KR101248103B1

KR101248103B1 - 산기장치

Info

Publication number: KR101248103B1
Application number: KR1020120117149A
Authority: KR
Inventors: 지철권; 임병완; 김희상
Original assignee: 코오롱워터텍 주식회사
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-04-02

Abstract

본 발명은 수처리 장치의 한 구성인 산기장치에 관한 것으로서, 특히 소모되는 동력을 절감하며 DO용존 산소를 효율적으로 용해하며 또한 구조가 간단하여 시공이 용이하도록 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산기장치는 처리조의 내부에 위치하며 상부로 개방된 산기통과, 산기통의 내부로 연장되어 공기를 산기통 내부로 분사하는 인젝션노즐과, 인젝션노즐에서 분사된 공기가 상승하면서 회전하도록 공기와 물의 회전방향을 안내하도록 산기통의 내부에 장착된 안내깃들을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

산기장치{Air Diffuser}

본 발명은 수처리를 위한 산기장치에 관한 것으로서, 특히 소모되는 동력을 절감하며 DO용존 산소를 효율적으로 용해하며 또한 구조가 간단하여 시공이 용이하도록 구성한 것이다.

수처리를 위한 산기장치는 처리조의 내부에 공기를 강제 주입하여 미생물의 유기물 산화에 필요한 산소를 공급한다. 산기장치를 통해 주입된 산소는 활성슬러지에 의한 유기물질의 산화, 슬러지의 증식, 자기산화 등 생물학적 반응을 진행시키기 전에 기본적으로 필요한 조치이며, 혼합 및 교반은 활성슬러지를 충분히 현탁시켜서 공급된 산소와 활성슬러지를 효율적으로 접촉시키기 위한 목적으로 이용된다.

산기장치로는, 압축된 공기나 순산소를 공급하는 산기식 폭기장치, 하수를 기계적으로 교반하여 대기로부터 공기를 용해시키는 기계식 폭기장치 등이 있으며, 최근에 건설되는 포기장치는 크게 4가지로 분류된다.

포기식 산기장치는 압축공기를 처리조의 바닥에 설치한 산기장치에 의해 기포를 분출하며, 기포의 상승작용에 의해 발생하는 상향류에 의해 하수와 활성슬러지가 혼합 및 교반된다.

기계 교반식 포기장치는 물 표면에서 회전식 터빈이나 교반기를 사용하여 전단 작용이나 흡입작용에 의해 수면을 교란시켜 대기중의 산소를 수중에 용해시킨다. 하지만 이는 물 표면에서 포기를 하기 때문에 저부의 유속이 작아지므로 드래프트 튜브와 같은 장치가 필요하다.

산소 포기장치는 공기 대신 산소를 이용하는 것으로 산소 용해도를 3~5배 정도 높게 유지할 수 있다. 하지만 산소가스 발생장치가 필요하며 공정이 복잡한 편이다.

멤브레인 산기장치는 탄력성이 있는 엷은 막으로 지름 0.2~1.0mm 정도의 가는 구멍 또는 슬릿을 넣고 그 미세구멍을 통해 기포를 발생시키는 방식의 산기장치이다.

현재 많이 적용되고 있는 포기식 산기장치와 멤브레인 산기장치는 작은 기포를 발생시키기 위해서 많은 동력을 필요로 하며, 산기장치가 폐색되기 쉬운 단점이 있으므로 동력비, 유지관리비가 많이 발생하게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0931987호(공고일 2009.12.15)

