KR101559140B1

KR101559140B1 - 소규모 수처리공정의 전처리설비

Info

Publication number: KR101559140B1
Application number: KR1020150020808A
Authority: KR
Inventors: 김병희
Original assignee: 주식회사 가온텍
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-10-13

Abstract

본 발명은 소규모 수처리공정의 전처리설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원수에 포함되는 협잡물을 탈수하여 배출하는 협잡물탈수장치와, 협잡물탈수장치에 연결되어 협잡물탈수장치로부터 흘러나오는 물에 포함된 침사를 침강시켜 제거하는 침강조를 포함하여 협잡물과 침사를 분리, 배출할 수 있도록 하고, 협잡물탈수장치는 공기를 분사하는 산기부를 포함하여 협잡물에 침적된 유기물을 분리할 수 있도록 하며, 침강조 또한 공기를 분사하는 산기장치를 포함하여 침사에 침적된 유기물의 분리와 함께 와류를 형성하여 침사의 침강효율을 높이고, 일정 높이의 스크린을 포함하여 유기물을 포함하는 물 만이 스크린을 넘어 침강조로부터 배출될 수 있도록 하며, 침강조로부터 침강되어 배출되는 침사는 협잡물탈수장치로 이송되어 협잡물과 함께 탈수, 배출되도록 함으로써 전처리설비의 설치면적을 최소화할 수 있도록 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비에 관한 것이다.

Description

소규모 수처리공정의 전처리설비{A Preprocessing Equipment of Small Size Water Treatment Process}

산업화와 도시화로 환경오염은 점차 더 심각해지고 있으며, 배출되는 하수, 폐수, 오수의 오염형태도 매우 다양해지고 있고, 이의 처리를 위한 시설 역시 고도화되고 있으며, 처리비용도 증가하고 있다. 또한, 완전히 처리되지 않은 하수 또는 오·폐수 중의 수질오염물질이 하천이나 호소를 비롯한 기타 상수원에 유입됨에 따라 효율적인 수질관리에 많은 문제점을 발생시키고 있으며, 유기물의 농도가 높아져 이에 따른 오염 및 악취 문제가 갈수록 심화되고 있다.

일반적으로 수처리공정은 생물학적 처리, 화학적 처리, 물리적 처리 공정 등으로 구성되며, 생물학적·화학적 처리에 앞서 협잡물, 침사 등을 물리적으로 제거하여 배출하는 전처리공정을 실시하게 된다. 전처리공정을 실시하는 전처리설비는 아래 특허문헌과 같이 협잡물을 제거하는 협잡물 제거장치와, 침강을 통해 흙, 모래 등의 침사를 제거하는 침사 제거장치 등을 포함한다.

그런데 수처리방식이 종래 합류식에서 분류식으로 전환되면서 하수, 오수, 폐수(이하 '원수'라 함) 등을 한꺼번에 모아 처리하게 됨에 따라 전처리설비에 유입되는 유기물의 양이 많아지게 되었으며, 협잡물, 침사 등에 유기물이 침적되어 협잡물, 침사 등을 배출하는 과정에서 심한 악취와 2차적인 오염을 발생시키는 문제가 더욱 심각해지게 되었다. 따라서, 협잡물, 침사 등에 부착된 유기물을 제거하여 배출해야 할 필요성이 더욱 커지게 되었으며, 또한 국내에만 5만개소 이상 설치되어 있는 일일처리용량 1000톤 미만의 소규모 하수, 오·폐수 처리장에 전처리설비를 설치하기 위해서는 그 규모를 더욱 축소하여야만 했으나, 협잡물, 침사 등에 부착된 유기물을 제거하여 배출하도록 하면서도 적은 공간을 차지하는 전처리설비를 구축하는 것은 매우 어려운 문제였다.

(특허문헌)

