KR101238592B1 - Low electric power agitator for wastewater treatment and anaerobic digester of high efficiency using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수처리용 교반장치 및 이것을 이용한 고효율 혐기성 소화조에 관한 것으로서, 수중모터와; 상기 수중모터의 구동축과 그 중심축이 연결되어 수중모터의 작동에 따라 연동하여 회전되는 원심형 임펠러와; 상기 원심형 임펠러의 상부쪽에 수직방향으로 설치되어 상기 원심형 임펠러의 회전에 따라 상층액과 하층액을 혼합시키도록 하는 순환 통부재를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 오폐수를 저동력으로도 높은 효율로 교반시킬 수 있고, 혐기성 소화조에서 오폐수를 비우지 않은 상태에서도 교반장치의 설치 및 분리가 용이해지게 되는 효과가 제공된다.The present invention relates to an agitator for water treatment and a high efficiency anaerobic digester using the same, including an underwater motor; A centrifugal impeller connected to the driving shaft of the submersible motor and a central axis thereof to rotate in conjunction with the operation of the submersible motor; It is installed in the vertical direction on the upper side of the centrifugal impeller, characterized in that it comprises a circulating cylinder member for mixing the supernatant and the lower layer liquid in accordance with the rotation of the centrifugal impeller, accordingly high It can be stirred with efficiency, and the effect of facilitating the installation and separation of the agitation device even in a state where the waste water is not emptied in the anaerobic digester is provided.

Description

수처리용 저동력 교반장치 및 이것을 이용한 고효율 혐기성 소화조{Low electric power agitator for wastewater treatment and anaerobic digester of high efficiency using the same}Low electric power agitator for wastewater treatment and anaerobic digester of high efficiency using the same

본 발명은 수처리용 저동력 교반장치 및 이것을 이용한 고효율 혐기성 소화조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저동력으로도 혐기성 소화조 내부의 오폐수 교반효율을 향상시키고, 혐기성 소화조 내부의 오폐수를 비우지 않은 상태에서도 교반장치의 설치 및 분리가 용이하도록 한 수처리용 저동력 교반장치 및 이것을 이용한 고효율 혐기성 소화조에 관한 것이다.
The present invention relates to a low power stirring device for water treatment and a high-efficiency anaerobic digester using the same, and more particularly, to improve the efficiency of agitating wastewater inside an anaerobic digester with low power, and to agitate the wastewater inside the anaerobic digester without emptying it. The present invention relates to a low power agitation device for water treatment, and a high efficiency anaerobic digester using the same, to facilitate the installation and separation of water.

종래의 축산 오,폐수 또는 음식물 쓰레기 등을 처리하기 위한 혐기성 소화조는, 그 소화조를 운영함에 있어서, 안정적인 소화 효율을 얻기 위해서 기질과 미생물의 접촉 효율을 최대화하고, 유입수내의 저해물질이 소화조로 유입시에 이를 신속하게 확산시켜 소화조의 운영 실패를 막아야 하는 이유로 그 상부에 임펠러형 교반기를 장착하여 균일한 교반을 수행하게 된다.Conventional anaerobic digestion tanks for treating livestock waste, waste water or food waste, etc., operate the digesters to maximize the contact efficiency of the substrate and microorganisms in order to obtain a stable digestion efficiency, and when inhibitors in the influent flow into the digesters This is why it is necessary to spread it quickly to prevent the operation of the digester is equipped with an impeller stirrer on the top to perform uniform stirring.

그러나, 상기한 임펠러형 교반기는 기계적인 작동에 의해 고장이 잦으며, 고장시 수리를 위해서는 소화조 내부를 비워야 하는 단점이 있었다. 특히, 혐기성 소화조의 특성상 소화조를 비운 후 공정을 다시 시작하여 정상 상태로 운영하는 데에는 대략 50일 이상이 소요되므로, 교반기의 고장은 소화조 운영에 막대한 차질을 유발하게 된다.However, the impeller-type stirrer is frequently broken by mechanical operation, and has a disadvantage in that the digester needs to be emptied for repair in case of failure. In particular, because the anaerobic digester is empty, it takes about 50 days or more to restart the process and operate in a normal state, so that the failure of the stirrer causes a huge disruption in the operation of the digester.

따라서, 임펠러형 교반기가 적용된 소화조의 문제점을 해결하기 위하여, 소화조에 고정상 담체를 충진하는 혐기성 필터(AF : Aerobic Filter)공법과, 미생물의 자가 고정화를 이용한 UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)공법이 축산 오,폐수 처리를 위해 일부 적용되고 있다.Therefore, in order to solve the problem of the digester to which the impeller-type stirrer is applied, the anaerobic filter (AF: Aerobic Filter) method of filling a fixed bed carrier in the digester, and the UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) method using the self-immobilization of microorganisms, Some are applied for wastewater treatment.

그러나, 혐기성 필터 공법은 담체가 고정되어 있으므로, 미생물과 기질의 접촉 효율이 떨어지고, 담체 외부에서 내부로의 물질 전달이 어려워 처리 효율이 저하되며, 유입수 순환에 의한 교반을 제외한 별도의 교반 장치를 구비하지 않아 소화조 내에서 단회로(Channelling) 현상이 자주 발생하는 단점이 있고, UASB 공법은 축산 오,폐수와 같이 부유물질(Suspended solids)이 많은 경우에는 그래뉼레이션이 어려워 안정적인 운영이 어려운 단점이 있다.However, in the anaerobic filter method, since the carrier is fixed, the contact efficiency of microorganisms and the substrate is reduced, the mass transfer from the outside of the carrier to the inside is difficult, and the processing efficiency is lowered, and a separate stirring device is provided except for stirring by influent circulation. The short circuit (Channeling) phenomenon occurs frequently in the digester, and the UASB method has difficulty in stable operation due to difficult granulation when there are a lot of suspended solids such as livestock wastewater and wastewater.

더욱이 소화조의 형상을 살펴볼 때, 종래의 소화조는 교반 효율을 높이기 위해 소화조 하부를 원뿔 형상으로 하고 있으나, 이는 구조물의 설치를 어렵게 하고, 초기 투자비를 상승시킨다는 문제점이 있었다.
Further, when looking at the shape of the digester, the conventional digester has a conical shape of the lower part of the digester in order to increase the stirring efficiency, but this has a problem that it is difficult to install the structure, the initial investment costs increase.

이에, 본 발명 출원인은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여, 미생물과 기질의 접촉 효율을 향상시켜 오폐수 처리 효율을 높이며, 소화조의 내용물을 원활하게 교반하여 소화조 내 단회로 현상을 방지하며, 소화조 내부에 고농도 미생물을 유지시켜 소화조 내 체류 시간을 단축시킬 수 있는 '친수성 유동상 미생물 담체가 충진된 고율 혐기성 소화조'(특허 제0484681호)를 선출원하여 등록받은 바 있다.In order to solve the above problems, the applicant of the present invention improves the contact efficiency of the microorganism and the substrate to increase the wastewater treatment efficiency, and smoothly stirs the contents of the digester to prevent short circuit phenomenon in the digester, and inside the digester. It has been registered and registered for 'high rate anaerobic digester filled with a hydrophilic fluidized bed microbial carrier' (Patent No. 0484681), which can shorten the residence time in the digester by maintaining a high concentration of microorganisms.

이하, 상기 특허 제0484681호(친수성 유동상 미생물 담체가 충진된 고율 혐기성 소화조)의 구성 및 그 작동관계를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the patent No. 0484681 (high rate anaerobic digester filled with a hydrophilic fluidized bed microbial carrier) and its operation relationship will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1은 상기한 고율 혐기성 소화조를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 고율 혐기성 소화조(2)는 친수성 유동상 미생물 담체(4)를 15~30부피% 보유하는 본체(6)와, 이 본체(6) 내부로 폐수를 공급하는 폐수 공급관(8)과, 본체(6)에서 생성된 바이오 가스를 수거하고 압축하여 압축가스를 생성하는 가스 컴프레셔(10)와, 본체(6) 내부에 고정설치되고 가스 컴프레셔(10)로부터 압축가스를 제공받아 압축가스의 압력으로 본체에 저장된 내용물을 교반하는 가스 교반기(12)와, 본체(6)에서 분해된 소화액을 배출하는 처리수 배출관(14)을 포함한다.1 is a cross-sectional view showing the high-rate anaerobic digester described above. As shown, the high-rate anaerobic digester 2 has a main body 6 which holds 15 to 30% by volume of a hydrophilic fluidized bed microbial carrier 4, and the main body. (6) a wastewater supply pipe (8) for supplying wastewater to the inside, a gas compressor (10) for collecting and compressing the biogas generated in the main body (6) to generate compressed gas, and a fixed installation in the main body (6). And a gas stirrer 12 which receives the compressed gas from the gas compressor 10 and agitates the contents stored in the main body at the pressure of the compressed gas, and a treated water discharge pipe 14 which discharges the digested liquid decomposed from the main body 6. do.

