KR100930827B1

KR100930827B1 - 수처리용 고액분리장치

Info

Publication number: KR100930827B1
Application number: KR1020070107844A
Authority: KR
Inventors: 염익태; 이기룡; 손대희
Original assignee: 지에스건설 주식회사; 주식회사 에스비에프
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-12-10
Also published as: KR20090042004A

Abstract

본 발명은 정화를 위해 공급되는 원수에서 고형물을 분리하는 고액분리장치에 관한 것이다. 본 발명은, 원수를 저수하는 저수조(T); 상기 저수조(T)에 원수를 하향류식으로 공급하는 원수공급기(WS); 상기 저수조(T)를 상기 원수공급기(WS)에서 원수가 공급됨에 따라 상기 저수조(T)에 형성되는 원수투입부(T2)와 원수가 공급되지 않는 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 구분시켜 저수조(T)에 공급되는 원수를 일시적으로 억류하며, 원수에 포함된 고형물의 부상에 의해 원수투입부(T2)의 상부측에 고형물로 이루어진 슬러지층(S)을 형성하는 원수여과부재 및; 상기 원수여과부재를 통과하는 일부의 고형물에 의해 상기 원수투입부(T2)의 측방측의 상기 저수조(T) 상부에 형성되는 슬러지층(S)에서 잉여슬러지를 저수조(T)의 외부로 인발하여 제거하는 슬러지제거기(50);를 포함한다. 본 발명은, 원수여과부재에 의해 원수투입부(T2)에 고형물이 모이면서 원수투입부(T2)의 높이에 대응하는 두께의 슬러지층(S)이 형성되므로, 슬러지층(S)을 이용하여 원활하게 고형물을 여과할 수 있다.

원수, 저수, 고형물, 슬러지, 여과

Description

수처리용 고액분리장치 { SOIL-LIQUID SEPARATING APPARATUS FOR WATER-PURIFICATION }

본 발명은 정화를 위해 공급되는 원수에서 고형물을 분리하는 수처리용 고액분리장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 원수를 하향류식으로 공급하면서 고형물을 분리하는 수처리용 고액분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 정화를 위해 공급되는 원수는 고액분리장치를 경유하면서 정화된다. 이러한 고액분리장치는 원수에 포함된 고형물을 침전시키거나 부상시켜서 원수에서 고형물을 분리한다. 즉, 고액분리장치는 고형물을 침전시키거나 부상시켜서 원수를 정화한다. 따라서, 원수는 고액분리장치에 의해 수질이 향상된다.

여기서, 도 1에 도시된 고액분리장치는 본 발명의 출원인에 의해 대한민국특허청에 특허등록된 등록 제419888호(명칭: 하향류식 슬러지층 여과를 이용한 고농도 활성슬러지 공법 및 그 장치)에 개시된 발명을 개략적으로 알기쉽게 도시한 것이다.

이러한 종래기술에 의한 고액분리장치는 도시된 바와 같이 원수공급기(2)가 저수조(1)에 원수를 하향류식으로 천천히 공급한다. 이에 따라, 저수조(1)는 원수 가 저수된다. 이때, 저수조(1)의 하부에 설치된 기포발생기(5)는 저수조(1)의 상부로 미세기포를 공급한다. 이와 같은 미세기포는 원수에 포함된 고형물에 흡착되어 고형물과 함께 부상한다. 따라서, 고형물은 저수조(1)의 상부에 모이면서 슬러지층(S)을 형성한다. 물론, 고형물이 부상되면서 정화되는 원수는 저수조(1)의 하부에 설치된 관형태의 배출기(4)를 통해 저수조(1)의 외부로 배출된다.

여기서, 전술한 고형물은 원수가 상수일 경우 상수에 포함된 미세부유고형물일 수 있으며, 이와 달리 원수가 오폐수일 경우 오폐수에 존재하는 고체형 부유물(예: 목재칩 등)이거나 미세슬러지일 수 있다.

한편, 종래기술에 의한 고액분리장치는 도시된 바와 같이 저수조(1)의 상부에 슬러지층(S)이 형성되고, 원수공급기(2)가 이 슬러지층(S)으로 원수를 공급하므로, 슬러지층(S)에 계속적으로 공급되는 원수에 포함된 고형물이 슬러지층(S)에 의해 여과되는 이점이 있다.

여기서, 전술한 슬러지층(S)은 계속적으로 공급되는 고형물에 의해 두께가 두꺼워 지면서 높이가 높아진다. 이때, 저수조(1)의 상부에 설치된 고형물제거기(10)는 수평상태의 회전봉(12)을 회전시켜서 슬러지층(S)의 상부면에 존재하는 잉여고형물을 스키머(14)로 인발하여 저수조(1)의 측방에 설치된 저류조(3)로 배출한다. 즉, 고형물제거기(10)는 저수조(1)에서 잉여고형물을 제거한다. 이렇게 인발된 고형물은 저류조(3)에서 탈기된 후 최종적으로 배출된다.

