KR101077248B1 - 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치 - Google Patents

저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축산분뇨 또는 하폐수 등에 응집제와 미세 기포를 동시에 투입하여 응집효율을 높여 고액분리가 용이한 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치에 관한 것이다.
본 발명의 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치는 유입되는 축산분뇨 또는 하폐수를 포함하는 처리대상수를 선회시켜 처리대상수 중의 침전가능한 협잡물을 분리하는 다익형 사이클론과, 다익형 사이클론으로부터 배출되는 처리대상수 중에 응집제 및 공기가 동시에 투입되어 교반되는 응집반응부와, 응집반응부를 거친 처리대상수를 상등액과 슬러지로 고액분리하는 고액분리부를 구비한다.

Description

저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치{Solid and liquid separator using micro bubble}
본 발명은 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축산분뇨 또는 하폐수 등에 응집제와 미세 기포를 동시에 투입하여 응집효율을 높여 고액분리가 용이한 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치에 관한 것이다.
축산분뇨 또는 하폐수 등을 처리하기 위한 대부분의 수처리시설에서는 원수(原水)와 함께 유입된 슬러지나 SS(부유성 혼탁물질) 등의 오염물질을 효과적으로 제거하기 위해 적어도 하나 이상의 부상조를 두고 있으며, 부상조의 평면형상과 슬러지를 제거하는 방법에 따라 원형 부상조, 스크레이퍼식 장방형 부상조, 경사판식 장방형 부상조 등으로 구분하고 있다.
일반적으로 현탁액을 침전시키고 청정액을 부상식으로 분리하려면 응집제와 미세 기포를 현탁액과 균질 혼화하여 현탁액을 부상이 용이한 응집물을 만들어 슬러지와 청정액을 분리하는 과정이 수행된다.
이러한 응집 및 부상의 원리를 이용한 응집 부상에 사용되는 부상조는 두가지의 형식으로 분류될 수 있다. 하나는 응집제와 공기, 현탁액을 급속하게 교반하는 급속혼합지와, 응집 부상물의 생장을 꾀하기 위하여 고속교반을 행하는 플록(floc)형성지와, 응집 부상물은 부상시켜 응집부상물과 청정액을 분리하는 수평류부상조이다.
다른 하나는 부상조 내부에 이미 존재하는 응집 부상물과 새로이 유입되는 현탁액과 응집제, 공기를 동일 부상조 내에 포함하고 주로 기계장치에 의하여 교반하며, 전자보다는 부상하기 쉬운 응집물을 성장 촉진시키는, 소위 접촉부상조이다.
양자를 비교하면 전자는 응집 부상물이 비교적 소입경이며, 침강속도가 느리기 때문에 부상에 4~8시간을 요하는 데 반하여, 후자는 응집부상물이 전자보다도 부상하기 쉬운 대입경이기 때문에 부상에 1~2시간의 짧은 시간으로 끝나 부상조의 용량에 많은 차이가 생긴다.
상기와 같이 수평류 부상조는 그 용량이 크고 설비비, 시설부지가 과대한 결점을 가짐에도 불구하고, 유지관리가 접촉부상조와 비교하여 용이하기 때문에 수평류부상조에 경사판, 경사관을 설치하여 효율화에 의한 축소, 설비비의 절감이 시도되고 있다.
