KR102045911B1 - 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치 - Google Patents

공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐수처리 공정으로 폐수를 화학반응조에서 화학반응 시켜서 응집된 플록을 부상 슬러지 분리조로 이동시 부상 슬러지 분리조에서 정화된 폐수를 이용해 가압펌프로 가압을 하면서 콤프레샤로 공기를 강제주입시켜 미세기포를 만드는 과정에서 공기 포화수 분사기를 통해 배출되는 공기의 토출압이 물의 토출압보다 세고, 물의 양이 공기의 양보다 더 많도록 하여 공기량을 조정하는 것이 가능하고, 플록에 공기의 침투가 용이하여 부상이 잘 이루어지고 이동시간을 감소시켜 폐수의 슬러지 제거가 원활하게 되며, 슬러지가 제거된 처리수를 이용해 미세기포를 만드는 과정을 순환시켜 폐수처리의 효율을 향상시키는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치에 관한 것이다.

Description

공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치{Air Volume Control Injury Separated Waste Water Treatment Device}
본 발명은 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐수처리 공정으로 폐수를 화학반응조에서 화학반응 시켜서 응집된 플록을 부상 슬러지 분리조로 이동시 부상 슬러지 분리조에서 정화된 폐수를 이용해 가압펌프로 가압을 하면서 콤프레샤로 공기를 강제주입시켜 미세기포를 만드는 과정에서 공기 포화수 분사기를 통해 배출되는 공기의 토출압이 물의 토출압보다 세고, 물의 양이 공기의 양보다 더 많도록 하여 공기량을 조정하는 것이 가능하고, 플록에 공기의 침투가 용이하여 부상이 잘 이루어지고 이동시간을 감소시켜 폐수의 슬러지 제거가 원활하게 되며, 슬러지가 제거된 처리수를 이용해 미세기포를 만드는 과정을 순환시켜 폐수처리의 효율을 향상시키는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치에 관한 것이다.
부상분리식의 하폐수처리장치는 하폐수 중에 함유된 부유상(suspended phase)에 미세한 기포(bubble)을 부착시켜 공기가 접하고 있는 한계면까지 부상시킴으로써 고액분리를 유도하는 것을 말한다,
즉, 물에 공기(기포)를 주입하고 주입된 공기가 물속의 오염물질과 결합하여 상부로 떠오르면 떠오른 오염물질을 수면 쪽에서 제거하는 수처리 방법을 이용한 것이다.
종래의 부상분리식 폐수처리장치는 혼화부에서 응집제를 혼화하여 하폐수 중에 플록을 생성시키고, 혼화부를 통과한 하폐수가 응집부로 유입되고 교반되어 하폐수 중의 플록이 성장하며, 응집부의 상부에서부터 하폐수가 유입되어 하강유동하는 하강유동부를 거쳐, 하강유동부로부터 하폐수가 기포접촉부로 유입되어 상승유동한다.
상기 기포접촉부의 저부에 공기포화수분사기가 설치되어 하강유동부에서 유입되는 하폐수에 공기포화수를 분사함으로써 발생하는 미세기포가 하폐수의 플록과 접촉하도록 한다.
기포접촉부에서 기포와 접촉한 플록은 하폐수와 함께 부상슬러지분리조로 이동하고, 부상슬러지분리조에서 속도가 느려지면서 미세기포가 접촉된 플록이 부력에 의해 수면에 부상하여 슬러지층을 형성한다.
부상슬러지분리조의 상측에는 부상슬러지수집기가 설치되어 슬러지를 플라이트부재가 일측으로 수집하게 되고, 슬러지수집부에 투입함으로써 하폐수로부터 슬러지가 제거될 수 있다.
슬러지가 제거된 하폐수의 처리수는 부상슬러지분리조에서 슬러지수집부의 저부를 통과하여 월류위어를 넘어 외부로 배출될 수 있다.
이와 같은 종래의 부상분리식 하폐수처리장치에서는 미세기포를 플록에 효과적으로 부착시키고 이에 따라 많은 플록을 수면에 부상시키는 것이 처리효율을 향상시키기 위한 매우 중요한 문제이다.
또한, 부상슬러지분리조에서는 부상된 슬러지가 하측으로 유동하는 처리수의 유속에 의해 하강하는 문제가 있는 바, 이러한 슬러지를 감소시킴으로써 처리수에 포함될 수 있는 플록을 최소화시킬 수 있도록 하였으나, 미세기포를 공급하기 위해 공기와 물이 함께 공급되도록 하여 하폐수처리를 위해 깨끗한 물을 사용하게 되어 폐수가 발생되고, 공기와 물의 압력을 조절하기 어려워 폐수와 미세기포의 혼합이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다.
