KR20010082247A

KR20010082247A - 여과장치

Info

Publication number: KR20010082247A
Application number: KR1020017005196A
Authority: KR
Inventors: 가이바라가즈토시
Original assignee: 카이바라 카즈토시; 가부시키가이샤 고요기껭
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2001-08-29
Anticipated expiration: 2020-10-24
Also published as: DE60034659D1; KR100676119B1; JP3524447B2; WO2001030474A1; JP2001120912A; US6471857B1; EP1150756A1; DE60034659T2; EP1150756B1

Abstract

미립여과매개물로 만들어지고 여과탱크 (1) 에 배치된 여과층 (8) 을 통하여 미여과수를 통과시킴으로써, 미여과수에 함유된 이물질을 제거하는 여과장치가 제공된다. 상기 장치는: 상기 여과탱크 (1) 를 미여과수공급구 (3) 을 구비하는 공급부분 (4) 및 역류수배출구 (5) 를 구비하는 배출부분 (6) 으로 구분하도록, 상기 여과탱크 (1) 내에 여과탱크 (1) 의 바닥표면 (7) 에 공간을 남기면서 상기 여과탱크 (1) 의 상부끝으로부터 하부로 뻗는 구분벽 (2); 상기 공급부분 (4) 및 상기 배출부분 (6) 의 바닥표면 (7) 을 모두 덮도록 펼쳐지고 상부끝이 상기 구분벽 (2) 의 적어도 바닥끝에 닿는 깊이로 채워진 여과매개물을 구비하는 상기 여과탱크 (1) 의 배출부분 (6) 으로부터 공급부분 (4) 를 향해 아래방향으로 경사진 바닥표면 (7); 여과매개물의 내부에 설치되고 여과수를 모으는 집수수단 (10); 및 여과매개물에 대해 역류시키는 역류수단 (9) 를 포함한다.

Description

여과장치 {FILTER APPARATUS}

종래의 여과장치로서, 도 6 에 도시된 바와 같은 다음의 것이 알려져 있다. 즉, 실린더형 용기 (또는 탱크) (d) 내에 모래 등과 같은 여과매개물로 만들어진 여과층 (v) 가 제공된다. 이 용기 (d) 의 바닥부분의 인접한 곳에, 상부원주끝이 용기 (d) 의 내부원주표면에 고정된 깔대기부재 (e) 가 제공된다. 또한, 깔대기부재 (e) 의 하부끝과 상기 용기 (d) 의 내부원주표면 사이에 간극 (f) 를 유지하는 콘형 모래분리기 (g) 가 제공된다. 간극 (f) 는 모래를 통과시키기 위한 것이다. 미여과수입구 (h) 는 깔대기부재 (e) 의 외부표면과 용기 (d) 의 내부원주표면의 사이에 형성된다. 압력하에서 미여과수입구 (h) 로부터 용기 (d) 로 공급되는 미여과수는 여과층 (v) 를 통하여 상방으로 힘을 받아 미여과수를 여과하게 된다. 여과수는 용기 (d) 의 상부에 제공된 넘침둑 (overflow sluice) (i) 를 통하여 용기 (d) 밖으로 배출된다.

미여과수를 여과하는 과정의 결과로서 이물질에 의하여 오염된 또는 더럽혀진 여과매개물로서의 모래는, 간극 (f) 를 통하여, 용기 (d) 의 하부끝에 배치된 모래모음상자 (sand collecting box) (k) 로 점진적으로 모아진다. 모아진 모래는 운송수 (transporting water) 로 작용하는 미여과수와 함께 리프팅파이프 (lifting pipe) (m) 을 통하여 용기 (d) 의 정상에 제공된 세척및분리장치 (p) 로 보내진다. 이 세척및분리장치 (p) 에서, 맑은 세척수는 세척및분리장치 (p) 의 정상에 제공된 공급파이프 (n) 으로부터 공급된다. 세척수에 의하여 세척되고 미여과수로부터 분리된 모래는 용기 (d) 로 돌아간다. 모래세척 후에, 세척수는 세척수배출구 (r) 로부터 배출되고, 미여과수는 물배출구 (s) 로부터 배출된다. 이런 방식으로, 미여과수의 여과가 계속적으로 수행되는 중에 오염된 여과모래의 세척이 연속적으로 수행될 수 있다.

