KR102638544B1 - Solid-liquid seperator typed of dispersed or cavitational air floatation - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 플록을 포함하는 원수를 유입받을 수 있도록 마련된 원수 유입 공간 및 상기 플록에 기포가 부착하여 형성된 스컴과 분리된 처리수를 배출할 수 있도록 마련된 처리수 배출 공간으로 구획된 내부 공간을 갖는 부상조; 및 상기 원수 유입 공간 내 원수로 공기를 배출함으로써 상기 플록에 부착할 기포를 발생시키는 기포 발생 장치;를 포함하는 분산공기부상식 고액 분리기를 제공한다. 여기서, 상기 기포 발생 장치는, 상기 부상조의 상부로부터 상기 부상조의 상면을 회전 가능하게 관통하여 상기 원수 유입 공간으로 연장하고, 상기 공기의 이동로를 내부에 갖는 회전관; 상기 원수 유입 공간에 위치하는 상기 회전관의 부위에 고정되어 있고, 상기 회전관의 회전시 상기 회전관의 이동로 내 공기를 원수로 배출하여 조대 기포를 발생시키도록 마련된 복수의 조대 기포 발생용 날개; 및 상기 회전관의 하단과 결합한 상단 및 상기 부상조의 하면과 결합한 하단을 갖고, 상기 이동로로부터 유입된 상기 공기를 원수로 배출하여 미세 기포를 발생시키도록 마련된 미세 기포 발생용 기공체;을 포함한다.The present invention has an internal space divided into a raw water inlet space provided to receive raw water containing floc, and a treated water discharge space provided to discharge treated water separated from scum formed by air bubbles attached to the floc. floating tank; and a bubble generating device that generates bubbles to attach to the floc by discharging air into the raw water in the raw water inlet space. It provides a distributed air floating solid-liquid separator including a. Here, the bubble generating device includes a rotating tube that rotatably penetrates the upper surface of the flotation tank from the upper part of the flotation tank and extends to the raw water inflow space, and has a movement path of the air therein; A plurality of coarse air bubble generating wings are fixed to a portion of the rotary tube located in the raw water inlet space and are provided to generate coarse air bubbles by discharging air in the moving path of the rotary tube to raw water when the rotary tube rotates. ; and a pore body for generating fine bubbles, which has an upper end coupled with the lower end of the rotary tube and a lower end coupled with the lower surface of the flotation tank, and is provided to generate fine bubbles by discharging the air introduced from the moving path into raw water. .
Description
본 발명은 부상식 고액 분리기의 한 형태인 분산공기부상식 고액 분리기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플록을 포함하는 원수에 다양한 크기의 기포를 발생시킬 수 있는 기포 발생 장치를 구비한 분산공기부상식 고액 분리기에 관한 것이다. The present invention relates to a distributed air floating solid-liquid separator, which is a type of floating solid-liquid separator. More specifically, a distributed air floating solid-liquid separator equipped with a bubble generating device capable of generating bubbles of various sizes in raw water containing floc. It relates to a solid-liquid separator.
가정이나 공장 등에서 버려지는 하수는 하수처리장으로 보내진 후 처리되고 있다. 하수 처리 과정은 정수 과정과 슬러지 처리 과정을 포함하는데, 정수 과정에서는 하수가 하천의 자정작용이 발동될 수 있는 범위까지 정화된 후 하천과 같은 공공수역으로 방류되고, 슬러지 처리 과정에서는 정수 과정에서 발생하는 슬러지가 농축, 탈수와 같은 과정을 통해 처리된다.Sewage discarded from homes or factories is sent to a sewage treatment plant and then treated. The sewage treatment process includes a water purification process and a sludge treatment process. In the water purification process, sewage is purified to the extent that the river's self-purifying effect can be activated and then discharged into public water bodies such as rivers. In the sludge treatment process, sewage is generated during the water purification process. The sludge is treated through processes such as concentration and dewatering.
위 정수 과정은 일반적으로 고형 부유물질(나뭇가지, 플라스틱병, 스티로폼 등) 및 고형 침전물질(모래, 자갈, 금속 등)을 제거하는 물리적 정수 과정과, 유기물 등과 같은 용존성 물질을 제거하는 화학/생물학적 정수 과정을 포함한다. 화학/생물학적 정수 과정에서는 우선 이전 단계를 거친 원수에 약품을 투여하여 플록(floc)을 형성하고, 이후에 상기 플록을 침전, 여과, 부상 등의 방법으로 제거한다. The above water purification process is generally a physical water purification process to remove solid suspended substances (tree branches, plastic bottles, Styrofoam, etc.) and solid sediments (sand, gravel, metal, etc.), and a chemical/chemical process to remove dissolved substances such as organic matter. Includes biological water purification process. In the chemical/biological water purification process, chemicals are first administered to raw water that has gone through the previous steps to form floc, and then the floc is removed through methods such as precipitation, filtration, and flotation.
부상을 통해 플록을 제거하는 장치인 부상식 고액 분리기에서는 플록을 포함하는 원수에 기포를 발생시키는데, 그러면 기포가 플록에 부착하여 부유 고형물, 즉, 스컴(scum)으로 되어 부상하고, 부상한 스컴은 스컴 스키머(scum skimmer)에 의해 원수로부터 제거된다. 이러한 부상식 고액 분리기는 기포를 발생시키는 방법에 따라 용존공기부상식(Dissolved Air Floatation), 분산공기부상식(Dispersed or Cavitational Air Floatation), 진공부상식(Vacuum Floatation), 전해부상식(Electrolytic Floatation) 등으로 분류되고 있다.A floating solid-liquid separator, a device that removes floc through flotation, generates bubbles in raw water containing floc. Then, the bubbles attach to the floc and form suspended solids, that is, scum, which floats. It is removed from raw water by a scum skimmer. Depending on the method of generating bubbles, these floating solid-liquid separators are divided into Dissolved Air Floatation, Dispersed or Cavitational Air Floatation, Vacuum Floatation, and Electrolytic Floatation. It is classified as follows.
