KR200229182Y1

KR200229182Y1 - Sparger Generating Uniform Bubble

Info

Publication number: KR200229182Y1
Application number: KR2020010000936U
Authority: KR
Inventors: 신찬수
Original assignee: 신찬수
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2001-07-03

Abstract

본 고안은 폐수처리장, 합병정화조, 양어장, 호기성 발효조 등과 같은 호기성 반응조(15)에서 폐수를 정화하거나 기타 용존산소가 필요한 수질에 산소를 제공하거나 균일기포를 필요로 하는 산기관(16)에 관한 것이다. 폐수는 1차적으로 호기성 미생물에 의해 유기물이 분해·제거되는데 호기성 미생물의 성장을 위하여 산소주입은 필수적이며 본 고안은 이를 목적으로 한다.The present invention relates to an acid pipe (16) that purifies wastewater in an aerobic reactor (15), such as a wastewater treatment plant, a combined purification tank, a fish farm, an aerobic fermentation tank, or provides oxygen to water quality requiring other dissolved oxygen or requires uniform bubbles. . Waste water is primarily decomposed and removed by aerobic microorganisms, but oxygen injection is essential for growth of aerobic microorganisms, and the present invention aims at this.

본 고안은 공기주입이 필요한 수질에 기포(19)들의 합체를 억제하여 균일한 기포를 생성하는 산기관(16)으로서, 균일기포(19)를 생성하기 위하여 산기관의 공기노즐(1)은 일정간격과 일정크기의 삼각피치법으로 고안되며 폐수정화장치의 규모에 따라 용존산소 능력을 조절할 수 있는 조립-디스크형 다단 산기장치(2-5)로 형성되며 공기공급부(17)의 전원차단이나 운전조작의 실수가 발생시 역류를 방지하는 역류방지부(9,10)와 모든 단의 산기장치로 공기가 일정하게 유입되도록 산기장치의 내부에 공기실(8)과 연결볼트(7)에 십자통기형 공기통로(12)로 구성된다. 본 고안의 산기장치에 따르면 종래의 기술보다 월등한 기체-액체 부피물질전달계수를 보이며 적은 용량의 공기로 빠르고 높은 용존산소농도와 확산능력을 지니는 균일기포흐름영역을 형성하는 산기관을 제공할 수 있다.The present invention is an air diffuser 16 which generates uniform bubbles by suppressing coalescence of bubbles 19 in the water quality requiring air injection, and the air nozzle 1 of the diffuser is uniform in order to generate uniform bubbles 19. It is designed by the interval and constant size triangular pitch method, and it is formed by the assembly-disk type multi-stage diffuser (2-5) that can adjust the dissolved oxygen capacity according to the size of the waste water purification device. The cross-flow vent type in the air chamber 8 and the connecting bolt 7 inside the air diffuser so that air flows into the air diffuser 9 and 10 and the air diffuser at all stages to prevent backflow when a mistake of operation occurs. It consists of an air passage (12). According to the air dispersing apparatus of the present invention, it is possible to provide an air diffuser having a gas-liquid volumetric mass transfer coefficient superior to that of the prior art and forming a uniform bubble flow region having fast and high dissolved oxygen concentration and diffusivity with a small amount of air. have.