KR10-1200972 (등록번호) 2012.11.07 KR10-1257736 (등록번호) 2013.04.18 KR10-1641191 (등록번호) 2016.07.14
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,
폐수처리 공정으로 폐수를 화학반응조에서 화학반응 시켜서 응집된 플록을 부상 슬러지 분리조로 이동시 부상 슬러지 분리조에서 정화된 폐수를 이용해 가압펌프로 가압을 하면서 콤프레샤로 공기를 강제주입시켜 미세기포를 만드는 과정에서 공기 포화수 분사기를 통해 배출되는 공기의 토출압이 물의 토출압보다 세고, 물의 양이 공기의 양보다 더 많도록 하여 공기량을 조정하는 것이 가능하며, 플록에 공기의 침투가 용이하게 하여 부상이 잘 이루어지고 이동시간을 감소시켜 폐수의 슬러지 제거가 원활한 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 정화된 폐수를 공기로 포화시키는 공기 포화수 분사기의 외부가 물유입관으로 구비되고 상기 물유입관 내부에 공기유입관이 삽입된 이중관 형태로 구비되되, 상기 물유입관의 물토출구 측 내주면의 폭이 좁아지며 스크류가 형성되고, 상기 공기유입관에서 공기토출구 측 외주면의 폭이 좁아지며 매끈하게 형성되며, 상기 공기유입관 외주면에 돌기가 형성되어 물이 이동하다 와류가 발생하고 서로 부딪치며 만나는 면적이 좁아지거나 넓어지며 압력 조절이 이루어지는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 물토출구의 외측에 일정간격 이격된 다수의 지지부에 설치되는 역류방지수단이 형성되되, 상기 역류방지수단은 중심이 공기토출구의 폭보다 폭이 넓은 폐쇄부로 구비되고, 상기 폐쇄부에 방사상으로 일정간격 이격되어 연장형성되는 연결부 사이에 물과 결합된 공기가 배출되는 개방부를 형성하여 공기의 압력 조절을 원활하게 하는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 공기토출구 측 외주면이 물토출구 측 내주면보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비되어 상기 물토출구에서 배출되는 물이 상기 폐쇄부에 부딪혀 반대로 이동하더라도 공기토출구 측 외주면에서 다시 튀어나와 역류가 방지되는 폐수처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 역류방지수단의 연결부 측단면이 물과 공기가 토출되는 방향을 따라 그 두께가 두껍게 형성되어 공기와 물이 배출되며 부딪히며 미세기포 발생을 돕는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 부상 슬러지 분리조에서 슬러지가 제거된 처리수를 이용해 미세기포를 만드는 과정을 순환시켜 폐수를 재활용하며 생물학적 공정을 위한 폐수의 양을 줄일 수 있으므로 에너지 절감과 폐수처리의 효율을 향상시키는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 부상 슬러지 분리조의 저면에 설치되는 호퍼형태의 슬러지 수집부에서 하부로 가라앉는 슬러지를 배출하도록 하여 슬러지가 침전되어 부패하는 것을 방지하는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유입구(111)로부터 유입되는 폐수에 응집제(112)를 공급하고 혼화기(113)를 이용해 혼화하여 상기 폐수 중에 플록을 생성시키는 혼화부(110)와; 상기 혼화부(110)를 통과한 폐수가 유입되고, 응집기(121)에 의해 교반하여 폐수의 플록을 성장시키는 응집부(120)와; 상기 응집부(120)에서 응집된 플록에 미세기포가 부착되는 미세기포 접촉부(130)와; 상기 응집부(120)에서 이송된 폐수가 미세기포 접촉부(130)로부터 미세기포가 접촉된 플록과 함께 유입되며, 상기 미세기포가 접촉된 플록이 부력에 의해 수면에 부상하여 슬러지층을 형성하는 부상 슬러지 분리조(140)와; 상기 부상 슬러지 분리조(140)의 상단부에 설치되어 수면으로 부상하는 슬러지를 수집하여 이송하는 부상 슬러지 수집기(150)와; 상기 부상 슬러지 수집기(150)에 의해 이송된 슬러지가 경사면(161)을 따라 이동하여 수집되는 제1슬러지 수집부(160)와; 상기 부상 슬러지 분리조(140) 하단부에 설치되어 하부로 가라앉는 슬러지를 수집하는 호퍼형태의 제2슬러지 수집부(170)와; 상기 부상 슬러지 분리조(140)에서 정화된 폐수의 일부를 제1반송수 배관(181)을 통해 반송받아 압송하는 반송펌프(180)와; 콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기와, 상기 반송펌프(180)로부터 압송되는 정화된 폐수를 공기로 포화시키는 복수의 공기 포화수 분사기(200)를 통해 미세기포가 분사되며, 상기 미세기포 접촉부(130)로 이송하는 가압탱크(190);를 포함하여 이루어지되, 상기 공기 포화수 분사기(200)는 일측에서 유입되는 정화된 폐수가 이동하는 물유입관(210) 내측에 상기 콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기가 이동하는 공기유입관(220)이 삽입되어 이중관 형태로 구비되고, 상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)과, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)의 폭이 좁아지되, 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)이 물토출구(211) 측 내주면(212)보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비된다.
