속도선을 도시한 것이며, 도 8(b)는 유속벡터를 도시한 것이다.

실험에 사용될 정수지 및/또는 배수지는 제1실시예에 사용된 정수지와 동일한다.

	종래	실례 6 (사면길이 0.4m)	실례 7 (0.7m)	실례 8 (1.1m)	실례 9 (1.4m)	실례 10 (2.8m)
정체부 (D,㎥)	130	84.4	66.2	41	34.7	29.5
기존대비 감소율(%)	-	35	49	68	73	77

표 2에 기재된 바와 같이, 종래의 정수지 및/또는 배수지(도 1 참조)에 정체부(D)를 분석한 결과에 따르면 정체지역은 130㎥으로 산출되었다. 이러한 정수지 및/또는 배수지에 본 발명의 제2실시예에 따른 배플(2;도 6 참조)을 장착한 결과는 다음과 같다. 여기서, 실례 6에 "삼각형"의 단면형상을 가진 배플은 0.4m의 빗변을 제공하고, 실례 7은 0.7m, 실례 8은 1.1m, 실례 9는 1.4m 그리고 실례 10은 2.8m로 되어 있다.

각 실례들의 정체구역 개선 정도는 기존 대비 35%(실례 6), 49%(실례 7), 68%(실례 8), 73%(실례 9), 및 77%(실례 10) 감소되는 것을 확인할 수 있다.

이러한 결과를 토대로 하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 배플(2)의 빗변은 0.4m~2.8m가 바람직하다.

도 2(b)와 도 8(b)에 도시된 유속벡터를 근거로 하여 본 발명의 배플(2) 주변의 유수 흐름상태를 분석하면, 단락류도 또한 감소되는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 배플은 앞서 기술된 실시예와 첨부도면으로만 국한되지 않고, 아래의 청구범위의 범주와 범위 내에서 변형 및 변경 가능함을 미리 밝혀둔다.

1, 2 ----- 배플,
100 ----- 정수지 및/또는 배수지,
101 ----- 가로벽,
102 ----- 세로벽,
110 ----- 유입부,
120 ----- 도류벽,
130 ----- 유출부,
D ----- 정체부.

Claims (11)

1. 가로벽(101)과, 세로벽(102), 바닥면, 및 상브 슬래브로 둘러싸여 직육면체형상을 유지하고, 물과 소독 약품이 혼합된 유수를 공급하는 유입부(110)와, 유입된 유수를 지그재그 형상으로 안내할 수 있게 배열된 다수의 도류벽(120), 및 상기 유입부(110)로 유입된 유수를 외부로 배출하는 유출부(130)를 구비한 정수지 또는 배수지에 있어서,
   유수의 정체부(D)가 형성되는 상기 가로벽(101)과 세로벽(102)의 경계를 이루는 모서리 부위와 상기 가로벽(101)과 도류벽(120)의 경계를 이루는 모서리 부위에, 소정의 간격을 두고 이격되게 "L"자 형상의 배플(1)이 세워 설치된 것을 특징으로 하는 정수지 또는 배수지 내에서 유수의 정체부 형성을 방지하는 배플.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 "L"자 형상의 배플(1)은, 상기 정수지 또는 배수지의 바닥면에서 상부 슬래브까지 길이로 연장된 것을 특징으로 하는 배플.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 "L"자 형상의 배플(1)은, 정체부(D)의 형상과 대응되게 배열된 것을 특징으로 하는 배플.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 배플(1)의 가로와 세로의 길이가, 0.25m×0.25m와 2.0m×2.0m 사이의 길이로 이루어진 것을 특징으로 하는 배플.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 배플(1)은, 콘크리트, 스테인리스강, PE(Polyethylene)과 같은 불침수성 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 배플.
   
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