대한민국 특허공개공보 제10-2009-0093772호(2009. 09. 02. 공개)"하수 종합 전처리장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 원수에 포함되는 협잡물을 탈수하여 배출하는 협잡물탈수장치와, 협잡물탈수장치에 연결되어 협잡물탈수장치로부터 흘러나오는 물에 포함된 침사를 침강시켜 제거하는 침강조를 포함하고, 침강조는 침강조의 바닥에 관통형성되어 침강되는 침사가 배출되는 침사배출관, 침강조의 일측에 형성되어 침사가 제거된 물이 유출되는 유출관, 침사배출관과 유출관 사이에 일정 높이로 형성되는 스크린 및 스크린의 침사배출관 측에 형성되어 침강조 내에 압축된 공기를 분사하는 산기장치를 포함하여 분사되는 공기에 의해 침사에 침적된 유기물이 침사로부터 분리되도록 하고, 침강조 내에 와류를 형성하여 침사의 침강이 더욱 효율적으로 이루어지도록 하며, 유기물을 포함하는 유출수만이 스크린을 넘어 배출되도록 하여 침사의 제거효율을 극대화할 수 있는 소규모 수처리공정의 전처리설비를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 침강조의 하측에 형성되어 상측으로 공기를 분사하는 산기장치를 포함하고, 침강조는 산기장치의 상측 방향에 형성되며 침강조의 내벽으로부터 내측으로 돌출되고 내측으로 갈수록 상승하는 경사를 갖도록 형성되는 경사판을 포함하여 산기장치로부터 분사되는 공기에 의하여 형성되는 물의 흐름이 경사판에 부딪쳐 하강하도록 함으로써 와류의 형성이 원활하게 이루어지도록 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 협잡물탈수장치로 연결되도록 하는 배출관을 포함하여, 침강조로부터 배출된 침사가 협잡물과 함께 탈수되어 배출되도록 함으로써 공정을 단순화하고 전처리설비가 차지하는 면적을 줄일 수 있도록 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 공기를 압축하여 공급하는 공기압축장치를 포함하는 침강조를 포함하며, 공기압축장치는 배출관 및 산기장치에 압축공기를 공급하도록 하여, 하나의 공기압축장치로 유기물의 제거와 침사의 이송이 동시에 가능하도록 함으로써 소모되는 동력을 최소화하고, 설비의 제어가 용이하도록 하며, 침사의 이송이 용이하게 이루어지도록 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 원수가 유입되어 이송되는 이송탱크와; 이송탱크의 내부에 형성되어 회전하며, 협잡물을 이송하는 이송스크류와; 이송스크류를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와; 협잡물에 공기를 분사하는 산기부;를 포함하는 협잡물탈수장치를 포함하고, 이송탱크는 하측 일 지점의 외주면을 따라 형성되는 공극을 포함하여, 협잡물에 침적되어 있는 유기물을 제거하도록 하고, 협잡물로부터 제거된 유기물을 포함하는 물은 공극을 통해 배출되어 별도의 이송장치 없이 자연스럽게 침강조로 흐를 수 있도록 함으로써 설비가 차지하는 공간을 최소화할 수 있도록 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비는 원수에 포함되는 협잡물을 탈수하여 배출하는 협잡물탈수장치와, 상기 협잡물탈수장치에 연결되어 협잡물탈수장치로부터 흘러나오는 물에 포함된 침사를 침강시켜 제거하는 침강조를 포함하고, 상기 침강조는 침강조의 바닥에 관통형성되어 침강되는 침사가 배출되는 침사배출관, 상기 침강조의 일측에 형성되어 침사가 제거된 물이 유출되는 유출관, 상기 침사배출관과 유출관 사이에 일정 높이로 형성되는 스크린 및 상기 스크린의 침사배출관 측에 형성되어 침강조 내에 압축된 공기를 분사하는 산기장치를 포함하여 침강조 내에 와류를 형성하여 침사의 침강효율을 높이고, 침사에 침적된 유기물을 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비에 있어서, 상기 산기장치는 상기 침강조의 하측에 형성되어 상측으로 공기를 분사하며, 상기 침강조는, 상기 산기장치의 상측 방향에 형성되며 침강조의 내벽으로부터 내측으로 돌출되고 내측으로 갈수록 상승하는 경사를 갖도록 형성되는 경사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비에 있어서, 상기 배출관은 상기 협잡물탈수장치로 연결되도록 하여 상기 침강조로부터 배출되는 침사가 협잡물과 함께 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비에 있어서, 상기 침강조는 공기를 압축하여 공급하는 공기압축장치를 포함하며, 상기 공기압축장치는 상기 배출관 및 산기장치에 압축공기를 공급하도록 하여, 하나의 공기압축장치로 유기물의 제거와 침사의 이송이 동시에 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비에 있어서, 상기 협잡물탈수장치는 원수가 유입되어 이송되는 이송탱크와; 상기 이송탱크의 내부에 형성되어 회전하며, 협잡물을 이송하는 이송스크류와; 상기 이송스크류를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와; 협잡물에 공기를 분사하는 산기부;를 포함하고, 상기 이송탱크는 하측 일 지점의 외주면을 따라 형성되는 공극을 포함하여, 협잡물로부터 분리된 유기물을 포함하는 물이 상기 공극을 통해 침강조로 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 원수에 포함되는 협잡물을 탈수하여 배출하는 협잡물탈수장치와, 협잡물탈수장치에 연결되어 협잡물탈수장치로부터 흘러나오는 물에 포함된 침사를 침강시켜 제거하는 침강조를 포함하고, 침강조는 침강조의 바닥에 관통형성되어 침강되는 침사가 배출되는 침사배출관, 침강조의 일측에 형성되어 침사가 제거된 물이 유출되는 유출관, 침사배출관과 유출관 사이에 일정 높이로 형성되는 스크린 및 스크린의 침사배출관 측에 형성되어 침강조 내에 압축된 공기를 분사하는 산기장치를 포함하여 분사되는 공기에 의해 침사에 침적된 유기물이 침사로부터 분리되도록 하고, 침강조 내에 와류를 형성하여 침사의 침강이 더욱 효율적으로 이루어지도록 하며, 유기물을 포함하는 유출수만이 스크린을 넘어 배출되도록 하여 침사의 제거효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 침강조의 하측에 형성되어 상측으로 공기를 분사하는 산기장치를 포함하고, 침강조는 산기장치의 상측 방향에 형성되며 침강조의 내벽으로부터 내측으로 돌출되고 내측으로 갈수록 상승하는 경사를 갖도록 형성되는 경사판을 포함하여 산기장치로부터 분사되는 공기에 의하여 형성되는 물의 흐름이 경사판에 부딪쳐 하강하도록 함으로써 와류의 형성이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 협잡물탈수장치로 연결되도록 하는 배출관을 포함하여, 침강조로부터 배출된 침사가 협잡물과 함께 탈수되어 배출되도록 함으로써 공정을 단순화하고 전처리설비가 차지하는 면적을 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 공기를 압축하여 공급하는 공기압축장치를 포함하는 침강조를 포함하며, 공기압축장치는 배출관 및 산기장치에 압축공기를 공급하도록 하여, 하나의 공기압축장치로 유기물의 제거와 침사의 이송이 동시에 가능하도록 함으로써 소모되는 동력을 최소화하고, 설비의 제어가 용이하도록 하며, 침사의 이송이 용이하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 본 발명은 원수가 유입되어 이송되는 이송탱크와; 이송탱크의 내부에 형성되어 회전하며, 협잡물을 이송하는 이송스크류와; 이송스크류를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와; 협잡물에 공기를 분사하는 산기부;를 포함하는 협잡물탈수장치를 포함하고, 이송탱크는 하측 일 지점의 외주면을 따라 형성되는 공극을 포함하여, 협잡물에 침적되어 있는 유기물을 제거하도록 하고, 협잡물로부터 제거된 유기물을 포함하는 물은 공극을 통해 배출되어 별도의 이송장치 없이 자연스럽게 침강조로 흐를 수 있도록 함으로써 설비가 차지하는 공간을 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비의 사시도
도 2는 도 1의 협잡물탈수장치의 내부 구성을 나타내기 위한 절단 사시도
도 3은 도 1의 협잡물탈수장치의 단면도
도 4는 도 1의 침강조의 정면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비의 작동과정을 설명하기 위한 참고도
도 6은 도 2의 A-A선을 따라 절단한 단면도

