KR20210058356A - Water treatment apparatus for purifing waste water using micro-bubbles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세기포를 이용하여 상수, 중수, 하수, 오폐수 등의 처리대상수 중의 이물질을 부상시켜 제거함과 동시에 다단의 여과기를 이용하여 처리대상수 중에 포함된 각종 유해물질을 제거하여 용존산소량을 증가시키며 처리대상수를 효과적으로 정화할 수 있는 수처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment apparatus, and more particularly, by using fine bubbles to float and remove foreign substances in water to be treated, such as water, heavy water, sewage, and wastewater, and at the same time, contained in the water to be treated using a multi-stage filter. It relates to a water treatment device capable of effectively purifying water to be treated while increasing the amount of dissolved oxygen by removing various harmful substances.
일반적으로 다양한 원리와 구조의 수처리장치가 처리하고자 하는 수질의 성질에 따라 개발되어 왔고, 물리적인 방법과 화학적인 방법 또는 물리 화학적인 방법을 병용한 수처리방법과 장치가 제공되어 왔으며, 그 처리방법중의 한 방법으로 불순물을 수면 아래에 침전시켜 수거하는 침전법과 수면 위로 부상시켜서 수거하는 부상법(Flotation)이 있다.In general, water treatment devices of various principles and structures have been developed according to the nature of the water to be treated, and water treatment methods and devices that combine physical and chemical methods or physical and chemical methods have been provided. There are two types of methods: sedimentation, in which impurities are collected by sedimentation under the surface of the water, and flotation, in which impurities are collected by floating above the water surface.
침전법은 원수에 섞여져 있는 각종 불순물을 약품 또는 물리적 방법으로 침전시켜서 이 침전된 불순물을 제거하는 방법을 주로 사용하여 왔으나 폐수처리에 사용되는 화학약품 등으로 인하여 고가의 비용이 소모되고, 유입수가 완전하게 처리되지않는 단점이 있으며 인체에 무해하도록 처리하기까지 긴 공정과 많은 공정이 소모되는 단점이 있었다.The precipitation method has mainly used a method of removing the precipitated impurities by precipitating various impurities mixed in raw water with a chemical or physical method, but expensive costs are consumed due to chemicals used for wastewater treatment. There is a drawback of not being completely treated, and there is a drawback that a long process and many processes are consumed until treatment is harmless to the human body.
또한, 종래의 부상법에 의한 수처리장치는 유입수에 약품을 첨가하는 혼합조를 거치고 공기와 유입수를 가압펌프로 가압하여 가압탱크에 저장하고 이 가압된 유입수를 대기압 상태에 있는 수처리조인 부상조로 공급하면 가압된 유입수가 대기압 상태의 수처리조의 유입수에서 기포를 발생시키게 되고 이 기포가 유입수 속의 불순물을 포집하고 기포의 부력에 의하여 불순물을 부상시켜서 수면에 부상된 불순물을 제거장치인 스킴 스키머로 제거하였다.In addition, the conventional water treatment apparatus according to the flotation method passes through a mixing tank for adding chemicals to the influent, pressurizes air and influent water with a pressure pump, stores it in a pressure tank, and supplies the pressurized influent water to a floating tank, which is a water treatment tank at atmospheric pressure. The pressurized influent water generates bubbles in the inflow water of the water treatment tank at atmospheric pressure, and these bubbles collect impurities in the inflow water and float the impurities by the buoyancy of the bubbles, and the impurities floating on the water surface were removed with a skim skimmer, which is a device for removing impurities.
하지만, 종래의 부상법에 의한 수처리장치는 기포의 부력만으로 이물질을 부상시키므로 비중이 큰 고상의 이물질을 제거하기 어렵다는 한계가 있다. 또한, 종래의 수처리장치는 유입수 중으로 공기를 직접 주입하여 기포를 발생시키는 방식이므로 기포의 사이즈가 미세화시킬 수 없다는 문제점이 있었다. 기포의 사이즈가 클수록 유입수 중에 체류하는 시간이 짧으므로 불순물을 포집하는 능력이 크게 저하될 수밖에 없다.However, the conventional water treatment apparatus according to the flotation method has a limitation in that it is difficult to remove the solid foreign matter having a large specific gravity because it floats the foreign matter only by the buoyancy of the bubbles. In addition, since the conventional water treatment apparatus generates bubbles by directly injecting air into the inflow water, there is a problem that the size of the bubbles cannot be miniaturized. The larger the bubble size, the shorter the residence time in the influent water, so the ability to trap impurities inevitably decreases.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 기포에 의해 처리대상수 중의 이물질을 제거하기 전에 처리대상수에 함유된 비교적 비중이 큰 고상의 이물질을 먼저 분리시켜 수처리 효율을 향상시킬 수 있는 수처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was created to improve the above problems, and water treatment capable of improving water treatment efficiency by first separating solid foreign substances with a relatively high specific gravity contained in the water to be treated before removing foreign substances in the water to be treated by bubbles. Its purpose is to provide a device.
