KR101262639B1

KR101262639B1 - 여과장치용 플럭형성장치

Info

Publication number: KR101262639B1
Application number: KR1020120099985A
Authority: KR
Inventors: 김기태
Original assignee: 김기태
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-05-08

Abstract

본 발명에 의한 여과장치용 플럭형성장치(100)는, 현탁액과 플럭 형성 약제를 혼합하는 인라인믹서(110)와, 상기 인라인믹서(110)에 배관(B)으로 연결된 약제탱크(140)를 포함하여 구성된다.
따라서, 플럭이 형성된 후, 동력에 의해서 회전하는 회전체를 거치지 않으므로 플럭이 손상되는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

여과장치용 플럭형성장치{Device to make fluc for filter}

본 발명은 여과장치용 플럭형성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 현탁액으로부터 양호한 플럭(floc)을 형성하여 여과장치에 공급하므로, 여과성이 우수하도록 구성한 여과장치용 플럭형성장치에 관한 것이다.

일반적으로 생활하수, 공업폐수, 내지는 축산폐수 등 오염된 현탁액은 해양투기가 환경보호법에 의해서 금지되어 있으므로, 현탁액에서 슬러지만을 따로 분리해 낸 여액을 배수하고 있다.

이처럼, 현탁액으로부터 슬러지를 분리해 내는 일반적인 여과 시스템을 도 1을 통해서 살펴보면 다음과 같다.

현탁액을 공급받아서 슬러지 밀도를 고르게 하도록 교반하는 저류조(10)가 구성되고, 상기 저류조(10)에 연결되어 저류조(10)에서 배출된 현탁액을 공급받아서 플럭(floc) 형성 약제와 함께 교반하는 교반탱크(20)가 구성된다. 또한, 상기 교반탱크(20)에 연결되어 플럭 형성 약제를 투입하는 약제탱크(40)가 구성된다. 또한, 상기 교반탱크(20)로부터 플럭이 형성된 현탁액을 공급받아서 플럭으로부터 여액을 분리해 내고 상기 플럭은 압착하여 케이크 형상으로 만들어 분리하는 여과장치(30)가 구성된다.

상기 저류조(10)와 교반탱크(20) 및 약제탱크(40) 그리고 여과장치(30)는 모두 배관으로 연결되고 현탁액의 이송은 상기 배관에 장착된 펌프(11, 21, 41)에 의해서 가능하다.

상기 저류조(10)와 교반탱크(20)는 회전하는 회전체(13, 23)가 구성되어 현탁액을 용이하게 섞을 수 있도록 구성된다.

상기 여과장치(30)는 일반적으로 다수 개의 멤브레인 여과판을 구성하고, 상기 멤브레인 여과판을 압착한 상태에서 상기 멤브레인 여과판 사이로 상기 플럭이 형성된 현탁액을 공급하므로 여액과 케이크를 분리해 내는 필터프레스가 사용될 수 있다.

상기 구성에 의한 배경기술의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

현탁액을 상기 저류조(10)에 충전하여 슬러지 밀도가 고르게 되도록 교반시킨다. 그리고, 펌프(11)를 구동시켜서 현탁액을 교반탱크(20)로 공급한다. 이때, 상기 약제탱크(40)를 통해서 상기 교반탱크(20)로 플럭 형성 약제가 투입된다. 그러면, 상기 교반탱크(20)에 장착된 회전체(23)가 회전하면서 플럭 형성 약제가 현탁액에 고르게 혼합되면서 반응하여 플럭을 형성한다.

상기 플럭은 슬러지가 덩어리진 것으로서 도 2의 (a)처럼 크게 형성될수록 상기 여과장치(30)에서 용이하게 여과될 수 있으므로 바람직한 상태이다. 그러나, 도 2의 (b)는 플럭이 작게 형성된 것으로서 상기 여과장치(30)를 통해서 여액과 함께 배수되므로 바람직하지 못한 상태이다.

이렇게 해서 플럭이 형성된 현탁액은 상기 여과장치(30)로 공급된 후, 압착되므로 고액분리되어 여액은 여과되어 배수되고, 플럭은 케이크로 제조된 후, 폐기된다.

