KR101187824B1

KR101187824B1 - 분사장치

Info

Publication number: KR101187824B1
Application number: KR1020110050096A
Authority: KR
Inventors: 류인상
Original assignee: 주식회사 호국이엔지; 배민호; 주식회사 서남환경
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-10-08

Abstract

본 발명은 인의 제거 효율을 향상시킬 수 있는 분사장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의하면, 약품 유로와 유체 유로가 형성되는 분배기; 상기 분배기에 설치되는 분사 노즐을 포함하고, 상기 약품 유로에서는 약품 토출 유로가 분기되고, 상기 유체 유로에서는 유체 토출 유로가 분기되고, 상기 약품 토출 유로들과 유체 토출 유로들은 각 분사 노즐에 연결되어 약품과 유체를 분사하는 분사장치를 제공한다.

Description

분사장치{DISTRIBUTING APPARATUS }

본 발명은 폐수, 하수, 축산분뇨 및 슬러지 등에 포함된 인을 제거하기 위한 약품을 고르게 확산 및 혼합시킬 수 있는 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 공장, 축사 등에서는 폐수, 하수, 축산분뇨 또는 슬러지(이하, 폐수로 통칭한다) 등이 배출된다. 상기 폐수에는 인(P)과 같은 성분이 포함되어 있다. 이러한 인을 폐수에서 제거하지 않고 그대로 방류하는 경우에는 심각한 수질 오염을 발생시킨다.

상기 폐수에서 인을 제거하기 위한 화학약품으로는 일반적으로 폴리염화알루미늄(PAC) 또는 폴리수산화염화황산알루미늄(PAHCS) 등이 있다. 이러한 화학약품은 아래와 같이 다양한 방식으로 폐수에 투입 및 혼합될 수 있다.

상기 방식에는 약품을 투입하고 교반기를 이용하여 강제로 교반하는 방법, 수로의 낙차를 이용하는 위치에 약품을 투입하는 방법, 라인 믹서에 의해 약품을 투입하는 방법, 워터챔프(수중에 설치되는 프로펠러형 믹서)에 약품을 투입하는 방법, 약품을 물과 혼합시켜 투입하는 방법 등이 있다.

상기 방식들은 폐수를 교반시키거나 와류를 형성하는 동안에 폐수에 약품이 혼합되도록 한다. 그러나, 상기 방식들은 약품이 폐수로 확산 및 혼합되는데 상당한 시간을 요구하므로 빠른 시간(대략 1-2초) 이내에 약품과 폐수가 균일하게 혼합 및 화학반응을 일으키기 곤란했다. 상기 약품과 폐수의 화학반응이 지연됨에 따라 인의 제거효율이 낮아지고 동력의 낭비가 증가될 수 있었다.

또한, 약품과 폐수가 빠른 시간 내에 균일하게 접촉되지 못하고 약품을 투입한 후에 샘플링을 수행하므로, 샘플링된 폐수에는 약품의 혼합 비율이 일정하지 못했다. 따라서, 약품의 투입량이 과다 또는 과소하게 산정되어 약품이 필요 이상으로 과다 또는 과소하게 투입될 수 있었다.

또한, 약품과 물을 약품 혼합기 내에서 혼합하여 투입하는 경우, 약품이 물과 빠른 시간 내에 반응하여 약품 투입기 내부에서 젤리(Jelly)와 같이 응집되는 현상이 발생할 수 있었다. 이 경우, 상기 약품 투입기 내부의 분사구가 막혀 약품이 정상적으로 투입되기 곤란할 수 있었다.

본 발명의 실시예들의 목적은 약품과 폐수의 반응 속도를 빠르게 할 수 있는 분사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 약품 유로와 유체 유로가 형성되는 분배기; 상기 분배기에 설치되는 분사 노즐을 포함하고, 상기 약품 유로에서는 약품 토출 유로가 분기되고, 상기 유체 유로에서는 유체 토출 유로가 분기되고, 상기 약품 토출 유로들과 유체 토출 유로들은 각 분사 노즐에 연결되어 약품과 유체를 분사하는 분사장치를 제공한다.

상기 약품 유로와 유체 유로는 이중관 구조로 형성될 수 있다.

상기 분배기에는 다수의 분사 노즐이 설치되고, 상기 약품 유로에서는 다수의 약품 토출 유로가 형성되고, 상기 유체 유로에서는 다수의 유체 토출 유로가 형성될 수 있다.

상기 약품 토출 유로들과 유체 토출 유로들은 각 분사 노즐에 한 쌍씩 연결될 수 있다.

상기 분사 노즐의 끝단부에는 상기 약품 토출 유로의 약품과 유체 토출 유로의 유체가 혼합되도록 혼합 유로가 형성될 수 있다.

상기 분배기는, 약품 공급 유로와 유체 공급 유로가 형성된 공급관부; 및 상기 약품 공급 유로에 연결되는 약품 분배 유로와, 상기 유체 공급 유로에 연결되는 유체 분배 유로가 형성되고, 상기 분사 노즐이 다수 설치되는 분배 헤더;를 포함할 수 있다.

