KR101302964B1 - 블레이드 회전형 스크래퍼를 이용한 하수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부상슬러지를 이송하는 블레이드가 체인을 이용하여 구동되면서 자중에 의해 회전하도록 구성함으로써, 블레이드의 부하를 감소시키고, 미세기포와 슬러지의 접촉성이 향상된 하수처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 하수처리장치는 슬러지를 응집시키는 폴리머를 유입되는 슬러지와 혼합하는 혼합수단; 상기 슬러지를 부상시키기 위하여 미세기포를 발생시키는 미세기포발생수단; 상기 폐수와 폴리머가 혼합된 혼합수를 수용하는 부상조; 및 상기 부상조에서 부상슬러지를 수거하는 슬러지수거수단;을 포함하며, 상기 슬러지수거수단은, 상기 부상조의 양측에 각각 구비되고, 체인스프라켓에 의해 구동되는 한 쌍의 체인과, 상기 한 쌍의 체인에 평행하게 연결되되, 상기 체인에 대하여 회동가능하게 설치되는 적어도 1 이상의 프레임과, 상기 프레임에 결합되는 블레이드를 포함한다.

Description

블레이드 회전형 스크래퍼를 이용한 하수처리장치{WASTE WATER TREATING APPARATUS WHIT ROTATABLE BLADE}

본 발명은 하수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부상농축슬러지를 이송하는 블레이드가 체인을 이용하여 구동되면서 자중에 의해 회전하도록 구성함으로써, 블레이드의 부하를 감소시키고, 미세기포와 부상농축슬러지의 접촉성을 향상시킨 하수처리장치에 관한 것이다.

종래의 하수처리장은 복합플랜트 설비로 초기투자비가 고가이고, 일단 건설되면 개조 등에 추가비용이 소요되는 등 경제적 측면, 방류수 수질기준을 준수해야하는 법적인 측면, 방류수역의 수질보전측면, 유지관리측면에서 매우 중요한 도시 기반 시설이다. 따라서, 주처리공정인 생물학적 처리 공정에 부합되며, 향후 고도처리시설, 총인처리시설 증설에 따른 슬러지 처리시설의 결정은 하수처리장의 계획에 있어 중요한 요소중 하나로서 슬러지 처리시설에 대해 충분히 검토한 후에 결정하여야 한다.

또한 근래까지의 하수처리장은 대부분 유기물 처리목적으로 한 생물학적 처리공정이 주 처리공정으로 적용되어 왔으나, 수역의 부영양화 방지, 방류수 수질기준의 강화, 4대강 사업에 따른 총인 기준 강화 등으로 부영양화 원인물질인 질소, 인을 제거할 수 있는 고도처리 공정의 신설 및 증설, 총인처리시설 신설을 중심으로 점차 확대되어 가는 실정이다. 이러한 생물학적 질소/인 제거가 가능한 고도처리 시설증설 및 처리수질의 강화를 감안하여 슬러지농축 또는 저류 및 탈수시 혐기상태에서의 잉여슬러지의 인의 방출을 방지하기 위해 단시간내 고농축할 수 있는 개선된 시설이 필요하다.

한편, 종래에도 하수처리장의 1차처리 침전조의 생슬러지 및 2차 생물학적 처리 후, 발생되는 미생물 잉여 슬러지 또는 혼합슬러지의 처리대상 유기고형물 및 콜로이드성 물질의 개별적 처리가 가능하고, 동시에 합류하여 처리함으로서 개별공정상 유발되는 경제적 비용 저감과 효율증가를 개선하여 고도처리시설의 신설 및 증설, 총인처리시설 신설에 필요한 농축방법을 제공하고 빠른 시간 내 생물학적인 방출을 최소화할 수 있으며, 1차 슬러지와 잉여슬러지 또는 혼합된 슬러지를 안정적으로 고농축하기 위한 부상농축에 관한 기술이 개시되었다.

도 1을 참조하면, 종래의 하수처리장치(100)는 액상폴리머생성수단(110)과, 교반탱크(120)와, 미세기포 발생수단(130)과, 부상조(140)와, 스크래퍼(150)를 포함한다.

상기 액상폴리머생성수단(110)은 폐수에 함유된 슬러지를 응집하는 폴리머를 생성하는 구성요소로서 폴리머에 대해서는 본 출원인에 의한 선출원인 대한민국 특허등록 제10-742509호에 상세히 설명되고 있다.

상기 교반탱크(120)는 교반기(121)를 이용하여 슬러지와 폴리머를 균일하게 혼합하는 구성요소이다. 이와 같이 혼합된 혼합수를 이송관(L1)을 통해 부상조(140)로 이송하는데, 이송관(L1)에는 미세기포 발생수단(130)에서 공급된 미세기포가 주입된다.