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 공기와류시스템을 적용하여 하부의 활성슬러지가 상승되면서 처리조 내의 교반이 일어나며, 또한 안내깃의 통과 시에 공기가 용해됨으로써, 처리조 내의 공기용해도를 균일화 시켜 활성슬러지의 호기성 대사작용 능력을 증대시킬 수 있도록 구성한 산기장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산기장치는 처리조의 내부에 위치하며 상부로 개방된 산기통과, 산기통의 내부로 연장되어 공기를 산기통 내부로 분사하는 인젝션노즐과, 인젝션노즐에서 분사된 공기가 상승하면서 회전하도록 공기와 물의 회전방향을 안내하도록 산기통의 내부에 장착된 안내깃들을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 산기통은 상부와 하부가 개방되며, 인젝션노즐이 산기통의 측부를 관통해 위치하며, 산기통의 측부에는 물유입구가 형성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 산기통은 안내깃들이 고정된 상부 몸체와 인젝션노즐이 장착된 하부 몸체를 구비하며, 상부 몸체와 하부 몸체가 연결되어 형성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인젝션노즐의 후단에는 공기공급라인이 연결되고, 인젝션노즐을 통해 분사된 공기가 회전하도록 인젝션노즐의 내부에 라인스크루가 장착되며, 인젝션노즐의 선단은 상향으로 만곡된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 안내깃의 단부는 산기통의 내측에 고정되고 산기통의 중심쪽으로 연장된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 안내깃은 상승하는 물과 공기가 회전하도록 틀어져 위치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 안내깃의 저면에는 안내깃의 길이방향으로 빗살무늬의 글루브들이 형성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 안내깃들은 상하 간격을 두고 산기통의 내주면 둘레를 따라 배치되며, 상하로 위치하는 안내깃들은 나선의 패턴으로 배치된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 안내깃들은 프레임의 측면에 정렬되어 고정되고, 프레임은 산기통의 내측면에 체결 고정된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 처리조의 내부로 메인 공기공급라인이 연장되고, 메인 공기공급라인에서 분기된 공기공급라인들은 처리조의 바닥에 정렬 배치된 산기장치들의 인젝션 노즐의 후단에 연결되고, 메인 공기공급라인에는 체크밸브가 장착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 환형 프레임의 내측에는 안내깃들이 등각으로 배치되며, 하부 몸체의 상단에 프레임들이 적층 고정되어 상부 몸체를 형성한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적층된 프레임을 관통한 볼트가 하부 몸체의 상단에 체결 고정된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 안내깃들은 상하 간격을 두고 나선의 패턴으로 배치된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 산기장치의 산기통은 하부 및 측면부가 개방된 구조를 가지며 하부와 측면부를 통해 유입된 공기의 상승작용 시에 주변의 물이 같이 흡입되어 산기장치에서 공기와 와류가 일어나며 상부로 빠져나간다. 따라서 DO용존 산소를 효율적으로 용해할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 산기장치의 라인스크루는 산기통으로 향하는 공기의 회전방향을 부여하여, 산기통 내에 겹겹이 설치된 안내깃의 회전력을 높인다. 산기통 상부는 안내깃이 층층이 배열된 구조로 하부로부터 유입되는 산소와 처리조의 물이 효과적으로 소용돌이치며 공기가 용해된다. 안내깃은 산기통 내부에 겹겹이 조립 및 설치가 가능한 구조이며, 처리조 용량 및 수심에 따라 안내깃 수량을 증감할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 산기장치는 하부로 유입되는 공기가 라인스크루를 통해 유입됨으로써, 종래의 산기장치에 비해 유입동력비가 크지 않고, 처리조 하부의 물이 공기의 상승기류에 이끌려 흡입, 상승되면서 산기통 내의 안내깃을 거치며 공기용해가 일어남으로써, 전력소모를 절감하며 공기용해율이 높다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 산기장치를 나타낸 투시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 산기장치의 단면도이며,
도 3은 도 2에 도시된 산기장치로 공기를 주입하는 과정을 나타낸 개념도이고,
도 4는 도 2에 도시된 안내깃의 저면을 나타낸 저면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 산기장치들이 설치된 처리조를 나타낸 개념도이다.
도 6은 도 3에 도시된 산기장치의 변형 예를 나타낸 사시도이고,
도 7은 도 6에 도시된 산기장치의 단면도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 산기장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 1은 본 발명에 따른 산기장치를 나타낸 투시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 산기장치의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 산기장치로 공기를 주입하는 과정을 나타낸 개념도이고, 도 4는 도 2에 도시된 안내깃의 저면을 나타낸 저면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 산기장치들이 설치된 수조를 나타낸 개념도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 산기장치(100)는 산기통(110)과, 산기통(110)의 내부로 연장되어 산기통(110)의 내부로 공기를 회전시켜 토출하는 인젝션 노즐(120)과, 산기통(110)의 상부에 장착되어 상승하는 공기와 물을 회전시켜 소용돌이를 형성하는 안내깃(130)들을 포함한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 산기장치에 대해 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 산기장치(100)의 산기통(110)은 상부와 하부가 개방되며 측부에는 물유입구(111)들이 형성된다.

