KR102162015B1 - 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치 - Google Patents

임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치 Download PDF

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방지성
배종환
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Abstract

본 발명은 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 관한 것으로, 그 목적은 부상분리조에서 이루어지는 집수효율의 향상을 통하여 높은 표면부하율을 보다 용이하게 구현할 수 있도록 한 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 원수 중의 부유물질이나 현탁물질의 응집을 유도하는 혼화조와, 원수를 저류시키면서 플럭의 형성을 유도하는 플럭형성조와, 플럭을 침전을 통해 1차 처리하는 임시 침전지와, 미세기포생성장치를 포함하여 미세기포와 플럭의 결합을 유도하는 접촉조와, 수면으로 부상하는 플럭을 제거하고 플럭이 제거된 처리수를 배출하도록 이루어진 부상분리조와, 처리수를 저류시키는 처리수조로 이루어진 용존공기부상분리장치에 있어서, 상기 부상분리조는 집수장치를 포함하되, 상기 집수장치는, 부상분리조의 바닥으로부터 수직한 방향으로 돌출되고 서로 일정간격 이격되게 형성되어 처리수가 유동하는 유로를 형성하는 2개의 격벽; 및 상기 두 격벽의 상단부를 서로 연결하되 경사진 구조를 가지며 다수의 유입공이 형성된 경사면을 포함하는 아치형 커버;로 이루어진 다수의 집수거로 구성되며, 상기 다수의 집수거는 부상분리조의 바닥에서 평행한 채로 서로 이격되게 형성되어 분상분리조의 하부 공간을 집수구역과 플럭저류구역으로 구분하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치를 제공한다.

Description

임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치{High-Rate dissolved air flotation with arch lateral(Hi-DAF)}
본 발명은 용존공기부상분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼화조, 플럭형성조, 임시 침전지, 접촉조, 부상분리조, 처리수조로 이루어지되, 상기 부상분리조는 임시 침전지와 연계되어 임시 침전지를 통해 1차 처리된 물을 공급받도록 이루어지며, 하부에 구성되는 집수장치가 상대적으로 좁은 면적으로도 원활한 집수가 가능하도록 이루어진 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 관한 것이다.
일반적으로 용존공기부상분리장치(Dissolved Air Flotation: DAF)는 원수에 포함된 부유물질을 응집시켜 플럭(Floc)을 형성하고, 플럭에 미세기포를 부착시켜 플럭의 부상을 유도하며, 수면으로 부상되는 플럭을 제거하는 방식으로 물속의 각종 부유물질을 제거하는 수처리설비이다.
도 1은 종래 용존공기부상분리장치의 구조도를 도시하고 있다.
용존공기부상분리장치는 적용되는 환경에 따라 구체적인 설계에 있어 다소 차이가 있으나, 일반적으로 혼화조(10), 접촉조(20), 부상분리조(30), 처리수조(40), 포화기(50)를 포함하고 있다.
상기 혼화조(10)는 유입되는 원수에 포함된 부유물질의 응집을 통해 플럭의 형성을 유도하는 것으로, 원수에 응집제를 투입하기 위한 미도시된 약품공급설비와, 투입된 응집제의 분산을 통해 부유물질의 원활한 응집을 유도하고 일정크기의 플럭이 형성되도록 유도하는 교반기(11)를 포함하는 것으로 이루어진다.
상기 접촉조(20)는 혼화조(10)를 거친 원수가 유입되도록 혼화조(10)의 인접한 위치에 형성되며, 포화기(50)로부터 공급되는 포화수를 원수의 내부로 분사하도록 구성된다.
이러한 접촉조(20)에 의하면, 포화수로 인하여 원수 내부에 미세기포가 형성되고, 미세기포는 플럭에 부착되어 플럭의 부상을 유도하게 된다.
상기 부상분리조(30)는 미세기포에 의하여 수면으로 부상하는 플럭을 제거하는 것으로, 접촉조(20)의 인접한 위치에 형성되며, 수면으로 부상하는 플럭을 제거하기 위한 스키머(31)와, 플럭과 분리된 처리수를 모아 처리수조로 배출시키는 집수장치(32)를 포함하는 것으로 이루어진다.
상기 처리수조(40)는 부상분리조(30)의 인접한 위치에 형성되며, 부상분리조(30)로부터 플럭이 제거된 처리수를 제공받아 저류시키도록 이루어진다.
상기 포화기(50)는 물속에 압축공기를 용해시켜 포화수를 생성하고, 생성된 포화수를 접촉조로 공급하도록 이루어진다.
이와 같은 용존공기부상분리장치는 설비가 간단하고, 원수에 포함된 부유물질이나 현탁물질을 효과적으로 제거할 수 있는 장점을 갖고 있어 널리 활용되고 있다.
