KR101378483B1 - 부상분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가압부상조와 처리수조 사이에 복수의 처리수 배출배관을 구비시키고, 각각의 처리수 배출배관을 통해 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 제어함으로써 현탁고형물이 처리수조로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 수위조절장치를 통해 가압부상조의 수위를 용이하게 제어할 수 있는 부상분리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 부상분리장치는 부상분리공정을 통해 원수를 슬러지와 처리수로 분리하는 가압부상조와, 상기 가압부상조로부터 처리수를 공급받아 저장하는 처리수조와, 상기 가압부상조의 하부에서 상기 처리수조의 내부로 연장되어 상기 가압부상조의 처리수를 상기 처리수조로 배출하는 복수의 처리수 배출배관 및 상기 각각의 처리수 배출배관의 상단에 구비되어 각각의 처리수 배출배관으로부터 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 조절하는 유량조절장치를 포함하여 이루어지며, 상기 가압부상조는 복수의 영역으로 구획되고, 각각의 영역에 처리수 배출배관이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

부상분리장치{Dissolved air flotation unit}

본 발명은 부상분리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가압부상조와 처리수조 사이에 복수의 처리수 배출배관을 구비시키고, 각각의 처리수 배출배관을 통해 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 제어함으로써 현탁고형물이 처리수조로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 수위조절장치를 통해 가압부상조의 수위를 용이하게 제어할 수 있는 부상분리장치에 관한 것이다.

수처리공정 중 하나인 부상분리공정은 미세기포에 오염물질을 부착시켜 기포의 부상력을 통해 오염물질을 제거하는 방법으로서 다양한 수처리 분야에 적용되고 있다(한국등록특허공보 제869312호). 하수처리분야의 경우 슬러지를 분리, 농축시킬 목적으로 부상분리공정을 적용하고 있으며, 정수처리분야의 경우 일반 부유물질 및 침전이 어려운 조류를 부상, 제거할 목적으로 부상분리공정을 적용하고 있다.

부상분리장치는 통상, 가압부상조와 처리수조를 구비한다. 가압부상조는 원수를 부상분리하여 슬러지와 처리수로 분리하는 역할을 하며, 분리된 처리수는 처리수조로 이동된다. 가압부상조와 처리수조 사이에는 처리수 배출배관이 구비되며, 처리수 배출배관을 통해 가압부상조의 처리수가 처리수조로 자연 유하된다.

한편, 가압부상조 내의 처리수에 있어서 위치에 따라 현탁고형물의 분포가 서로 다른 특성이 있다. 가압부상조 하부에서 물의 흐름에 의해 현탁고형물이 이동되며, 이에 따라 위치에 따른 현탁고형물의 농도 차이가 발생된다. 즉, 동일한 공간 내에 구비되는 처리수라 하더라도 위치에 따라 현탁고형물의 농도 차이가 존재한다.

종래의 부상분리장치의 경우, 처리수 배출배관이 하나만 구비됨에 따라 현탁고형물의 농도에 무관하게 가압부상조 내의 모든 처리수가 하나의 처리수 배출배관을 통해 처리수조로 이동되며, 이로 인해 처리수의 수질 관리에 한계가 있다.

한국등록특허공보 제869312호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 가압부상조와 처리수조 사이에 복수의 처리수 배출배관을 구비시키고, 각각의 처리수 배출배관을 통해 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 제어함으로써 현탁고형물이 처리수조로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 수위조절장치를 통해 가압부상조의 수위를 용이하게 제어할 수 있는 부상분리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부상분리장치는 부상분리공정을 통해 원수를 슬러지와 처리수로 분리하는 가압부상조와, 상기 가압부상조로부터 처리수를 공급받아 저장하는 처리수조와, 상기 가압부상조의 하부에서 상기 처리수조의 내부로 연장되어 상기 가압부상조의 처리수를 상기 처리수조로 배출하는 복수의 처리수 배출배관 및 상기 각각의 처리수 배출배관의 상단에 구비되어 각각의 처리수 배출배관으로부터 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 조절하는 유량조절장치를 포함하여 이루어지며, 상기 가압부상조는 복수의 영역으로 구획되고, 각각의 영역에 처리수 배출배관이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 처리수 배출배관은 가압부상조 하부에서는 수평적으로 배치되고 처리수조의 하단을 통해 처리수조의 내부로 수직 연장된 형태를 이룬다. 또한, 상기 가압부상조 하부에 구비되는 처리수 배출배관에 복수의 처리수 유출공이 이격되어 구비되며, 상기 복수의 처리수 유출공은 처리수 유출방향을 따라 그 직경이 작아진다.

