KR102683216B1

KR102683216B1 - 수처리 장치

Info

Publication number: KR102683216B1
Application number: KR1020230092523A
Authority: KR
Inventors: 이기석; 김경은; 심혜리
Original assignee: 주식회사 비엔지테크
Priority date: 2023-07-17
Filing date: 2023-07-17
Publication date: 2024-07-10

Abstract

원수에 포함된 오염물질 제거 단위공정을 일체화하고 급격한 유량 변동에도 능동적인 대응이 가능한 수처리 장치가 개시된다.
개시된 수처리 장치는,
유입된 제1 원수에 함유된 오염물질 중 고비중 오염물질과 저비중 오염물질을 분리한 후, 상기 저비중 오염물질을 함유한 제2 원수를 무동력으로 급속 교반하여 고비중 플록(FLOC)을 생성하고, 급속 교반된 상기 제2 원수를 완속 교반하여 저비중 플록을 생성한 후, 상기 고비중 플록은 상기 제1 원수에 합류시키고 상기 저비중 플록을 함유한 제3 원수를 연결관을 통해 배출시키는 혼화 응집조; 상기 연결관을 통해 상기 제3 원수가 유입되며, 내부에 설치된 미세기포 분사노즐을 통해 분사되는 미세기포에 의해 상기 제3 원수에 포함된 상기 저비중 플록이 부상하여 분리 처리된 제4 원수를 외부로 배출시키는 부상조; 및, 상기 제4 원수를 유입하여 외부로 배출시키는 배출조;를 포함한다.

Description

수처리 장치 {Apparatus for water treatment}

본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원수에 포함된 오염물질 제거 단위공정을 일체화하고 급격한 유량 변동에도 능동적인 대응이 가능한 수처리 장치에 관한 것이다.

기후 위기에 따른 이상 강우 및 가뭄 증가 등 자연적 요인의 변화, 각종 개발 활동의 증가, 산업 활동 및 생활 패턴의 변화에 따른 신규 오염 물질의 증가 등 오염 원인이 다양해짐에 따라 자연 생태계 보존성 및 건강성을 위협하는 요인들이 지속적으로 증가하는 추세이다.

도심 속 습지(장항습지 등) 및 호수는 보전적 가치가 우수한 곳이나 도로, 농경지 인근에 위치하여 미세 플라스틱, 오일, 비료 등과 같은 비점오염물질이 유입되어 생태계, 수계 오염으로 이어질 수 있으며, 장기적으로 방치될 경우 습지의 자연 정화 기능이 저하될 수 있어 체계적인 관리가 필요하다.

강우시, 습지 및 수계 등 자연 생태계로 유입될 가능성이 큰 미세 플라스틱을 포함한 비점오염물질은 침전이 어렵거나, 침전되어도 2차 오염을 발생시킬 우려가 있는 물질로써, 미세 기포의 부상 특성을 이용하여 수내 저비중 입자들을 분리하는 부상 분리 기술의 적용이 효과적일 것으로 판단된다.

오염 물질 처리시, 원수로부터 유입되는 물질에는 흙, 모래, 자갈 등과 같은 고비중 입자와 저비중 입자가 공존하며, 이는 전반적인 처리 효율에 영향을 미치므로 고비중 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 전처리 공정이 필요하다.

이에, 본 발명에서는 생태계 및 탄소 흡수원을 보전하고, 미세 플라스틱 및 미세 입자 오염물질 제거에 우수한 수처리 장치에 대해 개시한다.

