KR101397235B1

KR101397235B1 - 가압 부상 장치

Info

Publication number: KR101397235B1
Application number: KR1020097001161A
Authority: KR
Inventors: 미츠하루 데라시마; 노부히사 혼다
Original assignee: 쿠리타 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2014-05-20
Also published as: KR20090043494A; TW200808659A; WO2008013189A1; TWI430962B

Abstract

본 발명의 가압 부상 장치를 이용하면, 플록(flock)에 미세 기포가 효율적으로 부착되고, 피드웰(feed well)로부터 유출된 원수(原水)가 단락적으로 탱크 밖으로 유출되는 것이 방지되며, 이에 따라 효율적으로 부상 분리 처리를 행할 수 있다. 이러한 가압 부상 장치는, 탱크체(1) 및 내측 탱크(2)로 이루어진 부상 탱크와, 상기 부상 탱크 안에 설치되고 상부가 개방된 피드웰(10)을 포함하며, 미세 기포를 포함하는 원수는, 상기 피드웰(10)의 하부에 공급되고, 상기 피드웰(10) 안을 상승하여 상부 개구로부터 상기 부상 탱크 안으로 도입되는 가압 부상 장치로서, 상기 피드웰의 상부를 둘러싸서 환형의 배플(baffle; 20)을 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

가압 부상 장치{PRESSURE FLOTATION APPARATUS}

본 발명은 현탁 물질(SS)을 포함한 물로부터 이 SS를 가압 부상 분리 처리하는 장치에 관한 것으로, 특히 간이한 설비로 부상 탱크의 수면적 부하를 높일 수 있으며, 이에 따라 장치 설비의 소형화, 처리 효율의 향상을 도모할 수 있는 가압 부상 장치에 관한 것이다.

SS를 포함한 물의 처리법의 일종으로서, 원수(原水)에 가압수을 혼합하여 부상 탱크에 공급하고, 탱크 안에서 원수 내의 SS를 마이크로에어에 흡착시켜 수면에 부상시키며, 이것을 스컴 레이커(scum raker)(스키머)에 의해 긁어모아 배출하는 가압 부상 처리 방법이 있다. 이 가압 부상 처리 방법에 이용되는 부상 탱크에는 각형(角型)과 원형이 있으나, 대부분의 경우, 설치 면적의 저감이나 부상 스컴의 배니(排泥) 효율의 향상 등의 면에서, 원형이 채용되고 있다.

원형 가압 부상 장치에서, 원수와 가압수의 혼합수(이하, 간단히 「혼합수」라고도 함)는 부상 탱크 저부로부터, 탱크 내부에 설치된 피드웰(feed well)을 통하여 탱크 상부에 공급된다(예컨대, 일본 특허 공개 제2000-176437호).

또한, 이 일본 특허 공개 제2000-176437호에는, 피드웰의 상단과 부상 탱크 수면 사이에 차폐판을 설치하여, 피드웰로부터 상방으로 유출된 물의 흐름을 수면 을 따르는 방향으로 유도함으로써, 수면으로 솟아 오르는 것을 방지하는 것이 기재되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2000-176437호

가압 부상 처리 방법에 의해 양호한 수질의 처리수를 안정적으로 확실하게 얻기 위해서는, 가압수로부터 발생하는 마이크로에어가 원수 내의 SS에 효율적으로 흡착하는 것이 중요한 조건이 된다.

본 발명은, 플록(flock)에 미세 기포가 효율적으로 부착되고, 피드웰로부터 유출된 원수가 단락적으로 탱크 밖으로 유출되는 것이 방지되며, 이에 따라 효율적으로 부상 분리 처리를 행할 수 있는 가압 부상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 양태의 가압 부상 장치는, 부상 탱크와, 상기 부상 탱크 안에 설치되고 상부가 개방된 피드웰을 포함하며, 미세 기포를 포함하는 원수가 상기 피드웰의 하부에 공급되고, 상기 피드웰 안을 상승하여 상부 개구로부터 상기 부상 탱크 안으로 도입되는 것인 가압 부상 장치에 있어서, 상기 피드웰의 상부를 둘러싸는 환형의 배플(baffle)을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

제2 양태의 가압 부상 장치는, 제1 양태에 있어서, 상기 배플은, 상하 높이를 다르게 하여 등직경의 환형 배플을 복수 개 동축으로 설치한 종렬(縱列)을, 상기 피드웰로부터의 거리를 다르게 하여 동축으로 복수 열 설치한 것이며, 인접하는 2열의 종렬 중, 상기 피드웰로부터의 거리가 먼 측의 종렬을 구성하는 적어도 1개의 환형 배플이, 상기 피드웰로부터의 거리가 가까운 측의 종렬을 구성하는 인접한 2개의 환형 배플의 대략 중간 높이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제3 양태의 가압 부상 장치는, 제1 양태에 있어서, 상기 배플은, 상하 높이를 다르게 하여 등직경의 환형 배플을 복수 개 동축으로 설치한 종렬을, 상기 피드웰로부터의 거리를 다르게 하여 동축으로 복수 열 설치한 것이며, 인접하는 2열의 종렬 중, 상기 피드웰로부터의 거리가 먼 측의 종렬을 구성하는 적어도 1개의 환형 배플이, 상기 피드웰로부터의 거리가 가까운 측의 종렬을 구성하는 인접한 2개의 환형 배플 중 아래쪽의 환형 배플의 높이보다도, 상기 인접한 2개의 환형 배플의 간격의 0∼1/3배의 거리만큼 낮은 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제4 양태의 가압 부상 장치는, 제1 양태에 있어서, 상기 배플은 원환형(圓環形)인 것을 특징으로 하는 것이다.

