KR102118704B1

KR102118704B1 - 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 ntu 이하로 감소시키는 정수처리 장치

Info

Publication number: KR102118704B1
Application number: KR1020180053561A
Authority: KR
Inventors: 조정연
Original assignee: 주식회사 드림이엔지; 부경엔지니어링주식회사
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2020-06-03
Also published as: KR20190129235A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치는 유입된 원수에 응집제를 주입하는 관형응집제 주입분사기, 둘 이상의 격벽이 형성되며, 둘 이상의 격벽에는 상기 응집제가 주입된 원수를 상부로 통과시키는 상부 유동홀 및 원수를 하부로 통과시키는 하부 유동홀이 교대로 위치하는 상하우류식 배치구조를 가지며, 상부 유동홀을 통과하여 낙하하는 응집제가 주입된 원수와 접촉하도록 위치하는 하나 이상의 수차형 플록큐레이터 및 격벽 사이 공간 내부에 위치하는 하나 이상의 동력형 플록큐레이터를 포함하며, 응집제가 주입된 원수가 상부 유동홀과 하부 유동홀을 교대로 통과하도록 하여 혼화수를 생성하는 혼화응집지, 하부가 개방된 형태로 소정의 각도를 가지는 중간간벽이 위치하며, 상기 혼화응집지로부터 유입된 고형물을 포함하는 혼화수를 상기 중간간벽의 하부로 통과시켜 고형물을 바닥으로 침전시키고 중간간벽의 하부를 통과하여 고형물이 침전된 상징수만을 여과지로 전달하는 침전지 및 침전지에서 유입된 상징수를 여과하는 여과지를 포함한다.

Description

정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치{APPARATUS FOR WATER PURIFYING TO REDUCE THE OVERFLOW TURBIDITY FROM THE SEDIMENTATION TANK}

본 발명은 정수처리 장치에 관한 것으로 보다 구체적으로 정수장 여과지의 유입 탁도 저감을 위한 정수처리 장치에 관한 것이다.

정수처리공정은 일반적으로 혼화, 응집, 침전, 여과 및 소독 공정을 포함한다. 먼저 유입되는 급수에 응집제를 혼화하여 고형물을 형성한다. 그리고 형성된 고형물 또는 고형물질(슬러지)을 침전시켜 탁도를 낮춘다. 그리고 여과 공정에서는 혼화, 응집 및 침전 과정을 통해 고형물이 침전된 유입수를 여과지에 통과시켜 세공보다 큰 입자가 여재에 체걸음되게 하여 유입수를 정수한다. 기존 정수처리시설은 혼화 단계를 미세 입자부터 점점 큰 입자 순으로 여러 차례로 진행하는 급속혼화 방식을 사용하여 혼화 효율을 높이고 있으나, 저수온, 저탁도 유입시 침수지를 거쳐 여과지로 진입하는 유입수의 탁도가 0.5 NTU 이상으로 탁도가 높게 나타난다.