도 7 에 도시된 바와 같은 것이 알려져 있다. 이 종래의 장치에서, 미여과수는 실린더형 여과층 (v) 의 중앙부분으로부터 주변으로 공급된다. 집수파이프 (water collecting pipe) (t) 가 여과층 (v) 의 주변부분에 배치되어, 여과수를 집수파이프 (t) 로부터 빼낸다. 실린더형 여과층 (v) 의 바닥부분에, 역류수공급구 (backwashing water supply port) (w) 가 제공된다. 또한, 에어리프트파이프 (air lift pipe) (u) 가 여과층 (v) 의 중앙부분을 통하여 제공된다. 이 배치에서, 고오염부분 (highly fouled portion) 으로부터의 여과층은, 그것이 에어리프트파이프 (u) 를 통하여 통과하는 동안에 세척된다.

전술한 종래의 장치들은 다음과 같은 단점이 있다. 즉, 전자의 경우에는, 세척및분리장치 (p) 는 여과수가 모아지는 여과층의 상부에 배치된다. 그러므로, 세척및분리장치 (p) 로부터 배출될 여과매개물을 함유하고 있는 미여과수는 여과수와 혼합된다. 더욱이, 이 장치에는, 미여과수와 접촉하는 여과층의 면적이 용기 (d) 의 단면면적보다 크게 만들어 질 수 없다. 여과층의 면적이 크게되면, 용기 (d) 의 직경이 커져야하고, 결국은 여과장치가 커진다.

후자의 경우에는, 여과매개물에 함유된 이물질이, 역류수공급구 (w) 로부터 상방으로 보내지는 역류수에 의해 점진적으로 부유하게되고 위로 분리되게 된다. 그러므로, 전술한 전자의 종래 장치와 같이, 세척과정이 지체되며 세척이 충분히 수행되지 않는다.

본 발명은, 모래 등과 같은 미립여과매개물로 만들어진 여과층을 통하여 오염수을 통과시킴으로써, 피처리 오염수에 함유된 이물질을 제거하는 여과장치에 관한 것이다. 오염수는 청정수로 사용하기 위하여 강에서 얻은 강물 또는 공장이나 플랜트로부터 배출된 폐수 등을 포함한다.

도 1 은 본 발명의 여과장치의 개략도이다;

도 2 는 본 발명의 여과장치의 변형예의 단면도이다;

도 3 은 도 2 의 평면도이다;

도 4 는 도 2 의 정면도이다;

도 5 는 도 2 의 파이프 다이어그램이다;

도 6 은 종래의 여과장치를 도시하는 단면도이다; 그리고

도 7 은 다른 종래의 여과장치를 도시하는 단면도이다.

본 발명의 한 형태에 따라, 미립여과매개물로 만들어지고 여과탱크에 배치된 여과층을 통하여 미여과수를 통과시킴으로써, 미여과수에 함유된 이물질을 제거하는 여과장치가 제공되는데, 상기 장치는: 상기 여과탱크를 미여과수공급구을 구비하는 공급부분 및 역류수배출구 (backwashed water discharge port) 를 구비하는 배출부분으로 구분하도록, 상기 여과탱크 내에 여과탱크의 바닥표면에 공간을 남기면서 상기 여과탱크의 상부끝으로부터 하부로 뻗는 구분벽; 상기 공급부분 및 상기 배출부분의 바닥표면을 모두 덮도록 펼쳐지고 상부끝이 상기 구분벽의 적어도 바닥끝에 닿는 깊이로 채워진 여과매개물을 구비하는 상기 여과탱크의 배출부분으로부터 공급부분을 향해 아래방향으로 경사진 바닥표면; 여과매개물의 내부에 설치되고 여과수를 모으는 집수수단 (water collecting means); 및 여과매개물에 대해 역류시키는 역류수단을 포함한다.

상기의 배치에 따라, 여과매개물의 평정각 (angle of repose) 을 가지는 안정한 여과층이 경사진 바닥표면에 형성된다. 그러므로, 미여과수와의 넓은 접촉면적을 가지는 여과층을 형성하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 역류수단은: 공급부분 내의 여과매개물 내에 설치된 흡입구 및 배출부분 내의 여과매개물 위로 개방된 배출구를 구비하는 에어리프트파이프; 및 에어리프트파이프의 흡입구 내로 역류수를 공급하는 역류파이프를 포함한다. 상기 에어리프트파이프는 적어도 두개가 제공되며, 그중 하나는 상기 여과매개물의 상부층으로 개방되는 흡입구를 구비하며, 다른 하나는 상기 여과매개물의 바닥층으로 개방되는 흡입구를 구비한다. 또한, 상기 구분벽은 적어도 그 하부에서 상기 배출부분을 향하여 경사지고, 상기 구분벽의 하부는 상기 구분벽을 관통하는 복수의 구멍들을 구비한다.

