KR102424522B1

KR102424522B1 - 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치

Info

Publication number: KR102424522B1
Application number: KR1020200035786A
Authority: KR
Inventors: 김윤관
Original assignee: 김윤관
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2040-03-24
Also published as: KR20210119192A

Abstract

본 발명은 폭이 좁은 농수로에 용이하게 설치하여 농수로에 수용된 오염된 물을 빠르고 효율적으로 정화 시켜 농수로에 재공급할 수 있도록 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치에 관한 것으로, 그 특징적인 구성은, 농수로의 상부에 설치되는 지지대와, 상기 지지대의 상부에 설치되어 농수로의 농업용수를 유입하고, 유입된 농업용수의 협잡물과, 협잡물을 제거시킨 처리수를 외부로 배출시키는 침전농축장치와, 상기 침전농축장치와 배관을 통하여 연결 설치되며, 구비된 분해부상장치를 통하여 유입되는 처리수에 미세버블을 공급하고, 미세버블의 공급을 통하여 발생되는 스컴과, 스컴이 제거된 처리수를 외부로 배출시키는 분해부상장치와, 상기 분해부상장치의 일측에 설치되어 유입되는 처리수의 미세 잔류이물질을 제거하는 막여과장치로 농업용수 내 이물질이 제거된 농업용수를 농수로로 재공급하고, 내측에 수용된 침전농축장치로터 유입되는 협잡물과, 분해부상장치로부터 유입되는 스컴과, 막여과장치로부터 유입되는 세척수를 내측으로 유입시켜 수분을 제거하며, 수분이 제거된 슬러지는 외부로 배출하고, 탈수 과정에서 발생되는 탈수여액은 상기 침전농축장치로 재공급하는 탈수기를 포함하여 구성된다.

Description

에너지 절감형 농업용수 수질개선장치{Energy-saving Water treatment device}

본 발명은 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치에 관한 것으로, 구체적으로는 폭이 좁은 농수로에 용이하게 설치하여 농수로에 수용된 오염된 물을 빠르고 효율적으로 정화 시켜 농수로에 재공급할 수 있도록 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치에 관한 것이다.

농업용수란, 농작물 생육의 안전을 기하고 농업경영의 합리화를 위하여 농경지에 체계적으로 공급되는 물을 말하는 것이다.

이러한 농업용수는, 물을 끌어오기 위해 설치되는 수로 형태의 농수로를 통하여 이송이 이루어지는 것이 보통이며, 이러한 농수로는 자연유하와 펌프압송방식이 많이 이루어지고 있는 것이다.

그러나 농업용수 공급을 위한 시설의 하나인 저수지와 같은 경우에는, 물이 정체된 상태를 이루도록 형성되는 것으로, 주변에서 유입되는 각종 오염물질과 토사가 농업용수에 함유될 수 있었으며, 정체된 상태로 유지됨에 따라 부영양화 발생으로 인한 수질오염과 중금속과 같은 오염물질로 인한 수질오염이 가능성이 높은 것이다.

이에 따라 최근에는 농업용수의 안정성을 확보한 청정 농업용수가 공급된 농작물이 환경적으로 안정한 상태를 이루도록 하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있는 것이다.

위와 같은 청정 농업용수는, 우수농산물관리제도 인증을 받기 위한 필수 요소로, 친환경 농산물의 부가가치가 일반 농산물의 2배에 해당하기 때문에 농가소득 향상과, 농업 경쟁력 확보를 위하여 매우 중요한 요소로 여겨지는 것이다.

이에, 국내에서는 2007년부터 농업용수 확보를 위해 부영양화의 원인인 녹조제거를 선두로 다양한 오염물질 제거기술을 적용한 농업용수 시질개선사업을 수행하고 있으나, 여전히 정체된 물을 농업용수로 사용하는 경우에는 수질기준을 초과한 농업용수가 증가되고 있는 것이다.

이를 개선하기 위하여 종래에는 문헌(1), 문헌(2)에서와 같이 저수된 물의 수질을 개선할 수 있는 장치가 제안된 바 있다.

그러나 문헌(1), 문헌(2)와 같은 종래의 수질개선장치 들은 설비를 이루기 위한 부지가 일정하게 유지되는 경우에만 수질개선장치의 설치와 사용을 이룰 수 있는 문제가 있었다.

또한, 농업용수의 수질을 개선하기 위하여 설치하는 경우에도 대량의 설비가 필요함에 따라 설치비용에 비하여 경제적인 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.

그리고 농업용수에 포함된 각종 이물질을 제거하며 농업용수의 수질개선을 이루고자 하는 경우에도 설치비용과 작업시간에 비하여 높은 수질개선 효과를 확보하기 어려운 문제가 있었던 것이다.

(1) 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0915918(2009.08.31) (2) 대한민국 등록실용 공개번호 실1996-037409(1996.12.16)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 제한된 부지에도 용이하게 설치하여 사용할 수 있는 수질개선장치를 제공할 수 있도록 한다.

둘째, 불필요하게 수질개선장치의 크기나 길이를 연장하지 않고도 농업용수의 수질개선을 용이하게 이룰 수 있도록 한다.

