KR100797651B1 - 침전조의 고속멀티 경사판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 침전조의 고속 멀티 경사판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 터널공사 등의 각종 공사현장, 오폐수처리장, 상수원수 등에서 발생되는 오폐수 등을(이하, 폐수라 함.) 보다 효율적으로 처리할 수 있도록 각도 조절이 가능한 고속 멀티(Multi) 경사판에 관한 것인 바, 폐수의 유량, 유속, 농도 등 그 성상에 따라 설치 각도를 조절하여 폐수의 처리효율성을 극대화하는 각도가 조절되는 경사판과 양면이 대략 V자형으로 반복형성된 굴곡면으로 형성되어 보다 넓은 표면적에 의해 증대된 유효 침전면적으로 침전 효율을 높일 수 있도록 한 각도 조절이 이루어지는 경사판의 각 모듈로 구성되어 고속멀티 경사판에 의해 침전시간이 크게 단축됨으로써 빠른 처리속도에 의한 가용부지 절감효과를 득할 수 있고 침전조 수면적부하가 크고 부유물질 제거율이 뛰어난 등, 높은 효율성으로 처리수 재이용시 물사용량 절감 등에 따른 운영비 및 시설비 절감 등을 도모할 수 있고 물리적, 생물학적 처리로 다양한 오염물질을 처리할 수 있는 등의 여러 잇점과 효과를 기대할 수 있다.
침전조, 고속멀티 경사판, 고속멀티 경사판 침전조, 오폐수 여과처리, 침전조의 고속 멀티 경사판, 경사판, 침출수
Description
본 발명은 침전조의 고속 멀티 경사판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 터널공사 등의 각종 공사현장, 오폐수처리장, 상수원수 등에서 발생되는 오폐수 등을(이하, 폐수라 함.) 보다 효율적으로 처리할 수 있도록 각도 조절이 가능한 고속 멀티(Multi) 경사판에 관한 것이다.
주로 터널공사 등의 각종 공사현장이나 오폐수처리장에서 발생되는 폐수는 토사와 함께 화학물질 및 유기물 등의 각종 오염인자가 혼입되어 있어 이러한 오염인자를 그대로 방류할 경우 하천수 오염은 물론 침출수가 토양을 오염시키는 등의 문제를 야기하게 된다.
즉, 터널공사 등의 각종 공사현장과 오폐수처리장에서 발생되는 폐수는 환경오염방지를 위해 정화과정을 거쳐 방류되고, 침전방식의 정화 설비가 주로 이용되고 있으며, 유기물질, 부유물질 등의 오염인자가 포함된 폐수를 물리적, 생물학적으로 처리하는 방법에는 통상 침전조, 스크린 등의 기계적인 장치가 사용되고 있다.
본 발명은 침전조에 폐수의 슬러지 입자를 침전시켜 폐수를 여과처리하는 방법과 관련하는 것으로, 침전조는 터널공사 현장으로부터 발생한 폐수 내의 슬러지 입 자를 침강 분리시킨 후 여과 과정 등을 거쳐서 처리수를 방류하게 되는 데,
침전조는 폐수의 무거운 슬러지 입자를 중력에 의해 침전시켜 상부의 상등수 만을 얻기 위하여 사용되고 있으며, 침전면적을 확대시키고 슬러지의 침강속도를 증가시키기 위하여 내부에 경사판을 삽입설치한 경사판식 침전조가 널리 사용되고 있다.
기존 경사판식 침전조는 경사판의 구조상 슬러지에 작용하는 단순 중력작용만을 이용하여 경사판을 통과하는 폐수의 흐름을 정적으로 유도함으로써 혼입된 오염물질의 적극적인 침전효과 없이 중력의 작용에 의한 침전만을 발생시켜 침전효율성이 저조할 수 밖에 없었으며,
종래의 오폐수처리 장치에서는 넓은 침전 면적과 오랜 응집시간 등이 요구되고 안정된 폐수처리를 위해 약품 투여 등의 화학적 처리가 불가피하게 됨으로써 고가의 처리비용이 소요되는 등의 문제점이 있었다.
