KR20040007566A

KR20040007566A - 폐수 처리를 위한 현탁물의 분리 방법 및 그 실행 장치

Info

Publication number: KR20040007566A
Application number: KR10-2003-7014864A
Authority: KR
Inventors: 스타토플루크 마클레; 블라디미르 막클레; 올드리치 드라카
Original assignee: 스타토플루크 마클레; 블라디미르 막클레; 올드리치 드라카
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2004-01-24
Also published as: LT2003099A; CN1630619A; CZ20011697A3; BR0209666A; DE60218657T2; UA78702C2; DE60218657D1; IL158842A0; IL158842A; SK287886B6; PT1390306E; US7087175B2; US20070056891A1; US20050000907A1; PL204094B1; RU2316482C2; US7303686B2; ATE356090T1; SK15102003A3; LT5160B

Abstract

폐수를 처리하기 위한 현탁물의 분리 방법으로서, 응집되는 현탁물이 슬러지 블랭킷(sludge blanket) 내의 유동화층에서 여과에 의해 액체로부터 분리되고, 분리된 현탁물로부터 응집물이 형성되고, 액체의 상승하는 흐름에 의해 유동화가 유지되며, 현탁물 함유 액체는 저면으로부터 상기 유동화층에 유입되고 현탁물이 제거된 액체는 상기 유동화층과 현탁물 없는 액체 사이의 계면에 해당하는 상기 슬러지 블랭킷의 표면 위로 배출된다. 슬러지 블랭킷으로부터 얻어지는 응집물 형태의 분리된 농축 현탁물은 상기 유동화층 영역으로부터 방출되고, 유동화층에서의 상방향 흐름의 유속은 위로 올라갈수록 필수적으로 감소된다. 이 방법을 실행하기 위한 장치는 저면부에 처리된 현탁물의 입구(5, 38, 59) 및 상부에 현탁물 없는 액체의 방출 수단을 구비하고 상방향으로 넓어지는 분리기(1)를 포함한다. 분리기(1)의 내부 공간은 분리 공간을 포함하고, 분리기(1)로의 입구(5, 38, 59) 상측에, 주로 상기 분리기의 외벽(2) 또는 외벽들(33, 34, 50, 51) 및 상기 슬러지 블랭킷의 표면 하측에 배열되는 상기 분리 공간으로부터의 농축 현탁물 방출 지점이 최소한 하나 제공된다.

Description

폐수 처리를 위한 현탁물의 분리 방법 및 그 실행 장치{METHOD OF SEPARATING SUSPENSION, IN PARTICULAR FOR WASTE WATER TREATMENT, AND AN APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}

물을 정제하고 처리하는 동안 응집 현탁물을 분리하기 위한 가장 진보된 방법 중 하나는 슬러지 블랭킷에서의 유체 여과 방법이다. 슬러지 블랭킷은 분리된 현탁물의 입자의 응집에 의해 생성되는 응집물의 유동화층으로 이루어진다. 제거하고자 하는 현탁물을 함유한 물은 상방향 흐름류에 의해 슬러지 블랭킷에 유입된다. 이 흐름은 응집물의 층을 유동화 상태로 유지시킨다. 유동화층을 통해 현탁물을 함유한 물을 유통시키는 동안, 현탁물의 입자는 응집물에 접촉하고 이어서 응집물 대한 입자의 부착으로 인해 현탁물 입자가 포획된다. 이러한 여과 공정은 유입되는 현탁물 입자보다 실질적으로 큰 응집물로 변형되는 현탁물로부터 물을 분리시킨다.

유동화층은 자신과 현탁물 없는 액체 사이에 이른바 슬러지 블랭킷의 표면인 상부 계면을 형성하고, 분리된 현탁물로부터 제거된 액체는 슬러지 블랭킷의 표면 위로 방출된다. 계면 바로 위의 액체의 유속이 유동화층을 형성하는 분리 입자의 방해받지 않는 침강의 속도보다 낮으면 계면이 형성된다. 현탁물의 응집에 의해 슬러지 블랭킷 내에 형성되는 응집물은 유입되는 현탁물의 입자보다 실질적으로 크기 때문에, 이 유속은 분리된 현탁물의 침강 속도를 실질적으로 초과한다. 깨끗한 액체의 방출 위치는 불규칙한 방출로 인해 슬러지 블랭킷으로부터 응집물이 휩쓸려 나가는 것을 방지하기 위해 슬러지 블랭킷 표면으로부터 충분히 거리를 두어야 할 것이다. 그 때문에 슬러지 블랭킷 위의 분리 영역 내의 깨끗한 액체의 층은 항상 필요 불가결하다.

유동화층은 저면으로부터 지지되어야 한다. 유동화층을 지지하는 방법으로 흔히 이용되는 것은 유체층 밑에 있는 액체의 빠른 흐름이 유동화층의 하강을 방지하도록 되어 있는 유체역학적 지지체(hydrodynamic support)이다. 이 경우에 유동화층 내 액체의 유속은 상향하는 방향으로 감소된다.

응집하는 현탁물에 의해 형성되는 응집물을 가진 슬러지 블랭킷은 소정 지점에서 응집물의 크기를 결정하는 동적 평형(dynamic balance)을 특징으로 한다.현탁물 입자를 포획하여 응집함으로써 단일 응집물이 성장하는 반면, 대형 응집물은 유체역학적 힘의 영향을 받아 보다 작은 응집물로 붕괴된다. 그 부분에 대한 유동화층은 액체 흐름에 영항을 주고, 그에 따라 피드백을 안정시킨다.

현탁물의 연속적인 방해로 인해 응집물의 총 체적이 증가되고, 그에 따라 슬러지 블랭킷으로부터 과잉의 응집물이 제거되어야 한다. 이로써 분리된 현탁물은 과량의 응집물 형태로 슬러지 블랭킷으로부터 방출된다.

두 가지 형태의 슬러지 블랭킷이 알려져 있다: 즉, 완벽한 유동화로도 규정되는 완전 유동화(fully fluidized) 형태 및 불완전 유동화로도 규정되는 부분적 유동화 형태가 그것이다. 이들의 차이는 슬러지 블랭킷 표면에서의 액체의 속도 및 과잉 응집물의 방출 형태이다. 부분적 유동화 슬러지 블랭킷에서는 슬러지 블랭킷 표면에서의 액체의 속도가 유동화 한계보다 낮아서 과잉 응집물이 저면으로부터 방출되고, 완전 유동화 슬러지 블랭킷에서는 슬러지 블랭킷 표면에서의 액체의 속도가 유동화 한계보다 높아서 과잉 응집물이 슬러지 블랭킷 표면으로부터 방출된다.

부분적 유동화 슬러지 블랭킷의 표면에서 액체의 속도가 유동화 한계보다 느린 경향이 있다는 사실로 인해, 그 부분에서 유동화의 실패가 초래된다. 유동화층을 통해 낙하하는 응집물의 대형 덩어리가 형성된다. 그러한 덩어리의 낙하는 인근에서 상승 흐름을 유도하여 상방향 흐름의 국부적 속도를 증가시키며, 이것은 슬러지 블랭킷 표면에 근접한 다른 영역에서의 유동화를 유지시키는 데 기여한다. 유동화층 내의 상방향 흐름의 평균 속도는 아래로 갈수록 증가되기 때문에, 일부 응집물은 상대적으로 빠른 흐름에서 분해되어 슬러지 블랭킷으로 되돌아 간다. 그러나 일부 응집물은 유동화층 밑으로 떨어지고 거기에서 제거된다. 소정 범위의 파라미터 내에서 슬러지 블랭킷으로 유입되는 현탁물의 양과 슬러지 블랭킷으로부터 낙하하여 방출되는 현탁물의 양 사이에는 전술한 메커니즘에 의해 균형이 이루어진다. 유입되는 현탁물의 양이 낙하되어 나가는 현탁물의 양보다 많을 경우, 그리고 그 양이 플랜트의 용량을 초과할 경우, 슬러지 블랭킷은 정화된 물의 방출 위치로 씻겨 나가기 시작한다. 즉 넘쳐 흐른다. 유입되는 현탁물의 양이 낙하되어 나가는 현탁물의 양보다 적고, 그 양이 임계치 이하로 떨어질 경우, 슬러지 블랭킷은 분리기 밑으로 낙하하고, 달리 표현하면 분리 공간으로부터 낙하한다.

슬러지 블랭킷 내 응집물의 농도는 상방향 흐름의 속도에 좌우된다. 유속이 낮을수록 농도는 높아진다. 부분적 유동화 슬러지 블랭킷으로부터 낙하하는 응집체 내 응집물의 농도는 유동화 한계의 속도에 대응하는 농도보다 높다. 이것이 부분적 유동화 슬러지 블랭킷으로부터 제거되는 분리된 현탁물의 농도가 완전 유동화 슬러지 블랭킷으로부터 제거되는 현탁물의 농도보다 높을 수 있다는 이유이다. 그러나 반면에, 완전 유동화 슬러지 블랭킷의 슬러지 블랭킷 표면에서의 유속 및 그에 따라 수력학적 성능은 부분적 유동화 슬러지 블랭킷의 경우보다 높다. 이것이 희석된 현탁물의 분리에 있어서 완전 유동화 슬러지 블랭킷을 이용하는 것이 유리한 반면, 농축된 현탁물의 분리에는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷이 적합한 이유이다.

