KR102380293B1 - 조대성 고형물 전처리장치 - Google Patents

Abstract

개시된 기술은 조대성 고형물 전처리장치에 관한 것으로, 몸체 내부가 조대성 협잡물을 걸러내는 복수개의 미세공간이 형성되어 수처리시설 내 하수를 필터링하는 스크린, 회전축을 기준으로 상기 스크린을 일 방향으로 180도 회전하는 구동모터, 상기 스크린이 상기 회전축을 따라 회전할 때 이탈을 방지하기 위해서 상기 스크린의 주변을 감싸는 원호 형상의 격벽 및 상기 스크린의 표면 일 측에서 타 측으로 왕복이동하며 상기 복수개의 미세공간에 유입된 상기 조대성 협잡물을 제거하는 제거장치를 포함한다. 따라서 하수를 전처리하여 스크린필터의 부하를 방지하는 효과가 있다.

Description

조대성 고형물 전처리장치 {COARSE SOLID PRETREATMENT DEVICE}

개시된 기술은 수처리시설에서 입자가 큰 조대성 고형물을 제거하는 전처리장치에 관한 것이다

가축분뇨나 하수 등을 처리하는 수처리 시설에서 조대성 고형물 제거는 후속공정의 효율개선에 큰 영향을 주는 단위 조작이다. 또한 처리 대상수에 존재하는 조대성 고형물은 펌프나 배관 등의 수처리 시설의 작동불량현상이나 고장을 유발하는 원인이 되기도 한다.

일반적으로 가축분뇨 처리시설과 같은 수처리시설에서는 데칸타를 비롯한 여러 종류의 스크린설비를 한 종류 또는 두 종류 이상으로 시설을 설치하여 운영하고 있다. 그러나 조대성 고형물이 사전에 제거되지 않고 스크린 장치에 유입될 경우 스크린설비에 무리를 주거나 고장발생의 요인이 되기도 한다. 따라서 수처리시설 유입 전단계에서 조대성 협잡물을 사전에 제거해 줄 필요성이 높다.

한국 등록특허 10-1786821호(발명의 명칭 : 중력 구동 방식의 수처리 장치)를 참조하면 스크린필터를 통과한 하수를 바이오필름을 이용하여 정화하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 이러한 방법은 스크린필터에 처음부터 입자가 큰 협잡물이 유입되어 높은 부하가 발생되는 문제점이 있었다.

개시된 기술은 수처리시설의 스크린필터를 이용하기 전에 조대성 협잡물이 포함된 하수를 전처리하는 장치를 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 몸체 내부가 조대성 협잡물을 걸러내는 복수개의 미세공간이 형성되어 수처리시설 내 하수를 필터링하는 스크린, 회전축을 기준으로 상기 스크린을 일 방향으로 180도 회전하는 구동모터, 상기 스크린이 상기 회전축을 따라 회전할 때 이탈을 방지하기 위해서 상기 스크린의 주변을 감싸는 원호 형상의 격벽 및 상기 스크린의 표면 일 측에서 타 측으로 왕복이동하며 상기 복수개의 미세공간에 유입된 상기 조대성 협잡물을 제거하는 제거장치를 포함하는 조대성 고형물 전처리장치를 제공하는데 있다.

개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

개시된 기술의 일 실시예에 따른 조대성 고형물 전처리장치는 스크린필터에 가해지는 부하를 방지하는 효과가 있다.

또한 스크린필터를 장시간 교체하지 않고 이용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 조대성 고형물 전처리장치의 정면도이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 조대성 고형물 전처리장치의 측면도이다.
도 3은 스크린에 형성된 복수개의 미세공간을 나타낸 도면이다.
도 4는 스크린과 제거장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 긁개를 이용하여 스크린을 긁어내는 것을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다.

그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 조대성 고형물 전처리장치의 정면도이다. 도 1을 참조하면 조대성 고형물 전처리장치는 스크린(110), 구동모터(120), 격벽(130) 및 제거장치(140)를 포함한다.

스크린(110)은 몸체 내부에 조대성 협잡물을 걸러내는 복수개의 미세공간이 형성된다. 일 실시예로, 머리빗과 같이 가늘고 긴 공간이 형성될 수 있다. 또는 빗살무늬나 격자무늬와 같은 매쉬망 형태로 미세공간이 형성될 수 있다. 스크린(110)은 수처리시설에 유입되는 하수를 전처리하기 위해서 스크린필터를 거치기 전에 조대성 협잡물을 포함하는 하수를 필터링한다. 즉, 입자가 다소 큰 협잡물을 1차적으로 걸러내기 위해서 이용된다.

