KR102665849B1 - 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부분챔버 내측에서 오염수의 고형물을 응집과 동시에 상측으로 부상시킴으로써, 고형물의 응집에 의해 부상분리장치의 노즐 및 배관이 막히는 현상을 방지하면서 오염수로부터 고형물을 부상분리시키는, 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치에 관한 것이다.

Description

고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치{Cohesive Flotation Separators For Treating Contaminated Water With High Concentrations Of Solids}

본 발명은 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부분챔버 내측에서 오염수의 고형물을 응집과 동시에 상측으로 부상시킴으로써, 고형물의 응집에 의해 부상분리장치의 노즐 및 배관이 막히는 현상을 방지하면서 오염수로부터 고형물을 부상분리시키는, 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 부상분리장치는, 무기응집제, 고분자응집제 등의 화학 약품을 이용해 고형물을 포함하는 오염수로부터 고형물을 응집시키고, 응집시킨 고형물을 부상시킴으로써 오염수로부터 고형물을 분리시켜 오염수를 고형물이 제거된 처리수로 만드는 장치를 말하며, 상술한 바와 같은 오염수의 처리공정을 부상분리라고 한다.

종래의 부상분리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 오염수의 pH를 조절하는 혼화조, 오염수의 고형물을 응집시키는 응집조, 응집된 고형물 및 오염수를 수용하는 부상분리조, 부상분리조에서 고형물을 부상시키는 미세기포를 공급하는 3 내지 5mm의 직경의 미세배관, 미세기포 및 오염수에 압력을 가하기 위한 가압탱크, 가압펌프, 및 에어콤프레셔로 이루어진다.

이때, 종래의 부상분리장치는 좁은 직경의 미세배관을 사용하고, 상기 고형물의 응집과 분리를 각기 다른 공간에서 수행하기 때문에, 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하는 경우, 상기 고형물의 응집에 의해 부상분리장치의 구성설비 또는 배관에 막힘현상이 발생하는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해, 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하는 경우에도 부상분리장치의 구성설비 및 배관의 막힘현상 없이 상기 오염수를 처리할 수 있는 장치의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 부분챔버 내측에서 오염수의 고형물을 응집과 동시에 상측으로 부상시킴으로써, 고형물의 응집에 의해 부상분리장치의 노즐 및 배관이 막히는 현상을 방지하면서 오염수로부터 고형물을 부상분리시키는, 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 부상분리장치로서, 상기 오염수의 pH를 조절하는 혼화조; 및 상기 고형물의 전하를 조절하여 상기 고형물을 포함하는 오염수를 배출시키는 응집조;를 포함하는 전처리조; 기설정된 높이의 격벽에 의하여 내측에 제1수용공간을 형성하고, 상기 전처리조에서 배출되는 상기 오염수를 내부에 수용하는 부분챔버; 일부가 상기 제1수용공간에 수용되어 상기 제1수용공간의 내측으로 순환수 및 미세기포를 공급하는 가스용해장치; 전체적으로 관의 형상을 가지고, 상기 형상에 의하여 내측에 하측이 상기 제1수용공간에 수용되는 제2수용공간을 형성하여 상기 오염수를 상기 제2수용공간의 하측으로 유도하고, 상기 제2수용공간의 내측에 상기 가스용해장치의 하측을 수용하는 유도관; 및 상기 제2수용공간으로 고분자응집제를 적하방식으로 공급하는 고분자응집제공급기;를 포함하는 부상분리조; 및 일단은 상기 전처리조의 하측에 연결되고 타단은 상기 부상분리조의 상기 부분챔버측에 연결되고, 상기 전처리조로부터 배출되는 상기 오염수를 상기 부상분리조측으로 공급시키는 오염수배관;을 포함하고, 상기 순환수 및 미세기포는 상기 제1수용공간을 통해 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되고, 상기 순환수, 미세기포, 및 고분자응집제가 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되는 상태에서, 상기 고분자응집제공급기로부터 공급되는 상기 고분자응집제와 상기 가스용해장치로부터 공급되는 상기 순환수 및 미세기포에 의하여 상기 오염수의 고형물이 응집과 동시에 상측으로 부상시킴으로써, 상기 고형물의 응집에 의하여 상기 부상분리장치의 오염수배관이 막히는 현상을 방지하면서 상기 오염수로부터 상기 고형물의 부상분리가 가능한, 부상분리장치를 제공한다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 가스용해장치는, 기체에 1 내지 2bar의 압력을 가하여 배출하는 송풍기; 일단이 상기 송풍기와 연결되어 상기 송풍기로부터 압력이 가해진 기체를 공급받는 가스배관; 일단이 상기 가스배관의 타단에 연결되어 상기 가스배관으로부터 상기 압력이 가해진 기체를 공급받고, 상기 기체를 미세기포의 형태로 상기 가스용해장치의 하측으로 배출시키는 미세기포노즐; 상기 미세기포노즐을 내측에 수용하고 상기 순환수를 하측으로 배출하는 순환수공급노즐; 및 일단이 상기 순환수공급노즐에 연결되어, 2 내지 10bar의 압력의 순환수를 상기 순환수공급노즐측에 공급하는 순환수공급배관;을 포함하고 상기 미세기포노즐은 5 내지 15mm의 직경을 가지고, 상기 순환수공급노즐은 전체적으로 관 형상을 가지면서 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 가스용해장치는 2 내지 10bar의 압력의 상기 순환수를 상기 제2수용공간측으로 공급하고, 상기 고분자응집제공급기는 상기 부상분리조의 상측에 배치되어 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 제2수용공간측으로 상기 순환수보다 낮은 압력의 상기 고분자응집제를 적하방식으로 공급하고, 상기 제2수용공간측으로 공급되는 상기 고분자응집제가 상기 순환수의 흐름에 의하여 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 제1수용공간의 하측으로 이동할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 가스용해장치는 상기 순환수를 하측으로 배출하는 순환수공급노즐을 포함하고, 상기 부상분리조는, 상기 격벽에 인접하게 위치하고, 처리수를 회수하는 처리수회수관; 및 상기 처리수회수관으로부터 상기 처리수를 공급받아 내부에 수용하는 처리수탱크;를 더 포함하고, 상기 부상분리장치는, 일단이 상기 처리수탱크와 연결되어 상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 일부를 공급받는 전환밸브; 일단이 상기 처리수탱크와 연결되어 상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 다른 일부를 공급받고, 상기 처리수의 다른 일부를 상기 전환밸브측으로 배출하는 방류수조; 및 상기 순환수 및 처리수가 상기 처리수회수관, 처리수탱크, 방류수조, 전환밸브, 및 가스용해장치를 흐를 수 있도록 하는 가압펌프;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 부상분리장치는, 상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 일부가 상기 전환밸브, 가압펌프, 순환수공급노즐, 및 처리수회수관을 연속적으로 통과하여 상기 처리수탱크측으로 유입되는 기본모드; 및 상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 다른 일부가 상기 방류수조, 전환밸브, 가압펌프, 순환수공급노즐, 처리수회수관, 및 처리수탱크를 연속적으로 통과하여 상기 방류수조측으로 다시 유입되는 세척모드; 중 어느 하나로 동작하고, 상기 세척모드에서는 상기 순환수공급노즐의 내부를 전체적으로 세척할 수 있다.

