KR101876787B1 - 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하.폐수가 유입되는 산화구 반응조; 상기 산화구 반응조에서 폭기작용 또는 교반작용을 수행하도록 장착되며, 모터와, 상기 모터와 연동 회전하는 중공축과, 상기 중공축 상단에 개폐밸브와, 상기 중공축 하단 외주연에 형성된 나선형 날개와, 내부에 수용공간이 형성되어 상기 모터, 중공축, 개폐밸브를 수용하되 상기 중공축의 하단으로 나선형 날개가 형성된 부분이 노출되도록 형성되는 폭기케이싱과, 상기 폭기케이싱 하단에서 상기 중공축에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부와, 상기 활성화부 외주연에 구성되어 상기활성화부로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관과, 상기 폭기케이싱의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간이 형성되고 스프링에 의해 연결된 무게추가 상기 슬라이드공간에서 상기 폭기케이싱에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구를 포함하는 폭기장치; 상기 폭기장치의 작동을 제어하는 제어수단; 상기 산화구 반응조의 일측에 연결 설치되어 하.폐수를 유입시키는 유입수 배관; 상기 산화구 반응조의 일측에 설치되어 처리수를 배출시키는 유출수 배관; 상기 유출수 배관으로부터 배출되는 활성슬러지 혼합액을 침전시키는 침전조; 상기 침전조에 침전된 슬러지가 산화구 반응조로 반송될 수 있도록 경로를 제공하는 반송슬러지 배관; 상기 산화구 반응조로부터 활성슬러지 혼합액을 직접 인발하여 이송하는 잉여슬러지 배관; 상기 잉여슬러지 배관을 통해 이송된 슬러지를 감량하는 슬러지감량장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템에 관한 것이다.

Description

용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템{System for treatment of wastewater using aeration device with improved dissolution rate}

본 발명은 공기용존율 및 용존유지율을 높여 폭기효율을 높임으로써 전체시스템의 효율을 배가시키고 호기성 및 무산소성 상태의 시간비를 유입부하 등에 따라 조절할 수 있는 하.폐수 처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 공장 등에서 배출되는 생활하수, 공장폐수 등은강, 하천 등으로 방류되기 전에 하.폐수 처리장을 거치게 되는데, 이러한 폐수처리장에 있어 폭기조에서는 폭기조에 유입된 하.폐수에 산소를 공급하거나 교반시켜 하.폐수의 미생물을 활성화시킴에 따라 하.폐수에 포함된 각종 유기물이 제거하여 하.폐수를 정화하는 공정을 거치게 된다.

즉 폭기조에 공기를 폭기시킴으로서 하.폐수의 용존산소를 증가시킴에 따라 호기성세균을 활성화 시켜 하.폐수를 정화시키는 폭기작용을 함과 동시에 하.폐수를 교반시켜 하.폐수로부터 질소를 배출시키는 교반작용을 통해 하.폐수를 처리하는 것이다.

이러한 공정에 있어 다양한 폭기장치를 통해 폭기조에 폭기작용 또는 교반작용을 수행하도록 하고 있는 바, 폭기장치의 일 예가 도 1 및 도 2에 도시되고 있다.

도 1의 종래 폭기장치는 하.폐수가 유입 및 저장되는 폭기조(P)에 케이싱(1)의 하부가 하.폐수 속에 잠기도록 경사지게 설치한 후 케이싱(1)의 하단으로 노출되는 중공축(3)에 형성된 나선형 날개(4)를 회전시켜 하.폐수에 교반작용을 행함으로서 하.폐수로부터 질소를 배출토록 하거나 케이싱(1) 상부에 형성된 흡기구(32)를 통해 흡입된 공기가 중공축(3)을 통해 하.폐수로 토출토록 함과 동시에 나선형 날개(4)의 회전을 통해 와류를 형성하여 와류에 공기가 용존되도록 함으로서 폭기작용을 하는 것이다.

이러한 폭기장치는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 케이싱(1) 상단에 공기가 유입되는 흡기구(32)가 형성되고, 상기 케이싱(1)의 외주연에는 하.폐수가 비산되는 것을 방지하는 와류방지판(6)이 형성되며 지지대(7)가 설치되고, 상기 케이싱(1)의 내부에는 모터(2)가 구성되고, 상기 모터(2)와 연동하는 중공축(3)과 상기 중공축(3)의 하단에 구성되는 나선형 날개(4)가 형성되고, 상기 케이싱(1)의 상부에는 상기 중공축(3)과 연동하여 상기 중공축(3)을 개폐하는 개폐밸브(5)가 구성된다.

이러한 구성에 의한 폭기장치는 도면에 도시된 바는 없으나 스위치를 ON시켜 모터(2)가 회전함에 따라 모터(2)와 연동하는 중공축(3)이 회전하게 되고, 중공축(3)이 회전함에 따라 나선형 날개(4)가 하.폐수속에서 회전하게 되면서 하.폐수를 교반시켜 교반작용을 하게 되는 것이다.

또한, 폭기작용을 행하는 경우에는 상기와 같이 나선형 날개(4)가 회전하고 있는 동안에 상기 개폐밸브(5)를 개방시킴에 따라 상기 나선형 날개(4)의 회전으로 상기 중공축(3) 끝단의 배기구(31)에 부압이 형성되고, 이러한 압력차의 유발에 따라 케이싱(1) 상단의 흡기구(32)를 통해 공기가 유입되어 상기 중공축(3)을 통해 상기 배기구(31)로 토출되는 것이다.