기존 정수처리시설의 정수공정 중 여과 공정의 자동역세는 제어하기 가장 어렵고, 지속적인 여과 공정에서 걸러진 슬러지가 여과지에 달라붙어 여과 성능에 저하가 발생하게 된다. 특히, 여과지로 유입되는 침전월류수에 핀플록을 포함하는 고형물의 함유가 높아 탁도가 0.5 NTU보다 높을 경우 그만큼 여과지에 달라붙는 이물질의 양 또한 늘어난다. 여과지에 체걸음 된 고형물을 제거하기 위해서는 역세(Back Washing)를 통해 여과지에 달라붙은 슬러지 및 기타 이물질을 제거한다. 그러나 잦은 역세로 여과지의 여과층이 안정화되는데 시간이 많이 소요되며, 역세펌프의 수압을 일정하게 하여도 매번 여과층 안정화 패턴이 일정하지 않아 운영에 어려움이 많이 발생한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1620794호는 원수의 오염도에 따라 정수처리 공정이 가변되는 정수처리장치에 관한 발명으로, 원수의 수질을 특정하여 약품 및 오존 주입량과 활성탄의 약세주기를 조절하여 정수처리의 효율성을 향상시킨다. 그러나 상기 특허는 원수의 수질 개선을 위해 주입량과 주기만을 조절할 뿐 기존의 정수처리장치와 처리 과정은 동일하기 때문에 침전지에서 고형물이 완전하게 침전되지 못하여 여과지로 유입되는 급수의 탁도를 충분하게 줄이지 못한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1620794호(2016.05.04)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 침전지 처리 과정에서 혼화, 응집된 원수의 고형물질을 침전 제거하여 여과지로 유입되는 급수의 탁도를 낮춰 여과지에 달라붙는 슬러지의 양을 줄임으로써, 여과지의 역세주기를 줄일 수 있는 정수처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 유입된 원수에 응집제를 주입하는 관형응집제 주입분사기, 둘 이상의 플럭형성조로 구성되며, 각 조의 격벽에는 상기 응집제가 주입된 원수를 상부로 통과시키는 상부 유동홀 및 원수를 하부로 통과시키는 하부 유동홀이 교대로 위치하는 상하우류식 배치구조를 가지며, 상부 유동홀을 통과하여 낙하하는 응집제가 주입된 원수와 접촉하도록 위치하는 하나 이상의 수차형 플록큐레이터 및 격벽 사이 공간 내부에 위치하는 하나 이상의 동력형 플록큐레이터를 포함하며, 응집제가 주입된 원수가 상부 유동홀과 하부 유동홀을 교대로 통과하도록 하여 독립 침강할 수 있는 대형플럭을 생성하는 혼화응집지, 하부가 개방된 형태로 소정의 각도를 가지는 중간간벽이 위치하며, 상기 혼화응집지로부터 유입된 고형물을 포함하는 유입원수를 상기 중간간벽의 하부로 통과시켜 고형물을 바닥으로 침전시키고 중간간벽의 하부를 통과하여 침전조 하부에 형성된 플럭층이 여재층 역활을 하여 상향류에 포함된 고형물이 기존플럭에 체걸음되어 제거되고 상징수만을 여과지로 전달하는 침전지 및 침전지에서 유입된 상징수를 여과하는 여과지를 포함하는 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치에 의해 달성된다.

바람직하게는, 수차형 플록큐레이터는 상부 유동홀을 통과하여 낙하하는 원수에 의해 회전하여 원수와 응집플럭을 교반한다.

바람직하게는, 수차형 플록큐레이터 및 동력형 플록큐레이터는 교반날개에 스컴(Scum)을 파쇄하는 스파이크를 구비할 수 있다.

바람직하게는, 관형응집제 주입분사기는 관의 중앙부로 응집제를 고압으로 분사하여 내부에 응집제 커튼월을 형성하는 4개 이상의 고압분사 노즐이 구비될 수 있다.

바람직하게는, 침전지는 중간간벽의 벽면에 누적된 고형물을 위에서 아래 방향으로 긁어내는 러버 스크래퍼를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 침전지월류웨어는 침전지의 수위에 의해 높이가 조절되는 부유 구조로서, 고형물이 침전된 상징수만 상기 여과지로 공급하는 폰툰 월류웨어를 더 포함할 수 있다. 이때, 폰툰 월류웨어는 상부로 흘러들어온 상징수를 상기 여과지로 전달하는 월류웨어 수로외벽 및 수로벽체에 고정된월류웨어 수로를 둘러싸고 있으며 상기 월류웨어 수로외벽에 수직방향으로 형성된 홈파기 가공 부위에 결합되어 부유 구조를 통해 침전지의 수위에 따라 상하로 이동하고, 침전지의 고형물이 침전된 상징수가 상부로 흘러 넘쳐 월류웨어로 흘러 들어오는 고형물을 줄이는 부상월류판을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 정수처리장치는 혼화, 응집, 침전 과정의 개선을 통해 여과지로 유입되는 원수의 탁도를 낮춰 여과지에 누적되는 고형물의 양을 줄여 여과지 역세주기를 늘릴 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 정수처리장치는 역세주기를 늘려 역세 횟수를 줄임으로써, 정수 처리 시간을 늘려 안정적인 정수 생산을 가능하게 하며, 역세에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 관형응집제 주입분사기를 나타내는 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 관형응집제 주입분사기의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 수차형 플록큐레이터를 나타내는 구성도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 동력형 플록큐레이터를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 러버 스크래퍼를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 폰툰 월류웨어를 나타내는 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 일례를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치는 관형응집제 주입분사기(100), 혼화응집지(200), 침전지(300) 및 여과지(400)를 포함한다.