본 발명의 다른 목적은 처리대상수에 공기를 주입하여 처리대상수 중에 기포를 발생시키는 방식이 아니라 미세한 기포가 생성된 기포수를 처리대상수에 혼합함으로써 미세한 기포의 생성률을 높여 체류시간을 증대시킴으로써 미세 기포에 의해 불순물을 부상시켜 효과적으로 제거할 수 있는 수처리 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is not to inject air into the water to be treated to generate bubbles in the water to be treated, but to increase the residence time by increasing the rate of generation of fine bubbles by mixing the bubble water in which fine bubbles are generated into the water to be treated. It is to provide a water treatment device capable of effectively removing impurities by floating impurities by fine bubbles.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수처리 장치는 공급라인을 통해 공급되는 처리 대상수에 나선형의 선회류를 발생시켜 비중의 차이에 의해 이물질을 전처리 여과하는 제 1여과기와; 상기 제 1여과기에서 전처리된 처리대상수가 내부로 유입되는 통형의 부상조와; 상기 부상조에 유입된 처리대상수 중의 이물질을 수면으로 부상시키기 위해 상기 부상조와 연결되어 상기 부상조의 내부로 기포수를 공급하는 기포수공급수단과; 상기 부상조에서 유출되는 처리대상수를 여과재에 의해 이물질을 여과하는 제 2여과기와; 상기 제 2여과기에서 여과된 처리대상수를 여과막에 의해 잔존 이물질 및 미생물을 여과하는 제 3여과기;를 구비하고, 상기 기포수공급수단은 내부에 물이 저장된 물저장탱크와, 상기 물저장탱크와 제 1연결관으로 연결되어 상기 물저장탱크에 저장된 물을 흡입하여 제 2연결관으로 토출시키는 펌프와, 상기 제 1연결관에 설치되어 기체가 흡입되는 흡기관과, 상기 제2연결관과 연결되어 상기 펌프로부터 토출되는 기포수를 설정된 압력으로 저장하는 압력쳄버와, 상기 압력쳄버와 제 3연결관으로 연결된 벤츄리부재가 상부에 설치되어 기포수가 하방으로 분사되는 혼합조와, 상기 벤츄리부재에 설치되어 상기 교축유로와 연통되는 노즐과, 상기 노즐과 일단이 연결되고 타단은 상기 혼합조의 내부로 노출되어 상기 혼합조로 유입된 기포수로부터 분리된 기체가 상기 교축유로로 흡입되는 기체리턴관과, 상기 혼합조와 제 4연결관으로 연결되며 상기 혼합조로부터 유출되는 기포수를 분쇄하여 상기 부상조로 유입시키는 분쇄부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The water treatment apparatus of the present invention for achieving the above object comprises: a first filter for pre-filtering foreign substances by a difference in specific gravity by generating a helical swirling flow in the water to be treated supplied through a supply line; A cylindrical floating tank through which the water to be treated pretreated in the first filter flows into the interior; A bubble water supply means connected to the floating tank to supply the bubble water into the floating tank in order to float foreign substances in the water to be treated flowing into the floating tank to the surface of the floating tank; A second filter for filtering foreign matters through a filter medium for the water to be treated flowing out of the flotation tank; And a third filter for filtering residual foreign matter and microorganisms through a filtration membrane for the water to be treated filtered by the second filter, wherein the bubble water supply means includes a water storage tank in which water is stored, the water storage tank, and A pump connected to a first connection pipe to suck water stored in the water storage tank and discharge it to a second connection pipe, an intake pipe installed in the first connection pipe to suck gas, and connected to the second connection pipe A pressure chamber for storing the number of bubbles discharged from the pump at a set pressure, and a venturi member connected to the pressure chamber and a third connecting pipe are installed on the upper side, and a mixing tank in which the bubble water is injected downward, and the venturi member are installed. A nozzle in communication with the throttling flow path, a gas return pipe having one end connected to the nozzle and the other end exposed to the interior of the mixing tank so that the gas separated from the bubble water introduced into the mixing tank is sucked into the throttling flow path, and the mixing It is characterized in that it comprises a pulverizing unit connected to the tank and the fourth connecting pipe to pulverize the bubble water flowing out of the mixing tank to flow into the floating tank.
