KR101774488B1 - 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비 및 이의 운전방법 - Google Patents

침강 및 부유하는 슬러지 제거설비 및 이의 운전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액체가 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 상기 액체를 수용하는 수용공간이 마련되어 있으며, 상부에 상기 수용공간과 연통되는 배출구가 형성된 마이크로버블 생성몸체, 상기 마이크로버블 생성몸체 내에 설치되어 작동 시 상기 액체에 침지되어 상기 액체 내로 기체를 분사하되, 상기 기체가 상기 액체 내에서 미세화되어 마이크로버블이 생성되도록 하는 마이크로버블 생성장치, 작동 시 상기 마이크로버블 생성몸체의 상부 일측에 형성된 제1드레인부로부터 상기 수용공간에서 생성된 마이크로버블을 포함하는 상기 액체가 유입되어 수용되는 슬러지 처리조 및 상기 슬러지 처리조에 설치되어 상기 마이크로버블에 의하여 부상하는 슬러지를 제거하는 슬러지 제거장치를 포함하는 슬러지 제거설비를 제공한다.
상기한 바에 따르면, 고효율 저동력의 마이크로버블 생성장치를 통하여 유입되는 기체를 액체 내에서 미세화하여 마이크로버블을 생성하고 이를 통하여 부유하는 슬러지뿐만 아니라 부유하지 않는 작은 슬러지 등의 경우에도 과잉산소를 공급하여 부상을 촉진시키거나 침강을 유도하여 이를 제거함으로써 슬러지 제거성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

침강 및 부유하는 슬러지 제거설비 및 이의 운전방법 {Settling and floating sludge removal equipment and operating method of the same}
본 발명은 폐액 속에 존재하는 고형물질들을 침강 또는 부유시켜서 제거하는침강 및 부유하는 슬러지 제거설비 및 이의 운전방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬러지 제거성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비 및 이의 운전방법에 관한 것이다.
일반적으로 폐기물은 주위 환경을 오염시켜 자연생태계에 지대한 영향을 끼치므로 폐기물에 의한 환경오염을 방지하기 위한 다양한 폐기물 처리 장치나 설비가 개발되고 있다. 이러한 폐기물에는 산업 시설에서 배출되는 산업폐수와 가정에서 배출되는 생활폐수, 그리고, 농사 및 가축 사육에 따른 농축산폐수 등 다양하게 있으며, 이러한 하수 및 오폐수를 정화 처리하는 방법으로는 화학약품을 투입하여 화학적으로 처리하는 방법과, 하수 및 오폐수가 자갈, 모래, 숯 등의 여과재를 통과하게 하는 물리적인 방법 등이 있다.
한편, 상기한 정화 처리 시설에서는 하수 및 오폐수에 존재하는 고형분을 제거하기 위한 제거장치가 개발되고 있으며, 주로 폐액 속에 압축공기를 불어넣는 방식을 사용하고 있는 실정이다. 이러한 압축공기를 사용하는 방식은 압축공기를 만드는 공정에서 소요되어지는 동력비는 높으나 부유제거효율은 높지 않은 결점이 있다. 처리수에서 부유하는 슬러지를 일측으로 밀어내어 제거할 수 있는 블레이드 또는 스크레이퍼를 주로 이용하고 있다.
그런데, 상기한 종래의 슬러지 제거장치는 처리수에 대하여 부유하는 슬러지만을 단순 제거할 수 있는 장치이기 때문에, 처리수 내에 포함되어 부유하지 않는 슬러지는 제거하기 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1345324호
본 발명은, 비중이 가벼워서 자체 부유하는 슬러지뿐만 아니라 부유하지 않는 작은 슬러지 등의 경우에도 부유하도록 하거나 과잉 산소를 투여 하여 침전시키는 방식을 이용 제거함으로써 폐액속의 고형물질(슬러지) 제거성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비 및 이의 운전방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은 액체가 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 상기 액체를 수용하는 수용공간이 마련되어 있으며, 상부에 상기 수용공간의 기체가 유출되는 배출구가 형성된 마이크로버블 생성몸체, 상기 마이크로버블 생성몸체 내에 설치되어 작동 시 상기 액체에 침지되어 상기 액체 내로 기체를 분사하되, 상기 기체가 상기 액체 내에서 미세화되어 마이크로버블이 생성되도록 하는 마이크로버블 생성장치, 작동 시 상기 마이크로버블 생성몸체의 상부 일측에 형성된 제1드레인부로부터 상기 수용공간에서 생성된 마이크로버블을 포함하는 상기 액체가 유입되어 수용되는 슬러지 처리조 및 상기 슬러지 처리조에 설치되어 상기 마이크로버블에 의하여 부상하는 슬러지를 제거하는 슬러지 제거장치를 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명은 상기 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비를 이용하여, 상기 마이크로버블 생성장치를 작동시키는 단계, 상기 개폐밸브를 통하여 상기 제2드레인을 폐쇄하고 상기 순환부를 작동시켜 상기 마이크로버블 생성장치가 상기 액체에 침지되도록 상기 슬러지 처리조의 상기 액체를 흡입하여 상기 유입구로 순환 공급하는 단계, 상기 순환부의 작동에 의하여 상기 마이크로버블 생성몸체 내 상기 액체의 수위가 증가하여 상기 마이크로버블 생성장치에 의하여 생성된 마이크로버블이 포함된 액체가 상기 제1드레인을 통하여 상기 슬러지 처리조로 유입되면, 상기 슬러지 제거장치를 통하여 슬러지를 제거하는 단계 및 슬러지 제거작업이 완료되면 상기 개폐밸브를 통하여 상기 제2드레인을 개방하고 상기 순환부와 상기 마이크로버블 생성장치의 작동을 중지하는 단계를 포함하는 슬러지 제거설비 운전방법을 제공한다.
