KR101673668B1 - 원형 슬러지 수집기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원형 슬러지 수집기의 침전지(10) 내부로 원수를 유입시키는 원수유입관(70)에 인라인형 혼화기(72) 및 나선형 교반기(74)를 설치하여 응집제 및 응집 보조제를 원수에 효과적으로 혼화시키고, 원수가 도입된 교반드럼(60)에서는 교반날개(62)의 회전에 의해 플럭의 형성을 돕고, 교반드럼(60) 외측에는 반응드럼(80)을 설치하여 플럭이 안정화 단계를 거쳐 크게 만들어지도록 한 후 침전지(10)로 이월시키며, 침전지(10)의 상등수는 방사상으로 설치된 집수 트러프(100)를 통해 배출되도록 하여 슬러리의 배출이 없도록 한 원형 슬러지 수집기에 관한 것이다.

Description

원형 슬러지 수집기 {A Circular sludge collector}

본 발명은 원형 슬러지 수집기에 관한 것으로, 상세히는 원형 슬러지 수집기의 내부로 원수를 유입시키는 원수유입관에 인라인형 혼화기 및 나선형 교반기를 차레대로 설치하여 응집제 및 응집 보조제를 원수에 효과적으로 혼화시키고, 원수가 도입된 교반드럼에서는 회전축에 부착된 교반날개의 회전에 의해 플럭의 형성을 돕고, 교반드럼 외측에는 반응드럼을 추가로 설치하여 플럭이 안정화 단계를 거쳐 크게 만들어지도록 한 후 침전지로 이월시키며, 침전지의 상등수는 방사상으로 설치된 집수 트러프를 통해 배출되도록 하여 슬러리의 배출이 없도록 한 원형 슬러지 수집기에 관한 것이다.

일반적으로 하,폐수 처리시설 또는 정수시설에서 고액분리를 위하여 주로 사용되는 중력식 농축조인 원형 침전지는 침전지 내에 슬러지를 체류시켜 중력을 이용하여 농축한 후, 바닥에 침강한 농축 슬러지를 회전하는 슬러지 스크레이퍼로 중심 부분의 호퍼 쪽으로 모아서 배출관으로 배출하도록 되어 있다.

이와 같은 원형 침전지는 상단 둘레에 월류 웨어가 설치되고, 내측으로 경사진 바닥에 모터에 의해 회전되는 스크레이퍼가 축설되어 회전되는 구조로 이루어져 있고, 원수가 유입되는 원수 유입관은 그 토출 단부가 상등수층의 내측에 위치하도록 설치되어 있으며, 스크레이퍼에 의해 바닥의 슬러지는 한데로 모여저 외부로 강제 배출되고 상등수는 월류웨어를 통해 외부로 배출되도록 되어 있다.

한편, 상술한 원형 슬러지 수집기에서는 기본적으로 원수에 응집제 및 응집 보조제를 투입하여 효과적으로 혼화시킬 필요가 있으며, 플럭을 안정적으로 형성시켜 침강시키고, 상등수에는 슬러리가 섞이지 않도록 할 필요가 있는데, 기존의 원형 침전지에서는 별도의 혼화 구조물을 두는 관계로 설비가 복잡하고, 원수와 응집제가 고루 혼화되지 안는 단점이 있었으며, 원수가 최초 도입된 교반드럼에서 원수와 응집제가 교반된 후 바로 침전지로 유입되는 구조로 이루어져 있어 플럭이 완전하지 않은 상태로 침전지로 이월되어 플럭이 침강되지 않고 작게 분해된 상태로 상등수로 유출되어 수질을 악화시키는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-0597778호(2006.06.30.등록) 발명의 명칭: 플록형성 및 핀블록 제거 기능이 구비되고 역류 흐름이 개선된 침전지 등록특허 제10-0729388호(2007.06.11.등록) 발명의 명칭: 나선형 침전가이드바를 갖는 원형 침전지의 슬러지 수집기 등록특허 제10-0772121호(2007.10.25.등록) 발명의 명칭: 원형 침전지 등록특허 제10-0999491호(2010.12.02.등록) 발명의 명칭: 수처리 장치

