KR101606845B1 - 탁수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보다 상세하게는 흙탕물과 같은 탁수에 약품을 넣고 교반하여 응집시킴으로써 슬러지를 배출하는 동시에 물을 정화하기 위한 탁수 처리장치에 관한 것이다. 그 구성은; 처리하고자 하는 탁수를 공급하는 원수공급부; 응집제를 공급하는 응집제공급부; 상기 원수공급부 및 응집제공급부로부터 원수와 응집제를 각각 공급받으며 이를 교반하여 응집반응이 일어나도록 하는 응집부; 상기 응집부에서 응집반응을 겪은 원수를 공급받아 침전시킴으로써 슬러지를 반출하는 침전부;를 포함하는 탁수처리장치에 있어서; 상기 응집부는 저장공간을 제공하는 육면체 형태로 된 응집조; 상기 응집조 상판에 고정 설치되는 교반모터; 상기 교반모터에 의해 회전되는 것으로서 상기 응집조에 거꾸로 매달린 상태로 설치되는 교반날개; 상기 응집조 내부에 설치되는 것으로서, 원수가 역동성을 갖고 유동하면서 교반되도록 유도하기 위한 교반강화부;를 포함하며; 상기 교반강화부는 상기 교반날개에 의해 회전하는 원수가 부딪혀 상방향 및 하방향으로 흩어지도록 하기 위하여 상기 응집조의 각 모퉁이에 세로방향으로 설치되는 것으로서 기역(ㄱ)자 형태로 절곡된 절곡판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탁수 처리장치{Processing Equipment For Muddy Water}

본 발명은 탁수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흙탕물과 같은 탁수에 약품을 넣고 교반하여 응집시킴으로써 슬러지를 배출하는 동시에 물을 정화하기 위한 탁수 처리장치에 관한 것이다.

오폐수 또는 흙탕물(탁수)등을 정화하는 방법으로는 응집제를 이용한 응집 및 침전작용을 일으키는 방식을 사용하고 있다. 이를 위하여 수처리시스템에는 응집반응을 위한 응집조가 구비되고 있다. 응집공정은 응집제(또는 응결제)를 이용하여 수중에 부유하고 있는 미세한 크기의 현탁 콜로이드 입자를 침전 및 여과가 가능한 입자(floc)로 형성시키는 과정이다. 수중에 투입된 응집제는 응집조에 투입 한 후 최대한 긴 시간 동안 혼화 또는 교반되어야 균등하게 원수와 혼화될 수 있다. 그러나 응집제 특성상 수중에서 가수분해되어 현탁 콜로이드 입자와 중합반응을 일으키는 속도가 빠르기 때문에 무작정 교반시간을 길게 설정할 수만은 없다(급속혼화의 경우).

종래의 교반장치는 하나의 직선 배관 내부에 스크류를 설치하고 직선이송시키는 과정에서 회전력을 부여하여 교반시키는 장치가 있었으나 교반효율이 높지 못하였다.

이러한 문제를 의식하고 신속한 교반이 이루어질 수 있도록 하는 교반장치가 제공된 바 있다. 대한민국 등록 특허 제10-0856702호가 그 예 중 하나이다. 그러나 이에 의하면 원수를 배관을 통해 교반날개에 직접 공급하면서 교반하므로 교반효율을 높일 수는 있겠으나 작업속도에 제한이 따르게 된다.

대한민국 등록 특허 제10-0856702호

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 오폐수 또는 탁수에 응집제를 공급하여 응집 및 침전시켜 슬러지를 배출시키고 탁수 등을 정화시키기 위한 탁수 처리장치를 제공하는 것에 있다. 좀 더 구체적으로는 응집제와 원수를 신속하게 교반시켜 응집효율을 높이고 응집공정이 신속하게 일어날 수 있도록 하는 탁수 처리장치를 제공하는 것에 있다.

위와 같은 목적은, 처리하고자 하는 탁수를 공급하는 원수공급부; 응집제를 공급하는 응집제공급부; 상기 원수공급부 및 응집제공급부로부터 원수와 응집제를 각각 공급받으며 이를 교반하여 응집반응이 일어나도록 하는 응집부; 상기 응집부에서 응집반응을 겪은 원수를 공급받아 침전시킴으로써 슬러지를 반출하는 침전부;를 포함하는 탁수처리장치에 있어서;

상기 응집부는 저장공간을 제공하는 육면체 형태로 된 응집조; 상기 응집조 상판에 고정 설치되는 교반모터; 상기 교반모터에 의해 회전되는 것으로서 상기 응집조에 거꾸로 매달린 상태로 설치되는 교반날개; 상기 응집조 내부에 설치되는 것으로서, 원수가 역동성을 갖고 유동하면서 교반되도록 유도하기 위한 교반강화부;를 포함하며;