전술한 바와 같은 고액분리장치는 슬러지층(S)이 여과능력을 갖도록 고형물제거기(10)를 통해 잉여고형물을 제거하여 슬러지층(S)을 설정된 두께로 항상 일정 하게 유지한다. 하지만, 전술한 고액분리장치는 슬러지층(S)이 고형물제거기(10)에 의해 적정두께가 형성되어도, 원수유입에 의하여 슬러지층(S)이 희석되는 속도와 미세기포공급량에 따라 슬러지층(S)이 압밀되는 속도가 평형을 이룬 상태에서 고형물 유입량과 부상농축된 고형물 배출량이 같아야만 슬러지층(S)의 적정두께를 꾸준히 지속시킬 수 있다. 이들 조건이 일치하지 않을 경우 슬러지층(S)은 두께가 줄어들면서 고액분리의 기능을 유지할 수 없거나, 이와 반대 두께가 증가하여 저수조(1)의 바닥까지 내려와서 고농도의 슬러지가 유출수와 함께 빠져나가면서 유출수의 질이 크게 저하된다.

결론적으로, 종래의 고액분리장치는 슬러지층(S)이 고액분리를 수행하도록 슬러지층(S)의 두께를 안정적으로 유지하는 것이 핵심이다. 즉, 고액분리장치는 슬러지층(S)의 두께와 농도가 항상 일정한 상태로 유지되어야 한다.

그러나, 종래기술에 의한 고액분리장치는 슬러지층(S)이 도시된 바와 같이 저수조(1)의 내부에 형성되므로 슬러지층(S)의 두께를 확인할 수 없을 뿐만 아니라, 슬러지층(S)의 유지에 영향을 주는 유입유량 및 고형물 농도, 고형물의 농축특성, 응집제 주입량, 미세기포 발생량, 농축슬러지 농도 및 인발량 등의 여러 인자가 복잡하게 상호 연관되어 있으므로 슬러지층(S)의 적정 두께를 사실상 일정하게 유지할 수 없다.

또한, 유입 원수 중 고형물 농축특성과 농도가 시간에 따라 변하고, 이에 따라 응집제의 주입량도 변화하므로 슬러지층(S)의 일정한 유지관리가 매우 까다로워서 하향류식 슬러지층 여과법을 연속공정에 적용하는데 어려움이 있는 실정이다.

게다가, 슬러지층(S)을 적정한 두께로 유지할 수 없으므로, 고액분리의 기능을 유지할 수 없거나 고농도의 슬러지가 유출수와 함께 빠져나가는 문제도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 하향류식으로 공급되는 원수를 저수조의 상부 일부분에 설정된 높이 만큼 일시적으로 격리시켜서 억류할 수 있는 구조로 구성되어, 원수에 포함된 고형물을 저수조의 상부 일부분에 포집하여 슬러지층을 형성하는 수처리용 고액분리장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

특히, 슬러지의 특성을 이용하여 억류되는 원수의 높이에 대응하는 높이로 슬러지층의 두께를 유지할 수 있는 수처리용 고액분리장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수처리용 고액분리장치는, 원수를 저수하는 저수조; 상기 저수조에 원수를 하향류식으로 공급하는 원수공급기; 상기 저수조를 상기 원수공급기에서 원수가 공급됨에 따라 상기 저수조에 형성되는 원수투입부와 원수가 공급되지 않는 원수투입부 측방으로 구분시켜 저수조에 공급되는 원수를 일시적으로 억류하며, 원수에 포함된 고형물의 부상에 의해 원수투입부의 상부측에 고형물로 이루어진 슬러지층을 형성함으로써, 슬러지층을 통해 저수조에 지속적으로 공급되는 원수에서 고형물을 여과하는 원수여과부재; 상기 원수여과부재를 통과하는 일부의 고형물에 의해 상기 원수투입부의 측방측의 상기 저수조 상부에 형성되는 슬러지층에서 잉여슬러지를 저수조의 외부로 인발하여 제거하는 슬러지제거기;를 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 수처리용 고액분리장치는, 원수여과부재에 의해 저수조의 상부측에 고형물이 모이면서 원수투입부의 높이에 대응하는 두께의 슬러지층이 형성되므로, 슬러지층을 이용하여 원활하게 고형물을 여과할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 수처리용 고액분리장치를 설명하면 다음과 같으며, 첨부된 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 종단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 배플을 확대 도시한 측면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치는 도시된 바와 같이, 저수조(T); 원수여과부재 및; 슬러지제거기(50);를 포함한다. 이러한 구성요소를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전술한 저수조(T)는 도시된 바와 같이 상부가 개방된 탱크이다. 이러한 저수조(T)는 도시된 바와 같이 원수공급기(WS)에서 공급되는 원수를 저수한다.

