KR200470086Y1 - 오폐수 처리조의 거품제거장치 - Google Patents

Abstract

분뇨나 축산폐수 등 유기물이 다량 함유된 오폐수를 순환 및 폭기작용으로 처리할 때 발생되는 수면 상의 거품을 신속하게 제거하기 위한 오폐수 처리조의 거품제거장치가 소개된다.
본 고안은 분사파이프(110), 분사노즐(120), 플로트유닛(130), 워터펌프(140)를 포함하며, 상기 분사노즐(120)에서 분사되는 물에 의해 오폐수의 수면(W)이 한 방향으로 회전되도록 하고 거품(B)이 제거되도록 한다.

Description

오폐수 처리조의 거품제거장치{APPARATUS FOR REMOVING BUBBLE IN AERATION TANK}

본 고안은 오폐수 처리조의 거품제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분뇨나 축산폐수 등 유기물이 다량 함유된 오폐수를 순환 및 폭기작용으로 처리할 때 발생되는 수면 상의 거품을 신속하게 제거하기 위한 오폐수 처리조의 거품제거장치에 관한 것이다.

분뇨나 축산폐수와 같은 오폐수(이하, "오폐수"로 통칭한다)의 처리에는 많은 시간과 경비가 소요되고, 많은 에너지를 필요로 한다. 특히, 최근에는 환경정책이 이러한 오폐수의 매립 및 해양투기를 금지하는 방향으로 설정되어 감에 따라 오폐수의 처리가 더욱 어려워지고 있는 실정이다.

오폐수에는 다량의 유기물질이 함유되어 있고, 이와 같은 유기물질로부터 영양을 섭취하는 미생물들이 다량으로 서식하면서 증식하는 바, 미생물들이 미분해 유기물질과 함께 뭉쳐서 고형물과 수분의 혼합체인 덩어리를 이루고 있는 것이 슬러지이다.

일반적으로, 상기한 바와 같은 오폐수를 처리할 목적으로 오폐수 처리조("폭기조"라고도 한다)가 마련되는데, 폭기는 처리하고자 하는 오폐수 속에 공기를 불어 넣어 산소를 증가시킴으로써 물속의 미생물 활동을 촉진하여 이 미생물 즉, 호기성 세균이나 원생동물의 활동으로 유기물을 분해하여 분뇨나 축산폐수와 같은 오폐수를 처리하는 활성오니법에서 사용되는 오폐수 처리방법이다.

지금까지는 오폐수 처리조에 침전조 등을 거쳐 유입된 오폐수를 저장하고, 산기관을 통하여 공기를 분사시킴으로써 물속에 산소를 공급하여 오폐수를 처리하는 폭기를 수행하였다.

이 과정에서 오폐수 속으로 분사된 공기가 오폐수 처리조의 수면 상으로 배출될 때 많은 거품이 발생하게 되는데, 오폐수 처리조의 수면 상에 과다하게 발생되는 거품은 오폐수 처리조의 외곽으로 넘치거나 증발되면서 주변에 악취를 발생시켜 전체적으로 주변환경을 오염시키는 문제를 초래하게 된다.

