KR200195922Y1

KR200195922Y1 - Batch setting basin

Info

Publication number: KR200195922Y1
Application number: KR2020000007428U
Authority: KR
Inventors: 조영만
Original assignee: 조영만
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2000-09-15

Abstract

본 고안은 기존의 상하수도용 횡류식침전지에서 발생하는 수온과 탁질 변화에 의한 밀도류와 수류 유입유출의 불균일에 따른 편류, 침전지에서 필연적으로 발생되는 난류적 흐름과 수심별 유속차 발생 등과 같은 모든 침전효율 저하 요인을 근본적으로 해결한 회분식침전지에 관한 것이다.The present invention is based on all sedimentation efficiencies such as current flow and sedimentation caused by variations in density and water inflow and outflow due to changes in water temperature and turbidity, and inevitably occurs in turbulent flows and flow velocity differences. It relates to a batch settler battery that has fundamentally solved the deterioration factor.

본 고안은 이와 같이 기존의 횡류식침전지에서 발생되는 편류, 밀도류, 단락류 등의 침전효율 저하요인을 제거하여 침전효율을 극대화하기 위하여 안출된 것이다. 본 고안의 회분식침전지는 전체 침전지를 2계열로 나누어 1계열의 침전지에서 정치상태로 일정시간 동안 침전이 이루어지고 침전이 완전히 끝나면 처리수가 유입되어 상징수를 월류웨어로 유출시키고 2계열 침전지는 운전상태에서 정치상태로 전환되는 방식으로 1계열과 2계열의 침전지가 정치(침전)-운전(월류)를 주기적으로 반복하는 침전지이다.The present invention is devised to maximize the precipitation efficiency by eliminating the factors of precipitation efficiency such as drift, density flow, short circuit flow generated in the conventional cross-flow sedimentation battery. The batch sedimentation battery of the present invention divides the whole sedimentation basin into two series, and the sedimentation is done for a certain period of time in the settling basin of the first series. The sedimentation basins of the 1st and 2nd series are the settling basin where the stationary (precipitation) -operation (overflow) cycles are repeated periodically.

본 고안의 회분식침전지는 가장 이상적인 침전상태인 레이놀즈수(Reynolds Number)가 0(zero)인 상태(정치상태)에서 침전이 이루어지므로 침전시간을 크게 단축시킬 수 있고 침전효율이 크게 개선되어 약품비 절감 및 생산량 증산과 후속공정에 공정부하을 줄임으로써 운전비를 절감 할 수 있다.Batch settling battery of the present invention can be settled in the state of the most ideal precipitation state (Reynolds Number) is 0 (zero), so that the precipitation time can be significantly shortened and the precipitation efficiency is greatly improved, reducing the chemical cost and Operating costs can be reduced by increasing production and reducing process load in subsequent processes.

Description

Batch Setting Basin

기존의 횡류식 침전지는 직사각형의 침전지에 일정량의 처리수를 연속적으로 흐르게 하면서 무거운 플럭은 침전지 바닥에 가라앉히고 상징수를 유출시키는 개수로 형태로 단면은 양측면, 바닥과 자유수면 즉 4개의 경계를 가지고 있다. 자유수면에서의 유체는 일정속도를 가지는 반면 고체표면과 접촉하는 유체는 점착조건을 만족해야 하며 속도분포는 일반적으로 3방향 및 3차원이나 일정한 단면을 갖고 있으므로 주속도 성분이 수로축에 평형하고 대략적으로 1방향 유동을 가진다고 말할 수 있다.Conventional cross-flow sedimentation basin is a type that flows a certain amount of treated water to a rectangular sedimentation basin while heavy flocs sink to the bottom of the sedimentation basin and discharge the symbolic water. have. The fluid at the free surface has a constant velocity while the fluid in contact with the solid surface must meet the adhesion conditions and the velocity distribution is generally three-way and three-dimensional but with a constant cross-section so that the principal velocity component is equilibrium and roughly along the channel axis. Can be said to have a one-way flow.

