KR101603406B1 - 초음파 발생기를 이용한 침전조 및 그 동작방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 발생기를 이용하여 슬러지(sludge)의 오버 플로우(over flow)를 효과적으로 방지할 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조 및 그 동작방법에 관한 것이다. 원수(原水)로부터 슬러지(sludge)를 분리시켜 상등액을 추출하는 침전조에 있어서, 본 발명의 일례와 관련된 침전조는, 내부 공간에 상기 원수를 수용하고 상면의 테두리에 형성된 배출홈으로 상기 상등액이 추출되며 하면은 중심이 하향 경사진 형상으로 이루어져 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 1 슬러지가 침전되는 침전조 탱크, 상기 침전조 탱크의 내부와 연결되고 상기 침전조 탱크의 하측의 중심 방향으로 상기 원수를 공급하는 유입관, 상기 침전조 탱크의 하면에 연결되어 상기 제 1 슬러지의 적어도 일부를 배출시키는 배출관 및 상기 침전조 탱크에 수용된 원수의 표면에 위치하도록 설치되는 초음파 발생기를 포함하되, 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 2 슬러지가 상기 원수의 표면으로 부유하는 경우, 상기 초음파 발생기에 의해 발생된 진동을 이용하여 상기 제 2 슬러지가 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전되도록 유도할 수 있다.
Description
본 발명은 초음파 발생기를 이용한 침전조 및 그 동작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 발생기를 이용하여 슬러지(sludge)의 오버 플로우(over flow)를 효과적으로 방지할 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조 및 그 동작방법에 관한 것이다.
하수나 오·폐수의 정화하기 위해서는 우선 입자상태가 큰 이물질을 걸러낸 후, 호기성 미생물에 의한 분해를 촉진하기 위하여 충분한 산소를 공급한다. 그 후, 침전조로 이동하여 슬러지를 침전시키고 청정한 상등액을 얻어낼 수 있으며, 침전조에서 추출된 상등액에 대하여 다양한 후처리 과정을 적용하여 정화를 수행할 수 있다. 여기에 정화를 위한 화학적 약품의 투입 과정 등이 더 부가될 수 있다.
종래에 하수나 오·폐수의 정화를 위하여 사용되었던 침전조는 기존 폐수처리 공정의 일 구성 단위로서, 수중의 현탁 물질을 침강시켜 고체(슬러지)와 액체(처리수)를 서로 분리시킬 수 있다. 즉, 침전조는 탱크 내로 유입되는 원수를 고액분리하여 슬러지를 탱크의 하면으로 침전시키고, 상등액은 탱크의 상면으로 배출되도록 하는 구성을 취하고 있었다. 원수에 포함되어 있는 슬러지는 탱크 안을 순환하며 응집되고, 이러한 슬러지가 탱크의 하면에 점점 쌓이게 된다. 하면에 침전된 슬러지는 외부로 배출되며, 탱크 내부에 수용된 원수의 상부에는 슬러지가 제거된 상등액이 존재하게 된다. 탱크의 상부로 이러한 상등액이 추출됨으로써 정화를 위한 후처리 과정이 더 적용되게 되었다.
그러나, 이러한 종래의 침전조 구성에 따르면, 탱크 하면에 침전되었던 슬러지의 일부가 탱크의 상부로 부유하게 되면서 탱크 상면으로 추출되는 상등액에 슬러지가 일부 섞이게 되는 문제점이 발생하였다. 이렇게 슬러지가 오버 플로우(over flow)되면서 후단 공정에서 수조(pond)에 침적되거나 S/F나 C/F에 유입되어 설비의 성능을 저하시키는 문제점을 일으킬 수 있었으며, 최종 방류수 수질의 COD나 SS의 상승에 영향을 끼칠 수 있었다.
또한, 오버 플로우된 슬러지가 탱크의 상단에 침착되어 침전조의 기능을 저하시킬 수 있었으며, 탱크 상단의 슬러지를 제거하기 위하여 추가적인 인력을 투입하게 됨으로써 비용과 시간 측면에서 비효율적이라는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 다소 해결하기 위하여 종래 응집제를 투입하여 화학적으로 침전시키는 방안이 이용되기도 하였으나, 이러한 방법 역시 약품 사용에 의한 비경제성과 불완전성이라는 문제점을 안고 있어 활용의 폭이 넓지 않았다.