다음, 전술한 원수공급기(WS)는 관형태로 형성되며, 도시된 바와 같이 외부로부터 공급되는 원수를 저수조(T)에 하향류식으로 공급한다. 즉, 원수공급기(WS)는 원수를 하부로 낙하시키면서 저수조(T)에 원수를 공급한다.

그 다음, 전술한 원수여과부재는 원수공급기(WS)에서 원수가 공급됨에 따라 도시된 바와 같이 저수조(T)에 형성되는 원수투입부(T2)와 원수가 공급되지 않는 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 저수조(T)의 내부 공간을 구분(또는 격리)하여 원수를 일시적으로 억류하는 구성요소이다.

이러한 원수여과부재는 예컨대, 도시된 바와 같이 원수공급기(WS)의 토출구와 대향하면서 저수조(T)의 하부면과 이격된 상태로 저수조(T)의 내측 상부에 설치되어, 원수가 투입되면서 형성되는 원수투입부(T2)와 원수가 투입되지 않는 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 저수조(T)의 공간을 구분하는 배플(62)로 구성할 수 있다. 즉, 배플(62)은 저수조(T)를 원수투입부(T2)와 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 구분하도록 저수조(T)의 상부 일부를 수직으로 차폐하고 하부는 소통시키는 분리벽이다. 따라서, 저수조(T)는 도시된 바와 같이 상부가 소통이 가능한 상태로 분리된다.

이와 같은 배플(62)은 예컨대, 2개의 평판으로 구성하여 도시된 바와 같이 저수조(T)의 상부에 이격설치하여 원수투입부(T2)의 양측에 위치하도록 구성할 수 있다. 즉, 원수투입부(T2)는 이격된 한쌍의 배플(62) 사이에 형성된다.

이와 달리, 전술한 배플(62)은 저수조(T)가 원수투입부(T2)와 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 구분되도록 원통형으로 형성하여 저수조(T)의 상부에 설치할 수 있다. 즉, 원수투입부(T2)는 원통형 배플(62)의 내부에 형성된다.

한편, 저수조(T)의 원수투입부(T2)로 공급되는 원수는 원수투입부(T2)를 지나서 저수조(T)에 저수된다. 이때, 원수에 포함된 고형물은 상부로 부상하여 도시된 바와 같이 배플(62)의 내부에 격리된다. 이러한 고형물은 도시된 바와 같이 배플(62)의 내부에서 슬러지층(S)을 형성할 수도 있다. 이렇게 형성되는 슬러지층(S)은 저수조(T)에 지속적으로 공급되는 원수에서 고형물을 여과한다. 즉, 저수조(T)에 지속적으로 공급되는 원수는 슬러지층(S)을 통과하면서 대부분의 고형물이 여과된다.

이와 같이 배플(62)의 내부에 형성되는 슬러지층(S)은 고형물이 증가함에 따 라 도시된 바와 같이 두께가 두꺼워진다. 이러한 슬러지층(S)은 배플(62)의 길이(L)에 대응하도록 두께가 형성된다. 즉, 슬러지층(S)은 배플(62)의 길이(L)와 동일한 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 배플(62)은 슬러지층(S)의 두께에 의해 길이(L)가 결정될 수 있다. 다시 말하면, 배플(62)은 슬러지층(S)을 얇게 형성할 경우 길이(L)가 짧게 형성될 수 있고, 슬러지층(S)이 두껍게 형성될 경우 길이(L)가 길게 형성될 수 있다.

이렇게, 배플(62)의 길이(L)에 대응하는 두께로 슬러지층(S)이 형성될 경우, 즉 도시된 바와 같이 슬러지층(S)이 형성될 경우, 배플(62)의 하부에 위치한 고형물은 슬러지층(S)의 하중에 의해 배플(62)의 하단을 통해 배플(62)의 외부로 이탈한다. 이러한 이탈 고형물은 원수투입부(T2)의 측방(T1)으로 이동하여 도시된 바와 같이 저수조(T)의 상부 테두리에 별개의 슬러지층(S)을 형성한다. 즉, 고형물은 원수투입부(T2)의 측방(T1)에서 별개의 슬러지층(S)을 형성한다. 이와 같은 별개의 슬러지층(S)을 구성하는 슬러지는 후술되는 슬러지제거기(50)에 의해 제거되는 잉여슬러지이다.