Description

Sparger Generating Uniform Bubble

본 고안은 폐수처리, 호기성 폭기조, 호기성 발효조, 양어장 등 기타 산소주입이 필수불가결한 공정과 반응조(15)에 공기를 넓게 확산시키며 공기를 주입시키는 산기관(16)에 관한 것으로, 특히 요구되는 공정규모에 합당한 크기로 조립가능하고 용존산소능력을 용이하게 조절할 수 있는 조립-디스크형 산기장치(2-5)이다. 공기가 발생되는 공기노즐(1)은 삼각피치법을 적용하여 각각 산기장치의 옆면에 위치되어 노즐막힘현상을 방지하고, 저에너지원으로 최적의 균일기포크기를 생성해서 공정내의 기포흐름을 균일기포흐름영역으로 만들어 준다. 또, 공기노즐(1)로부터 발생되는 기포(19)들이 서로 합체되지 않도록, 그리고 고농도의 슬러지 또는 호기성 발효 공정에 산기관(16)이 적용될 때 산기관의 상부표면에 슬러지와 같은 고체입자가 적층되지 않도록 작은 디스크를 위에서부터 크기순서데로 조립하는 산기장치에 관한 것이다.The present invention relates to a process in which wastewater treatment, aerobic aeration tanks, aerobic fermentation tanks, fish farms, and other oxygen injections are indispensable, and an diffuser (16) which injects air widely and diffuses air into the reaction tank (15). It is an assembling-disc type diffuser (2-5) which can be assembled to a size appropriate to the scale and can easily adjust the dissolved oxygen capacity. The air nozzle 1, which generates air, is applied to the side of the diffuser device by applying a triangular pitch method to prevent nozzle clogging and to generate an optimal uniform bubble size with a low energy source, thereby allowing uniform bubble flow in the process. Make it an area. Further, solid particles such as sludge are deposited on the upper surface of the diffuser so that the bubbles 19 generated from the air nozzle 1 are not coalesced with each other and when the diffuser 16 is applied to a high concentration of sludge or aerobic fermentation process. The present invention relates to an air diffuser for assembling small disks in size order from above.

종래의 수질처리용 산기관은 대부분 공기노즐의 크기와 간격을 고려하지 않고 설계되어서 공급되는 공기방울이 불균일하고 배출되는 공기의 확산면적이 적어 수질에 공급되는 산소의 용존율이 저하된다. 뿐만 아니라 기존의 산기관은 크기가 작고 공기노즐의 간격이 너무 가까운 거리에 설계되어 소요동력이 과잉으로 소모되며, 기포합체현상으로 기포크기가 크고 불균일한 기포흐름영역을 형성하게 하여 담체표면에 붙어 성장하면서 수질을 정화하는 호기성 미생물을 담체표면으로부터 탈리시키는 등의 문제점이 있다.Most of the conventional water pipes for water treatment are designed without considering the size and spacing of air nozzles, so that the air bubbles supplied are non-uniform and the diffusion area of the discharged air is small, so that the dissolved rate of oxygen supplied to the water is reduced. In addition, the existing diffuser is designed with a small size and the distance between the air nozzles is too close. Excessive power is consumed. The bubble coalescence causes large bubble size and an uneven bubble flow area to be attached to the carrier surface. There is a problem such as detaching aerobic microorganisms that purify the water quality while growing from the surface of the carrier.

본 고안의 목적은 상기와 종래의 문제점을 해결하기 위하여 공기노즐(1)의 크기를 0.5∼2.0mm, 노즐사이의 거리를 10∼20mm 범위의 삼각피치법으로 각각의 다단 산기장치(2-5)의 옆면에 설계하여 낮은 소요동력을 사용하여 노즐로부터 생성되는 기포(19)의 크기를 작고 균일하게 하여 기포 서로들간의 합체확률을 저하시켜 공정내 전체의 기포흐름을 균일하게 형성함으로써 공기-수질의 물질전달율을 상승시키고 담체로부터 호기성 미생물의 탈리현상을 방지할 수 있는 호기성 반응용 산기장치(16)를 제공함에 있다. 또한, 슬러지에 의한 공기노즐의 막힘현상을 방지하며 산기관의 상부표면에 슬러지가 적층되는 것과 공기공급이 중단될 때 발생할 수 있는 역류현상을 억제하는 산기관을 제공하기 위한 것이다.The purpose of the present invention is to solve the above and the conventional problems, each of the multi-stage diffuser device by the triangular pitch method of the size of the air nozzle (1) 0.5 ~ 2.0mm, the distance between the nozzles 10 ~ 20mm (2-5) ) By using a low power consumption to make the bubble 19 generated from the nozzle small and uniform, reducing the coalescence probability between the bubbles and forming a uniform bubble flow throughout the process. It is to provide an acidic device for aerobic reaction 16 that can increase the material transfer rate of and prevent the detachment of aerobic microorganisms from the carrier. In addition, it is to provide a diffuser that prevents clogging of the air nozzles due to the sludge and suppresses the backflow phenomenon that may occur when the sludge is laminated on the upper surface of the diffuser and the air supply is interrupted.

