KR100836280B1 - 응집침전지의 분배수로 설치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응집침전지의 분배수로 설치구조에 관한 것으로, 상세하게는 병렬설치된 다수개의 응집침전지 전방에 응집침전지의 폭방향으로 설치되어 각 응집침전지에 일정량의 유량을 공급하도록 설치되는 일자(一字)형 분배수로가 구비된 응집침전지에 있어서, 상기 분배수로(20)의 폭방향 중간위치에는 분배수로(20)로 유입되는 유량이 일측으로 유입된 후에 분배수로의 내측단에서 반대방향으로 선회되어 분배수로 입구측의 응집침전지까지 흘러갈 수 있도록 분배수로를 길이방향으로 양분하여 내·외측 분배수로(26)(24)가 구성되도록 분할벽(22)이 설치되어지되, 상기 분할벽(22)에는 각 응집침전지에 형성된 유입포트(P)와 마주보는 위치에 정수용 물이 유입되는 관통부(28)가 형성된 구조로 이루어진다.

응집침전지, 분배수로, 분할벽

Description

응집침전지의 분배수로 설치구조{The structure of the distributing waterway of the cohesion settling pond}

도 1 및 도 2는 종래의 응집침전지에 설치된 분배수로의 설치구조도,

도 3은 도 1의 일자형 분배수로를 갖는 종래의 침전조에서 각 침전조의 유출웨어에서 발생되는 수두손실그래프,

도 4는 본 발명에 따른 응집침전지의 분배수로 설치구조도,

도 5는 도 4의 분배수로 구조를 갖는 응집침전지에서 각 응집침전지의 유출웨어에서 나타나는 수두손실그래프이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명

L₁~L₈ : 응집침전지 20 : 분배수로

22 : 분할벽 24 : 외측 분배수로

25 : 밀폐부 26 : 내측 분배수로

28 : 관통부

G1 : 외측 분배수로 이용시 응집침전지의 유출웨어 수두손실 그래프,

G2: 내측 분배수로 이용시 응집침전지의 유출웨어 수두손실 그래프,

G3 : 전체 응집침전지의 평균 수두손실 그래프

본 발명은 응집침전지의 분배수로 설치구조에 관한 것으로, 상세하게는 정수장에서 병렬구조로 다수개가 연속적으로 설치되는 응집침전지에 정수용 물을 공급하도록 응집침전지의 전방에 설치되는 분배수로의 구조를 개선하여 다수개의 병렬구조로 설치된 각 응집침전지에 물이 균등하게 공급되도록 하여 정수효율의 향상과 응집침전지의 유지 및 관리가 용이하도록 하는 응집침전지의 분배수로 설치구조에 관한 것이다.

일반 정수장의 응집침전지는 그 크기가 매우 넓을 뿐만 아니라 대량의 생활용수를 정수하기 위해 수개의 장방형 응집침전지가 일체로 구성되어 있다.

종래의 장방형 응집침전지는 길이방향의 일측에서 정수처리용 물이 유입되어 병렬설치된 수개의 각 응집침전지로 분배 유입되어 침전과정을 거친후에 반대측의 유출웨어를 통해 유출되어 일괄 집수되는 구조로 이루어져 있다.

이러한 종래의 장방형 응집침전지의 실시예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 실시예는 병렬구조로 설치된 수개의 응집침전지 전방에 일자형 분배수로가 구비된 것으로, 이 분배수로로 유입된 정수처리용 물이 분배수로의 내측으로 이동하면서 분배수로 입구측의 침전조에서부터 분배수로 끝단까지 설치된 침전조에 이르기까지 각 응집침전지의 전방에 설치된 유입포트를 통해 유입되어져 정수처리가 이루어지게 된다.

