KR200380963Y1 - 오폐수 처리시설의 산기장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오폐수중에 배양되는 미생물의 작용에 의해 유기물을 제거하는 폭기조 내에 수중펌프를 설치하여 토출수가 오리피스관을 통과하는 과정에서 음압에 의한 자연급기와 강제송풍에 의한 강제급기가 선택적으로 이루어지게 하여 기액을 분사토록 함으로써, 미세기포에 의해 산소이용을 증가시킴과 동시에 송풍기의 구동부하와 소음을 절감할 수 있게 한 오폐수 처리시설의 산기장치에 관한 것으로,

즉, 오폐수에 미생물을 배양하여 유기물을 분해하는 폭기조와, 상기 폭기조를 통해 유기물이 분해된 오폐수를 일정시간 저수하여 찌꺼기를 침전시키는 침전조로 이루어진 오폐수 처리시설에 있어서, 상기 폭기조의 바닥면에는 오폐수의 유입구와 토출구가 구비된 수중펌프를 설치하고, 상기 토출구에는 내측 일정부위에 서로 다른 내경이 형성되어 입수측과 출수측의 유속을 변화하여 내부의 압력을 강하시키며, 산기노즐이 구비된 산기관, 상기 산기관의 일측에는 상기 산기관 내에 형성된 압력변화에 의해 자연공기가 유입되도록 제1 공기유입구이 구비된 제1 공기유입관과 강제로 공기를 공급하게 송풍기를 구비한 제2 공기유입구를 갖는 제2 공기유입관이 연통되게 연결되어 있다.

Description

오폐수 처리시설의 산기장치{Disposal Equipment for dirty or waster water}

본 고안은 오폐수 처리시설의 산기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오폐수중에 배양되는 미생물의 작용에 의해 유기물을 제거하는 폭기조 내에 수중펌프를 설치하여 토출수가 오리피스관을 통과하는 과정에서 음압에 의한 자연급기와 강제송풍에 의한 강제급기가 선택적으로 이루어지게 하여 기액을 분사토록 함으로써, 미세기포에 의해 산소이용을 증가시킴과 동시에 송풍기의 구동부하와 소음을 절감할 수 있게 한 오폐수 처리시설의 산기장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기성 폐수 정화처리에 있어서 미생물의 대사활동을 이용한 방법이 중심적인 기술이 되고 있다. 즉, 호기성 또는 혐기성 세균군의 생활환경을 적절히 조성해주므로서 이들 미생물에 의한 유기오수중의 단백질, 탄수화물등을 분해, 성취, 재합성하여 유기오수를 정화하는 것이다.

이러한 정화효율에 영향을 미치는 인자로는 기질(Substrate)농도, PH, 온도, 용존산소 (DO, Dissolved Oxygen) 등이다.

이중 기질농도나 온도 및 PH 등의 인자는 폐수자체가 갖고 있는 고유의 성질에 기인하게 되며, 외부에서의 인위적인 조작인자는 용존산소농도가 거의 유일하다고 할 수 있다.

이러한 산소공급을 위하여 통상 산기식 산소공급장치가 이용되고 있다. 산기식 산소공급장치는 송풍기 (BIOWER)에 의해 외부 공기를 압송시켜 그 끝단에 구비된 여러 형태의 산기장치에 의해 수많은 기포를 발생시키게 하므로서 그 기포들이 폭기조 저면부로부터 상승하면서 폐수에 용해되게 하는 것이다.

이와 같은 오폐수의 생물학적 처리공정에서 미생물의 활성화는 유기성물질의 분해에 상당한 역할을 함으로써, 미생물의 활성도를 높이기 위해 폭기조내로 공급되는 공기량의 증대와 기포입자의 미세화가 초미의 관심사가 되고 있다.

