KR20140026816A

KR20140026816A - 이형 교반날개를 구비하는 침전지

Info

Publication number: KR20140026816A
Application number: KR1020120092491A
Authority: KR
Inventors: 최원기
Original assignee: 주식회사 에스비씨환경건설
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-03-06
Also published as: KR101404065B1

Abstract

본 발명은 이형 교반날개를 구비하는 침전지에 관한 것이다. 이러한 침전지는, 오염수에 포함된 오염물질을 응집시키는 응집조; 상기 응집조를 수용하며, 응집된 오염물질이 침전되는 침전통; 및 상기 응집조 내에 상하 방향으로 회전가능하게 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 제1 교반날개와, 상기 제1 교반날개의 하측에 배치되며 상기 제1 교반날개의 길이보다 작은 길이를 갖는 제2 교반날개를 갖는 교반기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이형 교반날개를 구비하는 침전지{Different Impellers Type Settling Tank(DIST)}

본 발명은 이형 교반날개를 구비하는 침전지에 관한 것으로, 특히 침전통 내에 오염물질이 응집되는 응집조가 구비되고, 상기 응집조 내에 서로 다른 길이를 갖는 교반날개를 구비하여 응집효율을 향상시킬 수 있도록 한 이형 교반날개를 구비하는 침전지에 관한 것이다.

오염물질이 포함된 오염수의 처리를 위해서 오염수에 포함된 오염물질을 자연침강시켜 오염수로부터 제거한다. 일반적으로 오염수의 발생원은 점오염원과 지점오염원으로 구분한다. 점오염원은 오염수의 배출구가 일정한 장소로 특정되는 경우이고, 비점오염원은 오염수의 배출구가 일정하지 않은 경우로 정의한다.

점오염원은 하수처리장, 축산, 분뇨, 폐수, 생활폐수, 산업공장의 폐수처리장, 침출수 등을 예로 들 수 있으며, 비점오염원은 도로, 교량 등의 상부에 쌓인 오염물질, 타이어 등의 미세분진 등을 예로 들 수 있다. 비점오염원은 우천시 우수(雨水)와 함께 하천으로 유입되므로 수질오염의 대표적인 원인이 된다.

상술한 비점오염원은 우수와 함께 배수로를 통해 배출되며, 초기 우수의 경우에 오염물질을 다량으로 함유하고 있으므로, 초기 우수의 경우 정화작업이 대단히 중요하다.

본 발명은 오염수에 포함된 오염물질의 침전효율을 높여 정화작업 효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위해서, 특히 침전통 내에 응집조를 배치하고, 상기 응집조 내에 서로 다른 길이를 갖는 교반날개를 배치하여 응집효율 및 침전효율을 향상시키는 침전지를 제공하고자 한다.

본 발명은 응집조 내에서 오염물질의 응집효율을 향상시킬 수 있도록 한 이형 교반날개를 구비하는 침전지를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 이형 교반날개를 구비하는 침전지는, 오염수에 포함된 오염물질을 응집시키는 응집조; 상기 응집조를 수용하며, 응집된 오염물질이 침전되는 침전통; 및 상기 응집조 내에 상하 방향으로 회전가능하게 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 제1 교반날개와, 상기 제1 교반날개의 하측에 배치되며 상기 제1 교반날개의 길이보다 작은 길이를 갖는 제2 교반날개를 갖는 교반기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 교반날개의 하측에 배치되며, 상기 제2 교반날개의 길이보다 작은 길이를 갖는 제3 교반날개를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 교반날개와 상기 제2 교반날개는 동일한 각속도로 회전하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 오염물질의 응집을 촉진시키는 응집제가 응집제혼합부를 경유하여 상기 응집조에 공급되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 침전통의 하단부는 중심측으로 갈수록 하향 경사진 경사면을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 침전통의 중심측 하단에는 상기 오염물질이 침전되어 모이는 호퍼부가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 일단부가 상기 침전통의 상부에 결합되고 타단부가 상기 응집조 측으로 수평연장되는 수평판과, 상기 수평판의 단부로부터 상측으로 연장되는 수직판이 결합되며, 상기 수평판, 수직판, 및 상기 침전통의 내주면은 상기 침전통의 하부로부터 채워진 상기 오염수가 월류되는 월류부를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 이형 교반날개를 구비하는 침전지는, 응집조 내에서 오염물질의 응집효율을 향상시킴으로써 침전효율을 향상시키는 효과를 제공한다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 침전지의 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이형 교반날개를 구비하는 침전지는, 응집조(10), 침전통(20), 및 교반기(30)를 포함한다.

