KR20180094981A - 폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 펌프장 구조 및 방법 - Google Patents

폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 펌프장 구조 및 방법 Download PDF

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토레 스트란드베리
페르 헤드마르크
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자일럼 아이피 매니지먼트 에스.에이 알.엘.
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Abstract

제 1 양태에 따르면, 본 발명은 폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 펌프장 구조에 관한 것으로, 이 펌프장 구조(1)는 전치-체임버(2), 펌프 섬프(3), 펌프 섬프(3)로부터 전치-체임버(2)로 연장되는 재순환 채널(26), 및 펌프 섬프(3) 내에 배치되어 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하도록 구성된 기체 센서(28)를 포함하고, 본 펌프장 구조는, 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 사전결정된 값을 초과하는 경우, 펌프 섬프(3)로부터 전치-체임버(2)로 재순환 채널(26)을 통해 폐수를 재순환시키도록 구성된다. 제 2 양태에 따르면, 본 발명은 이러한 펌프장 구조 내의 폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 펌프장 구조 및 방법
본 발명은 일반적으로 펌프장 구조, 즉 폐수 이송 시스템의 허브에 관한 것이다. 본 발명은 특히 폐수의 이송 중에 폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 펌프장 구조 및 방법에 관한 것이다.
펌프장 구조는 유입 폐수용 입구 및 출구를 가진 전치-체임버, 및 중력의 영향 하에서 전치-체임버로부터 펌프 섬프(sump)로 폐수가 이송되도록 전치-체임버의 출구와 유체 연통되는 입구 및 유출 폐수용 출구를 가진 펌프 섬프를 포함한다.
지역 주민이 발생시킨 폐수를 더 큰 하수 시스템이나 하수 처리장으로 펌핑해야 하는 장소에 위치된 거주 지역, 특히 인구밀도가 낮은 지역과 관련하여, 하나 이상의 펌프장이 다수의 가정에 연결되어 있다. 이러한 펌프장 설비는 통상적으로 완전히 기능하며, 지역의 주민을 방해하지 않는다.
그러나, 예를 들면, 인구밀도가 낮은 지역에서 소수의 가정에 서비스를 제공하는 펌프장과 관련하여 문제가 발생할 수 있다. 이러한 거주 지역의 구조는 각 가정으로부터 펌프장까지의 긴 배관 및 상대적으로 적은 유량의 폐수를 수반하며, 이것은 오랜 시간 동안 배관 내에 정체하는 폐수 위험을 초래한다. 폐수가 배관 내에 정체되면, 폐수 내에 존재하는 유기 물질의 생물학적 분해 과정으로 인해 배관 내의 가용 산소가 모두 소모된다. 이로 인해 폐수 중의 유기 물질의 추가의 분해는 혐기성이 되고, 즉 산소와의 접촉없이 수소 황화물(H2S) 및 기타 가능한 유해 유체를 생성한다. 수소 황화물은 폐수 중에 용해되어 및/또는 기체로서 폐수에 의해 펌프장으로 운반되어 여러 가지 문제를 일으킨다.
펌프장 설비의 지역 주민에 있어서 큰 문제 중 하나는 수소 황화물이 매우 낮은 농도에서도 가장 불쾌한 냄새를 발생하는 것으로, 이것은 펌프장이 완전히 기밀되어 있지 않으므로 주거 지역 내에 쉽게 퍼지고, 실제로 펌프장은 통상적으로 주변 대기로 방출시킨다. 그러므로 펌프장의 큰 문제는 수소 황화물이 콘크리트 부품 뿐만 아니라 금속 부품도 부식시키는 것이다. 금속 부품의 그룹에는, 예를 들면, 펌프, 전자장치, 센서, 브레이싱 등이 속하고, 콘크리트 부품의 그룹에는, 예를 들면, 펌프 섬프, 하수관 등이 속한다.
