KR20230148477A - 수중 오염물의 신속분리를 위한 고액분리장치 및 그 이용방법 - Google Patents

수중 오염물의 신속분리를 위한 고액분리장치 및 그 이용방법 Download PDF

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Abstract

본원은 원형 드럼스크린 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되도록 하고 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 통해 수중발생 오염물의 신속분리 수단을 제공하고자 하는 분리수단 관련 기술이다.
본원 기술에 적용되는 고액분리장치는 원형의 스크린망 외연은 가로 및 세로 격자형 지지축으로 감싼 구성으로 드럼스크린 몸체를 이루며 구동수단에 의해 횡으로 회전되는 드럼스크린 구조를 이루고 상기 스크린망 내측에는 나선형 날개가 부착되어 드럼스크린 내부로 유입되는 오니오염물 중 스크린망을 통과한 혼탁수는 혼탁수저류조 또는 여과부로 보내지고 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부 쪽으로 이송되어 퇴적협잡물저류조로 보내지는 구조를 이루며, 원형회전체 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되는 구조를 이루고 반원 형상 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 임펠러가 회전하면서 드럼스크린 측벽부로 분사시켜 신속하게 고액 분리시키는 구조를 이루도록 적용되는 수중 오염물의 고액분리수단 관련 기술이다

Description

수중 오염물의 신속분리를 위한 고액분리장치 및 그 이용방법{Solid and liquid separator of sludge and wastes, and separating method using the same}
본원은 관리형 하천, 호수 등에 발생하는 수초 및 오니혼탁물을 함께 제거하기 위한 수중발생 오염물의 신속분리를 위한 고액분리장치 및 그 이용방법 관련 기술이다.
본원은 원형 드럼스크린 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되도록 하고 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조에 유입되는 수중발생 오염물을 회전하는 드럼스크린 측벽부로 분사시켜 수중발생 오염물의 신속분리가 가능한 고액분리장치 및 그 고액분리장치를 이용한 분리방법 관련 기술이다.
강이나 인공호수나 하천에는 육지로부터 각종 오염물이 유입되거나 낙엽 등이 수중의 바닥면에 쌓이고 적층되는데, 이러한 오니퇴적물 들은 수심에서 50~150㎝ 크기로 자란 수초 사이에 쌓여 적체되고 이들 수중의 오니퇴적물을 적기에 제거하지 않으면, 하절기에 녹조, 적조의 현상을 발생시키게 되고 수중에 쌓이면 산소가 결핍되어 수중의 생태계가 파괴되고 수중의 생물, 벌레, 물고기 등이 사멸하게 되는 원인이 된다.
수중에서 발생한 오니퇴적물을 제거하기 위한 과제를 갖고 제안된 출원인의 선출원 및 등록된 특허기술로 제0543778호, 제0729843호, 제1106770호, 제1301527호 등의 선행기술이 제시되어 있다.
최근에는 수중 오니 제거작업의 어려운 작업 환경을 고려하여 인공로봇을 이용하여 오니제거작업을 수행하고자 하는 연구가 많이 이루어지고 있는바, 예를 들면, 대한민국 등록특허 제1364473호에서는 하수관, 하천, 저수조, 호수 또는 해수수로 등에 투입되어 슬러지, 침전물, 토사 또는 퇴적물 등을 효율적으로 청소 내지 준설하는 다목적 수중 청소로봇을 제공하기 위한 기술로 로봇 몸체와 상기 몸체를 이동시키는 주행부와 상기 주행부를 구동시키는 제1 모터와 상기 몸체의 전방에 장착되어 상기 퇴적물을 흡입하는 흡입호퍼와 상기 흡입호퍼와 연통되게 연결되어 흡입된 퇴적물을 외부로 송출하는 토출배관과 상기 흡입호퍼 내부에 설치되어 상기 퇴적물을 분쇄하는 분쇄스크류와 상기 분쇄스크류를 구동시키는 제2모터 및 상기 몸체에 탑재시키고 유압을 이용하여 상기 제1모터와 상기 제2모터를 구동시키며 원격에서 제어 가능하게 구성된 유압발생 장치를 포함하여 이루어지는 수중 청소로봇 기술도 제시되어 있다.
또한 국내 등록특허 제1133091호에서는 저수조의 무인 청소가 가능하도록 청소로봇으로 로봇 본체와 상기 본체를 지지하며 상기 본체를 주행시키는 주행구동부 상기 본체의 전방에 배치되어 상기 저수조에 쌓인 침전물을 포함하는 오염수를 흡입하는 흡입부 및 상기 본체에 지지되어 상기 흡입부를 지지하며, 상기 본체가 주행되는 방향에 교차하는 방향을 축으로 하여 상기 흡입부를 회동시키는 틸트부를 포함하여 이루어지는 무인 청소로봇이 제시되어 있다.