분산공기부상식 고액 분리기는 등록특허 제10-0301292호(오,폐수의 처리방법 및 그 장치)에 개시된 바와 같이 공기 흡인관과, 위 공기 흡인관의 하단에 마련된 임펠러를 구비한다. 공기 흡인관은 모터에 의해 회전하는데 그러면 외부의 공기가 공기 흡인관 상단 외주면에 형성된 흡기공들을 통해 공기 흡인관으로 흡인된다. 그리고 임펠러에는 배기관이 마련되는데, 공기 흡인관으로 흡인된 공기는 위 배기관을 통해 원수로 토출되면서 미세기포로 된다. As disclosed in Patent No. 10-0301292 (Sewage and wastewater treatment method and device), the distributed air floating solid-liquid separator includes an air suction pipe and an impeller provided at the bottom of the air suction pipe. The air suction pipe is rotated by a motor, and then external air is sucked into the air suction pipe through the intake holes formed on the upper outer peripheral surface of the air suction pipe. And the impeller is provided with an exhaust pipe, and the air sucked into the air suction pipe is discharged into the raw water through the upper exhaust pipe and becomes fine bubbles.
이러한 분산공기부상식 고액 분리기는 등록특허 제10-0337533호(미세공기 발생장치 및 이를 이용한 유도공기식부상분리장치), 등록특허 제10-0888691호(자흡식 기포발생장치 및 이를 이용한 자흡공기식 부상분리장치), 등록특허 제10-1723161호(처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치)에도 개시되어 있다.These dispersed air floating solid-liquid separators include Registration Patent No. 10-0337533 (Fine air generator and induced pneumatic flotation separator using the same) and Patent No. 10-0888691 (Self-priming bubble generator and self-priming pneumatic separator using the same). It is also disclosed in Registered Patent No. 10-1723161 (solid-liquid separation flotation device with self-circulation structure of treated water).
부상식 고액 분리기에서는 플록에 기포가 부착한 스컴이 부상하게 되는데, 이때 플록의 입자보다 기포가 더 크거나 작으면 기포가 플록에 잘 부착되지 않으므로, 플록 입자의 크기와 기포의 크기가 비슷하여야 한다. 그런데 원수에는 통상적으로 다양한 크기의 플록 입자들이 포함되어 있으므로 기포 입자의 크기 역시 다양하여야 많은 양의 스컴을 생성할 수 있고, 그래야 부상식 고액 분리기의 고액 분리 효율이 높아질 수 있다. 이는 부상식 고액 분리기의 한 유형인 분산공기부상식 고액 분리기에서도 마찬가지이다.In a floating solid-liquid separator, scum with air bubbles attached to the floc floats. At this time, if the bubbles are larger or smaller than the floc particles, the bubbles do not adhere well to the floc, so the size of the floc particles and the size of the bubbles must be similar. . However, since raw water usually contains floc particles of various sizes, the size of the bubble particles must also be diverse to generate a large amount of scum, which can increase the solid-liquid separation efficiency of the floating solid-liquid separator. This is also true for distributed air floating solid-liquid separators, which are a type of floating solid-liquid separator.
그러나 상술한 종래의 분산공기부상식 고액 분리기들에서는 다양한 크기의 기포들이 생성될 수 없어 고액 분리 효율을 향상시키는데 한계가 있다. However, in the conventional distributed air floating solid-liquid separators described above, bubbles of various sizes cannot be generated, so there is a limit to improving solid-liquid separation efficiency.
또한, 위 종래의 분산공기부상식 고액 분리기들에서는 흡기공들이 회전하는 공기 흡인관의 상단 표면에 마련되어 있어 공기 흡인관과 함께 회전하는데, 이 경우 흡기공들로 흡입되는 공기의 양이 충분하지 않은 문제가 있고, 이 문제 역시 고액 분리 효율의 향상에 장애로 작용한다.In addition, in the above conventional distributed air floating solid-liquid separators, the intake holes are provided on the upper surface of the rotating air suction pipe and rotate together with the air suction pipe. In this case, the problem is that the amount of air sucked through the intake holes is insufficient. There is, and this problem also acts as an obstacle to improving solid-liquid separation efficiency.
따라서 본 발명은 다양한 크기의 기포들을 생성할 수 있고, 흡인되는 공기의 양도 증가시킬 수 있는 분산공기부상식 고액 분리기를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention seeks to provide a distributed air floating solid-liquid separator that can generate bubbles of various sizes and increase the amount of air sucked.
