KR20080098839A - Apparatus and method for generating fine bubbles and controlling bubble sizes of surfactant using surfactant characteristics and pressed sprayng from conveyor pump - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일실시예로서의 계면활성제 미세기포 발생장치 구성도1 is a configuration diagram of a surfactant microbubble generating device as an embodiment of the present invention
도 2는 본 발명의 또다른 일실시예로서의 계면활성제 미세기포 발생장치 구성도2 is a block diagram of a device for generating a surfactant microbubble as another embodiment of the present invention
도 3은 본 발명에 따른 계면활성제 미세기포 발생장치의 작동원리 및 기포의 크기별 생성공정을 나타낸 플로우차트Figure 3 is a flowchart showing the operation principle of the surfactant micro-bubble generating device according to the present invention and the generation process for each bubble size
도 4는 본 발명에 따른 계면활성제 미세기포 발생장치의 펌프 압력 분사를 통하여 100~200㎛ 계면기포 및 10~100㎛ 계면기포를 생성하는 과정을 나타낸 플로우차트4 is a flowchart illustrating a process of generating 100 to 200 μm interface bubbles and 10 to 100 μm interface bubbles through a pump pressure injection of a surfactant microbubble generator according to the present invention.
도 5는 본 발명으로 생성되는 기포크기와 압력펌프 회전수와의 관계를 일실시예로 나타낸 그래프Figure 5 is a graph showing the relationship between the bubble size and the pressure pump rotation speed generated by the present invention in one embodiment
<주요부호><Key sign>
W: 유입수 S: 계면활성제 1: 희석탱크 2: 유입수 공급배관 W: Influent S: Surfactant 1: Dilution Tank 2: Influent Supply Piping
3:계면활성제 공급배관 4: 기포발생챔버 5: 혼화교반기 L: 희석액 3: Surfactant supply piping 4: Bubble generation chamber 5: Mixing stirrer L: Diluent
7: 레벨센서 8: 레벨수의 개방구 배관 9: 대기개방구배관 7: Level sensor 8: Opening level piping 9: Atmospheric opening piping
10: 희석액 이송압력펌프 10': 희석액 유입배관 11: 희석액 압력이송배관 12: 기포발생챔버 연결배관 13: 압력조절수동밸브 14: 공기자흡 이젝터 10: diluent transfer pressure pump 10 ': diluent inlet pipe 11: diluent pressure transfer pipe 12: bubble generating chamber connection pipe 13: pressure regulating manual valve 14: air suction ejector
15: 미세기포 바이패스배관 16: 미세기포 토출자동조절밸브 15: fine bubble bypass piping 16: fine bubble discharge automatic control valve
17: 미세기포토출배관 18: 토출유량계 41: 1차압력분사노즐 17: Fine Photo Port Pipe 18: Discharge Flow Meter 41: Primary Pressure Injection Nozzle
42: 기포분할그릿 44: 2차압력분사노즐 42: bubble split grit 44: secondary pressure injection nozzle
본 발명은 계면활성제 분자가 서로 다른 상(액체/기체/고체) 사이에서 소수ㆍ친수성질에 따라 분자 배향되는 특성을 이용하여, 계면활성제 분자가 기체상을 감싼 기포형상의 마이크로단위 초미세기포를 단위 기포발생액당 30~50%의 체적을 갖는 기체를 내재하며 기포 크기를 조절하여 용도에 따라 적정크기의 기포를 발생시킬 수 있는 장치와 방법에 관한것이다.The present invention utilizes a characteristic in which surfactant molecules are molecularly oriented between hydrophobic and hydrophilic properties between different phases (liquid / gas / solid), and thus the microparticles of bubble-shaped micro-units in which a surfactant molecule wraps in a gas phase are produced. The present invention relates to a device and a method capable of generating bubbles of an appropriate size according to a purpose by incorporating a gas having a volume of 30 to 50% per unit bubble generation liquid and adjusting the bubble size.
