KR101844470B1 - 고액분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상단에 원수유입라인이 형성되며 하단부 측부에 고형분배출라인이 형성되고 상기 고형분배출라인 내측에 처리수배출라인이 형성된 하우징; 상기 하우징을 관통하며 구동부에 의해 회전하는 회전축; 상기 회전축에 하나 이상 형성되어 상기 회전축과 일체로 회전연동을 하며 복수의 관통공이 형성되는 판형상의 분리판; 상기 분리판 하부에 구성되며 하우징 내주연에 복수의 지지대에 의해 고정되며 지지대 사이에 고형물낙하유로가 형성되도록 하고 상기 회전축 방향으로 하향 경사구배가 형성되면서 중앙부에 상기 회전축이 내재되도록 처리수배출관이 형성되는 유도부; 상기 하우징 하면에서 돌출형성 되어 외측에 고형분저장공간과 내측에 처리수저장공간이 형성되도록 하는 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고액분리장치에 관한 것이다.

Description

고액분리장치{Solid-liquid separator}

본 발명은 고형분이 다량 함유된 오폐수로부터 고형분을 제거한 처리수가 배출되도록 하여 이후 처리과정에서 유기물부하를 방지할 수 있으며 운전 중 폐색 등의 경우 역세가 가능한 고액분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 축산 폐수는 고농도 유기물 폐수이므로 소규모 축산농가에서 편의상 축산폐수를 그대로 하천에 방류하는 경우, 하천의 BOD 및 COD가 급격하게 증가되어 심각한 부영양화가 발생되고, 이것이 하천 생태계의 파멸은 물론 상수원의 직접적인 오염원이 되어 질소, 인 등의 영향으로 잦은 녹조현상과 악취의 원인이 되기도 한다.

그러나 그동안 제시된 축산 폐수의 처리기술은 대부분 대규모 처리장 위주로 발전되어 왔기 때문에, 경제성과 효율성이 떨어져 소규모의 영세농가에서는 축산폐수를 그대로 하천에 방류하는 경우도 있다.

이러한 폐단을 개선하고자, 다양한 기술이 제시되고 있는 바, 일 예로 대한민국 특허등록 제10-0775977호에서는 그 케이스 내부가 필터체를 사이에 두고 내측공간부와 외측공간부로 구획되며 상기 내측공간부에 연통되도록 형성되어 여과될 오염액이 유입되는 오염액유입구와 상기 외측공간부에 연통되도록 형성되어 여과된 유체가 배출되는 유체배출구를 구비하는 카트리지 필터체와, 상기 카트리지 필터체의 중심부를 상하방향으로 관통하여 회전가능하도록 구비되고 내부에 통로가 형성된 관형상으로 상기 카트리지 필터체 내부에 위치하는 부분에는 일정간격으로 상기 통로에 내부 연통되는 관형상으로 다수개의 블레이드가 측방으로 돌출되도록 정렬되어 구비되는 회전축과, 상기 회전축의 외부 연장되는 하단부에 연통되도록 결합되어 제거된 입자가 수집되는 입자수집조와, 상기 내측공간부를 가압하기 위한 가압가스를 주입하기 위해 연결되는 가스공급관과, 상기 내측공간부의 압력을 측정하기 위해 장착되는 압력측정수단과, 상기 내측공간부와 상기 외측공간부간의 차압을 측정하기 위해 장착되는 차압측정수단과, 전체적인 작동제어를 위해 구비되는 제어수단을 포함하는 고액분리 여과장치를 제시하고 있다.

그러나 상기 기술의 경우 필터체에 의해 고액을 분리하고자 하는데 고형물 함량이 높은 축산폐수 등의 경우 이러한 필터체에 의한 고형물의 충분한 분리를 기대할 수 없으며 필터체가 쉽게 폐색되는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-0775977호