본 발명은, 플록을 포함하는 원수를 유입받을 수 있도록 마련된 원수 유입 공간 및 상기 플록에 기포가 부착하여 형성된 스컴과 분리된 처리수를 배출할 수 있도록 마련된 처리수 배출 공간으로 구획된 내부 공간을 갖는 부상조; 및 상기 원수 유입 공간 내 원수로 공기를 배출함으로써 상기 플록에 부착할 기포를 발생시키는 기포 발생 장치;를 포함하는 분산공기부상식 고액 분리기를 제공한다. 여기서, 상기 기포 발생 장치는, 상기 부상조의 상부로부터 상기 부상조의 상면을 회전 가능하게 관통하여 상기 원수 유입 공간으로 연장하고, 상기 공기의 이동로를 내부에 갖는 회전관; 상기 원수 유입 공간에 위치하는 상기 회전관의 부위에 고정되어 있고, 상기 회전관의 회전시 상기 회전관의 이동로 내 공기를 원수로 배출하여 조대 기포를 발생시키도록 마련된 복수의 조대 기포 발생용 날개; 및 상기 회전관의 하단과 결합한 상단 및 상기 부상조의 하면과 결합한 하단을 갖고, 상기 이동로로부터 유입된 상기 공기를 원수로 배출하여 미세 기포를 발생시키도록 마련된 미세 기포 발생용 기공체;을 포함한다.The present invention has an internal space divided into a raw water inlet space provided to receive raw water containing floc, and a treated water discharge space provided to discharge treated water separated from scum formed by air bubbles attached to the floc. floating tank; and a bubble generating device that generates bubbles to attach to the floc by discharging air into the raw water in the raw water inlet space. It provides a distributed air floating solid-liquid separator including a. Here, the bubble generating device includes a rotating tube that rotatably penetrates the upper surface of the flotation tank from the upper part of the flotation tank and extends to the raw water inflow space, and has a movement path of the air therein; A plurality of coarse air bubble generating wings are fixed to a portion of the rotary tube located in the raw water inlet space and are provided to generate coarse air bubbles by discharging air in the moving path of the rotary tube to raw water when the rotary tube rotates. ; and a pore body for generating fine bubbles, which has an upper end coupled with the lower end of the rotary tube and a lower end coupled with the lower surface of the flotation tank, and is provided to generate fine bubbles by discharging the air introduced from the moving path into raw water. .
상기 기포 발생 장치는, 상기 회전관의 상면에 회전 가능하게 결합되어 있고, 상기 부상조의 상면에 고정된 지지대에 고정되어 있으며, 상기 회전관의 이동로보다 작은 직경을 가지면서 상기 부상조의 외부와 상기 회전관의 이동로를 연통시키는 중공을 갖는 고정 흡인관;을 포함할 수 있다.The bubble generating device is rotatably coupled to the upper surface of the rotary tube, is fixed to a support fixed to the upper surface of the flotation tank, has a diameter smaller than the movement path of the rotary tube, and is connected to the outside of the flotation tank and the above. It may include a fixed suction tube having a hollow portion that communicates with the moving path of the rotary tube.
이때, 상기 미세 기포 발생용 기공체는 상기 회전관의 하단에 고정된 상단 및 상기 부상조의 하면에 회전 가능하게 결합한 하단을 구비하여, 상기 회전관의 회전 시 상기 이동로로부터 유입되는 공기를 상기 원수로 배출하도록 마련될 수 있다. At this time, the pore body for generating fine bubbles has an upper end fixed to the lower end of the rotary tube and a lower end rotatably coupled to the lower surface of the floating tank, and when the rotary tube rotates, the air flowing in from the moving path is used as the raw water. It can be arranged to be discharged to .
상기 고정 흡인관은 공기 압축기와 연결되어 상기 공기 압축기로부터 토출된 공기를 공급받도록 마련될 수도 있다.The fixed suction pipe may be connected to an air compressor and may be provided to receive air discharged from the air compressor.
이 경우, 상기 미세 기포 발생용 기공체는 상기 회전관의 하단에 회전 가능하게 결합한 상단 및 상기 부상조의 하면에 고정된 하단을 구비하고, 상기 공기 압축기로부터 토출된 후 상기 이동로를 거쳐 유입된 공기를 상기 원수로 배출하도록 마련될 수 있다.In this case, the porous body for generating fine bubbles has an upper end rotatably coupled to the lower end of the rotary tube and a lower end fixed to the lower surface of the floating tank, and the air discharged from the air compressor and then introduced through the moving path It may be arranged to discharge into the raw water.
상기 기포 발생 장치는, 상기 미세 기포 발생용 기공체의 외부에서 부상조의 하면 쪽으로 연장하도록 상기 회전관의 하면에 고정되어 있고, 상기 미세 기포 발생용 기공체의 원주 방향을 따라 나열된 복수의 블레이드;를 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수의 블레이드는 상기 미세 기포 발생용 기공체의 상하 높이보다 짧은 길이를 가질 수 있다.The bubble generating device is fixed to the lower surface of the rotary tube so as to extend from the outside of the pore body for generating fine bubbles toward the lower surface of the floating tank, and includes a plurality of blades arranged along the circumferential direction of the pore body for generating fine bubbles. It can be included. At this time, the plurality of blades may have a length shorter than the vertical height of the porous body for generating fine bubbles.
상기 부상조의 상부에 위치하는 회전관의 부위에는 종동 풀리가 고정되어 있고, 상기 종동 풀리는 상기 부상조에 설치된 모터의 구동 풀리와 동력 전달체를 통해 연결된다.A driven pulley is fixed to the portion of the rotating pipe located at the upper part of the floating tank, and the driven pulley is connected to the driving pulley of the motor installed in the floating tank through a power transmission member.
상기 조대 기포 발생용 날개는 회전관의 이동로와 연통하는 내부 공간을 갖고, 이 내부 공간과 연통하는 기공들을 팁에 갖는다.The blade for generating coarse bubbles has an internal space that communicates with the movement path of the rotary tube, and has pores at the tip that communicate with this internal space.
