KR101194028B1 - 필터 부재를 포함하는 원심 분리형 오수 정화 장치. - Google Patents

필터 부재를 포함하는 원심 분리형 오수 정화 장치. Download PDF

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이수영
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(주)엔지에스티
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Abstract

본 발명은 원심 분리형 오수 정화 장치에 관한 것으로서, 오염물을 함유하는 오수로부터 오염물을 분리하는 정화 장치로서, 상기 오수가 유입되는 오수유입관; 상기 오수유입관과 연결되며, 상기 오수유입관으로부터 유입되어 분사된 오수를 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 상기 오수로부터 상기 오염물을 분리시켜, 상기 오수를 1차적으로 정화하는 원심형 고액 분리 유닛; 상기 원심형 고액 분리 유닛과 연결되며, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 정화된 오수를 2차적으로 정화할 수 있도록, 미세한 구멍이 다수 형성된 구조의 필터 부재; 상기 필터 부재에 의하여 2차적으로 정화된 오수가 외부로 유출되는 오수유출관; 상기 필터 부재를 세척하는 세척 유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 비중 차이가 큰 오염물은 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 제거되고, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 제거되지 않고 남은 오염물은 상기 필터 부재에 의하여 제거될 수 있어, 오수에 함유된 다양한 종류의 오염물을 효과적으로 제거할 수 있고, 상기 필터 부재에 부착된 오염물의 세척이 용이하다는 장점이 있다.

Description

필터 부재를 포함하는 원심 분리형 오수 정화 장치.{Apparatus for purificating polluted water by centrifugation with filters.}
본 발명은 원심 분리형 오수 정화 장치에 관한 것으로서, 특히 오수에 함유된 오염물 제거 효율이 증가되고 동시에 필터 부재에 부착된 오염물의 세척이 용이한 원심 분리형 오수 정화 장치에 관한 것이다.
본 발명은 환경부 및 (주)엔지에스티의 차세대 에코이노베이션 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제고유번호: 405-111-017, 과제명: 하수처리장에서의 가용화 하수슬러지 감량화와 그에 따른 하수유출수질 저감 시스템 개발]
오수 내에 함유된 고형의 오염물을 제거하여 정화하는 방법으로는, 오수의 종류나 내용에 따라 크게, 고체액체분리법, 물리화학적 처리법, 생물학적 처리법, 열처리법 등으로 나눌 수 있다.
오수에 함유된 오염물을 분리 회수하기 위하여 고체액체분리법이 많이 사용되는데, 상기 고체액체분리법으로는 중력침강법, 원심분리법, 여과법 등이 있다.
상기 중력침강법은 중력을 이용하는 것으로서, 처리비용이 싸고 운전관리가 쉬워서 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 이러한 중력침강법은 오염물의 침강분리효율이 침전탱크의 면적에 의존하므로 처리장치의 설치면적에 제약을 받는 곳에서는 사용하기 어려우면, 고액분리에 장시간이 걸린다는 문제점이 있다.
그리하여, 고액분리 효율이 높은 원심분리법을 이용하는 오수 정화 장치가 더 많이 사용되고 있는데 대표적인 것이 원심형 고액 분리 장치의 일종인 하이드로사이클론(Hydrocyclone)을 이용하는 방법이다.
한편, 상기 원심분리법은, 유체의 자연적 수두차나 펌프력에 의하여 발생되는 원심력을 이용하여 고액분리(solid-liquid separation)하므로, 중력침강법에 비해 장치의 설치면적이 줄어드는 장점이 있으나, 원심력으로 분리할 고체와 액체의 비중 차이가 적을 경우나 오염물이 많을 경우 효율이 떨어지는 문제점이 있어, 다양한 종류의 필터(filter)를 사용하는 여과법을 함께 사용하는 것이 요구된다.