도 1 은 본 고안의 평면도와 정면도1 is a plan view and a front view of the present invention

도 2a는 본 고안에 따른 연결볼트 캡의 평면도Figure 2a is a plan view of the connecting bolt cap according to the present invention

도 2b는 본 고안에 따른 연결볼트의 평면도Figure 2b is a plan view of the connecting bolt according to the present invention

도 2c는 본 고안에 따른 역류방지 장치의 정면도Figure 2c is a front view of the backflow prevention device according to the present invention

도 3a는 본 고안에서 조업시간에 따른 용존산소농도Figure 3a is the dissolved oxygen concentration according to the operating time in the present invention

도 3b는 본 고안에 따른 기체-액체 부피물질전달계수3b is a gas-liquid volumetric mass transfer coefficient according to the present invention

도 4 는 본 고안의 적용예4 is an application example of the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1. 공기 노즐 2-5. 단일 산기장치1. Air nozzle 2-5. Single diffuser

6,7. 결합부 8. 공기실6,7. 8. Air chamber

9,10. 역류방지 장치 12. 공기통로9,10. Backflow prevention device 12. Air passage

15. 호기성 반응조 16. 산기관 본체15. Aerobic reactor 16. Diffuser body

17. 컴프레샤 18. 공기흐름관17. Compressor 18. Air flow pipe

19. 기포19. Bubble

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 일정크기와 일정간격의 공기노즐(1)을 옆면에 지니고 있는 크기별의 각각의 디스크형 산기장치(2-5)와 이것들의 조립과 각각의 디스크에 공기공급을 위한 십자통기형(12) 연결나사(6,7)가 제공되며 공기공급이 중단될 때 폐수가 산기관내로 유입되는 현상을 방지하는 역류방지장치(9,10)로 형성되는 특징이 있다.The present invention for achieving the above object is the disc type diffuser (2-5) and the assembly of each of the disk type air diffuser (2-5) of each size having a certain size and a predetermined interval of the air nozzle (1) and air in each disc Cross vent type 12 connection screws 6 and 7 are provided for the supply and are characterized by a backflow prevention device 9 and 10 which prevents the wastewater from entering the diffuser when the air supply is interrupted. .

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 고안의 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation effects of the present invention based on the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 삼각피치법으로 공기노즐이 설계되어 균일 기포를 생성하는 산기관을 도시한 것으로서, 일정크기와 어느 정도의 일정간격의 공기노즐(1)이 옆면에 위치되고 공기실(8)이 구비된 크기별의 각각의 디스크형 산기장치(2-5)들이 십자통기형 연결볼트(7)에 의해 크기순으로 조립되어진다. 각각의 단일 산기장치(2-5)에 공기노즐(1)이 옆면에 고안된 것은 고농도의 슬러지 공정에서는 슬러지의 침전으로 인하여 공기노즐이 막힐 수가 있는데 이를 방지하기 위함이며, 뿐만 아니라 단일 산기장치들(2-5)을 조립함에 있어서 작은 것부터 크기순으로 즉 원뿔형으로 조립하는 것도 공기노즐(1)의 막힘현상과 산기관 본체(16)에 침전물이 쌓이는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 공기공급부(17)로부터 유입된 공기가 일정시간 체류하였다가 모든 방향의 공기노즐로 일정량과 일정유속으로 공기가 배출되게 하기 위하여 산기장치들 내부에 공기실(8)이 제공된다.1 is a view illustrating an diffuser in which an air nozzle is designed by a triangular pitch method according to the present invention to generate uniform bubbles, and an air nozzle 1 having a predetermined size and a predetermined interval is positioned on a side surface and has an air chamber ( Each disk type diffuser (2-5) of each size provided with 8) is assembled in size order by a cross vent type connecting bolt (7). The air nozzle 1 is designed on each side of each single air diffuser 2-5 to prevent the air nozzles from being blocked due to sludge settling in the high concentration sludge process. In assembling 2-5), assembling the smallest to the largest sized conical shape is to prevent the clogging of the air nozzle 1 and the accumulation of deposits on the diffuser main body 16. In addition, an air chamber 8 is provided inside the air dispersing devices in order to allow the air introduced from the air supply unit 17 to stay for a predetermined time and to discharge the air at a predetermined amount and a constant flow rate to the air nozzles in all directions.

