KR20020086317A - 폐수처리용 스크류형 폭기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수처리용 스크류형 폭기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폭기기본체의 후단부에 외부로부터 공기를 강제로 흡입하게 되는 흡기팬이 내장된 흡기부를 일체로 형성하는 동시에 끝단부에 교반스크류가 형성되며 상기 흡기부와 연통되는 구동중공축의 내측에는 상기 흡기팬에 의해 흡입된 공기를 강제이송시키는 스크류프로펠러를 삽입하여 고정설치하므로써, 흡기부에 내장된 흡기팬과 구동중공축에 내장된 스크류프로펠러에 의하여 공기공급효율을 향상시켜 폐수내부로 유입되는 산소량이 대폭적으로 증대되도록 하므로 호기성폐수처리능력을 더욱 더 활성화시킬 수 있도록 하는 폐수처리용 스크류형 폭기기에 관한 것이다.

본 발명은 본체(2)의 외측전방에는 비산방지판(4)이 형성되며 외측후방에는 지지대(3)가 설치되고 내측후반부에는 구동모터(8)가 고정설치되고, 상기 구동모터 (8)의 일측에는 끝단부에 교반스크류(6)가 형성된 구동중공축(5)이 관통되게 설치되며 타측에는 상기 구동중공축(5)과 연통되는 공기개폐밸브(12)가 설치되어 있는 스크류형 폭기기에 있어서, 상기 폭기기의 본체(2)후단부에는 외측면에 다수의 흡기공(18)이 관통되게 형성되며 내측에 흡기팬(17)이 부착된 팬모터(16)가 고정설치되는 흡기부(15)가 일체로 형성되고, 상기 구동중공축(5)의 후반부내측에는 스크류프로펠러(7)가 삽입되어 고정설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

폐수처리용 스크류형 폭기기{Screw-type aerator for a sewage disposal}

본 발명은 폐수처리용 스크류형 폭기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폭기기본체의 후단부에 외부로부터 공기를 강제로 흡입하게 되는 흡기팬이 내장된 흡기부를 일체로 형성하는 동시에 끝단부에 교반스크류가 형성되며 상기 흡기부와 연통되는 구동중공축의 내측에는 상기 흡기팬에 의해 흡입된 공기를 강제이송시키는 스크류프로펠러를 삽입하여 고정설치하므로써, 흡기부에 내장된 흡기팬과 구동중공축에 내장된 스크류프로펠러에 의하여 공기공급효율을 향상시켜 폐수내부로 유입되는 산소량이 대폭적으로 증대되도록 하므로 호기성폐수처리능력을 더욱 더 활성화시킬 수 있도록 하는 폐수처리용 스크류형 폭기기에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 공장 등에서 배출되는 생활하수 및 공장폐수는 강이나 하천으로 방류되기 전에 수질오염을 방지하기 위하여 폐수처리장을 거치게 되는데, 이러한 폐수처리장에서는 폐수속에 산소를 공급하거나 교반시켜 폐수속의 미생물을 활성화시켜 단시간내에 물의 자정작용을 촉진시키므로써 폐수속에 포함된 각종 유기물이 제거되도록 하거나 침전이나 여과를 행하여 물과 불순물을 분리시킨 후 불순물을 제거하도록 하는 등 여러 가지 폐수처리방식을 적용하여 폐수를 완전히 정화시킨 후 강이나 하천으로 배출시키게 된다.

대부분의 폐수처리장에서는 다양한 폐수처리방식 중에서 폐수속에 공기를 불어넣어 폐수속의 산소를 증가시켜 호기성세균이나 원생동물의 활동을 활발하게 하여 폐수를 정화시킴과 동시에 폐수를 교반시켜 폐수속에서 빠져나오기 어려운 과잉의 유해한 이산화탄소나 질소를 배출시키는 폭기방식을 채택하여 주로 사용하고 있는데, 이러한 폭기방식은 송풍기를 통해 폐수내부에 공기를 주입하여 기포를 발생시켜 산소를 용해하는 방식인 산기식 폭기방식과 수면에서 임펠러나 스크류 또는 브러쉬 등을 회전시켜 교반하거나 산소를 공급하게 되는 기계식 표면폭기방식으로 크게 구분된다.

상기와 같이 구분되는 폭기방식 중에서 기계식 표면폭기방식을 이용한 것으로, 종래에는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 폐수(22)가 유입 및 저장되는 폭기조(21)의 일측에 본체(2)의 전반부가 폐수속에 잠기도록 경사지게 설치한 후 본체(2)전방으로 돌출형성되는 구동중공축(5)에 형성된 교반스크류(6)를 회전시켜 폐수(22)를 교반시키거나 본체(2)후단부에 형성된 개구부(2a)를 통해 흡입된 외부공기가 중공형상의 구동중공축(5)의 내부를 통해 폐수(22)속으로 유입되도록 하는 스크류형 폭기기(20)가 널리 사용되고 있었다.

