KR20100138513A - 침전슬러지 배출유동화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수장이나 하수처리장 등의 침전지에 침전된 슬러지(sludge)를 외부로 배출하도록 돕는 침전슬러지 배출유동화장치에 관한 것이다. 통상적으로 정수장 또는 하수처리장 침전지 끝에 위치된 호퍼 내로 슬러지가 침전되고 압밀되는데, 이때 가압수 배관과 이젝터(ejector)를 수단으로 하여 슬러지를 유동화시켜 배출관을 통해 슬러지를 용이하게 배출할 수 있도록 하는 침전슬러지 배출유동화장치에 관한 것이다. 이 장치를 사용하여 호퍼 내에 침전된 슬러지를 효율적으로 배출함으로써 슬러지를 제거하기 위해 소요되는 인력을 확실하게 줄일 수 있고, 더불어서 깨끗하고 안정적인 수처리 공정을 수행함으로써 수질을 향상시키는 효과를 제공한다.

슬러지, 배출, 유동화

Description

침전슬러지 배출유동화장치 {Fluidization apparatus for discharge of sedimentation sludge}

본 발명은 정수장 또는 하수처리장의 침전지에 침전된 슬러지를 유동화시키는 장치에 관한 것으로, 침전지의 호퍼 내에 다수의 이젝터를 수단으로 하여 슬러지를 유동화 시키는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정수장이나 하수처리장에는 침전지를 설치하여 정수장 또는 하수처리장으로 유입되는 원수에 함유되어 있는 슬러지를 침전시킨 다음, 침전지의 상징수(上澄水)는 정수장의 경우 월류웨어를 통하여 여과지로 공급되고, 하수처리장의 경우는 유기물 정화과정 등을 거친 후 하천으로 방류된다.

한편, 정수장이나 하수처리장 등에서 침전지의 바닥에 침전된 슬러지는 침전지의 내부에서 왕복이동하도록 설치된 수중 대차식 슬러지 수집기에 의해 슬러지 수집용 호퍼로 수집된 후, 호퍼 하부에 설치된 개폐조절가능한 배출관을 통해 슬러지를 외부로 배출하는데, 정수장의 경우는 배출수조로 공급되고, 하수처리장의 경 우는 농축조로 배출된다.

종래 정수장이나 하수처리장 등에 설치된 침전지를 개략적으로 살펴보면 일정한 길이와 폭을 구비한 콘크리트 구조물로 침전지가 설치되고, 상기 침전지의 한쪽에 슬러지가 수집되어 쌓이는 호퍼가 설치되는 한편, 펌프에 연결된 배출관은 호퍼에 설치되어 호퍼 내로 수집된 슬러지를 흡입 및 배출하는 배출구(40)를 구비한다. 또한 슬러지 수집기가 침전지를 왕복 이동하면서 바닥에 침전된 슬러지를 호퍼 안으로 모은다.

이러한 구조로 되어있는 종래의 침전지는 슬러지 수집기가 왕복 이동함으로써 바닥에 침전된 슬러지를 호퍼로 모으고, 호퍼에 모아져 쌓인 슬러지는 주기적으로 또는 간헐적으로 흡입하여 배출관을 통해 외부로 배출된다.

그러나, 종래 침전지에서 호퍼로 모아진 슬러지는 전술된 바와 같이 흡입 배출 과정을 통해서도 흡입력이 미치지 못하는 호퍼 가장자리와 호퍼 바닥면에 압밀되어 단단하게 굳어진 슬러지를 효과적으로 배출하지 못하게 되어, 배출구 근처의 슬러지만 배출관을 통해 배출되고, 배출되지 못한 슬러지는 호퍼 내에서 압밀되어 토끼굴(rathole)처럼 필요치 않은 수로를 형성하는 현상이 종종 발생한다.

이러한 토끼굴 형성으로, 종래의 침전지는 침전수의 낭비와 슬러지의 배출 곤란이 야기될 뿐만 아니라, 침전지의 배출효율이 저하되어 인력을 통해 주기적으로 호퍼 내에 압밀된 슬러지를 정리해야 한다.

본 발명은 정수장이나 하수처리장에 설치된 침전지에 침전 슬러지를 더욱 효과적으로 배출시킬 수 있도록 창출된 것이다. 본 발명의 슬러지 배출유동화장치를 통하여 호퍼 내에 쌓이는 슬러지를 상징수와 충분히 혼합되게 교반하여 이송이 용이하게 유동화시켜 배출되되, 배출되지 않은 슬러지가 다시 쌓여 굳어지지 않을 뿐만 아니라 침전지의 청소에 소요되는 시간 및 비용을 절감하고 슬러지 배출효율을 향상시키도록 침전지의 호퍼 내에 다수의 이젝터를 구비한 가압수 배관을 설치하는 것을 목적으로 한다.