그러나, 처리효율을 증대시키기 위해 원심분리법과 여과법을 동시에 사용할 경우, 사용 시간이 경과함에 따라 상기 필터에 누적되는 오염물로 인하여 상기 필터가 막히는 문제가 발생하므로, 오수 정화 장치의 가동을 중단한 상태에서 사용자가 수작업을 통하거나 별도의 장치를 이용하여, 상기 필터에 누적된 오염물을 정기적으로 세척하여 제거해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 오수에 함유된 오염물 제거 효율이 증가되고 동시에 필터 부재에 부착된 오염물의 세척이 용이할 수 있도록 구조가 개선된 원심 분리형 오수 정화 장치를 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원심 분리형 오수 정화 장치는, 오염물을 함유하는 오수로부터 오염물을 분리하는 정화 장치로서, 상기 오수가 유입되는 오수유입관; 상기 오수유입관과 연결되며, 상기 오수유입관으로부터 유입되어 분사된 오수를 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 상기 오수로부터 상기 오염물을 분리시켜, 상기 오수를 1차적으로 정화하는 원심형 고액 분리 유닛; 상기 원심형 고액 분리 유닛과 연결되며, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 정화된 오수를 2차적으로 정화할 수 있도록, 미세한 구멍이 다수 형성된 구조의 필터 부재; 상기 필터 부재에 의하여 2차적으로 정화된 오수가 외부로 유출되는 오수유출관; 상기 필터 부재를 세척하는 세척 유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 내부에 수납된 상기 필터 부재에 의하여, 상기 필터 부재의 내측 공간과 상기 필터 부재의 외측 공간으로 분리된 내부 공간을 가지는 용기인 상부 본체;를 구비하며, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 1차적으로 정화된 오수는, 상기 필터 부재의 내측 공간으로 유입되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 상부 본체의 하단부에 연결되는 용기로서, 상기 필터 부재에 의하여 2차적으로 정화된 오수가 상단부로부터 유입되어 저장되며, 하단부에 상기 오수유출관을 구비하는 하부 본체; 상기 하부 본체의 내부 공간에 채워져 있는 여과재;를 구비하며, 상기 필터 부재에 의하여 2차적으로 정화된 오수는, 상기 여과재를 통과함으로써 3차적으로 정화되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 원심형 고액 분리 유닛은, 상단부에 마련되며 상기 오수유입관으로부터 유입된 오수가 1차적으로 정화된 오수가 배출되는 상측 배출구; 하단부에 마련되며, 상기 오수로부터 분리된 오염물이 배출되는 하측 배출구;를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 필터 부재는 원통형 부재이며, 상기 필터 부재의 내측 공간과 상기 필터 부재의 외측 공간으로 분리된 내부 공간을 가지는 용기인 상부 본체를 구비하며, 상기 세척 유닛은, 상기 필터 부재의 내측 공간에 배치되며, 상기 필터 부재의 중심축을 기준으로 회전가능하게 마련되는 세척 본체부; 상기 필터 부재의 내측 공간에 배치되며, 상기 세척 본체부로부터 상기 필터 부재의 반경 방향으로 길게 연장되어, 끝단부가 상기 필터 부재의 내주면에 근접하여 배치되며, 상기 필터 부재의 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상 마련된 날개부;를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 날개부들 중 적어도 하나는, 끝단부가 회전됨으로써, 상기 필터 부재의 내주면에 부착된 오염물을 교란시켜 세척하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 원심형 고액 분리 유닛은, 1차적으로 정화된 오수가 배출되는 관형 부재로서, 상단부로부터 실질적으로 수직하게 돌출된 상측 배출구를 구비하며, 상기 날개부들 중 적어도 하나는, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 1차적으로 정화된 오수를 상기 필터 부재의 내주면에 분사하는 노즐공을 구비하며, 상기 세척 본체부는, 상기 원심형 고액 분리 유닛의 상측 배출구와 상기 노즐공을 연통시키는 내부 통로를 구비하고, 상기 원심형 고액 분리 유닛의 상측 배출구에 회전가능하게 결합되어 있으며, 상기 노즐공으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 필터 부재의 내주면에 부착된 오염물을 세척하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 노즐공으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 날개부들 중 적어도 하나는, 끝단부에 상기 필터 부재의 내주면에 접촉하는 브러시가 결합되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 세척 본체부에는, 인력에 의하여 회전구동될 수 있는 회전 손잡이가 부착되어 있으며, 상기 회전 손잡이에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것일 수도 있다.
여기서, 상기 세척 본체부에는, 풍력에 의하여 회전구동될 수 있는 풍력 터빈이 부착되어 있으며, 상기 풍력 터빈에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것일 수도 있다.
여기서, 상기 세척 본체부에는, 수력에 의하여 회전구동될 수 있는 수력 터빈이 부착되어 있으며, 상기 수력 터빈에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것일 수도 있다.
여기서, 상기 세척 본체부에는, 전력에 의하여 회전구동될 수 있는 회전 모터가 부착되어 있으며, 상기 회전 모터에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것일 수도 있다.
