KR200227266Y1 - 상징수 배출용 부유식 배출기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상징수(上澄水) 배출을 위한 부유식(浮遊式) 배출기에 관한 것으로서, 특히 각종 폐수를 처리하는 과정에서 슬러지(sludge)와 상징수를 분리할 때, 조(槽)의 수위(水位) 변동이 있더라도 이와는 무관하게 일정한 수위에서 상징수를 배출하면서, 가장 수질이 좋은 상징수를 무동력으로 배출하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의한 상징수 배출용 부유식 배출기는 원통 형태의 밀폐된 형상을 갖되, 내부 공간을 수밀성 격리판으로 수평 분리하여 상부 공간은 부력을 형성하기 위해 밀폐된 공기실을 형성하고, 하부 공간의 바닥면에는 배출펌프와 연결되는 상징수 배출관과, 고액 분리조내 상징수를 유입하기 위해 상징수 유입관 끝부분에 경첩으로 연결된 각기 하나씩의 평탄한 뚜껑을 갖고 소정 직경의 크기를 갖는 적어도 하나 이상의 상징수 유입관을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

상징수 배출용 부유식 배출기{Floating decanter for supernatant}

본 고안은 상징수(上澄水) 배출을 위한 부유식(浮遊式) 배출기에 관한 것이다. 특히 본 고안은 각종 폐수를 처리하는 과정에서 슬러지(sludge)와 상징수를 분리할 때, 조(槽)의 수위(水位) 변동이 있더라도 이와는 무관하게 일정한 수위에서 상징수를 배출하면서, 가장 수질이 좋은 상징수를 무동력으로 배출하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 오폐수처리장에서 사용되는 고액분리(固液分離)장치는 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 즉 상징수(上澄水) 수면이 고정된 수면 고정식 고액분리장치와, 수면이 변동하는 수면 변동식 고액분리장치로 분류가능하다. 수면 고정식 고액분리장치에서는 수면하 수 센티미터 깊이의 일정수위에 유출구를 구축하여 자연유하식으로 상징수를 유출시키면 된다. 그러나 수면변동식 고액분리장치에서는 이와 같이 간단하게 상징수를 외부로 유출시켜 고액을 분리할 수가 없다. 만약 수면하의 일정수위에 흡입구를 고정시켜 놓고 상징수를 유출시킬 경우, 자칫하면 운전상의 문제로 슬러지도 상징수와 함께 흡입되어 배출될 염려가 있을 뿐만 아니라, 상징수를 일정 깊이 이하에서 흡입한 상징수에는 규정치 이상의 부유물이 포함되어 있어 좋은 고액분리의 효과를 기대할 수 없다. 따라서 변동하는 수면에서 가장 질이 좋은 상징수를 배출시키기 위하여서는 항상 상징수 수면하 20 내지 30cm 되는 곳에서 흡입 배출하고 있다. 그것은 이 수위가 가장 부유물이 적은 지점이기 때문이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 일반적으로 전자회로와 동력장치를 사용하여 상징수 수위변동에 따라 상하로 이동하는 배출기(decanter)를 설치하고 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 고안은, 전자회로나 동력장치를 사용하지 않고서 배출기를 상징수 수위변동에 상응하여 상하로 이동하게 하여 상징수의 수질이 가장 좋은 수심에서 상징수를 흡입배출하여 고액분리의 효율을 높일 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉 본 고안은 배출기 자체가 물에 부유(浮遊)하게 하고 그 흡입구는 가장 수질이 좋은 수심에 위치하도록 하여 무동력으로 언제나 가장 좋은 상징수를 배출하는 부유식 배출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 고안에 의한 부유식 배출기를 설치한 포기조(曝氣槽)를 겸한 고액(固液) 분리조(槽)의 전체 외형도이다.

도 2 는 본 고안에 의한 부유식 배출기의 내부 상세도이다.

도 3 은 도 2 의 A-A' 부분을 절단하여 도시한 단면도이다.