본 고안에서의 단일 산기장치(2-5)들은 십자 통기형(12)으로 디자인된 연결볼트(7)에 의해 조립되어지는데, 연결볼트의 캡(6)은 도 2a에서 도시된 바와 같이 동전 같은 간단한 도구로도 쉽게 조립할 수 있도록 십자홈(11)을 내었고 연결볼트(7)는 압력부하가 걸리지 않으면서 공기가 자유로이 산기관에 유입되도록 도 2b와 같이 공기통로를 사방으로 구성하였다. 그리고, 공기공급부(17)의 전원차단 등으로 발생할 수 있는 역류현상을 방지하기 위하여 산기관(16) 하부의 공기흐름관(18)에 역류방지 장치(9,10)를 설치하였다. 역류방지 장치는 합성고무가 코팅된 고정판(9)과 유동판(10)으로 구성되는데, 운전시에는 송풍압에 의하여 유동판이 개방되며 운전정지시에는 유동판 전후의 압력차에 의하여 폐쇄되어 역류를 방지하게 된다. 역류방지 장치를 도 2c에 도시하였다.The single diffusers 2-5 in the present invention are assembled by connecting bolts 7 designed with cross vent type 12, the cap 6 of the connecting bolts being coin-like as shown in Fig. 2a. The cross groove 11 was cut out so that it could be easily assembled even with a simple tool, and the connection bolt 7 had an air passage in all directions as shown in FIG. 2B so that air was freely introduced into the diffuser without applying a pressure load. And, in order to prevent the backflow phenomenon that may occur due to the power supply of the air supply unit 17, the backflow prevention device (9, 10) was installed in the air flow pipe (18) below the diffuser (16). The backflow prevention device is composed of a fixed plate (9) and a fluidized plate (10) coated with synthetic rubber. During operation, the fluidized plate is opened by blowing pressure, and when the operation is stopped, it is closed by the pressure difference before and after the fluidized plate. Will be prevented. The backflow prevention device is shown in Figure 2c.