이에 따라, 슬러지의 오버 플로우를 효과적으로 방지하여 효율적이고 안정적으로 고액분리를 수행할 수 있는 침전조에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초음파 발생기를 이용하여 슬러지의 오버 플로우를 효과적으로 방지할 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조 및 그 동작방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 초음파 발생기를 원수의 표면에 위치시켜 부유하는 슬러지를 재침강하게 함으로써 슬러지의 오버 플로우를 방지하며 후단 공정의 성능이 저하되는 것을 막을 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 초음파 발생기가 원수의 표면에 위치되어 운전 중 초음파 발생기에 문제가 발생되더라도 즉각적인 유지 관리가 가능하여 효율적인 운용이 가능한 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 초음파 발생기가 원수의 표면에서 이동 가능하도록 구성함으로써 초음파 발생기의 진동이 미치는 범위를 확대시킬 수 있으며 슬러지의 오버 플로우 방지 효과를 더욱 증대시킬 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 침전조 탱크의 내주면 상부에 경사부를 형성하여 내주면을 따라 부유하는 슬러지를 침전시킴으로써 슬러지의 오버 플로우를 대폭 방지하며 안정적인 사용을 확보할 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 침전조 탱크의 내부 공간을 복수의 섹터로 분할함으로써 침전조 탱크의 상단에 침착되는 슬러지의 양을 감소시키며 효율적인 사용이 가능한 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
원수(原水)로부터 슬러지(sludge)를 분리시켜 상등액을 추출하는 침전조에 있어서, 상술한 관제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 침전조는, 내부 공간에 상기 원수를 수용하고 상면의 테두리에 형성된 배출홈으로 상기 상등액이 추출되며 하면은 중심이 하향 경사진 형상으로 이루어져 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 1 슬러지가 침전되는 침전조 탱크, 상기 침전조 탱크의 내부와 연결되고 상기 침전조 탱크의 하측의 중심 방향으로 상기 원수를 공급하는 유입관, 상기 침전조 탱크의 하면에 연결되어 상기 제 1 슬러지의 적어도 일부를 배출시키는 배출관 및 상기 침전조 탱크에 수용된 원수의 표면에 위치하도록 설치되는 초음파 발생기를 포함하되, 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 2 슬러지가 상기 원수의 표면으로 부유하는 경우, 상기 초음파 발생기에 의해 발생된 진동을 이용하여 상기 제 2 슬러지가 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전되도록 유도할 수 있다.
또한, 상기 초음파 발생기는 상기 원수의 표면에 소정의 간격으로 이격되어 복수로 설치될 수 있다.
또한, 상기 침전조 탱크의 내주면의 상부에 돌출 형성되고, 하향 경사진 형상으로 이루어진 경사부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 상기 침전조 탱크의 내주면을 따라 상부로 부유하는 제 3 슬러지는, 상기 경사부에 의하여 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전하도록 유도될 수 있다.
또한, 상기 원수에 포함된 상기 슬러지의 함량에 대응하여 상기 경사부의 돌출되는 길이를 설계 가능하다.
또한, 동력을 발생시키는 모터, 상기 침전조 탱크의 내부의 하측 중심 방향으로 연장 형성되고 상기 모터의 동력을 전달받아 축방향으로 회전하는 회전축, 상기 회전축의 하단에 연결되고, 상기 회전축의 외측으로 연장 형성되어 상기 침전조 탱크의 경사진 하면에 인접하게 위치되며 상기 회전축의 회전에 의하여 상기 회전축을 중심으로 회전하는 스크레퍼 암 및 상기 스크레퍼 암의 하측과 결합되어 상기 침전조 탱크의 하면과 접하도록 형성되고 상기 스크레퍼 암의 회전에 따라 상기 제 1 슬러지의 적어도 일부가 상기 배출관으로 배출되도록 유도하는 스크레퍼를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 침전조 탱크의 내부 공간을 복수의 섹터로 분할하는 분할벽체를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분할벽체에 의하여 상기 상등액이 상기 침전조 탱크 상면의 테두리에 형성된 상기 배출홈으로 균등하게 추출될 수 있다.