본 발명에 의하면, 조대 기포 및 미세 기포가 모두 원수에 발생할 수 있어 종래의 분산공기부상식 고액 분리들에 비해 고액 분리 효율이 훨씬 우수하다.According to the present invention, both coarse and fine bubbles can be generated in raw water, so the solid-liquid separation efficiency is much better than conventional distributed air floating solid-liquid separations.
또한, 본 발명에 의하면, 원수에 형성된 미세 기포들 중 일부가 블레이드에 의해 쪼개져 더욱 미세화되므로, 초미세 기포들까지도 원수에 형성될 수 있다.Additionally, according to the present invention, some of the fine bubbles formed in the raw water are split by the blade and become finer, so even ultra-fine bubbles can be formed in the raw water.
또한, 본 발명에 의하면, 종래와 달리 회전관과 모터가 분리되어 있어, 회전관의 고장 또는 모터의 고장 시 고장난 것을 수리하기가 매우 용이하다. In addition, according to the present invention, unlike the prior art, the rotating tube and the motor are separated, so it is very easy to repair the damaged rotating tube or the motor.
또한, 본 발명에 의하면, 회전관으로 흡입되는 공기의 양이 종래에 비해 훨씬 증가하게 되므로 원수에 형성되는 기포의 양 역시 종래에 비해 증가하여 고액 분리 효율이 향상될 수 있다In addition, according to the present invention, the amount of air sucked into the rotating tube increases significantly compared to the prior art, so the amount of bubbles formed in the raw water also increases compared to the prior art, thereby improving the solid-liquid separation efficiency.
도 1은 본 발명에 따른 분산공기부상식 고액 분리기를 도시한 것이다.
도 2은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 B 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 미세 기포 발생용 기공체의 내부를 도시한 단면도이다.Figure 1 shows a distributed air floating solid-liquid separator according to the present invention.
Figure 2 is an enlarged perspective view of portion A of Figure 1.
Figure 3 is an enlarged perspective view of part B of Figure 1.
Figure 4 is a cross-sectional view showing the interior of the porous body for generating fine bubbles shown in Figure 1.
이하, 본 발명에 따른 분산공기부상식 고액 분리기의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the distributed air floating solid-liquid separator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms or words used below should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and based on the principle that an inventor can appropriately define the concept of a term in order to explain his or her invention in the best way, It should be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
< 제1실시예 ><First Embodiment>
본 발명에 따른 분산공기부상식 고액 분리기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 부상조(110)와, 기포 발생 장치(150)를 포함한다.The distributed air floating solid-
부상조(110)는 내부 공간을 갖고, 이 내부 공간은 격벽(113)에 의해 원수 유입 공간(112) 및 처리수 배출 공간(114)으로 구획되어 있다. 원수 유입 공간(112)에는 원수 유입구(112a)가 마련되어 있어, 플록(floc)을 포함하는 원수가 원수 유입 공간(112)으로 유입될 수 있다. 처리수 배출 공간(114)에서는 스컴(scum)(S)이 부상하여 원수와 분리되고, 처리수 배출구(114a)가 마련되어 있어 스컴(S)과 분리된 처리수가 처리수 배출 공간(114)으로부터 외부로 배출될 수 있다. 한편, 격벽(113)은 부상조(110)의 하면으로부터 소정의 높이까지만 연장하도록 마련되고, 이로 인해 원수 유입 공간(112)의 원수 및 스컴(S)은 격벽(113)을 넘어 처리수 배출 공간(114)으로 이동할 수 있다.The
부상조(110)에는 위 처리수 배출 공간(114)의 상부에 위치하도록 스컴 스키머(scum skimmer)(130)가 설치되어 있다. 스컴 스키머(130)는 체인(132)과 걷음판(134)을 포함한다. 체인(132)은 전후 스프로켓(136, 138)에 감겨 있고, 걷음판들(134)은 체인(132)의 연장 방향을 따라 일정 간격으로 나열되면서 체인(132)에 고정되어 있다. 따라서 전후 스프로켓(136, 138) 중 어느 하나가 모터(미도시)의 작동에 의해 회전하면, 걷음판(134)이 이동하면서 처리수 배출 공간(114)에서 부상한 스컴(S)을 걷어내고, 걷힌 스컴(S)은 부상조(110) 뒷면에 고정된 스컴 배출조(116)로 낙하한 후 스컴 배출구(116a)를 통해 외부로 배출된다. 이러한 스컴 스키머(130)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 이미 다양한 형태로 공지되어 있는바, 여기서는 공지된 여러 형태의 스컴 스키머들도 채택될 수 있음은 물론이다.A
상기 기포 발생 장치(150)는 본 발명의 가장 특징적인 부분으로서, 회전관(152)과, 조대 기포 발생용 날개들(151)과, 미세 기포 발생용 기공체(153)를 포함한다.The