이하에서는 본 발명에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 전처리설비는 하수 또는 오·폐수(이하 '원수'라 함)에 포함되는 협잡물을 탈수하여 배출하는 협잡물탈수장치(1)와, 상기 협잡물탈수장치(1)에 연결되어 협잡물탈수장치(1)로부터 흘러나오는 물에 포함된 침사를 침강시켜 제거하는 침강조(3)를 포함한다. 본 발명에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비는 일일 하수 처리량 1000톤 미만의 소규모 수처리공정에서 생물학적 처리 또는 화학적 처리 전단계에 형성되어, 물리적으로 협잡물, 침사 등을 제거하여 배출할 수 있도록 하는 설비로 적은 공간을 차지하고, 유지·관리 비용을 최소화하는 것이 중요하다. 또한, 전처리설비로부터 협잡물, 침사 등이 그대로 배출되는 경우에는 협잡물, 침사 등에 축적된 유기물 등으로 인해 악취와 2차 오염이 발생될 우려가 있기 때문에, 협잡물, 침사 등의 분리, 제거뿐만 아니라 세척을 반드시 수행해야만 한다. 따라서, 본 발명에 따른 전처리설비는 협잡물탈수장치(1)의 하측에 침강조(3)가 형성되도록 하여 설치공간을 최소화하고, 공기분사를 통하여 협잡물, 침사 등으로부터 유기물을 분리시키며, 소모되는 동력을 줄여 유지·관리 비용을 최소화할 수 있도록 한다.

상기 협잡물탈수장치(1)는 유입되는 원수로부터 협잡물을 제거하여 탈수, 배출하도록 하고, 협잡물이 제거된 물은 협잡물탈수장치(1)의 하측에 형성되는 침강조(3)로 흐르도록 하여 모래, 자갈 등의 침사가 제거될 수 있도록 한다. 또한, 협잡물탈수장치(1)는 상기 침강조(3)에서 침강되어 배출되는 침사가 유입되도록 하며, 협잡물과 함께 탈수과정을 거쳐 배출되도록 함으로써 협잡물, 침사 등의 부피, 무게를 최소화하며, 협잡물, 침사 등의 배출경로를 일원화함으로써 전처리설비가 차지하는 면적 또한 최소화할 수 있다. 상기 협잡물탈수장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 원수가 유입되어 이송되는 이송탱크(11)와; 상기 이송탱크(11)의 내부에 형성되어 회전하며, 협잡물을 이송하는 이송스크류(12)와; 상기 이송스크류(12)를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부(13)와; 협잡물에 공기를 분사하는 산기부(14)를 포함한다.