또한 국내 등록특허 제1194580호에는 수중 청소로봇이 수중구조체의 표면을 따라 이동하고 복수의 주행모듈을 구비한 주행부와 로봇 본체와 복수의 주행모듈을 주행부의 이동방향인 제1방향 및 제1방향에 수직한 제2방향을 중심으로 각각 회동 가능하도록 로봇 본체와 연결되는 본체연결부와 수중구조체의 표면에 부착된 이물질을 제거하는 청소모듈을 구비한 청소헤드부와 청소헤드부를 제1방향 및 제1방향에 수직한 평면상의 한 축 방향을 중심으로 각각 회동 가능하게 로봇 본체에 연결하는 헤드 연결부를 포함하여 이루어지는 수중 청소로봇도 제시되어 있다.
그러나 상기에 제시된 무인 수중로봇은 아직은 온갖 악조건이 산재해 있는 수중 밑바닥의 불균형으로 인한 제거장치의 고장발생 등의 작업환경 악화로 인해 현장에 적용되지 못하는 한계점을 갖고 여전히 어떻게 하면 수중발생 오염물을 안전하고 쉽게 현장 적용성을 높인 수단을 찾는 연구단계에 머물고 있다.
또한 상기와 같이 종래에 개시된 수중발생 오염물제거 작업기술이 현장에 적용될 때는 수중에 50㎝ 내지 150㎝ 크기로 자란 수초 사이에 왕복이동을 할 때 수시로 엉키고 설켜서 고장이 발생하고 정상운행이 되지 않지 않아서 작업효율이 떨어지는 문제점이 있어왔다.
또한 종래의 기술에서 별도의 오수처리시설 및 오수배관이 설치된 지역에서는 수중발생 퇴적물 중 크게 오염되지 않은 여과수를 오수배관을 통해 오수처리시설로 흘려 보내기도 하였으나 최근에는 수자원 부족 상황에서 수자원 낭비문제가 새롭게 대두되고 각종 수역에서 수집한 오니퇴적물 및 오수를 단순히 여과/분리하여 강이나 호수로 환원시키는 경우 정화효율이 극히 낮아서 신속한 악화가 반복되는 구조이므로 각종 수 처리 관리주체에서는 수초 및 오니혼탁물을 함께 제거하기 위해 오염물의 수집/제거 과제뿐 아니라 오탁수 중에 포함된 혼탁물을 분리시키기 위해 미세입도로까지 걸러내는 오염물 여과장치를 경유하여 정화된 물을 본래의 수역에 환류하도록 요구하고 있는 실정이다.
상기와 같은 요구에 부응하여 출원인의 선출원/등록특허 10-2258861호 기술에서는 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수초 및 오니혼탁물을 동시 제거하기 위해 오염물수집장치와 오염물여과장치가 연결되어 적용되는 수중발생 퇴적물 제거수단에서, 오염물여과장치를 이동시키는 오염물수집장치는 운전제어부와 구동부 및 컷터형 브러쉬가 부착된 오염물제거펌핑장치를 갖추고 운전제어부는 운전석과 콘트롤제어부를 갖고 운전석에서 사람이 직접 운전하도록 적용되거나 또는 깊은 수역에서는 로봇이 수행하도록 별도의 바지선이나 육상에서 원격제어 콘트롤 하도록 제공되며 상기 오염물제거펌핑장치는 반원형 버켓하우징 외연으로 혼탁물이 비산하지 않도록 비산방지패드가 설치되고 버켓하우징 내부에는 회전되는 브러쉬에 의해 수중의 수초 및 침적물을 탈리시켜 경사스크린으로 보내주는 구성을 이루고, 상기 오염물제거펌핑장치에서 펌핑된 수초 및 침적물 중 수초 및 거대 협잡물이 경사스크린을 거치며 제거된 후 오니혼탁물이 드럼스크린 유입부로 보내지도록 적용되며 상기 오염물수집장치의 후면에 부착되어 오염물수집장치의 이동에 의해 넓은 면적에 분포된 오니혼탁물을 후속여과 처리하기 위한 오염물여과장치는 외부프레임 내부에 회전하도록 안착된 원형 드럼스크린의 입구에 혼탁수와 퇴적협잡물이 함께 투입되는 유입관을 갖고 드럼스크린 내부에서 걸러지는 퇴적협잡물이 배출구쪽으로 이동되도록 나선익편이 형성되고 출구에 퇴적협잡물 등을 배출하는 배출슈트가 각각 형성되며, 회전되는 드럼스크린 외측에는 분사노즐이 설치되어 분사노즐로부터 고압으로 분사되는 공기 또는 물의 분사압에 의하여 스크린망에 부착된 협잡물을 탈리시키는 구성의 드럼스크린이 설치되는 구성과 연계되어 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수초 및 오니혼탁물을 동시 제거하도록 적용되는 수중발생 퇴적물 제거수단 관련 기술이 개시된바 있다.
그러나 상기 기술의 적용과정에서 드럼스크린의 넓은 전체 면적을 활용하지 못하고 일부분만 활용하게 되는 결과로 여과효율이 높지 못하고 에너지자원이 소비되는 만큼의 신속 분리가 어려운 문제점이 발견되었고 이의 개선대책이 요구되어 개발된 기술이다.
