KR20010087229A - 고체 액체 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 플럭의 펠릿화가 불충분한 경우이더라도 오탁물질의 유출을 방지할 수 있어, 수면적 부하가 큰 컴팩트한 고체 액체 분리장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 고체 액체 분리장치는, 상부에 처리수 유출부(16), 하부에 오니 배출부(17)를 가지고, 탱크 내 위쪽부 중앙 부근에 원수유입관(2)과 연결하는 드래프트 튜브(3)를 배치하며, 상기 튜브 내에 다단으로 배치한 회전 가능한 교반블레이드 A(5)와, 상기 튜브 바로 아래에 다단으로 배치한 회전 가능한 교반블레이드 B(6)와, 상기 교반블레이드 B의 하부에 배치한 저지판(8)을 가지는 동시에, 상기 교반블레이드 B의 위쪽에서 상기 튜브의 바깥쪽에 부상 여과재로 이루어지는 여과재층(10)을 배치하고, 상기 여과재층 상부 수면 아래에 스크린(12)을 고정 배치하며, 상기 스크린을 통과한 처리수가 유출(16)하도록 구성된 고체 액체 분리장치로 한 것으로서, 상기 튜브의 바깥쪽 하부에 여과재를 받는 스크린(13)을 배치하고, 상기 스크린의 상부에 교반봉(14)을 배치하거나 또는 산기노즐을 배치할 수 있다.

Description

고체 액체 분리장치{SOLID-LIQUID SEPARATOR}

본 발명은 고체 액체 분리장치에 관한 것으로서, 특히 하수, 배수, 오탁(汚濁)이 진행된 하천수, 호수와 늪의 물, 빗물 등의 처리에 사용하는 고체 액체 분리장치에 관한 것이다.

종래의 농축탱크가 부착된 조립(造粒)침전장치에 있어서는, 피처리수의 오탁물질을 치밀화된 펠릿(pellet)으로 함으로써 고체 액체 분리를 행하여, 맑고 깨끗해진 피처리액은 청징부(淸澄部:clarification zone)를 통과하여 상단의 유출관으로부터 청징수로 하여 유출시킨다.

그러나, 처리수량이 큰 경우에는 다음과 같은 문제가 있어, 오탁물질이 처리수 중에 혼입된다는 결점이 있었다.

(1) 탱크 내의 상향 유속이 증가할 뿐만 아니라, 상향 유속의 불균일이 발생한다. 이 때문에, 침강속도가 느린 펠릿은 분리가 불충분하게 된다.

(2) 탱크 내의 상향 유속의 증가에 의하여, 일부의 플럭(flocs)은 회합이 불충분하게 된다. 이 때문에, 일부의 플럭은 치밀화된 펠릿으로 되지는 않고, 상향류와 함께 유출관으로부터 유출되게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하여, 플럭의 펠릿화가 불충분 한 경우에 있어서도 오탁물질의 유출을 방지함으로써, 침강분리속도가 큰 컴팩트한 고체 액체 분리장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

도 1(a)는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 일례를 나타낸 단면구성도, 도 1(b)는 도 1(a)의 교반봉의 설치 부분도, 도 1(c)는 도 1(a)의 교반블레이드 B의 설치부분도,

도 2는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 다른 예를 나타낸 단면구성도,

도 3(a)는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 다른 예를 나타낸 단면구성도, 도 3(b)는 도 3(a)의 교반블레이드 B의 설치부분도,

도 4(a)는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 다른 예를 나타낸 단면구성도, 도 4(b)는 도 4(a)의 산기노즐의 설치부분도,

도 5(a) 내지 도 5(d)는 도 1에 있어서 물을 통과시킬 때와 세정할 때의 조작, 수위를 나타낸 설명도,

도 6(a) 내지 도 6(d)은 도 4에 있어서 물을 통과시킬 때와 세정할 때의 조작, 수위를 나타낸 설명도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 고체 액체 분리장치(분리탱크) 2 : 원수유입관

3 : 드래프트 튜브 4 : 회전축

5 : 교반블레이드 A 6 : 교반블레이드 B

7 : 고리형상 부재 8 : 저지판

9 : 피켓 펜스 및 스크레이퍼 10 : 여과재층

11 : 여과재 12 : 스크린

13 : 여과재받이 스크린 14 : 교반봉

15 : 교반블레이드 B에 설치한 산기노즐

15' : 고정한 산기노즐 16 : 처리수 유출관

17 : 농축오니 유출관 18 : 원수

19 : 응집제(폴리머)