친수성 유동상 미생물 담체(4)는 정육면체 형상으로, 한변의 크기는 대략 20~50mm로 이루어지고, 미생물 담체(4)의 기공율은 95% 이상이며, 기공의 크기는 15~30ppi 범위이다. 여기서, 미생물 담체(40)는 폴리우레탄 발포체로 이루어지며, 각각의 기공은 발포 단계에서 비활성 가스에 의해 완전히 개방된다.The hydrophilic fluidized microorganism carrier 4 is in the shape of a cube, the size of one side is approximately 20 to 50 mm, the porosity of the microorganism carrier 4 is 95% or more, and the pore size is in the range of 15 to 30 ppi. Here, the microbial carrier 40 is made of polyurethane foam, each pore is completely opened by the inert gas in the foaming step.

또한, 미생물 담체(4)는 표면을 친수화 처리(일예로, 발포 단계에서 수산기나 카르복실기 등 친수화기를 부착)하여 소화조에 미생물 담체가 투입되었을 때, 미생물 담체에 물이 쉽게 스며들어 유동을 용이하게 하며, 혐기성 소화 과정에서 발생하는 바이오 가스가 쉽게 배출되도록 하여 담체 외부의 기질을 기공으로 유입함으로써, 미생물과 기질의 접촉 효율을 극대화한다.In addition, the microbial carrier 4 is hydrophilized (for example, attaches a hydrophilic group such as a hydroxyl group or a carboxyl group in the foaming step), and when the microbial carrier is introduced into the digester, water easily penetrates the microbial carrier to facilitate flow. In addition, the biogas generated in the anaerobic digestion process is easily discharged so that the substrate outside the carrier is introduced into the pores, thereby maximizing the contact efficiency between the microorganism and the substrate.

바람직하게, 미생물 담체(4)의 비중은 0.03~0.04mg/cm3이고, 미생물 부착시에는 0.95~1.15mg/cm3이며, 가스 교반기(12)의 교반 작용에 의해 본체(6) 내부에서 균일하게 분포하게 된다.Preferably, the specific gravity of the microbial support (4) is 0.03 ~ 0.04mg / cm 3, and has 3 0.95 ~ 1.15mg / cm when microorganisms attach, even in the inner body (6) by the stirring action of the gas agitator 12 Will be distributed.

가스 교반기(12)는 본체(6) 내부에서 본체(6)의 바닥면과 임의의 간격을 두고 수직하게 고정설치되며, 내부가 빈 원통형으로 이루어지는 교반 튜브(16)와, 본체(6) 외부에 설치된 가스 컴프레셔(10)와 교반 튜브(16) 내부를 연결하여 가스 컴프레셔(10)에서 생산된 압축가스를 교반 튜브(16)에 제공하는 가스 공급관(18)을 포함한다.The gas stirrer 12 is fixedly installed vertically at an arbitrary distance from the bottom surface of the main body 6 in the main body 6, and has a stirring tube 16 formed of an empty cylindrical interior and an outer side of the main body 6. A gas supply pipe 18 is connected to the installed gas compressor 10 and the stirring tube 16 to supply the compressed gas produced by the gas compressor 10 to the stirring tube 16.

이때, 가스 컴프레셔(10)는 로터리배인형 가스 컴프레셔가 바람직하며, 본체(6) 상부에 설치된 바이오 가스 유출관(20)으로부터 바이오 가스를 제공받아 이를 1~3kgf/cm2의 압력으로 압축한다. 이로서 가스 교반기(12)는 별도의 동력원을 구비하지 않고, 본체(6)에서 생성된 바이오 가스를 폐수 슬러지 교반을 위한 에너지로 사용한다.At this time, the gas compressor 10 is preferably a rotary vane type gas compressor, and receives the biogas from the biogas outlet pipe 20 installed on the main body 6, and compresses the gas to a pressure of 1 to 3 kgf / cm 2. As a result, the gas stirrer 12 does not have a separate power source, and uses the biogas generated in the main body 6 as energy for the waste water sludge agitation.

이와 같이 교반 튜브(16) 내부에 압축가스가 제공됨에 따라, 본체(6)에 제공되는 폐수와 바이오 가스의 원활한 혼합을 위하여 폐수 공급관(8)은 가스 공급관(18) 상부에서 가스 공급관(18)과 평행하게 설치된다. 즉, 폐수 공급관(8)은 가스 공급관(18) 상부에서 본체(6) 외부와 교반 튜브(16) 내부를 연결하여 교반 튜브(16) 내부로 폐수를 공급한다.As the compressed gas is provided in the stirring tube 16 as described above, the wastewater supply pipe 8 is a gas supply pipe 18 above the gas supply pipe 18 for smooth mixing of the wastewater and the biogas provided to the main body 6. It is installed parallel to That is, the wastewater supply pipe 8 connects the outside of the main body 6 and the inside of the stirring tube 16 in the upper portion of the gas supply pipe 18 to supply the wastewater into the stirring tube 16.

그리고, 교반 튜브(16)는 폐수 공급관(8) 및 가스 공급관(18)의 끝단에 대향하는 내부에 플레이트 형상의 내부 배플(22)을 교반 튜브(16) 상부를 향햐 45도 각도로 경사지게 설치한다. 이로서 교반 튜브(16)는 내부 배플(22)이 설치된 지점에서 내부 용적이 감소하여 순간적인 유속 상승을 유발하고, 와류 발생을 최대화하여 유입되는 폐수와 내부 소화액 및 압축 갓의 혼합을 극대화한다.In addition, the stirring tube 16 is inclined at a 45 degree angle toward the upper portion of the stirring tube 16 with a plate-shaped inner baffle 22 inside the opposite ends of the wastewater supply pipe 8 and the gas supply pipe 18. . As a result, the stirring tube 16 reduces the internal volume at the point where the internal baffle 22 is installed to cause a momentary flow rate increase, and maximizes the generation of vortex to maximize the mixing of the incoming wastewater with the internal digestive fluid and the compression shade.

이로서 가스 교반기(12)가 교반 튜브(16) 내부에서 압축 가스의 압력을 이용해 폐수를 상승시키면, 상승된 폐수는 친수성 유동상 미생물 담체와 혼합되며 교반 튜브(16) 외부에서 본체(6) 바닥면을 향해 하강하고, 본체(6) 바닥면에 쌓인 미생물 담체와 폐수 슬러지는 압력 차에 의해 다시 교반 튜브(16) 내부로 유입되어 상승하는 과정을 반복하게 된다.As a result, when the gas stirrer 12 raises the waste water using the pressure of the compressed gas inside the stirring tube 16, the raised waste water is mixed with the hydrophilic fluidized bed microbial carrier and the bottom surface of the body 6 outside the stirring tube 16. To descend, the microbial carrier and wastewater sludge accumulated on the bottom surface of the main body 6 is introduced again into the stirring tube 16 due to the pressure difference to rise again.

이와 같이 동작하는 가스 교반기(12)는 폐수 슬러지의 교반 효율을 높이기 위해 교반 튜브(16) 하단에 깔때기 형상의 회전 유도형 유입구(24)를 설치하고, 교반 튜브(16) 상단에도 깔때기 형상의 회전 유도형 유출구(26)를 설치하며, 교반 튜브(16) 상부에 원뿔형의 유로변경 배플(28)을 설치한다.The gas stirrer 12 operating as described above is provided with a funnel-shaped rotation induction inlet 24 at the bottom of the stirring tube 16 to increase the stirring efficiency of the wastewater sludge, and the funnel-shaped rotation at the top of the stirring tube 16. An inflow outlet 26 is installed and a conical flow path changing baffle 28 is installed on the stirring tube 16.