그런데 이러한 폭기작용을 행함에 있어 상기 나선형 날개(4)의 회전에 의해 형성되는 와류에 의해 토출되는 공기가 용존되도록 하는 것인데 공기가 충분히 용존되지 않아 토출된 공기가 부상되어 용존율을 높이기 위해 과다한 에너지가 소요되는 등의 문제가 있다. 또한 폭기작용에 의한 운전시 과도한 소음이 발생되어 민원발생의 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-1052246호

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원수를 활성화시켜 토출되는 공기와 원수의 충분한 용존율을 보장하고 용존유지율도 높이도록 함과 동시에 소음을 저감시킬 수 있는 폭기장치를 사용함으로써 전체 시스템의 효율을 높일 수 있는 하.폐수 처리시스템을 제공하고자 함이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템(이하 "본 발명의 시스템"이라함)은, 하.폐수가 유입되는 산화구 반응조; 상기 산화구 반응조에서 폭기작용 또는 교반작용을 수행하도록 장착되며, 모터와, 상기 모터와 연동 회전하는 중공축과, 상기 중공축 상단에 개폐밸브와, 상기 중공축 하단 외주연에 형성된 나선형 날개와, 내부에 수용공간이 형성되어 상기 모터, 중공축, 개폐밸브를 수용하되 상기 중공축의 하단으로 나선형 날개가 형성된 부분이 노출되도록 형성되는 폭기케이싱과, 상기 폭기케이싱 하단에서 상기 중공축에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부와, 상기 활성화부 외주연에 구성되어 상기 활성화부로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관과, 상기 폭기케이싱의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간이 형성되고 스프링에 의해 연결된 무게추가 상기 슬라이드공간에서 상기 폭기케이싱에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구를 포함하는 폭기장치; 상기 폭기장치의 작동을 제어하는 제어수단; 상기 산화구 반응조의 일측에 연결 설치되어 하.폐수를 유입시키는 유입수 배관; 상기 산화구 반응조의 일측에 설치되어 처리수를 배출시키는 유출수 배관; 상기 유출수 배관으로부터 배출되는 활성슬러지 혼합액을 침전시키는 침전조; 상기 침전조에 침전된 슬러지가 산화구 반응조로 반송될 수 있도록 경로를 제공하는 반송슬러지 배관; 상기 산화구 반응조로부터 활성슬러지 혼합액을 직접 인발하여 이송하는 잉여슬러지 배관; 상기 잉여슬러지 배관을 통해 이송된 슬러지를 감량하는 슬러지감량장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 활성화부는, 상기 폭기케이싱 외주연과 상기 유도관의 내주연을 상,하로 이격을 형성하며 연결하는 한쌍의 메쉬망과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에서 상기 폭기케이싱에 구성되는 열조사수단과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에 충진되며 상기 열조사수단에 의해 가열되어 유입된 원수에 원적외선을 방사하는 세리사이트볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 진동감쇄구는, 내부 일단에 스프링이 고정되면서 슬라이드공간이 형성되는 케이싱과, 상기 스프링의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간에 테두리가 접하는 장착판과, 상기 장착판에 돌출되는 장착바와, 상기 장착바에 개수가 선택적으로 체결되는 복수의 무게추와 상기 슬라이드공간의 일단 내측에 부착되는 탄성재질의 완충패드와, 상기 장착판에서 상기 스프링을 수용하면서 부착되는 탄성재질의 완충관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 장착판의 테두리에는 복수의 바퀴가 구성되어 상기 슬라이드공간의 내주연과 상기 장착판은 상기 바퀴에 의해 접하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 슬러지감량장치는 슬러지가 유입되는 처리조와, 구동모터에 의해 회전력이 부과되며 상기 처리조 내부에 위치하는 회전축과, 상기 회전축과 일체로 회전연동을 하며 하나 이상의 자석이 장착되고 각각 유격을 형성하여 하부에 타격공간이 형성되도록 하는 복수의 자력인가부와, 상기 타격공간에 배치되며 자성을 띈 복수의 자성타격입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 처리조의 내경은 상기 자력인가부의 직경보다 크게 구성하여 상기 처리조의 내주연과 상기 자력인가부의 외주연 사이에는 상향유로가 형성되어 하부에 위치하는 타격공간에서 타격된 슬러지는 상기 상향유로를 통해 상부에 위치하는 타격공간 또는 최상부의 자력인가부 상부의 포집공간으로 유동하고, 상기 자력인가부 하면에는 중앙부에 원심방향으로 와류가 유도되도록 하는 원심와류유도단이 복수로 돌출되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 자력인가부 상면 테두리부분에서 돌출되는 하나 이상의 돌출핀과, 상기 돌출핀에 체결되며 돌출핀에서 회전반경을 달리하며 회전운동이 가능하도록 장공이 형성된 타격몸체를 포함하는 분쇄구가 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 타격몸체는 비대칭형상으로 상대적으로 면적이 큰 타격부가 형성되며 상기 타격부의 끝단에는 복수의 타격돌기가 형성되고 상기 타격몸체의 상기 돌출핀에서 회전연동시 상기 타격부가 상기 상향유로로 노출되는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 시스템은 하.폐수의 유입부하 변동에 따라 질산화 및 탈질반응에 필요한 호기성 및 무산소성 상태의 시간비를 조절할 수 있고, 산화구 반응조에서 잉여슬러지를 직접 인발하여 감량처리함으로써 ASRT를 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 시스템은 산화반응조에 있어 용존산소율 및 용존시간을 길게 가져갈 수 있어 폭기효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 폭기장치의 사용상태를 나타내는 개략도이고,
도 2는 종래 폭기장치의 구조를 나타내는 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 시스템은 나타내는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일 구성인 폭기장치의 구조를 나타내는 측단면도이고,
도 5는 폭기장치에 있어 활성화부의 작동상태를 나타내는 측단면도이고,
도 6은 폭기장치의 사용상태도이고,
도 7은 폭기장치에 있어 진동감쇄부의 일 실시 예를 나타내는 측단면도이고,
도 8은 도 7에 도시된 진동감쇄부의 작동상태도이고,
도 9는 본 발명의 일 구성인 슬러지감량장치를 나타내는 개략도이고,
도 10은 도 9에 도시된 처리조의 일 실시 예를 나타내는 개략도이고,
도 11은는 자력인가부의 일 실시 예를 나타내는 평면도이고,
도 12는 자력인가부의 일 실시 예를 나타내는 배면도이다.