본 발명에 따른 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비 및 이의 운전방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 고효율 저동력의 마이크로버블 생성장치를 통하여 유입되는 외부공기를 폐액 내에서 미세화 하여 마이크로버블을 생성하고 이를 고형물질(슬러지)과 접촉시켜서 부유 또는 침강을 촉진시켜 제거함으로써 슬러지 제거성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 기체가 액체 내에서 미세화 되면서 마이크로버블이 생성되면서 발생하는 액체의 교반작용을 통하여 슬러지의 부상을 효과적으로 유도할 수 있다.
셋째, 슬러지 처리조 내 격벽을 설치하여 슬러지 처리조 내 액체의 유로(Path)를 지그재그로 형성하여 슬러지 처리조 내 마이크로버블의 체류시간을 길게 하여 슬러지의 부상을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 부유하지 않은 슬러지의 부상을 효과적으로 유도하여 슬러지 제거효율을 향상시킬 수 있다.
넷째, 구조가 간단하여 투자비용을 절감할 수 있으며, 설치면적을 축소시킬 수 있고 설비비 및 전기료를 포함하는 유지관리비를 저감시킬 수 있어 경제적이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 제거설비의 구성을 나타내는 정단면도이다.
도 2는 도 1의 마이크로버블 생성몸체에 설치된 수위조절부를 확대하여 나타낸 정단면도이다.
도 3은 도 1의 마이크로버블 생성장치의 다른 실시예를 나타내는 정단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 제거설비의 운전방법을 나타내는 정단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비(이하 '슬러지 제거설비'라 한다)는, 마이크로버블 생성몸체(100)와, 마이크로버블 생성장치(200)와, 슬러지 처리조(300)와, 슬러지 제거장치(400)와, 순환부(500)와, 침강슬러지 제거부(600)를 포함한다.
상기 마이크로버블 생성몸체(100)는 상부 일측으로 액체(1)가 유입되는 유입구(101)가 형성되고, 내부에 상기 액체(1)를 수용하는 수용공간(103)이 마련되어 있으며, 상부에 상기 수용공간(103)과 연통되어 기체가 유출되는 배출구(102)가 형성되어 있다.
상기 마이크로버블 생성몸체(100)는 상부 일측에 제1드레인(104)과, 제2드레인(105)이 형성되어 있다. 상기 제1드레인(104)은 상기 마이크로버블 생성장치(200)보다 높게 위치하고 있으며, 작동 시 상기 마이크로버블 생성장치(200)가 상기 액체(1)에 침지되게 함과 동시에 수용공간(103) 내 액체(1)가 일정 수위 보다 높으면 드레인되어 상기 슬러지 처리조(300)로 유입되게 한다.
상기 제2드레인(105)은 상기 슬러지 처리조(300)와 연통되고 상기 마이크로버블 생성장치(200)보다 높이가 낮게 위치하고 있으며, 개폐밸브(106)가 설치되어 상기 개폐밸브(106)의 작동여부에 따라 개폐가 가능하도록 되어 있다.
상기 개폐밸브(106)는, 작동 시에는 상기 제2드레인(105)을 패쇄하여 상기 수용공간(103) 내 액체(1)의 수위를 상승시켜 마이크로버블 생성장치(200)가 액체(1)에 침지되도록 한다. 또한, 상기 개폐밸브(106)는, 작동 중지 시에는 상기 제2드레인(105)을 개방하여 상기 수용공간(103)의 액체(1)가 드레인되어 슬러지 처리조(300)로 유입되게 하여 상기 수용공간(103) 내 액체(1)의 수위를 낮게 하고, 마이크로버블 생성장치(200)가 액체(1)에 침지되지 않도록 한다.