도 2 내지 도 4는 종래 부상조(140)의 상부에 구비되어 부상슬러지를 이송하여 수거하는 스크래퍼(150)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 종래의 스크래퍼(150)는 부상조(140)의 양측에 체인스프라켓(151,152)에 의해 구동되는 한 쌍의 체인(153)과, 상기 체인(153)의 내측에 구비되는 브라켓(154)과, 상기 한 쌍의 체인(153) 사이에 평행하게 구비되며 상기 브라켓(154)에 나사결합으로 고정되는 프레임(155)과, 상기 프레임(155)의 외주면으로부터 돌출되도록 연결된 한 쌍의 지그(156)와, 상기 지그(156)에 연결되는 연결판(157)과, 상기 연결판(157)에 고정되는 러버패드(rubber pad, 158)로 구성된다.

따라서 상기 체인스프라켓(151,152)의 구동으로 인해 한 쌍의 체인(153)과, 한 쌍의 체인(153) 사이에 구비된 프레임(155)이 구동되면서 부상조(140)에 상면에 부상된 부상슬러지를 일측으로 이송하여 수거하는 것이다(도 1 참조).

한편, 종래의 스크래퍼(150)에서는 체인(153)과 브라켓(154)과 프레임(155)이 고정설치되기 때문에 러버패드(158)가 체인스프라켓(151,152)의 하부에서는 하방을 향하게 되어 부상슬러지를 수거하게 되고, 러버패드(158)가 체인스프라켓(151,152)의 상부에서는 상방을 향한 상태에서 이송을 하게 된다(도 2 및 도 3 참조). 이와 같이, 체인스프라켓(151,152)의 상부에서 러버패드(158)가 상방을 향한 상태에서 이송되기 때문에 체인 구동시 부하가 걸리게 된다.

또한, 체인(153)의 구동에 의해 러버패드(158)가 부상슬러지를 일측으로 밀어 수거하게 되는데, 이때, 러버패드(158)에 부하가 걸려 뒤로 밀리면서 체인이 스프라켓을 이탈하거나 끊어지는 등 많은 문제가 있다.

또한 종래에는 교반탱크(120)에서 슬러지와 폴리머가 혼합된 혼합수를 부상조(140)로 이송하는 이송관(L1)에 미세기포 주입관(L2)이 형성되어 미세기포를 주입하게 되는데, 혼합수와 미세기포가 충분히 접촉하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 부상슬러지를 이송하는 블레이드가 체인을 이용하여 구동되면서 자중에 의해 회전하는 스크래퍼를 이용한 하수처리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 블레이드가 경사지게 형성되고, 슬릿이나 통공이 형성되어 부상슬러지를 이송할 때의 부하를 현저히 줄이고 슬러지를 고농축시킬 수 있는 스크래퍼를 이용한 하수처리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 슬러지를 부상시키기 위한 미세기포를 관의 원주방향으로 주입하고, 특히, 복수라인으로 주입함으로써 미세기포와 응집된 슬러지의 접촉을 향상시킬 수 있는 하수처리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 벤츄리관과 교반탱크의 전단에서 각각 폴리머를 주입함으로써, 슬러지가 순간적으로 응집되게 하고, 응집된 슬러지가 파괴되지 않는 하수처리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교반탱크의 후단에서 슬러지의 응집상태를 육안으로 확인할 수 있는 하수처리장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 하수처리장치는 슬러지를 응집시키는 폴리머를 슬러지와 혼합하는 혼합수단; 상기 슬러지를 부상시키기 위하여 미세기포를 발생시키는 미세기포발생수단; 응집된 상기 슬러지와 폴리머가 혼합된 혼합수를 수용하는 부상조; 및 상기 부상조에서 부상슬러지를 수거하는 슬러지수거수단;을 포함하며, 상기 슬러지수거수단은, 상기 부상조의 양측에 각각 구비되고, 체인스프라켓에 의해 구동되는 한 쌍의 체인과, 상기 한 쌍의 체인에 평행하게 연결되되, 상기 체인에 대하여 회동 가능하게 설치되는 적어도 1 이상의 프레임과, 상기 프레임에 결합되는 블레이드를 포함한다.

또한 상기 체인의 내측에는 상기 프레임을 회전가능하게 지지하는 브라켓이 구비되며, 상기 프레임은 상기 블레이드의 자중에 의해 상기 브라켓에 대하여 회전되는 것이 바람직하다.

또한 상기 블레이드는 수직선으로부터 일정각도 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 블레이드는 부상된 상기 슬러지의 수분이 통과하도록 적어도 1 이상의 슬릿 또는 통공이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 미세기포발생수단에서 발생된 미세기포는 상기 혼합수단에 직접 주입되거나, 상기 혼합수단과 부상조 사이의 이송관으로 주입되는 것이 바람직하다.