또한, 오폐수 처리조의 수면 상에 과다하게 발생한 거품은 수면을 뒤덮어 일종의 거품층을 형성하게 되는 바, 이 거품층은 오폐수 처리조의 수면이 공기와 접촉되는 것을 방해하여 호기성 미생물의 증식을 억제하므로 오폐수의 처리 기간이 늘어나는 문제점이 있다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 오폐수의 처리 시에 필연적으로 발생되는 수면 상의 거품을 효과적으로 제거하여 오폐수 처리조의 주변이 오염되는 문제를 미연에 방지하는 한편, 오폐수의 수면이 공기와 충분히 접촉할 수 있도록 하여 오폐수 처리기간을 단축함으로써 궁극적으로 정화효율(생산성)을 향상시키는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 고안은 오폐수 속으로 공기를 분사하여 오폐수를 정화시키는 오폐수 처리조로, 오폐수를 저장하기 위한 저장탱크의 상부에 배치되며 내부에 고압의 물이 흐르는 분사파이프; 상기 분사파이프 하부의 적어도 일측 이상에 마련되어 상기 분사파이프로부터 공급받은 고압의 물을 저장탱크 수면 쪽으로 분사하는 분사노즐; 상기 분사파이프의 양단에 설치되어 분사파이프가 수면 상에 뜨도록 하고 수면 높낮이에 따라 분사파이프가 상하로 이동하도록 해주는 것으로, 길이가 신축되는 신축와이어를 통해 저장탱크에 연결되는 플로트유닛; 상기 분사파이프에 물을 공급하는 것으로, 길이 신축 및 휘어짐이 가능한 플렉시블관을 통해 상기 분사파이프에 연결되는 워터펌프;를 포함하며, 상기 분사노즐에서 분사되는 물에 의해 오폐수의 수면이 한 방향으로 회전되도록 하고 거품이 제거되도록 하는 오폐수 처리조의 거품제거장치를 제공한다.

여기서, 상기 분사파이프는 180도의 위상각을 갖는 일자형태 또는 90도의 위상각을 갖는 십자형태로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사노즐의 일측에는 오폐수 수면의 회전을 용이하게 해주고 분사각이 커지도록 분사노즐에서 분사되는 물의 방향을 전환시켜주는 분사판이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사판의 선단은 분사노즐에 대해 하향 경사진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 워터펌프는 동작을 제어하고 가동시간의 설정이 가능한 타이머 기능을 갖는 제어부와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 오폐수 처리조에서 오폐수 처리 시 발생하는 수면 상의 거품이 효과적으로 제거되는 바, 이에 따라 오폐수가 처리조의 외곽으로 넘쳐서 주변을 오염시키는 문제가 근본적으로 해결되는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 오폐수 처리조에서 거품이 제거됨에 따라 오폐수의 수면이 수면 상부의 공기와 충분히 접촉할 수 있게 되어 호기성 미생물의 증식을 활성화시키는 바, 이에 따라 오폐수 처리기간이 단축되어 오폐수의 정화효율(즉, 생산성)이 증대되는 특유의 효과가 있다.

특히, 본 고안에 따른 오폐수 처리조의 거품제거장치는 시공이 간단하면서 비용이 저렴한 탁월한 장점이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 오폐수 처리조 거품제거장치의 구성을 보이기 위한 측면도,
도 2는 본 고안에 따른 오폐수 처리조 거품제거장치의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 3은 본 고안에 따른 오폐수 처리조 거품제거장치의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 4는 본 고안에 따른 분사노즐부와 분사판의 구조를 보이기 위한 부분 측면도,
도 5는 본 고안에 따른 분사노즐부와 분사판의 구조를 보이기 위한 부분 정면도.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 오폐수 처리조 거품제거장치의 구성을 보이기 위한 측면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 오폐수 처리조 거품제거장치의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 오폐수 처리조 거품제거장치의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 분사노즐부와 분사판의 구조를 보이기 위한 부분 측면도이며, 도 5는 본 고안에 따른 분사노즐부와 분사판의 구조를 보이기 위한 부분 정면도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 고안에 따른 오폐수 처리조의 거품제거장치에 대한 기본 구성을 설명한다.

참고로, 본 고안은 오폐수 속으로 공기를 분사하여 오폐수를 정화시키는 오폐수 처리조와 관련된 것으로서, 오폐수 처리조에 관한 구성은 일반적으로 널리 알려진 공지기술에 속하므로, 여기에서 그에 대한 상세한 설명은 생략하고, 본 고안의 특징인 오폐수 처리조의 거품제거장치의 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

본 고안에 따른 오폐수 처리조의 거품제거장치는 크게 분사파이프(110), 분사노즐(120), 플로트유닛(130), 워터펌프(140)를 포함하여 구성된다.