이와 같은 개수로 형태의 횡류식 침전지내 수류의 흐름은 필연적으로 유체역학적 인자에 의해 수류의 속도차가 발생되며 대개의 경우 침전지 수표면에서 약 20-30% 위치에서 최대속도가 나타나며 깊이가 얕은 침전지일 수록 표면에서 더 가깝다. 또한 횡류식침전지 내로 처리수의 유입 유출의 동역학적 불균일 등에 의한 편류 발생과 유입수와 지내수 간의 온도, 밀도차에 의한 밀도류 발생은 침전지 수류가 일정한 수평류를 형성하지 못하는 요인이 된다. 침전지내의 속도차는 수류의 실제 체류시간 단축과 수표면부하를 증가시켜 침전효율 저하의 주요인이 되며 기존 횡류식침전지가 안고 있는 근본적인 문제점이다.In this way, the flow of water in the cross-flow sedimentation basin is inevitably caused by hydrodynamic factors. In most cases, the maximum velocity occurs at about 20-30% of the surface of the sedimentation basin. The closer it is to the surface. In addition, drift caused by dynamic irregularity of inflow and outflow of treated water into the crossflow sedimentation battery and density flow caused by temperature and density difference between inflow and groundwater are factors that do not form a constant horizontal flow. The speed difference in the sedimentation basin is the main cause of the decrease in sedimentation efficiency by shortening the actual residence time of the water stream and increasing the water surface load, which is a fundamental problem of the conventional cross flow type sedimentation batteries.

또 횡류식침전지는 연속적인 수류의 흐름으로 인해 수류의 뒤섞임 현상인 난류적 흐름이 형성되는데 난류는 수류의 불안정성의 척도인 레이놀즈수로 표시된다. 횡류식침전지 안을 흐르는 물은 중력, 수로 벽면에서의 마찰, 자유표면에서의 표면장력 등의 영향을 받으며 유체역학적 영향 인자는 레이놀즈수(Reynolds Number), 플우드수(Frouder Number), 웨버수(Weber Number) 등이 있는데 횡류식침전지에서 수로의 깊이에 비해 표면장력은 무시할 수 있으므로 웨버수는 무시되며, 자유수면의 표면파의 전파 지표인 플우드수는 바람 등과 같은 침전지 외부의 영향 정도를 나타내는 지표인데 실질적으로 침전효율을 결정진는 가장 중요한 유체역학적 인자는 유체흐름의 안정도를 나타내는 레이놀즈수이다.In the crossflow sedimentation battery, the turbulent flow is formed by the continuous flow of water, which is represented by the Reynolds number, a measure of the instability of the current. The water flowing in the crossflow sedimentation cell is affected by gravity, friction on the wall of the channel, surface tension on the free surface, and hydrodynamic influence factors such as Reynolds Number, Frouder Number, and Weber (Weber). The number of webbers is ignored because surface tension is negligible compared to the depth of channel in the crossflow sedimentation battery. In practice, the most important hydrodynamic factor that determines sedimentation efficiency is the Reynolds number, which represents the stability of the fluid flow.

유체는 층류(Laminar flow)와 난류(Turbulent flow)로 나누어지고 층류는 유체의 흐름이 마치 얇은 판 모양으로 서로 층을 이루면서 미끄러지는 구조를 이루며 유체 입자들이 고정된 유선을 따라 흐르고 유선을 가르는 방향으로 혼합이 거의 일어나지 않는 흐름을 말하고 난류는 유체의 각 입자가 불규칙적으로 흐르며 강한 혼합을 동반하는 흐름을 말한다. 레이놀즈수가 500이하이면 흐름에 교란이 없는 층류이고 2000이상이면 교란적 흐름인 난류상태가 되는데 기존의 모든 횡류식 침전지는 레이놀즈수가 10,000이상의 난류상태여서 침전효율을 크게 기대할 수 없다The fluid is divided into laminar flow and turbulent flow, and the laminar flow forms a sliding structure in which the fluid flows like a lamina in layers and flows along the fixed streamline and crosses the streamline. Turbulent flow refers to a flow in which mixing hardly occurs, and turbulence refers to a flow in which each particle of the fluid flows irregularly and is accompanied by strong mixing. If the Reynolds number is less than 500, the flow becomes laminar with no disturbance, and if it is 2000 or more, the flow becomes turbulent, which is a disturbing flow.