도 2는 도 1에 도시한 회전 유도형 유입구의 저면도로서, 회전 유도형 유입구(24)는 원주 방향을 따라 다수의 천공(30)을 구비하여 미생물 담체와 폐수 슬러지가 교반 튜브(16) 내부로 용이하게 유입되도록 하고, 굽은 형상의 블레이드(32)를 내부에 다수 설치하여 미생물 담체와 폐수 슬러지의 회전을 유도한다.FIG. 2 is a bottom view of the rotary induction inlet shown in FIG. 1, wherein the rotary induction inlet 24 has a plurality of perforations 30 along the circumferential direction such that the microbial carrier and the wastewater sludge are inside the stirring tube 16. To be easily introduced into, and a plurality of bent blades 32 are installed inside to induce rotation of the microorganism carrier and wastewater sludge.

도 3은 도 1에 도시한 회전 유도형 유출구의 평면도로서, 회전 유도형 유출구(26) 또한 내부에 굽은 형상의 블레이드(32)를 다수 설치하여 미생물 담체와 폐수 슬러지의 회전을 유도한다. 이 때, 회전 유도형 유입구(24)와 회전 유도형 유출구(26)에 설치된 굽은 형상의 블레이드(32)는 블레이드(32)를 폈을 때의 형상이 도 4에 도시한 바와 같이 삼각 형상으로 이루어진다.FIG. 3 is a plan view of the rotation induction outlet shown in FIG. 1, and the rotation induction outlet 26 also includes a plurality of curved blades 32 installed therein to induce rotation of the microorganism carrier and the wastewater sludge. At this time, the curved blade 32 provided in the rotation induction inlet 24 and the rotation induction outlet 26 has a triangular shape as shown in FIG.

따라서 본체(6) 바닥에 쌓인 미생물 담체와 폐수 슬러지는 회전 유도형 유입구(24)를 통해 교반 튜브(16) 내부를 회전하면서 상승하게 되고, 회전 유도형 유출구(26)를 통해 배출되면서 회전력이 더욱 증가하게 된다.Therefore, the microbial carrier and wastewater sludge accumulated on the bottom of the main body 6 are raised while rotating the inside of the stirring tube 16 through the rotation induction inlet 24, and the rotational force is discharged through the rotation induction outlet 26. Will increase.

도 5는 도 1에 도시한 유로변경 배플의 사시도로서, 유로변경 배플(28)은 원뿔형으로 이루어지고, 교반 튜브(16) 상단에서 교반 튜브(16)와 임의의 간격을 두고 뾰족한 끝단이 교반 튜브(16)를 향하도록 배치된다. 이로서 유로변경 배플(28)은 교반 튜브(16)를 통해 상승한 폐수 슬러지의 경로를 수평 방향으로 변경하여 본체(6) 내부에서 원활한 유동 흐름을 갖도록 한다.FIG. 5 is a perspective view of the flow path changing baffle shown in FIG. 1, wherein the flow path changing baffle 28 is conical, and at the top of the stirring tube 16, the tip of the stirring tube 16 is spaced at an arbitrary distance from the stirring tube 16. It is arranged to face 16. As a result, the flow path changing baffle 28 changes the path of the wastewater sludge raised through the stirring tube 16 in the horizontal direction so as to have a smooth flow flow inside the main body 6.

한편, 본체(6) 상부에는 본체(6) 내부의 상황을 관찰하기 위한 내부 점검창(34)이 마련되고, 압력 안전장치(36)가 구비되어 본체(6) 내부에 발생하는 갑작스런 부압과 양압에 의한 구조물의 파손을 방지한다. 그리고 도시하지 않은 가스 발전기에 바이오 가스를 제공하는 관로에는 화염 방지기(38)가 설치되어 본체(6) 내부에 점화원이 유입되는 것을 차단한다. 또한 본체(6)에서 분해되어진 소화액을 배출하는 처리수 배출관(14)에는 망사 스크린(40)이 설치되어 미생물 담체(4)의 유실을 방지하며, 본체(6)의 바닥부는 원뿔 형상이 아닌 평평한 형상으로 이루어져 초기 건설비를 감소시킨다. 이 때, 본체(6)의 너비:높이의 비는 1:1∼1:1.5 정도가 바람직하다.On the other hand, the upper part of the main body 6 is provided with an internal inspection window 34 for observing the situation inside the main body 6, the pressure safety device 36 is provided with a sudden negative pressure and positive pressure generated inside the main body 6 To prevent damage to the structure. And a flame arrester 38 is installed in the pipeline for providing biogas to the gas generator (not shown) to block the ignition source from flowing into the main body (6). In addition, a mesh screen 40 is installed on the treated water discharge pipe 14 for discharging the digested liquid decomposed from the main body 6 to prevent loss of the microbial carrier 4, and the bottom of the main body 6 is flat rather than conical. It is shaped to reduce the initial construction cost. At this time, the ratio of the width: height of the main body 6 is preferably 1: 1 to 1: 1.5.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 고율 혐기성 소화조의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the high-rate anaerobic digester having the above configuration will be described.

먼저 본체(6) 내부에 친수성 유동상 미생물 담체(4)를 15∼30부피% 충진시키고, 폐수 공급관(8)을 통해 교반 튜브(16) 내부에 폐수를 공급함과 아울러, 가스 컴프레셔(10)를 가동하여 가스 공급관(18)을 통해 교반 튜브(16) 내부로 1∼3kgf/cm2 압력의 압축 바이오 가스를 제공한다.First, the hydrophilic fluidized bed microorganism carrier 4 is filled in the main body 6 by 15 to 30% by volume, and the waste gas is supplied to the stirring tube 16 through the wastewater supply pipe 8, and the gas compressor 10 is supplied. And provides compressed biogas at a pressure of 1 to 3 kgf / cm 2 through the gas supply pipe 18 into the stirring tube 16.

이때, 폐수 공급관(8)이 가스 공급관(18) 상부에 설치되고, 교반 튜브(16)에는 폐수 공급관(8) 및 가스 공급관(18)에 대향하여 내부 배플(22)이 45ㅀ각도로 기울어지게 설치되어 있으므로, 내부 배플(22)에 의해 폐수가 공급되는 지점에서 상승 유속과 와류가 최대화되어 유입되는 폐수의 혼합을 극대화한다.At this time, the wastewater supply pipe 8 is installed above the gas supply pipe 18, and the stirring tube 16 is inclined at an angle of 45 ° with the inner baffle 22 facing the wastewater supply pipe 8 and the gas supply pipe 18. Since it is installed, the rising flow rate and the vortex are maximized at the point where the waste water is supplied by the internal baffle 22 to maximize the mixing of the incoming wastewater.

이와 같이 교반 튜브(16) 내부로 압축가스와 폐수가 유입되면, 압축가스의 압력에 의해 본체(6)에 충진된 미생물 담체(4)와 폐수가 섞이면서 교반 튜브(16) 상부로 상승하고, 상승된 미생물 담체(4)와 폐수 슬러지는 회전 유도형 유출구(26) 및 유로변경 배플(28)을 통해 회전력이 최대화된 상태로 교반 튜브(16) 외부로 배출된다.When the compressed gas and the waste water flow into the stirring tube 16 as described above, the microorganism carrier 4 filled with the body 6 and the waste water are mixed by the pressure of the compressed gas, and ascends to the upper portion of the stirring tube 16 and rises. The microorganism carrier 4 and the wastewater sludge are discharged to the outside of the stirring tube 16 with the rotational force maximized through the rotation induction outlet 26 and the flow path changing baffle 28.

그리고 교반 튜브(16) 외부로 배출된 내용물들은 본체(6) 바닥으로 침전되고, 본체(6) 바닥에 침전된 내용물들은 교반 튜브(16)의 압력차에 의해 회전 유도형 유입구(24)를 통해 다시 교반 튜브(16) 내부로 유입되어 교반 튜브(16) 내부와 외부를 순환함으로써 본체(6) 내부에서 원활한 유동이 이루어진다.The contents discharged to the outside of the stirring tube 16 are precipitated to the bottom of the main body 6, and the contents deposited at the bottom of the main body 6 are rotated through the induction flow inlet 24 by the pressure difference of the stirring tube 16. Again flowing into the stirring tube 16 is circulated inside and outside the stirring tube 16 to achieve a smooth flow inside the body (6).