회전관(152)은 이동로(152b)를 내부에 가지면서 상하 방향으로 연장하도록 마련된다. 회전관(152)의 상단은 부상조(110)의 상면보다 높게 위치하고, 회전관(152)의 하단은 부상조(110)의 원수 유입 공간(112)에 위치한다. 따라서 회전관(152)은 부상조(110)의 상면을 관통하게 되는데, 이 관통 지점에서 회전관(152)은 부상조(110)의 상면에 회전 가능하게 지지된다. 그리고 회전관(152)의 이동로(152b)는 회전관(152)의 회전 시 부상조(110)의 외부로부터 흡인된 외기가 이동하는 통로로 사용된다.The
상기 미세 기포 발생용 기공체(153)는 상단 및 하단을 갖는데, 상단은 회전관(152)의 하단에 고정되어 있고, 위 하단은 부상조(110)의 하면에 설치된 설치대(155)에 회전 가능하게 결합되어 있다. 따라서 회전관(152)이 회전하면 미세 기포 발생용 기공체(153)도 함께 회전하게 된다. The
또한, 미세 기포 발생용 기공체(153)는 회전관(152)의 이동로(152b)와 연통하는 내부 공간을 갖고, 이 내부 공간과 원수 유입 공간(112)을 연통시키는 기공들을 외주면에 갖는다. 따라서 회전관(152)과 함께 미세 기포 발생용 기공체(153)가 회전할 때에는 위 이동로(152b)로 흡인된 외기가 미세 기포 발생용 기공체(153)의 내부 공간을 거친 후 위 기공들을 통과하여 원수 유입 공간(112) 내 원수로 배출된다. 원수 유입 공간(112) 내 원수로 외기가 배출되면 원수에 미세 기포가 발생하고, 그러면 미세 기포가 원수의 플록에 부착하여 스컴(S)이 형성된다. 형성된 스컴(S)은 원수 유입 공간(112)에서 원수의 표면으로 부상한 후 격벽(113)을 넘어 처리수 배출 공간(114)으로 이동한다.In addition, the
상기 조대 기포 발생용 날개들(151)은 회전관(152)의 원주 방향을 따라 나열되도록 회전관(152)의 아래측 부위 외면에 고정되어 있다. 따라서 조대 기포 발생용 날개들(151)은 미세 기포 발생용 기공체(153)보다 더 위쪽에 위치하면서 원수 유입 공간(112)에 채워진 원수에 잠기게 되고, 회전관(152)의 회전시 함께 회전하게 된다. 조대 기포 발생용 날개들(151)은 도 1에 도시된 바와 같이 상하 두 열로 마련되어도 좋고, 이보다 적거나 많은 열로 마련되어도 좋다. 또한, 한 열을 이루는 조대 기포 발생용 날개들(151)의 수는 도 3에 도시된 바와 같이 2개여도 좋고, 이보다 많아도 좋다(예컨대, 3개, 4개 등). The
각 조대 기포 발생용 날개(151)는 회전관(152)의 이동로(152b)와 연통하는 내부 공간을 갖고, 이 내부 공간과 원수 유입 공간(112)을 연통시키는 기공들(151a)을 팁(tip)에 갖는다. 따라서 회전관(152)과 함께 조대 기포 발생용 날개들(151)이 회전할 때에는 위 이동로(152b)로 흡인된 외기가 조대 기포 발생용 날개들(151)의 내부 공간을 거친 후 위 기공들(151a)을 통과하여 원수 유입 공간(112) 내 원수로 배출된다. 원수 유입 공간(112) 내 원수로 외기가 배출되면 원수에 조대 기포가 발생하고, 그러면 조대 기포가 원수의 플록에 부착하여 스컴(S)이 형성된다. 형성된 스컴(S)은 원수 유입 공간(112)에서 원수의 표면으로 부상한 후 격벽(113)을 넘어 처리수 배출 공간(114)으로 이동한다.Each coarse
앞서서는 회전관(152)의 회전시 원수 유입 공간(112)내 원수에 발생하게 되는 기포를 미세 기포와 조대 기포로 구분하여 설명하였는데, 여기서 미세 기포는 50마이크로미터~500마이크로미터의 크기를 갖는 기포를 의미하고, 조대 기포는 500마이크로미터~1000마이크로미터의 크기를 갖는 기포를 의미한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 미세 기포와 조대 기포의 정의가 명확히 정립되어 있는 것은 아니나, 플록을 포함하는 원수 내 입자의 크기가 일반적으로 10마이로미터~1000마이크로미터 범위 내에 존재한다는 입도분석결과에 근거하여 미세 기포와 조대 기포가 위와 같이 대략적으로 분류되어 통용되고 있고, 50마이크로미터 이하의 기포는 초미세 기포로 분류되어 통용되고 있다. 따라서 미세 기포 발생용 멤브레인(153) 및 조대 기포 발생용 날개들(151)이 갖는 것으로 도시된 기공들의 크기는 실제로는 훨씬 작은 것으로 이해되어야 한다. Previously, the bubbles generated in the raw water in the raw
분산공기부상식 고액 분리기를 비롯한 부상식 고액 분리기에서는 플록의 입자보다 기포가 더 크거나 작으면 기포가 플록에 잘 부착되지 않으므로, 플록 입자의 크기와 기포의 크기가 비슷하여야 한다. 그리고 원수에는 통상적으로 다양한 크기의 플록 입자들이 포함되어 있으므로 기포 입자의 크기 역시 다양하여야 많은 양의 스컴을 생성할 수 있고, 그래야 부상식 고액 분리기의 고액 분리 효율이 높아질 수 있다. In floating solid-liquid separators, including distributed air floating solid-liquid separators, if the bubbles are larger or smaller than the floc particles, the bubbles do not adhere well to the floc, so the size of the floc particles and the size of the bubbles must be similar. And since raw water usually contains floc particles of various sizes, the size of the bubble particles must also be diverse to generate a large amount of scum, which can increase the solid-liquid separation efficiency of the floating solid-liquid separator.
그러나 앞서 제시한 선행문헌들에 개시된 종래의 분산공기부상식 고액 분리기들에서는 조대 기포 정도만이 발생할 수 있어 고액 분리 효율을 향상시키는데 한계가 있는 반면, 본 발명에서는 조대 기포 및 미세 기포가 모두 원수에 발생할 수 있어 종래의 분산공기부상식 고액 분리들에 비해 고액 분리 효율이 훨씬 우수하게 된다.However, in the conventional distributed air floating solid-liquid separators disclosed in the preceding literature, only coarse bubbles can be generated, which limits the ability to improve solid-liquid separation efficiency, whereas in the present invention, both coarse and fine bubbles are generated in raw water. This makes the solid-liquid separation efficiency much superior to that of conventional distributed air floating solid-liquid separations.