상기 응집조(10)는 오염수에 포함된 오염물질을 응집시키기 위해 구비된다. 오염수의 발생원은 배출구가 일정한 정소에 특정되는 점오염원과 오염수의 배출구가 특정되지 않는 비점오염원으로 구분할 수 있다. 점오염원은 하수처리장, 축산, 분뇨, 폐수, 생활폐수, 산업공장의 폐수처리장, 침출수 등을 예로 들 수 있으며, 비점오염원은 도로, 교량 등의 상부에 쌓인 오염물질, 타이어 등의 미세분진 등을 예로 들 수 있다. 본 발명 실시예에 따른 침전지는 상술한 점오염원 또는 비점오염원의 처리에 모두 사용될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 응집조(10)로 유입되는 오염수의 응집 처리를 위해서, 상기 응집조(10)에는 응집제 및 응집보조제가 공급된다. 본 실시예에 따르면, 상기 오염수는 상기 응집조(10) 내에서 약 5분 내외의 시간 동안 체류하도록 구현되며, 응집제와 응집보조제, 및 후술할 교반기(30)의 회전속도를 등을 고려하여 최적의 침전효율을 갖는 시간을 설정하여 적용할 수 있다.

상기 응집제는 응집제공급부(40)로부터 공급된다. 상기 응집제는 일반적으로 사용되는 응집제가 사용될 수 있다. 예컨대, 무기전해질로서 소석회(수산화칼슘), 백반, 염화알루미늄, 산화철, 황산철 등이 사용될 수 있으며, 유기고분자화합물로서 녹말류 또는 폴리아크릴아마이드와 같은 유도체를 사용할 수 있다. 상기 응집제에 공지된 것에 의하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.

상기 응집제는 응집제공급부(40)로부터 공급되어 응집제혼합부(50)를 경유하여 응집조(10)로 투입된다. 상기 응집제혼합부(50)는 인라인 믹서(IN-LINE MIXER)가 사용될 수 있다.

인라인 믹서는 일방향으로 연장되는 관 내로 유체를 유입시키고, 상기 관 내에 상기 유체를 분할하는 엘리먼트를 배치하여 난류 유체로 변환시키면서 짧은 거리를 통과하는 유체를 서로 혼합시켜 주는 기기이다. 상기 인라인 믹서는 이미 공지된 것을 사용하므로, 그 구체적인 구성에 관한 설명은 생략한다.

또한, 상기 응집제혼합부(50)로는 일반적으로 사용되는 혼화조가 사용될 수 있다. 상기 일반적인 혼화조라함은 오염수를 저장하는 탱크와 상기 탱크 내에서 응집제와 오염수를 교반하는 임펠라를 설치한 것을 의미한다. 상기 혼화조 역시 공지된 것에 의할 수 있으므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.

상기 응집보조제는 응집제의 성능을 더욱 증대시키기 위해 첨가되는 약품으로써, 응집보조제공급부(60)를 통해 응집조로 제공된다. 응집보조제로서 pH 조정용 알칼리제로는 소석회, 소다회, 가성 소다 등이 사용될 수 있다. 일반적으로 사용되는 무기계로는 벤토나이트, 활성규산, 시멘트 더스트, 플라이애시가 사용될 수 있으며, 유기계로는 양이온성인 폴리아크릴아민, 폴리에틸렌아민이 사용될 수 있으며 음이온성으로는 폴리아크릴산 등이 사용될 수 있다. 상기 응집보조제의 기능 및 종류는 공지된 바와 의하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.