또한, 상기 복수의 섹터 각각에 적어도 하나의 상기 초음파 발생기가 설치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 슬러지가 상기 원수의 표면으로 부유되는 위치에 대응하여 상기 초음파 발생기의 위치가 조정될 수 있다.
또한, 상기 초음파 발생기와 결합되는 부유재를 더 포함하되, 상기 초음파 발생기는 상기 부유재의 부력에 의하여 상기 원수의 표면에 위치될 수 있다.
또한, 상기 초음파 발생기는, 태양 전지 및 충전 배터리 중 적어도 하나를 이용하여 구동될 수 있다.
한편, 상술한 관제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 침전조의 동작 방법은, 원수(原水)로부터 슬러지(sludge)를 분리시켜 상등액을 추출하는 침전조가 동작하는 방법에 있어서, 상기 침전조는, 내부 공간에 상기 원수를 수용하고 상면의 테두리에 형성된 배출홈으로 상기 상등액이 추출되며 하면은 중심이 하향 경사진 형상으로 이루어져 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 1 슬러지가 침전되는 침전조 탱크, 상기 침전조 탱크의 내부와 연결되고 상기 침전조 탱크의 하측의 중심 방향으로 상기 원수를 공급하는 유입관, 상기 침전조 탱크의 하면에 연결되어 상기 제 1 슬러지의 적어도 일부를 배출시키는 배출관 및 상기 침전조 탱크에 수용된 원수의 표면에 위치하도록 설치되는 초음파 발생기를 포함하고, 상기 침전조의 동작방법은, 상기 유입관으로부터 상기 침전조 탱크의 하측의 중심 방향으로 상기 원수를 공급하는 단계, 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 2 슬러지가 상기 원수의 표면으로 부유하는 단계 및 상기 초음파 발생기에 의해 발생된 진동을 이용하여 상기 제 2 슬러지가 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전되도록 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 침전조는, 상기 침전조 탱크의 내주면의 상부에 돌출 형성되고, 하향 경사진 형상으로 이루어진 경사부를 더 포함하고, 상기 침전조의 동작방법은, 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 3 슬러지가 상기 침전조 탱크의 내주면을 따라 상부로 부유하는 단계 및 제 3 슬러지가 상기 경사부에 의하여 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전하도록 유도되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 초음파 발생기를 이용하여 슬러지의 오버 플로우를 효과적으로 방지할 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조 및 그 동작방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 초음파 발생기를 원수의 표면에 위치시켜 부유하는 슬러지를 재침강하게 함으로써 슬러지의 오버 플로우를 방지하며 후단 공정의 성능이 저하되는 것을 막을 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 초음파 발생기가 원수의 표면에 위치되어 운전 중 초음파 발생기에 문제가 발생되더라도 즉각적인 유지 관리가 가능하여 효율적인 운용이 가능한 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 초음파 발생기가 원수의 표면에서 이동 가능하도록 구성함으로써 초음파 발생기의 진동이 미치는 범위를 확대시킬 수 있으며 슬러지의 오버 플로우 방지 효과를 더욱 증대시킬 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 침전조 탱크의 내주면 상부에 경사부를 형성하여 내주면을 따라 부유하는 슬러지를 침전시킴으로써 슬러지의 오버 플로우를 대폭 방지하며 안정적인 사용을 확보할 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 침전조 탱크의 내부 공간을 복수의 섹터로 분할함으로써 침전조 탱크의 상단에 침착되는 슬러지의 양을 감소시키며 효율적인 사용이 가능한 초음파 발생기를 이용한 침전조를 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 침전조 구조의 일례와 관련된 단면도이다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 침전조 구조의 일례와 관련된 평면도이다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조의 일례와 관련된 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 따른 원수와 슬러지의 흐름을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 적용될 수 있는 경사부의 일례를 나타낸다.