따라서 가스 교반기(12)가 본체(6)에 충진된 미생물 담체와 본체(6)로 유입된 폐수의 혼합 효율을 극대화하여 폐수의 유기물 분해를 원활하게 하며, 미생물 담체(4)에 의해 유기물이 분해되어진 소화액은 본체(6) 상부에 설치된 처리수 배출구(14)를 통해 본체(6) 외부로 배출된다. 이 때, 처리수 배출구(14) 전면에 망사 스크린(40)이 설치되어 있으므로 미생물 담체(4)가 본체(6) 외부로 유실되는 것을 방지한다.Therefore, the gas stirrer 12 maximizes the mixing efficiency of the microbial carrier filled in the main body 6 and the wastewater introduced into the main body 6 to facilitate the decomposition of organic matter in the wastewater, and the organic matter is decomposed by the microorganism carrier 4. The digested liquid is discharged to the outside of the main body 6 through the treated water outlet 14 installed on the main body 6. At this time, since the mesh screen 40 is provided in front of the treated water outlet 14, the microbial carrier 4 is prevented from being lost to the outside of the main body 6.

한편, 전술한 폐수 처리 과정에서 발생하는 바이오 가스는 바이오 가스 유출관(20)을 통해 가스 컴프레셔(10)로 제공되고, 가스 컴프레셔(10)가 바이오 가스를 압축하여 폐수 슬러지 교반을 위한 에너지로 공급한다.Meanwhile, the biogas generated in the wastewater treatment process is provided to the gas compressor 10 through the biogas outlet pipe 20, and the gas compressor 10 compresses the biogas and supplies it as energy for stirring wastewater sludge. do.

이와 같이 본 발명에 의한 고율 혐기성 소화조(12)는 축산 폐수 이외에 도축장 폐수, 주정 폐수, 음식물 쓰레기의 혐기성 소화액 등 고농도 유기성 폐수를 처리하는데 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the high-rate anaerobic digester 12 according to the present invention can be usefully used for treating high concentration organic wastewater such as slaughterhouse wastewater, spirit wastewater, anaerobic digestion liquid of food waste, in addition to livestock wastewater.

그러나, 상기와 같은 고율 혐기성 소화조는, 종래의 소화조들에 비하여 교반효율이 향상되기는 하나 소화조 내부에 담수된 오폐수의 전체적인 교반에는 한계가 있으며, 더욱이 오폐수의 교반을 위하여 소화조 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 컴프레셔가 설치되어야 함으로써, 구성이 복잡하고 설비비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.However, the high-rate anaerobic digester as described above, although the stirring efficiency is improved compared to the conventional digesters, there is a limit to the overall agitation of the waste water desalted inside the digester, and moreover, to supply gas to the digester for stirring the waste water. Since the gas compressor should be installed, there is a problem in that the configuration is complicated and the equipment cost is high.

특히, 가스 컴프레셔에서 가스를 압축하고, 압축된 가스를 소화조 내부로 공급하기 위하여 많은 동력비가 소요됨으로써, 결국 운영비용이 많이 들게 되는 문제점도 있었다.In particular, since a large amount of power costs are required to compress the gas in the gas compressor and supply the compressed gas into the digester, there is also a problem in that the operation cost is high.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 소화조 내부의 교반효율이 향상되고, 상부 스컴(액체 위에 뜨는 찌꺼기)발생이 억제되며, 소화조 내의 오폐수 교반에 따른 동력비가 절감되는 수처리용 저동력 교반장치와, 이 교반장치를 이용한 고효율 혐기성 소화조를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the efficiency of stirring inside the digester is improved, the occurrence of the upper scum (floating debris on the liquid) is suppressed, the water cost of reducing the power cost due to the waste water agitation in the digester It is an object of the present invention to provide a low-power agitation device for a high efficiency and an anaerobic digester using this agitation device.

또한, 본 발명은 우수한 교반효율에 의해 소화조 내부로 독성물질이 유입되더라도 환경변화에 안정적으로 대응이 가능하고, 소화조 하부에 고형물이 퇴적되는 것을 방지하여 적정 유효용적 확보가 가능하여 소화조 내부의 청소주기를 연장함으로써, 운영비용을 절감하도록 한 수처리용 저동력 교반장치 및 이것을 이용한 고효율 혐기성 소화조를 제공하는데에도 목적이 있다.In addition, the present invention can stably respond to environmental changes even if toxic substances are introduced into the digester by excellent stirring efficiency, and it is possible to secure an appropriate effective volume by preventing solids from being deposited on the lower part of the digester to clean the inside of the digester. It is also an object of the present invention to provide a low power agitation device for water treatment and a high efficiency anaerobic digester using the same to reduce operating costs.

또한, 본 발명은 소화조 내부에서 오폐수의 교반시, 교반을 위해 회전하는 원심형 임펠러에 부유물이 끼게 되어 막힘되는 것을 예방하고, 회전하는 원심형 임펠러와 마찰 커버와의 마찰로 부유물이 절단되도록 하여 교반효율을 더욱 증대시키도록 한 수처리용 저동력 교반장치와, 이 교반장치를 소화조 내부에 설치 및 분리가 용이하도록 하는 고효율 혐기성 소화조를 제공하는데에도 목적이 있다.
In addition, the present invention, when the waste water is stirred in the digester, the floating material is prevented from being blocked by the floating centrifugal impeller for agitation, and the floating centrifugal impeller is agitated by cutting the friction between the friction cover and the stirring. It is also an object of the present invention to provide a low power stirring device for water treatment to further increase the efficiency, and a high efficiency anaerobic digestion tank for easily installing and separating the stirring device inside the digester.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수처리용 저동력 교반장치는, 수중모터 모듈과; 상기 수중모터 모듈의 구동축과 그 중심축이 연결되어 수중모터의 작동에 따라 연동하여 회전되는 원심형 임펠러와; 상기 원심형 임펠러의 상부쪽에 수직방향으로 설치되어 상기 원심형 임펠러의 회전에 따라 상층액과 하층액을 혼합시키도록 하는 순환 통부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.Low power stirring device for water treatment according to the present invention for achieving the above object, an underwater motor module; A centrifugal impeller connected to a drive shaft of the submersible motor module and a central axis thereof to rotate in conjunction with the operation of the submersible motor; It is installed in the vertical direction on the upper side of the centrifugal impeller is characterized in that it comprises a circulating cylinder member for mixing the supernatant and the lower fluid according to the rotation of the centrifugal impeller.

상기 수중모터 모듈은, 전기적 신호에 의해 그 회전속도 및 회전방향의 조절이 가능한 수중모터와, 상기 수중모터를 수밀가능하게 감싸되, 바닥면에 지지되기 위한 복수의 받침대가 형성된 케이스를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. The submersible motor module includes a submersible motor capable of adjusting its rotational speed and direction of rotation by an electrical signal, and a case in which the submersible motor is enclosed in a watertight manner, and a plurality of pedestals are supported on the bottom surface. It is desirable to be.

또한, 상기 원심형 임펠러는, 그 상면 외측 둘레에 일정간격으로 회전방향을 따라 경사진 형태로 스파이럴 돌기부들이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the centrifugal impeller, it is preferable that the spiral projections are formed in the form inclined along the rotation direction at a predetermined interval around the outer surface of the upper surface.

이 경우, 상기 스파이럴 돌기부들 중, 일부의 스파이럴 돌기부는 일정높이만큼 돌출된 제1스파이럴 돌기부로 형성되고, 나머지 스파이럴 돌기부는 상기 제1스파이럴 돌기부보다 낮은 높이로 돌출된 제2스파이럴 돌기부로 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 제1스파이럴 돌기부와 상기 제2스파이럴 돌기부가 순차적으로 교차되게 형성되는 것이다.In this case, among the spiral protrusions, some of the spiral protrusions are formed of the first spiral protrusion protruding by a certain height, and the remaining spiral protrusions are formed of the second spiral protrusion protruding to a lower height than the first spiral protrusion. Preferably, the first spiral projection and the second spiral projection are formed to cross sequentially.

여기서, 상기 제2스파이럴 돌기부들과 밀착되어 마찰을 이루면서 덩어리진 부유물을 커팅하기 위하여 그 저면에 회전방향을 따라 마찰 돌기부가 형성된 마찰 커버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
Here, it is preferable to further include a friction cover having a friction protrusion formed on the bottom thereof in a rotational direction in order to cut the agglomerated floating material in close contact with the second spiral protrusions to form friction.

