KR102017548B1 - 집중폭기가 적용된 수질정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집중폭기가 적용된 수질정화장치에 관한 것으로서, 특히 블로워로부터 공기를 제공받는 공기유입관과; 상기 공기유입관으로부터 공기를 제공받는 공기압축관과; 상기 공기압축관에 하향 설치되어 공기압축관으로부터 제공받은 공기를 하측으로 유동시키는 다수의 공기유도관과; 상기 공기유도관의 하단에 설치되어 하측으로 유동하는 공기를 미세기포로 변화시키는 디퓨저와; 내경이 상기 공기유도관의 외경보다 크게 형성되어 공기유도관과 디퓨저를 포위하는 집중폭기관과; 상기 집중폭기관의 하측에 설치되어 하폐수 내에 위치되고, 하폐수가 유입되는 다수의 유입홀이 형성된 하폐수 유입관과; 상기 집중폭기관의 상단에 설치되고, 일정간격으로 토출구가 형성된 기액압축관;을 포함하여 구성되어, 하폐수의 용존산소를 획기적으로 증가시킴으로써 오염물질을 용이하게 분해시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

집중폭기가 적용된 수질정화장치{Water Purification Device}

본 발명은 수질정화장치에 관한 것으로서, 특히 오염물질을 용이하게 제거하고 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있는 집중폭기가 적용된 수질정화장치에 관한 것이다.

저수지나 호수 등과 같이 물의 교체가 적고, 물의 순환이 원활하지 못하여 오염 및 정체가 쉬운 폐쇄성 수역에는 지표의 오수와, 생활하수, 공장 및 농축산폐수 등이 지속적으로 유입되기 때문에 수중의 오염물질 농도가 증가하게 된다.

특히, 오염물질 중 질소화합물 및 인산염 등을 포함하는 영양염류는 유기물 분해를 일으키는 미생물의 생육과 증식을 도모하기 때문에 담수(潭水)에 부영양화 현상을 일으키게 된다.

따라서, 폐쇄성 수역에서는 수중생태계에 포함된 질소나 인 등의 영양물질의 양이 자체 정화능력을 초과하지 않도록 균형을 유지시키는 것이 중요하며, 특히 물의 용존산소를 높여서 가라앉는 유기물이나 중금속 등의 정화작용이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 매우 중요하다.

그러나 국내의 많은 댐이나 저수지, 호수들은 오폐수 정화시설 증가에도 불구하고 여전히 다량의 오염물질이 유입되고 장기간의 담수에 따라 밀도층이 형성됨으로 인해 수질악화 현상이 점차 심화되고 있는 형편이다.

출원번호:10-2015-0042485 (공개번호:10-2016-0115235, 발명의 명칭:친환경 유기성 배양액의 제조 장치 및 제조 방법

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하폐수에 대한 집중폭기에 의해 용존산소를 획기적으로 증가시켜 오염물질을 용이하게 제거하고, 유지 및 관리비용을 절감할 수 있는 집중폭기가 적용된 수질정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치는 블로워로부터 공기를 제공받는 공기유입관과; 상기 공기유입관으로부터 공기를 제공받는 공기압축관과; 상기 공기압축관에 하향 설치되어 공기압축관으로부터 제공받은 공기를 하측으로 유동시키는 다수의 공기유도관과; 상기 공기유도관의 하단에 설치되어 하측으로 유동하는 공기를 미세기포로 변화시키는 디퓨저와; 내경이 상기 공기유도관의 외경보다 크게 형성되어 공기유도관과 디퓨저를 포위하는 집중폭기관과; 상기 집중폭기관의 하측에 설치되어 하폐수 내에 위치되고, 하폐수가 유입되는 다수의 유입홀이 형성된 하폐수 유입관과; 상기 집중폭기관의 상단에 설치되고, 일정간격으로 토출구가 형성된 기액압축관;을 포함하여 구성되어, 상기 유입홀을 통해 유입된 하폐수는 상기 공기유도관과 집중폭기관 사이의 공간을 상승 유동하면서 상기 디퓨저에 의해 발생된 미세기포에 의해 집중폭기된 후 상기 토출구를 통해 수면 위로 살포된다.