셋째, 수질개선장치를 설치하기 위한 부지를 확보하지 못하는 경우에도 농업용수가 이송되는 농수로의 상부에 편리하게 설치하여 사용을 이룰 수 있도록 한다.

넷째, 수질개선장치의 효율을 높이기 위하여 각 구성의 크기 및 규격을 불필요하게 증가시키지 않고도 설치 및 사용이 가능하게 하여, 수질개선장치의 제작과 설치를 위한 전체적인 비용절감 효과를 이룰 수 있도록 한다.

다섯째, 유입되는 농업용수를 신속하게 정화 시킬 수 있도록 구성되어 설치비용에 비하여 높은 경제적 효율성을 확보할 수 있도록 한다.

여섯째, 침전농축장치, 분해부상장치, 막여과장치의 구성을 통하여 농업용수에 포함된 비중이 높은 현탁고형물의 제거는 물론이고 비중이 낮은 현탁고형물의 제거를 용이하게 이루며 농업용수의 수질 개선 효과를 높일 수 있도록 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 농수로의 상부에 설치되는 지지대와, 상기 지지대의 상부에 설치되어 농수로의 농업용수를 유입하고, 유입된 농업용수의 협잡물과, 협잡물을 제거시킨 처리수를 후처리설비로 배출시키는 침전농축장치와, 상기 침전농축장치와 배관을 통하여 연결된 분해부상장치에 의하여 유입되는 처리수에 미세버블을 공급하고, 미세버블의 공급을 통하여 발생되는 스컴과, 스컴이 제거된 처리수를 외부로 배출시키고, 상기 분해부상장치의 일측에 설치되는 막여과장치는 상기 분해부상장치의 처리수에 잔류하는 미세이물질을 제거하며, 이물질이 제거된 농업용수를 농수로로 재공급하고, 내측에 수용되는 침전농축장치에서 분리된 협잡물과, 분해부상장치로부터 유입되는 스컴과, 막여과장치로부터 유입되는 세척수는 별도의 배관으로 연결된 탈수장치의 내측으로 유입시켜 수분을 제거하며, 수분이 제거된 슬러지는 외부로 배출하고, 탈수 과정에서 발생되는 탈수여액은 상기 유입수조로 재공급하는 탈수장치를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 침전농축장치는 상기 지지대의 상부에 설치되며, 내측에는 수용공간이 형성되고 일측에는 농업용수가 유입되는 유입구가 구비된 본체와, 상기 본체의 내측에 설치되는 고정형 강제선회기와, 상기 본체의 상부의 처리수 배출구, 하부의 협잡물 배출구를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 분해부상장치는 상기 지지대의 상측에 고정 설치되는 설치하우징과, 상기 설치하우징과 유입펌프를 통하여 연결되게 설치되는 이송배관과, 상기 이송배관의 설치 방향으로 적어도 하나 이상 설치되어 이송배관으로 미세버블을 공급하는 버블생성기를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 버블생성기는 에어컴프레셔로 구성될 수 있다.

그리고 상기 버블생성기를 통하여 형성되는 미세버블은 상기 이송배관을 따라 이송될 시, 상기 분해부상장치의 내측으로 유입되는 미세버블의 압력은 버블생성기를 통하여 형성된 미세버블의 압력보다 낮게 형성될 수 있다.

또한, 상기 버블생성기를 통하여 형성되는 미세버블은 상기 이송배관을 따라 이송될 시, 구비된 적어도 하나 이상의 버블생성기 구성을 통하여 저압력과 고압력이 반복적으로 형성되며 이송되게 구성될 수 있다.

또한, 상기 분해부상장치는 상기 이송배관과 연결되며 내측에는 농업용수가 수용되는 저장공간이 형성되고, 측면에는 스컴배출구 및 처리수배출구가 형성된 박스 형상의 가압부상조와, 상기 가압부상조의 내측에 구비되어 상기 저장공간과 스컴배출구를 분리시키는 이격판과, 상기 가압부상조의 상측에 설치되어 상부로 부상되는 스컴을 걸러내어 스컴배출구로 안내하는 고형물제거기를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 고형물제거기는 상기 가압부상조의 상부 내측에 길이 방향으로 설치되는 복수개의 회전롤러와, 상기 회전롤러와 마주보게 가압부상조의 상부 내측에 길이 방향으로 설치되는 복수개의 이송롤러와, 상기 회전롤러와 이송롤러를 연결하도록 설치되는 복수개의 고정바와, 상기 회전롤러와 이송롤러를 감싸도록 각각 설치되는 이송밸트와, 상기 회전롤러 중 어느 하나의 회전롤러와 연결되도록 상기 가압부상조의 상측에 설치되는 모터와, 상기 회전롤러와 이송롤러에 설치된 이송밸트를 상기 고정바의 설치 방향으로 연결하게 설치되어 상기 모터의 작동에 따라 이송밸트의 설치 방향으로 이동되어 가압부상조 내측의 스컴을 걸러내어 스컴배출구로 안내하는 제거판을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 탈수장치는 상기 침전농축장치, 분해부상장치, 막여과장치와 연결되게 설치되며 전면에는 탈수장치 내부에 진공을 만들어 주는 공기배출구, 탈수액 배수노즐, 슬러지배출공이 형성되고, 상면에는 투입구가 형성된 탈수액 저장조과, 상기 탈수액 저장조의 상측에 설치되는 슬러지 스크류컨베이어와, 상기 슬러지 스크류컨베이어의 단부에 연결되어 슬러지 스크류컨베이어의 회전을 통하여 작동되는 스크류모터를 포함하여 구성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 제한된 부지에도 용이하게 설치하여 사용할 수 있는 수질개선장치를 제공할 수 있다.