상술한 배치에 따라, 상기 여과층의 상부표면은 구분벽의 하부끝 높이보다 높은 높이에 설치된다. 또한, 역류수단이 작동될 때, 여과매개물은 역류수에 의하여 여과층으로부터 공기리프트파이프로 흡입되고, 에어리프트파이프의 내부에서 세척된다. 결과적으로, 이물질을 포함하는 역류수는 역류수배출구를 통하여 여과장치의 외부로 배출되고, 이물질이 제거된 여과매개물은 배출부분내의 여과층의 상부표면으로 돌아간다. 여과탱크의 바닥표면 상의 여과매개물은 이렇게 에어리프트파이프의 흡입구를 향하여 여과탱크의 경사진 바닥표면을 따라서 이동한다. 따라서, 모든 여과매개물이 질서있게 에어리프트파이프의 흡입구 내로 이동할 수 있다.

바람직하게는, 역류수단에서 사용되는 역류수는 집수수단으로부터 수취된다. 이 배치에 따라, 역류수를 저장하는 탱크를 별도로 제공할 필요가 없다.

이하에서, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 에서, 번호 1 은 일례에서 대략 3 m 높이인 여과탱크를 표시한다. 여과탱크 (1) 의 내부는 구분벽 (2) 에 의하여 두 부분으로 구분되는데, 즉 미여과수공급구 (3) 이 대면 또는 연결된 물공급부분 (4) 및 미여과수로부터 제거된 이물질을 포함하는 역류수를 배출하는 물배출구 (5) 가 연결된 물배출부분 (6) 으로 구분된다.

상기 여과탱크 (1) 의 바닥표면 (7) 은, 배출부분 (6) 의 측면의 상부끝으로부터 공급부분 (4) 의 측면의 하부끝을 향해 아래방향으로 경사진 바닥표면으로 형성된다.

구분벽 (2) 는 다음의 방식으로 구성된다. 즉, 상기 여과탱크 (1) 의 상부끝으로부터 수직으로 하부로 뻗되, 그 하부끝이 경사진 바닥표면 (7) 에 닿지는 않도록 뻗어있다. 이런 방식으로, 구분벽 (2) 의 하부끝과 여과탱크 (1) 의 바닥표면 (7) 의 사이에 공간 또는 간극이 확보된다. 상기 공급부분 (4) 및 배출부분 (6) 은 이렇게 배치되어 구분벽 (2) 의 하부끝 아래에서 서로간에 유체유동교류가 있게 된다. 모래 등과 같은 미립물질의 여과매개물은, 여과매개물이 적어도 구분벽 (2) 의 하부끝의 높이에 닿기까지 배출부분 (6) 으로부터 여과탱크 (1) 내로 채워진다. 그 다음에, 미여과수가 미여과수공급구 (3) 으로부터 여과탱크 (1) 내로 채워진다.

여과매개물의 표면층을 대면하는 두개의 에어리프트파이프들 (9a, 9a) 와 여과매개물의 바닥층을 대면하는 에어리프트파이프 (9a) 가 제공된다. 이 에어리프트파이프들 (9a, 9a) 은, 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 에어블로어 (air blower) (9c) 로부터 공급되는 압축공기 및 집수수단 (10) 으로부터 직접 공급되는 역류수와 함께 협력하여 여과매개물을 순환시키도록 배치된다. 여과매개물은, 에어리프트파이프들 (9a, 9a) 에 의하여 공급부분 (4) 로부터 배출부분 (6) 의 상부로 이송된다. 그 후, 상기 여과매개물은 여과매개물 자신의 하중에 의하여 공급부분 (4) 를 향하여 되돌아간다. 이 과정을 되풀이함으로써, 여과매개물은, 평정각에 따라 일정한 경사를 유지하면서, 여과탱크 (1) 의 전체 바닥표면 (7)에 깔리거나 또는 축적되는 여과층 (8) 을 형성한다.

한편, 도 1 에 도시된 바와 같이 구분벽 (2) 가 수직으로 뻗는 벽으로 형성되는 일례에서, 상기 여과층 (8) 의 상부표면은 구분벽 (2) 의 하부끝에 거의 동일한 높이로 배치된다. 여과매개물이 이하에서 상술하는 바와 같이 역류되는 때에는, 다음과 같은 경향이 있다. 즉, 에어리프트파이프들 (9a, 9a) 에 의하여 공급부분 (4) 로부터 배출부분 (4) 로 보내지는 여과매개물이 그 자신의 하중에 의해 공급부분 (4) 를 향해 이동하는 때, 작은 유동저항을 받고 따라서 유동하기 용이한 여과층 (8) 의 표면을 따라서 여과매개물이 이동한다. 다시말하면, 여과매개물의 일부분만이 이동한다.

