KR200289277Y1 - 가변형 격벽이 구비된 반응조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 격벽이 구비된 반응조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수 나 폐수가 유입되어 물리, 화학 및 생물적으로 반응하는 반응조를 하나 이상의 반응공간으로 구획할 수 있도록 반응조 내부에 가변형 격벽을 설치함으로써 유입 수량 및 부하 변동에 능동적으로 대응할 수 있고, 질산화조와 탈질산화조를 유입부하에 대응하여 가변적으로 조정함으로써 변형된 고도처리공정을 신속히 적용할 수 있으며, 반응조 내의 흐름을 자유롭게 변경시켜 처리효율을 향상시킬 수 있는 가변형 격벽이 구비된 반응조에 관한 것이다.

본 고안은 하폐수가 유입되어 일정시간 체류하면서 화학적 및 생물학적으로 반응하는 반응조에 있어서, 상기 반응조의 내부에 설치되고 상기 반응조의 단면과 유사한 형태를 갖는 프레임과; 상기 프레임에 슬라이드 및 회전가능하게 설치된 다수의 격판과; 상기 격판을 이송시키기 위한 이송수단 및; 상기 격판을 회전시키기 위한 회전수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가변형 격벽이 구비된 반응조{Reactor with Variable Partition}

본 고안은 격벽이 구비된 반응조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수 나 폐수를 물리, 화학 및 생물적으로 처리하는 반응조를 하나 이상의 반응공간으로 구획할 수 있도록 반응조의 내부에 가변형 격벽을 설치함으로써 부하 변동에 능동적으로 대응할 수 있으며 변형된 고도처리공정을 별도의 대수선 없이 적용할 수 있고 반응조 내의 수류를 자유롭게 변경시킴으로써 반응조의 처리효율을 향상시킬 수 있는 가변형 격벽이 구비된 반응조에 관한 것이다.

일반적으로 하수나 폐수처리시설에서 설치되는 반응조는 유입 하수나 폐수가 일정 시간동안 체류하면서 투입된 약품이나 미생물과 화학적 또는 생물학적으로 반응할 수 있는 반응공간을 제공한다. 따라서 반응조는 소정의 반응공간을 확보하고 수압이나 외력으로부터 보호받을 수 있도록 콘크리트나 금속 등과 같은 내구성 재료로 만들어진다. 그러므로 일단 설치된 반응조는 그 반응공간을 임의대로 늘리거나 줄이는 것이 어렵다. 따라서 하폐수 처리시설을 신설할 때는 시간의 경과에 따라 늘어나는 처리량을 고려하여 10년 또는 20년의 장기 계획하에서 충분한 크기의 반응공간을 갖는 반응조를 설치하는 것이 일반적이 었다.

그런데, 이와 같은 장기계획에 따라 반응조를 설치하게 되면, 현재의 적정 처리용량보다 훨씬 큰 반응공간을 갖고 있기 때문에 준공 후 초기 몇 년 동안은 설계용적의 40∼50% 정도밖에 사용하지 못하게 된다. 이와 같이, 처리용량보다 큰 반응조를 그대로 사용하게 되면 최적조건으로 설계된 운전인자를 만족시키기 못하기 때문에 정상적인 운전이 곤란하게 된다.

그리고 최근에는 환경에 대한 관심이 고조되면서 방류수의 수질 기준에 점차 강화되고 있는 바, 이러한 기준에 대응하기 위해서는 무산소조와 폭기조를 순환시켜 가면서 질소와 인을 제거하는 생물학적 질소/인 처리공정이나, 유입, 반응, 침전, 배출 및 휴지 등 여러 공정을 하나의 반응조에서 처리하는 SBR(Sequencing Batch Reator)공정 등 시대의 변화에 따라 변형된 고도처리공법이 개발되게 된다. 그러나 종래의 반응조는 일단 설치된 반응조의 크기를 늘리거나 줄이는 것이 어렵기 때문에 새로 개발된 고도처리공정을 적용하기 위해서는 새로운 반응조를 건설하거나 기존 반응조를 대대적으로 수선 또는 보수하여야 하는 문제가 있었다.