본 발명을 보다 구체적으로 말하면, 희석탱크에 담은 조재된 계면활성제 희석액을 압력이송 펌프로 기포발생챔버의 그릿에 이송분사시켜 크기가 큰 기포군을 형성하고, 이 형성된 기포군을 다시 희석탱크의 계면활성제 희석액과 공기 계면에 이송 분사함으로써, 생성된 기포의 크기와 수량을 제어 가능토록 하고 각종 하폐수 의 처리의 사용목적에 따라 유동적으로 기포의 크기를 변화시켜 사용할 수 있는 다체적 계면활성제 초미세기포 발생장치와 방법에 관한 것이다.More specifically, in the present invention, the prepared surfactant diluent contained in the dilution tank is transferred to the grit of the bubble generating chamber by a pressure transfer pump to form a large bubble group, and the formed bubble group is again interfaced with the dilution tank. By transporting and spraying the activator diluent and the air interface, it is possible to control the size and quantity of the generated bubbles and to generate the multi-volume surfactant ultra-fine foam that can be used by changing the size of the bubble in accordance with the purpose of treating various wastewater. It relates to an apparatus and a method.
본 발명을 더욱 상세히 설명하면, 유입수와 계면활성제의 희석액을 담는 희석탱크를 이용하여 계면활성제 원액을 물과 희석하여 희석되게 한 계면활성제 희석수를 압력 펌프를 통해서 이송배관과 연설된 그릿이 설치된 기포발생챔버로 이송하여 1차 분사시키면 크기가 큰 계면기포군을 우선적으로 생성시켜 얻을 수 있다.The present invention will be described in more detail by using a dilution tank containing a diluent of the influent and the surfactant, and diluting the surfactant stock solution with water to dilute the surfactant dilution water through a pressure pump. The first injection by transferring to the generating chamber can generate and obtain a large group of interfacial bubbles.
또한, 생성된 예컨대 기포의 가로ㆍ세로 평균직경으로 구분되는 대략 기포크기 100~200㎛ 계면기포군은 고형물의 농도가 높은 하수 슬러지(잉여슬러지, 생슬러지 또는 혼합슬러지)와 전처리 되지않은 고농도 산업폐수 및 오수 등의 응집고형화 과정에서 형성된 크기가 큰 고형물에 적용하기에 적합하므로, 상기 100~200㎛ 계면기포군은 외측으로 빼내어 사용 가능하도록 하는 것이 편리하다. 또한, 고형물의 농도가 높지않고 응집과정에서 생성된 고형물의 크기가 작고 핀플럭이 많은 산업폐수,축산폐수등 후단처리 및 연계처리는 기포발생챔버를 기포액의 외측을 감싸는 대기와 개방된 희석탱크 내측에 연설하여 저류된 희석액과 공기 계면에 2차적으로 압력 분사시켜 10~100㎛의 미세기포를 단계적으로 생성하여 사용할 수 있다. 이렇게 이송압력펌프의 이송압과 그릿이 설치된 기포발생쳄버와 희석탱크의 액/기면에 단계적인 분사를 행하면 계면활성제 미세기포를 동일 체적내에서 상기 각종 하폐수처리의 사용목적에 적합한 크기로 발생시켜 고형물을 기포의 부력에 의한 분리과정시 기포가 갖는 부력을 제어할 수 있다.In addition, for example, the bubble group of 100-200 µm interfacial bubbles having a bubble size divided by the horizontal and vertical average diameters of the bubbles have high concentrations of sewage sludge (surplus sludge, fresh sludge or mixed sludge) and high-concentration industrial wastewater without pretreatment. And since it is suitable to be applied to a large solid formed in the flocculation solidification process, such as sewage, it is convenient to the 100 ~ 200㎛ interfacial bubble group to be taken out to use. In addition, the post-treatment and associated treatment such as industrial wastewater and livestock wastewater, which have a small size and have a large amount of pin flocs, are not produced at high concentrations and have a large amount of pin flocs. It can be used by generating a step of 10 ~ 100㎛ microbubble by secondary pressure injection to the stored dilution and air interface by addressing the inside. In this way, if the feed pressure of the transfer pressure pump and the grit-equipped bubble generation chamber and the liquid / surface of the dilution tank are applied stepwise, the fine particles of the surfactant are generated in the same volume to be suitable for the purpose of the various wastewater treatment. It is possible to control the buoyancy of the bubble during the separation process by the buoyancy of the bubble.