본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 유도관은, 하측 내주면에서 중심부측으로 돌출되어 연장되는 충돌판;을 포함하고, 상기 고분자응집제공급기에 의해 적하방식으로 공급되는 상기 고분자응집제를 상기 제2수용공간의 하측으로 유도하고, 상기 고분자응집제가 상기 제2수용공간의 하측으로 유도되는 경우에, 상기 고분자응집제가 분산된 순환수 및 미세기포의 흐름이 상기 충돌판에 충돌되고, 하측 내주면에 위치하는 충돌판을 포함함으로써 상기 오염수의 고형물, 고분자응집제, 순환수, 및 미세기포의 혼합을 유도할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전처리조에서 고농도의 고형물이 포함된 오염수의 고형물을 응집에 용이하도록 전처리하고, 오염수의 고형물을 부상분리조에서 응집과 동시에 부상시킴으로써, 고형물의 응집에 의하여 오염수배관이 막히는 현상을 방지하면서 오염수로부터 고형물의 분리가 가능한 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 부상분리장치는 비교적 고압의 순환수가 가해지는 구조, 콘형상으로 이루어지는 순환수공급노즐의 구조, 및 상기 미세기포노즐이 상기 순환수공급노즐 대비 돌출되어 있는 구조의 조합이 적용됨에 따라, 미세기포노즐의 직경이 비교적 크더라도 오염수로부터의 고형물의 부상분리를 효율적으로 유도할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전체적으로 콘 형상을 가지는 가스용해장치를 통해 고형물의 응집에 의한 노즐의 막힘현상 없이 순환수 및 미세기포를 공급할 수 있어, 노즐의 막힘현상으로 인한 장치의 고장을 방지함에 따라, 유지관리비용을 크게 절감시키는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고분자응집제공기를 오염수의 수면 위에 배치하고 수면 위에서 부분챔버의 내측으로 고분자응집제를 적하방식으로 공급함으로써, 수압 대비 비교적 낮은 압력을 이용하여 적하가 가능하여 에너지효율을 향상시키고, 오염수가 고분자응집제공급기로 역류하는 현상을 방지하여 부상분리장치의 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고분자응집제공급기가 부분챔버의 상측에 위치하므로, 고분자응집제의 적하량 등의 공급상태를 별도의 감지장치 없이 실시간으로 확인할 수 있어 유지보수성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼화조를 통해 오염수의 pH를 조절하여 부상분리장치를 구성하는 요소들의 부식을 방지하고 응집조를 통해 오염수에 포함되는 고형물의 전하를 조절함으로써, 오염수의 고형물이 부상분리조의 구성에 의해 응집되기 쉽게 하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전환밸브가 내부에 복수의 유로를 형성함으로써, 상기 부상분리장치가 기본모드 및 세척모드로 동작할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 부상분리장치가 기본모드를 통해 처리수를 순환수로 재활용함으로써 순환수의 추가적인 유입없이 오염수로부터 고형물을 분리시킬 수 있어 보다 환경친화적으로 오염수를 처리하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 부상분리장치가 세척모드를 통해 추가적인 세척용수의 유입없이, 처리수를 활용하여 순환수공급노즐의 내부를 세척함으로써 부상분리장치의 주기적인 세척이 가능하고 유지보수성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유도관의 특수한 형상을 통해 형성하는 유체흐름을 통해 보다 효율적으로 오염수의 고형물 응집 및 분리에 필요한 재료를 혼합시킴으로써, 에너지 대비 고형물의 분리효율이 증가하여 에너지 효율이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 종래의 부상분리장치의 구성에 대한 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 A영역을 확대한 확대도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리조의 세부구성을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치에 대해 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전환밸브를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치의 기본모드에 대해 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치의 세척모드에 대해 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도관을 개략적으로 도시한다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 이 때 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 부상분리장치(1)는, 상기 오염수의 pH를 조절하는 혼화조(110); 및 상기 고형물의 전하를 조절하여 상기 고형물을 포함하는 오염수를 배출시키는 응집조(120);를 포함하는 전처리조(100); 기설정된 높이의 격벽(211)에 의하여 내측에 제1수용공간을 형성하고, 상기 전처리조(100)에서 배출되는 상기 오염수를 내부에 수용하는 부분챔버(210); 일부가 상기 제1수용공간에 수용되어 상기 제1수용공간의 내측으로 순환수 및 미세기포를 공급하는 가스용해장치(220); 전체적으로 관의 형상을 가지고, 상기 형상에 의하여 내측에 하측이 상기 제1수용공간에 수용되는 제2수용공간을 형성하여 상기 오염수를 상기 제2수용공간의 하측으로 유도하고, 상기 제2수용공간의 내측에 상기 가스용해장치(220)의 하측을 수용하는 유도관(230); 및 상기 제2수용공간으로 고분자응집제를 적하방식으로 공급하는 고분자응집제공급기(240);를 포함하는 부상분리조(200); 및 일단은 상기 전처리조(100)의 하측에 연결되고 타단은 상기 부상분리조(200)의 상기 부분챔버(210)측에 연결되고, 상기 전처리조(100)로부터 배출되는 상기 오염수를 상기 부상분리조(200)측으로 공급시키는 오염수배관(300);을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에서 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는, 상기 순환수 및 미세기포는 상기 제1수용공간을 통해 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되고, 상기 순환수, 미세기포, 및 고분자응집제가 상기 제2수용공간측으로 공급되는 상태에서, 상기 고분자응집제공급기(240)로부터 공급되는 상기 고분자응집제와 상기 가스용해장치(220)로부터 공급되는 상기 순환수 및 미세기포에 의하여 상기 오염수의 고형물이 응집과 동시에 상측으로 부상시킴으로써, 상기 고형물의 응집에 의하여 상기 부상분리장치의 오염수배관이 막히는 현상을 방지하면서 상기 오염수로부터 상기 고형물의 부상분리가 가능할 수 있다.

상기 전처리조(100)는, 상기 오염수를 전처리하기 위한 구성에 해당한다. 보다 상세하게는, 상기 전처리조(100)는 상기 오염수의 pH를 조절하여 각 구성의 부식을 방지할 수 있고, 상기 오염수에 포함되는 고형물의 전하를 중성으로 조절함으로써, 상기 고형물을 상기 부상분리조(200)에 포함되는 구성에 의해 응집되기 용이하게 전처리 할 수 있다.

이때 상기 전처리조(100)는 상기 오염수의 pH를 조절할 수 있는 혼화조(110); 및 상기 오염수에 포함되는 고형물의 전하를 중성으로 조절하는 응집조(120);를 포함할 수 있다. 상기 혼화조(110) 및 응집조(120)에 대해서는 후술하는 도면을 통해 상세하게 서술하기로 한다.

