KR101823650B1

KR101823650B1 - 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템

Info

Publication number: KR101823650B1
Application number: KR1020170111445A
Authority: KR
Inventors: 구연도
Original assignee: 주식회사 엘에스지; 김승현
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-03-14

Abstract

본 발명은 하폐수를 정화시키기 위한 가압부상시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템은 하폐수에 포함된 이물질을 미세기포에 의해 수면으로 부양시켜 제거하도록 가압부상조로 미세기포를 제공하는 미세기포발생기를 포함하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템에 있어서, 상기 미세기포발생기는 상기 가압부상조에서 하폐수가 공급되는 순환공급구와, 상기 순환공급구로 공급된 하폐수에 용존산소량이 증가하도록 공기를 공급하는 공기공급구와, 상기 공기공급구로 공급된 공기와 하폐수를 혼합시켜 상기 가압부상조로 다시 배출시키는 순환배출구가 형성된 기포발생탱크, 상기 공기공급구에 설치되어 공기공급기에서 상기 기포발생탱크로 공급되는 공기를 공급 또는 차단하는 공기공급밸브, 상기 순환배출구에 설치되어 공기가 혼합된 상기 가압부상조로 공급 또는 차단하는 순환배출밸브, 상기 기포발생탱크로 공급되는 하폐수 량을 측정하는 레벨미터, 상기 기포발생탱크에 공급되는 공기량이 미리 설정된 범위를 유지하도록 상기 레벨미터에서 측정되는 하폐수 량에 따라 상기 공기공급밸브와 상기 순환배출밸브를 제어하는 공급유지제어부, 및 상기 기포발생탱크로 공급되는 하폐수에 용존산소량이 증대되도록 미세기포를 발생시키는 기포발생부를 포함한다. 따라서, 용존산소도를 증가시켜 수처리효과를 향상시킬 수 있으며, 모터의 작동없이 미세기포를 발생시켜 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Description

미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템{A Pressurized floating system using micro bubble generator}

본 발명은 하폐수를 정화시키기 위한 가압부상시스템에 관한 것이다.

일반적으로 하수와 폐수를 처리할 때에는 약품을 혼합하여 1차적으로 교반조 및 반응조를 거쳐 이물질을 제거하기 위한 가압부상조로 제공되며, 가압부상조에서는 스컴 스키머 및 용존산소도가 증가되도록 공기를 함께 공급하여 이물질을 제거하는 형태로 수처리를 수행한다.

이러한 종래의 수처리 장치의 일례로는 한국등록특허공보 제10-1343346호(2013.12.19.공고)의 "오폐수처리 시스템"으로 개시된 바가 있다.

상기한 종래의 오폐수처리 시스템은 오폐수처리 시스템은 오폐수를 저장하는 오폐수조, 오폐수에 혼합할 약품액을 저장하는 약품저장조, 상기 오폐수조와 상기 약품저장조로부터 오폐수 및 약품액을 공급받아 교반하는 혼합조, 상기 혼합조에서 혼합된 하폐수 및 약품액를 공급받아 플록을 걸러내는 오폐수처리조, 및 상기 오폐수처리조에 수용된 오폐수와 약품이 혼합된 유체에 버블을 발생시켜 상기 오폐수처리조로 재공급하는 포화수탱크를 포함하는 오폐수처리 시스템에 있어서, 상기 포화수탱크는 상기 오폐수처리조로부터 오폐수와 약품액이 혼합된 유체를 공급받아 수용하는 본체,상기 본체에 저장된 유체가 지날 때 거품이 발생하도록 복수 개의 버블공이 형성되고, 상기 본체를 복수 개의 공간으로 구획하는 복수 개의 버블발생부재, 및 상기 본체에 수용된 유체의 수위를 제공하는 수위레벨센서를 포함하여 구성되었다.

이러한 종래의 오폐수처리 시스템은 오폐수에 버블을 발생시켜 용존산소도를 높이는 동시에 버블에 의해 미세 이물질을 흡착시켜 부양시킴으로써, 수처리 효과를 향상시킬 수 있었다.