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 간단한 기계적 구조로 구성되어 유지, 관리 비용을 절감할 수 있도록 하며 단계적인 분리 과정에서 고형물을 완전히 분리한 처리수를 배출토록 함으로써 이후 하폐수처리공정 등에서 부하를 방지할 수 있는 고액분리장치에 관한 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 고액분리장치는, 상단에 원수유입라인이 형성되며 하단부 측부에 고형분배출라인이 형성되고 상기 고형분배출라인 내측에 처리수배출라인이 형성된 하우징; 상기 하우징을 관통하며 구동부에 의해 회전하는 회전축; 상기 회전축에 하나 이상 형성되어 상기 회전축과 일체로 회전연동을 하며 복수의 관통공이 형성되는 판형상의 분리판; 상기 분리판 하부에 구성되며 하우징 내주연에 복수의 지지대에 의해 고정되고 지지대 사이에 고형물낙하유로가 형성되도록 하며 상기 회전축 방향으로 하향 경사구배가 형성되면서 중앙부에 상기 회전축이 내재되도록 처리수배출관이 형성되는 유도부; 상기 하우징 하면에서 돌출형성 되어 외측에 고형분저장공간과 내측에 처리수저장공간이 형성되도록 하는 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 분리판 테두리부분에는 하방향으로 돌출되는 제 1비산방지테두리가 형성되며, 상기 유도부 테두리부분에는 상방향으로 돌출되는 제 2비산방지테두리가 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 제 1비산방지테두리 외주연에는 경사구배를 형성하는 유도판이 복수로 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 분리판 테두리에는 하방향으로 돌출되는 제 1비산방지테두리가 형성되며 상기 제 1비산방지테두리 외주연에는 경사구배를 형성하는 유도판이 복수로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 분리판은 평판, 상방향 경사구배가 형성되는 볼록판, 또는 하방향 경사구배가 형성되는 오목판 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 분리판 상면에는 회전축에서 이격된 위치에 복수로 형성되되 원심방향에서 경사구배가 형성된 타격판이 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 역세수단이 구성되되, 역세수단은 상기 하우징 외부에서 상기 처리수배출라인과 연결되어 처리수가 역세수로서 저장되며 저장된 역세수를 공급하는 역세수공급라인이 형성된 역세수저장조와, 상기 역세수공급라인과 연결되며 상기 하우징 내측에서 역세수를 토출토록 하는 역세수토출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 고액분리장치는, 간단한 기계적 구조로 구성되어 유지, 관리 비용을 절감할 수 있어 경제적인 운용이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 고액분리장치는 반복적인 분리 과정을 수행함으로써 수분이 거의 제거된 고형물을 얻을 수 있게 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 고액분리장치는 운용중 분리판 등이 폐색되는 경우 역세가 가능하도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 고액분리장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 분리부를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 분리분의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 분리판의 실시 예를 나타내는 측단면도.
도 5는 분리판의 다른 예를 나타내는 작동상태도.
도 6은 본 발명의 고액분리장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면.

이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 고액분리장치를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명의 고액분리장치(1)는, 상단에 원수유입라인(21)이 형성되며 하단부 측부에 고형분배출라인(22)이 형성되고 상기 고형분배출라인(22) 내측에 처리수배출라인(23)이 형성된 하우징(2); 상기 하우징(2)을 관통하며 구동부(m)에 의해 회전하는 회전축(3); 상기 회전축(3)에 하나 이상 형성되어 상기 회전축(3)과 일체로 회전연동을 하며 복수의 관통공(411)이 형성되는 판형상의 분리판(4); 상기 분리판(4) 하부에 구성되며 하우징(2) 내주연에 복수의 지지대(62)에 의해 고정되고 지지대(62) 사이에 고형물낙하유로(63)가 형성되도록 하며 상기 회전축(3) 방향으로 하향 경사구배가 형성되면서 중앙부에 상기 회전축(3)이 내재되도록 처리수배출관(64)이 형성되는 유도부(6); 상기 하우징(2) 하면에서 돌출형성 되어 외측에 고형분저장공간(51)과 내측에 처리수저장공간(52)이 형성되도록 하는 격벽(5);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징(2)은 내부에 공간이 형성되도록 하는 구성으로 상기 원수유입라인(21)을 통해 고형분이 함유된 오폐수로서 원수가 유입되도록 하고 분리된 고형분은 고형분배출라인(22)을 통해 배출되도록 하고 원수로부터 고형분이 분리된 처리수는 처리수배출라인(23)을 통해 배출되도록 하는 것이다.

여기서 상기 원수유입라인(21)은 상기 분리판(4)의 중앙부분에서 원수가 낙하하도록 설치됨이 바람직하다. 이렇게 구성됨에 의해 분리판(4)의 회전에 의해 고형분은 원심을 받아 외측으로 유동하게 되는 것이며 유동과정에서 고형분이 분리된 처리수가 상기 관통공(41)을 통해 하부로 낙하하도록 하는 것이다.

