KR101279461B1 - 상승류식 오폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

유입되는 원수가 모래층의 하부를 통하여 상승하도록 하여 모래층에 의하여 오염된 슬러리(slurry)가 제거되는 상승류식 오폐수 처리 장치가 개시된다.
본 발명에 의한 상승류식 오폐수 처리 장치는, 내부에 모래여과층을 포함하며, 원수 유입관을 통해 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로부터 상측으로 통과하도록 하여 오염물질이 처리된 처리수를 월류시키는 월류웨어 및 상기 월류된 처리수를 배출하는 처리수 배출관을 포함하고, 직육면체로 형성된 상부 여과탱크 하우징과 상기 상부 여과 탱크하우징과 접속되어 점차적으로 역 원뿔 형상을 가지는 하부 여재호퍼 하우징(110)로 이루어지는 여과처리 탱크;
상기 여과처리 탱크의 중앙에 수직으로 설치되며, 상기 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로 분사시키는 다수의 유입수분배관으로 안내하는 유입수 안내관이 외곽에 형성되고, 중간부에는 공급되는 공기를 하측에 분사하여 오염된 모래를 상승시키도록 압축공기를 이송하는 복수의 에어리프트관이 통과되며, 중심부에는 오염된 여재를 상부로 입상시키는 여재 입상관을 포함하는 다중 입상관;
상기 여재 입상관의 상부에 설치되며, 상기 여재 입상관을 통해 입상한 모래와 상기 모래를 1차 세정한 세정수를 배출처리하는 역세트러프; 및,
상기 역세트러브 하부에 연결되어 1차 세정된 모래를 외측 원통과 내측 원통 사이에 형성된 유로를 통과시키도록 함으로써, 2차 세정을 하는 샌드클리너를 포함하되,
상기 샌드클리너는, 상기 내측 원통의 기둥이 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡지고 상기 외측 원통의 기둥은 상기 내측 원통과 요부와 돌부가 서로 대면 배치되는 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡진 것을 특징을 특징으로 한다.

Description

상승류식 오폐수 처리장치{Up flow type Wastwater Treatment Device}

본 발명은 상승류식 오폐수 처리장치로서, 상세하게는 유입되는 원수가 모래층의 하부를 통하여 상승하도록 하여 모래층에 의하여 오염된 슬러리(slurry)가 제거되는 상승류식 오폐수 처리 장치에 관한 것이다.

오폐수를 처리하기 위한 모래 여과 시스템은 오염된 폐수로부터 오염된 슬러리(slurry)를 제거하는 바람직한 방법으로 사용된다.

도 1은 종래 상승류식 여과시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 상승류식 여과시스템(10)은 외형이 원통형 구조이며 내부에 모래여과층(D)이 형성된다.

오염된 원수는 에어리프트 하우징 외벽(14)과 내부벽(12) 사이의 개구부(B)를 통하여(화살표 11) 아래쪽으로 유동시킨다. 원수는 공급 디스트리뷰터(15)의 개구부(C)를 통해 모랫바닥(D) 안으로 도입하며, 상기 모래여과층을 통과한 원수가 상측으로 이동되면서 오염물질이 제거된 후 처리수둑(J)에서 오버플로우 되어 배출관(E)을 통하여 배출된다.

누적된 슬러리가 포함되어 침전된 모래는 호퍼의 하부에 쌓이게 된다.

하부에 침전된 모래는 이중관의 에어리프트관(16)의 외통에서 분사되는 압축공기에 의하여 오염된 모래를 내통으로 상승시키게 되는데, 상승과정에서 1차적으로 세정되며, 이 상승된 오염모래는 에어리프트관(16)의 상단 G에 모이게 되고 더러운 슬러리는 중심, 사각 형태의, 리젝트 격실(H)로 오버플로우되어 흘러든다. 상승되어진 모래는 SAND WASHER(I)에서 여과되며 여과된 모래는 하부로 낙하되면서 다시 모래층에서 원수의 여과를 하게 된다.

도 2는 종래 기술의 이중 단계, 모래 침상 여과 시스템을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 여과 시스템(20)은 펌프(22)에 의해 도관(21)을 통한 유입 하수로 로드되는 제1모래 필터 장치(10a)에 연결된다 또한, 직렬로 비슷한 디자인의 제2모래 필터 장치(10b)에도 연결된다.