관형응집제 주입분사기(100)는 정수처리 장치로 유입되는 원수에 응집제를 주입한다. 응집제는 원수에 현탁되어 있는 고체입자가 모여 큰 덩어리를 만들기 위해 액체에 첨가하는 약품으로, 응집제를 통해 원수에 포함된 이물질을 응집시켜 침전지(300)에서 침전되도록 한다. 이때, 관형응집제 주입분사기(100)는 주입된 응집제가 유입된 원수와 고르게 섞일 수 있도록 고압분사 노즐을 사용하여 응집제를 주입한다. 관형응집제 주입분사기(100)의 고압분사노즐 구조는 후술하는 도 2에서 상세히 설명한다.

혼화응집지(200)는 둘 이상의 플럭형성조, 하나 이상의 상부 유동홀(211), 하나 이상의 하부 유동홀(212), 하나 이상의 수차형 플록큐레이터(230) 및 하나 이상의 동력형 플록큐레이터(240)를 포함한다.

혼화응집지(200)는 둘 이상의 격벽(221, 222, 223)이 형성되어 있으며, 두 개의 격벽 사이의 공간이 하나의 플럭형성조에 해당한다. 도 1의 일례에서는 둘 이상의 격벽(221, 222, 223)에 의해 형성된 세 개의 플럭형성조를 도시하고 있다.

혼화응집지(200)의 둘 이상의 격벽에는 응집제가 주입된 원수가 상부로 통과하는 상부 유동홀(211) 및 응집제가 주입된 원수가 하부로 통과하는 하부 유동홀(212)이 교대로 형성된다. 즉, 제1 격벽(221)에 상부 유동홀(211)이 형성되면, 제2 격벽(222)에는 하부 유동홀(212)이 형성되고, 다시 제3 격벽(213)에는 상부 유동홀(211)이 형성되어, 응집제가 주입된 원수가 상부 유동홀(211)과 하부 유동홀(212)을 번갈아 통과하며, 상하로 움직이는 상하우류식 배치구조를 가진다. 상부 유동홀(211) 및 하부 유동홀(212)에 의한 상하우류식 배치 구조를 통해 응집제가 주입된 원수의 이동 거리가 길어져 혼화응집지(200) 내에서 이론적 수라학적 체류시간 증가가 구현되기 때문에 응집 효율이 상승한다.

혼화응집지(200)는 하나 이상의 수차형 플록큐레이터(230)를 포함한다. 수차형 플록큐레이터(230)는 상부 유동홀(211)을 통과한 응집제가 자유 낙하하는 과정에서 접촉하도록 원수가 유입된 반대 방향에서 상부 유동홀(211)의 하부에 근접하여 위치한다. 그리고 수차형 플록큐레이터(230)는 별도의 동력원을 가지고 있지 않으며, 상부 유동홀(211)을 통과한 응집제가 주입된 원수가 자유 낙하하는 힘에 의해 회전하며 미세플럭이 대형 플럭이 되도록 혼화시킨다.

혼화응집지(200)는 하나 이상의 동력형 플록큐레이터(240)를 포함한다. 동력형 플록큐레이터(240)는 혼화응집지(200) 내부에 위치하여 응집수가 주입된 원수를 혼화하여 대형플럭 생성을 돕는다. 동력형 플록큐레이터(240)는 격벽 사이에 하나가 위치할 수 있으며, 혼화응집지(200) 크기 및 격벽의 개수에 따라 격벽 사이에 둘 이상이 위치할 수 있다. 그리고 동력형 플록큐레이터(240)는 별도의 외부 동력원에 의해 회전하며, 응집제가 주입된 원수를 혼화한다.