상기 분사파이프(110)는 오폐수를 저장하기 위한 저장탱크(100)의 상부에 배치되며 내부에 고압의 물이 흐르기 위한 중공관으로서, 스틸재질이 사용되어도 무방하지만 일반적으로 부식에 강하고 무게가 가벼운 스테인레스 재질이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 분사파이프(110)의 길이나 직경은 상기 저장탱크(100)의 용량을 고려하여 설정되는 것이 좋으므로, 저장탱크(100)의 용량이 커서 그 안에 저장되는 오폐수의 양이 많다면, 그에 맞게 상기 분사파이프(110)의 길이나 직경도 증대되는 것이 바람직하다. 본 고안의 실시예에서는 65mm직경의 스테인레스 파이프가 사용된다.

한편, 상기 분사노즐(120)은 분사파이프(110) 하부의 적어도 일측 이상에 마련되어 분사파이프(110)로부터 공급받은 고압의 물을 저장탱크(100) 수면 쪽으로 분사하기 위한 구성이다.

상기 분사노즐(120)은 고압의 물을 저장탱크(100)에 저장된 오폐수 수면(W) 상으로 고압 분사하여 수면(W) 상에 형성되어 있는 거품층(B)을 제거함과 동시에 분사압에 의해 오폐수 수면(W)이 한 방향으로 회전되도록 하여 분사노즐(120)이 직접 움직이지 않더라도 전체 거품층(B)이 제거되도록 한다. 뿐만 아니라 한 방향으로 회전되는 수면(W)에 의해 오폐수가 골고루 잘 섞이도록 하여 오폐수 내 용존 산소를 균일하게 분배하여 호기성 미생물의 증식을 증대시키는 역할을 한다.

상기 분사노즐(120)은 이와 같이 오폐수 수면(W)을 한 방향으로 이동시켜야 하므로 가급적 분사파이프(110)의 가운데 지점에서 일정거리 떨어진 분사파이프(110)의 끝단부에 배치되는 것이 바람직하며, 분사노즐(120)은 1개가 설치되어도 무방하지만 보다 용이하게 거품을 제거하고 오폐수 수면(W)이 이동되도록 하기 위해서는 2개 이상이 설치되는 것이 좋다.

상기 분사노즐(120)이 2개 이상 설치되는 경우에는 오폐수 수면(W)이 반드시 한쪽 방향으로만 흐르도록 그 분사방향을 정하는 것이 중요한데, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 분사노즐(120)에서 고압 분사되는 물의 분사방향이 일정하게 설정됨으로써 분사압에 의해 오폐수 수면(W)이 한 방향으로만 회전하게 된다. 도 2의 제1실시예와 같이 분사파이프(110)가 일자 형태인 경우에는 분사파이프(110)의 양단부에 분사노즐(120)이 각각 1개씩 총 2개가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분사노즐(120)은 분사파이프(110)에 나사 결합 등의 방법에 의해 착탈 가능하게 결합된다.

한편, 상기 플로트유닛(130)은 분사파이프(110)의 양단에 설치되어 분사파이프(110)가 수면(W) 상에 뜨도록 하고 수면(W) 높낮이에 따라 분사파이프(110)가 상하로 이동하도록 해주는 구성으로서, 길이가 신축되는 신축와이어(131)를 통해 저장탱크(100)에 연결된다.

상기 플로트유닛(130)은 물에 뜨는 일종의 부레로서, 저장탱크(100)에 저장된 오폐수의 수위는 항상 동일할 수는 없고 달라질 수 있는 바, 오폐수의 수위가 변하더라도 분사파이프(110) 및 분사노즐(120)이 수면(W)과의 거리를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 상기 분사파이프(110)의 양단에는 플로트유닛(130)이 설치된다.

상기 플로트유닛(130)은 길이가 탄력적으로 늘어나거나 줄어드는 신축와이어(131)를 통해 저장탱크(100)에 연결되는데, 상기 신축와이어(131)는 저장탱크(100)의 원주방향으로 회전되는 오폐수의 흐름에 대해서는 플로트유닛(130)이 함께 회전되지 않도록 잡아주고 단지 오폐수 수위에 따라 플로트유닛(130)이 상하방향으로 이동될 때에만 신축되는 특성을 갖는다.

