KR101507653B1 - 중수 재활용을 위한 고비중 이물질 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장조에 저장된 중수에서 고비중의 이물질을 제거하는 처리장치로서, 원통형상의 바디부(240); 상기 바디부에 구비되고, 상하로 경사진 경사홀(243)이 관통된 스월판(240); 상기 바디부의 하부에 형성되는 경사부(215); 상기 경사부에 배치되어, 고비중 이물질이 상부로 역류하는 것을 방지하는 역류방지캡(250);을 포함하는 것을 특징으로 하며, 바디부로 중수를 유입시키되, 바디부의 내측 벽을 향해 비스듬히 유입시키는 유입관(220); 및 일단부가 상기 바디의 내측 중앙부에 위치하여, 상기 바디부의 중수를 외부로 배출시키는 배출관(230);을 더 포함한다.
본 발명에 따른 중수 처리장치에 의하면 입력되는 중수의 수압에 의해서 오수가 나선 방향으로 유동하면서 스월을 일으키며 나선방향으로 흐르게 되면서 발생하게 되는 원심력 및 구심력에 의해서 비중이 큰 이물질은 원통 외측으로 흐르게 되어 낙하하게 됨에 따라 자연스럽게 이물질의 분리가 이루어질 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

중수 재활용을 위한 고비중 이물질 처리장치{HIGH SPECIFIC GRAVITY ADULTERATION TREATING APPARATUS FOR WATER RECYCLING}

본 발명은 빗물이나 오수 등 중수를 처리하여 재활용하는 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초기우수 내지 생활하수 등을 정화하는 처리 시설의 초기 단계에 설치되어 크기 및 중량이 비교적 큰 이물질 등에 대하여 1차적으로 제거하여 이 후 단계의 처리 과정이 보다 효율적으로 진행될 수 있도록 하기 위한 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 생활하수 또는 초기우수 등 강이나 바다의 수질을 오염시킬 수 있는 오수는 오수처리 시설에서 일정 수준의 수질로 정화처리한 상태로 방류하도록 규제되고 있고, 또한 빗물 등을 지하의 저류조에 저장한 후 이를 재활용하는 등의 내용은 주지된 바와 같다.

이러한 오수 내지 중수(이하, 간단히 '중수'라고 함)가 저장되는 장소 또는 합류되는 장소 등에는 처리 대상인 중수의 종류에 적합한 형태의 물리적, 화학적 또는 생물학적 처리 시설이 설비되어야만 한다. 이와 같이 설비되는 처리 시설을 통해서 하수 또는 초기우수 등 중수는 일정 수준의 수질로 정화된 상태로 하천, 강 또는 바다에 방류됨에 따라서 생태계의 파괴가 방지되고, 일정한 저류조에 저장됨으로써 재활용 될 수 있는 것이다.

이러한 처리 시설은 처리대상 오수의 오염된 정도에 따라서 1차, 2차, 3차 또는 그 이상의 처리 공정을 거치면서 수질의 정화가 이루어질 수 있도록 구성된다. 즉, 처리대상 중수의 성질에 따라서 부유물을 걷어내는 단계, 오물을 침전시키는 단계, 오수의 여과단계, 이물질의 흡착단계, 약품처리 단계, 미생물처리 단계 등 다양하면서도 복잡한 단계를 거쳐 요구하는 정도의 수질로 정화가 이루어지게 된다.

중수처리 과정의 1차적인 공정이 되는 이물질을 침전 또는 제거시키는 공정은 계단상의 수조들에 통과시키는 방식에 의하거나 망(mesh) 상으로 이루어진 스크린을 통과시키는 방식에 의하는 것이 일반적이었다.

한편, 대한민국특허청 등록실용신안공보 20-152529호의 '오수처리장의 전처리 공정용 분괴 파쇄장치', 특허등록번호 10-402759호의 '하수 및 오폐수 전처리 방법 및 그 장치', 특허등록번호 10-467055호의 '오폐수 처리장치', 특허등록번호 '10-555142호의 '상,하수 및 폐수 등의 침사제거 및 종합 전처리장치', 특허등록번호 10-721437호의 '폐수 전처리장치', 특허등록번호 10-696702호의 '산업폐수 처리를 위한 전처리 시스템', 특허등록번호 10-800559호의 '카트리지 나선형 스크린을 포함하는 초기우수처리장치', 특허등록번호 10-823236호의 '방사형 초기우수처리장치' 등에서는 본격적인 오수 및 폐수를 처리하는 과정에 앞서서 오수 및 폐수 등에 포함된 이물질을 먼저 제거하기 위한 다양한 형태들의 장치들이 공지되었음을 알 수 있다.