도 6은 경사부가 적용된 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 따른 원수와 슬러지의 흐름을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 적용될 수 있는 분할벽체의 일례와 관련된 평면도이다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 침전조 구조의 일례와 관련된 단면도이다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 침전조 구조의 일례와 관련된 평면도이다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조의 일례와 관련된 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 따른 원수와 슬러지의 흐름을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 적용될 수 있는 경사부의 일례를 나타낸다.
도 6은 경사부가 적용된 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 따른 원수와 슬러지의 흐름을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 적용될 수 있는 분할벽체의 일례와 관련된 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
종래의 오·폐수의 정화를 위한 침전조는 고액분리 과정에서 슬러지(sludge)가 부유하여 상등액에 슬러지가 일부 섞일 수 있었으며, 탱크 상단에 슬러지가 끼는 문제점을 안고 있었다. 이러한 종래의 침전조에 의하면 후단 공정의 성능이 저하될 수 있었으며 침전조의 기능의 효율이 떨어진다는 문제점이 발생할 수 있었다.
본 발명은 슬러지의 오버 플로우를 효과적으로 방지하여 안정적으로 사용이 가능한 초음파 발생기를 이용한 침전조 및 그 동작방법을 제안하고자 한다.
<초음파 발생기를 이용한 침전조의 구성>
이하에서는, 본 발명이 제안하고자 하는 초음파 발생기를 이용한 침전조의 구성을 도 1 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 침전조 구조의 일례와 관련된 단면도이고, 도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 침전조 구조의 일례와 관련된 평면도이며, 도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조의 일례와 관련된 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 적용될 수 있는 초음파 발생기를 이용한 침전조(1)는 침전조 탱크(10), 유입관(20), 배출관(24), 스크레퍼(31) 등으로 구성될 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 초음파 발생기를 이용한 침전조가 구현될 수도 있다.
침전조 탱크(10)는 내부에 빈 공간이 형성되어 있는 원통형으로 이루어질 수 있다. 침전조 탱크(10)의 내부 공간에는 유입관(20)을 통하여 유입된 원수(原水)가 수용될 수 있다. 침전조 탱크(10)의 상면의 테두리를 따라 배출홈(12)이 형성되어 있으며, 침전조 탱크(10) 상면의 개방된 부분으로 상등액이 상기 배출홈(12)에 추출된다. 배출홈(12)에 들어온 상등액은 스컴 제거 박스(40) 등에 의하여 스컴이 제거될 수 있으며, 기타 후처리 과정이 수행되게 된다.
침전조 탱크(10)의 하면은 중심이 아래로 내려가는 경사진 형상으로 이루어질 수 있으며, 원수로부터 분리된 슬러지가 침전되어 쌓인다. 침전조 탱크(10)의 하면의 중심 부분에는 배출관(24)이 연결되어 있어 침전조 탱크(10) 하면에 침전된 슬러지가 원활하게 외부로 배출될 수 있다.
유입관(20)은 입자상태가 큰 이물질을 걸러지고 미생물에 의한 분해과정이 이루어진 원수가 침전조 탱크(10)로 유입되는 통로이다. 원수가 배출되는 유입관(20)의 일단은 침전조 탱크(10)의 하측의 중심 방향을 향하도록 형성되어 있으므로, 유입관(20)으로부터 배출된 원수는 침전조 탱크(10)의 하측의 중심 방향으로 향하게 된다.
유입관(20)에는 센터웰(22)이 연결되어 있으며, 센터웰(22)의 하부는 개방된 형상을 하고 있다. 유입관(20)으로부터 배출되는 원수는 센터웰(22)의 개방된 하부를 통하여 침전조 탱크(10)의 내부 공간으로 수용되게 된다.
모터(34)는 침전조 탱크(10) 상부에 위치한 점검대(3)에 설치되어 동력을 발생시키며, 상기 모터(34)의 동력에 의하여 모터(34)와 연결된 회전축(32)이 회전된다. 회전축(32)은 길이방향으로 긴 형상으로 이루어지고, 회전축(32)의 일단은 모터(34)와 연결되어 모터(34)의 동력을 전달받을 수 있으며, 회전축(32)의 타단은 침전조 탱크(10)의 내부의 하측 중심 방향으로 연장 형성된다.