상기 제 1여과기는 내부에 일정한 크기의 공간을 가지는 원통형의 본체와, 상기 본체의 측면에 형성되어 상기 공급라인을 통해 이송되는 처리대상수가 상기 본체의 내측 벽면을 따라 유입되도록 유도하는 유도관과, 상기 유도관을 통해 유입된 처리대상수가 선회류를 형성하도록 상기 본체의 내주면을 따라 나선형으로 형성된 안내깃과, 상기 본체의 하부에 형성되어 비중의 차이에 의해 처리대상수 중의 이물질이 침전되는 침전부와, 상기 침전부에 침전된 침전물을 외부로 배출하기 위해 상기 본체의 바닥에 연결되는 침전물 배출관과, 상기 안내깃과 상기 침전부 사이에 형성되어 상기 침전부에 침전된 침전물이 부상하는 것을 방지하도록 중앙에 관통공이 형성된 원추형의 침전물부상방지 격벽과, 상기 안내깃의 상방에 설치되어 중앙에 형성된 유통공을 통해 처리대상수를 상기 본체의 상부로 유통시키는 차단격벽과, 상기 차단격벽의 유통공에 설치되어 유입되는 처리대상수를 여과시키는 원통형의 필터망과, 상기 필터망에서 여과된 처리대상수가 외부로 배출되도록 상기 본체의 상부에 형성된 유출관과, 상기 필터망을 역세척하기 위해 본체의 상부와 연결되어 세척수가 공급되는 세척수공급관을 구비하며, 상기 분쇄부는 상기 처리대상수가 유입되는 입구가 마련되며 상기 입구에서 멀어질수록 점진적으로 내경이 커지는 원추형의 내부공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내주면과 이격되도록 상기 하우징의 내부 공간에 설치되며 상기 하우징의 입구를 통과한 기포수와 충돌하는 원추형의 충돌체와, 상기 충돌체의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 기포수에 와류를 형성시키는 와류형성날개와, 상기 충돌체를 회전시키기 위해 상기 하우징의 후단에 설치되어 상기 충돌체를 회전시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The first filter includes a cylindrical body having a space of a predetermined size therein, and an induction tube formed on a side of the body to guide water to be treated to be transferred through the supply line to be introduced along an inner wall surface of the body, A guide blade formed in a spiral shape along the inner circumferential surface of the main body to form a swirling flow of the treated water introduced through the guide pipe, and a settling part in which foreign substances in the treated water are precipitated due to a difference in specific gravity And, a sediment discharge pipe connected to the bottom of the main body to discharge the sediment deposited in the sediment to the outside, and to prevent the sediment deposited in the sediment from floating between the guide blade and the sedimentation unit. A conical sediment injury-preventing bulkhead having a through hole in the center, a blocking bulkhead installed above the guide blade to circulate the water to be treated to the upper portion of the main body through a circulation hole formed in the center, and a distribution hole of the blocking bulkhead. A cylindrical filter net installed to filter the incoming treatment water, an outlet pipe formed on the upper part of the main body so that the treatment subject water filtered by the filter net is discharged to the outside, and the upper part of the main body for backwashing the filter net. And a washing water supply pipe connected with the washing water to be supplied, and the pulverization unit has an inlet through which the water to be treated flows in, and a conical inner space gradually increasing as the inner diameter increases as the distance from the inlet is formed, and an inner peripheral surface of the housing A conical collider that is installed in the inner space of the housing so as to be spaced apart from and collides with the number of bubbles passing through the inlet of the housing, and a vortex forming blade formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the colliding body to form a vortex in the number of bubbles. And a driving part installed at the rear end of the housing to rotate the collider to rotate the collider.
상술한 바와 같이 본 발명의 수처리 장치에 의하면 원심분리식 제 1여과기에서 처리대상수에 함유된 비교적 비중이 큰 고상물질 및 부피가 큰 이물질을 1차적으로 제거한 후 부상조에서 이물질을 제거함으로써 전체 수처리 시스템의 효율 증대를 가져온다.As described above, according to the water treatment apparatus of the present invention, the entire water treatment by removing the foreign substances from the flotation tank after first removing the solid substances and bulky substances with relatively high specific gravity and bulky foreign substances contained in the water to be treated in the first centrifugal filter. It leads to an increase in the efficiency of the system.
또한, 처리대상수에 공기를 주입하여 처리대상수 중에 기포를 발생시키는 방식이 아니라 미세한 기포가 생성된 기포수를 처리대상수에 혼합하는 방식을 채택함으로써 기포수 공급수단에서 미세화된 기포를 갖는 기포수를 처리대상수와 접촉시키므로 미세한 기포에 의한 이물질의 포집효과를 크게 향상시킬 수 있다.In addition, bubbles with fine bubbles in the bubble water supply means are adopted by adopting a method of mixing the bubble water with fine bubbles generated in the water to be treated, not the method of injecting air into the water to be treated to generate bubbles in the water to be treated. Since the water is brought into contact with the water to be treated, the effect of collecting foreign substances due to fine bubbles can be greatly improved.
