KR102262672B1 - 수처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 유입수에 기체를 주입하여 혼합(mixing) 및 용해시키는 수처리 장치를 제공한다. 수처리 장치는 물이 유입되는 유입관과, 상기 유입관에 연결되며 상기 유입관으로 유입된 물에 압력 기체를 주입하는 기체 주입 유닛을 포함하는 입력모듈; 그리고 상기 유입관에 연결된 관으로서 관 벽에 복수의 개구부가 형성된 확산관과, 상기 확산관을 둘러싸는 통 형상 외측 챔버를 포함하며, 물이 상기 복수의 개구부를 통해 상기 확산관 내부와 상기 외측 챔버 간에 이동되며 난류를 형성하여, 상기 기체의 물에 대한 혼합 및 용해량을 증가시켜 배출하는 출력모듈;을 포함한다.

Description

수처리 장치{WATER TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물과 기체의 혼합 및 용해를 향상시키는 수처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수처리 장치는 해수를 이용하여 담수를 생산하여 생활 용수, 식수 또는 공업용수 등으로 활용하거나, 폐수 등을 정수하기 위해 원수를 적절히 처리하기 위한 각종 장치이다. 이러한 수처리 장치는 원수에 섞인 이물질을 제거하기 위한 장치를 포함한다.

이물질을 제거하기 위해, 미세 기포를 사용하는 방법이 사용될 수 있다. 기포를 발생시키는 방법 및 원리에 따라 다양한 부상공정이 있으나, 일반적인 수처리 분야에서는 높은 압력으로 순환수를 과포화 시킨 후 압력을 급격히 강하시킴으로써 미세 기포를 발생시키는 용존공기부상법(Dissolved Air Floatation, DAF)이 사용되고 있다 .

이물질을 제거하기 위한 하나의 유닛 공정(unit process)으로서, 용존공기부상법은 처리대상 원수에 응집제를 혼합하여 원수 내 포함된 이물질을 응집시키고 응집된 이물질을 미세 기포와 함께 부상시켜 제거하는 장치로, 전체 수처리 설비나 해수 담수화 설비에서 전처리 공정으로 적용되고 있다.

DAF공정은 침전공정과 달리 기포를 발생시키는 장치가 필요하여 높은 에너지를 필요로 한다는 단점이 있다. 그러나 중력식 침전공정과 비교하였을 때 수처리 과정에서 사용되는 응집제량을 절감시킬 수 있으며 수처리 과정에서 발생하는 슬러지량도 감소시킬 수 있다.

또한, 빠르게 고액분리가 가능함에 따라 높은 수리학적 부하율을 적용할 수 있어 기존의 침전지보다 매우 작은 부상조로 동일한 수량의 정수처리가 가능하게 되어 건설비를 절감시킬 수 있다.

이외에도 일반적인 침전공정보다 부상처리수의 잔류응집제의 농도가 낮고 4 ℃이하의 낮은 수온에서도 처리수질이 양호한 것으로 알려져 있다.

이러한 많은 장점 때문에 순환 및 포화장치와 동력비 그리고 다소 복잡한 운전조건 등에도 불구하고 DAF 장치의 사용은 점차 확대되고 있다.

도 1은 종래의 DAF 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 용존공기부상 장치에 있어서, 유입수에 응집제를 투입하여 유입수 내 포함된 조류나 유기 화합물과 같은 저밀도의 부유 고형물 또는 입자성 물질이나 부유 물질 등을 응집시킨다. 응집조(flocculation basin)(1)에서 응집제가 투입된 유입수를 교반기를 통해 혼합시키며, 플록(floc)의 크기를 부상에 적절한 크기로 성장시킨다.

상기 "플록(floc)"이란 원수 내 현탁 물질이나 유기물, 미생물 등의 미립자를 응집제로 응집시킨 큰 덩어리를 의미하며, 통상적으로 0.1㎛ 이상의 입자가 응집한 집합물을 가리킨다. 여과나 침전을 통해 제거할 수 없는 작은 크기나 밀도를 갖는 플록의 경우 상기 용존공기부상법을 이용하여 수면 위로 부상시켜 제거하게 된다.

응집조(1)에서 생성 및 성장된 플록은 접촉조(contact zone)(2)로 유입되며 저부에서 생성되는 미세 기포와 충돌 및 결합하여 부상하게 되고, 분리조(separation zone)(3)에서 스컴(scum) 제거장치 등을 통하여 제거된다.