이와 같은 난류상태의 흐름을 층류적 흐름으로 개선하기 위해서는 침전지내 유속을 크게 감소시켜야 하는데 이를 경우 유속감소와 비례해서 생산량이 감소하므로 생산량을 감소시키지 않으려면 침전지 부지를 수십배로 키워야 한다. 그러므로 침전지내 흐름을 층류적 흐름으로 개선하는 것은 현실적으로 불가능하며 기존의 횡류식침전지는 침전효율이나 침전수질을 개선하는 것에 한계가 있을 수 밖에 없다.In order to improve such turbulent flow into laminar flow, the flow rate in the sedimentation basin must be greatly reduced. In this case, the yield decreases in proportion to the decrease in flow rate. Therefore, it is practically impossible to improve the flow in the sedimentation basin with laminar flow, and the conventional cross flow sedimentation cell has a limitation in improving the sedimentation efficiency or the quality of sedimentation water.

즉 기존의 횡류식침전지 침전효율을 향상시키기 위해서는 건설비 증대나 감량생산을 전제로 해야하며 생산량을 늘리면 침전효율이 저하될 수 밖에 없는 유체역학적 한계를 안고 있는 것이다.In other words, in order to improve the sedimentation efficiency of existing cross-flow sedimentation batteries, it is necessary to premise the increase of construction cost or reduce production, and it has hydrodynamic limitation that the sedimentation efficiency is deteriorated when the output is increased.

본 고안은 이와 같은 기존 횡류식침전지의 침전효율 저하요인인 난류적 흐름과 단락류, 밀도류, 편류 등 문제점을 근본적으로 해결하고자 하였다.The present invention is to fundamentally solve the problems such as turbulent flow, short circuit, density flow, and drift, which are factors that lower the sedimentation efficiency of the conventional cross-flow sedimentation battery.

기존 횡류식침전지의 침전효율 저하요인은 수류의 불안정 때문이며 이 불안정의 유체역학적 지표인 레이놀즈수를 감소시킬수록 안정도는 증가한다. 레이놀즈수는 유속이 감소할수록 작아지고 흐름이 정지되면 레이놀즈수는 0이 되어 가장 안정도가 높은 상태가 된다. 즉 침전효율을 증가시키기 위해서는 가능한 레이놀즈수를 감소시켜 수류의 안정도를 높혀야 하며 안정도의 극한점은 레이놀즈수가 0인 흐름이 없는 정치상태이다.Sedimentation efficiency deterioration factors of conventional crossflow type sedimentation batteries are due to instability of the water flow, and stability decreases as the Reynolds number, a hydrodynamic indicator of this instability, decreases. The Reynolds number becomes smaller as the flow rate decreases, and when the flow stops, the Reynolds number becomes zero and becomes the most stable state. In other words, to increase the sedimentation efficiency, it is necessary to increase the stability of water flow by reducing the number of possible Reynolds numbers, and the limit of stability is the static state without the flow of zero Reynolds number.

유체가 흐르지 않는 정치상태는 가장 이상적인 침전조건으로 유체흐름에 의한 어떤 종류의 수류의 교란도 없는 이상적인 상태에서 침전이 이루어진다.The stationary state where the fluid does not flow is the most ideal precipitation condition and the precipitation takes place in an ideal state without any disturbance of any kind of water flow by the fluid flow.

본 고안은 이와 같은 정치상태의 이상적인 침전조건인 레이놀즈수가 0인 상태에서 침전이 이루어지는 회분식침전이다.The present invention is a batch sedimentation in which precipitation takes place at a state of zero Reynolds number, which is an ideal precipitation condition of the stationary state.

도1 회분식침전지의 구성도1 is a block diagram of a batch type needle battery

도2 정류공이 분포된 고정식 정류장치 구성도2 is a fixed stop configuration diagram of rectifying holes

도3 정류공의 크기가 조절되는 고정식 정류장치 구성도3 is a fixed stop configuration of the size of the rectifying hole

도4 고정식 정류장치의 감아올린 상태도Figure 4 wound up state of fixed stop

도5 도3의 정류공의 크기가 조절되는 상태도5 is a state diagram in which the size of the rectifying hole of FIG.