상기 배경기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 교반탱크 내에서 현탁액과 플럭 형성 약제가 교반되면서 형성된 플럭은, 교반탱크(20)의 회전체(23)에 의해서 잘게 부서지며, 교반탱크(20)와 여과장치 (30)사이에 개재된 펌프(21)를 통과하면서 다시 한 번 부서지므로, 미세한 입자 형상이 되어 상기 여과장치(30)에서 제대로 걸러지지 못하는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 여과장치(30)가 필터프레스인 경우, 멤브레인 여과판이 구성되고 상기 멤브레인 여과판은 시트인 여과포가 구성되는데, 이 여과포가 상기 잘게 부서진 플럭이 메우게 되는 막힘현상(폐색현상)이 발생하게 되어 여과성이 저하되는 문제점이 있었다.

세째, 현탁액에 적정비로 플럭 형성 약제를 투입하므로 플럭이 양호하게 형성되고 플럭 형성 약제를 절감할 수 있겠지만, 배경기술에 의하면 이러한 비를 조절할 수 없으므로, 플럭 형성 약제가 너무 적게 투입되어 플럭이 잘게 형성되거나, 너무 과다하게 공급되어 플럭 형성 약제를 낭비하는 문제점이 있었다.

본 발명은 다음과 같은 문제점을 해결하고자 한다.

첫째, 교반탱크 내에서 현탁액과 플럭 형성 약제가 교반되면서 형성된 플럭은, 교반탱크의 회전체에 의해서 잘게 부서지며, 교반탱크와 여과장치 사이에 개재된 펌프를 통과하면서 다시 한 번 부서지므로, 미세한 입자 형상이 되어 상기 여과장치에서 제대로 걸러지지 못하는 문제점을 해결하고자 한다.

둘째, 상기 여과장치가 필터프레스인 경우, 멤브레인 여과판이 구성되고 상기 멤브레인 여과판은 시트인 여과포가 구성되는데, 이 여과포가 상기 잘게 부서진 플럭이 메우게 되는 막힘현상(폐색현상)이 발생하게 되어 여과성이 저하되는 문제점을 해결하고자 한다.

세째, 현탁액에 적정비로 플럭 형성 약제를 투입하므로 플럭이 양호하게 형성되고 플럭 형성 약제를 절감할 수 있겠지만, 배경기술에 의하면 이러한 비를 조절할 수 없으므로, 플럭 형성 약제가 너무 적게 투입되어 플럭이 잘게 형성되거나, 너무 과다하게 공급되어 플럭 형성 약제를 낭비하는 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명에 의한 여과장치용 플럭형성장치는, 현탁액과 플럭 형성 약제를 혼합하는 인라인믹서와, 상기 인라인믹서에 배관으로 연결된 약제탱크를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 인라인믹서의 전방에 배관으로 연결되어 현탁액의 유량을 체크하는 유량계와, 상기 인라인믹서에 상기 배관으로 연결되어 플럭 형성 약제의 유량을 체크하는 유량계와, 상기 유량계에 배관으로 연결되고 상기 약제탱크에 배관으로 연결되어 플럭 형성 약제를 인라인믹서로 압송하는 펌프를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 유량계의 데이터를 체크하여 현탁액 대비 플럭 형성 약제의 투입량을 조절하도록 상기 펌프의 토출량을 조절하는 제어부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 인라인믹서 다음에 배관으로 연결되어 플럭 상태를 모니터링하도록 구성된 감시장치를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 감시장치는, 상기 배관에 연결되는 밸브와, 상기 밸브에 입구가 연결된 투명배관과, 상기 투명배관의 배출구에 연결된 밸브와, 상기 배관에 연결되어 상기 밸브의 폐색 시, 현탁액을 우회하도록 연결된 우회관을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 투명배관을 향하도록 구성된 카메라를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 여과장치용 플럭형성장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 플럭이 형성된 후, 동력에 의해서 회전하는 회전체를 거치지 않으므로 플럭이 손상되는 문제점을 해결할 수 있으므로, 여과장치에서 용이하게 슬러지와 여액을 고액분리할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 여과장치가 필터 프레스인 경우, 상기 멤브레인 여과판에 구성된 여과포가 상기 플럭에 의해 막히는 현상이 방지되는 효과가 있다. 이것은 상기 플럭이 잘게 부서지지 않고 원형을 유지한 채로 상기 여과장치로 공급되기 때문에 가능하다.

