KR101800762B1 - 하수처리장의 산기관 교체 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처리조(10) 상에 다수의 산기관(20)이 장착된 급기관(15)을 상하운동 가능하게 수용하면서 케이블(12)과 급기관(15) 사이에 개재되는 로프(22), 지지관(25), 후크(27)를 이용하여 급기관(15)의 상하운동을 단속하는 하수처리장에서 산기관(20)을 교체하는 방법에 있어서: (A) 처리조(10) 상에 체인블록(30)과 작업선(40)을 배치하는 단계; (B) 급기관(15)을 체인블록(30)에 연결한 상태에서 작업선(40) 상에서 로프(22)와 지지관(25)의 결속을 해제하는 단계; (C) 급기관(15)을 수면으로 상승시켜 산기관(20)을 교체하고, 급기관(15)의 하강을 위하여 무게추(50)를 장착하는 단계; 및 (D) 급기관(15)을 설정된 위치로 하강시켜 고정하고, 무게추(50)를 상승시켜 회수하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 처리조가 대형화되는 구조일지라도 최소한의 인원을 투입하더라도 산기관의 출입과 더불어 교체하는 작업을 안전하고 신속하게 수행하여 하수처리장 관리의 효율성을 제고하는 효과가 있다.

Description

하수처리장의 산기관 교체 방법{Method for replacing aerator pipe of wastewater treatment plant}

본 발명은 하수처리장의 산기관에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 최소한의 인원을 투입하더라도 안전하고 신속하게 작업을 수행할 수 있도록 하는 하수처리장의 산기관 교체 방법에 관한 것이다.

급격한 산업화와 그로 인한 인구의 도시집중이 심화되면서 담수자원의 수질 악화에 대한 대응과 더불어 하수처리의 중요성이 증대되고 있다. 통상 하수처리장은 높은 초기투자비용이 필요하고 공공성이 높아 국가의 주도로 연구 개발 및 관리가 수행된다. 하수처리장과 같은 대형 규모 시설물에 있어서 산소전달을 위한 산기관이 필수적으로 구비되며, 이 경우 폭기조의 드레인이나 처리공정의 중단 없이 산기관을 점검 및 교체할 수 있도록 구성된다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로 한국 등록특허공보 제0461491호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0401442호(선행문헌 2) 등의 특허문헌이 알려져 있다.

선행문헌 1은 공기파이프가 삽입된 요크; 요크의 상단에 연결 설치되어 요크를 누르는 레벨링튜브; 레벨링 튜브의 상단에 설치되는 엔드캡; 폭기조의 상부에 다수 설치되는 수평케이블; 레벨링 튜브로 요크를 고정하거나 해제할 수 있도록 하는 로프;를 포함한다. 이에, 고장난 산기관이 설치된 라인만 들어올려 교체하거나 수리할 수 있는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 H빔으로 이루어진 가이드 포스트; 산기관 블럭이 슬라이드 가능하도록 수직 블럭배관에 설치되는 다수의 가이드 플레이트; 가이드 포스트의 상단에 설치되어 산기관 블럭에 연결된 와이어를 권취하는 인양수단; 인양된 산기관 블럭을 회전시키는 회동수단; 등으로 구성된다. 이에, 동력화에 의하여 한 명의 작업자가 편안한 자세에서 작업할 수 있는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌 1은 산기관 교체 작업의 안전성을 보장하기 미흡하고, 선행문헌 2는 폭기조가 대형화될수록 산기관의 부력을 지탱하기 미흡하다.

