KR101607762B1 - 미세기포 부상식 액상클리닝장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오버플로우 방식을 통해 부상 고형물을 배출시킴에 따라 스크레이퍼 없이도 효과적인 액상클리닝이 이루어질 수 있을 있으며, 오버플로우 방식을 통해 부상 고형물을 배출함에 있어서 다단계로 고형물을 농축시켜 배출시킴에 따라 고형물과 함께 배출 폐기되는 액체를 최소화함으로써 액체처리에 소요되는 비용이 최소화될 수 있도록 한 미세기포 부상식 액상클리닝장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치는, 부상조와, 상기 부상조의 일측에 설치되고 원수탱크로부터 상기 부상조 내로 고형물을 포함한 원수를 투입하는 원수투입유닛과, 상기 부상조의 타측에 설치되고 상기 부상조 내로 미세기포를 공급하여 상기 고형물이 미세기포에 의해 부착 및 부상되도록 하는 미세기포공급유닛와, 상기 부상조의 내측에 설치되고 상기 미세기포에 의해 부상된 고형물이 월류에 의해 수집되도록 하는 고형물농축조를 포함한다.

Description

미세기포 부상식 액상클리닝장치{MICRO-BUBBLE FLOATING TYPE FLUID CLEANING APPARATUS}
본 발명은 미세기포 부상식 액상클리닝장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체가 충전된 부상탱크에 미세기포를 공급하여 액체에 혼재하는 고형물이 미세기포에 의해 부착 및 부상되어 효과적으로 제거될 수 있도록 한 미세기포 부상식 액상 클리닝장치에 관한 것이다.
통상적으로 폐수처리는 물 속에 용존 및 미립자상태로 존재하는 이물질을 제거하는 것을 말한다. 이러한 폐수처리는 이물질을 화학약품 및 미생물 등 여러 가지 방법으로 고형화시키고 물리적방법을 이용하여 고형화된 이물질을 분리함으로써 상등수와 슬러지로 분리해 내는 공정을 포함한다.
전술한 폐수처리 공정 중에서 고형화된 이물질을 제거하는 방법으로 침전법이 가장 일반적인 방법이기는 하지만, 이 침전방법은 해당 시설의 설치를 위한 부지면적이 많이 차지하고, 침전된 퇴적물이 부패하여 다시 폐수가 되는 문제점이 있는 바, 이러한 문제점을 해소하기 위해 가압부상법이 개발되었다.
일반적으로 대기압 상태에서 물 속에 공기가 녹아 용존산소로 존재하고 있는 바, 물을 용기에 넣어 압력을 올린 상태에서 공기를 주입하게 되면 공기가 대기압 상태보다 많이 녹아 들어가게 되어 용존되지 않고 분자상태로 물속에 존재하게 된다. 이러한 상태에서 압력을 대기압 상태로 내리게 되면, 물속에 분자상태로 존재하던 공기가 다시 대기로 방출된다. 이 때, 가압수의 미세한 공기와 응집된 슬러지가 엉겨붙어 슬러지는 부력을 가지게 되어, 물 위로 부상을 하게 되고, 부상된 슬러지를 제거하는 것이 가압부상법이다.
다시 말해서, 가압부상법의 원리는 압력을 가한 상태로 처리할 폐수에 공기를 용해시키고, 이를 대기 중에 개방하면 폐수 중에 용해되어 있는 공기는 다수의 미세한 기포가 되어 상승하게 되고, 이 때 기포가 물 속의 부유물질 주위에 부착되어 결국 부유물은 물위로 떠오르게 되어 제거되는 방법이다.
종래의 가압부상법의 종류로는, 용존공기부상법(DAF), 유도공기부상법(CAF), 공기부상법(Air Flotation), 진공부상법(Vaccum Flotation) 등이 있다.
용존공기 부상법은 전가압방식과 부분가압방식으로 나뉘어지며, 여기서 전가압방식은 폐수 전체를 가압하여 부상시키는 방식을 말하고, 부분가압방식은 처리수의 일부분만 순환시켜 슬러지를 부상시키는 방식을 말하는 것으로, 양자 모두 처리원리는 공기압축기나 이젝터를 이용하여 외부공기를 주입하는 동시에 가압수를 만들어 슬러지를 부상시키는 원리를 갖는다.
유도공기부상법은 가압수로 원폐수의 처리수를 이용하며, 순환가압형식을 변형시켜 기포발생을 높여주기 위하여 음이온 세제를 투입하여 처리하는 방법이다.