여기서, 상기 세척 유닛에 의하여 세척된 오염물을 외부로 배출시킬 수 있도록, 일단부는 상기 필터 부재의 내측 공간에 위치하고 타단부는 외부에 위치하는 관형 부재인 세척 오염물 배출관; 상기 세척 오염물 배출관의 타단부에 마련된 세척 오염물 배출 밸브;를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 배출된 오염물이 임시 저장되는 오염물 저장 용기를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 유입되어 분사되는 오수를 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 상기 오수로부터 상기 오염물을 분리시켜, 상기 오수를 1차적으로 정화하는 원심형 고액 분리 유닛과, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 정화된 오수를 2차적으로 정화할 수 있도록 미세한 구멍이 다수 형성된 구조의 필터 부재와, 상기 필터 부재를 세척하는 세척 유닛을 구비함으로써, 오수에 함유된 오염물 제거 효율이 증가되고 동시에 필터 부재에 부착된 오염물의 세척이 용이하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 원심 분리형 오수 정화 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 수직단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 III-III선 방향의 수평단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 IV-IV선 방향의 수평단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 V-V선 방향의 측면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 구동 상태를 설명하기 위한 수직단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 구동 상태를 설명하기 위한 수평단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예인 원심 분리형 오수 정화 장치의 수직단면도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 원심 분리형 오수 정화 장치의 정면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 수직단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 원심 분리형 오수 정화 장치의 III-III선 방향의 수평단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 고형의 오염물(S)을 함유하는 오수로부터 상기 오염물(S)을 분리하는 정화 장치로서, 하부 본체(10)와, 상부 본체(20)와, 오염물 저장 용기(30)와 원심형 고액 분리 유닛(40)과, 필터 부재(60)과, 세척 유닛(50)을 포함하여 구성된다.
상기 하부 본체(10)는, 상기 필터 부재(60)에 의하여 2차적으로 정화된 오수가 유입되어 저장되는 용기로서, 상단부가 개방된 원형 파이프 형상이며, 상단부 외주면 테두리에는 상부 플랜지(11)가 형성되어 있으며, 하단부 외주면 테두리에는 하부 플랜지(12)가 형성되어 있다.
상기 하부 본체(10)의 하단부에는, 내부 공간(14)에 저장된 오수가 외부로 배출되는 오수유출관(13)이 형성되어 있다.
상기 하부 본체(10)의 상단부에는, 외부로부터 정화해야 할 처리원수인 오수가 유입되는 오수유입관(45)이 관통하고 있다.
상기 하부 본체(10)의 내부에는 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)이 수직하게 장착되어 있으며, 상기 하부 본체(10)의 내주면과 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 외주면 사이의 내부 공간(14)에는 다수 개의 입자형 여과재(미도시)가 채워져 있다.
상기 상부 본체(20)는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 1차적으로 정화된 오수가 유입되어 저장되는 용기로서, 상단부가 개방된 원형 파이프 형상이며, 상단부 외주면 테두리에는 상부 플랜지(21)가 형성되어 있으며, 하단부 외주면 테두리에는 하부 플랜지(22)가 형성되어 있다.
상기 상부 본체(20)의 하부 플랜지(22)가 상기 하부 본체(10)의 상부 플랜지(11)와 나사결합됨으로써, 상기 상부 본체(20)의 하단부는 상기 하부 본체(10)의 상단부와 연결되어 있다.
상기 상부 본체(20)의 바닥면에는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 하부 본체(10)의 내부 공간(14)과 상기 상부 본체(20)의 내부 공간을 서로 연통시키는 연결공(24)이 형성되어 있다.
상기 상부 본체(20)의 상부 플랜지(21)가 원판 형상의 덮개 부재(23)의 테두리 부분과 나사결합됨으로써, 상기 상부 본체(20)의 상단부는 상기 덮개 부재(23)에 의하여 폐쇄되어 있다.
상기 오염물 저장 용기(30)는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 배출된 오염물(S)이 임시 저장되는 용기로서, 상단부가 개방된 원형 파이프 형상이며, 상단부 외주면 테두리에는 상부 플랜지(31)가 형성되어 있다.
상기 오염물 저장 용기(30)의 상부 플랜지(31)가 상기 상부 본체(20)의 하부 플랜지(22)와 나사결합됨으로써, 상기 오염물 저장 용기(30)의 상단부는 상기 하부 본체(10)의 바닥면에 의하여 폐쇄되어 있다.
상기 오염물 저장 용기(30)의 바닥면에는 상기 오염물 저장 용기(30)의 내부 공간에 저장된 오염물(S)이 배출될 수 있는 오염물 배출구(32)가 형성되어 있으며, 상기 오염물 배출구(32)의 끝단부에는 상기 오염물(S)의 배출량을 조절할 수 있는 오염물 배출 밸브(33)가 장착되어 있다.
상기 원심형 고액 분리 유닛(40)은, 유체의 자연적 수두차나 펌프(미도시)에 의하여 발생되는 원심력을 이용하여 상기 오수로부터 오염물(S)을 분리시켜 오수를 1차적으로 정화하는 하이드로사이클론(Hydrocyclone)의 일종으로서, 원뿔부(41)와 원통부(42)를 포함한다.
상기 원뿔부(41)는, 아래로 갈수록 지름이 점점 감소하는 원형 파이프 형상의 부재로서, 세로로 세워져 배치된다.
