KR200274788Y1 - 복합다기능노즐에 의한 정수약품의 순간혼화장치 - Google Patents

Abstract

정수처리를 할 때에 양적으로 원수에 비해서 미량인 정수약품을 극히 짧은 시간안에 골고루 균일하게 원수에 혼화시키는 장치와 방법에 대해 많은 연구와 시도가 있었다. 정수약품 중에 금속염응집제의 성질은 극히 짧은 시간 내에 균일하게 확산되지 않으면, 가수분해되어서 포리머를 형성해서 약품의 효능이 떨어지는 성질이 있으므로 가능한 한 짧은 시간 내에 균일하게 대유량에 혼화시켜야 한다

본 발명은 대유량의 원수에 비해서 상대적으로 극미량인 정수약품이 복합다기능노즐의 이젝터에서 가압수에 혼입되어 1차로 확산 · 혼화되고, 정수약품이 혼화된 가압수는 와류실에서 재차 혼화된다. 직선운동을 하던 원통형 가압수주가 와류실에서 원운동을 하면서 원심력에 의해 가압수의 진행방향을 직선운동방향에 대해 직각으로 전환해서 분사각도 약 90°의 각도로 중공원추형(中空圓錐型-hollow cone)으로 대유량 원수의 흐름에 사선방향으로 거슬러 분사되도록 하였다.

대유량에 대해서 약품 등의 미량물질을 짧은 기간 내에 균일하게 혼화시키고자 추구하였던 문제를 해결할 수 있다. 부수적으로 혼화조시설과 혼화기 등의 설비설치비 및 유지관리비용도 절감할 수 있다.

Description

복합다기능노즐에 의한 정수약품의 순간혼화장치{flash mixing system of chemicals with complex-function nozzle in large water}

본원 고안은 정수처리를 할 때에 처리대상인 대량의 원수에 비해서 미량인 정수약품을 순간적으로 극히 짧은 시간 안에 대유량의 원수에 골고루 균일하게 혼화시키는 장치와 방법이다. 혼화시키는 방법으로서는 정수약품을 먼저 혼화용수와 극히 짧은 시간 내에 1차로 혼화시킨 다음 처리대상인 대유량의 원수에 균일하게 약품이 섞인 혼화수를 가압분사시켜서 재혼합시키는 혼화방법과 장치에 관한 것이다.

정수처리시설에서는 유입되는 대유량의 원수에서, 물 속의 불순물을 제거하기 위하여 정수약품을 10∼100mg/ℓ정도로 미량을 주입하고 있으며, 이 정수약품 중에 어떤 약품의 성질은 순간적으로 짧은 시간 내에 균일하게 확산되지 않으면, 가수분해되어서 포리머를 형성하는 등으로 약품의 효능이 떨어지는 성질이 있으므로 1초 이내 또는 가능한 한 짧은 시간 내에 균일하게 혼화되어야 한다고 정수약품의 혼화에 관해 연구한 학자들이 보고하고 있다. 어떤 약품은 균일하게 확산된 다음 일정한 체류시간을 요하는 것도 있다.

정수처리에서 응집과정이란, 콜로이드와 박테리아나 바이러스를 포함한 미소 부유물질의 표면하전위(表面荷電位)를 응집제에 의해 중화점 가까이까지 낮추는 공정이다. 이 급속혼화공정을 달성하는 수단으로서는 급속교반조작이 반드시 필요하다. 즉 급속교반의 목적은 정수약품인 응집제를 처리수중에 신속하고 균일하게 확산시키는 것이다. 황산알미늄이나 염화제2철과 같은 금속염응집제를 사용할 때에는, 이들 응집제가 1초이내에 가수분해되며, 콜로이드입자에 흡착되는 것도 거의 동시에 일어나기 때문에 효과적인 급속교반이 특히 중요하다. 이론적으로는 금속염응집제의 확산을 몇분의 1초 이내에 완료시켜야 하며, 이 때문에 실제로 설계할 때에는 될 수 있는 한 단시간인 1∼2초 이내에 완료되도록 추구하고 있다.