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원수와 응집제의 혼화를 위하여 별도의 외부 설비를 하지 않고도 원형 슬러지 수집기의 원수유입관 측에서 원수와 응집제 및 응집 보조제의 효과적인 혼화가 가능하도록 하고, 침전지 중앙의 교반드럼에서 플럭의 안정적인 형성이 가능하도록 하며, 교반드럼에서 원수와 응집제가 혼합된 혼합수가 침전지로 투입되기 전에 완전한 플럭이 형성되도록 하고, 침전지에서는 충분한 체류시간과 체류경로를 갖도록 함으로써 슬러지를 효과적으로 침강시킬 수 있으며, 침전지 상측의 상등수는 슬러지가 분해되거나 충분히 응집되지 못한 슬러리의 유출이 없도록 하여 배출수의 수질을 향상시킬 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원형 슬러지 수집기로 원수를 도입하기 위한 원수유입관에 인라인형 혼화기 및 나선형 교반기를 설치하여 응집제 및 응집 보조제를 원수에 효과적으로 혼화시키고, 교반드럼에서는 응집기 축에 부착된 교반날개의 회전에 의해 플럭의 형성을 도울 수 있도록 하며, 교반드럼 외측에는 반응드럼을 추가로 설치하여 교반드럼에서 이월된 혼합수 중의 플럭이 안정화 단계를 거쳐 크게 만들어지도록 한 후 침전지로 이월될 수 있도록 하고, 침전지의 상부에는 집수 트러프를 방사상으로 설치하여 비교적 느린 유속으로 슬러리의 배출이 없이 상등수만 배출될 수 있도록 한 수중 혼화 응집형 원형 슬러지 수집기를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 의하면 원수와 응집제 및 응집 보조제가 원수도입관 내부에 설치된 인라인형 혼화기와 나선형 교반기에 의해 효과적으로 혼화되고, 교반드럼에서는 교반드럼의 내면에 형성된 배플에 의해 난류가 형성되어 원수와 응집제의 접촉면적을 극대화함으로써 침전지에서의 플록 형성을 왕성하게 할 수 있으며, 교반드럼 외측에 설치된 반응드럼에 의해 혼합수가 침전지에서 체류하는 시간과 경로를 최대한 연장할 수 있으므로 플록의 형성과 슬러지의 침강 효율을 향상시킬 수 있고, 침전지 상부에 방사상으로 설치된 집수 트러프에 의해 느린 유속으로 오리피스를 통해 상등수만 배출되므로 슬러리의 배출이 없어 배출수의 수질을 향상시킬 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

또한, 최근에는 방류수의 수질을 엄격히 규제하는 관계로 상등수를 섬유여과기 또는 모래여과에 가압부상방식 등으로 재처리하는 공법이 확대되고 있으나, 투자금액과 운영비에 비해 처리효과는 미미하다. 따라서 농축조에 본 발명을 적용하는 경우 새로운 설비를 추가하는 비용의 20%이내에서 유지관리비 및 수질 개선에 많은 도움이 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 의한 원형 슬러지 수집기의 정단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 의한 원형 슬러지 수집기의 평면도,
도 3은 교반드럼의 정단면도,
도 4는 교반드럼의 평면도,
도 5는 헤더의 단면도,
도 6은 인라인형 혼화기의 정단면도,
도 7은 집수 트러프의 사시도,