게다가, 수소 황화물은 공기 중에 고농도로 존재하는 경우 흡입하기에 매우 유해하다. 수소 황화물은 고농도의 수소 황화물을 함유한 공기를 흡입한 사람의 호흡계를 마비시켜 의식을 잃게 할 수 있다. 이것은 펌프장의 보수점검 및 청소를 수행하는 유지보수 직원에게도 문제가 된다.
위에서 언급한 문제를 해결하기 위한 공지된 방법은, 예를 들면, 폐수에 산소를 함유한 화학물질을 첨가하여 배관 내에서의 체류 시간을 최소로 감소시키는 것이다.
본 발명은 폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 개선된 펌프장 구조 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기본적 목적은 설치가 용이한 그리고 유지보수/관리가 거의 또는 전혀 필요하지 않은 초기에 정의된 유형의 개선된 펌프장 구조, 또는 폐수 설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 펌프장 내에 존재하는 다양한 부품들이 부식에 노출되는 것을 방지하는 펌프장 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 불쾌한 냄새를 방출하지 않는 펌프장 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유해 유체로 인한 부상으로부터 유지보수 직원을 보호하기 위해 펌프 섬프 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량이 사전결정된 한계 미만인 펌프장 구조를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 적어도 상기 기본적 목적은 독립 청구항에서 정의된 특징을 가진 초기에 정의된 펌프장 구조 및 방법에 의해 달성된다. 또한 본 발명의 바람직한 실시형태는 종속 청구항에 정의되어 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 초기에 정의된 유형의 펌프장 구조가 제공되며, 펌프 섬프로부터 전치-체임버로 연장되는 재순환 채널, 및 펌프 섬프 내에 배치되는, 그리고 펌프 섬프 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하도록 구성되는 기체 센서를 더 포함하고, 상기 펌프장 구조는 펌프 섬프 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 사전결정된 값을 초과하는 경우, 펌프 섬프로부터 전치-체임버로 재순환 채널을 통해 폐수를 재순환시키도록 구성된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 이러한 펌프장 구조 내의 유해 유체를 제거하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 펌프 섬프 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하는 단계, 및 펌프 섬프 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 사전결정된 값을 초과하는 경우, 펌프 섬프로부터 전치-체임버로 재순환 채널을 통해 폐수를 재순환시키는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명은 전치-체임버 내에 존재하는 폐수와 공기 체적 사이의 접촉 면적 및 누적 접촉 시간을 증가시킴으로써, 유출 폐수가 펌프장 구조를 벗어나기 전에, 더 많은 양의 유해 유체가 폐수로부터 방출되고, 전치-체임버 내의 산소와 반응하고, 그 후 유출 폐수 내에 무해 유체로서 용해된다는 통찰에 기초한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 펌프 섬프는 펌프 섬프의 출구에 연결되는, 그리고 상기 재순환 채널에 연결되는 하나 이상의 펌프를 포함한다. 이로 인해 펌프 섬프에 설치된 펌프는 전치-체임버에 폐수를 재순환시키기 위해서도 사용된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 전치-체임버는 주변 대기에 대해 기밀하게 밀폐된다.
바람직하게는, 기체 형태의 유해 유체의 함량의 사전결정된 값은 사전결정된 STEL(Short Term Exposure Limit)이다. 이 한계를 초과하면, 작업원은 펌프 섬프 내에서 작업하는 것이 허용되지 않는다.
바람직한 실시형태에서, 펌프장 구조는 전치-체임버 내에 배치된, 그리고 전치-체임버 내의 기체 형태의 수소 황화물의 함량을 측정하도록 구성된 제 2 기체 센서를 포함한다. 이를 통해 유입 폐수 내의 유해 유체의 함량이 증가한다는 조기 신호가 획득될 수 있고, 펌프 섬프 내의 유해 유체의 측정된 함량이 사전결정된 값을 초과하기 전에 재순환이 시작될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 펌프장 구조는 전치-체임버 내의 산소 함량을 증가시키기 위해 펌프 섬프로부터 전치-체임버로 기체를 수송하도록 구성된 기체 펌프를 포함한다.