공기부상법은 송풍기와 산기관을 이용하는 방법으로서, 폐수에 공기를 강제 주입하여 미세공기와 입자상 물질을 동시에 부상시킬 수 있는 방법이다.
또한 진공부상법은 폐수를 진공상태인 공간에 주입시키면 과포화된 공기방울이 용출되면서 입자상물질에 부착되어 입자상물질을 부상시키는 방법이다.
전술한 미세공기 부상식 액상클리닝클리닝장치의 일 예로, 대한민국 특허등록공보 제10-0797197호(2008.01.23. 공고)에는 오폐수를 파이프 배관을 통해 유입시키는 유입포트와 처리수를 다음 단계로 배출하는 배출포트를 갖고, 오폐수에 포함된 슬러지 및 부유 이물질을 분리하기 위한 일정 부상공간을 가지며, 상기 유입포트의 근접측에 유입되는 오폐수에 공기 분사에 의한 미세기포를 발생시키도록 하여 부유 이물질의 분리를 활성화하는 공기발생 분사장치가 설치되며, 최하부에 침전된 슬러지를 스크류 방식에 의해 외부로 배출시키는 오폐수처리용 가압부상조에 있어서, 상기 가압부상조의 내부 공간상에 임의 경사각을 갖고 다수의 판부재가 나란히 배열되는 경사격판을 구비하여, 유입포트를 통한 오폐수의 유입흐름과 공기발생 분사장치에 의한 공기 분사압에 의해 오폐수의 흐름 활성화를 차단하고 안정화시키도록 함을 특징으로 하며 가압부상조의 상부에 고정 설치되고, 오폐수로부터 분리 부상하는 부유 이물질을 스크레이핑하여 제거하는 스크레이프 장치를 포함하는 오폐수처리용 가압부상조가 개시되어 있다.
또한 대한민국 특허공개공보 제10-1999-0023923호(1999.03.25)에는 벽면에는 내부가 투시되는 투시창이 형성되고 상면에는 레일이 형성되는 원통형의 부상조와, 상기 부상조 상부에 위치한 상태에서 전원이 인가되면 레일을 따라 회전할 수 있도록 회전모터와 벨트 결합되는 롤러가 구비되는 프레임과, 상기 부상조 중간 내부에 수직으로 설치되고 폐수와 슬러지가 동시에 유입되는 취수관과, 상기 취수관의 상단에 하단이 베어링 결합되는 동시에 프레임에 일체로 결합되는 회전관과, 상기 회전관의 하부에 수직으로 설치되고 폐수와 슬러지를 부상조 내부로 토출시키는 분배관과, 상기 분배관에서 토출된 폐수와 슬러지가 대기중으로 노출되면서 발생된 미세기포에 의해 슬러지가 표면으로 부상되면 회전하면서 슬러지만을 걷어올릴 수 있도록 회전모터와 벨트 연결되는 스크레이퍼와, 상기 스크레이퍼에서 걷어올려진 슬러지가 슬러지관으로 모아지면 이를 외부로 배출시키는 슬러지배출구와, 상기 분배관에서 토출된 폐수중 슬러지가 제거된 처리수가 유입되는 통로가 하단에 형성된 상태에서 상단은 프레임과 일체로 연결되어 회전하고 하단은 고무재의 실링벽이 구비되는 처리수분리관과, 상기 처리수분리관과 슬러지관 사이에 위치하고 폐수의 수위를 이동관, 스프링, 조절볼트로 조절하는 수위조절관과, 상기 수위조절관을 통해 유입된 처리수를 외부로 배출시키는 처리수배출수로 구성되는 것을 특징으로 하는 가압부상식 폐수 처리장치가 개시되어 있다.
그러나 전술한 바와 같은 미세공기 부상식 액상클리닝장치는 스크레이퍼를 필수 구성요소로 포함함에 따라 제조원가가 많이 소요되고, 설비가 커 협소한 공간에 설치하기 어려울 뿐만 아니라 스크레이퍼로 인해 상부덮개를 장착하기 어려워 처리액체가 비산되는 등 작업환경에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 오버플로우 방식을 통해 부상 고형물을 배출시킴에 따라 스크레이퍼 없이도 효과적으로 액상클리닝이 가능한 미세기포 부상식 액상클리닝장치를 제공하는 과제를 기초로 한다.
