KR101723161B1 - 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 관한 것으로, 그 목적은 부상조 내의 처리수를 부상챔버로 순환시켜 고농도의 원수도 원활하게 처리할 수 있도록 한 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 부상조; 상기 부상조로 공급되는 원수를 제공받도록 부상조의 선단에 형성된 부상챔버; 상기 부상챔버의 내부로 공기를 분사하고, 부상챔버로 유입된 원수를 유동시켜 회전류를 형성시키면서 부유물질과 응집제 및 공기의 혼합을 유도하는 혼합수단; 및 상기 부상챔버로 응집제를 분사하는 응집제 분사수단;을 포함하는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 부상챔버로부터 상기 부상조의 내부로 연장되게 형성되어 부상조 내부의 처리수가 부상챔버로 유입되는 유로를 제공하는 하나 이상의 흡입 인젝터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치를 제공한다.

Description

처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치{Flotation apparatus having circulation structure for treated water}

본 발명은 원수를 미리 응집시키지 않고 원수에 응집제를 직접 분사 주입하여 응집 플록화 시간을 단축하고 고액분리 부상효율을 향상시킨 고액분리 부상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부상조 내의 처리수 중 일부를 부상챔버로 순환시켜 고농도의 원수도 원활한 처리가 이루어질 수 있도록 한 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 관한 것이다.

일반적으로 하폐수 처리에서 유기물과 같은 각종 부유물을 처리하기 위한 기술로서 침전법이 많이 사용되고 있으나, 이러한 침전법은 침전지의 설치에 많은 면적이 필요하다는 것과 또한 설비가 복잡하고 관리 및 운전이 까다롭다는 단점이 있다.

이러한 침전법의 단점으로 인하여 침전법과 반대되는 개념으로 운용되는 부상법에 대한 관심이 증가되고 있다.

한편, 상기 부상법은 수중에 공기를 주입하여 용해된 공기가 미세한 기포로 용출되면서 고형물과 접촉하여 고형물의 밀도를 감소시켜 액체 표면으로 떠오르게 하는 원리를 이용한 것으로, 이러한 부상법으로는 거품의 존재유무 및 기포를 생성하는 기술에 따라 용존가스 부상법, 전해 부상법, 유도공기 부상법, 진공 부상법, 미생물학적 부상법, 용존공기 부상법 등이 있다.

이상의 부상법 중에 용존공기 부상법을 이용한 가압 부상 장치는 종래의 침전법에 비해 처리시간이 현저히 단축되고 처리효율이 우수한 이점과, 침전법으로 잘 처리되지 않는 냄새, 조류, 오일, 그리스, 합성세제 및 중금속 등의 제거 효율이 우수한 이점과, 제거된 슬러지의 고형물 농도가 침전 슬러지보다 높아 탈수처리가 보다 용이한 이점 등의 많은 장점을 가지고 있는 반면에 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 가압 부상조 내에 미세기포를 발생시키기 위한 설비로 가압탱크, 가압펌프 또는 순환펌프를 사용하게 되므로, 기기의 설치비용 및 설치공간이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 가압에 필요한 조작장치 및 콘트롤 패널 등의 장치가 필요하고 원수를 미리 응집시켜 플록화해야 하는 장치도 필요하며, 순환수를 이용한 가압 분사방법이므로 가압노즐이 막혀 부상효율이 저하되는 문제점도 있다.

한편, 특허문헌1에는 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 원수에 응집제를 직업 분사 주입할 수 있도록 한 고액분리 부상장치가 개시되어 있다.

도 1은 종래 고액분리 부상장치의 구조도이다.

상기 고액분리 부상장치는 부상조(10)와, 상기 부상조(10)로 유입되는 원수를 제공받도록 부상조(10) 내의 원수유입 측에 형성된 부상챔버(20)와, 상기 부상챔버(20)로 외부공기를 공급하고 부상챔버(20)의 내부에 회전류를 형성시키는 혼합수단(30)과, 상기 부상챔버(20)로 응집제를 분사하여 플록을 형성시키는 응집제 분사구(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

이러한 고액분리 부상장치는 별도의 가압탱크, 가압펌프 및 순환펌프와 같은 장비를 필요로 하지 않으므로 전체적인 비용이 절감되고 설치공간도 줄어들어 공간 효율성이 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 더불어 응집제가 원수에 직접 분사되므로 미리 원수를 플록화할 필요가 없고 플록화 시간이 단축되어 공정속도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 상기 특허문헌1의 고액분리 부상장치는 본 출원인에 의해 개발된 것으로, 본 출원인은 상기 고액분리 부상장치를 실제 사용함에 있어서, 고농도의 원수가 부상챔버로 유입될 경우, 부유챔버 내부에서 유체의 유동성이 저하면서 공기와 응집제 및 부유물질의 충분한 교반이 이루어지지 못함에 따라 플록의 형성 및 부상이 원활하게 이루어지지 못하는 현상이 발생되는 문제점을 인식하였다.