이러한 이유에서, 완전 유동화 슬러지 블랭킷이, 일반적으로 현탁물의 농도가 건조물 기준 ㎥당 1g 미만인 물의 화학적 처리에 사용되어 왔다. 슬러지 블랭킷 표면에서의 액체 유속은 현재 시간당 4∼4.5m의 값을 가지며, 슬러지 블랭킷 표면으로부터 방출되는 현탁물의 농도는 4배 내지 8배 높고, 방출된 응집물은 추후에 침강에 의한 2차 농축 처리된다. 부분적 유동화 슬러지 블랭킷은 현탁물의 농도가 건조물 기준 ㎥당 4∼6kg이고 분리된 농축 현탁물은 처리 공정으로 반송되는 하수의 생물학적 처리에 이용될 수 있다. 슬러지 블랭킷 표면에서의 액체의 유속은 현재 시간당 0.8∼1m의 값을 가지며 방출되는 현탁물의 농도는 1.5배 내지 2배로 높아질 수 있다.

모든 한계치가 많은 파라미터에 좌우됨은 물론이며, 그중 특히 수온 및 현탁물의 특성이 두드러진 영향을 갖는다. 수년간에 걸쳐 많은 플랜트를 모니터함으로써 이들 파라미터는 일반적으로 10∼30% 내에서 한계치에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.

전술한 슬러지 블랭킷 내의 여과가 일어나는 분리 공간은 통상 상방향으로 확대되는 원뿔, 피라미드 또는 프리즘 형태를 가짐으로써 상향하는 방향으로 액체의 유속이 확실히 감소되도록 한다. 분리 공간은 통상 52도 내지 60도의 경사를 가지는 경사진 벽에 의해 한정되며, 경사진 벽은 한편으로 응집물이 벽에 퇴적되는 것을 방지하고 다른 한편으로는 슬러지 블랭킷 표면을 위한 충분한 면적을 제공한다. 이들 분리 영역 내의 액체 흐름은 분리 영역의 형상으로 인해 수직으로 상향하는 성분에 부가하여 경사진 벽을 향하는 수평 성분을 갖는다. 흐름의 수직 성분에 맞서서 응집물은 하향하는 방향으로 중력을 받는다. 이들 힘을 조합하면 응집물을 경사진 벽 방향으로 가해지는 수평방향 힘이 얻어진다. 이 때문에 현탁물의 농도는 경사진 벽에서 증가되며, 그 결과 이들 벽을 따라 하향하는 고밀도 흐름(density stream)이 얻어진다. 부분적 유동화 슬러지 블랭킷에서 응집물 덩어리의 낙하는 또한 고밀도 흐름으로서 경사진 벽에 접촉한 후에도 계속된다. 그러면 고밀도 흐름 내 현탁물의 농도는 다음과 같은 두 가지 상반된 효과에 의해 더욱 영향을 받는다: 그 하나는 중력으로 인해 경사진 벽을 따라 낙하하는 고밀도 흐름 내에 현탁물의 추가 농축이 일어나고; 다른 하나는 상향하는 방향으로 분리 공간을 향해 흐르는 액체의 대향류(counterflow)가 고밀도 흐름을 통하여 세척하여 고밀도 흐름 내의 현탁물을 반대로 희석한다.

슬러지 블랭킷용 분리기는 추가로 그 정상에 통상 오버플로우 홈통(overflow trough) 또는 천공된 튜브 형태의 현탁물 없는 순수 액체를 방출하는 수단을 구비하고, 그 저면에는 분리하고자 하는 현탁물 함유 액체의 입구가 제공된다.

이 입구의 해결 방안으로 가장 간단한 것은 생물학적 폐수 처리의 경우 활성화 공간 또는 화학적 수처리의 경우 응집 공간과 같은 또 하나의 기능적 공간을 구비한 분리 공간을 연결하는 단순한 홀(hole)이다. 그러나, 보다 복잡한 해법도 알려져 있는데, 예를 들면 분리 공간의 벽을 따른 경사진 공급 채널(feeding channel) 형태, 또는 분리 공간의 중앙을 통해 수직 방향으로 통과하는 중앙 유입 파이프 형태가 있다. 그러한 유입 채널 또는 파이프는 다음으로 현탁물 함유 액체가 통상 액체가 상방향으로 흐르는 분리 공간으로 실제로 들어가는 지점까지 흘러 내리는 시발점인 또 하나의 기능적 공간과 연결된다. 분리 공간으로 들어가는 입구의 전반적 배열이 더 복잡한 경우, 슬러지 블랭킷의 유동화층에 대한 유체역학적 지지체의 전술한 메커니즘과 관련하여 분리 공간으로의 유입에 대한 개념 하에서 수평면은 분리 공간으로의 그러한 입구로 물이 유통하는 홀의 상측 레벨에 있는 것으로 이해된다. 완전 유동화 슬러지 블랭킷에 대한 분리 공간의 상부에 슬러지 블랭킷 표면의 위치를 한정하는 분리된 현탁물의 방출 수단이 제공되는 반면, 부분적 유동화 슬러지 블랭킷에 대해서는 현탁물 함유 액체가 분리 공간으로 들어가는 레벨 밑에 분리된 현탁물의 방출 수단이 배열된다. 현탁물 함유 액체가 분리 공간에 들어가는 통류 면적(throughflow area)은 일반적으로 완전 유동화 슬러지 블랭킷의 경우 분리 공간의 2.2∼2.5%이고, 부분적 유동화 슬러지 블랭킷의 경우 10∼15%이다. 부분적 유동화 슬러지 블랭킷에서 분리 공간으로 들어가는 통류 면적이 크면 클수록 이 슬러지 블랭킷에 의해 더 고농도의 현탁물이 분리될 수 있지만, 이 슬러지 블랭킷이 이탈되는 한계 또한 더 높아진다.

전술한 원리는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷과 완전 유동화 슬러지 블랭킷 사이의 또 하나의 실질적인 차이를 명백히 한다. 완전 유동화 슬러지 블랭킷에서의 슬러지 블랭킷 표면의 높이는 일정하며, 통류 또는 유입되는 현탁물의 농도에 조금이라도 변화가 있을 경우, 방출되는 농축 현탁물의 농도만 변동된다. 슬러지 블랭킷으로부터 응집물을 꺼내고 그 표면을 세척함으로써 최대 성능을 초과하는 것으로 입증된다. 부분적 유동화 슬러지 블랭킷에서는 그 표면 높이는 통류 및 유입되는 현탁물의 농도 변화에 따라 변동되며, 정화된 액체의 방출 레벨까지 슬러지 블랭킷을 상승시키고, 슬러지 블랭킷의 오버플로우를 방출함으로써 최대 성능의 초과가 입증된다.

가동 경험에 따르면 슬러지 블랭킷은 항상 소정의 설계 파라미터 범위 내에서만 적절히 기능하는 것으로 나타났다. 화학적 수처리에 사용되는 완전 유동화 슬러지 블랭킷에서 평가된 성능의 약 50% 이하로 통류가 떨어지면, 점차 악화되는 경향을 갖는 유동화의 난류(turbulance)가 발생되고 일정 시간 내에 기능 정지를 초래한다. 생물학적 수처리에 사용되는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷의 경우에 활성화 슬러지의 농도가 건조물 기준으로 ㎥당 1∼2kg 이하로 떨어지면, 분리 공간 내에 슬러지 블랭킷이 구축되지 않고, 현탁물의 농도가 전술한 한계 이하로 떨어지면 슬러지 블랭킷은 분리 공간으로부터 낙하하기 쉽다. 즉 분리 공간 밑으로 가라 앉을 것이다.

완전 유동화 슬러지 블랭킷의 원리 및 대응하는 장치의 다양한 배열이 설명되어 있는 예로는 체코 공화국 특허 제88634호(S. Mackrle, V. Mackrle, I. Tesarik, V. Mican,Reactor for water treatment by sludge blanket), 및 체코 공화국 특허 제123929호(S. Mackrle, V. Mackrle, O. Dracka, L. Paseka,Clarifier for water treatment by coagulation and filtration by perfectly fluidized sludge blanket)와 그에 대응하는 캐나다 특허 제769769호가 있다. 분리된 현탁물이 처리 공정으로 반송되도록 자발적으로 낙하하는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷이 설명되어 있는 예로는 체코 공화국 특허 제159811호(S. Mackrle, V.Mackrle,Modular apparatus for biological treatment of organically polluted liquids)와 그에 대응하는 외국 특허인 캐나다 특허 제921626호 및 미국 특허 제3627136호, 또 다른 예로는 체코 공화국 특허 제173893호(S. Mackrle, V. Mackrle, O. Dracka,Reactor for biological purification of liquid, in particular sewage water)와 그에 대응하는 외국 특허인 캐나다 특허 제1038090호, 독일 특허 제2456953호, 프랑스 특허 제7439337호 및 일본 특허 제1044405호 등이 있다. 낙하한 분리 현탁물의 흡입 제거를 적용하는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷은 체코 공화국 특허 제275746호(S. Mackrle, V. Mackrle,Method of biological activation purification of water and apparatus for performing the same)와 대응하는 미국 특허 제5032276호 및 유럽 특허 EP 345669에 설명되어 있다.

본 발명은 현탁물(suspension)의 분리 방법, 특히 폐수 처리를 위한 현탁물의 분리 방법으로서, 분리된 현탁물로부터 응집물(flock)이 생성되고 액체의 상승 흐름에 의해 유동화 상태가 유지되는 한편, 현탁물 함유 액체는 저면으로부터 유동화층(fluidized layer)에 유입되고 현탁물로부터 추출된 액체는 유동화층과 현탁물이 없는 액체 사이의 계면에 해당하는 슬러지 블랭킷(sludge blanket)의 표면 위로 배출되는 슬러지 블랭킷 내의 유동화층에서의 여과에 의해 액체로부터 응집 현탁물이 분리되는 현탁물 분리 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 방법을 실행하기 위한 장치로서, 저면부에 현탁물 함유 액체의 입구가 설치된 상방향으로 확대되는 분리기(separator) 및 상부에 현탁물이 없는 액체를 배출하는 수단을 구비하는 장치에 관한 것이다.