1. 한국 등록특허공보 제0461491호 "폭기조 가동 상태에서 보수가 가능한 산기장치" (공개일자 : 2004.01.31.) 2. 한국 등록특허공보 제0401442호 "인양장치가 구비된 산기관 블럭" (공개일자 : 2003.10.17.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 처리조가 대형화되는 구조일지라도 최소한의 인원을 투입하더라도 산기관의 출입과 더불어 교체하는 작업을 안전하고 신속하게 수행할 수 있도록 하는 하수처리장의 산기관 교체 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 처리조 상에 다수의 산기관이 장착된 급기관을 상하운동 가능하게 수용하면서 케이블과 급기관 사이에 개재되는 로프, 지지관, 후크를 이용하여 급기관의 상하운동을 단속하는 하수처리장에서 산기관을 교체하는 방법에 있어서: (A) 처리조 상에 체인블록과 작업선을 배치하는 단계; (B) 급기관을 체인블록에 연결한 상태에서 작업선 상에서 로프와 지지관의 결속을 해제하는 단계; (C) 급기관을 수면으로 상승시켜 산기관을 교체하고, 급기관의 하강을 위하여 무게추를 장착하는 단계; 및 (D) 급기관을 설정된 위치로 하강시켜 고정하고, 무게추를 상승시켜 회수하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (A)는 2줄의 가동선재 상에 이동 가능하게 설치된 복수의 작업선을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 가동선재는 체인블록과 함께 가이드레일을 따라 처리조 상으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 급기관으로 공기를 주입하여 부력을 발생하면서 체인블록을 가동하여 급기관의 상승을 유도하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 무게추 상에 고정되는 로프와 이동고리를 이용하여 지지관 상으로 무게추의 상하운동을 유도하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 처리조가 대형화되는 구조일지라도 최소한의 인원을 투입하더라도 산기관의 출입과 더불어 교체하는 작업을 안전하고 신속하게 수행하여 하수처리장 관리의 효율성을 제고하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 하수처리장의 일예를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 방법의 구현에 수반되는 장치를 예시하는 모식도
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 방법의 주요 단계를 순차적으로 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 처리조(10) 상에 다수의 산기관(20)이 장착된 급기관(15)을 상하운동 가능하게 수용하면서 케이블(12)과 급기관(15) 사이에 개재되는 로프(22), 지지관(25), 후크(27)를 이용하여 급기관(15)의 상하운동을 단속하는 하수처리장에서 산기관(20)을 교체하는 방법에 관하여 제안한다. 미생물반응 방식의 처리조(10)를 대상으로 하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1에서 보편적인 하수처리장의 처리조(10)를 예시하며 이는 전술한 선행문헌 1과 유사성을 지니고 있다. 급기관(15)은 수심 6~7m인 처리조(10)의 바닥에서 일정한 높이를 유지하도록 앵커(11)에 의하여 지지된다. 지지관(25)은 각각의 연결대(23)를 개재하여 일정한 간격으로 급기관(15)에 연결된다. 지지관(25) 내부에 수용되는 로프(22)는 하단에서 앵커(11)에 고정되고 상단에서 케이블(12)에 고정된다. 로프(22)의 일측에 고정되는 지지고리(13)는 지지관(25)의 상단에 고정된 후크(27)와 맞물림의 단속이 가능하다.

한편, 산기관(20)은 봉형, 멤브레인형, 혼합형 등을 다양하게 적용 가능하나 교체 작업시 주의를 요한다. 특히 EPDM의 막을 구비하는 멤브레인형 산기관(20)의 외형이 비교적 복잡하므로 간섭과 충격이 배제되어야 한다. 도 3에서 미설명 부호 21은 산기관(20)의 주요부를 착탈 가능하게 지지하는 클램프이다.

본 발명에 따른 단계 (A)는 처리조(10) 상에 체인블록(30)과 작업선(40)을 배치하는 과정으로 진행된다. 체인블록(30)은 처리조(10)의 일측에 설치될 수도 있지만 도 2처럼 양측으로 설치하는 것이 급기관(15)의 안정적 승강에 유리하다. 작업선(40)은 급기관(15)에 장착된 산기관(20)과 동일한 수로 배치하는 것이 좋으나 이보다 작은 수로 배치하여도 무방하다.