따라서 본 고안은 하 폐수처리시설의 특성에 따라 처리용량을 초과하게 설치된 반응조를 효율적으로 활용하기 위해서 반응조의 반응공간을 하나 이상으로 구획하는 격벽을 설치하는 것이다. 일반적으로 격벽은 반응조를 구분하기 위한 칸막이로서, 종래에도 반응조에 내에 격벽을 설치하는 경우가 있었으나, 종래의 격벽은 콘크리트나 금속 또는 고강도 폴리에틸렌 패널 등으로 만들어진 것이어서, 한번 설치된 격벽을 자유롭게 개폐시키거나 그 개방부의 크기나 위치를 조절할 수 없고 특히 운전 중에는 어떠한 변형이나 변경도 가할 수 없는 것이었다. 따라서 종래의 고정식 격벽이 구비된 반응조는 유입 하폐수의 유량이나 부하 농도에 따라 적절히 대응할 수 없었고, 반응조의 내부의 흐름을 임의적으로 변경시키는 것도 곤란하였다.

이에 따라 본 고안은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 고안의 주된 목적은 하폐수 처리시설로 유입되는 유량 및 부하의 변동에 능동적으로 대처하고, 반응조의 반응조건을 인위적으로 조정하여 새로 개발된 고도처리공정을 별도의 대수선 없이 신속하고 경제적으로 도입할 수 있으며, 반응조 내부의 수류를 임의대로 변환시켜 반응효율을 최대화 할 수 있도록 가변형 격벽을 사용하여 하나의 반응조를 둘 이상의 반응공간의 구획시킬 수 있는 가변형 격벽이 구비된 반응조를 제공하는 것이다.

도1은 본 고안에 따른 가변형 격벽이 구비된 반응조를 보여주는 사시도,

도2는 본 고안에 따른 가변형 격벽의 회전 및 이송수단을 보여주는 부분절단 사시도,

도3은 본 고안에 따른 회전수단을 보여주는 확대도,

도4는 본 고안에 따른 격판 및 하부 가이드 레일의 구조를 보여주는 부분 확대도,

도5a 내지 도5d는 본 고안에 따른 가변형 격벽의 다양한 사용예를 보여주는 측면도,

도6a 및 도6b는 본 고안에 따른 가변형 격벽이 구비된 사용예를 보여주는 평면도,

도7은 본 고안의 다른 실시예로서 수평형 격판으로 이루어진 가변형 격벽을 보여주는 측면도,

도8a 및 도8b는 본 고안에 따른 수평형 격판으로 이루어진 격벽의 사용예를 보여주는 측면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 가변형 격벽 10 : 반응조

30 : 프레임 33 : 상부 가이드 레일

35 : 하부 가이드 레일 50 : 격판(수직형)

60 : 격판(수평형) 70 : 캐리어

75 : 구동모터 80 : 가이드 봉

85 : 스탭모터 90 : 구동수단

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 하폐수가 유입되어 일정시간 체류하면서 화학적 및 생물학적으로 반응하는 반응조를 두 개 이상의 반응공간으로 구획할 수 있도록 좌우 또는 상하로 이동가능하고 제자리 회전이 가능한 다수의 격판으로 구성된 가변형 격벽을 설치하여 언제든지 격벽의 설치 및 해제가 가능하고 개방구의 크기 및 위치를 자유롭게 변경시킬 수 있는 가변형 격벽이 구비된 반응조에 의해 달성된다.

