KR20020053699A - A swage treatment device in using ultrasonic wave - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A sewage treatment device using ultrasonic wave which can purify sewage by performing precipitation, flocculation, foam control, coagulation and dispersion using the property of ultrasonic wave such as acoustic radiation pressure, straight jet, standing wave and directivity is provided to reduce the time of purification without the dosage of additives. CONSTITUTION: The device comprises an ultrasonic wave creation part(4) which is composed of a constant voltage creator(1), an electric power controller(2), a timer(5) and an ultrasonic wave creator, an ultrasonic wave oscillators(6a,6b,6c,6d) which transmit ultrasonic wave into sewage through transducer and horns, a sewage drainage pipe(13) and a gas emission pipe(17) at the upper part of the device, a sewage treatment tank(10) which has big sediment discharge pipe(14) and valve(15) that discharge sediment into sediment compression tank(30), sewage stabilization tanks(20a,20b,20c,20d) installed in series of which each tank has a gas emission pipe at the upper part and has a small sediment discharge pipe(21) and valves(22a,22b,22c,22d) at the lower part, a piston(32), a sewage return pipe(33) and an inlet of solid(34) which is contained in the sediment discharge pipe, a water quality inspection tank(40).

Description

초음파를 이용한 하수처리장치{A swage treatment device in using ultrasonic wave}Sewage treatment device in using ultrasonic wave

본 발명은 본 출원인이 기 출원, 등록한 국내특허등록 제 110354호의 "액체 연료의 초음파 무화기" 에서 제공한 초음파 에너지가 가지고 있는 특성인자의 원리를 하수정화처리 분야에 적용한 것으로 초음파 에너지의 특성인자에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.The present invention applies the principle of the characteristic factor of the ultrasonic energy provided by "Applicant's patent application No. 110354" Ultrasonic atomizer of liquid fuel "to the sewage purification treatment field. Briefly described as follows.

음의 방사압(放射壓, acoustic radiation pressure)이란 음의 강도가 어느 임계값(큰 진폭)을 넘으면 초음파 진동과 동시에 매질 자체도 이동(진동)하는 현상으로, 이것을 하수처리에 이용하면 오수(汚水)에 포함된 이물질의 분산(分散), 침전(沈澱), 침강(沈降), 포말 억제(泡沫 抑制), 응집(凝集), 중합(重合) 등이 용이하게 일어난다.Acoustic radiation pressure is a phenomenon in which when the intensity of sound exceeds a certain threshold (large amplitude), the medium itself moves (vibrates) at the same time as ultrasonic vibration, and it is used for sewage treatment. Dispersion, sedimentation, sedimentation, foam suppression, coagulation, polymerization and the like easily occur.

음의 직진류(直進流, straight jet)란 초음파 진동이 생길 때 앞으로 진행하는 액체의 흐름으로 이것에 의해 분산(分散), 침전(沈澱), 중합(重合), 응집(凝集) 등 여러 가지 반응이 촉진된다.Negative straight flow is a flow of liquid that advances when ultrasonic vibrations occur, which causes various reactions such as dispersion, precipitation, polymerization, and agglomeration. This is facilitated.

정재파(定在波, 또는 定常波, standing wave)란 도 2와 같이 평면 음파가 넓은 평면 벽의 경계에 직각으로 입사하였을 때 입사파(入射波)와 반사파(反射波)가 겹쳐져 진행하지 않는 음파로, 공진(共振, resonance)이 발생하게 되면 진폭이 최대가 되며 반대로 진폭이 0이 될 때는 압력이 최대가 되는데, 이 작용으로 초음파가 강하게 작용하는 부위에 있는 이물질에는 탈락(脫落), 분산(分散), 요동(搖動)등이 일어난다.Standing waves (standing waves, or standing waves) are sound waves in which the incident wave and the reflected wave do not progress when the plane sound wave is incident at right angles to the boundary of the wide plane wall as shown in FIG. 2. When resonance occurs, the amplitude is maximum, and when the amplitude is 0, the pressure is maximum. This action causes the foreign substances in the area where the ultrasonic wave is strongly applied to drop off and disperse. ), Fluctuations, and so on.

초음파의 지향성(指向性, directivity)이란 주파수의 고저에 따라 음이 일정 방향으로 강하게 방사되는 성질로서, 주파수가 크고 높은 음은 진동면의 정면 방향에만 집중방사(集中放射)되고, 주파수가 작고 낮은 음은 정면뿐만 아니라 횡방향으로도 방사된다. 주파수가 높을수록 지향성은 날카로워지며, 음원의 크기가 다를 때에는 도 3과 같이 음원의 직경 D나 파장λ와의 비가 클수록 지향성이 예리하게 나타나게 되는데, 이 때 이물질의 응집(凝集), 중합(重合), 침강(沈降) 등이 가속화된다.The directivity of ultrasonic waves is a property in which sound is radiated strongly in a certain direction according to the height of the frequency. The sound having a large frequency and high is concentrated only in the front direction of the vibration surface, and the sound having a low frequency and low frequency. Radiates not only in the front but also in the transverse direction. The higher the frequency, the sharper the directivity, and when the size of the sound source is different, as shown in Fig. 3, the larger the ratio between the diameter D and the wavelength λ , the sharper the directivity appears. At this time, the cohesion and polymerization of foreign matters Sedimentation is accelerated.

