KR102688927B1 - 폐수 및 오수 처리용 산기장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 개시한다. 개시된 폐수 및 오수 처리용 산기장치는, 내부로 공기가 압축공기가 유입되어 배출되는 산기배관과, 산기배관의 측면에 결합되어 압축공기를 공급하는 압축공기 공급관과, 산기배관의 내면에서 반지름 및 길이방향으로 이격되게 복수개 구비되어 산기배관에서 산기배관을 통해 이송하는 수처리액을 산기시켜 기포를 발생하는 미세기포 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 이물질에 의한 막힘을 방지하면서 처리조 내의 활성슬러지를 효율적으로 혼합 및 교반할 수 있고, 처리조 내의 공기 용해도를 높일 수 있다.

Description

폐수 및 오수 처리용 산기장치{A diffuser for dirty and waste water disposal}
본 발명은 폐수 및 오수 처리용 산기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이물질에 의한 막힘을 방지하면서 처리조 내의 활성슬러지를 효율적으로 혼합 및 교반할 수 있고, 처리조 내의 공기 용해도를 높일 수 있도록 하는 폐수 및 오수 처리용 산기장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 오염물질이나 불순물로 오염된 하폐수를 처리하기 위한 수처리 시스템은 처리수의 용존산소량을 높이기 위하여 수중의 각종 유기물질이 호기성 발효가 발생하도록 하는 산기장치가 사용된다.
통상의 산기장치는 처리조의 내부에 공기를 강제 주입하여 미생물의 유기물 산화에 필요한 산소를 공급하며, 크게 포기식 산기장치와 멤브레인 산기장치로 구분된다.
멤브레인 산기장치는 디스크형 산기관과 튜브형 산기관 또는 판형 멤브레인 산기관을 사용하여 기포를 발생시키며, 산기관의 내부에 합성고무 또는 이와 유사한 얇은 막 형태의 신축 가능한 재질의 멤브레인이 사용하게 된다.
또한, 포기식 산기장치는 압축공기를 처리조의 바닥에 설치된 기포발생기를 이용하여 기포를 분출하며, 기포의 상승작용에 의해 발생하는 상향류에 의해 하수와 활성슬러지를 혼합 및 교반시킨다.
그러나 상기와 같은 종래 기술의 산기장치는, 기포를 발생을 위하여 물을 공급하는 과정에서 많은 동력과 전력을 소모하게 되고, 처리조의 이물질을 등으로 인하여 기포를 토출하는 구멍이 쉽게 막히는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-2187623호(등록일:2020년12월01일)에는 "균일한 산기를 위한 산기장치용 멤브레인 및 이를 포함하는 산기장치"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 상부 및 하부가 개방된 산기배관을 이용하여 처리조 내의 슬러지 등의 이물질에 의해 산기배관이 막히는 것을 방지할 수 있고, 처리조 내의 활성슬러지를 효율적으로 혼합 및 교반할 수 있으며, 산기배관에서 이송하는 압축공기의 산기를 효율을 높여 공기 용해도를 높일 수 있는 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치는, 내부로 압축공기가 유입되어 배출되는 산기배관과, 상기 산기배관의 측면에 결합되어 압축공기를 공급하는 압축공기 공급관과, 상기 산기배관의 내면에서 반지름 및 길이방향으로 이격되게 복수개 구비되어 상기 산기배관을 통해 이송하는 수처리액을 산기시켜 기포를 발생하는 미세기포 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 산기배관은, 상면 및 하면이 개구되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 압축공기 공급관은, 상기 산기배관에 편심되게 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 미세기포 발생부는, 상기 압축공기 공급관을 통해 상기 산기배관으로 유입되는 압축공기를 산기시키도록 상기 산기배관의 내면에서 돌출 형성되는 제1공기 충돌부재와, 상기 압축공기 공급관을 통해 상기 산기배관으로 유입되는 압축공기를 산기시키도록 상기 제1공기 충돌부재와 다른 길이를 가지도록 돌출 형성되는 제2공기 충돌부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 제1공기 충돌부재와 상기 제2공기 충돌부재는, 상기 산기배관에서 돌출 형성되는 원형핀과, 상기 원형핀의 끝단에서 구 형상으로 확장형성되는 확장 구형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 확장 구형부에는, 압축공기의 미세 산기를 위한 관통홀 또는 슬롯 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 미세기포 발생부는, 상기 산기배관으로 이송되는 압축공기가 충돌하도록 서로 대향하는 상기 제1공기 충돌부재에 결합되며, 상기 압축공기의 충돌에 의해 진동하면서 압축공기를 산기시키도록 탄성을 가지는 진동산기부재를 더포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 제1공기 충돌부재는 그 돌출길이가 상기 제2공기 충돌부재의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치는 종래 기술과는 달리 상부 및 하부가 개방된 산기배관을 이용하여 처리조 내의 슬러지 등의 이물질에 의해 산기배관이 막히는 것을 방지할 수 있고, 처리조 내의 활성슬러지를 효율적으로 혼합 및 교반할 수 있음은 물론 산기배관에서 이송하는 압축공기의 산기를 효율을 높여 공기 용해도를 높일 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 요부확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기포발생부의 변형 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기포발생부의 변형 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기포발생부의 다른 변형 예를 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치를 설명하기 요부확대 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기포발생부의 변형 예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기포발생부의 변형 예를 설명하기 위한 평면도이다.