본 발명은 상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)에는 스크류(212a)가 형성되고, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)은 매끈하게 구비된다.
또한, 본 발명은 상기 공기유입관(220) 외주면에 돌기(223)가 돌출형성된다.
또한, 본 발명은 상기 공기유입관(220)의 공기토출구(221) 측 외주면(222)과 물유입관(210)의 물토출구(211) 측 내주면(212) 사이는 서로 이격되되, 공기토출구(221)로 갈수록 면적이 넓어진다.
아울러, 본 발명의 상기 물토출구(211)의 외부측에는 일정간격 이격된 다수의 지지부(231)에 설치되는 역류방지수단(230)이 형성되되, 상기 역류방지수단(230)은 중심이 공기토출구(221)의 폭(B)보다 넓은 폭(A)으로 이루어지는 폐쇄부(232)로 구비되고, 상기 폐쇄부(232)에 방사상으로 일정간격 이격되어 연장형성되는 연결부(233)와, 상기 연결부(233) 사이에 개방부(234)가 형성되는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
본 발명의 상기 역류방지수단(230)의 연결부(233)는 그 단면이 물과 공기가 토출되는 방향을 따라 두께가 두껍게 형성된다.
본 발명의 상기 역류방지수단(230)의 폐쇄부(232)에는 공기토출구(221)에서 배출된 공기와 물토출구(211)에서 배출된 물이 부딪히는 복수의 돌출부가 형성된다.
본 발명의 상기 부상 슬러지 분리조(140)의 하부측에는 슬러지가 제거된 정화된 폐수가 모이게 되며, 상기 정화된 폐수는 처리수 배출구(141)를 통해 배출되어 제1반송수 배관(181)으로 이송된다.
따라서, 본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 폐수처리 공정으로 폐수를 화학반응조에서 화학반응 시켜서 응집된 플록을 부상 슬러지 분리조로 이동시 부상 슬러지 분리조에서 정화된 폐수를 이용해 반송펌프로 가압을 하면서 콤프레샤로 공기를 강제주입시켜 미세기포를 만드는 과정에서 공기 포화수 분사기를 통해 배출되는 공기의 토출압이 물의 토출압보다 세고, 물의 양이 공기의 양보다 더 많도록 하여 공기량을 조정하는 것이 가능하며, 플록에 공기의 침투가 용이하게 하여 부상이 잘 이루어지고 이동시간을 감소시켜 폐수의 슬러지 제거가 원활한 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 정화된 폐수를 공기로 포화시키는 공기 포화수 분사기의 외부가 물유입관으로 구비되고 상기 물유입관 내부에 공기유입관이 삽입된 이중관 형태로 구비되되, 상기 물유입관의 물토출구 측 내주면의 폭이 좁아지며 스크류가 형성되고, 상기 공기유입관에서 공기토출구 측 외주면의 폭이 좁아지며 매끈하게 형성되며, 상기 공기유입관 외주면에 돌기가 형성되어 물이 이동하다 와류가 발생하고 서로 부딪치며 만나는 면적이 좁아지거나 넓어지며 압력 조절이 이루어지는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 상기 물토출구의 외측에 일정간격 이격된 다수의 지지부에 설치되는 역류방지수단이 형성되되, 상기 역류방지수단은 중심이 공기토출구의 폭보다 폭이 넓은 폐쇄부로 구비되고, 상기 폐쇄부에 방사상으로 일정간격 이격되어 연장형성되는 연결부에 사이에 물과 결합된 공기가 배출되는 개방부를 형성하여 물과 결합된 공기의 압력 조절을 원활하게 하는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 상기 공기토출구 측 외주면이 물토출구 측 내주면보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비되어 상기 물토출구에서 배출되는 물이 상기 폐쇄부에 부딪혀 반대로 이동하더라도 공기토출구 측 외주면에서 다시 튀어나와 역류가 방지되는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 상기 역류방지수단의 연결부 측단면이 물과 공기가 토출되는 방향을 따라 그 두께가 두껍게 형성되어 공기와 물이 배출되며 부딪히며 미세기포 발생을 돕는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 부상 슬러지 분리조에서 슬러지가 제거된 처리수를 이용해 미세기포를 만드는 과정을 순환시켜 폐수를 재활용하며 생물학적 공정을 위한 폐수의 양을 줄일 수 있으므로 에너지 절감과 폐수처리의 효율을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 부상 슬러지 분리조의 저면에 설치되는 호퍼형태의 제2슬러지 수집부에서 하부로 가라앉는 슬러지를 배출하도록 하여 슬러지가 침전되어 부패하는 것을 방지할 뿐만 아니라 청소 후 물을 용이하게 배출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치의 전체 구성도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치의 공기 포화수 분사기의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치의 공기 포화수 분사기의 부분 확대 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치의 공기 포화수 분사기의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수 처리장치의 공기 포화수 분사기의 부분 확대 단면도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치의 공기 포화수 분사기의 역류방지수단의 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명은 플록을 폐수로부터 분리시키는 효율을 높이기 위해 주입되는 미세기포의 공기량을 조절할 수 있는 부상분리식 폐수처리장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이,