이러한 경향을 회피하기 위하여, 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 이 변형예에서, 구분벽 (2) 의 하부섹션은 여과탱크 (1) 의 배출부분 (6) 내의 측벽을 향해 경사져 있거나 또는 굽어 있어서, 구분벽 (2) 의 하부끝이 측벽에 가깝게 된다. 이 배치에서, 구분벽 (2) 의 하부섹션을 따라 유동하는 여과매개물의 유동에 저항이 주어진다. 구분벽 (2) 의 하부섹션에는, 직경이 대략 10 mm 내지 15 mm 인 많은 수의 구멍들 또는 관통구들 (2a) 가 수직으로 배열된 복수의 줄들에 제공된다. 이렇게 여과매개물로 하여금 구멍 (2a) 를 통하여 공급부분 (4) 로 유동하게 함으로써, 여과층 (8) 의 상부표면이 구분벽 (2) 의 하부끝보다 높은 높이로 배치될 수 있다.

번호 (10) 은 여과층 (8) 의 내부 (즉, 여과매개물의 내부) 에,바람직하게는 여과층 (8) 의 바닥에 가깝게 (즉, 여과탱크의 바닥표면 (7) 에 가깝게), 설치된집수수단을 표시한다. 집수수단 (10) 은, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 그 주변 벽에 많은 수의 작은 구멍들 (10b) 이 제공된 중공튜브 (10b) 을 포함한다. 그러한 복수의 중공튜브 (10b) 은 여과탱크 (1) 의 바닥표면 (7) 의 경사를 따라서 배치되어 있다. 미여과수의 수두차이때문에 여과매개물을 통하여 밀리거나 강제되는 여과수는 구멍 (10a) 를 통하여 중공튜브 (10b) 로 모아진다. 이렇게 모아진 여과수는, 각 중공튜브 (10b) 에 연결된 물공급파이프 (11) (도 1) 을 통하여, 여과탱크 (1) 의 바닥에 제공된 여과수저장조 (12) 로 이송된다. 일단 여과수저장조 (12) 에 저장된 여과수는, 그 후에 (도시되지 않은) 이어지는 처리장치로 공급된다.

각 중공튜브 (10b) 는 그 외부표면 상에, 스테인레스스틸 등으로 만들어지고 메쉬 (mesh) 가 여과매개물의 미립자 크기보다 작은 와이어메쉬 (wire mesh) (10c) 로 덮여진다. 이렇게 배치함으로써, 음료목적 등의 청정수를 얻기위한 용도의 여과장치에서는 대략 0.6 mm 의 직경을 가지는 여과매개물이 작은 구멍 (10a) 를 통과하지 못하도록 된다.

에어리프트파이프 (9a), 여과수공급파이프 (9b), 에어블로어 (9c) 등을 포함하는 역류수단 (9) 가 제공된다. 에어리프트파이프 (9a) 는, 그 각각의 일방 끝에 여과층 (8) 내에 설치되는 흡입구 (9a-1) 를 구비하며, 타방 끝에는 배출부분 (6) 의 상부를 대면 또는 상부를 향해 개방되는 배출구 (9a-2) 를 구비한다. 여과수공급파이프 (9b) 가 설치되어, 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 로부터 직접 여과수를 공급한다.