그러나, 이러한 종래의 분배수로를 갖는 침전조의 경우, 분배수로로 유입된 정수처리용 물이 분배수로 입구측의 응집침전지에서부터 분배수로 끝단의 응집침전지에 이르기까지 각 응집침전지로 분배되는 유량이 달라 정수처리의 효율을 저하시키는 요인이 되었으며, 정수장의 효율적인 관리를 어렵게 하는 문제점이 있었다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 각 응집침전지가 수평으로 설치되고 각 응집침전지에 설치된 유출웨어의 높이를 동일하게 설계한 일자형 분배수로 구조를 갖는 응집침전지의 경우, 분배수로(2)의 입구측에 위치하고 있는 응집침전지(L1)와 입구에서 가장 먼곳에 위치하고 있는 응집침전지(L8)에 유입되는 유량(Q=A×V; Q=유량, A=유체통과 단면적, V=유속)을 비교해 보면, 입구측에서 유입되는 유체의 속도가 가장 빨라 입구측에 근접한 응집침전지(L1)의 유체 유입량(q1)이 가장 많고 입구측에서 멀어질수록 유체의 이동속도가 늦어져 입구에서 떨어진 응집침전지(L8)에 공급되는 유체 유입량(q8)이 가장 적게 나타나는 것임을 각 응집침전지(L1~L8)의 유출웨어에서의 수두손실을 나타내는 도 3의 그래프를 통해 알 수 있다.

즉, 도 3의 그래프를 통해 분배수로(2)의 입구측에서 멀어질수록 응집침전지의 유출웨어의 수두손실이 선형적으로 감소하는 경향을 보이는 것은 분배수로 입구측(L1)과 분배수로 말단부(L8) 사이의 각 응집침전지에 유입되는 유량이 q1>q2>q3···>q8으로 나타남을 예측할 수 있으며, 결국 분배수로 입구측 응집침전지와 분배수로 말단부 응집침전지간에 ΔE만큼의 수두손실 차이가 발생되는 것임을 알 수 있다.

따라서, 이러한 일자형 분배수로의 구조를 갖는 종래 응집침전지의 경우, 각 응집침전지에 유입되는 유량의 균등분배가 이루어지지 못함으로써 많은 유량이 유입되는 응집침전지와 그렇지 못한 응집침전지 사이에 정수성능의 차이로 전체 응집침전지의 정수효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용하였으며, 각 응집침전지의 정수성능의 차이는 일정기간 사용후 응집침전지에 형성되는 슬러지의 양에도 차이가 있게 되어 응집침전지의 세척을 일률적으로 시행하지 못하는 문제점이 발생되어 응집침전지의 유지 및 관리에 불편함이 발생됨은 물론 많은 비용손실과 응집침전지의 가동효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용하였었다.

이러한 종래의 일자형 분배수로에서 각 응집침전지로 유량의 균등분배가 이루어지지 못하는 문제점을 해결하기 도 2와 같은 테이퍼형상의 분배수로가 안출된 바 있다.

도 2와 같은 테이퍼 형상의 분배수로를 갖는 응집침전지의 경우, 입구에 유입되는 유량이 각 침점지에 균등하게 분배 공급되는 장점은 있었으나, 이러한 테이퍼형상의 분배수로의 경우 일정한 유량이 항상 균일하게 공급되는 경우에는 그 효용성이 높으나, 공급되는 유량이 적고 불규칙한 유량이 공급되는 경우 그 효용성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 응집침전지에 구비된 분배수로의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 신규 설치시 뿐만 아니라 종래에 설치된 일자형 분배수로에 대해서도 큰 비용을 들이지 않고 구조변경 가능하여 적용할 수 있도록 함으로써 병렬 설치된 다수개의 응집침전지에 정수처리용 물의 균등분배가 이루어지도록 하는 응집침전지의 분배수로 설치구조를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 각 응집침전지의 균등한 유량 분배를 유도하여 전체 응집침전지의 정수성능을 동일하게 유지시켜 응집침전지의 정수효율 향상과, 응집침전지의 유지 및 관리가 용이하도록 하는 응집침전지의 분배수로 설치구조를 제공하고자 하는데 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 응집침전지의 분배수로 설치구조는 병렬설치된 다수개의 응집침전지 전방에 응집침전지의 폭방향으로 설치되어 각 응집침전지에 일정량의 물을 공급하도록 일자(一字)형 분배수로가 설치된 응집침전지에 있어서, 상기 분배수로의 폭방향 중간위치에는 분배수로로 유입되는 유량이 일측으로 유입된 후에 분배수로의 내측단에서 유입방향과 반대방향으로 선회되어 분배수로 입구측까지 다시 흘러가도록 분배수로를 길이방향으로 양분하여 내·외측 분배수로가 형성되도록 분할벽이 설치되어지되, 상기 분할벽에는 각 응집침전지에 형성된 유입포트와 마주보는 위치에 관통부가 일정간격으로 형성되어 정수처리용 물이 유입될 수 있는 구조로 이루어진다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 응집침전지의 분배수로 설치구조의 평면도를 도시하고 있는 것으로, 도면에 도시된 바와 같이 병렬설치된 다수개의 응집침전지(L₁~L₈) 전방에 응집침전지의 폭방향으로 각 응집침전지에 정수처리용 물을 공급할 수 있도록 일자(一字)형 분배수로(20)가 구비되며, 상기 분배수로(20)에서 유입된 물이 각 응집침전지 (L₁~L₈)의 내측으로 유입되도록 각 응집침전지의 입구측에는 물이 출입되는 유입포트(P; 도 5 참조)가 구비되어 있다.