펌프장 구조는 전치-체임버에 산소를 제공하기 위해 전치-체임버의 저부에 배치되는 확산기 유닛을 포함하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 추가의 장점 및 특징은 다음의 바람직한 실시형태의 상세한 설명 뿐만 아니라 다른 종속 청구항으로부터 쉽게 이해될 것이다.
본 발명의 위에서 언급한 그리고 기타의 특징 및 장점은 다음의 첨부한 도면과 함께 바람직한 실시형태의 상세한 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 바람직한 실시형태에 따른 본 발명의 펌프장 구조의 개략 단면도이다.
일반적으로 본 발명은 특히 종래의 펌프장에 관련하여 폐수의 취급 및 이송에 관한 것이다. 폐수는 특히 가정으로부터 배출되는 폐수를 의미하며, 이 폐수는 특히 유기 물질 형태의 고형물을 포함한다. 폐수라는 용어는 또한 하수 및 산업 폐수 등과 같은 기타 동등한 용어도 포함한다는 것을 알아야 한다.
도 1을 참조하면 전체적으로 1로 표시된 본 발명의 펌프장 구조가 개시되어 있고, 이 펌프장 구조(1)를 통과하는 폐수로부터 유해 유체를 제거하도록 구성된다. 펌프장 구조(1)는 2 개의 주요 유닛, 즉, 전치-체임버(2) 및 펌프 섬프(3)를 포함한다. 전치-체임버(2)는 실제로 프리-스테이션(pre-station) 용기에 의해 구성되고, 펌프 섬프(3)는 실제로 종래의 펌프장 용기에 의해 구성된다.
펌프장 구조(1)의 목적은 유해 유체를 미생물에 의해 전치-체임버(2) 내의 산소와 반응시켜 유입 폐수로부터 유해 유체, 예를 들면, 특히 수소 황화물(H2S)을 제거하기 위한 것이며, 중화된 유해 유체는 폐수 내에 용해되고, 펌프 섬프(3)로 이송되고, 다음에 유출 폐수로서 펌핑에 의해 배출된다. 유해 유체라는 용어는 직접적으로 기체상 또는 액체상의 수소 황화물(H2S)을 포함하며, 기체상 및 액체상은 본 명세서에서 동등한 용어로 취급된다.
전치-체임버(2)는 펌프 섬프(3)와 근접한 관계로 위치되는 것이 바람직하며, 그렇지 않으면 중력의 영향 하에서 일어나는 전치-체임버(2)로부터 펌프 섬프(3)로 폐수의 이송 중에 유해 유체가 다시 한번 발생될 위험이 있다. 그러나, 이 거리는 중화된 유해 유체, 즉, 예를 들면, 황산 및/또는 기타 산화된 황 종으로 변형된 수소 황화물이 폐수 내에 저농도로 확실하게 용해될 수 있도록 충분히 길어야 한다. 전치-체임버(2)와 펌프 섬프(3) 사이의 바람직한 거리(L)는 20 m 이상, 또는 30 m ㅇ상이다. 상기 전치-체임버(2)의 하류, 예를 들면, 상기 펌프 섬프(3)에 존재하는 산소는 특정의 조건 동안에 상류로 전치-체임버(2) 내로 이동할 수 있고, 이를 통해 이하에서 설명하는 바와 같이 전치-체임버(2) 내에 수용된 폐수에 산소를 첨거할 수 있다.
