KR102062232B1 - 수처리용 공기 압송형 살수여과상 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리 대상 오, 폐수가 입상체(粒狀體)인 여재(濾材)를 통과하면서 오염물이 흡착 및 산화되어 정화 처리되는 살수여과상(撒水濾過床)에 관한 것으로, 여재에 매설되고 압송관(50)이 연결된 다수의 입상유공관(30)을 통하여 여재 심부에 대한 공기 접촉을 유도하고, 역세시에는 입상유공관(30)의 개별 외관공(31)을 일시에 폐쇄하여 역세 오염물의 입상유공관(30)내 침투를 차단하는 것이다.
본 발명을 통하여, 살수여과상의 여재 심부(深部)에 대한 원활한 공기 접촉이 가능하여 처리수내 오염물 분해 효과를 제고할 수 있으며, 여재 교체 주기를 연장하여 유지관리 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 역세시 공기 접촉 설비의 오염을 방지할 수 있다.

Description

수처리용 공기 압송형 살수여과상{PRESSURIZED AERATION TYPE TRICKLING FILTER FOR WATER TREATMENT}
본 발명은 처리 대상 오, 폐수가 입상체(粒狀體)인 여재(濾材)를 통과하면서 오염물이 흡착 및 산화되어 정화 처리되는 살수여과상(撒水濾過床)에 관한 것으로, 여재에 매설되고 압송관(50)이 연결된 다수의 입상유공관(30)을 통하여 여재 심부에 대한 공기 접촉을 유도하고, 역세시에는 입상유공관(30)의 개별 외관공(31)을 일시에 폐쇄하여 역세 오염물의 입상유공관(30)내 침투를 차단하는 것이다.
살수여과상은 대표적인 생물화학적 처리 시설로서 하수의 정화 처리는 물론, 공업 시설 또는 축산업 시설 등 각종 공해 배출 시설에서 배출되는 오, 폐수의 정화 처리 시설로서 활용되고 있다.
살수여과상은 그 사전적 의미에서와 같이, 수조에 적재된 여재층을 처리수가 통과하면서 오염물이 여재에 흡착되어 여과됨과 동시에 여재 표면에 부착된 미생물에 의하여 처리수내 유기물이 분해됨으로써 정화 처리되는 것으로 관련 종래기술로는 공개특허 제2009-101564호 등을 들 수 있다.
살수여과상의 유기 오염물 분해는 주로 여재 표면에 서식하는 미생물에 의하여 수행되는 바, 여재의 공기 접촉을 통하여 유효 미생물의 증식 및 활성을 촉진할 수 있는데, 공개특허 제2009-101564호를 비롯한 종래의 살수여과상에서는 수조 상단을 개방하여 여재층의 표면이 대기에 노출되도록 처리하고 있다.
즉, 종래의 살수여과상은 전체 여재층에 있어서 공기와 접촉되는 부분이 상부 표면으로 국한되는 구조로서, 충분한 공기 접촉 효과를 기대할 수 없을 뿐 아니라 여재층 하부의 공기 접촉은 전혀 수행될 수 없는 한계가 있었다.
이에, 상부가 개방된 수조 하부에 다공판으로 구획된 공기실을 형성하여 여재층 하부가 공기실내 공기와 접촉되도록 함으로써, 여재층 공기 접촉에 있어서 상부 접촉 및 하부 접촉이 병용되는 방식이 개발되었으나, 이 역시 상면 또는 저면에서 이격된 여재층 심부(深部)의 공기 접촉은 전혀 수행될 수 없을 뿐 아니라, 살수여과상 수조에 있어서 공기실과 적재실을 구획하는 다공판이 여재층의 자중을 전적으로 지지함과 동시에 공기 유통로 역할을 겸비하여야 하는 바, 전체 시설이 복잡화되고 건설비용이 증액되는 심각한 문제점이 있었다.
또한, 공개특허 제2009-101564호를 비롯한 종래의 살수여과상은 처리수의 순방향 처리 즉, 여재가 적재된 수조로 유입된 처리수가 여재를 하방 통과하여 배출되는 방향의 처리만이 고려된 것으로, 장기간 운용시 발생되는 처리효율 저하에 대한 대처에 한계가 있을 수 밖에 없다.