이하 본 발명의 실시 예을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 시스템(100)은 도 3에서 보는 바와 같이 소정 공간으로 형성되고 그 내부에 하.폐수가 채워져 있는 산화구 반응조(110), 상기 산화구 반응조(110)에 설치되어 산화구 반응조(110)에서 폭기작용 또는 교반작용(호기 또는 무산소 조건)을 수행하도록 하는 상기 폭기장치(P), 상기 폭기장치(P)에 연결 설치되어 상기 폭기장치(P)의 작동을 제어하는 제어수단(미도시), 상기 산화구 반응조(110)의 일측에 설치되어 유입 하.폐수의 이동경로를 제공하는 유입수 배관(120), 상기 산화구 반응조(110)의 일측에 설치되어 산화구 반응조내 활성슬러지 혼합액의 이동경로를 제공하는 유출수 배관(130), 상기 유출수 배관(130)으로부터 배출되는 활성슬러지 혼합액을 침전시키는 침전조(140), 상기 침전조(140)의 일측에 설치되어 처리된 처리수의 이동경로를 제공하는 방류수 배관(150), 상기 침전조(140)에 침전된 슬러지가 산화구 반응조(110)로 반송될 수 있도록 이동경로를 제공하는 반송슬러지 배관(160), 상기 산화구 반응조(110)로부터 활성 슬러지 혼합액을 직접 인발하여 이송하는 잉여슬러지 배관(170), 상기 잉여슬러지 배관(170)을 통해 이송된 슬러지를 감량하는 슬러지감량장치(180)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 폭기장치(P)는 후단에서 설명하는 바와 같이 상기 산화구 반응조(110)의 내부 일측에 설치되어 상기 산화구 반응조(110)를 간헐포기 하는 것으로서, 상기 폭기장치(P)의 작동에 따라 상기 산화구 반응조(110)는 폭기작용을 하는 경우 호기성 조건 또는 교반작용을 하는 경우 무산소성 조건이 된다.

상기 폭기장치(P)는 산화구 반응조(110)의 수평면에 대하여 약 45도 각도로 비스듬히 설치되어 상기 산화구 반응조(110)를 간헐포기하게 된다.

한편, 상기 폭기장치(P)에는 그 일측에 상기 폭기장치(P) 작동을 제어하는 제어수단(미도시)이 연결 설치되어 있는 바, 이는 상기 외부의 입력신호에 따라 상기 폭기장치(P)를 자동적으로 제어하거나, 관리자의 선택에 따라 수동으로 제어할 수 있다.

상기 슬러지감량장치(180)는 후단에서 설명하는 바와 같이 상기 산화구 반응조(110)의 일측에 연결설치 되어 상기 산화구 반응조(110)로부터 활성 슬러지액을 인발하여 감량처리 하는 것이다.

상기 슬러지감량장치(180)는 그 일측이 수중펌프(미도시)에 연결설치 되어 있고, 상기 수중펌프는 상기 산화구 반응조(110)의 일측에 연결설치 된 잉여슬러지 배관(170)에 연결설치 되어 상기 펌프의 작동에 의해 산화구 반응조(110)로부터 활성 슬러지액을 인발하도록 할 수 있다.

상기 침전조(140)는 상기 산화구 반응조(110)로부터 배출되는 처리수에 존재하는 슬러지를 침전시키는 것으로서, 통상적으로 사용되는 침전조(140)라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명의 시스템(100)의 개략적 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 오염원으로부터 발생된 하.폐수를 유입수 배관(120)로 통과시켜 산화구 반응조(110)로 유입시키고, 상기 산화구 반응조(110)로 유입된 하.폐수는 상기 산화구 반응조(110)에 설치된 상기 폭기장치(P)의 작동에 따라 간헐적으로 포기되어 호기성 조건과 무산소성 조건을 반복적으로 수행함으로써 하.폐수를 처리한다.

또한, 상기 산화구 반응조(110)의 ASRT를 조절하기 위하여 상기 산화구 반응조(110)내의 활성슬러지 혼합액을 직접 인발하여 산화구 반응조(110)의 일측에 연결설치 된 잉여슬러지 배관(170)을 통과시켜 슬러지감량장치(180)에 의해 감량처리 시키고, 그 여액은 상기 산화구 반응조(110)로 회수되도록 한다.