특허 제10-0717429호, 특허 제10-0658144호, 등록실용신안 제20-0231560호, 등록실용신안 제20-0395184호 등)
한편, 터널공사 현장 등에서 토사 등의 부유물이 혼입된 현탁수를 처리하는 폐수처리장치의 첨전조에 스크류형 경사판을 설치하여 침전조에서 처리되는 폐수가 저류하거나 저류속으로 흐르면서 고농축 응집 처리가 가능하게 함과 동시에 정화처리 효율을 상향시킬 수 있도록 한 장치가 개발되어 있으나, 이러한 침전조는 경사판이 스크류형으로 구성되어 처리수량에 따른 침강속도가 더디게 진행됨으로써 그 효율성이 저조한 등의 단점이 있었다.(특허 제10-0646042호 등)
그리고, 침전조에 설치되는 기존 경사판은 침전조내에 다수개가 일정 간격을 두고 경사각을 이루고 배열, 설치되는 데, 이러한 기존 경사판은 유입수의 흐름이나 유량 등에 관계없이 일정한 각도로 설치됨으로써 유입수의 유속이나 유량 등에 적절히 대응하지 못함으로써 높은 침전효율을 도모하기 곤란하였고,
평판형의 기존 경사판은 유체의 흐름을 방해하고 난류를 야기하는 등 침전시간을 더디게 하는 단점을 가지고 있어 근자에는 표면적을 넓게 하고 유체의 흐름에 부합되도록 굴곡이나 파형 등으로 경사판을 설계하여 실시하고 있다.
본 발명과 관련하는 폐수의 처리 과정을 살펴보면; 도 8과 같이 유입된 폐수(원수)는 유수분리조를 거쳐 PH조정조, 급속반응조, 응집조, 완속응집조, 고속경사판 침전조, 방류조를 거쳐 여과되어 방류처리되는 바, 유입된 폐수에 무기 응집제와 순환하는 침전 슬러지가 급속 혼화 반응함으로써 최적반응조건을 유도하는 급속반응단계와, 고분자 응집제를 투여하여 미세 플록(FLOC)형성과 침전이 용이하게 하는 완속반응단계와, 측면유로 정류판이 설치되어 균일한 수준의 유량을 유입시키는 침전지 유입단계, 상항류 경사판을 통과하여 유량 등에 따라 각도가 조절되어 최적의 조건으로 침전이 이루어지는 경사판 침전단계, 농축 및 탈수로 감량처분하는 슬러지 처리단계의 공정을 거쳐 처리된다.
본 발명은 상기한 폐수처리과정에서 침전조에 각도가 조절되는 고속멀티 경사판을 설치하여 경사판의 각도조절로 유량과 폐수의 성상에 따라 처리가 가능하게 함 으로써 침전효율을 극대화시키고, 유효침전면적을 증대시키며 물리적 처리 및 생물학적 처리가 병행 적용가능하게 하고자 한다.
본 발명은 폐수의 유량, 유속, 농도 등 그 성상에 따라 설치 각도를 조절하여 폐수의 처리효율성을 극대화하는 각도가 조절되는 경사판과 양면이 대략 V자형으로 반복형성된 굴곡면으로 형성되어 보다 넓은 표면적에 의해 증대된 유효 침전면적으로 침전 효율을 높일 수 있도록 한 각도 조절이 이루어지는 경사판의 각 모듈로 이루어진다.