살수여과상의 장기간 운용시 여재간 공극에 다량의 오염물이 침착되면서 공극률의 저하 내지 공극의 폐색이 초래될 뿐 아니라, 여재 표면 미생물의 증식 및 사멸이 반복됨에 따라 여재 표면의 슬러지 생성 및 박락(剝落) 역시 반복되면서 공극 잠식이 가속되고 유효 미생물의 활성이 저하되어, 결국 살수여과상의 기능에 심각한 장애가 발생된다.
이에, 종래기술에서는 여재가 적재된 수조에 역세수(逆洗水)를 강제 주입하여 여재층에 역방향 수류를 조성하고 여재 상층부로 유출된 역세수를 회수하는 역세(逆洗)를 주기적으로 실시하고 있으나, 역세과정에서 여재에서 분리된 오염물이 전술한 공기 접촉 설비 즉, 구획용 다공판 및 공기실 등으로 유입 및 이염(移染)되는 심각한 문제가 빈발하였다.
특히, 공기실 등을 구획하는 다공판은 미세한 통기공이 조밀하게 다수 형성되는 바, 일단 역세 오염물이 유입되어 다공판 등이 오염된 경우, 이를 살수여과상에서 분리 및 해체하여 청소하거나 신품으로 교체하여야 하므로 막대한 비용 및 작업 시간이 소요될 뿐 아니라, 해당 살수여과상에서 장기간의 운영 중단이 초래될 수 밖에 없다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여, 살수여과상의 운용에 있어 여재 심부의 원활한 공기 접촉, 효율적인 역세 및 역세 과정에서의 공기 접촉 설비 오염 방지가 가능하도록 창안된 것으로, 저판(11) 외곽에 측벽(12), 전벽(13) 및 후벽(14)이 형성된 수조에 입상체인 여재가 충전되고, 측면에 다수의 살수공(21)이 천공된 분기관인 살수관(20)이 여재 상부에 설치되며, 후단부가 후벽(14)을 관통하는 유공관인 집수관(15)이 여재에 매설되어, 살수관(20)의 살수공(21)을 통하여 여재 표면으로 살수된 처리수가 여재를 통과하면서 정화된 후 집수관(15)으로 집수되어 수조 외부로 배수되는 수처리용 살수여과상에 있어서, 수직 중심축을 가지며 폐합된 상단에 압송관(50)이 연결되는 입상유공관(30)이 여재에 매설되되, 입상유공관(30)의 상단부는 여재 상측으로 노출되고, 여재에 매설된 입상유공관(30)의 관벽에는 다수의 외관공(31)이 천공되되 동일 표고의 외관공(31)은 입상유공관(30)의 횡단면상 일정한 사이각(θ)으로 방사상 배치되고, 입상유공관(30) 내부에는 입상유공관(30)의 내경과 외경이 일치하는 삽입유공관(40)이 삽입되고, 삽입유공관(40)의 관벽에는 입상유공관(30)의 외관공(31)과 동일한 피치(p)로 다수의 내관공(41)이 천공되되 동일 표고의 내관공(41)은 삽입유공관(40)의 횡단면상 일정한 사이각(θ)으로 방사상 배치되며, 입상유공관(30)의 외관공(31)과 삽입유공관(40)의 내관공(41)이 일치된 상태에서는 압송관(50)으로 공급된 공기가 외관공(31)을 통하여 여재로 방출되고, 입상유공관(30)내 삽입유공관(40)이 회전되면 입상유공관(30)의 외관공(31)이 삽입유공관(40)의 내관공(41) 사이의 관벽에 의하여 폐쇄되며, 집수관(15)의 후벽(14) 외측에는 집수밸브(17)가 설치되고, 집수밸브(17)와 후벽(14) 사이에는 역세관(16)이 연결되어, 집수밸브(17)가 폐쇄된 상태에서 역세관(16)으로 공급된 역세수가 여재로 방출되어 여재가 역세됨을 특징으로 하는 수처리용 공기 압송형 살수여과상이다.