상기 원통부(42)는, 세로로 세워진 원형 파이프 형상의 부재로서, 하단부는 상기 원뿔부(41)의 상단부와 연결되며, 상단부는 원판부(46)에 의하여 폐쇄되어 있다.
상기 원통부(42)의 측면에는, 상기 원통부(42)의 내주면 접선 방향과 실질적으로 나란하게 돌출된 형상의 파이프 부재인 오수 분사구(47)가 형성되어 있다.
상기 오수 분사구(47)는, 상기 오수유입관(45)과 연결되어 있는 노즐로서, 상기 오수유입관(45)으로부터 유입된 오수를 상기 원통부(42)의 내주면 접선 방향과 실질적으로 나란한 방향으로 고압으로 분사시킴으로써, 상기 오수가 상기 원통부(42)의 내주면을 따라 급속하게 회전할 수 있도록 하는 기능을 한다. 이때, 상기 오수 분사구(47)의 오수 분사력은 유체의 자연적 수두차나 펌프(미도시)에 의하여 얻어진다.
상기 원판부(46)의 중앙부에는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 내부에서 1차적으로 정화된 오수가 위쪽으로 배출될 수 있도록 마련된 상측 배출구(43)가 형성되어 있다.
상기 상측 배출구(43)는, 상기 원판부(46)으로부터 실질적으로 수직하게 돌출된 관형 부재로서, 상기 상부 본체(20)의 바닥면의 중앙을 관통하여 상기 상부 본체(20)의 바닥면으로부터 돌출되어 있으며, 중심축(C)이 상기 상부 본체(20)의 중심축(C)과 일치한다.
상기 원뿔부(41)의 하단부에는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 내부에서 걸러진 오염물(S)이 아래쪽으로 배출될 수 있도록 마련된 하측 배출구(44)가 형성되어 있다.
상기 하측 배출구(44)는, 상기 하부 본체(10)의 바닥면을 관통한 상태로, 상기 오염물 저장 용기(30)의 내부와 연통되어 있다.
상기 필터 부재(60)는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 정화된 오수를 2차적으로 정화하기 위하여 상기 상부 본체(20)의 내부에 마련된 부재로서, 미세한 구멍이 다수 형성된 원통형 부재이다.
상기 필터 부재(60)는, 도 2에 도시된 바와 같이 일단부가 상기 상부 본체(20)의 바닥면에 접촉하고 타단부가 상기 덮개 부재(23)의 하면에 접촉하도록 수직하게 배치됨으로써, 상기 상부 본체(20)의 내부 공간을 상기 필터 부재(60)의 내측 공간과 상기 필터 부재(60)의 외측 공간으로 분리하여 격리시킨다.
상기 필터 부재(60)는, 중심축(C)이 도 3에 도시된 바와 같이 상기 상부 본체(20)의 중심축(C)과 일치하도록 배치된다.
상기 상부 본체(20)의 바닥면에 형성된 연결공(24)은, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 필터 부재(60)의 외측 공간에 형성되어 있다.
상기 세척 유닛(50)은, 상기 필터 부재(60)를 세척하기 위하여 상기 상부 본체(20)의 내부 공간에 장착되는 장치로서, 세척 본체부(51)와, 날개부(52), 노즐공(53)을 포함한다.
상기 세척 본체부(51)는, 상기 필터 부재(60)의 중심축(C)을 기준으로 회전가능하도록, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 상측 배출구(43)에 결합된 부재로서, 상기 필터 부재(60)의 내측 공간에 위치한 상태로 상기 상부 본체(20)의 내부 공간에 배치되어 있다.
상기 세척 본체부(51)의 내부에는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 상측 배출구(43)와 상기 노즐공(53)을 연통시키는 내부 통로(58)가 형성되어 있다.
상기 날개부(52, 56)는, 상기 세척 본체부(51)로부터 상기 필터 부재(60)의 반경 방향으로 연장되도록 형성된 부재로서, 상기 필터 부재(60)의 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상 마련되며, 상기 필터 부재(60)의 내측 공간에 위치한 상태로 상기 상부 본체(20)의 내부 공간에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 쌍의 날개부(52, 56)가 마련되며 각각의 날개부(52, 56)는 서로 90도 간격으로 이격되어 있다.
상기 날개부(52, 56) 중 서로 마주하는 한 쌍의 날개부(52)는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 1차적으로 정화된 오수를 분사하며, 상기 필터 부재(60)의 내주면과 마주한 끝단부에 형성되며, 상기 필터 부재(60)의 중심축(C) 방향을 따라 배열된 복수 개의 노즐공(53)을 구비하고 있다.
상기 세척 본체부(51)의 내부 통로(58)는, 상기 날개부(52)의 내부로 확장되어 상기 노즐공(53)과 연통된다.