이와 같이 사용되어 온 종래의 스크류형 폭기기는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 후단부에 공기가 유입되는 개구부(2a)가 형성된 본체(2)의 외측전방에는 폐수가 비산되는 것을 방지하는 비산방지판(4)이 형성되며 외측후방에 지지대(3)가 설치되고, 상기 본체(2)의 내측후반부에는 하우징(11)의 내측에 고정설치된 스테이터(10)의 내부에 로터(9)가 삽입설치되는 구동모터(8)가 고정설치되고, 상기 구동모터(8)의 전방에는 끝단부에 교반스크류(6)가 형성된 구동중공축(5)이 상기 로터(9)와 결합되어 일체로 회전되도록 설치되고, 상기 구동모터(8)의 후방에는 밸브스위치(13)가 부착된 공기개폐밸브(12)가 설치되어 있는 것으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래의 스크류형 폭기기를 사용할 때에는폭기조(21)의 일측에 폭기기(20)의 교반스크류(6)가 폐수속에 잠기도록 고정설치한 후 도시되지 않은 전원스위치를 켜게 되면, 구동모터(8)가 회전함에 따라 구동모터 (8)와 연결된 구동중공축(5)이 회전하게 되고, 구동중공축(5)이 회전함에 따라 구동중공축(5)의 끝단부에 형성된 교반스크류(6)가 폐수속에서 회전되면서 폐수를 교반시키게 된다.

그리고, 상기와 같이 교반스크류(6)가 회전하고 있는 동안에 폐수속에 산소를 공급하고자 할 때에는 밸브스위치(13)를 작동시켜 공기개폐밸브(12)를 개방하게 되면, 본체(2)의 전단부에 돌출형성된 교반스크류(6)의 회전에 따라 구동중공축(5)의 끝단부의 배기구(5a)부근에는 저압상태가 형성되므로 그 압력차에 의해 본체(2)의 후단부에 형성된 개구부(2a)를 통해 외부공기가 흡입되는 동시에 공기개폐밸브 (12)의 일측에 형성된 흡기구(15)을 통해 구동중공축(5)내부로 흡입되어 구동중공축(5)의 끝단부에 형성된 배기구(5a)를 통해서 폐수속으로 토출되도록 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 스크류형 폭기기는 구동중공축(5)의 전단부에 형성된 교반스크류(6)의 회전에 따라 발생하게 되는 구동중공축(5)의 전단부와 후단부의 압력차에 의해 외부공기를 흡입하여 공급하게 되는데, 이러한 외부공기의 공급방식으로서는 산소공급효율이 상당히 낮아 폐수속에 충분한 산소량을 공급하기 위해서는 폭기기(20)를 오랫동안 가동시켜야 하므로 처리에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 장시간의 사용으로 인하여 폭기기(20)의 사용수명이 현저히 단축되는 문제점이 있었다.

따라서, 종래의 스크류형 폭기기를 사용하여 오염도가 높은 폐수를 처리하는경우에는 폭기기(20)의 대수를 늘려 사용해야 하거나 산소공급을 위한 송풍장치를 별도로 구비해야 하므로 부가적인 비용이 소요되는 폐단이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 폭기기본체의 후단부에 외부로부터 공기를 강제로 흡입하게 되는 흡기팬이 내장된 흡기부를 일체로 형성하는 동시에 끝단부에 교반스크류가 형성되며 상기 흡기부와 연통되는 구동중공축의 내측에는 상기 흡기팬에 의해 흡입된 공기를 강제이송시키는 스크류프로펠러를 삽입하여 고정설치하므로써, 흡기부에 내장된 흡기팬과 구동중공축에 내장된 스크류프로펠러에 의하여 공기공급효율을 향상시켜 폐수내부로 유입되는 산소량이 대폭적으로 증대되도록 하므로 호기성폐수처리능력을 더욱 더 활성화시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 본체의 외측전방에는 비산방지판이 형성되며 외측후방에는 지지대가 설치되고 내측후반부에는 구동모터가 고정설치되고, 상기 구동모터의 일측에는 끝단부에 교반스크류가 형성된 구동중공축이 관통되게 설치되며 타측에는 상기 구동중공축과 연통되는 공기개폐밸브가 설치되어 있는 스크류형 폭기기에 있어서, 상기 폭기기의 본체후단부에는 외측면에 다수의 흡기공이 관통되게 형성되며 내측에 흡기팬이 부착된 팬모터가 고정설치되는 흡기부가 일체로 형성되고, 상기 구동중공축의 후반부내측에는 스크류프로펠러가 삽입되어 고정설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래기술에 의한 스크류형 폭기기의 사용상태를 나타내는 설명도.

