KR200221274Y1 - 경사판과 유동상여재를 이용한 수처리장치 - Google Patents

Abstract

정수처리나 하수처리용 침전지용 경사판에 있어서, 침전조(1)로 유입된 원수는 침전 경사판을 따라 하부로 내려오게 되는데 기존에는 경사판 연결부위 등에 슬러지가 퇴적되어 이 때문에 침전효율이 감소되고 경사판 연결부위가 빠져버리는 일이 생기었으나, 본 고안에서는 침전 경사판의 형태가 145°의 격자형으로 되어 있어 침전물이 양호하게 슬러지집수부까지 흘러가게 된다.

또한 침전경사판(18, 19, 20, 21)의 사이에 유동상여재층(22, 23, 24)을 설치하여 미생물의 활성을 도와 처리효율의 증가를 도모하였다.

본 고안에 따라 침전경사판을 설치시, 침전경사판 상부에 슬러지가 퇴적됨이 없이 슬러지가 침전지의 바닥 쪽으로 흘러 내려가게 되므로, 침전 경사판(18, 19, 20, 21) 상에 슬러지가 과도하게 충적되는 일이 발생하지 않는다.

침전경사판(18, 19, 20, 21)의 설치는 거치 프레임에 의해 이루어지는데, 침전경사판(18, 19, 20, 21)의 거치 프레임은 침전경사판의 상하위치에 설치되게 되며, 프레임과 수평형태로 유동상여재층(22, 23, 24)의 여재유실을 방지하기 위한 스크린 설비를 구비하게 된다.

침전경사판(18, 19, 20, 21)의 재질은 내부식성 및 내마모성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(Hige Density Polyethylene)을 사용하여 제작하였으며, 무게가 가볍고 이음부가 매끈하기 때문에 이음부에 슬러지가 퇴적되는 현상을 방지하였다.

유동상여재층(22, 23, 24)의 투입여재는 미생물의 부착이 용이하도록 다공성의 구형 형태로 제작되었다.

Description

경사판과 유동상여재를 이용한 수처리장치{Water treatment system using inclined settler and fluidized bed media}

경사판 침강장치는 침전치 설치에 따른 부지소요 및 경비절감의 방안으로써 1950년대 이후 일본에서 점차 적용되기 시작하였고, 유럽 및 북미에서도 이의 사용이 보편화되기 시작하였다.

경사판은 처음에 화학공업이나 광업 등의 분야에서 침전에 의한 제품의 농축, 회수 또는 배수처리 등을 위하여 사용되기 시작하였으나 1960년대 이후부터 정수처리 및 하수처리 시설에서도 사용되기 시작하였다. 이와 같은 경사판 침전지는 최초에는 단순한 침전면적을 증가시키는 개념으로 사용하기 시작하였으나 최근에 들어서는 여러 침전형식과 조합을 통해 침전지 형식 자체를 변경하는 도구로 사용되고 있다.

국내의 경우 1980년대 이후 이러한 기술이 국내 실정에 적합한지에 대한 구체적인 검토도 없이 여러 정수장에서 이를 사용하기 시작하였으나 이어 발생된 침전효율 및 운영상의 문제점들은 정수장내에서 경사판 사용을 주저하게 만들었다.

원래 경사판 침강장치는 이론적으로 침전지내에 경사판 또는 경사관을 설치하여 부유입자가 침강할 수 있는 침강거리를 짧게 하여 침전시간을 단축시킴과 동시에 유효 침전면적을 증가시켜 단위면적당 침전효율이 증가하여야 한다. 그러나 실제 적용에 있어 부적절한 설계 및 유지관리는 이론상으로는 당연히 제거되어야 할 플럭이 오히려 침전지의 유출웨어를 통하여 여과지로 유출되거나 침강입자가 경사판 위에 집적되어 수질을 악화시키게 된다.

특히 전문 인력이 부족한 상태에 있는 정수장에서의 이와 같은 침전 효율의 저하와 유지관리상의 문제는 자연히 경사판 침전지의 사용을 기피하게 되고 심지어는 이미 설치되어 있는 경사판 조차 제거하는 경우도 발생하고 있다.

