KR101694919B1 - 무동력 혼화응집조 및 이를 포함하는 용존공기부상장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무동력 혼화응집조 및 이를 사용한 용존공기부상장치에 관한 것으로서, 원수가 유입된 혼화응집조 내부에 2가지 이상의 상이한 난류를 발생시켜 상기 원수에 포함된 이물질들이 수류에 의해 순환하며 상호접촉되어 일정 크기로 응집되록 하는 무동력 혼화응집조 및 이를 사용한 용존공기부상장치에 관한 것으로서, 별도의 동력장치를 이용하지 않으므로 전력 소비를 감소시킬 수 있는 이점이 있고, 상기 무동력 혼화응집조 내부를 충진 재료 및 충전밀도가 서로 상이한 다단형태로 구비하여 원수 내부에 난류를 형성하여 유속을 제어시킴으로써 원수와 응집제가 균일하게 혼화될 수 있도록 하여 응집 효율을 높이는 효과가 있다.
따라서, 상기 무동력 혼화응집조는 수처리 시설의 전단부에 혼화 및 응집을 동시에 구현함으로서 전체 수처리 설비를 소형화할 수 있고, 전기모터 및 교반기가 설치될 필요가 없어 기자재비를 절감할 수 있고, 별도의 동력장치를 사용하지 않으므로 전력소비가 감소될 수 있기 때문에 CAPEX(Capital Expenditures) 및 OPEX(Operating Expenditures)가 감소하여 경제적인 효과가 있다.

Description

무동력 혼화응집조 및 이를 포함하는 용존공기부상장치{Powerless mixing flocculation tank and dissolved air flotation device using the same}
본 발명은 무동력 혼화응집조 및 이를 사용한 용존공기부상장치에 관한 것으로서, 원수가 유입된 혼화응집조 내부에 2가지 이상의 상이한 난류를 발생시켜, 별도로 교반을 위한 동력 장치를 구비하지 않더라도 상기 원수에 포함된 미립자들이 수류에 의해 순환하며 상호접촉되어 일정 크기로 응집되도록 하는 무동력 혼화응집조 및 이를 사용한 용존공기부상장치에 관한 것이다.
일반적으로 수처리 공정이나 해수 담수화 공정에서 원수에 포함된 부유물질들은 용수 및 음용수 기준에 적합하도록 제거해야 한다. 이를 위하여 부유성 입자 물질을 제거하기 위해 혼화조(mixing basin), 응집조(coagulation basin) 및 부상조(flotation basin)로 구성된 수처리 공정이 이용되고 있다.
혼화조에서는 약품과 원수를 급속 혼합하여 미세 부유물질을 1차적으로 응집시켜 응집조로 배출하며, 응집조에서는 혼화조에 의해 1차적으로 응집된 부유물질을 부상조에서의 부상분리가 가능한 크기로 성장시켜 후단에 배치된 부상조로 배출하는데, 이를 위해 종래의 혼화조와 응집조에서는 투입된 응집제 혹은 보조 응집제와 부유 물질 간의 접촉을 통한 응집 유도와 응집체의 성장을 위한 순환 수류를 형성시키기 위해 내부에 별도로 기계식 교반기(agitator)가 설치되었다.
부상조에서는 입자들이 표면에 떠오르면 스키밍 작용에 의해 모아서 제거할 수 있다. 즉, 물리적인 작용에 의한 분산매(disperision medium) 중에 포함된 부유상(suspended phase)에 미세한 기포(bubble)를 부착시켜 분산매와 공기가 접하고 있는 한계 면까지 부상시켜 고액분리를 유도한다.
이러한 부상분리조의 형태는 미세기포를 발생시키는 방식에 따라 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation, DAF), 분산공기부상법(Dispersed Air or Cavitational Air Flotation, DaF), 유도공기부상법(Induced Air Flotation, IAF), 진공부상법(Vacuum Flotation), 전해부상법(Electro Flotation), 미생물학적 부상법(Microbiological Auto Flotation) 등이 있다.