그러나, 이런 종래의 응집부상조는 응집 부상효율을 높일 수 있는 장점이 있는 반면 이물질 제거를 위해서는 별도의 수단을 강구하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 축산 분뇨 또는 하폐수에 응집제와 미세기포를 투입하여 응집효율을 높여 응집 및 부상이 용이함과 동시에 이물질을 초기에 제거하고 부상된 슬러지를 손쉽게 배출할 수 있는 미세기포 부상 고액분리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세기포 부상 고액분리장치는 축산 분뇨 또는 하폐수를 포함하는 처리대상수를 선회시켜 처리대상수 중의 침전가능한 협잡물을 분리하는 다익형 사이클론과; 상기 사이클론으로부터 배출되는 처리대상수 중에 응집제 및 공기가 동시에 투입되어 교반되는 응집반응부와; 상기 응집반응부를 거친 처리대상수를 상등액과 슬러지로 고액분리하는 고액분리부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 응집반응부는 상부에 설치된 하폐수유입관을 통해 상기 다익형 사이클론으로부터 배출되는 처리대상수가 유입되는 반응조와, 상기 반응조의 상부에 지지되게 설치되는 지지프레임과, 상기 반응조 내부에 설치되며 내부가 중공인 교반실과, 상기 교반실의 하부에 형성되며 상기 반응조로 유입된 처리대상수 중의 일부가 상기 교반실 내부로 유통될 수 있도록 형성된 유통구와, 상기 지지프레임에 회전가능하도록 지지되며 상기 교반실까지 연장되는 회전축과, 상기 회전축의 하부에 결합되어 상기 교반실 내부에 배치되며 상기 교반실로 유입된 처리대상수를 교반하여 상방으로 배출하는 임펠러와, 상기 지지프레임과 상기 임펠러 사이 영역상에서 상기 교반실의 상부를 통해 배출되는 처리대상수와 간섭하여 하방으로의 선회를 유도하는 방해판과, 일단은 응집제공급부와 연결되고 타단은 상기 지지프레임을 관통하여 상기 교반실 내부까지 연장되며 상기 응집제가 공급되는 응집제 공급관과, 일단은 공기공급기와 연결되고 타단은 상기 지지프레임을 관통하여 상기 교반실 내부까지 연장되며 출구가 상기 응집제 공급관의 출구와 마주하도록 설치된 공기유입관을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 고액분리부는 상기 응집반응부와 유출관으로 연결되며 응집반응된 처리대상수가 교반되는 제 1분리유니트와, 상기 제 1분리유니트에서 배출되는 처리대상수가 체류하면서 고액분리되는 제 2분리유니트를 구비하고, 상기 제 1분리유니트는 제 1분리조와, 상기 제 1분리조 내부에 설치되며 상기 유출관이 연결되어 상기 응집반응부로부터 처리대상수가 유입되는 혼화실과, 상기 혼화실이 상기 제1분리조 바닥에서 이격되도록 지지하는 지지대와, 상기 혼화실의 내부에 설치되어 처리대상수와 응집제 및 공기를 교반하는 교반수단과, 상기 교반수단의 하방에 위치하도록 상기 혼화실의 내부에 설치되는 확산실과, 상기 확산실의 하부에 형성되어 상기 혼화실의 하부를 관통하여 상기 제 1분리조의 바닥과 이격되도록 연장되어 처리대상수가 유통되는 유통관을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2분리유니트는 상기 제 1분리조의 후단에 설치되어 상부를 통해 상기 제 1분리조로부터 처리대상수가 유입되는 제 2분리조와, 상기 제 2분리조의 처리대상의 일부가 상기 혼화실로 흡입될 수 있도록 상기 제 2분리조의 내부에 설치되어 상기 혼화실과 연결되며 다수의 흡입구가 마련된 흡입관과, 상기 제 2분리조 일측에 설치되어 상기 제 2분리조의 수위를 조절하면서 상등액을 배출하는 상등액배출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 응집반응부는 상기 반응조가 적어도 둘 이상으로 마련되어 다단으로 연속배치되며, 상기 각 반응조로 유입되는 처리대상수가 선회류를 형성하도록 인접하는 반응조들의 상부를 상호 연결하되 반응조와 접선방향으로 연결되는 연결관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 응집반응부에서 응집제 투입과 함께 미세기포를 동시에 발생시켜 균일하게 혼화함으로써 축산 분뇨 또는 하폐수의 슬러지 응집부상 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 전단에 다익형 사이클론을 배치하고 후단에 응집반응을 위한 응집반응부, 고액분리부를 구비하여 응집 및 부상이 용이함과 동시에 이물질을 초기에 제거하고 슬러지를 손쉽게 배출할 수 있는 구조는 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고액분리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 2는 도 1의 고액분리장치를 나타내는 단면도이고,
도 3은 도 2에 적용된 제 1반응조를 발췌하여 나타낸 단면도이고,
도 4는 도 2에 적용된 제 1반응조를 발췌하여 나타낸 일부 절개 사시도이고,
도 5는 도 2에 적용된 제 2분리조를 발췌하여 나타낸 일부 절개 사시도이고,
도 6은 도 2에 적용된 응집반응부의 평면도이고,
도 7 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 고액분리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액분리장치에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 고액분리장치는 처리대상수에 응집제와 미세 기포를 동시에 투입하여 응집효율을 높여 고액분리한다. 여기서 처리대상수는 축산분뇨 또는 하폐수 등을 들 수 있다.