급속교반은 정수처리에 있어서 중요한 공정이지만, 일반적으로 많은 정수장에서는 30∼40%정도 과잉으로 응집제를 사용하므로서 급속교반기를 사용하지 않더라도 양호하게 물을 생산할 수도 있다. 따라서 급속교반은 정수처리를 위해서 절대적으로 필수적이며 없어서는 아니 된다는 문헌이 많이 있음에도 불구하고, 많은 기존의 정수장에서는 앞에서 설명한 바와 같이 과잉으로 약품을 주입방법으로 실시하고 있다.

응집제의 급속교반은 화학공업에서 채택하고 있는 일반적인 '액체-액체'간의 급속교반과는 다르다. 정수처리분야에서는 황산알미늄 등의 응집제와 원수와의 용적비는 1/10,000∼1/100,000정도이다. 따라서 이러한 극소량의 응집제를 대유량의 원수 중에 순간적으로 확산시키는 것은 특이한 '액체-액체'간의 혼합이다.

그러나 지금까지는 혼화조에 원수가 들어 올 때, 약품을 주입하고서 기계식급속혼화기(급속교반기라고도 함)로 교반시키고 있었으며, 혼화조에서의 체류시간은 1∼5분 정도를 갖도록 환경부에서 제정 발간한 상수도시설기준에서 급속혼화조의 체류시간으로 정하고 있다. 지금까지 주로 채택하고 있는 기계식교반기는 손실수두에 관한 문제가 거의 없으므로, 일반적으로 급속교반의 유효한 방법이라고 보아 왔다.

실제로는, 이렇게 미량의 응집제 등 정수약품을 대유량에 주입하였으므로 균일하게 혼화가 이루어지지 못하였으며, 아울러 단락류현상으로 일부의 원수는 약품과는 만나지도 못하고 혼화조를 통과하는 등으로 순간적인 교반과 균일한 혼화를 달성하지 못하는 문제가 있었으며, 이에 따라 약품도 과다하게 소비되고 있었다. 즉 적절한 저류판이 없는 혼화조내에서의 기계식교반은 약품주입에 필요한 순간적인 교반을 할 수 없었으며, 또한 효과도 좋지 않았다. 급속교반공정에 있어서 백믹싱(back mixing)의 나쁜 영향에 대해 강조하는 보고도 있다. 백믹싱이란, 이미 약품이 주입된 원수에 교반되면서 다시 약품이 혼화되는 것을 말한다. 백믹싱이 일어나는 전형적인 예로서는, 1∼2분의 체류시간을 갖는 혼화조의 중앙에 기계식교반장치를 이용해서 황산알미늄 등의 응집제를 혼화시키는 경우를 들 수 있다. 또한 기계식교반장치는 시설비가 과다할 뿐 아니라 유지관리비로서 전력사용량도 상당하다는 문제도 있다.

기계식급속교반장치를 급속교반용으로 사용하고 있는 대부분의 정수장 운전자들이, 급속교반기를 돌리거나 혹은 돌리지 않거나 간에 효과를 거의 알 수 없다고 말하는 경우도 있다. 실제 소음이나 에너지손실과 같은 기계상의 문제나 높은 유지관리비용 때문에 급속교방장치를 운전하지 않는 이유로도 들고 있다.

이러한 문제를 개선하기 위한 것으로 2단혼화, 가압수확산교반, 인라인(in-line)믹서 등의 기술이 개발되고 있다.

이 중에서 2단혼화는 앞서 설명한 혼화조의 혼화방법인 1단혼화방법을 2회시행한다는 의미로서 종래의 혼화방법에 비해서는 개선된 방법 중의 하나이나, '약품의 순간적인 교반과 균일한 혼화'라고 하는 약품혼화의 2대 목표 즉 '순간적이고 균일함'을 충족시키지 못하는 혼화조에서의 문제점이 대부분 그대로 상존하고 있으므로, 해결하고자 하였던 문제들이 완전히 해소된 것은 아니었다.