한편, 상술한 바와 같이 조대성 협잡물을 1차적으로 걸러내기 때문에 스크린(110)에는 일정량의 조대성 협잡물이 부착된다. 이러한 협잡물은 단순히 표면에 부착되어 있을 수 있고 스크린(110)의 미세공간 내부로 유입될 수도 있다. 이와 같이 조대성 협잡물이 일정량 이상 스크린(110)에 부착된 경우에는 스크린(110)을 회전하는 구동모터(120)에 무리가 갈 수 있다. 따라서 스크린(110)에 조대성 협잡물이 얼마나 부착되었는지 감지할 필요가 있다.

이를 위해서, 스크린(110)에는 조대성 협잡물의 무게를 감지하는 센서가 포함된다. 센서는 스크린(110)의 무게가 기준값을 초과하면 구동모터(120)에 스크린(110)을 회전하기 위한 신호를 전송한다. 이러한 센서는 로드셀과 같은 무게감지 센서를 이용할 수 있으며, 최초 스크린(110)의 무게에 대한 정보를 저장한다. 그리고 관리자로부터 입력받은 임계값과 점차 증가하는 스크린(110)의 무게를 비교하여 스크린(110)의 무게가 임계값을 초과하면 조대성 협잡물이 충분히 부착된 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 구동모터(120)가 제어신호를 전송하여 스크린을 회전시킬 수 있다.

구동모터(120)는 회전축을 기준으로 스크린을 일 방향으로 180도 회전시킨다. 구동모터(120)의 종류에 따라 양 방향으로 180도 회전시킬 수도 있다. 도면에 도시하지는 않았으나 구동모터(120)는 스크린을 회전시키기 위한 회전축에 연결될 수 있다. 스크린(110)을 회전시키는 이유는 스크린(110)에 형성된 미세공간에 박히거나 걸려있는 협잡물을 제거하기 위함이다. 구동모터(120)는 스크린(110)을 180도로 회전시켜서 스크린(110)의 상면에 부착된 조대성 협잡물을 하방으로 배출한다. 즉, 중력과 상부에서 유입되는 하수의 압력으로 인해 스크린(110)의 미세공간에 유입된 조대성 협착물을 배출하는 것이다.

격벽(130)은 스크린(110)이 회전축을 따라 회전할 때 이탈을 방지하기 위해서 구비된다. 격벽(130)은 스크린(110)의 주변을 감싸는 원호 형상을 갖으며 스크린(110)이 화전하는 반경의 일부를 감싸는 형태로 좌우 한 쌍으로 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이 좌측 격벽과 우측 격벽은 방향만 차이가 있을 뿐 모양은 동일하다. 일 실시예로, 진공수조 내부를 진공상태로 만들기 위해서 스크린이 회전시 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 스크린(110)의 회전반경과 일치하는 원호의 형상으로 생성될 수 있다.

종래의 경우 데칸타와 같은 원심분리기를 이용하여 하수에서 슬러리를 분리하는 공정이 진행되고 있으나 슬러리를 포함한 하수를 처음부터 데칸타에 넣을 경우 제대로 분리되지 않거나 장치에 높은 부하가 걸리는 문제점이 있었다. 따라서 개시된 기술에서는 원심분리기의 구조와 유사하게 내부를 진공상태로 형성하고 스크린을 회전시켜서 진공수조 안에 슬러리가 포함된 하수에서 조대성 협잡물을 제거하는 것이다. 이를 위해서 구동모터가 스크린을 180도씩 연속해서 회전시킬 수 있다.

제거장치(140)는 스크린(110)의 표면 일 측에서 타 측으로 왕복이동하며 스크린 표면에 잔존하는 조대성 협잡물을 제거한다. 상술한 바와 같이 스크린(110)에는 미세공간이 형성된다. 따라서 조대성 협잡물이 일정량 이상 메쉬망에 부착되거나 미세공간 내부로 유입되면 계속해서 스크린에 하중이 증가하면서 하수를 필터링하는 효과는 저해되게 된다. 따라서 제거장치(140)를 이용하여 스크린 표면에 잔존하는 협잡물을 제거하는 것이다.

일 실시예로, 미리 설정된 간격에 따라 스크린 표면을 왕복으로 이동하면서 미세공간에 유입된 조대성 협착물을 제거할 수 있다. 이때, 제거장치는 스크린(110)의 표면에 밀착된 상태로 끝에서 끝까지 왕복이동한다. 그리고 몸체의 일부가 미세공간에 맞물린 상태에서 왕복으로 이동하면서 미세공간을 긁어낼 수 있다. 이러한 과정을 반복적으로 수행함으로써 스크린(110)의 필터링 성능을 유지할 수 있다.