상기 고형분배출라인(22)은 상기 고형분저장공간(51)과 연통하도록 연결되어 고형분저장공간(51)에서 침적되는 고형분을 외부로 배출토록 하는 것이며 상기 처리수배출라인(23)은 상기 처리수저장공간(52)에 연통하도록 하여 고형분이 분리된 처리수가 외부로 배출되도록 하는 것이다.

상기 회전축(3)은 상기 하우징(2)을 관통하며 구동부(m)에 의해 회전하는 구성에 해당한다. 상기 구동부(m)는 다양한 공지기술이 존재하므로 그 상세 설명은 생략한다.

상기 분리판(4)은 상기 회전축(3)에 하나 이상 형성되어 상기 회전축(3)과 일체로 회전연동을 하며 복수의 관통공(41)이 형성되는 구성으로 도 1에서 보는 바와 같이 상기 원수유입라인(21)을 통해 유입된 원수가 상기 분리판(4)으로 낙하하게 되는 것이며 상기 분리판(4)은 회전축(3)과 일체로 회전연동을 하여 원수 중 수분(처리수)은 관통공(41)을 통해 하부로 낙하토록 하는 것이며 원수 중 고형분은 원심력을 받아 외측으로 유동하도록 하는 것이다. 이렇게 유동된 고형분은 도 1에서 보는 바와 같이 분리판(4) 외측으로 낙하토록 하는 것이다.

이러한 분리판(4)은 회전축(3)의 상,하 방향으로 복수로 형성되어 각각 고형분과 수분을 분리토록 함으로써 원수로부터 고형분의 분리효율을 높이도록 하는 것이다. 이를 위해 도면에 도시된 바는 없으나 각 분리판(4)에 있어 관통공(41)은 하방향으로 갈수록 직경이 작아지도록 구성되어 폐색없이 고형분의 분리가 입경별로 순차적으로 이루어지도록 하는 것이다.

상기 유도부(6)는 상기 분리판(4) 하부에 구성되며 하우징(2) 내주연에 복수의 지지대(62)에 의해 고정되고 지지대(62) 사이에 고형물낙하유로(63)가 형성되도록 하며 상기 회전축(3) 방향으로 하향 경사구배가 형성되면서 중앙부에 상기 회전축(3)이 내재되도록 처리수배출관(64)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 유도부(6)는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 중앙부에 처리수배출관(64)이 형성된 방향으로 하향 경사구배가 형성되는 몸체(61)와, 상기 몸체(61)가 하우징(2) 내주연에서 이격이 형성되도록 고정시키는 지지대(62)와, 상기 지지대(62) 사이의 고형물낙하유로(63)로 구성된다.

상기 유도부(6)는 상부의 분리판(4)에서 분리된 고형분이 상기 고형물낙하유로(63)로 낙하되도록 하고 고형분이 분리된 처리수는 중앙부로 유도하여 상기 처리수배출관(64)을 통해 하부 분리판(4)으로 낙하시키도록 하는 것으로 하부 분리판(4)에서는 상기 처리수배출관(64)을 통해 중앙부로 낙하한 처리수를 다시 상부의 분리판(4)과 동일한 방식으로 고형분과 수분이 분리되도록 하는 과정이 반복되는 것이다.

즉 상기 유도부(6)는 상부의 분리판(4)에 의해 분리된 수분과 고형분의 재혼합을 차단하는 것이며 분리된 수분이 하부의 분리판(41) 중앙부로 유도되도록 하여 하부에서 수분과 고형분의 분리효율을 높이도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 분리판(4) 테두리부분에는 하방향으로 돌출되는 제 1비산방지테두리(42)가 형성되며, 상기 유도부(6) 테두리부분에는 상방향으로 돌출되는 제 2비산방지테두리(65)가 형성되도록 하는데 분리된 수분과 고형물이 분리판(4) 하부에서 비산되어 일측에서 재혼합 되는 것을 방지하는 것이다.