상기 공급관부는 약품 공급 유로를 형성하는 공급 파이프와, 상기 공급 파이프의 외측에 결합되어 유체 공급 유로를 형성하는 공급 하우징을 포함하고, 상기 분배 헤더는 약품 분배 유로를 형성하는 분배 파이프와, 상기 분배 파이프의 외측에 결합되어 유체 분배 유로를 형성할 수 있다.

상기 분사 노즐들은 분배 헤더의 상측에 배열되거나 또는 상측과 하측에 배열될 수 있다.

상기 분사 노즐들은 분배 헤더에 방사상으로 설치될 수 있다.

상기 분배 헤더에는 폐수가 통과할 수 있도록 다수의 구멍이 형성되고, 상기 분배 노즐들은 분배 헤더의 평면 방향과 나란하게 배치될 수 있다.

상기 분배 헤더는 환형으로 형성되고, 상기 분배 노즐들은 반경 방향에 나란하게 배치될 수 있다.

상기 약품 유로는 유체가 주입될 수 있도록 급기 배관과 연결될 수 있다.

상기 분사장치는, 약품을 펌핑하는 약품 펌프; 유체를 펌핑하는 유체 펌프; 상기 약품 펌프와 유체 펌프를 제어하는 펌프 제어반; 상기 약품 펌프에서 펌핑된 약품이 유입되는 약품 유로와, 상기 유체 펌프에서 펌핑된 유체가 유입되는 유체 유로가 형성되는 분배기; 및 상기 분배기에 배치되어 약품과 유체를 분사하는 분사 노즐;을 더 포함할 수 있다.

상기 분사장치는, 폐수와 약품 및 유체가 유입되는 샘플링 혼화기; 상기 샘플링 혼화기에서의 인 제거율을 측정하는 인 제거율 측정기; 상기 인 제거율 측정기에서 측정된 인 제거율이 목표치에 도달되었다고 판단되면 상기 펌프 제어반에 펌프 회전수에 관한 지시 신호를 출력하는 제어반;을 더 포함할 수 있다.

상기 펌프 제어반은 약품 공급 이전과 약품 공급 이후에 상기 분배기의 약품 유로에 유체를 주입하여 약품 유로를 청소할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 약품이 액적 상태로 유체와 함께 분사되고 폐수에 포말 및 와류가 형성되므로, 약품과 폐수의 혼합이 빨리 이루어지고 화학 반응이 촉진될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분사장치의 제1실시예를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 분사장치의 분배기를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 분사장치의 분배기와 분사 노즐을 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 분사장치의 제2실시예를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 분사장치의 제3실시예를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 분사장치의 제4실시예를 도시한 정면도이다.
도 7은 도 6의 분사장치를 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 분사장치의 제5실시예를 도시한 정면도이다.
도 9는 도 8의 분사장치의 분배기를 도시한 저면도이다.
도 10은 도 8의 분사장치의 분배기를 도시한 측면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 분사장치를 도시한 블럭도이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분사장치의 구체적인 실시예에 관해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 분사장치의 제1실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 분사장치의 제1실시예를 도시한 정면도이다. 도 2는 분사장치의 분배기를 도시한 평면도이다. 도 3은 분사장치의 분배기와 분사 노즐을 도시한 확대도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 분사장치는 크게 분배기(110,120)와 분사 노즐(130)을 포함할 수 있다.

상기 분배기(110,120)에는 약품 유로(111,121)와 유체 유로(113,123)가 독립적으로 형성된다. 여기서, 약품은 폴리염화알루미늄(PAC) 또는 폴리수산화염화황산알루미늄(PAHCS) 등 인(P: Phosphorous)을 제거하는 약품을 의미한다. 또한, 유체로는 공기가 적용될 수 있다.

상기 약품 유로(111,121)와 유체 유로(113,123)는 이중관 구조로 형성되거나 나란한 직선 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 약품 유로(111,121)와 유체 유로(113,123)는 분배기(110,120) 내에서 독립적으로 형성되므로, 상기 분배기 내에서 약품과 유체가 서로 혼합되지 않는다. 따라서, 분배기(110,120) 내에서는 약품과 유체가 화학 반응하지 않게 되어 젤리와 같이 응결되지 안는다. 따라서, 분배기(110,120) 내의 유로가 약품의 화학 반응에 의해 막히는 것을 방지할 수 있다.

상기 분배기(110,120)는 공급관부(110)와 분배 헤더(120)로 이루어질 수 있다. 상기 공급관부(110)는 용접 또는 나사결합 등 다양한 방식에 의해 분배 헤더(120)에 결합될 수 있다. 이때, 상기 분배 헤더(120)는 원형 배관 또는 다각형 배관 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 분배 헤더(120)는 공급관부(110)와 대략 수직하게 형성될 수 있다.