상기 마이크로버블 생성몸체(100)는, 상기 제1드레인(104)의 입구측에 설치되어 상기 슬러지(3) 처리량 또는 상기 후술되는 송풍장치(230)의 기체 공급량에 따른 수용공간(103)으로 가압하는 압력정도에 따라 마이크로버블 생성몸체(100) 내 상기 액체(1)의 수위를 조절하는 수위조절부(110)를 포함한다. 도 2를 참조하면, 상기 수위조절부(110)는, 상기 제1드레인(104) 출구 측에 대하여 상하방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기 액체(1)의 오버플로우 수위를 조절할 수 있도록 되어 있다.
상기 마이크로버블 생성장치(200)는, 상기 마이크로버블 생성몸체(100) 내에 설치되어 작동 시 상기 액체(1)에 침지되어 상기 액체(1) 내로 기체를 분사하고, 분사되는 상기 기체를 상기 액체(1) 내에서 미세화시켜 마이크로버블(2)이 생성되도록 하는 역할을 한다.
상세하게, 상기 마이크로버블 생성장치(200)는, 노즐부(210)와, 충돌부(220)와, 송풍장치(230)를 포함한다. 상기 노즐부(210)는 유출부(212)로 갈수록 유동단면적이 좁아지도록 형성되어 유입부(211)를 통하여 유입된 상기 기체의 유동속도를 증가시켜 유출부(212)로 배출시키고, 작동 시 상기 유출부(212)가 상기 액체(1)에 침지되어 상기 기체가 상기 액체(1) 내에서 분사되게 한다.
한편, 상기 노즐부(210)는, 상기 기체가 유동하는 내부공간과 연통되는 노즐드레인(213)이 설치되어, 작동 후 상기 노즐드레인(213)을 통하여 상기 내부공간으로 유입되는 상기 액체(1)를 배출하도록 되어 있다. 상기 노즐드레인(213)은 밸브(214)가 설치되어 상기 밸브(214)를 통하여 액체(1) 배출 여부를 조절할 수 있다. 상기 노즐드레인(213)은 상기 마이크로버블 생성몸체(100)와 연결되어 상기 내부공간(211)으로 유입되어 드레인되는 상기 액체(1)를 상기 마이크로버블 생성몸체(100)로 유입되게 할 수 있다.
상기 충돌부(220)는 상기 유출부(212)로부터 이격되게 위치하여 상기 유출부(212)로부터 분사되는 상기 기체가 저면에 충돌되게 하여 상기 기체를 미세화시키는 역할을 한다. 상기 충돌부(220)는, 상기 기체의 유출방향에 대하여 수평한 방향으로 위치하여 상기 기체가 하면에 충돌하면서 측면으로 퍼져나가게 되어 있으며, 하나 또는 복수개의 충돌플레이트들로 이루어져 있다.
도 3을 참조하면, 상기 충돌부(220)는, 제1충돌플레이트(221)와 제2충돌플레이트(222)로 이루어진 한 쌍의 충돌플레이트들이 다단으로 이격되게 배치되어 있다. 이에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 제1충돌플레이트(221)는 상기 노즐부(210)의 상기 유출부(212)로부터 상부에 이격되게 위치하며, 제1결합부재(223)에 의하여 상기 노즐부(210)와 결합되어 그 위치가 고정된다. 여기서, 상기 제1결합부재(223)는 기둥형상으로 상기 노즐부(210)의 유출부(212)를 따라 이격되게 세워지고 일단부는 상기 유출부(212)의 단부에 결합되고 타단부는 상기 제1충돌플레이트(221)의 외주측면 또는 하면에 결합된다.
상기 제2충돌플레이트(222)는 상기 제1충돌플레이트(221)의 상부에 이격되게 위치하며, 제2결합부재(224)에 의하여 제1충돌플레이와 결합되어 고정된다. 상기 제2충돌플레이트(222)는 상기 제1충돌플레이트(221)와 평행하도록 횡 방향으로 배치되며 상기 제1충돌플레이트(221)의 측면으로 퍼져 나와 상부 방향으로 유출되는 기체가 하면에 충돌하여 측면으로 퍼져 나가게 한다.
상기 제2결합부재(224)는 기둥형상으로 상기 제1충돌플레이트(221)의 상면에 서로 이격되게 세워지고 일단부는 상기 제1충돌플레이트(221)의 상면과 결합하고 타단부는 제2충돌플레이트(222)의 하면에 결합한다.
상기 제1충돌플레이트(221)와 상기 제2충돌플레이튼 원판 형상으로 상기 제2충돌플레이트(222)는 상기 제1충돌플레이트(221) 보다 직경이 크게 형성되고 동축으로 배치되어 상기 제1충돌플레이트(221)의 측면으로 퍼져 나오는 상기 기체가 하면에 충돌하여 측면으로 퍼져 나가게 할 수 있다.