또한 본 고안은 하폐수가 유입되어 일정시간 체류하면서 화학적 및 생물학적으로 반응하는 반응조에 있어서, 상기 반응조의 내부에 설치되고 상기 반응조의 단면과 유사한 형태를 갖는 프레임과; 상기 프레임에 슬라이드 및 회전 가능하게 설치된 다수의 격판과; 상기 격판을 이송시키기 위한 이송수단 및; 상기 격판을 회전시키기 위한 회전수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 고안은 상기 프레임의 상하부에 가이드 레일이 설치되고, 상기 격판의 상단에는 상기 프레임의 상부 가이드 레일을 따라 이송되는 캐리어가 설치되며, 상기 격판의 하단에는 상기 프레임의 하부 가이드 레일을 따라 이송되는 롤러가 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 격판은 그 폭보다 길이가 길고 비교적 얇은 판으로 이루어진다.

이어, 본 고안에 따른 상기 이송수단은 상부 가이드 레일에 설치되어 격판과 함께 좌우 또는 상하로 이동되는 캐리어와, 상기 캐리어를 안내할 수 있도록 상기 가이드 레일과 평행하게 설치된 가이드 봉과, 다수의 캐리어에 연결된 와이어 및, 상기 와이어를 감을 수 있는 구동모터를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 회전수단은 스플라인이 형성된 상기 가이드 봉과, 상기 가이드 봉의 단부에 설치되어 상기 가이드 봉을 회전시키는 스탭모터와, 상기 가이드 봉을 따라 슬라이드 되는 동시에 상기 가이드 봉의 회전력을 전달하는 제1베벨기어와, 상기 제1베벨기어와 직각방향으로 맞물려 그 회전력으로 격판을 회전시키는 제2베벨기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 가변형 격벽이 구비된 반응조를 상세히 설명한다. 도1은 본 고안에 따른 가변형 격벽이 구비된 반응조의 바람직한실시예를 보여주는 사시도로서, 특히 다수의 수직형 격판이 형성된 반응조를 보여준다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 가변형 격벽(1)은 반응조(10) 내에 설치되어 두 개 이상의 반응공간으로 구획한다. 즉, 본 고안에 따른 가변형 격벽(1)은 반응조(10) 내에 설치된 사각형상의 프레임(30)과, 상기 프레임(30)에 일렬로 설치된 다수의 수직형 격판(50)으로 구성되어 반응조(10)의 반응공간을 구획하는 것이다.

상기 격판(50)은 스테인레스 스틸이나 알루미늄과 같은 금속판이나 강화플라스틱판 등으로 이루어지고 그 폭에 비해 길이가 상대적으로 길다. 그리고 상기 격판(50)의 두께는 수압이나 외력에 의해 휘어지거나 변형되지 않는 범위 내에서 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 따라서 하나의 반응조(10)를 구획하기 위해서는 다수의 격판(50)이 일렬로 또는 부분적으로 중첩되게 배열되게 된다. 또한 상기 수직형 격판(50)이 경우에는 하부에 도시되지 않은 중량체를 설치하는 것도 바람직하다.

그리고 상기 프레임(30)은 금속 또는 강화플라스틱 등으로 만들어지며 상기 다수의 격판(50)을 지지하는 동시에 상기 격판(50)이 이송되거나 회전할 수 있도록 한다. 즉, 도2에 도시된 바와 같이 상기 프레임(30)은 반응조(10)의 단면과 유사한 형태를 갖는 틀 체로서 그 상부와 하부에 격판(50)이 슬라이드 할 수 있는 가이드 레일(33,35)이 설치되어 있고 좌우 지지대(37,39)는 상하 가이드 레일(33,35)을 지지하도록 되어 있다.

그리고 도2에서 보는 바와 같이, 상부 가이드 레일(33)의 일측에는 상기 격판(50)을 이송시키거나 회전시키기 위한 구동수단(90 : 75,85)이 설치되어 있다. 즉, 상기 상부 가이드 레일(33)에는 격판(50)과 함께 좌우로 이동되는 다수의 캐리어(70)가 설치되어 있다. 그리고 상기 캐리어(70)를 안내할 수 있도록 가이드 봉(80)이 상기 가이드 레일(33)과 평행하게 설치되어 있다. 이때 상기 가이드 봉(80)의 양단에는 도시되지 않은 베어링이 설치되어 회전가능하게 하고, 상기 캐리어(70)에는 롤러(76)가 설치되어 이동을 원활하게 한다. 그리고 다수의 캐리어(70)는 와이어(73)로 서로 연결되어 일측에 설치된 구동모터(75)에 의해 감겨지게 된다.