이외에, 급기관(15)에 공기를 주입하기 위한 공압기(33), 급기관(15)에 물을 주입하기 위한 급수기(35)를 준비한다. 공압기(33)와 급수기(35)는 밸브를 지닌 T자형 이음관과 공급관(37)을 개재하여 급기관(15)의 플랜지(17)에 연결되어 공기 또는 물을 선택적으로 공급한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (A)는 2줄의 가동선재(41) 상에 이동 가능하게 설치된 복수의 작업선(40)을 사용하는 것을 특징으로 한다. 작업선(40)은 2줄의 가동선재(41) 상에 적어도 2개, 바람직하게는 4개의 이동고리(45)를 이용하여 이동 가능하게 지지한다. 이에 작업자가 산기관(20)을 교체하는 동안 작업선(40)의 일측으로 편재하여도 불필요한 요동이나 전복을 방지할 수 있다. 이동고리(45)는 일반 시중품인 로프용 후크, 카라비너 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 가동선재(41)는 체인블록(30)과 함께 가이드레일(43)을 따라 처리조(10) 상으로 이동되는 것을 특징으로 한다. 도 2에서 처리조(10)의 대향하는 장변에 각각 가이드레일(43)이 설치된 상태를 예시한다. 가동선재(41)는 물론 체인블록(30)도 별도의 이동고리(45)를 이용하여 가이드레일(43) 상에 이동 가능하게 지지할 수 있다. 이와 같이 하면 일렬의 급기관(15)에 대한 산기관(20)을 교체한 후에 다음 열의 급기관(15)으로 체인블록(30)과 작업선(40)을 신속하고 안전하게 이동하기 용이하다.

본 발명에 따른 단계 (B)는 급기관(15)을 체인블록(30)에 연결한 상태에서 작업선(40) 상에서 로프(22)와 지지관(25)의 결속을 해제하는 과정을 거친다. 체인블록(30)의 체인(31)을 하강시켜 급기관(15)의 상단에 결속하고 급기관(15)의 플랜지(17)를 해체한다. 작업선(40)에 탑승한 작업자는 지지관(25)의 후크(27)에 맞물린 로프(22)의 지지고리(13)를 풀어 지지관(25)이 로프(22) 상으로 상승 가능한 상태로 전환한다. 도 3에서 급기관(15)의 상단에 공압기(33) 및 급수기(35)를 공급관(37)으로 연결한 상태를 나타낸다.

본 발명에 따른 단계 (C)는 급기관(15)을 수면으로 상승시켜 산기관(20)을 교체하고, 급기관(15)의 하강을 위하여 무게추(50)를 장착하는 과정을 거친다. 급기관(15)은 지지관(25)과 함께 전체적으로 상승하지만 연결대(23)를 분리하면 산기관(20)이 수면상에 수평으로 유지된다. 급기관(15)을 하강시키면 지지관(25)이 앵커(11)에 결속된 로프(22)를 따라 원위치로 유도된다. 급기관(15)의 하강력을 높이기 위한 무게추(50)는 H형강 등의 시중품을 사용할 수 있으며 일측으로 각각 로프(52)와 이동고리(55)를 구비한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 급기관(15)으로 공기를 주입하여 부력을 발생하면서 체인블록(30)을 가동하여 급기관(15)의 상승을 유도하는 것을 특징으로 한다. 도 4와 같이 공압기(33)를 가동하여 급기관(15)에 공기를 주입하면 부력에 의하여 상승력이 높아진다. 체인블록(30)을 이용하여 급기관(15)을 수면으로 상승시키면 지지관(25)이 로프(22)를 따라 상승하면서 수면상으로 넘어진다. 지지관(25)의 하단을 급기관(15)과 분리시킨 상태에서 수면상으로 배열된 산기관(20)의 교체가 용이하다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (C)는 무게추(50) 상에 고정되는 로프(52)와 이동고리(55)를 이용하여 지지관(25) 상으로 무게추(50)의 상하운동을 유도하는 것을 특징으로 한다. 도 5처럼 산기관(20)의 교체가 완료되면 지지관(25)의 하단을 급기관(15)에 연결하는 동시에 무게추(50)를 장착한다. 무게추(50)는 하강중에 급기관(15) 상에서 불필요하게 요동하지 않도록 이동고리(55)를 이용하여 지지관(25) 상에 이동 가능하게 장착한다. 이동고리(55)는 일반 시중품인 로프용 후크, 카라비너 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 단계 (D)는 급기관(15)을 설정된 위치로 하강시켜 고정하고, 무게추(50)를 상승시켜 회수하는 과정으로 진행된다. 급기관(15)의 하강에 앞서 지지관(25)을 급기관(15)에 다시 결합하고, 급기관(15)의 플랜지(17)에 연결된 급수기(35)를 가동한다. 도 6에서 체인블록(30)과 급수기(35)를 가동하여 무게추(50)가 적재된 급기관(15)을 서서히 하강시킨 상태를 예시한다. 지지관(25)의 후크(27)를 로프(22)의 지지고리(13)에 결속하면 급기관(15)이 정위치에 안착된다. 로프(52)를 당겨 무게추(50)가 지지관(25)을 따라 상승되도록 하고, 무게추(50)를 작업선(40)에 수거한 후에 체인블록(30)을 해체한다.

