KR20100057236A - 조류 제거용 부상조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 원수가 유입되는 유입관; 미세기포를 생성하고, 상기 유입관으로 유입되는 원수에 상기 미세기포를 공급하여 혼합시키는 펌프부; 상기 미세기포와 혼합된 원수가 유입되고 상기 미세기포에 의해 상기 원수 내의 조류가 부상되는 부상탱크; 및 상기 부상탱크에 연통되어 상기 부상된 조류는 상측에서 배출되고, 상기 원수 중 상기 조류가 제거된 처리수는 하측에서 배출되는 부상처리조를 포함하는 조류 제거용 부상조를 제공한다.

개시된 조류 제거용 부상조에 따르면, 원수 중의 조류가 부상되는 방향과 처리수가 배출되는 방향을 서로 반대 방향으로 유지함에 따라, 부상된 조류가 처리수와 함께 유출되는 현상을 방지할 수 있고, 고농도의 조류도 효과적으로 제거 가능하며, 조류 제거의 고속처리가 가능한 이점이 있다. 또한, 그 구성이 복잡하지 않고 설비가 간단하여, 운전의 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

조류 제거용 부상조{Floatation tank for removing algae}

본 발명은 조류 제거용 부상조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원수 내의 조류를 효과적으로 제거하기 위한 조류 제거용 부상조에 관한 것이다.

하절기에 상수 원수에서 발생하는 조류는 상수 처리과정에서 낮은 침강성으로 인해 침전효율의 저하 및 모래여과지의 막힘 등의 문제를 발생시킨다. 이에 관련하여, 용존부상 분리 방식을 이용한 조류 제거방법이 종래에 개시되어 있다. 그런데, 이러한 종래의 조류 제거방법의 경우, 배관설비의 과다, 장치의 복잡성, 에너지 효율의 저하 등의 문제점을 갖고 있다. 예를 들면, 가압탱크, 콤퓨레샤, 순환용 고압펌프 등이 필요하고, 이들을 서로 조합하는 과정에서 복잡한 파이핑 작업이 요구되며, 운전 중에도 불안정한 특성을 나타내며, 부상조 내의 흐름 특성에 따라 처리효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은, 설비가 간단하고 운전의 안정성을 확보할 수 있는 조류 제거용 부상조를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 원수가 유입되는 유입관; 미세기포를 생성하고, 상기 유입관으로 유입되는 원수에 상기 미세기포를 공급하여 혼합시키는 펌프부; 상기 미세기포와 혼합된 원수가 유입되고 상기 미세기포에 의해 상기 원수 내의 조류가 부상되는 부상탱크; 및 상기 부상탱크에 연통되어 상기 부상된 조류는 상측에서 배출되고, 상기 원수 중 상기 조류가 제거된 처리수는 하측에서 배출되는 부상처리조를 포함하는 조류 제거용 부상조를 제공한다.

여기서, 상기 펌프부는, DAF펌프일 수 있다. 또한, 상기 부상탱크는, 상하로 연장 형성되되 상기 펌프부와 연결되어 상기 미세기포가 유입되는 제1유입부와, 상기 제1유입부에 비해 하측에 위치하고 상기 원수가 유입되는 제2유입부를 구비한 유동관; 및 상부가 개방되고, 상기 유동관에 연결되어 상기 유동관을 통해 유입된 원수 중의 조류가 상기 미세기포에 의해 상측으로 공기 부상되는 부상관;을 포함할 수 있다.

한편, 상기 유동관은, 상기 제1유입부의 위치보다 상측으로 연장되어 형성되고 상단이 폐쇄되어, 상기 제1유입부로 유입된 기포 중에서 거대기포를 상향 유도하여 상기 미세기포로부터 상기 거대기포를 분리하는 기포분리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 제거용 부상조에 따르면, 원수 중의 조류가 부상되는 방향과 처리수가 배출되는 방향을 서로 반대 방향으로 유지함에 따라, 부상된 조류가 처리수와 함께 유출되는 현상을 방지할 수 있고, 고농도의 조류도 효과적으로 제거 가능하며, 조류 제거의 고속처리가 가능한 이점이 있다. 또한, 그 구성이 복잡하지 않고 설비가 간단하여, 운전의 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조류 제거용 부상조의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 상기 조류 제거용 부상조(100)는, 유입관(110), 펌프부(120), 부상탱크(130), 부상처리조(140)를 포함한다.