이에 본 발명은 종래 기술에 따른 침전지에서 나타난 다수의 문제점을 해결하기 위해, 침전슬러지를 교반하여 효율적으로 배출하는 침전슬러지 배출유동화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 침전슬러지 배출유동화장치는 호퍼 내에 쌓인 슬러지를 다수의 이젝터를 수단으로 하여 교반하고 배출할 수 있도록 되어 있다. 본 발명의 배출유동화장치는 가압수 배관으로 안내된 가압수, 예컨대 상징수를 호퍼 내로 토출함으로써 호퍼 내에 수집된 슬러지를 교반시키고 배출효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 침전슬러지 배출유동화장치는 가압수 배관에 전자밸브를 설치하여 간헐적으로 작동할 수 있고 호퍼 내에 스텐레스 경사판을 설치하여 슬러지가 잘 미끄러지게 함으로써 배출 효율을 높일 수 있다.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 정수장 또는 하수처리장 침전지의 호퍼 내에 침전된 슬러지를 효과적으로 배출하도록 설계되어 있어 침전수의 수질을 개선할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 슬러지 처리설비의 용량을 줄이고, 슬러지 수집기의 탈선을 방지하며, 연간 2~3회의 청소를 할 필요가 없도록 한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 장치를 사용하여 호퍼 내에 침전된 슬러지를 효율적으로 배출함으로써 슬러지를 제거하기 위해 소요되는 인력을 확실하게 줄일 수 있고, 더불어서 깨끗하고 안정적인 수처리 공정을 수행함으로써 수질을 향상시키는 효과를 제공한다.

이제, 본 발명에 따른 침전슬러지 배출유동화장치가 첨부도면을 참조로 하여 더욱 상세히 설명된다.

본 발명은 침전지(100) 호퍼(110) 내에 설치되는 침전슬러지 배출유동화장치를 구비하는데, 이 장치로 호퍼(110) 내에 침전된 슬러지(60)를 가압수(상징수)와 혼합하여 유동화시키는 장치이다.

침전된 슬러지를 교반하여 배출효율을 높이기 위한 본 발명에 따른 장치는 가압수 배관(10)을 따라 배치된 다수의 이젝터(20)로 이루어진다. 본 발명에 따른 배출유동화 장치를 통한 교반은 2단계로 이루어지는데, 1단계는 노즐(22)과 흡입구(23)에서 일어나는 단계로, 가압수 배관(10)과 노즐(22)에서 배출된 가압수에 의해 발생한 흡입력으로 이젝터(20) 근방에 침전된 슬러지가 흡입구(23)를 통해 가압수의 유동에 상응하게 흡입되고, 나머지 단계는 디퓨저(24)에서 일어나는 단계로, 가압수와 함께 흡입된 슬러지(60)가 디퓨저(24)에서 충분히 혼합된 상태로 토출되서 유동화 상태로 유지된다.

본 발명에 따른 슬러지 교반수단은 펌프(미도시)에 연결된 가압수 배관(10)을 따라 다수의 이젝터(20)를 구비하는데, 이 가압수 배관(10)은 예컨대 전자식 밸브와 같은 밸브(11)에 의해 폐쇄될 수 있다. 바람직하기로, 가압수 배관(10)의 내경은 슬러지의 형상에 따라 25㎜ 내지 30㎜일 수 있고, 이젝터(20)의 수량과 배치는 호퍼의 크기에 따라 조절될 수 있는데, 예컨대 가압수 배관(10)에 6개 이상의 이젝터(20)를 구비할 수 있으며, 효율적인 교반을 위하여 이러한 교반수단은 호퍼 깊이에 따라 2열 내지 3열로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 이젝터(20)는 슬러지가 주로 쌓이는 호퍼의 둘레 경사면에 위치하여 슬러지를 윈활하게 흡입할 수 있고, 흡입된 슬러지를 유동화 상태로 토출함으로써 슬러지(60)가 배출구(40)로 쉽게 흡입될 수 있다.

도 2를 참조하면, 이젝터(20)는 노즐(22)과 흡입구(23) 및 디퓨저(24)를 구비하는데, 노즐(22)과 디퓨저(24) 사이에 슬러지가 유입될 수 있는 흡입구(23)가 배치된다. 노즐(22)은 가압수 배관(10)을 통해 나온 가압수를 진행방향으로 강하게 토출하고, 흡입구(23)는 노즐(22)의 가압수에 의한 흡입력으로 주변 슬러지를 빨아 들이는데, 더욱 광범위한 슬러지를 흡입하기 위해 흡입구(23)는 방사상으로 개방되어있다. 디퓨저(24)는 가압수의 진행방향으로 길게 뻗어 있고 진행방향을 따라 직경이 확장되는 원통형상을 갖고 있어서 슬러지가 포함된 유체가 배출관에 가까운 공간으로 이동하도록 한다.

배출관(30)의 한쪽 단부는 호퍼 내에 배치된 배출구(40)를 구비하고, 나머지 단부는 배출수조 또는 농축조로 연결되며 밸브(31)에 의해 개폐될 수 있다. 배출관(40)은 슬러지가 용이하게 배출될 수 있도록 호퍼의 하부에 배치된다.