본원 기술사상은 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수초나 오니혼탁물을 제거 및 신속 분리하기 위해 오염물수집/제거장치와 오염물 신속분리를 위한 드럼스크린 형상의 고액분리장치 및 혼탁수 신속 분리여과장치까지 연계된 수중발생 오염물 신속처리수단을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.
본원은 원형 드럼스크린 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되도록 하고 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 서로 각도가 다르게 설치된 임펠러가 회전하면서 수중 오염물을 드럼스크린 측벽부 전체로 분사시켜 신속하게 고액분리가 가능하고 분리된 고형물을 신속히 외부로 배출시키는 수중발생 오염물의 신속 분리 및 여과수단을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.
본원 기술사상은 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수초 및 오니혼탁물을 함께 제거하기 위한 수중발생 퇴적물 제거수단을 제공하고자 하는 기술로서, 본원기술은 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수중 오염물의 신속한 분리를 위해 반원형 저류조와 임페러를 구비한 드럼스크린 형상의 고액분리장치 및 고액분리방법관련 기술이다.
본원에서 개시되는 고액분리장치는 원형의 스크린망 외연은 가로 및 세로 격자형 지지축으로 감싼 구성으로 드럼스크린 몸체를 이루며 구동수단에 의해 횡으로 회전되는 드럼스크린 구조를 이용하는 기술로써, 상기 스크린망 내측에는 나선형 날개가 부착되어 드럼스크린 내부로 유입되는 오니오염물 중 스크린망을 통과한 혼탁수는 혼탁수저류조 또는 오니여과부로 보내지고 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부 쪽으로 이송되어 퇴적협잡물저류조나 또는 분리여과장치로 보내지는 구조를 이루며,
원형회전체 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되는 구조를 이루고 저류조 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 임펠러가 회전하면서 드럼스크린 측벽부로 분사시켜 신속하게 고액 분리시키는 고액분리장치로 구현될 수 있는바, 상기 드럼스크린 타입의 고액분리장치는 수상의 바지선이나 부력체 상부에 안착된 구조를 이루어서 수중에서 실시되는 준설작업이나 또는 오니퇴적물 제거장치와 연계되어 수상에서 작업공정이 수행되도록 적용될 수 있다.
본원은 하천이나 호수의 준설작업이나 오니퇴적물 제거 작업과정에서 발생하는 수중 오염물의 신속 고액분리방법으로서, 원형의 스크린망 외연은 가로 및 세로 격자형 지지축으로 감싼 구성으로 드럼스크린 몸체를 이루며 구동수단에 의해 횡으로 회전되는 드럼스크린 구조를 이루고, 상기 스크린망 내측에는 나선형 날개가 부착되어 드럼스크린 내부로 유입되는 오니오염물 중 스크린망을 통과한 오니혼탁수는 혼탁수저류조 또는 오니여과부로 보내지고 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부 쪽으로 이송되어 퇴적협잡물저류조나 또는 분리여과장치로 보내지는 처리흐름으로 적용될 수 있다.
본원 고액분리장치는 회전하는 원형 드럼스크린 내부 위치에 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 담겨지고, 반원 형상 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 임펠러가 회전하면서 임펠러의 패드가 수중 오염물을 드럼스크린 측벽 전체로 분사시켜 신속하게 고액 분리시키는 구조를 포함하여 이루어지는 수중 오염물의 신속 고액분리방법으로 구현될 수 있다.
본원 기술이 적용되는 고액 분리작업 과정에서 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부 쪽으로 이송된 퇴적협잡물은 초음파진동부가 내장된 톤빽 형상의 여과포 내부로 유입될 때 여과포에 초음파진동을 부여하는 분리여과장치를 이용하여 신속분리가 가능하도록 적용될 수 있다.
또한 고액 분리작업 과정에서 스크린망을 통과하여 오니혼탁수조에 모인 액상의 오니혼탁수 중 오니가 많이 포함되어 여과공정이 필요하다고 판단될 경우에는 초음파진동부가 내장된 여과포 안쪽으로 오니혼탁수를 펌핑하며 초음파진동을 부여하여 신속 여과분리가 가능한 분리여과장치가 이용되도록 적용되거나, 또는 오니혼탁수가 여과포를 내장한 필터장치 내부로 유입되고 필터장치의 고속회전력에 의해 신속 고액분리가 가능하도록 적용되는 것 중 하나가 선택되어 적용될 수 있다.