도 2는 종래기술에 의한 스크류형 폭기기의 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 스크류형 폭기기의 구성을 나타내는 단면도.

도 4는 도 3의 A부를 확대하여 나타내는 부분단면도.

도 5는 도 4의 B부를 확대하여 나타내는 부분단면도.

도 6은 본 발명에 의한 스크류형 폭기기의 자동운전과정을 나타내는 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 폭기기 2 : 본체 3 : 지지대

4 : 비산방지판 5 : 구동중공축 6 : 교반스크류

7 : 스크류프로펠러 7a : 용접부 8 : 구동모터

9 : 로터 10 : 스테이터 11 : 하우징

12 : 공기개폐밸브 13 : 밸브스위치 14 : 흡기구

15 : 흡기부 16 : 팬모터 17 : 흡기팬

18 : 흡기공

이하, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명을 도 3 내지 도 6을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 스크류형 폭기기의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 4는 도 3의 A부를 확대하여 나타내는 부분단면도이고, 도 5는 도 4의 B부를 확대하여 나타내는 부분단면도이며, 도 6은 본 발명에 의한 스크류형 폭기기의 자동운전과정을 나타내는 순서도이다.

본 발명에 의한 폐수처리용 스크류형 폭기기의 구성에 있어서 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 본체(2)의 외측전방에는 비산방지판(4)이 형성되며 외측후방에는 지지대(3)가 설치되고 내측후반부에는 구동모터(8)가 고정설치되고, 상기 본체 (2)의 내측에 고정설치된 구동모터(8)의 일측에는 끝단부에 교반스크류(6)가 형성된 구동중공축(5)이 관통되게 설치되며 타측에는 상기 구동중공축(5)과 연통되는 공기개폐밸브(12)가 설치되어 있는 구성은 종래의 스크류형 폭기기의 구성과 동일한 것이다.

본 발명에 의한 스크류형 폭기기의 요부라고 할 수 있는 부분은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 폭기기의 본체(2)후단부에는 외측면에 다수의 흡기공 (18)이 관통되게 형성되며 내측에 흡기팬(17)이 부착된 팬모터(16)가 고정설치되는 흡기부(15)가 일체로 형성되고, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 구동중공축 (5)의 후반부내측에는 스크류프로펠러(7)가 삽입되어 고정설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 흡기부(15)의 내부에 장착되는 흡기팬(17)과 팬모터(16)는 각종 환풍기나 송풍팬에 사용되고 있는 공지된 흡기팬과 팬모터를 사용하는 것이 가능하며, 상기 팬모터(16)는 도시되지 않은 배선에 의해 상기 밸브스위치(13)와 연결되도록 하므로써 밸브스위치(13)의 작동과 함께 연동되도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스크류프로펠러(7)는 통상적으로 선박 등에 설치되어 추력을 발생시켜 선박을 전후진시키는데 사용되는 공지된 스크류프로펠러로서, 이러한 스크류프로펠러(7)를 상기 구동중공축(5)의 후반부내측에 삽입되도록 일정한 크기와 길이로 형성하여 후반부외주연에 복수의 통공이 관통형성된 구동중공축(5)의 후반부내측에 억지끼움식으로 삽입하고, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 삽입된 스크류프로펠러(7)의 각 날개부와 통공이 일치되도록 한 후 아크용접하여 스크류프로펠러 (7)가 구동중공축(5)의 내측에 견고하게 고정되도록 설치한다. 이 때, 상기 구동중공축(5)의 외주연에 돌출된 용접부(7a)는 선반 등을 이용한 선삭가공에 의해 완전히 제거하여 구동중공축(5)의 외주면을 매끄럽게 마감하게 된다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명에 의한 스크류형 폭기기의 바람직한 사용방법과 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 스크류형 폭기기는 사용자가 폐수상태에 따라 직접 교반 및 폭기작용을 선택하여 폭기기를 동작시키는 수동운전방식과 폭기조내에 저장된 폐수의 BOD(Biochemical Oxygen Demand :생화학적 산소요구량)수치와 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids :활성오니 농도)수치를 측정하는 공지의 측정센서와 자동운전회로를 형성하도록 구성하여 상기 센서로부터 제어신호를 입력받아 자동적으로교반 및 폭기작용를 행하도록 하는 자동운전방식으로 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 의한 스크류형 폭기기를 이용한 자동운전방식의 자동운전과정에 대해서 설명하면, 도 6에 도시된 순서도에 도시되어 있는 바와 같이 폭기조의 일측에 설치된 폭기기(1)의 전원스위치를 ON시키게 되면, 폭기기(1)의 구동모터(8)가 회전하여 구동중공축(5)의 교반스크류(6)에 의해 폭기조내의 폐수가 교반되는 동시에 밸브스위치(13)가 ON되어 공기개폐밸브(12)가 개방되고 본체(2)후반부에 형성된 흡기부(15)에 내장된 팬모터(16)가 구동되어 흡기팬(17)이 회전하게 된다.