또한, 처리대상수의 수질에 따라 적절한 여과재를 이용하여 부상조를 거친 처리대상수를 다단으로 설치된 여과기에 의해 원수 중에 함유된 잔존 이물질 및 각종 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, it is possible to effectively remove residual foreign substances and various harmful substances contained in raw water by a filter installed in multiple stages of the water to be treated through the floating tank using an appropriate filter medium according to the water quality of the water to be treated.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 도 1에 적용된 제 1여과기를 나타내는 일부 절개 사시도이고,
도 3은 도 1에 적용된 혼합조를 나타내는 일부 절개 사시도이고,
도 4는 도 1에 적용된 분쇄부를 나타내는 일부 절개 사시도이다.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a partially cut-away perspective view showing the first filter applied to FIG. 1,
3 is a partially cut-away perspective view showing the mixing tank applied to FIG. 1,
FIG. 4 is a partially cut-away perspective view showing the pulverization part applied to FIG. 1.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수처리 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 적용된 제 1여과기를 나타내는 일부 절개 사시도이고, 도 3은 도 1에 적용된 혼합조를 나타내는 일부 절개 사시도이고, 도 4는 도 1에 적용된 분쇄부를 나타내는 일부 절개 사시도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially cut-away perspective view showing a first filter applied to FIG. 1, and FIG. 3 is a mixing tank applied to FIG. It is a partially cut-away perspective view, and FIG. 4 is a partially cut-away perspective view showing a pulverized part applied to FIG. 1.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치는 크게 제 1여과기(100)와, 부상조(60)와, 기포수공급수단(10)과, 제 2여과기(70)와, 제 3여과기(80)를 구비한다.1 to 4, the water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is largely a
먼저, 제 1여과기(100)는 부상조(60)에서 기포에 의해 이물질을 제거하기 전에 처리대상수에 포함된 비중이 큰 고상의 이물질 및 부피가 큰 부유물질 등을 제거하기 위한 것으로, 원심분리 방식에 의한 전처리용 여과기이다.First, the
제 1여과기(100)는 원통형의 본체(110)의 내부로 유입되는 처리대상수 자체의 운동에너지와 안내깃(130)에 의해 선회류를 형성하여 처리대상수보다 비중이 큰 이물질은 하부로 침전시키고 처리대상수보다 비중이 작아 처리대상수와 함께 상승하는 부유물질은 여과망(120)에 의해 제거시킴으로써 처리대상수를 1차적으로 여과한다. 처리대상수로는 상수, 중수, 하수, 오폐수 등이 적용된다.The
본 발명의 일실시 예에 적용되는 제 1여과기(100)를 더욱 구체적으로 설명한다. 내부에 일정한 크기의 공간을 가져 처리대상수가 채워지는 원통형의 본체(110)가 마련된다. 그리고 본체(110)의 중간 높이에 형성된 유도관(115)은 처리대상수가 공급되는 공급라인(6)과 연결된다. 유도관(115)은 공급라인(6) 상에 설치된 펌프(미도시)를 통해 본체(110)의 내부로 처리대상수가 유입되도록 한다. 이 경우 본체(110)의 내부로 유입되는 처리대상수가 본체(110)의 내측 벽면을 따라 유입되도록 유도관(115)이 연결된 유입구는 본체(110)에 비스듬하게 관통되도록 형성된다. 상기의 유입구 구조와 함께 유입되는 처리대상수의 운동에너지는 처리대상수가 본체(110)의 내부에서 선회류를 형성할 수 있도록 유도한다.The
본체(110)의 내부로 유입된 처리대상수는 안내깃(130)에 의해 선회류를 형성한다. 안내깃(130)은 본체(110)의 내부에 나선형으로 형성된다. 안내깃(130)은 본체(110)의 내부의 중간영역에서 설치된다. 안내깃(130)은 유입구에서부터 시작되어 나선형을 그리면서 하방의 일정 위치까지 형성된다. 안내깃(130)은 처리대상수가 충분히 선회류를 형성할 수 있도록 본체(110)의 내부에서 2회전 내지 3회전 이상으로 선회하도록 형성된다.The water to be treated flowing into the
상기의 안내깃(130)에 의해 유도관(115)을 통해 유입되는 처리대상수가 본체(110)의 벽면을 따라 나선형으로 회전하면서 하방으로 이동하게 된다. 이때 처리대상수보다 비중이 더 큰 이물질은 본체(110)의 하부에 마련된 침전부(155)로 침전되는 것이다.The water to be treated flowing through the
