KR20140145130A - 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐수 처리 탱크 (1) 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치로서, 실질적으로 수평인 바닥 (B) 및 상기 폐수 처리 탱크 (1) 내에 구비되고 프로펠러 샤프트 (3)에 의해서 구동되는 프로펠러 (4)를 갖는 수평 믹서 (2, 3, 4)를 포함하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 흐름을 발생시키는 에너지를 절감하기 위해서, 상기 프로펠러 샤프트 (3)의 축 (A)가 상기 바닥 (B)에 대해서 1 내지 10°의 각도 α로 경사짐으로써 상기 수평 믹서 (2, 3, 4)에 의해서 폐수 (W)의 표면 (O)를 향하는 흐름이 발생된다.

Description

폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치 및 방법 {Arrangement and method for producing a flow in a wastewater treatment tank}
본 발명은 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
전술한 장치 및 방법은, 예를 들어, FR 1 494 983, DE-OS 1 932 640, 또는 DE-OS 2 147 080로부터 공지된 바 있다. 고리형 폐수 처리 탱크 중에서 순환류를 발생시키기 위한 수평 믹서가 제공된다. 상기 수평 믹서는 프로펠러를 포함하며, 이는 프로펠러 샤프트를 통해서 구동된다. 상기 프로펠러 샤프트의 축은 상기 폐수 처리 탱크의 수평 바닥에 평행하게 연장된다. 상기 프로펠러 샤프트는 통상적으로 전기 모터에 의해서 구동된다. 순환류를 발생시키고 유지하기 위해서는 전기 에너지가 요구된다.
US 2008/0053898 A1은 폐수 처리 방법을 개시하고 있다. 이에 따르면, 흐름을 발생시키기 위해서 교반기 (agitator)가 제공되며, 이 경우 프로펠러 샤프트의 축은 폐수 처리 탱크의 바닥에 대해서 경사져있다. 축의 경사 방향은 상기 교반기에 의해서 발생되는 흐름 방향과 일치한다. 이 경우, 상기 프로펠러 샤프트의 축은 상기 바닥에 대해서 대략 45°의 각도로 경사져있다. 상기 프로펠러는 흐름을 발생시키는 바, 상기 흐름의 방향 또한 상기 바닥에 대해서 대략 45°의 각도로 경사져있다. 공지된 교반기가 부유 장치 (floatation device) 상에 고정되어 있다. 상기 교반기는 폐수 표면의 근방에 위치하고, 상기 폐수 내로 산소를 도입하기 위해서 사용된다.
본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 절감된 에너지 비용으로 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 첨부된 특허청구범위 제1항 및 제6항의 특징들에 의해서 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 특허청구범위 제2항 내지 제5항 및 제7항 내지 제10항의 특징들로부터 명확히 파악될 수 있다.
본 발명에 따르면, 프로펠러 샤프트의 축은 바닥에 대해서 1 내지 10°의 각도로 경사지며, 수평 믹서에 의해서 폐수 표면을 향하는 흐름이 발생될 수 있다.
따라서, 종래기술과는 대조적으로, 본 발명에 따르면 흐름 방향이 바닥을 향하지 않고, 1 내지 10°의 플랫 각도 (flat angle)로 폐수 표면을 향하는 흐름을 발생시키는 수평 믹서가 제공된다. 이러한 간편하면서도 비용효율적인 방법에 의해서, 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키고 유지하는데 요구되는 에너지를 10%까지 절감하는 것이 가능하다.