회전축(32)의 하부에는 스크레퍼 암(30)이 연결되어 있으며, 충분한 지지력을 확보하기 위하여 지지봉(36)이 더 연결될 수 있다. 스크레퍼 암(30)은 회전축(32)으로부터 외측으로 연장된 막대 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 스크레퍼 암(30)은 침전조 탱크(10)의 하면과 인접하게 위치되고, 침전조 탱크(10)의 경사진 하면과 평행하게 위치될 수 있다. 회전축(32)이 모터(34)의 동력에 의하여 축방향으로 회전함에 따라 스크레퍼 암(30)도 회전축(32)을 중심으로 침전조 탱크(10)의 하면 위를 회전하게 된다.
스크레퍼 암(30)의 하측에는 침전조 탱크(10)의 하면과 접하도록 형성된 스크레퍼(31)가 결합되어 있으며, 스크레퍼(31)는 다양한 형상으로 복수로 결합되어 있을 수 있다. 스크레퍼 암(30)이 회전축(32)을 중심으로 침전조 탱크(10)의 하면 위를 회전함에 따라 스크레퍼(31)는 침전조 탱크(10)의 하면에 침전된 슬러지를 침전조 탱크(10)의 중심 부분에 연결되어 있는 배출관(24)으로 이동시킨다. 이에 따라 침전조 탱크(10) 하면에 침전된 슬러지는 배출관(24)을 통하여 외부로 원활하게 배출될 수 있다.
초음파 발생기(5)는 침전조 탱크(10)에 수용된 원수의 표면에 위치하도록 설치되며, 진동을 발생시켜 원수 표면으로 부유하는 슬러지를 재침강시킬 수 있다. 본 발명에서 초음파 발생기(5)는 원수의 표면에 위치하기 때문에 수중에 설치되는 경우와 대비하였을 때 초음파 발생기(5)에 문제가 발생되는 경우 유지 및 관리가 편리하며 슬러지의 부상을 더 효과적으로 방지할 수 있다.
초음파 발생기(5)는 원수의 표면에 복수로 설치될 수 있으며, 효율적으로 슬러지의 오버 플로우를 막기 위하여 소정의 간격으로 이격되도록 배치시킬 수 있다. 나아가, 초음파 발생기(5)는 자체 동력을 이용하여 움직일 수 있도록 형성될 수 있으며, 원수 표면으로 부유하는 슬러지가 많은 부분으로 이동되도록 제어하여 오버 플로우를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
초음파 발생기(5)는 침전조 탱크(10)에 연결된 전원공급부로부터 전원을 공급받아 구동된다. 또한, 초음파 발생기(5)는 충전 배터리를 이용하여 구동될 수 있으며, 태양열 전지를 사용하여 외부 전원의 공급 없이도 구동이 가능하다. 또한, 초음파 발생기(5)에는 부유재가 결합되어 있으며, 상기 부유재의 부력에 의하여 뒤집히지 않은 채로 원수의 표면에 떠있게 될 수 있다.
<초음파 발생기를 이용한 침전조의 동작방법>
이하에서는, 침전조 탱크 내부에 유입된 원수의 흐름에 따라 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조가 동작되는 방법에 대하여 도 4a 및 도 4b를 참조하여 살펴본다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 따른 원수와 슬러지의 흐름을 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 유입관(20)은 침전조 탱크(10)의 하측의 중심 방향을 향하고 있으므로, 유입관(20)으로부터 배출되는 원수는 센터웰(22)의 개방된 하부를 통하여 침전조 탱크(10)의 하측의 중심 방향을 향하여 흐르게 된다. 원수가 계속적으로 침전조 탱크(10)의 내부로 유입됨에 따라 침전조 탱크(10)의 하측의 중심 방향을 향하여 흐르던 원수는 침전조 탱크(10)의 측면으로 이동한다. 이 과정에서 원수 안에 포함된 슬러지 중 일부(S)는 응집되어 침전조 탱크(10) 바닥에 쌓이게 된다.