한국등록특허 제10-1707776호

본 발명은 원수에 포함된 오염물질 제거 단위공정을 일체화하고 급격한 유량 변동에도 능동적인 대응이 가능한 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치는,

유입된 제1 원수에 함유된 오염물질 중 고비중 오염물질과 저비중 오염물질을 분리한 후, 상기 저비중 오염물질을 함유한 제2 원수를 무동력으로 급속 교반하여 고비중 플록(FLOC)을 생성하고, 급속 교반된 상기 제2 원수를 완속 교반하여 저비중 플록을 생성한 후, 상기 고비중 플록은 상기 제1 원수에 합류시키고 상기 저비중 플록을 함유한 제3 원수를 연결관을 통해 배출시키는 혼화 응집조; 상기 연결관을 통해 상기 제3 원수가 유입되며, 내부에 설치된 미세기포 분사노즐을 통해 분사되는 미세기포에 의해 상기 제3 원수에 포함된 상기 저비중 플록이 부상하여 분리 처리된 제4 원수를 외부로 배출시키는 부상조; 및, 상기 제4 원수를 유입하여 외부로 배출시키는 배출조;를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치에 있어서, 상기 혼화 응집조는, 원수 유입구를 구비하며 원심력을 이용하여 상기 제1 원수에 포함된 오염물질 중 고비중 오염물질과 저비중 오염물질을 분리하는 하이드로 사이클론과, 상기 하이드로 사이클론과 연결 형성되며 상기 제2 원수를 급속 교반하는 라인 믹서와, 상기 라인 믹서와 연결 형성되며 상기 제2 원수를 완속 교반하는 반응 챔버와, 상기 반응 챔버의 저면과 상기 원수 유입구와 연결 형성되어 상기 고비중 플록을 상기 제1 원수에 합류시키는 원수 회수관과, 상기 제3 원수를 상기 연결관으로 공급하는 원수 공급관을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치에 있어서, 상기 라인 믹서에 복수개의 반응 챔버가 병렬 연결되어, 상기 복수개의 반응 챔버 각각이 더 느린 완속 교반되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치에 있어서, 상기 부상조는, 상기 미세기포와 상기 제3 원수에 함유된 저비증 플록이 충돌하면서 플록-미세기포 중합체를 생성하는 접촉 영역과, 상기 플록-미세기포 중합체가 수면으로 부상하여 층류 상태로 부상 분리되는 부상 영역을 포함하며, 상기 접촉 영역과 상기 부상 영역을 구획하며, 유량 센서에 의해 감지된 상기 제3 원수의 유량에 따라 위치, 높이, 각도 중 적어도 어느 하나가 조절되어 상기 접촉 영역 및 부상 영역의 체적을 조절하는 가변 베플을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치에 있어서, 상기 부상조는 상기 부상조의 내벽에서 내측 방향으로 연장 형성되는 버블 가이드를 포함하며, 상기 버블 가이드는 상하 이동 가능하도록 설치되어 높이 조절 가능하고, 내측으로 연장되는 방향을 따라 전후 길이 조절 가능하다.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 원수에 포함된 오염물질 제거 단위공정을 일체화하고 급격한 유량 변동에도 능동적인 대응이 가능하여 수처리 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 혼화 응집조가 확대 도시된 도면이다.
도 3은 하이드로 사이클론이 도시된 도면이다.
도 4는 라인 믹서가 도시된 도면이다.
도 5는 반응 챔버의 응용예가 도시된 도면이다.
도 6은 혼화 응집조의 응용예로서, 라인 믹서와 복수개의 반응 챔버가 병렬 연결된 상태가 개념적으로 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 부상조 및 배출조가 확대 도시된 도면이다.
도 8은 부상조에 설치되는 가변 베플이 확대 도시된 도면이다.
도 9는 가변 베플의 동작 상태가 예시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치가 도시된 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 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 발명에서, '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, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치가 도시된 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치는, 혼화 응집조(100), 부상조(200), 배출조(300)를 포함한다.

혼화 응집조(100)는 유입된 원수에 포함된 오염물질 중 고비중 오염물질과 저비중 오염물질을 분리한 후, 저비중 오염물질을 함유한 원수를 무동력으로 급속 교반하여 고비중 플록(FLOC)을 생성하고, 급속 교반된 원수를 완속 교반하여 저비중 플록을 생성한 후, 고비중 플록은 유입되는 원수에 합류시키고 저비중 플록을 함유한 원수를 연결관(CP)을 통해 배출시켜서 부상조(200)로 공급한다. 이러한 혼화 응집조(100)에 대해서 도 2 내지 도 6을 참조하여 후술한다.