그러나 상기와 같이 구성된 종래의 용존공기부상분리장치는 간헐적으로 고탁도의 원수가 유입되었을 때, 이에 대한 대처가 부족하여 제거효율 저하로 인한 처리수질의 악화를 초래하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해소하기 위해서는 포화수 생성설비를 과대하게 설계하고 부상분리조의 표면부하율을 낮게 설계해야하는 또 다른 문제가 발생하며 안정된 설비운전을 방해하는 요인이 된다.
또한, 최근의 용존공기부상분리장치의 설계경향 중 하나인 높은 표면부하율(High-Rate)을 가지도록 용존공기부상분리장치를 설계할 경우, 처리면적이 줄어들게 되는데, 이를 보완할 수 있는 설비구성이 없는 하이레이트 부상분리조의 경우 처리수질이 악화되는 문제점이 있다.
즉, 용존공기부상분리장치에 마련된 부상분리조에서 플럭과 분리된 처리수는 부상분리조의 바닥에 구성된 집수장치를 통해 처리수조로 배출되는데, 종래 집수장치는 부상분리조의 하단부에 수평한 자세로 다공판을 설치하여 다공판을 기준으로 집수구역과 부상분리구역을 구분하도록 구성되거나, 다수의 홀이 형성된 파이프를 부상분리조의 바닥에 일정 간격으로 설치하여 파이프의 내부 공간을 집수구역으로 하고 파이프의 외부 공간을 부상분리구역으로 구분하도록 구성되고 있다.
이와 같은 종래의 집수장치는 높은 표면부하율의 적용으로 인해 집수구역의 면적이 줄어들게 되면, 집수구역에서 발생하는 손실수두가 커져 유입유량변동에 대한 부상분리조의 수위변화폭이 증가하면서 처리수질의 악화를 초래하고 운영의 안정성을 저해하게 된다.
또한, 부상분리조에서 미처 부상되지 못하고 부상분리조 바닥으로 침전되는 플럭이 발생하게 되는데, 수평한 다공판으로 이루어진 집수장치는 집수구역과 플럭저류구역이 구분되지 않고 혼재되어 침전된 플럭이 처리수와 함께 배출되면서 처리수질을 악화시킬 위험성이 크고, 다공판의 하부에 침전된 플럭의 제거가 실질적으로 불가능한 문제점을 갖고 있다.
한편, 파이프로 이루어진 집수장치의 경우 집수구역과 플럭저류구역이 구분되어 있기는 하지만, 파이프의 간격이 좁아 파이프 사이 틈새에 침전된 플럭의 제거작업이 원활하지 못할 뿐만 아니라, 파이프의 바로 아래 침전된 플럭의 제거는 사실상 불가능한 문제점을 갖고 있다.
또한, 종래 용존공기부상분리장치의 접촉조에는 포화기로부터 공급되는 포화수에 의해 양질의 미세기포가 원활하게 형성되도록 하는 분사노즐이 설치되는데, 분사노즐을 통과하면서 해소되어야할 압력 및 유속이 잔류하여 부상분리조의 성능 저하시키는 경우가 발생되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2014-0127180호(2014.11.03.공개) 등록특허공보 제10-1095298호(2011.12.16.공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 플럭형성조와 접촉조 사이에 임시 침전지를 배치하여 간헐적으로 발생하는 고탁도의 원수에 1차 대응함으로써 부상분리조로 유입되는 오염부하를 일정하게 유지하여 결과적으로 부상분리조의 표면부하율을 높일 수 있는 조건을 만들고 부상분리조에서 이루어지는 집수효율의 향상을 통하여 높은 표면부하율을 보다 용이하게 구현할 수 있도록 한 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부상분리조의 바닥으로 침전되는 플럭의 처리가 용이하도록 이루어진 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부상분리조의 플럭저류구역에서 이루어지는 유체의 흐름을 안정적으로 개선하여 플럭을 보다 효과적으로 제거할 수 있도록 이루어진 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 접촉조로 공급되는 포화수의 압력 및 유속을 효과적으로 해소하여 잔류 압력 및 유속으로 인한 부상분리조의 성능저하를 방지할 수 있도록 한 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 유입되는 원수에 응집제를 첨가하여 원수 중의 부유물질이나 현탁물질의 응집을 유도하는 혼화조와, 상기 혼화조로부터 유입되는 원수를 저류시키면서 플럭의 형성을 유도하는 플럭형성조와, 상기 플럭형성조로부터 유입되는 원수를 임시 저류시키면서 침전을 통해 플럭을 1차 처리하는 임시 침전지와, 상기 임시 침전지로부터 유입되는 원수에 포화수를 분사하면서 미세기포의 형성을 유도하는 미세기포생성장치를 포함하여 미세기포와 플럭의 결합을 유도하는 접촉조와, 상기 접촉조로부터 유입되는 원수를 순환시키면서 수면으로 부상하는 플럭을 제거하고 플럭이 제거된 처리수를 배출하도록 이루어진 부상분리조와, 상기 부상분리조로부터 유입되는 처리수를 저류시키는 처리수조로 이루어진 용존공기부상분리장치에 있어서, 상기 부상분리조는 플럭이 제거된 처리수를 모아 처리수조로 배출하는 집수장치를 포함하되, 상기 집수장치는, 부상분리조의 바닥으로부터 수직한 방향으로 돌출되고 서로 일정간격 이격되게 형성되어 처리수가 유동하는 유로를 형성하는 2개의 격벽; 및 상기 두 격벽의 상단부를 서로 연결하되 경사진 구조를 가지며 다수의 유입공이 형성된 경사면을 포함하는 아치형 커버;로 이루어진 다수의 집수거로 구성되며, 상기 다수의 집수거는 부상분리조의 바닥에서 평행한 채로 서로 이격되게 형성되어 분상분리조의 하부 공간을 집수구역과 플럭저류구역으로 구분하면서 하이레이트 부상분리조에서도 안정적인 집수가 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치를 제공한다.