상기 유량조절장치는, 상기 처리수 배출배관의 상단부에 구비되어 선택적으로 상하 이동되는 수위조절부재, 상기 수위조절부재를 상하 이동시키는 수직이송부재를 포함하여 구성되며, 상기 처리수 배출배관으로부터 배출되는 수위는 수위조절부재의 높이에 해당되며, 처리수 배출배관으로부터 배출되는 처리수의 양은 수위조절부재의 높이에 따라 결정된다. 상기 수위조절부재의 높이가 상대적으로 낮으면 상대적으로 적은 압력으로 처리수를 밀어낼 수 있음에 따라 상대적으로 많은 양의 처리수가 처리수 배출배관을 통해 배출되며, 수위조절부재의 높이가 상대적으로 높으면 상대적으로 높은 압력으로 처리수를 밀어내야 함에 따라 상대적으로 적은 양의 처리수가 처리수 배출배관을 통해 배출된다.

상기 수직이송부재와 수위조절부재 사이에 이송 플레이트 및 가이드 핀이 더 구비되며, 상기 수위조절부재의 일측에 상기 가이드 핀이 고정되고, 가이드 핀의 다른 일단이 상기 이송 플레이트에 고정된 상태에서 상기 이송 플레이트와 상기 수직이송부재가 연결된다.

상기 복수의 수직이송부재의 일단은 수평 프레임에 고정되며, 상기 수평 프레임을 상하 이동시키는 수위조절장치가 더 구비되며, 상기 수위조절장치의 동작에 의한 상기 수평 프레임의 상하 이동에 따라, 각각의 처리수 배출배관의 상단에 구비된 수위조절부재가 동시에 상하 이동이 가능하다.

상기 수위조절장치는 수위조절용 프레임과 스크류 잭을 포함하여 구성되며, 상기 수위조절용 프레임은 상기 수평 프레임으로부터 상부로 이격된 위치에 구비되어 상기 스크류 잭을 고정시킴과 함께 스크류 잭의 동작 공간을 제공하며, 상기 스크류 잭은 상기 수위조절용 프레임을 관통하는 형태로 구비되어 상기 수평 프레임을 상하 이동시킨다.

본 발명에 따른 부상분리장치는 다음과 같은 효과가 있다.

가압부상조를 복수의 영역으로 구획하고 각 영역에 처리수 배출배관을 구비시킴과 함께 각각 처리수 배출배관으로부터 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 제어할 수 있음에 따라, 처리수조 내의 처리수 수질을 향상시킬 수 있다.

또한, 처리수조 내에 구비되는 제반 처리수 배출배관의 수위를 총괄적으로 동시에 제어하는 것이 가능함에 따라, 유입수 변화 등에 대응하여 가압부상조 내의 수위를 용이하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리수조의 측면도.
도 4는 유량조절장치의 동작을 나타낸 참고도.
도 5는 수위조절장치의 동작을 나타낸 참고도.

본 발명은 가압부상조의 처리수를 처리수조로 이동시킴에 있어서 현탁고형물의 농도가 상대적으로 높은 부위의 처리수는 처리수조로 이동되는 양을 최소화하여 처리수조 내의 처리수 수질을 향상시키는 기술을 제시한다. 이를 위해 가압부상조 내부 공간을 복수의 영역으로 구획하고 각 영역에 처리수조와 연결되는 처리수 배출배관을 구비시킴과 함께 각각의 처리수 배출배관을 통해 배출되는 처리수의 양을 선택적으로 제어함으로써 현탁고형물의 농도가 상대적으로 높은 영역의 처리수가 처리수 배출배관을 통해 처리수조로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 이와 함께, 본 발명의 수위조절장치를 통해 상기 복수의 처리수 배출배관을 통해 배출되는 처리수의 양을 동시에 조절함으로써 궁극적으로 가압부상조 내의 부상슬러지의 수위를 제어할 수 있는 기술을 제시한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치는 가압부상조(10)와 처리수조(20)를 구비한다. 상기 가압부상조(10)는 부상분리공정을 통해 원수를 슬러지와 처리수로 분리하며, 상기 처리수조(20)는 상기 가압부상조(10)의 일측에 구비되어 상기 가압부상조(10)에서 분리된 처리수를 공급받아 저장한다.