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7에는 본 발명의 제1실시 예에 의한 원형 슬러지 수집기의 구조가 도시되어 있는데, 본 실시 예의 원형 슬러지 수집기는 침전지(10) 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼(20)로 수집하기 위한 회전식 슬러지 스크레이퍼(30)가 설치되고, 상기 침전지(10)의 바닥 중심부에는 침전된 슬러지가 적체되지 않고 슬러지 배출관(40)을 통해 원활하게 배출될 수 있도록 회전식 슬러지 배출기(50)가 구비되어 있으며, 상기 침전지(10)의 상측 중심부에는 원수와 응집제가 균일하게 교반된 후 침전지(10)로 월류할 수 있도록 하기 위한 교반드럼(60)이 구비되고, 상기 교반드럼(60) 내부에는 패들 형태로 이루어진 교반날개(62)가 회전가능하게 설치되며, 상기 교반드럼(60)으로 원수유입관(70)이 연결되고, 상기 원수 유입관(70)의 내부에는 수중모터(72a)의 회전력을 임펠러(72b)에 전달하여 원수에 응집제 투입관(71)과 응집 보조제 투입관(73)을 통해 응집제 및 응집 보조제를 공급하여 고루 혼화시키는 관경이 상대적으로 큰 인라인형 혼화기(72) 및 관경이 상대적으로 작고 응집제가 혼화된 원수의 속도는 낮추면서 회전력을 발생시키는 나선형 교반기(74)가 설치되며, 상기 교반드럼(60)의 외측에는 반응드럼(80)이 설치되고, 교반드럼(60) 내부의 교반날개(62)와 슬러지 스크레이퍼(30) 및 슬러지 배출기(50)는 침전지(10)의 상부 중앙에 구비된 동력발생부(90)에 의해 구동되도록 되어 있고, 상기 침전지(10)의 상부에는 집수 트러프(100)가 방사상으로 설치되어 비교적 느린 유속으로 슬러리의 배출이 없이 상등수만 배출될 수 있도록 되어 있다.

도면 중 부호 11은 침전지(10)의 상부 둘레에 형성되는 상등수로이고, 부호 12는 상기 상등수로의 물을 외부로 배출시키기 위한 집수조이다.

또, 부호 51은 슬러지 이송펌프이고, 부호 52는 슬러지 탁도계로, 상기 탁도계는 현장제어반 또는 중앙감시반에서 직접 또는 원격으로 설정된 탁도 이하로 슬러지가 배출되면 이송펌프(51)를 정지시켜 슬러지 배출이 정지되도록 하고, 일정한 시간이 경과하면 다시 이송펌프(51)를 가동하여 탁도계에 의하여 운전을 조절하는 자동운전이 가능한 운전방법을 채택하면 침전지 바닥의 슬러지 적체에 의한 부하량을 줄일 수 있고, 탈수기로 이송하는 슬러지의 농도를 고농도로 균질화 시킴으로써 탈수기의 운전시간을 대폭 감축시키고 탈수 슬러지에 가해지는 응집제 및 응집보조제를 대폭 줄여 운영비를 절약시킬 수 있는 부가적인 효과가 있다.

상기 호퍼(20)와 슬러지 스크레이퍼(30) 및 슬러지 배출기(50)의 구조는 본 출원인의 특허 제798080호에 개시된 내용에 의해 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하며, 이하에서는 교반드럼(60)과 인라인형 혼화기(72) 및 나선형 교반기(74) 그리고 반응드럼(80) 및 집수 트러프(100) 부분에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 실시 예에 의한 교반드럼(60)은 도 3의 정단면도 및 도 4의 평면도에 도시된 바와 같이 상,하부는 개방되고 측부 둘레는 밀폐된 형태로 이루어져 있으며, 상기 교반드럼(60)의 내부에는 회전축(61) 외측에 방사상으로 교반날개(62)가 설치되어 비교적 느린 속도로 회전하도록 함으로써 플럭 형성이 매우 우수하게 이루어지게 된다.