한편 상기 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 있어서, 상기 아치형 커버의 경사면은 제1경사면과 제2경사면으로 이루어지되, 상기 제1경사면과 제2경사면은 집수거의 길이방향 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
한편 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 있어서, 상기 유입공의 수직 상부를 커버하여 플럭이 유입공으로 유입되는 것을 차단하는 유입방지커버가 유입공의 상부에 더 형성될 수 있다.
한편 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 있어서, 상기 접촉조와 부상분리조를 구분하도록 접촉조와 부상분리조의 사이에 위치하며, 전부 또는 상단 일부가 부상분리조 방향으로 기울어진 자세로 형성되어 접촉조로부터 부상분리조로 유입되는 플럭의 부상을 유도하는 부상유도벽; 및 상기 부상유도벽의 상단부로부터 기울어진 자세로 돌출되게 형성되어 부상분리조로 유입되는 원수가 왕복흐름을 형성하도록 유도하는 유도배플;을 더 포함하되, 상기 유도배플은, 부상유도벽을 타고 부상분리조로 유입되는 원수가 부상분리조의 상단부에서 전진하는 제1흐름을 형성하도록 아래쪽 방향으로 오목하게 굽어진 곡선형의 구조로 형성된 상면과, 상기 제1흐름을 타고 부상분리조의 후단으로 유동한 후 제1흐름의 하부에서 부상분리조의 전단으로 되돌아오는 원수의 제2흐름을 제1흐름 방향으로 전환시키도록 상부 방향으로 오목하게 굽어진 곡선형의 구조로 형성된 저면을 포함하여 구성될 수 있다.
한편 상기 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 있어서, 상기 미세기포생성장치는, 상기 접촉조에 고정되게 설치된 수평한 자세의 원형관으로 이루어지며, 상단부에 다수의 분배구가 형성된 분배관; 및 상기 분배관의 내부에 배치된 수평한 자세의 오리피스관으로 이루어지고, 포화수를 공급받도록 포화기와 연결되며, 포화수를 분배관의 내부로 분출하기 위한 다수의 오리피스홀이 측면부에 형성된 것으로 이루어지며, 상단부는 분배관의 내부로 삽입되고 하단부는 분배관의 하부로 노출되게 설치된 오리피스관;으로 구성될 수 있다.
한편 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 있어서, 상기 임시 침전지의 바닥에 설치되어 침전된 플럭을 한 곳으로 모으는 슬러지수집장치; 및 상기 부상분리조의 상단부에 설치되어 수면으로 부상하는 플럭을 배출구로 배출시키는 스컴제거기;가 더 포함될 수 있다.
한편 상기 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 있어서, 상기 플럭형성조는 플럭의 원활한 형성을 유도하도록 교반강도를 발생시키는 교반기를 포함하는 기계식 플럭형성조로 구성되거나, 원수의 유동거리를 증가시켜 교반강도를 발생시키는 우류식 플럭형성조로 구성될 수 있다.
한편 상기 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치에 있어서, 상기 플럭저류구역에 위치하도록 부상분리조의 바닥에 설치되며, 다수의 슬러지 흡입구가 하단부에 형성된 파이프로 이루어진 인발관이 더 포함될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 부상분리조에 설치된 집수장치의 개선된 구조를 통해 상대적으로 작은 면적에서도 원활한 집수가 가능하게 되므로, 높은 표면부하율 적용에도 안정적인 처리수의 집수 및 처리수질을 확보할 수 있게 된다.
또한, 집수구역과 플럭저류구역을 물리적으로 명확하게 구분하여 부상분리조에 침전된 플럭의 처리가 용이할 뿐만 아니라, 침전된 플럭이 처리수와 함께 배출됨에 따른 처리수의 수질저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 부상분리조의 내부에서 원수의 왕복흐름이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 높은 표면부하율 적용에도 안정적으로 플록의 부상을 유도할 수 있게 된다.