한편, 기존의 용존공기부상 장치는 최종 산물인 처리수(treated water)의 일부를 배관으로 분리하여, 이에 4~7bar의 압축 공기를 공급시켜 포화시킴으로써, 접촉조(2) 저부에 설치된 노즐(4)을 통해 급속한 압력 강하가 이루어지도록 하여 미세 기포를 접촉조(2)에 생성시킨다.

DAF 공정의 효율을 좌우하는 인자는 기포발생량과 기포의 크기, 기포와 플록의 충돌 효율 등 다양한 인자가 있다.

그 중에서 가장 크게 효율을 좌우하는 인자중의 하나로 기포크기가 있다. DAF공정에서 기포의 크기가 작을수록 접촉단계에서 기포와 플록간의 충돌효율을 상승시키고 한 개의 플록에 여러 개의 기포가 부착되어 플록 기포 결합체의 상승속도가 빨라져 분리효율을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.

즉, 작은 기포는 높은 충돌효율로 인하여 플록 기포 결합체에 부착된 기포의 수가 많아짐으로써 결국 큰 기포만큼 상승속도가 증가한다. 따라서 작은 기포를 발생시킬 수 있는 기포발생장치가 공정의 효율향상에 유리하다는 결론을 얻을 수 있다.

작은 기포를 발생시키기 위해서는 많은 에너지와 정밀한 조작이 필요할 뿐만 아니라, 기포의 크기를 조절할 수 있는 방법은 제한적이다. 미세한 기포를 다량으로 생성할 수 있기 위해서는, 물에 압축 공기를 공급시켜 포화시킬 때, 공기가 물에 용해되는 효율을 향상시킬 필요가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미세 기포를 생성하기 위해 물을 압축 공기로 포화시킬 때 안정적으로 및 고효율로 공기가 물에 혼합 및 용해되도록 하는 수처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유입수에 기체를 주입하여 혼합(mixing) 및 용해시키는 수처리 장치를 제공한다. 수처리 장치는 물이 유입되는 유입관과, 상기 유입관에 연결되며 상기 유입관으로 유입된 물에 압력 기체를 주입하는 기체 주입 유닛을 포함하는 입력모듈; 그리고 상기 유입관에 연결된 관으로서 관 벽에 복수의 개구부가 형성된 확산관과, 상기 확산관을 둘러싸는 통 형상 외측 챔버를 포함하며, 물이 상기 복수의 개구부를 통해 상기 확산관 내부와 상기 외측 챔버 간에 이동되며 난류를 형성하여, 상기 기체의 물에 대한 혼합 및 용해량을 증가시켜 배출하는 출력모듈;을 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 복수의 개구부의 각 개구부는 확산노즐을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기체 주입 유닛은, 상기 유입관의 전방이 노출되도록 상기 유입관을 둘러싸는 에어 챔버; 그리고 상기 에어 챔버 내로 압력 기체의 공급을 위해, 상기 에어 챔버로 연통된 기체 주입부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 입력모듈은 상기 에어 챔버 내에서 상기 유입관과 확산관을 연결하는 병목부(bottleneck portion); 그리고 상기 기체 주입부를 통해 주입된 상기 에어 챔버 내의 기체를 상기 병목부 내측으로 분사하도록, 상기 병목부에 설치된 분사노즐;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 외측 챔버는, 상기 확산관을 내측에 수용하며, 상기 확산관과 이격된 통부; 상기 통부의 일측 단으로부터 연장되어 상기 에어 챔버와 결합되는 전방 플렌지부; 그리고 상기 통부의 타측 단에 형성된 판 형상의 부재로서, 상기 확산관으로부터 이격된 위치에 물의 유출구가 형성된 후방 플레이트;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 출력모듈은, 상기 후방 플레이트에 결합된 추가의 외측 챔버; 그리고 상기 추가의 외측 챔버 내에 수용되며 상기 외측 챔버의 후방으로 인출되며, 관벽에 복수의 개구부가 형성된 추가의 확산관;을 더 포함할 수 있다. 물이 상기 후방 플레이트의 유출구를 통해 상기 추가의 외측 챔버 내로 유입되며, 상기 추가의 확산관의 상기 복수의 개구부를 통해 상기 추가의 확산관과 상기 추가의 외측 챔버 간에 이동될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 출력모듈은, 상기 외측 챔버 및 상기 확산관을 포함하는 단위 모듈이 복수 개가 직렬 연결된 난류 용해 챔버를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 확산관이 회전할 수 있도록 상기 확산관과 상기 에어 챔버 사이에 개재된 베어링;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 병목부는 상기 유입관측으로부터 상기 확산관을 향하는 방향으로 직경이 감소하는 부분과 직경이 증가하는 부분을 포함하며, 상기 분사노즐은 상기 병목부 중 상기 직경이 증가하는 부분에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기체 주입 유닛은, 상기 기체 주입부로의 압력 기체의 공급 및 상기 분사노즐의 기체 분사를 제어하기 위해, 상기 에어 챔버에 설치된 압력 센서;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 미세 기포를 생성하기 위해 물을 압축 공기로 포화시킬 때 난류 용해 챔버의 특수한 구조로 인해 안정적으로 공기가 물에 믹싱 및 용해되도록 하고, 다열 구조의 난류 용해 챔버에 의해 미세 기포의 사이즈를 조절할 수 있는 수처리 장치를 제공할 수 있다.