또한 상부 가이드 레일(33)에는 상기 격판(50)을 회전시키기 위한 회전수단이 설치되어 있다. 즉, 도3에 도시된 바와 같이, 스플라인이 설치된 캐리어(70)에는 스플라인이 형성된 상기 가이드 봉(80)을 따라 슬라이드 되는 동시에 상기 가이드 봉(80)의 회전력을 격판(50)으로 전달하는 제1베벨기어(86)가 캐리어(70) 내에 설치되어 있다. 그리고 상기 제1베벨기어(86)는 격판(50)의 상부에 고정된 제2베벨기어(56)와 맞물려 있다. 따라서 상기 가이드 봉(80)의 일측에 설치된 스탭모터(85)를 구동시키며 상기 가이드 봉(80)이 회전되고 상기 제1 및 제2베벨기어(86,56)의 작용으로 상기 격판(50)이 회전되게 된다.

따라서 상기 격판(50)은 좌우로 이송되어 반응조(10) 내에 격벽(1)을 형성하거나 해제시킬 수 있는 동시에 제자리 회전되어 개방부의 크기를 임의로 조절할 수 있게 된다. 즉, 상기 스탭모터(85)를 구동시켜 상기 가이드 봉(80)을 회전시키면, 상기 격판(50)이 소정각도로 회전되어 개방부의 크기가 변하게 된다.

한편, 상기 가이드 봉(80)은 모든 캐리어(70)와 접촉되어 있으므로 상기 스텝모터(85)를 작동시키는 경우에는 모든 격판(50)이 동일한 각도로 회전되게 된다. 따라서 상기 스탭모터(85)는 격벽(1) 전체의 개방부의 크기를 조절할 수는 있으나 개방부의 위치를 변경시키지 못한다. 이에 대해 도3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기한 제2베벨기어(56)의 상부에 제3베벨기어(58)를 설치하고 이 제3베벨기어(58)를 개별적으로 회전시키는 경우에는 각각의 격판(50)을 선택적으로 회전시킬 수 있어 개방부의 위치를 임의대로 선택할 수 있게 된다.

이때 상기 제3베벨기어(58)는 하방으로 가압하면서 회전시킬 수 있도록 구성되어 상기 제2베벨기어(56)를 제1베벨기어(86)로부터 이격시킴으로써 격판(50)의 회전을 원활하게 한다. 그리도 도2에 도시되어 있는 참조번호 59는 상기 제3베벨기어(58)를 회전시키기 위한 회전도구이다. 그러나 상기 제3베벨기어(58)를 회전시키는 방법은 도시된 예에 한정되지 않으며 다양한 변형예가 적용될 수 있다. 예를 들어, 모든 제3베벨기어(58)에 회전모터를 설치하거나 소정의 가이드를 따라 이동하는 회전모터를 이용하여 작동시킬 수도 있다.

그리고 도4는 상기 프레임(30)의 하부 가이드 레일(35)을 보여주는 부분 확대도로서, 격판(50)의 하부에 설치된 롤러(54)가 가이드 채널(38)을 따라 구름 이동하도록 되어 있으며 상기 격판(50)은 회전 가능하도록 회전부가 형성되어 있다. 그러나 본 고안에 따른 하부 가이드 레일 및 격판 하부의 구조는 상기 예에 한정되지 않고 좌우 이송기능과 회전기능을 갖는 것이라면 어느 것이나 적용 가능하다. 예를 들어, 상기 하부 가이드 레일(35)에 구형상의 롤러를 설치하는 것도 가능하다.