그러나 전술한 바와 같이 공지된 대부분의 전처리 장치들은 그 구조가 복잡하게 구성되었을 뿐만 아니라 기타 처리 시설에 호환성이 떨어지게 구성되는 등 그 효율성 측면에서 불리한 문제점 등이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 초기우수 등 중수를 정화하기 위한 처리 시설의 1차적인 단계에서 중수에 포함된 부피가 크거나 중량이 있는 이물질이 보다 효율적으로 걸리질 수 있을 뿐만 아니라 기타 처리 시설물에도 쉽게 호환될 수 있는 형태의 처리장치를 제공하는 데 목적이 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 중수가 유입되는 과정에서부터 1차 스크리닝된 후의 중수가 유출되는 과정까지의 공정이 단일의 몸체로 구성된 유닛(uint)에서 이루어질 수 있도록 한 이물질 처리장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 저장조에 저장된 중수에서 고비중의 이물질을 제거하는 처리장치로서, 원통형상의 바디부(240); 상기 바디부에 구비되고, 상하로 경사진 경사홀(243)이 관통된 스월판(240); 상기 바디부의 하부에 형성되는 경사부(215); 상기 경사부에 배치되어, 고비중 이물질이 상부로 역류하는 것을 방지하는 역류방지캡(250);을 포함하는 것을 특징으로 하는 중수 재활용을 위한 고비중 이물질 처리장치를 제공한다.

그리고, 상기 바디부로 중수를 유입시키되, 바디부의 내측 벽을 향해 비스듬히 유입시키는 유입관(220); 및 일단부가 상기 바디의 내측 중앙부에 위치하여, 상기 바디부의 중수를 외부로 배출시키는 배출관(230);을 더 포함한다.

상기 스월판의 중앙에는 상기 배출관이 관통하는 중앙홀이 형성되고, 상기 스월판의 경사홀은 상기 스월판의 원주방향으로 하향 경사져서 유동하는 중수를 나선형 유동시킨다.

상기 역류방지캡(250)은 내부가 빈 원통형상으로 측벽에는 물이 유입될 수 있도록 복수개의 제1관통공(253)이 형성된 하부원통부(251); 및 상기 하부원통부(251)의 상측에 배치되되, 하부원통부 내부의 물이 위로 흘러갈 수 있도록 제2관통공(257)이 상하방향으로 형성된 상부플레이트(255);를 포함한다.

본 발명에 따른 중수 처리장치에 의하면 입력되는 중수의 수압에 의해서 나선 방향으로 유동하면서 스월(swirl)을 일으키며 나선방향으로 흐르게 되면서 발생하게 되는 원심력 및 구심력에 의해서 비중이 큰 이물질은 원통 외측으로 흐르게 되어 낙하하게 됨에 따라 자연스럽게 이물질의 분리가 이루어질 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 처리장치에 의하면 중수가 유입되는 과정에서부터 이물질이 분리된 후 유출되는 과정에 이르기까지의 일련의 공정이 단일의 유닛(unit)에 의해서 이루어짐에 따라서 기타의 처리 시설에 쉽게 호환될 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빗물 등 중수처리 시스템의 전체적인 개략도이며,
도 2는 본 발명에 따른 중수처리 시스템의 일 구성인 이물질 제거를 위한 이물질 처리장치이며,
도 3은 본 발명에 따른 이물질 처리장치에 사용되는 중수 유입구의 평면 형상이며,
도 4는 본 발명에 따른 이물질 처리장치에 사용되는 스월판의 사시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 이물질 처리장치에 사용되는 스월판의 평면도이며,
도 6은 본 발명에 따른 이물질 처리장치에 사용되는 역류방지판의 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빗물 등 중수처리 시스템의 전체적인 개략도이다.

이를 보면, 빗물이나 생활하수 등 중수가 저장되는 저장조(100)가 배치된다. 상기 저장조에 저장된 중수는 그 외부에 구비되는 별도의 산성분해 장치(150)를 이용하여 악취나 병원균 등을 제거할 수도 있다.

상기 저장조(100)에 저장된 중수는 필요시 별도의 다단계 처리과정을 거쳐 재활용할 수 있다. 즉, 저장조에서 배출되는 중수는 비중이 대략 1 이상이 되는 비교적 큰 이물질을 제거하는 고비중 이물질 제거장치(200, 또는 간단히 이물질 제거장치라고 함)를 거치면서 큰 이물질 들이 제거된다. 고비중이라 함은 본 명세서에서는 비중이 1보다 큰 이물질을 의미하는 것으로 한다.

