KR101507689B1 - 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구조로 안정적인 상등수 배출조건을 만족시키고, 작동의 편리성과 내구성, 유지 보수의 편리성, 안정적 운전조건, 제작비용이 저렴한 경제성 등을 만족시킬 수 있도록 오폐수처리시설의 반응조에서 침전물을 침전시킨 후, 그 위에 고인 상등수를 배출하기 위한 상등수 배출장치에 있어서, 디켄터 본체의 높이는 0.5~1m의 높이를 가지며, 상등수의 수면 위로 일정 높이만큼 떠 있을 수 있게 부력실과 중력수 탱크를 구비하며, 상기 중력수 탱크의 중력에 의해 하부에 형성된 유입구와 유출구는 수면 아래로 잠기도록 함과 아울러 유입통로와 유출통로의 상부는 수면 위로 노출된 상태로 떠 있고, 양측부에 돌출되게 설치되는 가이드돌부를 형성한 디켄터; 상기 부력실의 외측으로 복수개가 설치되고, 반응조 내의 밀도, 점성에 의해 발생되는 부력의 오차를 중력수의 보충으로 유입통로와 유출통로 사이의 오버 플로우 웨어 높이를 일정하게 유지하게 하는 중력수 탱크; 반응조의 내부에 수직하게 설치되고, 마찰력이 적은 라일론 재질로 이루어진 가이드 레일; 상기 디켄터의 소정 공간부 상단에 설치되고, 상등수가 사이펀 작용에 의한 오버 플로우 웨어판을 넘어 배출되는 과정을 외부 관리자가 쉽게 관찰할 수 있어 상등수의 상태 및 디켄터의 정상 작동 유무를 쉽게 육안으로 관찰할 수 있는 투시창; 상기 디켄터는 상등수 배출관의 제어부에 의해 전자밸브를 개폐 가능하게 설치하여 전자밸브의 개폐여부에 따라 사이펀 원리에 의해 상등수가 유입통로를 통해 수면 위의 오버 플로우 웨어를 넘어 유출통로를 통해 유출되게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출 장치{discharge apparatus of superiority water by principles of siphon using gravitational water}

본 발명은 오폐수 처리시설의 연속회분식 반응조에서 침전단계에서 물을 침전시킨 후, 그 위에 고인 상등수를 배출하기 위한 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 사이펀 원리를 적용하여 오폐수를 연속회분식 반응조에서 정화 처리하여 상등수만을 우선 반응조 외부로 이송시킬 수 있는 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치에 관한 것이다.

현재 연속회분식 반응조에 상용화되어 있는 배출장치들을 보면, 그 구조가 복잡하거나, 제어를 위해 동력이 요구되는 것으로, 에어벤트 타입의 배출장치, 다이아프램타입의 배출장치 및 암 타입의 배출장치, 유압을 이용한 배출장치 등이 채택되고 있다.

상기 에어벤트 방식 배출장치는 대부분의 장치에서 작동의 기본 원리로 적용되고 있고, 해당 장치의 제어를 위해 솔레노이드 밸브 개폐로 작동되게 함으로써, 오폐수처리 장치운전과 더불어 별도의 액츄에이터와 전원설비 등이 추가적으로 요구되어 경제적 부담의 문제점이 있다.

또한 동력장치에 의해 작동되는 상기 암 타입의 배출장치는 배출장치가 반응조 안팎을 오가며 배출이 이루어지는 방식으로, 배출 공정시에 동력장치에 의해 정해진 속도로 한계 깊이까지 하강하며 상등수가 배출되도록 운전되고 있는바, 복잡한 운전 방식과 고비용으로 경제적으로 크게 부담되는 문제점이 있다. 상등수 배출에 대한 운전상태의 파악과 용이한 배출구조에 대한 요구를 만족하지 못하는 장치들로서 운전자 중심의 가동 시스템을 제공하지 못하고 있다.

유압을 이용하는 배출 장치 또한 기계식으로 상하 유동시키는 방법이 개발되었는데, 이는 처리의 효율성은 높으나 고가의 제작비와 운전시 과다한 동력비가 문제되고 다양한 자동 메카니즘에 의해서 작동되므로 작동 불량시 자체적인 보수가 어려운 문제가 있고, 특히 시설이 방대하기 때문에 소규모 오폐수처리장에 설치하는 것은 불가능하다는 문제가 있다.