경사판과 지저 사이는 저류벽으로 완전 차단하여 단락류를 방지하고 필요시 사람이 출입할 수 있는 구조로 하여야 하며, 또한 경사판에 쌓인 슬러지 제거를 위한 슬러지 제거 장치를 설치하고 경사판의 중간에 통로를 두어 청소하는 사람이 통행할 수 있도록 한다.

배슬러지 방법은 구조상으로 제약을 받으므로 인력, 링벨트식, 수중견인식, 흡입식 등의 장치를 이용한다. 슬러지 침전으로 인한 경사판 파손 등의 사고가 발생하지 않게 다른 침전지의 경우보다 슬러지퇴적과 배제를 철저하게 감시하여야 하며, 경사판에 슬러지 침적시에는 자동세척장치의 설치가 바람직하며, 그렇지 못한 경우에는 청소에 대한 고려가 필요하다.

일반적인 침전지의 운전 및 유지관리상 발생 가능한 문제점을 열거하면 다음과 같다. 침전지의 용량부족으로 침전효율의 저하발생, short circuiting, 밀도류, 편류발생, 유입부 정류벽 미설치로 인한 단락류 발생, 침전유출웨어 설치길이가 짧고 설치 간격이 부적합하여 carry over 발생, Scum, 벽체 조류 성장, 경사판이 침전지 전단에 설치되어 비효율적이며 저류벽 미설치로 경사판저부 유속상승으로 인한 침전효율 저하, 슬러지 청소가 미흡하여 침전효율 저하 및 부패로 인한 수질저하, 배출수 처리시설이 미설치 되어 방류수역의 수질오염 심화 등이 있을 수 있으므로 이에 대한 고려가 이루어져야 할 것이다.

배슬러지 관리상의 주의점은 침전슬러지의 배출이 불충분한 경우, 침전슬러지면의 상승속도가 종래의 장방형침전지 보다 빨라 비교적 단기간에 슬러지가 가득차게 되며, 침전슬러지면이 경사판 침강장치의 내부까지 상승하여 경사판은 침강분리의 기능을 상실하게 된다. 이때 침전슬러지의 성상이 압밀성을 가지는 경우 관 파손의 원인이 되므로 설계 및 운전시 배슬러지 방법의 충분한 검토와 관리가 필요하다.

조류발생과 현탁물의 부착에 의한 효율저하에 대비하여 대형 침전조는 정기적으로 유입수의 전염소처리를 행하고 소형침전조의 경우는 빛을 차단하거나 침전조 덮개를 시설하기도 하고 정기적으로 침전조 수위를 내려 경사판, 경사관면에 살수를 통한 세척을 하여야 한다.

본 고안은 상기 언급한 종래의 침전 경사판이 갖고 있던 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 침전지의 경사판에 있어서, 결합부위에 슬러지가 끼이지 않으면서도 충분한 효율을 지니고 있는 정수처리나 하수처리용 침전경사판을 제공하는데 목적이 있다.

종래의 침전 경사판은, 상하로 배설되는 경사판들의 결합부위를 홈의 결합방식으로 계속 연이어서 설치하도록 되어 있어서, 설치 작업이 까다롭고 또 침전경사판에 침전물이 단시간에 충적되어 경사판이 휘어져 결합부위가 분리되거나, 경사판의 배열이 흐트러져 원래 목적한 바의 침전효율을 기대할 수 없었으며, 경사판의 청소시, 고압호스에서 분사되는 청소 물에 의해 상기 결합부위가 파손되는 경우가 많은 단점이 있었다.

이에 따라 경사판 표면에 침전퇴적물이 쌓이지 않게끔 시설설치를 하는 것이 중요하며, 경사판 자체를 침전이 진행되더라도 가능한 퇴적물이 생기지 않게끔 침전경사판을 설치하는 것이 중요하다.