출원인이 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수중 발생 오니퇴적물을 수거하여 오니 자원을 유기자원(퇴비형태)으로 재활용하다고 판단되는 경우의 재활용방법의 일적용예를 들어보면, 구동수단(21)과 이송펌프(22) 및 부유체(23)가 구비된 선체부(20)의 일측으로 오염물제거장치(10)가 연결되어 선체부(20)가 수역을 이동하면서 수중발생 오염물을 제거하는 작업을 수행하되, 오염물제거장치(10)는 상협하광 형상의 브러시하우징(13)은 고정구조를 이루고 브러시하우징(13) 내부에는 브러쉬(10)가 장착되고 브러시하우징(13)의 상부에 설치되는 유압모터(11)와 부러쉬가 연계/회전되며 수중발생 오염물을 제거하여 외부로 펌핑시키는 수중발생 오염물 제거작업을 수행하는 제1단계 작업공정과 상기 제1단계 오염물 제거작업을 통하여 보내지는 오염물을 신속하게 분리하기 위한 고액분리장치는 원형의 스크린망 외연은 가로 및 세로 격자형 지지축으로 감싼 구성으로 드럼스크린 몸체를 이루며 구동수단에 의해 횡으로 회전되는 드럼스크린 구조를 이루고 드럼스크린 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되고 반원 형상 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 임펠러가 회전하면서 수중 오염물을 회전하는 드럼스크린 측벽부로 분사시켜 신속하게 고액분리가 가능하도록 오염수 분산작업을 수행하는 제2단계 작업공정과 상기 스크린망 내측에는 나선형 날개가 부착되어 드럼스크린 내측벽으로 분사되는 오염물 중 스크린망을 통과한 오니혼탁수는 혼탁수저류조 또는 분리여과장치로 보내지고 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부쪽으로 이송되어 퇴적협잡물저류조나 또는 분리여과장치로 보내져 분리작업이 수행되는 제3단계 작업공정과, 상기 제3단계에서 분류된 오니혼탁수는 유입부(51)와 배출부(54) 사이에 다수개의 격벽(53)이 설치된 구성을 이룬 오니응집조(50)에 유입되어 응집되고 맑은 물은 배출구로 배출되도록 적용되는 제4(a)단계가 적용되거나, 또는 상기 제3단계에서 분류된 오니혼탁수가 여과포 내부에 초음파진동을 부여하는 분리여과장치에 의해 신속 분리되도록 적용되는 제4(b)단계가 적용되거나, 또는 상기 제3단계에서 분류된 오니혼탁수가 여과포 내장한 필터장치의 회전력에 의해 신속 고액분리되도록 적용되는 제4(c)단계가 적용되는 것 중 하나가 선택되어 분리시키는 제4단계 작업공정을 포함하여 이루어지는 수중발생 오염물의 재활용 방법으로 구체화되어 적용될 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.
본원 기술이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란에서 도면과 함께 상세하게 설명된다.
본원은 바닷물을 공급받거나 또는 일반 강물을 공급받는 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수초 또는 오니혼탁물을 함께 안전하게 제거하면서 깨끗한 수질을 제공하면서 수집된 오염물을 정화시켜 재순환하거나 또는 오니 자원을 유기자원(퇴비형태)으로 재활용하는 효과를 갖는다.
본원은 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수초 및 오니혼탁물을 안전/신속하게 제거하기 위해 오염물수집장치와 오염물여과장치가 함께 연계되어 사용되는 새로운 수중발생 퇴적물을 신속하게 분리/제거시킬 뿐 아니라 오니혼탁수 중의 오니층이 많은 때는 제4(a)단계 내지 제4(c)단계로 변형분류시켜 유기성분을 농작물에 유용한 퇴비자원으로 재활용하는 방안을 제시하는 효과를 갖는다.
도 1 : 본원 기술이 적용되어 오염물수집/제거작업선과 오염물 신속분리를 위한 고액분리장치가 연계되어 수중발생 오염물의 제거수단으로 적용되는 처리 흐름 적용예시도.
도 2 : 본원 오염물수집/제거작업선에 연결되어 사용되는 브러시의 일 적용예시도.
도 3 : 본원기술이 적용되기 위한 오염물 신속분리를 위한 고액분리장치의 일 실시양태 예시도.
도 4 : 본원기술이 적용되기 위한 분리여과장치의 일실시양태 예시도.
도 5 : 본원기술이 적용되기 위한 응집장치의 일실시양태 예시도
본원기술의 일 구현예는 강물이나 바닷물을 유입시켜 인공적으로 만들어진 관리형 하천이나 호수 등에서 발생하는 수초나 오니혼탁물 등의 수중발생 오염물의 신속 분리방법으로 구현될 수 있는 일 실시양태의 도면으로, 도 1에서는 본원 기술이 적용되어 오염물수집/제거작업선과 오염물 중의 고액분리장치와 연계되어 수중발생 오염물의 제거작업에 적용되는 처리흐름 예시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본원 오염물수집/제거작업선에 연결되어 사용되는 브러시의 일 적용예를 나타낸 것이며, 도 3은 본원기술이 적용되기 위한 고액분리장치의 일 실시양태 예시도를 나타낸 것이고, 도 4는 본원기술이 적용되기 위한 분리여과장치의 일 실시양태 예시도이며, 도 5는 본원기술이 적용되기 위한 응집장치의 일 적용 예시도를 나타낸 것이다.