또한, 상기 부상조(10)의 내부에 설치된 경사판(50)이 처리수의 흐름을 방해하여 고액분리의 효율을 저하시키는 문제점을 인식하였다.

등록특허공보 제10-1026768호(2011.04.11.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 부상조 내의 처리수를 부상챔버로 순환시켜 고농도의 원수도 원활하게 처리할 수 있도록 한 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 펌프와 같은 장비를 이용하지 않고 부상챔버의 내부에 형성되는 부압을 이용하여 처리수가 순환될 수 있도록 한 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부상력의 저하로 인해 가라않는 침전 입자의 침강력을 증가시켜 처리수와 함께 배출되는 침전 입자의 양을 감소시킬 수 있도록 한 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 부상조; 상기 부상조로 공급되는 원수를 제공받도록 부상조의 선단에 형성된 부상챔버; 상기 부상챔버의 내부로 공기를 분사하고, 부상챔버로 유입된 원수를 유동시켜 회전류를 형성시키면서 부유물질과 응집제 및 공기의 혼합을 유도하는 혼합수단; 및 상기 부상챔버로 응집제를 분사하는 응집제 분사수단;을 포함하는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 부상챔버로부터 상기 부상조의 내부로 연장되게 형성되어 부상조 내부의 처리수가 부상챔버로 유입되는 유로를 제공하는 하나 이상의 흡입 인젝터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치를 제공한다.

한편 상기 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 흡입 인젝터는 다수개로 구성되며, 상기 다수개의 흡입 인젝터는 동일한 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 연장되게 형성된 것으로 구성될 수 있다.

한편 상기 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 흡입 인젝터는 3개로 구성되며, 상기 3개의 흡입 인젝터는 동일한 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 연장되게 형성되되, 상기 3개의 흡입 인젝터 중, 가운데 위치한 흡입 인젝터가 나머지 두 흡입 인젝터 보다 길게 연장되게 형성된 것으로 구성될 수 있다.

상기 3개의 흡입 인텍터 중, 가운데 위치한 흡입 인젝터와 나머지 두 흡입 인젝터는 3:1의 길이비를 갖도록 구성될 수 있다.

한편 상기 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 흡입 인젝터의 양단부 중, 상기 부상챔버 측에 위치한 단부에는 유로의 면적을 감소시키는 오리피스 구조가 더 형성될 수 있다.

한편 상기 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 오리피스 구조의 내면에는 하나 이상의 나선형 홈이 더 형성될 수 있다.

한편 상기 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 부상챔버의 후단에서 처리수 배출유로로 유동하는 처리수의 흐름과 마주하면서 처리수와 함께 유동하는 플록의 침강을 유도하는 경사판이 설치되되, 상기 경사판은 처리수의 흐름방향을 따라 2개 이상의 경사판이 상호 이격된 채로 적층된 구조를 갖도록 배치되고, 상기 각각의 경사판은 다수의 구멍이 형성된 타공판으로 이루어지되, 이웃한 두 경사판에 형성된 구멍이 어긋난 배치구조를 갖도록 구성될 수 있다.

한편 상기 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치에 있어서, 상기 경사판은 처리수의 흐름방향과 직각으로 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 흡입 인젝터를 통해 부상챔버로 유입되는 처리수에 의해 고농도 원수의 농도가 낮아지게 되므로, 고농도의 원수가 부상챔버로 유입되는 경우에도 원활한 처리가 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 상기 흡입 인젝터는 펌프와 같이 별도의 동력을 요구하는 장비를 이용하지 않고 부상챔버의 내부에 형성되는 부압을 이용하여 처리수를 순환시키는 구조를 가지므로 구조가 단순하고, 설비의 구성 및 유지에 요구되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 부상력으로 저하로 인해 가라않으면서 처리수와 함께 배출구로 유동하는 침전 입자가 경사판과 충돌하면서 침강력이 증대되므로, 처리부와 함께 배출되는 침전 입자의 양을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래 고액분리 부상장치의 구조도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고액분리 부상장치의 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 혼합수단의 구조도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡입 인젝터의 구조를 보인 평면도,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오리피스 구조의 상세도,
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경사판의 상세도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고액분리 부상장치의 구성도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 고액분리 부상장치는 부상조(110)와, 부상챔버(120)와, 혼합수단(130)과, 응집제 분사수단(140)과, 스컴 제거장치(150)와, 흡입 인젝터(160)로 구성된다.