유입구(111)로부터 유입되는 폐수에 응집제(112)를 공급하고, 혼화기(113)를 이용해 혼화하여 상기 폐수 중에 플록을 생성시키는 혼화부(110)와,
상기 혼화부(110)를 통과한 폐수가 유입되고, 응집기(121)에 의해 교반하여 폐수의 플록을 성장시키는 응집부(120)와,
상기 응집부(120)에서 응집된 플록에 미세기포를 분사하여 균등하게 부착되도록 하는 미세기포 접촉부(130)와,
상기 응집부(120)에서 이송된 폐수가 미세기포 접촉부(130)로부터 미세기포가 접촉된 플록과 함께 유입되며, 상기 미세기포가 접촉된 플록이 부력에 의해 수면에 부상하여 슬러지층을 형성하는 부상 슬러지 분리조(140)와,
상기 부상 슬러지 분리조(140)의 상단부에 설치되어 수면으로 부상하는 슬러지를 수집하여 이송하는 부상 슬러지 수집기(150)와,
상기 부상 슬러지 수집기(150)에 의해 이송된 슬러지가 경사면(161)을 따라 이동하여 수집되는 제1슬러지 수집부(160)와,
상기 부상 슬러지 분리조(140) 하단부에 설치되어 하부로 가라앉는 슬러지를 수집하는 호퍼형태의 제2슬러지 수집부(170)와,
상기 부상 슬러지 분리조(140)에서 정화된 폐수의 일부를 제1반송수 배관(181)을 통해 반송받아 압송하는 반송펌프(180)와,
콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기와, 상기 반송펌프(180)로부터 압송되는 정화된 폐수를 공기로 포화시키는 복수의 공기 포화수 분사기(200)를 통해 미세기포가 분사되며, 상기 미세기포 접촉부(130)로 이송하는 가압탱크(190)를 포함하여 이루어진다.
부상분리식 폐수처리장치는 하수에 응집제를 주입하여 플록(floc)을 생성하고 그 플록의 크기를 성장시키며 부상되는 슬러지를 제거하도록 하는 것으로 본 발명은 미세기포를 만드는 과정에서 공기량을 조정하여 플록에 공기의 침투가 용이하게 하여 부상이 잘 이루어지고 이동시간을 감소시켜 폐수의 슬러지 제거가 원활하게 한다.
그러기 위해 본 발명의 상기 공기 포화수 분사기(200)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 일측에서 유입되는 정화된 폐수가 반송펌프(180)에 의해 이송되는 물유입관(210) 내측에 콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기가 이동하는 공기유입관(220)이 삽입되어 이중관 형태로 구비되되, 상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)의 폭이 좁아지며 스크류(212a)가 형성되고, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)의 폭이 좁아지며 매끈하게 형성되며, 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)이 물토출구(211) 측 내주면(212)보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비될 수 있다.
상기 혼화부(110)는 유입구(111)를 통해 생화학적 산소요구량(BOD) 700 mg/L의 폐수가 유입되며, 상기 혼화부(110)로 폐수가 유입되면 응집제(112)를 주입하여 상기 응집제(112)와 혼화되게 한다.
상기 혼화부(110)에서는 응집제(112)를 주입하고 혼화기(113)에 의해 혼화시켜 응집제(112) 중의 알루미늄 성분과 폐수 중의 인성분이 화학적 반응을 일으키도록 하며, 이에 불용성의 화합물을 형성하여 미크론 크기의 플록이 생성된다.
상기 플록은 응집제와 총인의 화합물로 구성된 것이며, 그 플록을 폐수와 분리함으로써, 폐수 중의 인이 제거될 수 있다.
상기 응집부(120)는 혼화부(110)에서 플록이 생성된 폐수가 하부의 통로를 통해 유입되고 응집기(121)에 의해 교반하여 폐수 중의 미세한 플록을 더 큰 입자로 성장시키게 되며, 상기 응집기(121)의 교반에 의해 폐수 중의 플록을 성장시킨 후 후속단계에서 미세한 기포가 잘 부착되게 된다.
상기 혼화부(110)와 응집부(120)는 화학반응이 이루어지는 화학반응조로 이루어지며, 화학반응조를 통과한 폐수는 이송관(122)을 통해 미세기포 접촉부(130)를 거쳐 부상 슬러지 분리조(140)로 이송된다.
상기 미세기포 접촉부(130)는 응집부(120)에서 유입되는 폐수에 포화수 이송관(193)으로부터 분사되는 포화수에 미세기포를 접촉시켜 유입된 폐수 중의 플록에 미세기포가 균등하게 부착되도록 한다. 미세기포와 접촉하여 미세기포가 부착된 플록은 부력에 의해 수면으로 빠르게 부상하면서 부상 슬러지 분리조(140)에서 수면에 퍼져 슬러지층을 형성하게 된다.