한편, 도5a에 도시된 바와 같이, 상기 모든 격판(50)을 일직선상으로 배열시키거나 또는 가장자리가 약간 중첩되게 배열시키면 하나의 반응조(10)를 두 개의 반응공간으로 구분하게 되고, 도5b 및 도5c와 같이, 상기 격판(50)을 모두 직각방향으로 회전시키거나 반응조(10)의 일측으로 이동시키면 격벽이 없는 상태가 된다. 그리고 도5d와 같이, 격판(50)의 일부를 부분적으로 회전시키면 반응공간 내의 수류의 흐름을 조절할 수 있게 된다. 즉, 본 고안은 최적 설계용량을 초과하는 반응조(10)를 두 개 이상의 반응공간으로 구획함으로써 최적 용량의 반응조로 운전할 수 있게 되고, 하나의 반응조(10)를 두 개의 반응공간으로 구획하여 서로 다른 반응조건으로 운전할 수 있다. 예를 들어, 하나는 폭기조이고 다른 측은 무산소조로 운전하여 질산화공정과 탈질화공정을 하나의 반응조에서 효과적으로 진행시킬 수 있게 된다.

그러나 본 고안에 따른 상기 격벽(1)은 격판(50)과 격판(50)사이가 완전히 결합되거나 밀봉되지 않는다. 따라서 가변형 격벽(1)으로 구획된 반응조(10)에 하수나 폐수 등 처리수를 공급하면 상기 격판(50)사이의 틈을 통해 다른 측 반응공간으로 처리수가 유입되게 된다. 즉, 본 고안에 따른 가변형 격벽(1)은 반응공간을 완전히 차단하거나 밀봉시키는 것이 아니라 양측 반응공간에 동일한 양의 처리수가 채워져 있는 상태에서 처리수의 흐름이나 처리수에 포함되어 있는 산소 또는 물질의 흐름을 억제시킨다. 따라서 본 고안에 따른 가변형 격벽(1)이 설치된 반응조라 하더라도 처리수가 장시간 체류되어 있는 경우에는 양측 반응공간의 조건이 동일하게 될 것이다. 그러나 일반적으로 처리수가 일정 방향에서 유입되어 다른 방향으로 유출되기 때문에 서로 다른 반응조건을 계속하여 유지시킬 수 있게 된다.

예를 들어, 도6a에서 보는 바와 같이, 가변형 격벽(1)에 의해 두 개의 반응공간(12,14)으로 구획된 후, 일측 반응공간(12)은 혐기성 상태를 유지하면 처리수가 유입되고, 타측 반응공간(14)은 호기성 상태를 유지하면서 처리수가 유출되기 때문에 상기 가변형 격벽(1)을 통해 일측 반응공간(12)에서 타측 반응공간(14)으로 일정한 수류가 형성되어 포기조(14)의 산소가 무산소조(12)로 유입되는 것이 방지되게 된다. 또한, 도6b에 도시된 바와 같이, 반응조(10) 내에 처리수가 유입되는 유입구(16)와 유출되는 유출구(18)를 설치하고, 가변형 격판(1)의 일부를 회전시켜 개방하면 처리수의 흐름이 좌우로 사행하도록 유도함으로써 반응효율을 높일 수 있게 된다. 그리고 이러한 흐름은 개방되는 격판(50)의 개수나 위치에 따라 다양하게 만들어 낼 수 있다.