상기 부상분리조(200)는, 상기 부분챔버(210), 가스용해장치(220), 유도관(230), 및 고분자응집제공급기(240)를 포함하고, 상기 전처리조(100)에서 전처리되어 배출된 상기 오염수를 공급받아 내부에 수용하는 구성에 해당한다. 상기 부상분리조(200)는 상기 오염수의 고형물을 응집시킴과 동시에 부상분리시킬 수 있다.

상기 부분챔버(210)는, 상기 전처리조(100)에서 배출되는 상기 오염수를 내부의 제1수용공간에 수용하는 구성에 해당하며, 격벽(211)을 포함한다. 상기 격벽(211)은 기설정된 높이를 가지고 상기 부상분리조(200)의 내측에 상기 제1수용공간을 형성하는 구성에 해당한다.

상기 가스용해장치(220)는, 상기 오염수의 고형물을 응집 및 부상시키기 위한 미세기포 및 순환수를 공급하는 구성에 해당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)는, 기체에 1 내지 2bar의 압력을 가하여 배출하는 송풍기(221); 일단이 상기 송풍기(221)와 연결되어 상기 송풍기(221)로부터 압력이 가해진 기체를 공급받는 가스배관(222); 일단이 상기 가스배관(222)의 타단에 연결되어 상기 가스배관(222)으로부터 상기 압력이 가해진 기체를 공급받고, 상기 기체를 미세기포의 형태로 상기 가스용해장치(220)의 하측으로 배출시키는 미세기포노즐(223); 상기 미세기포노즐(223)을 내측에 수용하고 상기 순환수를 하측으로 배출하는 순환수공급노즐(225); 및 일단이 상기 순환수공급노즐(225)에 연결되어, 2 내지 10bar의 압력의 순환수를 상기 순환수공급노즐(225)측에 공급하는 순환수공급배관(224);을 포함하고, 상기 미세기포노즐(223)은 5 내지 15mm의 직경을 가지고, 상기 순환수공급노즐(225)은 전체적으로 관 형상을 가지면서 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 순환수공급노즐(225)은 전체적으로 콘형상으로 이루어질 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)는, 2 내지 10bar의 압력의 상기 순환수를 상기 제1수용공간을 거쳐 상기 제2수용공간의 하측으로 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 부상분리장치(1)는 비교적 고압의 순환수가 가해지는 구조, 콘형상으로 이루어지는 순환수공급노즐(225)의 구조, 및 상기 미세기포노즐(223)이 상기 순환수공급노즐(225) 대비 돌출되어 있는 구조의 조합이 적용됨에 따라, 미세기포노즐(223)의 직경이 비교적 크더라도 오염수로부터의 고형물의 부상분리를 효율적으로 유도할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 상기 가스용해장치(220)는 상기 부상분리조(200)의 외측과 결합되는 상단결합플레이트(226), 및 상기 부상분리조(200)의 내측과 결합되는 하단결합플레이트(227)를 더 포함할 수 있다.

상기 유도관(230)은, 상기 가스용해장치(220)를 통해 공급되는 순환수의 흐름을 유도하여 상기 부분챔버(210) 내부에 유체흐름을 형성하고, 이를 통해 상기 미세기포, 고분자응집제 및 오염수의 흐름을 유도하여 상기 오염수의 고형물, 순환수, 미세기포, 및 고분자응집제가 서로 혼합되도록 하는 구성에 해당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유도관(230)은, 하측 내주면에서 중심부측으로 돌출되어 연장되는 충돌판(231);을 포함하고, 상기 고분자응집제공급기(240)에 의해 적하방식으로 공급되는 상기 고분자응집제를 상기 제2수용공간의 하측으로 유도하고, 상기 고분자응집제가 상기 제2수용공간의 하측으로 유도되는 경우에, 상기 고분자응집제가 분산된 순환수 및 미세기포의 흐름이 상기 충돌판(231)에 충돌되고, 하측 내주면에 위치하는 충돌판(231)을 포함함으로써 상기 오염수의 고형물, 고분자응집제, 순환수, 및 미세기포의 혼합을 유도하고, 상기 부상분리조(200)의 바닥으로부터 제1높이에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1높이는 40 내지 60cm의 높이인 것이 바람직하다.

상기 고분자응집제공급기(240)는, 상기 부상분리조(200)에 수용된 오염수의 수면 위에 위치하여, 상기 오염수에 상기 오염수의 고형물을 응집시키기 위한 고분자응집제를 공급하는 구성으로서, 상기 고분자응집제의 적하속도를 조절할 수 있고, 상기 고분자응집제의 적하속도를 조절함으로써, 상기 고분자응집제의 공급량을 조절할 수 있는 구성에 해당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고분자응집제공급기(240)는 상기 부상분리조(200)의 상측에 배치되어 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 제2수용공간측으로 상기 순환수보다 낮은 압력의 상기 고분자응집제를 적하방식으로 공급하고, 상기 제2수용공간측으로 공급되는 상기 고분자응집제가 상기 순환수의 흐름에 의하여 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 제1수용공간의 하측으로 이동할 수 있다.

이와 같이 상기 고분자응집제공기(240)를 오염수의 수면 위에 배치하고 수면 위에서 부분챔버(210)의 내측으로 고분자응집제를 적하방식으로 공급함으로써, 수압 대비 비교적 낮은 압력을 이용하여 적하가 가능하여 에너지효율을 향상시키고, 오염수가 고분자응집제공급기(240)로 역류하는 현상을 방지하여 부상분리장치(1)의 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

상기 오염수배관(300)은, 상기 전처리조(100) 및 부상분리조(200)를 연결하여 상기 전처리조(100)에서 배출되는 상기 오염수를 상기 부상분리조(200)로 유입시키는 구성에 해당한다.

상기 전환밸브(500)는 전체적으로 T바형상으로 이루어지는 구성으로, 복수의 단자가 구비되어 내부에 복수의 유로를 형성할 수 있다.

이와 같은 상기 전환밸브(500)의 형상에 의하여 상기 부상분리장치(1)는 복수 개의 모드로 동작이 가능하다. 상기 부상분리장치(1)의 동작모드에 대해서는 후술하는 도면을 통해 상세하게 서술하기로 한다.

상기 가압펌프(400)는 일단이 상기 전환밸브(500)에 연결되고 타단은 상기 순환수공급배관(224)에 연결되어, 부분챔버(210)의 내부의 오염수, 순환수, 혹은 처리수가 전체적으로 순환할 수 있도록 압력을 가하는 구성에 해당한다.

상기 방류수조(600)는 일단이 상기 처리수탱크(260)에 연결되어, 상기 처리수탱크(260)의 내부에 수용되는 처리수를 수용하는 구성에 해당한다.

이때 상기 처리수는 상기 처리수탱크(260)의 내부에 수용되는 처리수 전부에 해당하지 않고, 어느 일부에 해당한다.