여기서, 상기 기액압축관의 토출구에는 연장관이 설치되고, 상기 연장관은 절곡되거나 일정곡률로 라운드지게 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 집중폭기가 적용된 수질정화장치는 집중폭기에 의해 하폐수의 용존산소를 획기적으로 증가시켜 호기성 미생물의 증식을 촉진할 수 있고, 이로 인하여 BOD, SS, 휘발성 유기물질 등의 오염물질을 용이하게 분해시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 심층 하폐수가 펌프와 같은 별도의 전기구동장치에 의해 집중 폭기관 내부로 유입되는 것이 아니고, 집중폭기관 내부에서 작용되는 공기의 상승부력에 의해 자연 펌핑되어 집중폭기관 내부로 공급되므로, 조작비용 및 유지 관리비용이 절감되는 이점이 있다.

또한, 설비 자체가 복잡하지 않고 단순하기 때문에 관리가 용이한 이점이 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치를 보인 사시도.
도 2a 및 도 2d는 본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치를 작동시켰을 때 공기와 하폐수의 흐름을 보인 도.

이하, 본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치를 보인 사시도이고, 도 2a 및 도 2d는 본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치를 작동시켰을 때 공기와 하폐수의 흐름을 보인 도이다.

본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치는 하폐수 처리조에 저장된 하폐수 내에 설치되거나 저수지나 호수 등과 같은 폐쇄성 수역 등에 설치되어 하폐수나 오수 등을 정화하기 위한 것으로서, 블로워(10)와, 상기 블로워(10)에 연결되는 공기유입관(20)과, 상기 공기유입관(20)에 연통되는 공기압축관(30)과, 상기 공기압축관(30)의 하측에 공기압축관(30)과 연통되게 설치되는 다수의 공기유도관(40)과, 상기 공기유도관(40)의 하단에 설치되는 디퓨저(50)와, 상기 공기유도관(40)을 둘러싸는 집중폭기관(60)과, 상기 집중폭기관(60)의 하측에 설치되는 하폐수 유입관(70)과, 상기 집중폭기관(60)의 상단에 설치되는 기액압축관(80)을 포함하여 구성된다.

상기 블로워(10)는 공기에 흐름을 발생시켜 공기를 일방향으로 강하게 분사한다.

상기 공기유입관(20)은 일단이 블로워(10)에 연결되어 블로워(10)로부터 공기를 제공받는다. 즉, 블로워(10)로부터 발생한 공기는 공기유입관(20) 내부에 유입되어 유동한다.

상기 공기압축관(30)은 그 전체적인 형태가 환형(環形)에 유사한 형태를 갖는 것으로서, 공기유입관(20)의 타단에 연결되어 공기유입관(20)으로부터 공기를 제공받는다. 공기압축관(30) 내부로 유입된 공기는 공기압축관(30) 내부를 따라 회전하면서 점점 압축된다.

상기 공기유도관(40)은 공기압축관(30)에 수직으로 하향되게 설치되는 것으로서, 공기압축관(30)의 하측에 일정간격으로 다수개가 설치된다. 공기유도관의 설치개수는 수질정화장치의 처리 용량이나 구조적 안정성 등 여러 가지 상황을 고려하여 증감할 수 있다.

이러한 공기유도관(40)은 그 내경이 공기압축관(30)의 내경보다 작게 형성된다. 따라서, 공기압축관(30) 내부에서 압축되던 공기는 공기유도관(40)을 따라 강하게 하측으로 유동한다.

상기 디퓨저(50)는 공기유도관(40)의 하단에 설치되어 공기유도관(40)을 따라 하측으로 유동하다가 공기유도관(40) 밖으로 분출되는 공기를 미세기포로 변화시킨다. 부연하면 디퓨저(50)는 다수의 미세기공을 갖는 포러스 블럭과 같은 것으로서, 중앙에 구멍이 형성되어 이 구멍에 공기유도관(40)의 하단이 끼워지도록 하면 공기유도관(40) 밖으로 유출되는 공기가 포러스 블록의 미세기공에 의해 분산되면서 미세기포로 변환된다.