한편, 배플(62)은 상단을 통해 슬러지층(S)의 슬러지가 월류되지 못하도록, 도시된 바와 같이 상단부가 슬러지층(S)의 상단보다 약간 높게 형성할 수 있다. 이와 달리, 배플(62)은 상단을 통해 슬러지층(S)의 슬러지가 월류되면서 원수투입부(T2)의 측방(T1)으로 유입되도록, 상단부가 슬러지층(S)의 상단보다 약간 낮게 형성될 수도 있다. 이렇게, 원수투입부(T2)의 측방(T1)으로 유입되는 슬러지는 전술한 바와 같은 별개의 슬러지층(S)에 혼합된 후, 후술되는 슬러지제거기(50)에 의 해 저수조(T)의 외부로 제거된다.

마지막으로, 전술한 슬러지제거기(50)는 원수에 포함된 고형물에 의해 저수조(T)의 상부에 형성되는 슬러지층(S)에서 잉여슬러지를 추출하여 저수조(T)의 외부로 인발한다. 이러한 슬러지제거기(50)는 예컨대, 도시된 바와 같이 저수조(1)의 상부에서 수평상태로 회전하는 회전봉(52) 및; 이 회전봉(52)의 양단부에 장착되어 저수조(T)의 내측 상단부 테두리를 회전하면서 슬러지층(S)의 상부측에 적층된 슬러지를 외부로 인발하는 스키머(54);를 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 스키머(54)는 회전봉(52)이 회전함에 따라 원수투입부(T2)의 측방(T1)에 형성된 슬러지층(S)의 잉여슬러지를 인발하여 제거한다. 이때, 전술한 회전봉(52)은 미도시된 구동모터와 같은 구동장치에 의해 회전한다.

이렇게, 스키머(54)에 의해 제거되는 잉여슬러지는 도시된 바와 같이 저수조(T)의 측방에 설치된 저류조(16)로 배출되어 탈기된 후 최종배출된다. 즉, 스키머(54)는 저수조(1)의 잉여슬러지를 저류조(16)로 배출한다.

한편, 저수조(T)는 도시된 바와 같이 내부에 기포발생기(70)가 내장되는 것이 바람직하다. 이러한 기포발생기(70)는 도시된 바와 같이 다수의 노즐이 설치되어 노즐을 통해 미세기포를 배출하는 파이프로 구성할 수 있다. 이와 같은 기포발생기(70)는 원수공급기(WS)에서 공급되는 원수에 미세기포를 제공한다. 따라서, 원수에 함유된 고형물은 미세기포가 흡착됨에 따라 원활하게 저수조(T)의 상부로 이송된다. 즉, 미세기포는 고형물을 부상시키는 캐리어이다.

이에 더하여, 저수조(T)는 도시된 바와 같이 하부에 관형태의 배출기(80)가 내장될 필요가 있다. 이러한 배출기(80)는 저수조(T) 하부에 존재하는 저류수를 저수조(T)의 외부로 배출한다. 즉, 배출기(80)는 배플(62)을 통과한 원수를 외부로 배출한다.

다른 한편, 본 발명의 실시예에 의한 고액분리장치는 상수에서 탁질물질을 여과하는데 이용될 수 있으며, 이와 달리 오폐수에서 고체부유물(예: 목재칩 등)을 여과하는데 이용되거나, 오폐수에서 생물학적 고형물(예: 활성슬러지 등)을 여과하는데 이용될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 의한 고액분리장치는 상수 정화용으로 사용될 수 있으며, 고체부유물을 여과하는 오폐수의 1차 처리조 또는 생물학적 고형물을 여과하는 는 2차 처리조로 사용될 수 있다. 따라서, 전술한 고형물은 원수가 상수일 경우 상수에 포함된 미세부유고형물일 수 있으며, 이와 달리 원수가 오폐수일 경우 오폐수에 존재하는 고체형 부유물(예: 목재칩 등)이거나 오폐수에 포함된 미세슬러지일 수 있다.

도 3을 참조하면, 전술한 배플(62)은 도시된 바와 같이 표면에 요철(62a)이 형성될 수 있다. 이러한 요철(62a)은 원수투입부(T2)에 존재하는 고형물에 부하를 제공한다. 따라서, 원수투입부(T2)의 고형물은 요철(62a)에 걸리면서 여과된다.

여기서, 전술한 요철(62a)은 도시된 바와 같이 사선형으로 형성할 수 있으며, 이와 달리 배플(62)의 표면을 거칠게 제조하여 형성할 수도 있다.