일례로서, 관형응집제 주입분사기(110)은 혼화응집부(120)의 하부로 응집제가 주입된 원수를 공급하고, 제1 격벽(221)은 상부 유동홀(211)이 형성되며, 제2 격벽(222)은 하부 유동홀(212)이 형성되고, 제3 격벽(223)은 상부 유동홀(211)이 형성되도록 한다 그리고 제1 격벽(221)의 상부 유동홀(211)과 제3 격벽(223)의 상부 유동홀(211)에는 응집수가 주입된 원수의 유입 반대 방향으로 수차형 플록큐레이터(230)를 배치하고, 제1 격벽(221), 제2 격벽(222) 및 제3 격벽(223) 사이의 하부에는 동력형 플록큐레이터(240)를 각각 배치한다. 이 경우, 관형응집제 주입분사기(110)로부터 공급된 원수가 동력형 플록큐레이터(240)에 의해 혼화되며 하부에서 상부 방향으로 이동하며 제1 격벽(221)의 상부 유동홀(211)을 통과한다. 그리고 제1 격벽(221)의 상부 유동홀(211)을 통과한 후 자유 낙하하는 원수는 낙하하면서 제1 격벽(221)의 수차형 플록큐레이터(230)와 접촉하여 수차형 플록큐레이터(230)를 회전시키면서 원수가 혼화된다. 다음으로 제1 격벽(221)의 상부 유동홀(211)을 통과한 원수는 동력형 플록큐레이터(240)에 의해 혼화되면서 다시 제2 격벽(212)의 하부 유동홀(212)을 통과한 후, 하부에서 상부 방향으로 이동하여 제3 격벽(213)의 상부 유동홀(211)을 통과한 후, 수차형 플록큐레이터(230)로 낙하하면서 추가적으로 혼화된다.

상술한 일례는 세 개의 격벽(221, 222, 223)과 두 개의 수차형 플록큐레이터(230)를 배치한 구조를 설명하고 있으나, 혼화응집지(200)의 구조는 상술한 구조로 한정되지 않는다. 혼화응집지(200)는 정수처리장치의 처리 용량에 따라 격벽의 개수 및 그에 따른 수차형 플록큐레이터(230)의 개수를 자유롭게 조절할 수 있으며, 내부에 배치되는 동력형 플록큐레이터(240)의 개수 또한 자유롭게 조절할 수 있다.

본원발명은 이와 같은 상하우류식 구조를 통해 원수가 이론적수리학적 체류시간을 구현하여 혼화 효율을 높인다. 또한, 상부 유동홀(212)에 의해 원수가 자유 낙하하는 위치에 무동력의 수차형 플록큐레이터(230)를 배치하여 별도의 동력 없이 원수의 혼화 효율을 높인다.

혼화응집지(200)는 상술한 과정을 통해 응집제가 주입된 원수를 혼화하여 생성된 혼화수를 침전지(300)로 전달한다. 혼화응집지(200)에서 혼화되어 생성된 혼화수는 고형물을 포함하게 된다. 이때, 침전지(300) 하부에 침적된 슬러지에 영향을 주지 않도록 혼화응집지(200)는 침전지(300) 상부에 형성된 유로(301)를 통해 혼화수가 침전지(300)로 유입되도록 할 수 있다.

침전지(300)는 혼화응집지(200)에서 유입된 혼화수의 고형물을 바닥으로 침전시켜 원수의 탁도를 낮추는 구조로서, 중간간벽(310) 및 폰툰 월류웨어(320)를 포함한다.

중간간벽(310)은 침전지(300) 내의 소정의 위치에 설치되며, 하부로 유로를 형성하는 하부개방홀(311)을 포함한다. 중간간벽(310)은 하부개방홀(311)이 혼화응집지(200)로부터 혼화수가 유입된 방향으로 치우쳐 소정의 각도를 가지도록 설치될 수 있으며, 보다 구체적으로 15도 각도로 설치될 수 있다. 일례로서, 중간간벽(310)은 혼화응집지(200)로부터 유입수 방향으로부터 침전지(300)의 3/5 지점에 설치될 수 있다.

침전지(300)의 중간간벽(310)에 의해 나뉘어진 구역 중 혼화수가 유입되는 구역은 혼화수에 포함된 고형물이 침전되어 침전층을 형성하는 구역(A1)에 해당하며, 중간간벽(310) 이후의 구역은 상향류 슬러지층 여과구역(A2)에 해당한다.