상기 공급관부(110)는 원형, 타원형 또는 다각형 단면으로 형성될 수 있다. 상기 상기 공급관부(110)에는 약품 공급 유로(111)와 유체 공급 유로(113)가 형성된다. 상기 약품 공급 유로(111)와 유체 공급 유로(113)는 이중관 형태로 형성되거나 나란한 직선 유로 형태로 형성될 수 있다. 상기 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)는 서로 연결되어 약품 유로(111,121)를 형성한다.

상기 공급관부(110)는 약품 공급 유로(111)를 형성하는 공급 파이프(115)와, 상기 공급 파이프(115)의 외측에 이격되게 설치되어 상기 공급 파이프(115)의 외측에 유체 공급 유로(113)를 형성하는 공급 하우징(117)을 포함할 수 있다. 상기 공급 파이프(115)와 공급 하우징(117)은 용접이나 체결부재 등에 의해 결합될 수 있다.

상기 분배 헤더(120)는 공급관부(110)에 대략 수직하게 결합될 수 있다. 이때, 상기 분배 헤더(120)는 공급관부(110)보다 단면이 큰 원형 배관 또는 다각형 배관 형태로 형성될 수 있다.

상기 분배 헤더(120)에는 약품 분배 유로(121)와 유체 분배 유로(123)가 형성된다. 상기 약품 분배 유로(121)는 약품 공급 유로(111)와 연결되고, 상기 유체 분배 유로(123)는 유체 공급 유로(113)와 연결된다. 상기 유체 공급 유로(113)와 유체 분배 유로(123)는 서로 연결되어 유체 유로(113,123)를 형성한다.

상기 분배 헤더(120)는 약품 분배 유로(121)를 형성하는 분배 파이프(125)와, 상기 분배 파이프(125)의 외측에 결합되어 상기 분배 파이프(125)의 외측에 유체 분배 유로(123)를 형성하는 분배 하우징(127)을 포함할 수 있다. 상기 분배 파이프(125)와 분배 하우징(127)은 용접이나 체결부재 등에 의해 결합될 수 있다.

상기 약품 분배 유로(121)와 유체 분배 유로(123)는 이중관 형태로 형성되거나 나란한 직선 유로 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 공급관부(110)의 유로들이 이중관 구조이면 상기 분배 헤더(120)의 유로들도 이중관 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 공급관부(110)의 유로들이 나란한 직선 유로 형태로 형성되면 상기 분배 헤더(120)의 유로들도 나란한 직선 유로 형태로 형성될 수 있다.

상기 공급관부(110)에는 약품 공급 유로(111)와 연통되도록 약품 배관(10)이 연결되고, 상기 약품 배관(10)에는 약품을 펌핑할 수 있도록 약품 펌프(미도시)가 설치될 수 있다. 이때, 상기 약품 배관(10)에는 약품 배관(10)을 개폐시킬 수 있도록 밸브(11)가 설치된다.

또한, 상기 공급관부(110)에는 급기 유로(113)와 연통되도록 급기 배관(20)이 연결되고, 상기 급기 배관(20)에는 유체 펌프(미도시)가 설치될 수 있다.

또한, 상기 약품 공급 유로(111)에는 유체를 주입할 수 있도록 연결관(30)이 연결될 수 있다. 이때, 상기 연결관(30)은 급기 배관(20)과 약품 배관(10) 사이에 연결되어 상기 약품 공급 유로(111)에 연결될 수 있다.

상기 연결관(30)과 급기 배관(20)의 연결부에는 상기 유체 펌프에서 공급된 유체를 급기 배관(20)이나 약품 배관(10) 측으로 절환시킬 수 있도록 개폐밸브(31)가 설치될 수 있다. 상기 개폐밸브(31)는 분사장치의 약품 공급 초기 또는 약품 공급 완료시 상기 급기 배관(20)의 유체를 약품 배관(10) 측으로 절환시킬 수 있다. 따라서, 상기 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)에 유체를 주입하여 상기 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)에 잔류된 약품을 완전히 제거함으로써 상기 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)에서 약품이 젤리(Jelly) 형태로 응결되는 것을 방지할 수 있다.

상기 분배기(120)의 상측에는 다수의 분사 노즐(130)이 설치된다. 상기 분사 노즐(130)들은 분배기(120)의 상측에 일렬 또는 다수 열로 배열될 수 있다. 이러한 분사 노즐(130)의 배열 수는 약품의 적정 분사량에 따라 적절하게 설계될 수 있다.

상기 약품 분배 유로(121)에는 다수의 약품 토출 유로(122)가 분기되고, 상기 유체 분배 유로(123)에는 다수의 유체 토출 유로(124)가 분기된다.

상기 약품 토출 유로(122)와 유체 토출 유로(124)들은 각 분사 노즐에 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 약품 토출 유로(122)들과 유체 토출 유로(124)들은 한 쌍씩 이중관 구조로 형성되어 각 분사 노즐(130)에 연결될 수 있다. 상기 각 분사 노즐(130)의 끝단부에는 약품과 유체가 혼합될 수 있도록 혼합 유로(131)가 형성되어 약품과 유체가 동시에 분사된다.