이에 더하여, 배플(62)은 도시된 바와 같이 하단에 노치(62b)가 형성될 수도 있다. 이러한 배플(62)은 슬러지층(S)의 하중에 의해 가압되는 슬러지층(S) 최하단의 고형물을 노치(62b)를 통해 부분적으로 배출한다. 따라서, 원수투입부(T2)의 고형물은 배플(62)의 하단에서 한곳으로 편중되어 배출되지 않고 골고루 배출된다. 즉, 노치(62b)는 고형물을 골고루 배출시킨다.

여기서, 전술한 노치(62b)는 도시된 바와 같이 삼각형 형태로 형성할 수 있으나, 도시된 바와 달리 사각형이나 반원형과 같은 다양한 형태로 형성할 수도 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 작동을 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 설명에 있어서 본 발명의 제1 실시예에 의한 고액분리장치는 오폐수의 2차 처리조로 사용된 것을 그 예로 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치는 도시된 바와 같이, 원수공급기(WS)가 저수조(T)의 상부에서 오폐수 원수를 하향류식으로 공급한다. 이에 따라, 저수조(T)는 도시된 바와 같이 오폐수를 저수한다. 이때, 원수여과부재의 배플(62)은 원수가 원수공급기(WS)에 의해 저수조(T)로 투입되는 원수를 우선적으로 격리시켜서 일시적으로 억류한다. 즉, 원수는 원수투입부(T2)에 투입되어 일시적으로 억류된다. 이렇게, 일시적으로 억류되는 원수는 배플(62)을 지나서 배플(62)의 하부를 통해 저수조(T)에 저수된다.

이와 같이 원수투입부(T2)로 투입되는 원수는 비중차에 의해 고형물이 저수조(T)의 상부로 부상하여 원수투입부(T2)의 내부에 도시된 바와 같은 슬러지층(S)을 형성한다. 즉, 고형물은 배플(62)의 내부에서 슬러지층(S)을 형성한다. 이때, 고형물은 저수조(T)에 기포발생기(70)가 설치될 경우, 기포발생기(70)의 미세기포에 의해 아주 원활하게 부상한다. 이렇게, 부상하는 고형물에 의해 형성되는 슬러지층(S)은 도시된 바와 같이 배플(62)의 길이(L)에 대응하는 두께를 갖는다.

이와 같은 슬러지층(S)은 자체 공극을 통해 원수공급기(WS)에서 계속적으로 공급되는 원수에서 고형물을 여과한다. 즉, 원수에 포함된 비교적 큰 고형물은 슬러지층(S)의 공극을 통과하지 못하고, 크기가 작은 고형물은 슬러지층(S)을 통과한다. 이렇게, 슬러지층(S)을 통과하는 고형물은 슬러지층(S)의 하부에 적층된 후, 슬러지층(S)의 두께가 배플(62)의 길이(L)에 대응할 경우, 슬러지층(S)의 하중에 의해 배플(62)의 하단 측방으로 유출된다. 즉, 슬러지층(S)의 하부에 적층되는 고형물은 슬러지층(S)의 하중에 의해 원수투입부(T2)의 측방(T1)으로 유출된다. 물론, 측방(T1)으로 유출되는 고형물은 측방(T1)의 상부에서 별개의 슬러지층(S)을 형성한다.

이러한 별개의 슬러지층(S)은 슬러지제거기(50)에 의해 제거된다. 즉, 별개의 슬러지층(S)은 잉여슬러지이므로 슬러지제거기(50)에 의해 제거된다. 이때, 슬러지제거기(50)는 회전봉(52)과 함께 회전하는 스키머(54)를 이용하여 측방(T1)의 슬러지층(S)에서 잉여슬러지를 제거한다.

한편, 원수공급기(WS)에서 원수투입부(T2)로 공급되는 원수는 원수투입부(T2)의 슬러지층(S)이 도시된 바와 같이 매우 두껍게 형성되므로 고형물의 정화율이 아주 우수하다. 즉, 원수는 슬러지층(S)이 배플(62)의 길이(L)에 대응되는 두께로 형성되므로 아주 깨끗하게 정화된다. 이렇게 정화된 정화수는 배플(62)의 하부에 위치한 배출기(80)에 의해 저수조(T)의 외부로 배출된다.

도 3을 참조하면, 전술한 바와 같이 배플(62)에 의해 원수와 함께 저수조의 상부에 일시적으로 억류되는 고형물은 배플(62)의 표면에 형성된 요철(62a)에 걸린다. 따라서, 고형물은 보다 원활하게 여과된다.

또한, 원수에 포함된 고형물은 배플(62)의 하단에 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 노치(62b)를 통해 슬러지층(S) 최하단의 고형물을 유출한다. 따라서, 고형물은 배플(62)의 어느 한쪽에 편중되어 유출되지 않고, 배플(62)의 사방으로 골고루 유출된다.