상기 노즐공(53)은, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 세척 본체부(51)가 회전될 수 있도록, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 노즐공(53)로부터 분사되는 오수의 분사 방향(B)이 상기 필터 부재(60)의 반경 방향과 미리 정한 각도만큼 교차되도록 형성되어 있다. 본 실시예에서, 상기 노즐공(53)의 오수 분사 방향(B)과 상기 필터 부재(60)의 반경 방향은 45도 정도의 각도를 유지한다.
상기 날개부(52, 56) 중 서로 마주하는 다른 한 쌍의 날개부(56)의 끝단부에는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 필터 부재(60)의 내주면에 접촉하여, 상기 필터 부재(60)의 내주면을 세척할 수 있는 브러시(57)가 결합되어 있다.
상기 세척 유닛(50)에 의하여 세척된 오염물(S)을 외부로 배출시킬 수 있도록, 일단부는 상기 필터 부재(60)의 내측 공간에 위치하고, 타단부는 상기 하부 본체(10)의 외주면으로부터 돌출되어 있는 관형 부재인 세척 오염물 배출관(54)이 마련되어 있다.
상기 세척 오염물 배출관(54)의 타단부에는, 상기 세척 오염물 배출관(54)에 의하여 배출되는 오염물(S)의 배출량을 조절할 수 있는 세척 오염물 배출 밸브(55)가 마련되어 있다.
이하에서는, 상술한 구성의 원심 분리형 오수 정화 장치(100)를 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다.
먼저, 상기 오염물 배출 밸브(33) 및 세척 오염물 배출 밸브(55)가 잠겨진 상태에서, 상기 오수유입관(45)를 통하여 오수를 고압으로 유입시키면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 오수가 상기 오수 분사구(47)를 통하여 상기 원통부(42)의 내주면 접선 방향과 실질적으로 나란한 방향으로 고압으로 분사되어, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 원통부(42)의 내주면을 따라 급속하게 회전하면서 하강하게 된다.
이렇게 상기 원통부(42)의 내주면을 따라 급속하게 회전하면서 하강하는 오수는, 상기 원뿔부(41)의 내주면을 따라 계속 회전하면서 하강하게 되고, 이러한 오수의 회전으로 발생되는 원심력에 의하여, 고형물로서 상대적으로 비중이 큰 오염물(S)은 아래로 하강하고 액체로서 상대적으로 비중이 작은 처리수는 위쪽으로 상승함으로써, 1차 정화된 처리수와 오염물(S)로 분리된다.
상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 내부에서 하강한 오염물(S)은, 상기 하측 배출구(44)을 통하여 상기 오염물 저장 용기(30)의 내부로 이동하여 저장되며, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 내부에서 1차 정화된 처리수는, 상기 상측 배출구(43)를 통하여 상기 세척 본체부(51)의 내부 통로(58)로 유입된다.
이렇게 상기 세척 본체부(51)의 내부 통로(58)로 유입된 오수는, 상기 날개부(52)의 끝단에 형성된 노즐공(53)으로 이동한 후, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 노즐공(53)을 통하여 상기 필터 부재(60)의 내주면에 대하여 경사진 분사 방향(B)으로 고압 분사되며, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 세척 본체부(51)가 시계 방향(A)으로 회전하게 된다.
이렇게 상기 세척 본체부(51)가 시계 방향(A)으로 회전하게 되면, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 필터 부재(60)의 내주면에 부착된 오염물(S)이 세척되며, 동시에 상기 날개부(56)의 끝단부에 장착된 브러시(57)에 의하여 상기 필터 부재(60)의 내주면에 부착된 오염물(S)이 세척된다.
한편, 상기 노즐공(53)으로부터 상기 필터 부재(60)의 내측 공간으로 분사된 오수는, 상기 필터 부재(60)의 미세한 구멍을 통하여 상기 필터 부재(60)의 외측 공간으로 이동하는데, 이러한 이동 과정에서 상기 오수는 상기 필터 부재(60)에 의하여 2차적으로 정화된다.
이어서, 상기 필터 부재(60)의 외측 공간으로 이동한 오수는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 연결공(24)을 통하여 상기 하부 본체(10)의 내부 공간(14)으로 하강하면서 이동하게 되고, 상기 하부 본체(10)의 내부 공간(14)에 채워진 다수 개의 입자형 여과재(미도시)를 통과하면서 3차적으로 정화된 후, 상기 오수유출관(13)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 상기 오염물 저장 용기(30)에 저장된 오염물(S)은, 상기 오염물 배출 밸브(33)를 개방하여 외부로 배출할 수 있으며, 상기 세척 유닛(50)에 의하여 세척된 오염물(S)은 상기 세척 오염물 배출 밸브(55)를 개방하여 외부로 배출할 수 있다.