도6 자동 이동식 정류장치 구성도Figure 6 Automatic Mobile Stop Configuration

도7 자동 이동식 정류장치를 감아올린 상태도Figure 7 state diagram wound up automatic mobile stop

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on main parts of the drawings

1 관랑 2 밸브 3 응집기1 corrugation 2 valve 3 flocculator

4 침전지 5 응집지 8 제어선4 Settler 5 Agglomerate 8 Control Line

9 제어기 10 손잡이 11,26 지지대9 Controller 10 Handle 11,26 Support

12,17,29 정류벽 13,14,15,16,20 정류공12,17,29 rectifier wall 13,14,15,16,20 rectifier

19 닫힌부분 22,28 연결끈 23 하중부19 Closed part 22,28 Connecting strap 23 Load part

24 모타 27 이동바퀴 30 감겨진정류벽24 Motor 27 Moving Wheel 30 Winding Rectifier Wall

이와 같은 정치상태의 침전조건을 형성하기 이해 전체 침전지를 2계열로 나누어 1계열(도1의 A,B침전지)은 처리수를 처리하고 다른 계열(도1의 C,D침전지)의 침전지에서는 정치상태에서 침전이 이루어지도록 한 다음 완전히 침전이 끝나면 처리수를 유입시켜 침전이 끝난 상징수를 유출시키고 또 다시 1계열(도1의 A,B침전지)의 침전지는 처리수를 차단하여 정치상태로 침전이 이루어지는 방식으로 일정주기로 침전(정치)-운전(처리수유입)이 교차되게 된다.In order to form the settling conditions of the stationary state, the whole sedimentation basin is divided into two series, and the first series (A and B settler in FIG. 1) treats the treated water and the settled place in the other series (C and D settler in FIG. 1). After the sedimentation is completed in the state, the treated water is introduced when the sedimentation is completed, and the sedimentation water is discharged after the sedimentation is completed. In this way, the sedimentation (politics) -operation (treatment water inflow) is crossed at regular intervals.

본 고안은 침전지에 일정 주기로 처리수를 유입 차단시키는 유입밸브(2)와 응집기(flocculator)(3)를 자동으로 연동시키는 자동제어기(9) 그리고 침전지내 이상적 흐름을 유도하는 정류장치(도2,도3,도6)와 상징수 월류웨어(6)로 구성된다.The present invention provides an automatic controller (9) for automatically interlocking the inflow valve (2) and the flocculator (3) for blocking the inflow of the treated water to the settling basin and a stop value for inducing an ideal flow in the settling basin (Fig. 2). 3, 6) and symbolic water overflow wear (6).

유입밸브는 자동제어가 가능한 전동밸브로 자동제어기에 의해 주기적으로 개폐되며 응집지(5) 유입부분에 설치된다. 응집지는 우류식과 기계식이 있은데 기계식일 경우 응집기(3)는 밸브가 개폐되는 주기와 같이 자동제어기에 의해 제어되며 제어기(9)는 연결선(8)에 의해 밸브, 응집기, 자동이동식정류장치 등으로 연결되어 운전을 제어한다.The inlet valve is an electric valve capable of automatic control and is periodically opened and closed by an automatic controller and is installed at the inlet of the coagulation paper 5. In the case of mechanical type, the flocculator 3 is controlled by an automatic controller, such as a cycle in which the valve is opened and closed, and the controller 9 is connected by a connecting line 8 to the valve, the flocculator, and the automatic rectifier. To control the operation.

고정식 정류장치(도2,도3)는 천이나 비닐, 프라스틱 등과 같이 설치와 철거가 가능한 재질을 사용하며 이동이나 철거시에는 손잡이(10)를 잡고 감아 올려(도4) 침전지 상부에서 쉽게 인력 이동이 가능하다Fixed stops (Figures 2 and 3) use materials that can be installed and dismantled, such as cloth, vinyl, and plastic, and when moving or dismantling, grab the handle 10 and wind it up (Figure 4) to easily move the manpower from the top of the sedimentation basin. This is possible