상기 송풍장치(230)는 상기 유입부(211)로 상기 기체를 강제 공급하는 역할을 하며, 공지의 송풍팬 등을 적용할 수 있다.
상기 슬러지 처리조(300)는 작동 시 상기 제1드레인(104)부로부터 상기 수용공간(103)에서 생성된 마이크로버블(2)을 포함하는 상기 액체(1)가 유입되어 수용된다. 상기 슬러지 처리조(300)는, 처리조몸체(310)와, 격벽(320)들을 포함한다. 상기 처리조몸체(310)는 상기 마이크로버블(2)을 포함하는 상기 액체(1)가 유입되어 수용되는 처리공간(311)이 형성되며 상부가 개방되는 것이 바람직하다.
상기 격벽(320)은 상기 처리조몸체(310)에 설치되어 상기 처리공간(311)을 복수개의 처리공간(311)들로 구획하며 하나 또는 복수개로 형성되어 상기 액체(1)가 지그재그로 유동하도록 한다. 상기 격벽(320)은, 제1격벽(321)과, 제2격벽((322)을 포함한다. 상기 제1격벽(321)은 하나 또는 복수개로 하단부가 상기 처리조몸체(310)의 저면으로부터 이격되도록 세워져 설치되어 상기 액체(1)가 하방으로 유동하도록 한다.
상기 제2격벽((322)은, 하나 또는 복수개로 상기 제1격벽(321)과 이격되게 세워져 설치되고 하단부가 상기 처리조몸체(310)의 저면에 결합하고 상단부가 상기 처리조몸체(310)의 상면으로부터 이격되게 설치되어 상기 액체(1)가 상방으로 유동하도록 한다.
도면에서, 상기 슬러지 처리조(300)는, 상기 액체(1)의 유동방향에 대하여 상기 제1격벽(321)과, 제2격벽((322)과, 제1격벽(321)이 순차적으로 이격되게 배치되어 상기 액체(1)가 지그재그로 유동할 수 있도록 되어 있으나, 이는 일 실시예로 상기 제1격벽(321)과 상기 제2격벽((322)의 개수와 배치는 설계에 따라 다르게 할 수 있음은 물론이다.
한편, 도시하지 않았지만, 상기 슬러지 처리조(300)는, 도시하지 않았지만 상기 슬러지(3)의 응집을 위한 슬러지 응집제를 투입하기 위한 응집제 투입부가 설치될 수 있다.
상기 슬러지 제거장치(400)는, 상기 슬러지 처리조(300)에 설치되어 상기 마이크로버블(2)에 의하여 부상하는 슬러지(3)를 제거하는 역할을 한다. 상기 슬러지 제거장치(400)는, 상기 슬러지 처리조(300)에 설치되어 상기 슬러지 처리조(300)에서 부상하는 상기 슬러지(3)를 제거하는 슬러지 스크레이퍼 또는 스키마 블레이드 등 상기한 목적을 달성할 수 있는 구성이라면 다양한 장치가 적용될 수 있다.
상기 순환부(500)는, 상기 슬러지 처리조(300)와 상기 마이크로버블 생성몸체(100)와 연결되어, 상기 슬러지 처리조(300)의 상기 액체(1)를 흡입하여 상기 마이크로버블 생성몸체(100)의 상기 유입구(101)로 공급하여 상기 액체(1)를 순환시키는 역할을 한다. 상기 순환부(500)는 작동 시 상기 제2드레인(105)이 폐쇄된 상태에서 상기 마이크로버블 생성장치(200)가 상기 액체(1)에 침지되도록 상기 수용공간(103)으로 액체(1)를 공급하여 수용공간(103)의 수위를 상승시키고, 상기 수용공간(103)과 상기 슬러지 처리조(300)를 따라 액체(1)가 순환 유동하도록 한다.
상기 순환부(500)는, 일단부는 상기 슬러지 처리조(300)와 연통되게 연결되고 타단부는 상기 마이크로버블 생성몸체(100)의 유입구(101)와 연통되게 연결되어 상기 슬러지 처리조(300)의 상기 액체(1)를 상기 유입구(101)로 공급하는 순환라인(510)과, 상기 순환라인(510)상에 설치되어 상기 액체(1)를 강제 유동시키는 순환펌프(520)를 포함한다. 여기서, 상기 순환펌프(520)는 상기 수용공간(103) 내 상기 액체(1)의 수위 등을 감안하여 공급량 등을 조절할 수 있다.
상기 침강슬러지 제거부(600)는 상기 마이크로버블 생성몸체(100)와 결합하여, 상기 수용공간(103) 내에 생성되어 하부로 침강되는 슬러지(3)를 제거하는 역할을 한다. 상세하게, 상기 침강슬러지 제거부(600)는, 슬러지 배출라인(611)과, 배출펌프(610)와, 슬러지 제거부(620)를 포함한다.