한편, 상기 수처리용 저동력 교반장치를 이용한 고효율 혐기성 소화조는, 각종 오폐수를 소화 처리하기 위하여 상기 오폐수가 담수되는 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조 내부에 설치되어 상기 오폐수를 소화 처리하도록 저동력으로 교반시키는 상기 수처리용 저동력 교반장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, high-efficiency anaerobic digestion tank using the low power stirring device for water treatment, and anaerobic digestion tank in which the waste water is desalted to digest various wastewater; It is installed inside the anaerobic digester, characterized in that it comprises a low power stirring device for water treatment to stir at low power to digest the waste water.

여기서, 상기 혐기성 소화조의 상부면에 형성된 점검구와, 상기 점검구로부터 수직방향으로 내설되어 상기 혐기성 소화조로 상기 수처리용 저동력 교반장치의 유출입을 안내하기 위한 가이드 레일을 더 포함하는 것이 바람직하다.
Here, it is preferable to further include a check hole formed in the upper surface of the anaerobic digestion tank, and a guide rail which is installed in the vertical direction from the inspection port to guide the outflow and inflow of the low power stirring device for water treatment to the anaerobic digestion tank.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 수처리용 저동력 교반장치 및 이것을 이용한 고효율 혐기성 소화조에 의하면, 소화조 내부의 교반효율이 향상되고, 상부 스컴발생이 억제되며, 소화조 교반에 따른 동력비가 절감되는 효과가 제공된다.As described above, according to the low-power stirring device for water treatment and the high-efficiency anaerobic digester using the same according to the present invention, the stirring efficiency inside the digester is improved, the occurrence of upper scum is suppressed, and the power cost due to the digester is reduced. Is provided.

또한, 우수한 교반효율에 의해 소화조 내부로 독성물질이 유입되더라도 환경변화에 안정적으로 대응이 가능하게 되고, 소화조 하부에 고형물이 퇴적되는 것이 방지되어 적정 유효용적 확보가 가능하여 소화조 내부의 청소주기가 연장됨으로써, 운영비용이 절감되는 효과도 제공된다.In addition, it is possible to stably respond to environmental changes even if toxic substances are introduced into the digester due to its excellent stirring efficiency, and solids are prevented from being deposited under the digester to secure an appropriate effective volume, thereby extending the cleaning cycle inside the digester. As a result, operating costs are also reduced.

또한, 본 발명은 소화조 내부에서 오폐수의 교반시, 교반을 위해 회전되는 원심형 임펠러에 부유물이 끼지 않아 막힘이 예방되고, 회전되는 원심형 임펠러와 마찰 커버와의 마찰로 부유물이 절단되어 교반효율이 더욱 증대되는 효과도 제공된다.In addition, the present invention, when the waste water is stirred inside the digester, the suspension is not caught in the centrifugal impeller rotated for stirring, preventing clogging, the floating material is cut by the friction between the rotating centrifugal impeller and the friction cover, the stirring efficiency is improved Further increasing effects are also provided.

또, 상기와 같은 수처리용 저동력 교반장치를 혐기성 소화조에 설치하거나, 또는 고장에 따라 꺼내어 수리 후 재설치할 경우에, 가이드 레일을 따라 용이하게 유출입시킬 수 있게 됨으로써, 소화조 내부에 설치 및 분리가 용이하게 되는 효과도 제공된다.
In addition, when the low power agitator for water treatment is installed in an anaerobic digester, or taken out according to a failure and reinstalled after repairing, it can be easily flowed in and out along the guide rail, so that the installation and separation inside the digester are easy. The effect of doing so is also provided.

도 1은 종래기술에 의한 친수성 유동상 미생물 담체가 충진된 고율 혐기성 소화조의 단면도.
도 2는 도 1에서 회전 유도형 유입구의 저면도.
도 3은 도 1에서 회전 유도형 유출구의 평면도.
도 4는 도 2와 도 3에서 블레이드가 펴진 상태를 도시한 개략도.
도 5는 도 1에서 유로변경 배플의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 수처리용 저동력 교반장치를 도시한 정면도.
도 7은 도 6의 분리사시도.
도 8은 도 7의 저면 분리 사시도.
도 9는 도 6의 단면 구성도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 수처리용 저동력 교반장치가 혐기성 소화조에 설치된 상태의 단면도.1 is a cross-sectional view of a high rate anaerobic digester filled with a hydrophilic fluidized bed microbial carrier according to the prior art.
Figure 2 is a bottom view of the rotation induction inlet in Figure 1;
3 is a plan view of the rotationally guided outlet in FIG.
4 is a schematic view showing a state in which the blades are unfolded in FIGS.
5 is a perspective view of the flow path changing baffle in FIG.
Figure 6 is a front view showing a low power stirring device for water treatment according to the present invention.
7 is an exploded perspective view of FIG. 6.
8 is a bottom separated perspective view of FIG. 7.
9 is a cross-sectional view of FIG. 6.
Figure 10a and Figure 10b is a cross-sectional view of a low power stirring device for water treatment according to the present invention installed in an anaerobic digester.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 수처리용 저동력 교반장치를 도시한 정면도이고, 도 7은 도 6의 분리사시도이며, 도 8은 도 7의 저면 분리 사시도이고, 도 9는 도 6의 단면 구성도이다.Figure 6 is a front view showing a low power stirring device for water treatment according to the present invention, Figure 7 is an exploded perspective view of Figure 6, Figure 8 is a bottom separated perspective view of Figure 7, Figure 9 is a cross-sectional configuration of FIG. .

먼저, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리용 저동력 교반장치(100)는, 수중모터 모듈(110)과, 이 수중모터 모듈(110)의 구동축(114)과 그 중심축이 연결되어 수중모터(112)의 작동에 따라 연동하여 회전되는 원심형 임펠러(120)와, 이 원심형 임펠러(120)의 상부쪽에 수직방향으로 설치되어 상층액과 하층액을 혼합시키도록 하는 순환 통부재(130)를 포함하여 구성되어 있다.First, as shown in FIGS. 6 to 9, the low power stirring apparatus 100 for water treatment according to the present invention includes an underwater motor module 110, a drive shaft 114 of the underwater motor module 110, and the same. Centrifugal impeller 120 and the central axis is connected to rotate in conjunction with the operation of the underwater motor 112, and installed in the vertical direction on the upper side of the centrifugal impeller 120 to mix the supernatant and the lower layer liquid It is configured to include a circulating cylinder member 130.

상기 수중모터 모듈(110)은, 전기적 신호에 의해 그 회전속도 및 회전방향의 조절이 가능한 수중모터(112)와, 이 수중모터(112)를 수밀가능하게 감싸되, 바닥면에 지지되기 위한 복수의 받침대(118)가 형성된 케이스(116)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The submersible motor module 110 is a submersible motor 112 that can be adjusted in the rotational speed and the direction of rotation by an electrical signal, the submersible motor 112 is wrapped in a watertight manner, a plurality for supporting on the bottom surface It is preferably configured to include a case 116 in which the pedestal 118 is formed.

여기서, 상기 수중모터(112)는 수중모터 모듈(110) 또는 외부에 선택적으로 설치 가능한 인버터(미도시됨)에 의해 그 회전속도 및 회전방향이 조절되도록 할 수 있다.Here, the submersible motor 112 may be controlled so that the rotational speed and the direction of rotation by the submersible motor module 110 or an inverter (not shown) that can be selectively installed on the outside.

상기 원심형 임펠러(120)는 그 중심축이 수중모터(112)의 구동축(114)과 연결되어 수중모터(112)의 작동에 의해 연동하여 회전하게 되는 것으로서, 그 상면 외측 둘레에는 일정간격으로 스파이럴 돌기부(122)가 형성되어 있다. 여기서 스파이럴 돌기부(122)들은 회전방향을 따라 경사진 형태로 형성되어 있는데, 이들 중, 일부의 스파이럴 돌기부는 일정높이 즉, 순환 통부재(130)의 하단부 저면 또는 후술하는 마찰커버(140)의 마찰 돌기부(142)들과 밀착되어 마찰을 일으키는 높이만큼 형성되어 있고, 나머지 일부의 스파이럴 돌기부는 그것보다 낮은 높이만큼 형성되어 있다.The centrifugal impeller 120 has a central axis connected to the drive shaft 114 of the submersible motor 112 and rotated in conjunction with the operation of the submersible motor 112. The outer surface of the centrifugal impeller spirals at a predetermined interval. The protrusion part 122 is formed. Here, the spiral protrusions 122 are formed in an inclined form along the rotation direction, and among these, some of the spiral protrusions have a predetermined height, that is, the bottom of the lower end of the circulation tube member 130 or the friction of the friction cover 140 described later. The protrusions 142 are formed in close contact with each other to cause friction, and some of the spiral protrusions are formed at a height lower than that.