상기 부상 슬러지 분리조(140)는 미세기포 접촉부(130)의 상부와 연통되어 미세기포가 부착된 플록이 폐수의 유동을 따라 유입되어 그 유동이 느려지며, 미세기포가 부착된 플록이 부력에 의해 수면에 부상하여 슬러지층을 형성하게 된다.
상기 부상 슬러지 분리조(140)에서 플록이 분리됨으로써 정화된 폐수는 생화학적 산소요구량(BOD)이 400mg/L가 될 수 있으며, 부상 슬러지 분리조(140)의 하부측에 배치되어 처리수 배출구(141)로 배출되거나, 생물학적 공정을 거치기 위한 배출구(미도시)로 배출될 수 있게 된다.
상기 처리수 배출구(141)를 통해 배출된 처리수는 여러 번 순환하며 슬러지가 제거되어 생화학적 산소요구량(BOD)이 350~300mg/L 정도가 되고, 더욱 줄어들게 된다.
상기 부상 슬러지 분리조(140)의 수면에 플록이 부상하여 형성된 슬러지층을 제거하기 위해 부상 슬러지 수집기(150)가 설치된다.
상기 부상 슬러지 분리조(140) 상부에 형성되는 부상 슬러지 수집기(150)는 부상 슬러지 분리조(140)의 수면에 떠있는 슬러지를 수집하여 제1슬러지 수집부(160)로 이송한다.
상기 부상 슬러지 수집기(150)는 일측체인휠(151)과 타측체인휠(152)에 감겨 부상 슬러지 분리조(140)의 수면의 상측에서 그 수면과 평행하게 이동하는 수평이동체인으로 이루어지며, 상기 수평이동체인에 결합되어 하단이 수면에 접촉하면서 이동함으로써 상기 부상 슬러지 분리조(140)의 수면에 떠있는 슬러지를 걷어 상기 제1슬러지 수집부(160)에 투입하는 고무판으로 이루어지는 플라이트부재(153)를 포함한다.
상기 부상 슬러지 수집기(150)는 미세기포 접촉부(130)의 수면상측에 위치하는 일측체인휠(151)과 제1슬러지 수집부(160) 상측에 위치하는 타측체인휠(152)에 감겨 무한궤도 형태를 이루는 것으로서, 다수의 플라이트부재(153)가 일정간격 이격 설치되어 플라이트부재(153)를 이동시키게 된다.
상기 플라이트부재(153)는 수평이동체인에 결합되어 수평이동체인의 이동에 따라 이동하는 것으로 그 하단이 수면에 접촉하여 이동하므로 수면에 형성된 슬러지층을 일측에서부터 타측방향으로 밀게 되는바, 슬러지층의 수집 및 이동이 이루어지게 된다.
상기 제1슬러지 수집부(160)와 부상 슬러지 분리조(140)는 격벽에 의해 분리되되, 상기 격벽의 상단부는 수면을 따라 플라이트부재(153)가 이동하는 방향을 향해 경사지고 수면의 상측으로 노출된 경사면(161)이 형성된다. 상기 경사면(161)은 수면이 중간 정도의 높이에서 접촉하여 폐수가 상기 제1슬러지 수집부(160)로 넘치는 것을 방지하고, 상기 플라이트부재(153)의 하단이 그 경사면(161)에 접촉하여 이동하면서 걷어온 슬러지가 그 경사면(161)을 타고 넘어 제1슬러지 수집부(160)에 투입되게 된다.
상기 제1슬러지 수집부(160)는 부상 슬러지 분리조(140)에서 수면에 형성된 슬러지층을 부상 슬러지 수집기(150)가 수집하여 공급하는 부분으로 공급받은 슬러지를 압송하여 하부에 위치한 제1슬러지 배출관(162)을 통해 슬러지처리실로 배출하게 된다.
한편, 상기 부상 슬러지 분리조(140) 하부에 형성되는 호퍼 형태의 제2슬러지 수집부(170)는 상기 제1슬러지 수집부(160)로 이동하지 못하고 부상 슬러지 분리조(140)에서 무게가 무거워 가라앉은 슬러지가 쌓이는 곳으로 이루어지며, 가라앉은 슬러지는 제1슬러지 배출관(162)과 결합되는 제2슬러지 배출관(171)을 통해 슬러지처리실로 배출한다.
또한, 상기 제2슬러지 배출관(171)은 부상 슬러지 분리조(140)를 청소한 물이 배출될 수 있도록 한다.
상기 제1슬러지 수집부(160)에서 슬러지가 분리된 처리수는 처리수 이송관(163)을 통해 생물학적 공정을 위해 이송되게 된다.
일반적으로 폐수처리를 위해서는 시간당 18ton의 물을 사용하게 되어 폐수가 많이 발생되나 본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 정화된 폐수를 순환을 시킴으로써 생물학적 공정을 위한 폐수의 양을 줄일 수 있게 된다.