또한, 유입되는 원수가 임시 침전지에서 1차 침전된 후 접촉조로 유입되도록 이루어짐에 따라 부상분리조로 유입되는 오염부하의 변동을 줄이고 그 양을 낮추어 높은 표면부하율을 가지는 부상부리조를 구성할 수 있는 조건을 마련하고 포화수 생성설비의 용량 또한 줄일 수 있게 된다.
또한, 분배관과 오리피스관의 이중관 구조로 이루어진 미세기포생성장치는 단순한 구조에 의해 제조가 용이할 뿐만 아니라, 접촉조로 공급되는 포화수의 압력과 유속을 안정적으로 해소하여 포화수의 잔류 압력이나 유속으로 인한 부상분리조의 성능저하를 예방할 수 있다.
도 1 은 종래 용존공기부상분리장치의 구조도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용존공기부상분리장치의 측면도,
도 3 은 기계식 플럭형성조가 구비된 용존공기부상분리장치의 평면도,
도 4 는 우류식 플럭형성조가 구비된 용존공기부상분리장치의 평면도,
도 5 는 본 발명에 따른 미세기포형성장치의 일부 구조를 보인 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 미세기포형성장치의 단면도,
도 7 은 본 발명에 따른 유도배플의 구조를 보인 단면도,
도 8 은 본 발명에 따른 집수거가 부상분리조의 바닥에 분산되게 설치된 상태를 보인 사시도,
도 9 는 본 발명에 따른 집수거에 형성된 유입공에 유입방지커버가 더 형성된 상태를 보인 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용존공기부상분리장치의 측면도를, 도 3은 기계식 플럭형성조가 구비된 용존공기부상분리장치의 평면도를, 도 4는 우류식 플럭형성조가 구비된 용존공기부상분리장치의 평면도를, 도 5는 본 발명에 따른 미세기포형성장치의 일부 구조를 보인 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 미세기포형성장치의 단면도를, 도 7은 본 발명에 따른 유도배플의 구조를 보인 단면도를, 도 8은 본 발명에 따른 집수거가 부상분리조의 바닥에 분산되게 설치된 상태를 보인 사시도를, 도 9는 본 발명에 따른 집수거에 형성된 유입공에 유입방지커버가 더 형성된 상태를 보인 사시도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 용존공기부상분리장치는 혼화조(100), 플럭형성조(200), 임시 침전지(300), 접촉조(400), 부상분리조(500), 처리수조(600)로 구성된다.
상기 혼화조(100)는 용존공기부상분리장치의 가장 앞쪽에 구성되어 원수를 유입받도록 구성되며, 유입되는 원수로 응집제를 투입하여 원수에 포함된 부유물질이나 현탁물질의 응집을 유도하는 미도시된 약품공급설비와, 투입된 약품을 분산시키면서 부유물질 및 현탁물질의 응집을 유도하는 교반기(110)를 포함하는 것으로 구성된다.
상기 플럭형성조(200)는 혼화조(100)로부터 유입되는 원수를 일시적으로 저류시키도록 혼화조(100)의 인접한 위치에 구성되며, 일정한 크기의 플럭이 원활하게 형성될 수 있도록 적절한 교반강도를 발생시키기 위한 교반기(210)를 포함하는 기계식 플럭형성조로 구성되거나, 플럭형성조(200)로 유입되는 원수가 지그재그의 형태로 굽어진 유로(220)를 따라 유동하면서 교반강도를 발생시키도록 이루어진 우류식 플럭형성조로 구성될 수 있다.
상기 임시 침전지(300)는 플럭형성조(200)로부터 유입되는 원수를 짧은 체류시간으로 일시적으로 저류시키면서 플럭의 1차 처리를 유도하도록 구성되며, 이러한 임시 침전지(300)의 바닥에는 침전되는 플럭을 한 곳으로 모아 침전된 플럭을 보다 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 슬러지수집장치(310)가 구성되며, 상기 슬러지수집장치(310)는 공지의 체인플라이트식 또는 수중대차식으로 구성될 수 있다.
상기 접촉조(400)는 임시 침전지(300)로부터 유입되는 원수를 제공받아 원수에 포함된 플럭과 미세기포의 결합을 통해 플럭의 부상을 유도하는 것으로, 원수로 포화수를 분사하여 미세기포를 형성하는 미세기포생성장치(410)를 포함하는 것으로 구성된다.
상기 미세기포생성장치(410)는 접촉조(400)의 바닥에 설치되며, 원수로 분사되는 포화수의 압력과 유속을 충분히 해소하여 잔류 압력이나 유속으로 인한 부상분리조(500)의 성능저하를 방지할 수 있도록 분배관(411) 및 오리피스관(412)의 이중관 구조로 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 분배관(411)은 반원형의 단면을 갖는 관으로 이루어지되, 접촉조(400)의 폭방향으로 연장되도록 수평한 자세로써 접촉조(400)의 바닥에 고정되게 설치된다.