종래 기술의 공기노즐은 너무 작고 간격이 좁아서 기포가 생성되자마자 서로 합체하여 불균일 기포흐름영역을 형성하여 반응조 전체에 걸친 산소공급이 어려울뿐더러 큰 기포들은 담체에 붙어 반응하는 호기성 미생물들을 담체로부터 이탈시키는 탈리현상을 초래하는 반면에, 본 고안에서는 각각의 산기장치가 조립된 산기관의 평면도[도 1]를 보면 일정크기의 공기노즐은 어느정도의 일정간격별로 위치해 있는 것을 볼 수 있다. 도 1과 같이 설계된 공기노즐로부터 발생하는 기포들은 서로의 합체확률이 저하되어 크기가 작고 균일한 분포를 나타내는 균일 기포흐름영역을 형성하여 종래의 기술에서 지적된 문제점을 극복하면서 적은 공기공급 유량으로도 도 3a와 3b에서 볼 수 있듯이 빠른 산소확산속도와 반응조 전체에 걸친 높은 기체-액체 물질전달계수를 달성할 수 있다 하겠다. 또한, 본 고안의 공기노즐에서 걸리는 압력부하 또한 낮게 나타나므로 운전비용을 아낄 수 있다는 장점이 있다.The air nozzles of the prior art are so small and so narrow that they merge with each other as soon as bubbles are formed to form a non-uniform bubble flow region, which makes it difficult to supply oxygen throughout the reaction tank, and large bubbles adhere to the carrier to release the aerobic microorganisms that react with the carrier. On the other hand, in the present invention, when looking at the plan view of the diffuser in which each diffuser is assembled [Fig. 1], it can be seen that air nozzles of a certain size are located at a predetermined interval. Bubbles generated from the air nozzles designed as shown in FIG. 1 are lowered in the probability of coalescing to each other to form a uniform bubble flow area showing a small and uniform distribution, thereby overcoming the problems pointed out in the prior art, even with a low air supply flow rate. As can be seen in Figures 3a and 3b it is possible to achieve a high oxygen diffusion rate and a high gas-liquid mass transfer coefficient throughout the reactor. In addition, since the pressure load on the air nozzle of the present invention also appears low, there is an advantage that can save the operating cost.

상기와 같이 고안된 균일기포발생 산기관의 실제 적용예를 도 4에 도시하였는데, 산소 주입이 필요한 폭기조 등과 같은 호기성 반응조(15)에 반응조의 규모와 요구되는 용존산소농도에 맞게 산기장치를 조립하여 반응조 내부에 도 4와 같이 산기관(16)을 설치하면 공기공급부(17)로부터 공기흐름관(18)을 거쳐 균일한 기포(19)를 발생하게 된다.The actual application example of the uniform bubble generating diffuser designed as described above is shown in Figure 4, the reaction tank is assembled in the aerobic reactor (15), such as aeration tank requiring oxygen injection to the size of the reaction tank and the required dissolved oxygen concentration to the reaction tank When the diffuser 16 is installed as shown in FIG. 4, a uniform bubble 19 is generated from the air supply unit 17 through the air flow pipe 18.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 호기성 반응(15)에 공기를 주입하는 산기관(16)의 공기노즐(1)을 삼각피치법으로 다단의 디스크 산기장치(2-5)의 옆면에 구비하고 각각의 산기장치들을 조립가능하게 함으로써, 호기성 공정내의 기포흐름을 균일하고 안정되게 하여 미생물의 탈리현상을 억제하면서 산소의 욘존율을 크게 상승시키며, 공정들마다의 특성에 맞게 크기와 용존산소능력을 조절할 수 있는 산기관을 제공하며, 슬러지에 의한 공기노즐의 막힘현상을 방지하며, 동력비용을 절감시킬 수 있고, 반영구적으로 사용할 수 있으며, 사용이 편리하고, 수입대체 효과를 가져올 수 있는 조립-디스크형 산기장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the air nozzle 1 of the diffuser 16 for injecting air into the aerobic reaction 15 is provided on the side of the multi-stage disc diffuser 2-5 by triangular pitch method. By making it possible to assemble individual acid devices, the bubble flow in the aerobic process can be made uniform and stable, thereby suppressing the desorption of microorganisms and greatly increasing the oxygen ozone rate, and increasing the size and dissolved oxygen capacity according to the characteristics of each process. Provides an adjustable diffuser, prevents air nozzle clogging due to sludge, reduces power costs, can be used semi-permanently, is easy to use, and has an import replacement effect Producer can be provided.

Claims

Air nozzles (1) designed by triangular pitch method with air nozzle size ranging from 0.5 to 2.0 mm and nozzle distance from 10 to 20 mm are located on the sides of each disc type diffuser (2-5) of each size. And a cross vent type (12) connecting screw (7) for assembling a small disk into a conical shape in order of size from the top, each having an air chamber (8), and for smoothly supplying air to each disk. And a backflow prevention device (9, 10) which prevents a phenomenon in which wastewater flows into the diffuser when the air supply is stopped.