또한 침전과 동시에 생물학적 처리가 가능하도록 유동상여재층을 설치함으로서 처리효율의 향상을 도모해야 한다.

도 1은 본 고안의 구성을 나타낸 절개 사시도.

도 2는 도 1에 따른 단면도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 침전조 2 : 부상분리조

3 : 월류웨어 4 : 처리수배출관

5 : 원수유입관 6 : 여재투입관

7 : 침전조바닥 8 : 슬러지배출관

9 : 슬러지집수부 10 : 제1거치프레임

11 : 제2거치프레임 12 : 제3거치프레임

13 : 제4거치프레임 14 : 제5거치프레임

15 : 제6거치프레임 16 : 제7거치프레임

17 ; 제8거치프레임 18 : 제1침전경사판

19 ; 제2침전경사판 20 : 제3침전경사판

21 : 제4침전경사판 22 : 제1유동상여재층

23 : 제2유동상여재층 24 : 제3유동상여재층

상기에서 지적한 문제점에 착안하여 본 고안은 정수처리나 하수처리용 침전지 경사판에 있어서, 경사판(18, 19, 20, 21)의 재질은 내부식성 및 내마모성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(Hige Density Polyethylene)을 사용하여 황화물 및 미생물에 대한 침해를 방지함으로서 반영구적인 내구년한을 지니도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안에 따른 정수처리나 하수처리용 침전경사판의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 구성을 나타낸 절개 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 단면도를 도시하고 있다.

도 1에 의하면 원수유입관(5)을 통해 처리할 대상원수가 침전조(1)로 유입되게 되고, 유입된 원수는 침전과정을 거치게 된다.

본 고안의 침전경사판은 모두 4단으로 구성되어 있으며, 상부와 하부가 엇갈리게 설치되어 있다. 이는 유하되는 유속을 감소시켜 침전효율을 향상시키기 위함이다. 침전경사판의 구성은 크게 침전경사판(18, 19, 20, 21) 4단과 침전경사판을 고정시키기 위한 거치프레임(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)으로 구성되어 있으며, 경사판 침전조 후단에는 부상분리조(2)를 두어 침전된 슬러지를 수집후 배출시키기 위한 슬러지집수부(9)와 슬러지배출관(8), 처리수배출관(4)를 설치하였다.

본 고안에 따른 침전지의 침전경사판 작용을 도 2를 들어 상세히 설명한다.

도 2에 의하면 침전조(1)안에 침전경사판이 4단으로 설치되어 있는 상태를 도시하고 있다.

유입관(1)을 통해 유입된 원수는 침전경사판(18, 19, 20, 21)을 거치면서 침전작용이 이루어지게 되는데, 기존의 경우 침전경사판의 설치각도나 무게를 맞추지 못해 수압을 견디지 못하고 경사판이 주저 않거나 파쇄 되는 현상도 발생하였으나 본 고안에서는 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해 최적의 침전 효율을 보인 경사각도 60°를 채택하였으며 경사판의 재질은 고밀도 폴리에틸렌(Hige Density Polyethylene)을 사용하여 가벼우면서도 침전효율이 양호하도록 유도하였다.

침전조(1)로 유입된 원수는 침전 경사판을 따라 하부로 내려오게 되는데 기존에는 경사판 연결부위 등에 슬러지가 쌓이어 이 때문에 침전효율이 감소되고 경사판 연결부위가 빠져버리는 일이 생기었으나 본 고안에서는 도2 상세도에 나타난바와 같이 침전 경사판의 형태가 격자형으로 되어 있어 침전물이 양호하게 하부까지 흘러내리게 된다.

따라서 경사판 위에 쌓이게 되는 슬러지가 침전지의 바닥 쪽으로 흘러 내려가게 되므로, 침전 경사판(18, 19, 20, 21) 상에 슬러지가 과도하게 충적되는 일이 없게 된다.

침전경사판(18, 19, 20, 21)의 설치는 거치프레임에 의해 이루어지는데, 침전경사판(18, 19, 20, 21)의 거치프레임은 침전경사판의 상하부에 설치되게 된다.