또한, 물에 압축 공기를 주입시에 압력 센서 또는 압력 스위치에 의해 자동제어를 달성할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 DAF 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 수처리 장치는 물과 기체(예: 공기) 간의 혼합(mixing) 또는 용해의 효율을 향상시키는 장치로서, DAF와 같은 시스템 중 미세 기포의 발생을 위해 압축 공기를 물에 포화시키는 단위 공정을 수행하는 장치로 사용될 수 있다.

수처리 장치는 입력모듈(100) 및 출력모듈(300)을 포함할 수 있다.

입력모듈(100)은 물이 유입되는 유입관(110)과, 상기 유입관(110)에 연결되며 상기 유입관(110)으로 유입된 물에 압력 기체를 공급하는 기체 주입 유닛(130)을 포함할 수 있다.

유입관(110)으로 유입되는 물은 도 1에서 설명된 바와 같이, 미세 기포 생성을 위한 순환수일 수도 있고, 플록이 형성된 처리 대상이 되는 물일 수도 있다.

출력모듈(300)은 확산관(310)과 외측 챔버(320)를 포함할 수 있다.

확산관(310)은 일측이 입력모듈(100)의 유입관(110)에 연결된 또는 연통된 관으로서 유입수(W1)의 이동 통로가 될 수 있다. 확산관(310)의 관 벽에는 복수의 개구부(311)가 형성될 수 있다. 이러한 복수의 개구부(311)는 단순히 개구일 수도 있고, 노즐을 포함할 수도 있다.

외측 챔버(320)는 확산관(310)을 둘러싸는 통 형상을 가질 수 있다. 따라서, 확산관(310)의 관벽과 외측 챔버(320)의 측벽은 서로 이격되어 있고, 이러한 이격된 공간을 챔버 공간으로 지칭한다.

공기가 주입된 물이 확산관(310)에 형성된 복수의 개구부(311)를 통해 챔버 공간으로 확산되고, 챔버의 측벽에서 충돌한 후 다시 복수의 개구부(311)를 통해 확산관(310)으로 유입될 수 있으며, 이러한 물의 운동에 따라 출력모듈(300)의 내부에서는 난류가 형성되며, 물에 대한 공기의 용해량 또는 용해의 효율이 증가할 수 있다.

또는, 상기 유입수(W1)가 플록을 포함하는 경우, 상기와 같은 난류의 형성으로 인해 플록과 미세 기포 간의 충돌 효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서, 확산관(310)의 타측은 외측 챔버(320)의 후방으로 돌출될 수 있고, 공기가 혼합 내지 용해된 물이 확산관(310)의 타측으로 배출될 수 있다.

확산관(310)으로부터 배출되는 물의 압력을 급격히 낮추는 경우, 물에 용해되어 있던 공기로 인해 미세 기포가 다량으로 생성될 수 있다. 또는, 수처리 장치의 출력모듈(300) 내에서 미세 기포를 생성하도록 압력을 조절할 수도 있다.