또한, 도 1과 같이, 디켄터의 하부가 평판형으로 되어 있어 교반에 의한 와류 및 포기에 따른 요동 및 뒤틀림으로 디켄터의 수평유지가 어렵고, 흔들림이 심해 가이드레일(4)과의 마찰이 빈번히 일어나 제품의 수명이 짧고 고장이 발생되는 원인이 될 뿐만 아니라 디켄터의 유동으로 인하여 오폐수를 처리하는 동안 발생되는 스컴(scum)이 빠져나가게 되고, 부력과 중력에 의해 디켄터의 무게중심을 잃게 되며, 유입통로가 반응조와 경사지게 형성되어 있어 초기 배출 과정에서 발생되는 유입통로 침착물이 벽면에 붙어 있다가 배출되어 버리는 바람에 배출수가 혼탁해지는 문제점이 있다.

따라서 구조와 작동이 간편하고 경제적이며, 고장이 거의 없고 비상시에도 정상적인 배출 상태를 쉽게 관찰할 수 있고 처리수를 안정적으로 배출하며 유지관리가 용이한 배출시스템이 요구되어 왔다.

KR 101000076 B1 KR 200426848 Y1

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본발명의 목적은, 부력실의 하부에 격자 모양의 에어홀을 설치하여 교반에 의한 와류 및 포기에 따른 요동 및 뒤틀림으로부터 완충 역할을 함으로써, 디켄터의 수평유지 및 흔들림을 방지할 수 있어 디켄터의 상하 이동을 보다 원활하게 수행하게 하여 가이드레일과의 마찰을 줄여 제품의 수명 및 고장을 사전에 방지할 수 있는 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 부력실 및 중력수 탱크의 중력 조절에 의해 디켄터를 수면 위에 일정한 높이를 유지하면서 떠 있게 함으로써, 유입구와 유출구와의 공간 이격을 두어 반응과정에서 유입될 수 있는 스컴 및 혼탁액이 유출통로으로 유입되는 것을 방지할 수 있는 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치를 제공함에 있다.