이 때, 상기 흡기팬(17)의 회전에 의해 흡기부(15)외부의 공기가 흡기공(18)을 통해서 흡기부(15)내부로 흡입되며, 흡입된 공기는 연속적으로 상기 구동중공축 (5)의 후반부내측에 고정설치되어 구동중공축(5)의 회전과 함께 회전하게 되는 스크류프로펠러(7)의 회전에 의해 공기개폐밸브(12)의 일측에 형성된 흡기구(14)를 통해 구동중공축(5)의 내부로 고속으로 흡입되며, 고속으로 흡입된 외부공기는 구동중공축(5)의 끝단부에 형성된 배기구(5a)를 통해 폐수속으로 토출되어 폭기운전이 행해지게 된다.

이와 같은 과정을 통해 연속적인 폭기운전이 행해지는 동안 폭기조내에 설치된 측정센서에 의해 폐수내의 BOD수치와 MLSS수치를 측정하여 적정기준치에 도달하게 될 경우에 측정센서로부터 제어신호가 폭기기(1)의 밸브스위치(13)에 전달되게 되며, 이 밸브스위치(13)의 작동에 의해 공기개폐밸브(12)가 폐쇄되고 흡기팬(17)의 동작이 정지되고, 상기 폭기운전을 통해 산소가 충분히 공급된 폐수는 폭기기 (1)의 구동중공축(5)에 형성된 교반스크류(6)에 의해 계속해서 교반되는 교반운전과정을 통해서 호기성미생물에 의한 폐수처리가 더욱 더 활성화되어 진행되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 스크류형 폭기기는 폭기운전시 폐수내에 공급하게 되는 외부공기를 흡기부(15)의 흡기팬(17)에 의한 1차 강제흡입과 1차 강제흡입에 이어 연속적으로 이루어지는 구동중공축(5)에 내장된 스크류프로펠러(7)의 2차 강제흡입에 의하여 단시간내에 다량으로 흡입되도록 하므로써 공기공급효율을 더욱 더 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 폐수처리용 스크류형 폭기기는 폭기기본체의 후단부에 외부로부터 공기를 강제로 흡입하게 되는 흡기팬이 내장된 흡기부를 일체로 형성하는 동시에 끝단부에 교반스크류가 형성되며 상기 흡기부와 연통되는 중공형상으로 된 구동중공축의 내측에는 상기 흡기팬에 의해 흡입된 공기를 강제이송시키는 스크류프로펠러를 삽입하여 고정설치하므로써, 흡기부에 내장된 흡기팬과 구동중공축에 내장된 스크류프로펠러에 의하여 공기공급효율을 향상시켜 폐수내부로 유입되는 산소량이 대폭적으로 증대되도록 하므로 호기성폐수처리능력을 더욱 더 활성화시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 폭기조내에 저장된 오염도가 심한 폐수를 처리할 경우 종래와 같이 여러대의 폭기기를 운용해야 하거나 별도의 산소공급용 송풍기를 구비하여 사용해야 할 필요없이 한 대의 폭기기만으로 폭기조내의 폐수처리에 충분한 산소를 공급할 수 있게 되므로 폐수처리에 소요되는 비용을 현저히 절감할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 본체(2)의 외측전방에는 비산방지판(4)이 형성되며 외측후방에는 지지대(3)가 설치되고 내측후반부에는 구동모터(8)가 고정설치되고,

   상기 구동모터(8)의 일측에는 끝단부에 교반스크류(6)가 형성된 중공형상의 구동중공축(5)이 관통되게 설치되며 타측에는 상기 구동중공축(5)과 연통되는 공기개폐밸브(12)가 설치되어 있는 스크류형 폭기기에 있어서,

   상기 폭기기의 본체(2)후단부에는 외측면에 다수의 흡기공(18)이 관통되게 형성되며 내측에 흡기팬(17)이 부착된 팬모터(16)가 고정설치되는 흡기부(15)가 일체로 형성되고,

   상기 구동중공축(5)의 후반부내측에는 스크류프로펠러(7)가 삽입되어 고정설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 스크류형 폭기기.