침전부(155)의 상부에는 침전유도판(140)과 원뿔형의 침전물 부상방지 격벽(150)이 일정한 간격으로 설치된다. 침전유도판(140)은 일측이 본체(110)의 벽면을 따라 연결되고 타측은 본체(110)의 내부 중앙에 위치하는 다수개의 판으로 형성된다. 이 경우 침전유도판(140)은 물의 회전방향을 따라 경사지게 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 안내깃(130)을 따라 선회하는 처리대상수는 하강하면서 침전유도판(140)을 따라 흘러간다. 그리고 침전유도판(140)의 상단을 넘어가면서 비중이 처리대상수보다 큰 이물질은 다수의 침전유도판(140)의 사이를 통해 하방으로 침전된다. 이 경우 경사진 침전유도판(140)은 물의 유속을 줄임과 동시에 침전물 부상방지격벽(150)에 쌓이는 침전물이 상승하여 부유하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.A
침전물 부상방지격벽(150)은 침전유도판(140)의 하방에 위치하며 원추형의 형상을 가진다. 침전물 부상방지격벽(150)의 중앙에는 침전유도판(140)에서 침전되는 이물질이 침전부(155)로 이동할 수 있도록 중앙에 관통공(153)이 형성된다. 원추형의 형상을 가지는 침전물 부상방지격벽(150)은 침전유도판(140)에서 침전되는 이물질이 관통공(153)으로 용이하게 유입되도록 가이드 기능을 한다.The
침전부(155)는 상부에 위치한 침전물 부상방지격벽(150)에 의해 와류가 발생하지않고 물의 흐름이 거의 정지된다. 따라서 침전부(155)의 바닥으로 침전되는 침전물은 침전물 부상방지격벽(150)에 의해 본체(110)의 상부로 부상되는 것을 방지한다.The
그리고 본체(110)의 하부에는 침전부(155)의 바닥으로 관통되어 연결되는 침전물배출관(160)이 설치된다. 침전물 배출관(160)은 침전부(155)의 바닥에 쌓인 침전물을 외부로 배출하기 위한 것이다. 바람직하게는 침전부(155)의 바닥은 상부가 넓고 하부가 좁은 원추형으로 형성되고, 바닥의 최하부에 침전물 배출관(160)이 연결되어 침전물이 용이하게 배출되도록 한다.In addition, a
그리고 안내깃(130)의 상방에 위치하는 본체(110)에는 내부를 가로질러 차단격벽(125)이 설치된다. 차단격벽(125)은 유도관(115)을 통해 유입되는 처리대상수가 바로 본체(110)의 상부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 하방으로 볼록한 돔형상의 구조를 가진다. 그리고 차단격벽(125)의 중앙에는 선회류를 형성한 후 하방으로부터 상승하는 처리대상수가 본체(110)의 상부 측으로 유입되는 유통공(124)이 형성된다.In addition, a blocking partition wall 125 is installed across the inside of the
차단격벽의 유통공(124)에는 내부가 중공인 원통형의 필터망(120)이 설치된다. 필터망(120)은 미세한 통공이 형성되어 침전되지 않은 처리대상수 중의 이물질이나 부유물질을 여과시키는 역할을 한다. 바람직하게 필터망(120)의 통공은 적절한 수처리량을 유지하도록 20 내지 100메쉬의 크기를 갖는다.A cylindrical filter net 120 having a hollow inside is installed in the distribution hole 124 of the blocking partition wall. The
따라서 차단격벽의 유통공(124)을 통해 처리대상수가 필터망(120)의 내측으로 유입되고, 유입된 처리대상수는 필터망(120)의 내측에서 외측으로 통과하면서 여과되는 것이다. 필터망(120)에 의해 여과된 처리대상수는 본체(110)의 상부에 형성된 유출관(180)을 통해 부상조로 이송된다.Therefore, the water to be treated flows into the
그리고 필터망(120)의 통공이 이물질에 의해 막혔을 때 역세척할 수 있도록 본체(110)의 상부에는 세척수공급관(170)이 설치된다. 필터망(120)이 막혀 필터망(120)을 통과하는 처리대상수의 압력이 낮아지면 세척수공급관(170)에 설치된 밸브(175)를 개방시킨다. 세척수공급관(170)이 개방되면 본체(110)의 상부로 유입된 세척수가 필터망(120)의 외측에서 내측방향으로 통과하면서 필터망(120)이 세척되는 것이다. 필터망(120)의 역세척은 관리자가 정기적으로 밸브(175)를 개방시키거나 필터망(120)의 상부 측에 압력센서(미도시)를 설치하여 여과되는 처리대상수의 압력이 낮아지면 밸브(175)를 개방시키도록 할 수 있다.In addition, a washing
상기의 구성을 가지는 제 1여과기(100)를 거친 처리대상수는 제 6연결관(7)을 통해 부상조(60)로 유입된다. 또한, 부상조(60)는 기포수공급수단(10)과 연결되어 기포수 공급수단(10)으로부터 공급되는 기포수가 유입된다.The water to be treated that has passed through the
따라서 기포수가 처리대상수와 혼합되면서 기포수 중의 기포가 처리대상수에 포함된 이물질을 포집하여 수면으로 부상한다. 도시되지 않았지만 부상조(60)의 수면으로 부상한 이물질을 외부로 배출시키기 위해 통상적인 스컴 스키머가 설치된다. 스컴 스키머는 공지의 것으로서, 구체적인 설명은 생략한다. 부상조(60)의 하부에는 기포수 공급수단으로부터 공급되는 기포수가 넓게 분포되어 부상조의 내부로 유입될 수 있도록 통상적인 원판형의 산기관(미도시)이 설치된다.Therefore, as the bubble water is mixed with the water to be treated, the bubbles in the bubble water collect foreign substances contained in the water to be treated and float to the surface. Although not shown, a conventional scum skimmer is installed in order to discharge foreign substances floating on the surface of the floating