이하, 본 명세서에서, 혼화 응집조(100)에 최초로 유입된 원수를 제1 원수라 하고, 제1 원수에서 고비중 오염물질이 분리된 원수를 제2 원수라 하며, 급속 교반 처리된 원수 중에서 저비중 플록을 함유한 원수를 제3 원수라 하고, 부상조(200)에서 저비중 플록이 분리 처리된 원수를 제4 원수라 한다.

연결관(CP)을 통해 제3 원수가 부상조(200)에 유입되며, 부상조(200)의 내부에 설치된 미세기포 분사노즐을 통해 분사되는 미세기포에 의해 제3 원수에 포함된 저비중 플록이 부상하여 분리 처리된다. 부상조(200)는 급격한 유량 변동에도 능동적인 대응이 가능하도록 설치된다. 분리 처리된 제4 원수는 배출조(300)를 통해서 외부로 배출된다. 이러한 부상조(200)에 대해서 도 7을 참조하여 후술한다.

도 2 내지 도 5를 참조하여 혼화 응집조(100)에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 혼화 응집조가 확대 도시된 도면이고, 도 3은 하이드로 사이클론이 도시된 도면이며, 도 4는 라인 믹서가 도시된 도면이고, 도 5는 반응 챔버의 응용예가 도시된 도면이다.

도 2를 참조하면, 혼화 응집조(100)는 하이드로 사이클론(110, Hydro cyclone), 라인 믹서(120, line mixer), 반응 챔버(130), 원수 회수관(140), 원수 공급관(150)을 포함한다.

혼화 응집조(100)로 유입되는 제1 원수에는 흙, 모래, 자갈 등과 같은 고비중 오염물질과, 용존성 오염물질 및 미세플라스틱과 같은 저비중 오염물질이 함유되어 있다. 여기서, 고비중과 저비중을 구분하는 기준 비중은 1 일 수 있다.

하이드로 사이클론(110)은 원심력을 이용하여 제1 원수에 포함된 오염물질 중 고비중 오염물질과 저비중 오염물질을 분리한다.

도 3을 참조하면, 하이드로 사이클론(110)은 원수 유입구(111), 아우터 실린더(112), 하부 배출구(113), 이너 실린더(114), 상부 배출구(115)를 포함한다.

원수 유입구(111)는 하이드로 사이클론(110)의 상부 측면에 형성되어 혼화 응집조(100)로 유입되는 제1 원수를 유입한다. 또한, 후술하는 고비중 플록이 함유된 원수는 원수 회수관(140)을 통해 회수되어 제1 원수와 함께 원수 유입구(111)로 유입된다.

유입된 제1 원수는 아우터 실린더(112)를 따라 유동하면서 내부 선회류를 발생시키고, 그 결과 원심력이 발생하게 된다. 원심력에 의해 제1 원수에 포함된 오염물질 중 고비중 오염물질은 아우터 실린더(112) 내벽을 따라 아래로 이동하면서, 하부 배출구(113)를 통해 외부로 배출된다.

그리고, 원심력에 의해 제1 원수에 포함된 오염물질 중 저비중 오염물질은 아우터 실린더(112)의 중심을 따라 위로 이동하면서, 이너 실린더(114)에 의해 가이드 되면서, 상부 배출구(115)를 통해 라인 믹서(120)로 유입된다. 이때, 라인 믹서(120)로 유입되는 원수는 제1 원수에서 흙, 모래, 자갈 등의 고비중 오염물질이 분리된 제2 원수이다.

라인 믹서(120)는 상부 배출구(115)와 연결 형성되며, 유입된 제2 원수를 급속 교반시킨다. 도 4를 참조하면, 라인 믹서(120)는 이송관(121)과 교반부재(122)를 포함한다. 라인 믹서(120)는 저비중 오염물질을 함유하는 제2 원수가 이송관(121)을 통과할 때, 교반부재(122)에 의해 교반되도록 하는 장치로서, 별도의 동력 장치없이 제2 원수 자체의 유속으로 교반되도록 할 수 있다.

