KR101785952B1

KR101785952B1 - 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치

Info

Publication number: KR101785952B1
Application number: KR1020170036827A
Authority: KR
Inventors: 김병우
Original assignee: 김병우
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-10-17

Abstract

본 발명은 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치에 관한 것으로서, 슬러지를 응집시키는 폴리머를 유입되는 슬러지와 혼합하는 혼합수단; 상기 슬러지를 부상시키기 위하여 미세기포를 발생시키는 미세기포발생수단; 상기 슬러지와 폴리머가 혼합된 혼합수를 수용하는 수용조; 및 상기 수용조에서 부상슬러지를 수거하는 슬러지수거수단;을 포함하며, 상기 슬러지수거수단은 수용조의 수면에 설치되어 슬러지를 흡착하는 흡착회전체; 상기 흡착회전체의 원주방향 외주연에 흡착된 슬러지를 제거시켜 포집하는 슬러지 포집부; 상기 슬러지 포집부에 포집된 슬러지를 펌핑시켜 강제 배출하는 배출장치; 및 상기 흡착회전체를 수용조의 수위에 따라서 승강되도록 하는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수용조의 수면에 설치되는 흡착회전체의 회전축 운동에 의해 수면 위의 슬러지를 흡착 및 배출하는 구성이 간단하기 때문에 적은 비용으로도 설비를 갖출 수 있고, 구성요소간 간섭이 없기 때문에 고장요인을 최소화할 수 있고, 유지보수에 소요되는 시간과 비용을 최소화할 수 있고, 작동부위가 회전축 구동으로 최소화됨으로써, 정숙한 구동이 가능하고, 동력손실이 적어 에너지 효율이 향상되는 효과를 갖는다.

Description

하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치{SLUDGE TREATMENT APPARATUS OF SEWAGE DISPOSALPLANTS}

본 발명은 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수용조의 수면에 설치되는 흡착회전체의 회전축 운동에 의해 수면 위의 슬러지를 흡착 및 배출하는 구성이 간단하기 때문에 적은 비용으로도 설비를 갖출 수 있도록 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치에 관한 것이다.

종래의 하수처리장은 복합플랜트 설비로 초기투자비가 고가이고, 일단 건설되면 개조 등에 추가비용이 소요되는 등 경제적 측면, 방류수 수질기준을 준수해야하는 법적인 측면, 방류수역의 수질보전측면, 유지관리측면에서 매우 중요한 도시 기반 시설이다. 따라서, 주처리공정인 생물학적 처리 공정에 부합되며, 향후 고도처리시설, 총인처리시설 증설에 따른 슬러지 처리시설의 결정은 하수처리장의 계획에 있어 중요한 요소중 하나로서 슬러지 처리시설에 대해 충분히 검토한 후에 결정하여야 한다.

또한 근래까지의 하수처리장은 대부분 유기물 처리목적으로 한 생물학적 처리공정이 주 처리공정으로 적용되어 왔으나, 수역의 부영양화 방지, 방류수 수질기준의 강화, 4대강 사업에 따른 총인 기준 강화 등으로 부영양화 원인물질인 질소, 인을 제거할 수 있는 고도처리 공정의 신설 및 증설, 총인처리시설 신설을 중심으로 점차 확대되어 가는 실정이다.

이러한 생물학적 질소/인 제거가 가능한 고도처리 시설증설 및 처리수질의 강화를 감안하여 슬러지농축 또는 저류 및 탈수시 혐기상태에서의 잉여슬러지의 인의 방출을 방지하기 위해 단시간내 고농축할 수 있는 개선된 시설이 필요하다.

한편, 종래에도 하수처리장의 1차처리 침전조의 생슬러지 및 2차 생물학적 처리 후, 발생되는 미생물 잉여 슬러지 또는 혼합슬러지의 처리대상 유기고형물 및 콜로이드성 물질의 개별적 처리가 가능하고, 동시에 합류하여 처리함으로서 개별공정상 유발되는 경제적 비용 저감과 효율증가를 개선하여 고도처리시설의 신설 및 증설, 총인처리시설 신설에 필요한 농축방법을 제공하고 빠른 시간 내 생물학적인 방출을 최소화할 수 있으며, 1차 슬러지와 잉여슬러지 또는 혼합된 슬러지를 안정적으로 고농축하기 위한 부상농축에 관한 기술이 개시되었다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 의한 실시예(1)는 액상폴리머생성수단(10)과, 혼합수단(20)과, 미세기포 발생수단(30)과, 수용조(40)와, 슬러지 수거수단(50)을 포함한다.