이러한 분배관(411)의 상단부에는 미세기포가 형성된 포화수를 접촉조(400)의 내부로 분사하는 다수의 분배구(413)가 형성되며, 상기 다수의 분배구(413)는 분배관(411)의 길이방향을 따라 서로 이격된 구조로 형성된다.
상기 오리피스관(412)은 일부가 분배관(411)의 내부에 수용될 수 있도록 분배관(411)의 내경 보다 작은 외경을 갖는 원형 단면의 관으로 이루어지며, 상단부는 분배관(411)의 내부로 삽입되고 하단부는 분배관(411)의 하부로 노출되는 구조를 갖도록 설치되되, 분배관(411)과 평행하도록 수평한 방향으로 연장된다.
이러한 오리피스관(412)은 미도시된 포화기와 연결되어 포화수를 공급받으며, 공급되는 포화수를 분배관(411)의 내부로 분사하기 위한 다수의 오리피스홀(414)이 측면부에 형성된다. 이때 상기 다수의 오리피스홀(414)은 오리피스관(412)의 길이방향을 따라 서로 이격된 구조로 형성된다.
한편, 상기 분배관(411)의 내부로 삽입된 오리피스관(412)의 상단부 외주면은 분배관(411)의 내면으로부터 이격되며, 오리피스홀(414)을 통해 분배관(411)의 내부로 분사되는 포화수는 협소한 분배관(411)과 오리피스관(412)의 사이틈새로 분사된 후, 분배관(411)과 오리피스관(412)의 사이에 형성된 공간을 통해 부상하게 되며, 분배관(411)과 오리피스관(412)의 사이에 형성된 공간은 포화수의 유동방향을 기준으로 점차적으로 넓어지도록 형성됨에 따라 포화수의 압력과 유속을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
이와 같은 미세기포생성장치(410)는 하나 이상이 접촉조(400)의 바닥에 설치될 수 있으며, 도 1에는 2개의 미세기포생성장치(410)가 설치된 구조가 도시되어 있다.
상기 부상분리조(500)는 접촉조(400)로부터 유입되는 원수가 왕복흐름(F1)을 형성하면서 순환되게 하여 원수 중의 플럭을 제거하고 플럭이 제거된 처리수는 처리수조(600)로 배출하는 것으로, 접촉조(400)의 인접한 위치에 구성된다.
한편, 상기 언급된 왕복흐름(F1)은 부상분리조(500)로 유입되는 원수가 부상분리조(500)의 상부에서 부상분리조(500)의 전단으로부터 후단으로 유동한 후, 부상분리조(500)의 끝벽에 충돌하면서 반사되어 부상분리조(500)의 후단으로부터 전단으로 유동하는 흐름이 반복되는 것을 의미하며, 이러한 왕복흐름(F1)이 부상분리조(500)의 상부에서 원활하게 구현될 수 있도록 하는 부상유도벽(420)과 유도배플(430)이 접촉조(400)와 부상분리조(500)의 사이에 형성된다.
상기 부상유도벽(420)은 접촉조(400)와 부상분리조(500) 사이의 바닥으로부터 입설된 자세를 갖되, 전부 또는 상단 일부가 부상분리조(500) 방향으로 기울어진 자세를 갖도록 형성되며, 접촉조(400)로부터 부상분리조(500)로 유입되는 원수는 기울어진 부상분리조(500)를 타고 유입됨에 따라 부상분리조(500)의 상단부에 왕복흐름(F1)이 형성된다.
한편, 상기 유도배플(430)은 부상유도벽(420)의 상단부에 형성되어 왕복흐름(F1)이 보다 원활하게 형성되도록 유도하는 것으로, 부상유도벽(420)의 상단부로부터 부상유도벽(420)과 다른 각도로써 부상분리조(500) 방향으로 기울어진 자세를 갖도록 형성되며, 아래쪽 방향으로 오목하게 굽어진 상면(431)과, 위쪽 방향으로 오목하게 굽어진 저면(432)을 포함하는 것으로 구성된다.
이와 같이 구성된 유도배플(430)의 상면(431)은 부상유도벽(420)을 타고 부상분리조(500)로 유입되는 원수가 부상분리조(500)의 상단부에서 전진하는 제1흐름(F2)을 형성하도록 유도하고, 유도배플(430)의 저면(432)은 상기 제1흐름(F2)의 하부에서 부상유도벽(420)으로 되돌아오는 원수의 제2흐름(F3)을 제1흐름(F2) 방향으로 전환시키는 기능을 하게 되므로, 부상분리조(500)의 내부에는 제1흐름(F2)과 제2흐름(F3)을 따라 반복적으로 부상분리조(500)의 상단부를 순환하는 원수의 왕복흐름(F1)이 원활하게 형성된다.