제1모래 필터 장치(10a)는 대결정(1.0 - 2.0 mm) 모래층(23)을 포함한다. 제 2 모래 필터 장치(10b)는 도관 24를 통해 모래 필터 장치(10a)의 유출관(24)으로부터 유입수를 유입한다. 제2모래 필터 장치(10b)의 모래층(28)은 (0.35-1.2 mm)의 레인지에서 작은 결정의 모래이다. 제2모래 필터 장치(10b)로부터의 불합격수가 도관(25)를 통해, 제1모래 필터 장치(10a)로 다시 유입된다. 제2모래 필터 장치(10b) 처리된, 폐액 폐수는 포인트27로 배출된다.

위와 같은 상승류식 모래여과기는 좁은 면적에서도 설치가 가능하고 오염된 원수의 여과와 동시에 모래의 세정도 연속적으로 할 수 있기 때문에 좁은 면적 내에 설치가 요구되는 소규모의 하수처리를 비롯하여 산업폐수 등에 널리 사용되고 있다

이와 같은 종래의 상승류식 모래여과기는 유입관을 통해 유입되는 원수에 부유물질의 함량이 과다하거나, 장시간 운전 정지 여건에 따라 호퍼의 하부에 쌓여진 오염물질과 모래의 결집력 및 엉킴 현상으로 정상운전이 불가능하게 되는 경우가 있다.

또한, 종래에는 SAND WASHER가 고무 재질로 형성되어 마모성 및 막힘 현상으로 자주 시스템을 정지하고 교체하여야 하는 경우도 발생된다.

또한, 최근에는 내 외측에 금속 날개로 형성된 SAND WASHER(I)가 채용되어 이러한 금속 날개로 형성된 SAND WASHER는 종전의 고무 재질 보다는 내구성은 있으나, 샌드에 의해 날개부의 모서리가 마모되어 교체하여야 하는 경우가 발생되기도 한다.

미국특허공보 US 5,843,308호 "WASTEWATER MANAGEMENT SYSTEM

본 발명은 적은 면적에서 많은 량의 오폐수를 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 경제적인 하우징을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 호퍼의 하부에서 결집된 여재를 유입되는 원수 및 운전 조건에 따라 효과적으로 순환 세정시킬수 있는 상승류식 오폐수 처리장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 오염된 모래의 세정 과정에서 쉽게 마모되지 않고 제조 및 설치가 용이한 클리닝시스템을 포함하는 상승류식 오폐수 처리장치를 제공한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 적은 면적에서 많은 량의 오폐수를 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 경제적인 상승류식 오폐수 처리장치가 개시된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치는 내부에 모래여과층을 포함하며, 원수 유입관을 통해 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로부터 상측으로 통과하도록 하여 오염물질이 처리된 처리수를 월류시키는 월류웨어 및 상기 월류된 처리수를 배출하는 처리수 배출관을 포함하고, 직육면체로 형성된 상부 여과탱크 하우징과 상기 상부 여과 탱크하우징과 접속되어 점차적으로 역 원뿔 형상을 가지는 하부 여재호퍼 하우징(110)으로 이루어지는 여과처리 탱크;

상기 여과처리 탱크의 중앙에 수직으로 설치되며, 상기 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로 분사시키는 다수의 유입수분배관으로 안내하는 유입수 안내관이 외곽에 형성되고, 중간부에는 공급되는 공기를 하측에 분사하여 오염된 모래를 상승시키도록 압축공기를 이송하는 복수의 에어리프트관이 통과되며, 중심부에는 오염된 여재를 상부로 입상시키는 여재 입상관을 포함하는 다중 입상관;

상기 여재 입상관의 상부에 설치되며, 상기 여재 입상관을 통해 입상한 모래와 상기 모래를 1차 세정한 세정수를 배출처리하는 역세트러프; 및 상기 역세트러프 하부에 연결되어 1차 세정된 모래를 외측 원통과 내측 원통 사이에 형성된 유로를 통과시키도록 함으로써, 2차 세정을 하는 샌드클리너를 포함하되,