액상폴리머 생성수단(10)은 도 1을 참조하여 설명한 종래의 기술과 동일하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.

상기 혼합수단(20)은 벤츄리관(21)과 교반탱크(22)와, 수용조(26)를 포함한다. 상기 벤츄리관(21)은 유량 및 유속을 급속히 변화시켜 폐수와 폴리머를 혼합하는 구성요소이다.

상기 교반탱크(22)는 구동모터(23a)에 의해 교반기(23)를 회전시켜 폐수와 폴리머를 균일하게 혼합하는 구성요소이다.

특히, 벤츄리관(21)의 전단과 교반탱크(22)의 전단에서 폴리머가 주입되는 폴리머 주입관(24a,24b)이 형성된 것을 알 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 슬러지의 응집이 신속하게 이루어지고, 배관상에서 응집된 슬러지가 깨지는 것을 방지하는 것이다.

또한, 교반탱크(22)에서 배출된 혼합수를 수용하는 수용조(26)가 구비되고, 수용조(26)의 일면에는 슬러지의 응집상태를 육안으로 관찰할 수 있는 윈도우(25)가 형성된 것을 알 수 있다. 상기 윈도우(25)를 통해 관찰한 결과에 따라 폴리머의 주입량을 조절할 수 있는 것이다.

또한 미세기포 발생수단(30)에서 발생된 미세기포는 혼합수단(20)의 수용조(26)에 직접 주입될 수도 있고, 또는 이와 병행하여 혼합수를 수용조(40)로 이송하는 이송관(L3)을 통해 주입할 수도 있다.

그러나, 상기한 종래기술의 슬러지 수거수단(50)은 수용조(40)의 양측에 각각 구비되는 한 쌍의 체인(53)과, 상기 체인(53)을 구동하는 구동스프라켓(51)과 종동스프라켓(52)과, 상기 체인(53)의 내측에 구비되는 브라켓(54)과, 상기 브라켓(53)에 회전가능하게 지지되는 프레임(56)으로 이루어지는 구성되고, 상기 프레임(56)에는 외측으로 한 쌍의 지그(57)가 돌출형성되고, 지그(57)의 하부에는 연결판(58)이 연결되고, 상기 연결판(58)의 하부에는 블레이드(59)가 고정되는 등 구성이 복잡한 문제가 있었다.

또한, 체인과 스프로킷의 결합에 따른 동력전달시 동력손실이 있고, 마찰소음이 발생되는 문제가 있었다.