상기 침전통(20)은 상기 응집조(10)를 수용하며, 응집된 오염물질이 침전된다. 즉, 오염수를 응집조(10)로 투입되고, 응집조(10) 내에서 응집제 및 응집보조제와 반응하여 침전통(20)으로 침강되도록 구성된다.

본 실시예에서, 상기 오염수는 상기 침전통(20)에서 25분 내지 45분 정도의 시간 동안 체류하도록 구현된다(환경부 기준은 40분). 침전통(20)에서의 체류시간은, 본 발명에 적용된 제1,2,3 교반날개(32,33,34)의 회전 각속도, 투입되는 응집제 및 응집보조제 등을 고려하여 침전효율을 최적화하는 시간을 설정하여 운행된다.

도1을 참조하면, 본 실시예에 채용된 상기 침전통(20)의 하단부는 중심측으로 갈수록 하향 경사진 경사면(21)을 구비하여, 침강하는 오염물질이 상기 경사면(21)을 따라 하측으로 이동될 수 있도록 한다.

또한, 상기 침전통(20)의 중심측 하단에는 상기 침강된 오염물질이 모이는 호퍼부(22)가 형성된다. 상기 호퍼부(22)에 오염물질이 일정 수준 이상으로 쌓이면 상기 호퍼부(22)에 쌓인 오염물질은 외부로 주기적으로 배출된다.

상기 교반기(30)를 본 발명의 핵심적인 특징을 이루는 구성요소로서, 회전축(31), 제1 교반날개(32), 및 제2 교반날개(33)를 포함한다.

상기 회전축(31)은 상기 응집조(10) 내에 상하 방향으로 회전가능하게 배치된다. 상기 회전축(31)은 그 상단에 연결되는 구동모터(35)에 의해 동력을 전달받아 회전한다.

상기 제1 교반날개(32) 및 제2 교반날개(33)는 상기 회전축(31)에 결합되어 상기 회전축(31)과 함께 회동하여, 상기 오염수에 포함된 오염물질과 응집제 및 응집보조제를 서로 교바하여 플록을 형성하기 위해 구비된 것으로, 본 실시예에 따르면 상기 제1 교반날개(32)는 상기 제2 교반날개(33)의 상측에 형성된다.

특히, 상기 제1 교반날개의 길이(L1)는 상기 제2 교반날개의 길이(L2)보다 길다. 구체적으로, 상기 제1 교반날개의 길이(L1)라 함은 상기 회전축(31)으로부터 상기 제1 교반날개(32)의 일단부까지의 길이로 정의하며, 상기 제2 교반날개의 길이(L2)라 함은 제1 교반날개의 길이(L1)와 동일하게 상기 회전축(31)으로부터 상기 제2 교반날개(33)의 일단부까지의 길이로 정의한다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 교반날개(32)와 상기 제2 교반날개(33)는 동일한 각속도로 회전한다. 즉, 상기 제1 교반날개(32)와 제2 교반날개(33)는 회전축(31)에 결합되어 상기 회전축(31)과 함께 동일하게 회전한다. 따라서, 상기 제1 교반날개(32)의 일단부가 회전하면서 그리는 궤적을 기준으로 한 선속도는 상기 제2 교반날개(33)의 일단부가 회전하면서 그리는 궤적을 기준으로 한 선속도보다 크다. 상기 선속도는 상기 제1 교반날개(32) 또는 제2 교반날개(33)가 회전할 때, 상기 제1,2 교반날개(32,33)의 일단부의 임의의 지점이 원형의 궤적을 따라 이동하게 되며, 상기 임의의 지점이 상기 궤적을 따라 이동하는 속도를 의미한다.

따라서, 제1 교반날개(32)의 최외측 단부는 상기 제2 교반날개(33)의 최외측 단부보다 빨리 회전하게 되므로, 상기 제1 교반날개(32)에 의한 와류가 상기 제2 교반날개(33)에 의한 와류보다 크게 형성되어, 상기 제1 교반날개(32)에 의한 와류가 상기 제2 교반날개(33) 측으로 밀려 응집조(10) 내에서 오염수가 교반되는 효율이 향상된다.