또한, 상기 삽입유공관(40)의 상단에는 평면상 삽입유공관(40)과 동심을 이루는 호형래크(43)가 설치되고, 입상유공관(30)의 상단부에는 축하우징(37)이 형성되며, 축하우징(37)에는 상기 호형래크(43)와 치합되는 웜축(36)이 설치되어, 웜축(36)이 회전됨에 따라 호형래크(43)가 회전되면서 삽입유공관(40)이 회전됨을 특징으로 하는 수처리용 공기 압송형 살수여과상이다.
본 발명을 통하여, 살수여과상의 여재 심부(深部)에 대한 원활한 공기 접촉이 가능하여 처리수내 오염물 분해 효과를 제고할 수 있으며, 여재 교체 주기를 연장하여 유지관리 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 역세시 공기 접촉 설비의 오염을 방지할 수 있다.
특히, 살수여과상내 여재에 매설된 입상유공관(30)을 역세시에는 완전 폐쇄할 수 있어, 역세 오염물의 입상유공관(30) 등 공기 접속 설비내 침투를 근본적으로 차단할 수 있으며, 이로써 종래 살수여과상의 고질적인 문제점이었던 역세로 인한 공기 접촉 설비의 2차 오염을 효과적으로 억제할 수 있다.
이렇듯 살수여과상내 여재의 기능을 개선함과 동시에 역세 작업의 부작용을 차단함으로써, 살수여과상의 성능을 향상시킴과 동시에 장기간 유지할 수 있으며, 여재의 수명 및 교체 주기를 연장함으로써 살수여과상의 유지관리 비용을 절감함은 물론 역세 부작용으로 인한 운영 중단을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 부분절단 사시도
도 3은 본 발명의 살수관 발췌 사시도
도 4는 본 발명의 사용상태 종단면도
도 5는 본 발명의 사용상태 횡단면도
도 6은 본 발명의 입상유공관 및 압송관 발췌 사시도
도 7은 본 발명의 입상유공관 분해 사시도
도 8은 본 발명의 입상유공관 부분절단 사시도
도 9는 본 발명의 입상유공관 조작 방식 설명도
도 10은 본 발명의 역세 상황 횡단뎐도
본 발명의 상세한 구성 및 작용을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 1은 본 발명의 외관을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명은 평면상 장방형의 수조에 여재가 적재되고, 수조 상부에는 처리수를 공급하는 관로가 구성된다.
도 2는 여재가 제거된 상태의 본 발명을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 수조 하측 중심부에는 유공관인 집수관(15)이 설치되어 정화 처리된 처리수를 집수하여 외부로 배출하게 되며, 이러한 처리수의 공급 관로 및 배출 관로 이외에도 입상유공관(30) 및 측구(60) 등이 구성되어 여재에 대한 공기 접촉 및 역세수의 배제 등이 수행된다.
즉, 본 발명은 도 1 및 도 2에서와 같이, 저판(11) 외곽에 측벽(12), 전벽(13) 및 후벽(14)이 형성된 수조에 입상체인 여재가 충전되고, 측면에 다수의 살수공(21)이 천공된 분기관인 살수관(20)이 여재 상부에 설치되며, 후단부가 후벽(14)을 관통하는 유공관인 집수관(15)이 여재에 매설되어, 살수관(20)의 살수공(21)을 통하여 여재 표면으로 살수된 처리수가 여재를 통과하면서 정화된 후 집수관(15)으로 집수되어 수조 외부로 배수되는 수처리용 살수여과상으로서, 여재에 대한 공기 공급을 수행하는 입상유공관(30) 등이 구성되는 것이다.
본 발명에 있어서 오염 처리수를 여재 표면에 최초 살포하는 살수관(20)은 일종의 분기관으로서 도 1 내지 도 4에서와 같이 수평으로 설치되며, 도 3에서와 같이 측면에 다수의 살수공(21)이 천공되되 말단부는 폐합되어 유입구로 공급된 처리수가 전체 살수관(20)으로 확산된 후 측면의 살수공(21)을 통하여 적상(滴狀) 살포된다.