따라서, 여러 공정으로 구성된 하폐수 처리시설에 있어서 하수처리장의 고농도 슬 러지 농축이나 축산 및 산업폐수의 전후처리에 사용되는 부상공법 적용시, 본 발명에 의해 해당 하폐수의 성상에 적합하도록 기포발생장치의 선별적 사용으로 고액분리의 효율을 증가시킴으로써 별도의 가압시설과 컴프레서 등의 복잡한 기포발생 부수장비를 사용치 않고도 계면활성제의 특성과 펌프의 이송압만을 이용하여 계면활성제 초미세기포를 생성시켜 제공할 수 있다. Therefore, in the wastewater treatment facility consisting of several processes, when the flotation method used in the high concentration sludge concentration of live sewage treatment plant or livestock and post-treatment of industrial wastewater is applied, the bubble generating apparatus is selected according to the present invention so as to be suitable for the characteristics of the wastewater. By increasing the efficiency of solid-liquid separation through proper use, it is possible to create and provide a surfactant ultra-fine foam using only the characteristics of the surfactant and the pumping pressure of the pump without using complicated bubble generating equipment such as a separate pressurization facility and a compressor. have.
일반적으로 미세기포를 이용한 하폐수의 고형물 분리방법에 이용되는 미세기포 발생장치는 하폐수처리 연계공정 중 하나의 단위조작으로 중간처리공정에 해당하는 부상공법의 시설효율성과 직접적 성능을 좌우하는 장치에 해당된다. In general, the microbubble generating device used for solid matter separation method of sewage water using microbubbles is a device that determines the facility efficiency and direct performance of the flotation method, which is an intermediate treatment process, as one unit operation of the sewage water treatment process. .
이러한 하폐수처리의 부상공법을 이용한 장치는 하나의 독립적 공정에 해당하는 하수슬러지농축이나 산업폐수의 전처리 부하감소 및 축산폐수처리시 후단에 설치되어 하수처리장과 이에 연계되는 연계공정으로 두 처리장에서 조합이용되기도 한다. 어떠한 경우이든, 하폐수 처리공정상의 목적 처리효율에 도달하기 위해서는 부상공법의 주요 기포발생 방법을 선택하는 것이 좋다.The device using the flotation method of sewage water treatment is installed at the rear stage during sewage sludge concentration or industrial wastewater pretreatment load reduction and livestock wastewater treatment which is one independent process, and it is used in combination with both sewage treatment plants and related processes. Sometimes. In any case, it is advisable to select the main bubble generation method of the flotation method in order to reach the target treatment efficiency in the wastewater treatment process.
종래의 기포발생장치는 가압시설을 이용하여 컴프레서의 공기공급과 가압탱크에 4~6kg/㎠의 고압을 이용하여 처리 반송수에 공기를 용해시켜 기포를 발생시키는 장치로서 하폐수 처리과정 중 농도가 낮은 미세입자 부상에 사용되어왔다. 그러나 고농도의 슬러지 농축 등에는 단위 기포액에 내재되는 기체 체적의 양이 적기 때문에 그 효과가 미미하였다. 더욱이, 기포가 용존된 기포액을 대기에 분출하여 감압시 발생하는 미세기포를 이용하는 것이기 때문에 분출시 노즐 내에서의 난류를 초래하고 단위 기포액이 가지는 적은 기체 체적으로 인하여 불가피하게 처리조의 부피를 늘려야 하는 문제가 있었다. 또한 본 발명자는 계면활성제의 기본성질과 하폐수의 고형물 분리시 사용되는 계면활성제 미세기포를 상압에서 발생시키는 방법과 장치인 선발명 "미세기포를 이용한 폐수처리방법 및 장치(발명특허 0163659호)"와 "이중막으로 형성되는 초미세기포를 생성하기 위한 방법 및 장치(발명특허 0338759호)"를 더욱 개선하여 초미세기포의 크기와 기포발생액 체적당 포함되는 기체의 체적을 최대화하며 초미세기포의 크기를 조절할 수 있는 계면활성제를 이용한 상압부상공법의 기포발생장치와 방법에 속하는 기술에 관한 것이다.Conventional bubble generator is a device that generates bubbles by dissolving air in the treated return water by using a pressurized facility to supply air to the compressor and a high pressure of 4 ~ 6kg / ㎠ in the pressure tank as a low concentration during the wastewater treatment process It has been used for microparticle injury. However, the high concentration of sludge, etc., had a negligible effect because the amount of gas volume contained in the unit bubble liquid was small. In addition, since the bubbles are dissolved in the air to use the micro bubbles generated during the decompression to induce air turbulence in the nozzle during ejection, the volume of the treatment tank inevitably must be increased due to the small gas volume of the unit bubbles There was a problem. In addition, the present invention is a method and device for generating a surfactant micro-bubble used in the separation of solids