소정의 폭으로 이루어진 상기 분배수로(20)의 내측 폭방향 중간위치에는 분배수로(20)로 유입되는 정수처리용 물이 일측으로 유입된 후에 분배수로(20)의 내측 끝단에서 방향을 선회하여 분배수로 입구측까지 분리된 이동통로로 다시 흘러갈 수 있도록 분배수로(20)의 길이방향으로 분할벽(22)이 설치되어 분배수로(20)를 폭방향으로 양분하여 내·외측 분배수로(26,24)가 각각 분리 구성되도록 한다.

상기 분할벽(22)의 마지막 선단부는 분배수로(20)의 끝단 내벽과 일정거리 이격된 구조로 설치되고, 분배수로(20) 입구측의 내측 분배수로(26)는 외측 분배수로(24)로 유입된 물이 분할벽(22)의 마지막단에서 유턴하여 입구측까지 순환된 후에 분배수로(20) 밖으로 빠져나가지 못하도록 분할벽(22)의 일단과 외측 응집침전지(L1)의 외벽이 연결되어 밀폐부(25)가 형성된 구조로 이루어져 있다.

상기 분할벽(22)에는 각 응집침전지(L1~L8)의 전방에 형성된 유입포트(P)와 마주보는 위치에서 동일한 갯수와 크기의 관통부(28)가 병렬 설치된 각 응집침전지에 대응하여 일정간격으로 연속 설치된 구조로 이루어져 외측 분배수로(24)에서 내측 분배수로(26)로 물이 유입될 수 있는 구조로 이루어지며, 상기 관통부(28)는 응집침전지 입구측의 유입포트와 동일한 갯수와 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 상술한 응집침전지의 분배수로 설치구조의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분배수로(20)가 설치된 응집침전지(L1~L8)의 경우, 각 응집침전지로 유입되는 정수처리용 물이 분할된 분배수로(20)에서 응집침전지의 외측 분배수로(24)로 유입되고, 외측 분배수로(24)로 유입된 물은 분배수로(20)의 끝단부까지 진입된 후에 끝단부에서 라운드형 내벽을 따라 유턴되어 내측 분배수로(26)로 유입되고, 내측 분배수로(26)로 유입된 물은 분배수로(20) 입구측의 밀폐부(25)까지 이동하는 ⊃형의 흐름을 갖게 된다.

이와 같은 설치구조로 이루어진 응집침전지의 분배수로(20)는 입구측에서 내측으로 이동할수록 정수처리용 물이 갖는 에너지는 점점 감소하게 되어, 외측 분배수로(24)의 입구측의 분할벽(22)에 형성된 관통부(28)로 많은 양의 물이 유입되고, 분배수로의 내측으로 이동할수록 분할벽(22)의 관통부(28)로 유입되는 유량이 점점 감소하게 된다.

분배수로(20)의 마지막까지 유입된 물은 분배수로(20) 끝단부의 라운드형 내벽을 따라 자연스럽게 방향을 선회하여 내측 분배수로(26)로 유량의 흐름이 바뀌면서 외측 분배수로(24)와 반대로 흐름이 형성된다.