초음파 공동현상(超音波 空洞現像, ultrasonic cavitation)이란 매질 입자(媒質 粒子)에 매우 큰 가속도를 줄 수 있는 초음파를 가하면, 액체 중에 용존(溶存)하고 있는 공기 분자(cavitation nuclei, 기포 핵)가 집합(集合), 성장(成長), 발달(發達)에서부터 압괴(押塊)에까지 이르는 현상을 말한다.Ultrasonic cavitation refers to the collection of air molecules (cavitation nuclei, bubble nuclei) that are dissolved in a liquid by applying ultrasonic waves that can give a very large acceleration to media particles. It refers to a phenomenon ranging from agglomeration, growth, and development to collapse.

액체는 그 종류, 온도 및 압력에 따라 다소 차이는 있으나 기체를 용존하고 있으므로 초음파를 가하면 원자나 분자 크기에 비례하는 크기의 공동(cavity) 또는 기포(air bubble)가 성장하고, 그 때 시작하는 최소의 종자(種子)를 공동현상 핵(cavitation nuclei, 기포 핵)이라고 부른다. 이와 같은 공동현상 분열(cavitation burst)은 도 4의 (A)와 같이 점 또는 구형 음원(球形 音源)의 경우에는 초음파에 의한 매질이 팽창과 압축이 반복되면서 소밀파(疏密波)가 생기게 되고, 이것을 도 4의 (B)에서와 같이 음압 P와 시간 t의 관계로 나타내면 정압P 0 (보통 1기압이다)를 중심으로 음압의 증감(增減)이 일어난다.Liquids are somewhat different depending on their type, temperature, and pressure, but because they are gaseous, the ultrasonic wave grows a cavity or air bubble of a size proportional to the size of an atom or molecule, and the minimum starting point Seeds of are called cavitation nuclei (bubble nuclei). In the cavitation burst as shown in FIG. 4A, in the case of a point or a spherical sound source, as the medium is repeatedly expanded and compressed by ultrasonic waves, a small density wave is generated. When this is represented by the relationship between the sound pressure P and the time t as shown in Fig. 4B, the increase or decrease of the sound pressure occurs around the static pressure P 0 (usually 1 atm).

도 4의 (A)는 초음파의 출력(음압 진폭, 音壓 振幅)이 작은 경우로서, 과압(過壓)과 부압(負壓)의 크기 차이가 작게 나타나나, 도 4의 (B)는 출력이 큰 경우로서, 과압과 부압의 크기 차이가 매우 크게 나타난다. 이 부압의 크기에 따라 액체가 끌어 당겨지게 되고, 액체 중의 기포 핵이나 액존(液存) 공기 분자가 집합하거나 생장(生長)함에 따라 공동(空洞, 기포)은 2의 상태가 된다. 이후 기포는 더욱이 발달하여 3에서 최대가 된 후 차츰 압축되어 4에서 공동소멸(空洞消滅) 또는 소공동(小空洞, 기포)인 상태에서 단열압축(순간적인 현상이기 때문에, 근사적으로 단열(斷熱)만 한다)되어 5에서 보는 바와 같이 고온고압의 미소 기포(微少 氣泡)가 되고, 6에서 파괴되어 분자 형태로 미세하게 분열된다.4A illustrates a case where the output of the ultrasonic waves (sound pressure amplitude, sound pressure) is small, and the magnitude difference between the overpressure and the negative pressure is small, but FIG. 4B shows the output. In this large case, the magnitude difference between the overpressure and the negative pressure is very large. According to the magnitude of this negative pressure, the liquid is attracted, and as the bubble nucleus and liquid air molecules in the liquid collect or grow, the cavity becomes a state of two. Since the bubble is further developed and maximized at 3, it is gradually compressed and then adiabatic compression (temporary phenomenon) in the state of co-disintegration or small cavity at 4, which is approximate insulation. As shown in Fig. 5, it becomes a microbubble of high temperature and high pressure, is broken at 6, and is finely divided into a molecular form.