도 4 는 본 고안에 의한 부유식 배출기의 배면도이다.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

11 : 포기조 겸용 고액분리조 12 : 수면(水面)

13 : 부유식 배출기 14 : 배출 호스

15 : 배출펌프 21 : 배출기 지지봉

22 : 배출기 지지봉의 고정구 23 : 공기실(Air chamber)

24 : 격리판 25 : 유입구

26 : 유입관 27 : 경첩

28 : 평뚜껑(Flat Lid) 29 : 배출관

상기의 목적을 달성하기 위해 창안된 본 고안에 따른, 오폐수 처리용 포기조 겸용 고액분리조 내에 채워진 상징수의 수면상에 부유된 상태로 놓여진 원통 형태의 밀폐된 형상을 갖는 상징수 배출용 부유식 배출기는, 상기 배출기의 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 수평 분리하기 위한 수밀성 격리판, 상기 배출기 내에 유입된 상징수에 의해 상기 상부 공간에 형성되어 부력을 형성하기 위한 밀폐된 공기실, 상기 하부 공간의 바닥면에 위치하며 상기 부유식 배출기를 통해 상징수를 배출호수와 배출펌프를 통해 고액 분리조 외부로 배출하기 위해 수밀성 배출호스와 연결되는 배출관, 상기 하부 공간의 바닥면에 위치하며 상기 고액분리조 내의 상징수를 배출기내로 유입관을 통해 유입시키기 위한 다수의 유입구, 상기 다수의 각 유입구와 연결된 유입관 끝에 경첩에 의해 연결되어 있는 평뚜껑 및 상기 부유식 배출기가 흔들리는 것을 방지하기 위해 상기 부유식 배출기의 수평방향의 양쪽 끝 단면상에 다수의 고정구에 의해 고정되게 설치되는 배출기 지지봉을 포함하여 이루어진다.

＜ 실시예 >

이하 본 고안에 의한 상징수 배출용 부유식 배출기의 구성과 동작원리에 대해 바람직한 실시예 및 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 과 같이 부유식 배출기(13)를 고액분리조(11)의 수면에 부유하게 하고, 배출펌프(15)의 가동으로 수면이 내려가면 부유식 배출기(13)도 자동적으로 같은 거리만큼 하강하게 되어 부유식 배출기(13)의 임무를 완벽하게 수행한다.

본 부유식 배출기(13)는 일반적인 철, 스테인레스 철, 합성수지등의 어떤 자료를 이용하여서도 구성할 수 있는데 본 예에서는 직경 250mm(200mm 내지 500mm)의 상수도용 합성수지관을 사용한다.

우선 부유식 배출기(13)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2 의 부유식 배출기 입면도는 직경이 250mm의 상수도용 합성수지관이다. 그 길이는 설계에 따라 변동되나 그 범위는 100cm 내지 250cm가 바람직하다. 이와 같은 원통의 내부공간에 부력형성을 위한 공기실(23)을 만들기 위하여 1/2 직경이 되는 위치에 수밀성을 가지는 격리판(24)을 설치한다. 이로서 부유식 배출기(13)를 수면에 부유시킬 수 있는 밀폐된 공기실(air chamber, 23)은 완성된다.