상기 샌드클리너는, 상기 내측 원통의 기둥이 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡지고 상기 외측 원통의 기둥은 상기 내측 원통과 요부와 돌부가 서로 대면 배치되는 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 에어리프트관은 4개이며, 2개의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기는 평상시 여재를 분산시켜서 상기 여재입상관으로 상승시키는 에어리프트 기능으로 사용하고, 나머지 2개의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기는 장기간 사용이 중지되었거나, 기준치 이상으로 오염된 원수가 유입되는 경우에 고착된 여재를 잘게 부수어 부상시키는 에어 플러싱 기능으로 사용되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 처리수 배출관의 입구측의 수위가 상기 월류웨어 미만에서 일정 수위 이하일 경우에는 1개의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기만으로 가동을 하고, 상기 수위가 월류웨어 이상일 경우에는 복수의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기에 의해 가동하도록 제어를 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상승류식 오 폐수 처리장치는 종래에 비하여 따르면, 좁은 설치면적에서 많은 원수를 처리할 수 있는 경제적인 효과를 가지게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상승류식 오 폐수 처리장치는 원수의 상태 및 운전 상태에 따라 4개의 에어리프트관 가동시간과 2개의 에어리프트관 가동 시간을 제어하도록 함으로써, 처리 효율을 높이고 경제적인 운전이 되도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상승류식 오 폐수 처리장치는 배출되는 처리수의 상태에 따라 에어리프트의 공급량을 제어하도록 함으로써, 처리 효율을 높이고 경제적인 운전이 되도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상승류식 오 폐수 처리장치는 여재 입상관에서 입상되는 여재에서 불필요한 에어를 분리시키고 또한 균등한 에어를 공급할 수 있는 에어리프팅시스템을 채택함으로써, 여재의 순환을 원할히 하고 처리효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상승류식 오 폐수 처리장치는 개선된 클리닝시스템을 채택하여 모래의 세정효율을 높이고 샌드클리너의 마모율을 줄일 수 있으며, 제조 공정 및 장착에 따른 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 상승류 타입 여과시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 이중 단계 모래 침상 여과 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치의 외함을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치의 외함 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분배시스템을 도시한 것이다.
도 7은 상기 도 6의 분배시스템에 대한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 리프팅 시스템을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝시스템을 도시한 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치는 상부 여과탱크 하우징(130)과 하부 여재호퍼 하우징(110)로 이루어지는 여과처리 탱크, 유입수 분배관(360), 다중 입상관(340), 역세정 트러프(Reverce Filtration Trouh 210), 샌드클리너(250)로 구성되어 있다.

상기 여과처리 탱크에는 내부에 모래 여과층(120)이 형성된다.

유입수 분배관(360)은 원수 유입관(330)으로 유입된 오염된 원수가 상기 다중 입상관(340)을 통해 상기 모래 여과층(120)의 하부로 분사시킨다.

종래에는 상기 분배관이 주로 2개 ~ 6개로 이루진 시스템이 사용되곤 하였으나, 종래의 분배관으로는 처리 속도에 따라 일측으로 편증 유입되는 형상이 발생하게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 처리효율을 높이고 균등한 유입이 이루어지도록 하기 위해서 8개의 분배관이 방사상으로 오염된 원수를 모래 여과층(120)의 하부에서 분사하도록 하였다.

모래여과층(120)의 상부에는 월류웨어(Overflow weir215)가 형성된다.

모래여과층(120)을 하부 측으로부터 통과한 오염된 원수가 상부 측으로 이동되면서 오염물질이 제거된 후에는 상기 월류웨어(Overflow weir215)에서 오버플로우 되어 처리수 배출관(410)을 통하여 오염이 제거된 처리수가 배출된다.

또한, 오염된 여재(상기 모래여과층(120)의 여과과정에서 원수의 오염물을 포함하는 모래는 하부로 흘러서 여재 호퍼 하우징의 바닥에 쌓이게 된다. 본 발명에서는 상기와 같이 오염물을 포함하는 모래를 여재라 호칭한다.)를 하부 여재 호퍼 하우징의 하부 집수 Hopper에서 여재 입상관(147)을 통해 상부 세정장치로 이송하기 위해서는 Air Lifting 시스템이 필요하다.

Air Lifting 시스템은 상기 상부 여과탱크 하우징(130)에 수직으로 설치되는 다중 입상관(340) 내부에 이중관 형태의 에어리프트관(142)을 통하여 공기 압축기에서 공급되는 공기를 하측에 오염된 여재에 분사하게 된다.

다중 입상관(340)은 상기 여과처리 탱크의 중앙에 수직으로 설치되며, 다중 입상관(340)은 유입된 원수를 상기 모래여과층(120)의 하부로 분사시키는 다수의 유입수 분배관(360)으로 안내하는 유입수 안내관(미도시됨)을 외곽에 포함하게 된다.

또한, 다중 입상관(340)의 중심부와 외곽 사이에 해당하는 중간부에는 공급되는 공기를 하측에 분사하여 오염된 모래를 상승시키도록 압축공기를 이송하는 복수의 에어리프트관(142, 143, 144, 145)이 통과되며, 다중 입상관(340)의 중심부에는 오염된 여재가 상부로 입상되는 여재 입상관(147)을 포함하게 된다.