라인 믹서(120)를 통과하면서 제2 원수에 함유된 저비중 오염물질 중 상대적으로 크기가 큰 오염물질의 적어도 일부는 라인 믹서(120)에 투입된 응결제를 중심으로 서로 뭉쳐서 응결되어 고비중 플록(FLOC)을 생성할 수 있다. 여기서, 고비중 플록이란, 응결 플록으로 대략 비중의 크기가 1.0 이상인 입자이며, 주로 작은 모래 및 흙입자와 응집된 응집성 입자가 결합된 입자일 수 있다.

라인 믹서(120)를 통과한 제2 원수는 반응 챔버(130)의 일측으로 유입된다. 반응 챔버(130)는 원통 형상 또는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다.

하이드로 사이클론(110)과 유사하게, 반응 챔버(130)의 일측으로 유입된 제2 원수는 반응 챔버(130) 내부를 유동하면서 내부 선회류를 발생시키고, 그 결과 원심력이 발생하게 된다. 원심력에 의해 제2 원수에 포함된 오염물질 중 고비중 플록은 반응 챔버(130)의 하부 내벽을 따라 반응 챔버(130)의 타측으로 이동하면서, 원수 회수관(140)을 통해 회수되어 제1 원수와 함께 원수 유입구(111)로 재유입된다. 이때, 도 5와 같이, 반응 챔버(130) 내벽에는 반응 챔버(130) 내에서의 제2 원수의 유동을 가이드하기 위한 가이드 부재(131)가 설치될 수 있다. 가이드 부재(131)는 제2 원수의 원활한 유동을 위해 반응 챔버(130)의 일측(도면에서 우측)에서 타측(도면에서 좌측) 방향으로 경사각을 갖는 나선형으로 설치될 수 있다. 또한, 반응 챔버(130)의 상면에는 응집 보조제가 유입되는 응집 보조제 유입구(132)가 설치될 수 있다. 응집 보조제는 충격부하 및 외부요인 등으로 응집 효과가 떨어졌을 때 일시적으로 빠르게 플록을 형성할 수 있도록 보조한다. 응집 보조제는 고분자 응집제로써 Floc의 생성이 어렵거나, 생성된 Floc을 크고(조대화) 견고히 하기 위해서 긴 연쇄구조를 가진 고분자 물질 응결제와 함께 첨가한다.

그리고, 제2 원수가 원수 공급관(150)을 중심으로 내부를 선회하면서 반응 챔버(130)의 타측으로 이동할 때, 제2 원수에 포함된 저비중 오염물질 중 상대적으로 크기가 작은 오염물질의 적어도 일부가 서로 뭉쳐서 응집되어 저비중 플록을 생성할 수 있다. 저비중 플록을 함유한 원수는 제3 원수이다. 여기서, 저비중 플록이란, 응집 플록으로 대략 비중의 크기가 0.99 이하인 입자로서, 주로 음의 전하를 띤 콜로이드 입자와 미세한 고형물질이 양의 전하를 띤 응집제와 반응하여 응집된 입자일 수 있다.

한편, 라인 믹서(120)의 체적은 반응 챔버(130) 보다 상대적으로 작게 형성되고, 교반부재(122)를 구비하여서 원수를 급속 교반시킬 수 있으나, 반응 챔버(130)는 체적이 크고, 별도의 교반부재가 없으므로, 원수를 완속 교반시키게 된다.

원수 회수관(140)은 반응 챔버(130)의 타측 저면에, 원수 유입구(111)와 연결 형성된다. 고비중 플록이 함유된 제2 원수는 원수 회수관(140)을 통해 회수되어 제1 원수와 함께 원수 유입구(111)로 유입되고, 고비중 플록은 아우터 실린더(112) 내벽을 따라 아래로 이동하면서, 하부 배출구(113)를 통해 외부로 배출된다. 원수 회수관(140)에는 원수 유입구(111)로의 제2 원수 유입량을 조절하는 제1 유량 밸브(V1)가 설치될 수 있다.