또한, 상기 부상분리장치(1)는 외부로부터 오염수를 공급하는, 원수공급부(900);를 더 포함할 수 있다. 상기 원수공급부(900)는 일단이 상기 전처리조(100)의 상기 혼화조(110)와 연결되어, 상기 혼화조(110)측으로 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 공급하는 구성에 해당한다.

즉 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는, 전처리조에서 고농도의 고형물이 포함된 오염수의 고형물을 응집에 용이하도록 전처리하고, 오염수의 고형물을 부상분리조에서 응집과 동시에 부상시킴으로써, 고형물의 응집에 의하여 구성설비 또는 배관이 막히는 현상을 방지하면서 오염수로부터 고형물의 분리가 가능한 효과를 발휘할 수 있다.

도 3은 도 2의 A영역을 확대한 확대도를 도시한다.

보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)가 상기 오염수로부터 상기 오염수의 고형물을 분리시키는 실시예에 대해 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전처리조(100)에서 전처리된 상기 오염수를 상기 오염수배관(300)을 통해 상기 부분챔버(210)의 내측에 수용한 상태에서, 상기 가스용해장치(220)가 미세기포 및 순환수를 부분챔버(210) 내측에 공급하고, 상기 유도관(230)이 상기 가스용해장치(220)에서 공급된 상기 미세기포 및 순환수의 흐름을 유도할 수 있다.

상기 부분챔버(210) 내측에 수용되는 상기 미세기포 및 포함하는 유체 중에서, 상기 유도관(230) 내측에 위치하는 상기 유체는 하강하고, 상기 유도관(230) 외측에 위치하는 상기 유체는 상승하는 형태의 유체흐름을 형성할 수 있다. 이때 상기 유체흐름은 상기 미세기포 및 순환수가 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되도록 하고, 상기 고분자응집제가 상기 유도관(230)을 거쳐 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되도록 하고, 상기 오염수가 상기 제2수용공간의 상측으로 공급되지 않고 상기 제2수용공간의 하측으로 공급될 수 있도록 유도한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 순환수는 2 내지 10bar의 압력을 가지는 것이 바람직하고, 상기 고분자응집제는 고분자응집제공급기(240)에 의해 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 가스용해장치(220)와 상기 유도관(230) 사이의 상기 제2수용공간측으로 적하방식으로 공급되는 것이 바람직하다.

즉 상기 부상분리장치(1)는, 상기 오염수의 고형물이 상기 제2수용공간의 하측에서 상기 고분자응집제, 미세기포, 및 순환수와 혼합됨으로써, 상기 오염수의 고형물을 응집과 동시에 상측으로 부상시켜 상기 부상분리장치(1)의 오염수배관(300)이 막히는 현상을 방지하면서 상기 오염수로부터 상기 고형물을 분리가능하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 부상분리장치(1)는 상기 오염수의 고형물을 응집과 동시에 상측으로 부상시킴으로써 상기 부상분리장치(1)의 오염수배관(300) 뿐만 아니라 미세기포공급노즐(223) 및 순환수공급노즐(225)이 막히는 현상을 방지할 수도 있다.

한편 전술한 바와 같이 상기 고분자응집제공급기(240)는 상기 부분챔버(210)의 상측에 위치하고, 이와 같은 구조에 의하여 상기 고분자응집제를 상기 오염수의 수면 위로 공급하는 특징이 있다.

본 발명의 실시예와는 다르게, 상기 고분자응집제공급기(240)가 상기 고분자응집제를 상기 오염수의 수면 위가 아닌 상기 부분챔버(210)에 수용된 오염수로 직접적으로 공급하는 경우에는, 상기 고분자응집제를 제공하기 위한 압력을 상기 오염수로 인한 상기 부분챔버(210)의 수압보다 높게 가해야 하기 때문에 상기 부상분리장치(1)는 이를 구현하기 위한 추가적인 구성과 더 높은 에너지를 필요로 하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예와는 다르게, 상기 고분자응집제공급기(240)가 상기 부분챔버(210)의 상측에 위치하지 않고 상기 부분챔버(210)의 내측에 위치하는 경우에는, 상기 오염수가 상기 고분자응집제공급기(240)로 역류할 수 있고, 이에 따라 상기 고분자응집제공급기(240)에 상기 고형물의 응집에 의한 막힘현상이 발생할 위험성이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점들을 모두 고려한 것에 해당한다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고분자응집제공급기(240)는, 상기 부상분리조(200)의 상측에 배치되어 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 제2수용공간측으로 상기 고분자응집제를 적하방식으로 공급하고, 상기 고분자응집제공급기(240)가 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 고분자응집제를 상기 제2수용공간측으로 적하방식으로 공급함으로써, 상기 고분자응집제는 상기 순환수에 의해 상기 제2수용공간으로부터 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되고, 상기 고분자응집제가 상기 고분자응집제공급기(240) 및 상기 순환수에 의해 수면 위로부터 상기 제2수용공간을 거쳐 상기 제2수용공간의 하측으로 공급됨으로써, 상기 고분자응집제공급기(240)는 상기 순환수 및 오염수의 압력보다 낮은 압력으로 상기 고분자응집제를 상기 제2수용공간의 하측으로 공급할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부상분리장치(1)는, 상기 고분자응집제공급기(240)를 상기 부분챔버(210)의 상측에 배치하고, 수면 위로부터 상기 고분자응집제를 공급함으로써, 상기 고분자응집제에 상기 오염수보다 높은 압력을 가하지 않아도 상기 오염수의 상기 고분자응집제공급기(240)측으로의 역류 및 상기 오염수의 역류로 인한 막힘현상을 방지할 수 있다.

즉 이와 같이, 상기 고분자응집제공기(240)를 오염수의 수면 위에 배치하고 수면 위에서 부분챔버의 내측으로 고분자응집제를 적하방식으로 공급함으로써, 수압 대비 비교적 낮은 압력을 이용하여 적하가 가능하여 에너지효율을 향상시키고, 오염수가 고분자응집제공급기(240)로 역류하는 현상을 방지하여 부상분리장치(1)의 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 상기 고분자응집제공급기(240)가 상기 부분챔버(210)의 상측에 위치하므로, 상기 고분자응집제의 적하량 등의 공급상태를 별도의 감지장치 없이 실시간으로 확인할 수 있어 유지보수성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

한편 종래에 공지된 바에 의하면, 상기 오염수는 대체로 산성을 띠고 있어, 오염수를 처리하는 과정에서 처리장치의 부식을 야기할 수 있고, 상기 오염수에 포함되는 고형물은 대체로 양 전하를 띠고 있어, 상기 고형물을 응집시키기 위해서는 고형물이 띠고 있는 전하의 성질을 중성으로 바꿀 필요가 있다.