또한 본 발명은 오버플로우 방식을 통해 부상 고형물을 배출함에 있어서 다단계로 고형물을 농축시켜 배출시킴에 따라 고형물과 함께 배출 폐기되는 액체를 최소화함으로써 액체 조성비용 및 폐액처리비용이 최소화될 수 있도록 한 미세기포 부상식 액상클리닝장치를 제공하는 과제를 기초로 한다.
전술한 본 발명의 과제는, 부상조(10); 상기 부상조(10)의 일측에 설치되고 원수탱크(21)로부터 상기 부상조(10) 내로 고형물을 포함한 원수를 투입하는 원수투입유닛(20); 상기 부상조(10)의 타측에 설치되고 상기 부상조(10) 내로 미세기포를 공급하여 상기 고형물이 미세기포에 의해 부착 및 부상되도록 하는 미세기포공급유닛(30); 및 상기 부상조(10)의 내측에 설치되고 상기 미세기포에 의해 부상된 고형물이 월류에 의해 수집되도록 하는 고형물농축조(40)를 포함하여 구성되고, 상기 부상조(10) 내에는 고형물을 포함한 원수가 순차적으로 거쳐 흘러가도록 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)이 구획 형성되고, 원수에 포함된 고형물이 상기 고형물농축조(40) 내에 3단에 걸쳐 상기 고형물농축조(40) 내로수집될 수 있도록 상기 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)은 상기 고형물농축조(40)를 순차적으로 둘러싸는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치를 제공함에 의해 달성된다.
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본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 격실과 상기 제 2 격실 사이에는 고형물을 포함한 원수가 월류가능한 제 1 월류판이 설치되고, 상기 제 2 격실과 상기 제 3 격실 사이에 고형물을 포함한 원수가 월류가능한 제 2 월류판이 설치되며, 상기 제 3 격실과 상기 제 1 격실 사이에는 원수가 월류되지 않도록 차단하는 차단격판이 설치된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 월류판과 상기 제 2 월류판은 각각 하단이 상기 부상조의 바닥면으로부터 이격되고 상단이 상기 고형물농축조의 상단보다 높은 높이로 형성돠는 제 1 판부재와, 상기 제 1 판부재의 하류에 이격되어 설치되며 하단은 상기 부상조의 바닥면에 접하고 상단은 상기 고형물농축조의 상단보다 낮은 높이로 형성되는 제 2 판부재를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 3 격실에는 부상한 고형물이 통과되지 못하도록 고형물차단판이 설치되고, 상기 고형물차단판의 외측에는 고형물이 제거된 처리수만이 상기 고형물차단판의 하부를 통과하여 외부로 배출되도록 하는 월류댐이 설치된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 월류댐은 높이조절 가능하게 설치된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 원수투입유닛은 상기 부상조의 외부에 설치되고 고형물을 포함한 원수가 저장되는 원수탱크와, 상기 원수탱크 내의 원수를 상기 부상조의 제 1 격실 내로 공급하는 제 1 원수공급관과, 상기 제 1 원수공급관 상에 설치되는 원수공급펌프와, 상기 고형물농축조 내의 상층부 부상물을 제외한 하층의 원수를 상기 원수탱크 내로 공급하는 원수회수관을 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 미세기포공급유닛은, 상기 원수탱크의 상류측 제 1 원수공급관 상에 설치되며 원수와 외부공기의 혼합을 통해 미세기포를 발생시키는 미세기포발생기와, 외부공기를 공급하여 상기 미세기포발생기로 제공하는 기체공급기(34)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 미세기포공급유닛은 상기 부상조의 제 1 격실 내에 설치되며 원수와 외부공기의 혼합을 통해 미세기포를 발생시키는 미세기포발생기와, 상기 부상조의 제 1 격실 및 제 3 격실 중 적어도 하나로부터 상기 미세기포발생기로 원수를 공급하는 제 2 원수공급관과, 상기 제 2 원수공급관 상에 설치되는 원수공급펌프와, 외부공기를 압축하여 상기 미세기포발생기로 제공하는 기체공급기를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 기체공급기에는 기체의 흡입을 조절하는 기체공급조절밸브가 구비된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 기체공급조절밸브에는 설정시간동안 간헐적으로 기체공급량을 증가시키도록 타이머가 구비된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 고형물농축조는 상기 제 1 월류판, 상기 제 2 월류판 및 상기 차단격판의 내측단부가 외접하는 외측 원통월류판과, 상기 외측 원통월류판 내에 동심원 형태로 이격 설치되는 내측 원통격판을 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 외측 원통월류판의 하단은 상기 부상조의 바닥면에 접하고 상단의 높이는 월류댐보다 높으며, 상기 내측 원통격판의 하단은 상기 부상조의 바닥면으로부터 이격되고, 상기 원통격판의 상단은 상기 원통월류판보다 높게 형성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 외측 원통월류판과 상기 내측 원통격판 사이 공간은 상기 부상조 외측의 고형물수거탱크와 연결된다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치에 의하면, 원수에 미세기포를 공급하여 원수 내에 포함된 고형물을 미세기포와 함께 부상시켜 오버플로우 방식을 통해 고형물을 고형물농축조로 자동으로 수집함에 따라 스크레이퍼 없이도 효과적으로 액상클리닝이 가능하여, 스크레이퍼의 설치에 따른 비용상의 문제점이나 설치공간상의 문제점이 해소될 수 있는 장점이 있다.
