KR200396223Y1 - 가압부상조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원수와 기포가 포하된 혼합수가 부상조의 보조탱크내에 각각 공급된 후, 서로 혼합되도록 함으로서 원수에 포함된 플록과 기포의 충돌을 방지하고, 또한 기포의 입자를 보다 미세하게 형성시켜 플록의 부상효율을 상승시키고 부상시간을 단축할 수 있는 가압부상조에 관한 것이다. 구체적으로 부상조와, 상기 부상조내에 설치되는 보조탱크로 구성한 가압부상조에 있어서, 상기 보조탱크에는 플록이 응집되어 있는 원수를 공급하는 원수공급관과, 기포발생기를 거쳐 기포가 용해된 혼합수를 공급하는 혼합수배출관이 각각 연결되도록 구성함을 특징으로 하는 가압부상조를 제시한다.

Description

가압부상조{DISSOLVED AIRFLOATATION SYSTEM}

본 고안은 가압부상조에 관한 것으로서, 특히 원수와 기포가 포하된 혼합수가 부상조의 보조탱크내에 각각 공급된 후, 서로 혼합되도록 함으로서 원수에 포함된 플록과 기포의 충돌을 방지하고, 또한 기포의 입자를 보다 미세하게 형성시켜 플록의 부상효율을 상승시키고 부상시간을 단축할 수 있는 가압부상조에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 오폐수 처리에서 유기물과 같은 각종 부유물을 처리하기 위한 기술로는 침전법 및 여과법과, 혹은 이와 정반대의 개념을 가지는 가압부상법을 예로들 수 있다.

후자에 해당하는 가압부상법은 수중에 공기를 주입하여 용해된 공기가 미세한 기포로 용출 되면서 고형물과 접촉하여 고형물의 밀도를 감소시켜 액체표면으로 떠오르게 하는 원리를 이용한 것으로서, 이러한 가압부상법으로는 용존가스 부상법, 전해 부상법, 유도공기 부상법, 진공 부상법, 미생물학적 부상법, 용존공기 부상법등이 있는 바, 하기에서는 용존공기 부상법을 이용한 가압부상조에 관련하여 기술토록 한다.

상기 용존공기 부상법을 이용한 가압부상조와 관련한 종래 일반적인 구성은 첨부된 도 1에서 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 가압부상조(200)는 부상조(110)와, 상기 부상조(110)내에 설치되는 보조탱크(112), 상기 보조탱크(112)로 원수를 유입하는 원수공급관(114) 및 상기 원수공급관(114)과 연결배관(120)으로 연결되며 기포발생기(116)를 통해 기포(bubble)를 포함한 혼합수를 배출하는 혼합수배출관(118)으로 구성한다.

이러한 구성을 가진 가압부상조(200)는 작동시 플록(floc)이 응집되어 있는 원수를 원수공급관(114)으로 공급하고, 이와 동시에 기포발생기(116)를 통해 기포를 포함한 혼합수는 혼합수배출관(118)을 거쳐 상기 원수공급관(114)의 일단에 연결되어 있는 연결배관(120)을 통해 원수공급관(114)으로 동시에 공급하게 된다. 즉, 기포가 포함된 혼합수가 원수공급관(114)내로 유입되면 원수에 응집되어 있는 플록에 상기 혼합수에 포함된 기포가 접촉하게 됨으로서 플록은 기포의 밀도를 이용하여 수면위로 부상하게 되고, 이후에는 케리지의 구동으로 작동하는 스쿠프(scoop)를 통해 부상한 플록을 보조탱크(112)내에 수직으로 설치되어 있는 플록배출관(122)으로 걸러냄으로서 제거하게 된다.

하지만 종래의 가압부상조(200)는 원수와 기포가 포하된 혼합수가 연결배관(120)을 통해 원수공급관(114)내에서 일차 혼합된 후, 동시에 보조탱크(112)로 배출되어 짐으로서 혼합과정에서 원수공급관(114)내의 좁은체적에서 서로 와류를 일으키게 되며, 이는 원수내의 플록이 혼합수의 기포와 충돌하며 파괴되는 경우가 발생하게 된다. 즉, 플록이란 원수에 특정약품(PAC, ALUM)등을 첨가하여 슬러지를 덩어리형태로 응집시켜 형성한 것으로서, 이러한 플록이 파괴되면 기포가 파괴된 플록 잔해에 들러붙지 않게 됨으로서 플록의 효율적인 부상을 기대할 수 없게 된다.