본원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니될 것이며, 본원의 보호범위는 본원 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 하고 본 명세서에 제시된 도면은 바람직한 일 실시양태에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
먼저, 도 1에서는 본원 기술의 구체적으로 구현되는 실시양태로 인공적으로 만들어진 관리형 하천이나 호수 등에서 발생하는 수초나 오니혼탁물 등의 수중발생 오염물 제거작업을 수행하고 최후 배출하기 까지의 전 과정을 쉽게 설명하기 위한 전체 처리흐름도를 나타낸 도면으로, 오염물수집/제거작업선(20)이 오염물흡입장치(10)와 연결되어 사용되는데, 오염물수집/제거작업선(20)은 구동수단(21)에 의해 오염물 발생지역의 전후좌우로 이동하며 오염물흡입장치(10)의 브러시하우징(14)에 연결된 배출호스(16)를 통하여 수중발생 오염물을 흡입하여 거대협잡물제거장치(30)로 보내주거나 또는 수초 등 거대협잡물이 없는 경우에는 직접 고액분리장치(40)로 펌핑해주기 위한 이송호스(23) 및 이송펌프(22)와 수심이 깊은 수역에서 운전제어부를 일정 높이로 유지해주기 위한 부유체(24) 등을 포함한 구조를 갖는 오염물수집/제거작업선(20)의 일측으로 오염물흡입장치(10)가 연결되어 수중발생 오염물 제거작업을 수행하게 되는 제1단계 작업공정이 수행될 수 있다.
상기 제1단계 작업공정에 사용되는 오염물흡입장치(10)의 일 적용예를 도 2를 참조하여 설명하여 보면, 상협하광 형상의 브러시하우징(14)은 고정구조를 이루고 브러시하우징(14) 내부에는 브러쉬지지판(13)에 브러쉬(12)가 고정되어 회전되기 위한 구조로 브러시하우징(14)의 상부로는 유압모터(11)가 설치되는 구조를 이루면서 고정구조의 브러시하우징(14) 사이에 유압모터(11) 및 부러쉬(12)가 연계되어 수중에서 회전되면서 수초를 절단시키거나 수중발생 오염물을 바닥면에서 쓸어주듯이 분리/제거하는 기능을 수행하도록 적용되며 절단된 수초나 바닥면에서 분리된 오염물은 브러시하우징(14) 일측에 형성된 배출구(15) 및 배출구에 연결된 배출호스(16)를 경유하며 오염물수집/제거작업선(20)에 설치된 이송펌프(22)를 통하여 고액분리장치(40) 또는 거대협잡물제거장치(30)로 펌핑시켜주는 기능을 수행하도록 적용될 수 있다.
도 3은 본원 기술에 적용되는 드럼스크린 형상의 오염물 여과 및 분리기능을 갖는 고액분리장치(40)의 일 적용양태를 나타낸 것으로, 도 3a에서는 본원 고액분리장치(40)의 구조를 쉽게 설명하기 위하여 상부캡(40a)과 드럼스크린 형상의 원형회전체(40b)와 원형회전체 내부에 설치되는 반원형상의 저류조와 회전체 결합구조의 오염물분산장치(40c)를 각각 구분하여 분리된 상태를 나태낸 것이고, 도 3b에서는 상기 원형회전체(40b)와 원형회전체 내부에 설치되는 오염물분산장치(40c)의 결합구조 형태의 내부구조를 나타내기 위해 내부 투시형태로 나타낸 것이며, 도 3c에서는 상기 원형회전체(40b) 외연으로 상부캡(40a)이 덮여진 상태를 점선구조로 표현하여 전체 고액분리장치(40)의 결합상태로 외형구조를 나타낸 것이다.
먼저, 도 3a를 통하여 본원기술로 제공되는 고액분리장치(40)는 상기 제1단계 오염물 제거작업공정을 통하여 보내지는 오염물 중의 오니분과 오염수를 분리하는 여과기능을 신속하게 수행하기 위한 목적을 위해 설치되는 부분으로, 원형회전체(40b) 저부로는 다수개의 지지프레임(49a)에 의해 지지되며 원형회전체(40b)의 스크린망(44)이 회전되기 위해 일정거리 이격되어 안착되도록 설치되고 다수개의 지지프레임(49a)에 의해 형성되는 내부 공간으로는 원형회전체(40b)의 드럼스크린에서 낙하하는 오니혼탁수가 모이는 혼탁수저류조(50) 기능을 겸하게 되고, 원형회전체(40b)는 구동수단인 모터(42)에 연동되어 회전되는 회전돌기부(42a)가 스크린망(44)의 일 측면에 형성되어 회전기능을 부여하는 체인형상의 회전체인부(40b)와 연동되어 스크린망(44)을 횡으로 회전되는 구조를 이루도록 제공되고, 스크린망(44) 회전체의 외연은 다수개의 가로지지축(43a) 및 세로지지축(43b)이 격자구조로 스크린망(44)을 감싼 형태로 회전체 구조를 이루고 원형의 스크린망(44) 내측에는 나선형 날개(blade : 45)가 부착된 구조를 이루어서 원형회전체(40b)로 유입된 오염물이 스크린망(44)이 회전할 때 나선형 날개(blade : 45)가 오염물을 밀어주면서 우측의 유입부를 통해 들어온 내용물이 죄측의 배출부 쪽으로 차츰 차츰 나선날개가 이송시키며 퇴적협잡물저류조나 또는 도 4에 제시되는 분리여과장치로 보내지는 구조로 적용될 수 있다.