또한, 마찰부 및 링크 연결부가 많아 잦은 고장요인이 되며, 고장 발생시에는 보수작업에 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제 10-1302964호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 수용조의 수면에 설치되는 흡착회전체의 회전축 운동에 의해 수면 위의 슬러지를 흡착 및 배출하는 구성이 간단하기 때문에 적은 비용으로도 설비를 갖출 수 있도록 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구성 요소간 간섭을 없에서 고장요인을 최소화하며 유지보수에 소요되는 시간과 비용을 최소화하도록 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 작동부위가 회전축 구동으로 최소화됨으로써, 정숙한 구동이 가능하고, 동력손실이 적어 에너지 효율이 향상되도록 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 슬러지를 응집시키는 폴리머를 유입되는 슬러지와 혼합하는 혼합수단; 상기 슬러지를 부상시키기 위하여 미세기포를 발생시키는 미세기포발생수단; 상기 슬러지와 폴리머가 혼합된 혼합수를 수용하는 수용조; 및 상기 수용조에서 부상슬러지를 수거하는 슬러지수거수단;을 포함하며, 상기 슬러지수거수단은 수용조의 수면에 설치되어 슬러지를 흡착하는 흡착회전체; 상기 흡착회전체의 원주방향 외주연에 흡착된 슬러지를 제거시켜 포집하는 슬러지 포집부; 상기 슬러지 포집부에 포집된 슬러지를 펌핑시켜 강제 배출하는 배출장치; 및 상기 흡착회전체를 수용조의 수위에 따라서 승강되도록 하는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 흡착회전체는, 수용조를 가로질러 설치되는 회전축; 상기 회전축 상에 결합되는 원통형의 회전몸체; 및 상기 회전몸체 외주연 전체에 방사상으로 펼쳐지도록 형성되고, 회전몸체의 회전시 수용조 수면에 접촉하여 슬러지를 흡착하는 흡착솔;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬러지 포집부는, 흡착회전체의 회전방향 전면에서 회전하는 회전몸체에 대면하도록 설치되어 흡착솔에 묻은 슬러지를 긁어내도록 하는 나이프; 및 상기 나이프을 타고 흐르는 슬러지를 포집하는 수용부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 승강수단은, 상기 흡착회전체의 회전축을 수직방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 레일; 상기 흡착회전체의 회전몸체 내에 형성되는 부력수단; 및 상기 배출장치의 펌프와 슬러지 포집부 사이를 연결하는 이송관(의 길이를 수위에 따라 조절 가능하도록 하는 길이가변부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명은 수용조의 수면에 설치되는 흡착회전체의 회전축 운동에 의해 수면 위의 슬러지를 흡착 및 배출하는 구성이 간단하기 때문에 적은 비용으로도 설비를 갖출 수 있고, 구성 요소간 간섭이 없기 때문에 고장요인을 최소화할 수 있고, 유지보수에 소요되는 시간과 비용을 최소화하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 작동부위가 회전축 구동으로 최소화됨으로써, 정숙한 구동이 가능하고, 동력손실이 적어 에너지 효율이 향상되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래기술에 의한 하수처리장치의 실시예를 나타낸 개략도.
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 실시예의 요부를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 하수처리장의 슬러지 처리 개념도.
도 5, 도 6은 본 발명에 따른 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치를 나타낸 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 하수처리장의 슬러지 처리 개념도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 하수처리장은 혼합수단(110)을 이용해 슬러지를 응집시키는 폴리머를 유입되는 슬러지와 혼합하게 된다.

그리고, 미세기포발생수단(120)을 이용해 미세기포를 발생시켜 상기 슬러지를 부상시키게 된다.

상기 혼합수단(110) 및 미세기포발생수단(120)의 구성은 대한민국 등록특허 제 10-1302964호에 개시된 바와 같은 구성으로서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 슬러지와 폴리머가 혼합된 혼합수는 수용조(101)에 수용되고, 상기 수용조(101)에는 슬러지수거수단(130)이 설치되어 부상슬러지를 수거하게 된다.

도 5, 도 6은 본 발명에 따른 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치를 나타낸 개략도로서, 도 5, 도 6을 참조하여 슬러지수거수단(130)의 구성에 대해 보다 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 슬러지수거수단(130)은 크게 흡착회전체(140), 슬러지 포집부(150), 배출장치(160), 승강수단(170)으로 구성된다.

상기 슬러지수거수단(130)은 수용조(101)의 수면에 흡착회전체(140)가 설치되어 회전운동하면서 슬러지(S)를 흡착하게 된다.

이때, 상기 흡착회전체(140)의 원주방향 외주연에 슬러지 포집부(150)가 설치되어 흡착회전체(140) 표면에 흡착된 슬러지(S)를 제거시켜 포집하게 된다.

상기 슬러지 포집부(150)에는 배출장치(160)가 설치되어 슬러지 포집부(150)에 포집된 슬러지(S)를 펌핑시켜 강제 배출하게 된다.

이때, 상기 흡착회전체(140)를 승강수단(170)을 이용해 가이드되도록 함으로서, 수용조(101)의 수위에 따라서 함께 승강되도록 할 수 있다.

이하, 상기 슬러지수거수단(130)의 각 구성에 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 흡착회전체(140)에 대해 설명하면, 수용조(101)을 가로질러 회전축(141)이 설치된다. 이때, 상기 회전축(141)는 축베어링에 의해 수용조(101) 벽체에 지지되며, 상기 회전축(141)는 모터 등의 동력장치로부터 회전력을 전달받는다.

상기 회전축(141) 상에는 원통형의 회전몸체(143)가 형성된다. 이때, 상기 회전몸체(143)의 직경에 비례하여 슬러지가 접촉하는 표면적이 달라지게 되는데, 표면적이 넓을수록 슬러지 처리양이 증가하게 된다.