상기 분사 노즐(130)에서는 약품이 유체의 분사 압력에 의해 미세한 액적 형태로 분사되고, 유체가 폐수에 분사됨에 의해 포말과 와류가 형성된다. 따라서, 상기 약품이 포말과 와류에 액적 상태로 분사됨에 의해 약품이 폐수와 균일하게 혼합되고 빠른 시간 내에 화학 반응이 일어나도록 할 수 있다.

또한, 상기 분사 노즐(130)들은 분배기(120)가 하수 처리장의 침전조(1)에 침수될 때에 폐수의 유동방향과 수직하게 배치될 수 있다. 상기 분사 노즐(130)은 폐수의 유동방향에 수직하도록 약품과 유체를 분사함에 의해 약품과 폐수에 함유된 인의 반응 효율을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 분사장치의 제1실시예의 작용에 관해 설명하기로 한다.

약품 투입 초기에는, 상기 연결관(30)의 개폐밸브(31)가 개방되어 급기 배관(20)의 유체를 연결관(30)을 통하여 약품 배관(10)으로 절환시킨다. 이때, 상기 약품 펌프(미도시)는 정지된 상태에 있다.

상기 약품 배관(10)에 공급된 유체는 약품 펌프의 압력에 의해 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)에 잔류된 약품을 제거한다. 따라서, 상기 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)는 약품 초기 투입시 깨끗하게 청소된다. 여기서, 상기 청소 시간은 제어부에 기 설정되어 있다.

약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)의 청소가 완료되면, 상기 연결관(30)의 개폐밸브(31)가 연결관(30)의 유로를 폐쇄시킨다.

약품 공급시에는, 상기 약품 펌프가 가동되어 상기 약품 공급 유로(111)에 약품을 공급하고, 상기 유체 펌프가 가동되어 상기 급기 유로(113)에 유체를 공급한다. 이때, 약품은 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)를 따라 분사 노즐(130)로 유동되고, 유체는 급기 유로(113)와 유체 분배 유로(123)를 따라 분사 노즐(130)로 유동된다. 또한, 약품과 유체가 독립적인 유로를 따라 독립적으로 유동되므로 상기 약품과 유체가 혼합되지 않는다. 따라서, 약품이 유체와 유로상에서 반응하여 응고되는 것을 방지함으로써 상기 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)가 막히는 것을 방지할 수 있다.

상기 분사 노즐(130)로 유동된 약품과 유체는 혼합 유로(131)에 유입되면서 혼합된다. 혼합된 약품과 유체는 폐수의 유동방향에 수직하도록 분사된다.

이때, 약품은 유체와 함께 분사되므로 분사 노즐(130)의 끝단부에서 유체의 분사 압력에 의해 미세한 액적 상태로 분사되어 빠른 시간 내에 폐수와 접촉 및 화학 반응하게 된다. 또한, 유체가 폐수에 분사될 때에 폐수에는 포말 및 와류가 형성되어 상기 액적 상태의 약품이 폐수와 보다 원활하게 혼합되고 및 화학 반응을 일으키도록 한다.

폐수에 함유된 인을 약품에 의해 제거하는 공정이 완료되면, 상기 약품 펌프가 정지되고 상기 유체 펌프는 가동된다. 그리고, 상기 연결관(30)의 개폐밸브(31)는 급기 배관(20)의 유체를 약품 배관(10)으로 절환시킨다.

상기 약품 배관(10)에 공급된 유체는 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)를 따라 유동되면서 잔류된 약품을 제거한다. 이렇게 청소된 잔류 약품은 분사 노즐(130)을 통해 폐수로 분사된다. 따라서, 상기 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)는 약품 공급이 완료된 이후에 깨끗하게 청소될 수 있다. 여기서, 약품 공급 유로(111)와 약품 분배 유로(121)의 청소 시간은 제어부(미도시)에 기 설정되어 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 분사장치의 제2실시예에 관해 설명하기로 한다.

제2실시예는 제1실시예에 비해 분사 노즐의 설치 형태를 제외하고는 거의 동일한 구성을 가지므로, 아래에서는 제1실시예와 동일한 구성에 관해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 그 설명을 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 분사장치의 제2실시예를 도시한 정면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 분배 헤더(120)는 원통형 또는 다각형 배관 형태로 형성되고, 상기 분배 헤더(120)의 상측과 하측에는 다수의 분사 노즐(130)이 배열될 수 있다. 이때, 상기 분사 노즐(130)들은 분배 헤더(120)의 상측과 하측에 일렬 또는 다수 열로 배열될 수 있다.

상기 분배 헤더(120)는 침전조(1)에 침전되어 상측과 하측으로 약품과 유체를 동시에 분사한다. 이때, 침전조(1)의 바닥에는 침전물이 침전되어 있으므로, 침전물이 상측으로 부유하지 않을 정도로 유체의 분사 압력이 조절되어야 할 것이다.