참고로, 설명의 편의를 위하여 이하에서는 순환 통부재(130)의 하단부 저면 또는 마찰커버(140)의 마찰 돌기부(142)들과 밀착되어 마찰을 일으키는 일정높이의 스파이럴 돌기부들은 제1스파이럴 돌기부(122a)라 하고, 상기 제1스파이럴 돌기부(122a)보다 낮은 높이로 형성된 스파이럴 돌기부들은 제2스파이럴 돌기부(122b)라 칭하기로 한다.For reference, for convenience of description, the spiral protrusions having a predetermined height, which are in close contact with the lower surface of the lower end portion of the circulation tube member 130 or the friction protrusions 142 of the friction cover 140 to cause friction, may be the first spiral protrusion 122a. ), The spiral protrusions formed at a lower height than the first spiral protrusion 122a will be referred to as a second spiral protrusion 122b.

원심형 임펠러(120)의 상면 외측 둘레에 형성된 스파이럴 돌기부(122)들 중, 제1스파이럴 돌기부(122a)와 제2스파이럴 돌기부(122b)의 위치와 각각의 개수는 한정을 두지 않으나, 도 7에서와 같이 제1스파이럴 돌기부(122a)와 제2스파이럴 돌기부(122b)는 순차적으로 교차되게 형성되는 것이 바람직하다.Of the spiral protrusions 122 formed around the upper surface outer side of the centrifugal impeller 120, the positions and the number of the first spiral protrusions 122a and the second spiral protrusions 122b are not limited, however, in FIG. 7. As described above, it is preferable that the first spiral protrusion 122a and the second spiral protrusion 122b are sequentially formed to cross each other.

또한, 상기 순환 통부재(130)는, 상층액을 하부로 강제순환시키거나 또는 하층액을 상부로 강제순환시킴으로써, 상층액과 하층액을 혼합시키도록 하는 것으로서, 수직방향으로 일정길이를 갖는 원통형으로 이루어져 있으며, 그 상단부와 하단부는 순환되는 오폐수의 유출입이 용이하도록 확장 플랜지부(132,134)로 각각 형성되어 있다.In addition, the circulating cylinder member 130 is a cylinder having a predetermined length in the vertical direction to mix the supernatant and the lower layer liquid by forcibly circulating the supernatant liquid downward or by forcedly circulating the lower layer liquid upward. It consists of, the upper end and the lower end are each formed with expansion flanges (132, 134) to facilitate the inflow and outflow of waste water circulated.

여기서, 순환 통부재(130)는 그 중량이 가볍도록 합성수지재로 제작된 것을 적용하는 것이 바람직하며, 이 경우 하단부쪽 확장 플랜지부(134) 저면에는 내구성과 마찰에 따른 내마모성이 우수한 금속재로 이루어진 마찰커버(140)가 설치되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the circulation cylinder member 130 is made of synthetic resin material so that the weight thereof is light. In this case, the bottom surface of the lower flange portion 134 has a friction made of a metal material having excellent durability and friction resistance. It is preferable that the cover 140 is installed.

상기 마찰커버(140)의 저면에는 도 7 또는 도 9에 도시된 바와 같이, 방사상으로 나선형의 마찰 돌기부(142)가 일정간격으로 돌출형성되어 있으며, 이 마찰 돌기부(142)들은 앞서 설명한 원심형 임펠러(120)의 회전시 제1스파이럴 돌기부(122a)들과 밀착되어 마찰을 이루게 되며, 제2스파이럴 돌기부(122b)들과는 마찰을 이루지 않게 된다.As shown in FIG. 7 or 9, radially spiral friction protrusions 142 protrude from the bottom of the friction cover 140 at regular intervals, and the friction protrusions 142 are centrifugal impellers described above. When the 120 is rotated, the first spiral protrusions 122a are brought into close contact with each other, thereby making friction, and the second spiral protrusions 122b are not frictioned with each other.

한편, 상기 순환 통부재(130)를 합성수지재로 제작된 것을 적용하지 않고, 내구성 및 마찰에 따른 내마모성이 우수한 금속재로 제작된 것을 적용하되, 그 하단부 저면에 원심형 임펠러(120)의 제1스파이럴 돌기부(122a)들과 밀착되어 마찰을 이루게 되는 마찰 돌기부를 형성한 것을 적용하게 되면, 상기한 마찰커버(140)의 구성을 배제할 수 있을 것이다.On the other hand, the circulation cylinder member 130 is made of a synthetic resin material, not applied to the one made of a metal material excellent in durability and abrasion resistance according to friction, the first spiral of the centrifugal impeller 120 on the bottom of the lower end When the friction protrusions forming the friction protrusions to be in close contact with the protrusions 122a are applied, the configuration of the friction cover 140 may be excluded.

상기 마찰커버(140) 및 순환 통부재(130)는 원심형 임펠러(120)의 회전시 연동하여 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하여야 하는바, 별도의 고정수단에 의해 고정되어야 하는데, 이는 수중모터(112)가 내설되는 케이스(116)로부터 연장형성되는 지지대(미도시됨)로서 고정이 가능할 것이며, 그 외의 수단으로서도 얼마든지 고정이 가능할 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The friction cover 140 and the circulation cylinder member 130 should be fixed by a separate fixing means, which must be fixed without being rotated by interlocking when the centrifugal impeller 120 is rotated, which is an underwater motor. It will be possible to fix as a support (not shown) extending from the case 116 in which the 112 is built, and the detailed description thereof will be omitted since it can be fixed as much as other means.

한편, 도 10은 상기 수처리용 저동력 교반장치가 혐기성 소화조에 설치된 상태의 단면도로서, 도시된 바와 같이, 혐기성 소화조(200)의 내부에 수처리용 저동력 교반장치(100)가 설치되어 있다.On the other hand, Figure 10 is a cross-sectional view of the low power stirring device for water treatment is installed in the anaerobic digester, as shown, the low power stirring device 100 for water treatment is installed inside the anaerobic digester 200.

상기 혐기성 소화조(200)는 각종 오폐수를 처리하는 것으로서, 항시 오폐수가 담수되어 있으며, 그 상면에는 수처리용 저동력 교반장치(100)를 유출입시키거나 관리자가 육안으로 내부 상태를 확인하기 위한 점검구(202)가 형성되어 있다.The anaerobic digester 200 is to treat various waste water, the waste water is always fresh water, the upper surface of the check-out port for the flow-in and out of the low-power stirring device 100 for water treatment or the administrator visually check the internal state ) Is formed.

또한, 점검구(202)로부터 혐기성 소화조(200)의 바닥면까지는 수처리용 저동력 교반장치(100)를 유출입시키도록 안내하기 위한 가이드 레일(210)이 설치되어 있다.
In addition, a guide rail 210 for guiding the low power stirring device 100 for water treatment to flow in and out is provided from the inspection port 202 to the bottom surface of the anaerobic digestion tank 200.

상기와 같은 구성으로 이루어진 수처리용 저동력 교반장치(100) 및 이것을 이용한 고효율 혐기성 소화조(200)의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation relationship of the low power stirring device 100 for water treatment and the high-efficiency anaerobic digester 200 using the same configuration as described above are as follows.

먼저, 혐기성 소화조(200)의 점검구(202)를 통해 수처리용 저동력 교반장치(100)를 인입시키되, 가이드 레일(210)의 안내에 따라 인입시켜서 수중모터 모듈(110)의 받침대(118)가 소화조(200)의 바닥면에 안착되도록 한다.First, the low power stirring device 100 for water treatment is introduced through the check hole 202 of the anaerobic digester 200, and the pedestal 118 of the underwater motor module 110 is drawn in according to the guide of the guide rail 210. It is to be seated on the bottom surface of the digester (200).

이와 같이, 혐기성 소화조(200)의 내부에 수처리용 저동력 교반장치(100)가 설치되고, 혐기성 소화조(200)에 오폐수가 담수된 상태에서, 수처리용 저동력 교반장치(100)를 작동시키게 되면, 혐기성 소화조(200)에 담수된 오폐수가 교반을 하게 된다.As such, when the low power stirring device 100 for water treatment is installed in the anaerobic digestion tank 200, and the wastewater is fresh water in the anaerobic digestion tank 200, the low power stirring device 100 for water treatment is operated. , The waste water desalted in the anaerobic digester 200 is stirred.