이후에, 체인블록(30)과 작업선(40)을 후속의 급기관(15)으로 이동하여 동일한 방식으로 작업을 속행한다. 산기관(20)의 교체가 완료되어 급기관(15)의 플랜지(17)에 초기의 배관을 연결하면 정상적인 작동이 가능하다.

한편, 도 3 및 도 4에서 각각의 산기관(20)에 대하여 작업선(40)이 배치된 상태를 예시하지만 모든 작업선(40)에 작업인원을 배치할 필요는 없고 소수의 작업인원으로 이동하면서 작업하는 것도 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 처리조 12: 케이블
13: 지지고리 15: 급기관
20: 산기관 22: 로프
23: 연결대 25: 지지관
27: 후크 30: 체인블록
33: 공압기 35: 급수기
37: 공급관 40: 작업선
41: 가동선재 43: 가이드레일
45: 이동고리 50: 무게추
52: 로프 55: 이동고리

Claims (5)

1. 처리조(10) 상에 봉형, 멤브레인형, 혼합형 중에서 선택되는 다수의 산기관(20)이 장착된 급기관(15)을 상하운동 가능하게 수용하면서 케이블(12)과 급기관(15) 사이에 개재되는 로프(22), 지지관(25), 후크(27)를 이용하여 급기관(15)의 상하운동을 단속하는 하수처리장에서 산기관(20)을 교체하는 방법에 있어서:
   (A) 처리조(10) 상에 체인블록(30)과 작업선(40)을 배치하는 단계;
   (B) 급기관(15)을 체인블록(30)에 연결한 상태에서 작업선(40) 상에서 로프(22)와 지지관(25)의 결속을 해제하는 단계;
   (C) 급기관(15)을 수면으로 상승시켜 산기관(20)을 교체하고, 급기관(15)의 하강을 위하여 무게추(50)를 장착하는 단계; 및
   (D) 급기관(15)을 설정된 위치로 하강시켜 고정하고, 무게추(50)를 상승시켜 회수하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
   상기 단계 (A)는 2줄의 가동선재(41) 상에 이동 가능하게 설치된 복수의 작업선(40)을 사용하고,
   상기 단계 (C)는 급기관(15)에 공압기(33)와 급수기(35)를 선택적으로 연결하여, 공압기(33)를 가동하면 공기 부력으로 급기관(15)의 상승을 유도하고, 급수기(35)를 가동하면 물로 급기관(15)의 하강을 유도하며,
   상기 단계 (C)는 무게추(50) 상에 고정되는 로프(52)와 이동고리(55)를 이용하여 지지관(25) 상으로 무게추(50)의 상하운동을 유도하고,
   상기 가동선재(41)는 체인블록(30)과 함께 가이드레일(43)을 따라 처리조(10) 상으로 이동되는 것을 특징으로 하는 하수처리장의 산기관 교체 방법.
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