그후, 중수는 다시 스크린 장치(300)에서 낙엽 등 비중이 1 이하의 가벼운 이물질 들이 제거된 후, 필터(400)에서 1㎛ 이하의 미세한 이물질 들이 제거되고, 살균 및 소독장치(500)에서 살균소독된 후 재활용하는 과정을 거치게 된다.

본 발명은 이러한 중수 재활용 시스템의 구성 중 비중이 대략 1 이상이 되는 비교적 큰 이물질을 제거하는 이물질 제거장치(200)에 관한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 중수처리 시스템의 일 구성인 이물질 제거를 위한 이물질 처리장치의 사시도이다.

도 2를 보면, 상기 이물질 처리장치(200)는 내부에 중수를 수용할 수 있는 원통 형상의 바디부(210)와 상기 바디부의 하단에 원추형으로 형성된 경사부(215)를 가진다. 상기 바디부(210)의 상부 측면에는 외부에서 중수가 유입되는 유입관(220)이 배치되고, 상기 바디부(210)의 가운데 부분에는 이물질이 제거된 중수가 외부로 배출되는 배출관(230)이 배치된다. 상기 배출관의 일단은 대략 상기 바디부(210)의 중앙부분에 위치하도록 한다. 상기 유입관(220)에서 상기 바디부로 유입되는 중수는 상기 바디부의 내측면에 비스듬히 경사져서 유동하도록 형성된다. 즉, 상기 유입관(220)에서 배출되는 중수의 방향이 상기 원통형 바디부의 중심을 향하지 않도록 유입관에서 배출되는 물의 흐름방향이 바디부의 중심(도 2의 C)에서 일정거리(d) 이격되어 있도록 배치된다(도 3 참조).

이것은 바디부로 유입되는 중수가 바디부의 측면 내벽을 따라 나선형으로 유동하는 스월(swirl) 현상을 일으키도록 하기 위함이다. 이것은 초기우수 등 중수에 포함된 어느 정도 부피가 크거나 중량이 있는 이물질이 도 2에 도시된 화살표와 같이 나선(helical) 형상으로 흐르는 과정에서 발생하게 되는 원심력 및 구심력에 의해서 효과적으로 분리될 수 있도록 한 것이다.

본 발명에서는 유동하는 중수의 스월 현상을 더욱 가속화시키기 위해 스윌판(240)을 상기 바디부(210) 내부의 배치한다. 상기 스윌판(240)은 상하 일정 두께를 가진 원판 형상이며, 그 측면은 상기 바디부의 내벽에 맞닿아서 배치되어서, 상기 바디부는 상기 스월판에 의해 상하로 나눠진다. 다만, 스월판의 측면이 상기 바디부의 내벽에 전체적으로 맞닿는 것이 아니라 일정 부위만 맞닿도록 구성할 수도 있을 것이다.

상기 스월판(240)의 중앙에는 배출관(230)이 삽입 장착되는 중앙홀(241)이 형성되고, 또한 스월판의 대략 외측부에는 스월판 위의 중수가 수월판 아래로 흘러갈 수 있도록 안내하는 경사홀(243)이 다수개 형성된다.

상기 경사홀(243)은 스월판(240)의 상하를 관통하는 것이며, 나선형 유동하는 물의 흐름에 부합하도록 경사져서 형성된다. 즉, 상기 경사홀은 상기 스월판의 원주방향으로 비스듬히 경사져서(즉, 하향 경사져서) 형성된다(도 5의 그림 참조). 상기 바디부(210)의 내부로 상기 유입관(220)에서 유입된 물은 나선형 유동을 하면서 점차 아래쪽으로 이동하게 되고, 이때 나선형 유동하는 중수가 상기 스월판(240)의 경사홀(243)으로 진입하여 스월판을 지나 바디부의 아래쪽으로 유동하는 과정에서 상기 경사홀의 경사로 인해 중수의 나선형 유동이 더욱 강화되는 것이다.

일정 수압 이상으로 유입관을 통해서 입력된 중수가 바디부 내부에서 흐르는 과정에서 수압으로부터 발생하는 원심력에 의해 스월(swirl)을 일으키며 외측을 향하면서 물이 원통형 바디부의 측벽쪽을 나선형으로 흐르게 되고, 이때 원심력 작용에 의해 비중이 1 이상이 되는 이물질 이물질들은 더욱더 외측으로 쏠리게 된다. 즉, 이물질은 원심력에 의해 바디부의 측벽 내측에 가까이에서 아래쪽으로 이동하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 이물질 제거장치는 상기 바디부(210)의 아래쪽에서 경사부(250)를 구비한다. 상기 경사부(250)는 아래쪽이 폭이 좁은 원추형이며 내측면에는 하향 경사진 경사면이 형성된다. 스월판을 지나면서 나선형 경사 유동을 하는 비중이 큰 이물질들은 상기 경사부의 경사면을 따라서 아래쪽으로 이동하여 최하단부에 모이게 된다.