한편, 상기 부상분리조(500)의 바닥에는 플럭과 분리된 처리수를 처리수조(600)로 배출하는 집수장치(510)가 구성되며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집수장치(510)는, 부상분리조(500)의 전후방향으로 연장되는 구조를 갖도록 부상분리조(500)의 바닥에 설치되되 부상분리조(500)의 좌우방향으로 서로 일정간격 이격된 구조를 갖도록 설치된 다수의 집수거(520)로 구성된다.
이처럼 부상분리조(500)의 바닥에 분산된 구조로 설치된 다수의 집수거(520)의 사이사이에 형성된 공간은 그대로 개방되어 플럭저류구역(A2)으로 활용되고, 집수거(520)의 내부공간은 집수구역(A1)으로 활용된다. 이와 같이 집수구역(A1)과 플럭저류구역(A2)은 물리적으로 명확히 구분됨에 따라 침전된 플럭이 처리수와 함께 빠져나감으로써 발생되는 수질저하를 방지할 수 있게 되고, 집수거(520)와 집수거(520)의 사이공간에 쌓인 슬러지를 용이하게 처리할 수 있게 된다.
한편, 상기 플럭저류구역(A2)의 바닥에는 침전된 플럭을 흡입하여 지정된 장소로 강제 배출하는 인발관(530)이 설치될 수 있다.
상기 인발관(530)은 두 집수거(520)의 사이에 형성된 플럭저류구역(A2)에서 집수거(520)와 평행한 방향으로 연장되는 구조를 갖도록 배치되고, 하단부에 다수의 슬러지 흡입구(531)가 형성된 파이프로 구성될 수 있으며, 미도시된 인발펌프와 연결되어 플럭저류구역(A2)에 침전된 플럭의 강제흡입을 통해 외부를로 배출하도록 이루어진다.
이와 같이 부상분리조(500)의 바닥을 집수구역(A1)과 플럭저류구역(A2)으로 구분하는 집수거(520)는 2개의 격벽(521,522)과 하나의 아치형 커버(523)로 구성된다.
상기 2개의 격벽(521,522)은 부상분리조(500)의 바닥으로부터 수직한 자세로 입설되며, 서로 평행하되, 일정간격 이격된 구조를 형성하면서 처리수가 유동하는 유로를 형성하도록 구성된다.
상기 아치형 커버(523)는 두 격벽(521,522)의 상단을 연결하여 두 격벽(521,522)에 의해 형성되는 유로의 상단부를 폐쇄하되, 처리수가 유로로 유입되도록 허용하는 다수의 유입공(524)이 전체적으로 균일하게 분산된 구조로 형성되고, 침전되는 플럭을 플럭저류구역(A2)으로 유도하도록 기울어진 경사면(525)을 포함하는 것으로 구성된다.
이때. 상기 경사면(525)은 제1경사면(5251)과 제2경사면(5252)으로 이루어지되, 제1경사면(5251)과 제2경사면(5252)은 집수거(520)의 길이방향 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 구조를 갖도록 형성되며, 이러한 제1경사면(5251)과 제2경사면(5252)에는 다수의 유입공(524)이 분산되게 형성된다.
이처럼 서로 대칭구조를 갖도록 형성된 제1경사면(5251)과 제2경사면(5252)을 포함하는 아치형 커버(523)는 상부로 볼록하게 돌출된 아치형의 형태를 이루면서 집수면적을 증가시키고, 침전되는 플럭이 집수거(520)의 좌우 양측으로 흘러내리면서 플럭저류구역(A2)으로 떨어지도록 유도하게 된다.
한편, 침전되는 플럭이 유입공(524)을 통해 집수거(520)의 내부로 유입되는 것을 차단하는 유입방지커버(526)가 각각의 유입공(524)에 더 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 부상분리조(500)의 상단부에는 수면으로 부상하는 플럭을 배출구로 배출시키는 스컴제거기(540)가 설치되며, 상기 스컴제거기(540)는 일반적으로 널리 사용되고 있는 스컴제거기를 그대로 적용하여 구성할 수 있으므로, 스컴제거기(540)에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략하도록 한다.
상기 처리수조(600)는 부상분리조(500)에 설치된 집수거(520)로부터 배출되는 처리수를 제공받아 일시적으로 저류시킨 후 배출하도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 용존공기부상분리장치가 원수에 포함된 부유물질이나 현탁물질을 제거하는 과정을 설명하도록 하며, 이를 통해 본 발명에 따른 용존공기부상분리장치가 갖는 작용효과를 명확히 하도록 한다.
혼화조(100)로 유입되는 원수에 포함된 부유물질과 현탁물질은 투입되는 응집제와 반응하여 응집된다.
한편, 원수가 플럭형성조(200)로 유입되어 유동하는 과정에서 부유물질이나 현탁물질의 응집이 더 진행되면서 플럭이 형성되며, 플럭형성조(200)에 설치된 교반기(210) 또는 우류식 유로(220)에 의해 적절한 교반강도가 발생하면서 일정한 크기의 플럭이 형성되도록 유도하게 된다.