즉, 수처리용 저동력 교반장치(100)의 작동을 위하여 수중모터(112)에 전기적 신호를 인가하게 되면, 수중모터(112)의 회전에 따라 원심형 임펠러(120)가 연동하여 회전을 하게 되며, 이에 따라 순환 통부재(130)에 존재하는 오폐수를 수평방향으로 분사시키게 된다.That is, when an electrical signal is applied to the underwater motor 112 for the operation of the low power stirring device 100 for water treatment, the centrifugal impeller 120 rotates in accordance with the rotation of the underwater motor 112. Thus, the waste water present in the circulation tube member 130 is sprayed in the horizontal direction.

여기서, 원심형 임펠러(120)는 그 상면 둘레에 일정간격으로 스파이럴 돌기부(122)가 형성되어 있는바, 원심형 임펠러(120)의 회전방향을 따라 오폐수가 수평방향으로 회오리치면서 분사된다. 즉, 스파이럴 돌기부(122)들 사이의 공간을 통해 오폐수가 수평방향으로 분사되며, 스파이럴 돌기부(122)들 중, 높이가 낮은 제2스파이럴 돌기부(122b)의 상부 공간을 통해서도 오폐수가 수평방향으로 분사된다.Here, the centrifugal impeller 120 is a spiral protrusion 122 is formed at a predetermined interval around the upper surface, the waste water is sprayed while rotating in the horizontal direction along the rotational direction of the centrifugal impeller 120. That is, the waste water is sprayed in the horizontal direction through the space between the spiral protrusions 122, and the waste water is sprayed in the horizontal direction also through the upper space of the second spiral protrusion 122b having a lower height among the spiral protrusions 122. do.

이때, 원심형 임펠러(120)에 의해 회전방향을 따라 오폐수가 수평방향으로 분사됨에 있어서, 오폐수에는 덩어리진 부유물이 존재하게 되는데, 이와 같이 덩어리진 부유물들은 스파이럴 돌기부(122)들 사이의 공간에 더하여 높이가 낮은 제2스파이럴 돌기부(122b)의 상부 공간을 통해 오폐수와 함께 수평방향으로 빠져나갈 수 있게 되는바, 상기 덩어리진 부유물에 의한 원심형 임펠러(120)의 막힘 현상이 완화된다.At this time, in the waste water is injected in the horizontal direction along the rotational direction by the centrifugal impeller 120, there is agglomerated suspended solids, such agglomerated suspended matter is added to the space between the spiral protrusions 122 Bars may be discharged horizontally together with the waste water through the upper space of the second spiral protrusion 122b having a low height, thereby preventing the clogging of the centrifugal impeller 120 due to the agglomerated suspended matter.

또한, 원심형 임펠러(120)의 회전시 스파이럴 돌기부(122)들 중, 높이가 높은 제1스파이럴 돌기부(122a)들이 마찰커버(140)의 마찰 돌기부(142)들과 밀착되어 마찰을 이루게 되는바, 덩어리진 부유물들이 제1스파이럴 돌기부(122a)들과 마찰 돌기부(142)와의 마찰시 커팅이 이루어지게 되어 덩어리진 부유물이 분쇄되기도 한다.In addition, during the rotation of the centrifugal impeller 120, among the spiral protrusions 122, the first spiral protrusions 122a having a high height closely contact the friction protrusions 142 of the friction cover 140 to achieve friction. When the agglomerated floats are rubbed with the first spiral protrusion 122a and the friction protrusion 142, the agglomerated floats may be crushed.

이와 같이, 원심형 임펠러(120)에 의해 회전방향을 따라 오폐수가 수평방향으로 분사됨에 따라, 하층액은 소화조(200)의 바깥둘레쪽을 향해 이동하게 되고, 이와 같이 이동되는 하층액은 상승와류에 의해 위로 솟게 된다. 또한, 상층액은 순환 통부재(130)를 통해 원심형 임펠러(120)쪽으로 유입되어 다시 수평방향으로 분사되는 것이 반복됨으로써, 소화조(200) 내부의 오폐수는 전체적으로 균일하게 교반이 이루어지게 되는 등, 상층액과 하층액의 교반이 골고루 이루어지게 된다.As such, as the wastewater is sprayed in the horizontal direction along the rotational direction by the centrifugal impeller 120, the lower layer liquid moves toward the outer circumference of the digester 200, and the lower layer liquid thus moved is raised vortex Towered up by. In addition, the supernatant is introduced into the centrifugal impeller 120 through the circulation tube member 130 and sprayed in the horizontal direction again, so that the waste water inside the digester 200 is uniformly stirred as a whole. The supernatant and the lower layer are stirred evenly.

특히, 소화조(200) 내부의 오폐수에 포함된 덩어리진 부유물이 교반과정에서 커팅되어 분쇄됨으로써, 소화효율이 더욱 증대된다.In particular, the agglomerated suspended solids contained in the waste water inside the digester 200 are cut and pulverized in the stirring process, thereby further increasing the extinguishing efficiency.

이때, 상기 수중모터(112)는 전기적 신호에 따라 인버터에 의해 그 회전속도가 조절되는바, 소화조(200) 내 오폐수의 교반속도를 조절할 수 있게 됨은 물론이다.At this time, the underwater motor 112 is the rotational speed is adjusted by the inverter according to the electrical signal, of course, it is possible to adjust the stirring speed of the waste water in the digestion tank (200).

한편, 본 발명의 실시 예에서 수처리용 저동력 교반장치(100)에 의해 소화조 내의 오폐수 중, 상층액이 순환 통부재(130)를 따라 아래로 이동한 후, 원심형 임펠러(120)의 회전에 따라 아래부분에서 수평방향으로 분사됨으로써, 상층액과 하층액이 교반되는 것으로 설명하였는데, 이 경우 소화조(200) 내부에서 교반이 이루어지지 않은 사(死) 영역이 발생될 수 있다.(도 10a 참조)On the other hand, in the embodiment of the present invention, the supernatant of the wastewater in the digestion tank by the low power stirring device 100 for water treatment is moved down along the circulation cylinder member 130, and then to the rotation of the centrifugal impeller 120 According to the spraying in the horizontal direction in the lower portion, it was described that the supernatant and the lower layer liquid is stirred, in which case a dead zone in which the stirring is not performed inside the digester 200 may be generated (see FIG. 10A). )

따라서, 수처리용 저동력 교반장치(100)의 원심형 임펠러(120)의 회전방향을 바꾸어 주면서 하층액이 순환 통부재(130)를 따라 위로 이동하도록 함으로써, 상층액과 하층액이 교반되도록 할 수도 있다.Therefore, by changing the rotational direction of the centrifugal impeller 120 of the low power stirring device for water treatment 100 to move the upper layer along the circulation cylinder member 130, the supernatant and the lower layer liquid may be agitated. have.

즉, 수중모터(112)의 회전방향을 바꾸어줌으로써, 원심형 임펠러(120)가 반대방향으로 회전되도록 하면, 하층액이 원심형 임펠러(120)로 유입된 후, 순환 통부재(130)를 따라 위로 이동하게 되고, 이에 따라 상층액은 수압에 의해 아래로 이동하게 됨으로써, 상층액과 하층액의 교반이 이루어지게 된다.(도 10b 참조)That is, when the centrifugal impeller 120 is rotated in the opposite direction by changing the rotational direction of the submersible motor 112, the lower layer liquid flows into the centrifugal impeller 120 and then along the circulation cylinder member 130. The supernatant is moved downwards by hydraulic pressure, whereby the supernatant and the lower layer are stirred (see FIG. 10B).

이와 같이, 원심형 임펠러(120)의 회전방향을 바꾸어줌에 따라 상층액과 하층액의 교반 방향을 바꾸어주게 되면, 소화조 내의 사영역이 발생되지 않음은 물론, 상층액 표면에 스컴의 발생이 최소화된다.
As such, when the rotational direction of the centrifugal impeller 120 is changed, the stirring direction of the supernatant and the lower layer liquid is not changed, and the dead zone in the digester is not generated, and the occurrence of scum on the supernatant surface is minimized. do.