제5 양태의 가압 부상 장치는, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 피드웰이 상기 탱크체의 중앙에 배치되며, 상기 피드웰과 동축으로 회전식 스컴 스키머(scum skimmer)가 설치되어 있고, 상기 환형 배플은 비원형이며, 상기 스컴 스키머에 지지되어, 상기 스컴 스키머와 일체로 회전 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제6 양태의 가압 부상 장치는, 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 있어서, 미세 기포를 포함하는 원수를 상기 피드웰에 유입시키는 원수 유입관이, 피드웰에 대하여 대략 접선 방향으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제7 양태의 가압 부상 장치는, 제1 양태에 있어서, 또한, 상기 피드웰의 상측에 설치된 탑(top) 부재를 포함하고, 미세 기포를 포함하는 원수는, 상기 탑 부재와 피드웰 상단 사이의 유출부로부터 유출되어 상기 부상 탱크 안으로 도입되도록 구성되어 있으며, 상기 탑 부재의 하면측은, 상기 피드웰의 중심부를 향하여 볼록하게 된 형상인 것을 특징으로 하는 것이다.

제8 양태의 가압 부상 장치는, 제7 양태에 있어서, 상기 배플은, 상기 탑 부재와 피드웰 상단 사이의 상기 유출부를 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제9 양태의 가압 부상 장치는, 제7 양태에 있어서, 상기 탑 부재의 하면측은, 하방을 향하여 볼록하게 된 대략 추형(錐形) 또는 대략 절두 추형의 볼록 형상인 것을 특징으로 하는 것이다.

제10 양태의 가압 부상 장치는, 제7 양태에 있어서, 상기 탑 부재의 둘레 가장자리부의 하면은 대략 수평으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제11 양태의 가압 부상 장치는, 제7 양태에 있어서, 상기 탑 부재의 하면측은, 둘레 가장자리부가 대략 수평이며, 상기 둘레 가장자리부로 둘러싸인 중앙부가 하방을 향하여 볼록하게 된 대략 추형 또는 절두 추형의 볼록 형상이고, 이 볼록 형상의 부분과 상기 둘레 가장자리부가 연속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제12 양태의 가압 부상 장치는, 제10 양태에 있어서, 설치 높이를 다르게 하여 복수의 상기 환형 배플이 설치되어 있고, 상위측의 적어도 1개의 상기 환형 배플은, 상기 둘레 가장자리부의 하면과 동일 높이 또는 그보다도 상위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제13 양태의 가압 부상 장치는, 제11 양태에 있어서, 설치 높이를 다르게 하여 복수의 상기 환형 배플이 설치되어 있고, 상위측의 적어도 1개의 상기 환형 배플은, 상기 둘레 가장자리부의 하면과 동일 높이 또는 그보다도 상위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제14 양태의 가압 부상 장치는, 제7 양태에 있어서, 설치 높이를 다르게 하여 복수의 상기 환형 배플이 설치되어 있고, 하위측의 적어도 1개의 상기 환형 배플은, 상기 피드웰의 상단과 동일 높이 또는 그보다도 하위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제15 양태의 가압 부상 장치는, 제7 양태에 있어서, 상기 탑 부재의 하면측의 경사 각도의 평균값이 30°∼70°인 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1의 (a)는 제1 실시형태에 따른 가압 부상 장치의 단면도이고, 도 1의 (b)는 그 평면도이다.

도 2는 실시형태에 있어서의 배플 배치도이다.

도 3은 다른 실시형태에 있어서의 배플 배치도이다.

도 4는 다른 실시형태에 있어서의 배플 배치도이다.

도 5의 (a)는 비교예에 있어서 부상 탱크 안의 물의 흐름을 설명하는 평면도이고, 도 5의 (b)는 실시형태에 있어서 부상 탱크 안의 물의 흐름을 설명하는 평면도이다.

도 6의 (a)는 제2 실시형태에 따른 가압 부상 장치의 단면도이고, 도 6의 (b)는 그 평면도이다.

도 7은 도 6의 실시형태에 있어서의 배플 배치부 및 피드웰 상부 부근의 단면도이다.

도 8의 (a)∼(f)는 다른 실시형태에 있어서의 배플의 단면도이다.

도 9는 다른 실시형태에 있어서의 배플 배치부 및 피드웰 상부 부근의 단면도이다.

도 10은 또 다른 실시형태에 있어서의 배플 배치부 및 피드웰 상부 부근의 단면도이다.

도 11은 또 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.

도 12의 (a)∼(h)는 다른 실시형태에 있어서의 탑 부재의 측면도이다.

도 13의 (a), (b)는 또 다른 실시형태에 있어서의 탑 부재의 측면도이다.

본 발명의 가압 부상 장치에서는, 피드웰의 상부를 둘러싸도록 환형의 배플을 설치하고 있다. 피드웰로부터 유출된 원수가 이 배플에 닿음으로써 미세 기포와 플록의 회합 빈도가 높아져, 플록에 대한 미세 기포의 부착량이 증가한다. 또한, 이 배플을 설치함으로써, 피드웰로부터 유출된 원수의 방사 방향으로의 유속이 작아지고, 흐름이 똑같아진다. 이러한 효과가 상승함으로써, 본 발명에 따르면 효율적으로 부상 분리 처리가 행해지게 된다.