또한, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기포발생부의 다른 변형 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치(100)는, 폐수 및 오수를 처리하는 처리조(도시생략)에 설치되어 처리조 내부로 압축공기를 공급하여 공기 용해도를 균일화하면서 활성슬러지를 교반하여 호기성 대사작용 능력을 증대시키게 된다.
이를 위하여, 본 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치(100)는, 크게 처리조의 바닥에 근접되게 배치되는 산기배관(110)과, 압축공기의 공급을 위한 압축공기 공급관(120)과, 산기배관(110)을 통해 이송하는 압축공기를 미세하게 확산시켜 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생부(130)를 포함한다. 이러한 폐수 및 오수 처리용 산기장치(100)는 합성수지에 의해 제작될 수 있고, 이를 통해 제조원가를 줄이면서 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시 예에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치(100)는 압축공기 공급관(120)을 통해 산기배관(110)으로 유입되는 압축공기가 상측으로 이송되면서 처리조에 침전되는 활성슬러지를 혼합 및 교반시키게 된다.
산기배관(110)은 상면 및 하면이 개구되어 처리조에 기립되게 설치되고, 내면에 압축공기를 미세하게 쪼개주기 위한 미세기포 발생부(130)가 구비된다. 본 실시 예에 따른 산기배관(110)은 직경이 130mm, 높이가 450mm로 제작될 수 있다.
압축공기 공급관(120)은 산기 배관의 하단부 측면에 결합되어 산기배관(110)의 내부로 압축공기를 공급한다. 이러한 압축공기 공급관(120)은 외부의 블로어 또는 컴프레서와 연결될 수 있다.
또한, 압축공기 공급관(120)은 산기배관(110)의 내부로 공급되는 압축공기가 보다 효과적으로 상승하도록 산기배관(110)에 편심되게 설치된다. 이를 통해 압축공기 공급관(120)에서 토출되는 압축공기가 산기배관(110)의 내면을 따라 상측으로 소용돌이치면서 보다 효과적으로 상승하게 됨은 물론 처리조 하부의 활성슬러지를 흡입 및 토출할 수 있다.
즉, 산기배관(110)에 편심되게 결합되는 압축공기 공급관(120)으로 인하여 압축공기가 산기배관(110)의 측면으로 들어와 와류를 발생시켜 처리조의 바닥에 퇴적되어 있는 하부의 슬러지를 산기배관(110)의 내부로 흡입 및 토출시켜 폐수를 순환 및 교반하므로, 처리조에서 슬러지의 고착화를 방지할 수 있다.
본 실시 예에 따른 미세기포 발생부(130)는 산기배관(110)에서 이송하는 압축공기가 충돌하면서 미세하게 쪼개지도록 산기배관(110)의 내면에 반지름 및 길이방향으로 이격되게 복수개 구비된다. 이러한 미세기포 발생부(130)는 압축공기 공급관(120)보다 높게 위치된다.
또한, 미세기포 발생부(130)는 압축공기를 보다 미세하게 쪼갤 수 있도록 제1공기 충돌부재(131)와, 제1공기 충돌부재(131)와 다른 크기를 가지도록 제1공기 충돌부재(131) 사이에 구비되는 제2공기 충돌부재(133)를 포함한다. 이러한, 미세기포 발생부(130)는 제1공기 충돌부재(131)와 제2공기 충돌부재(133)를 통해 압축공기를 미세기포로 쪼개주므로, 처리조 내의 산소 용해율을 높이는 역할을 수행하게 된다.
제1공기 충돌부재(131)는 산기배관(110)의 내경과 길이방향을 따라 등간격으로 배치되며, 산기배관(110)의 내부를 이용하는 압축공기가 충돌하게 된다. 이와 같은 제1공기 충돌부재(131)는 산기배관(110)의 내면에서 원기둥 형상으로 돌출 형성되는 제1원형핀(131a)과, 제1원형핀(131a)의 끝단에서 구 형상으로 확장형성되는 제1확장 구형부(131b)를 구비한다.
본 실시 예에 따른 제1공기 충돌부재(131)는 제2공기 충돌부재(133)의 크기보다 크게 형성되며, 그 길이 또한 제2공기 충돌부재(133)의 길이보다 길게 형성된다. 이를 통해 압축공기를 보다 효과적으로 쪼개어 미세기포의 발생량을 증가시킬 수 있다.