도 1은 종래 오폐수 처리시설의 산기장치를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 산기장치는 오폐수가 유입되는 폭기조(10), 상기 폭기조(10)에 공기를 주입시키는 다수의 송풍기(20) 상기 송풍기(20)를 통해 공급되는 공기를 기포형태로 분출시키는 산기관(40) 및 상기 폭기조(10)에서 유기물을 제거한 오폐수를 유입하여 일정시간 저장한 뒤 오폐수에 함유된 부유물을 침전시켜 처리수를 배출하는 침전조(30)로 이루어진다.

그러나, 이와 같은 종래 오폐수 처리시설의 산기장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 다수의 송풍기를 통해 폭기조로 강제 공급되어 산기관을 통해 분출되는 공기는 그 기포입자가 크기 때문에 산소이용율이 낮아 폭기조 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 폭기조내의 산소이용율을 높이기 위해서는 폭기조 외부에 설치된 다수개의 송풍기를 최대출력으로 작동하여야 하는데, 이에 따른 외부 소음 및 동력손실이 발생되는 문제점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래 오폐수 처리시설의 산기장치에 대한 사용상 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 오폐수중에 배양되는 미생물의 작용에 의해 유기물을 제거하는 폭기조내에 수중펌프를 설치하여 토출수가 오리피스관을 통과하는 과정에서 음압에 의한 자연급기와 강제송풍에 의한 강제급기가 선택적으로 이루어지게 하여 기액을 분사토록 함으로써, 미세기포에 의해 산소이용을 증가시킴과 동시에 송풍기의 구동부하와 소음을 절감할 수 있게 한 오폐수 처리시설의 산기장치를 제공한다.

본 고안에 따르면, 오폐수에 미생물을 배양하여 유기물을 분해하는 폭기조와, 상기 폭기조를 통해 유기물이 분해된 오폐수를 일정시간 저수하여 찌꺼기를 침전시키는 침전조로 이루어진 오폐수 처리시설에 있어서,

상기 폭기조의 바닥면에는 오폐수의 유입구와 토출구가 구비된 수중펌프를 설치하고, 상기 토출구에는 내측 일정부위에 서로 다른 내경이 형성되어 입수측과 출수측의 유속을 변화하여 내부의 압력을 강하시키며, 산기노즐이 구비된 산기관,

상기 산기관의 일측에는 상기 산기관 내에 형성된 압력변화에 의해 자연공기가 유입되도록 제1 공기유입구이 구비된 제1 공기유입관과 강제로 공기를 공급하게 송풍기를 구비한 제2 공기유입구를 갖는 제2 공기유입관이 연통되게 연결되어 있다.

또한, 상기 산기관은 오리피스관으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1,2 공기유입관에 유입되는 공기는 그 관로상에 설치된 밸브의 개폐동작에 의해 선택적으로 제1 공기유입구 또는 제2 공기유입구로 유입되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 오폐수 처리시설의 산기장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 오폐수 처리시설의 산기장치를 나타낸 개요도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 오폐수 처리서설의 산기장치는 수중펌프(110), 산기관(120), 제1 공기유입관(130), 제2 공기유입관(140) 및 제어부(미도시)로 이루어진다.

상기 수중펌프(110)는 일측에 오폐수가 유입되는 유입구(112)가 연결되고, 타측에 상기 유입구(112)를 통해 유입된 오폐수가 토출되는 토출구(114)가 연결된다.

또한, 상기 토출구(114)에는 수중펌프(110)를 통해 일정한 압을 갖는 오폐수를 분사하는 산기관(120)이 연결된다. 여기서, 산기관(120)은 양단이 개구되어 있으며, 그 내측에는 일측에서 중간부로 갈수록 내경이 좁아지며, 중간부에서 타측으로 갈수록 다시 내경이 넓어지는 구조를 갖는다. 그리고, 상기 산기관(120)의 일측에는 상기 산기관()을 통해 유입된 오폐수를 소정압으로 분출하기 위한 산기노즐(122)이 연결된다.이에 따라, 상기 산기관(120)을 통과하는 오폐수는 산기관(120)내에서 유속이 변화하여 산기관(120) 내의 압력이 강하시키며, 상기 산기관(120)을 통해 유입된 오폐수는 산기노즐(122)에 의해 폭기조 내부에서 토출된다.