또한 기포가 포함된 혼합수를 원수공급관(114)으로 유입시키게 되면 기포는 원수공급관(114)내에서 와류를 일으키게 됨으로서 기포의 입자가 큰 체적으로 바뀌게 되며, 이와 같이 기포의 입자가 커지게 되면 플록에 접촉되었을 때 기포 사이사이에 공간이 많이 발생하게 됨으로서 플록을 부상효율상승 및 부상시간 단축효과를 기대할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 원수와 기포가 포하된 혼합수가 하나의 배관에서 혼합되지 않고 별도의 배관을 통해 부상조의 보조탱크내에 각각 유입되도록 함으로서 플록의 부상효율을 상승시킬 수 있도록 한 가압부상조를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 혼합수의 유입과정에서 손실된 기포가 재차 생성되도록 하여 기포의 손실을 방지할 수 있는 가압부상조를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 기포의 입자가 높은 밀도를 가지도록 작게 형성시켜 플록의 부상효율을 높이고. 또한 부상시간을 단축할 수 있는 가압부상조를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 고안은 부상조와, 상기 부상조내에 설치되는 보조탱크로 구성한 가압부상조에 있어서, 상기 보조탱크에는 플록이 응집되어 있는 원수를 공급하는 원수공급관과, 기포발생기를 거쳐 기포가 용해된 혼합수를 공급하는 혼합수배출관이 각각 연결되도록 구성함을 특징으로 하는 가압부상조를 제시한다.

상기 혼합수배출관의 선단에는 기포분배튜브가 연결되며, 상기 기포분배튜브에는 혼합수의 유입과정에서 손실된 기포를 재차 생성시키며 상기 보조탱크내로 방사상으로 분사시키는 다수개의 포화노즐들을 설치함이 바람직하다.

한편, 본 고안에서 지칭될 용어들중, 원수는 찌거기인 슬러지가 포함되어 있는 폐수이며, 플롯(floc)은 상기 원수에 특정약품을 투입하여 슬러지를 덩어리형태로 응집시킨 것을 뜻한다. 또한 처리수는 원수에 포함된 슬러지를 제거하여 정화한 물을 뜻하며, 혼합수는 상기 처리수 일부에 에어가 혼합된 물을 뜻하고, 마지막으로 스컴은 수면위로 부상한 플롯을 뜻한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.

첨부된 도 2와 도 3은 본 고안에서 구현하고자 하는 가압부상조의 구조 및 전체흐름을 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 가압부상조(100)는 크게 부상조(10)와, 상기 부상조(10)내에 설치되는 보조탱크(12) 및 다수개의 관체들 즉, 원수공급관(14), 처리수배출관(16), 혼합수유입 및 배출관(23, 25), 기포발생기(24), 플록배출관(32)으로 크게 구성한다.

상기 부상조(10)는 플록을 부상시켜 원수를 정화시키는 곳으로서, 원수내에 응집되어 있는 플록(floc)에 기포가 접촉되도록 하여 플록의 밀도를 높여 수면으로 부상시키고, 플록이 제거된 정화된 물 즉, 처리수는 후술할 처리수배출관(16)으로 배출시키게 된다. 상기 부상조(10)의 일측상단에는 구동수단이 케리지(31)가 장착되어 있으며, 이 케리지(31)는 수면위로 부상한 플롯을 스쿠프(미 도시 함)로 퍼내어 플롯배출관(32)으로 배출시키게 된다. 또한 상기 부상조(10)의 바닥면에는 비중이 무거워 기포의 밀도로도 부상하지 못하고 수면아래로 가라앉은 플록을 제거하기 위한 보조플록배출관(34)이 연결된다.

상기 보조탱크(12)는 원수 및 기포가 회전와류를 일으키며 서로 혼합되도록 하여 플록에 기포를 접촉시킨 상태의 원수를 상기 부상조(10)로 공급하는 곳이다.

한편, 상기 보조탱크(12)에는 원수를 공급하는 원수공급관(14)과, 기포가 포함되어 있는 혼합수를 공급하는 혼합수배출관(25)이 구비되는 데, 이때 상기 원수공급관(14)과 혼합수배출관(25)은 종래와 같이 하나의 배관에 연결시켜 구성하는 것이 아니라 각각 보조탱크(12)에 별도로 연결하여 원수와 혼합수가 상기 보조탱크(12)로 각각 공급되도록 구성함에 특징이 있다. 즉, 원수와 혼합수를 하나의 배관에 연결시킨 상태에서 보조탱크(12)로 공급하게 되면 원수에 응집되어 있는 플록이 혼합수에 포함되어 있는 기포와 배관내 좁은 공간에서 강한 압력으로 서로 충돌하게 됨으로서 플록의 응집이 파괴될 수 있으며, 이와 같이 파괴된 플록 잔해에는 기포가 들러붙지 못하게 되어 플록의 부상효율을 저하시키는 주요요인으로 작용하는 바, 본 고안에서는 원수와 혼합수가 보조탱크(12)내로 별도로 공급되도록 함으로서 기포와 플록이 서로 충돌하는 것을 최소화시켜 플록의 응집파괴를 줄여줘 플록의 부상효율을 높여줄 수 있게 된다.