한편, 기포 발생 장치(150)는 복수의 블레이드(157)를 포함하는 것이 좋다. 이 경우, 블레이드들(157)은 미세 기포 발생용 기공체(153)의 외부에서 부상조(110)의 하면 쪽, 즉 아래 쪽으로 연장하도록 회전관(152)의 하면에 고정되도록 마련되고, 미세 기포 발생용 기공체(153)의 원주 방향을 따라 나열되도록 마련된다.Meanwhile, the
이러한 블레이드들(157)이 마련되면, 미세 기포 발생용 기공체(153)의 기공들을 통과하여 원수에 형성된 미세 기포들 중 일부가 미세 기포 발생용 기공체(153) 및 회전관(152)과 함께 회전하는 블레이드들(157)에 의해 쪼개져 더욱 미세화되므로, 초미세 기포들까지도 원수에 형성될 수 있는 장점이 생긴다. When these
이때, 위 블레이드들(157)의 길이는 미세 기포 발생용 기공체(153)의 상하 높이보다 짧아도 좋고(블레이드들(157)의 하단이 미세 기포 발생용 기공체(153)의 대략 중앙 부위에 위치한 경우), 비슷하여도 좋다(블레이드들(157)의 하단이 미세 기포 발생용 기공체(153)의 하단 부위에 위치한 경우). 그러나 블레이드들(157)의 길이가 미세 기포 발생용 기공체(153)의 상하 높이보다 짧으면, 블레이들들(157)이 없는 부위에서는 미세 기포가, 그리고 블레이드들(157)이 있는 부위에서는 초미세 기포가 발생하게 되므로, 미세 기포와 초미세 기포가 확실하게 구분되어 발생될 수 있다. 따라서 블레이드들(157)의 길이가 미세 기포 발생용 멤브레인(153)의 상하 높이보다 짧은 것이 바람직하다. At this time, the length of the
또한, 기포 발생 장치(150)에서는 회전관(152)에 종동 풀리(152a)가 형성되고 이 종동 풀리(152a)가 동력 전달체(154b)를 통해 모터(154)의 구동 풀리(154a)와 연결되는 것이 좋은데, 그러면 종래와 달리 회전관(152)과 모터(154)가 분리되어 있어, 회전관(152)의 고장 또는 모터(154)의 고장 시 고장난 것을 수리하기가 매우 용이하다. In addition, in the
이때, 종동 풀리(152a)는 부상조(110)의 상면에 회전 가능하게 지지된 채 회전관(152)의 외면에 고정되어 있어 회전관(152)과 함께 회전하고, 구동 풀리(154a)는 부상조(110)의 상면에 회전 가능하게 지지된 채 모터(154)의 구동축에 고정되어 있어 모터(154)의 작동시 회전하며, 동력 전달체(154b)는 구동 풀리(154a)와 종동 풀리(152a)를 감고 있어 구동 풀리(154a)의 회전력을 종동 풀리(152a)로 전달한다.At this time, the driven
또한, 기포 발생 장치(150)는 고정 흡인관(156)을 갖는 것이 좋다. 이 경우, 고정 흡인관(156)은 회전관(152)의 상면에 회전 가능하게 결합되고, 부상조(110)의 상면에 고정된 지지대(156b)에 연결 암(156c)을 매개로 하여 고정된다. 따라서 고정 흡인관(150)은 회전관(152)이 회전하더라도 회전하지 않는다. Additionally, the
그리고 고정 흡인관(156)은 중공(156a)을 갖는데, 이 중공(156a)은 회전관(152)의 이동로(152b)보다 작은 직경을 갖고, 부상조(110)의 외부외 위 이동로(152b)를 연통시킨다. 따라서 회전관(152)이 회전하면 부상조(110)의 외부 공기, 즉 외기가 고정관(156)의 중공(156a)으로 자흡된 후 위 이동로(152b)를 따라 아래로 이동하게 된다. And the fixed
앞서 제시한 선행문헌들에 개시된 종래의 분산공기부상식 고액 분리기들에서는 흡기공들이 회전하는 공기 흡인관의 상단 표면에 마련되어 있어 공기 흡인관과 함께 회전하므로 흡기공들로 흡입되는 공기의 양이 충분하지 않은 문제가 있었다. 그러나 본 발명에서는 외기가 흡입되는 중공(156a)을 갖는 고정 흡인관(156)이 회전관(152)이 회전하더라도 전혀 회전하지 않으므로 회전관(152)으로 흡입되는 공기의 양이 종래에 비해 훨씬 증가하게 되고, 그러면 원수에 형성되는 기포의 양이 증가하여 고액 분리 효율이 종래에 비해 더욱 향상될 수 있다. In the conventional distributed air floating solid-liquid separators disclosed in the preceding literature, the intake holes are provided on the upper surface of the rotating air suction pipe and rotate together with the air suction pipe, so the amount of air sucked through the intake holes is insufficient. There was a problem. However, in the present invention, the fixed
이하, 본 발명에 따른 분산공기부상식 고액 분리기(100)의 작동 과정을 설명한다. Hereinafter, the operating process of the distributed air floating solid-
모터(154)가 작동하면 구동 풀리(154a)의 회전력이 종동 풀리(152a)로 전달되어 회전관(152)이 회전하고, 회전관(152)이 회전하면 조대 기포 발생용 날개들(151), 미세 기포 발생용 기공체(153) 및 블레이드들(157)도 함께 회전하게 된다. 반면, 회전관(152)이 회전하더라도 고정 흡인관(156)은 회전하지 않는다.When the
조대 기포 발생용 날개들(151), 미세 기포 발생용 기공체(153) 및 블레이드들(157)이 회전하는 동안, 원심력으로 인해 회전관(152)의 이동로(152b) 내 외기들은, 첫째, 위 날개들(151)의 기공(151a)을 통해 원수로 배출되는데 그러면 원수에 조대 기포가 발생하고, 둘째, 위 기공체(153)의 기공을 통해서도 원수로 배출되는데 그러면 원수에 미세 기포가 발생하며, 셋째, 위 미세 기포가 블레이드(157)에 의해 미세화되어 원수에 초미세 기포도 발생하게 된다.While the
회전관(152)의 이동로(152b) 내 외기들이 위와 같이 원수로 배출되면 이동로(152b) 내 압력이 낮아지기 때문에, 외기가 고정 흡인관(156)의 중공(156a)을 통해 흡인되어 이동로(152b)로 계속 공급된다.When the outside air in the moving
한편, 원수에 발생한 기포들은 플록의 표면에 부착하게 되는데, 그러면 스컴(S)이 발생하여 원수의 수면으로 부상한다. 부상한 스컴(S)은 스컴 스키머(130)에 의해 제거되고, 스컴(S)과 분리된 처리수는 부상조(110)의 외부로 배출된다. 스컴(S)과 처리수가 배출되는 동안 원수는 계속하여 부상조(110)로 유입된다.Meanwhile, air bubbles generated in the raw water attach to the surface of the floc, and then scum (S) is generated and rises to the surface of the raw water. The floating scum (S) is removed by the scum skimmer (130), and the treated water separated from the scum (S) is discharged to the outside of the floating tank (110). While scum (S) and treated water are discharged, raw water continues to flow into the floating tank (110).