상기 부상조(110)는 유입된 원수를 고체와 액체로 분리하는 내부공간을 갖는 탱크로 이루어지며, 선단부 벽면(110a)에는 원수 유입구(111)가 형성되고, 후단에는 처리수 배출유로(112)가 형성되며, 하단부에는 배수구(113)가 형성된 것으로 구성된다.

한편, 상기 원수 유입구(111)는 부상조(110)의 선단 하부에 형성되며, 상기 원수 유입구(111)에는 유입챔버(114)가 연결되어 유입챔버(114)를 거친 원수가 부상조(1100의 내부로 유입되도록 구성된다.

상기 처리수 배출유로(112)는 고체와 분리된 액체 즉, 처리수가 부상조(110)의 후단으로 유동함에 있어서, 하향류를 형성하면서 부상조(110)의 바닥에 점점 근접하도록 유동한 뒤, 부상조(110)의 후단에서 상향류로 변경되고, 최종적으로 부상조(110)의 후단부 벽면(110b)을 넘어 배출될 수 있도록 처리수의 흐름(S)을 유도하는 배출유도 구조물(115)이 부상조(110)의 후단부에 설치됨으로 구성될 수 있다.

한편, 상기 부상조(110)의 후단부 벽면(110b) 상단에는 상하로 이동하면서 후단부 벽면(110b)의 높낮이를 변화시킴으로써, 부상조(110) 내의 수위를 조절할 수 있도록 하는 수위 조절판(116)이 설치되고, 상기 수위 조절판(116)과 연결되어 수위 조절판(116)을 상하로 이동시키는 높이조절기구(117)가 부상조(110)의 상단에 구성될 수 있다.

상기 부상챔버(120)는 원수에 포함된 부유물질을 플록화하고 플록의 부상을 유도하는 탱크로써, 상기 원수 유입구(111)와 연결되어 부상조(110)로 유입되는 원수를 바로 공급받도록 부상조(110)의 선단 내측에 형성된다.

한편, 상기 부상챔버(120)는 부상조(110)의 내측에 별도의 격벽구조를 형성하여 부상조(110)의 내부에 독립적인 탱크를 형성한 것으로 이루어지며, 이때 상기 격벽구조는 원형의 단면형상 또는 다각형의 단면 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 참고로 도 4에는 사각형의 단면 형상을 갖는 부상챔버(120)가 도시되어 있으며, 부상챔버(120)로 유입되는 원수가 난류를 형성하고 상기 격벽구조를 형성하는 벽면과의 마찰력을 증대시켜 부유물질의 플록화의 가속화를 위해서는 원형 보다는 다각형의 단면 형상을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 혼합수단의 구조도를 도시하고 있다.

상기 혼합수단(130)은 부상챔버(120)에 설치되어 부상챔버(120)의 내부로 외부 공기를 주입하면서 부상챔버(120) 내부의 원수를 유동시켜 회전류를 형성시킴으로서, 부유물질과 응집제 및 공기가 원활하게 혼합되게 하여 부유물질과 응집제의 결합을 통해 플록화를 촉진하고, 플록과 미세한 공기방울의 결합을 통해 플록의 부상력을 높이는 것이다.

이러한 혼합수단(130)은 모터(131)와, 임펠러(132)와, 이중튜브관(133)으로 구성된다.

상기 모터(131)는 임펠러(132)를 회전시키는 회전력을 발생시키는 것으로, 상기 부상조(110)의 외측에 고정되게 설치된다.