상기 집중폭기관(60)은 하단이 하폐수 처리조의 바닥면에 닿아 본 발명의 수질정화장치를 전체적으로 지지한다. 이러한 집중폭기관(60)은 그 내경이 공기유도관(40)의 외경 및 디퓨저(50)의 외경보다 크게 형성되어 공기유도관(40)과 디퓨저(50)를 포위한다.

이렇게 집중폭기관(60)의 내경이 공기유도관(40)의 외측면보다 크기 때문에 집중폭기관(60)의 내측면과 공기유도관(40)의 외측면 사이에는 일정한 공간(틈)이 발생할 수 밖에 없다. 이 공간을 통하여 디퓨저(50)에 의해 발생된 미세기포는 집중폭기관(60)을 따라 위쪽으로 이동한다.

상기 하폐수 유입관(70)은 양단이 집중폭기관(60)에 연통되게 설치된다. 이러한 하폐수 유입관(70)은 집중폭기관(60)의 하측에 설치되기 때문에 하폐수 내에 위치된다. 그리고, 하폐수 유입관(70)에는 다수의 유입홀(71)이 형성되어 이 유입홀(71)을 통해 하폐수가 하폐수 유입관(70) 내부로 공급된다.

이와 같이 유입홀(71)을 통해 유입된 하폐수는 하폐수 유입관(70)을 거쳐 집중폭기관(60) 내부로 유입되고, 공기유도관(40)과 집중폭기관(60) 사이의 공간을 따라 상승 유동하게 된다. 이때 디퓨저(50)에 의해 발생된 미세기포에 의해 하폐수가 집중 폭기되는 과정을 거치게 된다. 즉 디퓨저에 의해 공기가 미세기포로 전환되고, 이 미세기포는 공기유도관(40)과 집중폭기관(60) 사이의 공간에서 하폐수와 같이 상승 유동하면서 하폐수에 집중 폭기되어 하폐수가 정화되는데 도움을 준다.

상기 기액압축관(80)은 그 전체적인 형태가 환형(環形)에 유사한 형태를 갖는 것으로서, 그 내경이 공기유도관(40)의 외경보다 크게 형성되고 집중폭기관(60)의 상단에 설치된다. 즉 환형의 기액압축관(80) 하나가 다수의 집중폭기관(60) 상단에 연결됨으로써 집중폭기관(60)의 상단을 견고하게 고정시키는 역할을 한다. 그리고, 공기유도관(40)은 기액압축관(80)을 관통하여 집중폭기관(60)의 내부공간으로 연장된다.

이러한 기액압축관(80)에는 일정간격으로 토출구(81)가 형성된다.

상기 토출구(81)는 기액압축관(80)을 따라 형성되되, 집중폭기관(60)과 집중폭기관(60) 사이의 중간지점에 형성하는 것이 미세기포와 하폐수의 혼합을 좀 더 촉진시킬 수 있다는 점에서 바람직하다.

집중폭기관(60) 내부를 따라 상승하는 하폐수는 그 상승과정에서 함께 상승하는 미세기포에 의해 집중 폭기되고, 이렇게 폭기된 후 하폐수와 미세기포는 계속 위쪽으로 상승하여 기액압축관(80) 내부에 유입되어 그 내부를 유동하면서 점점 공기와 하폐수가 압축되다가 토출구(81)를 통해 수면 위로 살포된다.

한편, 기액압축관(80)의 토출구(81)에는 연장관(82)이 설치되어 미세기포가 포함된 하폐수를 좀 더 먼 곳으로 분사할 수도 있다. 그리고, 연장관(82)은 그 길이가 길기 때문에 일정 지점을 절곡시켜 굽은 형태로 형성시킬 수도 있고, 일정곡률로 라운드지게 형성할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 집중폭기가 적용된 수질정화장치의 작동 과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

블로워(10)로 공기를 강제 송풍하여 공기유입관(20) 내부로 공기를 공급한다.

공기유입관(20) 내부로 공급된 공기는 공기압축관(30) 내부로 유동하여 점점 압축되다가 공기유도관(40) 내부로 공급되어 아래쪽으로 이동한다.

공기유도관(40)을 따라 하측으로 유동하던 공기는 디퓨저(50)에 의해 분산되면서 미세기포화된다.