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 분리탱크를 가지고, 탱크 상부에 처리수 유출부, 탱크 하부에 오니배출부를 가지며, 탱크 내 위쪽부 중앙 부근에 원수유입관과 연결하는 드래프트 튜브를 배치하고, 상기 드래프트 튜브 내에 다단으로 배치한 수평방향으로 회전 가능한 교반블레이드 A와, 상기 드래프트 튜브 바로 아래에 상기 튜브지름보다 지름이 길고 다단으로 배치한 수평방향으로 회전 가능한 교반블레이드 B와, 상기 교반블레이드 B의 하부에 배치한 수평방향의 저지판을 가지는 동시에, 상기 교반블레이드 B의 위쪽에서 상기 드래프트 튜브의 바깥쪽에 부상(浮上) 여과재로 이루어지는 여과재층(filter medium layer)을 배치하며, 상기 여과재층 상부 수면 아래에 상기 여과재의 유출방지용 스크린을 고정 배치하여, 상기 스크린을 통과한 처리수가 상기 처리수 유출부로부터 유출되도록 구성된것을 특징으로 하는 고체 액체 분리장치로 한 것이다.

상기 고체 액체 분리장치에는 상기 드래프트 튜브의 바깥쪽 하부에 여과재를 받는 스크린을 배치하고, 이 스크린의 상부에 교반봉을 배치하거나, 또는 산기수단(aeration means)을 더 배치할 수 있다. 교반봉은 세정할 때 또는 물을 통과시킬 때에 있어서도 회전 세정이 가능하다. 산기수단은 세정할 때 여과재층을 산기시킨다.

본 발명에서는 종래의 농축탱크가 부착된 조립침전장치의 청징부(淸澄部)에 부상성의 여과재로 이루어지는 여과재층을 배치함으로써, 펠릿화되지 않고 청징부로 유입해 온 오탁물질을, 여과재층을 통과시킴으로써 제거하여, 처리수를 청징화하는 것이다.

즉, 본 발명은 분리탱크를 가지고, 탱크 상부에 처리수 유출부, 탱크 하부에 오니배출부를 가지며, 탱크내 위쪽부 중앙 부근에 원수유입관과 연결하는 드래프트 튜브를 배치하고, 상기 드래프트 튜브 내에 수평방향으로 회전 가능한 교반블레이드 A를 다단으로 배치하며, 상기 드래프트 튜브 바로 아래에 수평방향으로 회전 가능한 상기 튜브 지름보다 지름이 긴 교반블레이드 B를 다단으로 배치하고, 교반블레이드 B의 하부에 수평방향으로 저지판을 배치하며, 교반블레이드 B의 상부에 부상성 여과재로 이루어지는 여과재층을 배치하고, 청징부 수면에 여과재의 유출방지용 스크린을 고정 배치하여, 여과재층에 상향류로 물을 통과시키는 고체 액체 분리장치이다.

본 발명의 고체 액체 분리장치에 있어서, 장시간의 운전에 따라 여과재층 내에 SS(suspended solids)가 축적되므로, 여과재로부터 SS를 제거하기 위하여 일정 시간 운전후에 여과재를 세정할 필요가 발생한다. 세정을 효과적으로 행하기 위하여, 드래프트 튜브의 하부의 바깥쪽에 여과재받이 스크린을 배치하여, 그 상부의 여과재층 내 또는 여과재층 하부에 세정할 때 또는 물을 통과시킬 때에 있어서도 회전 세정이 가능한 교반봉을 배치하거나, 또는, 세정시에 여과재층을 교반하기 위한 산기수단을 설치하는 것이 좋다. 산기수단은 교반블레이드 B에 산기노즐을 배치하거나, 드래프트 튜브의 하부의 바깥쪽에 복수개의 산기노즐을 고정하여 설치하는 것에 의한다. 상기 교반봉은 드래프트 튜브의 하부 바깥쪽에 고정 배치되어, 드래프트 튜브의 하부만을 회전축과 함께 회전시켜, 회전시킬 수 있다.

상기 저지판의 면적은 드래프트 튜브 하단 개구부의 단면적보다 큰 것이 좋고, 또 상기 교반블레이드 B에는 1 또는 2 이상의 고리형상 부재를 배치할 수 있으며, 또한 상기 저지판의 아래쪽에는 피켓 펜스와 스크레이퍼를 회전 가능하게 배치할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 대하여 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

도 1∼도 4는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 각 예를 나타낸 단면구성도 이며, 도 5, 도 6은 물을 통과시킬 때와 세정할 때의 조작, 수위를 나타낸 설명도이다.