또, 상기 교반드럼(60)의 내면에는 방사상으로 배플(64)이 부착되어 있어 교반드럼(60) 내부의 수류가 층류에서 난류로 변화되면서 응집효율을 배가시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 교반드럼(60)의 내측 둘레로는 원수 공급관(70)의 물이 원주상으로 공급되도록 헤더(76)가 설치되어 있는데, 상기 헤더(76)로는 원수 공급관(70)이 접속되어 있고, 상기 교반드럼(60)의 원주방향으로는 헤드(76)의 내측으로 원수 유입홀(77)이 형성되어 있어서, 상기 헤더(76)로 공급된 원수가 원수 유입홀(77)을 통해서 교반드럼(60) 내로 균일하게 공급되게 된다.

한편, 상기 원수 공급관(70)의 내부에는 인라인형 혼화기(72)와 나선형 교반기(74)가 차례대로 설치되어 있으며, 인라인형 혼화기(72)의 일측으로는 응집제 및 응집보조제 투입관(71,73)이 접속되어 있는데, 이에 의해 침전지 외부에 별도의 설비를 하지 않고도 원수유입관 내부에 혼화 및 교반기를 설치하는 것에 의해 시설비의 절감 및 소요 부지의 절약이 가능함은 물론 교반드럼(60)으로 유입되기 전에 원수와 응집제 및 응집 보조제의 혼화 및 교반이 효과적으로 이루어짐으로써 플럭의 형성이 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

상기 인라인형 혼화기(72)는 도 5에 도시된 바와 같이 수중모터(72a)의 회전력을 임펠러(72b)에 전달하여 원수에 응집제 및 응집 보조제를 고루 혼화시키게 되는 것이며, 원수와 응집제는 다시 나선형 교반기(74)를 통과하면서 응집제와 응집 보조제가 원수에 골고루 희석되게 되는 것이다.

다음으로, 반응드럼(80)은 교반드럼(60)의 외측에 배치되는데, 이 반응드럼(80)은 상부에서 하부로 갈수록 내경이 확장되는 고깔 형태로 이루어져 있어 교반드럼(60)의 내부에서 응집제와 혼합된 원수가 흘러나와 침전지(10)로 나올 때 하향 흐름을 안정적으로 유지할 수 있도록 하고, 하향 흐름을 마친 원수와 응집제는 다시 반응드럼(80)의 외측으로 나와 상향 흐름을 형성하면서 응집제와의 반응에 의해 플록이 커지면서 슬러지가 침전된 후 침전지(10)의 상부에 방사상으로 설치된 집수 트러프(100)로 슬러지가 제거된 상등수만 배출될 수 있도록 하게 된다.

또한, 본 발명에서 침전지(10)의 상부에 설치되는 집수 트러프(100)는 도 2의 평면도 및 도 6의 사시도에서 알 수 있는 바와 같이, 원형 침전지(10)의 중심부에서 외곽을 향하여 방사상으로 다수 개가 배치되되, 침전지(10)의 외곽 쪽으로 약간 하향 경사지도록 설치되어 있으며, 그 측면의 소정 높이에 직경이 작은 오리피스(102)가 일정 간격으로 형성되어 있어서 침전지의 전체 면적에서 양질의 상등수만을 배출하도록 되어 있다.

본 발명에서 상기 집수 트러프(100)의 형태는 도면에 도시된 형태에 한정되지 않으며, 오리피스(102) 대신 V-노치 형의 웨어를 사용할 수도 있음은 물론이다.

한편, 침전지(10)의 하부 중앙에 마련된 호퍼(20)에 설치된 회전식 슬러지 배출기(50)는 슬러지를 슬러지 배출관(40)의 흡인범위로 이송하여 호퍼(20)에서 슬러지가 누적 압밀되지 않도록 하여 호퍼는 물론 침전지 바닥에서 슬러지가 체류되어 압밀되고 부패되어 다시 슬러리로 부상하여 방류수질이 악화되는 악순환을 차단시킬 수 있도록 그 속도를 상기 스크레이퍼(30)보다 빠르게 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 의한 원형 슬러지 수집기는 원수도입관 내부에 인라인형 혼화기와 나선형 교반기가 설치되어 있으므로 침전지 외부에 별도의 혼화설비를 구비하지 않아도 되는 것은 물론 원수도입관을 통해 원수가 유입됨과 동시에 응집제 및 응집 보조제가 혼화 및 교반되어 교반드럼으로 투입되므로 교반드럼에서의 원수와 응집제 및 응집 보조제간의 반응이 활발하게 이루어져 응집효과의 극대화가 가능하며, 교반드럼에서는 교반드럼의 내면에 형성된 고정식 배플과 회전식 패들에 의해 난류가 형성되어 원수와 응집제의 접촉면적을 극대화함으로써 침전지에서의 플록 형성을 왕성하게 할 수 있다.