이 미세기포는 집중폭기관(60)과 공기유도관(40) 사이의 공간을 따라 위쪽으로 상승하게 되는데, 이때 집중폭기관(60) 내부에는 공기의 상승부력이 작용하게 되어, 이 상승 부력에 의해 아래쪽에 있는 심층의 하폐수가 자연적으로 펌핑되어 유입홀(71)을 통해 하폐수 유입관(70) 내부로 유입됨과 아울러 연이어 집중폭기관(60) 내부로 유입된다.

집중폭기관(60) 내부로 유입된 심층 하폐수는 집중폭기관(60)과 공기유도관(40) 사이의 공간을 따라 위쪽으로 상승하게 되고, 이 과정에서 함께 상승하는 미세기포에 의해 집중폭기된다. 그리고, 집중폭기관(60)을 따라 상승하는 미세기포의 표면에는 심층 하폐수의 유기질 오염물이 부착된다.

한편, 집중폭기에 의해 집중폭기관(60) 내부는 공기압이 상승하게 되는데, 이 압력상승에 의해 심층의 하폐수는 미세기포가 점점 고밀도화되어 기체와 액체가 혼합된 상태로 기액압축관(80) 내부로 유동한 후 토출구(81)와 연장관(82)을 통해 수면 위로 강하게 살포된다.

이렇게 기체와 액체가 혼합된 상태의 심층 하폐수가 수면 위로 강력히 살포됨으로써 용존산소량이 증가됨과 아울러 호기성 미생물의 증식이 촉진되면서 휘발성 유기물질 등을 포함한 각종 오염물질의 제거가 용이해진다.

이러한 과정을 거쳐 오염된 심층의 하폐수는 정화되고, 이후 다시 심층수로 순환되며, 그 이후 다시 수면 위로 공급되는 과정을 반복하면서 오염된 하폐수의 정화가 이루어진다.

10: 블로워 20: 공기유입관
30: 공기압축관 40: 공기유도관
50: 디퓨저 60: 집중폭기관
70: 하폐수 유입관 71: 유입홀
80: 기액압축관 81: 토출구
82: 연장관

Claims (3)

1. 블로워(10)로부터 공기를 제공받는 공기유입관(20)과;
   상기 공기유입관(20)으로부터 공기를 제공받으며 환형(環形)의 형태를 가지고 있어 상기 제공받은 공기가 내부를 따라 회전하여 압축되는 공기압축관(30)과;
   상기 공기압축관(30)에 하향 설치되며 상기 공기압축관(30)의 내경보다 작은 내경을 가져 공기압축관(30)으로부터 제공받은 공기를 하측으로 강하게 유동시키는 다수의 공기유도관(40)과;
   상기 공기유도관(40)의 하단에 설치되어 하측으로 강하게 유동하는 공기를 미세기포로 변화시키는 디퓨저(50)와;
   내경이 상기 공기유도관(40)의 외경보다 크게 형성되어 공기유도관(40)과 디퓨저(50)를 포위하는 집중폭기관(60)과;
   상기 집중폭기관(60)의 하측에 설치되어 하폐수 내에 위치되고, 하폐수가 유입되는 다수의 유입홀(71)이 형성된 하폐수 유입관(70)과;
   상기 집중폭기관(60)의 상단에 설치되고, 환형(環形)의 형태를 가지고 있으며 상기 집중폭기관(60) 연결부위의 중간지점에 일정간격으로 토출구(81)가 형성되어 유입된 상기 미세기포와 상기 하폐수의 혼합을 촉진 시키는 기액압축관(80);을 포함하여 구성되어,
   상기 유입홀(71)을 통해 유입된 하폐수는 상기 공기유도관(40)과 집중폭기관(60) 사이의 공간을 상승 유동하면서 상기 디퓨저(50)에 의해 발생된 미세기포에 의해 집중폭기된 후 상기 토출구(81)를 통해 수면 위로 살포되는 것을 특징으로 하는 집중폭기가 적용된 수질정화장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기액압축관(80)의 토출구(81)에는 연장관(82)이 설치되는 것을 특징으로 하는 집중폭기가 적용된 수질정화장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 연장관(82)은 절곡되거나 일정곡률로 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 집중폭기가 적용된 수질정화장치.

Images