상기 다수의 분사 노즐(130) 중 일부 분사 노즐을 캡에 의해 폐쇄시킨 후 약품을 분사할 수 있다. 예를 들면, 상기 분배 헤더(120)의 하측에 위치된 분사 노즐(130)을 캡으로 폐쇄하여 상기 분배 헤더(120)의 상측으로만 약품과 유체가 분사되도록 할 수 있다.

상기 제2실시예는 분배 헤더(120)의 상측과 하측에 분사 노즐(130)들이 설치되는 점을 제외하고는 제1실시예와 실질적으로 동일하므로, 그 작용에 대한 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 분사장치의 제3실시예에 관해 설명하기로 한다.

제3실시예는 제1실시예에 비해 분사 노즐의 설치 형태를 제외하고는 거의 동일한 구성을 가지므로, 아래에서는 제1실시예와 동일한 구성에 관해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 그 설명을 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 분사장치의 제3실시예를 도시한 측면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 분배 헤더(220)는 원형 또는 다각형 배관 형태로 형성되고, 상기 분배 헤더(220)에는 다수의 분사 노즐(230)들이 방사형으로 형성될 수 있다.

상기 분배 헤더(220)는 약품 분배 유로(221)를 형성하는 분배 파이프(225)와, 상기 분배 파이프(225)의 외측에 이중관 구조로 결합되어 상기 약품 분배 유로(221)와 독립적으로 구획되도록 유체 분배 유로(223)를 형성하는 분배 하우징(227)을 포함한다. 상기 약품 분배 유로(221)는 공급관부(110)의 약품 공급 유로(111)와 연결되고, 상기 유체 분배 유로(223)는 공급관부(110)의 유체 공급 유로와 연결될 수 있다.

상기 약품 분배 유로(221)에는 다수의 약품 토출 유로(222)가 방사상으로 돌출되게 형성되고, 상기 유체 분배 유로(223)에는 다수의 유체 토출 유로(224)가 방사상으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 상기 약품 토출 유로(222)들과 유체 토출 유로(224)들은 한 쌍씩 이중관 구조로 형성되어 각 분사 노즐(230)에 연결된다.

상기 분사 노즐(230)에는 약품 토출 유로(222)와 유체 토출 유로(224)의 약품과 유체가 혼합되도록 혼합 유로(231)가 형성될 수 있다. 상기 혼합 유로(231)는 길이가 현저히 짧기 때문에 약품과 유체의 화학 반응은 거의 일어나지 않는다.

상기 분배 노즐(220)은 분사 노즐(230)들 중에서 폐수의 유동 방향과 수직하지 않은 부분을 캡(미도시)으로 폐쇄시킴으로써 일부의 분사 노즐(230)을 통해서만 약품과 유체가 분사되도록 할 수 있다. 이러한 구조의 분배 노즐(220)는 약품의 분사 방향을 원하는 대로 조절할 수 있으므로 하수 처리장의 다양한 곳에 적용이 가능하다.

예를 들면, 분배 헤더(220)가 하수 처리장의 침전조(1)에 설치될 경우, 상기 분배 헤더(220)의 하측을 향하는 분사 노즐(230)과 폐수의 유동 방향과 평행한 분사 노즐(230)을 폐쇄할 수 있다. 이때, 침전조(1)의 하측으로는 약품과 유체가 분사되지 않으므로, 상기 침전조(1)의 바닥에 침전된 이물질이 상측으로 부유하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 분배 헤더(220)가 하수 처리장의 하수로(2)나 하수관(3)에 설치될 경우, 상기 분사 노즐(230)들 중에서 폐수와 수직한 방향을 향하는 분사 노즐(230)들만을 개방시키거나 모든 분사 노즐(230)을 개방시킬 수 있다. 따라서, 약품이 폐수의 모든 방향으로 분사되어 약품이 폐수에 균일하게 혼합되도록 할 수 있다.

상기 제3실시예는 분사 노즐(230)들이 방사상으로 설치되는 점을 제외하고는 제1실시예와 실질적으로 동일하므로, 그 작용에 관한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 분사장치의 제4실시예에 관해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 분사장치의 제4실시예를 도시한 정면도이다. 도 7은 분사장치를 도시한 측면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 인 제거 장치의 분배 헤더(320)는 하수로나 하수관의 형태에 대응된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 하수로가 사각형 형태로 형성되는 경우, 상기 분배 헤더(320)는 사각형 프레임의 내측에 가로 세로 형태의 연결 프레임이 연결되어 격자 형태를 이룰 수 있다. 또한, 하수로가 원형으로 형성된 경우, 분배 헤더(320)는 전체적으로 원호 형태로 형성될 수 잇다.

상기 분배 헤더(320)에는 폐수가 통과할 수 있도록 다수의 구멍이 형성된 형태로 형성될 수 있다. 상기 구멍들은 원형 또는 다각형 형태로 형성될 수 있다.