본원에서의 제일 큰 특징부는 상기의 원형회전체(40b) 내부에 반원 형상의 저류조(46)가 지지축 형태의 보조프레임(49b)에 의해 고정 설치되고 저류조(46) 상단 일측에는 오염물 유입관(41)이 설치되어 상기 제1단계에서 보내주는 오염물이 저류조(46)로 유입되는 구조를 이루고 반원 형상 저류조(46)의 중심부에는 회전하는 임펠러(48)가 중심축(47)에 연계/설치되는 구조를 이루어서 저류조(46)로 유입된 수중 오염물이 임펠러(48)의 단부에 서로 각도를 달리하도록 설치되는 분산패드(48b)에 의해 저류조(46) 내부의 오염물을 회전하는 스크린망(44) 측벽부 전체로 분사시켜 신속하게 고액 분리시키는 구조를 이루도록 적용된다.
이때 회전되는 스크린망(44)의 내 측벽부로 오염수가 분산될 때 스크린망 구멍을 통하여 외부로 오염수가 방류될 우려가 있기 때문에 스크린망(44) 외연으로 상부캡(40a)이 덮여진 상태를 이루는 것이 바람직하며 상부캡(40a)은 단순히 스크린망(44)의 구멍을 통해 외부로 뜅겨나오는 누출을 방지하기 위한 기능을 갖는 것으로 방수비닐 등으로 구성될 수 있고 상부캡(40a)과 스크린망(44) 간극 사이로는 고압의 공기 또는 물을 스크린망쪽으로 분사시켜 스크린망(44) 내측부에 부착되어 있는 협잡물을 고압 공기 또는 고압수가 탈리/분리시키도록 적용하여 분리효율을 높이도록 적용될 수 있다.
상기와 같은 작업과정을 통해 본원 오염물여과장치(40)의 유입관(41)을 통하여 저류조(46)로 유입된 수중 오염물은 임펠러(48)의 분산패드(48b)에 의해 스크린망(44) 측벽부로 분사되며 스크린망(44)을 통과한 오니혼탁수는 오니혼탁수저류조(50)에 모였다가 다시 도 4에 제시되는 분리여과장치(60)를 이용하여 분리여과공정이 수행되거나 또는 도 5에 제시되는 응집장치에 의해 고액분리공정이 수행되거나 또는 공업용 필터프레스 내부에 여과포가 설치되고 회전상태에서 오니혼탁수가 펌핑되어 고액분리 효과를 얻도록 적용될 수 있다.
도 4는 본원기술이 적용되기 위한 분리여과장치(60)의 일 적용예를 나타낸 것으로, 톤빽 형태의 여과포(63)가 걸리고 이를 일정 높이로 지지해주기 위한 지지프레임(61)의 일측에 여과포(63)를 걸어주기 위한 지지봉(62)이 양측으로 돌출된 구조를 이루어 여과포(63)의 지지끈(63a)이 지지봉(62)에 걸리는 구성을 이루고, 바닥면에 고정되기 위한 바닥받침판(64a)과 방향회전축(65a) 사이에 수직지지축(64)이 연결되고 수직지지축과 연계되는 수평지지축(65)에 감김롤(66a)과 회전롤(66b)에 연계되어 초음파진동축(67)을 단부가 로프줄(66)에 연결된 구성을 이루고 여과포(63)에 초음파발진체 또는 확장핀 등을 이용하여 여과포(63)에 진동을 부여하게 되면 직물재로 직조되어 제공되는 여과포(63) 재질의 간극 사이로 물이 신속히 배출되도록 진동을 줘서 고형물만 남고 물은 여과포(63) 재질의 간극 사이로 빠지도록 하여 신속히 분리시키고 여과포(63) 내부에 남은 고형물만 차면 지지봉(62)로부터 여과포(63)를 분리시켜 차량 또는 작업선을 이용 외부로 배출되는 구성으로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
도 5는 본원기술이 적용되기 위한 응집장치(70)의 일 실시양태 예시도를 나타낸 것으로 응집장치 유입부(71)와 배출부(74) 사이에 다수개의 격벽(73)이 설치된 구성을 이룬 오니응집조(70)에 유입되어 응집되고 맑은 물은 배출구로 배출되도록 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
본원에서 제시되는 고액분리장치(40)의 스크린망(44)을 통과하지 않은 수초나 가시파래류 해초나 수중퇴적물 등의 퇴적협잡물 형태에 따라 퇴적물저류조(80)로 모아져서 별도 도면으로 작성되지는 않았으나 통상적으로 사용되는 콘테이너박스 형태나 쓰레기 차량 등에 담아 배출하고자 할 물을 함유하고 있어서 그 볼륨과 중량이 너무 부담이 되므로 이 부담을 줄이기 위해 본원에서는 도 4에 제시되는 분리여과장치(60)의 적용 예시와 같이 초음파진동부가 내장된 여과포 내부로 퇴적협잡물을 주입하며 초음파진동을 부여하여 신속 고액여과분리가 가능하도록 하여 볼륨과 중량을 줄인 후 톤빽 자체로 육상으로 이송하고자 하는 시도를 하였다.