전치-체임버(2)는 폐수를 일시적으로 수용하도록 구성되며, 저부(4), 상기 저부(4)로부터 상방으로 연장되는, 그리고 상연부(6)을 갖는 둘레벽(5)을 포함한다. 전치-체임버(2)는 유입 폐수/액체용 입구(7), 출구(8), 및 탈착가능한 뚜껑(9)을 포함한다. 바람직하게는, 전치-체임버(2)는 주변 대기에 대해 기밀하게 밀폐되고, 즉, 뚜껑(9)는 정상 작동 중에 전치-체임버(2)의 둘레벽(5)의 상연부(6)와 기밀하게 결합된다. 뚜껑(9)은 유해 유체의 수준이 독성 수준일 가능성이 있으므로 정상 작동 중에 잠궈져야 한다. 바람직하게는, 전치-체임버(2)는 유리 섬유, 플라스틱, 또는 기타 이러한 내식성 재료로 제조된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 전치-체임버(2)의 입구(7)는 수직 방향으로 전치-체임버(2)의 출구(8) 위의 수준에 배치된다. 입구(7)는 유입 도관(10)에 연결되도록 되어 있고, 여기서 유입 폐수의 흐름과 유해 유체의 흐름의 혼합물이 전치-체임버(2) 내로 운반되고, 또한 출구(8)는 펌프 섬프(3)로 폐수의 유출을 허용하기 위해 중간 도관(11)에 연결되도록 되어 있다. 전치-체임버(2)에 도착하는 유해 유체는 유입 폐수 내에 용해될 수 있거나, 또는 기체 형태로 존재할 수 있다.
전치-체임버(2)의 입구(7)가 전치-체임버(2)의 출구(8) 위에 위치하므로 이 출구(8)를 통해 폐수는 중간 도돤(11)을 통해 전치-체임버(2)로부터 펌프 섬프(3)로 이송되고, 유입 폐수는 전치-체임버(2)로 진입될 때 비산된다. 폐수가 전치-체임버(2) 내에서 비산되는 경우, 용해된 수소 황화물은 기체 형태로 방출된다.
용해된 유해 유체의 방출을 향상시키기 위해, 바람직하게 전치-체임버(2)는 상기 입구(7)의 직하에 배치된, 그리고 수직 방향으로 상기 출구(8) 위의 수준에 배치된 고정 분배판(12)을 포함한다. 분배판(12)은 유입 폐수를 수취 및 분배하도록 배치된 상면 및 주연부(peripheral edge; 13)를 제공하며, 폐수는 이 주연부를 넘어 유동하도록 되어 있다. 작동 중에 유입되는 폐수의 흐름은 입구(7)를 떠나 분배판(12)의 상면을 향해 유동/비산되고, 그 즉시 이 흐름은 상기 상면의 전체에 분배된다.
폐수가 전치-체임버(2) 내에 진입하는 경우, 기체상 수소 황화물은 입구(7)를 떠나 전치-체임버(2) 내에 수용된 폐수 위에 존재하는 기체 체적 내에 수집된다.
폐수가 분배판(12)의 상면 상으로 유동/비산하여 하강하는 경우, 폐수는 상기 상면의 전체에 분배되고, 그 후 폐수는 분배판(12)의 주연부(13) 상으로, 또한 전치-체임버(2)의 저부(4)를 향해 유동하고, 전치-체임버(2) 내의 폐수와 기체 체적 사이의 접촉 면적/계면이 증가된다. 결국 이로 인해 액체상으로 존재하는 수소 황화물은 폐수 위의 기체 체적 내의 기체상으로 더 용이하게 변태되게 된다.
전치-체임버(2) 내의 폐수 위의 습윤/다습 기체층 내에서 수소 황화물은 미생물에 의해 가용 산소와 반응/산화되어 화학식 H2S + 2O2 -> H2SO4에 따라 황산 및/또는 기타 산화된 황 종으로 변환되고, 여기서 황산은 전치-체임버(2)의 벽(5)에서 응축되고, 하방으로 흘러내려 폐수 내에 용해된다. 따라서, 전치-체임버(2) 내의 폐수 중의 유해 유체의 함량은 감소되는 대신에 폐수는 저농도의 황산(H2SO4) 및/또는 기타 산화된 황 종을 가지며, 이에 따라 허용가능한 수준의 수소 황화물이 얻어진다.
바람직하게는, 분배판(12)은, 도면에 도시된 바와 같이, 전치-체임버(2)의 벽(5)에 연결되며, 이 벽(5)에 대해 일정한 각도로 돌출된다. 도 1에 개시된 바람직한 실시형태에서, 분배판(12)의 상면은 평평하고, 수평면에 대해 경사를 이루고, 이 경사각은 바람직하게는 30 도 내지 60 도이다. 개시되지 않은 대안적인 실시형태에서, 분배판(12)의 주연부는 상향 아치형일 수 있다.