한편, 상기와 같은 구성으로 이루어진 수처리용 저동력 교반장치(100)는 각종 부유물을 포함하는 오폐수에 담수된 상태로 설치되는바, 수처리용 저동력 교반장치(100)의 고장시 이를 수리하기 위해서는 부득이하게 소화조(200) 내부의 오폐수를 먼저 배출시킨 후 외부로 빼내어 수리를 하여야 하는 번거로움이 있었다.On the other hand, the low power stirring device for water treatment 100 having the configuration as described above is installed in the fresh water in the waste water containing various floats, in order to repair the failure of the low power stirring device 100 for water treatment inevitably inevitable First, the wastewater inside the digester 200 was discharged first, and then the external wastewater had to be repaired.

이 경우, 혐기성 소화조(200)의 특성상 소화조(200)를 비운 후 공정을 다시 시작하여 정상 상태로 운영하는 데에는 대략 50일 이상이 소요되는데, 본 발명에서는 수처리용 저동력 교반장치(100)를 점검구(202)를 통해 가이드 레일(210)을 따라 유출입시킬 수 있게 되는바, 소화조(200) 내부의 오폐수를 비우지 않은 상태에서도 수처리용 저동력 교반장치(100)를 꺼내어 수리한 후 다시 인입시킬 수 있게 된다.In this case, due to the nature of the anaerobic digestion tank 200, after emptying the digestion tank 200, it takes about 50 days or more to restart the process to operate in a normal state, in the present invention, the low power stirring device 100 for water treatment check Through the guide rails 210 through 202, it is possible to flow in and out, even in the state without emptying the waste water inside the digester 200 to take out the low-power stirring device 100 for water treatment to repair and re-insert do.

특히, 본 발명은 수중모터(112)를 구동시키는 전력만 필요로 함으로써, 종래기술에서 언급한 '친수성 유동상 미생물 담체가 충진된 고율 혐기성 소화조'와 같이 가스 교반기로 가스를 공급하기 위한 가스 컴프레셔의 구성이 배제되는바, 비교적 저동력으로 고효율의 교반성능을 발휘할 수 있게 된다.In particular, the present invention requires only the electric power to drive the submersible motor 112, so that the gas compressor for supplying gas to the gas stirrer, such as 'high-rate anaerobic digester filled with a hydrophilic fluidized bed microbial carrier' mentioned in the prior art Since the configuration is excluded, it is possible to exhibit a high efficiency stirring performance with a relatively low power.

참고로, 본 발명의 실시 예에서 수처리용 저동력 교반장치(100)를 혐기성 소화조(200)에 적용된 것을 일례로 들어 설명하였으나, 상기 수처리용 저동력 교반장치(100)는, 축산 오폐수 처리를 위한 소화조 외에, 주정 폐수, 음식물 쓰레기의 혐기성 소화액 등 고농도 유기성 오폐수를 처리하는데에도 적용하여 사용될 수 있음은 물론이다.
For reference, in the embodiment of the present invention has been described as an example that the low power stirring device for water treatment 100 applied to the anaerobic digester 200, the low power stirring device for water treatment 100, for livestock wastewater treatment In addition to the digester, it can be applied to the treatment of high concentration organic wastewater, such as alcoholic wastewater, anaerobic digestion of food waste.

이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
Technical ideas described in the embodiments of the present invention as described above may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention, which is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent other embodiments. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

100 : 교반장치 110 : 수중모터 모듈
112 : 수중모터 114 : 구동축
116 : 케이스 118 : 받침대
120 : 원심형 임펠러 122 : 스파이럴 돌기부
122a : 제1스파이럴 돌기부 122b : 제2스파이럴 돌기부
130 : 순환 통부재 132,134 : 확장 플랜지부
140 : 마찰 커버 142 : 마찰 돌기부
200 : 소화조 202 : 점검구
210 : 가이드 레일100: stirring device 110: submersible motor module
112: underwater motor 114: drive shaft
116: case 118: stand
120: centrifugal impeller 122: spiral protrusion
122a: first spiral protrusion 122b: second spiral protrusion
130: circulating cylinder member 132,134: expansion flange
140: friction cover 142: friction projection
200: digester 202: check hole
210: guide rail

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 전기적 신호에 의해 그 회전속도 및 회전방향의 조절이 가능한 수중모터 및 이 수중모터를 수밀가능하게 감싸되 바닥면에 지지되기 위한 복수의 받침대가 형성된 케이스를 가진 수중모터 모듈,
이 수중모터 모듈의 구동축과 그 중심축이 연결되어 수중모터의 작동에 따라 연동하여 회전하는 원심형 임펠러, 및
상기 원심형 임펠러의 상부쪽에 수직방향으로 설치되어 상기 원심형 임펠러의 회전에 따라 상층액과 하층액을 혼합시키는 순환 통부재를 포함하고,
상기 원심형 임펠러는 그 상면 외측 둘레에 일정간격으로 회전방향을 따라 경사진 스파이럴 돌기부들이 형성되며,
상기 스파이럴 돌기부들 중, 일부의 스파이럴 돌기부는 일정높이만큼 돌출된 제1스파이럴 돌기부로 형성되고, 나머지 스파이럴 돌기부는 상기 제1스파이럴 돌기부보다 낮은 높이로 돌출된 제2스파이럴 돌기부로 형성되며,
상기 제1스파이럴 돌기부들은 상기 순환 통부재의 하단부 저면과 밀착되어 마찰을 이루면서 덩어리진 부유물을 커팅하는 것을 특징으로 하는 수처리용 저동력 교반장치.Submersible motor module having a submersible motor capable of adjusting its rotational speed and direction of rotation by an electrical signal, and a case formed with a plurality of pedestals for sealing the submersible motor to be supported on the bottom surface,
A centrifugal impeller which is connected to the driving shaft of the submersible motor module and its central axis and rotates in association with the operation of the submersible motor, and
It is installed in the vertical direction on the upper side of the centrifugal impeller includes a circulating cylinder member for mixing the supernatant and the lower layer liquid in accordance with the rotation of the centrifugal impeller,
The centrifugal impeller is formed with spiral protrusions inclined along the direction of rotation at regular intervals around the outer surface of the upper,
Among the spiral protrusions, some spiral protrusions are formed as first spiral protrusions protruding by a predetermined height, and the remaining spiral protrusions are formed as second spiral protrusions protruding at a lower height than the first spiral protrusions.
The first spiral projections are in close contact with the bottom surface of the lower end of the circulation tube member to form a friction floating material while frictional water, characterized in that for stirring. 제 4항에 있어서,
상기 제1스파이럴 돌기부와 상기 제2스파이럴 돌기부는 순차적으로 교차되게 형성되는 것을 특징으로 하는 수처리용 저동력 교반장치.
5. The method of claim 4,
The first spiral projection and the second spiral projection is a low power stirring device for water treatment, characterized in that formed in order to cross sequentially.
제 4항에 있어서,
상기 순환 통부재의 하단부에는 마찰커버가 설치되고, 상기 마찰커버의 저면에는 상기 제1스파이럴 돌기부들과 밀착되어 마찰을 이루면서 덩어리진 부유물을 커팅하기 위한 마찰돌기부가 회전방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 수처리용 저동력 교반장치.
5. The method of claim 4,
A friction cover is provided at a lower end of the circulation tube member, and a friction protrusion for cutting agglomerated floats is formed on the bottom surface of the friction cover in close contact with the first spiral protrusions to form a friction. Low power stirring device for water treatment.
각종 오폐수를 소화 처리하기 위하여 상기 오폐수가 담수되는 혐기성 소화조와;
상기 혐기성 소화조 내부에 설치되어 상기 오폐수를 소화 처리하도록 저동력으로 교반시키는 청구항 4 내지 청구항 6 중, 어느 하나의 청구항에 기재된 수처리용 저동력 교반장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 혐기성 소화조.
An anaerobic digester in which the waste water is desalted to digest various waste water;
A high-efficiency anaerobic digester installed in the anaerobic digester, comprising a low power stirring apparatus for water treatment according to any one of claims 4 to 6 for stirring at low power to digest the waste water.
제 7항에 있어서,
상기 혐기성 소화조의 상부면에 형성된 점검구와, 상기 점검구로부터 수직방향으로 내설되어 상기 혐기성 소화조로 상기 수처리용 저동력 교반장치의 유출입을 안내하기 위한 가이드 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 혐기성 소화조.8. The method of claim 7,
High-efficiency anaerobic digestion tank further comprises a check hole formed on the upper surface of the anaerobic digester, and guide rails installed in the vertical direction from the check hole to guide the inflow and outflow of the low power stirring device for water treatment to the anaerobic digester.
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