저비중 플록을 함유한 제3 원수는 원수 공급관(150)을 통해 연결관(CP)으로 배출된 후, 부상조(200)로 유입된다. 외부로부터 제1 원수가 연속적으로 공급되는 상태에서, 반응 챔버(130)를 유동하는 제3 원수는 제2 원수의 유입 압력에 의해 별도의 동력없이 자연스럽게 원수 공급관(150)으로 유동할 수 있다. 구체적으로는, 저비중 플록이 원수 공급관(150)으로 유동할 수 있다. 즉, 원수(제2 원수 및 제3 원수)에 포함된 플록 중에서 고비중 플록은 자중에 의해 반응 챔버(130)의 저면 및 원수 회수관(140)을 따라 유동하여 원수 유입구(111)로 유입되고, 저비중 플록은 반응 챔버(130)의 내부 공간을 유동하면서 원수 공급관(150)으로 유입되어, 연결관(CP)을 통해 부상조(200)로 유입될 수 있다. 연결관(CP)에는 부상조(200)로 유입되는 제3 원수의 유량을 감지하는 유량 센서(S1)와 제3 원수의 유량을 조절하는 제2 유량 밸브(V2)가 설치될 수 있다.

이러한, 혼화 응집조(100)는 원수에 포함된 오염물질 제거 단위공정을 일체화한 것임을 알 수 있다. 즉, 혼화 응집조(100)에서 오염물질 제거를 위한 침전/응고/응집 반응이 순차적으로 발생함으로써, 별도로 침전조/응고조/응집조 등을 설치할 필요가 없게 되어, 공간 집약적이고 비용 절감적인 수처리 장치의 제조/설치를 가능하게 할 수 있다.

도 6은 혼화 응집조의 응용예로서, 하나의 라인 믹서와 복수개의 반응 챔버가 병렬 연결된 상태가 개념적으로 도시된 도면이다. 도 6과 같이, 응결 반응을 위한 하나의 라인 믹서(120)에 응집 반응을 위한 복수개의 반응 챔버(130)가 병렬 연결됨으로써, 필요에 따라 각 반응 챔버(130)에 더 느린 완속 교반이 되도록 하여, 상대적으로 큰 응집 플록을 확보할 수 있도록 한다. (응집 플록 조대화)

다음, 도 7을 참조하여 부상조(200) 및 배출조(300)에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 부상조 및 배출조가 확대 도시된 도면이다.

도 7을 참조하면, 부상조(200)의 일측에는 연결관(CP)과 연통하는 유입구(201)가 형성되어, 혼화 응집조(100)에서 생성된 제3 원수가 유입된다. 배출조(300)에는 배출구(302)가 형성되어, 부상조(200)에서 응집 플록이 분리 처리된 제4 원수가 외부로 배출된다.

부상조(200)는 제3 원수의 부상 처리를 위해, 노즐(210), 가변 베플(220), 슬러지 수집부(230), 버블 가이드(240), 다공판(250)을 포함한다. 부상조(200)에서, 유입구(201)와 가변 베플(220)에 의해 구분되는 공간(가변 베플(220)의 좌측)은 접촉 영역(A1)을 형성하고, 가변 베플(220)의 상단과 버블 가이드(240)에 의해 구분되는 공간은 부상 영역(A2)를 형성하며, 버블 가이드(240) 하부의 다공판(250)을 포함하는 공간은 유출 영역(A3)을 형성한다.

접촉 영역(A1)은 미세기포와 제3 원수에 함유된 저비증 플록이 충돌하면서 접촉하는 영역이고, 부상 영역(A2)은 부상하는 플록-미세기포 중합체가 난류 상태로 수면으로 부상하여 층류 상태로 부상 분리되는 영역이고, 유출 영역(A3)은 부상 분리된 제4 원수가 외부로 배출되는 영역이다.