둘째, 불필요하게 수질개선장치의 크기나 길이를 연장하지 않고도 농업용수의 수질개선을 용이하게 이룰 수 있다.

셋째, 수질개선장치를 설치하기 위한 부지를 확보하지 못하는 경우에도 농업용수가 이송되는 농수로의 상부에 편리하게 설치하여 사용을 이룰 수 있다.

넷째, 수질개선장치의 효율을 높이기 위하여 각 구성의 크기 및 규격을 불필요하게 증가시키지 않고도 설치 및 사용이 가능하게 하여, 수질개선장치의 제작과 설치를 위한 전체적인 비용절감 효과를 이룰 수 있다.

다섯째, 유입되는 농업용수를 신속하게 정화 시킬 수 있도록 구성되어 설치비용에 비하여 높은 경제적 효율성을 확보할 수 있다.

여섯째, 침전농축장치, 분해부상장치, 막여과장치의 구성을 통하여 농업용수에 포함된 비중이 높은 현탁고형물의 제거는 물론이고 비중이 낮은 현탁고형물의 제거를 용이하게 이루며 농업용수의 수질 개선 효과를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치의 공정 흐름을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치를 도시한 우측면도.
도 6은 본 발명에 따른 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치를 도시한 좌측면도.
도 7은 본 발명에 따른 막여과장치를 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명인 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치가 농수로에 설치된 상태를 나타낸 사용상태도.
도 9는 본 발명인 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치의 작동 상태를 나타낸 사용상태도.
도 10은 본 발명인 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치의 작동 상태를 나타낸 다른 사용상태도.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 본원 발명인은 농업용 저수지에 저수된 물의 농도가 증가함에 따라 농업용수로 사용하기 어려운 문제와, 대규모의 설치를 갖추어야만 농업용수의 수질 개선을 이룰 수 있는 문제를 개선하기 위하여 본 발명을 제안하게 된 것이다.

본 발명은 도 1 내지 도 5에서와 같이, 농수로(1)의 상부에 설치되는 지지대(100)와, 상기 지지대(100)의 상부에 설치되어 농수로의 농업용수(W)를 유입하고, 유입된 농업용수(W)의 협잡물(S2)과, 협잡물(S2)을 제거시킨 1차처리수(S1)를 외부로 배출시키는 침전농축장치(200)와, 상기 침전농축장치(200)로부터 배관을 통하여 연결 설치되며, 구비된 분해부상장치(300)를 통하여 유입되는 1차처리수(S1)에 미세버블(B)을 공급하고, 미세버블(B)의 공급을 통하여 발생되는 스컴(S4)과, 스컴(S4)이 제거된 2차처리수(S3)를 외부로 배출시키는 분해부상장치(300)와, 상기 분해부상장치(300)의 일측에 설치되어 유입되는 2차처리수(S3)의 잔류 이물질(D)을 제거하는 막여과장치(400), 이물질(D)이 제거된 농업용수(W)를 농수로(1)로 재공급하고, 내측에 수용된 협잡물(S2), 스컴(S4), 세척수(S5)를 외부로 배출시키는 상기 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400)는 탈수장치(500)와 연결되게 설치되어 침전농축장치(200)로부터 유입되는 협잡물(S2)과, 분해부상장치(300)로부터 유입되는 스컴(S4)과, 막여과장치(400)로부터 유입되는 세척수(S5)를 내측으로 유입시켜 수분을 제거하며, 수분이 제거된 건조슬러지(S7)는 외부로 배출하고, 탈수 과정에서 발생되는 탈수여액(S6)은 상기 침전농축장치(200)로 재공급하는 탈수기(500)를 포함하여 구성된다.

상기 지지대(100)는 도시한 도 2 내지 도 6에서 나타낸 바와 같이, 바닥면의 상부에 고정 설치되는 복수개의 고정빔(110)과 상기 고정빔(110)을 연결하는 연결빔(120)으로 구성된다.

이러한 지지대(100)의 구성은 농수로(1)의 상부에 견고하게 설치를 이룬 상태에서, 지지대(100)의 상부로 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400)가 용이하게 설치되고, 설치가 이루어진 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400), 탈수기(500)의 하중을 견고하게 견딜 수 있도록 구성하고, 분해부상장치 측면에 탈수기(500)가 설치된다.