첨부 도면에서 본 발명의 네 가지 실시예가 제시된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 나타내는 측면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 나타내는 사시도이고,

도 3은 폐수의 활성화 처리를 위한 예시적인 일체형 반응기 속에 본 발명의 제1 실시예를 일체화한 것을 나타내는 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예의 측면도이고,

도 5는 상기 제2 실시예의 사시도이고,

도 6은 예시적인 일체화 생물학적 반응기 내에 설치된 본 발명에 따른 장치의 제3 실시예의 측면도이고,

도 7은 도 6에 따른 실시예의 사시도이고,

도 8은 본 발명에 따른 장치의 제4 실시예를 나타내는 측면도이고,

도 9는 예시적인 일체화 생물학적 반응기 내에 설치된 상기 제4 실시예의 사시도이다.

슬러지 블랭킷으로부터 응집물 형태의 분리된 농축 현탁물이 유동화층 영역으로부터 방출되고, 유동화층 내의 상방향 흐름의 속도가 상향하는 방향으로 필수적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 방법에 의해 종래 기술의 문제점은 실질적으로 해소된다.

슬러지 블랭킷의 응집물 형태의 분리된 농축 현탁물이 유동화층의 외측 경계 영역(boundary zone)으로부터 방출되고 상향하는 방향의 유속이 농축 현탁물의 방출 레벨 상하 양측에서 모두 감소된다면 유익하다.

농축된 현탁물의 방출 레벨 위에 있는 슬러지 블랭킷의 층이 농축 현탁물의 응집체가 형성된 다음 제거되는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷으로서 기능하고, 농축된 현탁물의 방출 레벨 밑에 있는 슬러지 블랭킷의 층이 부분적 유동화 슬러지 블랭킷 속으로 액체 흐름이 분배되는 완전 유동화 슬러지 블랭킷으로서 기능한다는 것은 더욱 중요하다.

유동화층으로부터 제거된 분리 농축된 현탁물이 점점 더 농축되면서 강제로 하향 이동할 경우에는 방출되는 과량의 현탁물 체적을 감소하는 것이 바람직하고, 유입되는 현탁물의 농도가 건조물 기준으로 ㎥당 1kg을 초과할 경우에는 슬러지 블랭킷 표면 바로 위의 상향하는 물의 유속이 시간당 1.6 내지 2.2m 범위 내이고, 슬러지 블랭킷 입구에서의 물의 유속이 초당 2 내지 6cm 범위 내인 것이 바람직하다. 방출되는 농축 현탁물의 체적은 슬러지 블랭킷 표면 위에서 방출되는 현탁물 없는 물의 체적의 1.5배 내지 3배이다.

전술한 방법을 실행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 목적은 내부 공간이 분리 공간을 포함하는 분리기에 최소한 1개의 농축 현탁물의 방출 지점이 제공되는 것이며, 상기 방출 지점은 분리기로의 입구 위에 위치하며 주로 그 외벽(들) 및 슬러지 블랭킷의 표면 하부에 위치한다.

또한 농축 현탁물의 방출 지점이 최소한 외벽들 중 하나에 근접하게 분리 공간의 중앙부에 수직 방향으로 위치하고, 분리기 내의 분리 공간은 농축 현탁물의 방출 레벨 상하 양측 모두에서 상향하는 방향으로 필수적으로 넓어지는 것이 실질적이다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 변형에 따르면, 분리기 내의 분리 공간은 그 저면부에서 최소한 하나의, 최소한 부분적으로 경사진 내벽에 한정되고, 외벽의 저면부와 내벽 사이의 공간이 농축 공간을 형성하는 반면, 내벽의 상측 에지와 외벽 사이의 갭은 분리 공간으로부터 농축 현탁물을 방출하는 지점에 해당하는 것이 중요하다. 이와 함께 내벽의 상측 에지와 외벽 사이의 갭이 또한 그 저면부에 농축 현탁물을 방출하기 위한 수단이 제공되는 농축 공간으로의 입구를 형성한다면 유익하다.

또 다른 변형으로서 농축 현탁물의 방출 수단이 분리기의 경사진 외벽에 인접하게 배열되는 수평 방향으로 배열된 포집관(collecting tube)에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

또한 분리기의 경사진 외벽이 농축 현탁물의 방출 영역에서 각도를 이루고, 이 레벨 위 쪽의 상부는 그 밑의 저면부보다 더 큰 경사를 이루는 구현예에 의해 기여가 제공된다.

농축 현탁물을 제거하는 효과를 고려할 때, 분리기 및 그에 따라 분리 공간이 포집관 위치에서 상방향으로 급격히 넓어지는 한편, 변위된 경사 외벽의 상부에 놓여 있는 포집관 측면에 개구부가 제공되는 것이 유익하다.

본 발명에 따른 장치의 기능을 위해서는 분리 공간으로의 입구 면적이 현탁물 없는 액체의 방출 레벨에서의 분리 공간 표면의 3% 이상 6% 이하인 반면, 농축 현탁물이 제거되는 레벨 바로 밑에 있는 분리 공간의 면적이 20% 이상이고, 농축 현탁물의 방출 레벨 바로 위에서는 현탁물 없는 액체의 방출 레벨에서의 분리 공간 표면의 70% 이하인 것이 유리하다. 또한 농축 현탁물의 방출 레벨과 분리 공간으로의 유입 높이 및 현탁물 없는 액체의 방출 높이 양자 사이에 1m 이상의 수직 거리를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 분리 공간으로의 입구 레벨로부터 농축 현탁물의 방출 레벨까지의 높이는 분리 공간으로의 입구 레벨로부터 현탁물 없는 액체의 방출 높이까지의 ¼ 내지 ¾ 범위에 있는 것이 유의적이다.

설계를 고려할 때, 농축 현탁물의 포집관, 농축 현탁물 방출용 포집관, 현탁물 없는 액체 방출용 포집관, 배출구로 기능하는 튜브, 압축 공기의 유입 파이프 및 세정 파이프로 이루어지는 군으로부터 선택되는 최소한 하나의 기능적 튜브가 분리 공간의 외벽을 지지하는 구초제의 일부를 또한 형성하는 것이 기여하는 바 있다.

또한, 경사진 외벽 상부의 각도가 52° 내지 60° 범위 내이거나, 가능하게는, 경사진 내벽의 각도가 52° 내지 60° 범위 내인 반면, 경사진 외벽의 저면부의 각도가 30° 내지 40° 범위 내인 것이 유리하다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 가장 본질적인 이점은 분리 효율의 실질적인 향상으로, 이것은 특히 농축된 현탁물을 분리할 때 분리의 고체 부하량이 증가되는 점, 즉 부분적 유동화 슬러지 블랭킷을 이용한 공지의 유체 여과 시스템으로 성취할 수 있는 것의 2배까지 증가되는 것에 의해 가능하다. 이것은 수력학적 부하의 증가 및 그에 따라 분리 용량의 제고, 또는 슬러지 블랭킷에 유입되는 현탁물 농도의 증가, 또는 가능하게는 이들 두 효과의 최적 조합을 위해 이용될 수 있다. 분리 효율에 대한 그러한 정량적 향상은 일체화된 생물학적 반응기의 설계에서의 절약에 관해 생물학적 폐수 처리의 활성화 형태를 위한 특별한 기여가 될 것이다.본 발명에 따른 방법 및 장치의 적용으로 인한 수력학적 부하의 증가는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷을 이용하는 이제까지의 공지된 플랜트의 치수에 비해 분리 공간을 50%까지 절감할 수 있게 한다. 이것은 분리기의 건설에 관한 절약뿐 아니라, 예를 들면 일체화 생물학적 반응기의 소요 높이를 낮추고 반응기 내에 분리기의 수용을 용이하게 함으로써 건설비의 추가적 절감을 가져온다. 생물학적 반응기 내의 활성화 슬러지의 농도 증가는 또한 생물학적 프로세스에 필요한 기능적 체적의 감축 및 그로 인한 반응기 전체 크기의 축소에 반영된다. 분리기 크기의 축소 및 건설과 반응기 치수의 최적화에 의해 재료, 제조 비용, 수송 및 설치에 대한 많은 절약을 성취할 수 있다. 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 방법 및 장치의 또 다른 이점은 부분적 유동화 슬러지 블랭킷의 경우보다 실질적으로 넓은 범위의 파라미터 내에서 기능하는 점이다. 이것은 본 발명의 방법 및 장치의 활용 범위를 확대시키며 조작하는 동안의 융통성을 실질적으로 향상할 수 있게 한다.

완전한 이해를 위해 장치의 실시예는 균일하게 현탁시킨 활성화 슬러지에 의한 질산화(nitrification) 및 탈질산화(de-nitrification)를 포함하는 폐수의 활성화 처리를 위한 예시적 일체형 반응기의 일부로서 항상 설명되며; 그러한 예시적 일체형 반응기 내 장치의 실시예는 상기 처리 도중에 생성되는 응집 현탁물을 분리하는 역할을 한다. 여러 가지 본 발명의 실시예에서 기능적 및 구조적으로 유사한 부분은 동일한 참조 부호로 표기된다.

실시예 1

본 발명에 따른 응집 현탁물의 분리를 위한 장치의 기본적 부분은 원뿔형 케이싱 형상인 외벽(2)에 의해 한정되는 상향 확대형 원뿔 형태를 가진 분리기(1)이다(도 1, 2). 분리기(1)의 원뿔 형상은 또한, 예를 들면, 제조상 또는 설계상 이유로 인해 도시되지 않은 짧은 원통부 또는 상반된 경사를 가진 경사부(tapered part)를 포함할 수 있다는 점에서 비연속형일 수 있다.