상기 슬러지 배출라인(611)은, 하부가 콘(Corn)형상으로 형성된 상기 마이크로버블 생성몸체(100)의 하단부와 연통되게 연결되어 상기 수용공간(103)에서 모아져 침강하는 슬러지(3)를 배출시키는 역할을 한다.
상기 배출펌프(610)는 상기 슬러지 배출라인(611) 상에 설치되어 상기 슬러지(3)와 상기 액체(1)를 강제로 배출시키는 역할을 한다.
상기 슬러지 제거부(620)는 상기 슬러지 배출라인(611) 상에 설치되어 상기 슬러지(3)를 여과하여 제거하는 역할을 한다. 상기 슬러지 제거부(620)는 필터 프레스 또는 원심분리기 등의 고액분리기를 적용할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
한편, 도면에서 상기 침강슬러지 제거부(600)는 상기 마이크로버블 생성몸체(100)에 연결되어 상기 수용공간(103) 내 침강하는 슬러지(3)를 제거하는 것을 실시예로 하여 나타내었으나, 이는 일 실시예로 액체(1)의 종류 등에 따라 상기 슬러지 처리조(300)에 연결되어 상기 슬러지 처리조(300)의 처리공간(311)에서 침강하는 슬러지(3)를 제거할 수 있음은 물론이다.
도 3은 상기 마이크로버부 생성장치(240)의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도면을 참조하면, 상기 마이크로버블 생성장치(240)는 공급관(241)과, 충돌부(220)와, 송풍장치(230)를 포함한다. 여기서, 상기 충돌부(220)와 상기 송풍장치(230)는 도 1의 충돌부(220)와 송풍장치(230)의 구성과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이와 대별되는 상기 공급관(241)에 대하여 살펴보기로 한다.
상기 공급관(241)은, 동일한 관경을 갖는 파이프 형상으로 기체를 공급하며, 상기 마이크로버블 생성몸체(100)의 측면에 관통 삽입 고정되고 삽입단부가 상향 절곡되어 있다. 여기서, 상기 공급관(241)은 원통형 관으로 일반적인 파이프를 그대로 적용할 수 있으며, 이에 취급이 용이하고 제조가 용이하며 제조단가를 낮출 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 제거설비 운전방법에 대하여 살펴보기로 한다. 아울러, 상기 슬러지 제거설비는 전술하였으므로 이하에서는 이의 운전방법에 대하여 중점적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 순환부(500)와 슬러지 제거장치(400)를 작동하기 전 우선 상기 마이크로버블 생성장치(200)를 작동시킨다. 이는 마이크로버블 생성장치(200)인 노즐부(210) 내로 액체(1)가 유입되지 않게 하기 위함이다.
그런 다음, 도 5에 나타난 바와 같이 상기 제2드레인(105)을 폐쇄하고 상기 순환부(500)를 작동시키고, 상기 순환부(500)가 상기 슬러지 처리조(300)의 상기 액체(1)를 흡입하여 상기 유입구(101)로 순환 공급하여 상기 마이크로버블 생성장치(200)가 액체(1)에 침지되도록 한다. 여기서, 상기 순환부(500)의 작동은 상기 마이크로버블 생성장치(200)가 상기 액체(1)에 침지되도록 수용공간(103) 내 액체(1)의 설정된 수위에 대응하여 상기 액체(1)의 순환유량 등을 조절할 수 있다.
상기한 바에 따라 상기 순환부(500)가 작동하면, 상기 순환부(500)의 작동에 의하여 상기 마이크로버블 생성몸체(100) 내 상기 액체(1)의 수위가 증가하게 되고, 이에 따라 상기 마이크로버블 생성장치(200)에 의하여 생성된 마이크로버블(2)이 포함된 액체(1)가 상기 제1드레인(104)을 통하여 상기 슬러지 처리조(300)로 유입된다.
이렇게 상기 슬러지 처리조(300)로 유입된 상기 마이크로버블(2)이 포함된 액체(1)는, 상기 슬러지 처리조(300) 내에서 상기 마이크로버블(2)에 의하여 액체(1) 내 포함된 슬러지(3)의 부상이 촉진되어 부상하게 되고 이렇게 부상된 슬러지(3)는 상기 슬러지 제거장치(400)를 통하여 제거된다. 이때, 상기 슬러지(3)를 제거하는 과정에서, 상기 수위조절부(110)를 통하여 슬러지(3)의 처리량 또는 상기 수용공간(103)의 압력에 대응하여 수용공간(103) 내 상기 액체(1)의 수위를 조절한다. 여기서, 상기 슬러지 처리조(300)의 액체(1)는 격벽(320)들에 의하여 상향 및 하향으로 지그재그로 유동하도록 하여 마이크로버블(2)의 액체(1) 내 체류시간을 길게 하여 상기 슬러지(3)의 부상을 촉진하고 부유하는 상기 슬러지(3)를 상기 슬러지 제거장치(400)를 통하여 제거한다.