본 발명의 고액분리장치는 크게 다익형 사이클론(1)과, 응집반응부(20)와, 고액분리부(70)를 구비한다. 사이클론(1)은 유입되는 처리대상수를 선회시켜 하폐수 중에 포함된 이물질들 중 비중이 큰 협잡물을 분리하기 위한 것으로서, 케이싱(3) 및 케이싱의 하부에 형성된 포집통(10)을 포함한다.
케이싱(3)은 상부가 밀폐되고 하부가 개방된 원통형의 구조를 갖는다. 케이싱(3)의 측면 상부에는 처리대상수가 유입되는 유입구(5)가 형성되고, 유입구(5)에는 처리대상수유입관(7)의 일단이 연결된다. 처리대상수유입관(7)의 타단은 처리대상수를 공급하는 처리대상수공급원(미도시)과 연결된다. 처리대상수 공급원으로 축산분뇨 또는 하폐수 발생시설 또는 축산분뇨 또는 하폐수가 저장된 저류조 등을 예로 들 수 있다. 처리대상수 유입관(7)을 통해 케이싱(3) 내부로 유입되는 처리대상수가 일정한 속도를 갖기 위해 사이클론(1)은 처리대상수공급원보다 더 낮은 위치에 형성되거나 펌프에 의해 처리대상수가 케이싱 내부로 펌핑될 수 있다.
처리대상수유입관(7)을 통해 유입되는 처리대상수가 케이싱(3)의 내주면을 타고 용이하게 선회류를 형성할 수 있도록 처리대상수유입관(7)은 케이싱(3) 측면에 접선방향으로 연결된다. 그리고 도시되지 않았지만 케이싱(3)의 내주면에 경사지게 형성된 다수의 깃들이 일정 간격으로 설치되어 처리대상수에 와류를 유도할 수 있도록 한다.
케이싱(3) 내부로 유입되는 처리대상수는 케이싱(3) 내부에서 나선형의 선회류를 형성하여 처리대상수 중의 토사류, 중금속, 각종 이물질 등의 조대 협잡물과 같이 비교적 입자가 큰 고형 이물질이 침강된다. 이때 처리대상수 중에 포함된 다양한 종류, 무게 및 크기를 가진 협잡물들은 원심력, 상호 간의 응집 및 결합, 난류 분산 및 충돌 등의 다양한 메카니즘으로 침강하여 포집통(10)으로 유입된다.
포집통(10)의 하부는 내려갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추형으로 형성되어 협잡물의 외부 배출이 용이하도록 한다. 포집통(10)의 하단에는 협잡물을 외부로 배출할 수 있도록 협잡물 배출관(13)이 연결된다. 케이싱(3)의 내부에는 협잡물이 제거된 처리대상수가 배출될 수 있는 처리대상수배출관(9)이 설치된다. 처리대상수배출관(9)은 케이싱(3)의 상면을 관통하여 응집반응부(20)로 연장된다.