도 4b를 참조하면, 원수 안에 포함된 슬러지 중 일부는 질소나 기포 등과 결합되어 침전조 탱크(10) 상측의 원수 표면으로 부유하게 된다. 특히 탈질효과에 의하여 슬러지가 질소 가스를 함유하게 되면서 직경이 약 10 ~ 40 ㎝ 크기로 부유할 수 있다. 이렇게 원수 표면으로 부유하는 슬러지는 상등액과 섞이게 되어 문제를 유발시킬 수 있다.
이러한 슬러지의 오버 플로우를 방지하기 위하여, 원수의 표면에 위치한 초음파 발생기(5)는 진동을 발생시킬 수 있다. 초음파 발생기(5)에 의하여 발생된 진동에 의하여 슬러지에 결합된 질소나 기포는 분리되어 대기 중으로 날아가게 되며, 이는 부유하는 슬러지를 침전조 탱크(10) 바닥으로 침강시킬 수 있다.
이러한 초음파 발생기(5)에 의한 물리적 침전 효과와 응집제를 이용한 화학적 침전 효과를 병행하게 된다면, 응집제 약품의 사용도 절약될 수 있으며 더욱 효과적으로 오버 플로우를 방지할 수 있다.
<초음파 발생기를 이용한 침전조의
실시례
>
이하에서는, 본 발명에 경사부가 적용되는 실시례를 도 5 및 도 6을 참조하여 살펴본다. 도 5는 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 적용될 수 있는 경사부의 일례를 나타내고, 도 6은 경사부가 적용된 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 따른 원수와 슬러지의 흐름을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 침전조 탱크(10)의 내주면의 상부에는 아래 방향으로 경사진 형상으로 돌출되어 형성된 경사부(14)가 형성될 수 있다. 상기 경사부(14)가 경사진 각도와 돌출된 길이는 원수에 포함된 상기 슬러지의 함량 등 다양한 제반 조건에 따라 조절될 수 있으며, 이를 통하여 슬러지의 침전량을 증가시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 침전조 탱크(10) 내부에 수용된 원수의 흐름과 순환에 따라 슬러지의 일부가 침전조 탱크(10)의 내주면을 따라 상부로 부유하게 된다. 이렇게 상부로 부유하는 슬러지는 상등액과 섞이게 될 경우 문제를 유발시킬 수 있다.
침전조 탱크(10)의 내주면을 따라 상부로 부유하는 슬러지는 경사부(14)의 아래 방향으로 경사진 형상으로 인하여 다시 하부로 내려가는 흐름이 형성될 수 있다. 이러한 흐름이 일련의 순환을 이루면서 슬러지는 서로 응집하여 침전조 탱크(10)의 하면에 침전될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 분할벽체가 적용되는 실시례를 도 7을 참조하여 살펴본다. 도 7은 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 적용될 수 있는 분할벽체의 일례와 관련된 평면도이다.
도 7에 도시한 것과 같이, 분할벽체(50)는 침전조 탱크(1)의 내부 공간을 4개의 섹터로 분할할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 분할벽체(50)에 의하여 분할되는 공간은 임의의 복수 개가 가능하다. 분할벽체(50)는 바람직하게는 침전조 탱크(1)의 내부 공간을 균등하게 분할한다. 분할벽체(50)에 의하여 분할된 복수의 섹터 각각에는 초음파 발생기(5)가 적어도 하나 설치되어 부유하는 슬러지를 침강시킬 수 있다.
상기 분할벽체(50)는 침전조 탱크(1)에 수용될 수 있는 크기의 판 형상으로 이루어지며, 침전조 탱크(1)의 하측에 있는 스크레퍼 암(30)이나 스크레퍼(31)의 작동을 위하여 침전조 탱크(1)의 하면으로부터 이격되도록 설치된다.
상술한 바와 같이, 상등액은 침전조 탱크(10)의 상면의 배출홈(12)으로 배출되는데, 분할벽체(50)에 의하여 침전조 탱크(10)의 상면을 복수의 섹터로 분할하게 되면 상등액이 침전조 탱크(10) 상면 전체로 균일하게 배출될 수 있다. 따라서, 침전조 탱크(10)의 상단에 침착되는 슬러지의 양을 감소시켜 유지, 보수에 효과적일 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 이용되는 초음파 발생기(5)가 움직이는 실시례를 살펴본다.