또한, 상기 지지대(100)와, 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400)는 분리, 결합이 가능하게 구성하여, 설치를 이루고자 하는 장소로 편리하게 운반한 후 설치장소에서 조립하여 사용할 수 있게 구성된다.

그리고 상기 침전농축장치(200)는 도 2 내지 도 7에서 나타낸 바와 같이, 상기 지지대(100)의 상부에 설치되는 것이며, 농수로에 수용된 농업용수(W)를 유입하여 녹조, 나뭇잎 등과 같은 건조슬러지(S7)을 분리시켜 농업용수(W)를 정화하도록 구성되는 것이다.

이때, 상기 건조슬러지(S7)은, 물을 탁하게 만들고 용존산소를 감소시키는 것으로, 분해과정에서 어류의 아가미에 부착되어 어류를 폐사시키기도 하고, 빛이 수중으로 투과되는 것을 방해하여 식물의 광합성을 방해함에 따라 물의 오염도를 증가시키는 것이다.

이러한 건조슬러지(S7)은 침전, 부상, 여과 과정을 통하여 물과 분리시키며 제거할 수 있는 것이며, 제거를 이루는 과정에서 인과 일부의 유기물도 제거할 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 침전농축장치(200)는 위와 같은 협잡물(S2)을 침전시키며 제거하는 과정을 거치도록 구성된다.

이러한 구성을 더욱 상세히 설명하면, 상기 침전농축장치(200)는 상기 지지대(100) 및 유량조정조(310)의 상부에 설치되며, 내측에는 수용공간(220)이 형성되고 일측에는 농업용수(W)가 유입되는 유입구(210)와, 상기 침전농축장치(200)의 내측에 설치되는 고정형 강제선회기(230)와, 처리수배출구(240), 협잡물배출구(250)를 포함하여 구성된다.

상기 침전농축장치(200)는 유입구(210)를 통하여 유입되는 농업용수(W)가 수용공간(220)의 내측으로 수용될 수 있게 구성되는 것이며, 본 발명에서는 유입수 펌프(미도시)로부터 강제이송 된 농업용수(W)가 상기 유입구(210)와 연결되는 배관(미도시)을 통하여 상기 침전농축장치(200) 내측으로 유입될 수 있도록 구성하는 것이다.

상기 유입구(210)를 통하여 본체(200)의 수용공간(220) 내측으로 유입되는 농업용수(W)는 고정형 강제선회기(230)의 회전날에 의하여 강제로 일방향으로 회전되어 원심력을 형성되게 함으로써, 녹조 나뭇잎 등과 같은 비중이 높은 협잡물(S2)은 본체(200)의 벽면을 통하여 하부로 침전되게 협잡물배출구(250)로 배출하게 하고, 농업용수(W)는 수용공간(220)의 내측에서 상부로 이동이 이루어지게 하여, 처리수배출구(240)로 처리되어 이송되며, 위와 같은 작업과정을 통하여 상기 침전농축장치(200) 내측으로 유입되는 농업용수(W) 내 오염물질을 용이하게 제거하여 하기에서 상세히 설명할 분해부상장치(300)로 보낼 수 있게 된다.

특히, 상기에서 설명한 침전농축장치(200)를 통한 농업용수(W)의 유입과 협잡물(S2)의 제거과정은, 농수로를 따라 흐르는 농업용수(W)를 유입하여 수행할 수 있으나, 도시한 도 8 내지 도 10에서와 같이, 오염물질을 제거하고자 하는 농수로(1)를 선택된 길이만큼 막은 후에 농수로(1)를 따라 흐르는 농업용수(W)가 침전농축장치(200)의 내측으로 유입되게 하여 수행하게 되는 것이다.

그리고, 상기 분해부상장치(300)는 상기 침전농축장치(200)로부터 처리된 1차처리수(S1)가 내측에 연결되어 농업용수(W)가 수용되는 유량조정조(310)을 형성하고, 약품반응조(313), 약품투입기(314), 버블생성장치(330), 박스 형상의 부상조(340), 그리고, 부상하는 스컴(S4)을 분리하는 고형물제거기(350), 탈수기(500)에 감압이 형성하도록 강제공기흡입을 위한 이젝터(321)를 포함하여 구성된다.

상기 침전농축장치(200)로부터 이송된 1차처리수(S1)의 다소 큰 부유물질은 유량조정조(310) 내측에 설치된 거름판(311)에 의하여 걸러진 후 약품반응조(313)로 유입되며, 상기 약품투입기(314)는 분해부상장치(300)의 내측으로 유입되는 1차처리수(S1)의 각종 이물질을 응집시킬 수 있는 응집제 투입이 가능하게 형성되는 것으로, 이는, 1차처리수(S1) 내 협잡물(S4)을 걸러낼 수 있도록 하는 것이다.

상기 약품투입기(314) 내부에는 스크류가 설치되어 설정된 속도로 일정하게 약품을 약품반응조(313) 내부로 투입할 수 있으며, 유입수의 농도에 따라 그 속도를 조절할 수 있도록 하는 것이다.