침전지(300)의 바닥에는 중력에 의해 고형물이 침전되어 슬러지 블랭킷(30)이 형성된다. 슬러지 블랭킷(30)의 두께는 중간간벽(310)의 하부 개방홀(311)이 완전하게 잠기도록 형성하여, 하부 개방홀(311)을 통과하는 혼화수에 포함된 고형물이 보다 효과적으로 침적되도록 할 수 있다.

혼화응집지(200)에서 혼화 및 응집 과정을 거친 유입수가 침전지(300)의 상부 유로(301)를 통해 유입되면, 유입된 혼화수는 아래 방향으로 흘러 중간간벽(310)의 하부 개방홀(311)을 통과한다. 이때, 혼화수의 고형물은 중력에 의해 아래로 가라앉아 침적되고, 하부 개방홀(311)을 통과하는 과정에서 침전지(300) 하부에 형성된 슬러지 블랭킷(30)에 의해 추가적으로 고형물이 침전된다. 즉, 본원발명에서는 침전지(300)에서 중력에 의해 고형물이 침적되어 슬러지가 되도록 함과 동시에 슬러지 블랭킷(30)을 통해 고형물이 보다 효과적으로 침적되도록 한다.

폰툰 월류웨어(320)는 침전지(300)의 상향류 슬러지층 여과구역(A2)에 위치하며, 침전지(300)의 수위에 의해 높이가 조절되는 부유 구조로서, 침전지(300)에서 고형물이 침전되어 제거된 상징수만 여과지(400)로 공급한다.

종래의 일반적인 월류웨어는 침전지(300)의 벽면에 고정되어 설치된다. 그러나 시공 단계에서 월류웨어의 수평을 정확하게 맞춘다고 할지라도 수평이 완전하게 정확하도록 시공되기는 매우 어렵기 때문에 월류웨어의 높이에 약간의 오차가 발생하게 된다. 따라서 일반적인 월류웨어는 모든 위치에서 수면과 대비하여 완전하게 동일한 높이를 가지기 어려워 높이가 낮아 유입되는 물이 많은 부분에서는 상대적으로 많은 잔류 고형물이 유입될 수 있다.

반면에, 본원발명의 폰툰 월류웨어(320)는 폰툰(Pontoon) 구조의 부상월류판이 월류웨어를 둘러싸고 있으며, 수위에 따라 부상월류판이 상하로 이동하여 높이가 자동으로 조절된다. 따라서, 폰툰 월류웨어(320)는 수위에 의해 높이가 자동으로 조절되어 유입유량의 변화에 일정한 월류웨어 부하율을 유지시켜 상대적으로 탁도가 낮은 상징수만을 여과지(400)로 전달한다. 폰툰 월류웨어(320)는 후술하는 도 5에서 상세히 설명한다.

여과지(400)는 침전지(300)의 본툰 월류웨어(320)에 의해 공급된 상징수를 통해 여과한다. 여과지(400)에 의해 최종적으로 정수된 물은 상수도를 통해 다양한 사용처에 공급될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치는 고압분사 노즐 구조를 가지는 관형응집제 주입분사기(100)을 통해 유입 원수에 응집제를 고르게 분사하고, 혼화응집지(200)의 상하우류식 구조, 수차형 플록큐레이터(230) 및 동력형 플록큐레이터(240)를 통해 응집제가 원수에 고르게 혼화되도록 한다. 그리고 침적지(300)는 응집제가 혼화된 혼화수를 하부 개방홀(311)이 형성된 중간간벽(310)을 통해 슬러지 블랭킷(30)을 통과하도록 하여 고형물이 보다 많이 침적되도록 한다. 또한 폰툰 월류웨어(320)를 통해 침전지(300)의 상징수만을 여과지(400)에 공급한다. 이를 통해, 여과지(400)로 유입되는 상징수에 포함된 고형물 또는 슬러지의 양을 최소화하여 여과지(400)에 쌓이는 이물질의 양을 최소화할 수 있다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 관형응집제 주입분사기를 나타내는 구성도이다.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 관형응집제 주입분사기의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 관형응집제 주입분사기(100)은 중앙 방향으로 응집제를 분사하는 둘 이상의 고압분사 노즐(110)을 포함한다. 고압분사 노즐(110)은 관의 외벽에서 중앙 방향으로 응집제를 분사하도록 위치하여, 커튼월 형태의 응집제 커튼월(10)을 형성한다. 관형응집제 주입분사기(100)은 고압분사 노즐(110)을 통해 응집제를 분사하여 관 내에 응집제 커튼월(10)을 형성하여, 관형응집제 주입분사기(100)을 통과하는 유입 원수가 응집제 커튼월(10)을 지나가도록 하여, 유입 원수와 응집제 사이의 접촉 비표면적을 높여 미세 고형물 생성을 높이도록 한다. 일례로서, 관형응집제 주입분사기(100)은 응집제의 접촉 효율을 높이기 위해 8개의 고압 분사노즐(110)을 구비하여 응집제 커튼월(10)을 형성하는 것이 바람직하다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 수차형 플록큐레이터를 나타내는 구성도이다.