상기 교반강화부는 상기 교반날개에 의해 회전하는 원수가 부딪혀 상방향 및 하방향으로 흩어지도록 하기 위하여 상기 응집조의 각 모퉁이에 세로방향으로 설치되는 절곡판을 포함하는 것을 특징으로 하는 탁수 처리장치에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 응집조의 측판 내면에 설치되는 것으로서, 상기 교반날개에 의해 회전하는 원수가 부딪혀 상방향 또는 하방향으로 유체의 흐름이 변화되도록 하는 경사판을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 원수는 상기 절곡판과 응집조 사이의 공간 중 어느 한 곳 이상으로 주입되도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 침전조는 바닥판이 깔때기 형태와 같이 경사져 있으며, 상기 바닥판에는 진동을 가하여 슬러지가 적체되는 것을 방지하기 위하여 진동모터가 고정 부착될 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 응집조 내에 투입된 원수와 응집제는 교반날개에 의해 소용돌이처럼 회전되는 것을 넘어서 절곡판에 부딛히면서 수평방향으로 저항을 받아 상하방향으로 역동적 움직임을 갖게 되며 측벽에 설치된 경사판의 영향으로 역동성은 더욱 증가하게 된다. 따라서 응집제와 원수의 교반이 신속하고 효율적으로 이루어지게 된다. 본 발명의 다른 특징에 의하면 침전조의 바닥판이 진동함에 따라 슬러지가 바닥판에 적체되지 않고 배출되도록 하는 탁수 처리장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 탁수 처리장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 탁수 처리장치의 응집조의 평면 구성도이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 취한 탁수 처리장치의 응집조의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 탁수 처리장치의 응집조의 개략적 절개 사시도이다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 우선 도 1을 참조하여 탁수처리장치의 전체 구성을 설명하고 나머지 도면을 인용하면서 세부 구성을 설명한다.

본 발명은 오폐수 내지 탁수를 처리하여 정화하기 위한 장치이며 특히 탁수(흙탕물)을 처리하기 위한 주목적을 갖고 제안된 것이다. 따라서 이하에서는 탁수 처리장치라 칭하기로 한다. 다만 본 발명의 권리범위가 처리하고자 하는 대상물의 구체적 성분에 의해 제한되어서는 아니된다.

원수공급부(10)는 처리하고자 하는 탁수를 후술되는 응집부(20)에 공급한다. 원수공급부(10)는 원수저장조(11)와 원수저장조(11) 내부에 설치되는 수중펌프(12)를 포함한다. 원수는 유량조절밸브에 의해 공급량이 조절될 수 있다.

응집제공급부(30)는 응집제를 응집부(20)에 공급한다. 응집제공급부(30)는 응집제를 수용액 상태로 만든 다음 이를 응집제공급펌프(33)를 이용하여 응집조(21)에 공급한다. 응집제로는 폴리머와 황산알루미늄의 혼합물이 될 수 있으며 상수도원(34)으로부터 물을 공급받아 용해조(31)에서 물에 용해된다.

응집제를 담고 있는 용해조(31))에는 액체 상태의 응집제를 응집조(21)에 일정 속도로 공급하기 위한 응집제 공급펌프(33)를 포함할 수 있다. 응집제의 공급량은 응집조(21)의 처리용량 등을 참조하여 설정된다.

응집부(20)는 원수공급부(10) 및 응집제공급부(30)로부터 각각 공급받은 원수와 응집제를 교반하여 응집반응이 일어나도록 한다. 응집부(20)는 원수에 포함되어 있는 미세 크기의 현탁 콜로이드 입자를 응집시켜 침전이 가능한 입자(즉 플럭(floc))을 형성하도록 하는 것이다.

침전부(40)는 응집부(20)에서 응집반응을 겪은 원수를 공급받아 침전시킴으로써 슬러지를 반출하고 원수는 별도로 배출한다. 이로써 원수는 정화된 상태로 배수되거나 농업용수 등으로 재사용되는 것이다.

본 발명의 주된 특징은 응집부(20) 및 침전부(40)의 구성에 있다. 우선 도 2 내지 4를 참조하여 응집부(20)를 설명한다.

교반공간을 제공하는 응집조(21)는 육면체 형태로 된 챔버이다. 응집조(21)에는 루프가 일체형으로 또는 개방 가능한 형태로 마련될 수 있다. 교반모터(22)가 응집조(21)의 루프에 고정 설치된다. 응집조(21)에 거꾸로 매달린 상태로 설치되는 교반날개(23)는 교반축(24)을 통해 교반모터(22)에 의해 회전될 수 있다. 교반축(24)에는 자신의 길이방향을 따라 2개 이상의 교반날개(23)가 설치될 수 있다.