기포수공급수단(10)은 물저장탱크(15)와, 물저장탱크(15)와 제 1연결관(1)으로 연결된 펌프(17)와, 제 1연결관(1)에 설치된 흡기관(19)과, 제 2연결관(2)과 연결된 압력쳄버(20)와, 압력쳄버(20)와 연결된 혼합조(30)와, 혼합조와 연결된 분쇄부(50)를 포함한다.The bubble water supply means 10 includes a
물저장탱크(15)는 내부에 일정량의 물이 저장될 수 있도록 저장공간이 마련된 통형의 형상으로, 원수유입관을 통해 물이 유입된다. 그리고 물이 배출되는 제 1연결관(1)이 설치된다. 원수유입관과 제 1연결관(1)에는 통로를 개폐하는 밸브가 각각 설치된다. 물저장탱크(15)로부터 연장된 제 1연결관(1)은 물을 가압하여 이송시키는 펌프(17)의 흡입구와 연결된다. 통상적인 고압펌프를 이용하는 데, 펌프(17)의 이송압력은 8 내지 10bar정도이다. 도시되지 않았지만 펌프(17)의 출구 측에 연결된 제 2연결관(2)에는 압력계가 설치될 수 있다.The
제 1연결관(1)에는 흡기관(19)이 설치된다. 흡기관(19)의 단부는 대기중으로 노출된다. 따라서 흡기관(19)을 통해 대기 중의 공기가 제 1연결관(1)으로 흡입된다. 이외에도 흡기관(19)은 특정의 기체가 저장된 기체저장탱크나 기체발생기가 연결될 수 있다. 일 예로, 흡기관(1)은 오존 탱크나 오존 발생기와 연결되어 제 1연결관으로 오존이 흡입될 수 있도록 한다. 흡기관(19)에는 통상적인 체크밸브가 설치될 수 있다. 흡기관(19)을 통해 흡입된 공기는 제 1연결관(1)에서 물과 혼합되어 펌프(17)측으로 흡입되어 제 2연결관(2)을 통해 압력쳄버(20)로 토출되어 일시 저장된다. 압력쳄버(20)는 펌프에 의해 토출된 기포수를 수용할 수 도록 적정 체적 이상의 크기를 갖는 용기로서, 내부 압력을 설정된 압력으로 유지하기 위해 릴리프 밸브(미도시)가 장착된다. 압력쳄버(20)에는 압력을 나타낼 수 있도록 압력계(미도시)가 설치된다.An
제 3연결관(3)을 통해 압력쳄버(20)에서 유출되는 기포수는 혼합조(30)로 유입된다. 혼합조(30)는 대기압 상태로 유지된다. 따라서 혼합조(30)에 유입된 기포수는 압력이 낮아지면서 물속에 혼합된 공기들에 의해 미세한 기포들이 생성된다. 혼합조(30)의 상부에는 횡단면적이 점진적으로 줄어들다 다시 늘어나는 교축유로(34)가 내부에 형성된 벤츄리부재(33)가 설치된다. 벤츄리부재(33)는 제 3연결관(3)과 연결된다. 벤츄리부재(33)를 통해 기포수가 혼합조(30)의 하방으로 분사된다. 벤츄리부재(101)에는 교축유로와 연통되는 노즐(37)이 설치된다. 그리고 노즐(37)은 기체리턴관(39)과 연결된다. 기체리턴관(39)은 노즐(37)과 일단이 연결되고 타단은 혼합조(30)의 내부로 노출된다. 바람직하게 기체리턴관(39)의 단부는 혼합조(30)로 유입된 기포수의 최대 수면보다 더 높은 위치에 위치하도록 한다. 제 3연결관(3)을 통해 벤츄리부재(33)로 유입된 기포수는 벤츄리부재(33)의 교축유로(37)의 축소 경부를 통과할 때 유속이 빨라지고 압력은 낮아진다. 압력이 낮아지면서 벤츄리부재(33)는 노즐(37)과 연결된 기체리턴관(39)을 통해 기포수로부터 분리되어 수면 위에 머무는 기체를 강하게 흡입 혼화한다.이후 교축유로(34)의 확대 경부를 통과하면서 유속은 낮아지고 압력은 높아져 기포수에 기체가 가압용해된다.The bubble water flowing out of the
이와 같이 기포수로부터 분리된 기포를 벤츄리부재(33)로 순환시켜 재 용해시킴으로써 많은 양의 기체를 물속에 용해시킬 수 있다. 기체로서 오존을 이용하는 경우 오존을 외부로 배출하지 않아 환경 피해를 방지할 수 있고, 오존을 재사용할 수 있다.A large amount of gas can be dissolved in the water by circulating and re-dissolving the bubbles separated from the bubble water through the
혼합조(30)와 제 4연결관(4)으로 연결된 분쇄부(50)에서는 혼합조(30)에서 유출되는 기포수 중의 기포를 더욱 잘게 분쇄한다. 분쇄부(50)의 전단부에 형성된 플랜지(59)는 제 4연결관(4)에 형성된 플랜지(미도시)와 결합된다. 분쇄부(50)는 처리대상수가 유입되는 입구(54)가 마련되며 입구(54)에서 멀어질수록 점진적으로 내경이 커지는 원추형의 내부공간이 형성된 하우징(51)과, 하우징(51)의 내주면과 이격되도록 하우징(51)의 내부공간에 설치되며 하우징의 입구를 통과한 기포수와 충돌하는 원추형의 충돌체(52)와, 충돌체(52)의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 기포수에 와류를 형성시키는 와류형성날개(55)와, 상기 충돌체(52)를 회전시키기 위해 하우징(51)의 후단에 설치되어 충돌체(52)를 회전시키는 구동부(미도시)를 구비한다.In the pulverizing