용존공기부상법(DAF)이란, 높은 압력으로 물에 공기를 충분히 용해시켜 이를 처리하고자 하는 원수에 주입시키면, 수중에서 다시 감압된 물은 과포화된 만큼의 공기가 미세한 기포로 형성되어 처리 원수 중의 플럭과 결합하게 되고, 기포-플럭 결합체는 빠르게 수중에서 수 표면으로 상승하여 고액분리가 달성되는 수처리 방법이다.
따라서, 수처리 공정이나 해수 담수화 공정에서 부유성 입자 물질을 제거하기 위해 약품의 주입은 필수적이다. 일반적으로 수처리를 위해 사용되는 대부분의 응집제의 경우, 원수에 투입되었을 때 즉시(1초 이내) 플럭이 형성되면서 응집기능을 수행하므로 응집제 투입 후 가급적 빠른 시간 내에 원수와 급속혼화 시킬 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다. 이는 응집제 투입 즉시 급속혼화, 즉 원수 전체에 골고루 분포되지 않을 경우 응집효율이 저하되기 때문이다. 따라서, 응집제 주입시 주입지점 및 방법, 원수의 흐름형태 그리고 혼화조의 구조가 설계의 핵심요소이다.
혼화 방식에는 기계식, 수류식, 펌프확산에 의한 방법 등이 있다. 기계식 혼화(Mechanical mixing)는 수처리 과정에서 가장 많이 사용되고 있는 혼화 방식으로 탱크 또는 수로에 1대 또는 여러 대의 기계식 혼화 장치를 설치한다. 일반적인 설계기준은 교반강도 300 sec-1(G값), 혼화시간은 10 ~ 30 초, 소요 동력은 10,000 m3/d 당 2.23 ~ 2.62 hp 이다. 기계식 급속혼화는 순간혼화가 어렵고 단락류(short circuit)가 많이 발생하며 금속염 응집제에 대해서는 혼화시간이 너무 길며 에너지가 많이 소요됨은 물론, 회전축과 기어드라이브에 고장이 종종 발생한다.
또한, 혼화조와 응집조에 임펠러 형태의 기계식 교반기가 설치됨에 따라 하수처리를 위해서는 지속적으로 기계식 교반기를 구동시켜야 하며, 이로 인해 설비설치 비용 및 상기 기계식 교반기를 가동하기 위한 전기료 등의 유지관리 비용이 증대되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 완속혼화조는 상부가 개구된 복개구조를 가짐에 따라 상기 기계식 교반기를 구동시키게 되면 악취가 주변으로 확산되는 문제점이 있었다.
등록특허 제1133174호(2012.04.06 공고)는 용존공기부상법을 이용한 자가동력식 이동형 수처리 시스템 및 이를 이용한 중소규모 수체에 대한 자동제어 방식의 부처리 방법에 관한 것으로서, 별도의 외부 공급원으로부터의 동력 공급이 필요 없도록 자체 동력원을 갖춘 이동 가능한 차량에 용존공기부상법(DAF; Dissolved Air Floatation)을 활용한 수처리 장치를 제시하고 있으나, 여전히 수처리를 위해서 지속적으로 기계식 교반기를 구동시켜야 하며, 이로 인해 설비설치 비용 및 상기 기계식 교반기를 가동하기 위한 유지관리비용이 발생한다.