또한 상기 이송관에는 상기 미세기포가 원주방향으로 주입되도록 복수의 기포주입관이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 혼합수단은 벤츄리관과 교반탱크를 포함하며, 상기 벤츄리관과 교반탱크의 전단 각각에 상기 폴리머를 주입하는 폴리머 주입관이 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 교반탱크의 후단에는 상기 슬러지의 응집상태를 관찰할 수 있는 윈도우가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 부상슬러지를 이송하여 수거하는 블레이드가 체인에 의해 구동되면서 자중에 의해 회전하기 때문에 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 블레이드가 경사지게 형성되어 부상슬러지를 이송할 때 뒤로 밀리더라도 수직으로 형성된 블레이드보다 이송효과가 우수하다.

또한 블레이드에 슬릿이나 통공이 형성되어 부상슬러지를 이송할 때 부상된 슬러지의 수분이 통과하도록 하여 슬러지를 고농축시킬 수 있다.

또한 슬러지를 부상시키기 위한 미세기포를 관의 원주방향으로 주입하고, 특히, 복수라인으로 주입함으로써 미세기포와 슬러지의 접촉을 향상시킬 수 있다.

또한 벤츄리관과 교반탱크의 전단에서 각각 폴리머를 주입함으로써, 슬러지가 순간적으로 응집되게 하고, 응집된 슬러지가 파괴되지 않는다.

또한 교반탱크의 후단에서 슬러지의 응집상태를 육안으로 확인할 수 있는 효과도 있다.

도 1 내지 도 5는 종래 하수처리장치의 개략도 및 요부를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 하수처리장치의 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 7 내지 도 10은 도 6에 도시된 실시예의 요부를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 실시예(1)는 액상폴리머생성수단(10)과, 혼합수단(20)과, 미세기포 발생수단(30)과, 부상조(40)와, 슬러지 수거수단(50)을 포함한다.

액상폴리머 생성수단(10)은 도 1을 참조하여 설명한 종래의 기술과 동일하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.

상기 혼합수단(20)은 벤츄리관(21)과 교반탱크(22)와, 수용조(26)를 포함한다. 상기 벤츄리관(21)은 유량 및 유속을 급속히 변화시켜 폐수와 폴리머를 혼합하는 구성요소이다.

상기 교반탱크(22)는 구동모터(23a)에 의해 교반기(23)를 회전시켜 폐수와 폴리머를 균일하게 혼합하는 구성요소이다.

특히, 본 실시예에서는 종래기술과 달리 벤츄리관(21)의 전단과 교반탱크(22)의 전단에서 폴리머가 주입되는 폴리머 주입관(24a,24b)이 형성된 것을 알 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 슬러지의 응집이 신속하게 이루어지고, 배관상에서 응집된 슬러지가 깨지는 것을 방지하는 것이다.

또한 본 실시예에서는 교반탱크(22)에서 배출된 혼합수를 수용하는 수용조(26)가 구비되고, 수용조(26)의 일면에는 슬러지의 응집상태를 육안으로 관찰할 수 있는 윈도우(25)가 형성된 것을 알 수 있다. 상기 윈도우(25)를 통해 관찰한 결과에 따라 폴리머의 주입량을 조절할 수 있는 것이다.

또한 미세기포 발생수단(30)에서 발생된 미세기포는 혼합수단(20)의 수용조(26)에 직접 주입될 수도 있고, 또는 이와 병행하여 혼합수를 부상조(40)로 이송하는 이송관(L3)을 통해 주입할 수도 있다.

도 7 및 도 8을 참조하여 본 실시예의 슬러지 수거수단을 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 슬러지 수거수단(50)은 부상조(40)의 양측에 각각 구비되는 한 쌍의 체인(53)과, 상기 체인(53)을 구동하는 구동스프라켓(51)과 종동스프라켓(52)과, 상기 체인(53)의 내측에 구비되는 브라켓(54)과, 상기 브라켓(53)에 회전가능하게 지지되는 프레임(56)을 포함한다. 특히, 상기 프레임(56)을 회전가능하게 지지하도록 브라켓(54)과 프레임(56) 사이에는 조인트(55)가 구비되는데, 상기 조인트(55)는 일측에서 브라켓(54)과 나사결합에 의해 고정되고, 타측에서는 프레임(56)과 축결합되어 상기 프레임(56)을 회전가능하게 지지한다.