살수관(20)에 살수공(21)을 천공 형성함에 있어서, 살수관(20) 저면에 살수공(21)을 천공할 경우 살수관(20)의 유입부에 형성된 일부 살수공(21)에 처리수 배출이 편중될 수 있으므로, 본 발명에서는 도 3의 발췌 확대부에서와 같이 살수관(20)의 양 측면에 살수공(21)을 천공함으로써 수평 상태로 설치된 살수관(20)의 유입부에서 말단부에 이르는 전체 구간에 처리수가 확산되고 살수관(20) 내부 수위가 충분히 상승 내지 충만된 연후 비로소 살수관(20) 전구간의 살수공(21)을 통한 적상 살포가 이루어질 수 있도록 하였다.
또한 살수관(20)은 도 1 및 도 2에서와 같이 그 유입부는 수조의 전벽(13) 상단에 고정되고, 양측 단부는 수조의 측벽(12)에 고정되는 방식으로 설치될 수 있으며, 측방으로 분기된 다수의 분기관을 형성함으로써 여재 상면 전반에 대한 광범위한 살수가 가능하도록 한다.
이러한 본 발명의 살수여과상은 도 4 및 도 5에서와 같이, 살수관(20)에서 살수되어 여재 상부로 침투된 처리수가 여재를 통과하면서 정화 처리된 후, 유공관인 집수관(15)으로 집수되어 수조 외부로 배출되는 방식으로 운용되며, 특히 여재에 다수 매설되는 입상유공관(30)을 통하여 여재에 공기가 접촉되도록 함으로써 정화 효과를 극대화할 수 있다.
본 발명에 있어서 여재에 매설되는 입상유공관(30)은 그 사전적 의미에서와 같이 수직으로 기립된 상태로 매설되는 유공관으로서, 다수의 외관공(31)이 천공되어 여재 심부에 대한 공기 접촉을 유도하게 되는데, 그 구체적인 구조가 도 6 내지 도 9에 도시되어 있다.
본 발명의 입상유공관(30)은 도 6에서와 같이, 수직 중심축을 가지며 폐합된 상단에 압송관(50)이 연결되는 구조를 가지는데, 동 도면에서와 같이, 다수의 입상유공관(30) 상단에 연결된 압송관(50)이 단일 관로로 연결될 수도 있으며, 도 1, 도 4 및 도 5에서와 같이, 입상유공관(30)의 대부분 구간이 여재에 매설되되 상단부는 여재 상측으로 노출된다.
또한, 입상유공관(30) 상단에 연결되는 압송관(50)은 공기의 압송 경로로 활용되는 것으로서, 도 1 및 도 2를 비롯한 첨부 도면에 도시되지는 않았으나 압송관(50)의 유입단 즉, 압송관(50)의 입상유공관(30) 연결부 타측 단에는 동력 블로워(blower) 또는 컴프레서(compressor) 등의 공기 압송수단이 연결되어 압송관(50) 및 입상유공관(30)으로 공기를 압송한다.
도 4 내지 도 6에서와 같이, 여재에 매설되는 입상유공관(30)의 관벽에는 다수의 외관공(31)이 천공되되 동일 표고의 외관공(31)은 입상유공관(30)의 횡단면상 일정한 사이각(θ)으로 방사상 배치된다.
본 발명의 입상유공관(30)은 통상의 유공관과 같은 다공성 관체로서, 관벽이 일정한 간격으로 천공되어 다수의 외관공(31)이 규칙적으로 형성되는 것이며, 입상유공관(30)의 외관공(31) 천공 형성 방식을 설명하면, 도 7에서와 같이, 이들 외관공(31)은 입상유공관(30)의 횡단면상 등각(等角) 방사상(放射狀)으로 천공되며 수직방향으로는 일정한 피치(p)(pitch)로 배치되는 것이다.
즉, 입상유공관(30)의 외관공(31) 중 하나를 임의로 선택하여 해당 외관공(31)의 중심점을 지나고 입상유공관(30)과 동심동경(同心同徑)인 원을 표시하면 도 7에서 파선으로 표시된 바와 같고, 이 원을 인접한 상, 하 외관공(31)에 대하여 표시할 때, 이들 원 사이의 수직 거리를 피치(p)라 하며, 동일한 원의 원주상에 중심이 위치한 외관공(31)들을 동일 피치(p)의 외관공(31)이라 할 수 있는데, 동 도면에서와 같이, 본 발명의 입상유공관(30)에 천공된 외관공(31)은 일정한 피치(p)를 가지는 것이다.