상기 가압부상조(10)의 처리수를 상기 처리수조(20)로 공급하기 위해 상기 가압부상조(10)와 처리수조(20) 사이에는 복수의 처리수 배출배관(110)이 구비된다. 구체적으로, 상기 가압부상조(10)의 내부 공간은 복수의 영역으로 구획되고 각 영역에 처리수 배출배관(110)이 구비되며, 상기 처리수 배출배관(110)은 가압부상조(10) 하부에서는 수평적으로 배치되고 처리수조(20)의 하단을 통해 처리수조(20)의 내부로 수직 연장된 형태를 이룬다.

상기 가압부상조(10) 하부에 이격 배치되는 처리수 배출배관(110)에 있어서, 처리수 배출배관(110)의 길이 방향을 따라 처리수 배출배관(110)의 하부에 일정 간격을 두고 처리수 유출공(111)이 구비된다. 또한, 상기 복수의 처리수 유출공(111)은 처리수조(20)에 가까워질수록 그 직경이 작아지도록 설계된다. 이 때, 처리수 유출공(111)의 직경을 동일하게 설계하면 처리수조(20)에 가까워질수록 배관마찰손실이 적어 처리수 유출량이 많아지고 처리수조(20)에 멀어질수록 수두손실이 발생되어 처리수 유출량이 적어지게 되며, 이를 방지하기 위해 처리수 유출공(111)의 직경이 처리수조(20)에 가까워질수록 그 직경이 작아지도록 설계함으로써 각 처리수 유출공(111)을 통해 유출되는 처리수 배출량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 상기 처리수 유출공(111)은 상기 처리수 배출배관(110)의 하부에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 가압부상조(10) 내에 구비되는 처리수에 있어서 영역에 따라 현탁고형물의 농도 차이가 존재하며, 현탁고형물의 농도가 상대적으로 높은 영역의 처리수는 처리수조(20)로의 이동이 제한될 필요가 있으며, 이를 위해 본 발명에서는 가압부상조(10)의 각 영역에 처리수 배출배관(110)을 구비시키고 각 처리수 배출배관(110)을 통해 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 제어한다.

전술한 바와 같이, 가압부상조(10) 하부의 처리수 배출배관(110)은 처리수조(20) 내부로 수직 연장된 형태를 이루며, 처리수조(20) 내부에 수직 형태로 배치된 각각의 처리수 배출배관(110)의 상단에는 유량조절장치(120)가 구비된다. 상기 유량조절장치(120)는 처리수 배출배관(110)의 상단에 구비되어 각각의 처리수 배출배관(110)을 통해 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 제어하는 역할을 한다.

구체적으로, 상기 유량조절장치(120)는 상기 처리수 배출배관(110)의 상단부에 구비되어 선택적으로 상하 이동되는 수위조절부재(124), 상기 수위조절부재(124)를 상하 이동시키는 수직이송부재(121)를 포함하여 구성된다.

상기 수위조절부재(124)는 관 형태로 이루어지며, 상기 처리수 배출배관(110)의 상단부 둘레를 감싸는 형태로 구비된다. 또한, 상기 수위조절부재(124)의 상단은 처리수 배출배관(110)의 상단보다 높은 곳에 위치되도록 구비된다. 이에 따라, 처리수 배출배관(110)으로부터 배출되는 수위는 실질적으로 수위조절부재(124)의 높이에 해당되며, 처리수 배출배관(110)으로부터 배출되는 처리수의 양은 수위조절부재(124)의 높이에 따라 달라진다. 수위조절부재(124)의 높이가 상대적으로 낮으면 상대적으로 적은 압력으로 처리수를 밀어낼 수 있음에 따라 상대적으로 많은 양의 처리수가 처리수 배출배관(110)을 통해 배출되며, 수위조절부재(124)의 높이가 상대적으로 높으면 상대적으로 높은 압력으로 처리수를 밀어내야 함에 따라 상대적으로 적은 양의 처리수가 처리수 배출배관(110)을 통해 배출된다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이 첫 번째 처리수 배출배관(110)의 수위조절부재(124)의 높이(H₁)보다 두 번째 처리수 배출배관(110)의 수위조절부재(124)의 높이(H₂)가 낮은 경우 두 번째 처리수 배출배관(110)을 통해 배출되는 처리수의 양이 증가된다. 따라서, 상기 수위조절부재(124)의 높이 조절을 통해 각각의 처리수 배출배관(110)으로부터 배출되는 처리수의 양을 조절할 수 있다.