역류 작동 등을 달성하기 위하여, 여과장치의 에어리프트파이프를 포함하는 에어파이프시스템 및 물파이프시스템이 다음과 같이 설치된다. 물파이프시스템은, 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 의 출구를 여과수저장소 (12) 에 연결하고 그 중간에 솔레노이드밸브 SV3 을 구비하는 물공급파이프 (11) 을 포함한다. 중공튜브 (10b) 로부터의 물공급파이프 (11) 은, 솔레노이드밸브 SV3 의 상류위치에서, 여과수저장소 (12) 로 연결되며 그 사이에 솔레노이드밸브 SV4 가 배치되는 파이프 15 로 분기되고, 또한 파이프 17, 18 로도 분기된다. 파이프 17 은 솔레노이드밸브 SV5 를 통하여 물펌프 (16) 의 흡입부로 연결된다. 파이프 18 은 솔레노이드밸브 SV6 을 통하여 물펌프 (16) 의 배출부로 연결된다. 물펌프 (16) 의 배출부는, 이하에서 상술되는 바와 같이, 솔레노이드밸브 SV1 및 SV2 을 통하여 에어리프트파이프 9a, 9a 각각을 향해 뻗어있다. 즉, 솔레노이드밸브 SV1 이 구비된 파이프는, 솔레노이드밸브 SV1 의 하류측에서, 여과수공급파이프 (9b, 9b) 로 연결되는 두갈래로 분기된다. 이들 여과수공급파이프 (9b, 9b) 는 에어리프트파이프 (9a, 9a) 의 흡입구 (9a-1, 9a-1) 에 가깝게 뻗어나는데, 이들 흡입구는 여과층 (8) 의 표면층, 바람직하게는 여과층 (8) 의 경사면의 낮은 면에서 대면한다. 솔레노이드밸브 SV1 은 이와 같이 솔레노이드밸브 SV1 의 하류측의 분기된 파이프를 제어하는 작용을 한다. 솔레노이드밸브 SV2 가 구비된 파이프는 잔여 에어리프트파이프 (9a) 의 흡입구 (9a-1) 에 가깝게 뻗어있는 여과수공급파이프 (9b) 에 연결된다. 이 흡입구 (9a-1) 는 여과층 (8) 의 바닥층, 바람직하게는 여과층 (8) 의 경사면의 낮은 면에서 대면한다. 흡입구 (9a-1) 에가까운 여과수공급파이프 (9b) 각각의 길이 정도는, 에어리프트파이프 (9a) 내로의 여과수의 분출에 동반하여 여과매개물이 에어리프트파이프 (9a) 내로 효과적으로 흡입되도록 설치된다.

한편, 에어파이프시스템은 다음을 포함한다. 에어블로어 (9c) 로부터의 파이프는 두개의 파이프 13, 13 으로 분기되고, 그 중 하나는 솔레노이드밸브 SV7 을 구비하고, 다른 하나는 솔레노이드밸브 SV8 을 구비한다. 솔레노이드밸브 SV7 이 구비된 파이프는 솔레노이드밸브 SV7 의 하류측에서 두갈래로 분기되어, 상술한 바대로 여과층 (8) 의 표면층부분을 대면하고 있는 흡입구 (9a-1) 을 구비하는 두 에어리프트파이프 (9a, 9a) 의 바닥부분으로 직접 연결된다. 이로써 솔레노이드밸브 SV7 는 솔레노이드밸브 SV7 의 하류측의 분기된 양 파이프들 모두를 제어하는 역할을 한다. 솔레노이드밸브 SV8 이 구비된 다른 파이프 13 은 상술한 바대로, 여과층 (8) 의 바닥층을 대면하고 있는 흡입구 (9a-1) 을 구비하는 에어리프트파이프 (9a) 의 바닥부분으로 직접 연결된다.

참조번호 19 는, 미여과수로 하여금 공급부분 (4) 로부터 배출부분 (6) 으로 통과하는 것을 가능하게 하는 구분벽 (2) 에 제공된 넘침구멍을 표시한다. 넘침구멍 (19) 는 미여과수공급구 (3) 의 구멍면적보다 구멍면적이 작게 만들어 진다. 이들은 여과탱크 (1) 내의 물의 표면 아래에 위치하도록 제공된다. 이 배치에서, 넘침구멍 (19) 를 통해 배출부분 (6) 을 향해 배출되는 물의 유동에 의해, 여과매개물에 머물기 쉬운 미여과수가 휘저어지거나 또는 동요된다.

참조번호 20, 20 은 여과탱크 (1) 내에 제공되어 내부상태를 바깥에서 점검할 수 있도록 하는 엿봄구멍을 표시한다. 참조문자 L1 은 여과탱크 (12) 내의 최소물높이를 감지하는 물높이감지기를 표시하며, 참조문자 H1 은 여과탱크 (12) 내의 최고물높이를 감지하는 물높이감지기를 표시한다. 참조문자 L2 은 여과수저장소 (1) 내의 최소물높이를 감지하는 물높이감지기를 표시한다.

에어블로어 (9c) 의 배출구 또한 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 의 배출구에 연결된다.