< 제2실시예 >< Second Embodiment >
앞선 제1실시예에서는 회전관(152)의 회전 시 부상조(110)의 외부 공기, 즉 외기가 고정 흡인관(156)으로 자흡되는 것으로 설명하였다. 그러나 위 고정 흡인관(156)은 공기 압축기(미도시)와 호스(미도시) 등을 통해 연결될 수도 있는데, 그러면 공기 압축기로부터 토출된 공기가 고정 흡인관(156)으로 공급되고, 이 공기가 회전관(152)의 이동로(152b)를 따라 흐르다가 조대 기포 발생용 날개들(151)의 기공(151a) 및 미세 기포 발생용 기공체(153)의 기공을 통해 원수로 배출된다.In the previous first embodiment, it was explained that when the
본 실시예에서는 미세 기포 발생용 기공체(153)가 제1실시예에서처럼 회전관(152)과 함께 회전하도록 마련되어도 좋고, 회전관(152)이 회전하더라도 고정된 자세를 유지하도록 마련되어도 좋다. 후자의 경우, 미세 기포 발생용 기공체(153)의 상단은 회전관(152)의 하단에 회전 가능하게 결합되고, 미세 기포 발생용 기공체(153)의 하단은 부상조(110)의 하면에 설치된 설치대(155)에 고정된다.In this embodiment, the
미세 기포 발생용 기공체(153)가 고정된 자세를 유지하는 경우에도, 블레이드(157)는 회전관(152)의 하단에 고정되어 있어 여전히 회전관(152)과 함께 회전하게 된다.Even when the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations can be made within the scope of equivalency of the claims to be described, and the above-described embodiments can be combined in various ways.
100 : 분산공기부상식 고액 분리기 110 : 부상조
112 : 원수 유입 공간 114 : 처리수 배출 공간
130 : 스컴 스키머 150 : 기포 발생 장치
151 : 조대 기포 발생용 날개 151a : 기공
152 : 회전관 152a : 종동 풀리
152b : 이동로 153 : 미세 기포 발생용 기공체
154 : 모터 154a : 구동 풀리
154b : 동력 전달체 156 : 고정 흡인관
156a : 중공 156b : 지지대
157 : 블레이드100: Dispersed air floating solid-liquid separator 110: Floating tank
112: raw water inlet space 114: treated water discharge space
130: Scum skimmer 150: Bubble generating device
151: Wing for generating
152: Rotating
152b: Movement path 153: Porous body for generating fine bubbles
154:
154b: Power transmission body 156: Fixed suction pipe
156a: hollow 156b: support
157: blade
Claims (9)
상기 원수 유입 공간 내 원수로 공기를 배출함으로써 상기 플록에 부착할 기포를 발생시키는 기포 발생 장치;를 포함하되,
상기 기포 발생 장치는,
상기 부상조의 상부로부터 상기 부상조의 상면을 회전 가능하게 관통하여 상기 원수 유입 공간으로 연장하고, 상기 공기의 이동로를 내부에 갖는 회전관;
상기 원수 유입 공간에 위치하는 상기 회전관의 부위에 고정되어 있고, 상기 회전관의 회전시 상기 회전관의 이동로 내 공기를 원수로 배출하여 조대 기포를 발생시키도록 마련된 복수의 조대 기포 발생용 날개; 및
상기 회전관의 하단과 결합한 상단 및 상기 부상조의 하면과 결합한 하단을 갖고, 상기 이동로로부터 유입된 상기 공기를 원수로 배출하여 미세 기포를 발생시키도록 마련된 미세 기포 발생용 기공체; 및
상기 회전관의 상면에 회전 가능하게 결합되어 있고, 상기 부상조의 상면에 고정된 지지대에 고정되어 있으며, 상기 회전관의 이동로보다 작은 직경을 가지면서 상기 부상조의 외부와 상기 회전관의 이동로를 연통시키는 중공을 갖고, 공기 압축기와 연결되어 상기 공기 압축기로부터 토출된 공기를 상기 회전관의 이동로로 공급하도록 마련된 고정 흡인관;을 포함하는 분산공기부상식 고액 분리기.A floating tank having an internal space divided into a raw water inlet space provided to receive raw water containing floc, and a treated water discharge space provided to discharge treated water separated from scum formed by air bubbles attached to the floc; and
It includes a bubble generating device that generates bubbles to attach to the floc by discharging air into the raw water in the raw water inflow space,
The bubble generating device,
A rotary tube extending from the upper part of the flotation tank to rotatably penetrate the upper surface of the flotation tank and extending into the raw water inflow space, and having the air movement path therein;
A plurality of coarse air bubble generating wings are fixed to a portion of the rotary tube located in the raw water inlet space and are provided to generate coarse air bubbles by discharging air in the moving path of the rotary tube to raw water when the rotary tube rotates. ; and
A pore body for generating fine bubbles, which has an upper end coupled with the lower end of the rotary tube and a lower end coupled with the lower surface of the flotation tank, and is provided to generate fine bubbles by discharging the air introduced from the moving path into raw water; and
It is rotatably coupled to the upper surface of the rotating tube, is fixed to a support fixed to the upper surface of the floating tank, has a smaller diameter than the moving path of the rotating tube, and is connected to the outside of the floating tank and the moving path of the rotating tube. A distributed air floating solid-liquid separator comprising: a fixed suction tube having a communicating hollow, connected to an air compressor, and provided to supply air discharged from the air compressor to a moving path of the rotary tube.