본 발명의 특징에 의하면, 응집조(21) 내부에는 원수가 역동성을 갖고 유동하면서 교반되도록 유도하기 위한 교반강화부가 설치된다.

본 실시예에 의하면, 교반강화부는 교반날개(23)에 의해 회전하는 원수가 부딪혀 상방향 및 하방향으로 흩어지도록 하기 위하여 응집조(21)의 각 모퉁이에 세로방향으로 설치되는 것으로서 기역(ㄱ)자 형태로 절곡된 절곡판(26)을 포함한다. 절곡판(26)은 도시된 바에 의하면 한 번의 절곡에 의해 기역(ㄱ)자 형태의 단면을 가지고 있으나 2번 또는 그 이상의 횟수로 절곡하여 다각형태로 마련될 수 있다. 경우에 따라서는 관체를 길이방향을 따라 4등분함으로써 90°의 원호각을 갖는 반원통체로 할 수도 있다.

이 절곡판(26)은 평면상 사각형태로 된 응집조(21)의 모퉁이 부분을 없애는 작용을 한다. 모퉁이 부분에는 유체가 원활하게 회전되지 않는데 이러한 문제를 없애는 작용을 하기 위한 것이다.

한편 절곡판(26)은 응집조(21)의 높이 전체 길이에 걸쳐 마련될 수도 있지만 도 3에 도시된 것처럼 응집조(21)의 상단과 하단에는 절곡판(26)이 미치지 못하는 길이(H)로 설치될 수 있다. 즉 절곡판(26)의 상단과 하단을 통해 응집조(21) 내의 유체가 유입 또는 유출될 수 있도록 설치되는 것이다. 절곡판(26)의 한 변의 폭(L)은 응집조(21)의 한 변의 폭에 대하여 1/20 ~ 1/4이 되도록 설계될 수 있다. 물론 이러한 구체적 규격은 예시에 불과하므로 본 발명의 권리범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다.

본 발명의 실시예에 의하면 교반날개(23)에 의해 수직축을 중심으로 회전하는 원수를 상하방향으로 유도함으로써 보다 역동적인 움직임을 갖도록 하기 위한 경사판(25)이 더 설치될 수 있다. 경사판(25)은 응집조(21)의 측판 내면에 설치되는 것으로서, 교반날개(23)에 의해 회전하는 원수가 부딪혀 상방향 또는 하방향으로 유체의 흐름이 변화되도록 한다. 경사판(25)은 지지대(25a)에 의해 응집조(21)의 내벽면에 고정 설치된다. 경사판(25)은 응집조(21)의 네 개 벽면 모두에 설치될 수 있다. 경사판(25)은 고정되어 있는 블레이드와 같은 형태로 각 내벽면에 설치될 수 있으며, 원수를 일률적으로 상방향으로 유도하도록 설치될 수 있다. 그러나 경우에 따라서는 사인파(sine wave)처럼 상하방향으로의 파형을 형성하도록 교변하여 설치될 수도 있다. 즉 한 벽면에는 원수를 하방향으로 유도하도록 경사판이 설치되고 그 이웃하는 벽면에는 상방향으로 원수를 유도하도록 설치될 수도 있다.

경사판(25)의 단부는 유체의 저항을 감소시키기 위하여 사다리꼴의 한변과 같이, 즉 "

"의 형태로 경사지게 형성될 수 있다. 경사판은 응집조의 중간높이에 2개가 설치되고 있지만, 응집조의 높이방향을 따라 3 ~ 5 곳에 간격을 두고 설치될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 원수는 절곡판(26)과 응집조(21) 사이의 좁은 공간으로 주입되도록 할 수 있다. 도시된 바에 의하면 상기 절곡판(26)과 응집조(21) 사이의 사각기둥과 같은 좁은 공간은 네 곳이며 원수는 이 중 어느 한 곳 이상으로 주입될 수 있다. 그리고 응집제 역시 원수가 공급되지 않고 있는 나머지 좁은 공간으로 공급될 수도 있다. 즉 원수와 응집제가 별도의 공간으로 주입되듯 공급된 다음 그 공간으로부터 조금씩 빠져나오면서 응집조(21)의 중간 부위에서 완전하게 교반되도록 하는 것이다.

원수와 응집제의 교반은 응집조(21)의 중간 영역에서 주로 일어나도록 하며 교반이 이루어지지 않은 원수는 절곡판(26)에 의해 만들어지는 좁은 공간에 잠시 대기하도록 하는 것이다. 응집반응이 진행된 원수는 응집조(21)에서 침전조(41)로 이송되는데, 원수의 취출은 응집조(21)의 상부(27)에서 이루어지도록 한다. 원수가 취출되는 것만큼 새로운 원수가 공급되어 응집조(21) 내의 원수의 용량은 항상 일정하게 유지될 수 있다.