하지만, 종래의 오폐수처리 시스템은 유체가 버블발생부재를 지나면서 버블을 발생시킴으로써, 기포발생량이 미미하고, 기포의 크기가 상대적으로 커 미세 이물질을 제거하기 난해한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 오폐수처리 시스템은 수위레벨센서에 의해 오폐수의 유입량의 확인만 가능할 뿐, 용존산소도를 높이기 위해 공기와 오폐수의 공급량을 조절하는 기능을 수행할 수는 없어 오폐수의 용존산소도가 하락되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 용존산소도를 증가시키고, 미세기포를 발생시켜 수처리효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하폐수의 낙차를 이용하여 미세기포를 발생시킴으로써, 모터의 사용을 배제하여 소비전력을 감소시킬 수 있는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템은 하폐수에 포함된 이물질을 미세기포에 의해 수면으로 부양시켜 제거하도록 가압부상조로 미세기포를 제공하는 미세기포발생기를 포함하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템에 있어서, 상기 미세기포발생기는 상기 가압부상조에서 하폐수가 공급되는 순환공급구와, 상기 순환공급구로 공급된 하폐수에 용존산소량이 증가하도록 공기를 공급하는 공기공급구와, 상기 공기공급구로 공급된 공기와 하폐수를 혼합시켜 상기 가압부상조로 다시 배출시키는 순환배출구가 형성된 기포발생탱크, 상기 공기공급구에 설치되어 공기공급기에서 상기 기포발생탱크로 공급되는 공기를 공급 또는 차단하는 공기공급밸브, 상기 순환배출구에 설치되어 공기가 혼합된 상기 가압부상조로 공급 또는 차단하는 순환배출밸브, 상기 기포발생탱크로 공급되는 하폐수 량을 측정하는 레벨미터, 상기 기포발생탱크에 공급되는 공기량이 미리 설정된 범위를 유지하도록 상기 레벨미터에서 측정되는 하폐수 량에 따라 상기 공기공급밸브와 상기 순환배출밸브를 제어하는 공급유지제어부, 및 상기 기포발생탱크로 공급되는 하폐수에 용존산소량이 증대되도록 미세기포를 발생시키는 기포발생부를 포함한다.

상기 기포발생부는 상기 순환공급구에서 공급되는 하폐수의 수압에 의해 가압되는 가압판, 상기 가압판의 하부에 결합되어 상기 가압판의 가압시 하폐수의 수면을 충격하는 형태로 미세기포를 발생시키는 충격판, 상기 충격판을 수면에서 이격되도록 상기 기포발생탱크에서 부양시키는 부력부재, 및 상기 부력부재에서 상기 충격판이 상기 가압판의 충격력과 함께 탄성력에 의해 요동되도록 상기 충격판을 상기 부력부재에서 탄성력에 의해 지지하는 탄성스프링을 포함할 수 있다.

상기 충격판에서 하폐수의 수중으로 연장되어 상기 충격판의 충격 시 상기 하폐수를 혼류시키는 혼류막대를 포함할 수 있다.

상기 충격판은 내부가 빈 형상으로 둘레에 복수 개의 통공이 형성되어 하폐수의 유통 시 기포를 발생시키는 기포볼을 포함할 수 있다.

상기 순환공급구에 설치되어 상기 충격판의 복귀 시간의 확보 또는 충격력을 증대시키기 위해 상기 가압판으로 배출되는 유체의 압력에 따라 개폐되는 공급제어댐퍼를 포함할 수 있다.

상기 공급제어댐퍼는 상기 순환공급구에서 공급되는 하폐수를 담아 모으는 호퍼본체, 상기 호퍼본체의 하단에 중앙을 중심으로 양측으로 개폐하도록 설치되는 한쌍의 개폐도어, 및 상기 한쌍의 개폐도어에 각각에 설치되어 탄성력에 의해 상기 호퍼본체를 밀폐하는 밀폐스프링을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 레멜미터에서 측정되는 하폐수의 수위를 기초로 공기공급센서와 순환공급센서에 의해 하폐수와 공기의 량을 조절하여 항상 용존산소도가 높은 비율을 유지하도록 함으로써, 용존산소도를 증대시켜 가압부상조로 제공할 수 있다.