이와 같이 정화된 폐수를 여러번 순환시켜 재활용할 수 있으며 생물학적 공정을 위한 폐수의 양을 줄이게 되어 에너지 부하를 경감하게 된다.
상기 처리수 배출구(141)를 통해 배출된 처리수는 제1반송수 배관(181)을 통해 이송되며 반송펌프(180)에 의해 공기 포화수 분사기(200)로 이송된다.
종래의 폐수처리장치에서 공기를 주입하는 방식은 이젝터 방식으로 공기량을 조절하지 못하여 공기가 많아져 기포크기가 커져 물과 혼합이 되지 않는 단점이 있었다. 이젝터 방식에서는 펌프가 진공을 잡아주지 못하여 공기량을 조절하지 못하였으나, 본 발명에서는 콤프레샤(191)에서 고압의 공기를 주입하고 반송펌프(180)에서 공기보다 많은 양의 물을 주입하여 공기 포화수 분사기(200)를 통해 공기량을 조절할 수 있게 된다.
상기 공기 포화수 분사기(200)는 미세기포를 발생시키기 위해 상기 가압탱크(190)에 장착되는 복수개의 노즐로 형성되고, 제1반송수 배관(181)을 통해 이송된 물을 상기 반송펌프(180)에서 복수의 제2반송수 배관(182)을 통해 8kg, 10kg의 물이 가압탱크(190)로 이송되게 한다.
상기 가압탱크(190)는 공기포화탱크로, 상기 콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기와 반송펌프(180)로부터 압송되는 정화된 폐수를 공기로 포화시키는 공기 포화수 분사기(200)에서 분사된 포화수를 미세기포 접촉부(130)로 이송하게 된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 상기 공기 포화수 분사기(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제2반송수 배관(182)을 통해 유입된 정화된 폐수가 이동하는 물유입관(210) 내측에 상기 콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기가 압축공기 이송관(192)을 통해 이송되는 공기유입관(220)이 삽입되어 이중관 형태로 구비되고, 상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)의 폭이 좁아지며, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)의 폭도 좁아지되, 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)이 물토출구(211) 측 내주면(212)보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 상기 공기 포화수 분사기(200)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제2반송수 배관(182)을 통해 유입된 정화된 폐수가 이동하는 물유입관(210) 내측에는 상기 콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기가 압축공기 이송관(192)을 통해 이송되는 공기유입관(220)이 삽입되어 이중관 형태로 구비되고, 상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)의 폭이 좁아지며, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)의 폭도 좁아지되, 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)이 물토출구(211) 측 내주면(212)보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비되며, 상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)에는 스크류(212a)가 형성되고, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)은 매끈하게 구비된다.
또한, 상기 공기유입관(220) 외주면에는 돌기(223)가 돌출형성되어 물유입관(210)에서 물이 이동하다 폭이 좁아지는 물토출구(211) 측 내주면(212)에서 스크류(212a)에 의해 와류가 발생하고 돌기(223)에 부딪치며 충격을 받게 되며, 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)과 물토출구(211) 측 내주면(212) 사이의 면적이 좁아지거나 넓어지며 압력 조절이 가능하게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)과 물토출구(211) 측 내주면(212) 사이의 면적은 물이 먼저 통과하는 b부분이 a부분보다 좁은 것을 확인할 수 있으며, 이에 물이 이동하는 면적이 좁아지다가 넓어지는 것을 알 수 있다.
이와 같이 물토출구(211)로 배출되는 물은 공기토출구(221)에서 배출되는 공기와 만나고 외부측에 구비된 역류방지수단(230)에 부딪혀 저압이 되게 된다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 물토출구(211)의 외부측에는 일정간격 이격된 다수의 기둥으로 형성되는 지지부(231)에 설치되는 역류방지수단(230)이 형성되되, 상기 역류방지수단(230)은 중심이 공기토출구(221)의 폭(B)보다 넓은 폭(A)으로 이루어지는 폐쇄부(232)로 구비되고, 상기 폐쇄부(232)에 방사상으로 일정간격 이격되어 연장형성되는 연결부(233)와, 상기 연결부(233) 사이에 물과 결합된 공기가 배출되는 개방부(234)가 형성되게 된다.
상기 역류방지수단(230)의 연결부(233)는 도 6에 도시된 바와 같이 그 단면이 물과 공기가 토출되는 방향을 따라 두께가 두껍게 형성되며, 상기 역류방지수단(230)의 폐쇄부(232)에는 공기토출구(221)에서 배출된 공기와 물토출구(211)에서 배출된 물이 부딪히는 복수의 돌출부(미도시)가 더 형성될 수 있다.
한편, 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)이 물토출구(211) 측 내주면(212)보다 경사가 급격하게 구비되어 상기 물토출구(211)에서 배출되는 물이 상기 폐쇄부(232)에 부딪혀 반대로 이동하더라도 공기토출구(221) 측 외주면(222)에서 다시 튀어나와 역류가 방지된다.