상술한 구성의 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 상기 오수유입관(45)로부터 유입되어 분사되는 오수를 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 상기 오수로부터 상기 오염물(S)을 분리시켜 상기 오수를 1차적으로 정화하는 원심형 고액 분리 유닛(40)과, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 정화된 오수를 2차적으로 정화할 수 있도록 미세한 구멍이 다수 형성된 구조의 필터 부재(60)와, 상기 필터 부재(60)를 세척하는 세척 유닛(50)을 구비하므로, 비중 차이가 큰 오염물(S)은 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 제거되고, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 제거되지 않고 남은 오염물(S)은 상기 필터 부재(60)에 의하여 제거될 수 있어, 오수에 함유된 다양한 종류의 오염물(S)을 효과적으로 제거할 수 있고, 상기 필터 부재(60)에 부착된 오염물(S)의 세척이 용이하다는 장점이 있다.
그리고, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 상기 상부 본체(20)의 내부에 수납된 상기 필터 부재(60)에 의하여, 상기 필터 부재(60)의 내측 공간과 상기 필터 부재(60)의 외측 공간으로 분리된 내부 공간을 가지는 상부 본체(20)를 구비하며, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 1차적으로 정화된 오수가 상기 상측 배출구(43)을 통하여 상기 필터 부재(60)의 내측 공간으로 유입되므로, 상기 필터 부재(60)의 내측 공간으로 유입된 오수가 상기 필터 부재(60)를 통과하여 상기 필터 부재(60)의 외측 공간으로 이동함으로써 2차적으로 정화되는 장점이 있다.
또한, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 상기 상부 본체(20)의 하단부에 연결되는 용기로서 상기 필터 부재(20)에 의하여 2차적으로 정화된 오수가 상단부로부터 유입되어 저장되며 하단부에 상기 오수유출관(13)을 구비하는 하부 본체(10)와, 상기 하부 본체(10)의 내부 공간(14)에 채워져 있는 다수 개의 입자형 여과재(미도시)를 구비하고 있으므로, 상기 필터 부재(60)에 의하여 2차적으로 정화된 오수가, 상기 하부 본체(10)의 내부에서 하강하면서 상기 여과재를 통과함으로써 3차적으로 정화되는 장점이 있다.
아울러, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 상기 원뿔부(41)와 원통부(42)와 오수 분사구(47)를 포함하는 원심형 고액 분리 유닛(40)를 구비하고 있으므로, 상기 오수 분사구(47)에 의해 분사된 오수가 상기 원통부(42) 및 원뿔부(41)의 내주면을 따라 계속 회전하면서 하강함으로써, 상기 오수의 회전으로 발생되는 원심력에 의하여, 고형물인 오염물(S)과 액체로서 상대적으로 비중이 작은 처리수를 용이하게 상하로 분리할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 상기 필터 부재(60)가 원통형 부재이며, 상기 세척 유닛(50)이 상기 필터 부재(60)의 내측 공간에 배치되며 상기 필터 부재(60)의 중심축(C)을 기준으로 회전가능하게 마련되어 있으며, 상기 필터 부재(60)의 내측 공간에 배치되며 상기 세척 본체부(51)로부터 상기 필터 부재(60)의 반경 방향으로 길게 연장되어, 끝단부가 상기 필터 부재(60)의 내주면에 근접하도록 배치되며, 상기 필터 부재(60)의 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상 마련된 날개부(52, 56)을 구비하고 있으므로, 상기 날개부(52, 56)의 끝단부가 고속 회전됨으로써, 상기 필터 부재(60)의 내주면 부근의 오수와 상기 필터 부재(60)의 내주면에 부착된 오염물(S)을 교란시켜 세척할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 상단부로부터 실질적으로 수직하게 돌출된 상측 배출구(43)와, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)에 의하여 1차적으로 정화된 오수를 상기 필터 부재(60)의 내주면에 분사하는 노즐공(53)을 구비하는 날개부(52)와, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 상측 배출구(43)와 상기 노즐공(53)을 