이를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 상기 오염수의 pH를 조절하고 상기 오염수의 고형물의 전하를 조절하는 상기 전처리조(100)를 포함할 수 있다. 상기 전처리조(100)의 세부구성에 대해서는 후술하는 도면을 통해 상세하게 서술한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리조(100)의 세부구성을 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전처리조(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 원수공급부(900)로부터 유입되는 상기 오염수의 pH를 조절하고, pH가 조절된 상기 오염수를 교반하여 배출시키는 혼화조(110); 및 상기 혼화조(110)로부터 유입되는 상기 pH가 조절된 오염수를 공급받고, 상기 pH가 조절된 오염수에 무기응집제를 공급하고, 상기 pH가 조절된 오염수의 고형물의 전하를 상기 무기응집제를 통해 전기적으로 중성을 나타내도록 조절하고, 중성을 나타내도록 조절된 상기 오염수를 교반하여 상기 오염수배관(300)측으로 배출시키는 응집조(120);를 포함하고, 상기 오염수의 pH를 조절하여 각 구성의 부식을 방지하고, 상기 오염수에 포함되는 고형물의 전하를 조절함으로써 상기 고형물을 상기 부상분리조(200)에 포함되는 구성에 의해 응집되게 할 수 있다.

상기 혼화조(110)는, 상기 오염수의 pH를 조절하는 구성에 해당하며, 제1교반기(111); 및 NaOH공급기(112)를 포함한다.

상기 제1교반기(111)는 제1교반기모터(111-1); 및 제1교반기프로펠러(111-2)를 포함하고, 상기 제1교반기모터(111-1) 및 제1교반기프로펠러(111-2)를 이용하여 상기 오염수를 교반하는 구성에 해당한다. 상기 NaOH공급기(112)는 상기 오염수에 NaOH를 공급하는 구성에 해당하고, 이를 통해 상기 오염수의 pH를 조절할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 원수공급부(900)에 의해 상기 혼화조(110)로 고농도의 고형물을 포함하는 오염수가 유입되는 경우에, 상기 혼화조(110)는 내측으로 유입된 상기 오염수로 NaOH공급기(112)를 통해 NaOH를 공급하고, NaOH를 공급함과 동시에 상기 제1교반기모터(111-1) 및 제1교반기프로펠러(111-2)를 이용하여 상기 오염수를 교반함으로써, 산성을 띠는 상기 오염수의 pH를 중성으로 조절할 수 있다.

이후 상기 혼화조(110)는 pH가 중성으로 조절된 상기 오염수를 상기 응집조(120)로 배출시킨다.

상기 응집조(120)는, pH가 조절된 상기 오염수에 포함되는 고형물의 전하를 조절하는 구성에 해당하며, 제2교반기(121); 및 무기응집제공급기(122);를 포함한다.

상기 제2교반기(121)는 제2교반기모터(121-1); 및 제2교반기프로펠러(121-2)를 포함하고, 상기 제2교반기모터(121-1); 및 제2교반기프로펠러(121-2)를 이용하여 상기 오염수를 교반하는 구성에 해당한다. 상기 무기응집제공급기(122)는 상기 오염수에 무기응집제를 공급하는 구성에 해당하고, 이를 통해 상기 오염수에 포함된 고형물의 전하를 전기적으로 중성을 띌 수 있도록 조절할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 혼화조(110)에 의하여 pH가 조절된 오염수가 상기 응집조(120)로 유입되는 경우에, 상기 응집조(120)는 상기 오염수로 무기응집제공급기(122)를 통해 무기응집제를 공급하고, 무기응집제를 공급함과 동시에 상기 제2교반기모터(121-1) 및 제2교반기프로펠러(121-2)를 이용하여 상기 오염수를 교반함으로써, 양전하를 띠는 상기 오염수의 고형물을 전기적으로 중성을 띌 수 있도록 조절할 수 있다.

이후 상기 응집조(120)는 전기적으로 중성을 띄는 고형물을 포함하는 오염수를 상기 오염수배관(300)으로 배출시킨다.

즉 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는, 혼화조(110)를 통해 오염수의 pH를 조절하여 부상분리장치(1)를 구성하는 요소들의 부식을 방지하고 응집조(120)를 통해 오염수에 포함되는 고형물의 전하를 조절함으로써, 오염수의 고형물이 부상분리조(200)의 구성에 의해 응집되기 쉽게 하는 효과를 발휘할 수 있다.

한편 상기 부상분리장치(1)는 종래와는 다르게 응집제를 한 번에 투입하지 않고, 응집제의 일부(무기응집제에 해당)를 상기 전처리조(100)에서 투입하고, 응집제의 다른 일부(고분자응집제에 해당)를 상기 고분자응집제공급기(240)를 통해 상기 부상분리조(200)의 외부와 연통된 부분챔버(210)에 투입하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부상분리장치(1)는 오염수의 고형물이 응집이 일어나자마자 바로 기포가 발생되게끔 할 수 있어, 상기 고형물을 응집과 동시에 부상하도록 유도할 수 있다.

한편 종래의 부상분리장치(1)는, 상기 오염수에 압력을 가하기 위한 구성과 응집된 상기 오염수의 고형물을 부상시키기 위한 구성이 별도로 구성되어 있어, 에너지 효율이 떨어지고, 각각의 구성의 배관이 막히는 현상이 발생할 가능성이 있는 문제점을 가진다.

이에 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는 상술한 두 구성을 합친 상기 가스용해장치(220)를 포함하고 있어, 구조 단순화를 통해 에너지 효율을 상승시키고, 해당 구성의 배관이 막히는 현상을 방지할 수 있다. 이와 같은 구서엥 대해서는 후술하는 도면을 통해 상세하게 서술한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)에 대해 개략적으로 도시한다.

도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)의 단면도를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)는, 기체에 1 내지 2bar의 압력을 가하여 배출하는 송풍기(221); 일단이 상기 송풍기(221)와 연결되어 상기 송풍기(221)로부터 압력이 가해진 기체를 공급받는 가스배관(222); 일단이 상기 가스배관(222)의 타단에 연결되어 상기 가스배관(222)으로부터 상기 압력이 가해진 기체를 공급받고, 상기 기체를 미세기포의 형태로 상기 가스용해장치(220)의 하측으로 배출시키는 미세기포노즐(223); 상기 미세기포노즐(223)을 내측에 수용하고 상기 순환수를 하측으로 배출하는 순환수공급노즐(225);을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에서, 상기 송풍기(221)는 상기 압력이 가해진 기체를 상기 가스배관(222) 및 미세기포노즐(223)으로 연속적으로 공급시킴으로써, 상기 기체가 상기 가스용해장치(220)의 하측으로 배출되는 경우에 미세기포의 형태를 갖도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 미세기포노즐(223)은 5 내지 15mm의 직경을 가질 수 있고, 바람직하게는 10mm의 직경을 가질 수 있다.

보다 상세하게는 종래의 부상분리장치(1)에 포함되는 가스용해장치(220)는 3 내지 5mm의 직경의 미세배관을 가지는 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)는 종래보다 넓은 직경인 5 내지 15mm의 직경을 가지는 상기 미세기포노즐(223)을 가지고 있어, 상기 오염수의 고형물의 응집에 의해 상기 미세기포노즐(223)이 막히는 현상을 방지할 수 있다.