도 1 및 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 수차형 플록큐레이터(230)는 혼화응집지(200) 내의 격벽에 형성된 상부 유동홀(211)의 원수가 유입되는 반대 방향에서, 상부 유동홀(211) 보다 낮게하여 낙하하는 응집제가 주입된 원수에 의해 회전하도록 위치한다. 수차형 플록큐레이터(230)는 별도의 동력원을 구비하지 않으며, 상부 유동홀(211)을 통과하여 자유 낙하하는 응집제가 주입된 원수의 위치에너지에 의해 회전하면서 원수 내부의 고체입자와 응집제를 혼화한다.

수차형 플록큐레이터(230)는 낙하하는 응집제가 주입된 원수의 위치에너지 효율을 높일 수 있도록 교반날개(231)의 말단이 소정의 각도로 휘어진 형태로 형성될 수 있다.

그리고 교반날개(231)에 다수의 스파이크(232)를 구비할 수 있다. 교반날개(231)에 형성된 스파이크(232)는 수차형 플록큐레이터(230)가 회전하면서 고형물의 수면적 확산을 높이고 응집 스컴(Scum)의 발생을 방지한다. 수차형 플록큐레이터(230)의 교반날개(231)에 형성된 스파이크(232)는 원뿔형, 칼날형, 돌기형 등 필요와 목적에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 수차형 플록큐레이터(230)의 교반날개(231)에 형성된 스파이크(232)는 필요와 목적에 따라 개수를 자유롭게 조절이 가능하다.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 동력형 플록큐레이터를 나타내는 구성도이다.

도 1 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 동력형 플록큐레이터(240)는 혼화응집지(200) 내부에 위치한다. 바람직하게는, 동력형 플록큐레이터(240)는 혼화응집지(200)의 하부 쪽에 위치할 수 있다. 동력형 플록큐레이터(240)는 수차형 플록큐레이터(230)와 달리 별도의 동력원에 의해 회전한다. 일례로서, 동력형 플록큐레이터(240)는 전기 모터를 동력원으로 사용할 수 있다.

동력형 플록큐레이터(240)는 교반날개(241)에 다수의 스파이크(242)를 구비할 수 있다. 교반날개(241)에 형성된 스파이크(242)는 동력형 플록큐레이터(240)가 회전하면서 고형물의 수면적 확산을 높이고 응집 스컴(Scum)의 발생을 방지한다. 동력형 플록큐레이터(240)는 별도의 동력원을 필요로 하며, 일부 또는 전체가 물속에 잠겨 동작하기 때문에 물의 저항을 크게 받는다. 따라서 동력형 플록큐레이터(240)의 교반날개(241)에 형성된 스파이크(242)는 물의 저항을 고려하여 형상과 개수를 조절하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 러버 스크래퍼를 나타내는 구성도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 침전지(300)는 러버 스크래퍼(330)를 더 포함할 수 있다.

러버 스크래퍼(330)는 침전지(300)의 중간간벽(310)에 근접하여 위치하며, 중간간벽(310) 표면에 침적된 고형물 및 기타 이물질을 긁어내어 제거한다. 이를 위해 러버 스크래퍼(330)는 가이드 레일(331), 스크래퍼 날(332), 스크래퍼 고정부재(333) 및 스크래퍼 구동부(334)를 포함한다.