Air Lifting 시스템에 의하여 분사되는 압축 공기에 의하여 오염된 여재는 여재입상관(147)을 통해 상부 역세트러프(210)로 이송하게 된다.

또한, 여재 세정장치는 시스템은 여재 입상관(147)을 통해 상부 세정장치(210)로 이송되면서, 1차 세정 된 모래와 세정한 세정수가 모이게 되는 역세트러프(210) 및 역세트러프(210)의 하측에 위치되어 1차 세정된 모래를 낙하시키면서 2차 세정을 하도록 하는 세정 유로가 형성된 샌드클리너(250)를 포함한다.

상기 1차 모래의 세정에 사용된 세정수는 세정수 월류웨어(230)을 통하여 배출된다.

이와 같은 상승류식 오폐수 처리장치는 최종 처리수 및 유입되는 원수의 특징에 따라 2단 ~ 4단을 직렬 또는 병렬로 배치하여 처리하게 되는데, 가장 면적을 많이 차지하게 되는 것이 상부 여과탱크 하우징(130)이다.

즉, 상부 여과탱크 하우징(130)의 용량에 따라 소요되는 설치 면적이 결정이 된다.

상부 여과탱크 하우징은 하부에 여재호퍼 하우징이 장착이 되는데, 여재호퍼 하우징은 배출되는 압축공기가 모든 부위에 골고루 분사하기 위해서는 원형 하우징이 필요하게 되는데, 이와 같이 하부의 원형 하우징과 맞추어 장착하기 위하여 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 상부 여과 탱크하우징(10)을 원통형으로 형성하였다.

그런데 원통형의 상부 여과 탱크하우징을 여러 대 붙여서 설치할 경우 원통형의 특성상 빈 공간이 발생하게 되어 좁은 공간을 효율적으로 활용할 수 없게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치의 외함을 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치의 외함 단면도이다.

도 5, 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는 좁은 면적에 많은 량을 처리하고 수용할 수 있도록 하기 위하여, 상부 여과탱크 하우징(130)은 직육면체로 하고 여재 호퍼 하우징은 콘 형상으로 설치하되, 상부 여과탱크 하우징(130)과 하부 여재 호퍼 하우징(110)이 접합하는 부분은 사각형으로 하고 점차 역 원뿔 형상으로 변형되는 형태의 역 원뿔 모양을 채용하였다.

이와 같이 처리용량을 결정하는 상부 여과탱크 하우징(130)은 직육면체로 하고 하부 여재 호퍼 하우징(110)은 오염된 여재의 분산처리가 용이하도록 형상을 함으로써, 종래의 시스템에 비하여 좁은 설치면적에서 많은 원수를 처리할 수 있는 경제적인 효과를 가지게 된다.

또한, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 상부 하우징에 지지대를 설치하고 Hopper는 고정을 위해 하부에 무근콘크리트를 충전시켜야 하였는바, 이는 시공상의 어려움 및 비용의 상승을 초래하기도 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도 3 및 4를 참조하면, 여재 호퍼 하우징(110)의 콘 외부에 자립형 지지대(111)를 설치함으로써 공간의 활용도를 높이고 기존의 무근콘크리트 타설을 위한 비용을 절감할 수 있었다.

또한, 종래의 하부 여재 호퍼 하우징은 1 또는 2개의 에어 리프트 노즐을 고정적으로 설치하고, 하부 여재 호퍼 하우징의 하부에서 안정적으로 분사력이 퍼지도록 하기 위하여 하부 Hopper의 각도를 60°이하로 설치하였다.

Hopper의 각도를 60°이하로 설치한 호퍼는, 처리속도가 어느 정도 이상이 되면, 여재의 Collection기능의 저하를 발생하여 여재에서 제거된 오염물질의 상부 세정시스템으로의 제거 속도가 지연되게 되어 오염물질의 제거 처리의 저하를 발생시키게 된다.

본 발명은 안정적으로 처리하면서도 처리 속도를 높이기 위하여, Hopper의 각도를 65°~ 67°로 형성하였으며, 에어리프트관(142, 143, 144, 145)을 다수 개 설치하여 유입된 원수의 상태 및 장시간 운전 정지 등 운전 상태에 따라 에어량 및 압력이 조절되도록 하였다.

본 발명의 일 실시예에서 Hopper의 각도는 수평면을 기준으로 66°일 때, 처리 효율이 가장 높게 실험되었다.

상기 Hopper의 각도는 65°미만일 경우에는 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 야기하게 되고, 67°를 초과할 경우에는 일부 구역의 분사력이 불안정하게 되었다.