상술한 바와 같이, 초음파 발생기(5)는 침전조 탱크(10)에 수용된 원수의 표면에 위치하며, 바람직하게는 복수로 설치될 수 있다. 초음파 발생기(5)는 외부로부터 전원을 공급받거나 내장전원으로부터 전원을 공급받아 구동될 수 있으며, 상기 초음파 발생기(5)에 공급되는 전원은 초음파 발생기(5)의 이동에 이용될 수 있다.
구체적으로, 원수의 표면에 부유상태에 있는 초음파 발생기(5)는 소형 모터를 구비하고 있어 원수의 표면에서 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 초음파 발생기(5)는 미리 저장된 특정한 패턴을 따라 이동하도록 설정될 수 있으며, 이를 통하여 초음파 발생기(5)의 진동이 미치는 영향범위를 넓힐 수 있다. 여기서 초음파 발생기(5)가 이동하는 패턴은 침전조 탱크(10) 안에서 랜덤(random)한 방향 및 이동속도를 가질 수 있으며, 슬러지 부유가 많은 방향으로 패턴이 조절되는 것도 가능하다. 또한, 상기 초음파 발생기(5)의 이동은 외부의 작동에 의하여 제어되는 것도 가능하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 초음파 발생기를 이용한 침전조에 의하면, 오버 플로우되는 슬러지를 효과적으로 방지할 수 있어 침전조의 동작에 따른 효율성과 안정성을 크게 제고시킬 수 있다.
한편, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1: 초음파 발생기를 이용한 침전조
3: 점검대
5: 초음파 발생기
10: 침전조 탱크
12: 배출홈
14: 경사부
20: 유입관
22: 센터웰
24: 배출관
30: 스크레퍼 암
31: 스크레퍼
32: 회전축
34: 모터
36: 지지봉
40: 스컴 제거 박스
50: 분할벽체
S: 슬러지(sludge)
3: 점검대
5: 초음파 발생기
10: 침전조 탱크
12: 배출홈
14: 경사부
20: 유입관
22: 센터웰
24: 배출관
30: 스크레퍼 암
31: 스크레퍼
32: 회전축
34: 모터
36: 지지봉
40: 스컴 제거 박스
50: 분할벽체
S: 슬러지(sludge)
Claims (14)
- 원수(原水)로부터 슬러지(sludge)를 분리시켜 상등액을 추출하는 침전조에 있어서,
내부 공간에 상기 원수를 수용하고, 상면의 테두리에 형성된 배출홈으로 상기 상등액이 추출되며, 하면은 중심이 하향 경사진 형상으로 이루어져 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 1 슬러지가 침전되는 침전조 탱크;
상기 침전조 탱크의 내부와 연결되고, 상기 침전조 탱크의 하측의 중심 방향으로 상기 원수를 공급하는 유입관;
상기 침전조 탱크의 하면에 연결되어 상기 제 1 슬러지의 적어도 일부를 배출시키는 배출관;
상기 침전조 탱크에 수용된 원수의 표면에 위치되고, 상기 원수의 표면에서 이동 가능하도록 구성되며, 상호 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 초음파 발생기;
상기 배출홈의 하측에 돌출된 형상으로 설치되고, 하단으로 갈수록 상기 침전조 탱크의 내주면으로부터 점차적으로 멀어지도록 경사진 경사부; 및
상기 침전조 탱크의 내부에 설치되어 상기 침전조 탱크의 내부 공간을 복수의 섹터로 분할하는 분할벽체;를 포함하되,
상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 2 슬러지가 상기 원수의 표면으로 부유하는 경우, 상기 초음파 발생기에 의해 발생된 진동을 이용하여 상기 제 2 슬러지가 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전되도록 유도하고,
상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 상기 침전조 탱크의 내주면을 따라 상부로 부유하는 제 3 슬러지는, 상기 경사부에 의하여 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전하도록 유도되며,
상기 원수에 포함된 상기 슬러지의 함량에 대응하여 상기 경사부의 돌출되는 길이가 설계되고,