파괴가 일어나는 순간에는 기포에 수백 ℃의 고온과 수십 ㎏/㎠ 압력의 충격파(衝擊波)가 발생하게 되는데, 이러한 작용에 의해 액체 내에 격렬한 잡음이 발생하면서, 액체가 충돌하여 합쳐지거나 파괴되기도 하고, 방사압(放射壓, acoustic radiation pressure)이나 직진류(直進流)가 가해져 액면(液面)이 발달하여 위로 치솟아 올라 유괴(流塊)가 생기면서 고유 주파수의 예리한 분무(噴霧)가 발생하게 되는데, 이 분열 과정은 도 4의 (C)에 나타나 있다. 또한 도 4의 (D)에서와 같이 액면에서 약간 큰 중간 입자로서 파괴된 액적(液滴) a는 그 중의 공동현상 기포(cavitation bubble)의 파괴 b에 의해서 c → d → e 와 같이 미소분무로 재분열(再分裂)되기도 한다.When the breakdown occurs, the bubble generates a shock wave of high temperature of several hundred degrees Celsius and several tens of kilograms per square centimeter, which causes intense noise in the liquid, colliding and coalescing or destroying the liquid. Acoustic radiation pressure or rectilinear flow is applied, and the liquid level develops and rises upward, causing abduction, and sharp atomization of natural frequency occurs. This cleavage process is shown in Fig. 4C. Also, as shown in (D) of FIG. 4, the droplet a which is broken up as a slightly larger intermediate particle at the liquid level is subjected to microspray as in c → d → e by the destruction b of the cavitation bubble therein. Sometimes it is repartitioned.

한편 초음파의 공동현상 효과는 특히 강력 초음파(high-intensity ultrasonics) 응용 분야에서 응집(凝集), 분무(噴霧), 세정(洗淨), 확산속도(擴散速度) 및 반응속도 촉진이나 고분자(高分子)의 핵중합(核重合), 술의 숙성(熟成), 의학 치료나 수술 등에도 유익하게 이용되어 왔다.On the other hand, the cavitation effect of ultrasonic waves is particularly effective in the application of high-intensity ultrasonics, such as coagulation, spraying, cleaning, diffusion rate and reaction rate, or high molecular weight. It has been used advantageously for nuclear polymerization of liquor, aging of liquor, medical treatment and surgery.

본 발명은 이러한 초음파 에너지의 특성인자를 응용한 하수처리장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 오수 처리조 둘레에 방사형으로 장착된 다수의 초음파 발진 장치에서 송출되는 초음파 에너지의 특성인자를 이용해 오수 중의 이물질을 분산(分散), 침전(沈澱), 침강(沈降), 포말 억제(泡沫 抑制), 응집(凝集), 중합(重合)하여 정화시킬 수 있도록 함으로써 첨가제를 투여하지 않고도 단시간 내에 하수를 정화처리하는 것이 가능한 하수처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage treatment apparatus using the characteristic factor of the ultrasonic energy, and more specifically, to the foreign matter in the sewage using the characteristic factor of the ultrasonic energy transmitted from a plurality of ultrasonic oscillators mounted radially around the sewage treatment tank. It is possible to purify the sewage in a short time without administration of additives by dispersing, sedimentation, sedimentation, foam suppression, coagulation and polymerization. It is possible to provide a sewage treatment apparatus.

각종 산업시설이나 일반 가정에서 배출되는 하수(下水)를 정화하는 데에는 현재까지 주로 물리적 처리 방법, 화학적 처리 방법, 미생물에 의한 처리 방법 등이 사용되어 왔다. 그러나 이러한 처리 방법들은 정화처리에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 부유물을 플록(flock)화하거나 분해하기 위해 투여하는 각종 첨가제가 오히려 제 2의 오염원을 형성하는 등 수질환경에 심각한 문제를 야기하고 있다.In order to purify sewage discharged from various industrial facilities and general households, physical treatment methods, chemical treatment methods, and microbial treatment methods have been mainly used. However, these treatment methods not only take a long time to purify, but also cause serious problems in the water environment, such as various additives administered to flocculate or decompose the suspended matter, rather forming a second pollutant.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명자에 의해 기 출원, 등록된 특허 제 110354호 "액체 연료의 초음파 무화기"의 원리를 이용하여 초음파 에너지의 특성인자인 방사압, 직진류, 정재파, 지향성 등을 적절하게 이용함으로써 초음파 공동현상(超音波 空洞現像, ultrasonic cavitation)을 극대화시켜 각종 오수에 포함된 이물질의 침전(precipitation), 침강(flocculation), 포말억제(foam control), 응집(agglutination), 분산작용(dispersion)을 촉진함으로써 첨가제를 투여하지 않고도 단시간 내에 오수를 정화처리하는 것이 가능한 하수처리장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above, by using the principle of the present invention, patent application No. 110354 "Ultrasonic atomizer of liquid fuel" using the principle of the ultrasonic energy, radial pressure, direct current Ultrasonic cavitation by maximizing ultrasonic wave, standing wave, directivity, etc. to maximize the precipitation, flocculation, foam control, flocculation of foreign substances in various sewage It is an object of the present invention to provide a sewage treatment apparatus capable of purifying sewage in a short time without administering an additive by promoting agglutination and dispersion.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정전압기와 전력 입력 조절기, 타이머 및 초음파 발생장치로 구성된 초음파 발생부와 초음파 진동자와 초음파 혼으로 구성된 초음파 발진부, 상부에 상기 초음파 발진부가 방사형으로 다수 배치된 오수 처리조, 미세한 이물질을 침전시키기 위해 직렬로 연결된 다단의 하수 안정조, 오수 처리조와 하수 처리조에서 배출된 침전물을 압축·탈수하여 고형물로 처리하는 침전물 압축조 및 수질 검사조로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic generator comprising a constant voltage generator, a power input controller, a timer, and an ultrasonic generator, an ultrasonic oscillator configured by an ultrasonic vibrator and an ultrasonic horn, and filthy water in which a plurality of the ultrasonic oscillators are radially disposed. Treatment tank, sewage stabilization tank of multiple stages connected in series to settle fine foreign matter, sewage treatment tank and sediment compression tank for compressing and dehydrating the sediment discharged from the sewage treatment tank and water treatment tank characterized in that it consists of.