상기 임펠러(132)의 부상챔버(120)의 내측 하단부에 위치하도록 배치되며, 상기 이중튜브관(133)에 의해 모터(131)와 연결되어 모터(131)의 작동에 의해 회전하도록 구성된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 임펠러(132)는 부상챔버(120)의 선단부 벽면(110a)에 형성된 원수 유입구(111)의 위치에 대응하여 원수 유입구(111)와 동일한 높이에 위치하도록 배치되며, 임펠러(132)의 회전방향으로 굽어진 곡선형 구조로 이루어진 다수의 블레이드(1321)를 포함하되, 각각의 블레이드(1321)에는 이중튜브관(133) 및 임펠러(132)의 중앙부를 통해 공급되는 공기가 블레이드(1321)의 끝단에서 분사되게 하는 분사유로(1322)가 내부에 형성된 것으로 구성된다.

상기 이중튜브관(133)은 앞서 설명된 바와 같이 모터(131)와 임펠러(132)를 연결하여 모터(131)의 작동시 임펠러(132)가 회전되게 하는 것으로, 내부에어튜브관(1331)과 외부보호튜브관(1332)으로 구성될 수 있다.

상기 내부에어튜브관(1331)은 모터(131)의 회전축과 임펠러(132)를 연결하도록 설치되어 모터(131)의 작동시 회전축 및 임펠러(132)와 함께 회전하도록 구성된다.

이러한 내부에어튜브관(1331)은 내부가 빈 파이프로써, 내부에어튜브관(1331)의 내부를 통해 공기를 임펠러(132)로 공급하도록 구성되며, 상단부에는 외부의 공기를 유입받기 위한 다수의 공기 유입구(1333)가 형성되어 있다.

상기 외부보호튜브관(1332)은 내부에어튜브관(1331)을 감싸는 구조를 갖도록 설치되어 내부에어튜브관(1331)을 보호하고, 더불어 내부에어튜브관(1331)과 임펠러(132)의 회전을 지지하는 것으로, 상기 외부보호튜브관(1332)은 내부에어튜브관(1331)의 외경 보다 큰 내경을 갖는 파이프로 이루어지며, 베어링을 매개로 내부에어튜브관(1331) 및 임펠러(132)와 결합되어 내부에어튜브관(1331) 및 임펠러(132)를 회전 가능한 구조로 지지하도록 구성된다.

상기 응집제 분사수단(140)은 부상챔버(120)로 유입되는 원수 그리고 부상챔버(120)로 유입된 원수에 응집제를 분사하는 것으로, 제1응집제 분사구(141)와 제2응집제 분사구(142) 및 제3응집제 분사구(143)로 구성된다.

상기 제1응집제 분사구(141)는 원수 유입구(111)에 연결되게 형성된 유입챔버(114)로 응집제를 분사하도록 유입챔버(114)에 형성된 분사노즐로 구성될 수 있다.

상기 제2응집제 분사구(142)는 부상챔버(120)로 유입된 원수로 응집제를 분사하도록 부상챔버(120)에 설치되되, 상기 유입챔버(114) 보다 높은 위치에서 응집제를 분사하도록 부상챔버(120)에 형성된 분사노즐로 구성될 수 있으며, 부상챔버(120)의 둘레에서 균일하게 응집제를 분사할 수 있도록 다수의 제2응집제 분사구(142)가 부상챔버(120)의 둘레에 분산된 구조로 설치된 것으로 구성될 수 있다.

상기 제3응집제 분사구(143)는 제2응집제 분사구(142) 보다 높은 위치에서 응집제를 분사하도록 부상챔버(120)에 형성된 분사노즐로 구성될 수 있으며, 다수의 제3응집제 분사구(143)가 부상챔버(120)의 둘레에 분산된 구조로 설치된 것으로 구성될 수 있다.

상기 스컴 제거장치(150)는 부상조(110)의 수면으로 떠오른 부유물 즉, 스컴의 외부 배출을 유도하는 것으로, 부상조(110)의 상부에 설치되며, 다수의 블레이드가 순차적으로 수면 위를 쓸고 지나가면서 스컴을 스컴 배출구로 유도하여 제거하게 된다.

이와 같은 스컴 제거장치(150)는 벨트 또는 체인 컨베이어(151)의 외측에 다수의 블레이드(152)를 이격되게 설치한 것으로 구성될 수 있으며, 이미 다양한 구조의 스컴 제거장치가 사용되고 있으며, 공지의 스컴 제거장치를 그대로 적용하여 본 발명에 따른 고액분리 부상장치를 구성할 수 있는 바, 스컴 제거장치(150)에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡입 인젝터의 구조를 보인 평면도를, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오리피스 구조의 상세도를 도시하고 있다.