분리기(1)의 내부 공간은 분리 공간을 포함하고; 이 실시예에 따른분리기(1)의 내부 공간은 분리 공간과 실제적으로 동일 공간을 차지한다. 외벽(2)은 농축된 현탁물을 방출하기 위해 삽입된 수단, 즉 단면이 사각형인 원형으로 감긴 포집관(3) 형태인 수단을 포함하며, 그 상부에는 단면이 삼각형인 원형으로 감긴 포집관(4)의 형태로 현탁물 없는 액체를 방출하기 위한 또 하나의 수단이 장착된다.

분리기(1)로 들어가고 그에 따라 분리 공간으로 들어가는 입구(5) 레벨로부터 농축 현탁물의 방출 레벨까지의 높이는 분리 공간으로 들어가는 입구(5) 레벨로부터 현탁물 없는 액체의 방출 레벨까지 높이의 ¼ 내지 ¾ 범위 내이다. 농축 현탁물의 방출 수단을 분리기(1)의 중간 높이로 배열하는 것이 바람직하다. 포집관(3, 4)은 다른 단면을 가질 수도 있지만, 전술한 형상이 유리하다.

직경에 관해 외벽(2)의 후퇴는 하부 포집관(3) 레벨에서 이루어지지만, 외벽은 또한 급격한 변화 없이 연속적인 원뿔 영역으로 형성될 수도 있다. 외벽(2)의 저면부는 유입 개구로서 형성된 분리기(1)로의 입구(5)로 끝난다.

현탁물 없는 액체를 방출하기 위한 상측 포집관(4)에는 그 외측 경사진 측면으로 홀(6)이 뚫려 있고, 한편 농축된 현탁물을 방출하기 위한 하측 포집관(3)에는 그 상측 수평측으로 홀(7)이 뚫려 있다. 상기 천공된 두 포집관(3, 4)은 또한 분리기(1)의 지지 구조를 형성하는 구조체 역할을 한다. 상측 포집관(4)은 분리기(1) 내의 물의 표면(10)을 일정하게 유지하기 위한 오버플로우(9)가 배열된 배출구(8)로 열려 있다. 하측 포집관(3)은 튜브(11)를 통해 재순환 펌프(12)와 연결된다. 상측 포집관(4) 위의 외벽(2)은 작업상 이유로 인해 원통형 말단부(13)와같이 원뿔이 아닌 다른 형상으로 마감될 수 있다. 장치를 조작하는 동안 슬러지 블랭킷의 표면(14)은 천공된 하측 포집관(3)과 천공된 상측 포집관(4) 사이에 위치한다.

전술한 응집 현탁물을 분리하기 위한 실시예는 본 실시예에 따라 호기 공간(oxic space)(16) 및 연결부(18)를 통해 연통하는 무산소 공간(anoxic space)(17)을 형성하기 위한 탱크(15)로 이루어지는 폐수의 생물학적 활성화 처리를 위한 반응기의 일부를 형성한다. 상기 연결부(18)는, 예를 들면, 호기 공간(16)과 무산소 공간(17)을 분리하는 칸막이 벽(19)에 노치(notch)로서 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 반응기의 호기 공간(16)은 입구(5)가 상기와 같이 호기 공간(16)과 연통하는 전술한 분리기(1)를 수용하는 한편, 재순환 펌프(12)의 출구(20)는 무산소 공간(17)에 열려 있다. 분리기(1)로의 입구(5) 밑에 있는 탱크(15)의 저면(21)은 상부에 홀(23)이 형성된 카운터 콘(counter-cone)(22)(도 3)을 수용한다. 호기 공간(16)에는 압축 공기의 유입 파이프(25)와 연결된 에어레이션 부재(aeration element)(24)가 설치되고, 무산소 공간(17)에는 폐수의 입구(26) 및 무산소 공간(17)에 수직으로 배열되는 2개의 평행한 편향 벽(deflecting wall)(28) 사이에 배치된 교반기(27)가 설치된다. 폐수의 입구(26) 및 재순환 펌프(12)의 출구(20)는 저면(21) 또는, 가능하게는, 탱크(15)의 중간 깊이에 대해 무산소 공간(170의 반대측 코너에 열려 있고, 분리 공간과의 연결부(18)는 탱크(15) 내 물의 표면(10)에 근접하게 형성된다.

전술한 장치는 다음과 같이 작동한다. 생물학적 활성화 슬러지로 이루어지는 응집 현탁물을 포함하는 물은 입구(5)를 통해 분리 공간으로 유입된다. 분리 공간에서 물은 상방향으로 흐르고, 분리기(1) 내의 분리 공간은 실질적으로 위 쪽으로 갈수록 넓어지기 때문에 물의 유속은 실질적으로 위로 갈수록 감소된다. 분리 공간 내에서 공지의 프로세스에 의해 흐르는 액체로부터 현탁물이 포획되는 슬러지 블랭킷의 유체층이 얻어진다. 분리 공간 내 슬러지 블랭킷의 유동화층은 슬러지 블랭킷의 표면(14)을 농축된 현탁물을 방출하기 위한 하측 포집관(3)의 레벨 위, 현탁물이 없는 액체를 방출하기 위한 상측 포집관(4)의 레벨 아래에 형성하되, 슬러지 블랭킷 표면(14) 위에 현탁물 없는 액체의 층이 위치한다(도 1, 2).

분리된 현탁물로부터 응집물이 생성되고, 액체의 상방향 흐름에 의해 유동화가 유지되는 슬러지 블랭킷의 유동화층에서 여과에 의해 응집 현탁물이 액체로부터 분리되는 것으로 종합할 수 있다. 현탁물 함유 액체는 저면으로부터 유동화층에 유입되고, 현탁물로부터 분리된 액체는 유동화층과 현탁물 없는 액체 사이의 계면으로 표시되는 슬러지 블랭킷의 표면(14) 위에서 방출된다. 슬러지 블랭킷으로부터 나오는 응집물 형태의 분리된 농축 현탁물은 유동화층 영역으로부터 방출되고, 유동화층에서의 상방향 흐름의 속도는 필수적으로 위로 갈수록 감소된다.

농축 현탁물을 방출하는 레벨 위에 있는 슬러지 블랭킷의 층은 부분적으로 유동화된 슬러지 블랭킷으로 작동하는데, 여기서 농축 현탁물은 더욱 고밀도화 되고, 즉 농축 현탁물의 응집이 형성되고 이어서 방출된다. 농축 현탁물의 방출 레벨 아래에 있는 슬러지 블랭킷의 층은 완전히 유동화된 슬러지 블랭킷으로 작동하는데, 여기서 액체 흐름은 상기 부분적으로 유동화된 슬러지 블랭킷 내부로 균일하게 분배된다. 그러한 분배는 저항에 의해 전체적인 통류(through-flow) 프로파일로 액체 흐름이 분배되는 다공성 환경으로서 유동화층이 기능하는 사실에 기인한다. 결과적으로, 완전히 유동화된 슬러지 블랭킷의 저면 유동화층에서 현탁물의 흐름은 분리 공간의 전체 프로파일로 분배되고, 그 결과 부분적으로 유동화된 슬러지 블랭킷의 유동화층에 균일하게 들어간다. 동일하게, 슬러지 블랭킷의 표면(14) 근방에서 흐름은 전영역에서 균일하게 분배된다.

분리기(1)는 연결부(18)를 통해 무산소 공간(17)에 연결되는 호기 공간(16)과 입구(5)에 의해 연결되므로, 오버플로우(9)는 탱크(15) 전체에서 물의 표면(10)을 일정하게 유지한다. 따라서, 폐수의 입구(26)(도 3)를 통해 탱크(15)에 유입된 액체의 정확히 동일한 체적이 상측 포집관(4) 및 거기에 뚫려 있는 홀(6), 나아가서 배출구(8)를 통해 오버플로우(9)를 거쳐 탱크(15) 밖으로 배출된다. 배출구(8)를 통해 분리 공간으로부터 유출된 현탁물 없는 물의 체적을 Q₀라 하고, 재순환 펌프(12)에 의해 분리 공간으로부터 방출된 농축 현탁물의 체적을 Q_s라 하면, 입구(5)를 통해 분리 공간으로 들어 오는 현탁물 함유 물의 체적은 Q₀+ Q_s와 같다. 입구(5)를 통해 분리 공간으로 유입되는 물 속의 현탁물 농도를 C라하고, 방출되는 농축 현탁물의 농도를 C_s라 하면, 분리 공간에 들어 온 현탁물의 체적은 C(Q₀+ Q_s)이고, 분리 공간으로부터 방출되는 현탁물의 체적은 C_sQ_s이다. 정상 상태에서 상기두 체적은 동일할 것이므로, 정상 상태에서 방출된 농축 현탁물의 농도에 대해 다음 식이 성립한다: C_ss= (Q₀+ Q_s)/Q_s. 방출된 농축 현탁물의 농도가 C_ss보다 낮으면 슬러지 블랭킷 내의 현탁물 체적이 증가하고 그로 인해 슬러지 블랭킷의 표면(10)이 상승하며, 방출된 농축 현탁물의 농도가 C_ss보다 높으면 슬러지 블랭킷 내의 현탁물 체적이 떨어지고 슬러지 블랭킷의 표면(10)이 내려 간다. 총량 Q는 시간당 ㎥와 같이 단위 시간당 단위 체적으로 규정되고, 농도는 예를 들면 ㎥당 kg으로 규정된다. 따라서, 슬러지 블랭킷 표면(14)의 높이는 부분적으로 유동화된 슬러지 블랭킷과 동일한 방식으로 변동되고 질량 밸런스에 좌우된다. 특정 범위의 파라미터에서, 슬러지 블랭킷은 자동조절 성질을 갖는다: 즉, 방출된 농축 현탁물의 농도 C_s는 슬러지 블랭킷 표면(14)의 높이가 상승함에 따라 증가하고, 그로 인해 조절된 특정 값 Q_s및 주어진 값 Q₀에 대해 슬러지 블랭킷의 표면(14)은 조건 C_s=C_ss를 충족시키는 레벨에서 자동적으로 안정화할 것이다. 적용된 기호는 다음과 같음을 이해해야 한다:

C: 분리 공간으로 유입되는 활성화 혼합물 중 현탁물의 농도,

Q₀: 분리 공간으로부터 유출되는 현탁물 없는 물의 체적,

Q_s: 분리 공간으로부터 방출되는 농축된 현탁물의 체적,

C_s: 방출된 농축 현탁물의 농도,

C_ss: 정상 상태에서 방출된 농축 현탁물의 농도,

분리기(1)의 경사진 외벽(2)의 내측을 따라 슬러지 블랭킷의 표면(14) 밑으로 하방향으로 흐르는 농축 현탁물 함유 고밀도 흐름은 농축 현탁물의 방출을 위한 포집관(3)에 도달하고, 그곳으로부터 재순환 펌프(12)의 작동에 의해 흡입되어 배출된다. 농축 현탁물을 방출하는 역할을 하는 포집관에 형성된 홀(7)이 상부에 위치하기 때문에, 포집관(3) 위로 고밀도 흐름이 방출된다. 그러한 배열은 방출되는 농축 현탁물의 희석을 감소시킨다.

슬러지 블랭킷 표면(14)의 높이에서 최대 유속을 위한 이론상 적합한 한계는 약 2∼2.2 mph의 속도에 해당하며, 상기 범위에서 완전히 유동화된 슬러지 블랭킷이 부분적으로 유동화된 슬러지 블랭킷, 즉 완전히 유동화된 슬러지 블랭킷에서 현재 얻어진 속도 4∼4.5 mph의 50%로 전환되기 시작한다.

포집관(3)을 통해 농축 현탁물 방출 레벨 바로 밑에 있는 분리 공간의 유통 면적이 포집관(4)을 통해 현탁물 없는 액체의 방출 레벨에서의 분리 공간 면적의 25%인 전술한 장치를 사용한 실험 결과, 이 장치 내 슬러지 블랭킷의 표면(14)에서의 최대 유속은 1.6∼1.9 mph 범위 내인 것으로 나타났다. 이 값을 초과하는 경우, 슬러지 블랭킷은 넘쳐 흘러 정화된 액체의 방출 수단 속으로 들어간다. 결과적으로, 이제까지 알려진 부분적으로 유동화된 슬러지 블랭킷을 이용한 장치에 비해 약 2배의 성능이 얻어진다. 실험 결과, 재순환 펌프(12)에 의해 제거된 농축 현탁물의 체적이 배출구(8)를 통해 유출된 현탁물 없는 물의 체적의 약 2배일 경우, 즉 Q_s≒ 2Q₀일 경우 바람직한 것으로 나타났다.

과량의 농축 현탁물은 입구(5)를 통해 떨어지지 않고 전술한 장치 내 외주의 영역에서 슬러지 블랭크로부터 제거되기 때문에, 입구(5)의 통류 면적은 부분적 유동화 슬러지 블랭킷을 가진 공지의 장치에 비해 상대적으로 작을 수 있고, 따라서 포집관(3)을 통해 농축 현탁물을 방출하는 레벨 밑의 슬러지 블랭킷은 완전 유동화 슬러지 블랭킷으로서 기능할 수 있다. 이것은 현재 부분적 유동화 슬러지 블랭킷의 응용 범위를 제한하는 문제, 즉 현탁물이 낮게 흐르는 동안 슬러지 블랭킷으로부터 떨어지는 효과를 억제할 수 있게 한다. 농축 현탁물의 방출 레벨 밑의 슬러지 블랭킷이 완전 유동화 슬러지 블랭킷으로 기능할 수 있게 하기 위해, 슬러지 블랭킷으로의 입구에서 물의 유속을 완전 유동화 슬러지 블랭킷에 대한 값에 상응하도록, 즉, 초당 2 내지 6cm 범위 내로 한다. 재순환 현탁물의 체적 및 장치의 출력을 고려할 때, 입구(5)의 면적을 포집관(4)을 통한 현탁물 없는 액체의 방출 레벨에서의 분리 공간의 면적에 대해 3% 이상 6% 이하가 되도록 배열하는 것이 바람직하다.

방출되는 농축 현탁물의 체적은 슬러지 블랭킷 표면 위에서 방출되는 현탁물 없는 물의 체적의 1.5배 내지 3배의 범위이다.

폐수의 생물학적 활성화 처리용 반응기의 호기 공간(16) 및 무산소 공간(17)에서, 재순환 펌프(12)에 의해 반송된 활성화 슬러지 존재 하에, 폐수의 입구(26)를 통해 반응기에 도입되는 폐수의 공지된 활성화 처리가 행해지고, 정화된 물은 배출구(8)를 통해 오버플로우(9)로 유출된다. 하수와 같이 폐수가 질소 화합물을 함유할 경우에는 무산소 공간(17)은 질산염이 질소 가스로 환원되는 선단(front-end) 탈질산화 공간으로서 기능한다. 호기 공간(16)에서 질소 화합물의 산화에 의해 형성된 전술한 질산염은 재순환 펌프(12)의 출구(20)를 통해 반송되는 활성화 슬러지와 함께 분리기(1)의 호기 공간(16)으로부터 역류되는 물 중에 무산소 공간(17)으로 반송된다. 전술한 폐수의 입구(26) 및 재순환 펌프(12)의 출구(20)의 배열은 교반기(27)에 의해 유도되고 편향 벽(28)에 의해 수로를 형성하는 흐름과 함께 무산소 공간(17)의 일부에서 인(燐)의 생물학적 제거를 보조하는 혐기성 조건의 형성으로 인도하되, 전술한 연결부(18)의 위치는 유입되는 폐수가 호기 공간(16)으로 흘러 들어 가기 전에 반드시 무산소 공간(17) 전체를 통과하도록 한다.

예를 들면 전력의 단락 또는 정전 시간으로 인해 상기 장치의 가동이 중단될 경우, 슬러지 블랭킷의 유동화는 중단되고, 슬러지 블랭킷이 침강하여 가라 앉은 슬러지는 분리기(1)로의 입구(5) 영역에 축적된다. 그러한 중단이 장시간 이어질 경우, 침강된 활성화 슬러지는 겔 구조를 가지게 되는데, 겔 구조는 가동이 재개될 때 장치의 기능을 회복하는 것을 막는 입구(5) 영역에서의 막힘(plug)을 초래할 수 있다. 이것이 가동을 재개할 때 고압수와 압축 공기를 카운터 콘(22)에 주입하는 이유이다. 상기 두 매체는 카운터 콘(22)의 상부에 있는 개구부(23)를 통해 주입되며, 격렬한 난류를 유발하여 침강된 슬러지의 층을 분쇄하고 분리기(1)로의 입구(5) 영역을 세척한다. 이러한 기능에 부가하여 카운터 콘(22)은 입구(5)의 중심 아래 탱크(15)의 저면 상에 현탁물이 침강되는 것을 방지하기 위해 분리기(1)로의 입구(5) 아래로 흐름을 유도한다는 또 하나의 목적을 가진다.

실시예 2

본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 도 4 및 도 5에 예시한다. 본리기(1)는 실시예 1과 동일하게, 필수적으로 상방향으로 확대되는 원뿔형 벽(2)에 의해 한정된다. 분리기(1)의 저면부는 외벽(2)의 저면 에지에 자신의 저면 에지가 부착되어 있는 원뿔형 내벽(29)을 수용한다(도 4). 내벽(29)은 또한 상방향으로 넓어져서 분리 공간 높이의 1/3 내지 1/2 레벨에 도달하는 공간을 한정한다. 따라서 분리 공간은 분리기(1)의 저면부에서 내벽(29)에 의해 한정되고, 분리 공간의 상부에서 외벽(2)에 의해 한정된다. 이와 같이 분리 공간은 분리기(1)의 내부 공간의 일부이며, 또한 분리기(1)의 내부 공간이 하나의 분리 공간을 포함한다고 표현될 수 있다. 내벽(29)의 상측 에지(30) 위의 외벽(2)은 원뿔 형상을 갖는 반면, 상측 에지(30) 레벨 아래에서는 타원형 덮개(elliptic canopy) 형태를 가지며, 이 부분에서의 경사는 52°∼60°로부터 30°∼40°로 감소된다.

외벽(2)과 내벽(29) 사이의 영역은 그 저면부에 원을 이루도록 감긴 포집관(32) 형태로 농축 현탁물의 방출이 제공되는 현탁물의 농축 공간(31)이 형성된다. 이 포집관(32)은 원형 단면적을 가지며, 또한 그 외측에는 외벽(2)의 저면 에지를, 그리고 그 내측에는 내벽(29)의 저면 에지를 구비하는 지지 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 내벽(29)의 저면 에지는 분리기(1)의 분리 공간으로의 입구(5)를 형성한다. 농축 현탁물 방출을 위한 포집관(32)의 도시되지 않은 개구부는 외벽(2)의 저면 에지에 형성된다. 포집관(32)은 실시예 1과 유사하게 튜브(11)를 통하여 재순환 펌프(12)에 연결된다.