등록특허 제1133174호(2012.04.06 공고)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 혼화응집조 내부에 상이한 재료를 적층 및 충진시킴으로서 원수 내에 난류를 발생시켜 별도의 교반 동력없이 무동력으로 원수에 포함된 미립자들이 수류에 의해 내부에서 순환하며 상호간에 접촉하여 일정 크기로 응집되도록 하는 무동력 혼화응집조 및 이를 사용한 용존공기부상장치를 제공하는 것에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 형태는, 원수에 투입된 응집제와 원수 내 미립자를 응집시켜 플록(floc)을 형성 및 성장시키기 위한 혼화응집조(100)에 있어서, 내부 공간에 제1 난류형성 유도체(111)가 충진되어 투입된 원수에 1차적으로 플록을 형성시키기 위한 고속 난류를 발생시키는 제1 혼화응집부(110); 및 내부 공간에 제2 난류형성 유도체(121)가 충진되어 상기 제1 혼화응집부를 통과한 원수에 2차적으로 플록을 성장시키기 위한 상기 제1 혼화응집부에 비해 낮은 속도의 완속 난류를 발생시키는 제2 혼화응집부(120);를 포함하는 무동력 혼화응집조를 제공한다.
상기 제1 혼화응집부(110)와 제2 혼화응집부(120) 간의 상이한 난류강도를 유지하기 위하여 상기 제1 혼화응집부(110)와 제2 혼화응집부(120)를 구획하는 다공성의 분리막(130);을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 혼화응집부(110)는 상기 제2 혼화응집부(120)의 상부 측 영역에 구비되어, 상기 제1 혼화응집부(110)를 통과하는 원수가 중력에 의해 제2 혼화응집부(120)에 공급되는 것이 바람직하다.
상기 제1 난류형성 유도체(111)는 여러 겹 적층된 메쉬(Mesh) 타입의 재료이거나 서로 얽혀 있는 복수 개의 섬유 다발일 수 있다.
상기 제2 난류형성 유도체(121)는 복수 개의 폴링(Pall Ring) 타입의 재료인 것이 바람직하며, 상기 제2 혼화응집부(120)는 상기 폴링 타입의 재료가 충진된 형태의 단(stage)이 서로 분리되어 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 단은 하류 측으로 갈수록 상기 폴링 타입의 재료의 충전밀도(Packing Density)가 작아지도록 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태는, 원수에 응집제를 투입하여 미립자를 응집시켜 플록(floc)을 형성 및 성장시키는 혼화응집조(100), 원수에 미세기포를 주입하여 플록을 부상 및 제거시키는 부상조(200)를 포함하는 용존공기부상(Dissolved Air Flotation, DAF)장치(A)에 있어서, 상기 부상조(200) 전단에 구비되는 혼화응집조(100)는, 내부 공간에 제1 난류형성 유도체(111)가 충진되어 투입된 원수에 1차적으로 플록을 형성시키기 위한 고속 난류를 발생시키는 제1 혼화응집부(110); 및 내부 공간에 제2 난류형성 유도체(121)가 충진되어 상기 제1 혼화응집부를 통과한 원수에 2차적으로 플록을 성장시키기 위한 상기 제1 혼화응집부에 비해 낮은 속도의 완속 난류를 발생시키는 제2 혼화응집부(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치이다.
상기 혼화응집조(100)와 부상조(200) 사이에 교반기(Agitator)가 설치된 추가 응집조(150)가, 상기 제1 혼화응집부(100)를 통과한 처리수가 제2 혼화응집부(120)를 경유하지 않고 후단으로 이송되도록 상기 제1 혼화응집부(100)의 하부에 우회유로(140)가 구비될 수 있다.
상기 제1 혼화응집부(110)는 상기 제2 혼화응집부(120)의 상부 측 영역에 구비되어, 상기 제1 혼화응집부(110)를 통과하는 원수가 중력에 의해 제2 혼화응집부(120)에 공급되는 것이 바람직하다.
상기 제1 난류형성 유도체(111)는 여러 겹 적층된 메쉬(Mesh) 타입의 재료이거나 서로 얽혀 있는 복수 개의 섬유 다발일 수 있다.
상기 제2 난류형성 유도체(121)는 복수 개의 폴링(Pall Ring) 타입의 재료인 것이 바람직하며, 상기 제2 혼화응집부(120)는 상기 폴링 타입의 재료가 충진된 형태의 단(stage)이 서로 분리되어 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 단은 하류 측으로 갈수록 상기 폴링 타입의 재료의 충전밀도(Packing Density)가 작아지도록 구비될 수 있다.