또한, 외관공(31)의 입상유공관(30) 횡단면상 등각 방사상 배치란 동일 피치(p)상 외관공(31)에 있어서, 인접한 외관공(31)의 중심점과 입상유공관(30) 중심축을 평면상 연결하는 선분의 사이각(θ)이 일정하다는 의미로서, 이렇듯 입상유공관(30)의 외관공(31)이 평면상 등각 방사상 배열되고 측면상 동일 피치(p)로 배치됨으로써, 압송관(50)을 통하여 입상유공관(30) 내부로 가압, 주입되는 공기의 유통 거동상 입상유공관(30) 외주면 전반에 걸쳐 외관공(31)의 실질적 간격이 일정하게 분포될 수 있다.
특히, 도 7에서와 같이, 입상유공관(30)의 외관공(31) 배치에 있어서, 인접한 상, 하 피치(p)의 외관공(31)의 사이각(θ)은 평면상 일치하지 않으며, 상측 피치(p)의 외관공(31)과 하측 피치(p)의 외관공(31)이 평면상 교호(交互)로 즉, 상측 피치(p)의 외관공(31)이 하측 피치(p)의 외관공(31) 사이에 위치하여 상측 사이각(θ)을 형성하는 선분이 하측 사이각(θ)을 등분하는 방식의 규칙성을 가지며 이로써, 전술한 외관공(31)의 일정 간격 분포는 물론 입상유공관(30)의 강성 역시 확보할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 9에서와 같이, 입상유공관(30) 내부에는 입상유공관(30)의 내경과 외경이 일치하는 삽입유공관(40)이 삽입되는데, 삽입유공관(40)의 관벽에는 입상유공관(30)의 외관공(31)과 동일한 피치(p)로 다수의 내관공(41)이 천공되되 동일 표고의 내관공(41)은 삽입유공관(40)의 횡단면상 일정한 사이각(θ)으로 방사상 배치된다.
즉, 전술한 입상유공관(30)의 외관공(31)과 동일한 방식인 수직 방향 일정 피치(p) 및 동일 피치(p)에 대한 등각 방사상 배치가 삽입유공관(40)의 내관공(41)에도 적용되는 것으로, 이로써 도 8에서와 같이, 입상유공관(30)의 외관공(31)과 삽입유공관(40)의 내관공(41)이 일치하면 입상유공관(30)의 전체 외관공(31)이 동시에 개방되고, 반대로 입상유공관(30)의 외관공(31)과 삽입유공관(40)의 내관공(41)이 완전 불일치하여 입상유공관(30)의 외관공(31) 배후부가 삽입유공관(40)의 관벽으로 폐합되면 입상유공관(30)의 전체 외관공(31)이 일시에 폐쇄되는 것이다.
따라서, 도 9의 좌측에 도시된 바와 같이 입상유공관(30)의 외관공(31)과 삽입유공관(40)의 내관공(41)이 일치된 상태에서는 입상유공관(30)의 외관공(31)이 개방되어 압송관(50)을 통하여 입상유공관(30) 내부로 가압, 주입된 공기가 삽입유공관(40) 내부, 내관공(41) 및 외관공(31)을 순차 경유하여 입상유공관(30) 외측으로 방출되고, 동 도면의 우측에 도시된 바와 같이 삽입유공관(40)이 회전되어 입상유공관(30)의 외관공(31)과 삽입유공관(40)의 내관공(41)이 완전 불일치된 상태에서는 입상유공관(30)의 외관공(31)이 폐쇄되어 여재내 역세수 및 오염물 등의 입상유공관(30)내 유입이 차단된다.
여기서 외관공(31) 및 내관공(41)의 사이각(θ)은 평단면상 외관공(31)의 개구부 양단을 각각 입상유공관(30)의 중심과 연결한 선분의 사이각 및 평단면상 내관공(41)의 개구부 양단을 각각 삽입유공관(40)의 중심과 연결한 선분의 사이각 보다 충분히 크게 설정하여, 즉, 인접한 외관공(31) 사이 관벽의 평단면상 길이가 외관공(31)의 직경보다 충분히 크고, 인접한 내관공(41) 사이 관벽의 평단면상 길이가 내관공(41)의 직경보다 충분히 크도록 설정함으로써, 외관공(31)의 안정적인 폐쇄가 가능하도록 한다.