또한, 기포발생부가 공급되는 하폐수의 낙차에 의해 미세기포을 발생시켜 모터의 사용을 배제하여 소비전력을 감소시킬 수 있다.

또한, 기포발생부는 충격판이 수면에 충격하는 충격에 의해 미세기포를 발생함으로써, 상대적으로 작은 크기의 미세기포를 발생시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템의 미세기포발생기를 도시한 개략적인 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템의 미세기포발생기를 도시한 개략적인 측단면로서, 미세기포발생부의 작동상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템의 미세기포발생기의 미세기포발생부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템의 미세기포발생기의 미세기포발생부를 도시한 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템(300)은 약품저장탱크(210)를 포함할 수 있다.

이 약품저장탱크(210)는 하폐수(하수와 폐수)를 처리할 약품을 저장할 수 있다.

한편, 약품은 물을 정화시키기 위한 다양한 공지된 약품이 수용액 상태로 충전될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템(300)은 교반기(220)를 포함할 수 있다.

이 교반기(220)는 하폐수와 약품저장탱크(210)에서 공급되는 약품을 교반시킬 수 있다.

한편, 교반기(220)는 교반날개를 구동모터에 의해 회전시키는 형태로 약품과 하폐수를 교반시킬 수 있다.

한편, 교반기(220)는 반응조(230)를 포함할 수 있다.

이 반응조(230)는 교반기(220)에서 교반된 하폐수와 약품이 반응시키기 위한 시간을 확보할 수 있다.

한편, 반응조(230)는 교반기(220)에 연결되어 교반기(220)를 거친 약품이 혼합된 하폐수가 차례로 지나며 반응할 수 있도록 복수 개가 설치될 수 있다.

물론, 반응조(230)에도 교반기(220)와 같이 약품과 하폐수의 반응을 위한 구동모터에 의해 회전하는 교반날개가 설치될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템(300)은 가압부상조(240)를 포함할 수 있다.

이 가압부상조(240)는 반응조(230)를 거친 하폐수를 공급받아 밀도에 따라 하폐수에서 부유되는 이물질을 분리하여 제거할 수 있다.

한편, 가압부상조(240)에는 표면에 부양된 이물질을 걸러내는 공지된 다양한 형태의 스컴 스키머(Scum skimmer,245)가 설치될 수 있다.

그리고, 가압부상조(240)는 공기와의 접촉을 넓혀 용존산소에 의한 유기물을 분해 수행할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템(300)은 미세기포발생기(100)를 포함할 수 있다.

이 미세기포발생기(100)는 가압부상조(240)로 공급된 하폐수에 공기를 공급하여 하폐수의 용존산소를 높이는 동시에 미세기포를 발생시켜 미세기포에 의한 용존산소의 증대 및 수처리를 수행할 수 있다.

여기서, 미세기포는 가압부상조(240)에 미세한 부유물질이 흡착되어 하폐수의 표면으로 띄어 이물질의 제거효과를 향상시킬 수 있으며, 미세기포는 공기를 함유하여 하폐수의 용존산소 함유량을 증대시킬 수 있으며, 미세기포가 수면에서 터치는 압력에 의해 음이온이 발생되어 양이온의 오염물들을 흡착시켜 이물질 제거효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 미세기포발생기(100)는 기포발생탱크(110)를 포함할 수 있다.

이 기포발생탱크(110)는 가압부상조(240)에 수용된 하폐수를 공급받아 저장할 수 있다.

한편, 기포발생탱크(110)는 가압부상조(240)로부터 공급되는 하폐수가 수용되는 순환공급구(115)가 상부에 형성될 수 있으며, 공기공급기(190)로부터 공기가 공급되는 공기공급구(111)도 상부에 형성될 수 있다.