또한, 상기 제1 교반날개(32)에 의해 오염수가 교반되면서 형성된 와류는 하측으로 밀려 내려오면서 상기 제2 교반날개(33)에 의해 형성되는 와류와 혼합되는 것과 아울러, 상기 제2 교반날개(33)와 응집조(10) 내면 사이의 공간으로 유동하여 오염수가 더욱 잘 혼합되도록 작용한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른, 이형 교반날개를 구비한 침전지는 제3 교반날개(34) 및 월류부(90)를 구비한다.

상기 제3 교반날개(34)는 상기 제2 교반날개(33)의 하측에 배치되며, 상기 제3 교반날개의 길이(L3)는 상기 제2 교반날개의 길이(L2) 보다 작게 형성된다. 즉, 상기 제3 교반날개의 길이(L3)는 상기 제1 교반날개의 길이(L1)과 마찬가지로, 상기 회전축(31)으로부터 상기 제3 교반날개(34)의 일단부까지의 길이로 정의된다.

본 실시예에 따르면, 상기 제3 교반날개(34)는 상기 제2 교반날개(33)와 동일한 각속도로 회전한다. 즉, 상기 제3 교반날개(34) 및 제2 교반날개(33)는 상기 회전축(31)에 결합되어, 상기 회전축(31)과 동일한 속도로 회전하게 된다. 결과적으로, 본 실시예에 따르면 상기 제1,2,3 교반날개(32,33,34)는 모두 동일한 각속도로 회전한다.

본 실시예에 따르면, 도1에 도시된 바와 같이 상기 제1,2,3 교반날개(32,33,34)가 상하 방향으로 서로 이격되어 배치되되, 교반날개의 길이가 상측에서 하측으로 갈수록 점진적으로 작아지도록 구성된다.

상기 제3 교반날개의 길이(L3)를 상기 제2 교반날개의 길이(L2)보다 작게 형성함으로써, 상기 제3 교반날개(34)와 제2 교반날개(33)는 상술한 제2 교반날개(33)와 상기 제1 교반날개(32)과 유사하게 상호 작용한다.

구체적으로, 상기 제2 교반날개(33)와 상기 제3 교반날개(34)는 동일한 각속도로 회전하므로, 상기 제2 교반날개(33)의 일단부의 선속도는 상기 제3 교반날개(34)의 일단부의 선속도보다 크다. 상기 선속도는 상기 제2 교반날개(33) 또는 제3 교반날개(34)가 회전할 때, 상기 제2,3 교반날개(33,34)의 일단부의 임의의 지점이 원형의 궤적을 따라 이동하게 되며, 상기 임의의 지점이 상기 궤적을 따라 이동하는 속도를 의미한다.

따라서, 제2 교반날개(33)의 최외측 단부는 상기 제3 교반날개(34)의 최외측 단부보다 빨리 회전하게 되므로, 상기 제2 교반날개(33)에 의한 와류가 상기 제3 교반날개(34)에 의한 와류보다 크게 형성되어, 상기 제2 교반날개(33)에 의한 와류가 상기 제3 교반날개(34) 측으로 밀려 응집조(10) 내에서 오염수가 교반되는 효율이 향상된다.

또한, 상기 제2 교반날개(33)에 의해 오염수가 교반되면서 형성된 와류는 하측으로 밀려 내려오면서 상기 제3 교반날개(34)에 의해 형성되는 와류와 혼합되는 것과 아울러, 상기 제3 교반날개(34)와 응집조(10) 내면 사이의 공간으로 유동하여 오염수가 더욱 잘 혼합되도록 작용한다. 본 발명에 적용된 제1,2,3 교반날개(32,33,34)의 회전 각속도는 투입되는 응집제 및 응집보조제 등을 고려하여 침전효율을 최적화하는 각속도로 설정되어 운전된다.

상기 월류부(90)는 상기 침전통(20)의 상단부에 마련되며, 수평판(91)과 수직판(92)을 포함한다.