상기 분배 헤더(320)는 격자 형태의 약품 분배 유로(321)를 형성하는 분배 파이프(325)와, 상기 분배 파이프(325)의 외측에 겹쳐지게 결합되어 분배 파이프(325)의 외측에 유체 분배 유로(323)를 형성하는 분배 하우징(327)을 포함한다. 이때, 상기 약품 분배 유로(321)와 유체 분배 유로(323)는 이중관 구조로 형성될 수 있다. 상기한 분배 파이프(325)와 분배 하우징(327)은 용접이나 체결부재 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

상기 분배 파이프(325)에는 공급관부(110)의 약품 공급 유로(111)와 연결되도록 제1결합공(321a)이 형성되고, 상기 분배 하우징(327)에는 공급관부(110)의 급기 유로(113)와 연결되도록 제2결합공(323a)이 형성된다. 이때, 상기 제1결합공(321a)과 제2결합공(323a)은 동심원 형태로 형성된다. 상기 분배 헤더(320)와 공급관부(110)는 용접이나 체결부재에 의해 결합될 수 있다.

상기 약품 분배 유로(321)의 양측에는 다수의 약품 토출 유로(322)가 돌출되게 형성되고, 상기 유체 분배 유로(323)의 양측에는 다수의 유체 토출 유로(324)가 돌출되게 형성된다. 이때, 상기 약품 분배 유로(321)들과 유체 분배 유로(323)들은 한 쌍씩 이중관 구조로 형성되어 각 분배 노즐(330)에 연결된다.

상기 분배 헤더(320)의 평면 방향과 나란하도록 다수의 분사 노즐(330)이 형성되어 상기 분배기(320)가 침전조(1)에 잠길 때에 다수의 분사 노즐(330)들은 폐수의 유동방향에 수직하도록 약품을 분사한다.

또한, 상기 분배 헤더(320)는 지지부재(325)에 의해 공급관부(110)와 결합된다. 상기 지지부재(325)는 하수로(2) 상에서 분배 헤더(320)에 작용하는 수압에 의해 분배 헤더(320)가 변형되거나 파손되는 것을 방지한다.

상기 분배 헤더(320)는 하수로(2)의 단면적을 격자 형태로 나누어 약품을 분사하므로, 약품의 분사 거리가 짧아짐에 따라 약품과 폐수의 접촉 면적을 현저히 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 약품과 폐수의 접촉 면적이 현저히 증가하므로 약품과 유체의 분사 압력을 감소시키더라도 폐수와 약품의 혼합 및 화학 반응 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 폐수가 분배 헤더(320)를 통과할 때에 분배 헤더(320)에 충돌하므로 폐수에서 와류의 형성을 촉진시킬 수 있으므로, 약품과 폐수가 보다 균일하게 혼합될 수 있다.

상기한 제4실시예는 약품과 유체를 동시에 분사하는 점에서 제1실시예와 실질적으로 동일하므로, 그 작용에 관한 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 분사장치의 제5실시예에 관해 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 분사장치의 제5실시예를 도시한 정면도이다. 도 9는 분사장치의 분배 헤더를 도시한 저면도이다. 도 10은 분사장치의 분배 헤더를 도시한 측면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 분사장치는 하수 처리장의 하수관(50) 내부에 설치될 수 있다.

상기 하수관(50)은 분배 헤더(420) 설치 부분이 확관된 구조를 갖는다. 이때, 상기 하수관(50)에는 폐수가 유입되는 폐수 유입구(3a)가 형성된다. 또한, 상기 하수관(50)에는 분뇨가 유입되는 분뇨 유입구(3a)가 형성될 수 있다. 상기 폐수 유입구(3a)와 분뇨 유입구(3b)는 분배 헤더(420)의 상류측에 설치된다.

상기 분사장치는 공급관부(110)와 분배 헤더(420) 및 다수의 분사 노즐(430)을 포함한다.

상기 공급관부(110)에는 약품 공급 유로(111)와 급기 유로(113)가 독립적으로 형성된다. 이때, 상기 약품 공급 유로(111)와 급기 유로(113)는 이중관 구조로 형성될 수 있다.

상기 분배 헤더(420)는 전체적으로 원호 형태로 형성되어 약품 분사 유로를 형성하는 분배 파이프(425)와, 상기 분배 파이프(425)에 겹쳐지게 결합되어 상기 분배 파이프(425)의 외측에 유체 분배 유로(423)를 형성하는 분배 하우징(427)을 포함한다. 또한, 상기 분배 파이프(425)의 내주면에는 다수의 지지부재가 교차하고, 상기 지지부재의 교차 부분에는 연결부재(425)가 설치된다.

상기 지지부재의 내측에는 약품 분배 유로(421)와 유체 분배 유로(423)와 연결되도록 이중관 형태의 유로가 형성된다. 또한, 상기 연결부재(425)에는 공급관부(110)의 약품 공급 유로(111)와 연결되는 제1결합공(421a)이 형성되고 공급관부(110)의 급기 유로(113)와 연결되는 제2결합공(423a)이 형성된다. 상기 제1,2결합공(421a,423a)은 동심원 형태로 형성된다.

상기 분배 헤더(420)의 분배 하우징(427)에는 반경 방향에 나란하게 다수의 분사 노즐(430)이 배치된다.