따라서 본 발명은 간단한 구조로 안정적인 상등수 배출조건을 만족시키고, 작동의 편리성과 내구성, 유지 보수의 편리성, 안정적 운전조건, 제작비용이 저렴한 경제성 등을 만족시킬 수 있는 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 오폐수처리시설의 반응조에서 침전물을 침전시킨 후, 그 위에 고인 상등수를 배출하기 위한 상등수 배출장치에 있어서, 디켄터 본체의 높이는 0.5~1m의 높이를 가지며, 상등수의 수면 위로 일정 높이만큼 떠 있을 수 있게 부력실과 중력수 탱크를 구비하며, 상기 중력수 탱크의 중력에 의해 하부에 형성된 유입구와 유출구는 수면 아래로 잠기도록 함과 아울러 유입통로와 유출통로의 상부는 수면 위로 노출된 상태로 떠 있고, 양측부에 돌출되게 설치되는 가이드 돌부를 형성한 디켄터; 상기 부력실의 외측으로 복수개가 설치되고, 반응조 내의 밀도, 점성에 의해 발생되는 부력의 오차를 중력수의 보충으로 유입통로와 유출통로 사이의 오버 플로우 웨어 높이를 일정하게 유지하게 하는 중력수 탱크; 반응조의 내부에 수직하게 설치되고, 마찰력이 적은 라일론 재질로 이루어진 가이드 레일; 상기 디켄터의 소정 공간부 상단에 설치되고, 상등수가 사이펀 작용에 의한 오버 플로우 웨어판을 넘어 배출되는 과정을 외부 관리자가 쉽게 관찰할 수 있어 상등수의 상태 및 디켄터의 정상 작동 유무를 쉽게 육안으로 관찰할 수 있는 투시창; 상기 디켄터는 상등수 배출관의 제어부에 의해 전자밸브를 개폐 가능하게 설치하여 전자밸브의 개폐여부에 따라 사이펀 원리에 의해 상등수가 유입통로를 통해 수면 위의 오버 플로우 웨어를 넘어 유출통로를 통해 유출되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 부력실의 하부 바닥면에 격자모양으로 에어홀을 설치하여 포기 및 교반시 와류 또는 요동에 의한 디켄터의 유동을 최소화하며, 디켄터의 상하이동을 용이하고 수평유지 및 흔들림을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 디켄터의 일정 부분에 위치 감지 센서를 부착하고, 디켄터가 상등수 수면 위의 미리 설정된 위치범위를 이탈한 경우에는 사용자에게 알려주는 경보 또는 표시등을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 유입통로를 수면과 수직으로 설치하고, 유출통로과 평행하게 설치하며, 포기 경과 후 침전단계에서 유입통로에 미생물의 침착되는 것을 방지하고, 반응조 하부에 침전됨을 유도하여 초기 상등수 배출과정에서 발생할 수 있는 유입통로 침착물에 의한 배출수 혼탁을 미연에 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 부력실 양측 외벽에 복수개의 중력수 탱크를 설치하여 반응조의 밀도 변화 및 상등수 배출장치의 안정적 오버 플로우 웨어 방류를 돕기 위해 부력과 중력의 균형 값을 잡는데 기여함으로써, 디켄터의 무게 중심을 잃지 않게 할 뿐만 아니라, 상기 디켄터의 위치를 일정하게 유지하여 혼합액이 침강하는 과정에 발생되는 부유 물질(스컴,scum)을 제거하여 수표면 아래에 있는 깨끗한 상등수를 배출할 수 있는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 부력실의 하부에 격자 모양의 에어홀을 설치하여 교반에 의한 와류 및 포기에 따른 요동 및 뒤틀림으로부터 완충 역할과 디켄터의 수평유지 및 흔들림을 방지할 수 있어 디켄터의 상하 이동을 보다 원활하게 수행할 수 있어 가이드레일과의 마찰을 줄여 제품의 수명 및 고장을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 디켄터의 일정 부분에 위치 감지 센서를 부착하고, 디켄터가 상등수 수면 위의 미리 설정된 위치범위를 이탈한 경우에는 사용자에게 알려주어 상기 디켄터의 위치를 일정하게 유지하게 함으로써, 상등수의 배출 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유입통로를 상등수의 수면과 수직으로 설치되고, 유출통로와 평행하게 설치되며, 포기 경과 후 침전단계에서 유입통로에 미생물의 침착되는 것을 방지하고, 반응조 하부에 침전됨을 유도하여 초기 상등수 배출과정에서 발생할 수 있는 유입통로 침착물에 의한 배출수 혼탁을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 상등수 배출장치에 구비되는 디켄터의 구성을 보인 단면도
도 2는 본 발명에 따른 상등수 배출장치에 구비되는 디켄터의 구성을 보인 정면도
도 3은 도 2의 디켄터의 평면도
도 4는 본 발명에 따른 상등수 배출장치의 전체 구성을 나타내는 전면도

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다.

또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2는 본 발명에 따른 상등수 배출장치에 구비되는 디켄터의 구성을 보인 정면도이고, 도 3은 도 2의 디켄터의 평면도이다.도 4는 본 발명에 따른 상등수 배출장치의 전체 구성을 나타내는 전면도이다.

본 발명에 따른 상등수 배출장치는 오폐수처리시설의 반응조(50)의 내부에 위치하여 침전물이 침전된 후, 그 위에 고인 상등수를 외부(처리수조)로 배출하기 위한 것으로 디켄터(100)를 구비하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 디켄터(100)는 가이드 레일(103), 부력실(105), 에어홀(107), 오버 플로우 웨어(110), 유입통로(115), 유출통로(120), 중력수 탱크(125), 공간부(130), 투시창(135), 제어부(140) 및 전자밸브(142)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 디켄터(100)는 상기 부력실(105)과 중력수 탱크(125)에 의해 하부에 형성되는 유입구(115a)와 유출구(120a)는 수면 아래로 잠기도록 함과 아울러 상기 유입구(115a)와 유출구(120a)에 연결되는 유입통로(115)와 유출통로(120)의 상부에 형성되는 공간부(130)는 수면 위로 위치되도록 상등수의 수면 위에 떠 있게 설치되어 전자밸브(142)의 개폐여부에 따라 사이펀 원리에 의해 상기 공간부(130)의 오버 플로우 웨어(110)(over flow weir)를 넘어 배출된다.

