KR101257010B1 - 침전슬러지 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리 시설의 침전지에 침전된 슬러지를 배출시키는 침전슬러지 배출장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 래빗홀 현상을 방지하며, 농축된 슬러지를 효율적으로 배출할 수 있는 침전슬러지 배출장치에 관한 것이다.

Description

침전슬러지 배출장치{Discharger for sedimentation sludge}

본 발명은 수처리 시설의 침전지에 침전된 슬러지를 배출시키는 침전슬러지 배출장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 래빗홀 현상을 방지하며, 농축된 슬러지를 효율적으로 배출할 수 있는 침전슬러지 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로 우리가 사용하는 물은 수처리 시설을 거쳐 공급된다.

도1은 일반적인 표준 수처리 공정도를 나타낸다. 도1을 참조하면 표준 수처리 공정은 착수정, 혼화지, 응집지, 침전지, 여과지 및 정수지로 나누어진다.

상기 착수정은 취수 펌프로 양수된 원수를 받아 후속 공정의 수위를 안정시키기 위해 유량을 조절하는 시설이고, 상기 혼화지는 수처리용 약품을 수중 확산시키는 시설이고, 상기 응집지는 불안정화된 콜로이드 입자들을 서로 뭉쳐 침전이 가능한 입자들로 성장시키는 시설이고, 상기 침전지는 슬러지를 침전시켜 원수로부터 분리해내는 시설이고, 상기 여과지는 침전지에서 침전되지 않은 미세입자를 제거하기 위한 시설이고, 상기 정수지는 소독시설과 배출수 처리시설로 나누어지고, 상기 소독시설은 원수중에서 콜로이드성 입자들을 제거하고 난 후에 수인성 미생물을 사멸시켜 위생적으로 안전한 음용수를 생산하는 시설이며, 상기 배출수 처리시설은 침전지에서 배출된 오니배출수, 여과지 역세척수 등에서 고액분리를 하여 고형물은 매립장으로 보내 최종처분하게 하고, 상징수는 회수하는 시설이다.

상기와 같은 수처리 시설 중 침전지의 중요한 기능은 원수중의 고형물을 침전시켜서 깨끗한 상징수를 생산하는 것과 침전된 슬러지를 효과적으로 배출하는 것이다.

도2는 일반적인 침전지(10)를 보여주는 단면도를 나타낸다. 도2를 참조하면, 수처리 시설의 침전지(10)는 일정한 길이와 폭을 구비한 콘크리트 구조물로 설치되고, 응집되어 침전된 슬러지는 침전지(10)의 내부에서 왕복 이동하도록 설치된 수중 대차식 슬러지 수집기(1)에 의해 침전지의 바닥 일측에 형성된 호퍼(2)로 수집된다. 이와 같이 호퍼(2)에 수집된 슬러지는 호퍼(2) 하부에 구비되는 드레인 배관(3)을 통해 상기 침전지(10) 외부로 주기적으로 또는 간헐적으로 배출시킨 후 탈수 처리하여 매립 및 해양투기하거나 복토재 및 시멘트 원료 등에 일부 재활용되고 있는 실정이다.

하지만 상기 응집지 및 침전지에서 농축된 슬러지는 상기 호퍼(2)의 드레인 배관(3)을 통해 배출되지 않고 물만 빠져나는 래빗 홀(Rabbit Hole) 현상이 발생할 수 있다.

도3은 일반적인 침전지(10)의 래빗 홀 현상을 도시한 단면도이다. 도3를 참조하면, 일반적으로 상기 슬러지 수집기(1)에 의해 호퍼(2)에 수집된 농축된 슬러지는 배출되지 않고, 상기 호퍼(2)의 내측 둘레면에 압밀되어 작고 협소한 수로를 형성하며, 함수율이 높은 슬러지만 상기 드레인 배관(3)을 통해 상기 침전지의 외부로 배출된다. 상기와 같은 현상은 슬러지가 쌓인 형상이 토끼굴과 유사하여 래빗 홀 현상이라고 한다.