상기 미세 기포 발생용 기공체는 상기 회전관의 하단에 고정된 상단 및 상기 부상조의 하면에 회전 가능하게 결합한 하단을 구비하여, 상기 공기 압축기로부터 토출된 후 상기 회전관의 이동로를 거쳐 유입된 공기를 상기 회전관의 회전 시 상기 원수로 배출하는 분산공기부상식 고액 분리기. According to paragraph 1,
The pore body for generating fine bubbles has an upper end fixed to the lower end of the rotary tube and a lower end rotatably coupled to the lower surface of the floating tank, and the air introduced through the movement path of the rotary tube after being discharged from the air compressor A distributed air floating solid-liquid separator that discharges into the raw water when the rotary tube rotates.
상기 미세 기포 발생용 기공체는 상기 회전관의 하단에 회전 가능하게 결합한 상단 및 상기 부상조의 하면에 고정된 하단을 구비하고, 상기 공기 압축기로부터 토출된 후 상기 회전관의 이동로를 거쳐 유입된 공기를 상기 원수로 배출하는 분산공기부상식 고액 분리기.According to paragraph 1,
The pore body for generating fine bubbles has an upper end rotatably coupled to the lower end of the rotary tube and a lower end fixed to the lower surface of the floating tank, and the air discharged from the air compressor and then introduced through the movement path of the rotary tube A distributed air floating solid-liquid separator that discharges into the raw water.
상기 기포 발생 장치는,
상기 미세 기포 발생용 기공체의 외부에서 부상조의 하면 쪽으로 연장하도록 상기 회전관의 하면에 고정되어 있고, 상기 미세 기포 발생용 기공체의 원주 방향을 따라 나열된 복수의 블레이드;를 포함하는 분산공기부상식 고액 분리기.According to claim 1 or 3 or 5,
The bubble generating device,
A distributed air flotation method comprising: a plurality of blades fixed to the lower surface of the rotary tube so as to extend from the outside of the porous body for generating fine bubbles toward the lower surface of the flotation tank, and arranged along the circumferential direction of the porous body for generating fine bubbles; Solid-liquid separator.
상기 복수의 블레이드는 상기 미세 기포 발생용 기공체의 상하 높이보다 짧은 길이를 갖는 분산공기부상식 고액 분리기.According to clause 6,
A distributed air floating solid-liquid separator wherein the plurality of blades have a length shorter than the upper and lower heights of the pore body for generating fine bubbles.
상기 부상조의 상부에 위치하는 회전관의 부위에는 종동 풀리가 고정되어 있고, 상기 종동 풀리는 상기 부상조에 설치된 모터의 구동 풀리와 동력 전달체를 통해 연결되어 있는 분산공기부상식 고액 분리기.According to claim 1 or 3 or 5,
A driven pulley is fixed to the portion of the rotating tube located at the upper part of the floating tank, and the driven pulley is connected to the driving pulley of the motor installed in the floating tank through a power transmitter.
조대 기포 발생용 날개는 상기 회전관의 이동로와 연통하는 내부 공간을 갖고, 이 내부 공간과 연통하는 기공들을 팁에 갖는 분산공기부상식 고액 분리기.
According to claim 1 or 3 or 5,
A dispersed air floating solid-liquid separator wherein the wing for generating coarse bubbles has an internal space communicating with the movement path of the rotary tube, and has pores at the tip communicating with the internal space.
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Legal Events
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Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20180502 |
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20210503 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20180502 Comment text: Patent Application |
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PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230130 Patent event code: PE09021S01D |
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PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20230926 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20230130 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
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AMND | Amendment | ||
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