of wastewater and sewage water at atmospheric pressure, the invention and method of the invention "Waste water treatment method and apparatus using a micro-foam (Invention Patent 0163659)" and Further improvement of the "Method and apparatus for generating ultra-miniature bubbles formed by the double film (Invention Patent No. 0338759)" to maximize the size of the ultra-mini-foam and the volume of gas contained per volume of the bubble generating liquid, It relates to a technique belonging to the bubble generating device and method of atmospheric pressure buoyancy method using a surfactant that can control the.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기위하여 가압시설과 컴프레서,노즐등의 별도 보조장치를 이용하지 않고도 계면활성제의 분자배향 특성과 이송압력펌프의 이송분사만을 이용하여 각종 처리대상 하폐수의 처리에 있어 고액분리의 매개역활을 하는 미세기포를 효율적으로 제어 가능하고, 생성되는 미세기포의 크기를 하폐수처리 목적에 따라 용이하게 조절할 수 있도록 한 방법 및 장치를 제공하는데 목적이 있다. 즉, 그 성상이 다양한 하폐수처리가 용이하도록 생성된 기포액에서 기포액의 체적대비 기체의 함유정도가 30-40%로 되도록 하여 폐수처리 목적물질에 적합한 상태의 미세기포를 용이하게 생성할 수 있도록 한 계면활성제를 이용한 다체적 미세기포 발생방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention solves the above problems by using only the molecular orientation characteristics of the surfactant and the transport injection of the transfer pressure pump without using a separate auxiliary device such as a pressurization facility, a compressor, a nozzle, etc. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for efficiently controlling microbubbles that serve as mediation of solid-liquid separation and easily adjusting the size of the generated microbubbles according to the purpose of wastewater treatment. In other words, in the bubble liquid generated to facilitate the treatment of various wastewater, the content of gas to the volume of the bubble liquid is 30-40%, so that microbubbles in a state suitable for the wastewater treatment target material can be easily generated. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for generating multi-volume microbubbles using one surfactant.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 계면활성제가 각 계면간 소수성, 친수성의 분자 배향하는 특성을 이용하여 펌프의 이송압력으로 계면활성제 희석액을 기포발생챔버와 희석탱크의 액/기체 계면에 각 단계별로 분사함으로써 계면분자 내부에 기체가 내재되게 하여 단위 기포액당 최대의 기체를 내재하는 다체적 초미세 기포를 형성할 수 있도록 한 것으로, 상세하게는 펌프의 분사압을 이용하여 희석수를 압력 펌프를 통해 이송배관과 연설된 그릿이 설치된 기포발생챔버로 이송하여 1차 분사시킴으로써 예컨대 100~200㎛ 계면기포를 주로 한 계면기포를 제 1차적으로 생성하고, 또한 생성된 기포액의 외측을 감싸는 대기와 개방된 희석탱크에 저류된 희석액과 공기 계면에 2차적으로 압력 분사시킴으로써 제 2차적으로 10~100㎛의 미세기포를 주로 한 미세기포를 생성할 수 있는 장치와 방법을 통해 목적에 따라 초미세기포까지도 선택적으로 생성할 수 있도록 한 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention uses the characteristics of the molecular orientation between the hydrophobic and hydrophilic interfacial surface of the surfactant, the diluent of the surfactant at the pumping pressure of the pump at each bubble / gas interface of the bubble generating chamber and the dilution tank By spraying step by step, the gas is embedded in the interfacial molecule so as to form a multi-volume ultra-fine bubble containing a maximum gas per unit bubble liquid. Specifically, dilution water is pumped using a pump pressure of the pump. Through the first injection by transporting to the bubble generating chamber installed with the conveying pipe and the elongated grit through the air through the first to create an interface bubble mainly for 100 ~ 200㎛ interface bubble, and also to surround the outside of the generated bubble liquid Secondary pressure injection is mainly performed by secondary pressure injection to the dilution liquid and air interface stored in the open dilution tank. It is characterized by the ability to selectively generate ultra-miniature bubbles according to the purpose through the apparatus and method capable of generating a microbubble.