상기 수위조절부재(124)의 높이는 상기 수직이송부재(121)에 의해 조절이 가능하다. 상기 수직이송부재(121)는 턴버클(turnbuckle) 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 턴버클의 일단이 수평 프레임(130)에 고정된 상태에서 턴버클의 다른 일단을 상기 수위조절부재(124)에 연결시켜 턴버클의 동작을 통해 상기 수위조절부재(124)의 상하 이동 및 상하 이동거리를 조절할 수 있다. 이 때, 턴버클의 동작은 턴버클의 일측에 구비된 조절밸브(121a)를 통해 가능하며, 일 예로 조절밸브(121a)를 시계방향으로 회전시키면 수위조절부재(124)가 하강하고 조절밸브(121a)를 반시계방향으로 회전시키면 수위조절부재(124)가 상승될 수 있다(도 4 참조). 상기 수직이송부재(121)는 턴버클 이외에 수직이송 동작이 가능한 다양한 장치가 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 수직이송부재(121)와 수위조절부재(124) 사이에는 이송 플레이트 및 가이드 핀이 더 구비될 수 있다. 즉, 상기 수위조절부재(124)의 일측에 상기 가이드 핀(123)이 고정되고, 가이드 핀(123)의 다른 일단이 상기 이송 플레이트(122)에 고정된 상태에서 상기 이송 플레이트(122)와 상기 수직이송부재(121)가 연결될 수 있다. 이와 같은 구조에서, 상기 수직이송부재(121)의 동작에 따라 상기 이송 플레이트(122), 가이드 핀(123) 및 수위조절부재(124)가 일체의 형태로 상하 이동이 가능하게 된다.

상술한 바와 같은 유량조절장치(120)를 통해 각각의 처리수 배출배관(110)으로부터 배출되는 처리수의 양을 제어할 수 있게 되며, 이에 따라 가압부상조(10) 내에서 현탁고형물의 농도가 상대적으로 높은 영역의 처리수가 상기 처리수조(20)로 유입되는 것을 억제할 수 있게 된다.

한편, 가압부상조(10) 내에 유입되는 원수의 유량에 변화가 발생되거나 가압부상조(10) 내의 스컴층 두께 변화에 따라 가압부상조(10)의 수위를 선택적으로 조절할 필요가 있다. 이를 위해 상기 처리수조(20)의 상부에는 수위조절장치(140)가 구비된다. 전술한 바에 있어서, 각각의 처리수 배출배관(110)의 상단에 수직이송부재(121)를 포함하는 유량조절장치(120)가 구비되고, 수직이송부재(121)의 일단이 수평 프레임(130)에 고정됨을 기술하였는데, 본 발명의 수위조절장치(140)는 도 5에 도시한 바와 같이 복수의 수직이송부재(121)가 고정된 상기 수평 프레임(130)을 상하 이동시켜 각각의 수직이송부재(121)에 연결된 수위조절부재(124)를 동시에 상하 이동시킴으로써 가압부상조(10)의 수위를 조절하는 역할을 한다.

상기 수위조절장치(140)는 세부적으로 수위조절용 프레임(141)과 스크류 잭(142)을 포함하여 구성된다. 상기 수위조절용 프레임(141)은 상기 수평 프레임(130)으로부터 상부로 이격된 위치에 구비되어 상기 스크류 잭(142)을 고정시킴과 함께 스크류 잭(142)의 동작 공간을 제공하며, 상기 스크류 잭(142)은 상기 수위조절용 프레임(141)을 관통하는 형태로 구비되어 상기 수평 프레임(130)을 상하 이동시키는 역할을 한다. 상기 스크류 잭(142)의 세부 구성은 공지된 기술을 적용할 수 있으며, 일 예로 스크류 축과 웜 기어의 조합으로 구성할 수 있다. 웜 기어의 시계방향 또는 반시계방향으로의 회전을 통해 상기 스크류 축의 상하 이동을 가능하게 할 수 있으며, 이를 통해 수평 프레임(130) 및 제반 수위조절부재(124)의 상하 이동이 가능하게 된다. 상기 스크류 잭(142)은 상기 수위조절용 프레임(141) 상에 복수개 구비될 수 있으며, 이 경우 각각의 스크류 잭(142)의 윔 기어는 샤프트(143)를 매개로 서로 연결되며, 샤프트의 일단에 구비된 수위조절밸브(144)의 회전을 통해 윔 기어를 회전시킬 수 있다.