상기 약품반응조(313)은 거름판(311)을 거쳐 유입된 농업용수(W)와 상기 약품투입기(314)로부터 투입되는 약품이 내부에 설치된 저항판(미도시) 또는 별도의 교반기(미도시)를 설치하여 충분히 혼합될 수 있도록 하는 것이며, 유입펌프(315)에 의하여 버블생성장치(330)으로 이송된다.

상기 버블생성장치(330)는 상기 지지대(100)의 상측에 고정 설치되는 버블생성기(334)과, 상기 버블생성기(334)과 유입펌프(315)를 통하여 연결되게 설치되는 이송배관(333)과, 상기 이송배관(333)의 설치 방향으로 적어도 하나 이상 설치되어 이송배관(333)으로 미세버블(B)을 생성하는 버블생성기(334)와, 상기 이송배관(333)과 연결되도록 버블생성기(334)에 설치되는 압축공기흡입구(332)를 포함하여 구성된다.

상기 버블생성기(334)는 상기 배관(333), 유입펌프(315), 이송배관(333)을 지지대(100)의 상부에 용이하게 설치하기 위하여 구성되는 것이며, 상기 이송배관(333)이 외부로 노출되어 손상되는 것을 방지하기 위하여 구성되는 것이다.

이때, 유입펌프(315)와 연결된 첫 번째 버블생성기(334) 사이에 연결된 이송배관(333)에 이젝터(321)를 설치하여 유체의 흐름에 의해 발생되는 동압을 이용하여 탈수기(500)와 연결된 배관을 통해 탈수기(500) 감압에 필요한 공기흡입력을 생성하도록 구성하는 것이다.

또한, 상기 버블생성기(334)가 이송배관(333)의 설치 방향을 따라 적어도 하나 이상 설치됨으로써, 이송배관(333)을 통하여 이송이 이루어지는 농업용수(W)로 버블생성기(334)를 통하여 형성된 버블이 유입되게 구성되는 것이다.

이러한 구성을 더욱 상세히 설명하면, 상기 버블생성장치(330)는 상기 이송배관(333)으로 압축된 공기를 전달할 수 있는 에어컴프레셔와 함께 구성됨으로써, 이송배관(333)을 따라 이송되는 농업용수(W)에 압축된 공기가 전달되어 압축이 이루어진 버블이 포함되게 구성되는 것이다.

또한, 상기 이송배관(333)은 도 2 내지 도 6에서 나타낸 바와 같이, 상기 버블생성기(334)에 수직 방향을 이루며 반복적인 지그재그 형태로 설치됨으로써, 상기 버블생성기(334)를 통하여 압축공기흡입구(332)로 공급되는 압축된 공기가 농업용수(W) 내 약품이 혼합된 부유물질과 혼합되어 미세버블을 포함한 스컴(S4)으로 생성되어 부상조(340)의 내측으로 유입될 시, 저압력상태를 유지할 수 있도록 구성된다.

이는 즉, 상기 버블생성기(334)를 통하여 형성되는 미세버블(B)은 상기 이송배관(333)을 따라 이송될 시, 상기 버블생성기(334)를 통하여 이송배관(333)에 투입되는 압력보다 상기 부상조(340)의 내측으로 유입되는 미세버블(B)의 압력이 작아지도록 하여, 부상조(340)의 내측으로 유입되는 미세버블(B)을 통하여 스컴(S4)을 농업용수(W)의 상부로 용이하게 부상시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기에서는 상기 이송배관(333)에 설치된 버블생성기(334)를 통하여 이송배관(333)의 내측에서 이송되는 농업용수(W)에 압축된 버블이 유입되도록 설명하였지만. 상기 이송배관(333)에 복수개의 버블생성장치(334)를 설치하여 이송배관(333)을 따라 이송되는 농업용수(W)에 고압축과 저압축을 반복하는 미세버블이 유입되도록 하여 미세버블을 통한 스컴(S4)의 제거 과정이 용이하게 이루어지도록 할 수 있는 것이다.

위와 같은 과정은 즉, 버블생성장치(330)를 통하여 생성된 미세버블(B)이 이송배관(333)을 따라 이송되는 농업용수(W)에 유입되어 농업용수(W)에 함유되어 있는 스컴(S4)과 결합되거나 스컴(S4)의 사이에 위치됨으로써, 상기 부상조(340)로 유입되는 스컴(S4)이 미세버블(B)을 통하여 농업용수(W)의 상부로 용이하게 부상되어 작업자가 스컴(S4)의 제거를 용이하게 이룰 수 있는 것이다.

또한, 상기 분해부상장치(300)는 상기 이송배관(333)과 연결되며 내측에는 농업용수(W)가 수용되는 저장공간(341)이 형성되고, 내측 측면에는 스컴배출구(344) 및 처리수배출구(343)가 형성된 박스 형상의 부상조(340)와, 상기 부상조(340)의 내측에 구비되어 상기 저장공간(341)과 스컴배출구(344)를 분리시키는 이격판(342)과, 상기 부상조(340)의 측면에 설치되어 상부로 부상되는 스컴(S4)을 걸러내어 스컴배출구(344)로 안내하는 고형물제거기(350), 스컴(S4)과 분리된 농업용수(W)가 배출될 처리수배출구(343)를 포함하여 구성된다.