상기 이송탱크(11)는 일단에서 원수가 유입되고, 타단의 하측으로 협잡물 및 침사가 배출되도록 하는 대략 원통형의 형상을 가지나, 반드시 이에 한정되지는 않으며, 그 외주면은 도 1에 도시된 바와 같이 상판이 평판 형태로 형성되도록 할 수도 있다. 상기 이송탱크(11)는 도 2에 도시된 바와 같이 원수가 유입되는 원수유입부(111), 이송탱크(11)의 하측 일 지점의 외주면을 따라 형성되는 공극(112), 상기 공극(112)으로부터 배출되는 물이 상기 침강조(3)로 흐르도록 하는 물배출부(113), 상기 침강조(3)로부터 배출되는 침사가 유입되는 침사유입부(114), 탈수된 협잡물과 침사가 배출되는 배출부(115)를 포함한다. 또한, 상기 이송탱크(11)의 내부에는 산기부(14)가 형성되어 협잡물에 공기를 분사할 수 있도록 한다.

상기 원수유입부(111)는 상기 이송탱크(11)의 일단에 형성되어 하수 또는 오·폐수 등의 원수가 이송탱크(11) 내로 유입되도록 하며, 유입된 원수는 원수에 포함되는 협잡물과 함께 상기 이송스크류(112)에 의해 배출부(115) 방향으로 이송된다. 또한, 이송탱크(11)의 내부에 형성된 산기부(14)에 의해 공기가 분사되며, 상기 공극(112)을 통과하지 못하는 협잡물은 이송스크류(112)에 의하여 배출부(115) 측으로 이동하며 압축·탈수되고, 배출부(115)를 통해 이송탱크(11) 외부로 배출된다.

상기 공극(112)은 상기 이송탱크(11)의 하측 일 지점에 일정 간격으로 다수개가 형성되어 상기 원수유입부(111)를 통해 이송탱크(11) 내부로 유입되는 원수 중 협잡물을 제외한 물이 이송탱크(11)의 외부, 정확하게는 이송탱크(11)의 하측으로 흘러나갈 수 있도록 한다. 따라서, 상기 공극(112)을 통과하지 못하는 협잡물은 이송스크류(12)에 의해 배출부(115) 측으로 이송되어 배출되며, 상기 공극(112)을 통과하는 물은 상기 물배출부(113)를 통해 침강조(3)로 흘러 침사가 제거될 수 있도록 한다. 또한, 상기 공극(112)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 이송탱크(11)의 전단에 하나가 형성되고, 상기 배출부(115) 앞에 또 하나가 형성되어 배출부(115) 앞에 형성되는 공극을 통해서는 상기 협잡물이 이송스크류(12)에 의해 이송되는 과정에서 압축, 탈수되어 협잡물로부터 배출되는 수분이 배출될 수 있도록 한다. 또한, 상기 침사유입부(114)를 통하여 유입되는 침사도 협잡물과 함께 압축, 탈수되어 침사로부터 배출되는 수분도 상기 공극(112)을 통해 배출된다. 따라서, 협잡물, 침사 등을 압축, 탈수하여 배출하는 상기 협잡물탈수장치(1)의 탈수효율을 높일 수 있으며, 탈수되어 배출되는 물이 상기 물배출부(113)를 통해 침강조(3)로 흐르도록 함으로써 별도의 배출설비를 필요 없어 설치공간을 최소화할 수 있다.

상기 물배출부(113)는 상기 공극(112)의 하측에 형성되며, 상기 침강조(3)의 내부와 연결되어 상기 공극(112)을 통해 배출되는 물이 상기 침강조(3)로 흐를 수 있도록 한다. 따라서, 별도의 이송장치 등을 설치하지 않고도 협잡물이 제거된 원수가 침강조(3)로 자연스럽게 흘러들어가도록 함으로써 전처리설비의 설치공간을 최소화할 수 있으며, 별도의 소모 동력 또한 필요로 하지 않게 되어 유지·관리비 또한 최소화할 수 있게 된다.

상기 침사유입부(114)는 상기 이송탱크(11)의 상측 일 지점에 관통되도록 형성되며, 상기 침강조(3)의 후술할 침사배출관(34)과 연결되어 상기 침강조(3) 내부에서 침강되어 배출되는 모래, 자갈 등의 침사가 상기 침사배출관(34)을 지나 침사유입부(114)를 통해 상기 이송탱크(11) 내부로 유입되도록 한다. 따라서, 상기 이송탱크(11) 내부에서는 협잡물과 침사가 함께 이송스크류(12)에 의해 배출부(115) 측으로 이송되면서 압축·탈수되어 배출될 수 있도록 함으로써 침사도 탈수되어 배출되도록 하여 배출되는 협잡물, 침사 등의 무게 및 부피를 줄일 수 있고, 협잡물과 침사의 배출을 용이하게 하며, 이와 더불어 전체 전처리설비의 설치면적 또한 최소화할 수 있게 된다.