본 실시예의 수처리 장치는 이러한 유입수(W1)에 공기와 같은 기체를 압력을 가하여 주입하고, 공기의 물에 대한 용해량을 크게 향상시키거나, 향상된 효율로 공기를 물에 용해한 후, 물(W2)을 배출할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 수처리 장치는 기체 주입 유닛(130)과 출력모듈(300)을 제외하고는 도 2에서 설명된 수처리 장치와 실질적으로 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

도 3에 예시된 바와 같이, 기체 주입 유닛(130)은, 유입관(110)의 전방이 노출되도록 유입관(110)을 둘러싸는 에어 챔버(131)와, 에어 챔버(131) 내로 압력 기체의 공급을 위해 에어 챔버(131)로 연통된 기체 주입부(133)를 포함할 수 있다.

유입관(110)의 입구는 에어 챔버(131)의 전방으로 인출되어 있고, 에어 챔버(131)의 내부 공간에서 유입관(110)과 출력모듈(300)의 확산관(310)이 연결될 수 있다.

본 실시예의 수처리 장치는 물을 공기로 포화시키거나 용해시키기 위해 공기와 물을 가압상태에서 강제 접촉시키며, 기체와 액체의 접촉부의 압력은 수처리 장치의 중요한 운전인자가 될 수 있다.

압력 탱크 등으로부터 기체 주입부(133)로 압력 공기(A1)가 공급될 수 있다. 기체 주입부(133)를 통해 공급된 압력 공기(A1)는 접촉부에서 물과 접촉할 수 있다.

물로 기체의 주입을 위해 기체와 액체의 접촉부의 압력을 제어할 필요가 있을 수 있고, 에어 챔버(131) 내측의 유입관(110)에는 물과 공기의 접촉부가 형성될 수 있으며, 이러한 접촉부는 기체 주입 노즐(111)일 수 있다.

본 실시예에서, 출력모듈(300)의 확산관(310)의 타측단은 외측 챔버(320)의 후방벽에 의해 차폐될 수 있다. 외측 챔버(320)의 후방벽에는 확산관(310)으로부터 이격된 위치에 물의 유출구(3251)가 형성될 수 있다.

확산관(310)에 형성된 복수의 개구부(311)를 통해 확산관(310) 내부와 챔버 공간으로 물이 확산 및 이동되면서 난류가 형성되고 공기의 물에 대한 혼합 내지 용해의 효율이 크게 향상되며, 이렇게 공기가 용해된 물이 외측 챔버(320)의 후박벽에 형성된 유출구(3251)를 통해 배출될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 수처리 장치는 에어 챔버(131) 내에서, 입력모듈(100)의 유입관(110)과 출력모듈(300)의 확산관(310)이 병목부(150)(bottleneck portion)에 의해 연결되는 점과, 병목부(150)에 분사노즐(151)이 구비된 점과, 단위모듈 복수개가 직렬연결되어 출력모듈(300)을 구성하는 점을 제외하고는 도 3에서 설명된 수처리 장치와 실질적으로 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 입력모듈(100)은 병목부(150)를 더 포함할 수 있다. 병목부(150)는 에어 챔버(131) 내에서 유입관(110)과 확산관(310)을 연결할 수 있다. 병목부(150)는 직경이 감소하다가 증가하는 형상을 가질 수 있고, 병목부(150)의 직경이 증가하는 부분에 물로의 기체 주입을 위한 분사노즐(151)이 구비될 수 있다.

기체 주입부(133)를 통해 에어 챔버(131) 내로 압력 공기가 공급되고, 이러한 압력 공기가 분사노즐(151)에 의해 물로 분사되어 물에 기체가 유입될 수 있다.

기체 주입 유닛(130)은 기체 주입부(133)로의 압력 공기(A1)의 공급 및 분사노즐(151)의 기체 분사를 제어하기 위해, 에어 챔버(131)에 설치된 압력 센서를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 출력모듈(300)은 외측 챔버(320)와 확산관(310)으로 구성된 모듈 2개가 연결된 다열 믹싱 챔버(mixing chamber) 구조를 가진다.

제1 모듈은 외측 챔버(320)와 외측 챔버(320)의 내부에 구비된 확산관(310)을 포함할 수 있다. 확산관(310)에 형성된 복수의 개구부(311)는 확산노즐을 포함할 수 있다.