한편, 첨부된 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 종단면도이다. 이러한 제2 실시예에 의한 고액분리장치는 전술한 제1 실시예의 고액분리장치와 모든 구성이 동일하고, 다만 도시된 바와 같이 원수여과부재의 배플(62)을 복수개로 구성한 것이 차이점이다. 따라서, 첨부된 도면을 참조하여 이러한 차이점만을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 배플(62)은 복수개로 구성되어 저수조(T)의 내부에 형성되는 원수투입부(T2)의 하부에 등간격으로 설치된다. 이때, 도면상 가장 우측에 설치된 배플(62)과 가장 좌측에 설치된 배플(62)은 원수투입부(T1)의 테두리측에 수직으로 설치된다. 그리고, 다른 배플(62)들은 도시된 바와 같이 원수투입부(T1)의 내부에 이격상태로 설치된다. 이러한 복수개의 배플(62)들은 원수투입부(T2)의 내부에서 고형물과 다발적으로 마찰되면서 고형물의 부하로 작용한다. 따라서, 원수투입부(T2)에 존재하는 고형물은 배플(62)들의 마찰저항에 의해 아주 원활하게 여과된다.

한편, 첨부된 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 종단면도로서, 제3 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치는 전술한 제1 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치와 모든 구성이 동일하고, 다만 저수조(T)의 하부에 고형물이 여과된 원수를 일시적으로 집수하여 고형물을 재차 여과하는 재여과부재가 마련된 것이 그 차이점이다. 따라서, 첨부된 도면을 참조하여 이러한 차이점만을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 원수투입부(T2)에 투입되는 원수는 슬러지층(S)에 의해 정화되면서 저수조(T)의 하부로 흐른다. 즉, 슬러지층(S)에서 정화된 정화수는 저수조(T)의 하부로 저류한다. 이러한 정화수는 약간의 고형물이 존재한다. 따라서, 저수조(T)는 내부에 정화수를 2차적으로 재여과하는 재여과부재가 마련될 필요가 있다.

이러한 재여과부재는 예컨대, 도시된 바와 같이 저수조(T)의 하부에 하단부가 고정되고, 상단부가 원수여과부재의 배출구 외측에서 이격공간(SP)을 형성하면서 원수여과부재의 배출구 외측을 차폐하여, 원수여과부재의 배출구로 배출되는 원수를 역류식 반송이 가능한 상태로 집수하는 하부배플(90);로 구성할 수 있다. 즉, 하부배플(90)은 도시된 바와 같이 저수조(T)의 하부에 하단이 고정된 상태로 저수조(T)의 상부에 설치된 배플(62)의 하단부 외측을 차폐하되, 배플(62)의 하단 외측에 이격공간(SP)을 형성하면서 배플(62)의 하단부 외측을 차폐한다.

이에 따라, 배플(62)의 하단으로 배출되는 정화수는 하부배플(90)에 집수되어 일시적으로 체류한 후 이격공간(SP)을 통해 배플(62)의 외측으로 배출된다. 따라서, 정화수에 포함된 고형물은 정화수의 체류에 의해 하부배플(90)의 내부에 일시적으로 체류된 후, 원수투입구(T2)로 이동되거나 이격공간(SP)을 통해 원수투입구(T2)의 측방(T1)으로 이동된다. 즉, 정화수에 포함된 고형물은 하부배플(90)에 의해 다시 한번 정화된다.

여기서, 전술한 하부배플(90)은 도시된 바와 같이 상광하협의 형태로 경사설치하는 것이 바람직하다. 이러한 하부배플(90)은 경사로 인하여 정화수가 유입되는 상단의 유입구가 배플(62)의 면적보다 크다. 따라서, 하부배플(90)은 정화수를 용이하게 한곳으로 집수할 수 있다.

한편, 정화수를 배출하는 배출기(80)는 도시된 바와 같이 하부배플(90)의 외측에 마련하는 것이 바람직하다. 따라서, 하부배플(90)의 내부에서 여과되는 고형물은 배출기(80)로 배출되지 못한다. 즉, 배출기(80)는 정화수만 배출한다.