또한, 제2 양태와 같이 배플을 구성한 경우에는, 피드웰로부터 유출된 원수 가 배플에 의해 충분히 분산된다.

배플을 제3 양태와 같이 구성한 경우에는, 피드웰로부터 유출되어 방사 방향 또한 경사 하방을 향하여 흐르는 원수 흐름이 충분히 분산된다.

배플은 원환형인 것이 바람직하지만, 비원환형(예컨대 다각형)이어도 좋다. 비원환형의 배플의 경우, 피드웰로부터 배플의 각 부분까지의 거리가 분포를 갖게 된다. 비원환형의 배플을 피드웰과 동축적으로 회전시키면, 피드웰로부터 배플의 각 부분까지의 거리가, 경시적으로 보아 균등화되기 때문에, 원환형 배플과 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다.

원수 유입관이 피드웰에 대하여 접선 방향으로 유입되는 가압 부상 장치에서는, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이 피드웰 내부의 흐름의 영향으로, 부상 탱크 내부의 흐름에 편류가 발생해 버린다. 환형 배플은, 도 5의 (b)와 같이, 피드웰로부터 부상 탱크로의 물의 흐름을 똑같게 하는 효과가 있어, 편류를 약화할 수 있기 때문에, 이러한 가압 부상 장치에 있어서는, 그 효과가 현저하다.

제7 양태의 가압 부상 장치에서는, 피드웰 안을 상승해 온 물이 탑 부재와 피드웰 상단 사이의 유출부로부터 부상 탱크 안으로 유출된다. 이 피드웰의 상측에 설치된 탑 부재의 하면이 피드웰의 중심부를 향하여 볼록하게 된 형상이기 때문에, 피드웰 안을 상승해 온 물의 흐름 방향이 원활하게 부상 탱크 안의 수면을 따르는 방향으로 변경된다. 이 때문에, 이미 플록에 부착되어 있는 기포의 박리나, 응집 플록의 파괴가 방지된다.

탑 부재 하면의 볼록부가 대략 추형 또는 대략 절두 추형이면, 피드웰 유출 수의 흐름 방향이 원활하게 변경된다.

탑 부재의 둘레 가장자리부의 하면을 대략 수평으로 함으로써, 피드웰 유출수를 대략 수평 방향으로 유도할 수 있다. 이 대략 수평인 둘레 가장자리부와 대략 추형 또는 대략 절두 추형의 볼록부가 연속함으로써, 피드웰 유출수의 흐름 방향이 원활하게 대략 수평 방향으로 변경되게 된다.

이 탑 부재의 하면측의 경사 각도의 평균값이 30°∼70°이면, 피드웰 안을 상승해 온 물의 흐름 방향이 원활하게 부상 탱크 안의 수면을 따르는 방향으로 변경된다. 이 때문에, 이미 플록에 부착되어 있는 기포의 박리나, 응집 플록의 파괴가 방지된다.

이하, 도면을 참조하여 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1의 (a)는 제1 실시형태에 따른 가압 부상 장치의 종단면도이고, 도 1의 (b)는 이 가압 부상 장치의 평면도(단, 스컴 레이커는 도시 생략)이다. 도 2는 배플의 배열을 설명하는 단면도이다. 도 5의 (b)는 이 실시형태에 있어서의 배플의 작용을 설명하는 평면도(단, 레이커 및 탑 부재는 도시 생략)이다.

이 가압 부상 장치에서는, 부상 탱크의 원형의 탱크체(1)의 내주를 따라서 내측 탱크(2)가 설치되고, 탱크체(1)와 내측 탱크(2) 사이를 처리수가 상승 가능하게 되어 있다. 이 탱크체(1)의 중심부에 피드웰(10)이 세워져 있고, 이 피드웰(10)의 하부에 원수 유입관(3)이 접선 방향으로 접속되며, 이 원수 유입관(3)에 가압수 유입관(4)이 접속되어 있다.

원수와 가압수는 유입관(3, 4)으로부터 피드웰(10)을 통하여 부상 탱크 안으 로 유입되어 고액 분리가 행해진다. 처리수는 내측 탱크(2)의 하단을 돌아들어가 내측 탱크(2)와 탱크체(1) 사이를 상승하여, 처리수 트로프(trough; 5)로부터 배출된다. 한편, 부상 스컴은 스컴 레이커(스키머)(6)에 의해 긁어모아져 스컴 박스(8)로 떨어지고, 배출구(도시하지 않음)로부터 배출된다. 도면 부호 7은 스컴 레이커(6)의 구동용 모터를 나타낸다.

피드웰(10)의 상부를 둘러싸도록, 원환형의 배플(20)이 동축으로 복수 개 설치되어 있다.

이 배플(20)은, 지지 부재를 통해 피드웰(10) 또는 스컴 레이커(6)에 지지되어 있다.

이 실시형태에서, 배플(20)은 모두 원환형이며, 가장 내주측, 즉 피드웰(10)측에 상하 2단으로 배치된 제1 열(C₁)의 배플(20)과, 그 외주측에 인접하여 상하 2단으로 배치된 제2 열(C₂)의 배플(20)과, 피드웰(10)로부터 가장 이격된 최외주에 상하 2단으로 배치된 제3 열(C₃)의 배플(20)을 포함한다.