본 발명은 각도가 조절되는 고속 멀티 경사판에 의해 침전시간이 크게 단축됨으로써 빠른 처리속도에 의한 가용부지 절감효과를 득할 수 있고 외부운전여건(폐수의 유입량, 농도, 유속 등)에 따라서 신축적으로 대응이 가능하며,
침전조 수면적부하가 크고 부유물질 제거율이 뛰어난 등 높은 효율성으로 처리수 재이용시 물사용량 절감 등에 따른 운영비 및 시설비 절감 등을 도모할 수 있을 뿐 만 아니라 양호하고 안정적인 처리수질과 물리적, 생물학적 처리로 다양한 오염물질을 처리할 수있는 등의 여러 잇점과 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 의한 경사판은 유수분리조를 거쳐 PH조정조, 급속반응조, 응집조, 완속응집조, 침전조, 방류조 등을 거쳐 여과되어 방류처리되는 과정의 침전조에 설치된다.
도 1는 본 발명의 일실시예가 적용된 침전조의 전체 구성도, 도 2a, 2b, 2c는 도 1의 A-A, B-B, C-C선 단면도, 도 3은 본 발명중 경사판의 구성을 보인 일부 절결 단면도, 도 4는 도 3의 A-A선 작용상태 단면도, 도 5는 도 3의 일요부 발췌 확대도, 도 6는 본 발명중 경사판의 플레이트를 발췌한 구성도, 도 7은 본 발명중 각도조절구동부의 일부 구성도, 도 7a는 도 7의 요부 발췌 확대도이다.
본 발명에 의한 각도가 조절되는 경사판(5)이 설치된 침전조(1)를 본 발명의 도면에서는 복수개(2개)를 1조로 구성한 예를 도시하고 있는 바, 이는 폐수의 유량이 1개의 침전조(1)로는 부족할 경우에 연이어 형성되어 있는 다른 하나의 침전조(1)를 사용하여 폐수를 처리토록 하기 위한 것으로, 이를 위해 침전조(1) 사이에 월류통로(B)가 형성되며, 복수개의 침전조에 중복되는 부호는 필요에 따라 생략하였음을 밝혀둔다.
그리고 본 발명은 침전조(1) 내에 설치되는 경사판(5)에 관한 것으로 침전조(1)의 구성하는 그 갯수와는 관계없는 것이며, 또한, 꼭히 도시한 예의 구조를 갖는 침전조(1)에 국한되어 적용되는 것이 아님을 밝혀 둠으로써 본 발명의 내용을 더욱 분명히 하고자 한다.
우선 침전조(1)의 구성에 대하여 살펴보면; 침전조(1)는 일측에 폐수(원수)를 침전조(1) 내부로 유입시키는 원수유입로(2)에 원수유입관(21)이 침전조(1) 하부로 연결되어 침전조(1) 하부로부터 상부 월류방류조(3)로 흐르는 상향류의 유체흐름구조를 가지며, 서포트 바아(12) 상부로 경사판(5)이 설치되고 상층부에 상등수를 배수되는 웨어 박스(4)가 월류방류조(3)와 연결된다.
저부에는 배출관(11)이 형성된 수집피터(10)로 플락을 모이기 위해 구동모터 등으로 이루어진 드라이브 유닛(81)의 스크래퍼구동축(82)에 스크래퍼 구동아암(83)으로 스크래퍼(8)가 설치된다.
상기에서 원수유입관(21)은 폐수가 충분한 깊이까지 확장 유입되도록 배관(Baffle)하여 아래쪽으로 부터 침전조(1)의 전체 폭에서 상향류가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 경사판(5)은 상기에서 일례로 언급한 침전조(1)에 설치되는것으로, 도시한 구조의 침전조(1)에 한정되지 않고 폐수의 침전여과처리를 위한 다양한 침전조에 적용될 것이다.
경사판(5)은 다수개의 플레이트(51,51')가 일정 간격으로 결합되어 경사판(5)이 구성되며, 각 플레이트(51,51')에는 슬롯(52,52')이 형성되어 슬롯(52,52')을 통해 연결바아(61,61')로 연결되고, 각 플레이트(51,51') 사이의 연결바아(61,61')에는 스페이서(62,62')가 끼움결합되어 연결바아(61,61')에 끼움연결된 각 플레이트(51,51')의 간격이 일정하게 유지되도록 결합된다.