호퍼의 바닥면 및 경사면은 슬러지(60)가 침전되지 않고 잘 미끄러지도록 바람직하게는 스테인리스강(stainless steel)으로 제작될 수 있다.

침전된 슬러지를 교반하고 슬러지가 포함된 유체를 배출하는 동안 상기 장치의 작동은 아래와 같다.

먼저 가압수 배관(10)의 밸브(11)가 개방되면, 가압수가 호퍼(110) 내로 연장된 가압수 배관(10)을 통해 각각의 이젝터(20)로 토출된다. 이 밸브(11)를 개폐하여 간헐적인 교반을 해줌으로써 슬러지(60)가 침전되어 호퍼(110) 내에 고착되는 것을 방지하고 배출되기 쉬운 유동화 상태를 유지하여 효율적으로 배출되도록 할 수 있다.

한편 노즐(22)은 가압수 배관(10)에서 흡입구(23)를 지나 디퓨저(24)를 향해 가압수를 고속으로 토출함으로써 이젝터(20) 근방에 있는 슬러지(60)가 노즐(22)로 토출된 가압수와 함께 흡입되도록 하고, 빨려들어온 가압수와 슬러지를 충분히 혼합, 교반시켜 디퓨저(24)를 통해 호퍼(110)로 토출한다.

또한 흡입구(23)는 방사상 방향으로 개방되어 흡입구(23)의 흡입력이 이젝터(20)가 배치된 공간에 전반적으로 고르게 작용하여 슬러지(60)의 흡입작용이 원활하게 이루어지게 된다. 바람직하게는 흡입구(23)의 표면이 미끄러운 재질로 만들어져서 슬러지(60)가 붙지 않도록 할 수 있다.

결과적으로, 슬러지 수집기(70)에 의해 호퍼(110)내에 수집되고 침전된 슬러지(60)가 흡입구(23)로 흡입된 후 디퓨저(24)를 통과함으로써 배출되기에 용이한 공간으로 이동하고 교반될 때, 배출관(30)의 밸브(31)를 개방하면 배출구(40)를 통해 흡입된 유동화된 슬러지를 배출관(30)으로 외부로 배출시킨다.

본 발명은 상세한 설명에 국한되지 않고 아래의 청구범위의 범주 내에서 변형과 변경이 가능함을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 침전슬러지 배출유동화장치의 개략도이다. 도시되었듯이, 도 1은 정수장 또는 하수처리장 침전지의 호퍼를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 침전슬러지 배출유동화장치의 이젝터(20)를 도시한 측면도이다. 본 발명의 이젝터(20)는 가압수 배관(10)과 연결되는 연결부(21), 가압수를 토출하는 노즐(22)과, 슬러지를 흡입하는 흡입구(23), 및 슬러지와 가압수의 혼합물을 토출하는 디퓨저(24)로 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 침전슬러지 배출유동화장치가 배치되는 침전지 호퍼의 평면도이다. 각각의 호퍼에 가압수 배관(10)과 배출관(30)이 연결되고 가압수 배관을 따라 다수의 이젝터(20)가 배치된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 가압수 배관 11: 밸브

20: 이젝터 30: 배출관

31: 밸브 40: 배출구

50: 토끼굴 60: 침전슬러지

70: 슬러지 수집기 100: 침전지

110: 호퍼

Claims (5)

1. 침전지(100)의 바닥에 침전된 슬러지를 슬러지 수집기(70)로 호퍼(110)에 집결하고, 이 호퍼(110)에 모인 슬러지(60)를 배출구(40)로 흡입하여 배출관(30)을 통해 외부로 내보내는 침전슬러지 배출장치에 있어서,

   상기 호퍼(110) 둘레면을 따라 배치되어 가압수를 공급하는 가압수 배관(10)과;

   상기 가압수 배관(10)에 연결된 다수의 이젝터(20);로 이루어져,

   상기 이젝터(20)로 분사된 가압수와 슬러지(60)가 혼합되어 슬러지를 유동화시켜 상기 배출관(30)으로 용이하게 흡입될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출유동화장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이젝터(20)는

   상기 가압수 배관(10)과 유체 연통되는 연결부(21)와;

   상기 연결부(21)로부터 연장되어 가압수를 토출하는 노즐(22);

   상기 노즐(22)의 토출구에 방사상으로 개방되어 상기 노즐(22)로부터 토출된 가압수로 인해 주변 슬러지를 흡입하는 흡입구(23);및

   상기 노즐(22)에서 토출된 상기 가압수와 상기 흡입구(23)로 유입된 슬러지를 흡입, 혼합하여 외부로 토출하는 디퓨저(24);를 갖는 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출유동화장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 호퍼(110)의 둘레면은 스테인레스 강으로 만들어진 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출유동화장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 호퍼(110) 내로 뻗은 가압수 배관(10)은 6개 이상의 이젝터(20)를 구비하고 2열 내지 3열로 배치된 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출유동화장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 디퓨저(24)는 호퍼의 중심부를 향해 또는 호퍼 둘레면에 대해 일정한 각도를 갖고 배치된 것을 특징으로 하는 침전슬러지 배출유동화장치.

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