도 6, 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분배시스템을 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 유입수 분배관(360)의 하부에는 콘형상의 여재 분배깃(310)이 설치된다.

상기 여재 분배깃(310)은 상부에서 오염된 모래인 여재를 하부 호퍼로 안내를 하고, 하부에 쌓여진 여재가 모래여과층(130)으로 상승하는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 개량된 호퍼 각도에 맞추어 실험결과 여재 분배깃이 하부 수평면과 이르는 각도가 55°일 경우가 최적의 여재 순환 효율을 가질 수 있었다.

종래에는 분배깃의 각도가 Hopper의 각도에 따라 50°이하의 각도로 사용되어 왔으나, 50°이하의 각도에서는 여재 분배깃의 상부에 여재가 적재하는 현상이 발생되고 또한, 하부 Hopper 내 급속한 오염모래의 침적현상 발생으로 AirLift 기능 저해가 발생되는 경우가 발생되었다.

본 발명의 일 실시예에서는 여재 분배깃(310)의 각도를 55° 의 경사를 줌에 따라 여재 분배깃(310) 상부에서 오염 여재의 침적을 방지할 수 있는 효과가 있으며 여재의 순환 기능을 높이게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 4개의 에어리프트관(142, 143, 144, 145)을 선택적으로 동작 제어하는 에어 리프팅 시스템을 채택하였다.

정상적인 운전 상태에서는 2개의 에어 리프트관으로 적정한 경제적인 압력에 의하여 쌓여진 여재를 분산시켜서 여재 입상관(147)으로 상승시키게 된다.

장기간 운전 정지 상태로 되면 하부 여재 호퍼 하우징(110) 밑면에 오염된 여재가 고착이 되는데 이때에는 평상시의 적정 압력만으로는 견고하게 고착된 여재를 분산시키기가 곤란하게 된다.

이때에는 4개의 에어리프트관(142, 143, 144, 145)을 일정시간 동안(고착된 여재가 분산되어질 동안이며 본 발명의 일 실시예에서는 정지 시간에 따라 실험치로 정해진 데이터를 테이블로 저장하고 테이블표에 의하여 선택되어 진다.)일시에 기동한 후, 다시 2개의 에어리프트관(142, 144)을 가동하도록 함으로써, 처리 효율을 높이고 경제적인 운전이 되도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 유입되는 원수의 BOD와 SS가 기준치 이상인 경우에는 계속적으로 4개의 에어리프트관(142, 143, 144, 145)으로 압축공기 공급이 되도록 가동하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원수 유입관(330) 입구에 수질측정기(미도시됨)에 의해 BOD, SS가 기준치 이상인 경우 상기 에어리프트관의 밸브제어장치에 신호를 보내어 자동으로 원수 상태에 따라 제어할 수 있게 된다.

또한, 처리수의 상태에 따라서는 매번 상기 여재 세정시스템을 가동하는 것이 비경제적이 일 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상승류식 오폐수 처리장치는 모래여과층(120)을 하부 측으로 부터 통과한 오염된 원수가 상부 측으로 이동되면서 오염물질이 제거된 후에는 상기 월류웨어(Overflow weir215)에서 오버플로우 되어 처리수 배출관(410)을 오염이 제거된 처리수가 통하여 배출된다.

만약 모래여과층(120)의 모래가 세정이 양호한 모래인 경우에는 유입되는 원수만큼 처리수가 월류되어 순조롭게 처리수 배출관(410)으로 배출되게 되는데, 모래여과층(120)의 모래가 오염도가 높게 되면, 모래여과층(120)이 함께 부유하여 월류가 순조롭게 진행되지 못하고 전체 수위가 올라가게 되며, 처리수 배출관(410)의 입구 측 수위 및 압력이 높아지게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 처리수 배출관(410)의 입구 측에 수위센서를 장착하고 수위가 월류웨어(Overflow weir215) 이상일 경우에는 상기 여재 세정시스템이 2대의 에어리프팅 장치를 연속적으로 가동하도록 제어장치(미도시됨)가 제어를 하고 수위가 월류웨어(Overflow weir215) 미만에서 일정 수위 이하일 경우에는 상기 여재 세정시스템의 일부 가동을 중단하도록 제어하는 시스템을 채용하였다.

또 다른 실시예에서는 상기 수위계 대신 처리수 배출관(410)의 입구 배관에 압력계를 장착하고 압력계의 변화량에 따라 제어할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서는 필요시에만 여재 세정시스템을 가동하도록 함으로써, 처리시스템을 원할하게 가동하면서 가동에너지를 절감하여 경제적인 운전이 되도록 하였다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리프팅 시스템(140)이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어리프팅 시스템(140)은 다중 입상관(340) 내부에 설치된다.