상기 흡입 인젝터(160)는 부상챔버(120)의 하단부로부터 부상조(110)의 내부로 연장되게 형성되게 형성되어 부상조(110) 내부의 처리수가 부상챔버(120)로 유입되는 유로를 제공하는 것이다. 참고로 상기 언급된 '처리수'는 부상조(110)의 내부에서 고액분리로 인하여 부유물질의 농도가 감소된 물이다.

이러한 흡입 인젝터(160)는 처리수가 부상챔버(120)로 유입될 수 있도록 하는 유로를 제공하는 파이프로 이루어지되, 상기 부상챔버(120)의 하단부, 보다 구체적으로는 임펠러(132) 보다 낮은 곳에서 부상챔버(120)로부터 부상조(110)의 내부 방향으로 연장되는 구조를 갖도록 설치된 하나 이상의 파이프로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 흡입 인젝터(160)는 다수개가 동일한 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 연장되게 설치되며, 보다 바람직하게는 3개의 흡입 인젝터(160-1,160-2,160-3)가 동일한 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 연장되게 설치된다.

상기와 같이 흡입 인젝터(160)가 3개로 구성될 경우, 상기 3개의 흡입 인젝터(160-1,160-2,160-3) 중, 가운데 위치한 흡입 인젝터(160-1)는 부상챔버(120) 및 부상조(110)의 중앙부에서 부상조(110)의 길이방향으로 연장되는 구조를 갖도록 구성되고, 나머지 2개의 흡입 인젝터(160-2,160-3)는 가운데 위치한 흡입 인젝터(160-1)와 예각의 범위 내에서 소정의 사이각도를 갖도록 측방향으로 기울어지게 구성되되, 양측에 위치한 2개의 흡입 인젝터(160-2,160-3)가 가운데 위치한 흡입 인젝터(160-1)를 기준으로 상호 대칭되어 V자형의 구조를 이루도록 구성된다.

또한, 가운데 위치한 흡입 인젝터(160-1)는 부유물질의 농도가 상대적으로 낮은 처리수가 부상챔버(120)로 유입될 수 있도록 나머지 두 흡입 인젝터(160-2,160-3)의 길이 보다 길게 형성되며, 가운데 위치한 흡입 인젝터(160-1)와 나머지 두 흡입 인젝터(160-2,160-3)는 3:1의 길이비를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 부상챔버(120)로부터 부상조(110)의 내부 방향으로 연장되게 형성되는 흡입 인젝터(160)에 있어서, 각각의 흡입 인젝터(160)는 유로의 면적을 감소시켜 유입챔버(114)로 유입되는 처리수의 유속을 증가시키는 오리피스 구조(161)가 더 형성될 수 있다.

상기 오리피스 구조(161)는 흡입 인젝터(160)의 양단부 중, 부상챔버(120)에 근접한 단부에 위치하도록 형성되며, 이러한 구조에 따르면, 흡입 인젝터(160)를 통해 부상챔버(120)로 유입되는 처리수는 부상챔버(120)로 유입되기 직전 오리피스 구조(161)에 의해 좁아진 유로를 지나는 과정에서 유속이 증가하게 되고, 이러한 상태로 부상챔버(120)로 유입됨에 따라 부상챔버(120) 내의 원수와 보다 효과적인 혼합이 가능하게 되며, 특히 고농도 원수와도 원활한 혼합이 가능하게 된다.

한편, 상기 흡입 인젝터(160)를 통해 부상챔버(120)로 유입되는 처리수가 고농도 원수와 더욱 원활하게 혼합될 수 있도록 처리수를 회전시키기 위한 나선형 홈(162)이 상기 오리피스 구조(161)에 더 형성될 수 있다.

상기 나선형 홈(162)은 오리피스 구조(161)의 내면에서 오리피스 구조(161)의 일측단으로부터 타측단으로 나선형의 궤적을 따라 연장되는 구조를 갖도록 형성된 홈으로 이루어지며, 하나 이상의 나선형 홈(162)이 오리피스 구조(161)의 내면에 형성되어 처리수가 오리피스 구조(161)를 통과하는 과정에서 유속이 증가하고 더불어 회전하면서 부상챔버(120)로 유입되도록 유도하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 고액분리 분사장치에 있어서, 부상력의 저하로 인하여 가라앉는 침전 입자의 순간침강력을 증가시켜 처리수와 함께 배출되는 침전 입자의 양을 감소시키기 위한 경사판(170)이 더 포함될 수 있다.