연통시키는 내부 통로(58)를 구비하고 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 상측 배출구(43)에 회전가능하게 결합되어 있는 세척 본체부(51)를 구비하고 있으므로, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 필터 부재(60)의 내주면에 부착된 오염물을 세척할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 노즐공(53)로부터 분사되는 오수의 분사 방향(B)이 상기 필터 부재(60)의 반경 방향과 미리 정한 각도만큼 교차되도록 형성된 노즐공(53)을 구비하고 있으므로, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 세척 본체부(51)가 자동으로 회전될 수 있는 장점이 있다. 따라서, 별도의 추가적인 동력 없이도 상기 세척 본체부(51)를 회전시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 서로 마주하는 한 쌍의 날개부(56)의 끝단부에 도 5에 도시된 바와 같이 상기 필터 부재(60)의 내주면에 접촉하는 브러시(57)가 결합되어 있으므로, 상기 브러시(57)의 마찰력에 의하여 상기 필터 부재(60)의 내주면을 세척할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 일단부는 상기 필터 부재(60)의 내측 공간에 위치하고 타단부는 상기 하부 본체(10)의 외주면으로부터 돌출되어 있는 관형 부재인 세척 오염물 배출관(54)과, 상기 세척 오염물 배출관(54)의 타단부에 장착된 세척 오염물 배출 밸브(55)를 구비하고 있으므로, 상기 세척 유닛(50)에 의하여 세척된 오염물(S)을 상기 세척 오염물 배출관(54)를 통하여 외부로 배출시킬 수 있으며, 상기 세척 오염물 배출 밸브(55)에 의하여 상기 세척 오염물 배출관(54)에 의하여 배출되는 오염물(S)의 배출량을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기 원심 분리형 오수 정화 장치(100)는, 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 하측 배출구(44)에 의하여 배출된 오염물(S)이 임시 저장되는 상기 오염물 저장 용기(30)를 구비하고 있으므로, 장시간 동안 오염물(S)을 모아서 저장한 후 필요한 시기에 외부로 배출하여 폐기할 수 있는 장점이 있다.
본 실시예에서는, 상기 하부 본체(10)의 내주면과 상기 원심형 고액 분리 유닛(40)의 외주면 사이의 내부 공간(14)에 다수 개의 입자형 여과재(미도시)가 채워져 있으나, 활성탄이나 합성수지 재질의 여과 블럭 등의 입자형 여과재 대신에 또는 함께, 여과사 같은 섬유나 천 형태의 여과재가 사용될 수도 있음은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 날개부(56)의 끝단부에 브러시(57)가 장착되어 있으나, 상기 브러시(57)가 장착되지 않고 사용될 수 있음은 물론이다. 이 경우에는 상기 날개부(56)의 끝단부가 회전됨으로써 상기 필터 부재(60)의 내주면 부근의 오수와 상기 필터 부재(60)의 내주면에 부착된 오염물(S)을 교란시켜 세척하게 된다.
본 실시예에서는, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 세척 본체부(51)가 자동으로 회전되고 있으나, 상기 오수의 분사력과 함께 또는 상기 오수의 분사력을 사용하지 않고, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 세척 본체부(51)의 상단부에 인력에 의하여 회전구동될 수 있는 회전 손잡이(70)를 부착하는 구성의 원심 분리형 오수 정화 장치(200)도 가능함은 물론이다. 따라서, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력이 없거나 약한 경우, 사용자가 상기 회전 손잡이(70)를 돌리게 되면 상기 세척 유닛(50)의 세척이 수동으로 이루어질 수 있는 장점이 있다.
상술한 실시예들에서는, 상기 노즐공(53)으로부터 분사되는 오수의 분사력 또는 상기 회전 손잡이(70)에 의한 회전력으로, 상기 세척 본체부(51)가 회전되는 구조이나, 풍력에 의하여 회전구동될 수 있는 풍력 터빈(미도시), 수력에 의하여 회전구동될 수 있는 수력 터빈(미도시), 전력에 의하여 회전구동될 수 있는 회전 모터(미도시)에 의하여 상기 세척 본체부(51)를 회전시키는 구성도 가능함은 물론이다.
이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.
＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 원심 분리형 오수 정화 장치 10 : 하부 본체
11 : 상부 플랜지 12 : 하부 플랜지
13 : 오수유출관 14 : 내부 공간
20 : 상부 본체 21 : 상부 플랜지
22 : 하부 플랜지 23 : 덮개 부재
24 : 연결공 30 : 오염물 저장 용기
31 : 상부 플랜지 32 :오염물 배출구
33 : 오염물 배출 밸브 40 : 원심형 고액 분리 유닛
41 : 원뿔부 42 : 원통부
43 : 상측 배출구 44 : 하측 배출구
45 : 오수유입관 46 : 원판부
47 : 오수 분사구 50 : 세척 유닛
51 : 세척 본체부 52 : 날개부
53 : 노즐공 54 : 세척 오염물 배출관
55 : 세척 오염물 배출 밸브 56 : 날개부
57 : 브러시 58 : 내부 통로
60 : 필터 부재 70 : 회전 손잡이
C : 중심축 S : 오염물

Claims (15)

  1. 오염물을 함유하는 오수로부터 오염물을 분리하는 정화 장치로서,
    상기 오수가 유입되는 오수유입관;
    상기 오수유입관과 연결되며, 상기 오수유입관으로부터 유입되어 분사된 오수를 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 상기 오수로부터 상기 오염물을 분리시켜, 상기 오수를 1차적으로 정화하는 원심형 고액 분리 유닛;
    상기 원심형 고액 분리 유닛과 연결되며, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 정화된 오수를 2차적으로 정화할 수 있도록, 미세한 구멍이 다수 형성된 구조의 필터 부재;
    상기 필터 부재에 의하여 2차적으로 정화된 오수가 외부로 유출되는 오수유출관;
    상기 필터 부재를 세척하는 세척 유닛;을 구비하며,
    상기 필터 부재는 원통형 부재이며,
    상기 필터 부재의 내측 공간과 상기 필터 부재의 외측 공간으로 분리된 내부 공간을 가지는 용기인 상부 본체를 구비하며,
    상기 세척 유닛은,
    상기 필터 부재의 내측 공간에 배치되며, 상기 필터 부재의 중심축을 기준으로 회전가능하게 마련되는 세척 본체부;
    상기 필터 부재의 내측 공간에 배치되며, 상기 세척 본체부로부터 상기 필터 부재의 반경 방향으로 길게 연장되어, 끝단부가 상기 필터 부재의 내주면에 근접하여 배치되며, 상기 필터 부재의 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상 마련된 날개부;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    내부에 수납된 상기 필터 부재에 의하여, 상기 필터 부재의 내측 공간과 상기 필터 부재의 외측 공간으로 분리된 내부 공간을 가지는 용기인 상부 본체;
    를 구비하며,
    상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 1차적으로 정화된 오수는, 상기 필터 부재의 내측 공간으로 유입되는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 상부 본체의 하단부에 연결되는 용기로서, 상기 필터 부재에 의하여 2차적으로 정화된 오수가 상단부로부터 유입되어 저장되며, 하단부에 상기 오수유출관을 구비하는 하부 본체;
    상기 하부 본체의 내부 공간에 채워져 있는 여과재;
    를 구비하며,
    상기 필터 부재에 의하여 2차적으로 정화된 오수는, 상기 여과재를 통과함으로써 3차적으로 정화되는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 원심형 고액 분리 유닛은,
    상단부에 마련되며, 상기 오수유입관으로부터 유입된 오수가 1차적으로 정화된 오수가 배출되는 상측 배출구;
    하단부에 마련되며, 상기 오수로부터 분리된 오염물이 배출되는 하측 배출구;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 날개부들 중 적어도 하나는,
    끝단부가 회전됨으로써, 상기 필터 부재의 내주면에 부착된 오염물을 교란시켜 세척하는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 원심형 고액 분리 유닛은, 1차적으로 정화된 오수가 배출되는 관형 부재로서, 상단부로부터 실질적으로 수직하게 돌출된 상측 배출구를 구비하며,
    상기 날개부들 중 적어도 하나는, 상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 1차적으로 정화된 오수를 상기 필터 부재의 내주면에 분사하는 노즐공을 구비하며,
    상기 세척 본체부는, 상기 원심형 고액 분리 유닛의 상측 배출구와 상기 노즐공을 연통시키는 내부 통로를 구비하고, 상기 원심형 고액 분리 유닛의 상측 배출구에 회전가능하게 결합되어 있으며,
    상기 노즐공으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여 상기 필터 부재의 내주면에 부착된 오염물을 세척하는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 노즐공으로부터 분사되는 오수의 분사력에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 날개부들 중 적어도 하나는,
    끝단부에 상기 필터 부재의 내주면에 접촉하는 브러시가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 세척 본체부에는, 인력에 의하여 회전구동될 수 있는 회전 손잡이가 부착되어 있으며,
    상기 회전 손잡이에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 세척 본체부에는, 풍력에 의하여 회전구동될 수 있는 풍력 터빈이 부착되어 있으며,
    상기 풍력 터빈에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 세척 본체부에는, 수력에 의하여 회전구동될 수 있는 수력 터빈이 부착되어 있으며,
    상기 수력 터빈에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 세척 본체부에는, 전력에 의하여 회전구동될 수 있는 회전 모터가 부착되어 있으며,
    상기 회전 모터에 의하여, 상기 세척 본체부가 회전되는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 세척 유닛에 의하여 세척된 오염물을 외부로 배출시킬 수 있도록, 일단부는 상기 필터 부재의 내측 공간에 위치하고 타단부는 외부에 위치하는 관형 부재인 세척 오염물 배출관;
    상기 세척 오염물 배출관의 타단부에 마련된 세척 오염물 배출 밸브;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 원심형 고액 분리 유닛에 의하여 배출된 오염물이 임시 저장되는 오염물 저장 용기를 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 분리형 오수 정화 장치.
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