또한, 수초나 가시파래류 등을 유기자원으로 재활용하기 원해 신속한 발효를 원할 경우에는 분리여과장치(60)에 담긴 수초류에 미생물제제가 함께 공급되는 구성을 이루어 신속한 퇴비화를 도모하도록 적용될 수 있음은 물론이며, 도 4에 제시되는 분리여과장치(60)가 드럼스크린의 나선날개에 의해 배출부 쪽으로 이송된 퇴적협잡물을 수용하기 위한 기능일 때는 여과포의 직조간극이 넓은 것이 사용되고, 본원 분리여과장치(60)가 오니여과부 기능으로 사용될 때는 여과포의 직조 간극이 좁은 것이 사용되어 오니층을 물과 분리시키는 형태로 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 본원 특허기술은 적용은 대부분 강이나 해안가에서 수초나 오니혼탁물 등의 수중발생 오염물을 제거하는 작업형태가 수상 또는 수중에서 이루어지는 것이 대부분이기 때문에 본원의 도 3, 4, 5의 작업장치는 바진선 형태나 수상 부유체 상부 위치에 설치/고정하고 운전하도록 적용되므로 작업의 효율을 도모하도록 적용할 수 있음은 물론이다.
이상의 설명을 통하여 본원에서 새롭게 개시되는 고액분리장치(40) 및 분리여과장치(60)를 중심으로 기술의 특징부를 설명하고자 하였는바, 본원구성에서 부분적으로 설명이 미진한 부분은 출원인의 선출원 등록특허기술인 제0543778호, 제0729843호, 제1106770호, 제1301527호, 10-2258861호 등에서 수중오니 제거작업을 수행하는 여러 종래기술과 결합되어 적용될수 있음은 당연하고, 또한 상기 특허기술에 오니제거작업에 필요한 기술의 적용양태가 상세히 설명되어 있으므로 중복 설명은 피하고자 하였으며, 본원의 특허청구의 범위에 제시된 기술은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 다양하게 변형 및 개조되거나 변경되어 실시될 수 있을 것이나, 본원의 특허청구의 범위는 본원의 기술사상의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 범위 내에서 균등론적으로 해석되어 보호되어야 할 것이다.
10 : 오염물흡입장치 11 : 유압모터
12 : 부러쉬 13 : 브러쉬지지판
14 : 브러시하우징 15 : 배출구
16 : 배출호스 20 : 오염물수집/제거작업선
21 : 구동회전체 22 : 이송펌프
23 : 이송호스 30 : 거대협잡물제거장치
31 : 굵은스크린 32 : 오염수저류조
33 : 오염수배출구 40 : 고액분리장치
41 : 오염수 유입구 42 : 구동수단
43 : 지지축 44 : 원형스크린망
45 : 나선날개(blade) 46 : 저류조
47 : 회전축 48 : 임펠러
49 : 지지프레임 50 : 혼탁수저류조
60 : 분리여과장치 61 : 지지프레임
62 : 지지봉 63 : 여과포
64 : 수직지지축 65 : 수평지지축
66 : 로프 줄 67 : 초음파진동축
70 : 응집장치 71 : 유입부
72 응집제 투입구 73 : 격벽
74 : 배출부 80 : 퇴적물저류조

Claims (6)

  1. 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수중 오염물의 신속한 분리를 위하여 반원형 저류조와 임페러를 구비한 드럼스크린 형상의 고액분리장치에 있어서,
    원형의 스크린망 외연은 가로 및 세로 격자형 지지축으로 감싼 구성으로 드럼스크린 몸체를 이루며 구동수단에 의해 횡으로 회전되는 드럼스크린 구조를 이루고
    상기 스크린망 내측에는 나선형 날개가 부착되어 드럼스크린 내부로 유입되는 오니오염물 중 스크린망을 통과한 혼탁수는 혼탁수저류조 또는 오니여과부로 보내지고 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부 쪽으로 이송되어 퇴적협잡물저류조 또는 분리여과장치로 보내지는 구조를 이루며,
    원형회전체 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되고 저류조 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 임펠러가 회전하면서 드럼스크린 측벽부로 분사시켜 신속하게 고액 분리시키는 구조를 이루도록 적용되는 것을 특징으로 하는 수중 오염물의 고액분리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드럼스크린 타입의 고액분리장치가 수상의 바지선이나 부력체 상부에 안착된 구조를 이루어서 준설작업이나 또는 오니퇴적물 제거 작업과정과 연계되어 수상에서 적용되는 것을 특징으로 하는 수중 오염물의 고액분리장치.