도 1은 본 발명에 의한 하수처리장치의 구성요소들을 도시한 개략도1 is a schematic view showing the components of the sewage treatment apparatus according to the present invention

도 2는 반사파에 의한 정재파의 진폭과 압력 분포를 나타내는 모델2 is a model showing the amplitude and pressure distribution of standing waves by reflected waves

도 3은 음원의 직경(D)과 음파(λ)의 파장에 따른 지향성의 변화를 나타내는 모델3 is a model showing the change in directivity according to the diameter (D) of the sound source and the wavelength of the sound wave ( λ )

도 4는 초음파 공동현상 분열을 나타내는 모델4 is a model showing the ultrasonic cavitation cleavage

도 5는 초음파 발생·발진장치의 작동원리를 도시한 흐름도5 is a flowchart showing the operating principle of the ultrasonic wave generator / oscillator.

도 6은 오수 처리조의 횡단면도6 is a cross-sectional view of the sewage treatment tank.

도 7은 오수 처리조의 종단면도7 is a longitudinal sectional view of the sewage treatment tank;

도 8은 침전물 압축조의 단면도8 is a cross-sectional view of the sediment compression tank

도 9는 침전물 압축조의 사용상태도9 is a state of use of the precipitate compression tank

도 10은 하수 안정조의 단면도10 is a cross-sectional view of the sewage stabilizer

도 11은 수질 검사조의 단면도11 is a cross-sectional view of the water quality inspection tank

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

1 : 정전압기 2 : 전력 입력 조절기1: constant voltage regulator 2: power input regulator

3 : 초음파 발생장치 4 : 초음파 발생부3: ultrasonic generator 4: ultrasonic generator

5 : 타이머 6a, 6b, 6c, 6d : 초음파 발진부5: Timer 6a, 6b, 6c, 6d: Ultrasonic Oscillator

7 : 초음파 진동자 8a, 8b, 8c, 8d : 초음파 혼7: ultrasonic vibrator 8a, 8b, 8c, 8d: ultrasonic horn

10 : 오수 처리조 11a, 11b : 선회유도 흡입파이프10: sewage treatment tank 11a, 11b: turning induction suction pipe

12 : 오수 흡입펌프 13 : 오수 배출파이프12: sewage suction pump 13: sewage discharge pipe

14 : 침전물 배출파이프(대) 15 : 침전물 배출밸브(대)14: sediment discharge pipe (large) 15: sediment discharge valve (large)

16 : 검사유리 17 : 가스 배기파이프16 inspection glass 17 gas exhaust pipe

18 : 가스 배기펌프18: gas exhaust pump

20a, 20b, 20c, 20d : 하수 안정조 21 : 침전물 배출파이프(소)20a, 20b, 20c, 20d: sewage stabilizer 21: sediment discharge pipe (small)

22a, 22b, 22c, 22d : 침전물 배출밸브(소)22a, 22b, 22c, 22d: sediment discharge valve (small)

30 : 침전물 압축조 31 : 배압판30 sediment compression tank 31 back pressure plate

32 : 피스톤 33 : 오수 반송파이프32: piston 33: sewage return pipe

34 : 고형물 배출구 35a, 35b : 멈춤턱34: solid discharge port 35a, 35b: stop jaw

36 : 이송수단36: transfer means

40 : 수질 검사조 41 : 검사구40: water quality inspection tank 41: inspection port

42 : 하수 배출밸브 43 : 하수 배출파이프42: sewage discharge valve 43: sewage discharge pipe

이하 본 발명에 따른 초음파를 이용한 하수처리장치를 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a sewage treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