상기 배출부(115)는 상기 이송탱크(11)의 타단 하측부, 즉 상기 원수유입부(111)의 반대측 하부를 관통하도록 형성되어 상기 이송탱크(11)를 통과하면서 압축, 탈수된 협잡물과 침사가 이송탱크(11) 외부로 배출되도록 한다. 상기 배출부(115)를 통해 배출되는 협잡물 및 침사는 별도의 이송장치(미도시)를 통하여 이송되어 별도 처리된다.

상기 이송스크류(12)는 상기 이송탱크(11)의 내부에 형성되며, 상기 구동부(13)의 구동축(131)을 따라 나선면을 이루는 금속 날개가 연속적으로 형성되어 상기 구동부(13)에 의한 구동축(131)의 회전에 따라 회전하여 협잡물이 원수유입부(111)에서 배출부(115) 방향으로 이동할 수 있도록 한다. 따라서, 이송스크류(12)에 의하여 배출부(115) 방향으로 이송되는 협잡물은 압축, 탈수되어 배출부(115)를 통해 이송탱크(11) 외부로 배출되고, 상기 공극(112)을 통과하는 물은 상기 물배출부(113)를 따라 상기 침강조(3)로 흐르게 된다. 상기 이송스크류(12)는 이미 공지된 구성이므로, 이하 자세한 설명은 생략한다.

상기 구동부(13)는 상기 이송스크류(12)를 회전시키는 회전력을 발생하는 구성으로, 모터 등이 적용되며, 구동축(131)을 회전시켜 구동축(131)의 둘레를 따라 형성되는 이송스크류(12)가 회전할 수 있도록 한다.

상기 산기부(14)는 상기 이송탱크(11) 전단의 내벽을 따라 복수개가 형성되어 이송탱크(11) 내부로 공기를 분사하도록 한다. 상기 산기부(14)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 이송탱크(11)의 하측 내벽을 따라 형성되는 것이 바람직하며, 도 6에 도시된 바와 같이 복수개의 산기부(14)가 이송탱크(11) 내부를 지나가는 협잡물을 향해 공기를 분사하도록 함으로써 협잡물에 침적되어 있는 유기물이 협잡물로부터 분리될 수 있도록 한다. 즉 협잡물을 세척하여 협잡물이 배출, 이송되는 과정에서 발생할 수 있는 악취 및 2차오염을 방지할 수 있도록 한다. 최근에는 하수 처리방식이 합류식에서 분류식으로 전환되고, 가정 및 건물, 공장 등의 하수가 하수 처리장 등으로 직접 유입되는바, 하수, 오·폐수 등에 포함되는 유기물의 양이 급격히 증가하였으며, 유기물로 인한 심한 악취와 2차 오염이 발생하고 있다. 종래에는 협잡물을 원수로부터 제거하여 배출한 후 외부에서 이를 세척하도록 하였으나, 유기물의 증가와 함께 협잡물을 이송하는 과정에서 악취와 2차 오염 문제가 심각해짐에 따라 전처리단계에서 협잡물을 배출하기 이전에 협잡물을 세척하여야 할 필요성이 생기게 되었다. 따라서, 상기 산기부(14)를 통해 압축공기를 분사하여 협잡물로부터 유기물이 분리되도록 함으로써 세척된 협잡물이 배출부(115)를 통해 배출되도록 하고, 유기물은 물과 함께 공극(112)을 통해 배출되어 전처리단계를 지나 반응조 등에서 생물학적, 화학적으로 처리될 수 있도록 한다.

상기 침강조(3)는 상기 협잡물탈수장치(1)의 하측에 형성되어 상기 협잡물탈수장치(1)로부터 흘러나오는 물(W)이 유입되며, 물(W)에 포함되는 모래, 자갈, 흙 등의 침사가 침강을 통해 물(W)로부터 분리되어 배출되도록 한다. 상기 침강조(3)는 상기 협잡물탈수장치(1)로부터 물이 유입되어 일시 저장되는 일정 공간을 형성하며, 상측에는 상기 협잡물탈수장치(1)의 물배출부(113)와 연결되어 협잡물탈수장치(1)로부터 흘러 내려오는 물이 침강조(3) 내로 유입될 수 있도록 하고, 일 지점으로부터 하측으로 갈수록 내부 공간의 단면적이 감소하도록 형성되어, 상기 침강조(3)의 바닥에 관통되어 형성되는 침사배출관(34)을 통해 침사가 용이하게 배출될 수 있도록 한다. 상기 침강조(3)는 후술할 산기장치(31)에 의하여 와류가 발생할 수 있는 충분한 높이를 가져야 하며, 일측으로 돌출되도록 형성되어 침사가 제거된 물이 배출되는 유출관(35)이 형성될 수 있도록 한다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다. 상기 침강조(3)의 내부에는 산기장치(31), 경사판(32), 스크린(33) 등이 형성되고, 바닥에는 침사가 배출되는 침사배출관(34)이, 상기 스크린(33)을 사이에 두고 침사배출관(34)의 반대측에는 유출관(35)이 형성되며, 공기를 압축하여 공급하는 공기압축장치(36)를 포함하여, 상기 산기장치(31)와 후술할 에어펌프(341)에 전달되도록 한다.