상기 유입관(110)은 원수가 유입되는 관이다. 이러한 유입관(110)의 내측에는 고정형 응집기(150)가 설치 가능하다. 상기 고정형 응집기(150)는 상기 유입된 원수 내의 조류를 응집하여 통과시키는 부분이다. 이러한 고정형 응집기(150)의 구성은 기존에 다양하게 공지되어 있으므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 펌프부(120)는, 미세기포를 생성하고, 상기 유입관(110)으로 유입되는 원수에 상기 미세기포를 공급하여 혼합시킨다. 상기 펌프부(120)는 DAF(Dissolved Air Flotation)펌프로 구성 가능하다. 상기 DAF펌프는 대기 중의 공기를 흡입하여 미세기포를 발생시키는 구성과, 미세기포가 발생된 물을 상기 부상탱크(130) 측으로 펌핑 공급하는 구성이 일체화된 구조이다. 이러한 DAF펌프의 구성은 기존에 다 양하게 공지되어 있으므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 DAF펌프는 공기를 연속적으로 공급 및 용해, 분산시킴에 따라, 상기 미세기포를 보다 안정적으로 공급할 수 있다. 이상과 같은 펌프부(120)는, 토출압력이 4기압 이상인 하나 또는 그 이상의 고양정펌프를 각각의 배관으로 연결하여 구성 가능하다.

상기 부상탱크(130)는 상기 미세기포와 혼합된 원수가 유입되고 상기 미세기포에 의해 상기 원수 내의 조류가 부상되는 부분으로서, 유동관(131) 및 부상관(132)으로 구성된다.

상기 유동관(131)은 제1유입부(133), 제2유입부(134)를 포함한다. 상기 제1유입부(133)는, 상하로 연장 형성되되 상기 펌프부(120)와 연결되어 상기 미세기포가 유입되는 부분이다. 그리고, 제2유입부(134)는, 상기 제1유입부(133)에 비해 하측에 위치하고 상기 원수가 유입되는 부분이다.

상기 부상관(132)은 상부가 개방되고, 상기 유동관(131)에 연결되어 상기 유동관(131)을 통해 유입된 원수 중의 조류가 상기 미세기포에 의해 상측으로 부상 분리되는 부분이다. 상기 부상관(132)의 상부가 개방됨에 따라, 제1유입부(133), 부상관(132)과 유동관(131)은 대기압 상태가 되어 미세기포가 발생된다.

한편, 상기 부상관(132)은 상기 유동관(131)에 비해 큰 평균 단면적을 가진다. 즉, 부상관(132)과 유동관(131)의 평균 단면적의 차이에 따라, 효과적으로 미세기포를 유지할 수 있게 된다. 그 구성의 예는 도 1을 참조한다. 여기서, 유동관(131)과 연결되는 부상관(132)의 하측 부위는 그 단면적이 상향으로 갈수록 커지는 호퍼 형상으로 구성됨에 따라, 유동관(131)과 부상관(132)의 연결 부위에서 압 력의 차이가 급격히 발생되는 것을 방지하여, 보다 안정적인 부상을 가능하게 한다.

이상과 같이, 상기한 수두의 차이를 이용하여, 상기 유동관(131)에는 하향류가 발생된다. 즉, 상기 유동관(131)의 제1유입부(133)로 유입된 미세기포는 부상관(132) 측을 향해 빠르게 이동되는데, 이때 제2유입부(134)로 유입된 원수 또한 상기 이동되는 미세기포의 유동방향을 따라 함께 혼합되어 이동된다.

이러한 유동관(131)은, 예를 들면, 일측과 타측의 관으로 구분 가능하다. 상기 일측은 제1유입부(133)와 제2유입부(134)가 형성되어 상하로 연장된 관이고, 상기 타측은 상기 일측의 하단에서 'U'자 형으로 굴곡되어 부상관(132)의 하단에 연결되는 관이다.