초음파를 이용한 하수처리장치는 도 1과 같이 정전압기(1)와 전력 입력 조절기(2), 타이머(5) 및 초음파 발생장치(3)로 구성된 초음파 발생부(4)와 초음파 진동자(7)와 초음파 혼(8a)(8b)(8c)(8d)으로 구성된 초음파 발진부(6a)(6b)(6c)(6d), 상부에 상기 초음파 발진부(6a)(6b)(6c)(6d)가 방사형으로 다수 배치된 오수 처리조(10), 미세한 이물질을 침전시키기 위해 직렬로 연결된 다단의 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d), 오수 처리조(10)와 하수 처리조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 배출된 침전물을 압축·탈수하여 고형물로 처리하는 침전물 압축조(30) 및 수질 검사조(40)로 구성된다.The sewage treatment apparatus using ultrasonic waves includes an ultrasonic generator 4 and an ultrasonic vibrator 7 including a constant voltage generator 1, a power input controller 2, a timer 5, and an ultrasonic generator 3 as shown in FIG. Ultrasonic oscillation parts 6a, 6b, 6c, 6d composed of ultrasonic horns 8a, 8b, 8c, and 8d, and the ultrasonic oscillation parts 6a, 6b, 6c, and 6d on top are radial. Sewage treatment tank 10 arranged in multiple, sewage stabilization tank 20a (20b) (20c) (20d) of the multi-stage connected in series to precipitate fine foreign matter, sewage treatment tank 10 and sewage treatment tank (20a) It consists of a sediment compression tank (30) and a water quality inspection tank (40) for compressing and dewatering the precipitate discharged from the (20b) (20c) (20d) to treat it as a solid.

초음파 발생부(4)는 도 1과 같이 오수 처리조(10) 외부에 별도의 시설을 갖추고 있으며, 초음파 발생에 필요한 전압을 항상 일정하게 유지시키기 위한 정전압기(1)와 초음파의 강도를 조절하기 위한 전력 입력 조절기(2)를 비롯해 조사시간을 조절하는 타이머(5), 도 5와 같이 진동부와 증폭부 및 주파수 조절부를 갖는 초음파 발생장치(3)로 구성되어 있다.The ultrasonic generator 4 has a separate facility outside the sewage treatment tank 10 as shown in FIG. 1, and adjusts the intensity of the constant voltage generator 1 and the ultrasonic wave to maintain a constant voltage necessary for generating ultrasonic waves at all times. In addition to the power input controller (2) for the timer 5 for adjusting the irradiation time, as shown in Figure 5 is composed of an ultrasonic generator (3) having a vibrating portion, an amplifying portion and a frequency adjusting portion.

초음파 발진부(6a)(6b)(6c)(6d)는 도 6과 같이 오수 처리조(10) 둘레에 방사형으로 다수 배치되어 있으며 초음파 진동자(transducer)(7)와 초음파 혼(horn)(8a)(8b)(8c)(8d)을 통해 오수 내로 초음파 에너지를 출력한다.Ultrasonic oscillators 6a, 6b, 6c, 6d are arranged radially around the sewage treatment tank 10, as shown in FIG. 6, and have an ultrasonic transducer 7 and an ultrasonic horn 8a. Ultrasonic energy is output into the wastewater through (8b) (8c) and (8d).

오수 처리조(10)의 상부에는 도 6과 같이 상기 초음파 발진부(6a)(6b)(6c)(6d)가 방사형으로 다수 배치되어 있으며, 도 7과 같이 정화처리과정 중 발생하는 가스를 배기하기 위한 가스 배기파이프(17)와 초음파에 의해 정화처리된 1차 처리수를 배출하기 위한 오수 배출파이프(13)가 위치한다. 오수 처리조(10) 하부에는 도 7과 같이 유입된 오수가 오수 처리조(10) 내부에서 선회류를 형성하도록 원형의 오수 처리조(10)에 대해 접선 방향으로 연결되는 다수의 선회유도 흡입파이프(11a)(11b)와, 침전물을 침전물 압축조(30)로 배출하기 위한 침전물 배출파이프(대)(14) 및 침전물 배출밸브(대)(15), 침전물의 상태를 관찰하기 위한 검사유리(16)가 설치되어 있다.The ultrasonic oscillation unit 6a, 6b, 6c, 6d is arranged radially on the top of the sewage treatment tank 10, and to exhaust the gas generated during the purification process as shown in FIG. There is a gas exhaust pipe 17 and a wastewater discharge pipe 13 for discharging the primary treated water purified by ultrasonic waves. In the lower part of the sewage treatment tank 10, a plurality of turning induction suction pipes connected in a tangential direction to the circular sewage treatment tank 10 to form a swirl flow in the sewage treatment tank 10 as shown in FIG. 7. (11a) (11b), sediment discharge pipe (large) 14 and sediment discharge valve (large) 15 for discharging sediment into the sediment compression tank 30, and inspection glass for observing the state of sediment ( 16) is installed.