그 다음, 상기 호기성 조건 및 무산소성 조건이 반복 형성되며 처리된 처리수는 상기 산화구 반응조(110)의 일측에 연결설치 된 유출수 배관(130)을 통과하여 침전조(140)로 유입되고, 상기 침전조(140)로 유입된 처리수에 존재하는 슬러지는 상기 침전조(140)의 바닥면으로 침전된 후 상기 침전조(140)의 하단에 연결설치 된 반송슬러지 배관(160)을 통과하여 산화구 반응조(110)로 반송되며, 상기 슬러지가 침전된 처리수는 상기 침전조(140)의 일측에 형성되어 있는 방류수 배관(150)를 통하여 외부로 배출된다.

상기 폭기장치(P)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 폭기케이싱(1)의 내부에 모터(2)가 구성되고, 상기 모터(2)와 연동하는 중공축(3)이 형성되고, 상기 중공축(3)의 하단으로 상기 폭기케이싱(1)의 외부로 돌출되는 부분에 나선형의 날개(4)가 형성되며, 상기 중공축(3)의 상단에는 개폐밸브(5)가 연통하도록 구성된다. 또한, 상기 폭기케이싱(1)의 외주연에는 지지프레임(7)이 구성됨은 상기에서 언급한 종래의 기술과 동일하다.

특히 본 발명의 폭기장치에는 상기 폭기케이싱(1) 하단에서 상기 중공축(3)에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개(4)에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼(92) 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부(9)와, 상기 활성화부(9) 외주연에 구성되어 상기활성화부(9)로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부(9)를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관(8)과, 상기 폭기케이싱(1)의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간(66)이 형성되고 스프링(62)에 의해 연결된 무게추(65)가 상기 슬라이드공간(62)에서 상기 폭기케이싱(1)에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구(6)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

우선 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 활성화부(9)에 대해 설명한다.

상기 활성화부(9)는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 폭기케이싱(1) 외주연과 상기 유도관(8)의 내주연을 상,하로 이격을 형성하며 연결하는 한쌍의 메쉬망(91)과 상기 한쌍의 메쉬망(91) 사이에서 상기 폭기케이싱(1)에 구성되는 열조사수단(93)과 상기 한쌍의 메쉬망(91) 사이에 충진되며 상기 열조사수단(93)에 의해 가열되어 유입된 원수에 원적외선을 방사하는 세리사이트볼(92)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 상기 활성화부(9)는 원수가 유입되어 유입된 원수에 원적외선 영역의 전자파를 방사시킴으로써 원수를 활성화시켜 원수와 같이 유입된 공기의 원수에 용존율을 높이고 및 용존시간을 길게 가져갈 수 있도록 하는 것이다.

상기 메쉬망(91)은 상기 폭기케이싱(1)과 상기 유도관(8)을 연결하면서 내부에 상기 세리사이트볼(92)이 충진되도록 하는 구성으로서 상기 메쉬망(91)에 형성된 메쉬에 의해 상기 나선형 날개(4)의 작동에 의해 유입되는 원수를 먼저 물리적으로 쪼개는 기능도 수행하게 되는 것이다.

상기 열조사수단(93)은 도면에 도시된 바는 없으나 전기적 인가에 의해 열을 발산시키는 열선 등이 내재되는 구성으로 상기 열조사수단(93)의 작동에 의해 도 4에서 보는 바와 같이 상기 세리사이트볼(92)로 열(E1)을 조사토록 하는 것이다.

이렇게 상기 열조사수단(93)에 의해 열(E1)이 조사되도록 하는 이유는 세리사이트볼(92)에 열이 전달되도록 하여 세리사이트볼(92)에서 원적외선 영역의 전자파(E2)가 방출되도록 하기 위한 것이다.

상기 세리사이트볼(92)은 상,하로 유격을 형성하는 메쉬망(91) 사이에 충진되며 특히 상기에서 언급한 바와 같이 원수에 원적외선 영역의 전자파를 방사시켜 원수를 활성화 시키기 위한 구성에 해당한다.

상기 세리사이트볼(92)은 원석인 세리사이트를 채광한 후 기타 불순물을 제거하는 다양한 공지의 방법에 의한 정제과정을 거친다. 정제과정을 거친 세리사이트를 분말화 하고 고온(약 1,000℃ 이상)의 온도에서 볼형상으로 압축 성형하여 숙성과정을 거쳐 완성이 되도록 하는 것이다. 이렇게 볼형상으로 성형하는 이유는 유체의 유동마찰을 줄이기 위한 것이다.

이렇게 성형된 세리사이트볼(92)은 상기에서 언급한 바와 같이 열조사수단(93)의 발열에 의해 열에 노출되면 원적외선 영역의 전자파가 방출되도록 하는 것으로 이렇게 원적외선 영역의 전자파가 방사된 물은 수분자 사이의 수소결합의 전자가 여기되어 수중분출이 되도록 함으로써 물의 산화환원전위가 환원측으로 전환되어 활성화가 되도록 하는 것이다.

즉 물은 수분자끼리 수소가 결합해 클러스트를 구성하여 회전운동을 하고 있는 것인데 이러한 물에 원적외선 영역의 전자파가 조사되면 수분자끼리의 수소결합이 여기되어 회전운동이 격렬해짐에 따라 수소결합이 분리되는 것으로 물분자가 미세화 되는 것이다.

이렇게 세리사이트볼(92)에 의해 원적외선 영역의 전자파에 방사된 원수가 상기에서 언급한 바와 같이 물분자가 미세화 된 상태가 됨으로써 원수와 같이 유입된 공기가 용이하게 혼합이 이루어지는 것이다. 이러한 작용기작에 의해 용존산소율을 높이고 용존산소량을 길게 가져갈 수 있게 되는 것이다.