그리고, 기포발생탱크(110)에서 발생된 미세기포를 포함하며 공기에 의해 용존산소도를 높인 하폐수를 다시 가압부상조(240)로 배출하기 위한 순환배출구(117)가 형성될 수 있다.

이때, 순환배출구(117)에는 순환배출구(117)로 배출되는 하폐수를 공급 또는 차단하기 위한 순환배출밸브(119)가 설치될 수 있으며, 공기공급구(111)에는 공기공급기(190)에서 공급되는 공기를 기포발생탱크(110)로 공급 또는 차단하기 위한 공기공급밸브(113)가 설치될 수 있다.

그리고, 순환배출밸브(119) 및 공기공급밸브(113)는 모터에 의해 순환배출구(117) 및 공기공급구(111)를 개폐하는 모터밸브로 구현될 수 있으며, 순환공급구(115)에도 가압부상조(240)에서 기포발생탱크(110)로 하폐수를 공급 또는 차단하는 순한공급밸브가 설치될 수 있다.

미세기포발생기(100)는 레벨미터(130)를 포함할 수 있다.

이 레벨미터(130)는 기포발생탱크(110)에 수용된 하폐수의 수위를 측정할 수 있다.

한편, 레벨미터(130)는 기포발생탱크(110)에 공급된 하폐수의 수위를 시각적으로 표시할 수 있으며, 레벨미터(130)는 하폐수의 수위를 전기적으로 감지할 수도 있다.

이때, 레벨미터(130)는 공지된 다양한 형태의 레벨센서로 구현될 수 있으며, 레벨미터(130)는 기포발생탱크(110)에 공기층이 위치되는 상단부분과 하폐수층이 위치되는 하단 부분을 연결하여 유입되는 내부로 유입되는 공기와 하폐수를 시각적으로 용이하게 파악할 수 있도록 서로 다른 색상이 나타나도록 경계를 표시하거나, 감지할 수 있다.

미세기포발생기(100)는 공급유지제어부(120)를 포함할 수 있다.

이 공급유지제어부(120)는 기포발생탱크(110)에 공급된 공기량과 하폐수량이 미리 설정된 범위를 유지할 수 있도록 공기를 공급하는 공기공급구(111)에 설치된 공기공급밸브(113)와 하폐수가 배출되는 순환배출구(117)에 설치된 순환배출밸브(119)를 제어할 수 있다.

한편, 공급유지제어부(120)는 레벨센서에서 측정되는 하폐수의 수위가 미리 설정된 범위 내에 위치되도록 기포발생탱크(110)에 공급되는 공기의 량과 하폐수의 량을 제어할 수 있다.

여기서, 기포발생탱크(110)에는 공기량이 40 내지 60 %가 충전되어 있을 경우, 가장 기포발생탱크(110)에 공급된 용존산소량이 가장 높기 때문에 공급유지제어부(120)는 레벨센서에서 측정된 공기 대비 하폐수의 수위가 미리 설정된 범위인 40 내지 60%를 유지하도록 제어할 수 있다.

이때, 공기 대비 하폐수의 수위가 40 미만일 경우에는 가압부상조(240)로의 순환이 빨라 공기가 하폐수와 접촉하는 상대적으로 작아 하폐수의 용존산소도가 낮아지며, 하폐수의 수위가 60을 초과할 경우에는 가압부상조(240)로의 순환이 느리지만, 접촉되는 공기의 량이 작아 용존산소도가 낮아질 수 있다.

예컨대, 공급유지제어부(120)는 하폐수의 수위가 미리 설정된 범위 미만인 40% 미만일 경우에는 미리 설정된 범위 내에 도달할 수 있도록 공기공급밸브(113)와 순환배출밸브(119)를 제어하여 순환공급구(115)를 통해 하폐수만 기포발생탱크(110)로 공급될 수 있도록 공기의 공급과 가압부상조(240)로의 하폐수의 배출을 일시적으로 차단하며, 미리 설정된 범위에 도달할 경우, 다시 공기공급밸브(113)와 순환배출밸브(119)를 제어하여 다시 기포발생탱크(110)로 공기의 공급과 가압부상조(240)로 공급된 하폐수를 배출한다.