다음에는 상징수의 유입구(25)에 대하여 설명한다. 이 유입구(25)의 외형은 원형이며 그 직경은 적당한 유입구 유속(0.08m/s이하)을 유지할 수 있는 크기로 한다. 유입 유속이 0.08m/s보다 크면 상징수가 유입구(25)에 흡입될 때 하부에 침전되어 안정상태에 있는 슬러지를 교란하게 되고, 이 교란된 슬러지가 부유식 배출기(13)의 유입구(25)와 배출관(29)을 통하여 배출되면 결국은 고액 분리시설의 효율을 저하시키는 결과를 초래한다. 따라서 유입구(25)의 구경은 부유식 배출기(13)와의 균형을 위하여 100mm(75mm 내지 250mm)로 한정하고 배출시켜야 할 상징수의 유입구(25)에서의 흡입유속이 0.08m/s를 초과하는경우에는 유입구(25)의 수를 두 개, 세 개등으로 증가시켜 유입구의 유입유속의 초과를 해소한다. 따라서 이하 유입구(25)의 설명은 그 직경을 100mm로 한다. 유입관(26)의 길이는 유입관 끝에 설치된 경첩(27)에 연결된 평뚜껑(Flat lid, 28)이 45 도 정도 열렸을 때 그 끝부분(경첩(27)에서 가장 먼 곳)이 격리판(24)에 닿을 정도의 길이로 한다. 평뚜껑(28)의 직경은 유입관(26)의 직경보다 약간 크게 하여 유입관(26)의 출구쪽을 충분히 덮어서 출수를 막을 수 있을 정도(이 경우 120mm)로 한다. 평뚜껑(28) 내면쪽 즉 유입관(26)출구와 접하는 면에는 두께 2mm정도의 연성고무판을 부착하여 수밀성을 증가시킨다. 평뚜껑(28) 자체는 내부식성과 적당한 자중(自重) 확보를 위하여 스테인레스 철로 구성한다.

다음에는 부유식 배출기(13)의 작동원리에 대하여 설명한다. 부유식 배출기(13)가 수면에 부유하고 있고, 배출기(13)와 배출펌프(15)는 배출호스(14)에 의하여 수밀성 좋게 연결되어 있고, 평뚜껑(28)은 자중(自重)에 의하여 배출펌프(15)가 비가동시에는 항상 닫힌 상태에 있다. 격리판(24)은 수면하에 위치하게끔 공기실(23)의 용적은 조정된 상태이다. 왜냐하면 격리판(24)이 수면보다 높은 위치에 있으면, 상징수가 배출펌프(15)에 의하여 흡입되어 배출될 때 이것으로 인해 관로내에 부압(負壓)이 형성되어 원활한 펌핑이 되지 않기 때문이다. 부유식 배출기(13)와 배출펌프(15)가 배출호스(14)로 연결되어 있는 상태에서 상징수를 배출하고자 할 때에는 배출펌프(15)를 가동시키면 된다. 배출펌프(15)의 임페러가 정속도로 회전하면 이의 흡인력으로 인해 배출호스(14)안의 상징수는 배출펌프(15)에 흡입된다. 이 흡인력으로 인해 닫혀 있는 평뚜껑(28)은 활짝 열리게 되고, 평뚜껑(28)의 일단은 격리판(24)에 닿는다. 평뚜껑(28)을 상징수 배출시 격리판(24)에 닿게 하는 이유는 다음과 같다. 만약 이것을 서로 닿게 하지 않으면, 상징수 배출시 유수에 의한 평뚜껑(28)의 진동으로 인해 매우 소란스러울 뿐만이 아니고 경첩(27)을 중심으로 이 부위가 과다한 응력을 받게 된다. 따라서 서로 접촉하게 하는 것은 소음방지와 수명연장책이 된다.

필요한 양의 상징수 배출이 끝나면 배출펌프(15)를 정지시킨다. 일반적으로 상징수 배출시 조의 수위가 하강하는 고액분리시설은 포기조(曝氣槽)의 역할도 겸하게 되어 있다. 이와 같은 시설에는 상징수 배출이 끝나면 즉시 포기를 시작하게 된다. 포기가 시작되면 조(槽)내의 액체는 혼합되어 침전물은 부상하여 조내부에는 현탁물(懸濁物)로 충만하게 된다. 이와 같이 포기가 이루어지고 있는 상황에서 평뚜껑(28)이 없거나 있어도 열려 있거나 평뚜껑(28)의 자중에 의하여 수밀성이 잘 안되고 있다면 사소한 물의 요동으로도 평뚜껑(28)이 열려 현탁물은 쉽게 부유식 배출기(13) 내부에 들어갈 수 있게 된다. 포기주기(週期)가 끝난 후 침전과정 종료와 거의 동시에 상징수 배출이 시작된다. 이 때 부유식 배출기(13) 내부에 들어가 있는 현탁물이 상징수와 함께 배출되게 된다. 이 현탁물이 상징수에 흡입되면 상징수 배출초기의 상징수 수질을 매우 저하시키는 결과가 되기 때문에 이것을 방지하기 위하여 평뚜껑(28)은 상당한 자중(自重)을 가지게 하여 포기시 현탁물이 부유식 배출기(13) 내부로 유입되지 못하게 하는 것이다.