응집반응부(20)는 다익형 사이클론(1)으로부터 배출되는 처리대상수 중에 응집제를 가하여 고형분을 응집시킴과 동시에 미세기포가 응집제와 혼합되어 응집된 플럭을 부상시킨다.
응집반응부(20)는 하나의 반응조 또는 둘 이상의 반응조들을 포함할 수 있다. 바람직하게 3개의 반응조가 일렬로 다단 배치된다. 이는 알칼리제, 응집보조제, 응집제 등을 처리대상수의 성상에 따라 적절하게 적용하여 응집효율을 높일 수 있기 때문이다. 도시된 예에서 반응조가 3단으로 배치된 응집반응부를 도시하고 있다. 설명의 편의상 전단에서부터 순차적으로 제 1, 2, 3반응조(21)(61)(65)라고 한다.
제 1, 2, 3반응조(21)(61)(65) 각각은 내부에 일정한 크기의 공간을 갖는 원통형의 구조로 형성된다. 각 반응조들(21)(61)(65)의 개방된 상부에는 후술할 회전축(40)을 지지하는 지지프레임(23)이 설치된다. 지지프레임(23)은 덮개로서 역할을 함께 갖는다. 반응조들(21)(61)(65)은 연결관(67)(69)으로 각각 연결된다. 설명의 편의상 제 1 및 제 2반응조(21)(61)를 연결하는 제 1연결관(67)과, 제 2 및 제 3반응조(61)(65)를 연결하는 제 2연결관(69)으로 구분한다. 제 1 및 제 2연결관(67)(69)을 통해 처리대상수는 제 1반응조(21)에서 제 2반응조(61)로, 제 2반응조(61)에서 제 3반응조(65)로 순차적으로 유입된다. 바람직하게 제 2 및 제 3반응조(61)(65)로 유입되는 처리대상수가 선회류를 형성하도록 제 1 및 제 2연결관(67)(69)은 제 1, 제 2, 제 3반응조들(21)(61)(65)과 접선방향으로 연결된다. 제 1반응조(21)의 상부에 형성된 유출구(22)와 제 2반응조(61)의 상부에 형성된 유입구(62)는 제 1연결관(67)에 의해 연결된다. 그리고 제 2반응조(61)의 상부에 형성된 유출구(미도시)와 제 3반응조(65) 상부에 형성된 유입구(미도시)는 제 2연결관(69)으로 연결된다.
제 1반응조(21)는 다익형 사이클론의 처리대상수 배출관(9)과 연결되어 다익형 사이클론(1)을 거친 처리대상수가 제 1반응조(21) 내부로 유입된다. 처리대상수 배출관(9)은 제 1반응조(21)의 상부에 연결된다. 이와 달리 처리대상수 배출관(9)은 제 1반응조(21) 내부로 유입된 처리대상수가 선회류를 형성하도록 제 1반응조(21) 상부 측면에 접선방향으로 연결될 수 있음은 물론이다.
제 1반응조(21)의 내부에는 교반실(30)이 설치된다. 교반실(30)은 내부가 중공이고 하부에는 처리대상수가 유입되는 유통구(37)가 형성된다. 그리고 교반실(30)의 상면에는 교반실(30)의 외부로 처리대상수가 배출되는 배출홀(31)이 다수 형성된다.
처리대상수배출관(9)을 통해 제 1반응조(21) 내부로 유입된 처리대상수 중의 일부는 유통구(37)를 통해 교반실(30) 내부로 유입된다. 교반실(30)로 유입된 처리대상수는 임펠러(47)에 의해 교반된다. 이를 위해 회전축(40)이 제 1반응조(21)의 상부에 설치된 지지프레임(23)을 관통하여 교반실(30) 상부까지 연장된다. 회전축(40)은 지지프레임(23)에 설치된 베어링(45)에 의해 회전가능하도록 지지된다. 제 1반응조(21) 외부에는 구동모터(43)가 설치되어 회전축(40)과 연결된다. 교반실(30)로 연장되는 회전축(40)은 교반실(30)의 상면 중앙을 관통한다. 회전축(40)의 하부에 결합된 임펠러(47)는 회전축(40)을 중심으로 하방으로 진행할 수 록 외경이 확장되는 방향으로 펼쳐지는 복수개의 날개(49)로 이루어진다.