제2공기 충돌부재(133)는, 제1공기 충돌부재(131) 사이에 위치하도록 산기배관(110)의 내면에서 돌출 형성되며, 압축공기의 미세기포 발생을 더욱 높이게 된다. 이러한 제2공기 충돌부재(133)도 산기배관(110)의 내면에서 원기둥 형상으로 돌출 형성되는 제2원형핀(133a)과, 제2원형핀(133a)의 끝단에서 구 형상으로 확장형성되는 제2확장 구형부(133b)를 구비한다.
이때, 제2원형핀(133a)의 길이와 직경은 제1원형핀(131a)의 길이와 직경보다 작게 형성되고, 제2확장 구형부(133b)의 크기 또한 제1확장 구형부(131b)의 크기보다 작게 형성된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 제1공기 충돌부재(131)는 압축공기의 미세기포 발생이 더욱 많고 효과적으로 이루어지도록 제1확장 구형부(131b)에 미세기포 증가부(135)가 구비된다.
미세기포 증가부(135)는 압축공기에 의한 미세기포 발생이 더욱 증가하도록 제1확장 구형부(131a)에 관통홀 또는 슬롯 형태로 형성된다. 본 실시 예에 따른 미세기포 증가부(135)는 슬록 형상으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시 예에 따른 미세기포 발생부(130)는, 산기배관(110)의 중앙부로 이송되는 압축공기가 충돌하면서 미세기포의 발생이 증가하도록 진동산기부재(137)를 더 포함할 수 있다.
진동산기부재(137)는 산기배관(110)의 중앙부를 가로지르도록 양단부가 서로 대향하는 제1공기 충돌부재(131)에 각각 결속되며, 탄성을 가진다. 이때, 진동산기부재(137)의 양단부에는 결속을 위한 후크 또는 클립 등이 구비될 수도 있다.
이러한 진동산기부재(137)는 산기배관(110)에서 이송하는 압축공기가 충돌하게 되면 탄성력에 의해 미세하게 진통하면서 압축공기의 미세기포 발생을 더욱 증가 및 촉진시킨다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치(100)는 상부 및 하부가 완전하게 개방된 산기배관(110)의 내부로 압축공기를 이송하여 처리조 내부로 공기를 공급하면서 처리조 내의 활성슬러지를 혼합 및 교반할 수 있으므로, 처리조 내의 공기 용해도를 균일화시켜 활성슬러지의 호기성 대사작용 능력을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치(100)는 산기배관(110)의 내부에 압축공기가 충돌하는 제1공기 충돌부재(131)와 제2공기 충돌부재(133)가 구비되므로, 압축공기의 미세기포 발생을 향상할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폐수 및 오수 처리용 산기장치(100)는 상부 및 하부가 완전하게 개방된 산기배관(110)의 내부로 압축공기를 공급하므로, 처리조 내의 슬러지 등의 이물질에 의해 산기배관(110)이 막히는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 폐수 및 오수 처리용 산기장치 110 : 산기배관
120 : 압축공기 공급관 130 : 미세기포 발생부
131 : 제1공기 충돌부재 133 : 제2공기 충돌부재
135 : 미세기포 증가부 137 : 진동산기부재

Claims (5)

  1. 내부로 압축공기가 유입되어 배출되는 산기배관; 상기 산기배관의 측면에 결합되어 압축공기를 공급하는 압축공기 공급관; 및 상기 산기배관의 내면에서 반지름 및 길이방향으로 이격되게 복수개 구비되어 상기 산기배관을 통해 이송하는 압축공기를 미세하게 쪼개서 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생부;를 포함하며,
    상기 산기배관은, 상면 및 하면이 개구되고,
    상기 압축공기 공급관은, 상기 산기배관에 편심되게 결합되며,
    상기 미세기포 발생부는, 상기 압축공기 공급관을 통해 상기 산기배관으로 유입되는 압축공기를 산기시키도록 상기 산기배관의 내면에서 돌출 형성되는 제1공기 충돌부재; 상기 압축공기 공급관을 통해 상기 산기배관으로 유입되는 압축공기를 산기시키도록 상기 제1공기 충돌부재와 다른 크기와 길이를 가지도록 돌출 형성되는 제2공기 충돌부재; 및 상기 산기배관으로 이송되는 압축공기가 충돌하도록 서로 대향하는 상기 제1공기 충돌부재에 결합되며, 상기 압축공기의 충돌에 의해 진동하면서 압축공기를 산기시키도록 탄성을 가지는 진동산기부재;를 포함하며;
    상기 제1공기 충돌부재와 상기 제2공기 충돌부재는, 상기 산기배관에서 돌출 형성되는 원형핀; 및 상기 원형핀의 끝단에서 구 형상으로 확장형성되는 확장 구형부;를 포함하고,
    상기 제1공기 충돌부재는, 상기 제2공기 충돌부재의 크기보다 크게 형성되어 돌출길이가 상기 제2공기 충돌부재의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐수 및 오수 처리용 산기장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 확장 구형부에는, 압축공기의 미세 산기를 위한 관통홀 또는 슬롯 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐수 및 오수 처리용 산기장치.
  5. 삭제
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