상기 부상조(340)는 버블(B)이 공급된 농업용수(W)가 내측으로 유입되게 저장공간(341)이 형성되어 구성되고, 상부 측면에는 스컴배출구(344) 및 처리수배출구(343)가 형성되어 상기 이송배관(333)을 통하여 미세버블(B)이 투입된 농업용수(W)가 부상조(340)의 내측으로 유입되는 경우, 미세버블(B)과 혼합되어 농업용수(W)의 상부로 부상되는 스컴(S4)을 상기 고정물제거기(350)의 구성을 통하여 제거하여, 농업용수(W)의 상부로 부상되는 스컴(S4)을 스컴배출구(344)로 배출하는 것이며, 스컴(S4)이 제거된 농업용수(W)는 처리수배출구(343)로 배출하게 되는 것이다.

또한, 상기 이격판(342)은 상기 스컴배출구(344)와 처리수배출구(343)를 분리시킬 수 있도록 상기 부상조(340)의 내측에 설치되는 것으로, 바람직하게는 하기에서 상세히 설명할 고정물제거기(350)를 통하여 부상조(340)의 내측에 수용된 농업용수(W)의 스컴(S4)을 분리하는 과정에서 스컴(S4)의 분리과정이 저해되지 않도록 설치되는 것이 바람직한 것이다.

또한, 상기 고형물제거기(350)는 도 2 내지 도 6에서 나타낸 바와 같이, 상기 부상조(340)의 상부 내측에 길이 방향으로 설치되는 복수개의 회전롤러(351)와, 상기 회전롤러(351)와 마주보게 부상조(340)의 상부 내측에 길이 방향으로 설치되는 복수개의 이송롤러(352)와, 상기 회전롤러(351)와 이송롤러(352)를 연결하도록 설치되는 복수개의 고정바(353)와, 상기 회전롤러(351)와 이송롤러(352)를 감싸도록 각각 설치되는 이송밸트(355)와, 상기 회전롤러(351) 중 어느 하나의 회전롤러(351)와 연결되도록 상기 부상조(340)의 상측에 설치되는 모터(354)와, 상기 회전롤러(351)와 이송롤러(352)에 설치된 이송밸트(355)를 상기 고정바(353)의 설치 방향으로 연결하게 설치되어 상기 모터(354)의 작동에 따라 이송밸트(355)의 설치 방향으로 이동되어 부상조(340) 내측의 스컴(S4)을 걸러내어 스컴배출구(344)로 안내하는 제거판(345)을 포함하여 구성된다.

상기 회전롤러(351)와 이송롤러(352)는 도 2 내지 도 6에서와 같이, 부상조(340)의 상측에 회전이 가능하도록 마주보게 설치되는 것이며, 상기 고정바(353)를 통하여 대응되는 회전을 이루도록 연결 구성된다.

또한, 상기 이송밸트(355)는 도 2에서와 같이, 설치가 이루어진 복수개의 회전롤러(351)를 설치 방향으로 연결하고, 상기 이송롤러(352)를 설치 방향으로 각각 연결하는 것이다.

이러한 구성을 통하여 상기 회전롤러(351)에 설치되는 모터(354)의 작동에 따라, 부상조(340)에 설치된 회전롤러(351)가 회전되게 되면, 상기 회전롤러(351)와 대응되게 이송롤러(352)가 회전되고, 이에 따라, 회전롤러(351)와 이송롤러(352)에 각각 설치된 이송밸트(355)가 대응되는 방향으로 이동을 이루게 되는 것이다.

또한, 상기 이송밸트(355)의 이동에 따라 상기 이송밸트(355)에 설치된 제거판(345)이 이동을 이루어, 부상조(340)에 수용된 농업용수(W)의 상부로 미세버블(B)과 함께 부상되는 스컴(S4)을 스컴배출구(344)의 방향으로 밀어낼 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 부상조(340)의 내측에는 본 발명에서 자세히 도시하지 않았지만, 도 1에서와 같이, 분해부상장치(300)의 일측에 설치되어 유입되는 1차처리수(S1)의 이물질(D)을 제거하여 이물질(D)이 제거된 농업용수(W)를 내측에 설치된 막여과장치(400)를 거쳐 미세하게 잔류하는 부유물질을 최종 처리 할 수 있도록 구성되는 것이다.

이러한 막여과장치(400)는 설명한 바와 같이, 부상조(340)의 후측에 설치되는 것이 바람직한 것으로, 상기 부상조(340)의 후측으로부터 배출되는 처리수(S3)의 잔류 미세 이물질(D)을 제거하여 농수로(1)로 재공급하고, 내측에 수용되는 세척수(S5)는 외부로 별도 배출시켜, 농업용수(W)의 수질개선 효과를 더욱 높일 수 있는 것이다.