이와 같이 플럭이 형성된 원수는 임시 침전지(300)로 유입되어 일시적으로 저류되고, 이러한 과정에서 플럭은 임시 침전지(300)의 바닥으로 침전되어 1차 처리되고, 상등수는 접촉조(400)로 배출된다.
이처럼 임시 침전지(300)는 유입되는 원수를 일시적으로 저류시키면서 상당량의 플럭을 제거하게 되므로, 간헐적으로 높은 유입부하가 발생된 경우에도 부유물질이나 현탁물질의 1차 제거를 통해 후단의 부상분리조(500)로 유입되는 오염부하를 균일하고 낮게 하여 높은 표면부하율을 갖는 부상분리조 즉, 하이레이트 부상분리조를 구성할 수 있게 하며 포화수 생성설비의 용량을 줄일 수 있게 한다.
한편, 접촉조(400)로 유입되는 원수에 포함된 플럭은 미세기포생성장치(410)에서 발생되는 미세기포와 결합된다.
한편, 본 발명에 따른 미세기포생성장치(410)는 분배관(411)과 오리피스관(412)의 단순한 구조로 이루어져 제조가 용이할 뿐만 아니라, 오리피스관(412)의 오리피스홀(414)을 통해 분배관(411)의 내부로 분사되는 포화수가 분배관(411)과 오리피스관(412)의 사이에 형성된 공간을 통해 부상하는 과정에서 포화수의 압력과 유속을 안정적으로 저감시키게 되므로, 잔류 압력이나 유속으로 인해 부상분리조(500)의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 부상분리조(500)로 유입되는 원수는 부상유도벽(420)과 유도배플(430)에 의해 부상분리조(500)의 내부에서 왕복흐름(F1)을 형성하면서 유동하게 되며, 이러한 과정에서 대부분의 플럭은 수면으로 부상한 뒤 스컴제거기(540)에 의해 제거되고, 나머지 플럭은 부상분리조(500)의 바닥에 가라앉게 된다.
한편, 플럭이 제거된 처리수는 부상분리조(500)의 바닥에 분산되게 설치된 다수의 집수거(520)에 형성된 유입공(524)을 통해 집수거(520)의 내부로 유입되며, 집수거(520)의 내부에 형성된 유로를 통해 처리수조(600)로 배출된다.
상기 집수거(520)는 제1,2경사면(525)을 포함하는 아치형태의 커버(523)를 구비하여 폭에 비해 상대적으로 넓은 집수면적을 구현할 수 있으며, 집수구역(A1)과 플럭저류구역(A2)을 물리적으로 명확히 구분하여 플럭저류구역(A2)에 쌓이는 플럭의 일부가 처리수와 함께 배출되는 것을 완전하게 차단하게 된다.
한편, 유입공(524)의 상부에 유입방지커버(526)가 더 형성된 경우, 부상분리조(500)의 바닥으로 가라앉는 플럭이 유입공(524)을 통해 유입되는 것을 방지할 수 있게 되므로, 침전 플럭으로 인해 처리수질이 악화되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이처럼 본 발명에 따른 부상분리조(500)는 유도배플(430)을 이용하여 원수의 왕복흐름(F1)을 안정적으로 형성 및 유지시키고, 더불어 집수거(520)를 이용하여 충분한 집수면적을 확보하면서 집수구역(A1)과 플럭저류구역(A2)을 분리시킴에 따라 높은 표면부하율을 구현할 수 있도록 부상분리조(500)의 면적을 감소시킨 경우에도 안정적인 처리가 가능하게 되는 것이다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 용존공기부상분리장치는 부상분리조(500)의 내부에 형성되는 원수의 흐름구조와 집수구조의 개선을 통해 처리수질의 저하없이 높은 표면부하율을 구현할 수 있도록 한 특징을 갖는 매우 유용한 발명이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 혼화조 200: 플럭형성조
300: 임시 침전지 310: 슬러지수집장치
400: 접촉조 410: 미세기포생성장치
420: 부상유도벽 430: 유도배플
431: 상면 432: 저면
411: 분배관 412: 오리피스관
413: 분배구 414: 오리피스홀
500: 부상분리조 510: 집수장치
520: 집수거 521, 522: 격벽
523: 커버 524: 유입공
525: 경사면 5251: 제1경사면
5252: 제2경사면 526: 유입방지커버
530: 인발관 531: 슬러지 흡입구
540: 스컴제거기

Claims (8)

  1. 유입되는 원수에 응집제를 첨가하여 원수 중의 부유물질이나 현탁물질의 응집을 유도하는 혼화조(100)와, 상기 혼화조(100)로부터 유입되는 원수를 저류시키면서 플럭의 형성을 유도하는 플럭형성조(200)와, 상기 플럭형성조(200)로부터 유입되는 원수를 임시 저류시키면서 플럭을 침전을 통해 1차 처리하는 임시 침전지(300)와, 상기 임시 침전지(300)로부터 유입되는 원수에 포화수를 분사하면서 미세기포의 형성을 유도하는 미세기포생성장치(410)를 포함하여 미세기포와 플럭의 결합을 유도하는 접촉조(400)와, 상기 접촉조(400)로부터 유입되는 원수를 순환시키면서 수면으로 부상하는 플럭을 제거하고 플럭이 제거된 처리수를 배출하도록 이루어진 부상분리조(500)와, 상기 부상분리조(500)로부터 유입되는 처리수를 저류시키는 처리수조(600)로 이루어진 용존공기부상분리장치에 있어서,