상기 수평판(91)은 일단부가 상기 침전통(20)의 상부에 결합되고, 타단부가 상기 응집조(10) 측으로 수평으로 연장되는 판이다. 상기 수직판(92)은 상기 수평판(91)의 단부로부터 상측으로 연장되는 판이다. 상기 수평판(91), 수직판(92), 및 상기 침전통(20)의 내주면은 상기 침전통(20)의 하부로부터 채워져 상승하는 오염수가 넘쳐 모이는 공간을 제공한다.

즉, 오염수가 침전통(20)의 하단으로부터 채워져 상승하고, 상기 수직판(92)을 넘어 상기 월류부(90)에 모이게 된다. 상기 월류부(90)에 모인 오염수는 상기 월류부(90)에 연결된 방류배관(100)을 통해 외부로 방류되거나, 별도의 여과설비로 이동되어 후속처리 될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 이형 교반날개를 구비하는 침전지는, 침전통(20) 내에 응집조(10)를 설치하고, 상기 응집조(10) 내에 이형의 교반날개를 설치하여 응집효율 및 침전효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

즉, 회전축(31)의 상측에서 하측으로 갈수록 교반날개의 길이를 작게 함으로써, 상측에서 큰 와류를 형성하고, 상기 와류가 하측에 영향을 주어 오염수가 응집제 및 응집보조제와 교반되는 효과를 극대화시켜 응집효율을 향상시키고, 궁극적으로 침전효율을 향상시켜 정화효율을 개선하는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.

10... 응집조 20... 침전통
21... 경사면 22... 호퍼부
30... 교반기 31... 회전축
32... 제1 교반날개 33... 제2 교반날개
34... 제3 교반날개 35... 구동모터
40... 응집제공급부 50... 응집제혼합부
60... 응집보조제공급부 90... 월류부
91... 수평판 92... 수직판
100... 방류배관 L1... 제1 교반날개의 길이
L2... 제1 교반날개의 길이 L3... 제1 교반날개의 길이

Claims

오염수에 포함된 오염물질을 응집시키는 응집조(10);
상기 응집조(10)를 수용하며, 응집된 오염물질이 침전되는 침전통(20); 및
상기 응집조(10) 내에 상하 방향으로 회전가능하게 배치되는 회전축(31)과, 상기 회전축(31)에 결합되는 제1 교반날개(32)와, 상기 제1 교반날개(32)의 하측에 배치되며 상기 제1 교반날개의 길이(L1)보다 작은 길이를 갖는 제2 교반날개(33)를 갖는 교반기(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이형 교반날개를 구비하는 침전지.
제1항에 있어서,
상기 제2 교반날개(33)의 하측에 배치되며, 상기 제2 교반날개의 길이(L2)보다 작은 길이를 갖는 제3 교반날개(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이형 교반날개를 구비하는 침전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 교반날개(32)와 상기 제2 교반날개(33)는 동일한 각속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 이형 교반날개를 구비하는 침전지.
제1항에 있어서,
상기 오염물질의 응집을 촉진시키는 응집제가 응집제혼합부(50)를 경유하여 상기 응집조(10)에 공급되는 것을 특징으로 하는 이형 교반날개를 구비하는 침전지.
제1항에 있어서,
상기 침전통(20)의 하단부는 중심측으로 갈수록 하향 경사진 경사면(21)을 구비하는 것을 특징으로 하는 이형 교반날개를 구비하는 침전지.
제1항에 있어서,
상기 침전통(20)의 중심측 하단에는 상기 오염물질이 침전되어 모이는 호퍼부(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 이형 교반날개를 구비하는 침전지.
제1항에 있어서,
일단부가 상기 침전통(20)의 상부에 결합되고 타단부가 상기 응집조(10) 측으로 수평연장되는 수평판(91)과, 상기 수평판(91)의 단부로부터 상측으로 연장되는 수직판(92)이 결합되며, 상기 수평판(91), 수직판(92), 및 상기 침전통(20)의 내주면은 상기 침전통(20)의 하부로부터 채워진 상기 오염수가 월류되는 월류부(90)를 형성하는 것을 특징으로 하는 이형 교반날개를 구비하는 침전지.