이러한 입상유공관(30)의 외관공(31) 다수에 대한 일시 개폐 작동은 본 발명 살수여과상의 평시 운용시 여재에 대한 원활한 공기 접촉을 유도하는 한편, 역세(逆洗) 작업시에는 입상유공관(30)에 대한 신속하면서도 긴밀한 폐쇄가 가능하도록 함으로써 전술한 역세수내 오염물의 입상유공관(30) 유입 및 이로 인한 2차 오염을 효과적으로 억제하게 된다.
본 발명 살수여과상의 역세는 집수관(15)으로 역방향 공급된 역세수가 유공관인 집수관(15)에서 방사상 분출되고, 여재 하층부로 침투된 역세수가 도 10에서와 같이, 여재 전반으로 상승, 확산되면서 여재 표면에 침착된 오염물을 세척한 후, 여재 표면으로 분출되며, 이후 본 발명 살수여과상 수조의 측벽(12)에 형성된 측구(60)로 유입되어 수조 외부로 배제되는 방식으로 수행된다.
즉, 본 발명 살수여과상의 여재 하층부에 매설되는 집수관(15)은 평상 운용시에는 여재를 통과하여 정화 처리된 처리수를 집수 및 배출하는 기능을 수행하는 것이나, 역세시에는 역세수의 공급 경로로 기능이 전환되는 것으로, 도 2 및 도 4에서와 같이, 집수관(15)의 후벽(14) 외측 말단부에는 집수밸브(17)가 설치되고, 집수밸브(17)와 후벽(14) 사이에는 역세관(16)이 분기관 형태로 접합, 연결되어, 집수밸브(17)는 폐쇄된 상태에서 역세관(16)으로 역세수가 가압, 주입됨에 따라 집수관(15)의 여재 매설 구간에서 역세수가 방출되는 것이다.
도 2 및 도 4에서와 같이, 집수관(15)은 후벽(14) 내측의 여재 매설구간에서는 유공관 구조를 가지나, 후벽(14) 외측 구간에서는 전체 단면에서 관벽이 폐합된 일반적인 관체 구조를 가지며, 집수밸브(17)와 후벽(14) 사이의 집수관(15)에서 분기되는 역세관(16)에는 역세밸브(18) 및 도 4에서 가상선으로 표시된 바와 같이 펌프 등의 역세수 압송 수단이 설치되고, 도면상 도시되지는 않았으나 펌프 배후의 역세관(16) 유입단에는 역세수가 저류되는 저류조 등이 구성된다.
따라서, 집수밸브(17)와 역세밸브(18)가 각각 폐쇄 및 개방된 상태에서 상기 펌프를 가동함에 따라 집수관(15)의 유공관 구간에서 역세수가 방출되는데, 본 발명 살수여과상 수조의 측벽(12)에는 도 2 및 도 10에서와 같이 수조 종방향으로 배치된 수로인 측구(側溝)(60)가 형성되며, 이 측구(60)의 저면은 여재 상단 표면 이하의 표고를 가지도록 설치되어, 역세 작업시 주입된 역세수가 여재 표면에 수면을 형성한 후 수조 측벽(12)의 측구(60)로 유입되고, 도 1 및 도 2에서와 같이 측구(60)와 연결된 배출관(63)을 통하여 오염된 역세수가 수조 외부로 배출된다.
한편, 본 발명 살수여과상에 있어서 입상유공관(30)의 안정적인 설치 및 수직도 유지를 위하여 하단부 내경이 입상유공관(30) 외경과 일치하는 원형 돌출부인 안착부(19)가 수조 저판(11) 상면에 형성된다.
이러한 안착부(19)를 통하여 입상유공관(30)의 견고한 고정 및 수직도 유지가 가능한데, 전술한 바와 같이 본 발명에서는 입상유공관(30)에 동축(同軸)삽입된 삽입유공관(40)이 회전될 필요가 있으므로, 삽입유공관(40)의 원활한 회전을 위하여 입상유공관(30)의 수직도 유지가 요구된다.