또한, 상기 워터펌프(140)는 분사파이프(110)에 고압의 물을 공급하기 위한 구성으로, 길이 신축 및 휘어짐이 가능한 플렉시블관(141)을 통해 분사파이프(110)에 연결된다. 본 고안의 실시예에서 상기 워터펌프(140)는 수중모터가 사용되었으나 반드시 여기에 국한될 필요없이 사용자의 필요에 따라 다른 것도 사용 가능하다.

상기 워터펌프(140)와 분사파이프(110)를 상호 연결하는 플렉시블관(141)은 길이방향으로 늘어나거나 줄어들 뿐만 아니라 자유자재로 휘어질 수 있는 구조를 갖는데, 이것은 상기 분사파이프(110)가 오폐수의 수위에 따라 상하방향으로 위치 이동될 때 자유자재로 대응하기 위한 것이다.

또한, 상기 플렉시블관(141)과 분사파이프(110) 사이에는 필요에 따라 엘보파이프와 같은 절곡관(142)이 배치될 수도 있는데, 이 절곡관(142)은 불필요한 경우 플렉시블관(141)을 분사파이프(110)에 직접 연결할 수도 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안에서 상기 분사파이프(110)는 그 형태 및 구조에 따라 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 제1실시예 및 제2실시예로 구현될 수 있다.

일단 도 2에 도시된 바와 같은 본 고안의 제1실시예를 살펴보면, 상기 분사파이프(110)는 180도의 위상각을 갖는 일자(-) 형태로 이루어질 수 있다.

상기 분사파이프(110)가 일자 형태로 이루어지면 분사파이프(110)의 가운데로부터 소정거리 이격된 지점의 하부로 상기 분사노즐(120)이 소정길이로 하향 돌출되게 형성되는데, 제1실시예에서는 분사노즐(120)이 2개 구비된 것으로 구현되었으나 반드시 여기에 국한될 필요는 없고, 1개 또는 필요에 따라 2개 이상으로 구현될 수도 있다.

상기 분사노즐(120)은 분사되는 물이 수면(W)에 수직방향으로 분사되지 않고 수면(W)과 소정의 경사각을 갖도록 배치되어 물이 분사될 때 수면(W)이 회전되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분사노즐(120)의 일측에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 오폐수 수면(W)의 회전을 더욱 용이하게 해주고, 분사노즐(120)에서 분사되는 물의 분사각이 커지도록 하는 분사판(121)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 분사판(121)은 도 4에 나타낸 바와 같이 분사노즐(120)에서 분사되는 물의 방향을 전환시켜 오폐수 수면(W)의 회전력을 더욱 증대시킬 뿐만 아니라, 도 5에 나타낸 바와 같이 분사노즐(120)로부터 분사된 물이 분사판(121)에 1차적으로 충돌할 때 전방 쪽으로의 분사각이 커지도록 하여 보다 넓은 범위의 거품을 제거할 수 있도록 한다.

이때, 상기 분사판(121)의 선단은 도 4에 도시된 바와 같이 분사노즐(120)에 대해 하향 경사지도록 구성하여 오폐수 수면(W)의 회전력을 증대시키도록 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같은 본 고안의 제2실시예에서 보듯이 상기 분사파이프(110)는 90도의 위상각을 갖는 십자(+)형태로도 이루어질 수 있다.

저장탱크(100)가 상대적으로 작은 경우에는 180도의 위상각을 갖는 일자형태의 분사파이프(110)만으로 오폐수의 수면(W)을 충분히 회전시킬 수 있지만, 저장탱크(100)의 크기가 상대적으로 큰 경우에는 수면(W)의 회전력이 저하될 수 있으므로, 도 3에 나타낸 바와 같이 분사파이프(110)의 위상각이 90도를 갖는 십자 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

물론, 분사파이프(110)가 십자 형태를 이루는 경우에도 분사노즐(120) 및 분사판(121)의 배치는 앞에서 설명한 제1실시예와 동일하다. 다만, 이때에도 모든 분사노즐(120)과 분사판(121)이 똑같은 방향을 향하도록 하여 오폐수의 수면(W)이 한쪽 방향으로만 흐르도록 한다.