가압수확산교반방법에는 대유량원수관로의 중앙에서 유수방향과 정반대의 방향으로 풀콘(full cone)노즐에 의해 약품이 섞인 혼화수를 원추형으로 90°내외의 각도로 분사시키는 방법으로 지금까지 개발된 방법 중에서는 가장 효과적인 방법이다.

이 가압수확산교반방법 중에서 노즐부분의 앞 단계 즉 분사부의 이전 30cm보다 거리가 먼 거리의 지점에서 약품을 혼화수에 혼화시키게 되면, 약품주입지점에서부터 약 30cm를 지난 지점에서 약품이 혼화된 압력수관로에 슬러지케익이 생겨서 약품주입관이 페색되므로 수처리를 종종 중단해야 하는 어려움이 있었다. 따라서 약품주입지점은 노즐의 프렌지부에서 주입해야만 하는 즉 분사지점으로부터 30cm이내에서 주입시켜야 하는 어려움이 있었다. 그러나 혼화용압력수에 그 보다 높은 압력으로 약품을 주입해야 하는 문제와 노즐 속의 가압수내에서 순간적으로 압력수에 균일하게 혼화되지 않는 문제도 있다. 설령 가압수에 완전하게 혼화되었다고 하더라도 원추형(full cone)으로 분사되는 방식은 정상적으로 운전되고 있는 경우에는 유수의 중앙부분에는 과다하게 약품이 주입되어 혼화되고, 원수관로의 중심에서 멀어질수록 즉 원수관의 관벽쪽으로 갈수록 상대적으로 약품주입량이 적게 되는 문제가 있다.

또 다른 방법으로 슬러지케익의 발생을 방지하고자 하는 방법으로서 풀콘노즐의 분사부분에 약품주입관을 함께 둠으로서 노즐에서 압력수가 분사될 때에 발생되는 저압을 이용하거나 또는 강제로 정수약품을 펌프로 주입하면서 분사시키는 경우도 있으나, 이는 약품주입관의 출구단이 향하고 있는 가압수 분출부가 향하는 평면의 중앙부에 한하여 약품이 집중적으로 주입된다. 이를 해소하고자 노즐분사부의 일정거리에 노즐을 향해서 약품의 반사판을 설치하는 경우가 있으나, 이렇게 한다고 문제가 완전히 해소되는 것은 아니었다. 한편 압력수를 운반체로 해서 약품을 균일하게 수송하고자 하였으나 약품분사방향의 작은 편차가 있으면 약품은 한쪽으로 편기되는 결점이 있었다. 즉 약품의 공간적인 균일한 확산에는 효과적이지 못하였다. 또한 약품주입용의 미량주입펌프는 맥류(pulse)를 이루는 경우가 있어서 약품의 시간적인 균일함도 이루지 못하는 경우가 있다.

가압수확산방식으로서의 또 다른 방법으로서는 대유량의 원수관 주변에 걸쳐서 약품주입관을 원형으로 주변장에 따라 설치하고서, 이 원형의 관로에 적당한 간격으로 분사노즐을 배치해서 원수관로의 중심을 향해서 분사시키는 방법이 있다. 이는 정수약품의 혼화효율은 양호하나 노즐이나 약품주입을 위한 가압수관로에 슬러지케익이 생겨서 가압수관로와 노즐이 막히므로, 이 또한 시설의 운전을 중단해야 하는 사태도 발생하였다.

인라인급속교반기는 가동부가 없는 교반기로 알려져 있으며, 최근에는 6종류의 인라인고정형급속교반기가 이용되고 있다. 인라인고정형급속교반기는 적정하게 선정하고 이용하면 응집처리에 아주 큰 효과를 얻을 수 있다. 이 방식은 효과가 좋았으므로 처음에는 산업계에서 이용되었다. 인라인고정형 급속교반기의 특징은, 가동부가 없다는 것과 외부로부터의 동력이 필요하지 않다는 것 및 가압수확산교반에 비해 노즐이 막히는 문제가 적다는 것이 장점이다. 그러나 교반강도와 교반시간은 유량에 의해 제약된다는 것과 이들 설비는 제작사의 실용신안품이기 때문에, 설계기술자는 제작사에서 작성한 제품성능표에만 의존해야 한다는 것이 큰 단점이다.