즉, 본 발명의 삽입유공관(40)은 그 외경이 입상유공관(30)의 내경과 일치하는 유공관으로서, 별도의 회전축 없이 삽입유공관(40)과 입상유공관(30)이 동축으로 결합된 상태에서 삽입유공관(40)이 회전되는 바, 만일 입상유공관(30)에 경사 형성되어 삽입유공관(40)의 자중이 입상유공관(30)에 재하되면 마찰력이 증대되어 회전을 억지하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 일종의 결합부라 할 수 있는 안착부(19)를 수조 저판(11)에 형성하고 이 안착부(19)에 입상유공관(30) 하단을 안착, 결합함으로써 입상유공관(30)의 단순 거치 상태에서 여재를 투입하는 과정에서 발생될 수 있는 입상유공관(30)의 경도(傾倒)를 방지하며, 이로써 입상유공관(30) 및 삽입유공관(40)을 운용함에 있어서 입상유공관(30)의 내주면과 삽입유공관(40)의 내주면간 마찰력을 최소화하여 삽입유공관(40)의 원활한 회전을 보장한다.
한편, 전술한 입상유공관(30)의 외관공(31) 개폐를 위한 삽입유공관(40)의 회전을 수행하기 위한 수단으로서 본 발명에서는 호형래크(43) 및 웜축(36)을 적용하였으며, 그 구체적인 실시예가 도 7 내지 도 9에 도시되어 있다.
도 7에서와 같이, 삽입유공관(40)의 상단에는 평면상 삽입유공관(40)과 동심을 이루는 호형래크(43)가 설치되는데, 호형래크(43)는 그 사전적 의미에서와 같이 호형(弧形)의 래크(rack)로서, 외주면에 치열이 형성되고, 삽입유공관(40) 상단에 평면상 삽입유공관(40)과 호형래크(43)의 호(弧)가 동심(同心)을 이루도록 설치된다.
또한, 입상유공관(30)의 상단부에는 축하우징(37)이 형성되며, 축하우징(37)에는 상기 호형래크(43)와 치합되는 웜축(36)이 설치되는데, 웜축(36)은 상기 호형래크(43)의 치열과 치합되는 나선 기어인 웜(worm)이 형성된 축으로서, 축하우징(37) 외측으로 노출된 웜축(36)의 일단에는 핸들(38)이 연결되어 핸들(38)을 조작함에 따라 웜축(36)이 회전될 수 있으며, 이 밖에도 웜축(36)에 모터 등의 동력 구동부를 연결하여 자동으로 회전시킬 수도 있다.
도 8에서와 같이, 축하우징(37)에 삽입된 웜축(36)과 삽입유공관(40) 상단에 형성된 호형래크(43)는 상호 치합되어 웜앤웜휠(worm and worm wheel)의 동력 전달 구조를 구축하게되며, 이로써 웜축(36)이 회전됨에 따라 호형래크(43)가 회전되면서, 도 9에서와 같이 삽입유공관(40)이 입상유공관(30) 내부에서 회전된다.
이러한 본 발명 입상유공관(30)과 삽입유공관(40)간 결합 및 회전 구조를 통하여 각각의 관체(管體)가 안정적으로 자립하면서도 상호 불필요한 마찰을 최소화하는 작용이 가능할 뿐 아니라, 입상유공관(30) 또는 삽입유공관(40)이 별도의 지지 내지 고정 부재 없이도 안정적인 구조를 유지함과 동시에, 별도의 지지축 내지 회전축 없이도 원활한 회전이 가능하며, 호형래크(43)와 웜축(36)으로 구성되는 간소한 작동 부품만으로도 효과적이며 원활한 회전 작동이 가능하게 된다.
특히, 호형래크(43)와 웜축(36)으로 구성되는 본 발명의 작동부는 입상유공관(30) 외부로 과도하게 노출되거나 입상유공관(30)에 내장되는 복잡한 장치 없이도 간소한 구성만으로 삽입유공관(40)의 원활한 회전 구동이 가능할 뿐 아니라, 불가역적 회전 구조 즉, 삽입유공관(40) 또는 입상유공관(30)에 예기치 않은 외력 또는 충격이 가해진다 하여도 주동측과 종동측이 역전되어 회전되는 현상을 차단할 수 있어, 입상유공관(30) 및 삽입유공관(40)의 안정적인 운용이 가능하다.