상기와 같은 래빗 홀 현상은 함수율이 높은 슬러지를 탈수 시설로 유입시킴으로써 함수율이 80% 이상 되는 탈수 케이크가 발생하여 이의 처분이 어렵고, 함수율 증가에 의한 처분비용이 높아 각 정수장에서의 시설운영비용에 커다란 부담이 된다. 또한, 상기 래빗 홀 현상은 상기 침전지(10)의 침전수가 낭비되고 슬러지의 배출 효율이 떨어질 뿐만 아니라 인력을 통해 주기적으로 상기 호퍼(2) 내에 압밀된 슬러지를 정리해야하는 번거로움이 있다.

본 발명의 침전슬러지 호퍼는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 래빗 홀 현상을 방지하며, 농축된 슬러지를 효율적으로 배출할 수 있는 침전슬러지 호퍼를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 침전슬러지 배출장치는, 수처리 시설 중 원수로부터 응집된 입자들을 침전시켜 분리해내는 침전지 내부에서 수중대차식 슬러지 수집기에 의해 모아진 슬러지를 배출시키는 침전슬러지 배출장치에 있어서, 상기 침전지의 바닥 일측에 형성되어 상기 슬러지 수집기에 의해 끌어 모아진 슬러지가 수집되고, 내측 둘레면이 유선형으로 형성되며, 하측방향으로 갈수록 면적이 좁아지는 호퍼; 및 상기 호퍼의 하부에 구비되어 수집된 슬러지를 배출시키는 드레인 배관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 드레인 배관은, 상기 호퍼의 최하단에 지면과 수직으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 침전슬러지 배출장치는, 상기 호퍼의 내부에 고정 설치되고, 상기 드레인배관의 유입구 상측에 배치되되, 상기 드레인배관의 유입구와 이격되는 래빗홀방지장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출장치.

이때, 상기 래빗홀방지장치는, 평면에서 본 형상이 원형이고, 측면에서 본 형상이 마름모 형상을 하며, 하부 경사면에 다수의 안내깃이 하측방향으로 경사지게 설치되고, 상기 안내깃의 상단에서 상기 안내깃의 경사면을 향해 물을 분사하여 와류를 발생시키는 제1분사노즐이 구비될 수 있다.

상기와 같은 침전슬러지 배출장치는, 상기 호퍼의 상부 내측 둘레면에 상기 호퍼 내부의 슬러지 슬립을 유발하는 제2분사노즐과 상기 래빗홀방지장치의 상단부에 상기 래빗홀방지장치 상부 경사면의 슬러지 슬립을 유발하는 제3분사노즐이 구비될 수 있다.

본 발명의 침전슬러지 배출장치는, 호퍼의 내측 둘레면을 유선형으로 형성하여, 래빗 홀 현상을 방지함으로써 슬러지의 함수율을 낮춰 슬러지 처분비용을 줄이고, 호퍼의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 드레인 배관을 호퍼 최하단부에 지면과 수직으로 연결하여, 호퍼 내부에 수집된 슬러지가 드레인 배관으로 유입되기 용이하게 함으로써, 슬러지를 원활히 배출할 수 있다.

또한, 본 발명의 침전슬러지 배출장치는, 래빗홀방지장치를 구비하여 드레인 배관의 유입구에 농축된 슬러지의 농도를 낮출 수 있는 와류를 발생시킴으로써, 래빗 홀 현상의 방지와, 슬러지 배출 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 침전슬러지 배출장치는, 호퍼의 상부 내측 둘레면에 슬러지 슬립을 유발하는 다수의 제2분사노즐과 래빗홀방지장치의 상단부에 래빗홀방지장치 상부 경사면의 슬러지 슬립을 유발하는 제3분사노즐을 구비함으로써, 래빗 홀 현상의 방지와 슬러지 배출 효율을 더욱 높일 수 있다.

도1은 일반적인 표준정수처리 공정도.
도2는 일반적인 침전지의 단면도.
도3은 일반적인 침전지의 래빗 홀 현상을 도시한 단면도.
도4는 본 발명에 의한 침전슬러지 배출장치의 단면도.
도5는 본 발명에 의한 침전슬러지 배출장치의 사시도.
도6은 본 발명에 의한 래빗홀방지장치의 저면도.