노즐(210)은 접촉 영역(A1)의 하부에 설치되며, 미세기포 저장탱크(AT)로부터 공급된 미세기포를 제3 원수에 분사한다. 노즐(210)에 의해 분사된 미세기포와 제3 원수에 함유된 저비중 플록(응집 플록)은 충돌하여 플록-미세기포 중합체를 생성한다. 이 과정에서 제3 원수는 난류 상태가 되면서 수면으로 부상하여 부상 영역(A2)으로 유동하게 된다.

가변 베플(220)은 접촉 영역(A1)과 부상 영역(A2)을 구획하며, 유량 센서(S1)에 의해 감지된 제3 원수의 유량에 따라 그 위치, 높이, 각도 중 적어도 어느 하나가 조절되어 접촉 영역(A1)의 체적 및 부상 영역(A2)의 체적을 조절한다. 이러한 가변 베플(220)에 대해 도 8 및 도 9를 참조하여 후술한다.

슬러지 수집부(230)는 스키머(231, Skimmer)와 슬러지 수집조(232)를 포함한다. 스키머(231)는 부상 영역(A2)의 상부에 설치되고, 컨베이어 벨트에 설치된 다수의 격판이나 포켓을 구비하여, 수면 위로 떠다니는 부유물(플록-미세기포 중합체 등)을 제거하여 슬러지 수집조(232)로 수집되도록 한다.

버블 가이드(240)는 부상조(200)의 내벽에서 내측 방향(가변 베플(220) 방향)으로 연장 형성된다. 실질적으로 슬러지 수집조(232)의 외벽이 부상조(200)의 내벽이 될 수 있다.

버블 가이드(240)는 부상조(200)의 내벽에서 상하 이동 가능하도록 설치되어 높이(H) 조절 가능하도록 한다. 또한, 버블 가이드(240)는 내측으로 연장되는 방향을 따라 전후 길이(L)가 조절 가능하도록 설치된다.

버블 가이드(240)는 부상조(200)의 내벽을 따라 승강하도록 설치되는 고정 가이드(241)와, 고정 가이드(241)가 부상조(200)의 내벽을 따라 승강되도록 하여 높이(H) 조절이 가능하도록 하는 가이드 승강부(242)와, 고정 가이드(241)에 부상조(200)의 내측으로 연장되는 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 가변 가이드(243)와, 가변 가이드(243)가 고정 가이드(241)로부터 이동함으로써 전후길이(L)를 조절하는 길이 조절부(244)를 포함할 수 있다.

고정 가이드(241)는 가이드 승강부(242)에 의해 승강되고, 슬라이딩 레일이나 가이드 수직축 등과 같은 가이드 부재에 의해 승강 가능하도록 가이드될 수 있다. 가변 가이드(243)는 고정 가이드(241)로부터 슬라이딩 결합구조 또는 가이드 수평축 등에 의해 수평 방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치될 수 있다.

가이드 승강부(242)와 길이 조절부(244)는 부상조(200)로 유입되는 제3 원수의 유량을 측정하는 유량 센서(S1)의 감지 신호를 수신받은 제어부(미도시)의 제어 신호를 수신받아 제어될 수 있는데, 예컨대, 고정 가이드(241) 또는 가변 가이드(243)에 각각 연결되어 유압이나 공압에 의해 구동하는 실린더로 이루어지거나, 회전 모터나 리니어 모터의 구동력을 고정 가이드(241) 또는 가변 가이드(243) 각각에 왕복 구동력으로 제공하도록 구성될 수 있다.

다공판(250)은 버블 가이드(240)의 하부에 설치되며, 복수개의 유동홀이 타공 형성된 판 형태로 형성된다. 부상조(200) 하부 유출 영역(A3)에서의 원수 유동은 배출조(300)에 가까울수록 급격한 유속 분포를 보이며 전반적으로 불균일한 유동을 보이고, 이러한 유동으로 인해 부상조(200) 내벽을 통하여 슬러지가 유출될 수 있다. 다공판(250)은 수리학적 부하율이 높아져도 수직으로의 불균일한 수류 흐름을 제어하고 최소의 수두 손실로 수평 유동을 유지하도록 한다.