본 발명은 무동력 혼화응집조 및 이를 사용한 용존공기부상장치에 관한 것으로서, 상기 혼화응집조 상부에 Mesh 형태의 재료를 삽입하여 난류를 발생시켜 급속혼화가 이루어지고, 하부에는 Packing 재료(Pall Ring)를 충진시켜 완속응집이 이루어져 상하부에서 2가지 이상의 상이한 난류 강도를 구축하는 장치로서, 별도의 동력장치를 이용하지 않으므로 전력 소비를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 무동력 혼화응집조 내부를 충진 재료 및 충전밀도가 서로 상이한 다단 형태로 구비하여 원수 내부에 난류를 형성하여 유속을 제어시킴으로써 원수와 응집제가 균일하게 혼화될 수 있도록 하여 응집 효율을 높이는 효과가 있다.
따라서, 상기 무동력 혼화응집조는 수처리 시설의 전단부에 혼화 및 응집을 동시에 구현함으로서 전체 수처리 설비를 소형화할 수 있고, 전기모터 및 교반기가 설치될 필요가 없어 기자재비를 절감할 수 있고, 별도의 동력장치를 사용하지 않으므로 전력소비가 감소될 수 있기 때문에 CAPEX(Capital Expenditures) 및 OPEX(Operating Expenditures)가 감소하여 경제적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 혼화응집조를 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무동력 혼화응집조를 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무동력 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치를 도시한 모식도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, '원수'는 각종 오염물질이 포함된 폐수 및 해수를 포함하는 것으로 수처리가 필요한 대상을 의미한다. 따라서, 이하에서 언급되는 원수에 포함된 '미립자'는 조류, 고농도 유기물을 포함하는 다양한 오염물질 등의 각종 협잡물을 의미한다. 또한, '처리수'는 각 단이나 단계를 거친 원수를 의미하며, '응집(Coagulation)'은 원수에 포함된 미립자가 응집제와 상호 간의 접촉에 의해 엉키어 큰 덩어리를 이루는 현상을 의미하는 것으로서, 이하에서는 일반적으로 보다 큰 덩어리로 응집되는 현상을 나타내는 '응결(Flocculation)'의 의미와 구분하지 않고 이를 포함하는 넓은 의미로 이해하여야한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 무동력 혼화응집조 및 이를 사용한 용존공기부상장치에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 혼화응집조(100)를 도시한 모식도로서, 좀 더 상세하게는 원수에 투입된 응집제와 원수 내 미립자를 응집시켜 플록(floc)을 형성 및 성장시키기 위한 혼화응집조에 있어서, 종래의 기계식 혼화응집조의 기능을 대신하도록 내부 공간에 제1 난류형성 유도체(111)가 충진되어 투입된 원수에 1차적으로 플록을 형성시키기 위한 고속난류를 발생시키는 제1 혼화응집부(110) 및 내부 공간에 제2 난류형성 유도체(121)가 충진되어 상기 제1 혼화응집부를 통과한 원수에 2차적으로 플록을 성장시키기 위한 상기 제1 혼화응집부에 비해 낮은 속도의 완속 난류를 발생시키는 제2 혼화응집부(120)가 포함됨으로써 별도의 교반동력 없이 무동력으로 원수에 포함된 미립자를 난류에 의해 내부에서 순환시키면서 응집제와 서로 접촉하여 일정 크기로 응집되도록 하는 무동력 혼화응집조가 도시되어 있다.
상기 무동력 혼화응집조(100)는 상기 제1 혼화응집부(110)와 제2 혼화응집부(120) 간의 상이한 난류강도를 유지하기 위하여 상기 제1 혼화응집부와 제2 혼화응집부를 구획하는 다공성 분리막(130)이 더 구비될 수 있다.