그리고 다수개의 플레이트(51,51')를 일정 간격으로 연결한 연결바(61,61')의 일단은 리프팅 플레이트(6)에 축핀(63,63')으로 연결되고, 리프팅 플레이트(6)는 침전조(1)의 내벽체에 앵커 등으로 고정시킨 양측 벤드 플레이트(9)(9')에 각운동가능하게 결합되는 바, 상기 연결바(61,61') 끝단의 플레이트(51,51')는 연결바(61,61') 끝에 고정결합시켜 이탈되지 않도록 하며 그 하측 벤트 플레이트(9') 상부에 올려서 설치되게 한다.
전술한 바와 같이 다수개의 플레이트(51,51')를 연결한 연결바(61,61') 양단에 결합된 리프팅 플레이트(6)는 각 하단의 축지부(64)가 일측 벤드 플레이트(9)에 각운동가능하게 결합되고 리프팅 플레이트(6) 상단은 각도조절구동부(7)에 연동되도록 설치되어 밴드 플레이트(9)와의 축지부(64)를 중심으로 리프팅 플레이트(6)가 좌우로 각운동됨으로써 리프팅 플레이트(6)에 연결 바아(61,61')로 다수개의 플레이트(51,51')가 일정 간격을 두고 결합된 경사판(5)의 각도가 조절된다.
각도조절구동부(7)는 리프팅 플레이트(6)의 상단부에 로드바아(71)가 연결되고 로드바아(71) 일측에 이동스크류(72)가 형성되어 가이드 유닛(73)의 스크류튜브(74)와 나사결합되며, 로드바아(71)의 이동스크류(72)가 나사결합된 스크류튜브(74)는 종속기어(75)에 일체로 결합되어 베어링(79)에 회전지지된다.
즉, 로드바아(71)의 이동스크류(72)와 나사결합된 스크류튜브(74)는 감속기(78)의 회전축(77)에 연결된 주동기어(76)와 치차결합된 종동기어(75)에 연동되게 결합되어 베어링(79)에 회전지지된다.
본 발명에서는 상기 주동기어(76)와 종동기어(75)가 베벨기어로 서로 결합된 구성을 도시하고 있으나 이와 등가의 구성요소로도 실시할 수 있음은 당연하다.
상기와 같이 각도조절구동부(7)에 연결되어 각도가 조절되는 조절판(5)의 각 플레이트(51,51')는 양면으로 대략 V자형으로 홈이 반복되게 성형되어 양면이 웨이브(WAVE)형상으로 굴곡면을 이루도록 형성함으로써 보다 넓은 표면적으로 유효 침강면적을 증대시킬 수 있도록 하며, 각 플레이트(51,51')는 15 ~ 30cm 간격으로 설치하고 폐수의 원수농도, 유량 등에 따라서 그 각도를 45˚, 65˚ 또는 75˚등으로 조절한다.
상기한 각도조절구동부(7)는 감속기(78)에 전술한 각도조절구성과 함께 체인 등을 장치하여 폐수의 유량, 유속, 농도 등에 따라 경사판(5)의 각도를 조절할 수 있는 다양한 구성으로 실시할 수 있을 것이다.
각도가 조절되는 경사판(5)은 감속기(78)의 정역회전구동으로 회전축(77)의 주동기어(76)가 회전구동하면 종동기어(75)의 스크류튜브(74)가 이동스크류(72)를 나선운동(Screw motion)시켜 로드바아(71)를 진퇴 이동시켜 줌으로써 로드바아(71)가 리프팅 플레이트(6)를 하단 축지부(64)를 중심으로 좌우로 각운동시켜 경사판(5)의 각도 조절이 수행된다.
상기 경사판(5)은 도시한 예와 같이 감속기(78) 양측 회전축(77)에 2개 1쌍으로 로드바아(71)가 설치되어 원활하고 용이하게 각도조절이 수행된다.