또, 본 발명의 실시 예에 의하면 교반드럼 외측에 설치된 반응드럼에 의해 혼합수가 침전지에서 체류하는 시간과 경로를 최대한 연장할 수 있으므로 플록의 형성과 슬러지의 침강 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면 침전지 상부에 방사상으로 설치된 집수 트러프에 의해 느린 유속으로 오리피스를 통해 상등수만 배출되므로 슬러리의 배출이 없어 배출수의 수질을 향상시킬 수 있는 것이다.

10 : 침전지
11 : 상등수로
12 : 집수조
20 : 호퍼
30 : 스크레이퍼
31 : 스크레이퍼 회전축
40 : 슬러지 배출관
50 : 슬러지 배출기
51 : 이송펌프
52 : 탁도계
53 : 슬러지 배출기 회전축
60 : 교반드럼
61 : 응집기 회전축
62 : 교반날개
64 : 배플
70 : 원수 유입관
71 : 응집제 투입관
72 : 인라인형 혼화기
72a : 수중모터
72b : 임펠러
73 : 응집 보조제 투입관
74 : 나선형 교반기
75a : 인라인형 혼화기 조립용 플랜지
75b : 인라인형 혼화기 조립용 볼트,너트
76 : 헤더
77 : 원수 유입홀
80 : 반응드럼
90 : 동력발생
100 : 집수 트러프
102 : 오리피스

Claims (6)

1. 침전지(10) 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼(20)로 수집하기 위한 회전식 슬러지 스크레이퍼(30)가 설치되고, 상기 침전지(10)의 바닥 중심부에는 침전된 슬러지가 적체되지 않고 슬러지 배출관(40)을 통해 원활하게 배출될 수 있도록 회전식 슬러지 배출기(50)가 구비되며, 상기 침전지(10)의 상측 중심부에는 원수와 응집제가 균일하게 교반된 후 침전지(10)로 월류할 수 있도록 하기 위한 교반드럼(60)이 구비되고, 상기 교반드럼(60) 내부에는 교반날개(62)가 회전가능하게 설치되며, 상기 교반드럼(60)으로 원수유입관(70)이 연결되고, 상기 원수 유입관(70)의 내부에는 수중모터(72a)의 회전력을 임펠러(72b)에 전달하여 원수에 응집제 투입관(71)과 응집 보조제 투입관(73)을 통해 응집제 및 응집 보조제를 공급하여 고루 혼화시키는 관경이 상대적으로 큰 인라인형 혼화기(72) 및 관경이 상대적으로 작고 응집제가 혼화된 원수의 속도는 낮추면서 회전력을 발생시키는 나선형 교반기(74)가 설치되며, 상기 교반드럼(60)의 외측에는 반응드럼(80)이 설치되고, 상기 교반드럼(60) 내부의 교반날개(62)와 슬러지 스크레이퍼(30) 및 슬러지 배출기(50)는 침전지(10)의 상부 중앙에 구비된 동력발생부(90)에 의해 구동되며, 집수 트러프(100)는 침전지(10)의 중심부에서 외곽을 향하여 방사상으로 다수 개가 배치되되 침전지(10)의 외곽 쪽으로 하향 경사지도록 설치되며, 상기 집수 트러프(100)의 측면 소정 높이에 오리피스(102)가 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 원형 슬러지 수집기.
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