다음에는 배출기 지지봉(21)에 대하여 설명한다. 포기기간에는 조내의 용액이 무작위로 요동하기 때문에 부유상태에 있는 부유식 배출기(13)도 이에 수반하여 이리저리 조내에서 움직이게 된다. 이와같이 불필요한 움직임은 시각적으로도 안 좋고 배출관(29)과 배출호스(14)의 수명단축을 초래하기 때문에 이것을 제어하기 위한 것이 배출기 지지봉(21)이다.

본 고안에 의한 상징수 배출용 부유식 배출기를 사용 함으로서, 종래와 같은 전자회로나 동력설비가 없이도 배출기를 상징수 수위변동에 상응하여 상하로 이동하게 하는 것이 가능하여 상징수의 수질이 가장 좋은 수심에서 상징수를 흡입배출할 수 있어 고액분리의 효율이 증가된다.

Claims (5)

1. 오폐수 처리용 포기조 겸용 고액분리조 내에 채워진 상징수의 수면상에 부유된 상태로 놓여진 원통 형태의 밀폐된 형상을 갖는 상징수 배출용 부유식 배출기에 있어서,

   상기 배출기의 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 수평 분리하기 위한 수밀성 격리판;

   상기 배출기 내에 유입된 상징수에 의해 상기 상부 공간에 형성되어 부력을 형성하기 위한 밀폐된 공기실;

   상기 하부 공간의 바닥면에 위치하며 상기 부유식 배출기를 통해 상징수를 배출호수와 배출펌프를 통해 고액 분리조 외부로 배출하기 위해 수밀성 배출호스와 연결되는 배출관;

   상기 하부 공간의 바닥면에 위치하며 상기 고액분리조 내의 상징수를 배출기내로 유입관을 통해 유입시키기 위한 다수의 유입구;

   상기 다수의 각 유입구와 연결된 유입관 끝에 경첩에 의해 연결되어 있는 평뚜껑; 및

   상기 부유식 배출기가 흔들리는 것을 방지하기 위해 상기 부유식 배출기의 수평방향의 양쪽 끝 단면상에 다수의 고정구에 의해 고정되게 설치되는 배출기 지지봉을 포함하여 이루어지는, 상징수 배출용 부유식 배출기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상징수 유입관은 소정 길이를 가지며, 부유식 배출기의 바깥면쪽에 형성된 유입구의 직경은 유입되는 상징수의 유속이 0.08 m/sec 이하이며, 상기 평탄한 뚜껑은 상기 유입구를 완전히 막아주기 위해 유입구보다 큰 직경을 갖되 40 내지 50도가 열렸을 때 뚜껑의 끝부분이 상기 격리판에 닿을 수 있도록 상징수 유입관의 길이를 조정하는 것을 특징으로 하는, 상징수 배출용 부유식 배출기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 평탄한 뚜껑은, 배출펌프를 작동하지 않는 경우 자체 무게에 의한 중력으로 상기 유입관을 막아주며, 유입관과 닿는 면에는 수밀성을 향상시키기 위해 연성고무판을 설치하는 것을 특징으로 하는, 상징수 배출용 부유식 배출기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 격리판은 격리판과 평탄한 뚜껑이 항상 고액 분리조내 상징수의 수면보다 낮은 위치에 놓이도록 공기실의 용적을 조절하여 설치하는 것을 특징으로 하는, 상징수 배출용 부유식 배출기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 부유식 배출기는 철, 스테인레스 철 및 합성수지 가운데 하나로 이루어지며, 200 미리미터 내지 500 미리미터의 직경과 100 센티미터 내지 250 센티미터의 길이를 가지고, 상기 평탄한 뚜껑의 재질은 스텐레스 철 인 것을 특징으로 하는, 상징수 배출용 부유식 배출기.