상기 약품 분배 유로(421)의 내주면과 외주면에는 다수의 약품 토출 유로(422)가 방사상으로 형성되고, 상기 유체 분배 유로(423)의 내주면과 외주면에는 다수의 유체 토출 유로(424)가 방사상으로 형성된다. 이때, 상기 약품 토출 유로(422)들과 유체 토출 유로(424)들은 한 쌍씩 이중관 구조로 형성되어 각 분배 노즐에 연결된다.

또한, 상기 각 분사 노즐(430)의 끝단부에는 약품 토출 유로(422)와 유체 토출 유로(424)의 약품과 유체가 혼합되도록 혼합 유로(431)가 형성된다.

상기 분배 헤더(420)는 원호형 프레임의 내측과 외측을 통해 폐수가 유동되므로, 약품의 분사 거리가 상대적으로 감소될 수 있다. 따라서, 약품이 상대적으로 낮은 압력으로 분사되더라도 폐수에 균일하게 혼합되고 화학 반응을 현저히 촉진시킬 수 있다. 또한, 약품과 폐수의 접촉 면적을 현저히 증가시킬 수 있다. 또한, 폐수가 분배 헤더(420)를 통과할 때에 분배 헤더(420)에 충돌하므로 폐수에서 와류의 형성을 촉진시킬 수 있으므로, 약품과 폐수가 보다 균일하게 혼합될 수 있다.

상기 하수관(50)에서 약품과 화학 반응을 일으킨 폐수는 침전조 또는 하수로 에 배출될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 분사장치를 설명하기로 한다. 상기 분사장치에는 본 발명에 따른 제1실시예 내지 제5실시예의 분사장치가 모두 적용 가능하지만, 아래에서는 제1실시예가 분사장치에 적용된 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명에 따른 분사장치의 실시예가 설치되는 분사 시스템을 도시한 블럭도이다.

도 1 및 도 11을 참조하면, 상기 분사장치는 약품을 펌핑하는 약품 펌프(77)와, 유체를 펌핑하는 유체 펌프(72)와, 상기 약품 펌프(77)와 유체 펌프(72)를 제어하는 펌프 제어반(71)과, 상기 약품 펌프(77)에서 펌핑된 약품이 유입되는 약품 유로(111,121)와 상기 유체 펌프(72)에서 펌핑된 유체가 유입되는 유체 유로(113,123)가 형성되는 분배기(110,120)와, 상기 분배기에 배치되어 약품과 유체를 동시에 분사하는 분사 노즐(130)을 더 포함할 수 있다.

상기 분사장치에는 폐수와 약품가 유입되는 샘플링 혼화기(63)와, 상기 샘플링 혼화기에 오폐수 슬러지를 펌핑하여 투입하는 오폐수슬러지 샘플펌프(61)와, 상기 샘플링 혼화기에 약품을 펌핑하여 투입하는 약품 펌프(67)와, 상기 샘플링 혼화기에서의 인 제거율을 측정하는 인 제거율 측정기(65)와, 상기 인 제거율 측정기에서 측정된 인 제거율이 목표치에 도달되었다고 판단되면 상기 펌프 제어반(71)에 약품 주입률 지시 신호를 출력하는 제어반(66)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 약품 주입률 지시 신호는 단위 시간당 약품의 주입량을 의미한다.

이때, 상기 샘플링 혼화기(63)에서 약품과 오폐수가 서로 혼합된 다음에 인 제거율 측정기(65)로 배출되면, 상기 인 제거율 측정기(65)는 인 제거율을 측정하여 약품 주입률 지시신호를 제어반(66)으로 출력한다.

또한, 상기 제어반(66)은 인 제거율이 미리 설정된 인 제거율 목표치에 도달되지 않는다고 판단되면, 상기 약품 펌프(67)를 다시 구동하여 샘플링 혼화기(63)에 약품을 추가로 투입한다.

그리고, 인 제거율이 원하는 목표치에 도달된 경우, 약품 펌프(67)의 투입량에 비례하도록 약품 주입률 지시 신호를 펌프 제어반(71)으로 출력한다.

이때, 상기 펌프 제어반(71)은 유체 펌프(77)를 가동시켜 상기 분사장치의 약품 유로(111,121)에 유체를 투입한다. 그러면, 유체가 약품 유로(111,121)를 이동하면서 약품 유로(111,121)를 깨끗하게 청소한다.

그리고, 상기 펌프 제어반(71)은 약품 펌프(77)의 약품 투입량에 적합하도록 약품 펌프(77)를 미리 설정된 회전 속도로 구동시킴과 아울러 상기 약품의 투입량에 적합하도록 유체 펌프(72)를 미리 설정된 회전 속도로 구동시킨다. 따라서, 상기 분사장치에는 약품과 유체가 약품 유로와 유체 유로를 따라 유동되므로, 약품과 유체는 분배장치 내에서 혼합되지 않는다.

상기 분배장치의 약품과 유체는 분사 노즐(130)을 통해 폐수로 분사된다. 이때, 약품과 유체는 분사 노즐(130)의 끝단부의 혼합 노즐(131)에서 혼합된 후 폐수로 분사되어 폐수에 함유된 인 성분을 제거한다.