상기 산기장치(31)는 상기 침강조(3)의 내부에 압축공기를 분사하는 구성으로, 침강조(3)의 하측에 형성되어 상측으로 공기를 분사하도록 하며, 분사되는 공기에 의하여 침강조(3) 내에 도 4에 도시된 바와 같은 와류(V)가 형성될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 와류(V)에 의해 침사가 침강되는 것을 용이하게 하여 침강효율을 높일 뿐만 아니라, 와류(V)에 의한 원심력, 분사되는 공기와 침사와의 충돌에 의하여 침사에 침적된 유기물이 분리되도록 함으로써 침사를 세척한다. 따라서, 앞서 협잡물탈수장치(1)의 산기부(14)에서 설명한 바와 같이 협잡물과 함께 침사도 세척되어 배출되도록 함으로써 침사에 침적된 유기물에 의한 악취 및 2차 오염 등의 문제를 방지할 수 있게 된다. 또한, 침사로부터 분리된 유기물은 상기 산기장치(31)로부터 분사되는 공기에 의해 상부로 더욱 잘 떠오르게 되어 물과 함께 스크린(33)을 넘어 유출관(35)으로 배출된다. 그 밖에 유기물 및 유기물의 분리와 관련된 상세한 설명은 상기 산기부(14)에서 전술한 바와 같다. 또한, 상기 산기장치(31)는 별도의 공기압축장치(36)로부터 압축된 공기를 공급받을 수 있으며, 상기 공기압축장치(36)는 침사배출관(34)에 형성되는 에어펌프(341)에도 연결되어 소모되는 동력을 최소화할 수 있도록 한다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.

상기 경사판(32)은 상기 침강조(3)의 내벽으로부터 내측으로 돌출되도록 형성되며, 바람직하게는 내측으로 갈수록 상승하는 경사를 갖도록 형성된다. 또한, 상기 경사판(32)의 안정적인 지지를 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 침강조(3)와 두 지점에서 지지되도록 할 수도 있다. 상기 경사판(32)은 상기 산기장치(31)의 상측에 형성되며, 물의 흐름이 원활하도록 내벽으로부터 전체 폭의 대략 1/3 지점까지 돌출되도록 하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 경사판(32)은 상기 산기장치(31)로부터 분사되는 공기에 의하여 형성되는 와류(V)가 상기 경사판(32)에 부딪쳐 도 4와 같은 방향으로 형성되도록 함으로써 침사의 침강이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 경사판(32)은 상기 침강조(3)의 내벽과 접하는 지점에 상하로 관통되는 관통구(321)를 형성하여, 침사가 경사판(32)의 상부로 올라가 경사판(32)의 상측에 걸리게 되는 경우 상기 관통구(321)를 통해 경사판(32)의 하측으로 내려올 수 있도록 함으로써 침사의 침강효율을 더욱 높일 수 있게 된다.

상기 스크린(33)은 유출관(35)의 형성을 위하여 상기 침강조(3)가 일측으로 돌출되는 부분의 경계에 일정 높이를 갖도록 형성된다. 상기 유출관(35)의 형성을 위하여 침강조(3)가 일측으로 돌출되도록 하고, 그 경계에 일정 높이의 스크린(33)이 형성되도록 하는 것은 상기 침강조(3)에 유입되어 일시 저장되는 물(W) 중 상기 스크린(33)을 넘는 물(W) 만이 유출관(35)을 통해 배출될 수 있도록 하기 위함이다. 다시 말해, 일정 높이를 갖는 스크린(33) 너머에 유출관(35)이 형성되도록 하여 상대적으로 무거운 무게에 의해 침강되는 침사는 유출관(35)을 통해 배출되지 못하도록 하고, 가벼운 무게의 물(W)과 물(W)에 포함되는 유기물만이 스크린(33)을 넘어 유출관(35)을 통해 배출되도록 하기 위함이다. 따라서, 유출관(35)을 통해 배출되는 물에는 무거운 무게를 갖는 침사가 원천적으로 포함될 수 없게 된다. 또한, 상기 침강조(3) 내부에는 산기장치(31)에 의하여 와류(V)가 형성되므로 침사의 침강효율은 더욱 높아지게 된다.