가이드 레일(331)은 스크래퍼 고정부재(333) 상에 고정되어 위치하며, 스크래퍼 날(332)을 수직 방향으로 이동시켜, 스크래퍼 날(332)이 중간간벽(310)의 표면을 긁어내어 표면에 침적된 고형물 및 기타 이물질을 제거하도록 한다.

스크래퍼 날(332)은 가이드 레일(331) 상에 위치하며, 가이드 레일(331)을 따라 수직방향으로 이동하여 중간간벽(310)의 표면을 긁어내어 표면에 침적된 고형물 및 기타 이물질을 제거한다. 스크래퍼 날(332)은 중간간벽(310) 표면의 손상을 방지하기 위해 고무와 같은 탄성소재가 사용될 수 있다.

스크래퍼 구동부(334)는 가이드 레일(331) 상에 위치한 스크래퍼 날(332)을 구동시킨다. 러버 스크래퍼(330)는 소정의 주기로 동작하여 중간간벽(310)에 침적된 고형물 및 기타 이물질을 긁어내어 바닥에 침적되도록 한다. 이때 러버 스크래퍼(330)의 동작은 소정의 주기로 반복적으로 수행될 수 있으며, 사용자의 필요에 의해 자유롭게 수행될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치의 폰툰 월류웨어를 나타내는 구성도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 폰툰 월류웨어(320)는 침전지(300)의 상향류 슬러지층 여과구역(A2)에 위치하며, 침전지(300)의 수위에 의해 높이가 조절되는 부유 구조로서, 침전지(300) 상부의 고형물이 제거된 상징수만 여과지(400)로 공급한다. 이와 같은 폰툰 월류웨어(320)는 상부로 흘러들어온 상징수를 여과지로 전달하는 월류웨어 수로(321) 및 월류웨어 수로(321)를 둘러싸고 있으며, 부유 구조를 통해 상기 침전지의 수위에 따라 상하로 이동하고, 상기 침전지의 상징수가 상부로 흘러 넘쳐 상기 월류웨어 수로(321)에 유입되도록 하는 부상월류판(322)을 포함한다.

월류웨어 수로(321)는 일반적인 월류웨어와 동일한 구조로서, 상부로 흘러넘쳐 들어온 침전지(300)의 상징수를 여과지(400)로 전달한다.

부상월류판(322)은 폰툰(Pontoon) 구조로, 물에 부유할 수 있는 재질과 구조로 형성된다. 그리고 부상월류판(322)은 월류웨어 수로(321)의 외벽을 둘러싸는 구조로 설치된다. 일례로서, 부상월류판(322)은 평면식 전면월류식 띠 형태로 형성되어, 고정된 월류웨어 홈하부와 수위에 따라 홈상부를 둘러싸도록 형성 될 수 있다. 부상월류판(322)은 월류웨어 수로(321)의 외벽에 고정되지 않고 침전지(300)에 부유된 상태로 있으며. 침전지(300)의 여과구역(A2)의 수위에 대응하여 상하방향으로 이동한다. 이때 부상월류판(322)의 부유 정도는 폰툰 플라스틱 에어볼에 의해서 고정식 월류웨어 홈 하부에서 홈 상부까지 조절되어진다.

일반적인 월류웨어는 침전지(300)의 월류수로 벽면에 고정되어 설치되기 때문에 수평이 완전하게 정확하도록 시공되기는 매우 어렵다. 또한 항상 고정된 높이를 가지기 때문에 침전지(300)로 유입되는 물의 양 등에 의해 흘러넘치는 물의 양이 일정하지 않아 상승 유속으로 인해 핀플록이 과다하게 월류된다.