또한 본 발명에서는 도 3에서 분리된 수분과 고형분의 하부에서 재혼합을 더욱 제어하여 원수로부터 고형분의 분리효율을 더욱 향상시키도록 하는 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예에서는 상기 제 1비산방지테두리(42) 외주연에는 경사구배를 형성하는 유도판(421)이 복수로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1비산방지테두리(42) 외주연에는 경사구배를 형성하는 복수의 유도판(421)이 형성되도록 하는데 상기 유도판(421)은 도 3에서 보는 바와 같이 회전방향에 반대방향으로 누운형상으로 구성되도록 하여 분리판(4)에서 원심력에 의해 분리된 고형분이 상기 분리판(4) 외부에서 더욱 큰 포물선을 그리면서 낙하하도록 하는 것이다. 즉 상기 유도판(421)이 상기 분리판(4)에서 분리된 고형물이 낙하할 시 고형물을 타격함으로써 낙하하는 고형물을 외측방향으로 유도토록 함에 따라 낙하시 하부에 위치하는 유도부(6)에서 분리된 수분과 고형물의 재혼합을 방지토록 하는 것이다.

또한 본 발명은 회전축(3)의 회전속도에 따라 분리판(4)의 형상을 다르게 구성하는 실시 예를 제시하고 있다.

도 4a에서는 분리판(4a)이 경사구배가 형성되는 볼록판 형상으로 구성되는 예를 제시하고 있다. 이렇게 구성하는 경우 회전축(3)의 회전속도를 평활면 형상의 분리판(4)의 경우보다 낮게 가져가더라도 원수에서 고형분은 원심력에 더하여 분리판(4a)의 경사구배를 타고 미끄러질 수 있어 회전축(3)의 속도를 더디게 가더라도 원수로부터 고형분을 충분히 분리해 낼 수 있게 되는 것이다. 즉 에너지 절약형으로서 본 실시 예의 분리판(4a)은 의미가 있는 것이다.

또한 도 4b에서는 분리판(4b)이 경사구배가 형성되는 오목판 형상으로 구성되는 예를 제시하고 있다. 이렇게 구성하는 경우 회전축(3)의 회전속도를 평활면 형상의 분리판(4)의 경우보다 크게 가져가야 하는데 이는 원수에서 고형분은 경사구배를 유동하도록 원심력이 더 크게 작용하여야 하기 때문이다.

이렇게 구성됨에 의해 고형분은 마찰력을 받으면서 분리판(4b) 외측으로 유동하게 되는데 부가되는 마찰력에 의해 유동하는 고형분으로부터 고형분에 함유된 수분이 관통공(41)을 통해 더욱 용이하게 분리되는 것이다. 즉 본 실시 예의 분리판(4b)을 사용하는 경우 회전축(3)을 더욱 빠르게 회전시켜 에너지면에서는 다소 불리하나 수분이 제거된 고형분이 분리효율은 가장 우수하게 되는 것이다.

또한, 본 발명에서는 원심력을 받아 분리판(4) 외측으로 유동하는 고형분의 경우에도 수분이 함유된 상태이므로 고형분저장공간(51)으로 분리된 고형분은 외부로 배출후 별도로 수분을 제거해야 하는 공정을 거쳐야 할 수 있는데 이러한 문제점을 해결하고자 하는 실시 예를 도 5에서 제시하고 있다.

도 5에서 제시하고 있는 분리판(4)에는 그 상면에 회전축(3)에서 이격된 위치에 복수로 형성되되 원심방향에서 경사구배가 형성된 타격판(43)이 돌출 형성되는 예를 제시하고 있다.

상기 타격판(43)은 도 5에서 보는 바와 같이 원심방향(점선으로 표시된 방향)에서 경사구배(α)가 형성되도록 하는데 그 이유는 분리판(4)의 중앙부에 낙하된 원수(상부 분리판(4)에서 낙하된 수분)는 고형분이 원심력을 받아 원심방향으로 외측으로 유동하는데 유동하는 고형분이 각 타격판(43)에서 타격이 되면서 고형분에 함유된 수분이 타격에 의한 충격에너지에 의해 분리되도록 한다. 이렇게 분리된 수분이 관통공(41)을 통해 낙하하고 수분제거율이 높은 고형분이 타격판(43)에 의해 유동거리가 더 길어지면서 그만큼 수분이 제거되는 거리가 길어져 결국 고형분으로부터 수분의 제거효율을 더욱 높이게 되는 것이다.

더욱 바람직하게는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 타격판(43)은 분리판(4)의 회전방향 반대로 누운형상으로 경사구배가 형성되도록 하여 타격판(43)에 의해 타격된 고형분이 분리판(4)에서 유동거리가 더 길어지도록 하여 상기에서 언급한 바와 같이 고형분으로부터 수분의 제거효율을 더욱 높이도록 하는 것이 바람직하다.