또한, 도 1에서와 같이, 상기 탈수기는 상기 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400)와 연결되게 설치되는 것으로, 이러한 구성을 통하여 상기 침전농축장치(200)로부터 유입되는 협잡물(S2)과, 분해부상장치(300)로부터 유입되는 스컴(S4)과, 막여과장치(400)로부터 유입되는 세척수(S5)를 내측으로 유입시켜 수분을 제거하는 것이며, 수분이 제거된 건조슬러지(S7)는 외부로 배출시키고, 탈수 과정에서 발생되는 탈수여액(S6)은 상기 침전농축장치(200)로 재공급하게 구성된다.

이를 위하여 상기 탈수기(500)는 도 8에서와 같이, 상기 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400)와 연결되게 설치되며 전면에는 탈수기(500) 내부를 감압상태로 만들어 주는 공기배출구(511), 탈수여액배출노즐(515), 슬러지배출공(513)이 형성되고, 상면에는 투입구(514)가 형성된 탈수여액 저장조(510)와, 상기 탈수액 저장조(510)의 상측에 설치되는 슬러지 스크류컨베이어(520)와, 상기 슬러지 스크류컨베이어(520)의 단부에 연결되어 슬러지 스크류컨베이어(520)의 회전을 통하여 작동되는 스크류모터(530)를 포함하여 구성된다.

위와 같은 구성에 따라, 상기 침전농축장치(200)로부터 유입되는 협잡물(S2)과, 분해부상장치(300)로부터 유입되는 스컴(S4)과, 막여과장치(400)로부터 유입되는 세척수(S5)를 내측으로 유입시켜 내부 감압에 의해 건조한 공기가 유입되어 상기 침전농축장치(200)로부터 유입되는 협잡물(S2)과, 분해부상장치(300)로부터 유입되는 스컴(S4)과, 막여과장치(400)로부터 유입되는 세척수(S5)를 내측으로부터 유입되는 고형물을 건조시키는 과정을 거친 후에, 수분이 제거된 건조슬러지(S7)는 외부로 배출되도록 하고, 탈수여액(S6)은 상기 침전농축장치(200)로 재공급되게 하여, 농업용수(W)의 수질 개선을 이루고자 하는 작업중에 발생되는 협잡물(S2), 스컴(S4), 세척수(S5)와 같은, 오염물질을 용이하게 배출하며 수거할 수 있도록 하여, 농업용수(W)의 수질 개선작업과정에서 불필요한 2차 오염이 발생되는 것을 방지하게 되는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 요지 또는 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변경될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

1: 농수로 100: 지지대
200: 침전농축장치 210: 유입구
220: 수용공간 230: 고정형 강제선회기
240: 처리수 배출구 250: 협잡물 배출구
300: 분해부상장치
310: 유량조정조 311: 거름판
312: 교반기 313: 약품반응조
314: 약품투입기 315: 유입펌프
320: 공기흡입구 321: 이젝터
330: 버블생성장치 331: 버블생성장치커버
332: 압축공기흡입구 333: 이송배관
334: 버블생성기 340: 부상조
341: 저장공간 342: 이격판
343: 처리수배출구 344: 스컴배출구
345: 제거판 350: 고형물제거기
351: 회전롤러 352: 이송롤러
353: 고정바 354: 모터
355: 이송밸트 400: 막여과장치
500: 탈수기 510: 탈수액 저장조
511: 공기배출구 512: 배수노즐
513: 슬러지배출공 514: 투입구
515: 탈수여액배출노즐 520: 슬러지 스크류컨베이어
530: 스크류모터
S1: 1차처리수 S2: 협잡물
S3: 2차처리수 S4: 스컴
S5: 세척수 S6: 탈수여액
S7: 건조슬러지