하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)는 도 1과 같이 직렬로 다단 연결되어 오수처리조(10)에서 초음파에 의해 정화된 1차 처리수 내의 보다 미세한 이물질들을 침전시키기 위한 것으로, 도 10과 같이 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d) 상부에는 정화처리과정 중 발생하는 가스를 배기하기 위한 가스 배기파이프(17)가 위치하며, 하부에는 침전물을 침전물 압축조(30)로 배출하기 위한 침전물 배출파이프(소)(21) 및 침전물 배출밸브(소)(22a)(22b)(22c)(22d)가 설치되어 있다.The sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d are connected in series as shown in FIG. 1 to precipitate finer foreign matter in the primary treatment water purified by ultrasonic waves in the sewage treatment tank 10. 10, the gas exhaust pipe 17 for exhausting the gas generated during the purification process is located above the sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d, and the sediment compression tank is located below. A sediment discharge pipe (small) 21 and a sediment discharge valve (small) 22a, 22b, 22c and 22d for discharging to 30 are provided.

침전물 압축조(30)는 도 8과 같이 상기 오수 처리조(10)와 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 각각 처리된 침전물이 유입되는 침전물 배출파이프(대)(11)와 침전물 배출파이프(소)(21)가 상부에 위치하고, 전방에는 침전물을 압축·탈수하기 위한 피스톤(32)이 설치되어 있으며, 후방에는 침전물의 후퇴와 유출을 방지하기 위한 배압판(31)이 나사이송 등 기타방법으로 전후 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 한편 하부에는 침전물의 압축·탈수 처리 후 배출된 오수를 재차 오수 처리조(10)로 보내기 위한 오수 반송파이프(33)과 고형물 배출구(34)가 형성되어 있으며, 상기 고형물 배출구(34) 전방에는 침전물 압축·탈수시 배압판(31)을 지지하기 위한 멈춤턱(35a)(35b)이 설치되어 있다.The sediment compression tank 30 is a sediment discharge pipe (large) 11 into which the sediment treated in the sewage treatment tank 10 and the sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d flows, respectively, as shown in FIG. ) And a sediment discharge pipe (small) 21 are located at the upper portion, and a piston 32 for compressing and dewatering the sediment is installed at the front, and a back pressure plate 31 for preventing the retreat and outflow of the sediment. It is configured to move back and forth by other means such as screw transfer. On the other hand, a sewage conveying pipe 33 and a solid discharge port 34 for sending the sewage discharged after the compression and dehydration treatment of the sediment back to the sewage treatment tank 10 are formed, and the sediment in front of the solid discharge port 34. A stopper 35a, 35b for supporting the back pressure plate 31 at the time of compression and dehydration is provided.

수질 검사조는 도 11과 같이 상기 오수 처리조(10)와 다단의 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 처리된 처리수가 집결되며 처리수의 정화 정도를 육안으로 확인 가능하도록 검사구(41)와 하수 배출밸브(42)와 하수 배출파이프(43)가 형성되어 있다.The water quality inspection tank collects the treated water treated in the sewage treatment tank 10 and the multi-stage sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d as shown in FIG. 11 so that the degree of purification of the treated water can be visually confirmed. The inspection port 41, the sewage discharge valve 42, and the sewage discharge pipe 43 are formed.

이하 본 하수처리장치를 통해 오수가 처리되는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process of treating sewage through the sewage treatment apparatus will be described in detail.

이물질이 포함된 오수가 원형의 오수 처리조(10)에 대해 접선 방향으로 형성된 다수의 선회유도 흡입파이프(11a)(11b)를 통해 오수 처리조(10)로 유입되면 초음파 에너지가 오수 내의 이물질에 고루 침투할 수 있도록 오수 처리조(10) 내부를 선회하게 되며, 이 때 사용자가 오수 내에 포함된 이물질의 종류나 비중, 점도 등을 감안하여 전력 입력 조절기(2)와 타이머(5)를 조작함으로써 정화처리에 필요한 강도와 조사시간을 결정하게 된다.When the wastewater containing foreign matters flows into the sewage treatment tank 10 through a plurality of turning induction suction pipes 11a and 11b formed in a tangential direction with respect to the circular sewage treatment tank 10, ultrasonic energy is transferred to the foreign matter in the wastewater. The inside of the sewage treatment tank 10 to be evenly penetrated, and at this time, the user operates the power input controller 2 and the timer 5 in consideration of the kind, specific gravity, and viscosity of the foreign matter contained in the sewage. The intensity and irradiation time required for the purification process will be determined.