이 실시형태에서, 배플(20)은 지그재그 배열로 되어 있다. 즉, 제2 열(C₂)의 배플(20) 중 하단의 것은, 제1 열(C₁)의 배플(20, 20)의 대략 중간 높이에 위치하고, 상단의 것은 제1 열의 배플(20)보다도 상위에 위치하고 있다. 제3 열(C₃)의 배플(20)은, 제1 열(C₁)의 배플(20)과 동일 높이에 위치하고 있다.

C₁, C₂, C₃ 중 어느 것에 있어서도, 배플(20)끼리의 상하 간격은 대략 동일하 다.

배플(20)은 파이프 또는 중실봉 형상체로 이루어지는 것이 바람직하다. 배플(20)의 굵기(직경)는 10 ㎜∼100 ㎜, 특히 20 ㎜∼60 ㎜ 정도가 적합하다. 각 열(C₁, C₂, C₃)의 상호 간격은 20 ㎜∼300 ㎜, 특히 50 ㎜∼200 ㎜ 정도가 적합하다. 배플(20)의 상하 간격은 20 ㎜∼300 ㎜, 특히 50 ㎜∼200 ㎜ 정도가 적합하다.

도 2의 지그재그 배열의 경우, 피드웰(10)로부터 방사 방향을 향하여 흐르는 물과 배플(20)의 접촉 빈도가 높아, 플록에 대하여 미세 기포가 효율적으로 부착된다.

따라서, 이 가압 부상 장치에 의하면, 피드웰(10) 안을 상승하여 그 상단으로부터 부상 탱크 안으로 유입된 혼합수는, 배플(20)에 의해 분산되고, 플록에 미세 기포가 충분히 부착되어, 효율적으로 부상 분리된다. 또한, 혼합수가 단락적으로 탱크 밖으로 유출되는 것도 방지되어, 충분히 부상 분리 처리를 행할 수 있다.

이 실시형태에 있어서의 배플(20)의 개수는 일례이며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 배플(20)의 열의 수는 2∼10, 특히 3∼5 정도가 적합하다. 하나의 열에 있어서의 배플(20)의 상하 방향의 수는 2∼10 정도가 적합하다. 피드웰(10)에 가장 가까운 최내주 열에 있어서의 배플(20)의 수는 2∼4 정도가 적합하고, 제2 열 이후에서는 그것보다도 0∼8개 정도 많게 하도록 하는 것이 바람직하다.

[배플(20)의 다른 배치예]

피드웰(10)로부터는 물이 상방을 향하여 유출되기 때문에, 피드웰의 상단의 수심이 약간 깊은 경우 등에는, 피드웰로부터 유출된 물이 경사 상방을 향하여 흐르는 경우가 있다.

이러한 경우에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 최외주의 열(C₃)의 배플(20)을 그보다도 내주측의 열(C₁, C₂)의 배플(20)보다도 상위에 배치해도 좋다. 이 경우, 제3 열(C₃)의 하측의 배플(20)은 제2 열의 배플의 상하의 중간에 위치한다. 또한, 제3 열(C₃)의 상측의 배플(20)은 제2 열의 상위의 배플(20)보다도 상방에 위치한다.

또한, 제2 열(C₂)의 배플(20)을 제3 열(C₃)의 배플(20)과 마찬가지로 제1 열(C₁)의 배플보다도 상위에 배치해도 좋다.

도 6의 (a)는 제2 실시형태에 따른 가압 부상 장치의 종단면도이고, 도 6의 (b)는 이 가압 부상 장치의 평면도(단, 스컴 레이커는 도시 생략)이다. 도 7은 배플의 배열을 설명하는 단면도이다.

이 가압 부상 장치에서도, 부상 탱크의 원형의 탱크체(1)의 내주를 따라서 내측 탱크(2)가 설치되고, 탱크체(1)와 내측 탱크(2) 사이를 처리수가 상승 가능하게 되어 있다. 이 탱크체(1)의 중심부에 피드웰(10)이 세워져 있고, 이 피드웰(10)의 하부에 원수 유입관(3)이 접선 방향으로 접속되며, 이 원수 유입관(3)에 가압수 유입관(4)이 접속되어 있다.

원수와 가압수는 유입관(3, 4)으로부터 피드웰(10) 안으로 유입되어, 상기 피드웰(10) 안을 상승한다. 이 물은, 피드웰(10)의 상단과 탑 부재(20) 사이의 유출부(F)(도 7 참조)를 통하여 부상 탱크 안으로 유입되어 고액 분리가 행해진다. 처리수는 내측 탱크(2)의 하단을 돌아들어가 내측 탱크(2)와 탱크체(1) 사이를 상승하여, 처리수 트로프(5)로부터 배출된다. 한편, 부상 스컴은 스컴 레이커(스키머)(6)에 의해 긁어모아져 스컴 박스(8)로 떨어지고, 배출구(도시하지 않음)로부터 배출된다. 도면 부호 7은 스컴 레이커(6)의 구동용 모터를 나타낸다.

피드웰(10)의 상측에 설치된 탑 부재(60)는, 피드웰(10)의 중심(축심)을 향하여 볼록하게 된 원추형의 볼록부(61)를 갖는다. 이 실시형태에서, 볼록부(61)의 하단은 피드웰(10) 내의 상부에 삽입되어 있다.