상기 가이드 레일(103)은 도 4에 도시된 바와 같이, 반응조(50)의 내부에 수직하게 설치되어 반응조의 수위 변동에 따라 디켄터(100)의 상/하 이동을 용이하게 하며, 가이드 돌부(102)와의 마찰력이 적은 라일론 재질을 이용함이 좋다.

상기 부력실(105)은 도 2에 도시된 바와 같이, 중력수 탱크(125)의 중력을 조절함으로써, 디켄터(100)의 상부를 상등수 수면 위에 일정한 높이를 유지하도록 하여 유입구(115a)와 유출구(120a)와의 공간 이격을 두어 반응과정에서 유입될 수 있는 스컴 및 혼탁액이 유출통로(120)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기 에어홀(107)은 도 2에 도시된 바와 같이, 부력실 하부에 설치되고, 포기 및 와류의 저항에 대응하고자 격자모양으로 형성되어 교반에 의한 와류 및 포기에 따른 요동 및 뒤틀림으로부터 완충 역할을 함과 동시에, 디켄터(100)의 수평유지 및 흔들림을 방지할 수 있어 디켄터의 기울어짐 및 요동에 의한 반응조(50) 내 마찰로 인한 파손을 방지할 수 있다.

상기 오버 플로우 웨어(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상등수의 수면 위에 위치하며, 제어부(140)의 제어동작에 의해 전자밸브(142)를 개폐 가능하게 설치하여 상기 전자밸브(142)의 개폐여부에 따라 사이펀(siphon) 원리에 의해 디켄터(100)의 유입구(115a)를 통해 유출구(120a)로 상등수를 배출시킨다.

상기 유입통로(115)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상등수의 수면과 수직으로 설치함으로써, 유출통로와 평행하게 설치되며, 포기 경과 후 침전단계에서 유입통로의 벽면에 미생물의 침착되는 것을 방지하고(유출통로가 경사진 경우에는 포기 경과 후 경사진 벽면에 미생물이 침착된 상태로 남아 있음), 반응조 하부에 침전됨을 유도하여 초기 상등수 배출과정에서 발생할 수 있는 유입통로 침착물에 의한 배출수 혼탁을 미연에 방지할 수 있다.

상기 중력수 탱크(125)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 부력실의 외측으로 복수개를 설치하여 반응조 내의 밀도, 점성에 따른 중력수의 보충으로 유입통로와 유출통로 사이의 오버 플로우 웨어 높이를 일정하게 유지하면서 상등수 배출시 최상의 공간부의 확보로 사이펀 원리에 의한 안정된 상등수를 배출함과 동시에 설계 배출량을 만족할 수 있다.

상기 공간부(130)는 유입통로(115)와 유출통로(120)의 상부에 형성되고, 수면 위로 위치되도록 상등수의 수면에 떠 있게 설치되며, 부력실(105) 및 중력수 탱크(125)에 의해 일정한 높이를 유지함으로써, 최적의 공간부 확보로 상등수를 안정적으로 배출시킨다.

상기 투시창(135)은 도 4에 도시된 바와 같이, 디켄터(100)의 상부에 설치되고, 디켄터의 내부를 육안으로 투시할 수 있어 배출되는 상등수를 본 투시창(135)을 통하여 디켄터의 정상 수위 위치와 배출 과정의 정상 여부 및 상등수의 처리 상태를 관리자가 보다 간편하게 관찰할 수 있다.

상기 제어부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전자밸브(142)를 컨트롤러에 의한 개폐 여부에 따라 사이펀 원리에 의해 디켄터(100)의 유입구(115a)를 통해 오버 플로우 웨어(110)를 넘어 유출구(120a)로 상등수가 배출되게 한다.

이와 같이 상등수를 사이펀 원리에 의해 배출되기 위해서 상등수의 수면 위에 일정한 높이로 떠 있게 설치된 상기 디켄터(100)는, 부력실(105)과 복수개의 중력수 탱크(125)를 설치하여 반응조의 밀도 변화 및 부력과 중력의 균형 값을 잡는데 기여함으로써, 디켄터의 무게 중심을 잃지 않게 할 뿐만 아니라, 상기 디켄터의 위치를 일정하게 유지하여 혼합액이 침강하는 과정에 발생되는 부유 물질(스컴,scum)을 제거하여 수표면 아래에 있는 깨끗한 상등수를 배출할 수 있다.