이하에서 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 1은 본 발명의 일실시예로서의 계면활성제 미세기포 발생장치 구성도이다.1 is a block diagram of a surfactant microbubble generating device as an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 기포발생챔버(4)를 희석탱크(1)의 바깥쪽으로 따로 분리하여 사용할 때의 계면활성제 미세기포 발생장치 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram of a surfactant microbubble generating device when the
본 발명에 따른 계면활성제(S)의 특성과 이송펌프의 압력분사를 이용하여 기포의 크기를 조절할 수 있는 계면활성제 미세기포 발생 장치는, 크게 나누어 계면 활성제와 유입수 공급장치 혼화교반기(5)가 구비된 희석탱크(1), 이 희석탱크(1)에 저조되는 희석액(L)의 계면으로 희석액(L)을 분사 토출하도록 구성되는 기포발생챔버(4)와 그에 연결된 펌프 배관장치로 구성된다.Surfactant microbubble generating device that can control the size of the bubble by using the characteristics of the surfactant (S) and the pressure injection of the transfer pump according to the present invention, the surfactant and the influent feed device mixing stirrer (5) is largely provided The
상기 희석탱크(1)에는 유입수 자동조절밸브(21)가 구비된 유입수 공급배관(2)과, 계면활성제 공급배관(3)이 연결 설치된다.The dilution tank (1) is connected to the inlet water supply pipe (2) and the surfactant supply pipe (3) provided with an inlet automatic control valve (21).
상기 희석탱크(1)에는 도 1에서와 같이 희석액(L)의 수위를 감지할 수 있는 레벨센서(7)가 설치된다.The dilution tank (1) is provided with a level sensor (7) capable of detecting the level of the diluent (L) as shown in FIG.
상기 희석탱크(1)의 하부에는 희석액 유입배관(10')이 구비되고, 이 희석액 유입배관(10')은 희석액 이송압력펌프(10)에 연결된다. 상기 희석액 이송압력펌프(10)에는 희석액 압력이송배관(11)이 구비되고, 이 희석액 압력이송배관(11)은 기포발생챔버 연결배관(12)과 미세기포 바이패스배관(15) 및 미세기포 토출배관(17)과 연통되도록 구성된다.The lower portion of the dilution tank (1) is provided with a diluent inlet pipe (10 '), the diluent inlet pipe (10') is connected to the diluent transfer pressure pump (10). The diluent
상기 기포발생챔버 연결배관(12)은 상기 희석탱크(1)에 설치된 기포발생챔버(4)의 상부에 연결되고, 상기 미세기포 바이패스배관(15)은 상기 희석탱크(1)의 하부에 연결된다. 또한, 상기 미세기포 토출배관(17)은 폐수가 담겨지는 폐수처리탱크 등에 연결된다.The bubble generating
상기 기포발생챔버 연결배관(12)에는 필요에 따라 공기를 흡인하기 위한 공기자흡 이젝터(14)와 압력조절수동밸브(13)가 구비되고, 상기 미세기포 토출배관(17)에는 미세기포 토출자동조절밸브(16)와 토출유량계(18)가 구비된다. 또한, 상기 미세기포 토출배관(10)과 미세기포 바이패스배관(15)에는 각각 개폐밸브가 더 구비된다.The bubble generating
상기 기포발생챔버(4)는 유입관과 토출관이 연설된 밀폐용기로 이루어지고, 이 밀폐용기 내에는 상기 기포발생챔버 연결배관(12)과 연결되는 1차 압력분사노즐과(41), 이 1차 압력분사노즐(41)을 통해 분사되는 희석액(L)이 충돌되는 기포분할그릿(grit)(42)이 내장되어 장착된다. 기포수량을 더욱 늘여주기 위해 다수의 기포분할그릿을 필요에 따라 추가적으로 장착할 수도 있다. 또한 이 기포분할그릿(42)을 통과한 희석액(L)이 분사되는 2차 압력분사노즐(44)이 또한 구비된다. 여기서 이 2차 압력분사노즐(44)을 통해 분사되는 희석액(L)은 압력분사되어 상기 희석탱크(1)에 저조된 희석액(L)의 계면에서 서로 충돌됨으로써 미세기포가 생성된다.The bubble generating chamber (4) is composed of a sealed container in which the inlet pipe and the discharge pipe are extended, and in the sealed container there is a primary pressure spray nozzle (41) connected to the bubble generating chamber connecting pipe (12), and A
상기 각 과정에서 생성된 크기가 서로 다른 기포군은 기포발생챔버(4)에서 외부로 토출배관을 연설하여 사용이 가능하며 도 1에서와 같이 희석탱크(1) 내부에 연설하여 그 크기를 더욱 작게 하여 사용할 수 있다.The bubble groups having different sizes generated in the above processes can be used by addressing the discharge pipe from the
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 계면활성제(S)의 특성과 이송펌프의 압력분사를 이용하여 기포의 크기를 조절할 수 있는 계면활성제 미세기포 발생 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the action of the surfactant micro-bubble generating device that can control the size of the bubble by using the characteristics of the surfactant (S) and the pressure injection of the transfer pump configured as described above are as follows.