또한, 볼록부(61)는 원추형이 아니라 각추형이어도 좋으나, 유출부로부터의 흐름을 등방적으로 하기 위해서 원추형인 것이 바람직하다.

이 탑 부재(60)는, 가느다란 지주를 통해 피드웰(10)의 상단에 지지되어도 좋고, 스컴 레이커(6)에 매달려 지지되어도 좋다.

또한, 이 실시형태에서, 탑 부재(60)의 상면측은 원추형의 오목부로 되어 있고, 이 오목부가 상방을 향하여 개방되어 있으나, 이 오목부는 덮개로 폐쇄되어도 좋다. 또한, 오목부 안을 충전물로 매립해도 좋다. 볼록부(61)의 하부에, 오목부 내부로부터 퇴적물을 빼내기 위한 개폐식의 추출구를 형성해도 좋다.

탑 부재(60)는, 그 평면에서 보아 외주측이 피드웰(10)과 겹쳐지거나, 그것 보다도 외측으로 돌출되어 있다. 즉, 탑 부재(60)의 직경(D₂)은 피드웰(10)의 직경(D₁)과 동일하거나 그보다도 크며, 구체적으로는, D₂는 D₁의 1.0배∼1.1배 정도가 바람직하다.

유출부(F)의 상하 방향의 간격(H)은, 피드웰(10)의 직경(D₁)의 10%∼50% 정도가 적합하고, 20%∼40% 정도가 보다 적합하다.

추형의 볼록부(61)의 경사 각도(θ)는, 30°∼70°, 특히 35°∼65° 그 중에서도 40°∼60° 정도가 바람직하다. 또한, 후술하는 도 12의 (d), (e), (f) 등과 같이, 볼록부(61)의 경사가 동일하지 않은 경우에는, 경사의 평균값이 이 범위에 들어가 있는 것이 바람직하다.

피드웰(10)의 상단과 탑 부재(60) 사이의 유출부(F)를 둘러싸도록, 원환형의 배플(30)이 동축으로 복수 개 설치되어 있다.

이 배플(30)은, 지지 부재를 통해 피드웰(10) 또는 스컴 레이커(6)에 지지되어 있다.

이 실시형태에서, 배플(30)은 모두 원환형이며, 가장 내주측, 즉 피드웰(10)측에 상하 3단으로 배치된 제1 열(C₁)의 배플(30)과, 그 외주측에 인접하여 상하 3단으로 배치된 제2 열(C₂)의 배플(30)과, 피드웰(10)로부터 가장 이격된 최외주에 상하 3단으로 배치된 제3 열(C₃)의 배플(30)을 포함하고 있다.

이 실시형태에서, 배플(30)은 지그재그 배열로 되어 있다. 즉, 제2 열(C₂) 의 배플(30) 중 상단 및 중간단의 것은, 제1 열(C₁)의 배플(30, 30)의 대략 중간 높이에 위치하고, 하단의 것은 제1 열의 배플(30)보다도 하위에 위치하고 있다. 제3 열(C₃)의 배플(30)은, 제1 열(C₁)의 배플(30)과 동일 높이에 위치하고 있다.

제1 열(C₁) 및 제3 열(C₃)의 최상위의 배플[30(31)]은, 탑 부재(20)의 둘레 가장자리부의 하면과 동일 높이 또는 그보다도 상위에 설치되어 있다. 또한, 각 열(C₁, C₂, C₃)의 최하위의 배플[30(32)]은, 피드웰(10)의 상단과 동일 높이 또는 그보다도 하위에 설치되어 있다.

C₁, C₂, C₃ 중 어느 것에 있어서도, 배플(30)끼리의 상하 간격은 대략 동일하다.

각 열(C₁, C₂, C₃)의 상호 간격은 20 ㎜∼300 ㎜, 특히 50 ㎜∼200 ㎜ 정도가 적합하다. 배플(30)의 상하 간격은 20 ㎜∼300 ㎜, 특히 50 ㎜∼200 ㎜ 정도가 적합하다.

도 7의 지그재그 배열의 경우, 피드웰(10)과 탑 부재(20) 사이의 유출부(F)로부터 방사 방향을 향하여 흐르는 물과 배플(30)의 접촉 빈도가 높아, 플록에 대하여 미세 기포가 효율적으로 부착된다.

따라서, 이 가압 부상 장치에 따르면, 피드웰(10) 안을 상승해 온 혼합수는, 탑 부재(60)에 의해 흐름 방향이 방사 방향으로 원활하게 변경되어, 유출부(F)로부터 방사 방향으로 유출된다.

이 실시형태에서는, 탑 부재(60)의 하면의 하면측의 경사 각도의 평균값이 30°∼70°이기 때문에, 플록으로부터의 기포의 박리나, 응집 플록의 파괴가 방지된다.

이 유출부(F)로부터 방사 방향으로 유출된 혼합수는, 배플(30)에 의해 분산되고, 플록에 미세 기포가 충분히 부착되어, 효율적으로 부상 분리된다. 또한, 혼합수가 단락적으로 탱크 밖으로 유출되는 것도 방지되어, 충분히 부상 분리 처리를 행할 수 있다.