상기 원수공급관(14)은 플록이 응집되어 있는 원수를 상기 보조탱크(12)로 공급하는 관이다.

상기 처리수배출관(16)은 상기 부상조로 유입되어 플록을 제거한 정화된 물 즉, 처리수를 사용처로 배출시키는 관이다.

한편, 상기 처리수배출관(16)에는 별도의 분기관(18)이 구비되어 있으며, 이 분기관(18)으로는 가압펌프(20)의 펌핑동작으로 배출되는 처리수중 일부의 처리수가 유입되어 진다.

상기 혼합수유입관(23)은 기포발생기(24)의 일단에 연결되어 상기 가압펌프(20)를 통해 펌핑된 처리수에 에어컴프레셔(22)에서 공급된 에어를 혼합시켜 구성한 혼합수를 기포발생기(24)로 유입시키는 관이다.

상기 기포발생기(24)는 상기 혼합수유입관(23)을 통해 유입된 혼합수를 회전와류시켜 혼합수에 미세한 기포가 포함되도록 공기를 포화시키는 장치로서, 이 기포발생기(24)와 관련한 기술은 공지된 기술임에 따라 상세한 설명은 생략토록 하며, 부가적으론 본 고안에서 사용되는 기포발생기(24)는 본 고안자가 1999. 09. 07. 자로 출원하여 1999. 12. 03. 자로 등록받은 등록번호 제 0171311 호에 개시된 기포 발생기를 사용함이 바람직하다.

상기 혼합수배출관(25)은 기포발생기(24)의 타단에 연결되며 상기 기포발생기(24)를 거쳐 기포가 포함되어 있는 혼합수를 전술한 보조탱크(12)로 배출시키는 관이다. 이때 상기 혼합수배출관(25)에는 마찰밸브(26)가 설치되어 있으며, 이 마찰밸브(26)는 혼합수에 포함되어 있는 기포를 일차 발생시키게 된다. 또한 상기 혼합수배출관(25)의 선단에는 전술한 보조탱크(12)의 내부에 원형의 띠형태로 설치되어 있는 기포분배튜브(28)가 연결되어 있으며, 이 기포분배튜브(28)에는 둘레면을 따라 다수개의 마찰노즐(30)들이 구비되어 전술한 마찰밸브(26)를 거친 혼합수에서 손실된 기포를 재차 생성시켜 보조탱크(12)로 방사상으로 분사시키게 된다.

즉, 기포발생기(24)를 통해 배출된 혼합수는 전술한 마찰밸브(26)를 통과하는 과정에서 일차로 기포를 발생시키게 되고, 이 상태에서 기포분배튜브(28)로 유입된 후, 마찰노즐(30)들을 통해 보조탱크(12) 내로 분사되어 지는 데, 이때 상기 기포분배튜브(28)로 유입된 혼합수는 유입과정에서 튜브(28)내에서 기포가 서로 충돌하며 상당량이 손실되지만 상기 마찰노즐(30)을 통과하는 과정에서 혼합수는 높은 압력에서 대기로 방출되어 짐으로서 혼합수내의 손실된 기포는 재차 생성된 상태로 미세한 입자크기로 분사될 수 있으며, 따라서 기포의 손실을 방지할 수 있고, 또한 높은밀도를 가지도록 기포의 입자크기를 작게 형성시킬 수 있어 보조탱크(12)에 유입된 원수에 응집되어 있는 플록을 보다 효율적으로 부상시킬 수 있다.

상기 플록배출관(32)은 콘 형상을 가지며 상기 보조탱크(12)내의 중앙에 수직으로 위치한 상태에서 부상조(10)를 관통한 관으로서, 이 플록배출관(32)은 기포의 밀도로 부상조(10)의 수면위로 부상한 플록을 케리지(31)의 구동으로 동작하는 스쿠퍼를 통해 공급받아 외부로 배출시키게 된다.

이하, 상기한 구성들로 이루어진 가압부상조의 작용을 첨부된 도 2와 도 3을 참조하여 기술토록 한다.