또 한편, 기포발생기(70)는 도시된 바와 같이 하부배플(90)의 내측 및 외측에 모두 마련하는 것이 바람직하다. 따라서, 하부배플(90)의 내부에 존재하는 고형물은 기포발생기(70)의 미세기포에 의해 부상되면서 원수투입구(T2)와, 배플(62)과 하부배플(90) 사이의 공간(SP)으로 이동된다. 그리고, 하부배플(90)의 외부에 존재하는 고형물은 기포발생기(70)의 미세기포에 의해 원수투입구(T2)의 측방(T1)으로 이동된다. 즉, 하부배플(90)의 내외부에 존재하는 고형물은 미세기포에 의해 원할하게 부상한다. 물론, 기포발생기(70)는 하부배플(90)의 내측이나 외측 중 어느 한곳에만 마련될 수도 있다. 하지만, 기포발생기(70)는 도시된 바와 같이 하부배플(90)의 내측 및 외측에 모두 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예들은 저수조(T)의 바닥면에 원수 중에 포함된 비중이 상대적으로 큰 침전물이 상기 저수조(T)의 바닥면에 침적시 상기 침적물이 배출기(80)를 통해 외부로 배출되지 못하도록 공지의 여과필터와 침적물 퇴적수단을 저수조(T)의 바닥면에 더 구비하여, 상기 여과필터와 침적물 퇴적수단을 탈거하여 상기 침적물을 제거하도록 하는 것이 바람직하다.

다른 한편, 하기의 [표 1]은 하향저류식을 이용하는 종래의 수처리용 고액분리장치와 본 발명의 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 성능을 비교한 것이다.

[표 1]

구분	슬러지층 높이	유출수 SS농도 (mg/L)	비고
기존 슬러지층 여과법	50cm 이하	14 ~ 50	슬러지층이 얇아져 여과기능이 저하된 경우 수질기준 초과
	100cm 이내	4.2 ~ 6.4	연속적인 슬러지층 유지 불가능
	고액분리조의 바닥 부분 근처까지	1,500 ~ 12,000	슬러지층이 너무 두꺼워져 농축슬러지 유출
본 발명의 장치 도입 시	100cm	2.6 ~ 6.6	슬러지층의 유지관리 필요 없이 연속운전 가능

[표 1]에 기재된 바와 같은 실험을 위해, 고액분리 대상 원수는 하수처리장의 활성슬러지(MLSS: 평균 2000 mg/L)를 사용하였으며, 표면부하율은 40m³/m²/d를 공통적으로 적용하였다. 저수조(T)는 지름 60cm, 유효높이 2m의 원형 아크릴조를 사용하여 운전에 따른 슬러지층(S)의 거동을 관찰할 수 있게 하였으며, 전술한 배플(62)의 길이는 1m로 하였다.

종래의 장치의 경우, 하향류식 슬러지층 여과법을 이용한 고액분리 실험을 위해서 우선 원수를 조금씩 주입하여 슬러지층을 형성시켰으며 층의 높이가 1m 정도 되었을 때 원수를 계획유량 만큼 증가시켰다. 계획유량 운전 시 유출수 수질은 양호하였지만 슬러지층의 높이를 동일하게 유지하기 위해선 잉여슬러지 제거기(10)의 회전속도를 조절하는 등 지속적인 슬러지층의 유지관리가 필요하였다. 야간이나 휴일 등 유지관리가 곤란한 기간에는 슬러지층의 높이 변화로 인하여 수질 악화가 발생하였으며 다시 슬러지층을 적정 높이로 재조정하는 작업을 반복해야만 하였다.

반면, 본 발명의 경우 슬러지층(S)은 원수를 유입시킴과 동시에 자연스럽게 배플(62)의 높이만큼 형성되었으며 계획유량 운전 시 여과기능을 수행하는 모습을 관찰할 수 있었다. 여과작용에 의하여 슬러지층으로부터 발생된 잉여슬러지는 기포를 함유하고 있어 물보다 비중이 낮은 상태이므로, 슬러지층(S)에서부터 잉여슬러지 인발부(T1)로 원활히 이송되었으며, 슬러지층(S)의 높이 유지를 위한 특별한 관리 없이 연속운전이 가능하였다.

상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래기술에 의한 수처리용 고액분리장치의 종단면도;

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 종단면도;

도 3은 도 2에 도시된 배플을 확대 도시한 측면도;

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 종단면도; 및

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 수처리용 고액분리장치의 종단면도.