또한, 원수 유입관이 피드웰에 대하여 접선 방향으로 유입되는 가압 부상 장치에서는, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이 피드웰 내부의 흐름의 영향으로, 부상 탱크 내부의 흐름에 편류가 발생해 버린다. 환형 배플은, 도 5의 (b)와 같이 피드웰로부터 부상 탱크로의 물의 흐름을 똑같게 하는 효과가 있어, 편류를 약화할 수 있기 때문에, 이러한 가압 부상 장치에 있어서는, 그 효과가 현저하다.

이 실시형태에 있어서의 배플(30)의 개수는 일례이며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 배플(30)의 열의 수는 2∼10, 특히 3∼5 정도가 적합하다. 하나의 열에 있어서의 배플(30)의 상하 방향의 수는 2∼10 정도가 적합하다. 피드웰(10)에 가장 가까운 최내주 열에 있어서의 배플(30)의 수는 2∼4 정도가 적합하고, 제2 열 이후에서는 그것보다도 0∼8개 정도 많게 또는 적게 하는 것이 바람직하다.

또한, 배플(20, 30)은 원형 단면 형상의 파이프 또는 중실봉 형상체로 이루어지는 것이 바람직하다. 배플(20, 30)의 굵기(직경)는 10 ㎜∼100 ㎜, 특히 20 ㎜∼60 ㎜ 정도가 적합하다. 단, 배플(20, 30)의 단면 형상은, 도 8의 (a)∼(f)에 도시하는 배플(30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f)과 같이, 직사각형, 정사각형, 마름모형, 삼각형, 다각형(예컨대 육각형)이나, 타원형 등이어도 좋다.

[탑 부재의 다른 형상예]

본 발명에서 이용하는 탑 부재는, 도 9의 탑 부재(60A)와 같이, 볼록부(61)의 상단으로부터 외측으로 대략 수평으로 돌출되는 둘레 가장자리부(62)를 구비해도 좋다. 이 경우도, 볼록부(61)의 경사는 상기 탑 부재(60)와 동일하다. 탑 부재(60A)의 직경(D₂)은 피드웰(10)의 직경(D₁)의 1.0배∼1.1배 정도가 바람직하다. 둘레 가장자리부(62)의 폭(W)은 피드웰(10)의 직경(D₁)의 20% 이하, 특히 2%∼10% 정도가 적합하다. 둘레 가장자리부(62)의 경사는 수평이 바람직하지만, 외측을 향하여 30° 이하의 오름 경사이어도 좋고, 30° 이하의 내림 경사이어도 좋다.

이 탑 부재(60A)와 같이 대략 수평인 둘레 가장자리부(62)를 구비하고 있으면, 유출부(F)로부터의 유출수의 흐름 방향이 수평에 가까운 것이 된다. 그 결과, 부상한 스컴을 흐름에 말려들게 하는 것이 방지된다고 하는 효과가 발휘된다.

또한, 도 9에서, 제1 열(C₁) 및 제2 열(C₂)의 각 단의 배플(30)은 서로 동일 높이에 배치되어 있고, 제3 열(C₃)의 2단의 배플(30)은, 제2 열(C₂)의 각 단의 배플(30)의 중간 높이에 배치되어 있다. 제3 열(C₃)의 배플(30)의 수는 이보다도 많아도 좋다.

단, 탑 부재의 둘레 가장자리부를 대략 수평으로 한 경우에도, 배플(30)의 배열을 지그재그 배열로 해도 좋다. 도 10은 그 일례를 도시하는 단면도이다. 도 10의 부호는 도 9와 동일 부재를 나타내고 있다.

[배플(30)의 다른 배치예]

탑 부재의 하면의 볼록부의 측면이 추형이면, 피드웰의 상단의 수심이 약간 깊은 경우 등에는, 유출부로부터 유출된 물이 경사 상방을 향하여 흐르는 경우가 있다.

이러한 경우에는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 최외주의 열(C₃)의 배플(30)을 그보다도 내주측의 열(C₁, C₂)의 배플(30)보다도 상위에 배치해도 좋다. 이 경우, 제3 열(C₃)의 하측의 배플(30)은, 제2 열의 배플의 상하의 중간에 위치한다. 또한, 제3 열(C₃)의 상측의 배플(30)은 제2 열의 상위의 배플(30)보다도 상방에 위치한다.

또한, 제2 열(C₂)의 배플(30)을 제3 열(C₃)의 배플(30)과 마찬가지로 제1 열(C₁)의 배플보다도 상위에 배치해도 좋다.

[탑 부재의 다른 형상예]

도 12의 (a)∼(h) 및 도 13의 (a), (b)를 참조하여 탑 부재의 다른 형상에 대해서 설명한다.

도 12의 (a)의 탑 부재(40)는, 하방을 향하여 볼록하게 된 원추형의 볼록부(40a)와, 이 볼록부(40a)의 상단에 연속되는 원통부(40b)를 가진 형상의 것이다. 이 볼록부(40a)의 수평면에 대한 경사 각도는 30°∼70°이다.

도 12의 (b)의 탑 부재(41)는, 하방을 향하여 볼록하게 된 원추형의 볼록부(41a)와, 이 볼록부(41a)의 상단에 연속되는 원통부(41b)와, 이 원통부(41b)의 상단에 연속되고 상방을 향하여 볼록하게 된 원추부(41c)를 갖고 있다.