여기서, 상기 저장탱크(100)의 크기가 더욱 커지는 경우에는 분사파이프(110)의 위상각이 더욱 작아지는 것이 바람직하며, 이 또한 본 고안의 권리범위에 속한다.

한편, 상기 워터펌프(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 별도의 제어부(150)와 전기적으로 연결되어 워터펌프(140)의 동작을 제어하는 것이 바람직하다. 상기 제어부(150)는 워터펌프(140)를 ON, OFF시킬 뿐만 아니라, 가동시간의 설정이 가능한 타이머 기능이 내장되어 있어 워터펌프(140)의 동작시간을 사용자가 설정해 놓으면 자동으로 그 시간 이후에 워터펌프(140)의 동작이 멈추도록 할 수 있다.

또한, 상기 분사파이프(110)의 일단에는 내부 청소를 위한 클린밸브(160)가 구비될 수 있는데, 상기 클린밸브(160)는 분사파이프(110)의 일단을 완전히 개방하여 사용자가 분사파이프(110) 내부를 청소하도록 해주거나 클린밸브(160)를 개방한 상태로 분사파이프(110)에 고압의 물을 공급하여 분사파이프(110) 내벽에 달라붙은 슬러지가 제거되도록 할 수 있다.

이상, 본 고안을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 고안의 권리에 속하게 된다.

100 : 저장탱크 110 : 분사파이프
120 : 분사노즐 121 : 분사판
130 : 플로트유닛 131 : 신축와이어
140 : 워터펌프 141 : 플렉시블관
150 : 제어부 160 : 클린밸브
W : 수면(surface of water) B : 거품(층)

Claims (5)

1. 오폐수 속으로 공기를 분사하여 오폐수를 정화시키는 오폐수 처리조에 있어서,
   오폐수를 저장하기 위한 저장탱크(100)의 상부에 배치되며, 내부에 고압의 물이 흐르는 분사파이프(110);
   상기 분사파이프(110) 하부의 적어도 일측 이상에 마련되어 상기 분사파이프(110)로부터 공급받은 고압의 물을 저장탱크(100) 수면(W) 쪽으로 분사하는 분사노즐(120);
   상기 분사파이프(110)의 양단에 설치되어 분사파이프(110)가 수면(W) 상에 뜨도록 하고, 수면(W) 높낮이에 따라 분사파이프(110)가 상하로 이동하도록 해주는 것으로, 길이가 신축되는 신축와이어(131)를 통해 저장탱크(100)에 연결되는 플로트유닛(130); 및
   상기 분사파이프(110)에 물을 공급하는 것으로, 길이 신축 및 휘어짐이 가능한 플렉시블관(141)을 통해 상기 분사파이프(110)에 연결되는 워터펌프(140);를 포함하며,
   상기 분사노즐(120)에서 분사되는 물에 의해 오폐수의 수면(W)이 한 방향으로 회전되도록 하고 거품(B)이 제거되도록 하며,
   상기 분사파이프(110)는 180도의 위상각을 갖는 일자형태 또는 90도의 위상각을 갖는 십자형태로 이루어지고,
   상기 분사노즐(120)의 일측에는 오폐수 수면(W)의 회전을 용이하게 해주고, 분사각이 커지도록 분사노즐(120)에서 분사되는 물의 방향을 전환시켜주는 분사판(121)이 구비되며,
   상기 분사판(121)의 선단은 분사노즐(120)에 대해 하향 경사지고,
   상기 워터펌프(140)는 동작을 제어하고 가동시간의 설정이 가능한 타이머 기능을 갖는 제어부(150)와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 오폐수 처리조의 거품제거장치.
   
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