이때, 기포발생탱크(110)에는 미리 설정된 압력 이상의 압력이 작용할 경우, 자동으로 개폐되어 공기를 배출하는 압력밸브(114)가 설치되어 하폐수가 채워지는 만큼 채워진 공기가 외부로 배출될 수 있다.

한편, 공급유지제어부(120)는 하폐수의 수위기 미리 설정된 범위를 초과하는 60% 초과일 경우에는 미리 설정된 범위 내에 도달할 수 있도록 공기공급밸브(113)를 제어하여 공기공급구(111)를 개방하는 형태로 공기의 압력에 의해 하폐수의 수위가 낮아지도록 제어할 수 있다.

이때, 물론 순환배출밸브(119)는 순환배출구(117)를 개방하여 기포발생탱크(110)에서 가압부상조(240)로 하폐수를 배출할 뿐만 아니라, 신속한 수위 조절을 위해 공기공급구(111)로 공급되는 공기의 압력을 증대시켜 배출할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 미세기포발생기(100)는 기포발생부(140)를 포함할 수 있다.

이 기포발생부(140)는 기포발생탱크(110)로 공급된 하폐수에 미세기포를 발생시킬 수 있다.

한편, 기포발생부(140)는 기포발생탱크(110)의 순환공급구(115)를 통해 공급되는 하폐수의 낙차에 따른 충격에 의해 수면을 충격하는 형태로 미세기포를 발생시킬 수 있다.

그리고, 기포발생부(140)는 부력부재(141)와 가압판(143) 및 충격판(145)을 포함할 수 있다.

부력부재(141)는 기포발생부(140)가 기포발생탱크(110)로 공급된 하폐수의 수면에 부양되어 변경되는 수면에 따라 이동시킬 수 있으며, 부력부재(141)는 링 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 가압판(143)은 순환공급구(115)에서 낙하되는 하폐수에 의해 가압될 수 있으며, 가압판(143)은 부력부재(141)의 둘레보다 작은 둘레를 갖는 원판 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 가압판(143)의 하부에는 충격판(145)이 설치될 수 있으며, 충격판(145)은 수면과 근접한 부분에 위치되어 낙차에 따른 가압판(143)의 가압력에 의해 수면을 충격하여 상대적으로 작은 크기의 미세기포를 발생시킬 수 있다.

그리고, 충격판(145)은 내부가 빈 원판 형상을 유지할 수 잇는 금속재의 망체로 형성될 수 있으며, 충격판(145)의 내부에는 복수 개의 기포볼(146)이 망체의 내부에 설치될 수 있다.

한편, 기포볼(146)은 내부가 빈 구형상으로 형성되고, 기포볼(146)의 둘레에는 내부 및 외부를 관통하여 연통시키는 통공이 복수 개가 형성되어 충격판(145)이 수면을 충격할 때, 통공을 통해 하폐수가 지나면서 미세기포를 발생시킬 수 있다.

그리고, 기포볼(146)은 오염과 부식에 강한 세라믹으로 형성될 수 있다.

한편, 충격판(145)은 가압판(143)의 둘레보다 더 큰 둘레를 가지도록 형성될 수 있으며, 가압판(143)과 충격판(145)은 연결부(144)에 의해 서로 연결되어 하폐수에 의해 가압판(143)의 가압시 가압판(143)과 연동하여 충격판(145)이 상하로 유동할 수 있다.

한편, 부력부재(141)의 중앙에는 연결부(144)를 지지하는 지지대(142)가 형성될 수 있으며, 지지대(142)의 중앙에는 상하로 슬라이딩 이동 가능하도록 삽입되는 삽입공이 형성될 수 있다.

그리고, 충격판(145)은 가압판(143)의 충격 시 하부로 수면에 잠겨 수면을 충격한 상태에서 다시 수면 위로 복귀될 수 있도록 가압시 탄성력이 발생하는 탄성부재(147)에 의해 지지대(142)에서 지지될 수 있다.