한편, 상기 부상탱크(130) 측으로 일정 크기 이상의 거대기포가 유입되는 경우, 상기 거대기포에 의해 조류의 부상 효율이 저하될 수 있다. 예를 들면, 거대기포가 미세기포의 흐름을 방해하여 조류의 부상을 불안정하게 할 수 있다.

이러한 문제점을 보완하기 위하여, 상기 유동관(131)의 상부에는 기포분리부(135)가 구비된다. 상기 기포분리부(135)는 상기 제1유입부(133)의 위치보다 상측으로 연장되어 형성되고 상단이 폐쇄되어, 상기 제1유입부(133)로 유입된 기포 중에서 거대기포를 상향 유도하여 상기 미세기포로부터 상기 거대기포를 분리할 수 있다. 즉, 상기 제1유입부(133)로 유입되는 미세기포는 상기 하향류 현상에 따라 하측으로 이동된다. 그리고, 제1유입부(133)로 유입되는 거대기포는 상기 미세기포에 비해 부력이 크게 작용하고 그 부력 차이에 의해 상측으로 이동 유도된다. 따라 서, 상기 거대기포가 부상탱크(130) 측으로 유입되지 않도록 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 거대기포가 부상탱크(130)로 유입되기 전에 상기 거대기포를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

한편, 상기 기포분리부(135)의 외측에는 별도의 배출관(미도시)과, 상기 배출관(미도시)을 개폐하는 개폐밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 따르면, 일정량 이상의 거대기포가 채워진 경우, 개폐밸브(미도시)를 개방하여 배출관(미도시)을 통해 거대기포 및 잉여공기를 외부로 배출할 수 있게 된다.

한편, 상기 부상처리조(140)는 상기 부상탱크(130)에 연통되어 상기 부상된 조류는 상측에서 배출되고, 상기 원수 중 상기 조류가 제거된 처리수는 하측에서 배출된다. 여기서, 상기 부상관(132)은 그 개방된 상부 부분이 상기 부상처리조(140)에 내장되는 형태로 연통 가능하다. 예를 들면, 원수와 함께 원수 내의 조류가 상기 부상탱크(130)의 개방된 상부를 통해 월류되어 상기 부상처리조(140)로 유입 가능하다. 물론, 상기 부상처리조(140) 또한 상부가 개방된 형태를 가질 수 있다.

이상과 같이, 상기 조류 제거용 부상조(100)에 따르면, 조류 등의 슬러지가 부상되는 방향(상향)과, 상기 처리수가 배출되는 방향(하향)을 서로 반대 방향으로 유지함에 따라, 부상된 조류가 처리수와 함께 유출되는 현상을 미연에 방지할 수 있고, 이에 따라 고농도의 조류도 효과적으로 제거 가능하며, 조류 제거의 고속처리가 가능한 이점이 있다. 또한, 상기 부상조(100)는 그 구성이 복잡하지 않고 설비가 간단하여, 운전의 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

또한, 이를 위해 부가적으로, 상기 부상처리조(140)의 상측과 하측에는 처리조(170)와 처리수배출관(180)이 각각 설치 가능하다. 처리조(170)는 상기 부상처리조(140)의 상측에서 월류 등에 의해 배출되는 조류를 유입받아 수거하는 부분이다. 이렇게 수거된 조류는 처리조(170) 내부에서 별도의 화학 처리되거나, 추후 폐기될 수 있다. 상기 처리수배출관(180)은 부상처리조(140)의 하측에 연결되어, 상기 부상처리조(140) 내의 하강된 처리수를 외부로 배출하는 부분이다.