세째, 제어부가 유량계를 통해서 현탁액의 유량을 확인하면서 플럭 형성 약제를 일정한 비율로 투입하기 때문에 너무 부족하므로 플럭 형성이 잘 안되거나, 너무 과하게 공급되어 플럭 형성 약제를 낭비하는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 여과시스템을 도시한 회로도
도 2는 현탁액에 약제를 넣어서 플럭을 형성한 예로서 (a)는 플럭이 덩어리져서 양호하게 형성된 것이고, (b)는 플럭이 잘게 분쇄되어 불량하게 형성된 것을 도시한 예시도.
도 3은 본 발명의 기술에 의한 여과장치용 플럭형성장치에 저류조와 필터프레스가 연결된 것을 도시한 회로도.
도 4는 본 발명의 기술에 의한 여과장치용 플럭형성장치에 구성되는 인라인믹서를 도시한 국부단면도.
도 5는 본 발명의 기술에 의한 여과장치용 플럭형성장치에 구성되는 감시장치를 도시한 정면도.

이하, 첨부되는 도면관 관련하여 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시구성과 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 기술에 의한 여과장치용 플럭형성장치에 저류조와 필터프레스가 연결된 것을 도시한 회로도, 도 4는 본 발명의 기술에 의한 여과장치용 플럭형성장치에 구성되는 인라인믹서를 도시한 국부단면도, 도 5는 본 발명의 기술에 의한 여과장치용 플럭형성장치에 구성되는 감시장치를 도시한 정면도로서 함께 설명한다.

본 발명은 일반적으로 사용되는 현탁액을 수용하여 슬러지의 고른 밀도가 가능하도록 교반하는 저류조(10)와, 상기 저류조(10)에서 배출되는 현탁액을 고액분리하여 여액과 슬러지를 따로 분리하여 배출시키는 여과장치(30)의 사이에 장착되는 것으로서, 현탁액에 플럭 형성 약제를 투입한 후, 플럭의 손상 없이 현탁액을 여과장치(30)로 공급할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명에서는 다음과 같이 구성한다.

현탁액과 플럭 형성 약제를 혼합하는 인라인믹서(110)가 구성된다. 또한, 상기 인라인믹서(110)에 배관(B)으로 연결된 약제탱크(140)를 포함하여 구성된다.

상기 인라인믹서(110)는 일례로서 도 4에서 도시한 것처럼, 동력을 받아서 자발로 회전하는 것이 아니고, 현탁액과 플럭 형성 약제가 함께 공급되어 통과하면서 저절로 혼합되도록 구성한 것이다.

즉, 파이프 형상의 하우징(111)이 구성되고, 상기 하우징(111)의 내부에 비틀어진 형상의 블레이드(113)가 일렬로 연결되어 구성된다. 상기 하우징(111)은 일측과 상대측에 후술하는 배관(A, C)에 연결되도록 유입구와 배출구가 형성된 것으로서 측방에 플럭 형성 약제가 투입되는 유입관(112)이 형성된다. 상기 유입관(112)에는 상기 배관(B)이 연결되어 구성된다. 상기 블레이드(113)는 판상의 피스를 시계 방향, 반시계 방향으로 비틀어서 형성한 것으로서, 시계 방향의 것과 반시계 방향의 것을 교대로 연결하여 구성된 것이다. 따라서, 상기 현탁액과 플럭 형성 약제가 상기 하우징(111) 안에서 시계 방향과 반시계 방향으로 회전하면서 섞이게 되고 이때, 플럭이 덩어리지도록 구성된 것이다.