이때, 탄성부재(147)는 압축 시 탄성력이 발생되어 초기 위치로 충격판(145)을 초기 위치로 복귀시킬 수 있는 압축코일스프링으로 구현될 수 있다.

또한, 기포발생부(140)는 혼류막대(149)를 포함할 수 있다.

이 혼류막대(149)는 수면에서 발생된 미세기포가 하폐수의 수중에 혼합되도록 하폐수를 혼류시킬 수 있다.

한편, 혼류막대(149)는 충격판(145)의 중앙에서 하부로 연장될 수 있으며, 끝단은 양측으로 돌출되어 가압판(143)의 충격에 따라 충격판(145)이 상하로 이동할 때, 충격판(145)과 함께 상하로 이동하여 하폐수를 젓는 형태로 혼류시킴으로써, 충격판(145)에 의해 수면에서 발생된 미세기포를 하폐수의 수중으로 혼류시킬 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템(300)은 공급제어댐퍼(150)를 포함할 수 있다.

이 공급제어댐퍼(150)는 순환공급구(115)에 설치되어 가압판(143)을 향해 낙하되는 하폐수의 공급을 지연시킬 수 있다.

여기서, 가압판(143)에 연속적으로 하폐수가 공급될 경우, 가압판(143)이 스프링에 의해 복귀될 시간이 없이 충격판(145)이 수면에 잠긴 상태로 계속 위치될 우려가 있다.

이를 방지하기 위해 공급제어댐퍼(150)는 낙하되는 하폐수의 공급을 임의로 지연시켜 충격판(145)이 탄성부재(147)의 탄성력에 의해 수면 위로 들어 올려지는 시간을 확보할 수 있다.

한편, 공급제어댐퍼(150)는 호퍼본체(151), 개폐도어(153) 및 밀폐스프링을 포함할 수 있다.

호퍼본체(151)는 순환공급구(115)의 하부에 위치되어 순환공급구(115)에서 공급되는 하폐수를 임시적으로 받아 저장할 수 있으며, 공급제어댐퍼(150)를 통해 낙하되는 하폐수의 낙하되는 압력을 크게 하기 위해 상부는 넓고 하부는 좁은 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 호퍼본체(151)의 하부에는 호퍼본체(151)에 채워진 하폐수를 호퍼본체(151)의 하부에 위치되는 가압판(143)으로 배출 또는 차단하기 위한 개폐도어(153)가 설치될 수 있으며, 개폐도어(153)는 호퍼본체(151)의 중앙을 중심으로 양측으로 분할되어 개폐되도록 한 쌍으로 구성될 수 있다.

그리고, 밀폐스프링은 호퍼본체(151)의 양측으로 분할된 개폐도어(153)에 각각 설치되어 개폐도어(153)가 호퍼본체(151)의 하단 부분을 밀폐하는 방향으로 탄성력에 의해 지지하도록 설치될 수 있다.

이렇게 구성된 공급제어댐퍼(150)는 순환공급구(115)로 공급되는 하폐수가 호퍼본체(151)로 공급되고 호퍼본체(151)에 일정량의 하폐수가 공급되어 밀폐스프링의 탄성력을 극복하는 무게가 되면 개폐도어(153)가 개방되어 가압판(143)으로 낙하되도록 구성될 수 있다.

그리고, 가압판(143)으로 하폐수가 낙하하면, 다시 밀폐스프링의 탄성력에 의해 호퍼본체(151)의 개방된 부분을 밀폐하는 형태로 하폐수의 낙하를 지연시킬 수 있다.

이때, 개폐도어(153)가 개방된 상태에서 연속적으로 순환공급구(115)로 하폐수가 공급되더라도 개폐도어(153)는 하폐수의 불규칙한 배출압력에 의해 호퍼본체(151)의 하부를 밀폐하지 못하고, 밀폐스프링에 의해 유동되면서 불규칙적으로 가압판(143)에 하폐수를 공급하는 것만으로도, 가압판(143)에 공급되는 하폐수의 가압력이 불규칙하게 작용하여 충격판(145)이 수면을 충격하며 미세기포를 발생시키기에는 충분하다.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템(300)은 약품저장탱크(210)에 저장된 약품이 교반기(220)에서 하폐수와 혼합되고, 교반기(220)에 의해 혼합된 약품이 혼합된 하폐수는 반응조(230)를 거치면서, 반응되어 가압부상조(240)로 공급된다.