가압부상조(100)의 작동시에는 먼저, 플록이 응집되어 있는 원수는 원수공급관(14)을 통해 보조탱크(12)로 공급하고, 이와 동시에 기포를 포함하고 있는 혼합수는 기포발생기(24)에 연결되어 있는 혼합수배출관(25)을 통해 상기 보조탱크(12)로 별도 공급하게 된다.

즉, 본 고안의 가압부상조(100)는 종래와 같이 원수와 혼합수가 하나의 배관에 모여진 다음, 보조탱크(12)로 함께 공급되는 것이 아니라 원수공급관(14) 및 혼합수배출관(25)을 보조탱크(12)에 각각 연결시켜 원수 및 혼합수가 각각 따로 공급되도록 구성함에 특징이 있으며, 따라서 원수내에 응집되어 있는 플록과 혼합수에 포함되어 있는 기포가 비교적 넓은 공간인 보조탱크(12)내에서 서로 혼합되어 짐으로서 기포와 플록의 충돌발생을 방지하여 플록의 응집이 파괴되는 것을 막아줄 수 있으며, 따라서 플록은 파괴된 잔해없이 그 형상을 유지한 상태로 기포와 접촉하게 됨으로서 플록의 부상효율을 높혀줄 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 혼합수배출관(25)을 통해 보조탱크(12)로 공급되는 혼합수는 마찰밸브(26) 및 기포분배튜브(28)를 거친 상태에서 마찰노즐(30)을 통해 최종적으로 보조탱크(12)내로 방사상으로 분사시킴에 본 고안의 다른 특징이 있으며, 이에 따라 기포의 손실을 방지하고, 기포의 입자를 보다 작게 형성하여 플록의 부상효율 및 부상시간을 단축시킬 수 있게 된다.

즉, 혼합수는 전술한 마찰밸브(26)를 통과하는 과정에서 일차로 기포를 발생시키게 되나, 여기서 발생한 기포는 기포분배튜브(28)로 유입되는 과정에서 튜브(28)내의 좁은 체적으로 서로 충돌하며 손실되지만 상기 기포분배튜브(28)에 구비되어 있는 마찰노즐(30)을 통과하는 과정에서 혼합수가 높은 압력으로 대기로 방출됨에 따라 혼합수내의 손실된 기포는 재차 생성된 상태에서 보다 미세한 입자크기로 보조탱크(12)로 분사되어 지며, 따라서 기포의 손실방지 및 보다 작은 입자크기를 가진 기포의 높은 밀도를 통해 플록의 부상효율을 상승시키고 부상속도를 단축할 수 있게 되는 것이다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 고안은 다음과 같은 많은 효과들을 달성한다.

첫 번째로 원수와 기포가 포함된 혼합수가 하나의 배관에서 혼합되지 않고, 부상조의 보조탱크내에 각각 공급된 다음, 서로 혼합되도록 함으로서 플록의 부상효율을 상승시킬 수 있는 효과를 가진다.

두 번째로 기포분배튜브 및 마찰노즐을 통해 혼합수 유입과정에서 손실된 기포가 재차 생성되도록 함으로서 기포의 손실방지 및 기포의 입자크기를 보다 미세하게 형성시킬 수 있는 효과를 가진다.

세 번째로 기포의 입자가 높은 밀도를 가지도록 미세하게 형성됨으로서 플록의 부상효율을 높이고. 또한 부상시간을 단축할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래 일반적인 가압부상조의 구조를 평면에서 도시한 도면.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 가압부상조의 구조를 평면에서 도시한 도면.

도 3은 본 고안에 따른 가압부상조의 구조 및 흐름을 측면에서 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 부상조 12: 보조탱크

14: 원수공급관 16: 처리수배출관

20: 가압펌프 22: 에어컴프레셔

24: 기포발생기 25: 혼합수배출관

28: 기포분배튜브 30: 마찰노즐

Claims (2)

1. 부상조(10)와, 상기 부상조(10)내에 설치되는 보조탱크(12)로 구성한 가압부상조에 있어서,

   상기 보조탱크(12)에는 플록이 응집되어 있는 원수를 공급하는 원수공급관(14)과, 기포발생기(24)를 거쳐 기포가 포함된 혼합수를 공급하는 혼합수배출관(25)이 각각 연결되도록 구성함을 특징으로 하는 가압부상조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 혼합수배출관(25)의 선단에는 기포분배튜브(28)가 연결되며, 상기 기포분배튜브(28)에는 혼합수의 유입과정에서 손실된 기포를 재차 생성시켜 상기 보조탱크(12)내로 방사상으로 분사시키는 다수개의 마찰노즐(30)들이 설치됨을 특징으로 하는 가압부상조.