상기 유입수 공급배관(2)과 계면활성제 공급배관(3)으로부터 유입수(W)와 계면활성제(S)가 상기 희석탱크(1)로 투입된다. 이때 상기 유입수 공급배관(2)에 구비된 유입수 자동조절밸브(21)에 의해 유입수(W)의 주입량이 조절되며, 또한 희석탱크(1)에 저조되어 상기 혼화교반기(5)에 의해 희석되는 유입수(W)와 계면활성제(S)로 조성된 희석액(L)은 희석탱크(1)에 구비된 레벨센서(7)에 의해 그 수위가 조절된다.Inflow water (W) and the surfactant (S) is introduced into the dilution tank (1) from the inflow water supply pipe (2) and the surfactant supply pipe (3). At this time, the injection amount of the inflow water (W) is controlled by the inflow
상기 희석탱크(1)의 희석액(L)은 상기 희석액 이송압력펌프(10)에 의해 희석액 유입배관(10')으로 유입되어 희석액 압력이송배관(11)으로 이송된다. 다음, 이 희석액 압력이송배관(11)을 통해서 기포발생챔버 연결배관(12)으로 유입되어 기포발생챔버(4)로 투입된다.(이때 미세기포 토출배관(17) 및 미세기포 바이패스배관(15)은 닫혀있는 상태)The diluent L of the
상기와 같이 기포발생챔버(4)로 투입되는 희석액(L)은 우선 기포발생챔버(4)의 압력분사노즐(41)을 통해 분사되어 상기 기포분할그릿(42)에 충돌하게 된다. 물론 기포수를 더욱 많이 증가시키기 위해, 이 제1기포분할그릿(42)을 통과한 희석액(L)을 제2기포분할그릿(43)에 재충돌됨으로써 이 희석액(L)으로부터 보다 많은 량의 미세기포군을 생성할 수도 있다.As described above, the diluent L injected into the
상기와 같이 크기가 대략 100~200㎛ 크기를 주로 하는 기포군이 생성된 기포액(B)은 상기 기포발생챔버(4)의 2차 압력분사노즐(44)을 통해 희석탱크(1) 내의 희석액(L)의 계면으로 분사됨으로써 희석탱크(1)에 저조되어 있는 희석액(L)에 압력분사에 의한 액충돌을 일으키게 되면서 계면활성제(S) 분자가 외부로 배향되고 내부로 기체가 함입된 통상 100㎛ 이하의 초미세기포가 생성 가능하게 된다.As described above, the bubble liquid B in which a bubble group mainly having a size of approximately 100 to 200 μm is generated is diluted in the
이상과 같이 희석탱크(1)에 저조된 희석액(L)을 상기 희석액 이송압력펌프(10)를 통해 상기 기포발생챔버(4)로 이송시키고, 이 기포발생챔버(4)를 통해 분사된 기포액(B)을 희석액(L)에 분사시켜서 초미세기포가 생성된 희석액(L)을 다시 상기 희석액 이송압력펌프(10)에 의해 희석액 압력이송배관(11)과 기포발생 챔버연결배관(12)을 통해 상기 기포발생챔버(4)로 재이송시키는 과정을 연속적으로 순환시키게 되면 희석탱크(1) 내에 저조된 희석액(L)에는 100㎛ 이하의 초미세기포가 더욱 증가되어 초미세기포가 다량 생성되게 된다.As described above, the dilution liquid L stored in the
그런 다음, 상기 미세기포 토출배관(17)을 개방하게 되면 초미세기포가 생성된 희석액(L)이 상기 미세기포 토출배관(17)을 통해 외부로 배출되며, 배출이 진행됨에 따라 희석탱크(1)에 저조된 희석액(L)의 수위가 낮아지는 정도를 상기 레벨센서(7)가 감지하여 이에 따라 상기 유입수 공급배관(2)에 구비된 유입수 자동조절밸브(21)를 개방함으로써 필요한 양만큼 유입수(W)를 희석탱크(1)에 공급하게 된다.Then, when the
또한, 상기 미세기포 토출배관(17)을 통해 토출되는 미세기포의 량은 상기 미세기포 토출배관(17)에 구비된 미세기포 토출자동조절밸브(16)를 통해 토출제어가 가능하며, 필요시 미세기포 바이패스배관(15)을 통해 미세기포를 희석탱크(1)로 재투입시킬 수 있다.In addition, the amount of fine bubbles discharged through the fine
한편, 기포발생챔버(4)로부터 발생된 미세기포는, 예컨대 기포가 주로 크기 100㎛ 초과되는 큰 계면기포군을 이루고 있을 때 외측으로 빼내어 용도에 따라 사용할 수도 있다. 상기 기포발생챔버(4)에서 기포크기 100㎛를 초과하는 기포를 얻고저 할 경우에는 상기 제 2차 압력분사노즐을 이용하거나 가동시키지 않고, 또한 상기 기포발생챔버와 그 연결배관을 도 2에서와 같이 희석액 탱크 밖으로 분리해내어 상기 100~200㎛ 크기를 주로 한 기포를 별도로 생성시키는 것이 편하다. 도 2에서와 같이 상기 기포발생챔버(4)를 희석탱크(1)로부터 분리시킨 다음 기포발생챔 버(4)의 2차 압력분사노즐(44)에 상기 미세기포 토출배관(17)을 직접 연결시키게 되면, 상기 기포발생챔버(4)를 통해 생성되는 미세기포가 희석탱크(1)의 희석액(L)과 충돌됨으로써 더욱 미세화되는 초미세기포로 변환되지 않고 상기 크기정도의 미세기포 토출배관(17)을 통해 배출되게 된다.On the other hand, the microbubbles generated from the