  3. 하천이나 호수의 준설작업이나 오니퇴적물 제거 작업과정에서 발생하는 수중 오염물의 신속 고액분리방법에 있어서,
    원형의 스크린망 외연은 가로 및 세로 격자형 지지축으로 감싼 구성으로 드럼스크린 몸체를 이루며 구동수단에 의해 횡으로 회전되는 드럼스크린 구조를 이루고
    상기 스크린망 내측에는 나선형 날개가 부착되어 드럼스크린 내부로 유입되는 오니오염물 중 스크린망을 통과한 오니혼탁수는 혼탁수저류조 또는 오니여과부로 보내지고 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부 쪽으로 이송되어 퇴적협잡물저류조나 또는 분리여과장치로 보내지는 구조를 이루며,
    원형 드럼스크린 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되고 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 임펠러가 회전하면서 드럼스크린 측벽부로 분사시켜 신속하게 고액 분리시키는 구조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 오염물의 신속 고액분리방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리여과장치는 드럼스크린의 나선날개에 의해 배출부 쪽으로 이송된 퇴적협잡물이 초음파진동부가 내장된 여과포 내부로 유입될 때 초음파진동을 부여하여 신속 여과분리가 가능하도록 적용되는 것을 특징으로 하는 수중 오염물의 신속 고액분리방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 오니여과부는 오니혼탁수가 초음파진동부가 내장된 여과포 내부로 유입될 때 초음파진동을 부여하여 신속 고액분리가 가능한 고액여과장치가 이용되도록 적용되거나,
    오니혼탁수가 여과포를 내장한 필터장치 내부로 유입되고 필터장치의 고속회전력에 의해 신속고액분리가 가능하도록 적용되는 것 중 하나가 선택되어 적용되는 것을 특징으로 하는 수중 오염물의 신속 고액분리방법.
  6. 관리형 하천, 호수 등에서 발생하는 수중발생 오염물의 재활용 방법에 있어서
    구동수단(21)과 이송펌프(22) 및 부유체(23)가 구비된 선체부(20)의 일측으로 오염물제거장치(10)가 연결되어 선체부(20)가 수역을 이동하면서 수중발생 오염물을 제거하는 작업을 수행하되, 오염물제거장치(10)는 상협하광 형상의 브러시하우징(13)은 고정구조를 이루고 브러시하우징(13) 내부에는 브러쉬(10)가 장착되고 브러시하우징(13)의 상부에 설치되는 유압모터(11)와 부러쉬가 연계/회전되며 수중발생 오염물을 제거하여 외부로 펌핑시키는 수중발생 오염물 제거작업을 수행하는 제1단계;
    상기 제1단계 오염물 제거작업을 통하여 보내지는 오염물을 신속하게 분리하기 위한 고액분리장치는 원형의 스크린망 외연은 가로 및 세로 격자형 지지축으로 감싼 구성으로 드럼스크린 몸체를 이루며 구동수단에 의해 횡으로 회전되는 드럼스크린 구조를 이루고 드럼스크린 내부에는 반원 형상의 저류조가 고정 설치되어 외부에서 유입되는 수중 오염물이 저류조로 먼저 유입되고 반원 형상 저류조의 중심부에는 회전하는 임펠러가 설치되는 구조를 이루어서 저류조로 유입된 수중 오염물을 임펠러가 회전하면서 수중 오염물을 회전하는 드럼스크린 측벽부로 분사시켜 신속하게 고액분리가 가능하도록 오염수 분산작업을 수행하는 제2단계;
    상기 스크린망 내측에는 나선형 날개가 부착되어 드럼스크린 내측벽으로 분사되는 오염물 중 스크린망을 통과한 오니혼탁수는 혼탁수저류조 또는 고액여과장치로 보내지고 스크린망을 통과하지 못한 퇴적협잡물은 나선날개에 의해 드럼스크린의 유입부에서 배출부쪽으로 이송되어 퇴적협잡물저류조나 또는 고액여과장치로 보내져 분리작업이 수행되는 제3단계;
    상기 제3단계에서 분류된 오니혼탁수는 유입부(51)와 배출부(54) 사이에 다수개의 격벽(53)이 설치된 구성을 이룬 오니응집조(50)에 유입되어 응집되고 맑은 물은 배출구로 배출되도록 적용되는 제4(a)단계가 적용되거나,
    상기 제3단계에서 분류된 오니혼탁수가 여과포 내부에 초음파진동을 부여하는 고액여과장치에 의해 신속 분리되도록 적용되는 제4(b)단계가 적용되거나,
    상기 제3단계에서 분류된 오니혼탁수가 여과포 내장한 필터장치의 회전력에 의해 신속 고액분리되도록 적용되는 제4(c)단계가 적용되는 것 중 하나가 선택되어 분리시키는 제4단계;
    공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중발생 오염물의 재활용 방법.
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