참고로, 특허문헌1에도 부상조의 내부에 다수의 경사판이 설치된 구조가 개시되어 있다. 그러나 특허문헌1에 개시된 경사판은 구멍(171)이 형성되어 있지 않은 평판형의 판재를 부상조의 중앙부에 경사지게 설치한 것으로 구성되어 침전 입자의 침강 효율을 높이는 기능을 제공하도록 구성되어 있다.

그러나, 특허문헌1의 경사판은 부상조의 중앙부에 설치되어 처리수의 흐름을 방해하는 요소로 작용하면서 부상조 내 처리수의 흐름을 매우 불안정하게 유도하는 단점이 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경사판의 상세도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 경사판(170)은 부상조(110)의 후단에서 처리수 배출유로(112)로 유입되는 처리수와 마주하도록 설치되며, 처리수 배출유로(112)를 향해 유동하는 처리수의 흐름(S)은 그대로 이어지되, 처리수와 함께 유동하는 침전 입자의 침강력을 순간적으로 증가시켜 처리수와 침전 입자의 분리가 이루어질 수 있도록 다수의 구멍(171)이 형성된 타공판으로 형성된다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 경사판(170)은 다수의 구멍(171)이 형성된 타공판으로 이루어지되, 다수의 경사판(170)이 처리수의 흐름(S)방향을 따라 상호 이격된 채로 적층된 구조를 갖도록 배치되며, 특히 이웃한 두 경사판(170)에 형성된 구멍(171)이 어긋난 배치구조를 갖도록 형성된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 2개의 경사판(170)이 처리수 배출유로(112)의 주변에서 처리수의 흐름(S) 방향과 직각으로 경사지게 설치된 것으로 구성된다.

상기와 같이 설치된 경사판(170)에 의하면, 부유력의 저하로 인하여 낙하되는 침전 입자가 처리수와 함께 처리수 배출유로(112)로 유동하는 과정에서 경사판(170)과 충돌하게 되며, 이때 처리수는 경사판(170)에 형성된 구멍(171)을 통해 유동하면서 처리수 배출유로(112) 유입되고, 침전 입자는 경사판(170)과의 충돌로 인해 진행 방향이 부상조(110)의 바닥으로 전환되면서 순간침강력이 증가하게 되고, 이로 인하여 처리수의 흐름(S)으로부터 분리되어 부상조(110)의 바닥에 가라않게 되므로, 처리수와 함께 배출되는 침전 입자의 양을 줄일 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고액분리 부상장치로 유입된 원수의 처리과정을 순차적으로 설명한다.

본 발명에 따른 고액분리 부상장치로 유입되는 원수는 가장 먼저 유입챔버(114)를 거치게 되며, 상기 유입챔버(114)에는 제1응집제 분사구(141)가 설치되어 있으므로, 유입챔버(114)를 통해 부상챔버(120)로 유입되는 원수는 응집제와 함께 부상챔버(120)로 유입된다.

한편, 상기 부상챔버(120)의 내부에는 모터(131)에 의해 회전하는 임펠러(132)가 배치되어 있으므로, 부상챔버(120)의 내부에는 회전류가 형성되고, 이러한 회전류에 편승하여 원수가 유동하는 과정에서 부유물과 응집제가 혼합되면서 부유물질의 플록화가 진행된다.

한편, 상기 임펠러(132)의 블레이드(1321) 끝단에서 분출되는 공기는 임펠러(132)의 회전으로 인하여 미세한 공기방울을 형성하면서 회전류에 편승하여 부유물질 및 응집제와 함께 유동하게 되며, 이러한 과정에서 플록에 부착되어 플록의 부상력을 높이게 된다.

참고로, 상기 부상챔버(120)에는 제2응집제 분사구(142)와 제3응집제 분사구(143)가 다단 구조로 설치되어 있으므로, 부유물의 플록화를 보다 효과적으로 유도할 수 있는 이점이 있다.

한편, 회전하는 임펠러(132)의 하부에는 부압이 형성되고, 이러한 부압으로 인하여 부상챔버(120)의 하단부에는 흡입력이 형성됨에 따라 부상조(110) 내부의 처리수가 흡입 인젝터(160)를 통해 부상챔버(120)의 내부로 유입된다.