여기서 용존산소량을 길게 가져갈 수 있도록 한다는 것은 공기가 물분자에 균일하게 혼합되어 물분자가 공기를 가두게 되는 효과가 발현됨에 따라 용존산소량의 유지성을 길게 가져가게 되는 것을 말한다.

상기 유도관(8)은 상기 활성화부(9)에 의해 상기 폭기케이싱(1)의 하단부에 장착되는 구성으로 상기 활성화부(9)로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부(9)를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 기능을 하는 것이다.

즉 도 6에서 보는 바와 같이 유도관(8) 하부에서 원수(W1)가 유입되고 이러한 원수(W1)는 중공축(3)에서 토출된 공기와 함께 상기 활성화부(9)로 유입되어 상기 활성화부(9)에서 유입된 원수가 활성화되고 같이 유입된 공기가 활성화된 원수에 용존되는데 이렇게 공기가 용존된 원수(W2)가 상기 유도관(8) 상부로 토출되도록 하는 것이다.

이와 같은 작용기작에서 상기 활성화부(9)의 세리사이트볼(92)의 구성에 의해 상기에서 언급한 바와 같이 원수를 활성화시키는 것에 더하여 세리사이트볼(92)간 간극에 의해 유입된 원수에 와류가 형성되는데 이러한 와류에 의해 공기의 용존율을 더욱 높이게 되는 것이다.

또한 상기 유도관(8)은 도면에 도시된 바는 없으나 상기 나선형 날개(4)가 반대방향으로 회전하는 경우 즉 유도관(8) 상부에서 원수를 유입하여 상기 활성화부(9)를 거치도록 함으로써 상기에서 언급한 바와 같이 원수를 활성화시키고 이렇게 활성화 된 원수가 유도관(8) 하부로 토출되도록 하면서 상기 중공축(3)에서 토출되는 공기가 상기 활성화된 원수에 혼입되도록 작동될 수 있다.

또한 본 발명의 특징 중의 하나로 상기 진동감쇄구(180)는 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 내부 일단에 스프링(62)이 고정되면서 슬라이드공간(66)이 형성되는 케이싱(61)과, 상기 스프링(62)의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간(66)에 테두리가 접하는 장착판(63)과, 상기 장착판(63)에 돌출되는 장착바(64)와, 상기 장착바(64)에 개수가 선택적으로 체결되는 복수의 무게추(65)와 상기 슬라이드공간(66)의 일단 내측에 부착되는 탄성재질의 완충패드(67)와, 상기 장착판(63)에서 상기 스프링(62)을 수용하면서 부착되는 탄성재질의 완충관(68)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱(61)은 도 7에서 보는 바와 같이 일단부가 착탈이 가능하도록 하여 상기 무게추(65)의 개수조절이 가능하도록 하여야 한다.

상기 케이싱(61)의 일단에는 스프링(62)이 고정되고 타단에는 완충패드(67)가 부착되는데 상기 완충패드(67)는 상기 슬라이드공간(66) 내부에서 상기 장착바(64)가 슬라이드 시 상기 케이싱(61)을 직접 타격하는 것을 방지토록 하는 것이다.

상기 장착판(63)은 스프링(62)의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간(66)에 테두리가 접하는 상태로 상기 슬라이드공간(66)에서 스프링(62)의 작용에 기해 슬라이드가 이루어지도록 하는 것이다.

이렇게 상기 장착판(63)은 상기 슬라이드공간(66)에서 스프링(62)의 작용에 기해 슬라이드가 이루어지도록 함에 따라 상기 폭기케이싱(1)에 전달되는 진동의 반대방향 역진동이 이루어지도록 하는 것인데 장착판(63) 테두리와 슬라이드공간(66)에 마찰력이 큰 경우 이러한 역진동의 발생을 방해할 수 있다.

이에 본 발명에서는 상기 장착판(63)의 테두리에는 복수의 바퀴(631)가 구성되어 상기 슬라이드공간(66)의 내주연과 상기 장착판(63)은 상기 바퀴(631)에 의해 접하도록 하여 상기 장착판(63)과 상기 슬라이드공간(66)의 내주연 간의 슬라이드가 원활히 이루어지도록 한다.

상기 장착바(64)는 상기 장착판(63)에서 돌출되어 상기 무게추(65)가 장착이 되도록 하는 구성에 해당한다. 이러한 장착바(64)에 상기 무게추(65)의 개수가 조절되면서 장착이 되는 것이다.

상기 무게추(65)는 도면에 3개가 상기 장착바(64)에 장착된 예를 도시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 무게추(65)의 개수조절에 의해 상기 폭기케이싱(1)에 전달되는 진동의 반대방향 역진동이 이루어지도록 조절이 이루어지도록 하는 것이다.

즉 진동감쇄구(180)에서 발생되는 진동이 기기본체에서 발생되는 진동 즉 상기 폭기케이싱(1)에서 발생되는 진동을 감쇄하는 방향 및 크기로 발생되도록 하는 것이다. 이러한 무게추(65)의 갯수는 인가된 모터의 구동력, 장치의 크기 등 다양한 인자에 의해 역진동이 발생되도록 하는 변수에 해당하는 것이다.

상기 완충관(68)은 장착판(63)에서 상기 스프링(62)을 수용하면서 부착되는 탄성재질로서 상기 장착판(63)이 슬라이드 과정에서 직접적인 타격을 방지토록 하는 것이다.