실용상 정수처리에 만족할 범위는, 교반시간은 1∼3초, 최대손실수두는 600mm정도로 된다. 시설설계에서는 큰 부유물이 교반장치를 막지 않도록 장치의 상류부에 스크린을 설치해야 한다. 또 쓰레기나 녹을 쉽게 제거할 수 있도록 하기 위해서 내부의 저류판을 들어낼 수 있도록 해 두어야 한다는 등의 어려움과 함께 특정외국사의 실용신안품이란 것도 현장시설에의 활용이 어렵도록 한다.

정수처리를 할 때에 처리대상인 대량의 원수에 비해서 극미량인 1/10,000∼1/100,000의 응집제인 정수약품을 극히 짧은 시간에 대유량의 원수인 처리대상수에 골고루 균일하게 혼화시키는 장치와 혼화방법을 추구하고 있다.

급속혼화 또는 순간적인 교반이 특히 중요한 것은, 가수분해와 그에 따른 포리머화 즉 중합은 순식간에 일어나며, 응집제의 균일한 주입과 처리수의 pH가 균일하게 되는 것은 가수분해생성물의 생성에 필수적이다. 또한 가수분해생성물이 콜로이드상의 입자에 신속하게 흡착된다는 것 때문이다.

이렇게 슬러지케익이 노즐을 폐색시키지 않으면서 순간적으로 균일하게 혼화시키고자 하는 정수처리업계의 추구에 부합되도록 급속혼화시키는 방법으로서 펌프에 의한 가압수관에 접속된 노즐의 관경축소부(20a)와 이젝터부(20b) 및 와류실(20c)로 구성된 복합다기능노즐을 이용하는 것이다. 이는 응집제인 정수약품을 노즐의 관경축소부(20a)의 종단인 이젝터부(20b)에서 가압수(50)에 극히 짧은 시간 내에 혼화시킨 다음, 약품이 혼화된 혼화수는 복합다기능노즐의 와류실에서 재차 혼화시키면서 가압수(50)의 진행방향에 대해 90° 로 분사방향을 전환시켜서, 와류실의 끝인 노즐의 출구(20d)에서 분사각도 약 90°로 중공원추형으로 분사되는 복합다기능노즐을 이용해서 처리대상인 대유량의 원수에 균일하게 재혼화시키는 급속혼화방법과 장치이다.

도 1은 전체를 조립한 단면도

도 2는 복합다기능중공원추형분사노즐(이하 복합다기능노즐이라고 함)에서 중공원추형으로 분사되는 가압수의 분사형태를 원수관로의 측면에서 본 단면도(도 1의 A-A'단면도)

도 3은 원수관로의 중앙에서 본 가압수의 분사형태 정면도(도 1의 B-B'단면도)

도 4는 가압수관로와 복합다기능노즐이 조립된 측면에서 본 조립도

도 5는 가압수관로와 복합다기능노즐이 조립된 정면에서 본 조립도

도 6은 이젝터부(20b)와 볼(30)의 단면 상세도(도 5의 C-C'단면도)

도 7은 이젝터부(20b)의 각부 기능과 단면상세도(도 4의 D-D'단면도)

도 8은 외부이젝터(25)의 외갑의 측면단면도와 와류실

도 9는 그림 8의 외부이젝터(25)의 외갑 정면도

도 10은 내부이젝터(28)인 볼(30)과 지지고정자 및 외부이젝터(25)의 내갑인 볼(30)의 테(38)

도 11은 내부이젝터(28)의 정면도(그림 10의 E-E' 단면도)

이하 본 고안을 도면과 함께 상세히 설명한다.

