KR200238938Y1 - 여과수두를 이용한 여과 및 역세척장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하폐수 또는 용수에 함유된 고형물을 제거하는 여과장치 및 역세척 장치에 관한 것으로, 그 내부에는 입상의 여재가 충전되어 여과상이 구성되고 하부에는 상기 여과상을 지지하는 지지층이 구비되어 구성되는 여과셀이 2개 이상 다수개가 중첩되고, 상기 여과셀들에는 각각 원수유입구가 구비되며 하부 집수부는 여과수가 서로 교통하도록 연통되어 다수개의 여과셀에서 동시에 여과가 진행될 수 있도록 여과장치를 구성하고, 고형물이 축적되어 역세가 요구되는 여과셀에서는 여과가 진행되는 다른 여과셀들에서 여과된 여과수가 역류 상승하면서 여상에서 고형물이 세척되고 오탁수가 중력에 의하여 배출되도록 구성된 여과장치 및 역세척장치를 제공한다. 본 고안을 이용하면 다수의 여과셀에서 여과가 진행되는 상태에서 하나 또는 소수의 여과셀에서는 교대로 역세척이 병행되므로 여과유량과 압력의 편차가 작고 동력이 절약되며 여과장치의 구성이 단순하고 가동율을 높게 유지할 수 있게 된다.

Description

여과수두를 이용한 여과 및 역세척장치{ Back flesh and filter Apparatus Using Influent Water Head }

본 고안은 하폐수처리시설 및 정수처리시설에서 고형물을 분리하는 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모래, 안스라사이트 등과 같은 입상의 여재가 충전된 다수개의 여과셀에서 여과가 진행되는 상태에서도 하나 또는 소수의 여과셀에서는 역세척이 병행되는 구성이므로, 여과유량 및 여과압력의 변화가 작고 동력이 절약되며 가동율을 높게 유지할 수 있는 여과장치 및 역세척장치에 관한 것이다.

종래의 압력식 여과장치는 역세척을 위하여 여과를 중지해야하므로 장치의 가동율이 낮고 유량과 압력 변화가 크며 동력소요가 많은 문제점이 있었다.

다수개의 여과셀로 구성된 ABW 여과장치는 다수의 여과셀에서 여과가 진행되는 동안에도 하나의 여과셀에서는 교대로 역세척이 진행되는 구성이므로 가동율이 높고 유량과 압력 변화가 작은 장점이 있다.

그러나 종래의 ABW 여과장치에서는 구동장치에 의하여 레일을 따라 이동하는 브릿지에 현가된 역세수압송펌프가 이동하면서 각 여과셀의 하부에서 순차적으로 여과수를 압송하게 된다. 또한, 동일 브릿지에 현가되어 이동하는 구조의 후드(HOOD)와 오탁수인출펌프의 흡입력에 의하여 여과수가 압송되고 있는 여과셀의 상부에서 오탁수를 흡입하여 배출하는 구조이다.

이와 같이 ABW 여과장치는 압송과 흡입을 위한 2기의 펌프가 가동되므로 소요동력이 크고, 펌프와 이동장치등 구동부가 많아 장치의 고장율이 높고, 안정성이 부족하다. 특히, 여과장치로 유입되는 원수도 후드와 여과셀 벽체사이의 틈을 통하여 역세척수에 혼입되는 구조이므로 역세척에 따른 오탁수유량이 과다하게 발생되는 비경제적인 문제점이 있다. 역세척수압송펌프의 토출구는 이동하는 브릿지에 현가되어 함께 이동하면서 여과셀의 하부에 있는 다수개의 여과수 인출구와 수밀한 밀착과 이탈을 순차적으로 반복하여야 되므로 고도의 정밀한 제작이 필수적이고 이에 따라 장치가 고가이며 하자발생의 요인이 되기도 한다.

또한, 각 여과셀의 하부는 서로 수밀한 구조이고 상부는 원수가 서로 교류되는 구조이므로 역세척이 요구되는 여과셀을 개별로 선별하여 역세척 하는 것이 불가능하다. 따라서 종래의 AWB 여과장치에서는 모든 여과셀들을 순차적이고 일관되게 역세척하여야 되는 비효율적인 문제점이 있다.

또한, AWB여과장치를 포함하여 종래의 여과장치에서는 여과가 진행됨에 따라 여과상의 상부에 여과된 고형물이 얇은 층을 형성하고 압밀되어 여과상으로 유입원수가 통과되지 못하고 역세척 주기가 매우 짧은 문제점이 있으며 완속여과에서 이러한 현상이 더욱 많이 발생되었다.