그리고 인젝션 노즐(120)은 산기통(110)의 하단부를 관통해 위치하며, 인젝션 노즐(120)의 끝단은 산기통(110) 중심에서 상향으로 만곡된다. 따라서 인젝션 노즐(120)을 통해 강제 토출된 공기는 산기통(110)의 중심에서 상향으로 이동한다.

한편, 인젝션 노즐(120)에는 라인스크루(121)가 장착되어 인젝션 노즐(120)의 후단에 연결된 공기공급라인(123)을 통해 공급된 공기를 산기통(110) 내부로 토출함에 있어 공기가 회전하며 토출되도록 한다.

이와 같이 라인스크루(121)에 의해 인젝션 노즐(120)의 단부에서 토출된 공기는 회전하며 상승하게 되고, 공기의 상승에 의해 산기통(110)의 개방된 하단 및 물유입구(111)를 통해 슬러지가 유입되어 공기와 함께 회전하며 상승한다.

인젝션 노즐(120)의 후단에는 플랜지(125)가 고정되어 공기공급라인(123)과 체결 고정된다.

한편, 산기통(110)의 내측 상단에는 상승하는 공기가 회전하며 산기통(110) 상부로 배출될 수 있도록 안내깃(130)들이 형성된다.

안내깃(130)은 산기통(110)의 내측면에 고정되며 산기통(110)의 중심 방향으로 연장되어 위치한다. 안내깃(130)은 아래에서 상승하는 공기 및 물의 회전력을 증가시킬 수 있도록 산기통(110)에 고정된 안내깃(130)의 단부에서 산기통(110)의 중심을 향한 단부까지 약 15도 틀어진 형상을 갖는다. 이와 같이 안내깃(130)이 틀어진 형상을 갖게 됨에 따라 상승하는 공기와 물의 회전력을 증대시킬 수 있으며, 공기와 물의 회전이 클수록 용존산소량은 증가하게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 안내깃(130)은 그 저면에 빗살무늬의 글루브(131)가 안내깃(130)의 길이방향으로 형성된다. 빗살무늬의 글루브(131) 또한 공기와 물이 글루브(131)를 따라 유동하면서 회전력을 증대시킨다.

이와 같이 안내깃(130)은 저면에 빗살무늬의 글루브(131)가 형성되며 틀어진 형태로 산기통(110)의 내측면에 고정됨으로써, 상승하는 공기와 물의 회전력을 증대시키며 또한 머리카락과 같은 이물질이 안내깃(130)에 걸리더라도 안내깃(130)의 틀어진 상향부 쪽으로 상승하는 물과 함께 배출된다. 따라서 이물질에 의해 산기통(110)이 막히는 문제점을 해결할 수 있다.

안내깃(130)은 산기통(110)의 내측면에 고정됨에 있어서, 산기통(110) 내측에는 암나사공이 형성되고 안내깃(130)들이 고정된 환형 프레임(132)을 관통한 볼트(133)가 암나사공에 체결되는 방식으로 고정된다. 따라서 처리조의 용량 및 수심에 따라 안내깃(130)의 개수를 변경하며 설치할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 산기통(110)에 고정된 안내깃(130)들은 상하로 간격을 두고 복수 층으로 고정되는데, 이때 상하로 위치하는 안내깃(130)들은 나선과 같은 패턴으로 산기통(110) 내측에 고정된다.

산기통(110)은 안내깃(130)이 고정된 상부 몸체(110H)와 인젝션 노즐(120)이 장착된 하부 몸체(110L)로 구분되며, 상부 몸체(110H)와 하부 몸체(110L)가 볼트체결에 의해 조립된다. 그리고 산기통(110), 안내깃(130)은 합성수지 재질인 FRP와 PE 재질로서 부식을 최소화한다.

이와 같이 구성된 산기장치(100)들은 처리조(1)의 바닥에 정렬 배치되며, 공기공급라인(123)들이 산기장치(100)의 플랜지(125)에 각각 연결된다. 그리고 공기공급라인(123)들은 처리조(1)의 내부로 연장된 메인 공기공급라인(123M)에서 분기되며, 메인 공기공급라인(123M)에는 체크밸브(124)가 장착되어 공기의 역류를 방지한다.