교반실(30) 내부로 응집제를 공급하기 위해 일단은 응집제공급부와 연결되고 타단은 상기 지지프레임(23)을 관통하여 상기 교반실(30) 내부까지 연장되며 상기 응집제가 공급되는 응집제 공급관(50)이 설치된다. 응집제 공급부는 응집제 저장탱크(51)와, 응집제 저장탱크(51)연결되는 응집제공급관(50)에 설치되어 응집제를 정량 펌핑하는 정량펌프(53)로 이루어진다.
그리고 교반실(30) 내부에서 미세기포를 발생시키기 위해 일단은 공기공급기(59)와 연결되고 타단은 상기 지지프레임(23)을 관통하여 상기 교반실(30) 내부까지 연장되는 공기유입관(57)을 구비한다. 공기공급기(59)는 미세기포를 발생시킬 수 있는 통상적인 구조를 갖는다.
교반실에서 임펠러에 의해 처리대상수가 교반됨과 동시에 교반실 내부에 공기와 응집제가 투입되어 균일하게 혼화된다. 미세기포는 응집효율을 향상시킴과 동시에 플럭 형태의 슬러지를 수면으로 부상시킨다.
효과적인 교반을 위해 응집제공급관(50)과 공기유입관(57)의 출구는 마주하도록 형성된다. 이를 위해 응집제 공급관(50)과 공기유입관(57)의 하부는 임펠러(47)를 중심으로 서로 마주하는 방향으로 절곡되어 형성된다. 따라서 응집제, 공기는 교반실(30)의 좌우측에서, 처리대상수는 교반실(30)의 하부측에서 임펠러(47)를 향해 유입된다. 즉, T자 형태와 같이 3면 방향에서 흐름을 이루어 교반실(30)에서 처리대상수, 응집제, 공기가 접촉한다. 임펠러(47)는 구동모터(43)의 구동에 따라 회전하게 되면 임펠러(47)의 선회력이 발생되는 교반실(30) 내부에 저진공이 형성된다. 이러한 저진공에 의해 유통구(37)를 통해 처리대상수가 흡입된다. 이와 같이 본 발명은 교반실 내에서 저진공 믹싱에 의해 처리대상수, 응집제, 공기가 균일하게 혼화되어 배출홀(31)을 통해 교반실(30) 상방으로 배출된다.
방해판(25)은 지지프레임(23)과 임펠러(47) 사이 영역상에 설치된다. 방해판(23)은 교반실(30)의 배출홀(31)을 통해 배출되는 처리대상수를 간섭하여 하방으로의 선회를 유도하는 기능을 한다. 하방으로 선회된 처리대상수는 다시 유통구(37)를 통해 교반실(30) 내부로 유입되어 응집제와 교반되어 상방으로 배출된다. 이와 같이 처리대상수를 상하로 순환시켜 교반 횟수를 증대시킴으로써 응집효율을 높일 수 있다. 그리고 방해판에 선회하는 처리대상수에 초음파를 가할 수 있는 초음파 발생기(26)가 설치될 수 있다.