또한, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 호형래크(43)와 웜축(36)은 구조상 상당한 감속비를 달성할 수 있는 바, 미미한 동력으로도 웜축(36)의 회전이 가능하여 모터 등 동력 구동 수단의 소요 출력을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 소규모 시설의 경우 수동 조작도 가능하다.
11 : 저판
12 : 측벽
13 : 전벽
14 : 후벽
15 : 집수관
16 : 역세관
17 : 집수밸브
18 : 역세밸브
19 : 안착부
20 : 살수관
21 : 살수공
30 : 입상유공관
31 : 외관공
36 : 웜축
37 : 축하우징
38 : 핸들
40 : 삽입유공관
41 : 내관공
43 : 호형래크
50 : 압송관
60 : 측구
63 : 배출관

Claims (2)

  1. 저판(11) 외곽에 측벽(12), 전벽(13) 및 후벽(14)이 형성된 수조에 입상체인 여재가 충전되고, 측면에 다수의 살수공(21)이 천공된 분기관인 살수관(20)이 여재 상부에 설치되며, 후단부가 후벽(14)을 관통하는 유공관인 집수관(15)이 여재에 매설되어, 살수관(20)의 살수공(21)을 통하여 여재 표면으로 살수된 처리수가 여재를 통과하면서 정화된 후 집수관(15)으로 집수되어 수조 외부로 배수되는 수처리용 살수여과상으로서, 수직 중심축을 가지며 폐합된 상단에 압송관(50)이 연결되는 입상유공관(30)이 여재에 매설되되, 입상유공관(30)의 상단부는 여재 상측으로 노출되고, 여재에 매설된 입상유공관(30)의 관벽에는 다수의 외관공(31)이 천공되되 동일 표고의 외관공(31)은 입상유공관(30)의 횡단면상 일정한 사이각(θ)으로 방사상 배치되고, 입상유공관(30) 내부에는 입상유공관(30)의 내경과 외경이 일치하는 삽입유공관(40)이 삽입되고, 삽입유공관(40)의 관벽에는 입상유공관(30)의 외관공(31)과 동일한 피치(p)로 다수의 내관공(41)이 천공되되 동일 표고의 내관공(41)은 삽입유공관(40)의 횡단면상 일정한 사이각(θ)으로 방사상 배치되며, 입상유공관(30)의 외관공(31)과 삽입유공관(40)의 내관공(41)이 일치된 상태에서는 압송관(50)으로 공급된 공기가 외관공(31)을 통하여 여재로 방출되고, 입상유공관(30)내 삽입유공관(40)이 회전되면 입상유공관(30)의 외관공(31)이 삽입유공관(40)의 내관공(41) 사이의 관벽에 의하여 폐쇄되며, 집수관(15)의 후벽(14) 외측에는 집수밸브(17)가 설치되고, 집수밸브(17)와 후벽(14) 사이에는 역세관(16)이 연결되어, 집수밸브(17)가 폐쇄된 상태에서 역세관(16)으로 공급된 역세수가 여재로 방출되어 여재가 역세되는 수처리용 공기 압송형 살수여과상에 있어서,
    상기 살수관(20)은 측방으로 분기된 다수의 분기관을 형성하고 살수관(20)의 양 측면에 살수공(21)이 천공되며, 수평 상태로 설치된 살수관(20)의 유입부에서 말단부에 이르는 전체 구간에 처리수가 확산되어 살수관(20) 내부가 충만된 후, 살수관(20) 전구간의 살수공(21)을 통한 적상(滴狀) 살포가 이루어지고;
    삽입유공관(40)의 상단에는 평면상 삽입유공관(40)과 동심을 이루는 호형래크(43)가 설치되되, 호형래크(43)는 호형(弧形)의 래크(rack)로서, 외주면에 치열이 형성되고, 입상유공관(30)의 상단부에는 축하우징(37)이 형성되며, 축하우징(37)에는 상기 호형래크(43)의 치열과 치합되는 나선 기어가 형성된 축인 웜축(36)이 설치되어, 웜축(36)이 회전됨에 따라 호형래크(43)가 회전되면서 삽입유공관(40)이 회전됨을 특징으로 하는 수처리용 공기 압송형 살수여과상.
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