본 발명은 수처리 시설 중 원수로부터 응집된 입자들을 침전시켜 분리해내는 침전지(1000)의 침전슬러지 배출장치(100)에 관한 것으로 더욱 상세하게는 래빗홀 현상을 방지하며, 농축된 슬러지를 효율적으로 배출할 수 있는 침전슬러지 배출장치(100)에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도4는 본 발명에 의한 침전슬러지 배출장치(100)를 단면도를, 도5는 본 발명에 의한 침전슬러지 배출장치(100)의 사시도를, 도6은 본 발명에 의한 래빗홀방지장치(130)의 저면도를 나타낸다.

도4 및 도5를 참조하면, 본 발명의 침전슬러지 배출장치(100)는, 수처리 시설 중 원수로부터 응집된 입자들을 침전시켜 분리해내는 침전지(1000) 내부에서 수중대차식 슬러지 수집기(200)에 의해 모아진 슬러지를 수집하는 호퍼(110)와 슬러지를 상기 침전지(1000) 외부로 배출시키기 위해 상기 호퍼(110) 하부에 구비되는 드레인 배관(120)을 포함한다. 상기 호퍼(110)는 상기 슬러지 수집기(200)가 끌어모은 슬러지를 수집하기 용이하도록 상부가 넓게 개방되어지고, 내측 둘레면이 유선형으로 형성되며, 하측방향으로 갈수록 면적이 좁아진다. 상기와 같은 침전슬러지 배출장치(100)는 상기 슬러지 수집기(200)에 의해 끌어 모아져 상기 호퍼(110)로 수집된 슬러지는 농축되어 있기 때문에 상기 침전지(1000) 외부로 배출되지 않고, 상기 호퍼(110)의 내측 둘레면에 압밀되어 작고 협소한 수로를 형성하며 물만 빠져나가는 래빗 홀 현상이 발생할 수 있다. 상기와 같은 래빗 홀 현상은 함수율이 높은 슬러지를 탈수 시설로 유입시킴으로써 함수율이 80% 이상 되는 탈수 케이크가 발생하여 이의 처분이 어렵고, 함수율 증가에 의한 처분비용이 높아 각 정수장에서의 시설운영비용에 커다란 부담이 된다. 또한, 상기 래빗 홀 현상은 상기 침전지(1000)의 침전수가 낭비되고 슬러지의 배출 효율이 떨어질 뿐만 아니라 인력을 통해 주기적으로 상기 호퍼(110) 내에 압밀된 슬러지를 정리해야하는 번거로움이 있다. 따라서 상기 호퍼(110)의 내측 둘레면을 정체현상이 발생하지 않는 저항이 적은 형태의 유선형으로 형성하여, 래빗 홀 현상을 방지함으로써, 슬러지의 함수율을 낮춰 슬러지 처분비용을 줄이고, 상기 호퍼(110)의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 상기 호퍼(110)의 하측방향으로 갈수록 면적이 좁아지는 구조는 상기 호퍼(110)의 최하단부에 연결되어 슬러지를 상기 침전지(1000) 외부로 배출시키는 상기 드레인 배관(120)에 안내하기 용이하다.

도4 및 도5를 참조하면, 상기 드레인 배관(120)은 슬러지를 배출시키는 유로를 형성하며, 상기 호퍼(110)의 최하단에 지면과 수직으로 연결된다. 상기와 같은 드레인 배관(120)을 상기 호퍼(110)의 최하단에 지면과 수직으로 연결하는 구조는 상기 드레인 배관(120)에 상기 호퍼(110) 내부의 슬러지를 남김없이 전부 유입시키기 용이하다. 따라서 상기 침전슬러지 배출장치(100)의 슬러지를 원활히 배출할 수 있다.

도5를 참조하면, 상기 드레인 배관(120)은 슬러지가 상기 호퍼(110)로부터 유입되는 유입구(121)가 나팔관 형상을 할 수 있다. 상기와 같은 유입구(121)의 구조는 슬러지를 상기 호퍼(110)의 면적에 비해 비교적 단면적이 작은 드레인 배관(120)을 통해 배출시키기 용이하다.

도4 및 도5를 참조하면, 상기 드레인 배관(120)은 상기 침전지(1000)에 침전되는 슬러지의 양에 따라 슬러지를 주기적으로 또는 간헐적으로 배출하기 때문에 개폐조절이 가능한 밸브가(122) 구비된다.