상기 여과장치는, (도시되지 아니한) 일련의 제어시스템으로써 에어블로어 (9c) 및 물펌프 (16) 를 선택적으로 작동시킴 또는 상술된 SV1 내지 SV8 의 솔레노이드밸브을 선택적으로 열고 닫음에 의하여 작동된다. 그 작동은 도 2 내지 도 5 의 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 상기 작동은 크게 다음과 같이 분류되는데, 즉 a) 여과과정, b)표면층세척, c)바닥층세척, 및 d)집수파이프세척 (또는 중공튜브세척).

a) 여과과정

미여과수공급구 (3) 으로부터 공급되는 미여과수가 최소물높이에 도달하는 때, 이 상태는 물높이감지기 (11) 에 의하여 감지된다. 상기 높이감지기 L1 로부터의 신호에 기초하여, 솔레노이드밸브 SV3 이 개방된다. 그리고나서, 물표면과 집수수단 (10) 사이의 압력차이 때문에 미여과수가 여과층 (8) 을 통하여 통과하고, 여과수는 상기 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 으로부터 물공급파이프 (11) 을 통해 여과수저장소 (12) 로 보내진다. 이 과정에서, 잔여 솔레노이드밸브 SV1, SV2, SV4, SV5, SV6, SV7, SV8 들은 잠겨지고, 물펌프 (16) 및 에어블로어 (9c) 는 작동되지 않는다.

b)표면층세척

상기 미여과수공급구 (3) 으로부터의 미여과수공급이 계속된다. 이 여과과정이 계속될 때, 여과층 (8) 은 점차적으로 이물질에 의하여 채워지거나 또는 오염되는데, 이것으로 인하여 여과속도가 점차적으로 감소한다. 결과적으로, 여과탱크 (1) 내의 물높이는 최고물높이에 도달할 때까지 증가한다. 이 최고물높이는, 물높이감지기 H1 로부터의 신호에 기초하여, 물높이감지기 H1 에 의하여 감지되고, 솔레노이드밸브 SV3 이 잠긴다. 대신에, 솔레노이드밸브 SV5 및 솔레노이드밸브 SV1 이 개방된다. 물펌프 (16) 이 작동된다. 동시에, 에어블로어 (9c) 또한 작동되고 솔레노이드밸브 SV7 이 개방된다. 솔레노이드밸브 SV2, SV4, SV6 및 SV8 은 잠긴 상태로 머문다.

상기의 작동에 따라, 압축된 공기가 에어블로어 (9c) 로부터 여과층 (8) 의 표면층부분을 대면하고 있는 흡입구 (9a-1, 9a-1) 를 구비하는 양 에어리프트파이프 (9a, 9a) 로 공급된다. 여과층 (8) 의 표면측 상의 여과매개물은, 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 로부터 직접 공급되는 역류수와 함께 에어리프트파이프 (9a, 9a) 내부로 흡입된다. 여과매개물은 에어리프트파이프 (9a, 9a) 를 따라 리프트되는 동안에 부착 또는 축적된 이물질로부터 역류되고 세척되며, 스트라이크플레이트 (strike plate) (14) 를 향해 배출된다. 질량이 큰 여과매개물은 그 하중때문에 여과층 (8) 으로 돌아오며, 이물질 등을 포함하는 역류수는 배출구 (5) 를 통해 여과탱크 (1) 밖으로 배출된다. 이 역류과정은, 예를 들어 대략 10 분동안 계속된다. 이 시간은, 물론 여과장치의 크기 및 여과되는 미여과수의 상태에 따라 정해진다. 여과층의 표면층 측의 여과매개물은 이렇게 세척된다.

c)바닥층세척

미여과수공급구 (3) 으로부터의 미여과수공급이 계속된다. (도시되지 않은) 일련의 제어시스템으로부터의 명령에 따라, 솔레노이드밸브 SV1 이 잠기고, 솔레노이드밸브 SV5 및 SV2 는 그 대신에 개방된다. 솔레노이드밸브 SV7 은 잠기고 솔레노이드밸브 SV8 이 그 대신에 개방된다. 물펌프 (16) 은 작동되고, 에어블로어 (9c) 또한 작동된다. 솔레노이드밸브 SV3, SV4 및 SV6 은 잠긴 상태로 있는다. 전술한 표면층세척 과정과 같이, 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 로부터 직접 나온 여과수는 역류를 위하여 사용된다.