따라서, 상기 회전몸체(143)의 직경은 수용조(101)의 처리 면적이나 슬러지 처리용량을 감안하여 적정 직경으로 설계토록 한다.

또한, 상기 회전몸체(143)를 내부가 비어있는 중공형의 드럼구조로 제작할 수 있다. 이처럼 회전몸체(143)를 중공형의 드럼구조로 제작하게 되면 장치의 경량화가 가능하고, 회전축에 가해지는 부하를 최소화 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 회전몸체(143)의 외주연 전체에 방사상으로 펼쳐지도록 흡착솔(145)이 형성된다.

상기 흡착솔(145)은 조밀하게 밀식하고, 흡착솔(145)의 좁은 공간 사이에 슬러지(S)가 흡착되도록 한다.

이때, 상기한 흡착솔(145)은 표면장력 및 흡착성이 우수한 재질을 이용해 제작될 수 있다.

상기 흡착솔(145)은 회전몸체(143)의 회전시 수용조(101) 수면에 접촉하여 회전몸체(143)와 함께 회전하고, 수면에 떠 있는 슬러지를 흡착하게 된다.

다음으로 슬러지 포집부(150)에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 슬러지 포집부(150)는 흡착회전체(140)의 회전방향 전면에서 회전하는 회전몸체(143)에 대면하도록 나이프(151)가 설치된다.

상기 나이프(151)는 회전몸체(143)의 외주면 길이방향으로 대면하는 칼날형상으로서, 회전몸체(143)의 수평중심선보다 아래에 위치하도록 설치된다.

상기 나이프(151)의 날부는 위에서 아래로 회전하는 흡착솔(145)의 아랫부분에 위치하고, 회전몸체(143)와의 사이에 흡착솔(145)이 통과할 수 있도록 갭을 띄우도록 한다.

상기 흡착솔(145)이 나이프(151)와 회전몸체(143) 사이의 갭을 통과하게 되면, 흡착솔(145)에 흡착되어 있는 슬러지(S)를 나이프(151)가 ??어내는 것이다.

이때, 나이프(151)는 하향경사면을 형성함으로써, 흡착솔(145)에서 긁어낸 슬러지(S)가 경사면을 타고 흘러내리도록 한다.

상기 나이프(151)의 경사면 하부에는 수용부(153)이 형성된다. 상기 수용부(153)는 나이프(151)의 경사면을 타고 흐르는 슬러지(S)를 포집하는 공간을 제공한다.

다음으로 배출장치(160)에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 배출장치(160)는 수용조(101) 외부에 펌프(161)가 설치된다. 상기 펌프(161)의 흡입측은 이송관(163)을 통해 슬러지 포집부(150)에 연결된다.

상기 펌프(161)의 작동에 의해 슬러지 포집부(150)에 포집된 슬러지(S)가 이송관(163)을 통해 흡입되어 펌프(161)의 토출측으로 배출된다.

상기 토출측으로 배출된 슬러지(S)는 별도의 과정을 통해 폐기처리된다.

다음으로 상기 승강수단(170)에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 승강수단(170)은 수용조(101) 내의 수위 변화시에 흡착회전체(140)의 흡착면도 따라서 승강되도록 하는 것으로서, 안정적으로 슬러지(S)를 제거할 수 있도록 한다.

이를 위해 상기 흡착회전체(140)의 회전축(141) 양측단부를 수직방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 레일(171)이 설치된다.

상기 레일(171)은 수용조(101) 내벽에 한 쌍이 마주보도록 수직 설치된다.

그리고, 상기 흡착회전체(140)의 회전몸체(143) 내에는 부력수단(173)이 더 형성될 수 있다.

상기 부력수단(173)은 흡착회전체(140)가 항상 수면위에 떠 있도록 부력을 제공하기 위한 것으로서, 회전몸체(143) 내부의 중공 공간을 채우도록 형성되는 스티로폼 또는 발포폼 등의 재질로 이루어질 수 있다.

상기 회전몸체(143) 내부를 빈공간으로 둘수도 있으나, 이는 누수의 위험이 있어 별도의 부력수단(173)으로 채우는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 배출장치(160)의 펌프(161)과 슬러지 포집부(150) 사이를 연결하는 이송관(163)의 길이를 수위에 따라 조절 가능하도록 하는 길이가변부(175)를 형성한다.