도4, 도5 및 도6을 참조하면, 상기와 같은 침전슬러지 배출장치(100)는, 상기 호퍼(110)의 내부에 고정설치되고, 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121) 상측에 배치되되, 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121)와 이격되는 래빗홀방지장치(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 호퍼(110)를 유선형으로 형성하는 동시에 상기 래빗홀방지장치(130)를 구비함으로써, 래빗홀 현상을 효율적으로 방지할 수 있다. 상기와 같은 래빗홀방지장치(130)는, 평면에서 본 형상이 원형이고, 측면에서 본 형상이 마름모 형상을 한다. 다시 말하면, 상기 래빗홀방지장치(130)는 원뿔 두개가 밑면이 서로 마주보도록 상하 대칭으로 결합한 형상을 하여 상부와 하부에 경사면을 가진다. 상기와 같이 드레인 배관(120)의 유입구(121) 상측에 배치된 래빗홀방지장치(130)는, 상기 호퍼(110)의 상측방향에서 상기 슬러지 수집기(200)에 의해 농축된 슬러지가 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121)에 직접 유입되어 상기 드레인 배관(120)이 막히는 것을 방지하며, 상부에 경사면을 가지는 상기 래빗홀방지장치(130)의 형상은, 슬러지가 상기 래빗홀방지장치(130)의 상부 경사면을 따라 흘러내려 상기 래빗홀방지장치(130)의 상부에 슬러지가 쌓이지 않도록 하기 위함이다. 또한, 상기 래빗홀방지장치(130)의 하부에 형성된 경사면에는 다수의 안내깃(131)이 하측방향으로 경사지게 설치되며, 상기 안내깃(131)의 상단에서 상기 안내깃(131)의 경사면을 향해 물을 분사하는 제1분사노즐(132)이 구비될 수 있다. 상기 제1분사노즐(132)에서 분사된 물은 상기 안내깃(131)의 경사면을 따라 와류를 발생시킬 수 있다. 상기와 같은 구조는, 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121)에 농축된 슬러지의 농도를 낮출 수 있는 와류를 발생시켜 래빗홀 현상의 방지와, 슬러지 배출 효율을 높일 수 있다.

도4 및 도5를 참조하면, 상기 래빗홀방지장치(130)는 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121)와 상기 래빗홀방지장치(130) 사이에 와류를 발생시킬 수 있는 공간을 확보하기 위해 상기 호퍼(110)의 최하단부 중심측에 위치한 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121)로부터 상측방향으로 이격되어 배치된다. 상기와 같은 구조로 상기 래빗홀방지장치(130)를 배치하기 위해 상기 호퍼(110)의 내측 둘레면과 상기 래빗홀방지장치(130) 외측 둘레면을 다수의 지지대로 연결하여 상기 래빗홀방지장치(130)를 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121)로부터 상측방향으로 이격시켜 고정 배치할 수 있다.

도4 및 도5를 참조하면, 상기 호퍼(110)는, 상부 둘레면에 슬러지 슬립을 유발하는 제2분사노즐(111)이 구비될 수 있다. 상기 침전지(1000) 바닥에 침전되며, 미세입자가 응집되어 농축된 슬러지가 상기 슬러지 수집기(200)에 의해 계속 상기 호퍼(110)에 유입되면, 상기 호퍼(110)의 내측 둘레면을 유선형으로 형성하는 것만으로는 슬러지가 정체되고, 압밀되어 래빗 홀 현상이 발생하는 것을 방지하기 어렵다. 따라서 상기 호퍼(110)의 상부 둘레면에 제2분사노즐(111)을 구비하여 물을 분사함으로써, 슬러지가 정체되지 않도록 슬러지 슬립을 유발하여 상기 침전슬러지 배출장치(100)의 래빗 홀 현상의 방지와 슬러지 배출 효율을 더욱 높일 수 있다.

