KR20050005063A - 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의침전조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조에 관한 것이다.

본 발명의 침전조는, 유입수의 흐름이 수직하도록 유입부측에 수직배플(500)과 투수공을 가진 정류수단(300)을 설치함으로서, 유입되는 유입수 내의 슬러지가 플록을 원활히 형성할 수 있도록 층류흐름을 유도하고, 침전조의 벽면과 배플 사이의 빈 공간에 퇴적되는 슬러지층이 수처리과정에서 필터의 역할을 수행할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 침전조에 따르면, 종래의 장방형 침전조에 비해 슬러지나 SS의 침전시간이 단축되고, 수질이 향상되며, 설치면적을 최소화 할 수 있다.

Description

슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조{A Novel Sedimentation Tank}

본 발명은 침전조(sedimentation tank)의 구조에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 유입수의 수평흐름에 방해가 되는 방향으로 예컨대 유입수 흐름이 수직하도록 유입부측에 수직배플(500)과 투수공을 가진 정류수단(300)을 설치하여 유입되는 유입수내 슬러지가 플록을 원활하게 형성할 수 있도록 층류흐름을 유도하고 상기 원리로 벽면과 배플 사이의 빈 공간에 퇴적되는 슬러지층이 필터로 작용되게 한 개선된 구조의 침전조에 관한 것이다.

하수처리나 폐수처리에 이용되는 대부분의 수처리장치는 오·폐수가 채워지는 저장조와; 상기 저장조에서 오·폐수를 공급받아 생물학적인 방법이나 화학적인 방법으로 정수처리 하는 처리조와; 상기 처리조에서 정수처리된 상태로 배출되는 1 차 유입수 내의 슬러지를 응집·침전시키는 침전조로 이루어져 있다.

이 중, 침전조는 수질에 직접적인 영향을 줄뿐 아니라 SS(Suspended Solid : 부유물질, 부유고형물, 혼탁물질)성분의 제거에도 큰 영향을 미치기 때문에 효율적인 설계가 요구된다.

상기 침전조는 평면형상에 따라서 원형 침전조와 장방형 침전조로 구분되고, 장방형 침전조는 다시 스크레퍼식 장방형 침전조와 경사판식 장방형 침전조로 구분된다.

도2는 침전조 중에서도 스크레퍼식의 장방형 침전조를 나타낸 것으로서, 상기 침전조(10)는, ⑴ 슬러지가 퇴적되는 상류측의 호퍼부와 ⑵ 하류로 갈수록 바닥면과 수면 사이의 수직 거리가 좁아지는 하류측의 경사부로 이루어져 있다.

또한, 상류측의 호퍼부 내에는, 유입수 흐름과 수직으로 만나는 측면에 다수의 투수공이 형성되고 상기 흐름에 거의 평행하게 놓이는 하면은 완전히 막혀 있는 정류수단(30)이 설치되어 있다. 그리고, 호퍼부 안으로 유입수를 도입하는 통상 구조의 유입수단(20)이 벽면 상단에 설치되어 있다.

이에 반해, 하류측의 경사부에는 모터(M)로 구동되는 스크레퍼 타입의 슬러지반송수단(40)이 설치되어 있고, 벽면 상단에는 유출수단(50)이 설치되어 있다.

여기서, 미설명 부호 60은 호퍼부 내에서 자연스럽게 침전된 슬러지와 경사부 바닥에서 슬러지반송수단(40)으로 긁어온 슬러지의 퇴적층, 즉 슬러지층이다.

그러나, 상기 구조의 장방형 침전조는 효율면에서 원형 침전조보다 우수한 장점은 있지만, 그 외 처리시설을 갖추거나 운전하는데 비용이 많이 들고, 시설의 유지보수에 어려움이 뒤따른다는 단점이 있다.

또한, 상술한 구조의 스크레퍼식 장방형 침전조는, 하류측의 경사부를 따라 흐르는 유입수가 밀도류(density current)의 형태이다. 즉, 수면 가까이로 갈수록 가벼운 오염물질이 부유하고 바닥 쪽으로 갈수록 점점 더 무거운 오염물질이 부유하는 형태이므로, 유입수 내의 오염물질 농도를 소망하는 농도로 낮추기 위해서는 경사부의 길이를 매우 길게 해야 하는 단점이 있었다.