원수유입로(2)의 원수유입관(21)으로부터 유입된 폐수는 상기와 같이 각도가 조절된 경사판(5) 사이로 상향류가 형성되고 경사판(5)의 각 플락(Floc)은 경사판(5)의 바닥에 포집되어 떨어진다.
상기에서 원수유입관(21)으로부터 유입되어 경사판(5)에서 응집된 플락은 원수유입관(21)에 의해 상향류가 형성되고 난류를 유발하지 않으므로 미세 플락을 깨뜨리지 않으며, 양면으로 V자형 홈이 반복 형성된 굴곡면으로 넓은 유효 침전면적을 가지며 폐수의 유량, 유속, 농도 등의 성상에 따라 짧은 침강거리로 침전효율을 높일 수 있도록 최적의 각도로 조절된 경사판(5)의 플레이트(51,51')는 슬러지 입자가 고속으로 침강되어 응집되고 응집된 플락이 바닥으로 포집된다.
그리고 생물학적 침전지에서 경사판(5)의 각도를 표면적 부하가 크도록 조절하여 경사판(5)의 각 플레이트(51,51')에 혐기성 미생물들이 더욱 많이 부착되도록 유도하면, 미생물들이 폐수내 부유물과 침전 슬러지를 알칼리성으로 발효시키고 소화시켜 부유물과 침전 슬러지를 산성 감퇴시켜 포집토록 함으로써 경사판(5)의 각도 조절에 의한 생물학적 처리 효율성도 크게 증대시킬 수 있는 것이다.
가장 특징적으로 본 발명은 경사판의 각도가 다수의 플레이트로 이루어진 멀티 경사판의 각도가 폐수의 원수농도, 유량 등에 따라서 45˚, 65˚ 또는 75˚ 등으로 조절됨으로써 침전효율을 극대화시키는 것으로, 이하에 이에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
침전조에서 경사판의 각도를 45˚, 65˚,75˚에서 실험한 경사판 각도 조절에 따른 침전효율을 비교 결과는 다음과 같다.
재래식 침전조의 이상적인 침전 이론에 따르면 이상적인 침전조의 유량이 1.0MGD, 체류시간 2시간, 월류율이 1,000g.ml/day ft2, 길이와 폭의 비가 4:1이라면, 침전농도는 5.55ft/hr 이다.
이때 침전입자의 임계궤도(critical. trajectory)는 아래 수학식 1과 같다.
. 침전속도 : Vs, 길 이 : H, 수평속도 : V1 , , 조의길이 : L
[경사판을 45˚로 할 경우 처리 효율]
침전조가 직사각형이므로 이론적인 모식인 높이 3ft, 관의 깊이 2in, 경사각도가 45˚라면 H1 값은 아래 수학식 2와 같이 주어진다.
L값은,
L = module . 높이 / sinQ
= 3.0ft/sin45˚ = 4.24ft
- 경사판을 통과하는 속도로 값을 구하면 아래 수학식 3과 같다.
재래식 침전조의 31.6 보다는 3배의 침전효율로 처리할 수 있다.
[경사판을 60˚로 할 경우 처리 효율]
침전조가 직사각형이므로 이론적인 모식인 높이 3ft, 관의 깊이 2in, 경사각도가 60˚라면 H1 값은 아래 수학식 4와 같이 주어진다.
L값은,
L = module . 높이 / sinQ
= 3.0ft/sin60˚ = 3.46ft
- 경사판을 통과하는 속도로 값을 구하면 아래 수학식 5와 같다.
재래식 침전조의 수평유속 31.6 보다는 약 2배로 처리할 수 있다.
[경사판을 75˚로 할 경우 처리 효율]
경사각도가 75˚일 경우 H11 값은 아래 수학식 6과 같다.
L값은,
L = 3.0ft/sin75˚ = 3.125ft
- 경사판을 통과하는 속도로 값을 구하면 아래 수학식 7과 같다.