상기 침사배출관(35)은 상기 침강조(3)의 바닥과 연통되어 형성되며, 상기 침강조(3)의 내부에서 침강되는 침사가 침강조(3) 외부로 배출될 수 있도록 한다. 상기 침강조(3)는 앞서 설명한 바와 같이 일 지점으로부터 바닥까지 내부 공간의 단면적이 감소하는 경사를 갖도록 형성되므로, 상기 침강조(3)의 내벽을 따라 침사가 침강되며, 바닥을 통해 연결되는 침사배출관(35)까지 용이하게 침강되도록 한다. 또한, 상기 침사배출관(35)은 앞서 설명한 바와 같이 상기 침강조(3)의 상측에 형성되는 협잡물탈수장치(1)로 연결되어 침강조(3)로부터 배출되는 침사가 협잡물탈수장치(1)를 통해 탈수되어 협잡물과 함께 배출되도록 하는데, 침사의 원활한 이송을 위하여 침사배출관(35)에는 에어펌프(351)가 형성된다. 상기 에어펌프(351)는 압축 공기를 분사하여 상기 침사배출관(35)으로 배출되는 침사가 상기 침사배출관(35)을 따라 상승하여 상기 협잡물탈수장치(1)의 침사유입부(114)로 이송되도록 한다. 따라서, 별도의 이송, 탈수, 배출 설비를 사용하지 않고 협잡물과 함께 침사가 탈수, 배출되도록 하여 설비가 차지하는 면적을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 에어펌프(351)는 별도의 공기압축장치(36)로부터 압축 공기를 전달받을 수 있고, 앞서 설명한 바와 같이 상기 산기장치(31)와 함께 하나의 공기압축장치(36)로부터 압축 공기를 전달받음으로써 소모되는 동력을 최소화한다.

상기 유출관(35)은 상기 침강조(3)의 돌출되는 부분의 하측에 연통되도록 형성되어, 유기물을 포함하는 물이 배출되도록 하는 구성으로, 앞서 설명한 바와 같이 상기 침강조(3)의 내부공간과 유출관(35)이 형성되는 침강조(3)의 돌출부분 사이에는 일정 높이의 스크린(33)이 형성되어 스크린(33)을 넘은 물 만이 유출관(35)을 통해 배출될 수 있도록 한다. 따라서, 상대적으로 무거운 무게를 갖는 흙, 모래, 자갈 등의 침사는 유출관(35)을 통해 배출될 수 없게 된다.

상기 공기압축장치(36)는 공기를 압축하여 상기 산기장치(31) 및 상기 침사배출관(34)의 에어펌프(341)에 공급하는 구성으로, 앞서 설명한 바와 같이 하나의 공기압축장치(36)를 통해 유기물의 분리와 침사의 이송이 동시에 이루어지도록 함으로써 소모되는 동력을 최소화하고, 이에 따라 전처리설비의 유지·관리 비용을 줄일 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소규모 수처리공정의 전처리설비의 작동과정에 관하여 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 최근 수처리공정이 고도화됨에 따라 수처리공정은 더욱 축소, 간소화되고 그 효율을 높이는 방향으로 진행되고 있으며, 일일 처리 용량 1000톤 미만의 소규모 수처리공정에서는 그 설치면적을 더욱 줄여 설비를 컴팩트화 하고 유지·관리비를 최소화하는 것이 중요한 문제로 인식되고 있다. 이러한 추세와 함께 최근 수처리공정은 유입되는 원수를 생물학적, 화학적으로 고도화 처리하는 공정과 이에 앞서 협잡물, 침사 등을 물리적으로 처리하는 전처리공정으로 나눌 수 있는데, 최근에는 수처리공정이 합류식에서 분류식으로 전환됨에 따라 하수, 오·폐수 등의 원수에 포함되는 유기물의 양은 더욱 증가하여 설비의 컴팩트화 뿐만 아니라 협잡물, 침사 등에서 유기물을 제거하는 것 또한 중요한 문제로 인식되고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전처리설비는 최근 중요하게 인식되는 설비의 컴팩트화와 유기물의 제거 문제를 동시에 만족시키기 위한 구성들을 포함하고 있다.

상기 협잡물탈수장치(1)의 원수유입부(111)를 통하여 유입된 원수는 이송탱크(11)의 전단에서 상기 산기부(14)에 의해 분사되는 공기와 접촉되며, 원수에 포함되는 협잡물은 도 6에 도시된 바와 같이 산기부(14)에서 분사되는 공기에 의하여 세척된다. 그리고 협잡물로부터 분리된 유기물과 물은 상기 이송탱크(11)의 전측에 형성되는 공극(112)을 통하여 상기 물배출부(113)를 통해 침강조(3)로 흐르게 되며, 상기 공극(112)을 통과하지 못하는 협잡물은 구동부(13)에 의해 회전하는 이송스크류(12)에 의해 배출부(115) 방향으로 이송되며, 가압, 탈수되어 배출부(115)를 통해 배출된다. 이 과정에서 상기 침강조(3)의 침사배출관(34)은 상기 협잡물탈수장치(1)의 침사유입부(114)와 연결되어 침강조(3)로부터 침강되어 배출되는 침사가 협잡물탈수장치(1)의 이송탱크(11) 내로 유입되며, 협잡물과 함께 가압, 탈수되어 상기 배출부(115)를 통해 배출된다. 또한, 상기 협잡물, 침사로부터 탈수되어 배출되는 물은 공극(112)을 통해 상기 물배출부(113)를 거쳐 침강조(3)로 전달된다.