    상기 부상분리조(500)는 플럭이 제거된 처리수를 모아 처리수조(600)로 배출하는 집수장치(510)를 포함하되,
    상기 집수장치(510)는,
    부상분리조(500)의 바닥으로부터 수직한 방향으로 돌출되고 서로 일정간격 이격되게 형성되어 처리수가 유동하는 유로를 형성하는 2개의 격벽(521,522); 및
    상기 두 격벽(521,522)의 상단부를 서로 연결하되 경사진 구조를 가지며 다수의 유입공(524)이 형성된 경사면(525)을 포함하는 아치형 커버(523);로 이루어진 다수의 집수거(520)로 구성되며,
    상기 다수의 집수거(520)는 부상분리조(500)의 바닥에서 평행한 채로 서로 이격되게 형성되어 부상분리조(500)의 하부 공간을 집수구역(A1)과 플럭저류구역(A2)으로 구분하면서 하이레이트 부상분리조에서도 안정적인 집수가 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아치형 커버(523)의 경사면(525)은 제1경사면(5251)과 제2경사면(5252)으로 이루어지되, 상기 제1경사면(5251)과 제2경사면(5252)은 집수거(520)의 길이방향 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 구조를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입공(524)의 수직 상부를 커버하여 플럭이 유입공(524)으로 유입되는 것을 차단하는 유입방지커버(526)가 유입공(524)의 상부에 더 형성된 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 접촉조(400)와 부상분리조(500)를 구분하도록 접촉조(400)와 부상분리조(500)의 사이에 위치하며, 전부 또는 상단 일부가 부상분리조(500) 방향으로 기울어진 자세로 형성되어 접촉조(400)로부터 부상분리조(500)로 유입되는 플럭의 부상을 유도하는 부상유도벽(420); 및
    상기 부상유도벽(420)의 상단부로부터 기울어진 자세로 돌출되게 형성되어 부상분리조(500)로 유입되는 원수가 왕복흐름(F1)을 형성하도록 유도하는 유도배플(430);을 더 포함하되,
    상기 유도배플(430)은, 부상유도벽(420)을 타고 부상분리조(500)로 유입되는 원수가 부상분리조(500)의 상단부에서 전진하는 제1흐름(F2)을 형성하도록 아래쪽 방향으로 오목하게 굽어진 곡선형의 구조로 형성된 상면(431)과, 상기 제1흐름(F2)을 타고 부상분리조(500)의 후단으로 유동한 후 제1흐름(F2)의 하부에서 부상분리조(500)의 전단으로 되돌아오는 원수의 제2흐름(F3)을 제1흐름(F2) 방향으로 전환시키도록 상부 방향으로 오목하게 굽어진 곡선형의 구조로 형성된 저면(432)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세기포생성장치(410)는,
    상기 접촉조(400)에 고정되게 설치된 수평한 자세의 원형관으로 이루어지며, 상단부에 다수의 분배구(413)가 형성된 분배관(411); 및
    상기 분배관(411)의 내부에 배치된 수평한 자세의 원형관으로 이루어지고, 포화수를 공급받도록 포화기와 연결되며, 포화수를 분배관(411)의 내부로 분출하기 위한 다수의 오리피스홀(414)이 하단부에 형성된 것으로 이루어지며, 상단부는 분배관(411)의 내부로 삽입되고 하단부는 분배관(411)의 하부로 노출되게 설치된 오리피스관(412);으로 구성된 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 임시 침전지(300)의 바닥에 설치되어 침전된 플럭을 한 곳으로 모으는 슬러지수집장치(310); 및
    상기 부상분리조(500)의 상단부에 설치되어 수면으로 부상하는 플럭을 배출구로 배출시키는 스컴제거기(540);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 플럭형성조(200)는 플럭의 원활한 형성을 유도하도록 교반강도를 발생시키는 교반기를 포함하는 기계식 플럭형성조로 구성되거나, 원수의 유동거리를 증가시켜 교반강도를 발생시키는 우류식 플럭형성조로 구성된 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 플럭저류구역(A2)에 위치하도록 부상분리조(500)의 바닥에 설치되며, 다수의 슬러지 흡입구(531)가 하단부에 형성된 파이프로 이루어진 인발관(530);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임시침전지구조를 갖는 아치형 부상분리장치.
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