또한, 분배판(12)은 바람직하게는 분배판(12)의 상면에 연결되며, 이 상면에 대해 일정한 각도로 돌출되는 하나 이상의 분배 브래킷(14)을 포함한다. 상기 하나 이상의 분배 브래킷(14)의 목적은 폐수가 분배판(12)의 상면의 전체에 걸쳐 균등하게 분배되도록 더 보장하는 것이다.
도시된 실시형태에서, 파이프 엘보(15)가 분배판(12)의 상면을 향해 유입 폐수를 안내하는 목적으로 입구(7)에 연결되어 배치된다. 이 파이프 엘보(15)는, 도시된 실시형태에서, 하방으로 90 도 꺾여진 파이프 엘보이다. 그러나, 폐수가 출구(7)를 떠나는 경우에 더 큰 분산을 얻기 위해, 그리고 폐수가 분배판(12)의 상면에 충돌하는 경우에 더 큰 비산 효과를 얻기 위해 상기 파이프 엘보를 상방으로 꺾이게 할 수 있다. 파이프 엘보의 존재는 유입 폐수가 가압형 하수 시스템으로부터 유래하는 경우에 바람직하다.
도 1에 개시된 바람직한 실시형태에서, 전치-체임버(2)는 이 전치-체임버(2)의 저부(4)에 배치된 에어레이터(aerator; 16)를 포함한다. 이 에어레이터(16)는 폐수 위의 공기 체적에 산소를 첨가하기 위해 전치-체임버(2) 내의 폐수에 기포를 첨가하기 위해 배치된다. 이 에어레이터(16)는 또한 전치-체임버(2) 내의 폐수를 혼합하여 고형물을 현탁 상태에 유지한다. 이 에어레이터(16)는 전치-체임버(2) 내의 산소의 접근 및 수요에 따라 연속적으로 또는 단속적으로 작동될 수 있다. 도시된 실시형태에서 에어레이터(16)는 다수의 구멍/슬릿을 가진 막을 포함하는 소위 디스크 확산기이고, 압축 공기가 상기 다수의 구멍/슬릿을 강제로 통과하여 공기/가스의 작은 기포를 형성하게 된다. 그러나, 다른 유형의 에어레이터를 사용할 수도 있다는 것이 언급되어야 한다. 바람직하게는, 에어레이터(16)는 폐수가 에어레이터(16)를 덮는 것을 보장하도록 수직 방향으로 출구(8) 아래의 수준에 배치된다.
펌프 섬프(3)는 기본적으로 폐수를 수취하도록, 그리고 폐수 처리장을 향해 폐수를 펌핑하도록 구성된다. 펌프 섬프(3)는 저부(17), 상기 저부(17)로부터 상방으로 연장되는 둘레벽(18), 및 상연부(19)를 포함한다. 펌프 섬프(3)는 입구(20), 유출 폐수용 출구(21), 및 탈착가능한 뚜껑(22)을 포함한다. 바람직하게는, 펌프 섬프(3)는 산소에 자동적으로 접근하기 위해 주변 대기와 통기된다. 바람직하게는, 펌프 섬프(3)는 유리 섬유, 플라스틱, 또는 기타 이러한 내식성 재료로 제조된다.
펌프 섬프(3)의 입구(20)는 전치-체임버(2) 내의 폐수가 중력으로 인해 중간 도관(11)을 통해 전치-체임버(2)로부터 펌프 섬프(3)로 흐르도록 중간 도관(11)을 통해 전치-체임버(2)의 출구(8)와 유체 연통된다. 따라서, 펌프 섬프(3)의 입구(20)는 수직 방향으로 전치-체임버(2)의 출구(8) 아래의 수준에 배치된다. 전치-체임버(2)와 펌프 섬프(3) 사이의 거리(L)가 짧은 경우, 중간 도관(11)의 경사가 급해지므로 공기보다 무거운 기체 형태의 수소 황화물은 중간 도관(11)을 통해 전치-체임버(2)로부터 펌프 섬프(3)로 신속하게 유동한다.