이때, 상기 산기관(120)은 오리피스관으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 본 고안의 이해를 돕기 위하여 오피리스(Orifice)관에 대해 설명하기로 한다. 오리피스는 유량의 조절·측정 등에 사용되며, 보통 가공하기 쉬운 원통관형상으로 만든다. 지름 D인 유관 도중에 관의 지름 d(D〉d)의 부분을 형성하면, 그 직후에 유속이 변화하여 압력이 떨어진다.(베리누이정리)

한편, 상기 제1 공기유입관(130)은 자연공기가 유입될 수 있도록 양단부가 개구되어 있으며, 일단부에는 제1 공기유입구(132)가 형성된다. 또한, 상기 제1 공기유입관(130)의 관로에는 자연공기의 유입 및 차단을 제어할 수 있는 밸브(131)가 설치된다.

또한, 상기 제2 공기유입관(140)은 양단부가 개구되어 있으며, 일측 단부에 송풍기(20)가 설치된다. 이에 따라, 상기 송풍기(20)를 작동시키면, 제2 공기유입관(140) 및 제1 공기유입관(130)을 통해 외부의 공기를 강제 유입시킨다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 오폐수 처리시설의 산기장치에 대한 결합관계를 설명하기로 한다.

먼저, 상기 수중펌프(110)는 후술할 폭기조(10)의 바닥면에 설치되며, 수중펌프(110)의 토출구(114)에는 산기관(120)이 연결된다. 또한, 상기 산기관(120)의 외주연에는 제1 공기유입관(130)의 일측이 연통되게 연결되며, 그 타측 관로에는 밸브(131)가 설치된다. 그리고, 상기 제1 공기유입관(130)의 외주연 일측에는 제2 공기유입관(140)이 연통되게 연결되며, 그 단부에는 송풍기(20)가 설치된다.

이와 같은 결합관계를 갖는 오폐수 처리시설의 산기장치의 이해를 돕기 위해 본 고안이 적용되는 오폐수 처리시설을 살펴보기로 한다.

일반적인 오폐수 처리시설은 폭기조(10) 및 침전조(20)로 이루어진다.

상기 폭기조(10)는 오폐수를 저수할 수 있도록 상부가 개구되어 내부에 공간부가 형성된다. 이때, 상기 폭기조(10)에서는 오폐수에 공기를 공급하여 미생물을 배양함으로써, 상기 미생물을 통해 오폐수에 함유된 유기물을 분해한다.

또한, 상기 침전조(20)는 상기 폭기조(10)에서 유입된 처리수를 일정시간 저수하여 처리수에 함유된 찌꺼기를 침전시켜 오폐수를 정화한다. 이때, 상기 침전조(20)는 정화효율을 높이기 위해 여러단계를 통해 시행할 수도 있다.

여기서, 본 고안은 오폐수에 효율적인 미생물배양은 물론, 오폐수 처리과정에서 발생되는 소음을 최소화 할 수 있도록 폭기조(10)에 설치된다.

이에, 상기와 같은 결합구성으로 이루어진 본 고안에 따른 오폐수 처리시설의 산기장치에 대한 일련의 사용관계 및 그에 따른 상호작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 오폐수 처리시설의 산기장치를 나타낸 요부단면도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 제어부(미도시)를 통해 밸브(131)를 개방한 후 상기 수중펌프(110)에 전원을 인가하여 수중펌프(110)를 작동하면, 폭기조(10)에 저수된 오폐수는 수중펌프(110)의 유입구(112)를 통해 토출구(114)로 토출된다. 이와 같이 토출되는 오폐수는 산기관(120)을 통과하면서, 유속이 빨라지는 반면 압력이 강하되어 제1 공기유입관(132) 및 제1 공기유입관(130)을 통해 자연공기가 유입된다. 이에 따라 상기 제1 공기유입관(130)을 통해 유입된 자연공기는 산기관(120) 내에서 미세기포형태로 오폐수와 혼합되어 산기관노즐(122)를 통해 외부 즉, 폭기조(10)로 방출되어 폭기조(10)내에서 활발한 미생물 배양이 이루어지도록 한다.