이와 같이 진동감쇄구(180)에서 스프링(62)의 탄성계수(K)와 완충패드(67) 및 완충관(68)의 댐퍼계수(D)는 고정되어 상수에 해당하는 것이고 무게추(65)의 개수가 질량계수(M)로서 변수에 해당하여 무게추(65)의 개수를 조절하여 진동감쇄구(6)에서 발생되는 진동에 의해 폭기케이싱(1)에서 발생되는 진동을 감쇄시키도록 하는 것이다.

상기 슬러지감량장치(180)는 도 9에서 보는 바와 같이 내부로 슬러지가 유입되는 처리조(183); 구동모터(m)에 의해 회전력이 부과되며 상기 처리조(183) 내부에 위치하는 회전축(181); 상기 회전축(181)과 일체로 회전연동을 하며 하나 이상의 자석이 장착되고 각각 유격을 형성하여 하부에 타격공간(183-3)이 형성되도록 하는 복수의 자력인가부(182); 상기 처리조(183) 하부에 배치되며 자성을 띈 복수의 자성타격입자(184);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명의 슬러지감량장치(180)는 상기 처리조(183)로 유입된 슬러지를 복수의 타격공간(183-3)에서 자력인가부(182)의 자력에 의해 연동하는 자성타격입자(184)가 슬러지를 타격함으로써 슬러지를 분쇄하여 볼륨을 감량시키도록 하는 것이다.

이렇게 슬러지를 분쇄하여 감량토록 하는 이유는 유입된 잉여 슬러지로부터 폐기처분하는 슬러지량을 줄여 폐기처분에 필요한 시설 및 에너지를 줄이거나 없애도록 함과 동시에 상기 산화구 반응조(110)로 반송되는 슬러지의 경우도 생물학적 처리에 적합한 상태로 가용화 되어 반송이 되도록 하기 위한 것이다.

여기서 가용화라 함은 슬러지를 생물학적으로 처리하는데 적합한 상태로 개질한다는 것으로 슬러지의 대부분을 구성하는 미생물을 분쇄토록 하는 것을 의미한다.

상기 자력인가부(182)는 다양한 형상으로 구성될 수 있는 바, 일 예로 원판형(도면에 도시된 바는 없음)의 판체(182-1)가 상기 회전축(181)과 일체로 회전연동을 하도록 하며 상기 판체(182-1)에는 하나 이상의 자석(182-2)이 부착되도록 하는 것이다.

특히 본 발명에서는 상기 회전축(181)에서 상기 자력인가부(182)가 각각 유격을 형성하면서 그 하부에 각각 타격공간(183-3)이 형성되도록 장착되는 것을 특징으로 한다. 도 9 등에서는 2개의 자력인가부(182)가 회전축(181)에 구성되어 상,하 2개의 타격공간(183-3)에서 상기 자성타격입자(184)에 의해 슬러지가 타격이 되도록 하는 예를 제시하고 있다.

이렇게 구성함에 의해 최하부의 타격공간(183-3)에서는 상부의 자력인가부(182)의 회전에 의해 자성타격입자(184)가 연동하여 유입된 슬러지를 타격하게 되는 것이며 이렇게 1차적으로 타격이 된 슬러지가 상부의 타격공간(183-3)으로 유입되어 자성타격입자(184)의 타격에 노출되도록 하는데 상부의 타격공간(183-3)은 상,하에 위치하는 자력인가부(182)의 영향을 받음에 따라 하부의 타격공간(183-3)보다 자성타격입자(184)가 더 큰 자력에 노출되는 것이다.

즉 상부의 타격공간(183-3)에서의 슬러지는 하부의 타격공간(183-3)에서보다 더 큰 자성타격입자(184)의 타격에 노출되어 슬러지분쇄효율이 커지는 것이며 이렇게 순차적으로 분쇄된 슬러지가 외부로 배출되도록 하는 것이다.

또한 도 10에서 보는 바와 같이 상기 처리조(183)의 내경은 상기 자력인가부(182)의 직경보다 크게 구성하여 상기 처리조(183)의 내주연과 상기 자력인가부(182)의 외주연 사이에는 상향유로(183-5)가 형성되어 하부에 위치하는 타격공간(183-3)에서 타격된 슬러지는 상기 상향유로(183-5)를 통해 상부에 위치하는 타격공간(183-3) 또는 최상부의 자력인가부(182) 상부의 포집공간(183-4)으로 유동하도록 하는 것이다.

일 타격공간(183-3)으로 유입된 슬러지는 상부 자력인가부(182)의 회전에 의해 자성타격입자(184)의 타격과 동시에 원심력을 받게 되는데 이러한 원심력을 받으면서 처리조(183) 상부 내주연에 도달하면 상기 상향유로(183-5)를 통해 상부의 타격공간(183-3)으로 유동하게 되는 것이다.

상기 자성타격입자(184)는 자성을 띈 재질로 구성되어 상기 자력인가부(182)가 회전시 자력인가부(182)의 자석(182-2)에 의해 회전연동이 발생되도록 하는 것으로 이러한 회전연동에 의해 상기 처리조(183)의 슬러지를 타격토록 하는 것이다.

상기 자성타격입자(184)는 자성을 띈 재질이면 다양한 재질을 사용할 수 있으며 예로 제강슬래그볼이 사용될 수 있다. 제강슬래그볼은 자성을 띔은 물론 연마재 등으로 사용되어 그 강도가 우수하므로 상호간 충돌 및 타격에 의해 깨지지 않고 내구성이 유지되도록 하는 장점이 있다.