또한, 상기 인라인믹서(110)의 전방에 배관(A)으로 연결되어 현탁액의 유량을 체크하는 유량계(120)가 구성되고, 상기 인라인믹서(110)에 상기 배관(B)으로 연결되어 플럭 형성 약제의 유량을 체크하는 유량계(130)가 구성되는데, 상기 배관(B)은 상기 하우징(111)의 유입관(112)에 연결되어 구성된다. 또한, 상기 유량계(130)에 배관(B)으로 연결되고 상기 약제탱크(140)에 배관(B)으로 연결되어 플럭 형성 약제를 인라인믹서로 압송하는 펌프(160)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 유량계(120, 130)의 데이터를 체크하여 현탁액 대비 플럭 형성 약제의 투입량을 조절하도록 상기 펌프(160)의 토출량을 조절하는 회로기판 또는 중앙처리장치(CPU)인 제어부(도면에 표시하지 않음)를 포함하여 구성된다. 일례로, 상기 현탁액의 부피 대비 플럭 형성 약제의 부피를 8:2라고 한다면, 상기 제어부(도면에 표시하지 않음)는 인라인믹서(110)의 전방에 구성된 유량계(120)를 통해서 매초 또는 매분당 통과하는 부피를 체크한다. 그러면, 상기 비에 해당하도록 상기 펌프(160)의 토출량을 조절하여 플럭 형성 약제가 20%의 부피로 압속되도록 한다. 상기 펌프(160)의 토출량을 조절하기 위해서는 일례로서 펌프(160)를 구동하는 모터의 회전수를 조절할 수도 있고, 펌프(160)의 배출구에 솔레노이드 밸브 등의 전자식 밸브를 장착하여 개구 크기를 조절하므로 가능하다.

또한, 상기 제어부는 상기 펌프(160) 다음에 연결된 유량계(130)를 통해서 배출되는 플럭 형성 약제의 양을 확인한 후, 틀리면 다시 펌프(160)의 토출량을 보정하도록 하도록 프로그램된 것이다.

또한, 상기 인라인믹서(110) 다음에 배관(C)으로 연결되어 플럭 상태를 모니터링하도록 구성된 감시장치(150)를 포함하여 구성된다.

상기 감시장치(150)는, 상기 배관(C)에 연결되는 밸브(151)가 구성되고, 상기 밸브(151)에 입구가 연결된 투명배관(155)이 구성되며, 상기 투명배관(155)의 배출구에 연결된 밸브(153)가 구성된다. 그리고, 상기 배관(C)에 연결되어 상기 밸브(151)의 폐색 시, 현탁액을 우회하도록 연결된 우회관(157)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 투명배관(155)을 향하도록 구성된 카메라(159)를 포함하여 구성된다. 상기 카메라(159)에는 디스플레이 장치(도면에 표시하지 않음)가 연결되어 원거리에서도 육안 감시가 가능하도록 구성한다.

상기 각 밸브(151)에는 일례로서 T형상의 티관(T 管, 158)이 연결되어 구성되므로 상기 배관(C)과, 여과장치(30)에 연결되는 배관(D)에 각각 연결되어 구성될 수 있다. 또한, 상기 티관(158)에는 상기 우회관(157)이 연결되어 구성된다.

상기 구성에 의한 본 발명의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 유량계(120)가 상기 저류조(10)에 배관으로 연결되도록 한다. 그리고, 상기 감시장치(150)의 밸브(153)가 상기 여과장치(30)에 배관(D)으로 연결되도록 한다. 물론, 상기 저류조(10)의 배출구에는 펌프(11)가 장착된다.

이 상태에서 상기 펌프(11)를 구동시킨다. 그러면, 현탁액은 상기 유량계(120)를 거쳐서 인라인믹서(110) 내부로 유입된다. 이때, 제어부(도면에 표시하지 않음)는 상기 현탁액의 유량을 감지한 후, 상기 약제탱크(140)에 연결된 펌프(160)의 토출량을 조절하여 현탁액 대비 플럭 형성 약제의 투입량을 조정하도록 한다. 이때, 상기 제어부는 상기 펌프(160) 다음에 연결된 유량계(130)를 통해서 배출되는 플럭 형성 약제의 양을 확인한 후, 틀리면 다시 펌프(160)의 토출량을 보정하도록 한다.

이렇게 해서 현탁액과 플럭 형성 약제는 상기 인라인믹서(10) 안에서 시계 향과 반시계 방향으로 비틀어진 블레이드(113)를 통과하면서 자연히 혼합되면서 반응하여 플럭이 덩어리지게 된다.