또한 상기 미세기포노즐(223)은 하단이 상기 순환수공급노즐(225)보다 5 내지 15mm의 길이만큼 하측으로 더 돌출된 구조를 가질 수 있다. 상기와 같은 상기 미세기포노즐(223)의 구조에 의하여, 상기 가스용해장치(220)는 상기 오염수의 고형물의 응집에 의해 상기 순환수공급노즐(225)이 막히는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)는, 일단이 상기 순환수공급노즐(225)에 연결되어, 2 내지 10bar의 압력의 순환수를 상기 순환수공급노즐(225)측에 공급하는 순환수공급배관(224);을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에서, 상기 순환수공급노즐(225)은 전체적으로 관 형상을 가지면서 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 형상을 가지는 것이 바람직하고, 상기 형상에 의하여 상기 순환수의 압력을 유지시킬 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 순환수공급노즐(225)은 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 형상을 가지고 있어, 상기 순환수의 압력을 유지하면서 하측으로 상기 순환수를 배출함으로써, 상기 순환수를 통해 상기 오염수에 압력을 가할 수 있다.

도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용해장치(220)의 사시도를 개략적으로 도시한다.

또한, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가스용해장치(220)는, 하측이 상기 유도관(230)에 수용되는 구조를 가지고, 상기 구조에 의하여 상기 순환수 및 미세기포를 상기 제1수용공간을 거쳐 상기 제2수용공간의 하측으로 공급할 수 있다.

즉 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는, 전체적으로 콘 형상을 가지는 가스용해장치(220)를 통해 고형물의 응집에 의한 노즐의 막힘현상 없이 순환수 및 미세기포를 공급할 수 있어, 노즐의 막힘현상으로 인한 장치의 고장을 방지함에 따라, 유지관리비용을 크게 절감시키는 효과를 발휘할 수 있다.

한편, 종래의 오염수처리시설은 오염수의 처리 과정에서 발생하는 부산물로 인한 설비의 막힘 현상을 방지하기 위해 주기적인 세척을 필요로 한다. 이때, 별도로 외부에서 세척용수를 유입시켜 상기 오염수처리시설을 세척하는 경우, 추가적인 설비가 필요하고, 세척과정에서 새로운 오염수를 발생시킬 수 있어, 이를 해결하기 위한 오염수처리시설의 세척방법이 필요한 실정이다.

이에 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는, 상기 오염수에서 고형물을 부상분리한 처리수를 활용하여, 상기 부상분리장치(1)를 세척하는 동작모드로 동작할 수 있다.

보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부상분리조(200)는, 상기 격벽(211)에 인접하게 위치하고, 처리수를 회수하는 처리수회수관(250); 및 상기 처리수회수관(250)으로부터 상기 처리수를 공급받아 내부에 수용하는 처리수탱크(260);를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부상분리장치(1)는, 일단이 상기 처리수탱크(260)와 연결되어 상기 처리수탱크(260)로부터 배출되는 상기 처리수의 일부를 공급받는 전환밸브(500); 일단이 상기 처리수탱크(260)와 연결되어 상기 처리수탱크(260)로부터 배출되는 상기 처리수의 다른 일부를 공급받고, 상기 처리수의 다른 일부를 상기 전환밸브(500)측으로 배출하는 방류수조(600); 및 상기 순환수 및 처리수가 상기 처리수회수관(250), 처리수탱크(260), 방류수조(600), 전환밸브(500), 및 가스용해장치(220)를 흐를 수 있도록 하는 가압펌프(400);를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 부상분리조(200)는, 상기 전환밸브(500) 및 처리수탱크(260)와 연결되어 상기 처리수탱크(260)에서 배출되는 상기 제1처리수를 상기 전환밸브(500)측으로 유입되게 하는 제1처리수배관(700); 및 상기 전환밸브(500) 및 방류수조(600)와 연결되어 상기 방류수조(600)에서 배출되는 상기 제2처리수를 상기 전환밸브(500)측으로 유입되게 하는 제1처리수배관(800);을 더 포함한다.

이와 같이 상기 부상분리조(200)가 상기와 같은 구성들을 구비함으로써 상기 부상분리장치(1)가 기본모드; 및 세척모드; 중 어느 하나로 동작할 수 있다.

상기 부상분리장치(1)의 동작모드에 대해서는 후술하는 도면을 통해 상세하게 서술하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전환밸브(500)를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 전환밸브(500)는, 전체적으로 T자 형상으로 이루어지는 전환밸브몸체(510); 상기 전환밸브몸체(510)의 하측에 형성되어 상기 제1처리수배관(700)에 연결되는 제1단자(520); 상기 전환밸브몸체(510)의 일측에 형성되어 상기 제2처리수배관(800)에 연결되는 제2단자(530); 및 상기 전환밸브몸체(510)의 타측에 형성되어 상기 가압펌프(400)에 연결되는 제3단자(540);를 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에서 상기 전환밸브(500)는 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이 내부에 복수의 유로를 형성할 수 있다.

보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에서 상기 전환밸브(500)는 도 6(a)에서와 같이 내부에 상기 제1단자(520)를 통해 유입되는 처리수를 상기 제3단자(540)를 통해 배출시키는 제1유로를 형성할 수 있다.

상기 전환밸브(500)가 내부에 상기 제1유로를 형성하는 경우에는 상기 부상분리장치(1)가 기본모드로 동작할 수 있다.

상기 부상분리장치(1)가 기본모드로 동작하는 경우에는 상기 제2단자(530)는 차단되고 상기 제1단자(520) 및 제3단자(540)는 개방되는 것이 바람직하고, 상기 처리수탱크(260)로부터 배출되어 상기 제1처리수배관(700)을 거쳐 유입되는 상기 처리수의 일부를 상기 가압펌프(400)측으로 공급할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에서 상기 전환밸브(500)는 도 6(b)에서와 같이 내부에 상기 제2단자(530)를 통해 유입되는 처리수를 상기 제3단자(540)를 통해 배출시키는 제2유로를 형성할 수 있다.

상기 전환밸브(500)가 내부에 상기 제2유로를 형성하는 경우에는 상기 부상분리장치(1)가 세척모드로 동작할 수 있다.

상기 부상분리장치(1)가 세척모드로 동작하는 경우에는 상기 제1단자(520)는 차단되고 상기 제2단자(530) 및 제3단자(540)는 개방되는 것이 바람직하고, 상기 처리수탱크(260)에서 배출되어 상기 방류수조(600) 및 제1처리수배관(800)을 거쳐 유입되는 상기 처리수의 다른 일부를 가압펌프(400)측으로 공급할 수 있다.

즉 이와 같이 상기 전환밸브(500)가 내부에 복수의 유로를 형성함으로써, 상기 부상분리장치(1)가 기본모드 및 세척모드로 동작할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)의 동작모드 중 하나에 해당하는 기본모드에 대해 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부상분리장치(1)는, 상기 처리수탱크(260)로부터 배출되는 상기 처리수의 일부가 상기 전환밸브(500), 가압펌프(400), 순환수공급노즐(225), 및 처리수회수관(250)을 연속적으로 통과하여 상기 처리수탱크(260)측으로 유입되는 기본모드;로 동작할 수 있다.