펌프 섬프(3)는 폐수 처리장을 향해 하류 방향으로 펌프 섬프(3)로부터 폐수를 펌핑하기 위한 하나 이상의 펌프(23)를 포함한다. 즉, 상기 하나 이상의 펌프(23)는 펌프 섬프(3)의 출구(21)에 연결된다.
펌프 섬프(3) 내의 폐수 수위가 펌프 섬프(3)의 입구(20) 위에 있는 경우, 기체/공기는 중간 도관(11)을 통해 펌프 섬프(3)로부터 전치-체임버(2)로 자동적으로 흐를 수 없다. 이러한 상황에서, 펌프장 구조(1)는 바람직하게는 펌프 섬프(3)로부터 전치-체임버(2)로 기체/공기를 펌핑하도록 구성된 기체 펌프(24)를 포함한다. 개시된 실시형태에서, 기체 펌프(24)는 공기 호스(25)를 통해 전치-체임버(2)의 에어레이터(16)에 연결되지만, 이 에어레이터(16)는 대기와 같은 다른 소스로부터 공기/산소를 제공받을 수도 있다는 것을 지적해야 한다. 다른 실시형태에 따르면, 공기 호스(25)는 수직 상방으로 출구(8) 위에서 전치-체임버(2)에 연결된다. 바람직하게는, 상기 기체 펌프(24)는 펌프 섬프(3) 내에 위치된다. 그러나, 펌프 섬프(3)의 외부와 같은 다른 위치도 고려될 수 있다는 것을 지적해야 하고, 이러한 설비에서 흡입 호스(미도시)는 펌프 섬프(3)로부터 기체 펌프(24)로 연장된다.
바람직한 실시형태에서, 공기 호스(25)는 전치-체임버(2)로부터 펌프 섬프(3)로 연장되는 케이싱튜브(25a) 내에 배치된다. 케이싱튜브(25a)는 천체 내에 과압이 존재하지 않음을 보장하며, 예를 들면, 펌프 섬프(3) 내의 펌프(23)가, 예를 들면, 정전으로 인해 비활성이고, 전치-체임버(2)에는 폐수가 연속적으로 공급되고 있는 경우, 전치-체임버(2) 내의 기체는 케이싱튜브(25a)를 통해 펌프 섬프(3)로 가압될 수 있다.
본 발명의 펌프장 구조(1)는 펌프 섬프(3)로부터 전치-체임버(2)로 연장되는 재순환 채널(26)을 포함한다. 바람직하게는, 재순환 채널(26)은, 전치-체임버(2)의 입구(7)가 상기 출구(8) 위에 위치되는 것과 동일한 이유로, 수직 방향으로 전치-체임버(2)의 출구(8) 위의 수준에 배치되는 전치-체임버(2) 내의 개구(27)를 갖는다.
게다가, 본 발명의 펌프장 구조(1)는 펌프 섬프(3) 내에 배치되는, 그리고 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하도록 구성되는 기체 센서(28)를 포함한다. 바람직하게는, 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량은 ppm 단위로 측정된다.
펌프장 구조(1)는, 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 사전결정된 값을 초과하는 경우, 재순환 채널(26)을 통해 펌프 섬프(3)로부터 전치-체임버(2)로 폐수를 재순환시키도록 구성된다. 바람직한 실시형태에 따르면, 펌프장 구조(1)는 정상 작동 중에, 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 상기 사전결정된 값을 초과하는 경우, 펌프 섬프(3)의 출구(21)를 폐쇄 상태로 유지하도록, 그리고 재순환 채널(26)을 개방 상태로 유지하도록 구성된다. 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 펌프장 구조(1)는 정상 작동 중에, 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 상기 사전결정된 값보다 작은 경우, 펌프 섬프(3)의 출구(21)를 개방 상태로 유지하도록, 그리고 재순환 채널(26)을 폐쇄 상태로 유지하도록 구성된다.