고정식정류장치(도2,도3)은 지지대(11)의 양쪽 끝이 침전지 상부에 걸쳐서 설치되며 정류벽(12)은 지지대에 연결끈(22)으로 연결되며 정류벽(12)이 일정한 형태와 충분한 지지력을 확보하기 위해 일정한 하중을 갖을 수 있도록 무거운 자재가 충진된 하중부(23)를 둔다.Stationary rectifier (Fig. 2, 3) is installed on both ends of the support 11 over the sedimentation basin and the rectifying wall 12 is connected to the support by a connecting string 22 and the rectifying wall 12 is of constant shape and The load portion 23 filled with a heavy material is placed so as to have a constant load to secure sufficient supporting force.

유공이 분포된 고정식정류장치(도2)의 정류공(13)은 정류벽(12) 전면에 균일하게 배치되거나 또는 침전지의 유속 분포에 따라 유속이 빠른 부분은 드물게 배치하고 유속은 느린부분은 촘촘하게 배치하는 방식으로 유공의 배치를 불균일하게 배치할 수 있고 전체적으로 정류공의 면적은 침전지 단면의 약 10%정도로 한다.The rectifier hole 13 of the fixed rectifier (FIG. 2) in which the holes are distributed is uniformly disposed on the front of the rectifying wall 12, or according to the flow rate distribution of the sedimentation basin, a portion having a high flow rate is rarely disposed and a portion having a slow flow rate is tightly. The arrangement of the holes can be arranged unevenly, and the area of the rectifying hole is approximately 10% of the cross section of the sedimentation basin.

정류공의 크기가 조절되는 고정식정류장치(도3)는 정류공(14)이 단순히 일정형태의 유공과 다르며 유속에 따라 자동적으로 유공면적이 조절되면서 정류효과를 증대시킬 수 있도록 고안되었다. 즉 정류공(14) 면적이 유속이 느린 곳에서는 도5의 15와 같이 열려있게 되고 유속이 빠른 곳에서는 16,19처럼 닫히게 되어 유속에 따라 자동으로 유공이 조절되게 되어 있다. 이와 같이 정류공이 조절되도록 하기 위해 도5의 닫히고 열리는 부분(19)이 연결되는 부분(21)은 비닐 등의 소재를 사용하여 열린상태(15)로 성형 제작하여 복원성과 탄력성을 갖추도록 하며 19와 같이 닫혔다가 15와 같이 복원되도록 한다.The fixed rectifier (FIG. 3), in which the size of the rectifying hole is adjusted, is designed to increase the rectifying effect while the rectifying hole 14 is different from a certain type of hole simply by automatically adjusting the pore area according to the flow rate. In other words, the area of the rectifying hole 14 is open as shown in 15 in FIG. 5 where the flow rate is slow, and closes like 16 and 19 in the place where the flow rate is fast, and the hole is automatically adjusted according to the flow rate. As such, the part 21 to which the closed and open part 19 of FIG. 5 is connected to the rectifying hole is controlled to be molded and manufactured in an open state 15 using a material such as vinyl to provide resilience and elasticity. Close it together and let it recover to 15.

고정식정류장치(도2,도3)는 침전지내 단독 또는 조합하여 적절한 위치에 여러 개를 설치할 수 있다.Stationary rectifiers (Fig. 2, Fig. 3) may be installed in the sedimentation basin alone or in combination in a suitable position.

자동이동식정류장치(도6)는 침전지 양쪽 상부에 레일을 설치하여 이 레일 위에 이동바퀴(27)를 올려 놓고 이동바퀴가 레일 위를 구르면서 침전지를 이동하게 되며 이 때 이동 속도는 침전지 수류의 평균유속과 동일하게 하여 침전지내 수류의 유속차이를 강제적으로 제어하여 수류의 흐름을 일정하게 제어하며 유입수와 상징수가 섞이는 것을 방지하게 된다. 자동이동식 정류장치의 정류벽(29)은 비닐이나 천, 프라스틱과 같은 감겨질 수 있는 재질을 사용하며 유공이 있는 경우와 유공이 없는 경우 모두 가능하며 연결끈(28)은 지지대(26)에 연결되며 이동바퀴 중앙에는 지지대가 통과되도록 제작된다.In the automatic rectifier (Fig. 6), rails are installed on both sides of the sedimentation basin, and the moving wheels 27 are placed on the rails so that the moving wheels roll over the rails to move the sedimentation basin. In the same way as the flow rate, the flow rate difference of the water flow in the sedimentation basin is forcibly controlled to control the flow of the water uniformly and to prevent the mixing of the influent and the symbolic water. The rectifying wall 29 of the automatic stop is made of a material that can be wound, such as vinyl, cloth, or plastic, and can be used if there is a hole or no hole, and the connecting strap 28 is connected to the support 26. The support is made to pass through the center of the wheel.