상기 길이가변부(175)는 자바라 형태로 제작하거나, 도면에서 보는 바와 같이 2중관으로 형성하는 것이 가능하다. 물론, 이송관(163)을 플랙시블한 고무재질로 형성하여 충분한 여유길이를 확보하여 형성하는 것도 가능하다.

또한, 흡착회전체(140)의 승하강 작동시 상기 슬러지포집부(150)를 함께 승강 작동되도록 할 수 있다.

예컨대, 상기 슬러지포집부(150)를 연결대(155)를 이용해서 흡착회전체(140)의 회전축(141)에 연결되도록 하고, 상기 슬러지포집부(150)의 수용부(153) 저면에 부력재(157)를 설치하여 동반 승강작동이 이루어지도록 할 수 있다.

이는 하수처리장의 현장여건에 따라 얼마든지 설계변경이 가능한 요소로서 어느 한 가지 형태로 특정하지 않는다.

이상에서와 같은 본 발명은 수용조의 수면에 설치되는 흡착회전체의 회전축 운동에 의해 수면 위의 슬러지를 흡착 및 배출하는 구성이 간단하기 때문에 적은 비용으로도 설비를 갖출 수 있고, 구성 요소간 간섭이 없기 때문에 고장요인을 최소화할 수 있고, 유지보수에 소요되는 시간과 비용을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 작동부위가 회전축 구동으로 최소화됨으로써, 정숙한 구동이 가능하고, 동력손실이 적어 에너지 효율이 향상될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 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.

110:혼합수단 120:미세기포발생수단
130:슬러지수거수단 140:흡착회전체
141:회전축 143:회전몸체
145:흡착솔 150:슬러지포집부
151:나이프 153:수용부
155:연결대 157:부력재
160:배출장치 161:펌프
163:이송관 170:승강수단
171:레일 173:부력수단
175:길이가변부 S:슬러지

Claims

슬러지를 응집시키는 폴리머를 유입되는 슬러지와 혼합하는 혼합수단(110); 상기 슬러지를 부상시키기 위하여 미세기포를 발생시키는 미세기포발생수단(120); 상기 슬러지와 폴리머가 혼합된 혼합수를 수용하는 수용조(101); 및 상기 수용조(101)에서 부상슬러지를 수거하는 슬러지수거수단(130);을 포함하며,
상기 슬러지수거수단(130)은 수용조(101)의 수면에 설치되어 슬러지(S)를 흡착하는 흡착회전체(140); 상기 흡착회전체(140)의 원주방향 외주연에 흡착된 슬러지(S)를 제거시켜 포집하는 슬러지 포집부(150); 상기 슬러지 포집부(150)에 포집된 슬러지(S)를 펌핑시켜 강제 배출하는 배출장치(160); 및 상기 흡착회전체(140)을 수용조(101)의 수위에 따라서 승강되도록 하는 승강수단(170);을 포함하고,
상기 승강수단(170)은, 상기 흡착회전체(140)의 회전축(141)을 수직방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 레일(171); 상기 흡착회전체(140)의 회전몸체(143) 내에 형성되는 부력수단(173); 및 상기 배출장치(160)의 펌프(161)과 슬러지 포집부(150) 사이를 연결하는 이송관(163)의 길이를 수위에 따라 조절 가능하도록 하는 길이가변부(175);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치.
제 1항에 있어서,
상기 흡착회전체(140)는, 수용조(101)을 가로질러 설치되는 회전축(141);
상기 회전축(141) 상에 결합되는 원통형의 회전몸체(143); 및
상기 회전몸체(143) 외주연 전체에 방사상으로 펼쳐지도록 형성되고, 회전몸체(143)의 회전시 수용조(101) 수면에 접촉하여 슬러지를 흡착하는 흡착솔(145);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치.
제 1항에 있어서,
상기 슬러지 포집부(150)는, 흡착회전체(140)의 회전방향 전면에서 회전하는 회전몸체(143)에 대면하도록 설치되어 흡착솔(145)에 묻은 슬러지(S)를 긁어내도록 하는 나이프(151); 및
상기 나이프(151)을 타고 흐르는 슬러지(S)를 포집하는 수용부(153);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리장의 수위가변형 슬러지 처리장치.
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