또한 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치에 의하면, 원수에 미세기포를 공급하여 원수 내에 포함된 고형물을 미세기포와 함께 부상시켜 오버플로우 방식을 통해 간헐적으로 고형물을 고형물농축조로 자동으로 수집하고, 고형물과 함께 고형물농축조로 월류된 원수는 원수회수관을 통해 다시 원수조로 회수됨에 따라 고형물과 함께 배출 폐기되는 원수를 최소화함으로써 그로 인한 원수처리비용이 최소화될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치에 있어서, 고형물농축조와 월류판의 상세구조도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치의 전체작동도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치의 전체작동도.
이하에는, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치(1)는 예를 들어 냉각수, 냉각유, 세척수, 세척유와 같은 원수에 미세기포를 공급하여 원수 내에 포함된 고형물을 미세기포와 함께 부상시켜 오버플로우 방식을 통해 고형물을 스크레이퍼없이 제거하는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 부상조(10)와, 부상조(10)의 일측에 설치되고 원수탱크(21)로부터 부상조(10) 내로 고형물을 포함한 원수를 투입하는 원수투입유닛(20)과, 부상조(20)의 타측에 설치되고 부상조(10) 내로 미세기포를 공급하여 고형물이 미세기포에 의해 부착 및 부상되도록 하는 미세기포공급유닛(30)과, 부상조(10)의 내측에 설치되고 미세기포에 의해 부상된 고형물이 월류에 의해 수집되도록 하는 고형물농축조(40)를 포함하다.
여기서, 부상조(10)는 예를 들어 냉각수, 냉각유, 세척수, 세척유와 같이 고형물을 포함하는 원수에 대해 미세기포 공급에 의한 부상원리를 이용한 세정작업이 행해지는 일종의 수처리탱크이다.
부상조(10) 내에는 고형물을 포함한 원수가 순차적으로 거쳐 흘러가면서 고형물이 다단계로 수집되어 처리수의 청정도가 향상될 수 있도록 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)이 구획 형성된다. 또한 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)은 원수에 포함된 고형물이 상기 고형물농축조(40) 내에 한 곳으로 수집될 수 있도록 고형물농축조(40)를 예를 들어 시계방향과 같은 일정 회전방향을 따라순차적으로 둘러싸는 형태로 형성된다.
전술한 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)의 구획을 위해 제 1 격실(11)과 제 2 격실(12) 사이에는 고형물을 포함한 원수가 월류가능한 제 1 월류판(11a)이 설치되고, 제 2 격실(12)과 제 3 격실(13) 사이에 고형물을 포함한 원수가 월류가능한 제 2 월류판(12a)이 설치되며, 제 3 격실(13)과 제 1 격실(11) 사이에는 원수가 제 1 격실(11)로 다시 월류되지 않도록 차단하는 차단격판(13a)이 설치된다.
제 1 월류판(11a)과 제 2 월류판(12a)은 각각 하단이 부상조(10)의 바닥면으로부터 이격되고 상단이 고형물농축조(40)의 상단보다 높은 높이로 형성돠는 제 1 판부재(11a', 12a')와, 제 1 판부재(11a', 12a')의 하류에 이격되어 설치되며 하단은 부상조(10)의 바닥면에 접하고 상단은 고형물농축조(40)의 상단보다 낮은 높이로 형성되는 제 2 판부재(11a", 12a")를 포함한다.