도 1에 개시된 바람직한 실시형태에 따르면, 재순환 채널(26)은 펌프 섬프(3) 내의 하나 이상의 펌프(23)에 연결된다. 펌프(23)로부터 폐수의 흐름을 제거하기 위해, 펌프 섬프(3)는 폐수를 안내하도록 구성된 제어가능한 밸브(29)를 포함한다. 대안적 실시형태에 따르면, 별개의 펌프(미도시)가 재순환 채널(26)에 연결된다.
펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량의 결정적 임계 한계인 상기 사전결정된 값은 결코 초과되지 않아야 할 절대 노출 한계인 적어도 소위 천정 값이다. 바람직하게는, 사전결정된 값은 소위 STEL(Short Term Exposure Limit)이며, 예를 들면, 일부의 관할지역에서는 15 ppm 또는 10 ppm이다. 대안적 실시형태에서, 사전결정된 값은 소위 TWA(Time Weighted Average) 한계이며, 예를 들면, 일부의 관할지역에서는 10 ppm 또는 5 ppm이다. STEL-한계는 짧은 노출, 예를 들면, 최대 15 분의 노출을 허용하며, 이것은 노출과 노출 사이를 최소 60 분으로 하여 하루에 5 회 이상 반복될 수 없다. TWA-한계는 8 시간/일의 노출 및 최대 40 시간/주의 노출을 허용한다.
조기 경보/신호를 얻기 위해, 펌프장 구조(1)는 전치-체임버(2) 내에 배치되는, 그리고 전치-체임버(2) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하도록 구성되는 제 2 기체 센서(30)를 또한 포함할 수 있다. 이를 통해, 펌프 섬프(3) 내의 임계 한계가 초과되기 전에 재순환이 시작될 수 있다. 다량의 유해 유체를 수송하는 유입 폐수가 도착하면, 전치-체임버(2) 내의 유해 유체의 함량의 값은, 예를 들면, 400-500 ppm까지 신속하게 증가한다.
펌프장 구조(1)는 바람직하게는 외부 제어 유닛(31)을 포함하고, 이것은 펌프(23), 기체 펌프(24), 기체 센서(28), 제어가능한 밸브(29), 제 2 기체 센서(30) 등에 작동가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 실현가능한 변형
본 발명은 주로 설명 및 예시의 목적을 갖는 전술한 실시형태 및 도면에 도시된 실시형태에만 한정되는 것은 아니다. 본 특허 출원은 본 명세서에 설명된 바람직한 실시형태의 모든 조정 및 변형을 포함하고자 하므로 본 발명은 첨부된 청구범위의 문언에 의해 정의되고, 따라서 설비는 첨부된 청구범위 내에서 모든 종류의 방식으로 개조될 수 있다.
도면에 따라 설비가 배향되는 위, 아래, 상부, 하부 등과 같은 용어에 대한 모든 정보는 이들 용어가 적절히 해석될 수 있도록 배향된 도면에 따라 해석/독출되어야 한다. 따라서, 이러한 용어는 도시된 실시형태에서 상호 관련성을 나타낼 뿐이며, 이 관련성은 본 발명의 설비에 다른 구조/설계가 제공되는 경우에 변화될 수 있다.
따라서, 명시적으로 언급되지는 않았으나, 특정 실시형태의 특징이 다른 실시형태의 특징과 조합될 수 있고, 이 조합이 가능한 경우에 이 조합은 명백한 것으로 간주되어야 한다는 것을 또한 지적해야 한다.