본 발명의 유리한 구현예에 따르면, 상기 각도는 2 내지 8°, 바람직하게는 3 내지 5°이다. 특히, 3 내지 5°의 각도를 사용하게 되면, 특히 더 많은 에너지를 절약하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 폐수 처리 탱크는 순환조 (circulation basin)이며, 상기 수평 믹서가 순환류를 발생시킨다. 순환조는 원주형 채널 (circumferential channel)을 포함한다. 상기 수평 믹서는 상기 폐수 처리 탱크의 바닥 상에 지지될 수 있다. 그러나, 상기 수평 믹서는 폐수 처리 탱크 또는 채널 상에 연장되는 다리 등에 매달리도록 탑재될 수도 있다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 폐수를 통기하기 위한 통기 장치가 바닥 상에 제공된다. 이는 통상적인 플레이트형 통기 장치, 천공 호스 (perforated hoses) 등을 포함할 수 있다. 상기 통기 장치는 바람직하게는 수평 믹서의 하류에 제공된다. 이에 의해서, 폐수와 상기 통기 장치에 의해서 도입된 공기를 특히 격렬하게 혼합하는 것이 가능하다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 수평 믹서는 프로펠러 샤프트의 축이 바닥에 대해서 1 내지 10°의 각도를 이루어 경사지도록 배열됨으로써, 상기 수평 믹서에 의해서 폐수 표면을 향하는 흐름이 발생된다.
본 발명의 방법 및 그 바람직한 구현예들에 의해서 얻어질 수 있는 장점들과 관련해서는, 전술한 본 발명의 장치에 대한 구현예들을 참조할 수 있다. 동일한 장점들이 본 발명에 따른 방법에 의해서 얻어질 수 있다. 또한, 본 발명의 장치에 대해서 서술된 유리한 구현예들은 본 발명에 따른 방법에 대해서도 유사하게 적용된다.
본 발명의 방법에 따르면, 통상적인 수평 믹서들이 특히 용이하게 새로 장착됨으로써 (retrofitted), 따라서 폐수 처리 탱크 중의 흐름을 발생시키기 위한 에너지가 절감된다. 예를 들어, 폐수 처리 탱크의 바닥 상에 지지된 수평 믹서는 웨지 (wedges) 또는 다른 적당한 지지 수단을 상기 수평 믹서 밑에 위치시킴으로써 기울여질 수 있으며, 이에 의해서 프로펠러 샤프트의 축이 바닥에 대해서 1 내지 10°의 각도로 경사지게 되고, 따라서 폐수 표면을 향하는 방향으로 흐름을 발생시키는 것이 가능해진다. 매달린 수평 믹서의 프로펠러 샤프트의 축 또한 본 발명에 따라서 경사질 수 있으며, 이에 의해서 바닥으로부터 폐수의 표면을 향하여 흐름이 발생된다.
본 발명의 또 다른 유리한 구현예에 따르면, 본 발명에 따라서 배열된 수평 믹서는 0.25 내지 0.40 m/s, 바람직하게는 0.27 내지 0.37 m/s의 속도를 갖는 순환류를 발생시킨다.
본 발명의 예시적인 구현예들은 하기 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명되며:
도 1은 폐수 처리 탱크의 평면도를 도시한 것이고,
도 2는 제1 장치의 개략적인 측면도를 도시한 것이고,
도 3은 제2 장치의 개략도를 도시한 것이고,
도 4는 종래 통상적인 장치와 본 발명에 따른 장치의, 유속에 대한 출력 밀도 (power density)를 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 폐수 처리 탱크 1의 평면도를 도시한 것이다. 이는 원주형 채널로 형성된 순환조 (circulation basin)이다. 모터 2를 구비한 수평 믹서가 상기 폐수 처리 탱크 1 내에 제공되며, 프로펠러 4가 탑재된 프로펠러 샤프트 3이 상기 수평 믹서로부터 연장된다. 통기 장치 (aeration device) 5가 상기 수평 믹서의 하류 쪽에 제공된다.
도 2는 폐수 처리 탱크 1 내에서 흐름을 발생시키기 위한 제1 장치에 대한 개략적인 측면도이다. 폐수 처리 탱크 1은 실질적으로 수평인 바닥 B를 갖는다. 프로펠러 샤프트 3의 축은 부호 A로 표시되어 있다. 점선 L은 바닥 B에 평행하게 연장되는 선이다. 점선 L은 축 A와, 예를 들어 4°인 각 α를 형성한다. 화살표 P는 수평 믹서에 의해서 발생된 흐름의 흐름 방향을 나타낸다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 흐름 방향 P는 폐수 처리 탱크 1 내에 수용된 폐수 W의 표면 O를 향한다. 축 A는 흐름 방향 P의 반대 방향으로 경사져서, 바닥 B를 향한 방향으로 각 α를 이룬다.