이러한 종류의 크기가 비교적 큰 미세기포는 주로 고형물의 농도가 높은 하수 슬러지(잉여슬러지,생슬러지 또는 혼합슬러지)와 전처리 되지않은 고농도 산업폐수 및 오수 등의 성상에 적합하고, 고형물의 농도가 높지않은 산업폐수, 축산폐수 등 후단처리 및 연계처리등의 처리 용도인 경우에는 분리사용 가능하다. 이러한 경우에는, 초미세기포보다 오히려 기포사이즈가 큰 미세기포가 보다 부상분리에 효과적이다. 물론 기포사이즈가 다양한 기포를 이용하는 것이 효과적인 경우도 있다.This relatively large microbubble is suitable for the properties of sewage sludge (surplus sludge, fresh sludge or mixed sludge) with high concentrations of solids and high concentrations of industrial wastewater and sewage that have not been pretreated, and have a high concentration of solids. It can be used separately for industrial wastewater, livestock wastewater, etc. In this case, microbubbles having a larger bubble size are more effective for floating separation than ultra-miniature bubbles. Of course, it is sometimes effective to use bubbles having various bubble sizes.
상술한 기포의 크기는 이송압력펌프의 회전수 또는 희석액 이송압력으로 제어 가능하다. 이 경우, 희석액 이송압력이 이송압력펌프의 회전수에 대략 비례하고, 또한 펌프회전수 제어가 보다 정밀하고 작업상 용이하므로, 기포의 크기제어는 이송압력펌프의 회전수로 하도록 한 것이 본 발명의 특징이다.The size of the bubble described above can be controlled by the rotational speed of the transfer pressure pump or the diluent transfer pressure. In this case, since the diluent conveying pressure is approximately proportional to the rotational speed of the conveying pressure pump, and the pump rotational speed control is more precise and easier in operation, the size control of the bubble is made to be the rotational speed of the conveying pressure pump. It is characteristic.
실시예Example
본 발명에 의한 도 1 ~ 도 2의 장치 및 도 3 ~ 도 4에서의 공정에 따라 이 기포를 생성시키되, 기포를 함유한 희석액 이송압력펌프를 <표 1>, <표 2>에서와 같이 여러가지 회전수로 가변시켜 기포크기변화를 관찰하였다.According to the apparatus of FIGS. 1 and 2 and the process of FIGS. 3 and 4 according to the present invention, the bubbles are generated, and the diluent transfer pressure pump containing the bubbles is various as shown in <Table 1> and <Table 2>. The bubble size change was observed by varying the rotation speed.
아래의 <표 1> 및 <표 2>는 희석액 이송압력펌프(10)의 회전수 및 토출압에 따른 미세기포와 초미세기포의 크기변화를 나타낸 것이다. 도 5는 <표 1> 및 <표 2>에 나타낸 수치를 기준으로 희석액 이송압력펌프의 회전수에 따른 미세기포 및 초미세기포의 크기변화를 다시 그래프로 나타낸 것이다. <Table 1> and <Table 2> below shows the size change of the micro bubbles and ultra-miniature bubbles according to the rotational speed and the discharge pressure of the diluent transfer pressure pump (10). 5 is a graph showing the size change of the micro-bubbles and ultra-miniature bubbles again according to the rotation speed of the diluent transfer pressure pump on the basis of the numerical values shown in <Table 1> and <Table 2>.