즉, 최초 정수처리용 물이 유입되는 외측 분배수로(24)의 경우, 입구에서부터 분배수로 내측 끝단으로 진입될수록 물의 에너지가 줄어들어 외측 분배수로(24)의 내측 끝단에서 유량이 갖는 에너지가 최소가 되지만, 반대로 외측 분배수로(24) 말단에서 방향을 선회한 물의 흐름은 내측 분배수로(26)의 입구측에서 시발점이 되고 내측 분배수로(26) 말단부(분배수로의 입구측)가 종점이 되므로, 내측 분배수로(26)의 경우 그 시발점인 분배수로(20) 끝단부의 유체 에너지가 가장 크게 되고, 분배수로의 입구측, 즉 밀폐부(25)가 형성된 내측 분배수로(26)의 말단부에서 유체가 갖는 에너지가 최소가 된다.

따라서, 외측에서 유입되어 내측으로 흐르는 ⊃형 분배수로(20)로 이루어지는 본 발명의 경우, 각 응집침전지로 유입되어 정수과정을 거친 후에 각 응집침전지의 유출웨어를 통해 배출되는 첫번째 응집침전지(L1)에서 마지막 응집침전지(L8)에 이르는 수두손실 에너지 관계를 도 5와 같이 나타낼 수 있다.

도 5의 그래프에서 부호 G1은 본 발명에 따른 분배수로의 설치구조에서 외측 분배수로(24)로 유체가 유입되는 경우 각 응집침전지의 유출웨어에서 나타나는 수두손실 그래프이지만, 본 발명에서는 외측 분배수로(24)를 거쳐 다시 내측 분배수로(26)로 유체가 선회되어 이동되므로 내측 분배수로(26)로 유체가 이동하는 경우에는 각 응집침전지의 유출웨어에서 나타나는 수두손실그래프는 외측 분배수로(24)가 갖는 에너지 손실그래프인 G1과 대칭되는 구조를 갖는 G2로 나타나게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 응집침전지의 분배수로 설치구조는 외측 분배수로(24)에서 유체가 정방향(도면에서 →방향)으로 유입되었다면, 내측 분배수로(26)에서는 역방향(도면에서 ←방향)으로 유체가 흐르게 되어, 전체 분배수로(20)의 내측에서는 유입된 유체가 각 응집침전지의 유입포트를 통해 응집침전지 내부로 유입되는 물은 각 응집침전지에서 균일한 에너지를 갖게 되어 각 응집침전지에 유체의 균일한 배분이 이루어지게 되며, 결국 각 응집침전지의 유출웨어를 통해 배출되는 처리수의 수두손실 역시 도 5의 그래프에서 G3과 같이 평균치에 수렴되어 나타나게 된다.

이를 다시 설명하면, 외측 분배수로(24)의 입구측에서 내측 끝단까지 유체가 유입되어질 때, 분배수로 입구근처의 분할벽(22)의 관통부(28)에서 내측 끝단 분할벽의 관통부에 유입되는 유량은 유속에 비례하여 q1>q2>q3>q4>q5>q6>q7>q8의 관계가 유지되고, 외측 분배수로(24)에서 유입되어 방향을 선회한 유체는 외측 분배수로와 반대로 유체의 유속이 형성되므로 각 응집침전지의 유입포트(p1~p8))에 유입되는 유체의 유량이 q9>q10>q11>q12>q13>q14>q15>q16의 관계가 유지되므로, 결국 각 응집침전지 L1~L8에 유입되는 유체의 유량은 아래와 같은 식으로 표현될 수 있다.