또한, 경사부의 길이가 길어지는 만큼 유입수의 체류시간도 길어져 전체적으로 처리효율이 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 슬러지반송수단(40)으로 슬러지를 긁어모을 때, 경사부의 바닥쪽에 침전된 슬러지가 부상하여 배출되어 버리기 때문에 최종 유출수의 수질을 확보하기에 어려웠다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, ① 원형 침전조(또는 원형 침전지)에 비해 부지면적을 효율적으로 이용할 수 있고 ② 침전조 내에 유입되는 슬러지의 응집을 유도하여 퇴적된 슬러지층이 필터역할을 수행함으로써 응집효율과 침전효율이 종래보다 대폭 향상되어 침전시간이 단축되며 ③ 수질이 향상되고 ④ 밀도류와 슬러지배출에 관한 문제 등이 자연스럽게 해소될 수 있는, 개선된 구조의 침전조를 제공하는데 목적이 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 침전조를 나타낸 단면도이다.

도2는 슬러지반송수단이 설치된 종래 구조의 침전조를 나타낸 단면도이다.

[도면 부호의 설명]

10,100...침전조, 20,110...유입수단(위어),

30,300...정류수단, 40...슬러지반송수단,

50,120...유출수단(위어), 60,200...슬러지층,

400...레벨러, 500...수직배플.

600....경사배플

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 침전조는, 평면형상이 장방형이고, 측면의 단면형상은 호퍼형상이며, 유입수가 유입부측에서 유입수내의 슬러지가 응집을 잘하기 위해 수직흐름과 층류흐름을 유지할 수 있도록 소정의 체류시간을 유지를 위해 소정의 간격을 두고 수직배플(500)과 투수공을 가진 정류수단(300)이 설치된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 침전조의 바닥 일측에는 슬러지 배출구가 설치되는 것이 바람직하며, 상기 수직배플은 침전조 바닥으로부터 소정 높이만큼 이격하여 유입수의 흐름에 대항하는 방향으로 즉 흐름을 가로질러 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 수직배플의 소재로는 내부식성 소재를 쓰는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 침전조는 다수의 투수공을 가진 정류수단이 상기 수직배플과 상류측 벽면 사이에 추가로 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 정류수단의 소재도 내부식성 소재인 것이 바람직하며, 가능하면 유입수의 수면에 평행하게 설치하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 침전조는 응집 농축된 슬러지가 정체되어 부패되는 현상을 막기위해 경사배플(600)을 추가로 설치된 것을 특징 특징으로 한다.

상기 경사배플의 소재도 내부식성 소재인 것이 바람직하며, 가능하면 유입수의 수면에 평행하게 설치하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 침전조는 하류로 갈수록 바닥면과 수면 사이의 수직 거리가 좁아지는 경사부를 상기 수직배플의 후방에 연이어 설치할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 수직배플의 전방 및/또는 후방에 레벨러를 설치하여 수시로 슬러지층의 높이를 체크하고, 측정된 높이가 상한치를 넘는 경우, 상술한 슬러지 배출구를 열어 과잉된 양만큼을 배출시키는 것이다.

또한, 본 발명의 침전조는 상기 수직배플의 전·후방 쪽 벽면에, 위어 형태의 유입수단과 유출수단이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 상기 유입수단을 통해 침전조 내부로 도입된 유입수가 정류수단을 거치면서 고루 분산되고 유속도 상당히 감속되어 침전조의 바닥쪽으로 흘러 내리게 된다. 이때, 유입수에 포함된 슬러지와 무거운 오염물질이 침전조 바닥에 가라앉아 슬러지층을 형성하게 되고, 계속해서 유입수가 공급되면 침전조의 수위와 슬러지층의 높이가 점점 상승하게 된다.

이와 같이 하여, 상기 침전조의 바닥과 수직배플 사이가 슬러지층으로 폐쇄되면 비로소 정상운전상태가 된다. 즉, 이때부터 수처리가 이루어지기 시작하는 것이다.

이후, 본 발명의 침전조 안으로 유입되는 유입수는, 상기 수직배플과 상류측의 벽면 사이에 채워진 슬러지층을 위에서 아래로 통과한 후 다시 수직배플의 후방에 퇴적된 슬러지층을 아래에서 위로 통과하게 되는데, 이 과정에서 상기 슬러지층이 필터의 역할을 하게 되어, 유입수 중에 포함된 슬러지는 슬러지층에 응집되어 제거되고 SS는 슬러지층에 붙잡혀 제거된다.