따라서 제 1 격실(11) 내의 원수 중에 포함된 고형물은 미세기포와 함께 상부로 부상된 상태에서 제 1 판부재(11a')에 의해 가로막혀 고형물농축조(40)로 안내되고 제 1 격실(11) 내의 원수는 제 1 판부재(11a')와 부상조(10)의 바닥면 사이 공간으로 유입된 후 제 2 판부재(11a")를 월류하여 제 2 격실(12)로 유입된다. 또한 제 2 격실(12) 내로 유입된 원수 중에 포함된 고형물은 미세기포와 함께 상부로 부상된 상태에서 제 1 판부재12a')에 의해 가로막혀 고형물농축조(40)로 안내되고 제 2 격실(12) 내로 유입된 원수는 제 1 판부재(12a')와 부상조(10)의 바닥면 사이 공간으로 유입된 후 제 2 판부재(12a")를 월류하여 제 3 격실(13)로 유입된다.
실시예에 따라 제 1 월류판(11a)과 제 2 월류판(12a)의 제 1 판부재(11a', 12a')는 내측면이 고형물농축조(40)에 연결되는 반면 외측면이 부상조(10)의 내부면으로부터 이격되고, 제 1 월류판(11a)과 제 2 월류판(12a)의 제 2 판부재(11a", 12a")는 내측면이 고형물농축조(40)의 외주면으로부터 이격되는 반면 외측면이 부상조(10)의 내부면에 연결되며, 제 1 판부재(11a', 12a')과 제 2 판부재(11a", 12a")는 서로 경사진 평행판 형태로 형성될 수도 있다.
제 3 격실(13)에는 부상한 고형물이 통과되지 못하도록 고형물차단판(14)이 설치되고, 고형물차단판(14)의 외측에는 고형물이 제거된 액체만 외부로 배출되도록 하는 월류댐(15)이 설치된다.
따라서 제 1 월류판(11a)과 제 2 월류판(12a)을 순차적으로 월류하여 제 3 격실(13)로 유입된 원수는 차단격판(13a)에 의해 제 1 격실(11)로 유입되지는 못하고 월류댐(15)을 넘어 외부로 배출되어 재활용되는데, 이 때 제 3 격실(13)로 유입된 원수 중에 포함된 고형물은 고형물차단판(14)에 의해 월류댐(15)으로 넘어가는 것이 방지된다. 또한 월류댐(15)을 넘어 배출되는 처리수의 양을 조절하여 부상조(10)의 수위가 조절될 수 있도록 월류댐(15)은 높이조절 가능하게 설치되는 것이 바람직하며, 이 경우 부상조(10)와 월류댐(15) 사이에는 월류댐을 상하로 이동시키는 선형이송기구(도시되지 않음)가 상하방행으로 배열되는 것이 바람직하다.
전술한 부상조(10)의 일측에는 원수투입유닛(20)이 설치되는데, 이 원수투입유닛(20)은 부상조(10) 내로 미세기포를 공급하여 고형물이 미세기포에 의해 부착 및 부상되도록 하는 것으로, 원수탱크(21) 내에 수용된 원수를 클리닝을 위해 부상조(10)로 이송시키는 역할을 하는 것으로, 부상조(10)의 외부에 설치되고 고형물을 포함한 원수가 저장되는 원수탱크(21)와, 원수탱크(21) 내의 원수를 부상조(10) 내로, 특히 제 1 격실(11) 내로 공급하는 제 1 원수공급관(22)과, 제 1 원수공급관(22) 상에 설치되어 원수를 원수탱크(21)로부터 부상조(10) 내로, 특히 제 1 격실(11) 내로 강제 이송시키는 원수공급펌프(23)와, 고형물농축조(40) 내에 고형물과 함께 투입된 원수를 제처리를 위해 원수탱크(21) 내로 공급하는 원수회수관(24)를 포함한다.
이 때 제 1 원수공급관(22)과 원수회수관(24) 상에는 개폐밸브가 설치되고, 특히 고형물농축조(40)와 원수탱크(21)의 수위는 동일하도록 원수회수관(24)과 연통되는 것이 바람직하다. 또한, 부상조(10)의 수위가 고형물농축조(40)와 원수탱크(21)의 수위보다 높게 유지되어 부상조(10)에서 미세기포에 의해 부착 및 부상된 부상물이 고형물농축조(40)로 월류할 수 있도록 부상식 액상클리닝장치(1)의 레벨이 조절되는 것이 바람직하다.
이 경우 부상조(10)로부터 부상된 고형물이 고형물농축조(40)로 월류할 때 함께 이송되는 원수에 의해 고형물농축조(40)의 수위가 상승하게 되며, 고형물농축조(40)로 월류한 원수는 고형물농축조(40)의 수위상승으로 인해 증가한 수압에 의해 원수탱크(21)와 수위가 같아질 때까지 원수탱크(21)로 이송된다.