L1(q1+q16)=L2(q2+q15)=L3(q3+q14)=L4(q4+q13)=L5(q5+q12)=L6(q6+q11)=L7(q7+q10)=L8(q8+q9) - - - - -(식 1)

즉, 각 응집침전지에 유입되는 유량(Q=A×V)은 유체가 통과하는 단면적이 모두 동일한 경우 유속에 비례하므로, 외측 분배수로 입구측의 관통부를 지나가는 유체의 유속은 빠르지만, 상기 관통부와 대응되는 응집침전지 입구측의 유입포트를 통과하는 유체 유속은 느리기 때문에, 결국 외측 분배수로의 빠른 유속의 유체와 내측 분배수로의 느린 유속의 유체가 만나서 분배수로 입구측과 분배수로 안쪽간에 각 응집침전지로 유입되는 유체의 유량은 유속의 평균화로 거의 동일한 양으로 유입되는 결과를 얻게 되어 비록 다수개의 응집침전지가 병렬 설치된 경우에도 동일한 유량의 공급이 가능해져 각 응집침전지의 유출웨어를 통해 배출되므로 유체의 손실수두를 균일하게 유지시킬 수 있도록 한다.

따라서, 각 응집침전지의 정수성능을 전체적으로 동일한 수준으로 유지하게 되어 유출웨어를 통해 유출된 유체의 정수품질도 종래보다 월등히 향상시킬 수 있도록 하며, 각 응집침전지의 균일한 정수성능을 유지할 수 있도록 함으로써 응집침전지의 유지 및 관리가 용이하도록 한다.

즉, 각 응집침전지의 유출웨어에서 나타나는 수두손실의 차이는 각 응집침전지의 정수성능에 영향을 미치고, 정수성능의 차이는 각 응집침전지에 쌓이는 슬러지의 양에 있어서도 많은 차이가 있게 되어 슬러지의 불균일한 양에 따라 각 응집침전지별로 세척하는 주기가 달라짐으로써 응집침전지의 유지 및 관리에 어려움이 있었으나, 본 발명의 실시예를 적용하는 경우 각 응집침전지의 정수성능을 균일하게 유지시킬 수 있기 때문에 정수된 유체의 수질을 향상시킴은 물론 응집침전지의 유지 및 관리가 용이하고, 잦은 응집침전지의 세척에 따른 불필요한 비용손실을 줄일 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 분배수로 설치구조는 그 구조가 간단하여 신규 시설시 큰 비용이 들지 않을 뿐만 아니라 종래에 설치된 응집침전지의 분배수로에도 큰비용을 들이지 않고 쉽게 구조변경이 가능하도록 하여 그 유용성을 높일 수 있도록 한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 응집침전지의 분배수로 설치구조는 구조가 간단하여 종래의 설치된 응집침전지는 물론 신규로 시공되는 정수장에 쉽게 적용할 수 있고, 다수개의 응집침전지에 균등하게 유체의 분배가 가능하도록 하여 유체가 공급된 각 응집침전지에서의 정수성능이 균일하게 유지되도록 하여 정수품질의 향상과 응집침전지의 유지 및 관리를 효율적으로 할 수 있도록 하여 불필요한 비용손실이 발생되는 것을 억제할 수 있도록 한다.

Claims (2)

1. 병렬설치된 다수개의 응집침전지 전방에 응집침전지의 폭방향으로 설치되어 각 응집침전지에 일정량의 유량을 공급하도록 설치되는 일자(一字)형 분배수로가 구비된 응집침전지에 있어서,

   상기 분배수로의 폭방향 중간위치에는 분배수로로 유입되는 유량이 일측으로 유입된 후에 분배수로의 내측단에서 반대방향으로 선회되어 분배수로 입구측의 응집침전지까지 흘러갈 수 있도록 분배수로를 길이방향으로 양분하여 내·외측 분배수로가 구성되도록 분할벽이 설치되고, 상기 분할벽에는 각 응집침전지에 형성된 유입포트와 마주보는 위치에 정수용 물이 유입되는 관통부가 형성되어 각 응집침전지에 균등한 유량분배가 이루어질 수 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 응집침전지의 분배수로 설치구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분배수로의 내측단 내벽은 유입된 유량의 원활한 선회를 위해 라운드형으로 이루어지고, 선회된 유량이 마지막으로 도달되는 입구측 응집침전지의 분배수로 마지막단에는 유입된 유량의 배출을 차단하는 밀폐부가 분할벽에 연결 설치된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 응집침전지의 분배수로 설치구조.

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