도면에 있어서, 부호 1은 고체 액체 분리장치(분리탱크), 2는 원수유입관, 3은 드래프트 튜브, 4는 회전축, 5는 교반블레이드 A, 6은 교반블레이드 B, 7은 고리형상 부재, 8은 저지판, 9는 피켓 펜스 및 스크레이퍼, 10은 여과재층, 11은 여과재, 12는 스크린, 13은 여과재받이 스크린, 14는 교반봉, 15는 교반블레이드 B에 설치한 산기노즐, 15'는 고정한 산기노즐, 16은 처리수 유출관, 17은 농축오니 유출관, 18은 원수, 19는 응집제(폴리머)이다.

먼저, 본 발명의 일례를 도 1(a)에 따라 설명한다. 본 발명의 고체 액체 분리장치(분리탱크)(1)는 위쪽부에 처리수, 즉 청징수의 유출관(16), 바닥부에 농축오니의 유출관(17)을 가지고, 분리탱크(1)의 중심부에 위쪽으로부터 중앙 부근까지 드래프트 튜브(3)가 배치되며, 드래프트 튜브(3)에는 위쪽부에 원수, 즉 피처리수의 유입관(2)이 관통되어 있고, 또한 드래프트 튜브 내에는 그 중심선을 따라 탱크 하부까지 연결되어 통하는 회전축(4)이 배치되고, 상기 드래프트 튜브 내 아래쪽부에는 회전축(4)에 고착된 교반블레이드 A(5)가 다단으로 배치되어 있다. 드래프트 튜브(3)의 바로 아래에는 상기 튜브 지름보다 지름이 긴 고리형상 부재(7)를 가지는 교반블레이드 B(6)가 회전축(4)에 고착되어 다단으로 배치되고, 상기 교반블레이드 B(6)의 하부에는 상기 튜브(3)의 개구부보다 큰 저지판(8)이 회전축(4)에 고착되며, 또한 탱크(1)의 하부에는 회전축(4)에 고착되어 피켓 펜스 및 스크레이퍼가 배치되어 있다.

탱크(1) 내의 드래프트 튜브(3)의 외주에는 아래쪽 부분으로부터 상부를 향하여 여과재받이 스크린(13), 회전축(4)에 의하여 회전시킬 수 있는 교반봉(14), 여과재(11)로 구성되는 여과재층(10), 및 상기 여과재층의 상부 수면 아래에 여과재의 유출방지용 스크린(12)이 순차적으로 배치되어 있다.

도 1(b)는 도 1(a)의 교반봉(14)의 설치 부분도, 도 1(c)는 교반블레이드B(6)와 고리형상 부재(7)의 설치 부분도이다.

다음으로, 도 1 및 도 5를 이용하여 고체 액체 분리장치(1)의 운전조작에 대하여 설명한다.

원수유입관(2)으로부터, 응집제(폴리머)(19)가 첨가된 피처리수(원수)(18)가 드래프트 튜브(3) 내에 유입되어 교반블레이드 A(5)에 의하여 교반된 후, 드래프트 튜브(3)의 하부 개구부로부터 나와 교반블레이드 B(6)에 의하여 다시 교반되어, 피처리수(원수) 중의 오탁물질은 치밀화된 펠릿이 되어, 탱크(1) 하부에 침강되고 스크레이퍼(9)에 의하여 모여져서 농축오니 유출관(17)으로부터 배출된다.

한편, 상기 교반블레이드 B(6)에 의하여 형성된 펠릿 중, 침강속도가 느린 펠릿이나 치밀화된 펠릿이 되지 않은 플럭은 침강되지 않고 탱크(1)의 위쪽에 처리수와 함께 상승해 간다. 이와 같이 상승하는 펠릿이나 플럭은 탱크의 상부 외주에 배치한 여과재층을 통해 처리수로부터 분리, 제거되어, 맑고 깨끗하게 된 처리수가 처리수 유출관(16)으로부터 배출된다.

이와 같이 하여, 통상과 같이 물을 통과시킬 때에는 피처리수는 고체(오탁물)가 분리되어 맑고 깨끗한 처리수가 얻어진다[도 5(a)]. 그리고, 장시간의 운전에 따라 여과재층(10) 내에 SS가 축적되므로, 여과재(11)로부터 SS를 제거하기 위하여 세정을 행한다. 이 경우, 수위가 스크린(12)보다도 낮고, 또한 여과재 전체가 부상되어 있어, 다시 교반봉(14)이 여과재층(10) 내에 위치하도록 탱크 내의 물을 배출한다[도 5(b)]. 다음에, 교반봉(14)을 회전축(4)의 회전과 함께 회전시킴으로써, 여과재(11)를 교반하여 여과재에 부착·퇴적된 SS를 박리시킨다[도 5(c)].정치(靜置)후, 탱크 하부에 침강된 오니를 배출한다[도 5(d)]. 이와 같이 하여, 여과재를 세정한 후, 통상과 같이 물을 통과시키는 운전을 행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 다른 예를 나타낸 단면구성도이며, 도 1과의 차이점은 교반봉(14)이 여과재층(10) 중에 배치되어 있는 점뿐이며, 이와 같이 배치함으로써 물을 통과시킬 때에도 여과재를 교반시킬 수 있어, 여과재 내에서 플럭끼리 모여 큰 입자가 되어 침강된다. 또, 세정시에는 도 1과 동일하게 처리할 수 있어, 동일한 작용·효과가 얻어진다.