상기 바디부(210)의 경사부(250)에는 역류방지캡(250)이 배치된다. 상기 역류방지캡(250)은 경사부 하단에 모인 이물질이 상부로 이동하는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 내부가 빈 원통형의 하부원통부(251)와 상기 하부원통부의 상단에 형성되는 원판 형상의 상부플레이트(255)로 구성된다. 상기 역류방지캡의 하부원통부(251)는 내부가 빈 원통형상으로 측벽에는 물이 내부로 유입될 수 있도록 복수개의 제1관통공(253)이 형성된다. 그리고, 상기 상부플레이트(255)에는 하부원통부(251) 내부의 물이 상기 상부플레이트의 위로 흘러갈 수 있도록 제2관통공(257)이 상하방향으로 형성된다.

이러한 구성에 의해서 상기 바디부(210)의 경사부(215)로 흘러온 중수와 이물질 중에서 물은 상기 제1관통공(253) 및 제2관통공(257)을 지나서 바디부(210)의 가운데 부분으로 다시 흘러가지만, 비중이 1 이상인 이물질은 경사부의 최하단부에 형성된 배출덕트를 통해서 외부로 배출된다. 상기 배출덕트를 개폐하기 위한 밸브(280)가 구비되며, 상기 밸브는 일정 시간이 경과하면 자동으로 개방되도록 제어하거나 또는 조작자가 수동으로 개방할 수 있다.

상기 원리에 의해서, 본 발명에 따른 중수 재활용을 위한 이물질 처리장치(또는 고비중 이물질 처리장치)는 그 내부로 투입된 중수 중 비중이 큰 이물질은 원심력을 이용한 스월 현상으로 하부로 선택적으로 배출시키고 이물질이 제거된 물은 대략 가운데에 존재하는 배출관(230)의 일단부를 통해서 외부로 배출된다. 따라서 배출관(230)으로 배출되는 중수에는 비중이 비교적 큰 이물질은 제거된 상태의 물이 되는 것이다.

그후, 배출관에서 배출된 물은 다시 스크린 장치(300)에서 낙엽 등 비중이 1 이하의 가벼운 이물질 들이 제거된 후, 필터(400)에서 미세한 이물질 들이 제거되고, 살균 및 소독장치(500)에서 살균소독된 후 재활용하는 과정을 거치게 된다.

200 : 이물질 처리장치 210 : 바디부
200 : 유입관 230 : 배출관
240 : 스월판 250 : 역류방지캡

Claims (5)

1. 저장조에 저장된 중수에서 고비중의 이물질을 제거하는 처리장치로서,
   원통형상의 바디부(240);
   상기 바디부에 구비되고, 상하로 경사진 경사홀(243)이 관통된 스월판(240);
   상기 바디부의 하부에 형성되는 경사부(215);
   상기 경사부에 배치되어, 고비중 이물질이 상부로 역류하는 것을 방지하는 역류방지캡(250);을 포함하고,
   상기 역류방지캡(250)은,
   내부가 빈 원통형상으로 측벽에는 물이 유입될 수 있도록 복수개의 제1관통공(253)이 형성된 하부원통부(251); 및
   상기 하부원통부(251)의 상측에 배치되되, 하부원통부 내부의 물이 위로 흘러갈 수 있도록 제2관통공(257)이 상하방향으로 형성된 상부플레이트(255);를 포함하는 것을 특징으로 하는 중수 재활용을 위한 고비중 이물질 처리장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 바디부로 중수를 유입시키되, 바디부의 내측 벽을 향해 비스듬히 유입시키는 유입관(220); 및
   일단부가 상기 바디의 내측 중앙부에 위치하여, 상기 바디부의 중수를 외부로 배출시키는 배출관(230);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중수 재활용을 위한 고비중 이물질 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 스월판의 중앙에는 상기 배출관이 관통하는 중앙홀이 형성된 것을 특징으로 하는 중수 재활용을 위한 고비중 이물질 처리장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 스월판의 경사홀은 상기 스월판의 원주방향으로 하향 경사져서 유동하는 중수를 나선형 유동시키는 것을 특징으로 하는 중수 재활용을 위한 고비중 이물질 처리장치.
5. 삭제

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