이와 같은 구성에서, 상기 처리수는 상기 오염수에서 상기 오염수의 고형물을 부상분리시킨 액체에 해당하고, 상기 처리수의 일부는 상기 순환수로서 재활용될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 부상분리장치(1)가 상기 기본모드로 동작하는 경우에는, 상기 처리수탱크(260)로부터 배출되는 상기 처리수의 일부가 상기 전환밸브(500), 가압펌프(400), 순환수공급노즐(225), 및 처리수회수관(250)을 연속적으로 통과하여 상기 처리수탱크(260)측으로 유입될 수 있다.

이와 같이 상기 부상분리장치(1)가 상기 기본모드를 통해 상기 처리수를 상기 순환수로 재활용함으로써 상기 순환수의 추가적인 유입없이 상기 오염수로부터 상기 고형물을 분리시킬 수 있어 보다 환경친화적으로 오염수를 처리하는 효과를 발휘할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)의 동작모드 중 하나에 해당하는 세척모드에 대해 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부상분리장치(1)는 상기 처리수탱크(260)로부터 배출되는 상기 처리수의 다른 일부가 상기 방류수조(600), 전환밸브(500), 가압펌프(400), 순환수공급노즐(225), 처리수회수관(250), 및 처리수탱크(260)를 연속적으로 통과하여 상기 방류수조(600)측으로 다시 유입되는 세척모드;로 동작할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 상기 부상분리장치(1)가 상기 세척모드로 동작하는 경우에는, 상기 처리수탱크(260)로부터 배출되는 상기 처리수의 다른 일부가 상기 방류수조(600), 전환밸브(500), 가압펌프(400), 순환수공급노즐(225), 처리수회수관(250), 및 처리수탱크(260)를 연속적으로 통과하여 상기 방류수조(600)측으로 다시 유입될 수 있다.

이와 같이 상기 부상분리장치(1)가 상기 세척모드를 통해 추가적인 세척용수의 유입없이, 상기 처리수를 활용하여 상기 순환수공급노즐(225)의 내부를 세척함으로써 상기 부상분리장치(1)의 주기적인 세척이 가능하고 유지보수성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

즉 전술한 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부상분리장치(1)는 상기와 같은 기본모드 및 세척모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도관(230)을 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유도관(230)은, 하측 내주면에서 중심부측으로 돌출되어 연장되는 충돌판(231);을 포함할 수 있다.

상기 충돌판(231)은 슬릿형 및 T바형 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.

도 9(a)는 상기 유도관(230)이 슬릿형 충돌판(231)을 포함하는 실시예를 개략적으로 도시하고, 도 9(b)는 상기 유도관(230)이 T바형 충돌판(231)을 포함하는 실시예를 개략적으로 도시한다.

이때 상기 충돌판(231)은 도 9(c)에 도시된 바와 같이 상기 유도관(230)의 하측 내주면에 위치하고 있어, 상기 유도관(230)의 하측에 와류가 형성되도록 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 고분자응집제공급기(240)에 의해 적하방식으로 공급되는 상기 고분자응집제를 상기 제2수용공간의 하측으로 유도하고, 상기 고분자응집제가 상기 제2수용공간의 하측으로 유도되는 경우에, 상기 고분자응집제가 분산된 순환수 및 미세기포의 흐름이 상기 충돌판(231)에 충돌되고, 하측 내주면에 위치하는 충돌판(231)을 포함함으로써 상기 오염수의 고형물, 고분자응집제, 순환수, 및 미세기포의 혼합을 유도할 수 있다.

즉 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부상분리장치(1)는, 유도관의 특수한 형상을 통해 형성하는 유체흐름을 통해 보다 효율적으로 오염수의 고형물 응집 및 분리에 필요한 재료를 혼합시킴으로써, 에너지 대비 고형물의 분리효율이 증가하여 에너지 효율이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.

즉 본 발명은 상술한 구성을 통해 고농도의 고형물을 포함하는 오염수를 처리하고, 그 처리과정에서 설비 및 배관의 막힘현상을 방지하는 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 응집형 부상분리장치(1)를 제공할 수 있는 부상분리장치(1)에 대한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전처리조에서 고농도의 고형물이 포함된 오염수의 고형물을 응집에 용이하도록 전처리하고, 오염수의 고형물을 부상분리조에서 응집과 동시에 부상시킴으로써, 고형물의 응집에 의하여 오염수배관이 막히는 현상을 방지하면서 오염수로부터 고형물의 분리가 가능한 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 부상분리장치는 비교적 고압의 순환수가 가해지는 구조, 콘형상으로 이루어지는 순환수공급노즐의 구조, 및 상기 미세기포노즐이 상기 순환수공급노즐 대비 돌출되어 있는 구조의 조합이 적용됨에 따라, 미세기포노즐의 직경이 비교적 크더라도 오염수로부터의 고형물의 부상분리를 효율적으로 유도할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전체적으로 콘 형상을 가지는 가스용해장치를 통해 고형물의 응집에 의한 노즐의 막힘현상 없이 순환수 및 미세기포를 공급할 수 있어, 노즐의 막힘현상으로 인한 장치의 고장을 방지함에 따라, 유지관리비용을 크게 절감시키는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고분자응집제공기를 오염수의 수면 위에 배치하고 수면 위에서 부분챔버의 내측으로 고분자응집제를 적하방식으로 공급함으로써, 수압 대비 비교적 낮은 압력을 이용하여 적하가 가능하여 에너지효율을 향상시키고, 오염수가 고분자응집제공급기로 역류하는 현상을 방지하여 부상분리장치의 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고분자응집제공급기가 부분챔버의 상측에 위치하므로, 고분자응집제의 적하량 등의 공급상태를 별도의 감지장치 없이 실시간으로 확인할 수 있어 유지보수성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼화조를 통해 오염수의 pH를 조절하여 부상분리장치를 구성하는 요소들의 부식을 방지하고 응집조를 통해 오염수에 포함되는 고형물의 전하를 조절함으로써, 오염수의 고형물이 부상분리조의 구성에 의해 응집되기 쉽게 하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전환밸브가 내부에 복수의 유로를 형성함으로써, 상기 부상분리장치가 기본모드 및 세척모드로 동작할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 부상분리장치가 기본모드를 통해 처리수를 순환수로 재활용함으로써 순환수의 추가적인 유입없이 오염수로부터 고형물을 분리시킬 수 있어 보다 환경친화적으로 오염수를 처리하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 부상분리장치가 세척모드를 통해 추가적인 세척용수의 유입없이, 처리수를 활용하여 순환수공급노즐의 내부를 세척함으로써 부상분리장치의 주기적인 세척이 가능하고 유지보수성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유도관의 특수한 형상을 통해 형성하는 유체흐름을 통해 보다 효율적으로 오염수의 고형물 응집 및 분리에 필요한 재료를 혼합시킴으로써, 에너지 대비 고형물의 분리효율이 증가하여 에너지 효율이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