한편, 이와 같이 제거장치를 이용하여 조대성 협착물을 긁어내더라도 장시간 사용한 스크린(110)에는 잔여 협착물이 남아있을 수 있다. 이 경우 회전축을 따라 스크린(110)을 뒤집어서 잔존하는 조대성 협잡물을 제거할 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이 스크린(110)을 뒤집는 것은 구동모터(120)의 동작에 따른 것이므로 제거장치(140)가 미리 조대성 협착물을 일정량 제거함으로써 구동모터(120)의 부하를 방지할 수 있다. 그리고 스크린(110)이 뒤집어진 이후에는 중력과 하수의 압력으로 잔여 협잡물을 하방으로 배출할 수 있다.

한편, 제거장치(140)는 회전축(120a)과 수직 방향으로 구비된 견인축(140a) 및 견인축의 일 단에 고정되어 상기 견인축을 따라 스크린 표면을 왕복이동하며 조대성 협잡물을 긁어내는 긁개(140b)를 포함한다. 견인축(140a)은 회전축과 수평인 방향으로 구비된다. 회전축(120a)과 견인축(140a) 모두 파이프 형상의 긴 막대로 서로 동일한 형상 및 동일한 재질을 가질 수 있다. 다만, 회전축(120a)의 경우에는 구동모터(120)와 연결되어 스크린(110)을 회전하는 축으로 이용되는 반면, 견인축(140a)은 회전하지 않고 길이방향으로 좌우 또는 앞뒤로 왕복이동하면서 스크린 표면의 조대성 협잡물을 긁어낸다.

한편, 긁개(140b)는 스크린(110)의 표면에 밀착된 상태로 미세공간을 긁으면서 왕복이동한다. 즉, 스크린(110)과 밀착되는 긁개의 몸체 일부가 스크린에 형성된 가늘고 긴 미세공간에 일부 들어갈 수 있다. 이러한 경우에는 긁개의 형태가 레기 또는 갈퀴 모양으로 형성되어 각각의 미세공간마다 하나씩 맞물려서 미세공간을 긁어낼 수 있다. 만약, 스크린(110)의 미세공간이 메쉬형태인 경우에는 빗자루와 같이 갈라지는 구조를 가진 긁개를 이용할 수 있다. 이를 위해서 긁개(140b)는 탄성을 가진 고무재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 긁개(140b)를 이용하면 스크린 몸체 내부에 잔존하는 조대성 협잡물을 효율적으로 긁어낼 수 있다. 물론 보다 효과적으로 조대성 협잡물을 긁어내기 위해서 스크린(110)의 표면에 밀착되는 부분이 엠보싱 또는 브러쉬와 같은 형태로 형성될 수도 있다.

도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 조대성 고형물 전처리장치의 측면도이다. 도 2를 참조하면 제거장치의 긁개(140b)는 견인축(140a)을 따라 스크린의 일 단에서 타 단으로 왕복이동한다. 긁개(140b)가 이동하는 범위는 좌측 격벽에 밀착된 지점에서 우측 격벽에 밀착하는 지점까지 스크린 표면의 전체를 왕복이동한다.

일 실시예로, 견인축(140a)을 따라 당기면 긁개(140b)의 위치가 좌측 격벽에서 우측 격벽으로 이동하면서 스크린 표면에 부착된 조대성 고형물을 긁어낼 수 있다. 반대로 견인축(140a)을 따라 밀면 긁개(140b)의 위치가 우측 격벽에서 좌측 격벽으로 이동하면서 원위치될 수 있다. 긁개(140b)는 사용자가 수동으로 견인축(140a)을 따라 잡아당기거나 밀어서 구동할 수도 있고 실린더에 고정하여 자동으로 왕복운동하도록 제어할 수도 있다.

한편, 상술한 구성에 따라 본 발명의 전체적인 프로세스는 다음과 같이 수행될 수 있다. 먼저 슬러리를 포함한 하수가 수조로 유입된다. 이때, 스크린이 수조 위에서 1차적으로 조대성 협잡물을 필터링할 수 있다. 이후 스크린의 무게가 기준값을 초과하면 하수의 유입을 일시적으로 중단하고 제거장치를 이용하여 스크린의 표면을 긁어냄으로써 조대성 협잡물을 제거할 수 있다.

한편, 장시간 스크린을 이용함에 따라 미세공간 내부에 일정 이상의 조대성 협잡물이 쌓이면 스크린은 구동모터에 따라 180도로 뒤집히게 된다.조대성 협잡물은 자체적인 하중으로 인해 바닥으로 떨어지거나 유입되는 하수의 압력으로 인해 배출될 수 있다. 이러한 과정에 따라 1차적으로 처리된 하수는 스크린필터를 통해 한번 더 걸러지거나 데칸타와 같은 원심분리기로 이동될 수 있다. 이러한 과정을 반복함으로써 수처리에 따른 부하를 줄일 수 있다.