도4 및 도5를 참조하면, 상기 래빗홀방지장치(130)는, 상단부에 상부 경사면을 따라 물이 분사되는 제3분사노즐(133)이 구비될 수 있다. 상기 래빗홀방지장치(130)의 상부가 경사면으로 형성되더라도 미세입자가 응집되어 농축된 슬러지는 상기 래빗홀방지장치(130)의 상부 경사면을 따라 일부만 흘러내리고, 나머지는 흘러내리지 않고 쌓일 수 있다. 따라서 상기 래빗홀방지장치(130)의 상단부에 경사면을 따라 물을 분사하는 제3분사노즐(133)을 구비하여 상기 래빗홀방지장치(130) 상부 경사면의 슬러지 슬립을 유발함으로써, 상기 침전슬러지 배출장치(100)의 슬러지 배출 효율을 높일 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 침전슬러지 배출장치(100)는, 상기 호퍼(110)의 내측 둘레면을 유선형으로 형성하여, 래빗 홀 현상을 방지함으로써 슬러지의 함수율을 낮춰 슬러지 처분비용을 줄이고, 상기 호퍼(110)의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 드레인 배관(120)을 상기 호퍼(110) 최하단부에 지면과 수직으로 연결함으로써, 상기 호퍼(110) 내부에 수집된 슬러지가 상기 드레인 배관(120)으로 유입되기 용이하므로 슬러지 원활히 배출할 수 있다.

또한, 본 발명의 침전슬러지 배출장치(100)는, 상기 래빗홀방지장치(130)를 구비하여 상기 드레인 배관(120)의 유입구(121)에 농축된 슬러지의 농도를 낮출 수 있는 와류를 발생시킴으로써, 래빗 홀 현상의 방지와, 슬러지 배출 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 침전슬러지 배출장치(100)는, 상기 호퍼(110)의 상부 내측 둘레면에 슬러지 슬립을 유발하는 다수의 상기 제2분사노즐(111)과 상기 래빗홀방지장치(130)의 상단부에 상기 래빗홀방지장치(130) 상부 경사면의 슬러지 슬립을 유발하는 상기 제3분사노즐(133)을 구비함으로써, 래빗 홀 현상의 방지와 슬러지 배출 효율을 더욱 높일 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 침전지
100 : 침전슬러지 배출장치
110 : 호퍼
111 : 제2분사노즐
120 : 드레인배관
121 : 유입구 122 : 밸브
130 : 래빗홀방지장치
131 : 안내깃
132 : 제1분사노즐 133 : 제3분사노즐
134 : 지지대
200 : 슬러지 수집기

Claims (5)

1. 수처리 시설 중 원수로부터 응집된 입자들을 침전시켜 분리해내는 침전지(1000) 내부에서 수중대차식 슬러지 수집기(200)에 의해 모아진 슬러지를 배출시키는 침전슬러지 배출장치(100)에 있어서,
   상기 침전지(1000)의 바닥 일측에 형성되어 상기 슬러지 수집기(200)에 의해 끌어 모아진 슬러지가 수집되고, 내측 둘레면이 유선형으로 형성되며, 하측방향으로 갈수록 면적이 좁아지는 호퍼(110);
   상기 호퍼(110)의 하부에 구비되어 수집된 슬러지를 배출시키는 드레인 배관(120); 및
   상기 호퍼(110)의 내부에 고정 설치되고, 상기 드레인배관(120)의 유입구(121) 상측에 배치되며, 상기 드레인배관(120)의 유입구(121)와 이격되되, 평면에서 본 형상이 원형이고, 측면에서 본 형상이 마름모 형상을 하며, 하부 경사면에 다수의 안내깃(131)이 하측방향으로 경사지게 설치되고, 상기 안내깃(131)의 상단에서 상기 안내깃(131)의 경사면을 향해 물을 분사하여 와류를 발생시키는 제1분사노즐(132)이 구비되는 래빗홀방지장치(130);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 드레인 배관(120)은,
   상기 호퍼(110)의 최하단에 지면과 수직으로 연결되는 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 침전슬러지 배출장치(100)는,
   상기 호퍼(110)의 상부 내측 둘레면에 상기 호퍼(110) 내부의 슬러지 슬립을 유발하는 제2분사노즐(111)과 상기 래빗홀방지장치(130)의 상단부에 상기 래빗홀방지장치 상부 경사면의 슬러지 슬립을 유발하는 제3분사노즐(133)이 구비되는 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출장치.

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