약 0.85배로 경사판이 수직에 가까울수록 유속이 줄어들어 미립의 부유물질(SS성분)의 침전에 용이하다.
도 1는 본 발명의 일실시예가 적용된 침전조의 전체 구성도
도 2a, 2b, 2c는 도 1의 A-A, B-B, C-C선 단면도
도 3은 본 발명중 경사판의 구성을 보인 일부 절결 단면도
도 4는 도 3의 A-A선 작용상태 단면도
도 5는 도 3의 일요부 발췌 확대도
도 6는 본 발명중 경사판의 플레이트를 발췌한 구성도
도 7은 본 발명중 각도조절구동부의 일부 구성도
도 7a는 도 7의 요부 발췌 확대도
도 8은 폐수 처리 공정도
☞도면의 주요부분에 사용된 주요 부호에 대한 설명☜
1: 침전조 2: 원수유입로
21: 원수유입관 3: 월류방류조
4: 웨어 박스(Weir Box) 5: 경사판
51,51': 플레이트(Plate) 52,52': 슬롯(Slot)
6,6': 리프팅 플레이트(Lifting Plate) 61,61': 연결바아
62,62': 스페이서(Spacer)
7: 각도조절구동부 8: 스크래퍼
9: 벤드 플레이트(Bend Plate) 10: 수집피터
Claims (3)
- 삭제
- 침전도 내부에 설치되어 폐수의 유량, 유속, 농도 등에 따라 폐수의 처리효율을 높일 수 있도록 그 각도가 조절되는 다수개의 플레이트로 경사판을 구성함에 있어서,경사판(5)은 다수개의 플레이트(51,51')가 슬롯(52,52')을 통해 연결바아(61,61')와 스페이서(62,62')로 간격이 일정하게 유지되도록 결합되고,연결바(61,61')는 리프팅 플레이트(6)에 축핀(63,63')으로 연결되고 리프팅 플레이트(6)는 침전조(1)의 내벽체에 고정된 벤드 플레이트(9)에 각운동가능하게 결합되며,리프팅 플레이트(6) 일단은 각도조절구동부(7)에 연동되도록 설치되어 밴드 플레이트(9)와의 축지부(64)를 중심으로 리프팅 플레이트(6)를 좌우로 각운동시켜 플레이트(51,51')가 일정 간격으로 결합된 경사판(5)의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 침전조의 고속멀티 경사판.
- 제 2 항에 있어서,각도조절구동부(7)는 리프팅 플레이트(6)의 상단부에 로드바아(71)가 연결되어 로드바아(71) 일측 이동스크류(72)가 감속기(78)의 회전축(77)에 연결된 주동기어(76)와 연동하는 종동기어(75)의 스크류튜브(74)와 나사결합되어 감속기(78)의 정역회전에 따라 스크류튜브(74)에 이동스크류(72)가 나사결합된 로드바아(71)가 진퇴이동함으로써 리프팅 플레이트(6)의 상단부를 로드바아(71)가 좌우로 움직여 각운동 작동되도록 한 것을 특징으로 하는 침전조의 고속 멀티 경사판.
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| KR1020070078773A KR100797651B1 (ko) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | 침전조의 고속멀티 경사판 |
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| KR100797651B1 true KR100797651B1 (ko) | 2008-01-24 |
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| KR (1) | KR100797651B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101004287B1 (ko) | 2008-08-27 | 2011-01-04 | 해동엔지니어링(주) | 다 방향 수류충돌 유류식 응집여과 방법 및 그 장치 |
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| CN119528394A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-02-28 | 山东宝沣新材料有限公司 | 一种酚醛树脂工业废水的处理工艺 |
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| KR100717429B1 (ko) | 2006-04-17 | 2007-05-16 | 진성언 | 고효율 멀티 침전조 |
-
2007
- 2007-08-06 KR KR1020070078773A patent/KR100797651B1/ko not_active Expired - Fee Related
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