이때, 상기 산기관(120)으로 유입되는 자연공기는 베루누이정리에 의해 유입된다. 즉, 산기관(120) 내측 일정부분을 좁은 내경을 갖도록 하여 유속을 변화함으로써, 산기관(120)내의 압력을 강하하여 자연공기가 유입되도록 한다.

또한, 자연공기가 미약할 경우 제어부(미도시)를 통해 상기 밸브(131)를 차단한 후 송풍기(20)를 작동시키면, 외부공기가 제2 공기유입구(142),제2 공기유입관(140) 및 제1 공기유입관(130)을 통해 산기관(120)으로 강제유입되어 산기관(120)에서 미세기포형태로 오폐수와 혼합되어 산기관(120)의 외부 즉, 폭기조(10)로 방출되어 폭기조(10)내에서 활발한 미생물 배양이 이루어지도록 한다.

이와 같이 본 고안의 오폐수 처리시설의 산기장치는 오폐수로 공기를 공급하는 구동수단을 폭기조내부에 설치하여 소음을 최소화하며, 또한, 산기관 내에서 오폐수와 혼합되는 공기의 입자를 미세기포상태 유지함으로써, 오폐수 처리효율을 높일 수 있도록 한다.

이와 같은 본 고안의 오폐수 처리시설의 산기장치는 오폐수중에 배양되는 미생물의 작용에 의해 유기물을 제거하는 폭기조내에 수중펌프를 설치하여 토출수가 오리피스관을 통과하는 과정에서 음압에 의한 자연급기와 강제송풍에 의한 강제급기가 선택적으로 이루어지게 하여 기액을 분사토록 함으로써, 미세기포에 의해 산소이용을 증가시킴과 동시에 송풍기의 구동부하와 소음을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 오폐수 처리시설의 산기장치를 나타낸 개요도,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 오폐수 처리시설의 산기장치를 나타낸 개요도 및

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 오폐수 처리시설의 산기장치를 나타낸 요부단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 폭기조 20 : 송풍기

30 : 침전조 110 : 수중펌프

120 : 산기관 130 : 제1 공기유입관

140 : 제2 공기유입관

Claims (3)

1. 오폐수에 미생물을 배양하여 유기물을 분해하는 폭기조(10)와, 상기 폭기조(10)를 통해 유기물이 분해된 오폐수를 일정시간 저수하여 찌꺼기를 침전시키는 침전조(30)로 이루어진 오폐수 처리시설에 있어서,

   상기 폭기조(10)의 바닥면에는 오폐수의 유입구(112)와 토출구(114)가 구비된 수중펌프(110)를 설치하고, 상기 토출구(114)에는 내측 일정부위에 서로 다른 내경이 형성되어 입수측과 출수측의 유속을 변화하여 내부의 압력을 강하시키며, 산기노즐(122)이 구비된 산기관(120),

   상기 산기관(120)의 일측에는 상기 산기관(120) 내에 형성된 압력변화에 의해 자연공기가 유입되도록 제1 공기유입구(132)이 구비된 제1 공기유입관(130)과 강제로 공기를 공급하게 송풍기(20)를 구비한 제2 공기유입구(142)를 갖는 제2 공기유입관(140)이 연통되게 연결됨을 특징으로 하는 오폐수 처리시설의 산기장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 산기관(120)은 오리피스관으로 이루어짐을 특징으로 하는 오폐수 처리시설의 산기장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1,2 공기유입관(130,140)에 유입되는 공기는 그 관로상에 설치된 밸브(131)의 개폐동작에 의해 선택적으로 제1 공기유입구(132) 또는 제2 공기유입구(142)로 유입됨을 특징으로 하는 오폐수 처리시설의 산기장치.