도 3(a)는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 다른 예를 나타낸 단면구성도이며, 도 3(b)는 (a)의 교반블레이드 B(6)의 설치부분도이다. 도 3의 도 1과의 차이점은 도 1의 교반봉(14) 대신에, 도 3에서는 교반블레이드 B(6)의 최상부에 산기노즐(15)을 배치하고 있는 점뿐이며, 세정시에 교반봉(14) 대신에 회전축(4) 내를 통과하게 한 공기관에 의한 산기노즐(15)로부터의 산기에 의하여 여과재층을 교반하여 여과재 중의 SS만을 박리하고 있다. 이와 같이 하더라도 도 1과 동일한 작용·효과를 갖는다.

도 4(a)는 본 발명의 고체 액체 분리장치의 다른 예를 나타낸 단면구성도이고, 도 4(b)는 산기노즐(15')의 설치부분도이며, 도 3과의 차이점은 산기노즐(15')을 도 4에서는 고정시켜서 설치한 점뿐이다. 산기노즐(15')은 탱크 내의 드래프트 튜브(3)의 외주이고도 여과재층(10)의 하부에 배치되어 있다.

도 6은 도 4의 고체 액체 분리장치에 물을 통과시킬 때와 세정할 때의 설명도를 나타내며, 이것을 이용하여 설명하면, 장시간의 운전에 따라 여과재층(10) 내에 SS가 축적되므로, 여과재(11)로부터 SS를 제거하기 위하여 세정을 행한다. 이 경우, 수위가 스크린(12)보다 낮아지도록 탱크 내의 물을 배출하고[도 6(b)], 산기노즐(15')로부터 공기를 분사함으로써, 효과적으로 여과재를 세정한다[도 6(c)]. 다음으로, 산기노즐(15')로부터 공기분사를 정지하여 정치한 후, 탱크 하부에 침강된 오니를 배출한다[도 6(d)].

이와 같이 처리함으로써, 도 1의 고체 액체 분리장치와 동일하게 물을 통과시키고, 세정처리할 수 있어, 동일한 효과·작용을 나타낼 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이, 상부에 부상 여과재층을 배치하고, 또한 이 여과재층을 정기적으로 세정할 수 있는 구성으로 함으로써, 플럭의 펠릿화가 불충분한 경우이더라도 오탁물질의 유출을 방지할 수 있으며, 또한 안정적으로 장기간 동안 처리할 수 있는 침강분리속도, 수면적 부하가 큰 컴팩트한 고체 액체 분리장치를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 분리탱크를 가지고, 탱크 상부에 처리수 유출부, 탱크 하부에 오니배출부를 가지며, 탱크 내 위쪽부 중앙 부근에 원수(原水)유입관과 연결하는 드래프트 튜브를 배치하고, 상기 드래프트 튜브 내에 다단으로 배치한 수평방향으로 회전 가능한 교반블레이드 A와, 상기 드래프트 튜브 바로 아래에 상기 튜브지름보다 지름이 길고 다단으로 배치한 수평방향으로 회전 가능한 교반블레이드 B와, 상기 교반블레이드 B의 하부에 배치한 수평방향의 저지판을 가지는 동시에, 상기 교반블레이드 B의 위쪽에서 상기 드래프트 튜브의 바깥쪽에 부상(浮上) 여과재로 이루어지는 여과재층을 배치하며, 상기 여과재층 상부 수면 아래에 상기 여과재의 유출방지용 스크린을 고정 배치하여, 상기 스크린을 통과한 처리수가 상기 처리수 유출부로부터 유출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체 액체 분리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 드래프트 튜브의 바깥쪽 하부에 여과재를 받는 스크린을 배치하고, 상기 스크린의 상부에 교반봉이 제공되며, 상기 교반봉은 여과재를 세정할 때 또는 물을 통과시킬 때에 있어서도 회전 및 세정이 가능한 것을 특징으로 하는 고체 액체 분리장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 드래프트 튜브의 바깥쪽 하부에 여과재를 받는 스크린을 배치하고, 상기 여과재층을 세정할 때에 산기(散氣)시킬 수 있는 산기수단을 더 배치한 것을 특징으로 하는 고체 액체 분리장치.