도 3은 스크린(110)에 형성된 복수개의 미세공간을 나타낸 도면이다. 좌측은 스크린(110)을 위에서 내려다 본 것이고, 우측은 스크린의 측면을 나타낸 것이다. 스크린의 몸체에는 이와 같은 미세공간이 복수개 형성되어 있어서 몸체 내부로 조대성 협착물이 유입되도록 할 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면 스크린(110)에 형성된 복수개의 미세공간은 가늘고 긴 형상의 공간으로 형성될 수 있다. 이 공간을 따라 제거장치의 긁개가 이동하면서 조대성 협잡물을 긁어낼 수 있다. 물론 필터링 효율과 스크린의 내구도를 위해서 중간에 가로막이 한번 더 형성되어 있을 수 있다. 그리고 필요에 따라 미세공간의 형상이 격자 형태로 구비될 수도 있다.

도 4는 스크린(110)과 제거장치(140)의 구성을 나타낸 도면이다. 일 실시예로, 제거장치(140)에는 스크린의 미세공간과 맞물리는 형상의 긁개(140b)가 구비될 수 있다. 앞서 도 3을 통해 설명한 바와 같이 스크린(110)에 형성된 복수개의 미세공간이 가늘고 긴 형상이라면 각각의 미세공간에 삽입될 수 있도록 긁개(140b)의 모양도 가늘고 긴 형태로 형성될 수 있다. 제거장치(140)는 견인축(140a)을 따라 왕복이동하면서 제거장치 하면에 형성된 긁개(140b)가 스크린(110)의 미세공간을 긁어내도록 동작한다.

도 5는 긁개(140b)를 이용하여 스크린(110)을 긁어내는 것을 나타낸 도면이다. 도 5와 같이 스크린(110)을 긁어내는 과정에서 긁개(140b)의 몸체 일부가 스크린(110)의 미세공간에 삽입될 수 있다. 이 상태에서 견인축(140a)을 따라 왕복으로 이동하면서 미세공간 내부로 유입된 조대성 협착물을 긁어낼 수 있다. 이러한 과정은 한 번만 수행될 수도 있고 제거장치(140)를 구동하기 위해 연결된 별도의 구동장치에 설정된 횟수에 따라 여러번 왕복하며 협착물을 제거할 수도 있다. 이러한 동작에 따라 스크린(110)의 필터링 성능을 장시간 유지할 수 있다.

개시된 기술의 일 실시예에 따른 조대성 고형물 전처리장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

110 : 스크린 120 : 구동모터
130 : 격벽 140 : 제거장치
140a : 견인축 140b : 긁개

Claims (6)

1. 몸체 내부에 조대성 협잡물을 걸러내는 복수개의 미세공간이 형성되어 수처리시설 내 하수를 필터링하는 스크린;
   회전축을 기준으로 상기 스크린을 180도 회전시키는 구동모터;
   상기 스크린이 상기 회전축을 따라 회전할 때 이탈을 방지하기 위해서 상기 스크린의 주변을 감싸는 원호 형상의 격벽; 및
   상기 스크린의 표면에 밀착된 상태로 상기 회전축의 길이방향을 따라 긁개를 일 측에서 타 측으로 왕복이동하며 상기 복수개의 미세공간에 유입된 상기 조대성 협잡물을 제거하는 제거장치;를 포함하는 조대성 고형물 전처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스크린은 상기 구동모터가 구동되면 표면에 부착된 조대성 협잡물을 하방으로 배출하는 조대성 고형물 전처리장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스크린은 무게를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 센서는 상기 스크린의 무게가 기준값을 초과하면 상기 구동모터에 상기 스크린을 회전하기 위한 신호를 전송하는 조대성 고형물 전처리장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제거장치는,
   상기 스크린 표면을 왕복이동하기 위한 견인축; 및
   상기 견인축의 일 단에 고정되어 상기 견인축을 따라 상기 스크린 표면을 이동하며 상기 복수개의 미세공간을 긁어내는 긁개;를 포함하는 조대성 고형물 전처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 긁개는 몸체의 일부가 상기 복수개의 미세공간에 삽입된 상태로 왕복이동하는 조대성 고형물 전처리장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 긁개는 몸체의 일부가 상기 복수개의 미세공간에 들어갈 수 있도록 탄성을 가진 고무재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 조대성 고형물 전처리장치.

Images