여기서, 상기 부상처리조(140)의 상측에는 별도로 스키머(미도시)가 설치 가능하다. 이러한 스키머(미도시)는 상기 부상처리조(140)의 상측에 부유하는 조류를 수거하여 상기 처리조(170) 측으로 이동시킨다. 스키머(미도시)의 구성은 기존에 다양하게 공지되어 있으므로 이에 관한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 부상처리조(140)의 하부와 상기 펌프부(120) 사이에는 리사이클관(160)이 연결 가능하다. 상기 리사이클관(160)은 상기 부상처리조(140) 내의 처리수를 상기 펌프부(120) 측으로 재유입시켜, 상기 펌프부(120)의 미세기포 생성에 이용되도록 할 수 있다. 이에 따르면, 처리수를 재이용하여 재순환시킴에 따라 조류를 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 자원의 재활용 효과가 있다.

한편, 상기 원수는, 상기한 조류 뿐만 아니라 슬러지를 더 포함한다. 즉, 상기 조류 제거용 부상조(100)는, 상기 미세기포를 이용하여 상기 슬러지를 더 부상 분리 가능함은 물론이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조류 제거용 부상조의 개략도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

110: 유입관 120: 펌프부

130: 부상탱크 131: 유동관

132: 부상관 133: 제1유입부

134: 제2유입부 135: 기포분리부

140: 부상처리조 150: 응집기

160: 리사이클관 170: 처리조

180: 처리수배출관

Claims (10)

1. 원수가 유입되는 유입관;

   미세기포를 생성하고, 상기 유입관으로 유입되는 원수에 상기 미세기포를 공급하여 혼합시키는 펌프부;

   상기 미세기포와 혼합된 원수가 유입되고 상기 미세기포에 의해 상기 원수 내의 조류가 부상되는 부상탱크; 및

   상기 부상탱크에 연통되어 상기 부상된 조류는 상측에서 배출되고, 상기 원수 중 상기 조류가 제거된 처리수는 하측에서 배출되는 부상처리조를 포함하는 조류 제거용 부상조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 유입관의 내측에 설치되어 상기 원수 내의 조류를 응집하여 통과시키는 응집기를 더 포함하는 조류 제거용 부상조.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 펌프부는,

   DAF펌프인 조류 제거용 부상조.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 부상처리조의 하부와 상기 펌프부 사이를 연결하여, 상기 부상처리조 내의 처리수를 상기 펌프부 측으로 재유입시켜 상기 펌프부의 미세기포 생성에 이용되게 하는 리사이클관을 더 포함하는 조류 제거용 부상조.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 부상탱크는,

   상하로 연장 형성되되 상기 펌프부와 연결되어 상기 미세기포가 유입되는 제1유입부와, 상기 제1유입부에 비해 하측에 위치하고 상기 원수가 유입되는 제2유입부를 구비한 유동관; 및

   상부가 개방되고, 상기 유동관에 연결되어 상기 유동관을 통해 유입된 원수 중의 조류가 상기 미세기포에 의해 상측으로 부상 분리되는 부상관;을 포함하는 조류 제거용 부상조.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 부상관은,

   상기 유동관에 비해 큰 평균 단면적을 갖는 조류 제거용 부상조.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 유동관은,

   상기 제1유입부의 위치보다 상측으로 연장되어 형성되고 상단이 폐쇄되어, 상기 제1유입부로 유입된 기포 중에서 거대기포를 상향 유도하여 상기 미세기포로부터 상기 거대기포를 분리하는 기포분리부를 더 포함하는 조류 제거용 부상조.
8. 청구항 5에 있어서, 상기 부상관은,

   상기 개방된 상부 부분이 상기 부상처리조에 내장되고,

   상기 부상처리조의 상측에 설치되어, 상기 부상처리조의 상측에서 배출되는 조류를 유입받아 수거하는 처리조; 및

   상기 부상처리조의 하측에 연결되어, 상기 부상처리조 내의 하강된 처리수를 외부로 배출하는 처리수배출관;을 더 포함하는 조류 제거용 부상조.
9. 청구항 5에 있어서,

   상기 부상처리조의 상측에 부유하는 조류를 수거하여 상기 처리조 측으로 이동시키는 스키머를 더 포함하는 조류 제거용 부상조.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 원수는,

    상기 조류뿐만 아니라 슬러지를 더 포함하고,

    상기 조류 제거용 부상조는,

    상기 미세기포를 이용하여 상기 슬러지를 더 부상 분리하는 조류 제거용 부상조.

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