먼저, 제1 혼화응집부(110)는 내부로 유입된 원수가 제1 난류형성 유도체(111)를 통과하여 발생된 난류에 의해 상기 원수에 포함된 미립자가 순환되면서 플럭(floc)을 형성시킬 수 있는 수밀한 공간으로서, 상부측 영역에는 원수가 유입되는 유입관이 포함될 수 있다.
상기 유입관을 통해 직선 수류의 형태로 유입되는 원수는 제1 혼화응집부(110) 내부에 충진된 제1 난류형성 유도체(111)를 통과하면서 급속난류를 형성하게되고, 발생된 난류로 인하여 원수에 포함된 미립자와 응집제가 서로 접촉하면서 플록이 형성된다. 상기 제1 난류형성 유도체(111)는 메쉬(Mesh)타입의 재료가 여러 겹 적층된 형태이거나, 복수 개의 섬유다발이 서로 얽혀 있는 형태로 바람직하게는 상기 홀이 형성된 메쉬 타입의 재료와 인접한 메쉬 타입의 재료 간에 홀이 수직 방향으로 일치되지 않도록 비대칭으로 적층될 수 있다. 상기 메쉬 타입의 재료 간의 홀이 수직방향으로 비대칭으로 적층되어 있으므로 중력에 의해 원수가 메쉬 타입의 재료를 통과하면서 난류를 발생시킬 수 있고, 상기 홀의 크기에 따라 발생되는 난류의 속도를 제어할 수 있다.
상기 제2 혼화응집부(120)은 제1 혼화응집부(110)를 통과한 처리수가 제2 난류형성 유도체(121)를 통과하면서 발생된 완속난류로 인하여 원수에 포함된 플록이 성장시킬 수 있는 공간으로서, 하부측 영역에는 플럭이 포함된 처리수가 배출되는 처리수배출관이 포함될 수 있다.
상기 제2 난류형성 유도체(121)은 복수 개의 폴링(Pall Ring) 타입의 재료가 충진된 형태로, 바람직하게는 상기 복수 개의 폴링 타입의 재료가 충진된 단이 분리된 형태의 복수 개의 단으로 적층된 형태일 수 있다.
도 2는 복수 개의 폴링 타입의 재료가 충진된 단이 복수 개의 단으로 적층된 형태의 제2 혼화응집부(120)가 포함된 무동력 혼화응집조(100)를 개략적으로 나타낸 모식도로서, 본 발명의 무동력 혼화응집조(100)의 제2 혼화응집부(120)은 원수의 상태에 따라서 복수 개의 폴링 타입의 재료가 충진된 단을 분리된 형태의 복수 개의 단의 갯수를 제어하여 사용할 수 있으며, 상기 복수 개의 단은 각각이 분리된 형태로 하류측 영역으로 갈수록 충전밀도(Packing Density)를 작게하는 것이 바람직한데, 이는 충전밀도가 낮아질수록 난류속도가 낮아져 플록을 좀 더 큰 덩어리로 성장시킬 수 있기 때문이다.
상기 분리막(130)은 제1 혼화응집부(110)과 제2 혼화응집부(120)를 구획하는 분리막으로서, 상기 제1 혼화응집부(110)와 제2 혼화응집부(120) 간의 상이한 난류속도를 유지하기 위해 구획한다. 상기 제1 혼화응집부(110)는 급속난류를 제2 혼화응집부(120)는 완속난류를 발생시켜 원수에 포함된 미립자를 응집시켜 플록을 형성 및 성장시키는데 상기 급속난류 또는 완속난류의 속도는 특별히 제한되지 않고, 혼화응집조 내 난류강도의 상대적인 차이로서 정의될 수 있다.