분리 공간의 저면부는 최소한 부분적으로 경사를 위룬 내벽(29)에 의해 한정되어 외벽(2)의 저면부와 내벽(29) 사이에 농축 공간(31)을 형성하는 것으로 종합할 수 있다. 상기 갭 또는, 가능하게는, 이 실시예에서 내벽(29)의 상측 에지와 원형 고리 형태를 갖는 외벽(2) 사이의 갭 영역은 농축된 현탁물이 분리 공간으로부터 방출되는 농축 현탁물의 제거 지점을 나타낸다. 이 갭은 또한 저면부에 농축 현탁물을 방출하기 위한 수단이 제공되는 농축 공간(31)으로의 입구를 형성한다.

외벽(2)의 상부는, 실시예 1과 마찬가지로, 현탁물 없는 액체의 방출을 위한 경사진 내측면에 개구부(6)를 갖는 단면이 삼각형인 원형으로 감긴 삽입 포집관(4) 형태인, 현탁물 없는 액체를 방출하기 위한 수단을 수용한다. 상기 포집관(4)은 분리기(1) 내에서 물의 표면(10)을 일정하게 유지하기 위해 오버를로우(9)가 설치되어 있는 배출구(8) 속으로 개방되어 있다.

이상 설명한 바와 같은 실시예 2에 따른 장치를 수용하는 폐수의 생물학적 활성화 처리를 위한 반응기는 실시예 1과 동일하다. 실시예 2에 따른 장치는 경사진 외벽(2)의 내측면을 따라 슬러지 블랭킷의 표면(14) 밑으로 하방향으로 흐르는 농축 현탁물을 가진 고밀도 흐름이 내벽(29)의 상측 에지(30) 레벨에서 상측 에지(30)와 외벽(2) 사이의 원형 고리를 통해 농축 공간(31) 속으로 흘러 들어가는 상이점을 제외하고는, 실시예 1에 따른 장치와 동일한 방식으로 작동한다. 여기서, 재순환 펌프(12)에 의해 포집관(32)의 홀을 통해 현탁물이 흡입되어 배출되기 전에 추가 농축이 일어난다. 이러한 농축이 일어나는 것은 분리 공간에 들어 오는 액체의 대향류(counter-flow)가 갖는 희석 효과가 농축 공간(31)에서 억제되고, 따라서 고밀도 흐름이 내벽(2)의 내측면을 따라 하방향으로 흐르는 동안 밀도 증가효과가 크게 나타난다는 사실에 기인한다. 농축 공정중에 고밀도 흐름으로부터 밀려 나온 액체 또는, 가능하게는, 희석된 현탁물은 경사진 내벽(29)의 외측면을 따라 상방향으로 흘러 나가서 슬러지 블랭킷 내부로 되돌아 간다. 이것은 경사진 내벽(29)의 상측 에지(30) 위에서 밀려 나온 액체의 흐름과 합쳐지는 분리 공간 내의 현탁물 함유 액체의 흐름에 의해 지지된다. 재순환 펌프(12)에 의해 제거된 현탁물의 높은 밀도, 및 그에 따라 Q₀및 Q_s이 동일한 값인 경우에 농축된 현탁물의 높은 농도 C_s로 인해, 입구(5)를 통해 분리 공간으로 흘러 들어가는 수중 현탁물의 농도 C는 실시예 1보다 높다. 따라서, 농축 공간(31)의 저면에서 포집관(32)에 의해 흡입되어 제거되는 농축 현탁물로 인해, 농축 공간(31)에서의 총체적 흐름은 저하되어, 현탁물의 하향 운동을 지원하게 되므로, 이 영역에서의 외벽(2)의 경사는 분리기(1) 상부의 경사보다 작을 수 있다. 하방향 흐름의 존재 하에 경사진 벽을 따른 응집 현탁물의 슬라이딩과 관련된 실험적 경험에 의해 벽의 경사가 30° 내지 40°일 경우에 이들 벽 표면 상에 현탁물 응집체의 침강이 전혀 없는 것으로 나타났으며, 따라서 농축 공간(31)의 저면부 내 외벽(2)의 저면부에 대해 상기 경사가 적용되었다.

실시예 3

본 발명에 따른 장치의 제3 실시예를 도 6 및 도 7에 예시한다.

이 실시예는 경사진 외벽(33, 34)에 의해 형성되며 위로 갈수록 넓어지는 프리즘 형태의 길이 방향 분리기(1)를 구비하며, 각각의 상기 외벽에는 중간 높이에,실시예 1에서와 마찬가지로, 재순환 펌프(12)와 연결되는 농축 현탁물 방출용 포집관(35, 36)이 설치된다. 분리기(1)의 내부 공간은 분리 공간에 해당한다. 포집관(35, 36)은 경사진 외벽(33, 34)의 주요부로서 외벽의 일부가 이들 포집관에 접하고 있다. 포집관(35, 36)이 있는 위치에서 외벽(33, 34)의 상측 부분은 저면부에 반대로 변위되어 분리기(1) 및 그에 따라 분리 공간 또한 이 위치에서 급격히 확장된다. 농축 현탁물을 방출하기 위한 상기 포집관(35, 36)은 변위된 경사형 외벽(33, 34)의 상측 부분에 놓인 자신의 측면에 제공되는 홀(37)을 구비한다.

경사진 외벽(33, 34)의 저면 에지는 직사각형 갭 형태로 분리기(1)로의 입구(38)를 형성한다. 입구(38)의 레벨에서 경사진 외벽(33, 34)에는 물과 공기의 입구용 홀(41)을 최소한 2열로 갖는 세정 파이프(39, 40)가 제공된다.

분리기(1)의 상부는 앞서의 실시예와 동일한 오버플로우(9)를 가지며 현탁물 없는 액체를 방출하기 위한 포집관(42, 43)을 수용한다. 액체의 균일한 오버플로우를 보장하기 위해 모든 오버플로우(9)는 동일한 레벨로 조절된다. 포집관(42, 43)에는 그 상단에 정화된 물의 유입을 위한 홀(48)이 제공된다(도 7). 경사진 외벽(33, 34)의 상측 에지를 따라 압축 공기의 유입용으로 사용되는 유입 파이프(44, 45)가 설치된다.

외벽(33, 34)에 있는 기능적 튜브 중 최소한 일부, 또는 가능하게는 모든 튜브, 즉, 농축 현탁물을 방출하기 위해 사용되는 포집관(35, 36), 현탁물 없는 액체를 방출하기 위한 포집관(42, 43), 압축 공기의 유입을 위해 사용되는 유입 파이프(44, 45), 및 세정 튜브(39, 40)는 경사진 외벽(33, 34)의 지지 구조체의 구성 부분이다. 경사진 외벽(33, 34)의 표면을 형성하는 벽 부재들은 이 지지 구조체에 부착된다. 전술한 응집 현탁물의 분리용 장치의 예는 폐수의 생물학적 활성화 처리를 위한 반응기의 일부로서, 이 구현예에서, 연결부(18)를 통해 연통하는 호기 공간(16) 및 무산소 공간(17)으로 분할되는 탱크(15)로 구성된다. 호기 공간(16)은 전술한 분리기(1)를 수용하고, 그에 따라 분리기(1)의 입구(38)는 호기 공간(16)과 연통하는 반면, 재순환 펌프(12)의 출구(20)는 무산소 공간(17) 내에 열려 있다.

분리기(1)는 탱크(15)를 호기 공간(16)과 무산소 공간(17)으로 분할하는 칸막이 벽(19) 부분과 도 6 및 도 7에서는 보이지 않는 탱크(15)의 전방 벽 부분에 의해 형성되는 수직 프런트(front)로 닫혀 있다.

하나의 경사진 외벽(34)의 저면 에지에 인접하여 탱크(15)의 바닥까지 내려가고 칸막이 벽(19) 및 탱크(15)의 전방 벽에 이르는 폐쇄 벽(46)이 배열된다. 이와 같이 하여 우측으로 경사진 외벽(34)과 탱크(15)의 벽 사이의 호기 공간(16) 부분은 폐쇄되는 한편, 칸막이 벽(19)에 있는 연결부(18) 및 무산소 공간(17)으로부터 가장 멀리 떨어진 부분에서 폐쇄 벽(46) 내 탱크(15)의 저면에 배열된 통로(passage)(47)(도 7)를 통해서만 연통된다. 또한 언급할 점은 우측으로 경사진 외벽(34)과 함께 칸막이 벽(19)이 호기 공간(16)을 통로(47)와 상호 연결되는 두 부분으로 분할하는 사실이다. 호기 공간(16)의 첫째 부분은 연결부(18)를 통해 무산소 공간(17)과 연통하며, 호기 공간(16)의 다른 부분은 입구(38)를 통해 분리기(1)와 연통한다. 폐쇄 벽(46)은 또한 좌측으로 경사진 외벽(33)에 부착될 수도있지만, 그 경우에 연결부(18)는 좌측편에 설치되어야 하는데, 그 이유는 이들 부재가 호기 공간(16)의 동일한 부분에 위치해야 하기 때문이다.

산소 공간(16)에는 추가로 압축 공기의 유입 파이프(25)에 연결된 에어레이션 부재(24)가 제공된다. 무산소 공간(17)의 배열 및 장치는 선행 실시예에서와 동일하다.

이상과 같이 설명한 제3 실시예의 장치는 전술한 제1 실시예의 장치와 유사하게 작동하는데, 제1 실시예와의 차이는 폐쇄 벽(46)이 호기 공간(16)에서의 지름길을 배제하며, 따라서 활성화 혼합물은 연결부(18)를 통해 들어온 후 먼저 호기 공간(16)의 제1 부분을 통해 흘러야 하고, 통로(47)를 통해 흐른 후에만 입구(38)를 통해 호기 공간(16)의 제2 부분으로부터 분리 공간 속으로 진행할 수 있다는 점이다. 또 다른 차이는 가동이 정지된 후 분리기(1)로 들어가는 입구(38) 영역의 청소는 압축 공기와 고압의 물을 세정 파이프(39, 40) 내부에 도입함으로써 이루어지는데, 이 때 두 매체를 동시에 도입하는 동안 공기는 세정 파이프(39, 40)의 상부에 형성된 홀(41)을 통해 나오는 반면 물은 세정 파이프(39, 40)의 저부에 형성된 홀(41)을 통해 유출된다는 사실에 기초한다.