도 1내지 도 9에 도시된 것 중에서, 본 고안의 '복합다기능노즐에 의한 정수약품의 순간혼화장치'의 일반적인 구성도를 도 1에 나타내었고, 도 2내지 도 3에는 원수관로에서 혼화수의 확산거동을 도시하였다. 도 4내지 도 5에는 복합다기능노즐(20)의 관경축소부(20a)와 이젝터부(20b) 및 와류실(20c)을 포함한 복합다기능노즐(20)의 조립된 외형의 정면도와 측면도를 도시하였다. 도 6내지 도 7은 복합다기능노즐(20)의 이젝터부(20b)를 상세하게 설명한 단면도를 나타내었고, 도 8은 복합다기능노즐(20)의 이젝터부(20b)의 중앙에 있는 볼(30)부분을 제거한 이젝터부(20b)의 단면도(도 4의 D-D'부분)와 와류실의 외관을 도시하였고, 도 9는 도 8의 접속 플렌지부와 이젝터부(20b)의 정면도로 볼(30)과 볼의 지지부(33)와 이에 고정된 테(38)를 제거한 것이다.

도 1에서 관로는 대유량의 원수관로(11)이고, 수조(12)는 약품을 혼화시키느데 사용하였던 기존의 혼화조이다. 본 약품주입설비에서는 약품혼화용으로 사용하는 가압수는 침전수나 여과수를 사용하는 것을 원칙으로 하지만, 원수의 수질이 양호한 때 또는 시설을 초기운전할 때에는 원수관로(11)에서 분기해서 가압수를 사용할 수 있도록 혼화용수취출분기관(13)을 설치해 두었다. 혼화용수는 상당한 압력을 가져야 하므로 혼화용수를 가압하는 가압펌프(14)가 필요하다. 펌프로 가압된 혼화용수는 적정한 수압을 유지해야 하므로 수압을 조절하기 위한 가압용수수압조절밸브(15)를 둔다. 혼화용수주입관(21)은 원수관로(11)의 상단에 부착된 혼화장치삽입관(18)을 거쳐 원수관로 내로 들어간다. 약품 등 미량물질은 높은 곳에서 자연유하(gravity flow)로 적정량이 주입되도록 하기 위해서 약품주입조(16)가 필요하다. 만약 이젝터부(19)에서 압력이 부압으로 되지 않을 때에는 약품주입관(17)에 약품주입용펌프를 갖추어야 한다. 약품주입조에서 흘러 들어가는 약품은 약품주입관(17)을 거쳐서, 관경축소부(20a), 이젝터부(20b), 와류실(20c) 및 노즐출구(20d)로 구성된 복합다기능노즐(20)에서 약품 등 미량물질 주입용 이젝터부(20b)로 들어가게 된다. 복합다기능노즐(20)의 이젝터부(20b)에서 약품이 혼화된 가압수는 복합다기능노즐(20)의 와류실에서 재차 혼화된 다음 와류실에서의 원운동에 의한 원심력으로 노즐의 출구쪽으로 약 90° 의 각도로 중공원추형으로 원수에 확산되어 분사된다. 가압수관은 압력을 일정하게 유지하기 위해서 압력계(23)를 부착하고 항상 점검해야 한다.

본 구성의 복합다기능노즐(20)은 노즐입구에서부터 관경축소부(20a)를 둠으로서 이젝터부(20b)에서 유속을 증대시켜서 빠른 유속을 얻게 되며, 확대된 관경에서의 압력수두는 관경축소부(20a)를 지나 이젝터부(20b)에서는 속도수두로 바뀌어서 압력이 낮아지게 되므로 이젝터부(20b)에서는 가압수주(50)의 압력이 부압에 가까운 압력으로 떨어지게 된다. 이렇게 압력이 낮아지는 지점의 원주 외부에 5mm정도의 간격을 갖는 약품주입구를 둠으로서 약품유로(22)로부터 약품이 저절로 주입되어 가압수(50)인 중공원통형수주의 외부전면에 균일하게 확산되어 혼화되도록 하였다. 여기에 추가해서 관경축소부(20a)의 종단인 이젝터부(20b)의 중앙에 유선형의 볼(30)을 두어서 유속을 더욱 크게 하였을 뿐아니라 이젝터부(20b)의 기능을 더욱 확실하게 하도록 하였다. 또한 중공원통형가압수주(50)의 내부면에도 약품이 주입될 수 있도록 하였다. 즉 약품주입관(17)에서 T형의 분기를 하고 약품주입접속점을 통해서 유선형볼(30)의 정상부에 접속시켜 약품이 주입되도록 하였다. 유선형볼(30)에서는 압력수주(50)의 압력이 가장 낮아지는 지점인 볼의 수평원주직경이 가장 큰 부분을 바로 지난 지점까지 상부로부터 수직으로 청공한 다음 수평방향으로 여러 개의 약품확산공(35)을 만들므로서 중공원통형압력수주(50)의 내부면과 외부면에서 동시에 순간적으로 약품이 균일하게 주입되고 확산된다. 이렇게 짧은 시간내에 압력수주(50)에 균일하게 약품이 확산된 다음, 복합다기능노즐(20)의 와류실(20c)에서 원운동을 하므로서 재혼화된 다음 복합다기능노즐(20)의 출구(20d)에서 처리대상인 원수(40)의 흐름에 대해 약 45°의 방향으로 비스듬히 중공원추형으로 분사된다.