또한 상기 프레임(56)에는 외측으로 한 쌍의 지그(57)가 돌출형성되고, 지그(57)의 하부에는 연결판(58)이 연결되고, 상기 연결판(58)의 하부에는 블레이드(59)가 고정된다. 본 실시예에서 블레이드(59)는 러버패드로 구성된다.

특히, 본 실시예에서 상기 브라켓(54)은 체인(53)의 내측에 고정되지만, 프레임(56)은 고정되지 않고 조인트(55)에 축결합되어 회전가능하게 설치된다. 따라서 블레이드(59)의 자중에 의해 상기 브라켓(54)에 대하여 프레임(56)은 회전할 수 있는 구성이다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 블레이드(59)는 체인스프라켓(51,52)의 하부뿐 아니라 상부에서도 자중에 의해 항상 하방을 향하도록 위치된다는 것이다(도 8 참조).

또한 상기 블레이드(59)에는 하부에 슬러지의 수분이 통과할 수 있도록 슬릿(노치, 59a)이 형성되어 있다. 이로 인해 블레이드(59)가 부상슬러지를 이송하면서 슬러지의 수분은 통과하기 때문에 블레이드(59)에 걸리는 부하를 감소시킬 수 있고 슬러지를 고농축시킬 수 있는 것이다. 또한 본 실시예와 달리 블레이드(59)에 통공을 형성하여 동일한 작용을 하게 할 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 연결판(58)은 종래와 달리 절곡되어 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 절곡형성된 연결판(58)에 나사결합된 블레이드(59)는 수직선으로부터 소정각도 경사지게 설치된다. 이로 인해 블레이드(59)가 부상슬러지를 이송하면서 부하가 걸려 뒤로 밀리더라도 수직으로 형성된 블레이드에 비해 부상슬러지를 놓치지 않고 이송할 수 있게 된다.

도 10은 수용조(26)와 부상조(40) 사이에 위치되는 이송관(L3)의 단면형태를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 이송관(L3)에는 3개의 기포주입관(L4)이 등간격으로 연결되는데, 기포주입관(L4)은 미세기포가 이송관(L3)의 원주방향으로 주입되도록 형성된다는 것을 알 수 있다. 이러한 구성으로 인해 미세기포와 혼합수의 접촉성이 극대화된다.

1: 실시예
10: 액상폴리머 생성수단 20: 혼합수단
21: 벤츄리관 22: 교반탱크
23: 교반기 24a,24b: 폴리머 주입관
25: 윈도우 26: 수용조
30: 미세기포 발생수단 40: 부상조
50: 슬러지수거수단 51: 구동스프라켓
52: 종동스프라켓 53: 체인
54: 브라켓 55: 조인트
56: 프레임 57: 지그
58: 연결판 59: 블레이드

Claims (8)

1. 슬러지를 응집시키는 폴리머를 유입되는 슬러지와 혼합하는 혼합수단;
   상기 슬러지를 부상시키기 위하여 미세기포를 발생시키는 미세기포발생수단;
   상기 슬러지와 폴리머가 혼합된 혼합수를 수용하는 부상조; 및
   상기 부상조에서 부상슬러지를 수거하는 슬러지수거수단;을 포함하며,
   상기 슬러지수거수단은,
   상기 부상조의 양측에 각각 구비되고, 체인스프라켓에 의해 구동되는 한 쌍의 체인과,
   상기 한 쌍의 체인에 평행하게 연결되되, 상기 체인에 대하여 회동 가능하게 설치되는 적어도 1 이상의 프레임과,
   상기 프레임에 결합되는 블레이드를 포함하며,
   상기 체인의 내측에는 상기 프레임을 회전가능하게 지지하는 브라켓이 구비되며, 상기 프레임은 상기 블레이드의 자중에 의해 상기 브라켓에 대하여 회전되는 것을 특징으로 하는 하수처리장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드는 수직선으로부터 일정각도 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 하수처리장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드는 부상된 슬러지의 수분이 통과하도록 적어도 1 이상의 슬릿 또는 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 하수처리장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 미세기포발생수단에서 발생된 미세기포는 상기 혼합수단에 직접 주입되거나, 상기 혼합수단과 부상조 사이의 이송관으로 주입되는 것을 특징으로 하는 하수처리장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 이송관에는 상기 미세기포가 원주방향으로 주입되도록 복수의 기포주입관이 형성되는 것을 특징으로 하는 하수처리장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 혼합수단은 벤츄리관과 교반탱크를 포함하며, 상기 벤츄리관과 교반탱크의 전단 각각에 상기 폴리머를 주입하는 폴리머 주입관이 구비되는 것을 특징으로 하는 하수처리장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 교반탱크의 후단에는 상기 슬러지의 응집상태를 관찰할 수 있는 윈도우가 형성되는 것을 특징으로 하는 하수처리장치.
   

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