상술한 작동에 따라, 압축된 공기는 에어블로어 (9c) 로부터 여과층 (8) 의 바닥표면부를 대면하는 흡입구 (9a-1) 를 구비하는 양 에어리프트파이프 (9a) 로 공급된다. 여과층 (8) 의 바닥면 상의 여과매개물은, 이렇게 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 로부터 직접 공급되는 역류수와 함께, 에어리프트파이프 (9a) 내로 흡입된다. 바닥층의 여과매개물은 에어리프트파이프 (9a, 9a) 를 따라 리프트되는 동안에 부착된 이물질들로부터 역류 및 세척되며, 스트라이크플레이트 (14) 를 향해 배출된다. 질량이 큰 여과매개물은 그 자신의 무게 때문에 여과층 (8) 로 돌아오며, 이물질 등을 포함하는 역류수는 배출구 (5) 를 통하여 여과탱크 (1) 로부터 밖으로 배출된다. 이 역류 작동의 시간과 빈도는 여과장치의 작동상태에 따라 임의적으로 선택될 수 있다; 이것은 예를 들어, 3분 동안 계속된다.

d)집수파이프세척

때때로, 집수수단 (10) 의 중공튜브 (10b) 은 중공튜브 (10b) 의 구멍 (10a) 내에 막힌 이물질 등으로부터 세척되어야 한다. 이 세척은 여과수저장소 (12) 에 저장된 여과수를 이용하여 내부에서 바깥쪽으로 중공튜브 (10b) 를 역류시킴에 의하여 이루어진다.

솔레노이드밸브 SV4, SV5 및 SV6 이 개방된다. 물펌프 (16) 이 작동된다. 솔레노이드밸브 SV1, SV2, SV3, SV7, 및 SV8 은 잠긴 상태이다. 이 작동에 따라, 중공튜브 (10b) 은 여과수저장소 (12) 로부터의 물에 의해 안에서 바깥으로 세척된다. 압축공기에 의해, 중공튜브 (10b) 는 이런방식으로 축적 또는 막힌 이물질로부터 세척된다. 또한, 중공튜브 (10b) 에 인접한 여과매개물은, 중공튜브 (10b) 으로부터의 물의 강한 배출에 의하여, 팽창 또는 펼쳐지는 작용을 받는다. 이것은 중공튜브 (10b) 을 향하여 가깝게 밀착되는 경향이 있는 중공튜브 (10b) 주위의 여과매개물을 떨어뜨리는 결과를 낳는다.

e) 기타

c) 바닥층세척 단계를 수행함에 있어, 다음의 단계를 따라 수행하는 것도 바람직하고 유리하다. 즉, 바닥층세척이 수행될 때에는, 표면층에 축적된 이물질이 혼합되기 쉽다. 그러므로, a) 표면층세척 및 d) 집수파이프세척 의 단계가, 단계 c) 바닥층세척 을 시작하기 전에 언급된 차례대로 수행될 수도 있다. 이러한 단계의 시간은 작동상태에 따라 임의적으로 선택될 수 있다. 이때, 상기의 a) 및 d) 단계는 부가적인 잇점을 달성하기 위하여 반복되는 것이므로, 이러한단계들의 시간은 통상의 작동의 시간보다 짧을 것이다. 이런 방식으로, 여과매개물의 상부층 및 중공튜브 (10b) 의 내부에 함유된 이물질 또한 동시에 처리된다. 바닥층세척 후에, 바람직하게는 단계 b) 표면층세척 또한 수행된다. 이 표면층세척이 상술한 일련의 작동들의 끝에 수행됨으로써, 바닥층의 여과매개물의 세척의 결과로 거칠어진 표면층이 부드러워지는 효과를 달성할 수 있다.

선택적으로, 매 5 내지 8 시간 마다, 솔레노이드밸브 SV3 이 타이머의 사용에 의하여 잠길 수 있고, 이에 의하여 여과탱크 (1) 내부의 물높이를 높인다. 따라서, 여과층 (8) 이 이물질에 의한 막힘을 일으키는 상태가 발생한다. 이런 방식으로, 상술한 일련의 작동이 주기적으로 수행될 수 있다.

상술한 예에서, 중공튜브 (10b) 의 세척은 여과수저장소 (12) 로부터의 여과수만으로 수행되었다. 그 물에 부가하여, 에어블로어 (9c) 로부터의 압축공기가, 에어블로어 (9c) 를 중공튜브 (10b) (도 5) 의 배출구로 연결하는 파이프를 통하여, 부가적으로 부가될 수 있다.

또한, 상기 에어블로어 (9c) 로부터의 압축공기의 공급은 향상된 역류효과를 달성하기 위해 간헐적 방식으로서 바람직한 실시형태로 이루어진다.