상기 역류방지수단(230)은 지지부(231) 사이와 연결부(233) 사이의 개방부(234)로 물과 공기가 섞여서 배출되게 되며, 배출되는 물과 공기가 섞인 포화수는 가압탱크(190)로 유입되게 된다.
이때, 배출되는 물과 섞인 공기의 양은 물보다 적지만 그 압력이 높아 빠른 속도로 이동할 수 있다. 또한, 물이 투입되는 물토출구(211)의 내부면에서 공기가 토출되는 공기토출구(221)의 외주면(222)의 면적이 공기가 토출되는 공기토출구(221) 면적보다 커서 물의 토출량이 많게 되므로 순환하는 정화된 폐수는 계속하여 순환하며 정수되어 점차 깨끗한 물이 되며, 공기의 토출 압력이 콤프레샤(191)에 의해 물의 토출 압력보다 세게 조정할 수 있어 물 사이에 미세 기포를 침투시킬 수 있다. 특히 물과 공기가 토출되는 각 토출구가 이동되어온 압력보다 갑작스럽게 낮게 되면서 물과 공기가 서로 결합가능성을 높이도록 물과 공기를 접촉시켜 물 사이에 침투되는 미세기포의 양이 많아져 플록의 부상력을 높여준다.
한편, 상기 제2반송수 배관(182)과, 압축공기 이송관(192)은 각각 반송수 배관 밸브(182a) 및 압축공기 이송관 밸브(192a)가 설치되어 물과 공기의 양을 조절할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 폐수처리 공정으로 폐수를 화학반응조, 즉 혼화부(110)와 응집부(120)에서 화학반응 시켜서 응집된 플록을 부상 슬러지 분리조(140)로 이동시 부상 슬러지 분리조(140)에서 정화된 폐수를 이용해 반송펌프(180)로 가압을 하면서 콤프레샤(191)로 공기를 강제주입시켜 미세기포를 만드는 과정에서 공기 포화수 분사기(200)를 통해 배출되는 공기의 토출압이 물의 토출압보다 세고, 물의 양이 공기의 양보다 더 많도록 하여 공기량을 조정하는 것이 가능하며, 플록에 공기의 침투가 용이하게 하여 부상이 잘 이루어지고 이동시간을 감소시켜 폐수의 슬러지 제거가 원활한 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 정화된 폐수를 공기로 포화시키는 공기 포화수 분사기(200)의 외부가 물유입관(210)으로 구비되고 상기 물유입관(210) 내부에 공기유입관(220)이 삽입된 이중관 형태로 구비되되, 상기 물유입관(210)의 물토출구(211) 측 내주면(212)의 폭이 좁아지며 스크류(212a)가 형성되고, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면의(222) 폭이 좁아지며 매끈하게 형성되며, 상기 공기유입관(220) 외주면에 돌기(223)가 형성되어 물이 이동하다 와류가 발생하고 서로 부딪치며 만나는 면적이 좁아지거나 넓어지며 압력 조절이 이루어지는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 상기 물토출구(211)의 외측에 일정간격 이격된 다수의 지지부(231)에 설치되는 역류방지수단(230)이 형성되되, 상기 역류방지수단(230)은 중심이 공기토출구(221)의 폭보다 폭이 넓은 폐쇄부(232)로 구비되고, 상기 폐쇄부(232)에 방사상으로 일정간격 이격되어 연장형성되는 연결부(233)에 사이에 물과 결합된 공기가 배출되는 개방부(234)를 형성하여 물과 결합된 공기의 압력 조절을 원활하게 하는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)이 물토출구(211) 측 내주면(212)보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비되어 상기 물토출구(211)에서 배출되는 물이 상기 폐쇄부(232)에 부딪혀 반대로 이동하더라도 공기토출구(221) 측 외주면(222)에서 다시 튀어나와 역류가 방지되는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 상기 역류방지수단(230)의 연결부(233) 측단면이 물과 공기가 토출되는 방향을 따라 그 두께가 두껍게 형성되어 공기와 물이 배출되며 부딪히며 미세기포 발생을 돕는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 부상 슬러지 분리조(140)에서 슬러지가 제거된 처리수를 이용해 미세기포를 만드는 과정을 순환시켜 폐수를 재활용하며 생물학적 공정을 위한 폐수의 양을 줄일 수 있으므로 에너지 절감과 폐수처리의 효율을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치는 부상 슬러지 분리조(140)의 저면에 설치되는 호퍼형태의 제2슬러지 수집부(170)에서 하부로 가라앉는 슬러지를 배출하도록 하여 슬러지가 침전되어 부패하는 것을 방지할 뿐만 아니라 청소 후 물을 용이하게 배출할 수 있는 효과가 있다.