<도면의 주요부호 설명>

50 : 슬러지제거기

52 : 회전봉

54 : 스키머

62 : 배플

62a : 요철

62b : 노치

70 : 기포발생기

90 : 하부배플

T : 저수조

T1 : 측방

T2 : 원수투입부

WS : 원수공급기

Claims

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정화를 위해 공급되는 원수에서 고형물을 분리하는 고액분리장치에 있어서,

원수를 저수하는 저수조(T);

상기 저수조(T)에 원수를 하향류식으로 공급하는 원수공급기(WS);

상기 저수조(T)를 상기 원수공급기(WS)에서 원수가 공급됨에 따라 상기 저수조(T)에 형성되는 원수투입부(T2)와 원수가 투입되지 않는 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 구분시켜 저수조(T)에 공급되는 원수를 일시적으로 억류하며, 원수에 포함된 고형물의 부상에 의해 원수투입부(T2)의 상부측에 고형물로 이루어진 슬러지층(S)을 형성함으로써, 슬러지층(S)을 통해 저수조(T)에 지속적으로 공급되는 원수에서 고형물을 여과하는 원수여과부재; 및

상기 원수여과부재를 통과하는 일부의 고형물에 의해 상기 원수투입부(T2)의 측방측의 상기 저수조(T) 상부에 형성되는 슬러지층(S)에서 잉여슬러지를 저수조(T)의 외부로 인발하여 제거하는 슬러지제거기(50);를 포함하며,

상기 원수여과부재는,

상기 원수공급기(WS)의 토출구와 대향하면서 상기 저수조(T)의 하부면과 이격된 상태로 저수조(T)의 내측 상부에 설치되어, 원수가 투입되면서 형성되는 상기 원수투입부(T2)와 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 저수조(T)를 구분하는 배플(62);인 것을 특징으로 하는 수처리용 고액분리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 배플(62)은,

상기 슬러지층(S)의 두께에 의해 길이(L)가 결정되며, 상기 저수조(T)를 상기 원수투입부(T2)와 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 구분되도록 원통형으로 형성된 것이며, 상기 원수투입부(T2)에 존재하는 고형물이 원수투입부(T2)의 내부에서 마찰저항에 의해 다발적으로 여과되도록, 복수개로 구성되어 원수투입부(T2)의 내측에 등간격으로 설치되며, 외면에 상기 원수투입부(T2)에 존재하는 고형물에 부하를 제공하는 요철(62a);을 더 포함하며, 상기 원수투입부(T2)의 슬러지층(S)을 통과한 고형물을 부분적으로 배출하는 노치(62b)가 하단에 형성된 것을 특징으로 하는 수처리용 고액분리장치.
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제 2 항에 있어서,

상기 원수여과부재를 통과한 원수를 일시적으로 집수하여, 이 원수에 포함된 고형물을 2차적으로 재차 여과하는 재여과부재;를 더 포함하며,

상기 재여과부재는,

상기 저수조(T)의 하부에 하단부가 고정되고, 상단부가 상기 원수여과부재의 배출구 외측에서 이격공간(SP)을 형성하면서 원수여과부재의 배출구 외측을 차폐하여, 원수여과부재의 배출구로 배출되는 원수를 역류식 반송이 가능한 상태로 집수하는 하부배플(90);을 더 포함하는 수처리용 고액분리장치.
제 11 항에 있어서, 상기 하부배플(90)은,

상기 원수여과부재에서 배출되는 원수가 한곳으로 집중되도록 상광하협의 형태로 경사설치된 것을 특징으로 하는 수처리용 고액분리장치.
삭제
정화를 위해 공급되는 원수에서 고형물을 분리하는 고액분리장치에 있어서,

원수를 저수하는 저수조(T);

상기 저수조(T)에 원수를 하향류식으로 공급하는 원수공급기(WS);

상기 저수조(T)를 상기 원수공급기(WS)에서 원수가 공급됨에 따라 상기 저수조(T)에 형성되는 원수투입부(T2)와 원수가 공급되지 않는 원수투입부(T2) 측방(T1)으로 구분시켜 저수조(T)에 공급되는 원수를 일시적으로 억류하며, 원수에 포함된 고형물의 부상에 의해 원수투입부(T2)의 상부측에 고형물로 이루어진 슬러지층(S)을 형성함으로써, 슬러지층(S)을 통해 저수조(T)에 지속적으로 공급되는 원수에서 고형물을 여과하는 원수여과부재; 및

상기 원수여과부재를 통과하는 일부의 고형물에 의해 상기 원수투입부(T2)의 측방측의 상기 저수조(T) 상부에 형성되는 슬러지층(S)에서 잉여슬러지를 저수조(T)의 외부로 인발하여 제거하는 슬러지제거기(50);를 포함하며,

상기 원수여과부재는, 상기 원수공급기(WS)의 토출구와 대향하면서 상기 저수조(T)의 하부면과 이격된 상태로 저수조(T)의 내측 상부에 설치되어, 원수가 투입되면서 형성되는 상기 원수투입부(T2)의 상부측을 차단하는 배플(62);로 구성되고,

상기 원수공급기(WS)에서 공급되는 원수에 미세기포를 제공하여, 원수에 함유된 고형물을 상기 저수조(T)의 상부로 이송하는 기포발생기(70);를 더 포함하는 수처리용 고액분리장치.
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