거치프레임(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)의 수평면으로는 도면에는 도시되어 있지 않으나 유동상여재(22, 23, 24)의 이동과 유출을 방지하기 위한 혼합바

침전 경사판(10, 12)을 지난 원수는 침전조(2) 후단에 있는 월류웨어(4)를 넘어 처리수유출관(3)을 통해 외부로 배출되게 되며, 이러한 일련의 작용은 중단 없이 지속되게 된다.

처리과정중 필연적으로 발생 슬러지 처리문제가 생기게 되며, 기존 침전지에는 체인플레트식과 같은 기계를 설치하여 침전물을 제거하였으나, 본 고안에서는 침전조(2) 바닥에 일정구배를 주어 자연스럽게 슬러지수집부(7)로 침전물을 모이게 한 후 이를 슬러지배출펌프 등으로 슬러지배출관(6)으로 배출시키게 된다.

본 고안의 가장 큰 특징은 도 2 상세도에 나타난바와 같이 침전 경사판의 형태를 145°정도 꺽이도록 제작한 것이고, 이 침전 경사판을 60°각도로 설치시에 침전효율이 양호해지고 또한 슬러지의 경사판 부착문제 등도 해결할 수 있다.

또한 침전경사판(18, 19, 20, 21) 사이에 유동상여재를 충진시킬 수 있는 유동상여재층(22, 23, 24)을 구비함으로서 침전과 동시에 생물학적인 처리가 가능하도록 하였다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 침전용 경사판은 정수장이나 하수처리장의 침전 경사판을 종래의 것을 대신하여 침전지에 설치해서 사용할 경우, 종래의 경사판 침전지 보다 침전효율이 양호하여 보다 더 깨끗한 수질을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 경사판 형태가 수압에 오랫동안 견딜 수 있는 격자형으로 제작됨으로서, 종래 경사판 보다 강성이 커져서 경사판이 뒤틀리거나 휘는 일이 없이 오랫동안 사용이 가능하며, 침전면적이 증가로 약품침전지 보다 부지면적이 작게 사용되며 침전효율을 증대시킬 수 있다.

그리고 본 고안에 따른 경사판 침강장치를 설치시, 수처리 효율을 증가 시킬 수 있는 격자형 경사판을 설치함으로써 FLOC의 침강거리를 현저히 단축시켜 침전시간을 짧게 할 수 있으며 또한 수류를 고르게 하여 침전효율을 촉진시킬 수 있다.

또한 침전경사판(18, 19, 20, 21) 사이에 부유성여재를 충진시킬 수 있는 부유성여재충진층(22, 23, 24)을 설치함으로서 미생물의 활성화 작용을 도와 수처리 효율을 증가시키게 된다.

Claims (3)

1. 침전 경사판의 재질은 내부식성 및 내마모성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(Hige Density Polyethylene)을 사용하여 제작한 침전 경사판에 있어서; 상부 일측면에는 대상원수를 침전조(1)로 유입하기 위한 원수유입관(5)이 구비되고; 유입된 원수는 4단으로 구성된 침전경사판(18, 19, 20, 21)을 따라 하부로 유하 하게 되고; 침전경사판(18, 19, 20, 21)의 거치는 침전경사판 상하부에 거치프레임(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)을 설치하여 고정시키며; 침전경사판(18, 19, 20, 21) 사이에는 미생물의 활성화를 촉진시키기 위한 유동상여재층(22, 23, 24)을 설치한 장치
2. 제 1항에 있어서 유동상여재층(22, 23, 24)의 혼합과 유실을 방지하기 위하여 거치프레임(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)과 수평형태로 유동상여재 고정스크린을 설치한 장치
3. 제 1항에 있어서 침전경사판(18, 19, 20)은 슬러지의 부착을 방지하고 침전효율을 증가시키기 위해 145°의 각도를 보이는 격자형 형상을 띠는 침전경사판을 특징으로 하는 경사판과 유동상여재를 이용한 수처리장치