오수 처리조(10) 둘레에 방사형으로 장착된 초음파 발진부(6a)(6b)(6c)(6d)에서 초음파가 선회하고 있는 오수 내부로 조사되면 초음파 에너지가 오수 속에 포함된 이물질에 침입하여 초음파 공동 현상을 일으키면서 응집, 중합, 재중합, 포말 억제 등의 반응을 촉진하므로 이물질이 침전하게 된다. 침전된 이물질은 침전물 배출파이프(대)(14)를 통해 침전물 압축조(30)로 배출되며 초음파에 의해 정화된 1차 처리수는 직렬 연결된 다단의 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)로 유입되는데, 이때 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 침전된 미세 부유물은 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d) 하부에 형성된 침전물 배출파이프(소)(21)를 통해 침전물 압축조(30)로 배출된다. 최종단 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 최종 정화처리를 마친 처리수는 수질 검사조(40)에서 검사구(41)를 통해 육안으로 최종검사한 후에 하수 배출파이프(43)로 배출되며, 오수 처리조(10)와 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서의 오수처리과정 중 발생한 가스는 가스 배기파이프(17)를 통해 배기된다.When ultrasonic waves are radiated from the ultrasonic oscillation units 6a, 6b, 6c, and 6d radially mounted around the sewage treatment tank 10, ultrasonic energy penetrates the foreign matter contained in the sewage and ultrasonic cavity As it promotes reactions such as aggregation, polymerization, repolymerization, and foam suppression, foreign substances precipitate. The precipitated foreign matter is discharged to the sediment compression tank 30 through the sediment discharge pipe (large) 14, and the primary treated water purified by the ultrasonic wave is a series of sewage stabilizers 20a, 20b and 20c connected in series. (20d), where the fine suspended matter precipitated in the sewage stabilization tank (20a) (20b) (20c) (20d) sediment discharge pipe formed in the sewage stabilization tank (20a) (20b) (20c) (20d) It is discharged to the sediment compression tank 30 through the (small) 21. The final stage sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d have undergone the final purification treatment, after the final inspection visually through the inspection port 41 in the water quality inspection tank 40. 43, the gas generated during the sewage treatment in the sewage treatment tank 10 and the sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d is exhausted through the gas exhaust pipe 17.

한편 오수 처리조(10)와 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 배출한 침전물들이 침전물 압축조(30)로 유입되어 고형물 배출구(34) 전방에 위치시킨 배압판(31)과 피스톤(32) 사이에 쌓이게 되면, 도 9와 같이 배압판(31)을 고형물 배출구(34) 전방으로 이동시키고 멈춤턱(35a)(35b)을 삽입하여 배압판(31)의 후퇴를 방지한 후 고형물 배출구(34) 전방까지 행정거리를 갖는 피스톤(32)을 작동시켜 침전물을 압축·탈수한다. 이 때 이물질 중에 포함된 수분은 오수 반송파이프(33)를 통해 오수 처리조(10)로 재차 유입되고, 압축·탈수된 고형물은 멈춤턱(35a)(35b)을 제거한 후 배압판(31)을 고형물 배출구(34) 후방으로 이송시키고 피스톤(32)을 재작동하면 고형물 배출구(34)를 통해 배출되어 이송수단(36)에 적재된다.Meanwhile, the sediment discharged from the sewage treatment tank 10 and the sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d flows into the sediment compression tank 30 and is located in front of the solid discharge port 34. When stacked between the piston and the piston 32, the back pressure plate 31 is moved to the front of the solid outlet 34 as shown in FIG. 9 and the stoppers 35a and 35b are inserted to prevent the back pressure plate 31 from retreating. After that, the piston 32 having a stroke distance to the front of the solid discharge port 34 is operated to compress and dehydrate the precipitate. At this time, the water contained in the foreign matter is introduced again into the sewage treatment tank 10 through the sewage conveying pipe 33, and the compressed and dehydrated solids are removed after the stop jaw 35a and 35b are removed. When it is conveyed to the rear of the solid discharge port 34 and the piston 32 is reactivated, the solid discharge port 34 is discharged through the solid discharge port 34 and loaded on the transfer means 36.

상기한 본 발명에 의해 제작된 초음파를 이용한 하수처리장치는, 이물질의 분해와 응집에 필요한 첨가제를 사용하지 않고서도 이물질의 조건에 따라 초음파 에너지의 강도와 조사시간을 조절함으로써 오수 내에 포함된 이물질들을 응집, 중합, 침전시켜 정화처리하므로 2차 오염원을 생성하지 않고, 정화시간이 단축되며, 사용방법 또한 간편하기 때문에 각종 산업 폐수, 농·축산 폐수, 오염 해수 등의 정화에 널리 이용할 수 있다.The sewage treatment apparatus using ultrasonic waves produced by the present invention described above, by controlling the intensity and irradiation time of the ultrasonic energy according to the conditions of the foreign substances without using the additives necessary for decomposition and aggregation of the foreign substances to remove the foreign substances contained in the sewage Because of the flocculation, polymerization and precipitation to purify, the purification time is shortened without generating secondary pollutants, and the method of use is also simple. Therefore, it can be widely used for the purification of various industrial wastewater, agricultural and livestock wastewater, and contaminated seawater.