제1 모듈의 외측 챔버(320)는 확산관(310)을 내측에 수용하며 확산관(310)과 이격된 통부(321)(tubular portion or cylindrical portion)와, 통부(321)의 일측 단으로부터 연장되어 에어 챔버(131)와 결합되는 전방 플렌지부(323)와, 통부(321)의 타측 단에 형성된 판 형상의 부재로서 확산관(310)으로부터 이격된 위치에 물의 유출구(3251)가 형성된 후방 플레이트(325)를 포함할 수 있다.

제2 모듈은 제1 모듈의 외측 챔버(320)의 후방 플레이트(325)에 결합되는 추가의 외측 챔버(340)와, 추가의 외측 챔버(340) 내에 수용되며 추가의 외측 챔버(340)의 후방으로 인출되며, 관벽에 복수의 개구부가 형성된 추가의 확산관(330)을 포함할 수 있다.

물이 제1 모듈의 후방 플레이트(325)의 유출구(3251)를 통해 추가의 외측 챔버(340) 내로 유입될 수 있고, 추가의 확산관(330)의 복수의 개구부를 통해 추가의 확산관(330)과 추가의 외측 챔버(340) 간에 이동되며 난류를 형성할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서 출력모듈(300)은 외측 챔버 및 확산관을 포함하는 단위 모듈이 복수 개가 직렬 연결되어 이루어질 수 있으며, 이러한 직렬연결된 출력모듈을 난류 용해 챔버로 부를 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.

본 실시예에서, 수처리 장치는 출력모듈(300)이 3열 또는 3단으로 구성된 것을 제외하고는 도 4 및 도 5에서 설명된 수처리 장치와 실질적으로 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 출력모듈(300)이 제1 모듈, 제2 모듈 및 제3 모듈을 포함한다. 각 모듈은 외측 챔버(320,340,360) 및 외측 챔버(320,340,360) 내부에 확산관(310,330,350)을 포함할 수 있다. 각 확산관(310,330,350)에는 관벽에 복수의 개구부가 형성될 수 있고, 복수의 개구부는 단순한 개구이거나, 확산노즐을 포함할 수 있다.

제1 모듈은 에어 챔버(131)에 결합될 수 있고, 제2 모듈은 제1 모듈에 결합되고 제3 모듈은 제2 모듈에 결합될 수 있다. 제1 모듈의 후방 플레이트에는 물의 유출구(3251)가 확산관(310)과 이격된 위치에 형성될 수 있고, 제2 모듈의 후방 플레이트에는 물의 유출구가 확산관과 이격된 위치에 형성될 수 있다. 제3 모듈의 후방 플레이트는 확산관에 의해 관통될 수 있다.

출력모듈(300)을 이와 같이 다열 구조로 하여 난류 용해 챔버를 형성함으로써, 물에 공기를 용해시키는 효율이 향상될 수 있고, 미세 기포의 사이즈를 조절하는 데에도 다열 구조의 출력모듈(300)이 영향을 미칠 수 있다.

DAF 시스템의 사양과 필요에 따라, 연결되는 모듈의 개수를 조절하여 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수처리 장치를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 수처리 장치는 확산관(310)이 회전되는 것을 제외하고는 도 4 및 도 5에서 설명된 수처리 장치와 실질적으로 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.

도 7에 예시된 바와 같이, 확산관(310)과 외측 챔버(320)의 전방 플렌지부(323) 사이, 또는 확산관(310)과 후방 플레이트(325) 사이에 베어링(400)이 더 구비될 수 있다.

베어링(400)으로 인해 확산관(310)은 외부로부터 전달된 회전력에 의해 회전될 수 있다. 확산관(310)으로 유입되는 물과 공기가 혼합된 물이 확산관(310)의 회전에 의해 더욱 난류 상태로 될 수 있고, 기체의 용해도 더욱 향상될 수 있다.

베어링(400)은 출력모듈(300)의 각 모듈에 추가될 수 있고, 유입관(110)과 에어 챔버(131) 사이에도 구비하여 유입관(110)도 회전될 수 있다. 유입관(110)이 회전하는 경우 병목부(150)도 회전하며, 분사노즐(151)이 회전되면서 유입수(W1)로 압력공기를 분사할 수 있다.