따라서, 침전조의 면적 또는 체적이 동일한 경우 본 발명의 침전조를 거쳐나온 처리수가 훨씬 깨끗할 수밖에 없으며, 유속 조절 등을 통해 처리량을 증대시킬 수 있다. 그리고, 이를 뒤집어 생각해 보면, 훨씬 작은 규모로도 종래 구조의 침전조와 동일한 효과(능력)를 볼 수 있으므로, 시설비용의 절감 및 부지축소 등을 달성할 수 있다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예에 따른 침전조를 설명한다.

실시예

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 구조의 침전조를 나타낸 단면도이다. 도면에서 보듯이, 본 실시예의 침전조(100)는 마치 도2에 도시된 종래 구조의 침전조에서 호퍼부만 잘라낸 것 같은 형태를 보이고 있다.

상류측 벽면 상의 유입수단(110)을 통해 본 실시예의 침전조(100) 내부로 도입된 유입수(오·폐수)는, 먼저 정류수단(300)을 거치면서 흐름이 고루 분산되고, 상류측 벽면과 상기 벽면으로부터 소정의 간격을 두고 내설된 수직배플(500) 사이의 슬러지층(200)을 위에서 아래로 통과한 후 다시 수직배플(500)의 후방에 퇴적된 슬러지층(200)을 아래에서 위로 통과하게 된다.

이때, 유입수 중에 포함된 슬러지와 SS가 상기 슬러지층(200)의 필터작용에 의해 응집·제거되거나 침전·제거된다. 이어서, 상기와 같은 과정을 거쳐 슬러지 등의 오염물질이 거의 완전제거된 처리수는, 침전조(100) 하류측의 유출수단(120)을 통해 바깥으로 배출된다.

한편, 침전조(100)의 운전 중에 계속해서 올라가는 상기 슬러지층(200)의 높이는 레벨러(400)로 모니터링하여, 허용가능한 최대높이 이상이 된 때, 자동으로 슬러지 배출구(도시하지 않음)가 오픈되도록 하여 과잉된 양만큼 슬러지를 배출시킨다. 레벨러와 배출구 사이의 이러한 연동체계는 상기 배출구에 전자변을 설치하고 이 전자변의 작동시기를 레벨러(400) 또는 상기 레벨러로부터 측정값을 전송받는 제어장치에 의해 제어되게 함으로써 달성될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 침전조 내에 퇴적된 슬러지층이 필터역할을 함으로써 슬러지/SS의 응집효율과 침전효율이 종래보다 대폭 향상되고, 침전시간이 단축된다.

그 결과, 최종 처리수의 수질이 종래보다 좋아지게 되고, 단위시간 당의 수처리량도 대폭 증대된다. 바꿔 말하면, 동일한 양을 처리한다고 가정할 때, 본 발명의 침전조 규모가 종래 구조의 장방형 침전조나 원형 침전조의 규모보다 작아질 수 있다. 따라서, 부지면적을 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

또한, 침전조 내에 퇴적되는 슬러지층의 높이를 레벨러가 수시로 체크하여, 슬러지가 과잉된 경우에는 필요량만큼 배출해 버림으로써 항상 최적 조건으로 운전할 수 있다. 따라서, 처리수의 수질을 일정한 수준으로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 침전조는 원칙적으로 슬러지 수집기를 사용하지 않아 시스템 운전에 비용이 적게 든다. 따라서, 수처리장치 또는 수처리설비를 경제적으로 운영할 수 있다.

Claims (6)

1. 수처리용 침전조에 있어서,

   상기 침전조의 평면형상은 장방형이고, 측면의 단면형상은 호퍼형상이며, 상류측 벽면으로부터 간격을 두고 수직배플이 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수직배플과 상류측 벽면 사이에, 다수의 투수공을 가진 정류수단이 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 수직배플의 하부에 슬러지의 흐름이 일어날 수 있도록 경사배플을 추가적으로 설치한 것을 특징으로 하는 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 수직배플의 후방에, 하류로 갈수록 바닥면과 수면 사이의 수직 거리가좁아지는 경사부를 추가적으로 연이어 설치한 것을 특징으로 하는 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조.
5. 제3항에 있어서,

   상기 침전조는 호퍼형상을 이루고 있는 상류측 내부의 슬러지층 높이를 측정하는 레벨러가 상기 수직배플의 전방 및/또는 후방에 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조.
6. 제3항에 있어서,

   상기 수직배플의 전·후방 쪽 벽면에 각각 유입수단과 유출수단이 형성된 것을 특징으로 하는 슬러지의 침전효율과 수처리효율이 우수한 개선된 구조의 침전조.