Claims (15)

  1. 폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 펌프장 구조(1)로서,
    상기 펌프장 구조는,
    - 유입 폐수용 입구(7) 및 출구(8)를 가진 전치-체임버(2), 및
    - 유출 폐수용 출구(21) 및 입구(20)를 가진 펌프 섬프(3)를 포함하고, 상기 입구(20)는 폐수가 중력의 영향 하에서 상기 전치-체임버(2)로부터 상기 펌프 섬프(3)로 이송되도록 상기 전치-체임버(2)의 출구(8)와 유체 연통되고,
    상기 펌프장 구조는,
    - 상기 펌프 섬프(3)로부터 상기 전치-체임버(2)로 연장되는 재순환 채널(26), 및
    - 상기 펌프 섬프(3) 내에 배치된, 그리고 상기 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하도록 구성된 기체 센서(28)를 더 포함하고,
    상기 펌프장 구조는, 상기 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 사전결정된 값을 초과하는 경우, 상기 펌프 섬프(3)로부터 상기 전치-체임버(2)로 상기 재순환 채널(26)을 통해 폐수를 재순환시키도록 구성되는,
    펌프장 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전치-체임버(2)의 입구(7)는 수직 방향으로 상기 전치-체임버(2)의 출구(8) 위의 수준에 배치되는,
    펌프장 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 재순환 채널(26)은 수직 방향으로 상기 전치-체임버(2)의 출구(8) 위의 수준에 배치되는 상기 전치-체임버(2) 내의 개구(27)를 갖는,
    펌프장 구조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 섬프(3)는 상기 펌프 섬프(3)의 출구(21)에 연결되는, 그리고 상기 재순환 채널(26)에 연결되는 하나 이상의 펌프(23)를 포함하는,
    펌프장 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 펌프장 구조는 정상 작동 중에, 상기 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 상기 사전결정된 값을 초과하는 경우, 상기 펌프 섬프(3)의 출구(21)를 폐쇄 상태로, 그리고 재순환 채널(26)을 개방 상태로 유지하도록 구성되는,
    펌프장 구조.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전치-체임버(2)는 주변 대기에 대해 기밀하게 밀폐되는,
    펌프장 구조.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 섬프(3)의 입구(20)는 수직 방향으로 상기 전치-체임버(2)의 출구(8) 아래의 수준에 배치되는,
    펌프장 구조.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량은 ppm 단위로 측정되는,
    펌프장 구조.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전결정된 값은 사전결정된 STEL(Short Term Exposure Limit)이거나, 또는 상기 사전결정된 값은 사전결정된 TWA(Time Weighted Average) 한계인,
    펌프장 구조.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프장 구조는 상기 전치-체임버(2) 내에 배치된, 그리고 상기 전치-체임버(2) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하도록 구성된 제 2 기체 센서(30)를 포함하는,
    펌프장 구조.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프장 구조는 상기 펌프 섬프(3)로부터 상기 전치-체임버(2)로 기체를 이송하도록 구성된 기체 펌프(24)를 포함하는,
    펌프장 구조.
  12. 제 11 항에 있어서,
    에어레이터(aerator; 16)가 상기 전치-체임버(2)의 저부에 배치되고, 상기 기체 펌프(24)로부터 가압 기체를 공급받도록 구성되는,
    펌프장 구조.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 기체 펌프(24)는 상기 펌프 섬프(3) 내에 위치되는,
    펌프장 구조.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 섬프(3)와 상기 전치-체임버(2) 사이의 거리는 20 m 이상인,
    펌프장 구조.
  15. 유입 폐수용 입구(7) 및 출구(8)를 가진 전치-체임버(2), 및 유출 폐수용 출구(21) 및 입구(20)를 가진 펌프 섬프(3)를 포함하고, 상기 입구(20)는 폐수가 중력의 영향 하에서 상기 전치-체임버(2)로부터 상기 펌프 섬프(3)로 이송되도록 상기 전치-체임버(2)의 출구(8)와 유체 연통되는 펌프장 구조(1) 내의 폐수로부터 유해 유체를 제거하기 위한 방법으로서,
    - 상기 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 함량을 측정하는 단계, 및
    - 상기 펌프 섬프(3) 내의 기체 형태의 유해 유체의 측정된 함량이 사전결정된 값을 초과하는 경우, 상기 펌프 섬프(3)로부터 상기 전치-체임버(2)로 재순환 채널(26)을 통해 폐수를 재순환시키는 단계를 포함하는,
    펌프장 구조 내의 폐수로부터 유해 유체를 제거하는 방법.
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