도 12의 (c)의 탑 부재(42)는, 하방을 향하여 볼록하게 된 원추형의 볼록부(42a)와, 이 볼록부(42a)의 상단에 연속되고 상방을 향하여 볼록하게 된 원추부(42b)를 갖고 있다. 이들 볼록부(40a, 41a, 42a, 42b)의 수평면에 대한 경사 각도는 30°∼70°이다.

도 12의 (d)의 탑 부재(43)는, 하방을 향하여 볼록하게 된 볼록부(43a)를 갖고 있다. 이 볼록부(43a)는, 원추의 사면(斜面)을 오목 곡면으로 구성한 것이다. 볼록부(43a)의 하단(43b)은 뾰족한 형상으로 되어 있다. 이 볼록부(43a)의 수평면에 대한 경사 각도의 평균값은 30°∼70°이다.

또한, 이 볼록부(43a)와 같이 원추형이 아닌 사면의 경사 각도의 평균값을 구하기 위해서는, 볼록부(43a)의 하단으로부터 상단까지 일정 간격으로 다수(바람직하게는 10개 이상)의 점을 결정하고, 각 점에서 경사 각도를 측정하여, 그 평균값을 구하면 된다.

도 12의 (e)의 탑 부재(44)는, 볼록부(44a)의 하단 부근이 하방을 향하여 볼록하게 만곡되고, 상부의 옆 둘레면(44b)이 오목하게 만곡된 형상의 것이다. 이 볼록부(44a)의 수평면에 대한 경사 각도의 평균값은 30°∼70°이다.

도 12의 (f)의 탑 부재(45)에서는, 볼록부(45a)의 하반측(下半側; 45b)이 하 방을 향하여 뾰족한 원추형으로 되어 있고, 상반측(上半側; 45c)은, 원추의 테이퍼의 개방 각도가 하반측(45b)보다도 크게 되어 있다. 상반측(45c)의 하단과 하반측(45b)의 상단은 연속되어 있다. 이 볼록부(45a)의 수평면에 대한 경사 각도의 평균값은 30°∼70°이다.

도 12의 (g)의 탑 부재(46)의 볼록부(46a)는, 하단면(46b)이 평탄하게 되어 있는 절두 원추형이다. 하단면(46b)을 포함한 볼록부(46a)의 수평면에 대한 경사 각도의 평균값은 30°∼70°이다.

도 12의 (h)의 탑 부재(47)는 대략 원추형이지만, 하단(47b) 부근이 볼록하게 만곡되어 있는 볼록부(47a)를 갖고 있다. 이 볼록부(47a)의 수평면에 대한 경사 각도의 평균값은 30°∼70°이다.

본 발명에서는, 도 12의 (a)-(h)에 도시한 탑 부재에도 대략 수평인 둘레 가장자리부를 마련해도 좋다.

도 13의 (a), (b)는, 도 12의 (a)의 탑 부재(40)에 각각 플랜지 형상의 둘레 가장자리부(50)를 마련한 것이다. 도 13의 (a)에서, 둘레 가장자리부(50)는 원통부(40b)의 상단 부근에 마련되어 있다. 도 13의 (b)에서, 둘레 가장자리부(50)는 볼록부(40a)와 원통부(40b)의 이음매 부근에 마련되어 있다. 도시는 생략하지만, 원통부(40b)의 상하 방향의 도중에 플랜지 형상의 둘레 가장자리부를 마련해도 좋다. 도 12의 (b)-(h)의 탑 부재에도, 플랜지 형상의 둘레 가장자리부를 마련해도 좋다. 또한, 도 12의 (d), (e)에서는, 탑 부재(43, 44)의 둘레 가장자리부가 거의 수평으로 되어 있기 때문에, 플랜지 형상의 둘레 가장자리부를 마련하지 않아도 좋 다.

[배플(20, 30)의 또 다른 배치예]

탱크체의 외주에 가까워질수록 물은 침강하는 경향이 있기 때문에, 최외주 열, 예컨대 제3 열의 배플(20, 30)을 그보다도 하나만큼 내주측인 제2 열의 배플(20, 30)의 높이보다도, 제2 열의 각 배플의 간격(H)의 1/3배 이하(예컨대, H의 1/4배)의 거리만큼 낮은 위치에 배치해도 좋다.

[원환형 배플의 효과]

상기 실시형태에서 배플(20, 30)은 원환형이며, 배플(20)의 둘레 방향에 있어서 배플(20)과 피드웰(10)의 거리는 일정하다. 즉, 피드웰(10)로부터 보아 등방적이다. 따라서, 도 5의 (b)와 같이, 피드웰(10)로부터 어느 쪽의 방향을 향하여 유출된 물도 대략 균등하게 처리된다.

[비원환형 배플]

본 발명에서는, 원환형의 배플 대신에 다각형, 예컨대 육각형(도 4 참조)이나 팔각형의 배플을 설치해도 좋다. 이 다각형의 배플은, 직선형 봉재를 서로 연결하는 것만으로 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 도 4는 육각형의 배플(26)을 3열로 배치한 가압 부상 장치의 일례를 도시하는 평면도이다(스컴 레이커나 탑 부재는 도시 생략).

이 다각형의 배플(26)은, 배플(26)의 각 부위와 피드웰(10)과의 거리가 피드웰(10)의 둘레 방향에 있어서 분포한다. 즉, 다각형의 배플은 피드웰(10)에서 보아 등방적이 아니다. 예컨대, 다각형의 정점과 피드웰(10)과의 거리가 최대이고, 다각형의 변의 중점과 피드웰(10)과의 거리가 최소이다.