1: 부상분리장치
100: 전처리조
110: 혼화조 111: 제1교반기
111-1: 제1교반기모터 111-2: 제1교반기프로펠러
112: NaOH공급기 120: 응집조
121: 제2교반기 121-1: 제2교반기모터
121-2: 제2교반기프로펠러 122: 무기응집제공급기
200: 부상분리조
210: 부분챔버 211: 격벽
220: 가스용해장치 221: 송풍기
222: 가스배관 223: 미세기포노즐
224: 순환수공급배관 225: 순환수공급노즐
226: 상단결합플레이트 227: 하단결합플레이트
230: 유도관 231: 충돌판
240: 고분자응집제공급기 250: 처리수회수관
260: 처리수탱크
300: 오염수배관 400: 가압펌프
500: 전환밸브 510: 전환밸브몸체
520: 제1단자 530: 제2단자
540: 제3단자 600: 방류수조
700: 제1처리수배관 800: 제2처리수배관
900: 원수공급부

Claims (6)

1. 고농도의 고형물이 포함된 오염수를 처리하기 위한 부상분리장치로서,
   상기 오염수의 pH를 조절하는 혼화조; 및 상기 고형물의 전하를 조절하여 상기 고형물을 포함하는 오염수를 배출시키는 응집조;를 포함하는 전처리조;
   기설정된 높이의 격벽에 의하여 내측에 제1수용공간을 형성하고, 상기 전처리조에서 배출되는 상기 오염수를 내부에 수용하는 부분챔버; 일부가 상기 제1수용공간에 수용되어 상기 제1수용공간의 내측으로 순환수 및 미세기포를 공급하는 가스용해장치; 전체적으로 관의 형상을 가지고, 상기 형상에 의하여 내측에 하측이 상기 제1수용공간에 수용되는 제2수용공간을 형성하여 상기 오염수를 상기 제2수용공간의 하측으로 유도하고, 상기 제2수용공간의 내측에 상기 가스용해장치의 하측을 수용하는 유도관; 및 상기 제2수용공간으로 고분자응집제를 적하방식으로 공급하는 고분자응집제공급기;를 포함하는 부상분리조; 및
   일단은 상기 전처리조의 하측에 연결되고 타단은 상기 부상분리조의 상기 부분챔버측에 연결되고, 상기 전처리조로부터 배출되는 상기 오염수를 상기 부상분리조측으로 공급시키는 오염수배관;을 포함하고,
   상기 순환수 및 미세기포는 상기 제1수용공간을 통해 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되고,
   상기 순환수, 미세기포, 및 고분자응집제가 상기 제2수용공간의 하측으로 공급되는 상태에서, 상기 고분자응집제공급기로부터 공급되는 상기 고분자응집제와 상기 가스용해장치로부터 공급되는 상기 순환수 및 미세기포에 의하여 상기 오염수의 고형물이 응집과 동시에 상측으로 부상시킴으로써, 상기 고형물의 응집에 의하여 상기 부상분리장치의 오염수배관이 막히는 현상을 방지하면서 상기 오염수로부터 상기 고형물의 부상분리가 가능하고,
   상기 가스용해장치는 상기 순환수를 하측으로 배출하는 순환수공급노즐을 포함하고,
   상기 부상분리조는,
   상기 격벽에 인접하게 위치하고, 처리수를 회수하는 처리수회수관; 및
   상기 처리수회수관으로부터 상기 처리수를 공급받아 내부에 수용하는 처리수탱크;를 더 포함하고,
   상기 부상분리장치는,
   일단이 상기 처리수탱크와 연결되어 상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 일부를 공급받는 전환밸브;
   일단이 상기 처리수탱크와 연결되어 상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 다른 일부를 공급받고, 상기 처리수의 다른 일부를 상기 전환밸브측으로 배출하는 방류수조; 및
   상기 순환수 및 처리수가 상기 처리수회수관, 처리수탱크, 방류수조, 전환밸브, 및 가스용해장치를 흐를 수 있도록 하는 가압펌프;를 더 포함하고,
   상기 부상분리장치는,
   상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 일부가 상기 전환밸브, 가압펌프, 순환수공급노즐, 및 처리수회수관을 연속적으로 통과하여 상기 처리수탱크측으로 유입되는 기본모드; 및
   상기 처리수탱크로부터 배출되는 상기 처리수의 다른 일부가 상기 방류수조, 전환밸브, 가압펌프, 순환수공급노즐, 처리수회수관, 및 처리수탱크를 연속적으로 통과하여 상기 방류수조측으로 다시 유입되는 세척모드; 중 어느 하나로 동작하고,
   상기 세척모드에서는 상기 순환수공급노즐의 내부를 전체적으로 세척하는, 부상분리장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스용해장치는,
   기체에 1 내지 2bar의 압력을 가하여 배출하는 송풍기;
   일단이 상기 송풍기와 연결되어 상기 송풍기로부터 압력이 가해진 기체를 공급받는 가스배관;
   일단이 상기 가스배관의 타단에 연결되어 상기 가스배관으로부터 상기 압력이 가해진 기체를 공급받고, 상기 기체를 미세기포의 형태로 상기 가스용해장치의 하측으로 배출시키는 미세기포노즐;
   상기 미세기포노즐을 내측에 수용하고 상기 순환수를 하측으로 배출하는 순환수공급노즐; 및
   일단이 상기 순환수공급노즐에 연결되어, 2 내지 10bar의 압력의 순환수를 상기 순환수공급노즐측에 공급하는 순환수공급배관;을 포함하고
   상기 미세기포노즐은 5 내지 15mm의 직경을 가지고,
   상기 순환수공급노즐은 전체적으로 관 형상을 가지면서 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 형상을 가지는, 부상분리장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스용해장치는 2 내지 10bar의 압력의 상기 순환수를 상기 제2수용공간측으로 공급하고,
   상기 고분자응집제공급기는 상기 부상분리조의 상측에 배치되어 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 제2수용공간측으로 상기 순환수보다 낮은 압력의 상기 고분자응집제를 적하방식으로 공급하고,
   상기 제2수용공간측으로 공급되는 상기 고분자응집제가 상기 순환수의 흐름에 의하여 상기 오염수의 수면 위로부터 상기 제1수용공간의 하측으로 이동할 수 있는, 부상분리장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유도관은,
   하측 내주면에서 중심부측으로 돌출되어 연장되는 충돌판;을 포함하고,
   상기 고분자응집제공급기에 의해 적하방식으로 공급되는 상기 고분자응집제를 상기 제2수용공간의 하측으로 유도하고,
   상기 고분자응집제가 상기 제2수용공간의 하측으로 유도되는 경우에, 상기 고분자응집제가 분산된 순환수 및 미세기포의 흐름이 상기 충돌판에 충돌되고,
   하측 내주면에 위치하는 충돌판을 포함함으로써 상기 오염수의 고형물, 고분자응집제, 순환수, 및 미세기포의 혼합을 유도하는, 부상분리장치.
   

Images