실시예 4

본 발명에 따른 장치의 제4 실시예를 도 8 및 도 9에 예시한다.

이 실시예에 따른 분리기(1)는 상방향으로 넓어지는 경사진 외벽(50, 51)에 의해 실질적으로 한정된다. 분리기(1)의 저면부는 외벽(50, 51)의 저면 에지에 부착된 저면 에지를 갖는 경사진 내벽(52, 53)을 수용하며(도 8), 이것은 실시예 2에따른 구현예와 유사하다. 내벽(52, 53)은 또한 위로 갈수록 넓어지고 분리기(1) 높이의 1/3 내지 1/2 수준에 이르는 공간을 둘러싼다. 따라서, 실제로 분리 공정이 일어나는 분리 공간은 분리기(1)의 저부의 내벽(52, 53) 및 분리기(1) 상부의 외벽(50, 51)에 의해 한정된다. 외벽(50, 51)은 내벽(52, 53)의 상측 에지(54, 55) 레벨 위로 52° 내지 60° 범위 내의 경사를 갖는다. 내벽(52, 53)의 상측 에지(54, 55) 레벨 밑, 농축 현탁물의 방출 레벨 부근에서 외벽(50, 51)은 30° 내지 40° 범위 내의 경사를 갖는다

외벽(50 또는 51)과 내벽(52 또는 53) 사이의 영역은 현탁물의 농축 공간(56)을 형성하며, 이 공간의 저부에는 농축 현탁물의 방출 수단이 포집관(57, 58) 형태로 제공된다. 내벽(52, 53)의 상측 에지(54, 55) 레벨에서 농축 공간(56)으로의 입구는 2개의 직사각형 형태를 가지며 분리 공간으로부터 농축 현탁물을 방출하는 지점에 해당한다.

포집관(57, 58)은 또한 외벽(50, 51)의 저면 에지가 외측에 부착되고 내벽(52, 53)의 저면 에지를 내측에 구비하는 지지 구조체로서의 역할을 한다. 내벽(52, 53)의 저면 에지는 칸막이 벽(19) 및 탱크(15)의 전방 벽과 함께 분리기(1)로의 입구(59) 및 그에 따라 분리 공간으로의 입구에 해당하는 직사각형 유입구를 형성한다. 농축 현탁물을 방출하기 위한 포집관(57, 58)의 개구부(60)는 외벽(50, 51)의 저면 에지에 근접한 위치에 형성된다. 포집관(57, 58)은 실시예 2와 동일하게 튜브(11)를 통해 재순환 펌프(12)와 연통한다.

실시예 3과 유사하게, 하나의 외벽(51)의 저면 에지에 인접하여 폐쇄 벽(46)이 탱크(15)의 저면까지, 칸막이 벽(19) 및 탱크(15)의 전방 벽에 도달하며 실시예 3과 동일한 목적을 갖도록 배치된다. 또한 통로(47)의 구현예도 동일하다. 도면에서의 보다 나은 배향을 위해 통로(47) 및 폐쇄 벽(46)은 도 9에만 예시되고 도 8에는 나타내지 않았다.

분리 공간의 상부에는 현탁물 없는 액체의 방출을 위한 포집관(61, 62)이 수용된다. 상기 포집관에는 그 정상에 정화된 액체의 유입을 위한 홀(48)이 형성되어 있다. 포집관(61, 62)의 수직 부분(도 9 참조)은 정화된 액체의 배출관(67)(도 8 및 도 9 참조)와 경사진 외벽(50, 51)이 꺾이는 지점(각도를 포함하는)에서 연결되며, 또한 외벽(50, 51)의 지지 구조체의 일부를 형성한다. 정화된 액체의 배출관(67)은 분리 공간으로부터 농축 현탁물을 제거하는 레벨에 배열되며, 이것은 실질적으로 내벽(52, 53)의 상측 에지(54, 55) 레벨에 대응한다.

포집관(61, 62)에는 오버플로우(63)가 제공된다. 모든 오버플로우(63)는 액체의 일정한 배출을 보장하기 위해 동일한 레벨로 조절된다. 경사진 외벽(50, 51)의 상측 에지는 외벽(50, 51)의 지지 구조체의 일부이기도 한 압축 공기 입구용 유입 파이프(64, 65)를 수용한다. 탱크(15)의 저면(21)에 근접한 위치에는 도면의 이해를 돕기 위해 도 9에는 나타내지 않은 세척 파이프(66)(도 8 참조)가 배치된다.

이상 설명한 응집 현탁물을 분리하기 위한 장치의 예시적인 구현예를 수용하는 폐수의 생물학적 활성화 처리용 반응기는 기본적으로 실시예 3에 따른 것과 동일하다.

실시예 4에 따른 구현예는 전술한 실시예 2에 따른 구현예와 동일하게 작동하되, 실시예 2와의 차이점은 카운터 콘(22) 대신에 물 및 공기 공급원과 연결됨으로써 세정 파이프로서 기능할 수 있는 세척 파이프(66)가 분리기(1)로의 입구(59) 영역을 세척하는 데 이용된다는 것이다. 또 하나의 차이점은 실시예 3에 따른 선행 반응기와 동일하게 통로(47)를 구비한 폐쇄 벽(46)이 호기 공간(16)에서의 흐름을 인도한다는 사실이다.

전술한 기능적 부분에 부가하여, 모든 예시적 구현예는, 전모를 도시하지는 않았으나, 여러 가지 지지용 칼럼, 지지 부재 및 가능하게는 추가의 현행 설계 부재를 이용한다. 모든 구현예에서, 분리기(1) 내의 분리 공간은 필수적으로 상향하는 방향으로, 다시 말하면 농축 현탁물의 방출 레벨 위와 아래 모두에서 넓어지는 점은 변함없다.

본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 방법 및 장치는 전술한 실시예에만 한정되는 것이 아니고, 전술한 본 발명의 기본적 구현예에 기초하여 당업자에게 자명한 모든 변형도 포함한다. 상방향으로 넓어지는 분리기(1)는, 예를 들면, 원통형이나 그와 유사한 부분도 포함할 수 있다. 즉, 연속적으로 넓어질 필요는 없다. 또한 내벽(29, 52, 53)도 동일한 방식으로 형성될 수 있다. 단지 기능적 튜브의 주된 부분, 특히 포집관(3, 4, 32, 35, 36,57, 58)만은 분리기(1)의 벽에 배열될 수 있는 반면, 나머지 부분은 분리기(1) 내부 또는 외부에 배열될 수 있다. 그러나, 중요한 것은 농축 현탁물용 포집관(3, 35, 36)의 최소한 주요 부분은 외벽 또는 분리 공간의 외벽, 또는 가능하게는 외측 경계 영역에 배열되어야 한다.

상기한 바에 부가하여 농축 현탁물용 포집관(3, 35, 36)은 그의 기능적 부분이 분리 공간으로의 입구(5, 38, 59)와 정화된 액체의 방출 레벨 사이의 높이의 ¼ 내지 ¾ 위치에 배열된다. 기능적 부분은 농축된 현탁물이 직접 유입되는 홀(7, 37)을 구비한 포집관(3, 35, 36)의 부분인 것으로 이해된다.

농축 공간(31, 56) 내의 포집관(32, 57, 58)은 농축 현탁물을 방출하는 기능을 갖는다. 상기 포집관은 분리 공간으로 들어가는 입구(5, 38, 59)의 레벨 부근에 배열되는 것이 바람직하지만, 그보다 약간 위 또는 아래에 수용될 수도 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 특히 도시 또는 광역 도시 하수 및 호텔이나 단독 주택과 같은 소단위용 폐수 처리의 공정에서 응집 현탁물의 분리를 도모하기 위한 것이다. 본 발명의 방법 및 장치는 또한 산업 플랜트 및 광산, 또는 농장 동물들의 액상 퇴비과 같은 농축산업에서 나오는 폐수의 처리에 적합하다.