10 : 가압부상조 20 : 처리수조
110 : 처리수 배출배관 111 : 처리수 유출공
120 : 유량조절장치 121 : 수직이송부재
121a : 조절밸브 122 : 이송 플레이트
123 : 가이드 핀 124 : 수위조절부재
130 : 수평 프레임 140 : 수위조절장치
141 : 수위조절용 프레임 142 : 스크류 잭
143 : 샤프트 144 : 수위조절밸브

Claims (8)

1. 부상분리공정을 통해 원수를 슬러지와 처리수로 분리하는 가압부상조;
   상기 가압부상조로부터 처리수를 공급받아 저장하는 처리수조;
   상기 가압부상조의 하부에서 상기 처리수조의 내부로 연장되어 상기 가압부상조의 처리수를 상기 처리수조로 배출하는 복수의 처리수 배출배관; 및
   상기 각각의 처리수 배출배관의 상단에 구비되어 각각의 처리수 배출배관으로부터 배출되는 처리수의 양을 독립적으로 조절하는 유량조절장치를 포함하여 이루어지며,
   상기 가압부상조는 복수의 영역으로 구획되고, 각각의 영역에 처리수 배출배관이 구비되며,
   상기 가압부상조 하부에 구비되는 처리수 배출배관에 복수의 처리수 유출공이 이격되어 구비되며, 상기 복수의 처리수 유출공은 처리수 유출방향을 따라 그 직경이 작아지는 것을 특징으로 하는 부상분리장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 처리수 배출배관은 가압부상조 하부에서는 수평적으로 배치되고 처리수조의 하단을 통해 처리수조의 내부로 수직 연장된 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 부상분리장치.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유량조절장치는, 상기 처리수 배출배관의 상단부에 구비되어 선택적으로 상하 이동되는 수위조절부재, 상기 수위조절부재를 상하 이동시키는 수직이송부재를 포함하여 구성되며,
   상기 처리수 배출배관으로부터 배출되는 수위는 수위조절부재의 높이에 해당되며, 처리수 배출배관으로부터 배출되는 처리수의 양은 수위조절부재의 높이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 부상분리장치.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 수위조절부재의 높이가 상대적으로 낮으면 상대적으로 적은 압력으로 처리수를 밀어낼 수 있음에 따라 상대적으로 많은 양의 처리수가 처리수 배출배관을 통해 배출되며, 수위조절부재의 높이가 상대적으로 높으면 상대적으로 높은 압력으로 처리수를 밀어내야 함에 따라 상대적으로 적은 양의 처리수가 처리수 배출배관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 부상분리장치.
   
6. 제 4 항에 있어서, 상기 수직이송부재와 수위조절부재 사이에 이송 플레이트 및 가이드 핀이 더 구비되며,
   상기 수위조절부재의 일측에 상기 가이드 핀이 고정되고, 가이드 핀의 다른 일단이 상기 이송 플레이트에 고정된 상태에서 상기 이송 플레이트와 상기 수직이송부재가 연결되는 것을 특징으로 하는 부상분리장치.
   
7. 제 4 항에 있어서, 상기 복수의 수직이송부재의 일단은 수평 프레임에 고정되며, 상기 수평 프레임을 상하 이동시키는 수위조절장치가 더 구비되며,
   상기 수위조절장치의 동작에 의한 상기 수평 프레임의 상하 이동에 따라, 각각의 처리수 배출배관의 상단에 구비된 수위조절부재가 동시에 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 부상분리장치.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 수위조절장치는 수위조절용 프레임과 스크류 잭을 포함하여 구성되며,
   상기 수위조절용 프레임은 상기 수평 프레임으로부터 상부로 이격된 위치에 구비되어 상기 스크류 잭을 고정시킴과 함께 스크류 잭의 동작 공간을 제공하며,
   상기 스크류 잭은 상기 수위조절용 프레임을 관통하는 형태로 구비되어 상기 수평 프레임을 상하 이동시키는 것을 특징으로 하는 부상분리장치.

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