Claims (1)

정전압기(1)와 전력 입력 조절기(2), 타이머(5), 진동부와 증폭부 및 주파수 조절부를 갖는 초음파 발생장치(30)로 구성된 초음파 발생부(4)와;An ultrasonic generator (4) comprising a constant voltage generator (1), a power input controller (2), a timer (5), an ultrasonic generator (30) having a vibrator, an amplifier, and a frequency controller; 초음파 진동자(transducer)(7) 및 초음파 혼(horn)(8a)(8b)(8c)(8d)을 통해 상기 초음파 발생부(4)에서 발생한 초음파 에너지를 오수 내로 출력하는 초음파 발진부(6a)(6b)(6c)(6d)와;Ultrasonic oscillator 6a for outputting the ultrasonic energy generated by the ultrasonic generator 4 into the sewage through an ultrasonic transducer 7 and ultrasonic horns 8a, 8b, 8c and 8d. 6b) 6c) 6d; 상부에는 방사형으로 다수 배치된 상기 초음파 발진부(6a)(6b)(6c)(6d)와 오수 배출파이프(13) 및 가스 배기파이프(17)가 설치되어 있고, 하부에는 유입된 오수가 오수 처리조(10) 내부에서 선회류를 형성하도록 접선 방향으로 연결되는 다수의 선회유도 흡입파이프(11a)(11b)와 침전물을 침전물 압축조(30)로 배출하기 위한 침전물 배출파이프(대)(14) 및 침전물 배출밸브(대)(15)가 설치되어 있는 오수 처리조(10)와;The ultrasonic oscillation parts 6a, 6b, 6c, 6d, a wastewater discharge pipe 13, and a gas exhaust pipe 17 are disposed in the radially upper part, and the sewage treatment tank introduced at the lower part thereof. (10) a sediment discharge pipe (large) 14 for discharging a plurality of swirl induction suction pipes 11a and 11b connected in a tangential direction to form a swirl flow therein and a precipitate to the sediment compression tank 30; A sewage treatment tank 10 in which a sediment discharge valve (large) 15 is provided; 상부에는 가스 배기파이프(17)가 위치하고, 하부에는 침전물 배출파이프(소)(21) 및 침전물 배출밸브(소)(22a)(22b)(22c)(22d)가 설치되어 있는 직렬의 다단 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)와;The gas exhaust pipe 17 is located at the upper part, and the sediment discharge pipe (small) 21 and the sediment discharge valve (small) 22a, 22b, 22c, and 22d are installed in the lower part of the series. Baths 20a, 20b, 20c and 20d; 상기 오수 처리조(10)와 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 각각 처리된 침전물이 유입되는 침전물 배출파이프(대)(14)와 침전물 배출파이프(소)(21), 고형물 배출구(34)까지 행정거리를 갖는 피스톤(32), 후방에는 침전물의 후퇴와 유출을 방지하기 위해 전후 이동이 가능한 배압판(31), 압축·탈수시 배압판(31)의 밀림을방지하기 위한 멈춤턱(35a)(35b), 오수 반송파이프(33) 및 고형물 배출구(34)가 형성되어 있는 침전물 압축조(30)와;Sediment discharge pipe (large) 14 and sediment discharge pipe (small) 21 into which the sediment treated in the sewage treatment tank 10 and sewage stabilization tanks 20a, 20b, 20c, and 20d respectively flows in. Piston 32 having a stroke distance to the solid discharge port 34, the back pressure plate 31 that can be moved back and forth to prevent the retreat and outflow of sediment, and prevents the back pressure of the back pressure plate 31 during compression and dehydration A sediment compression tank 30 in which stop jaws 35a and 35b, a waste water conveying pipe 33, and a solid discharge port 34 are formed; 상기 오수 처리조(10)와 하수 안정조(20a)(20b)(20c)(20d)에서 정화처리된 처리수의 정화 정도를 육안으로 확인 가능하도록 검사구(41)가 형성된 수질 검사조(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 하수처리장치.The water quality inspection tank 40 in which the inspection port 41 is formed so that the purification degree of the treated water purified by the sewage treatment tank 10 and the sewage stabilization tank 20a, 20b, 20c, and 20d can be visually checked. Sewage treatment apparatus using ultrasonic waves, characterized in that consisting of.
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