Claims

농수로(1)의 상부에 설치되는 지지대(100)와,
상기 지지대(100)의 상부에 설치되어 농수로의 농업용수(W)를 유입하고, 유입된 농업용수(W)의 협잡물(S2)과, 협잡물(S2)을 제거시킨 1차처리수(S1)를 외부로 배출시키는 침전농축장치(200)와,
상기 침전농축장치(200)와 배관을 통하여 연결 설치되며, 구비된 약품반응조(313)를 통하여 유입되는 1차처리수(S1)에 미세버블(B)을 공급하고, 미세버블(B)의 공급을 통하여 발생되는 스컴(S4)과, 스컴(S4)이 제거된 2차처리수(S3)를 외부로 배출시키는 분해부상장치(300)와,
상기 분해부상장치(300)의 일측에 설치되어 유입되는 2차처리수(S3)의 이물질(D)을 제거하여 이물질(D)이 제거된 농업용수(W)를 농수로(1)로 재공급하고, 내측에 수용된 세척수(S5)는 외부로 배출시키는 막여과장치(400)와,
상기 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400)와 연결되게 설치되어 침전농축장치(200)로부터 유입되는 협잡물(S2)과, 분해부상장치(300)로부터 유입되는 스컴(S4)과, 막여과장치(400)로부터 유입되는 세척수(S5)를 내측으로 유입시켜 수분을 제거하며, 수분이 제거된 건조슬러지(S7)는 외부로 배출하고, 탈수 과정에서 발생되는 탈수여액(S6)은 상기 침전농축장치(200)로 재공급하는 탈수기(500)를 포함하되,
상기 분해부상장치(300)는
상기 지지대(100)의 상측에 설치되는 유량조정조(310)와,
상기 유량조정조(310) 내부에서 잔류 조대협잡물을 걸러주는 거름판(311)과,
상기 지지대(100)의 상측에 설치되는 약품반응조(313) 및 약품투입기(314)와,
상기 지지대(100)의 상측에 고정 설치되는 버블생성장치(330)와,
상기 버블생성장치(330)와 유입펌프(315)를 통하여 연결되게 설치되는 이송배관(333)과,
상기 이송배관(333)의 설치 방향으로 적어도 하나 이상 설치되어 이송배관(333)으로 미세버블(B)을 공급하는 버블생성기(334)와,
상기 이송배관(333)과 연결되도록 버블생성기(334)에 설치되는 압축공기흡입구(332)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
제 1항에 있어서,
상기 침전농축장치(200)는
상기 지지대(100)의 상부에 설치되며, 내측에는 수용공간(220)이 형성되고 일측에는 농업용수(W)가 유입되는 유입구(210)가 구비되고,
상기 침전농축장치(200)의 내측에 설치되는 고정형 강제선회기(230)와,
상기 침전농축장치(200)의 상부에 설치되는 배출구(240)와,
상기 침전농축장치(200)의 하측에 설치되는 협잡물배출구(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 버블생성기(334)는 에어컴프레셔로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
제 1항에 있어서,
상기 버블생성기(334)를 통하여 형성되는 미세버블(B)은 상기 이송배관(333)을 따라 이송될 시,
상기 압축공기흡입구(332)를 통해 유입되는 압축공기는 분해부상장치(300)의 내측으로 유입되고 다단의 버블생성기(334)를 통하여 형성된 미세버블(B)이 스컴(S4)의 내부에 포함되고, 후단의 버블생성기(334)로 이동하면서 첫 번째 버블생성기(334)로 유입되는 유입되는 압축공기의 압력보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하여 미세버블이 포함된 스컴(S4)의 비중을 낮게 하여 부상조(340) 내에서 스컴의 분리효율을 높이게 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
제 1항에 있어서,
상기 압축공기흡입구(332)를 통하여 이젝터(321)로부터 형성되는 동압을 이용함으로써 탈수기(500)에 필요한 감압용 공기를 흡입함으로써 건조효율을 높이게 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
제 1항에 있어서,
상기 버블생성기(334)를 통하여 형성되는 미세버블(B)은 상기 이송배관(333)을 따라 이송될 시,
구비된 적어도 하나 이상의 버블생성기(334) 구성을 통하여 저압력과 고압력이 반복적으로 형성되며 이송되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
제 1항에 있어서,
상기 분해부상장치(300)는
상기 이송배관(333)과 연결되며 내측에는 농업용수(W)가 수용되는 저장공간(341)이 형성되고, 측면에는 스컴배출구(344) 및 처리수배출구(343)가 형성된 박스 형상의 부상조(340)와,
상기 부상조(340)의 내측에 구비되어 상기 저장공간(341)과 스컴배출구(344)를 분리시키는 이격판(342)과,
상기 부상조(340)의 상측에 설치되어 상부로 부상되는 스컴(S4)을 걸러내어 스컴배출구(344)로 안내하는 고형물제거기(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
제 8항에 있어서,
상기 고형물제거기(350)는
상기 부상조(340)의 상부 내측에 길이 방향으로 설치되는 복수개의 회전롤러(351)와,
상기 회전롤러(351)와 마주보게 부상조(340)의 상부 내측에 길이 방향으로 설치되는 복수개의 이송롤러(352)와,
상기 회전롤러(351)와 이송롤러(352)를 연결하도록 설치되는 복수개의 고정바(353)와,
상기 회전롤러(351)와 이송롤러(352)를 감싸도록 각각 설치되는 이송밸트(355)와,
상기 회전롤러(351) 중 어느 하나의 회전롤러(351)와 연결되도록 상기 부상조(340)의 상측에 설치되는 모터(354)와,
상기 회전롤러(351)와 이송롤러(352)에 설치된 이송밸트(355)를 상기 고정바(353)의 설치 방향으로 연결하게 설치되어 상기 모터(354)의 작동에 따라 이송밸트(355)의 설치 방향으로 이동되어 부상조(340) 내측의 스컴(S4)을 걸러내어 스컴배출구(344)로 안내하는 제거판(345)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.
제 1항에 있어서,
상기 탈수기(500)는
상기 침전농축장치(200), 분해부상장치(300), 막여과장치(400)와 연결되게 설치되며 전면에는 공기배출구(511), 배수노즐(512), 슬러지배출공(513)이 형성되고, 상면에는 투입구(514)가 형성된 탈수액 저장조(510)와,
상기 탈수액 저장조(510)의 상측에 설치되는 슬러지 스크류컨베이어(520)와,
상기 슬러지 스크류컨베이어(520)의 단부에 연결되어 슬러지 스크류컨베이어(520)의 회전을 통하여 작동되는 스크류모터(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 농업용수 수질개선장치.