한편, 폐수에 함유된 인이 완전히 제거된 경우, 상기 분사장치는 폐수에 약품 공급을 중단한다. 그리고, 약품 공급이 완료되면 상기 펌프 제어반(71)은 유체 펌프(72)를 가동하여 약품 유로(111,121)에 유체를 투입하여 청소한다. 또한, 상기 약품 유로의 청소가 완료되면 상기 펌프 제어반(71)은 유체 펌프(72)를 중단시킨다.

상기와 같이, 샘플링 혼화기(63)에서 인 제거율에 따라 약품의 적합한 투입량을 미리 결정하고, 상기 약품 투입량이 결정되면 침전조, 하수로 또는 하수관의 폐수에 약품을 적절하게 투입한다. 따라서, 약품의 과다하거나 과소한 투입을 방지할 수 있다.

10: 약품 배관 20: 급기 배관
30: 연결관 110: 공급관부
111: 약품 공급 유로 113: 급기 유로
115: 공급 파이프 117: 공급 하우징
120: 분배 헤더 121: 약품 분배 유로
123: 유체 분배 유로 122: 약품 토출 유로
124: 유체 토출 유로 130: 분사 노즐
131: 혼합 유로

Claims

약품 유로와 유체 유로가 형성되는 분배기;
상기 분배기에 설치되는 분사 노즐을 포함하고,
상기 약품 유로에서는 약품 토출 유로들이 분기되고,
상기 유체 유로에서는 유체 토출 유로들이 분기되고,
상기 약품 토출 유로들과 유체 토출 유로들은 각 분사 노즐에 연결되어 약품과 유체를 분사하는 분사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 약품 유로와 유체 유로는 이중관 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 분배기에는 다수의 분사 노즐이 설치되고,
상기 약품 유로에서는 다수의 약품 토출 유로가 형성되고,
상기 유체 유로에서는 다수의 유체 토출 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 3 항에 있어서,
상기 약품 토출 유로들과 유체 토출 유로들은 각 분사 노즐에 한 쌍씩 연결되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 분사 노즐의 끝단부에는 상기 약품 토출 유로의 약품과 유체 토출 유로의 유체가 혼합되도록 혼합 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 분배기는:
약품 공급 유로와 유체 공급 유로가 형성된 공급관부; 및
상기 약품 공급 유로에 연결되는 약품 분배 유로와, 상기 유체 공급 유로에 연결되는 유체 분배 유로가 형성되고, 상기 분사 노즐이 다수 설치되는 분배 헤더;를 포함하는 분사장치.
제 6 항에 있어서,
상기 공급관부는 약품 공급 유로를 형성하는 공급 파이프와, 상기 공급 파이프의 외측에 결합되어 유체 공급 유로를 형성하는 공급 하우징을 포함하고,
상기 분배 헤더는 약품 분배 유로를 형성하는 분배 파이프와, 상기 분배 파이프의 외측에 결합되어 유체 분배 유로를 형성하는 분배 하우징을 포함하는 분사장치.
제 6 항에 있어서,
상기 분사 노즐들은 분배 헤더의 상측에 배열되거나 또는 상측과 하측에 배열되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 6 항에 있어서,
상기 분사 노즐들은 분배 헤더에 방사상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 6 항에 있어서,
상기 분배 헤더에는 폐수가 통과할 수 있도록 다수의 구멍이 형성되고,
상기 분배 노즐들은 분배 헤더의 평면 방향과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 6 항에 있어서,
상기 분배 헤더는 환형으로 형성되고,
상기 분배 노즐들은 반경 방향에 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 약품 유로는 유체가 주입될 수 있도록 급기 배관과 연결되는 것을 특징으로 하는 분사장치.
제 1 항에 있어서,
약품을 펌핑하는 약품 펌프;
유체를 펌핑하는 유체 펌프;
상기 약품 펌프와 유체 펌프를 제어하는 펌프 제어반;
상기 약품 펌프에서 펌핑된 약품이 유입되는 약품 유로와, 상기 유체 펌프에서 펌핑된 유체가 유입되는 유체 유로가 형성되는 분배기; 및
상기 분배기에 배치되어 약품과 유체를 분사하는 분사 노즐;을 더 포함하는 분사장치.
제 13 항에 있어서,
폐수와 약품 및 유체가 유입되는 샘플링 혼화기;
상기 샘플링 혼화기에서의 인 제거율을 측정하는 인 제거율 측정기;
상기 인 제거율 측정기에서 측정된 인 제거율이 목표치에 도달되었다고 판단되면 상기 펌프 제어반에 펌프 회전수에 관한 지시 신호를 출력하는 제어반;을 더 포함하는 분사장치.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 펌프 제어반은 약품 공급 이전과 약품 공급 이후에 상기 분배기의 약품 유로에 유체를 주입하여 약품 유로를 청소하는 것을 특징으로 하는 분사장치.