전술한 부상조(10)의 타측에는 미세기포공급유닛(30)이 설치되는데, 이 미세기포공급유닛(30)은 부상조(10) 내로 미세기포를 공급하여 고형물이 미세기포에 의해 부착 및 부상되도록 하는 것으로, 부상조(10)의 제 1 격실(11) 내에 설치되며 원수와 외부공기의 혼합을 통해 미세기포를 발생시키는 미세기포발생기(31)와, 부상조(10)의 제 1 격실(11) 및 제 3 격실(13) 중 적어도 하나로부터 미세기포발생기(31)로 원수를 공급하는 제 2 원수공급관(32)과, 제 2 원수공급관(32) 상에 설치되어 부상조(10)의 제 1 격실(11) 및 제 3 격실(13) 중 적어도 하나 내의 원수가 미세기포발생기(31)로 강제이송되도록 하는 원수공급펌프(33)와, 외부공기를 압축하여 미세기포발생기(31)로 제공하는 기체공급기(34)를 포함한다.
제 1 격실(11) 및 제 3 격실(13)과 연통되도록 설치되는 분기관로(32a, 32b) 상에는 각각 개폐밸브가 구비되고, 각 분기관로(32a, 32b)는 원수공급펌프(33)로 연결되어 펌프의 구동에 의해 제 1 격실(11) 및 제 3 격실(13)의 원수가 펌프로 유입된다. 원수공급펌프(33)는 다시 제 2 원수공급관(32)과 연결되고, 제 2 원수공급관(32) 상에는 미세기포발생기(31)가 설치된다. 기체공급기(34)에는 기체의 흡입량을 밸브의 개폐 정도에 따라 조절하여 부상조(10)의 수위를 조절하고, 부상조(10)에서 미세기포에 의해 부착 및 부상된 고형물이 고형물농축조(40)로 월류하는 것을 단속하는 기체공급조절밸브(35)가 구비된다. 기체공급조절밸브(35)를 조절함으로써, 기체공급을 감소시킬 경우에는 수위가 하강하여 부상된 고형물이 부상조(10)의 수면에 부상하되 고형물농축조(40)로 월류하지 못한 상태로 체류하게 하고, 기체공급량을 증가시킬 경우에는 수위가 상승되어 고형물농축조(40)로 부상된 고형물이 월류할 수 있도록 조절할 수 있게 된다. 또한 기체공급조절밸브(35)에는 설정시간 동안만 간헐적으로 기체공급량을 증가시키도록 타이머(36)가 구비되는 것이 바람직하다. 따라서 부상조(10)에서 미세기포에 의해 부착 및 부상된 고형물이 장시간 누적되어 있다가 기체공급량이 증가되도록 밸브를 여는 시간 동안에만 고형물농축조(40)로 월류함으써 고형물과 함께 이송되는 원수의 양을 줄일 수 있다. 기체공급조절밸브(35)를 통과한 공기는 삼방밸브(37)를 통해서 미세기포발생장치로 투입된다. 삼방밸브(37)에 의해 미세기포발생장치로 투입되는 공기는 기체공급조절밸브(35)를 통하여 투입되거나 밸브가 없는 측으로 직접 투입될 수도 있다.
전술한 부상조(10)의 중앙에는 고형물농축조(40)가 설치되는데, 이 고형물농축조(40)는 미세기포에 의해 부상된 고형물이 월류에 의해 수집되는 부분으로, 제 1 월류판(11a), 제 2 월류판(12a) 및 상기 차단격판(13a)의 내측단부가 외접하는 외측 원통월류판(41)과, 외측 원통월류판(41) 내에 동심원 형태로 이격 설치되는 내측 원통격판(42)을 포함한다. 또한 도 2에 상세히 도시되는 바와 같이, 외측 원통월류판(41)의 하단은 부상조(10)의 바닥면에 접하고 내측 원통격판(42)의 하단은 부상조(10)의 바닥면으로부터 이격된다.
외측 원통월류판(41)과 내측 원통격판(42)으로 분리형성되는 전술한 고형물농축조(40)의 구성에 의해 고형물농축조(40) 내에는 2개의 농축분리공간, 즉 외측 원통월류판(41)과 내측 원통격판(42)의 사이공간과 내측 원통격판(42)의 내부공간이 서로 분리형성된다.