따라서, 본 발명의 무동력 혼화조는 상기 제1 혼화응집부(110)가 제2 혼화응집부(120)에 비해 상류 측 영역에 구비되어, 제1 혼화응집부에 투입된 원수가 제1 난류형성 유도체(111)를 통과하면서 급속난류를 발생시켜 1차적으로 플록을 형성하고, 중력에 의해 분리막(130)에 포함된 다공을 거쳐 제2 혼화응집부의 제2 난류형성 유도체(121)가 충진된 복수 개의 단(120a, 120b, 120c)을 통과하면서 형성된 완속난류로 인하여 상기 제1 혼화응집부에서 형성된 플록을 성장시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무동력 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치를 도시한 모식도로서, 원수에 응집제를 투입하여 이물질을 응집시키는 혼화응집조, 원수에 미세기포를 주입하여 플록을 부상 및 제거시키는 부상조를 포함하는 용존공기부상(Dissolved Air Flotation, DAF)장치에 있어서, 내부 공간에 제1 난류형성 유도체(111)가 충진되어 투입된 원수에 1차적으로 플록을 형성시키기 위한 고속난류를 발생시키는 제1 혼화응집부(110) 및 내부 공간에 제2 난류형성 유도체(121)가 충진되어 상기 제1 혼화응집부를 통과한 원수에 2차적으로 플록을 성장시키기 위한 상기 제1 혼화응집부에 비해 낮은 속도의 완속 난류를 발생시키는 제2 혼화응집부(120)를 포함하는 무동력 혼화응집조(100)가 상기 부상조(200) 전단에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 용존공기부상장치는 원수의 상태에 따라서 바람직하게는 혼화응집조를 통과한 원수 내의 플록을 충분히 성장시키기 위해서 혼화응집조(100)와 부상조(200) 사이에 교반기(agitator)가 설치된 추가 응집조(150)와 제1 혼화응집부(110)에서 바로 상기 추가 응집조(150)로 이송될 수 있도록 우회유로(140)가 구비될 수 있다.
상기 제1 혼화응집부(110)는 상기 제2 혼화응집부(120)에 비해 상류 측 영역에 구비되며, 상기 제1 혼화응집부에 투입된 원수가 중력에 의해 제2 혼화응집부를 통과할 수 있다.
본 발명의 무동력 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치는 수처리를 필요로 하는 원수의 상태에 따라서 제2 혼화응집부(120)의 복수 개의 단(120a, 120b, 120c)의 수를 조절하거나 우회유로(140) 및 교반기 작동을 통해 흐름을 제어할 수 있다. 좀 더 상세하게는 플럭의 응집효율을 증가시키기 위하여 추가 응집조(150)가 필요한 경우 상기 추가 응집조에 포함된 교반기를 작동시켜 제1 혼화응집부(110)에서 제2 혼화응집부(120)와 추가 응집조(150)를 거쳐 부상조(200)로 향하는 제1 흐름과 제1 혼화응집부(110)에서 우회유로(140)를 통하여 추가 응집조(150)를 거쳐 부상조(200)로 향하는 제2 흐름을 선택하여 제어할 수 있고, 추가 응집조(150)가 필요 없는 경우 교반기의 작동을 멈추고 제1 혼화응집부(110)에서 제2 혼화응집부(120)를 거쳐 부상조(200)로 향하는 제3 흐름과 제1 혼화응집부(110)에서 우회유로(140)를 통과하여 부상조(200)로 향하는 제4 흐름을 선택하여 제어할 수 있다.
따라서 원수의 상태나 일시적인 문제 및 상황에 따라서 처리수의 흐름을 제1흐름 내지 제4흐름으로 선택적으로 제어할 수 있어 운용비를 절감시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
본 발명의 무동력 혼화응집조의 유용성을 확인하기 위하여 용존공기부상장치의 부상조 전단에 본 발명의 무동력 혼화응집조를 설치하기 전과 후에 배출된 처리수를 각각 혼탁도(Turbidity)와 총 부유 고형물(Total Suspended Solids, TSS)을 측정하였다.
상기 용존공기부상장치는 Loading rate는 30m/h 이고, recycle ration은 10%, 압력(Pressure)는 5 bar 하에서 가동하였다.