다공판(250)의 일단은 부상조(200)의 내벽에 고정되고, 다공판(250)의 타단은 가변 베플(220)의 일측에 연결 형성될 수 있다. 다공판(250)의 일단에는 리니어 모터가 설치되어, 가변 베플(220)의 위치 이동 및 회전에 따라 전후진될 수 있도록 구성될 수 있다.

배출조(300)는 부상조(200)의 후단에 위치하며, 부상조(200)에서 분리 처리된 제4 원수를 외부로 배출한다.

다음, 도 8 및 도 9를 참조하여 가변 베플(220)에 대해 설명한다. 도 8은 부상조에 설치되는 가변 베플이 확대 도시된 도면이고, 도 9는 가변 베플의 동작 상태가 예시된 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 가변 베플(220)은 베플 수평이동유닛(221)과 베플 회전유닛(222)을 포함한다.

베플 수평이동유닛(221)은 가변 베플(220)을 수평 방향으로 이동시킨다. 베플 수평이동유닛(221)은 가변 베플(220)의 하단과 연결 형성된 무빙 블록(221a)을 포함하며, 무빙 블록(221a)은 서보 모터(221b) 및 이와 연결된 스크류(221c)에 의해 전후진될 수 있다. 이때, 부상조(200)의 저면에는 무빙 블록(221a)의 이동 범위를 한정하는 가이드 홈(203)이 형성될 수 있다. 무빙 블록(221a)에는 나사산이 형성된 스크류(221c)가 관통 삽입되는 관통홀(미도시)이 형성되며, 관통홀 내벽에는 스크류(221c)의 나사산과 맞물리는 나사산이 형성되어, 스크류(221c)의 회전에 따라 무빙 블록(221a)은 전후진될 수 있다. 서보 모터(221b)는 제어부(미도시)에 의해 회전량이 조절될 수 있다.

베플 회전유닛(222)은 무빙 블록(221a)의 상면에 형성된 힌지를 포함할 수 있다. 힌지는 회전 모터(미도시)와 연결되어 회전 모터에 의해 회전 각도가 조절될 수 있다.

물론, 이에 한정되지 않고 베플 수평이동유닛(221)은 가변 베플(220)의 하단과 연결 형성된 복수개의 이동 롤러일 수 있다. 이동 롤러는 구동 모터에 의해 회전되면서 가이드 홈(203) 내에서 이동할 수 있다. 구동 모터(미도시)는 제어부(미도시)에 의해 회전량이 조절될 수 있다. 이경우, 베플 회전유닛(222)은 이동 롤러의 중심축에 결합된 힌지를 포함할 수 있다. 베플 회전유닛(222)은 힌지는 회전 모터(미도시)와 연결되어 회전 모터에 의해 회전 각도가 조절될 수 있다.

또한, 가변 베플(220)은 중공형의 고정 베플(220a)과, 고정 베플(220a)의 내부에 삽입되고 상하 이동 가능하게 설치되는 승강 베플(220b)을 포함할 수 있다. 승강 베플(220b)은 고정 베플(220a) 내부에 설치된 리니어 모터(미도시) 등의 구동 수단으로 구동될 수 있다.

이와 같이 구성되는 가변 베플(220)의 위치, 높이, 각도는 유량 센서(S1)에 의해 감지된 제3 원수의 유량에 따라 생성되는 제어부(미도시)의 제어 신호를 수신받아 제어될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 10의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 제어부의 하드웨어적인 구성일 수 있다.

도 10의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.