따라서 제 1 격실(11) 및 제 2 격실(12) 내의 원수 중에 포함된 고형물은 미세기포에 의해 부상된 후 외측 원통월류판(41)과 내측 원통격판(42) 사이공간 내로 수집되고, 고형물과 함께 외측 원통월류판(41)과 내측 원통격판(42) 사이공간 내로 유입된 원수는 고형물의 대부분을 수면에 잔류시킨 채 고형물농축조(40) 바닥면과 이격된 내측 원통격판(42) 하부를 통해 내측 원통격판(42)의 내부공간 내로 유입된다.
이 때 외측 원통월류판(41)과 내측 원통격판(42) 사이공간은 부상조(10) 외측의 고형물수거탱크(50)와 연통됨에 따라, 외측 원통월류판(41)과 내측 원통격판(42) 사이공간 내에 농축수집된 고형물은 고형물수거탱크(50) 내에 별도 저장되어 폐기처리될 수 있다.
또한 고형물농축조(40)의 하단은 원수투입유닛(20)의 원수회수관(24)에 의해 원수저장탱크(21)에 연통됨에 따라 고형물농축조(40) 내에서 스컴(scum) 형태의 부상 고형물의 하층부를 구성하는 층분리된 원수는 다시 재처리를 위해 원수저장탱크(21)로 유입된다.
따라서, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치(1)의 경우에는 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)이 구획 형성된 부상조(10)의 제 1 격실(11)에 투입된 원수에 미세기포를 공급하여 원수 내에 포함된 고형물을 미세기포와 함께 부상시켜 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)로 순차이송하면서 오버플로우 방식을 통해 고형물을 고형물농축조(40)로 자동으로 수집함에 따라 스크레이퍼 없이도 냉각수, 냉각유, 세척수, 세척유와 같은 원수에 대한 효과적인 액상클리닝이 가능하다.
또한 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치(1)의 경우에는 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)이 구획 형성된 부상조(10)의 제 1 격실(11)에 투입된 원수에 미세기포를 공급하여 원수 내에 포함된 고형물을 미세기포와 함께 부상시켜 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)로 순차이송하면서 오버플로우 방식을 통해 고형물을 고형물농축조(40)로 자동으로 수집함과 동시에 고형물농축조(40) 내로 고형물과 함께 투입된 원수도 다시 원수탱크(21)로 재유입시킴에 따라 고형물과 함께 폐기되는 액체를 최소화될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 미세기포 부상식 액상클리닝장치의 다른 실시예이다. 본 실시예에서는 제 1 원수공급관(24) 상에 미세기포발생장치(25)가 설치된다. 펌프(23)를 통해서 미세기포발생장치(25)로 원수가 유입되고, 미세기포발생장치(25)에는 기체공급기(34)를 통해서 공기가 투입되면서 고형물을 수면으로 부상시키게 된다. 구체적인 구성은 도 3의 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
1 : 미세기포 부상식 액상클리닝장치
10 : 부상조 11 : 제 1 격실
11a : 제 1 월류판 12 : 제 2 격실
12a : 제 2 월류판 13 : 제 3 격실
13a : 차단격판 14 : 고형물차단판
15 : 월류댐 20 : 원수투입유닛
21 : 원수탱크 22 : 제 1 원수공급관
22a : 분기관로 22b : 분기관로
23 : 원수공급펌프 24 : 원수회수관
25 : 미세기포발생기 30 : 미세기포공급유닛
31 : 미세기포발생기 32 : 제 2 원수공급관
33 : 원수공급펌프 34 : 기체공급기
35 : 기체공급조절밸브 36 : 타이머
37 : 삼방밸브 40 : 고형물농축조
41 : 외측 원통월류판 42 : 내측 원통격판
50 : 고형물수거탱크 51 : 고형물수거관

Claims (14)

  1. 부상조(10);
    상기 부상조(10)의 일측에 설치되고 원수탱크(21)로부터 상기 부상조(10) 내로 고형물을 포함한 원수를 투입하는 원수투입유닛(20);
    상기 부상조(10)의 타측에 설치되고 상기 부상조(10) 내로 미세기포를 공급하여 상기 고형물이 미세기포에 의해 부착 및 부상되도록 하는 미세기포공급유닛(30); 및
    상기 부상조(10)의 내측에 설치되고 상기 미세기포에 의해 부상된 고형물이 월류에 의해 수집되도록 하는 고형물농축조(40)를 포함하여 구성되고,