제 1반응조(21)에서 1차로 응집반응하여 형성된 플럭 형태의 슬러지는 미세기포에 의해 부상하여 처리대상수와 함께 제 1연결관(67)을 통해 제 2반응조(61)로 유입되고, 제 2반응조(61)에서 2차로 응집반응된 처리대상수는 부상하는 슬러지와 함께 제 2연결관(69)을 통해 제 3반응조(65)로 유입된다. 제 2반응조(61) 및 제 3반응조(65)의 내부구조는 제 1반응조(21)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 구조를 갖는 응집반응부(20)는 각 반응조(21)(61)(65)에 공급되는 응집제를 서로 달리할 수 있다. 또한 응집제 외에도 알칼리제, 응집보조제가 공급될 수 있음은 물론이다. 가령, 제 1반응조(21)에는 수산화나트륨(NaOH) 또는 중탄산나트륨(NaHCO3), 제 2반응조(61)에는 황산(H2SO4), 제 3반응조(65)에는 황산알루미늄(Al2(SO4)3)과 같은 무기응집제를 공급할 수 있다.
응집반응부(20)를 통해 응집처리된 처리대상수는 제 3반응조(65)의 상부에 설치된 유출관(68)을 통해 고액분리부(70)로 유입된다. 고액분리부(70)는 응집반응부(20)를 거친 처리대상수를 상등액과 슬러지로 고액분리한다.
고액분리부(70)는 응집반응된 처리대상수를 교반하는 제 1분리유니트(80)와, 상기 제 1분리유니트(80)의 상부를 통해 배출되는 처리대상수가 체류하면서 고액분리되는 제 2분리유니트(120)를 구비한다.
제 1분리유니트(80)를 구성하는 제 1분리조(81)는 내부에 일정한 크기의 공간이 형성된 통형이다. 제 1분리조(81)의 개방된 상부에는 지지프레임(83)이 설치된다. 제 1분리조(81)의 내부에는 혼화실(90)이 마련된다. 혼화실(90)은 상부가 개방된 통형으로 형성된다. 혼화실(90)의 하부에는 하방으로 진행할수록 공간이 점진적으로 줄어드는 원추부(91)가 형성된다. 그리고 원추부(91)의 하부에는 처리대상수가 출입하는 유통구(92)가 형성된다. 혼화실(90)의 내부로 유출관(68)이 연장되어 응집반응부(20)로부터 처리대상수가 유입된다. 혼화실(90)은 지지대(93)에 의해 제1분리조(81) 바닥에서 이격되도록 지지된다. 지지대(93)는 혼화실(90)의 상부 및 하부에 방사상으로 다수가 각각 형성된다.
혼화실(90)의 내부에는 처리대상수와 응집제를 교반하는 교반수단이 설치된다. 교반수단으로 교반실(105)과, 구동모터(99)에 의해 회전하는 회전축(97)과, 회전축(97)과 연결되며 교반실(105) 내부에 설치된 임펠러(106)와, 응집제공급관(110)과, 공기유입관(115)과, 방해판(108)으로 이루어진다. 이러한 구성은 응집반응부(20)의 제 1반응조(21) 내부에 설치된 교반실(30)과, 회전축(40)과, 임펠러(47)와, 응집제공급관(50)과, 공기유입관(57)과, 방해판(25)과 구성이 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
그리고 혼화실(90)의 내부에는 원추형의 확산실(100)이 설치된다. 확산실(100)은 교반실(105) 하방에 위치한다. 그리고 확산실(100)의 하부에는 유통관(101)이 형성된다. 유통관(101)은 혼화실(90)의 유통구(92)를 통과하여 제 1분리조(81)의 바닥과 일정 거리 이격되도록 연장된다.
상술한 구성을 갖는 제 1분리유니트(80)에 의해 응집반응부(20)에서 배출된 처리대상수는 혼화실(90)로 유입되어 교반실(105)에서 응집제와 교반됨과 동시에 미세기포가 투입된다. 그리고 처리대상수는 교반실(105)의 배출홀(109)을 통해 상부로 배출되고 경사판(108)과 충돌하여 하방으로 선회한다. 하방으로 선회하는 처리대상수는 유통관(101)을 통해 유입되어 확산실(100)로 확산되면서 다시 응집반응부(20)로부터 배출되는 처리대상수와 혼합되어 교반실(105)로 유입되어 균일하게 혼화된다.