이어, 도7은 다수의 수평형 격판(60)을 설치하여 반응조(10)를 구획한 가변형 격벽(1)을 보여주는 것으로서, 다수의 수평형 격판(60)이 수평방향으로 배열되어 반응조를 두 개 이상의 구역으로 구분시킨다. 이러한 수평형 격벽(60)을 이용한 가변형 격벽(1)도 전술한 수직형 격판(50)을 이용한 가변형 격벽(1)과 동일한 구조를 갖는다. 즉, 도면에서 보는 바와 같이, 반응조(10) 내에 사각형상의 프레임(30)을 설치하고, 상기 프레임(30)의 좌우 가이드 레일(43,45)에 다수의 수평형 격판(60)을 설치한 것이다. 그리고 상기 프레임(30)의 상하에는 상하 지지대(47,49)를 설치한다. 그리고 상기 좌우 가이드 레일(43,45)의 상부에는 상기격판(60)을 이송시키거나 회전시키기 위한 구동수단(90)이 설치되어 있다. 이때 수평형 격판(60)을 이용한 가변형 격벽(1)은 좌우 양측에 구동수단(90)을 각각 설치하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 격판(60)은 상하로 이동되어 격벽(1)을 형성하거나 해제시킬 수 있으며, 제자리 회동되어 개방부의 위치 및 크기를 변경시킬 수 있게 된다.

즉, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 모든 격판(60)을 수평방향으로 배열시키거나 또는 가장자리가 약간 중첩되게 배열시키면 하나의 반응조(10)를 두 개의 반응 공간으로 구획시킬 수 있고, 도8a와 같이, 격판(60)의 상부를 부분적으로 회전시키면 반응조(10)의 수위를 낮추 체류시간을 줄일 수 있으며 도8b와 같이 격판(60)의 하부를 부분적으로 개방시키면 수류의 흐름을 조절하여 단락류의 발생을 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 가변형 격벽이 구비된 반응조는 기존 고도처리 공법에서 선택조, 혐기조, 무산소조, 호기조 등을 철근, 콘크리트 구조물 또는 고강도의 고정화된 방법으로 구획을 나누던 방법을 여러 개의 수직형 또는 수평형 소형 격판으로 격벽을 나누어 개폐가 가능하도록 제작함으로써 선택조, 혐기조, 무산소조, 호기조 조건을 유입부하에 대응하여 시운전 초기나 동절기 효율 감소시 격판을 개폐하여 호기조 조건을 최대로 유도 질산화반응을 촉진시키고 격판을 조정하여 탈질산화 반응의 효율을 최대로 증가시켜 정상운전을 조기에 유도하여 안정적으로 처리시설을 관리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 하폐수가 유입되어 일정시간 체류하면서 화학적 및 생물학적으로 반응하는 사각형상의 반응조에 있어서,

   상기 반응조 내에 설치되고 상기 반응조의 단면과 동일한 형태를 가지며 상하부에는 각각 상하부 가이드 레일이 설치된 프레임과;

   폭보다 길이가 길고 비교적 얇은 판으로 이루어지며 그 상단에는 상기 상부 가이드 레일을 따라 이송하는 캐리어가 설치되고 하단에는 상기 하부 가이드 레일을 따라 이송하는 롤러가 설치되어 상기 프레임을 따라 슬라이드 가능한 다수의 격판과;

   상기 격판을 이송시킬 수 있도록 상기 가이드 레일에 설치되어 격판과 함께 좌우로 이동되는 다수의 캐리어와, 상기 캐리어를 안내할 수 있도록 상기 가이드 레일과 평행하게 설치되고 그 외주면에 스플라인이 형성된 가이드 봉과, 상기 다수의 캐리어에 연결된 와이어 및 상기 와이어를 감을 수 있는 구동모터로 이루어진 이송수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변형 격벽이 구비된 반응조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 가이드 봉의 단부에 설치되어 상기 가이드 봉을 회전시키는 스탭모터와, 상기 가이드 봉을 따라 슬라이드 되는 동시에 상기 가이드 봉의 회전력을 전달하는 제1베벨기어와, 상기 제1베벨기어와 직각으로 맞물려 그 회전력으로 격판을 회전시키는 제2베벨기어로 이루어진 회전수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변형 격벽이 구비된 반응조.
6. 제5항에 있어서,

   상기 회전수단은 상기 제2베벨기어의 상부에 설치된 제3베벨기어와, 상기 제3베벨기어를 하방으로 가압하면서 회전시킬 수 있는 회전도구를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가변형 격벽이 구비된 반응조.
7. 삭제