한편, 상기한 순환부(500)와 상기 마이크로버블 생성장치(200)가 작동하면, 상기 액체(1)가 산소와 만나면서 부유하는 슬러지(3)와 침전되는 슬러지(3)가 발생하는데, 이때 상기 순환부(500)와 상기 마이크로버블 생성장치(200)가 작동하면 상기 침강슬러지 제거부(600)를 통하여 상기 수용공간(103) 내 침강하는 슬러지(3)를 제거한다.
상기 슬러지 제거장치(400)를 통하여 슬러지(3) 제거작업이 완료되면 도 6에 나타난 바와 같이 상기 순환부(500)의 작동을 중지하고, 이 후 상기 수용공간(103) 내 상기 액체(1)의 수위가 상기 마이크로버블 생성장치(200)보다 낮아지면 상기 마이크로버블 생성장치(200)의 송풍장치(230)의 작동을 중지한다.
한편, 상기 순환부(500) 작동을 중지한 후에는 상기 제3드레인을 개방하여 상기 노즐부(210)의 내부공간 내로 유입된 상기 액체(1)를 배출시키도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100... 마이크로버블 생성몸체 101... 유입구
102... 배출구 103... 수용공간
104... 제1드레인 105... 제2드레인
106... 개폐밸브 110... 수위조절부
200,240... 마이크로버블 생성장치 210... 노즐부
211... 유입부 212... 유출부
213... 노즐드레인 214... 밸브
220... 충돌부 221... 제1충돌플레이트
222... 제2충돌플레이트 223... 제1결합부재
224... 제2결합부재 230... 송풍장치
241... 공급관 300... 슬러지 처리조
310... 처리조몸체 311... 처리공간
320... 격벽 321... 제1격벽
322... 제2격벽 400... 슬러지 제거장치
500... 순환부 510... 순환라인
520... 순환펌프 600... 침강슬러지 제거부
610... 배출펌프 611... 슬러지 배출라인
620... 슬러지 제거부

Claims (21)

  1. 액체가 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 상기 액체를 수용하는 수용공간이 마련되어 있으며, 상부에 상기 수용공간과 연통되는 배출구가 형성되고, 상부 일측에 형성된 제1드레인과, 상기 제1드레인의 하측에 형성된 제2드레인과, 상기 제2드레인을 개폐하는 개폐밸브가 설치된 마이크로버블 생성몸체;
    상기 마이크로버블 생성몸체 내에 설치되어 작동 시 상기 액체에 침지되어 상기 액체 내로 기체를 분사하되, 상기 기체가 상기 액체 내에서 미세화되어 마이크로버블이 생성되도록 하는 마이크로버블 생성장치;
    작동 시 상기 제1드레인으로부터 상기 수용공간에서 생성된 마이크로버블을 포함하는 상기 액체가 유입되어 수용되는 슬러지 처리조; 및
    상기 슬러지 처리조에 설치되어 상기 마이크로버블에 의하여 부상하는 슬러지를 제거하는 슬러지 제거장치를 포함하되,
    상기 제1드레인은 상기 마이크로버블 생성장치보다 높게 위치하여 상기 마이크로버블 생성장치의 작동 시 상기 수용공간 내 액체가 일정 수위보다 높으면 드레인되어 상기 슬러지 처리조로 유입되게 하고,
    상기 제2드레인은 상기 슬러지 처리조와 연통되고 상기 마이크로버블 생성장치보다 낮게 위치하여, 작동 시 상기 개폐밸브에 의하여 폐쇄되고 작동 중지 시 상기 개폐밸브가 개방되어 상기 수용공간의 액체가 상기 슬러지 처리조로 유입되도록 하며,
    상기 슬러지 처리조는,
    상기 마이크로버블을 포함하는 상기 액체가 일측으로 유입되어 수용되는 처리공간이 형성된 처리조몸체와, 상기 처리조몸체에 설치되어 상기 처리공간을 복수개의 처리공간들로 구획하는 복수개의 격벽들을 포함하며,
    상기 격벽은,
    상기 처리조몸체의 일측으로부터 이격되게 위치하고 하단부가 상기 처리조몸체의 저면으로부터 이격되도록 세워져 설치되어 상기 액체가 하방으로 유동하도록 하는 하나 또는 복수개의 제1격벽과,
    상기 액체의 유동방향에 대하여 상기 제1격벽의 후방에 이격되게 세워져 설치되고 하단부가 상기 처리조몸체의 저면에 결합하고 상단부가 상기 처리조몸체의 상면으로부터 이격되게 설치되어 상기 제1격벽을 통하여 하방으로 유동하는 상기 액체가 상방으로 유동하도록 하는 하나 또는 복수개의 제2격벽을 포함하여,
    상기 제1격벽과 상기 제2격벽과 상기 제1격벽이 순차적으로 이격되게 배치되어 상기 액체가 지그재그로 유동할 수 있도록 하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이크로버블 생성몸체는,