한편, 가압부상조(240)로 공급된 하폐수는 이물질이 수면으로 부양되면서 스컴 스키머(245)가 수면에 부양된 이물질을 긁어내는 형태로 이물질이 제거되며, 이와 동시에 미세기포발생기(100)에서 발생된 미세기포가 미세 부유물을 흡착시켜 부유시킴으로써, 이물질의 제거효과를 향상시킨다.

한편, 가압부상조(240)에 미세기포를 제공하기 위해 가압부상조(240)로 공급된 하폐수는 순환공급구(115)를 통해 미세기포발생기(100)의 기포발생탱크(110)의 내부로 연속적으로 유입되고, 기포발생탱크(110)로 유입된 하폐수는 순환배출구(117)를 통해 미세기포가 혼입되어 다시 가압부상조(240)로 공급되는데, 이때, 기포발생탱크(110)에는 공기공급기(190)에서 공기공급구(111)를 통해 공기가 유입되어 기포발생탱크(110)의 내부로 유입된 하폐수의 용존산소도를 증가시킨다.

이때, 미세기포발생기(100)는 하폐수의 용존산소도를 가장 높일 수 있는 미리 설정된 범위 내에 하폐수의 수위를 유지하도록 공급유지제어부(120)가 공기공급밸브(113)와 순환배출밸브(119)를 제어하여 공기공급구(111)를 통해 공급되는 공기를 공급 또는 차단하거나, 순환배출구(117)를 통해 배출되는 하폐수를 공급 또는 차단하는 형태로 하폐수의 수위를 조절한다.

한편, 순환공급구(115)를 통해 기포발생탱크(110)로 공급되는 하폐수는 공급제어댐퍼(150)를 통해 기포발생부(140)로 공급되는데, 공급제어댐퍼(150)는 호퍼본체(151)에 일정량의 하폐수가 공급되면, 밀폐스프링에 의해 지지된 개폐도어(153)가 개방되고, 호퍼본체(151)에 모인 하폐수가 가압판(143)을 충격한다.

그리고, 가압판(143)이 충격되면, 연결부(144)로 연결된 충격판(145)이 탄성부재(147)를 압축시키면서 수면을 충격하여 충격력에 의해 미세기포가 발생한다.

이때, 충격판(145)은 수면의 상부에서 수면을 충격하며 수중으로 잠기며 충격판(145)의 기포볼(146)의 통공을 통해 하폐수가 유입되고, 공급제어댐퍼(150)의 개폐도어(153)가 밀폐스프링에 의해 호퍼본체(151)를 밀폐하여 가압판(143)의 가압력이 해제되면 탄성부재(147)에 의해 충격판(145)이 다시 수면의 상부로 이격됨을 반복하면서, 미세기포를 발생한다.

그리고, 발생된 미세기포는 충격판(145)의 하부로 연장된 혼류막대(149)에 의해 기포발생탱크(110)로 공급된 하폐수에 혼류되면서 순환배출구(117)를 통해 가압부상조(240)로 공급된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템(300)은 미세기포발생기(100)에 의해 미세기포를 하폐수에 발생시켜 가압부상조(240)로 공급함으로써, 하폐수에 포함된 미세 부유물을 용이하게 제거할 수 있다.

또한, 레벨미터(130)가 공급유지제어부(120)에 의해 용존산소도가 가장 높은 공기의 량을 유지하도록 공기의 량과 하폐수의 량을 조절하여 공급함으로써, 용존산소에 의한 수처리를 향상시킬 수 있다.