제 1분리조(81)를 거친 처리대상수는 제 1분리조(81)의 상부에 설치된 유출관(107)을 통해 제 2분리유니트(120)로 유입된다.
제 2분리유니트(120)는 제 2분리조(121)와, 흡입관(140)과, 상등액배출수단을 포함한다.
그리고 제 2분리조(121)의 내부에는 흡입관(140)이 설치된다. 흡입관(140)은 제 2분리조(121)의 바닥으로부터 일정 거리 이격된다. 흡입관(140)에는 다수의 흡입구(145)가 마련된다. 흡입관(140)은 제 1분리조(81)의 혼화실(90)과 연결된다. 임펠러(106)의 회전에 의해 교반실(105)에 발생된 저진공에 의해 제 2분리조(121)의 처리대상수 일부가 흡입관(140)을 통해 혼화실(90)로 재유입된다.
상등액배출수단으로 상등액흡입파이프(150)와, 상등액흡입파이프(150)에 흡입력을 전달하는 펌프(155)로 이루어진다. 도시되지 않았지만 상등액흡입파이프(150)는 승강수단에 의해 상하로 이동하여 흡입높이를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서 상등액흡입파이프(150)의 높이에 따라 제 2분리조(121)의 수위를 조절할 수 있다. 상등액흡입파이프(150)는 제 2분리조(121)에 설치된 격벽(127)에 의해 형성되는 체류공간부(129)에 배치된다. 격벽(127)은 제 2분리조(120)의 바닥과 이격되어 설치된다.
한편, 제 2분리조(121)의 상부에는 부상하는 슬러지를 포함하는 부유물을 제거하기 위한 스컴 스키머(130)가 설치된다. 스컴 스커머(130)는 수처리장치에 적용되는 통상적인 구조로 구체적인 설명은 생략한다. 스컴 스커머(130)를 통해 제거된 부유물은 부유물배출관(133)을 통해 외부로 배출된다. 상술한 제 2분리조(121)로 유입된 처리대상수는 일정 시간 체류하면서 최종적으로 슬러지를 분리하고 상등액은 외부로 배출된다.
제 1분리조 및 제 2분리조의 바닥에는 배수를 위한 드레인관(135)이 연결된다.
본 발명의 다른 실시 예를 도 7에 도시하고 있다. 도 7의 실시 예에서 응집반응부(200)는 2개의 반응조, 즉 제 1 및 제 2반응조(21)(61)로 이루어진다. 그리고 도 8에서는 응집반응부(210)가 하나의 반응조(21)로 이루어진다. 또한, 도 9의 실시 예에서는 고액분리장치가 다익형 사이클론(1)과 고액분리부(70)로 이루어진다.