110 : 혼화부 111 : 유입구
112 : 응집제 113 : 혼화기
120 : 응집부 121 : 응집기
122 : 이송관 130 : 미세기포 접촉부
140 : 부상 슬러지 분리조 141 : 처리수 배출구
150 : 부상 슬러지 수집기 151 : 일측체인휠
152 : 타측체인휠 153 : 플라이트부재
160 : 제1슬러지 수집부 161 : 경사면
162 : 제1슬러지 배출관 163 : 처리수 이송관
170 : 제2슬러지 수집부 171 : 제2슬러지 배출관
180 : 반송펌프 181 : 제1반송수 배관
182 : 제2반송수 배관 182a : 반송수 배관 밸브
190 : 가압탱크 191 : 콤프레샤
192 : 압축공기 이송관 192a : 압축공기 이송관 밸브
193 : 포화수 이송관
200 : 공기 포화수 분사기
210 : 물유입관 211 : 물토출구
212 : 내주면 212a : 스크류
220 : 공기유입관 221 : 공기토출구
222 : 외주면 223 : 돌기
230 : 역류방지수단 231 : 지지부
232 : 폐쇄부 233 : 연결부
234 : 개방부

Claims (8)

  1. 유입구(111)로부터 유입되는 폐수에 응집제(112)를 공급하고 혼화기(113)를 이용해 혼화하여 상기 폐수 중에 플록을 생성시키는 혼화부(110)와;
    상기 혼화부(110)를 통과한 폐수가 유입되고, 응집기(121)에 의해 교반하여 폐수의 플록을 성장시키는 응집부(120)와;
    상기 응집부(120)에서 응집된 플록에 미세기포가 부착되는 미세기포 접촉부(130)와;
    상기 응집부(120)에서 이송된 폐수가 미세기포 접촉부(130)로부터 미세기포가 접촉된 플록과 함께 유입되며, 상기 미세기포가 접촉된 플록이 부력에 의해 수면에 부상하여 슬러지층을 형성하는 부상 슬러지 분리조(140)와;
    상기 부상 슬러지 분리조(140)의 상단부에 설치되어 수면으로 부상하는 슬러지를 수집하여 이송하는 부상 슬러지 수집기(150)와;
    상기 부상 슬러지 수집기(150)에 의해 이송된 슬러지가 경사면(161)을 따라 이동하여 수집되는 제1슬러지 수집부(160)와;
    상기 부상 슬러지 분리조(140) 하단부에 설치되어 하부로 가라앉는 슬러지를 수집하는 호퍼형태의 제2슬러지 수집부(170)와;
    상기 부상 슬러지 분리조(140)에서 정화된 폐수의 일부를 제1반송수 배관(181)을 통해 반송받아 압송하는 반송펌프(180)와;
    콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기와, 상기 반송펌프(180)로부터 압송되는 정화된 폐수를 공기로 포화시키는 복수의 공기 포화수 분사기(200)를 통해 미세기포가 분사되며, 상기 미세기포 접촉부(130)로 이송하는 가압탱크(190);를 포함하여 이루어지되,
    상기 공기 포화수 분사기(200)는 일측에서 유입되는 정화된 폐수가 이동하는 물유입관(210) 내측에 상기 콤프레샤(191)로부터 공급되는 압축공기가 이동하는 공기유입관(220)이 삽입되어 이중관 형태로 구비되고, 상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)과, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)의 폭이 좁아지되, 상기 공기토출구(221) 측 외주면(222)이 물토출구(211) 측 내주면(212)보다 그 길이가 짧고 경사가 급격하게 구비되며,
    상기 물토출구(211)의 외부측에는 일정간격 이격된 다수의 지지부(231)에 설치되는 역류방지수단(230)이 형성되되, 상기 역류방지수단(230)은 중심이 공기토출구(221)의 폭(B)보다 넓은 폭(A)으로 이루어지는 폐쇄부(232)로 구비되고, 상기 폐쇄부(232)에 방사상으로 일정간격 이격되어 연장형성되는 연결부(233)와, 상기 연결부(233) 사이에 개방부(234)가 형성되는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물유입관(210)에서 물토출구(211) 측 내주면(212)에는 스크류(212a)가 형성되고, 상기 공기유입관(220)에서 공기토출구(221) 측 외주면(222)은 매끈하게 구비되는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입관(220) 외주면에 돌기(223)가 돌출형성되는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입관(220)의 공기토출구(221) 측 외주면(222)과 물유입관(210)의 물토출구(211) 측 내주면(212) 사이는 서로 이격되되, 공기토출구(221)로 갈수록 면적이 넓어지는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 역류방지수단(230)의 연결부(233)는 그 단면이 물과 공기가 토출되는 방향을 따라 두께가 두껍게 형성되는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 역류방지수단(230)의 폐쇄부(232)에는 공기토출구(221)에서 배출된 공기와 물토출구(211)에서 배출된 물이 부딪히는 복수의 돌출부가 형성되는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부상 슬러지 분리조(140)의 하부측에는 슬러지가 제거된 정화된 폐수가 모이게 되며, 상기 정화된 폐수는 처리수 배출구(141)를 통해 배출되어 제1반송수 배관(181)으로 이송되는 공기량 조절이 가능한 부상분리식 폐수처리장치.
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