    상기 제1드레인의 입구측에 설치되고, 상하방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기 마이크로버블 생성몸체 내 상기 액체의 수위를 조절하는 수위조절부를 더 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이크로버블 생성장치는,
    유입부를 통하여 유입된 상기 기체의 유동속도를 증가시켜 유출부로 배출시키고 작동 시 상기 유출부가 상기 액체에 침지되어 상기 기체가 상기 액체 내에서 분사되게 하는 노즐부와,
    상기 유출부로부터 이격되게 위치하여 상기 유출부로부터 분사되는 상기 기체가 저면에 충돌되게 하는 충돌부와,
    상기 유입부로 상기 기체를 강제 공급하는 송풍장치를 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 충돌부는,
    수평한 방향으로 위치하는 하나 또는 복수개의 충돌플레이트들로 형성되는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 노즐부는,
    상기 기체가 유동하는 내부공간과 연통되어 상기 내부공간으로 유입되는 상기 액체를 배출하는 노즐드레인을 더 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬러지 제거장치는,
    상기 슬러지 처리조에 설치되어 상기 슬러지 처리조에서 부상하는 상기 슬러지를 제거하는 슬러지 스크레이퍼 또는 스키마 블레이드를 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  11. 청구항 1, 청구항 4 내지 7 및 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬러지 처리조와 상기 마이크로버블 생성몸체와 연결되어, 작동 시 상기 마이크로버블 생성장치가 상기 액체에 침지되도록 상기 슬러지 처리조의 상기 액체를 흡입하여 상기 마이크로버블 생성몸체의 상기 유입구로 공급하여 상기 액체를 순환시키는 순환부를 더 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 순환부는,
    일단부는 상기 슬러지 처리조와 연통되게 연결되고 타단부는 상기 마이크로버블 생성몸체의 유입구와 연통되게 연결되어 상기 슬러지 처리조의 상기 액체를 상기 유입구로 공급하는 순환라인과,
    상기 순환라인상에 설치되어 상기 액체를 강제 유동시키는 순환펌프를 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 마이크로버블 생성몸체와 결합하여, 상기 수용공간 내에 생성되어 하부로 침강되는 슬러지를 제거하기 위한 침강슬러지 제거부를 더 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 침강슬러지 제거부는,
    상기 마이크로버블 생성몸체의 하부와 연통되게 연결되어 침강되는 상기 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출라인과,
    상기 슬러지 배출라인 상에 설치되어 상기 슬러지와 상기 액체를 강제로 배출시키는 배출펌프와,
    상기 슬러지 배출라인 상에 설치되어 상기 슬러지를 여과하여 제거하는 슬러지 제거부를 포함하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비.
  15. 액체가 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 상기 액체를 수용하는 수용공간이 마련되어 있으며, 상부에 상기 수용공간과 연통되는 배출구가 형성되고, 상부 일측에 제1드레인과 상기 제1드레인의 하부에 이격되게 위치하고 개폐밸브가 설치된 제2드레인이 각각 형성된 마이크로버블 생성몸체와, 상기 마이크로버블 생성몸체 내에 설치되어 작동 시 상기 액체에 침지되어 상기 액체 내로 기체를 분사하되, 상기 기체가 상기 액체 내에서 미세화되어 마이크로버블이 생성되도록 하는 마이크로버블 생성장치와, 상기 제1드레인과 상기 제2드레인으로부터 상기 수용공간에서 생성된 마이크로버블을 포함하는 상기 액체가 유입되어 수용되는 슬러지 처리조와, 상기 슬러지 처리조에 설치되어 상기 마이크로버블에 의하여 부상하는 슬러지를 제거하는 슬러지 제거장치와, 상기 슬러지 처리조와 상기 마이크로버블 생성몸체와 연결되어, 작동 시 상기 마이크로버블 생성장치가 상기 액체에 침지되도록 상기 슬러지 처리조의 상기 액체를 상기 마이크로버블 생성몸체의 상기 유입구로 공급하여 상기 액체를 순환시키는 순환부와, 상기 마이크로버블 생성몸체와 결합하여, 상기 수용공간 내에 생성되어 하부로 침강되는 슬러지를 제거하기 위한 침강슬러지 제거부를 포함하되,