도 8을 참조하면, 에어리프팅 시스템의 하부에 4개의 에어리프트 관(142, 143, 144, 145)이 장착된다.

이중 앞에서 설명한 바와 같이 2개의 에어리프트관(142, 144)은 평상시 여재를 분산시켜서 여재 입상관(147)으로 상승시키는 에어리프트 기능으로 사용하고 나머지 2개의 에어리프트관(143, 145)는 이상 조건 시에는 고착된 여재를 잘게 부수어 부상시키는 에어 플러싱(Air Flushing) 기능으로 사용되도록 제어된다.

에어리프팅 시스템(140)의 중심부에는 여재 입상관(147)이 설치된다.

여재 입상관(147) 하부에는 분사된 여재를 여재 입상관(147)으로 안내하여 상부로 상승시키는 여재 입상관 가이드 배플(141)이 형성된다.

도 6을 참조하면, 상기 여재 입상관(147)의 중간에는 중간 에어벤트(152)와 중간 에어분리기(153)가 설치되고, 상기 여재 입상관(147)의 상부에도 상부 에어벤트(150)와 상부 에어분리기(151)가 각각 장착된다.

상기 에어벤트는 작은 에어홀을 포함한다.

하부 Hopper 내의 오염된 여재를 상부 세정시스템 내로 이송한 경우 여재 부착 또는 용존된 Air로 인해 상부 인발을 저해 시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 여재 입상관(147) 상부 및 중간부에 각각 에어벤트(150,152)와 에어 분리기(151, 153)를 채용하여 여재 내에 용존 또는 부착된 Air를 분리시킬 수 있도록 하였다.

이에 따라 용존된 Air로 인해 상부 인발을 저해되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가지게 된다.

또한, 에어리프트관(142, 144)에는 에어 버퍼 쳄버(Air Lifiting Buffer CHAMBER)를 상부(156) 또는 중간부(155)에 설치하여 균등한 Air의 공급으로 급격한 압력 변화에 따른 시스템 불안정을 해소시킬 수 있도록 하였다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세수 세정시스템을 도시한 것이다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 에어리프팅 시스템(140)은 상부 여과탱크 하우징(130), 하부 여재호퍼 하우징(110)에 수직으로 설치되며, 공기 압축기에서 공급되는 공기를 에어리프트관(142, 144)의 하측에 분사하여 오염된 모래를 상승시키도록 이중관 형태로 이루어져 있다.

즉, 에어리프트관(142, 144)을 통하여 공기 압축기에서 공급되는 공기를 하측으로 분사하여 하부 여재 호퍼 하우징(110)의 하방에 위치 되어진 오염된 모래를 여재 입상관(147)으로 유입되도록 하는 것이다.

여재 입상관(147)의 상단부에는 역세트러프(210)가 설치된다.

여재 입상관(147)을 통해 상승하면서 1차 세정된 모래와 세정에 사용된 세정수가 역세트러프(210)에서 모이게 되며, 여기서 발생되는 세정수는 세정수관을 통하여 상기 역세트러프(210) 외부로 배출된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모래 클리닝 장치는 샌드클리너(250)를 포함한다.

상기 샌드클리너(250)는 상기 역세트러프(210) 하측에 위치되어져 1차 세정된 모래를 하방으로 낙하시키면서 2차 세정하도록 접촉 유로가 형성된다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드클리너(250)는 도 9에 도시된 바와 같이, 외측 원통과 내측 원통 사이로 유로를 형성하되, 내측 원통의 기둥이 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡지고 외 측의 원통의 기둥은 상기 내측 원통의 굴곡과 요부와 돌부가 서로 대응되도록 복수의 사다리꼴 형태로 이어서 굴곡지도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이 내 외측 기둥의 돌부에 해당하는 마름모꼴은 좁은 윗변이 경사면의 1/2이 되도록 형성하며 요부에 해당하는 마름모꼴은 좁은 윗변이 경사면과 동일한 길이를 가지도록 형성된다.

또한, 윗변과 경사면이 이루는 각도는 각각 105°를 이루도록 하는 것이 마찰력과 세정율을 가장 높일 수 있는 최적의 형상으로 실험되었다.