상기 흡입 인젝터(160)로 유입되는 처리수는 흡입 인젝터(160)에 형성된 오리피스 구조(161)를 통과하는 과정에서 가속되고, 더불어 오리피스 구조(161)에 형성된 나선형 홈(162)에 의해 회전하면서 부상챔버(120)로 유입되며, 이처럼 유입되는 처리수에 의해 부상챔버(120) 내 원수의 농도는 저하된다.

따라서, 고농도의 원수가 부상챔버(120)로 유입된 경우, 흡입 인젝터(160)를 통해 부상챔버(120)로 유입되는 처리수가 고농도 원수와 혼합되면서 원수의 농도를 낮추게 되고, 이로 인하여 부상챔버(120) 내의 원수가 원활하게 유동하면서 부유물질의 플록화를 유도할 수 있게 된다.

상기와 같은 과정을 거쳐 부상챔버(120)에서 형성되는 플록은 부상조(110)의 수면으로 떠올라 스컴을 형성하게 되고, 상기 스컴은 스컴 제거장치(150)에 의해 스컴 배출구(118)로 유도되어 배출된다.

한편, 스컴 중 일부는 스컴 제거장치(150)와의 접촉이나 기타 다른 원인으로 인하여 부상력이 저하되어 가라않게 되고, 이로 인해 발생되는 침전 입자는 처리수와 함께 부상조(110)의 후단에 형성된 처리수 배출유로(112)를 향해 유동하게 된다.

한편, 상기 처리수 배출유로(112)의 입구측에는 처리수의 흐름(S)과 마주하는 경사판(170)이 배치되어 있으므로, 처리수와 침전 입자는 경사판(170)과 충돌하고, 이때 처리수는 경사판(170)에 형성된 구멍(171)을 통해 유동하여 처리수 배출유로(112)로 유입되고, 침전 입자는 경사판(170)과의 충돌로 인해 진행방향이 부상조(110)의 바닥으로 전환되면서 침전된다. 따라서 처리수와 함께 배출되는 침전 입자의 양을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 부상조 120: 부상챔버
130: 혼합수단 140: 응집제 분사수단
150: 스컴 제거장치 160: 흡입 인젝터
161: 오리피스 구조 162: 나선형 홈
170: 경사판 171: 구멍

Claims (8)

1. 부상조; 상기 부상조로 공급되는 원수를 제공받도록 부상조의 선단에 형성된 부상챔버; 상기 부상챔버의 내부로 공기를 분사하고, 부상챔버로 유입된 원수를 유동시켜 회전류를 형성시키면서 부유물질과 응집제 및 공기의 혼합을 유도하는 혼합수단; 및 상기 부상챔버로 응집제를 분사하는 응집제 분사수단;을 포함하는 고액분리 부상장치에 있어서,
   상기 부상챔버로부터 상기 부상조의 내부로 연장되게 형성되어 부상조 내부의 처리수가 부상챔버로 유입되는 유로를 제공하는 하나 이상의 흡입 인젝터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡입 인젝터는 다수개로 구성되며, 상기 다수개의 흡입 인젝터는 동일한 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡입 인젝터는 3개로 구성되며, 상기 3개의 흡입 인젝터는 동일한 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 연장되게 형성되되,
   상기 3개의 흡입 인젝터 중, 가운데 위치한 흡입 인젝터가 나머지 두 흡입 인젝터 보다 길게 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 3개의 흡입 인텍터 중, 가운데 위치한 흡입 인젝터와 나머지 두 흡입 인젝터는 3:1의 길이비를 갖는 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡입 인젝터의 양단부 중, 상기 부상챔버 측에 위치한 단부에는 유로의 면적을 감소시키는 오리피스 구조가 더 형성된 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 오리피스 구조의 내면에는 하나 이상의 나선형 홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 부상챔버의 후단에서 처리수 배출유로로 유동하는 처리수의 흐름과 마주하면서 처리수와 함께 유동하는 플록의 침강을 유도하는 경사판이 설치되되,
   상기 경사판은 처리수의 흐름방향을 따라 2개 이상의 경사판이 상호 이격된 채로 적층된 구조를 갖도록 배치되고,
   상기 각각의 경사판은 다수의 구멍이 형성된 타공판으로 이루어지되, 이웃한 두 경사판에 형성된 구멍이 어긋난 배치구조를 갖는 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 경사판은 처리수의 흐름방향과 직각으로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치.

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