상기 플럭은 자체 회전하는 회전체를 거치지 않으므로 잘게 부서지는 현상은 발생하지 않게 된다.

이 상태에서 상기 감시장치(150)의 밸브(151, 153)가 개방된 상태라면, 플럭이 형성된 현탁액은 투명배관(155)과 우회관(157)을 통해서 상기 여과장치(30)로 공급된다.

이때, 상기 밸브(151, 153)를 폐쇄한다면, 투명배관(155)에는 플럭이 형성된 현탁액이 갇히게 되고, 상기 우회관(157)을 통해서 인라인믹서(110)에서 여과장치(30)로 플럭이 형성된 현탁액은 공급된다.

그리고, 상기 카메라(159)를 통해서 상기 투명배관(155) 내부의 플럭 상태가 양호한지를 감시하게 된다.

상기 구성에 의한 본 발명에 의하면, 플럭이 형성된 후, 동력에 의해서 회전하는 회전체를 거치지 않으므로 플럭이 손상되는 문제점을 해결할 수 있다. 따라서, 상기 여과장치(30)로서 다수 개의 멤브레인 여과판(33)이 구성된 필터 프레스일 경우, 상기 멤브레인 여과판(33) 사이로 플럭이 손상되지 않은 현탁액을 투입할 수 있으므로, 여액과 슬러지를 효율적으로 고액분리할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 여과장치(30)가 필터 프레스인 경우, 상기 멤브레인 여과판(33)에 구성된 여과포가 상기 플럭에 의해 막히는 현상이 방지된다. 이러한 현상은 상기 플럭이 잘게 부서지지 않기 때문에 가능하다.

또한, 플럭 형성 약제를 현탁액 대비 일정한 비율로 투입하기 때문에 너무 부족하므로 플럭 형성이 잘 안되거나, 너무 과하게 공급되어 플럭 형성 약제를 낭비하는 현상을 방지할 수 있다.

110: 인라인믹서 111: 하우징
112: 유입관 113: 블레이드
120: 유량계 130: 유량계
140: 약제탱크 150: 감시장치
151: 밸브 153: 밸브
155: 투명배관 157: 우회관
159: 카메라 A, B, C, D: 배관

Claims

현탁액과 플럭 형성 약제를 혼합하는 인라인믹서(110)와,
상기 인라인믹서(110)에 배관(B)으로 연결된 약제탱크(140)를 포함하여 구성되고,
상기 인라인믹서(110) 다음에 배관(C)으로 연결되어 플럭 상태를 모니터링하도록 구성된 감시장치(150)를 포함하여 구성되고,
상기 감시장치(150)는, 상기 배관(C)에 연결되는 밸브(151)와,
상기 밸브(151)에 입구가 연결된 투명배관(155)과,
상기 투명배관(155)의 배출구에 연결된 밸브(153)와,
상기 배관(C)에 연결되어 상기 밸브(151)의 폐색 시, 현탁액을 우회하도록 연결된 우회관(157)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치용 플럭형성장치.
제1항에 있어서,
상기 인라인믹서(110)의 전방에 배관(A)으로 연결되어 현탁액의 유량을 체크하는 유량계(120)와,
상기 인라인믹서(110)에 상기 배관(B)으로 연결되어 플럭 형성 약제의 유량을 체크하는 유량계(130)와,
상기 유량계(130)에 배관(B)으로 연결되고 상기 약제탱크(140)에 배관(B)으로 연결되어 플럭 형성 약제를 인라인믹서로 압송하는 펌프(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치용 플럭형성장치.
제2항에 있어서,
상기 유량계(120, 130)의 데이터를 체크하여 현탁액 대비 플럭 형성 약제의 투입량을 조절하도록 상기 펌프(160)의 토출량을 조절하는 제어부(도면에 표시하지 않음)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치용 플럭형성장치.
삭제
삭제
제1항에서 제3항까지의 어느 한 항에 있어서,
상기 투명배관(155)을 향하도록 구성된 카메라(159)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치용 플럭형성장치.