분사수는 원수의 흐름에 대해 약 45°의 방향으로 거슬러서 분사되지만, 원수(40)가 흐르는 힘과의 합성력에 의해 원수의 흐름에 거의 직각방향의 각 지점 즉 거의 동일평면에서 혼화수가 처리대상인 원수와 만나는 결과의 포물선궤적(50b)이 되어서 약품이 혼화된 혼화수를 원수 중에 거의 균일하게 재혼화시킬 수 있다.

본 고안의 구성에서 가장 핵심요소는 관경축소부(20a)와 이젝터부(20b) 및 와류실(20c)로 된 중공원추형분사형태의 복합다기능노즐(20)이다. 이젝터부(20b)는 가압수관경의 약 1/2정도 축소시킨 부분에 추가해서 유로의 중심에 유선형의 볼(30)을 둠으로서 볼(30)과 외관사이의 나머지 유로(19d)에서의 유속을 더욱 증대시켜서, 혼화용수주입관(21)에서의 압력수두가 노즐의 이젝터부(20b)에서는 속도수두로 바뀌며, 유선형 볼(30)의 최대직경부분에서 속도수두가 최대로 되게 하였다. 이렇게 해서 약품 등의 미량물질들이 쉽게 가압혼화수(50)에 혼입되게 하였다.

복합다기능노즐(20)의 분사형태는, 혼화용수주입관(21)에서 노즐입구부 즉 관경축소부(20a)에 유입된 다음 이젝터부(20b)에서 약품이 혼화되고 와류실(20c)을 거치면서 분사방향을 90°로 전환하는 복합다기능노즐(20)을 채택하였다. 또한 이젝터로 보통은 수주의 외관에서만 이젝팅하고 있었으나 본 고안에서는 순간적이고 균일한 혼화를 위해서 중공원통형압력수주(50)의 외면쪽에서 약품이 주입되는 것은 물론이고 내면쪽인 볼(30)부분에서도 약품이 주입되도록 하므로서 약품이 혼화용수에 균일하게 혼화되도록 하였다. 약품 등이 혼화되기 시작하는 부위인 이젝터부(20b)에서 노즐출구까지의 물리적인 길이를 앞에서 설명하였던 스케일이 생기는 길이를 짧게 하므로서 노즐내부에서 슬러지케익의 발생도 방지하였다는 것을 알 수 있다.

본 고안도 가압수확산혼화방식의 한 방식으로서 원수관로(11)의 관경 크기에 따라 복합다기능노즐(20)의 분출유속과 가압혼화수(50)의 분출유량을 조절하도록 하였다. 노즐분출수는 반드시 원수관로(11)의 관벽면에까지 도달될 수 있도록 가압혼화수(50)의 양과 분출속도를 가감해서 분출력을 조정하므로서 원수(40) 전체에 약품이 균일하게 혼화되도록 하였다. 복합다기능노즐(20)의 분출 유속에 따라 이젝터부(20b)의 중심에 있는 볼(30)의 최대직경의 크기를 조절하므로서, 이젝터부(20b)에서의 빠른 유속에 의해 약품이 주입되는 이젝터 내의 유선형 볼(30)의 최대직경이 되는 정점에서는 항상 최저압이 생기도록 조정해서 약품 등의 미량물질(16)이 가압혼화수(50)에 자연스럽게 흡입되어 확산되도록 하였다.