<표 1>TABLE 1
<표 2>TABLE 2
상기 표에서 보는 바와 같이, 미세기포와 초미세기포의 크기는 희석액(L)의 이송압력펌프(10)의 회전수와 대략 반비례함을 알 수 있다. 즉 <표 1>에서 보는 바와 같이 희석액 이송압력펌프(10)의 회전수가 550RPM(0.3kg/㎠)일 때 미세기포 크기는 190~210㎛이고, 희석액 이송압력펌프(10)의 회전수를 1750RPM(1.5kg/㎠)까지 증가시켰을 때의 미세기포 크기는 70~100㎛이므로 희석액 이송압력펌프(10)의 회전수를 증가시킴에 따라 미세기포의 크기가 작아짐을 알 수 있다.As shown in the table, it can be seen that the size of the microbubble and the ultra-small strength bubble is approximately inversely proportional to the rotational speed of the transfer pressure pump 10 of the diluent (L). That is, as shown in Table 1, when the rotation speed of the diluent
또한, <표 2>에서 보는 바와 같이, 희석액 이송압력펌프의 회전수가 550RPM(0.3kg/㎠)일 때 초미세기포 크기는 40~60㎛이고, 희석액 이송압력펌프의 회전수를 1750RPM(1.5kg/㎠)까지 증가시켰을 때의 초미세기포의 크기는 5~9㎛이므로 초미세기포도 상기 미세기포와 마찬가지로 희석액(L) 이송압력펌프의 회전수를 증가시킴에 따라 그 크기가 더욱 작아짐을 알 수 있었다.In addition, as shown in Table 2, when the rotation speed of the diluent conveying pressure pump is 550 RPM (0.3 kg / cm 2), the ultra-small fabric size is 40 to 60 μm, and the rotation speed of the diluent conveying pressure pump is 1750 RPM (1.5 kg). / Cm 2), the size of the ultra-micro bubbles is 5 ~ 9㎛, so the micro bubbles can be seen that the size becomes smaller as the number of revolutions of the diluent (L) transfer pressure pump increases as the microbubbles. .
표 1과 표 2의 상술한 관계를 도 5에 나타내었다. 여기에서 볼 수 있는 바와 같이, 생성되는 기포크기는 압력펌프 회전수에 대략 반비례하는 것을 알 수 있다. 따라서, 미세기포의 크기를 압력펌프의 회전수로도 제어할 수 있음을 알 수 있었다.The above-mentioned relationship of Table 1 and Table 2 is shown in FIG. As can be seen here, it can be seen that the bubble size produced is approximately inversely proportional to the rotation of the pressure pump. Therefore, it can be seen that the size of the microbubbles can also be controlled by the rotation speed of the pressure pump.
이상과 같은 본 발명에 의해서, 미세기포 또는 초미세기포를 선택적으로 생성할 수 있고, 또한 생성되는 미세기포의 크기를 목적에 따라 용이하게 조절할 수 있어 하나의 장치로 다양한 미세기포를 생성할 수 있게 됨으로써 폐수처리 목적물질에 적합한 상태의 미세기포를 용이하게 생성할 수 있게 되어 비용절감 및 폐수처리 효율향상 등의 여러 가지 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to selectively generate microbubbles or ultra-miniature bubbles, and also to easily control the size of the generated microbubbles according to the purpose to create a variety of microbubbles in one device As a result, it is possible to easily generate microbubbles in a state suitable for the target material for wastewater treatment, thereby achieving various effects such as cost reduction and improving wastewater treatment efficiency.
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20070044192A KR20080098839A (en) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Apparatus and method for generating fine bubbles and controlling bubble sizes of surfactant using surfactant characteristics and pressed sprayng from conveyor pump |
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CN109718689A (en) * | 2019-01-25 | 2019-05-07 | 江苏师范大学 | One kind being used for machinery rotating type air bubble generator, environmental protection equipment |
KR102324051B1 (en) * | 2021-03-29 | 2021-11-12 | 주식회사 대양환경기술 | Fuel combustion injection system |
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2007
- 2007-05-07 KR KR20070044192A patent/KR20080098839A/en not_active Application Discontinuation
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