이와 같이 최적의 마름모꼴을 채용함으로써 오염물질의 종전에 비하여 한층 세정능력을 높일 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 샌드클리너(250)는 굴곡진 사다리꼴의 돌부와 요부에 부딪히면서 오염물질을 털어내고 순수한 모래는 하측으로 낙하하면서 다시 모래 여과층(120)을 형성하도록 순환될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 샌드클리너(250)는 외측 원통과 내측 원통이 각각 일체형으로 형성할 수 있고, 또한 외측 원통과 내측 원통이 금속으로 일체형으로 형성될 수 있기 때문에 제작 및 설치가 용이하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 샌드클리너(250)는 종래에 개시된 고무재질에 비하여 내구성이 향상되며, 또한 종래에 내 외측 날개에 의하여 가이드 되는 형상에 비하여 날개가 샌드에 의해서 마모되는 현상을 줄일 수 있기 때문에 경제적이다.

또한, 종래의 금속 날개형은 날개를 일일이 장착하여야 하는 특성상 제조 공정 및 또한 설치에 많은 시간이 소요되나, 사다리꼴의 원통형상을 한 본 발명은 금형으로 일체형으로 제작되기 때문에 제조 비용 및 시간이 절약되고 내통을 세정시스템에 단순히 끼워서 장착하는 것으로 조립이 완료되기 때문에 경제적이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 하부 여재호퍼 하우징
111: 지지대
120: 모래여과층
130: 상부 여과탱크 하우징
141: 가이드 배플
142, 143, 144, 145: 에어리프트관
147: 여재 입상관
152: 에어벤트
153: 에어분리기
155, 156: 에어 버퍼 챔버
210: 역세 트러프
215: 월류웨어
250: 샌드클리너
250: 센드클리너
310: 여재 분배깃
330: 원수 유입관
340: 다중 입상관
360: 유입수 분배관
410: 처리수 배출관

Claims (8)

1. 삭제
2. 내부에 모래여과층을 포함하며, 원수 유입관을 통해 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로부터 상측으로 통과하도록 하여 오염물질이 처리된 처리수를 월류시키는 월류웨어 및 상기 월류된 처리수를 배출하는 처리수 배출관을 포함하고, 직육면체로 형성된 상부 여과탱크 하우징과 상기 상부 여과 탱크하우징과 접속되어 점차적으로 역 원뿔 형상을 가지는 하부 여재호퍼 하우징으로 이루어지는 여과처리 탱크;
   상기 여과처리 탱크의 중앙에 수직으로 설치되되, 상기 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로 분사시키는 다수의 유입수분배관으로 안내하는 유입수 안내관이 외곽에 형성되고, 중간부에는 공급되는 공기를 하측에 분사하여 오염된 모래를 상승시키도록 압축공기를 이송하는 복수의 에어리프트관이 통과되며, 중심부에는 오염된 여재를 상부로 입상시키는 여재 입상관을 포함하는 다중 입상관;
   상기 여재 입상관의 상부에 설치되며, 상기 여재 입상관을 통해 입상한 모래와 상기 모래를 1차 세정한 세정수를 배출처리하는 역세트러프; 및,
   상기 역세트러프 하부에 연결되어 1차 세정된 모래를 외측 원통과 내측 원통 사이에 형성된 유로를 통과시키도록 함으로써, 2차 세정을 하는 샌드클리너를 포함하며,
   상기 샌드클리너는, 상기 내측 원통의 기둥이 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡지고 상기 외측 원통의 기둥은 상기 내측 원통과 요부와 돌부가 서로 대면 배치되는 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡진 것을 특징으로 하고,
   상기 샌드클리너의 내측 및 외측 기둥의 돌부에 해당하는 마름모꼴은 좁은 윗변이 경사면의 1/2이 되도록 형성되며, 상기 샌드클리너의 내측 및 외측 기둥의 요부에 해당하는 마름모꼴은 좁은 윗변이 경사면과 동일한 길이를 가지도록 형성되고, 윗변과 경사면이 이루는 각도는 각각 105°인 것을 특징으로 하는 상승류식 오폐수 처리 장치
   