자동이동식 정류장치는 침전지내 처리수가 유입되어 평균유속과 동일하게 침전지를 이동하므로써 침전지내 유속차를 강제적으로 균일하게 하며 침전지의 첫 월류웨어 부분에 도착하기 직전에 자동제어기(9)에 의해 유입밸브(2)가 차단되고 자동이동식정류장치는 이동이 정지되며 정류벽(29)은 모타(24)에 의해 감아 올려져(도7) 침전지 전단으로 레일을 따라 이동하게 되고 침전지는 정치상태로 전환되게 된다. 즉 자동이동식 정류벽은 침전이 끝난 계열의 침전지에 처리수를 유입시킬 때 침전지 전단에서 수류와 함께 이동하면서 처리수가 침전수와 섞이지 않고 일정한 수평류를 형성하면서 상징수만을 월류웨어(6)로 유출시키는 역할을 한다.The automatic stop stops the treated water in the sedimentation basin and moves the sedimentation basin equally to the average flow rate, thereby forcibly uniformizing the flow velocity difference in the sedimentation basin. 2) is blocked and the automatic rectifier is stopped and the rectifying wall 29 is wound up by the motor 24 (Fig. 7) to move along the rail to the front of the sedimentation basin, and the sedimentation basin is converted into a stationary state. That is, the automatic rectifying wall flows with the water flow at the front of the sedimentation basin when the treated water flows into the sedimentation basin of the sedimentation series, and the treated water does not mix with the sedimentation water and forms a constant horizontal flow, and only the symbolic water flows out into the overflowware (6). It plays a role.

정류장치는 고정식(도2,도3)과 자동식(도6) 중에서 선택적으로 설치할 수 있다.The stop value may be selectively installed among the fixed type (FIG. 2, 3) and the automatic type (FIG. 6).

월류웨어는 침전지내의 유입수가 일정시간 충분히 침전된 후에 재차 유입수가 유입되면서 침전이 끝난 상징수가 유출되게 하는 시설로 유입수에 의해 침전슬러지가 재차 상승하지 않도록 충분한 월류길이를 확보한다.The overflowware is a facility that allows the influent to flow again after the inflow of sediment in the sediment is sufficiently settled for a certain period of time.

본 고안의 회분식침전지는 기존의 횡류식침전지보다 약30% 이상의 침전효율 향상을 기대할 수 있어 이에 따라 30% 이상의 생산량을 증산할 수 있으며 또한 후속공정부하 감소에 따른 운전비용 절감, 약품비 감소 효과를 기대할 수 있고 하,정수장의 수질 안전성를 크게 높일 수 있는 새로운 형태의 침전지다.The batch type precipitator of the present invention can expect more than about 30% of sedimentation efficiency improvement compared to the conventional cross flow type of precipitating type battery, and can increase production by more than 30%. It is a new type of sedimentation basin that can greatly improve the water quality safety of sewage and purification plants.

Claims

In batch type batch battery, the inlet valve and agglomerator are automatically linked and controlled by the hourly automatic controller, and there is a stop that induces horizontal flow in the settling basin.

The mobile rectifier (Fig. 6) is a batch type settling battery, characterized in that the operation is controlled by an automatic controller, which is composed of a rail and a moving wheel and a rectifying wall for improving the flow of water flow.

Fixed rectification device (Fig. 2, Fig. 3) in the paragraph 1 is a rectifying hole of a certain type is disposed on the rectifying wall of the material (cloth, vinyl, etc.) that can be installed, moved, and dismantled (Fig. 5) Batch type battery, characterized in that