메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 혼화 응집조
110 : 하이드로 사이클론 120 : 라인 믹서
130 : 반응 챔버 140 : 원수 회수관
150 : 원수 공급관
200 : 부상조
210 : 노즐 220 : 가변 베플
230 : 슬러지 수집부 240 : 버블 가이드
250 : 다공판 CP : 연결관
300 : 배출조

Claims

제1 원수가 유입되는 원수 유입구를 구비하며 원심력을 이용하여 상기 제1 원수에 포함된 오염물질 중 고비중 오염물질과 저비중 오염물질을 분리하는 하이드로 사이클론과,
상기 하이드로 사이클론과 연결 형성되고 응결제가 투입되며, 상기 저비중 오염물질을 함유한 제2 원수를 교반부재로 급속 교반하여 상기 저비중 오염물질의 일부가 상기 응결제를 중심으로 서로 뭉쳐서 고비중 플록(FLOC)을 생성하는 라인 믹서와,
일측 저면에는 상기 라인 믹서가 연결 형성되고, 타측 저면에는 원수 회수관이 형성되며, 내부 공간에는 상기 라인 믹서를 통해 유입된 상기 제2 원수가 완속 교반되어 생성된 저비중 플록을 함유한 제3 원수를 연결관으로 공급하는 원수 공급관이 설치되며, 상기 라인 믹서의 체적 보다 큰 체적으로 형성된 반응 챔버와,
상기 반응 챔버의 저면과 상기 원수 유입구를 연결하며 상기 고비중 플록을 상기 제1 원수에 합류시키는 상기 원수 회수관을 포함하며,
상기 제2 원수가 상기 원수 공급관을 중심으로 상기 반응 챔버 내부를 선회하면서 상기 반응 챔버의 타측으로 이동할 때, 상기 제2 원수에 포함된 저비중 오염물질의 일부가 서로 뭉쳐서 응집되어 생성된 저비중 플록을 포함하는 상기 제3 원수를 생성하며, 상기 하이드로 사이클론, 상기 라인 믹서, 상기 반응 챔버, 상기 원수 회수관, 및 상기 원수 공급관이 일체로 형성된 혼화 응집조;
상기 연결관을 통해 상기 제3 원수가 유입되며, 내부에 설치된 미세기포 분사노즐을 통해 분사되는 미세기포에 의해 상기 제3 원수에 포함된 상기 저비중 플록이 부상하여 분리 처리된 제4 원수를 외부로 배출시키고, 상기 미세기포와 상기 제3 원수에 함유된 저비증 플록이 충돌하면서 플록-미세기포 중합체를 생성하는 접촉 영역과 상기 플록-미세기포 중합체가 수면으로 부상하여 층류 상태로 부상 분리되는 부상 영역을 포함하며, 상기 접촉 영역과 상기 부상 영역을 구획하며 유량 센서에 의해 감지된 상기 제3 원수의 유량에 따라 위치, 높이, 각도 중 적어도 어느 하나가 조절되어 상기 접촉 영역 및 부상 영역의 체적을 조절하는 가변 베플을 포함하는 부상조; 및,
상기 제4 원수를 유입하여 외부로 배출시키는 배출조;를 포함하며,
상기 가변 베플은 상기 가변 베플을 수평 방향으로 이동시키는 베플 수평이동유닛과, 상기 가변 베플을 회전시키는 베플 회전유닛을 포함하고,
상기 베플 수평이동유닛은 상기 가변 베플의 하단과 연결 형성된 무빙 블록과, 상기 부상조의 저면에 형성되며 상기 무빙 블록의 이동 범위를 한정하는 가이드 홈을 포함하며,
상기 베플 회전유닛은 상기 무빙 블록의 상면에 형성되며 회전 모터에 의해 회전 각도가 조절되는 힌지를 포함하는 것
을 특징으로 하는, 수처리 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 라인 믹서에 복수개의 반응 챔버가 병렬 연결되어, 상기 복수개의 반응 챔버 각각이 더 느린 완속 교반되도록 하는, 수처리 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 부상조는 상기 부상조의 내벽에서 내측 방향으로 연장 형성되는 버블 가이드를 포함하며,
상기 버블 가이드는 상하 이동 가능하도록 설치되어 높이 조절 가능하고, 내측으로 연장되는 방향을 따라 전후 길이 조절 가능한, 수처리 장치.