하우징(51)의 내부에는 기포수가 흐르는 방향을 따라 점진적으로 내경이 커지는 원추형의 내부공간이 형성된다.그리고 내부공간에는 충돌체(52)가 설치된다. 충돌체(52)의 후면에는 회전축(미도시)이 형성되고, 회전축은 하우징(51)의 후면으로 관통되어 하우징(51)의 외부로 연장된다. 회전축은 베어링(미도시)에 의해 지지되어 하우징에 회전가능하도록 설치된다. 충돌체(52)는 제 1하우징(51)의 내부공간과 동일한 원추형의 형상을 갖되, 하우징(51)의 내경보다 더 작은 외경을 갖는다. 충돌체(52)의 외주면은 하우징(51)의 내주면과 일정 거리 이격되도록 설치된다. 그리고 충돌체(52)의 전단부는 와류유도부(40)의 길이방향과 수직으로 형성된 충돌면(53)이 형성된다. 충돌체(52)의 외주면에는 나선형으로 형성된 와류형성날개(55)가 마련된다. 와류형성날개(55)는 2개 이상으로 형성된다.The inside of the
하우징의 입구(54)를 통해 일정한 속도로 유입되는 기포수는 충돌체(52)의 충돌면(53)과 충돌한다. 이 과정에서 기포수는 분쇄되어 더욱 미세한 기포로 쪼개진다. 그리고 충돌된 기포수는 충돌체(52)의 주변으로 비산되어 충돌체(52)와 하우징(51)의 공간 사이로 흐르게 된다. 이때 기포수는 와류유도날개(55)에 의해 충돌체(52)를 중심으로 선회하는 와류흐름을 형성하게 된다. 특히, 구동부에 회전하는 충돌체(52)에 의해 기포수는 하우징(51)의 후면 방향으로 진행할수록 점진적으로 선회반경이 커지면서 가속된다. 구동부는 충돌체(52)의 회전축을 회전시키기 위한 통상적인 구성을 갖는다. 일 예로 하우징(51)의 후면을 관통하는 회전축의 단부에 설치된 종동풀리와, 하우징(51)의 후면에 설치된 전동모터와, 전동모터의 구동축에 결합된 구동풀리와, 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트로 이루어질 수 있다.The number of bubbles flowing at a constant speed through the inlet 54 of the housing collides with the
하우징(51) 내에서의 와류 흐름에 의해 기액간의 접촉면적을 넓히고 체류시간을 연장시킴으로써 미용해된 일부 기체를 물에 용해시켜 전체적으로 용해효율을 증대시킬 수 있다. 기포수는 하우징(61)의 후면에 형성된 유출구와 연결된 제 5연결관(5)을 통해 유출되어 부상조(60)의 산기관으로 공급된다. 제 5연결관(5)에는 유량을 조절하는 유량조절밸브가 설치된다. 산기관을 통해 부상조(60)의 내부로 유입되는 기포수는 처리대상수와 혼합되면서 기포수 중의 미세한 기포들이 폐수 중의 이물질을 포집하여 수면으로 상승하게 된다.By increasing the contact area between gases and liquids by the vortex flow in the
이와 같이 본 발명은 기포공급수단(10)에서 생성된 기포수를 부상조(60)의 내부로 유입시키므로 처리대상수와 접촉하는 기포의 크기를 종래에 비해 미세화시켜 처리효율을 크게 증대시킬 수 있다.As described above, since the present invention introduces the bubble water generated by the bubble supply means 10 into the floating
부상조(60)에서 유출된 처리대상수는 제 7연결관(8)을 통해 여과재에 의해 이물질을 여과하는 제 2여과기(70)로 유입된다. 제 2여과기(70)로 공지의 자동압력식 여과기를 이용할 수 있다. 제 2여과기(70)는 여과재로서 활성탄과 모래를 이용할 수 있다. 처리대상수는 제 2여과기(70)의 모래층을 통과하면서 원수 중의 부유물질 및 고형물이 제거되고 활성탄에 의해 잔존 B.O.D., C.O.D., 질소, 중금속 제거 및 탈색·탈취가 된다. 이외에도 여과재로 제철, 제망간사, 안스라사이트, 이온수지 등의 각종 여재를 수질에 따라 사용함으로써 원수 중에 함유된 질소, 불소, 철, 망간, 라듐 등의 각종 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 제 2여과기(70)는 탱크의 상부에 침적된 이물질을 주기적으로 역세척하여 외부로 방류될 수 있도록 구성된다.The water to be treated discharged from the floating
제 2여과기(70)에서 여과된 처리대상수는 제 8연결관(9)을 통해 제 3여과기(80)로 유입된다. 제 3여과기(80)는 통상적인 마이크로필터에 의해 잔존부유물과 미생물을 여과한다. 제 3여과기(80)는 세공크기가 0.1∼10㎛의 크기를 가지는 마이크로 필터로 이루어져 미세불순물이나 세균 등을 제거한다. 제 3여과기(80)를 통과한 처리대상수는 최종적으로 여과처리되어 처리수 저장탱크(90)에 유입되어 저장된다.The water to be treated filtered by the
상술한 본 발명의 수처리 장치는 미세기포를 이용하여 상수, 중수, 하수, 오폐수 등의 처리대상수 중의 이물질을 부상시켜 제거함과 동시에 다단의 여과기를 이용하여 처리대상수 중에 포함된 각종 유해물질을 제거한다.The water treatment apparatus of the present invention described above floats and removes foreign substances in water to be treated, such as water, heavy water, sewage, and wastewater, using microbubbles, and at the same time removes various harmful substances contained in water to be treated using a multi-stage filter. do.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. .