그러나 본원발명의 폰툰 월류웨어(320)는 월류웨어 수로(321)를 둘러싸고 있는 부상월류판(322)이 수위에 따라 자동으로 상하방향으로 이동하면서 항상 침전지(300)의 월류웨어 부하를 일정하게 한다. 보다 구체적으로 폰툰 월류웨어(320)는 부상월류판(322)이 월류웨어 수로(321)에 형성된 수직방향의 홈파기(홈따기) 가공 부위에 결합되어 상하방향(z축 방향)으로는 수위에 대응하여 이동이 가능하며, 다른 방향으로의 이탈을 방지하는 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 구조를 통해 본원발명의 폰툰 월류웨어(320)는 수위에 따라 항상 동일한 정도의 물만이 흘러넘처 여과지(400)로 공급되도록 하여, 고형물이 여과지(400)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 부상월류판(322)은 월류웨어 수로(321)와 항상 일체로 설치되는 것으로 한정되지 않으며, 이미 시공되어 있는 종래의 월류웨어에 부가하여 설치될 수 있다. 예를 들어, 장방형 또는 원형 월류웨어가 설치되어 있는 경우, 해당 월류웨어의 형상에 대응하여 부상월류판(322)을 제조하여 종래의 월류웨어에 끼우는 방식으로 기 설치된 월류웨어에 자유롭게 적용이 가능하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 관형응집제 주입분사기 110: 고압 분사노즐
200: 혼화응집지 211: 상부 유동홀
212: 하부 유동홀 221: 제1 격벽
222: 제2 격벽 223: 제3 격벽
230: 수차형 플록큐레이터 231: 교반날개
232: 스파이크
240: 동력형 플록큐레이터
300: 침전지 301: 상부에 형성된 유로
310: 중간간벽 320: 폰툰 월류웨어
321: 월류웨어 수로 322: 부상월류판

Claims

유입된 원수에 응집제를 주입하는 관형응집제 주입분사기;
둘 이상의 격벽이 형성되며, 상기 둘 이상의 격벽에는 상기 응집제가 주입된 원수를 상부로 통과시키는 상부 유동홀 및 상기 응집제가 주입된 원수를 하부로 통과시키는 하부 유동홀이 교대로 위치하는 상하우류식 배치구조를 가지며, 상기 상부 유동홀을 통과하여 낙하하는 상기 응집제가 주입된 원수와 접촉하도록 위치하는 하나 이상의 수차형 플록큐레이터 및 상기 격벽 사이 공간 내부에 위치하는 하나 이상의 동력형 플록큐레이터를 포함하며, 상기 응집제가 주입된 원수가 상기 상부 유동홀과 상기 하부 유동홀을 교대로 통과하도록 하여 혼화수를 생성하는 혼화응집지;
소정의 각도를 가지는 중간간벽이 위치하며, 상기 중간간벽의 하부에는 하부 개방홀이 고형물이 침전되어 형성된 슬러지 블랭킷에 완전하게 잠긴 상태로 구비되며, 혼화응집지로부터 낙하하는 혼화수를 상기 중간간벽 하부의 하부 개방홀을 통과시켜 상기 슬러지 블랭킷을 통해 고형물을 침전시킨 후 상징수 만을 여과지로 전달하는 침전지; 및
상기 침전지에서 유입된 상징수를 여과하는 여과지;
를 포함하는 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 수차형 플록큐레이터는 상기 상부 유동홀을 통과하여 낙하하는 응집제가 주입된 원수에 의해 회전하여 응집제를 교반하는 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 수차형 플록큐레이터 및 동력형 플록큐레이터는 교반날개에 스컴(Scum)을 파쇄하는 스파이크를 구비한 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 관형응집제 주입분사기는 관의 중앙부로 응집제를 고압으로 분사하여 내부에 응집제 커튼월을 형성하는 둘 이상의 고압분사 노즐이 구비된 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 침전지는 상기 중간간벽의 벽면에 누적된 고형물을 위에서 아래 방향으로 긁어내는 러버 스크래퍼를 더 포함하는 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 침전지는 침전지의 수위에 의해 높이가 조절되는 부유 구조를 가지며, 고형물이 침전된 상징수만 상기 여과지로 공급하는 폰툰 월류웨어;
를 더 포함하는 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 폰툰 월류웨어는,
상부로 흘러들어온 상징수를 상기 여과지로 전달하는 월류웨어 수로; 및
상기 월류웨어 수로를 둘러싸고 있으며, 상기 월류웨어 수로외벽에 수직방향으로 형성된 홈파기 가공 부위에 결합되어 부유 구조를 통해 상기 침전지의 수위에 따라 상하로 이동하고, 상기 침전지의 고형물이 침전된 상징수가 상부로 흘러 넘쳐 상기 월류웨어 수로로 유입되도록 하는 부상월류판;
을 포함하는 정수장 침전지 유출수 탁도를 0.5 NTU 이하로 감소시키는 정수처리 장치.