상기 침강조(3)로 유입되는 물(W)은 상기 침강조(3)에 일시 저장되며, 상기 침강조(3) 내의 산기장치(31)에 의하여 와류(V)가 형성된다. 상기 산기장치(31)로부터 분사되는 공기에 의하여 형성된 와류(V)는 침사가 침강조(3)의 내벽을 따라 하측으로 용이하게 침강될 수 있도록 하고, 침사에 침적된 유기물을 분리시킨다. 이때, 상기 경사판(32)은 내벽으로부터 돌출되어 내측으로 갈수록 상승하는 경사를 갖도록 형성되어 와류가 용이하게 형성되도록 하며, 무거운 침사는 내벽을 따라 바닥의 침사배출관(34)으로 배출되고, 가벼운 유기물은 상부로 뜨게 되어 상기 스크린(33)을 넘어 유출관(35)을 통해 배출된다. 따라서, 와류에 의해 침강효율을 높이고 일정 높이의 스크린(33)을 통해 가벼운 유기물만이 스크린(33)을 넘을 수 있도록 함으로써 침사의 제거효율을 높여 더욱 깨끗한 물이 유출관(35)을 통해 배출되도록 한다. 또한, 상기 침사배출관(34)을 통해 배출되는 침사는 에어펌프(341)에 의하여 협잡물탈수장치(1)로 이송되어 협잡물과 함께 탈수, 배출되도록 함으로써 별도의 이송, 탈수, 배출설비가 필요 없도록 한다. 이때, 상기 에어펌프(341)는 상기 산기장치(31)와 함께 상기 공기압축장치(36)로부터 압축된 공기를 공급받음으로써 소모되는 동력을 최소화할 수 있도록 한다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 협잡물탈수장치
11: 이송탱크
111: 원수유입부 112: 공극 113: 물배출부
114: 산기부
12: 이송스크류
13: 구동부
14: 산기부
3: 침강조
31: 산기장치
32: 경사판 321: 관통구
33: 스크린
34: 침사배출관 341: 에어펌프
35: 유출관
36: 공기압축장치

Claims

하수 또는 오·폐수를 정화하는 수처리공정의 전처리설비에 있어서,
원수에 포함되는 협잡물을 탈수하여 배출하는 협잡물탈수장치와, 상기 협잡물탈수장치에 연결되어 협잡물탈수장치로부터 흘러나오는 물에 포함된 침사를 침강시켜 제거하는 침강조를 포함하고,
상기 침강조는,
침강조의 바닥에 관통형성되어 침강되는 침사가 배출되도록 하며 협잡물 탈수장치로 연결되도록하여 침강조에서 배출하는 침사가 협잡물과 함께 배출되도록 하는 침사배출관,
상기 침강조의 일측에 형성되어 침사가 제거된 물이 유출되는 유출관,
상기 침사배출관과 유출관 사이에 일정 높이로 형성되는 스크린,
상기 스크린의 침사배출관 측에 형성되어 침강조 내에 압축된 공기를 분사하는 산기장치 및
공기를 압축하여 공급하는 공기압축장치를 포함하며,
상기 공기압축장치는 상기 배출관 및 산기장치에 압축공기를 공급하도록 하여, 하나의 공기압축장치로 유기물의 제거와 침사의 이송이 동시에 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비.
제 1 항에 있어서,
상기 산기장치는 상기 침강조의 하측에 형성되어 상측으로 공기를 분사하며,
상기 침강조는,
상기 산기장치의 상측 방향에 형성되며, 침강조의 내벽으로부터 내측으로 돌출되고, 내측으로 갈수록 상승하는 경사를 갖도록 형성되는 경사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비.
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제 1 항에 있어서, 상기 협잡물탈수장치는
원수가 유입되어 이송되는 이송탱크와; 상기 이송탱크의 내부에 형성되어 회전하며, 협잡물을 이송하는 이송스크류와; 상기 이송스크류를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와; 협잡물에 공기를 분사하는 산기부;를 포함하고,
상기 이송탱크는 하측 일 지점의 외주면을 따라 형성되는 공극을 포함하여, 협잡물로부터 분리된 유기물을 포함하는 물이 상기 공극을 통해 침강조로 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 소규모 수처리공정의 전처리설비.