본 발명의 한 형태에 따라, 미여과수는 여과수와 혼합되지 않는다. 또한, 여과탱크의 경사진 바닥표면에 여과매개물의 평정각을 따라서 안정된 여과층이 형성될 수 있기 때문에, 미여과수와 접촉하는 면적이 넓은 여과층이 형성될 수 있다. 여과장치에 의해 점유되는 상대적으로 적은 면적 또는 체적 내에 고여과용량을 가진 여과장치가 얻어질 수 있다. 또한, 여과매개물이, 바닥표면의 경사면을 따라 움직이는 동안에, 양호한 순환질서로 역류수단의 에어리프트파이프 내로 진입 또는 흡입될 수 있다. 그러므로, 여과매개물이 균일하고 효과적으로 세척될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따라, 적어도 구분벽의 하부섹션에서 배출부분을 향해 구분벽을 경사지게 하고 상기 구분벽을 관통하는 복수의 구멍을 형성함에 의하여, 상기 여과매개물의 상부표면높이가 상기 구분벽의 하부끝보다 높은 높이로 될 수 있다. 여과매개물의 역류에 있어서, 배출부분으로부터 공급부분으로 향하는 여과매개물의 유동은 보다 균일하게 될 수 있다. 또한, 집수파이프 (중공튜브) 로부터 직접 수취된 여과수를 사용함으로써, 역류를 목적으로 하는 여과된 물을 별도로 준비할 필요가 없다.

본 발명의 여과장치는, 산업적이용, 일상생활활동 등의 여러 방면에서 사용되는 청정수로서의 사용을 위해, 강물, 플랜트폐수 등과 같은 오염된 물을 여과하는데 사용될 수 있다.

Claims

미립여과매개물로 만들어져 여과탱크 (1) 내에 배치된 여과층 (8) 을 통하여 미여과수를 통과시킴으로써, 미여과수에 함유된 이물질을 제거하는 여과장치로서,

상기 장치는: 상기 여과탱크 (1) 를 미여과수공급구 (3) 을 구비하는 공급부분 (4) 및 역류수배출구 (5) 를 구비하는 배출부분 (6) 으로 구분하도록, 상기 여과탱크 (1) 내에서 여과탱크 (1) 의 바닥표면 (7) 에 공간을 남기면서 상기 여과탱크 (1) 의 상부끝으로부터 하부로 뻗는 구분벽 (2);

여과매개물의 내부에 매설되어 여과수를 모으는 집수수단 (10); 및

여과매개물에 대해 역류시키는 역류수단 (9) 를 포함하고, 상기 여과탱크 (1) 의 바닥표면 (7) 은 배출부분 (6) 으로부터 공급부분 (4) 를 향해 아래방향으로 경사하여 있고, 상기 바닥표면 (7) 은 상기 공급부분 (4) 및 상기 배출부분 (6) 을 모두 덮도록 펼쳐진 여과매개물을 그 위에 가지며, 상기 여과매개물은 그 상부끝이 상기 구분벽 (2) 의 적어도 바닥끝에 닿는 깊이로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제 1 항에 있어서, 상기 역류수단 (9) 은, 공급부분 (4) 내의 여과매개물 내에 매설된 흡입구 및 배출부분 (6) 내의 여과매개물 위로 개방된 배출구를 구비하는 에어리프트파이프 (9a); 및 이 에어리프트파이프 (9a) 의 흡입구 내로 역류수를 공급하는 역류파이프 (9b) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제 2 항에 있어서, 상기 에어리프트파이프 (9a) 는 적어도 두개가 제공되며, 그중 하나는 상기 여과매개물의 상부층으로 개방되는 흡입구를 구비하며, 다른 하나는 상기 여과매개물의 바닥층으로 개방되는 흡입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구분벽 (2) 는 적어도 그 하부가 상기 배출부분 (6) 을 향하여 경사지고, 상기 구분벽의 하부는 상기 구분벽 (2) 을 관통하는 복수의 구멍 (2a) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제 2 항에 있어서, 상기 구분벽 (2) 는 적어도 그 하부가 상기 배출부분 (6) 을 향하여 경사지고, 상기 구분벽의 하부는 상기 구분벽 (2) 을 관통하는 복수의 구멍 (2a) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제 3 항에 있어서, 상기 구분벽 (2) 는 적어도 그 하부가 상기 배출부분 (6) 을 향하여 경사지고, 상기 구분벽의 하부는 상기 구분벽 (2) 을 관통하는 복수의 구멍 (2a) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 역류수단 (9) 에서 사용되는 상기 역류수가 상기 집수수단 (10) 으로부터 수취되는 것을 특징으로 하는 여과장치.