볼의 상류부에서 약품을 주입할 수 있도록 만들어진 약품주입관(17b)을 통해서 약품이 주입되면 이젝터의 저압발생부인 볼의 직경축소부분에 방사상으로 만들어진 약품확산공(35)을 통해서 약품이 가압수주의 내부쪽에 확산되도록 하므로서, 가압수주의 내외부에서 약품이 확산되어 원수에 주입되도록 하였다.

대유량에 대해서 약품 등의 미량물질을 짧은 기간 내에 균일하게 혼화시키고자 추구하였던 문제를 해결할 수 있다. 혼화시키는 데에 가동부가 없으며, 노즐이 슬러지케익는 문제가 없으므로 운전을 중지해야 되는 고장요소가 거의 없다.

부수적으로 기계식의 교반기를 사용해서 대유량을 혼화조내에서 1∼5분간 회전시키면서 교반하던 시설들이 필요하지 않으므로 혼화조구조물을 포함한 구조물의 시설비가 줄어들게 되며, 교반용의 모터-감속기와 교반기 등의 설비도 필요하지 않다. 아울러 유지관리할 때에 교반기를 운전하는 데 따른 전력량도 훨씬 절감할 수 있다.

또한 혼화조라고 하는 별도의 독립된 수조를 두지 않아도 되므로 보통 1m내외가 되는 펌프양정을 줄일 수 있다. 예를 들면, 정수장에 공급되는 취수펌프장의 펌프양정이 22m라고 가정하면, 이중 1m의 양정을 줄일 수 있다면 약 5%의 전력절감효과가 있다.

아울러서 정수처리 뿐아니라 대부분의 수처리에서 수처리약품의 급속하고 균일한 혼화를 도모할 수 있으므로 약품주입의 효과와 체류시간을 요하는 소독의 효과도 거둘 수 있다.

Claims (8)