이와 같이 비등방적인 배플의 경우, 피드웰로부터 유출된 물에 대하여 균등한 처리가 주어지도록 하기 위해서, 배플을 스컴 레이커(6)에 매달아 지지하고, 스컴 레이커(6)와 일체로 배플을 피드웰(10) 주위로 회전시키는 것이 바람직하다.

[또 다른 형태]

상기 실시형태는 본 발명의 일례이며, 본 발명은 도시된 것 이외의 형태도 취할 수 있다. 예컨대, 부상 탱크의 원주면을 따르는 배플을 더 배치해도 좋다. 부상 탱크는 내측 탱크를 갖지 않는 것이어도 좋다.

Claims

부상 탱크와,

상기 부상 탱크 안에 설치되고 상부가 개방된 피드웰(feed well)

을 포함하며, 미세 기포를 포함하는 원수(原水)가 상기 피드웰의 하부에 공급되고, 상기 피드웰 안을 상승하여 상부 개구로부터 상기 부상 탱크 안으로 도입되는 가압 부상 장치에 있어서,

상기 피드웰의 상부를 둘러싸는 환형의 배플을 설치하고,

상기 환형 배플은 파이프 또는 중실봉 형상체로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제1항에 있어서, 상기 배플은, 상하 높이를 다르게 하여 등직경의 환형 배플을 복수 개 동축으로 설치한 종렬(縱列)을, 상기 피드웰로부터의 거리를 다르게 하여 동축으로 복수 열 설치한 것이며, 인접하는 2열의 종렬 중, 상기 피드웰로부터의 거리가 먼 측의 종렬을 구성하는 적어도 1개의 환형 배플이, 상기 피드웰로부터의 거리가 가까운 측의 종렬을 구성하는 인접한 2개의 환형 배플의 중간 높이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제1항에 있어서, 상기 배플은, 상하 높이를 다르게 하여 등직경의 환형 배플을 복수 개 동축으로 설치한 종렬을, 상기 피드웰로부터의 거리를 다르게 하여 동축으로 복수 열 설치한 것이며, 인접하는 2열의 종렬 중, 상기 피드웰로부터의 거 리가 먼 측의 종렬을 구성하는 적어도 1개의 환형 배플이, 상기 피드웰로부터의 거리가 가까운 측의 종렬을 구성하는 인접한 2개의 환형 배플 중 아래쪽의 환형 배플의 높이보다도, 상기 인접한 2개의 환형 배플의 간격의 0∼1/3배의 거리만큼 낮은 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제1항에 있어서, 상기 배플은 원환형인 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제1항에 있어서, 상기 피드웰이 상기 부상 탱크의 탱크체의 중앙에 배치되며, 상기 피드웰과 동축으로 회전식 스컴 스키머(scum skimmer)가 설치되어 있으며,

상기 환형 배플은 비원형이며, 상기 스컴 스키머에 지지되어, 상기 스컴 스키머와 일체로 회전 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제1항에 있어서, 미세 기포를 포함하는 원수를 상기 피드웰에 유입시키는 원수 유입관이, 피드웰에 대하여 접선 방향으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제1항에 있어서, 상기 피드웰의 상측에 설치된 탑 부재를 포함하고, 미세 기포를 포함하는 원수는, 상기 탑 부재와 피드웰 상단 사이의 유출부로부터 유출되어 상기 부상 탱크 안으로 도입되도록 구성되어 있으며,

상기 탑 부재의 하면측은, 상기 피드웰의 중심부를 향하여 볼록하게 된 형상 인 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제7항에 있어서, 상기 배플은, 상기 탑 부재와 피드웰 상단 사이의 상기 유출부를 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제7항에 있어서, 상기 탑 부재의 하면측은, 하방을 향하여 볼록하게 된 추형(錐形) 또는 절두 추형의 볼록 형상인 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제7항에 있어서, 상기 탑 부재의 둘레 가장자리부의 하면은 수평으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제7항에 있어서, 상기 탑 부재의 하면측은, 둘레 가장자리부가 수평이며, 상기 둘레 가장자리부로 둘러싸인 중앙부가 하방을 향하여 볼록하게 된 추형 또는 절두 추형의 볼록 형상이고,

이 볼록 형상의 부분과 상기 둘레 가장자리부가 연속되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제10항에 있어서, 설치 높이를 다르게 하여 복수의 상기 환형 배플이 설치되어 있고,

상위측의 적어도 1개의 상기 환형 배플은, 상기 둘레 가장자리부의 하면과 동일 높이 또는 그보다도 상위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제11항에 있어서, 설치 높이를 다르게 하여 복수의 상기 환형 배플이 설치되어 있고,

상위측의 적어도 1개의 상기 환형 배플은, 상기 둘레 가장자리부의 하면과 동일 높이 또는 그보다도 상위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제7항에 있어서, 설치 높이를 다르게 하여 복수의 상기 환형 배플이 설치되어 있고,

하위측의 적어도 1개의 상기 환형 배플은, 상기 피드웰의 상단과 동일 높이 또는 그보다도 하위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.
제7항에 있어서, 상기 탑 부재의 하면측의 경사 각도의 평균값이 30°∼70°인 것을 특징으로 하는 가압 부상 장치.