이하, 침전부(40)를 도 1을 참조하여 설명한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 침전조(41)는 연속 설치된 복수 개의 챔버로 구성된다. 원수는 이 챔버(42,43,44)를 순차적으로 통과하면서 응집반응으로 형성된 플럭을 침전시킴으로써 슬러지를 배출시킨다. 제1챔버(42)의 일측벽(42a)은 자신의 다른 측벽보다 낮게 되어 있으며, 원수는 이 일측벽(42a)을 타고 넘어 제2챔버(43)로 유입된다. 제2챔버(43)의 일측벽(43a) 중간에는 배출공(45)이 마련되어 있으며, 원수는 이 배출공(45)을 통해 제3챔버(44)로 유입된다. 정화된 원수는 제3챔버(44)로부터 외부로 유출(47)되어 재사용되거나 배수된다.

침전조(41)의 각 챔버(42,43,44)의 바닥판(42b,43b,44a)은 깔때기 형태와 같이 경사져 있으며, 슬러지는 바닥판(42b,43b,44a) 중심에 마련되어 있는 배출구를 통해 하방향으로 배출된다. 슬러지는 슬러지 수집부(50)에 모인 다음 성토재료로의 사용을 위해 수거되거나 또는 폐기된다.

본 발명의 실시예에 의하면 침전조의 각 챔버(42,43,44)의 바닥판(42b,43b,44a) 저면에는 바닥판에 진동을 가하여 슬러지가 적체되는 것을 방지하고 원활하게 배출구를 통해 배출되도록 하기 위하여 진동모터(46)가 고정 부착될 수 있다.

이상에서 설명된 것들은 본 발명의 기술적 사상에 의거한 예시에 불과하다. 당업자는 청구범위를 통해 표현되는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 넘지 않는 선에서 예시된 바를 활용하여 다양한 변형실시를 할 수 있을 것이다. 예를 들어 위에 설명된 모든 실시예들은 당업자에 의해 자유롭게 조합되어 실시될 수 있으며 어떠한 조합이든지 본 발명의 권리범위에 포함된다고 해석되어야 한다.

10 : 원수공급부 11 : 원수저장조
20 : 응집부 21 : 응집조
22 : 교반모터 23 : 교반날개
25 : 경사판 26 : 절곡판
30 : 응집제공급부 31 : 용해조
32 : 응집제저장함 34 : 상수도원
40 : 침전부 41 : 침전조
42,43,44 : 제1,2,3,챔버 46 : 진동모터

Claims (5)

1. 처리하고자 하는 탁수를 공급하는 원수공급부; 응집제를 공급하는 응집제공급부; 상기 원수공급부 및 응집제공급부로부터 원수와 응집제를 각각 공급받으며 이를 교반하여 응집반응이 일어나도록 하는 응집부; 상기 응집부에서 응집반응을 겪은 원수를 공급받아 침전시킴으로써 슬러지를 반출하는 침전부;를 포함하는 탁수처리장치에 있어서;
   상기 응집부는 저장공간을 제공하는 육면체 형태로 된 응집조; 상기 응집조 상판에 고정 설치되는 교반모터; 상기 교반모터에 의해 회전되는 것으로서 상기 응집조에 거꾸로 매달린 상태로 설치되는 교반날개; 상기 응집조 내부에 설치되는 것으로서, 원수가 역동성을 갖고 유동하면서 교반되도록 유도하기 위한 교반강화부; 상기 응집조의 측판 내면에 설치되는 것으로서, 상기 교반날개에 의해 회전하는 원수가 부딪혀 상방향 또는 하방향으로 유체의 흐름이 변화되도록 하는 경사판을 포함하며;
   상기 교반강화부는 상기 교반날개에 의해 회전하는 원수가 부딪혀 상방향 및 하방향으로 흩어지도록 하기 위하여 상기 응집조의 각 모퉁이에 세로방향으로 설치되는 절곡된 절곡판을 포함하고;
   상기 원수는 상기 절곡판과 응집조 사이의 공간 중 어느 한 곳 이상으로 주입되어 대기하도록 하며;
   상기 침전부를 구성하는 침전조는 연속 설치된 제 1, 2, 3챔버로 구성되고, 제1챔버의 일측벽은 자신의 다른 측벽보다 낮게 되어 있어 원수는 이 일측벽을 타고 넘어 제2챔버로 유입되며, 제2챔버의 일측벽 중간에는 배출공이 마련되어 있어 원수는 이 배출공을 통해 제3챔버로 유입되며, 제 1, 2, 3챔버의 바닥판은 깔때기 형태와 같이 경사져 있으며, 상기 바닥판에는 진동을 가하여 슬러지가 적체되는 것을 방지하기 위하여 진동모터가 고정 부착된 것을 특징으로 하는 탁수 처리장치.
   
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