또한, 미세기포발생기(100)가 기포발생탱크(110)로 공급되는 하폐수의 낙차에 따라 미세기포를 발생시킴으로써, 모터의 작동에 따른 소비전력을 최소화하고, 미세기포의 발생량을 증가시켜 미세기포에 의한 수처리 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 충격판(145)이 하폐수의 낙차에 의해 수면을 충격하는 형태로 기포를 발생시켜 상대적으로 작은 크기의 미세기포를 발생시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 미세기포발생기 110:기포발생탱크
111: 공기공급구 113: 공기공급밸브
114: 압력밸브 115: 순환공급구
117: 순환배출구 119: 순환배출밸브
120: 공급유지제어부 130: 레벨미터
140: 기포발생부 141: 부력부재
143: 가압판 144: 연결부
145: 충격판 146: 기포볼
147: 탄성부재 149: 혼류막대
150: 공급제어댐퍼 151: 호퍼본체
153: 개폐도어 190: 공기공급기
210: 약액저장탱크 220: 교반기
230: 반응조 240: 가압부상조
245: 스컴 스키머
300: 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템

Claims

하폐수에 포함된 이물질을 미세기포에 의해 수면으로 부양시켜 제거하도록 가압부상조로 미세기포를 제공하는 미세기포발생기를 포함하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템에 있어서,
상기 미세기포발생기는
상기 가압부상조에서 하폐수가 공급되는 순환공급구와, 상기 순환공급구로 공급된 하폐수에 용존산소량이 증가하도록 공기를 공급하는 공기공급구와, 상기 공기공급구로 공급된 공기와 하폐수를 혼합시켜 상기 가압부상조로 다시 배출시키는 순환배출구가 형성된 기포발생탱크,
상기 공기공급구에 설치되어 공기공급기에서 상기 기포발생탱크로 공급되는 공기를 공급 또는 차단하는 공기공급밸브,
상기 순환배출구에 설치되어 공기가 혼합된 하폐수를 상기 가압부상조로 공급 또는 차단하는 순환배출밸브,
상기 기포발생탱크로 공급되는 하폐수 량을 측정하는 레벨미터,
상기 기포발생탱크에 공급되는 공기량이 미리 설정된 범위를 유지하도록 상기 레벨미터에서 측정되는 하폐수 량에 따라 상기 공기공급밸브와 상기 순환배출밸브를 제어하는 공급유지제어부, 및
상기 기포발생탱크로 공급되는 하폐수에 용존산소량이 증대되도록 미세기포를 발생시키는 기포발생부를 포함하고,
상기 기포발생부는 상기 순환공급구에서 공급되는 하폐수의 수압에 의해 가압되는 가압판, 상기 가압판의 하부에 결합되어 상기 가압판의 가압시 하폐수의 수면을 충격하는 형태로 미세기포를 발생시키는 충격판, 상기 충격판을 수면에서 이격되도록 상기 기포발생탱크에서 부양시키는 부력부재, 및 상기 부력부재에서 상기 충격판이 상기 가압판의 충격력과 함께 탄성력에 의해 요동되도록 상기 충격판을 상기 부력부재에서 탄성력에 의해 지지하는 탄성스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 충격판에서 하폐수의 수중으로 연장되어 상기 충격판의 충격 시 상기 하폐수를 혼류시키는 혼류막대를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템.
제1항에 있어서,
상기 충격판은
내부가 빈 형상으로 둘레에 복수 개의 통공이 형성되어 하폐수의 유통 시 기포를 발생시키는 기포볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템.
제1항에 있어서,
상기 순환공급구에 설치되어 상기 충격판의 복귀 시간의 확보 또는 충격력을 증대시키기 위해 상기 가압판으로 배출되는 유체의 압력에 따라 개폐되는 공급제어댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템.
제5항에 있어서,
상기 공급제어댐퍼는
상기 순환공급구에서 공급되는 하폐수를 담아 모으는 호퍼본체,
상기 호퍼본체의 하단에 중앙을 중심으로 양측으로 개폐하도록 설치되는 한쌍의 개폐도어, 및
상기 한쌍의 개폐도어에 각각에 설치되어 탄성력에 의해 상기 호퍼본체를 밀폐하는 밀폐스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포발생기를 이용한 가압부상시스템.