3. 내부에 모래여과층을 포함하며, 원수 유입관을 통해 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로부터 상측으로 통과하도록 하여 오염물질이 처리된 처리수를 월류시키는 월류웨어 및 상기 월류된 처리수를 배출하는 처리수 배출관을 포함하고, 직육면체로 형성된 상부 여과탱크 하우징과 상기 상부 여과 탱크하우징과 접속되어 점차적으로 역 원뿔 형상을 가지는 하부 여재호퍼 하우징으로 이루어지는 여과처리 탱크;
   상기 여과처리 탱크의 중앙에 수직으로 설치되되, 상기 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로 분사시키는 다수의 유입수분배관으로 안내하는 유입수 안내관이 외곽에 형성되고, 중간부에는 공급되는 공기를 하측에 분사하여 오염된 모래를 상승시키도록 압축공기를 이송하는 복수의 에어리프트관이 통과되며, 중심부에는 오염된 여재를 상부로 입상시키는 여재 입상관을 포함하는 다중 입상관;
   상기 여재 입상관의 상부에 설치되며, 상기 여재 입상관을 통해 입상한 모래와 상기 모래를 1차 세정한 세정수를 배출처리하는 역세트러프; 및,
   상기 역세트러프 하부에 연결되어 1차 세정된 모래를 외측 원통과 내측 원통 사이에 형성된 유로를 통과시키도록 함으로써, 2차 세정을 하는 샌드클리너를 포함하며,
   상기 샌드클리너는, 상기 내측 원통의 기둥이 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡지고 상기 외측 원통의 기둥은 상기 내측 원통과 요부와 돌부가 서로 대면 배치되는 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡진 것을 특징으로 하고,
   상기 복수의 에어리프트관은 4개로 이루어지며,
   2개의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기는 평상시 여재를 분산시켜서 상기 여재입상관으로 상승시키는 에어리프트 기능으로 사용하고, 나머지 2개의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기는 장기간 사용이 중지되었거나, 기준치 이상으로 오염된 원수가 유입되는 경우에 고착된 여재를 잘게 부수어 부상시키는 에어 플러싱 기능으로 사용되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 상승류식 오폐수 처리 장치
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 처리수 배출관의 입구측의 수위가 상기 월류웨어 미만에서 일정 수위 이하일 경우에는 1개의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기만으로 가동을 하고, 상기 수위가 월류웨어 이상일 경우에는 복수의 에어리프트관으로 공급되는 압축공기에 의해 가동하도록 제어를 하는 것을 특징으로 하는 상승류식 오폐수 처리 장치.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 유입수분배관의 하측에는 상부에서 오염된 모래를 하부 호퍼로 안내를 하는 여재 분배깃을 더 포함하며,
   상기 여재 분배깃은 수평면과 이루는 각도가 55°각도를 가진 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 상승류식 오폐수 처리 장치
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 하부 여재호퍼 하우징은 하우징 외벽이 수평면과 이루는 각도가 65°~ 67°인 것을 특징으로 하는 상승류식 오폐수 처리 장치
   
7. 내부에 모래여과층을 포함하며, 원수 유입관을 통해 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로부터 상측으로 통과하도록 하여 오염물질이 처리된 처리수를 월류시키는 월류웨어 및 상기 월류된 처리수를 배출하는 처리수 배출관을 포함하고, 직육면체로 형성된 상부 여과탱크 하우징과 상기 상부 여과 탱크하우징과 접속되어 점차적으로 역 원뿔 형상을 가지는 하부 여재호퍼 하우징으로 이루어지는 여과처리 탱크;
   상기 여과처리 탱크의 중앙에 수직으로 설치되되, 상기 유입된 원수를 상기 모래여과층의 하부로 분사시키는 다수의 유입수분배관으로 안내하는 유입수 안내관이 외곽에 형성되고, 중간부에는 공급되는 공기를 하측에 분사하여 오염된 모래를 상승시키도록 압축공기를 이송하는 복수의 에어리프트관이 통과되며, 중심부에는 오염된 여재를 상부로 입상시키는 여재 입상관을 포함하는 다중 입상관;
   상기 여재 입상관의 상부에 설치되며, 상기 여재 입상관을 통해 입상한 모래와 상기 모래를 1차 세정한 세정수를 배출처리하는 역세트러프; 및,
   상기 역세트러프 하부에 연결되어 1차 세정된 모래를 외측 원통과 내측 원통 사이에 형성된 유로를 통과시키도록 함으로써, 2차 세정을 하는 샌드클리너를 포함하며,
   상기 샌드클리너는, 상기 내측 원통의 기둥이 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡지고 상기 외측 원통의 기둥은 상기 내측 원통과 요부와 돌부가 서로 대면 배치되는 복수의 사다리꼴 형태로 굴곡진 것을 특징으로 하고,
   상기 여재 입상관은 하단부에 여재를 안내하는 가이드 배플이 형성되며, 입상되는 여재에서 에어를 제거할 수 있는 에어 배출홀을 가지는 에어벤트를 포함하는 것을 특징으로 하는 상승류식 오폐수 처리 장치
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 에어리프트관은 중간부에 에어의 급변을 방지하는 에어 버퍼 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 상승류식 오폐수 처리 장치

Images