상기 분할벽체에 의하여 상기 상등액이 상기 침전조 탱크 상면의 테두리에 형성된 상기 배출홈으로 균등하게 추출되고, 상기 복수의 섹터 각각에 적어도 하나의 상기 초음파 발생기가 설치되는 것을 특징으로 하는 침전조. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
동력을 발생시키는 모터;
상기 침전조 탱크의 내부의 하측 중심 방향으로 연장 형성되고, 상기 모터의 동력을 전달받아 축방향으로 회전하는 회전축;
상기 회전축의 하단에 연결되고, 상기 회전축의 외측으로 연장 형성되어 상기 침전조 탱크의 경사진 하면에 인접하게 위치되며, 상기 회전축의 회전에 의하여 상기 회전축을 중심으로 회전하는 스크레퍼 암; 및
상기 스크레퍼 암의 하측과 결합되어 상기 침전조 탱크의 하면과 접하도록 형성되고, 상기 스크레퍼 암의 회전에 따라 상기 제 1 슬러지의 적어도 일부가 상기 배출관으로 배출되도록 유도하는 스크레퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침전조. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 2 슬러지가 상기 원수의 표면으로 부유되는 위치에 대응하여 상기 초음파 발생기의 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는 침전조. - 제 1항에 있어서,
상기 초음파 발생기와 결합되는 부유재;를 더 포함하되,
상기 초음파 발생기는 상기 부유재의 부력에 의하여 상기 원수의 표면에 위치되는 것을 특징으로 하는 침전조. - 제 1항에 있어서,
상기 초음파 발생기는,
태양 전지 및 충전 배터리 중 적어도 하나를 이용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 침전조. - 원수(原水)로부터 슬러지(sludge)를 분리시켜 상등액을 추출하는 침전조가 동작하는 방법에 있어서,
상기 침전조는,
내부 공간에 상기 원수를 수용하고, 상면의 테두리에 형성된 배출홈으로 상기 상등액이 추출되며, 하면은 중심이 하향 경사진 형상으로 이루어져 상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 1 슬러지가 침전되는 침전조 탱크; 상기 침전조 탱크의 내부와 연결되고, 상기 침전조 탱크의 하측의 중심 방향으로 상기 원수를 공급하는 유입관; 상기 침전조 탱크의 하면에 연결되어 상기 제 1 슬러지의 적어도 일부를 배출시키는 배출관; 상기 침전조 탱크에 수용된 원수의 표면에 위치되고, 상기 원수의 표면에서 이동 가능하도록 구성되며, 상호 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 초음파 발생기; 상기 배출홈의 하측에 돌출된 형상으로 설치되고, 하단으로 갈수록 상기 침전조 탱크의 내주면으로부터 점차적으로 멀어지도록 경사진 경사부; 및 상기 침전조 탱크의 내부에 설치되어 상기 침전조 탱크의 내부 공간을 복수의 섹터로 분할하는 분할벽체;를 포함하고,
상기 침전조의 동작방법은,
상기 유입관으로부터 상기 침전조 탱크의 하측의 중심 방향으로 상기 원수를 공급하는 단계;
상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 2 슬러지가 상기 원수의 표면으로 부유하는 단계;
상기 초음파 발생기에 의해 발생된 진동을 이용하여 상기 제 2 슬러지가 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전되도록 유도하는 단계;
상기 분리된 슬러지 중 적어도 일부인 제 3 슬러지가 상기 침전조 탱크의 내주면을 따라 상부로 부유하는 단계; 및
상기 제 3 슬러지가 상기 경사부에 의하여 상기 침전조 탱크의 하면으로 침전하도록 유도되는 단계;를 포함하되,
상기 원수에 포함된 상기 슬러지의 함량에 대응하여 상기 경사부의 돌출되는 길이가 설계되고,
상기 분할벽체에 의하여 상기 상등액이 상기 침전조 탱크 상면의 테두리에 형성된 상기 배출홈으로 균등하게 추출되고, 상기 복수의 섹터 각각에 적어도 하나의 상기 초음파 발생기가 설치되는 것을 특징으로 하는 침전조의 동작방법. - 삭제
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| KR20150115989A (ko) | 2015-10-15 |
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