또한 도 9에서 보는 바와 같이 상기 처리조(183)의 최하부 타격공간(183-3)에는 슬러지가 유입되는 유입라인(183-1)이 형성되며 상기 최하부 타격공간(183-3)의 상부에 위치하는 타격공간(183-3) 및 포집공간(183-4)에는 처리된 슬러지가 배출되는 배출라인(183-2)이 각각 형성되고 상기 배출라인(183-2)은 교반조(185)와 연결되도록 한다.

상기 교반조(185)에는 도면번호가 도시되지 않았으나 교반수단이 구성되어 처리조(183)에서 타격에 의해 감량이 된 슬러지를 다시 한번 더 교반하여 외부로 배출하거나 이하에서 설명하는 바와 같이 반송라인(185-1)을 통해 처리조(183)로 반송하도록 하는 것이다.

한편 본 발명에서는 슬러지 분쇄효율을 더욱 높이기 위한 하나의 실시 예를 도 11에서 제시하고 있다.

본 실시 예의 자력인가부(182)는 도 11에 도시된 바와 같이 상면 테두리부분에서 돌출되는 하나 이상의 돌출핀(182-5)과, 상기 돌출핀(182-5)에 체결되며 돌출핀(182-5)에서 회전반경을 달리하며 회전운동이 가능하도록 장공(182-41)이 형성된 타격몸체(182-4)를 포함하는 분쇄구가 구성됨을 특징으로 한다.

이에 더하여 상기 타격몸체(182-4)는 비대칭형상으로 상대적으로 면적이 큰 타격부(182-42)가 형성되며 상기 타격부(182-42)의 끝단에는 복수의 타격돌기(182-43)가 형성되고 상기 타격몸체(182-4)의 상기 돌출핀(182-5)에서 회전연동시 상기 타격부(182-42)가 상기 상향유로(183-5)로 노출되는 것을 특징으로 한다.

상기 타격몸체(182-4)는 중심부분에 장공(182-41)이 형성되어 상기 돌출핀(182-5)에 회전연동이 가능하도록 체결이 되는데 상기 자력인가부(182)의 회전연동에 따라 상기 타격몸체(182-4)는 상기 돌출핀(182-5)에서 상기 장공(182-41)의 형상에 기해 슬라이드가 되면서 회전연동이 이루어져 회전반경을 달리하면서 회전연동이 이루어지는 것이다.

이와 같이 구성되어 직선운동과 회전운동이 결합되어 상기 상향유로(183-5)로 유입되는 슬러지에 더 큰 타격을 줌으로써 그만큼 슬러지 분쇄효율을 크게 가져갈 수 있게 되는 것이다.

이러한 회전반경을 달리하는 회전연동효율을 더욱 높이기 위해 상기 타격몸체(182-4)는 비대칭형상으로 상대적으로 면적이 큰 타격부(182-42)가 형성되도록 하고 상기 타격부(182-42)의 끝단에는 복수의 타격돌기(182-43)가 형성되도록 하여 회전연동에 중량이 상대적으로 더 큰 타격부(182-42)가 슬러지를 타격하도록 함과 동시에 타격돌기(182-43)가 슬러지를 타격하도록 하여 분쇄효율을 더욱 향상시키는 것이다.

또한 상기 타격몸체(182-4)의 상기 돌출핀(182-5)에서 회전연동시 상기 타격부(182-42)가 상기 상향유로(183-5)로 노출되도록 하여 상향유로(183-5)를 통해 상방향으로 유입되는 슬러지를 타격부(182-42)가 타격토록 하는 것이다.

이때 상기 타격몸체(182-4)의 장공(182-41) 끝단에 돌출핀(182-5)이 걸리는 경우 상기 타격돌기(182-43)는 상기 처리조(183) 내주연과 이격이 형성되도록 하여 타격몸체(182-4)의 회전연동에 의한 타격이 처리조(183)에 직접적으로 전달되는 것은 방지한다.

한편 상기에서 언급한 바와 같이 자력인가부(182)의 회전에 의해 타격공간(183-3)의 슬러지는 원심력을 받게 되며 당연히 자성타격입자(184)의 경우도 원심력을 받게 되어 작동시간의 경과에 따라 자성타격입자(184)가 처리조(183) 내주연 방향으로 쏠리게 되어 회전축(181) 부분의 슬러지 타격효율이 저하되는 문제가 생길 수 있다.

즉 타격공간(183-3)에서 균일한 슬러지분쇄효율을 저하시키는 문제가 생길 수 있다. 이에 본 발명에서는 균일한 슬러지분쇄효율이 발현되도록 하기 위한 실시 예를 도 12에서 제시하고 있다.

도 12에 도시된 실시 예는 상기 자력인가부(182) 하면 중앙부에 원심방향으로 와류가 유도되도록 하는 원심와류유도단(182-3)이 복수로 돌출되도록 하는 예를 제시한다.

즉 도면에서 보는 바와 같이 각각 원심와류유도단(182-3)은 자력인가부(182) 하면 중앙부에 복수로 돌출이 되되 일단이 상기 회전축(181) 주변부에서 시작해서 자력인가부(182)의 회전방향으로 경사구배가 형성되도록 하면서 자력인가부(182)의 외주와 유격이 형성되도록 타단이 형성되어 자력인가부(182)의 회전시 중앙부에서는 각각 원심와류유도단(182-3)에 의해 원심방향으로 와류가 유도되도록 하는 것이다.

도면에서는 자력인가부(182)가 시계방향으로 회전함에 따라 시계방향의 와류(W1)가 형성됨과 동시에 원심와류유도단(182-3)이 형성된 위치 즉 자력인가부(182)의 중앙부에서는 반시계방향으로 원심으로 향하는 와류(W2)가 형성되는 것이다.