    상기 제1드레인은 상기 마이크로버블 생성장치보다 높게 위치하여 상기 마이크로버블 생성장치의 작동 시 상기 수용공간 내 액체가 일정 수위보다 높으면 드레인되어 상기 슬러지 처리조로 유입되게 하고, 상기 제2드레인은 상기 슬러지 처리조와 연통되고 상기 마이크로버블 생성장치보다 낮게 위치하여, 작동 시 상기 개폐밸브에 의하여 폐쇄되고 작동 중지 시 상기 개폐밸브가 개방되어 상기 수용공간의 액체가 상기 슬러지 처리조로 유입되도록 하는 침강 및 부유하는 슬러지 제거설비를 이용하여,
    상기 마이크로버블 생성장치를 작동시키는 단계;
    상기 개폐밸브를 통하여 상기 제2드레인을 폐쇄하고 상기 순환부를 작동시켜 상기 마이크로버블 생성장치가 상기 액체에 침지되도록 상기 슬러지 처리조의 상기 액체를 흡입하여 상기 유입구로 순환 공급하는 단계;
    상기 순환부의 작동에 의하여 상기 마이크로버블 생성몸체 내 상기 액체의 수위가 증가하여 상기 마이크로버블 생성장치에 의하여 생성된 마이크로버블이 포함된 액체가 상기 제1드레인을 통하여 상기 슬러지 처리조로 유입되면, 상기 슬러지 제거장치를 통하여 부유하는 슬러지를 제거하는 단계; 및
    슬러지 제거작업이 완료되면 상기 개폐밸브를 통하여 상기 제2드레인을 개방하고 상기 순환부와 상기 마이크로버블 생성장치의 작동을 중지하는 단계를 포함하되,
    상기 슬러지 처리조는, 상기 마이크로버블을 포함하는 상기 액체가 유입되어 수용되는 처리공간이 형성된 처리조몸체에 설치되어 상기 처리공간을 복수개의 처리공간들로 구획하는 복수개의 격벽들을 포함하되,
    상기 격벽은, 상기 처리조몸체의 일측으로부터 이격되게 위치하고 하단부가 상기 처리조몸체의 저면으로부터 이격되도록 세워져 설치되어 상기 액체가 하방으로 유동하도록 하는 하나 또는 복수개의 제1격벽과, 상기 액체의 유동방향에 대하여 상기 제1격벽의 후방에 이격되게 세워져 설치되고 하단부가 상기 처리조몸체의 저면에 결합하고 상단부가 상기 처리조몸체의 상면으로부터 이격되게 설치되어 상기 제1격벽을 통하여 하방으로 유동하는 상기 액체가 상방으로 유동하도록 하는 하나 또는 복수개의 제2격벽을 포함하여,
    상기 슬러지를 제거하는 단계는,
    상기 슬러지 처리조에서 상기 액체가 상기 제1격벽과 상기 제2격벽에 의하여 상향 및 하향으로 지그재그로 유동하도록 하여 부유하는 상기 슬러지를 상기 슬러지 제거장치를 통하여 제거하며,
    상기 마이크로버블 생성장치는, 유입부를 통하여 유입된 상기 기체의 유동속도를 증가시켜 유출부로 배출시키고 작동 시 상기 유출부가 상기 액체에 침지되어 상기 기체가 상기 액체 내에서 분사되게 하고, 상기 기체가 유동하는 내부공간과 연통되어 상기 내부공간으로 유입되는 상기 액체를 배출하는 노즐드레인을 포함하는 노즐부와, 상기 유출부로부터 이격되게 위치하여 상기 유출부로부터 분사되는 상기 기체가 저면에 충돌되게 하는 충돌부와, 상기 유입부로 상기 기체를 강제 공급하는 송풍장치를 포함하고,
    상기 순환부 작동을 중지한 후 상기 노즐드레인을 개방하여 상기 노즐부 내로 유입된 상기 액체를 배출시키는 단계를 더 포함하는 슬러지 제거설비 운전방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 순환부와 상기 마이크로버블 생성장치의 작동을 중지하는 단계는,
    상기 순환부의 작동을 중지하고, 상기 수용공간 내 상기 액체의 수위가 상기 마이크로버블 생성장치보다 낮아지면 상기 마이크로버블 생성장치의 작동을 중지하는 슬러지 제거설비 운전방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 마이크로버블 생성몸체는, 상기 제1드레인의 입구측에 설치되고, 상하방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기 마이크로버블 생성몸체 내 상기 액체의 수위를 조절하는 수위조절부를 포함하고,
    상기 슬러지를 제거하는 단계는,
    상기 슬러지의 처리량 또는 상기 수용공간의 압력에 대응하여 상기 수위조절부를 통하여 상기 수용공간 내 상기 액체의 수위를 조절하는 슬러지 제거설비 운전방법.
  19. 삭제
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 슬러지 제거장치는,
    상기 슬러지 처리조에 설치되어 상기 슬러지 처리조에서 부상하는 상기 슬러지를 제거하는 슬러지 스크레이퍼 또는 스키마 블레이드를 포함하는 슬러지 제거설비 운전방법.
  21. 삭제
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