주요 부분의 목록:

1: 분리기, 2: 분리 공간의 외벽, 3: 농축된 현탁물 방출을 위한 각형 단면의 포집관, 4: 현탁물이 없는 액체의 방출을 위한 삼각형 단면의 포집관, 5: 분리 공간으로의 진입으로 형성되는 입구, 6: 포집관(4) 내의 홀, 7: 포집관(3) 내의 홀, 8: 배출구, 9: 오버플로우, 10: 수면, 11: 파이프, 12: 재순환 펌프, 13: 원통형 말단부, 14: 슬러지 블랭킷의 표면, 15: 탱크, 16: 호기 공간, 17: 무산소 공간, 18: 연결부, 19: 호기 공간과 무산소 공간을 분리하는 칸막이 벽, 20: 재순환 펌프의 출구, 21: 탱크의 저면, 22: 카운터 콘, 23: 카운터 콘의 홀, 24: 에어레이션 부재, 25: 공기 유입 파이프, 26: 폐수 입구, 27: 교반기, 28: 편향 벽, C: 분리 공간 입구에서의 현탁물의 농도, Q₀: 분리 공간으로부터 유출되는 현탁물 없는 물의 체적, Q_s: 분리 공간으로부터 방출되는 농축 현탁물의 체적, C_s: 방출된 농축 현탁물의 농도, C_ss: 정상 상태에서 방출된 농축 현탁물의 농도

실시예 2

29: 내벽, 30: 내벽의 상측 에지, 31: 농축 공간, 32: 포집관

실시예 3

33: 경사진 외벽, 34: 경사진 외벽, 35: 포집관, 36: 포집관, 37: 개구부, 38: 분리 공간으로의 입구, 39: 세정 파이프, 40: 세정 파이프, 41: 세정 파이프 내의 홀, 42: 현탁물 없는 액체 방출용 포집관, 43: 현탁물 없는 액체 방출용 포집관, 44: 압축 공기 주입용 유입 파이프, 45: 압축 공기 주입용 유입 파이프, 46:폐쇄 벽, 47: 폐쇄 벽 내의 통로, 48: 현탁물 없는 액체의 방출용 포집관 내의 홀

실시예 4

50: 외벽, 51: 외벽, 52: 내벽, 53: 내벽, 54: 내벽(52)의 상측 에지, 55: 내벽(53)의 상측 에지, 56: 농축 공간, 57: 현탁물의 포집관, 58: 현탁물의 포집관, 59: 분리기로의 입구, 60: 포집관(57, 58) 내의 개구부, 61: 현탁물 없는 물의 포집관, 62: 현탁물 없는 물의 포집관, 63: 오버플로우, 64: 압축 공기의 유입 파이프, 65: 압축 공기의 유입 파이프, 66: 세척 파이프, 67: 정화된 물의 배출관(도 8)

Claims

폐수를 처리하기 위한 현탁물(suspension)의 분리 방법으로서,

응집되는(flocculating) 상기 현탁물이 슬러지 블랭킷(sludge blanket) 내의 유동화층(fluidized layer)에서 여과에 의해 액체로부터 분리되고, 상기 분리된 현탁물로부터 응집물(flock)이 형성되고, 상승하는 상기 액체의 흐름에 의해 유동화가 유지되며, 현탁물 함유 상기 액체는 저면(bottom)으로부터 상기 유동화층에 유입되고 현탁물이 제거된 액체는 상기 유동화층과 현탁물 없는 상기 액체 사이의 계면(interface)에 해당하는 상기 슬러지 블랭킷의 표면 위로 배출되며,

상기 슬러지 블랭킷으로부터 얻어지는 응집물 형태의 상기 분리된 농축 현탁물 현탁물(thickened separated suspension)은 상기 유동화층 영역으로부터 방출되고(withdrawn), 상기 유동화층에서의 상방향 흐름의 유속은 위로 올라갈수록 필수적으로 감소되는

현탁물 분리 방법.
제1항에 있어서,

상기 슬러지 블랭킷의 응집물 형태인 상기 분리된 농축 현탁물이 상기 유동화층의 외측 경계 영역으로부터 방출되는 현탁물 분리 방법.
제1항 또한 제2항에 있어서,

상기 상방향 흐름의 유속은 상기 농축 현탁물이 방출되는 레벨의 상측 및 하측에서 모두 감소되는 현탁물 분리 방법.
제3항에 있어서,

상기 농축 현탁물의 방출 레벨 상측의 상기 슬러지 블랭킷의 층은, 농축 현탁물의 응집이 이루어지고 이어서 제거되는 부분적 유동화 슬러지 블랭킷으로서 기능하는 현탁물 분리 방법.
제4항에 있어서,

상기 농축 현탁물의 방출 레벨 하측의 상기 슬러지 블랭킷의 층은, 상기 액체 흐름이 상기 부분적 유동화 슬러지 블랭킷에 분배되는 완전 유동화 슬러지 블랭킷으로서 기능하는 현탁물 분리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유동화층으로부터 제거된 상기 분리된 농축 현탁물이 더욱 농축되면서 강제로 하방향으로 이동하는 현탁물 분리 방법.
제4항에 있어서,

유입되는 현탁물의 농도가 ㎥당 1kg의 건조 질량을 초과할 경우, 상기 슬러지 블랭킷의 표면 바로 위에서의 상방향으로 흐르는 물의 유속은 시간당 1.6 내지2.2m 범위인 현탁물 분리 방법.
제5항에 있어서,

상기 슬러지 블랭킷 입구에서의 상기 물의 유속이 초당 2 내지 6cm 범위 내인 현탁물 분리 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

방출된 상기 농축 현탁물의 체적은 현탁물 없는 물의 체적의 1.5배 내지 3배의 양이 상기 슬러지 블랭킷 표면 상측으로 방출되도록 하는 현탁물 분리 방법.
저면부에 현탁물 함유 액체의 입구가 제공되며 위로 갈수록 필수적으로 넓어지는 분리기(separator) 및 상부에서 현탁물 없는 액체를 방출하는 수단을 포함하는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치로서,

상기 분리기(1)의 내부 공간은 분리 공간(separation space)을 포함하고, 상기 분리기(1)에는 상기 분리기(1)로의 입구(5, 38, 59) 상측, 주로 상기 분리기의 외벽(2) 또는 외벽(33, 34, 50, 51) 및 상기 슬러지 블랭킷(14)의 표면 하측에 위치하는 상기 분리 공간으로부터의 농축 현탁물 방출 지점이 최소한 하나 제공되는 장치.
제10항에 있어서,

상기 농축 현탁물의 방출 지점이 상기 외벽(2, 33, 34, 50, 51) 중 최소한 하나에 근접하게 상기 분리 공간의 중앙부에 수직 방향으로 위치하는 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서,

상기 분리기(1) 내의 상기 분리 공간이 상기 농축 현탁물 방출 레벨의 상측 및 하측에서 모두 상향하는 방향으로 필수적으로 넓어지는 장치.
제12항에 있어서,

상기 분리기(1) 내의 상기 분리 공간은 자신의 저면부에서 최소한 부분적으로 경사진 내벽(29, 52, 53) 중 최소한 하나에 의해 한정되고, 상기 외벽(2, 50, 51)의 저면부와 상기 내벽(29, 52, 53) 사이의 공간은 농축 공간(31, 56)을 형성하며, 상기 내벽(29, 52, 53)의 상측 에지(30, 54, 55)와 상기 외벽(2, 51, 52) 사이의 갭은 상기 분리 공간으로부터의 상기 농축 현탁물의 방출 지점에 해당하는 장치.
제13항에 있어서,

상기 내벽(29, 52, 53)의 상기 상측 에지(30, 54, 55)와 상기 외벽(2, 51, 52) 사이의 갭은 또한 저면부에 상기 농축 현탁물을 방출하는 수단이 제공되는 상기 농축 공간(31, 56)으로의 입구를 형성하는 장치.
제14항에 있어서,

상기 농축 현탁물을 방출하는 수단이 상기 분리기(1)의 상기 경사진 외벽(2, 51, 52)에 인접하게 배열된 수평 방향으로 수용된 포집관(32, 57, 58)에 의해 형성되는 장치.
제15항에 있어서,

상기 분리기(1)의 상기 경사진 외벽(50, 51)이 상기 농축 현탁물의 방출 영역에서 각도를 이루며, 이 레벨 위의 상부는 아래의 저면부보다 더 큰 경사를 이루는 장치.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 분리기(1) 및 상기 분리 공간은 포집관(35 및 36)의 위치에서 상방향으로 급격히 넓어지고, 변위된 경사를 갖는 상기 외벽(33 및 34)의 상부에 놓인 상기 포집관(35 및 36)의 측면에 개구부(aperture)(37)가 제공되는 장치.
제10항에 있어서,

상기 분리 공간으로의 상기 입구(5, 38, 59)의 면적이 현탁물 없는 액체의 방출 레벨에서 상기 분리 공간 표면의 3% 이상 6% 미만인 장치.
제10항에 있어서,

상기 농축 현탁물의 방출 레벨 바로 밑의 상기 분리 공간의 면적은 현탁물 없는 액체의 방출 레벨에서의 상기 분리 공간의 표면의 20%보다 크고, 상기 농축 현탁물의 제거 레벨 바로 위의 상기 분리 공간의 면적은 현탁물 없는 액체의 방출 레벨에서의 상기 분리 공간의 표면의 70%보다 작은 장치.
제10항에 있어서,

상기 분리 공간으로의 상기 입구(5, 38, 59)의 높이 및 상기 현탁물 없는 액체의 방출 높이는 모두 수직 거리로 상기 농축 현탁물의 방출 레벨로부터 1m를 넘는 장치.
제10항에 있어서,

상기 분리 공간으로의 상기 입구(5, 38, 59) 레벨로부터 상기 농축 현탁물의 방출 레벨까지의 높이는 상기 분리 공간으로의 상기 입구(5, 38, 59) 레벨로부터 상기 현탁물 없는 액체의 방출 높이까지의 ¼ 내지 ¾ 범위인 장치.
제10항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 농축 현탁물의 상기 포집관(3, 35, 36), 상기 농축 현탁물을 방출하기 위한 상기 포집관(32, 57, 58), 상기 현탁물 없는 액체를 방출하기 위한 포집관(4, 42, 43, 61, 62), 배출관(11, 67), 압축 공기의 유입 파이프(25, 44, 45, 64, 65) 및 세정 튜브(rinsing tube)(39, 40)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 최소한 하나의 기능성 튜브가 또한 상기 분리 공간의 상기 외벽(2, 33, 34, 50, 51)을 지지하는 구조체의 일부를 형성하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 경사진 외벽(2, 33, 34, 50, 51)의 상부의 각도가 52° 내지 60°의 범위 내인 장치.
제13항 또는 제16항에 있어서,

상기 경사진 내벽(29, 52, 53)의 각도가 52° 내지 60°의 범위 내이고, 상기 경사진 외벽(2, 50, 51)의 저면부의 각도가 30° 내지 40° 범위 내인 장치.