이와 같은 구성에 의해 와류와 같이 연동되는 자성타격입자(184)는 기본적으로 원심력을 받아 타격공간(183-3)에서 외측으로 쏠리는 힘을 받게 되나 중앙부에서는 상기 원심와류유도단(182-3)에 의해 원심방향의 와류(W2)가 형성되어 타격공간(183-3)의 중앙부에도 이러한 와류(W2)에 의해 자성타격입자(184)가 연동하게 되어 전체 타격공간(183-3)에서 균일하게 자성타격입자(184)의 연동을 통한 균일한 슬러지 분쇄가 이루어지도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

100 : 본 발명의 시스템 110 : 산화구 반응조
120 : 유입수 배관 130 : 유출수 배관
140 : 침전조 150 : 방류수 배관
160 : 반송슬러지 배관 170 : 잉여슬러지 배관
180 : 슬러지감량장치

Claims (8)

1. 하.폐수가 유입되는 산화구 반응조; 상기 산화구 반응조에서 폭기작용 또는 교반작용을 수행하도록 장착되며, 모터와, 상기 모터와 연동 회전하는 중공축과, 상기 중공축 상단에 개폐밸브와, 상기 중공축 하단 외주연에 형성된 나선형 날개와, 내부에 수용공간이 형성되어 상기 모터, 중공축, 개폐밸브를 수용하되 상기 중공축의 하단으로 나선형 날개가 형성된 부분이 노출되도록 형성되는 폭기케이싱과, 상기 폭기케이싱 하단에서 상기 중공축에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부와, 상기 활성화부 외주연에 구성되어 상기 활성화부로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관과, 상기 폭기케이싱의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간이 형성되고 스프링에 의해 연결된 무게추가 상기 슬라이드공간에서 상기 폭기케이싱에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구를 포함하는 폭기장치; 상기 폭기장치의 작동을 제어하는 제어수단; 상기 산화구 반응조의 일측에 연결 설치되어 하.폐수를 유입시키는 유입수 배관; 상기 산화구 반응조의 일측에 설치되어 처리수를 배출시키는 유출수 배관; 상기 유출수 배관으로부터 배출되는 활성슬러지 혼합액을 침전시키는 침전조; 상기 침전조에 침전된 슬러지가 산화구 반응조로 반송될 수 있도록 경로를 제공하는 반송슬러지 배관; 상기 산화구 반응조로부터 활성슬러지 혼합액을 직접 인발하여 이송하는 잉여슬러지 배관; 및 상기 잉여슬러지 배관을 통해 이송된 슬러지를 감량하는 슬러지감량장치;를 포함하고,
   상기 슬러지감량장치는 슬러지가 유입되는 처리조와, 구동모터에 의해 회전력이 부과되며 상기 처리조 내부에 위치하는 회전축과, 상기 회전축과 일체로 회전연동을 하며 하나 이상의 자석이 장착되고 각각 유격을 형성하여 하부에 타격공간이 형성되도록 하는 복수의 자력인가부와, 상기 타격공간에 배치되며 자성을 띈 복수의 자성타격입자를 포함하며,
   상기 처리조의 내경은 상기 자력인가부의 직경보다 크게 구성하여 상기 처리조의 내주연과 상기 자력인가부의 외주연 사이에는 상향유로가 형성되어 하부에 위치하는 타격공간에서 타격된 슬러지는 상기 상향유로를 통해 상부에 위치하는 타격공간 또는 최상부의 자력인가부 상부의 포집공간으로 유동하고, 상기 자력인가부 하면에는 중앙부에 원심방향으로 와류가 유도되도록 하는 원심와류유도단이 복수로 돌출되고,
   상기 자력인가부 상면 테두리부분에서 돌출되는 하나 이상의 돌출핀과, 상기 돌출핀에 체결되며 돌출핀에서 회전반경을 달리하며 회전운동이 가능하도록 장공이 형성된 타격몸체를 포함하는 분쇄구가 구성됨을 특징으로 하는 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 활성화부는,
   상기 폭기케이싱 외주연과 상기 유도관의 내주연을 상,하로 이격을 형성하며 연결하는 한쌍의 메쉬망과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에서 상기 폭기케이싱에 구성되는 열조사수단과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에 충진되며 상기 열조사수단에 의해 가열되어 유입된 원수에 원적외선을 방사하는 세리사이트볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 진동감쇄구는, 내부 일단에 스프링이 고정되면서 슬라이드공간이 형성되는 케이싱과, 상기 스프링의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간에 테두리가 접하는 장착판과, 상기 장착판에 돌출되는 장착바와, 상기 장착바에 개수가 선택적으로 체결되는 복수의 무게추와 상기 슬라이드공간의 일단 내측에 부착되는 탄성재질의 완충패드와, 상기 장착판에서 상기 스프링을 수용하면서 부착되는 탄성재질의 완충관을 포함하는 것을 특징으로 하는 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 장착판의 테두리에는 복수의 바퀴가 구성되어 상기 슬라이드공간의 내주연과 상기 장착판은 상기 바퀴에 의해 접하는 것을 특징으로 하는 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 타격몸체는 비대칭형상으로 상대적으로 면적이 큰 타격부가 형성되며 상기 타격부의 끝단에는 복수의 타격돌기가 형성되고 상기 타격몸체의 상기 돌출핀에서 회전연동시 상기 타격부가 상기 상향유로로 노출되는 것을 특징으로 하는 용존율을 향상시키는 폭기장치를 이용한 하.폐수 처리시스템.

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