상기 격벽(5)은 도 1에서 보는 바와 같이 하우징(2) 하면에서 돌출형성 되어 외측에 고형분저장공간(51)과 내측에 처리수저장공간(52)이 형성되도록 하는데 이를 위해 바람직하게 상기 격벽(5)은 상부의 분리판(4)의 직경보다 적어도 같거나 작은 위치에서 돌출형성 되도록 하는 것이 타당한데 이유는 분리판(4)에서 분리되어 낙하되는 고형분이 처리수저장공간(52)으로 낙하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이렇게 격벽(5)이 구성됨에 의해 분리판(4)에서 하방향으로 분리되는 수분들은 처리수로서 상기 처리수저장공간(52)에 저장되는 것이며 분리판(4)에서 원심력에 의해 외측으로 분리된 고형분은 고형분저장공간(51)으로 유도되어 저장되도록 하는 것이다.

이렇게 저장된 고형분은 고형분배출라인(22)을 통해 외부로 배출되도록 하는 것이며 저장된 처리수는 처리수배출라인(23)을 통해 외부로 배출되도록 하는 것이다.

또한, 본 발명에서는 도 6에서 보는 바와 같이 역세수단(7)이 더 구성되는데 상기 역세수단(7)은 상기 하우징(2) 외부에서 상기 처리수배출라인(23)과 연결되어 처리수가 역세수로서 저장되며 저장된 역세수를 공급하는 역세수공급라인(72)이 형성된 역세수저장조(71)와, 상기 역세수공급라인(72)과 연결되며 상기 하우징(2) 내측에서 역세수를 토출토록 하는 역세수토출구(73)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 처리수배출라인(23)을 통해 배출되는 처리수 중 일부를 상기 역세수저장조(71)로 저장토록 하면서 분리판(4) 등이 폐색되는 경우 상기 역세수공급라인(72)을 통해 역세수토출구(73)로 역세수가 토출되도록 하여 역세기능이 수행되어지도록 하는 것이다.

상기 역세수토출구(73)는 도 6에서 보는 바와 같이 각 분리판(4)과 유도부(6) 사이에 위치하여 공급된 역세수가 토출되도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 본 발명 2 : 하우징
3 : 회전축 4 : 분리판
5 : 격벽 6 : 유도부

Claims (6)

1. 상단에 원수유입라인이 형성되며 하단부 측부에 고형분배출라인이 형성되고 상기 고형분배출라인 내측에 처리수배출라인이 형성된 하우징; 상기 하우징을 관통하며 구동부에 의해 회전하는 회전축; 상기 회전축에 하나 이상 형성되어 상기 회전축과 일체로 회전연동을 하며 복수의 관통공이 형성되는 판형상의 분리판; 상기 분리판 하부에 구성되며 하우징 내주연에 복수의 지지대에 의해 고정되며 지지대 사이에 고형물낙하유로가 형성되도록 하고 상기 회전축 방향으로 하향 경사구배가 형성되면서 중앙부에 상기 회전축이 내재되도록 처리수배출관이 형성되는 유도부; 및 상기 하우징 하면에서 돌출형성 되어 외측에 고형분저장공간과 내측에 처리수저장공간이 형성되도록 하는 격벽;을 포함하며,
   상기 분리판 테두리에는 하방향으로 돌출되는 제 1비산방지테두리가 형성되며, 상기 유도부 테두리부분에는 상방향으로 돌출되는 제 2비산방지테두리가 형성되는 것을 특징으로 하는 고액분리장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1비산방지테두리 외주연에는 경사구배를 형성하는 유도판이 복수로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 고액분리장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 분리판은 평판, 상방향 경사구배가 형성되는 볼록판, 또는 하방향 경사구배가 형성되는 오목판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고액분리장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 분리판 상면에는 회전축에서 이격된 위치에 복수로 형성되되 원심방향에서 경사구배가 형성된 타격판이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 고액분리장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   역세수단이 구성되되, 역세수단은 상기 하우징 외부에서 상기 처리수배출라인과 연결되어 처리수가 역세수로서 저장되며 저장된 역세수를 공급하는 역세수공급라인이 형성된 역세수저장조와, 상기 역세수공급라인과 연결되며 상기 하우징 내측에서 역세수를 토출토록 하는 역세수토출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 고액분리장치.

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