또한, 도 2 내지 도 6에서 수처리 장치는 수평으로 도시되어 있지만, 수평으로 도시한 것이 수처리 장치가 수평으로만 배치되거나 설치되는 것으로 한정하는 것은 아니며, DAF 시스템의 필요에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 수직으로 배치하거나 설계할 수도 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 입력모듈
110 : 유입관
130 : 기체 주입 유닛
131 : 에어 챔버
133 : 기체 주입부
150 : 병목부
151 : 분사노즐
300 : 출력모듈
310 : 확산관
311 : 개구부
320 : 외측 챔버
321 : 통부
323 : 플렌지부
325 : 후방 플레이트
3251 : 유출구
400 : 베어링
A1 : 압력 공기
W1 : 유입수

Claims (10)

1. 유입수에 기체를 주입하여 혼합(mixing) 및 용해시키는 수처리 장치에 있어서,
   물이 유입되는 유입관과, 상기 유입관에 연결되며 상기 유입관으로 유입된 물에 압력 기체를 주입하는 기체 주입 유닛을 포함하는 입력모듈; 그리고
   상기 유입관에 연결된 관으로서 관 벽에 복수의 개구부가 형성된 확산관과, 상기 확산관을 둘러싸는 통 형상 외측 챔버를 포함하며, 물이 상기 복수의 개구부를 통해 상기 확산관의 내부와 상기 외측 챔버 간에 이동되며 난류를 형성하여, 상기 기체의 물에 대한 혼합 및 용해량을 증가시켜 배출하는 출력모듈;을 포함하며,
   상기 기체 주입 유닛은, 상기 유입관의 전방이 노출되도록 상기 유입관을 둘러싸는 에어 챔버; 그리고 상기 에어 챔버 내로 압력 기체의 공급을 위해, 상기 에어 챔버로 연통된 기체 주입부;를 포함하며,
   상기 외측 챔버는, 상기 확산관을 내측에 수용하며, 상기 확산관과 이격된 통부; 상기 통부의 일측 단으로부터 연장되어 상기 에어 챔버와 결합되는 전방 플렌지부; 그리고 상기 통부의 타측 단에 형성된 판 형상의 부재로서, 상기 확산관으로부터 이격된 위치에 물의 유출구 형성된 후방 플레이트;를 포함하며,
   상기 출력모듈은, 상기 외측 챔버 및 상기 확산관을 포함하는 단위 모듈이 복수 개가 직렬 연결된 난류 용해 챔버를 포함하며,
   이에 따라 상기 출력모듈은 다열 구조를 이루어 상기 출력모듈 내에서 생성되는 미세 기포의 사이즈를 조절하는 것을 특징으로 하는, 수처리 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 개구부의 각 개구부는 확산노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 입력모듈은
   상기 에어 챔버 내에서 상기 유입관과 확산관을 연결하는 병목부(bottleneck portion); 그리고
   상기 기체 주입부를 통해 주입된 상기 에어 챔버 내의 기체를 상기 병목부 내측으로 분사하도록, 상기 병목부에 설치된 분사노즐;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 출력모듈은,
   상기 후방 플레이트에 결합된 추가의 외측 챔버; 그리고
   상기 추가의 외측 챔버 내에 수용되며 상기 외측 챔버의 후방으로 인출되며, 관벽에 복수의 개구부가 형성된 추가의 확산관;을 더 포함하며,
   물이 상기 후방 플레이트의 유출구를 통해 상기 추가의 외측 챔버 내로 유입되며, 상기 추가의 확산관의 상기 복수의 개구부를 통해 상기 추가의 확산관과 상기 추가의 외측 챔버 간에 이동되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 확산관이 회전할 수 있도록 상기 확산관과 상기 에어 챔버 사이에 개재된 베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
   
9. 제4항에 있어서,
   상기 병목부는 상기 유입관측으로부터 상기 확산관을 향하는 방향으로 직경이 감소하는 부분과 직경이 증가하는 부분을 포함하며,
   상기 분사노즐은 상기 병목부 중 상기 직경이 증가하는 부분에 설치된 것을 특징을 하는 수처리 장치.
   
10. 제4항에 있어서,
    상기 기체 주입 유닛은,
    상기 기체 주입부로의 압력 기체의 공급 및 상기 분사노즐의 기체 분사를 제어하기 위해, 상기 에어 챔버에 설치된 압력 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.

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