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
10: 기포수공급수단 15: 물저장탱크
17: 펌프 20: 압력쳄버
30: 혼합조 50: 분쇄부
60: 부상조 70: 제 2여과기
80: 제 3여과기 100: 제 1여과기10: bubble water supply means 15: water storage tank
17: pump 20: pressure chamber
30: mixing tank 50: crushing unit
60: floating tank 70: second filter
80: third filter 100: first filter
Claims (2)
상기 제 1여과기에서 전처리된 처리대상수가 내부로 유입되는 통형의 부상조와;
상기 부상조에 유입된 처리대상수 중의 이물질을 수면으로 부상시키기 위해 상기 부상조와 연결되어 상기 부상조의 내부로 기포수를 공급하는 기포수공급수단과;
상기 부상조에서 유출되는 처리대상수를 여과재에 의해 이물질을 여과하는 제 2여과기와;
상기 제 2여과기에서 여과된 처리대상수를 여과막에 의해 잔존 이물질 및 미생물을 여과하는 제 3여과기;를 구비하고,
상기 기포수공급수단은 내부에 물이 저장된 물저장탱크와, 상기 물저장탱크와 제 1연결관으로 연결되어 상기 물저장탱크에 저장된 물을 흡입하여 제 2연결관으로 토출시키는 펌프와, 상기 제 1연결관에 설치되어 기체가 흡입되는 흡기관과, 상기 제 2연결관과 연결되어 상기 펌프로부터 토출되는 기포수를 설정된 압력으로 저장하는 압력쳄버와, 상기 압력쳄버와 제 3연결관으로 연결된 벤츄리부재가 상부에 설치되어 기포수가 하방으로 분사되는 혼합조와, 상기 벤츄리부재에 설치되어 상기 교축유로와 연통되는 노즐과, 상기 노즐과 일단이 연결되고 타단은 상기 혼합조의 내부로 노출되어 상기 혼합조로 유입된 기포수로부터 분리된 기체가 상기 교축유로로 흡입되는 기체리턴관과, 상기 혼합조와 제 4연결관으로 연결되며 상기 혼합조로부터 유출되는 기포수를 분쇄하여 상기 부상조로 유입시키는 분쇄부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
A first filter for pre-filtering foreign substances by a difference in specific gravity by generating a helical swirling flow in the water to be treated supplied through the supply line;
A cylindrical floating tank through which the treated water pre-treated in the first filter flows into the interior;
A bubble water supply means connected to the floating tank to supply bubble water into the floating tank in order to float foreign substances in the water to be treated flowing into the floating tank to the surface of the floating tank;
A second filter for filtering foreign matters through a filter medium for the water to be treated flowing out of the flotation tank;
And a third filter for filtering residual foreign matter and microorganisms through the filter membrane for the water to be treated filtered by the second filter, and
The bubble water supply means includes a water storage tank in which water is stored, a pump connected to the water storage tank through a first connection pipe to suck water stored in the water storage tank and discharge it to a second connection pipe, and the second connection pipe. An intake pipe installed in the connection pipe to suck gas, a pressure chamber connected to the second connection pipe to store the number of air bubbles discharged from the pump at a set pressure, and a venturi connected to the pressure chamber through a third connection pipe. A mixing tank with a member installed at the top and injecting bubble water downward, a nozzle installed on the venturi member and communicating with the throttling passage, and one end connected to the nozzle and the other end exposed to the inside of the mixing tank to flow into the mixing tank And a gas return pipe through which the gas separated from the bubble water is sucked into the throttling flow path, and a pulverizing unit connected to the mixing tank and a fourth connection pipe and pulverizing the bubble water flowing out of the mixing tank and flowing into the floating tank. Water treatment device characterized in that.
상기 분쇄부는 상기 처리대상수가 유입되는 입구가 마련되며 상기 입구에서 멀어질수록 점진적으로 내경이 커지는 원추형의 내부공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내주면과 이격되도록 상기 하우징의 내부공간에 설치되며 상기 하우징의 입구를 통과한 기포수와 충돌하는 원추형의 충돌체와, 상기 충돌체의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 기포수에 와류를 형성시키는 와류형성날개와, 상기 충돌체를 회전시키기 위해 상기 하우징의 후단에 설치되어 상기 충돌체를 회전시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세기포를 이용한 수처리 장치.The method of claim 1, wherein the first filter includes a cylindrical body having a space of a predetermined size therein, and the water to be treated, which is formed on a side surface of the body and transferred through the supply line, to flow along an inner wall surface of the body. An induction tube that guides, a guide blade formed in a spiral shape along the inner circumferential surface of the main body to form a swirling flow, and a guide blade formed in the lower part of the main body to form a swirling flow. A sedimentation unit in which foreign substances are settled, a sediment discharge pipe connected to the bottom of the body to discharge the sediment deposited in the sedimentation unit to the outside, and a sediment formed between the guide blade and the sedimentation unit and deposited in the sedimentation unit A conical sediment injury prevention bulkhead having a through hole formed in the center to prevent this from floating; a blocking partition wall installed above the guide blade to circulate the water to be treated to the upper portion of the body through a circulation hole formed in the center; A cylindrical filter net installed in the distribution hole of the barrier partition to filter the incoming treatment water, an outlet pipe formed on the upper part of the main body so that the treatment target water filtered from the filter net is discharged to the outside, and the filter net are reversed. It has a washing water supply pipe connected to the upper part of the main body to supply washing water for washing,
The pulverization unit is provided with an inlet through which the water to be treated flows in, and a housing having a conical inner space that gradually increases as an inner diameter increases as a distance from the inlet is formed, and is installed in the inner space of the housing so as to be spaced apart from the inner circumferential surface of the housing. A conical collision body colliding with the number of bubbles passing through the inlet of the collision body, a vortex forming blade formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the collision body to form a vortex in the number of bubbles, and installed at the rear end of the housing to rotate the collision body Water treatment apparatus using microbubbles, characterized in that it comprises a drive unit for rotating the collision body.
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