본 발명은 에어홀(107)을 격자모양으로 설치하여 교반에 의한 와류 및 포기에 따른 요동 및 뒤틀림으로부터 충격을 흡수하는 완충 역할을 함과 동시에 디켄터(100)의 수평유지 및 흔들림을 방지할 수 있어 디켄터의 상하 이동을 보다 원활하게 수행할 수 있어 가이드레일과의 마찰을 줄여 제품의 수명 및 고장을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 유입통로를 상등수의 수면과 경사가 아닌 수직으로 설치하여 포기 경과 후 침전단계에서 유입통로에 미생물의 침착되는 것을 방지하고, 반응조 하부에 침전됨을 유도하여 초기 상등수 배출과정에서 발생할 수 있는 배출수 혼탁을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 디켄터의 일정 부분에 위치 감지 센서를 부착하고, 디켄터가 상등수 수면 위의 미리 설정된 위치범위를 이탈한 경우에는 사용자에게 알려주어 적시에 상기 디켄터의 상부가 상등수 수면 위의 높이를 일정하게 유지하게 함으로써, 상등수의 배출 효율을 높일 수 있다.

50 : 반응조 100 : 디켄터
103 : 가이드 레일 105 : 부력실
107 : 에어홀 110 : 오버 플로우 웨어
115 : 유입통로 115a : 유입구
120 : 유출통로 120a : 유출구
125 : 중력수 탱크 130 : 공간부
135 : 투시창 140 : 제어부
142 : 전자밸브

Claims (4)

1. 오폐수처리시설의 반응조에서 침전물을 침전시킨 후, 그 위에 고인 상등수를 배출하기 위한 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치에 있어서,
   디켄터 본체의 높이는 0.5~1m의 높이를 가지며, 상등수의 수면 위로 일정 높이만큼 떠 있을 수 있게 부력실과 중력수 탱크를 구비하며, 상기 중력수 탱크의 중력에 의해 하부에 형성된 유입통로와 유출통로는 수면 아래로 잠기도록 함과 아울러 유입통로와 유출통로의 상부는 수면 위로 노출된 상태로 떠 있고, 양측부에 돌출되게 설치되는 가이드 돌부를 형성한 디켄터;
   상기 부력실의 외측으로 복수개가 설치되고, 반응조 내의 밀도, 점성에 의해 발생되는 부력의 오차를 중력수의 보충으로 유입통로와 유출통로 사이의 오버 플로우 웨어의 높이를 일정하게 유지하게 하는 중력수 탱크;
   반응조의 내부에 수직하게 설치되고, 마찰력이 적은 라일론 재질로 이루어진 가이드 레일;
   상기 디켄터의 소정 공간부 상단에 설치되고, 상등수가 사이펀 작용에 의한 오버 플로우 웨어판을 넘어 배출되는 과정을 육안으로 관찰할 수 있는 투시창;
   상기 디켄터는 상등수 배출관의 제어부에 의해 전자밸브를 개폐 가능하게 설치하여 전자밸브의 개폐여부에 따라 사이펀 원리에 의해 상등수가 유입통로를 통해 수면 위의 오버 플로우 웨어를 넘어 유출통로를 통해 배출하고,
   상기 부력실의 하부 바닥면에 격자모양으로 설치되고, 포기 및 교반시 와류 또는 요동에 대한 저항을 최소화하며, 디켄터의 상하이동을 용이하고 수평유지 및 흔들림을 방지하는 에어홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 디켄터의 일정 부분에 위치 감지 센서를 부착하고, 디켄터가 상등수 수면 위의 미리 설정된 위치범위를 이탈한 경우에는 사용자에게 알려주는 경보 또는 표시등을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치..
   
4. 제1항 또는 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상등수의 수면과 수직으로 설치되고, 유출통로와 평행하게 설치되며, 포기 경과 후 침전단계에서 유입통로에 미생물의 침착되는 것을 방지하고, 반응조 하부에 침전됨을 유도하여 초기 상등수 배출과정에서 발생할 수 있는 유입통로를 통해 침착물에 의한 배출수 혼탁을 미연에 방지하고, 공간부를 넓게 확보할 수 있는 유입통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 중력수를 이용한 사이펀식 상등수 배출장치.

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