    상기 부상조(10) 내에는 고형물을 포함한 원수가 순차적으로 거쳐 흘러가도록 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)이 구획 형성되고, 원수에 포함된 고형물이 상기 고형물농축조(40) 내에 3단에 걸쳐 상기 고형물농축조(40) 내로수집될 수 있도록 상기 제 1 격실(11), 제 2 격실(12) 및 제 3 격실(13)은 상기 고형물농축조(40)를 순차적으로 둘러싸는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 격실(11)과 상기 제 2 격실(12) 사이에는 고형물을 포함한 원수가 월류가능한 제 1 월류판(11a)이 설치되고, 상기 제 2 격실(12)과 상기 제 3 격실(13) 사이에 고형물을 포함한 원수가 월류가능한 제 2 월류판(12a)이 설치되며, 상기 제 3 격실(13)과 상기 제 1 격실(11) 사이에는 원수가 월류되지 않도록 차단하는 차단격판(13a)이 설치되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 월류판(11a)과 상기 제 2 월류판(12a)은 각각 하단이 상기 부상조(10)의 바닥면으로부터 이격되고 상단이 상기 고형물농축조(40)의 상단보다 높은 높이로 형성되는 제 1 판부재(11a', 12a')와, 상기 제 1 판부재(11a', 12a')의 하류에 이격되어 설치되며 하단은 상기 부상조(10)의 바닥면에 접하고 상단은 상기 고형물농축조(40)의 상단보다 낮은 높이로 형성되는 제 2 판부재(11a", 12a")를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 격실(13)에는 부상한 고형물이 통과되지 못하도록 고형물차단판(14)이 설치되고, 상기 고형물차단판(14)의 외측에는 고형물이 제거된 처리수만이 상기 고형물차단판(14)의 하부를 통과하여 외부로 배출되도록 하는 월류댐(15)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 월류댐(15)은 높이조절이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 원수투입유닛(20)은 상기 부상조(10)의 외부에 설치되고, 고형물을 포함한 원수가 저장되는 원수탱크(21)와, 상기 원수탱크(21) 내의 원수를 상기 부상조(10) 내로 공급하는 제 1 원수공급관(22)과, 상기 제 1 원수공급관(22) 상에 설치되는 원수공급펌프(23)와, 상기 고형물농축조(40) 내의 원수를 상기 원수탱크(21) 내로 재공급하는 원수회수관(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 미세기포공급유닛(30)은, 상기 원수탱크(21)의 상류측 제 1 원수공급관(22) 상에 설치되며 원수와 외부공기의 혼합을 통해 미세기포를 발생시키는 미세기포발생기(25)와, 외부공기를 공급하여 상기 미세기포발생기(25)로 제공하는 기체공급기(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세기포공급유닛(30)은 상기 부상조(10)의 제 1 격실(11) 내에 설치되며 원수와 외부공기의 혼합을 통해 미세기포를 발생시키는 미세기포발생기(31)와, 상기 부상조(10)의 제 1 격실(11) 및 제 3 격실(13) 중 적어도 하나로부터 상기 미세기포발생기(31)로 원수를 공급하는 제 2 원수공급관(32)과, 상기 제 2 원수공급관(32) 상에 설치되는 원수공급펌프(33)와, 외부공기를 압축하여 상기 미세기포발생기(31)로 제공하는 기체공급기(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 기체공급기(34)에는 기체의 흡입을 조절하는 기체공급조절밸브(35)가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기체공급조절밸브(35)에는 설정시간동안 간헐적으로 기체공급량을 증가시키도록 타이머(36)가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  12. 청구항 3에 있어서
    상기 고형물농축조(40)는 상기 제 1 월류판(11a), 상기 제 2 월류판(12a) 및 상기 차단격판(13a)의 내측단부가 외접하는 외측 원통월류판(41)과, 상기 외측 원통월류판(41) 내에 동심원 형태로 이격 설치되는 내측 원통격판(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 외측 원통월류판(41)의 하단은 상기 부상조(10)의 바닥면에 접하고 상단의 높이는 월류댐(15)보다 높으며, 상기 내측 원통격판(42)의 하단은 상기 부상조(10)의 바닥면으로부터 이격되고, 상기 원통격판(42)의 상단은 상기 원통월류판(41)보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 외측 원통월류판(41)과 상기 내측 원통격판(42) 사이공간은 상기 부상조(10) 외측의 고형물수거탱크(50)와 연결되는 것을 특징으로 하는 미세기포 부상식 액상클리닝장치.
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