한편 앞서 설명한 산기장치(100)의 변형 예로서, 도 6은 도 3에 도시된 산기장치의 변형 예를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 산기장치의 단면도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 산기통(110)은 앞서 설명한 바와 같이 상부 몸체(110H)와 하부 몸체(110L)로 구분되며, 상부 몸체(110H)는 안내깃(130)들이 내측에 형성된 단위체(110U)들로 구분되는데, 안내깃(130)들이 형성된 프레임(132) 자체가 상부 몸체(110H)를 형성한다.

그리고 상하로 위치한 프레임(132)에는 상호 대응하는 구멍이 형성되고, 구멍을 관통한 볼트(134)가 하부 몸체(110L)의 상단에 체결됨으로써, 복수의 단위체(110U)들이 볼트(134) 체결에 의해 상부 몸체(110H)를 형성한다. 이때 상하로 위치한 안내깃(130)들은 앞서 설명한 바와 같이, 나선과 같은 패턴으로 배치된다.

1 : 처리조
100 : 산기장치
110 : 산기통
111 : 물유입구
120 : 인젝션 노즐
121 : 라인스크루
123 : 공기공급라인
124 : 체크밸브
125 : 플랜지
130 : 안내깃
131 : 글루브
132 : 프레임
133, 134 : 볼트

Claims

처리조의 내부에 위치하며 상부로 개방된 산기통과,
산기통의 내부로 연장되어 공기를 산기통 내부로 분사하는 인젝션노즐과,
인젝션노즐에서 분사된 공기가 상승하면서 회전하도록 공기와 물의 회전방향을 안내하도록 산기통의 내부에 장착된 안내깃들을 포함하며,
인젝션노즐의 후단에는 공기공급라인이 연결되고, 인젝션노즐을 통해 분사된 공기가 회전하도록 인젝션노즐의 내부에 라인스크루가 장착되며, 인젝션노즐의 선단은 상향으로 만곡되며,
안내깃의 단부는 산기통의 내측에 고정되고 산기통의 중심쪽으로 연장되고,
안내깃들은 상하 간격을 두고 산기통의 내주면 둘레를 따라 배치되며, 상하로 위치하는 안내깃들은 나선의 패턴으로 배치된 것을 특징으로 하는 산기장치.
제1항에 있어서,
산기통은 상부와 하부가 개방되며, 인젝션노즐이 산기통의 측부를 관통해 위치하며, 산기통의 측부에는 물유입구가 형성된 것을 특징으로 하는 산기장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
산기통은 안내깃들이 고정된 상부 몸체와 인젝션노즐이 장착된 하부 몸체를 구비하며, 상부 몸체와 하부 몸체가 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 산기장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
안내깃은 상승하는 물과 공기가 회전하도록 틀어져 위치하는 것을 특징으로 하는 산기장치.
제1항 또는 제6항에 있어서,
안내깃의 저면에는 안내깃의 길이방향으로 빗살무늬의 글루브들이 형성된 것을 특징으로 하는 산기장치.
삭제
제1항 또는 제6항에 있어서,
안내깃들은 프레임의 측면에 정렬되어 고정되고, 프레임은 산기통의 내측면에 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 산기장치.
제1항에 있어서,
처리조의 내부로 메인 공기공급라인이 연장되고, 메인 공기공급라인에서 분기된 공기공급라인들은 처리조의 바닥에 정렬 배치된 산기장치들의 인젝션 노즐의 후단에 연결되고, 메인 공기공급라인에는 체크밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 산기장치.
제3항에 있어서,
환형 프레임의 내측에는 안내깃들이 등각으로 배치되며, 하부 몸체의 상단에 프레임들이 적층 고정되어 상부 몸체를 형성하는 것을 특징으로 하는 산기장치.
제11항에 있어서,
적층된 프레임을 관통한 볼트가 하부 몸체의 상단에 체결 고정된 것을 특징으로 하는 산기장치.
제11항에 있어서,
안내깃들은 상하 간격을 두고 나선의 패턴으로 배치된 것을 특징으로 하는 산기장치.