도 3에 도시된 또 다른 장치에서, 모터 2는 프로펠러 4의 하류 쪽에 배치된다. 즉, 이 경우, 모터 2를 향하는 방향으로 흐름 방향 P를 갖는 흐름을 발생시키도록 프로펠러 4가 형성 및 구동된다. 이 경우에도, 프로펠러 샤프트 3의 축 A는 바닥 B에 대해서 각 α로 경사져있다. 축 A의 경사는 흐름 방향 P와는 반대 방향인 바닥 B 방향으로 연장된다.
도 4에는, 종래 통상적인 수평 믹서의 출력 밀도 (원형으로 표시) 및 본 발명에 따른 수평 믹서의 출력 밀도 (삼각형으로 표시)가, 각 경우에 발생되는 흐름 속도에 대해서 표시되어 있다. 바람직하게는, 폐수 처리 탱크, 특히 순환조에서는 0.30 내지 0.35 m/s의 흐름 속도가 발생된다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 축 A를 대략 4°의 각도 α로 경사지우는 경우, 0.30 내지 0.35 m/s 범위의 흐름 속도를 발생시키기 위한 출력 밀도는 대략 10% 감소한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법에 따를 경우 종래 통상적인 장치 또는 방법에 비해서 10%의 에너지 절약이 달성될 수 있다.
1 폐수 처리 탱크
2 모터
3 프로펠러 샤프트
4 프로펠러
5 통기 장치
A 축
B 바닥
L 선
O 표면
P 흐름 방향
W 폐수
α 각도

Claims (10)

  1. 폐수 처리 탱크 (1) 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치로서, 실질적으로 수평인 바닥 (B) 및 상기 폐수 처리 탱크 (1) 내에 구비되고 프로펠러 샤프트 (3)에 의해서 구동되는 프로펠러 (4)를 갖는 수평 믹서 (2, 3, 4)를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 프로펠러 샤프트 (3)의 축 (A)가 상기 바닥 (B)에 대해서 1 내지 10°의 각도 α로 경사짐으로써 상기 수평 믹서 (2, 3, 4)에 의해서 폐수 (W)의 표면 (O)를 향하는 흐름이 발생될 수 있는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각도 α는 2 내지 8°, 바람직하게는 3 내지 5°인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폐수 처리 탱크 (1)은 순환조이며, 상기 수평 믹서 (2, 3, 4)에 의해서 순환 흐름이 발생되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바닥 (B) 상에 상기 폐수 (W)를 통기하기 위한 통기 장치 (5)가 구비되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기 장치 (5)가 상기 수평 믹서 (2, 3, 4)의 하류에 구비되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 장치.
  6. 실질적으로 수평인 바닥 (B) 및 폐수 처리 탱크 (1) 내에 구비되고 프로펠러 샤프트 (3)에 의해서 구동되는 프로펠러 (4)를 갖는 수평 믹서 (2, 3, 4)를 포함하는 폐수 처리 탱크 (1) 내에서 흐름을 발생시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 프로펠러 샤프트 (3)의 축 (A)가 상기 바닥 (B)에 대해서 1 내지 10°의 각도로 경사짐으로써 상기 수평 믹서 (2, 3, 4)에 의해서 폐수 (W)의 표면 (O)를 향하는 흐름이 발생될 수 있도록 상기 수평 믹서 (2, 3, 4)를 배치하는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 각도 α는 2 내지 8°, 바람직하게는 3 내지 5°인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 폐수 처리 탱크 (1)은 순환조이며, 상기 수평 믹서 (2, 3, 4)에 의해서 순환 흐름이 발생되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 0.25 내지 0.40 m/s, 바람직하게는 0.27 내지 0.37 m/s의 속도를 갖는 순환류가 발생되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐수 (W)가 상기 바닥 (B) 상에 구비된 통기 장치 (5)에 의해서 통기되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 탱크 내에서 흐름을 발생시키기 위한 방법.
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