상기 도 7 내지 도 9에 도시된 실시 예 중에서 위에서 설명되지않은 구성요소는 도 1에 도시된 실시 예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 다익형 사이클론 20: 응집반응부
21: 제 1반응조 25: 방해판
30: 교반실 40: 회전축
43: 구동모터 47: 임펠러
50: 응집제공급관 57: 공기유입관
70: 고액분리부 80: 제 1분리유니트
90: 혼화실 120: 제2분리유니트

Claims (5)

  1. 축산 분뇨 또는 하폐수를 포함하는 처리대상수를 선회시켜 처리대상수 중의 침전가능한 협잡물을 분리하는 다익형 사이클론과; 상기 다익형 사이클론으로부터 배출되는 처리대상수 중에 응집제 및 공기가 동시에 투입되어 교반되는 응집반응부와; 상기 응집반응부를 거친 처리대상수를 상등액과 슬러지로 고액분리하는 고액분리부;를 구비하고,
    상기 고액분리부는 상기 응집반응부와 유출관으로 연결되며 응집반응된 처리대상수를 교반하는 제 1분리유니트와, 상기 제 1분리유니트에서 배출되는 처리대상수가 체류하면서 고액분리되는 제 2분리유니트를 구비하고,
    상기 제 1분리유니트는 제 1분리조와, 상기 제 1분리조 내부에 설치되며 상부가 개방되고 하방으로 진행할수록 점진적으로 공간이 줄어드는 원추부가 하부에 마련된 통형으로 형성되며 상기 유출관이 연결되어 상기 응집반응부로부터 처리대상수가 유입되는 혼화실과, 상기 혼화실이 상기 제1분리조 바닥에서 이격되도록 지지하는 지지대와, 상기 혼화실의 내부에 설치되어 처리대상수와 응집제 및 공기를 교반하는 교반수단과, 상기 교반수단의 하방에 위치하도록 상기 혼화실의 내부에 설치되는 원추형의 확산실과, 상기 확산실의 하부에 형성되며 상기 원추부의 하부에 마련된 유통구를 관통하여 상기 제 1분리조의 바닥과 이격되도록 연장되고 처리대상수가 유통되는 유통관을 구비하며,
    상기 제 2분리유니트는 상기 제 1분리조의 후단에 설치되어 상부를 통해 상기 제 1분리조로부터 처리대상수가 유입되는 제 2분리조와, 상기 제 2분리조의 처리대상수의 일부가 상기 혼화실로 흡입될 수 있도록 상기 제 2분리조의 내부에 설치되어 상기 혼화실과 연결되며 다수의 흡입구가 마련된 흡입관과, 상기 제 2분리조의 내부 후방측에 설치되어 체류공간부를 형성하는 격벽과, 상기 체류공간부에 설치된 상등액흡입파이프를 통해 상등액을 배출하면서 상기 제 2분리조의 수위를 조절하는 상등액배출수단과, 상기 제 2분리조에 설치되어 상기 제 2분리조에서 부상하는 부유물을 제거하기 위한 스컴 스키머를 구비하는 것을 특징으로 하는 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액 분리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 응집반응부는 상부에 설치된 처리대상수유입관을 통해 상기 다익형 사이클론으로부터 배출되는 처리대상수가 유입되는 반응조와, 상기 반응조의 상부에 지지되게 설치되는 지지프레임과, 상기 반응조 내부에 설치되며 내부가 중공인 교반실과, 상기 교반실의 하부에 형성되며 상기 반응조로 유입된 처리대상수 중의 일부가 상기 교반실 내부로 유통될 수 있도록 형성된 유통구와, 상기 지지프레임에 회전가능하도록 지지되며 상기 교반실까지 연장되는 회전축과, 상기 회전축의 하부에 결합되어 상기 교반실 내부에 배치되며 상기 교반실로 유입된 처리대상수를 교반하여 상방으로 배출하는 임펠러와, 상기 지지프레임과 상기 임펠러 사이 영역상에서 상기 교반실의 상부를 통해 배출되는 처리대상수와 간섭하여 하방으로의 선회를 유도하는 방해판과, 일단은 응집제공급부와 연결되고 타단은 상기 지지프레임을 관통하여 상기 교반실 내부까지 연장되며 상기 응집제가 공급되는 응집제 공급관과, 일단은 공기공급기와 연결되고 타단은 상기 지지프레임을 관통하여 상기 교반실 내부까지 연장되며 출구가 상기 응집제 공급관의 출구와 마주하도록 설치된 공기유입관을 구비하는 것을 특징으로 하는 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액 분리장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서, 상기 응집반응부는 상기 반응조가 적어도 둘 이상으로 마련되어 다단으로 연속배치되며,
    상기 각 반응조로 유입되는 처리대상수가 선회류를 형성하도록 인접하는 반응조들의 상부를 상호 연결하되 반응조와 접선방향으로 연결되는 연결관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 저진공 믹싱에 의한 미세기포 부상 고액 분리장치.


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