1. 대유량으로 처리대상인 원수(40)에 극미량의 약품을 순간적으로 균일하게 혼화시키기 위하여 우선 처리대상인 원수의 약 2%내외의 혼화용수를 펌프로 가압하면서, 이젝터부(20b)에서 정수약품을 가압수(50)에 혼화시킨 다음 노즐(20)의 와류실(20c)에서 재혼화시켜서 약품이 균일하게 혼화된 가압수(50)를 중공원추형(50a)으로 일양하게 분사시키므로서 대형관로속을 흐르고 있는 처리대상인 원수(40)에 균일하고 신속하게 정수약품을 혼화시키는 약품혼화기구
2. 가압수관로(21)의 관경축소부(20a)의 종단에 연결된 노즐(20)의 목부분인 이젝터부(20b)의 원통중심에 볼(30)을 구비하므로서, 이부분을 통과하는 가압수주(50)는 중공원통형의 형상을 이루며, 이 가압수주(50)의 내부와 외부에서 유속에 의한 부(-)압으로 정수약품이 확산되므로서 1차로 가압수(50)에 혼화시킨 다음, 직선운동을 하던 가압수주(50)를 원운동을 하도록 와류실(20c)에서 강요됨으로서 동시간대에 분출된 가압수(50)의 자체혼화와 함께 와류실(20c)에서의 원운동 회전주기에 따른 신 · 구수주간의 혼화로 가압수(50)내의 정수약품이 재차 혼화되며, 약품혼화된 가압수(50)가 와류실내에서의 원운동으로 인한 원심력에 의해 이젝터부(20b)에서 직선운동할 때의 의 진행방향에 대해 90° 방향을 전환하면서 중공원추형으로 분사되도록 하는 복합 다기능노즐(20)
3. 관경축소부(20a)인 복합다기능노즐(20)의 목부분의 안쪽에 약품이 주입되도록 약품주입유로(22)를 만들어둔 외부이젝터(25)와 함께 볼(30)의 외부주변에서 약품이 확산주입되도록 볼(30)의 수직공에 연결된 여러 개의 수평유로(35)에서 약품이 주입되는 내부이젝터(28)로 구성되므로서 가압혼화용수(50)가 형성하는 중공원통형의 수주내부와 외부에 정수약품이 균일하게 혼화되도록 하는 혼화기구인 이젝터부(20b)
4. 이젝터부(20b)에서 확산되는 약품과 가압혼화수(50)가 만나는 접촉면을 크게 함으로서 약품이 균일하게 혼화되도록 하기 위하여 원통형가압수주(50)의 외부에서 약품이 확산되는 외부이젝터(25)와 함께 내부 중앙의 볼(30)의 유로부 정점을 지난 지점에 수평으로 원주방향으로 뚫어진 약품확산공에서도 약품이 확산되도록 하는 내부 이젝터(28)를 두고, 또한 볼(30)이 가압수(50)유로의 중앙에 위치하도록 볼(30)의 지지부(33)를 볼(30)의 주위에 부착하고, 이것을 외부이젝터(25)의 약품유로(22)의 전반부 내부벽으로 된 테(38)에 고정시켜서 볼(30)에서 주입되는 내부약품유로(35)가 외부약품유로(22)와 서로 마주보게 하여, 정수약품이 내부이젝터(28)와 외부이젝터(25)에서 동시에 균일하게 원통형가압수주(50)에 주입되도록 하는 약품주입기구인 이젝터(20b)
5. 빠른 유속으로 부(-)압이 형성되는 이젝터부(20b)에 볼(30)을 중앙에 배열시킨 이젝터부(20b)의 외관에 약품유로(22)를 형성하고, 볼(30)이 가압수(50) 유로의중앙에 위치하도록 볼(30)의 지지부(33)를 볼의 주위에 고정시키고, 이것을 외부이젝터(25)의 약품유로(22)의 전반부 내부벽으로 된 테(38)에 고정시키며, 지지부(33)의 하류쪽 발톱을 약품유로(22)의 턱(39)에 얹어놓음으로서, 중공원통형인 가압수주(50)의 외면에 균일하게 약품이 확산되도록 약품유료(22)와 약품유로의 턱(39)과 테(38)모양 원주의 끝 부분사이에 5mm 정도의 틈새를 통해서 약품이 원통형수주의 전체둘레에 균일하게 확산되도록 만들어진 외부이젝터(25)의 약품주입기구
6. 빠른 유속으로 부(-)압이 형성되는 이젝터부(20b)에 약품이 확산 주입되도록 볼(30)의 중앙정점에서 외부의 약품주입관(17b)을 통해서 수직으로 뚤린 공으로 약품이 주입되어 흘러들면 볼(30)의 중앙에 수평으로 뚤린 약품확산공(35)을 통해서 중공원통형 가압수주의 내부면에 약품이 확산시키는 내부이젝터(28)의 약품주입기구
7. 가압수(50)의 유속을 이젝터부(20b)에서 최대로 증대시키기 위하여 관경을 축소시키는 관경축소부(20a)에 추가적으로 축소부인 이젝터부(20b)의 원통중심에 유선형볼(30)을 두어서 관경이 가장 축소된 부분에서의 유속을 최대로 하고, 가압수주(50)와의 약품확산면을 크게 하면서 와류실(20c) 이후에서는 다시 유로가 커지도록 하여 관경축소부인 이젝터부(20b)에서는 부(-)압이 발생하도록 해서 약품이 저절로 주입되고 확산되도록 하는 약품주입기구.
8. 가압수(50)유로의 중앙에 있는 볼(30)을 지지고정자(33)에 의해 외부의 테(38)와 일체로 된 외부이젝터(25)의 약품유로(22)의 내부면 상부를 형성하는 외부의 테(38)를 들어내면 약품유로(22)의 내부청소를 용이하게 만든 테(38)와 약품유로(22)를 구비한 2원중심형플렌지