설치 전 설치 후
Turbidity
(NTU)		 원수 10.3 10.3
처리수 4.06 3
TSS(Total Suspended Solids)
(mg/L)		 원수 18.8 18.8
처리수 4 2.8
상기 표1의 결과를 보면, 무동력 혼화응집장치를 설치하기 전에 비하여 설치 후 처리수의 Turbidity는 1.06 NTU 줄었고, TSS는 1.2 mg/L 줄어든 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 무동력 혼화응집장치를 용존공기부상장치의 부상조 전단에 설치했을 때 원수에 포함된 미립자를 효율적으로 응집시켜 제거할 수 있음을 알 수 있었다.
100 : 무동력 혼화응집조
110 : 제1 혼화응집부
111 : 제1 난류 형성 유도체
120 : 제2 혼화응집부
121 : 제2 난류 형성 유도체
130 : 분리막
140 : 우회유로
150 : 추가 응집조
200 : 부상조
A : 용존공기부상장치

Claims (16)

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  9. 원수에 응집제를 투입하여 미립자를 응집시켜 플록(floc)을 형성 및 성장시키는 혼화응집조(100), 원수에 미세기포를 주입하여 플록을 부상 및 제거시키는 부상조(200)를 포함하는 용존공기부상(Dissolved Air Flotation, DAF)장치(A)에 있어서,
    상기 부상조(200) 전단에 구비되는 혼화응집조(100)는,
    내부 공간에 제1 난류형성 유도체(111)가 충진되어 투입된 원수에 1차적으로 플록을 형성시키기 위한 고속 난류를 발생시키는 제1 혼화응집부(110);
    내부 공간에 제2 난류형성 유도체(121)가 충진되어 상기 제1 혼화응집부를 통과한 원수에 2차적으로 플록을 성장시키기 위한 상기 제1 혼화응집부에 비해 낮은 속도의 완속 난류를 발생시키는 제2 혼화응집부(120); 및
    상기 제1 혼화응집부(110)와 제2 혼화응집부(120) 간의 상이한 난류강도를 유지하기 위하여 상기 제1 혼화응집부(110)와 제2 혼화응집부(120) 사이에 배치되어 상기 제1 혼화응집부(110)와 제2 혼화응집부(120)를 구획하는 다공성의 분리막(130);을 포함하되,
    상기 제1 혼화응집부(110)에는 원수가 유입되는 유입관이 포함되고,
    상기 제2 혼화응집부(120)에는 처리수가 배출되는 처리수 배출관이 포함되며,
    상기 제1 혼화응집부(110)는 제2 혼화응집부(120)의 상부 측 영역에 배치되어 원수가 중력에 의해 제1 혼화응집부(110)에서 제2 혼화응집부(120)로 이동하고,
    상기 제2 난류형성 유도체(121)는 복수 개의 폴링(Pall Ring) 타입의 재료인 것을 특징으로 하는, 무동력 중력식 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 혼화응집조(100)와 부상조(200) 사이에 교반기(Agitator)가 설치된 추가 응집조(150)가 구비되는 것을 특징으로 하는 무동력 중력식 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 혼화응집부(110)를 통과한 처리수가 제2 혼화응집부(120)를 경유하지 않고 후단으로 이송되도록, 상기 제1 혼화응집부(110)의 하부에 우회유로(140)가 구비되는 것을 특징으로 하는 무동력 중력식 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 난류형성 유도체(111)는 여러 겹 적층된 메쉬(Mesh) 타입의 재료이거나 서로 얽혀 있는 복수 개의 섬유 다발인 것을 특징으로 하는 무동력 중력식 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치.
  14. 삭제
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제2 혼화응집부(120)는 상기 폴링 타입의 재료가 충진된 형태의 단(stage)이 서로 분리되어 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 무동력 중력식 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치.
  16. 제15항에 있어서,
    복수 개의 단은 하류 측으로 갈수록 상기 폴링 타입의 재료의 충전밀도(Packing Density)가 작아지도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무동력 중력식 혼화응집조가 포함된 용존공기부상장치.
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