이에 본 고안은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로, 다수개의 여과셀에서 여과가 진행되는 상태에서도 하나 또는 소수의 여과셀에서는 역세척을 병행하는 여과방법 및 역세척방법을 이용하는 여과장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 그 내부에는 입상의 여재가 충전되어 여과상이 구성되고, 그 하부에는 상기 여과상을 지지하는 지지층이 구비되어 구성되는 여과셀이 2개 이상 다수개가 중첩되고, 상기 여과셀들에는 원수와 오탁수의 유출입구가 구비되며 하부 집수부는 여과수가 서로 교통하도록 연통되고, 상기 원수와 오탁수의 유출입구에는 원수유입유로와 오탁수유출유로가 연결되고, 상기 원수유입유로와 오탁수유출유로에는 유로조절수단이 구비된 구조이다.

도 1은 본 고안에 따른 여과 및 역세척장치의 개념도,

도 2는 본 고안에 따른 여과장치의 제1실시예를 나타낸 사시도,

도 3은 본 고안에 따르 여과장치의 제2실시예를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1, 1a : 여과셀 2, 2a : 여과상

3 : 지지층 4 : 집수부

5 : 여과수조 7 : 브릿지

8 : 스크레이퍼 9 : 구동부

11 : 원수유입유로 12, 12a : 원수유입구

13, 13a : 원수유입조절수단 21 : 오탁수유출유로

22, 22a : 오탁수유출구 23, 23a : 오탁수유출조절수단

24, 24a : 수중오리피스 25, 25a : 3방향유로조절수단

30 : 여과수유출유로

이하 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 여과장치 및 역세척장치를 나타내는 개략적인 부분절개사시도이다.

본 고안에 따른 여과장치는 동시에 여과가 진행될 수 있는 다수계열의 여과셀(1,1a)로 이루어지고 각 여과셀(1,1a)의 상부에 원수가 유입되도록 하는 원수유입유로(11)와 오탁수가 유출되는 오탁수유출유로(21)가 구비되어 있으며, 각 여과셀(1,1a)의 아래 집수부(4)는 서로 연통되어 여과수가 교류되고 여과수유출유로(21)가 구비된 여과수조(5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여과가 진행됨에 따라 고형물이 누적되어 여과압력이 크게 소요되는 여과셀(1,1a)에는 원수유입이 차단되고 오탁수가 유출되도록 하는 원수유입조절수단과 오탁수유출조절수단이 구비되어 있다.

여과상(2.2a)에 고형물이 누적되어 역세척이 필요하게 됨에 따라 여과셀(1,1a)의 수위도 상승하게 되므로 각 여과셀(1,1a)에는 수위감지기를 설치하여 수위감지기와 연동하여 원수유입조절수단과 오탁수유출조절수단이 조작되고 역세척이 진행될 수 있도록 한다.

또한, 본 고안에서는 여과상(2,2a)의 상부에 투수계수가 매우 낮은 여과된 고형물의 압밀층에 의한 역세척주기의 단축문제를 해소하기 위하여 여과상의 표면을 긁어서 표면에 형성되는 고형물의 압밀층을 제거 및 교란하거나, 여과상(2,2a)의 표층부를 교란하므로써 여과속도의 급격한 감소를 방지하고 역세척 주기를 연장하게 되므로 여과장치의 가동율이 증대되고 역세척에 따른 오탁수의 발생량을 감소시킬 수 있게 된다.

여과는 단순한 체거름 기능외에도 부착, 흡착등에 의하여 고형물이 분리제거되기도 하는데, 이와 같이 여과상(2,2a)의 표면부를 완속으로 교란하게 되면 여과상(2,2a) 내부의 여재에 고형물의 접촉기회가 증가되므로 부착기능에 의한 고형물의 제거효율을 증대시킬 수 있게 된다.

이것은 역세척시에 여상을 포기 또는 교란하여 강한 전단력을 가하므로써 여재의 표면에 부착된 고형물을 탈리시키는 종래의 역세척방법과는 달리 여과효율을 증대시키기 위한 방법에 해당된다.

도1에 도시된 바와 같이 그 내부에는 입상의 여재가 충전되어 여과상(2,2a)이 구성되고 그 하부에는 상기 여과상을 지지하는 지지층(3)이 구비되어 구성되는 여과셀(1,1a)이 2개 이상 다수개가 중첩되고, 상기 여과셀들에는 각각 원수유입구(12,12a)가 구비되며 여과셀들의 하부 집수부(4)는 여과수가 서로 교통하도록 연통되어 다수개의 여과셀에서 동시에 여과가 진행될 수 있도록 구성되고, 고형물이 축적되어 역세가 요구되는 여과셀(1a)에는 먼저 원수유입조절수단(13a)을 밀폐하여 원수유입을 중지시킨다.

원수유입이 중지된 상기 여과셀의 오탁수유출유로(21)에 구비된 오탁수유출조절수단(23a)를 개방하게 되면 자연유하에 의하여 수위가 하강하게 되므로 여과가진행되는 다른 여과셀에서 여과된 여과수가 수위가 낮아진 상기 역세척단계의 여과셀(1a)로 역류 상승하면서 여과상(2a)에서 고형물이 세척되게 된다.

고형물이 세척되어 발생되는 오탁수는 상기 개방된 오탁수유출유로를 통하여 중력에 의하여 외부로 배출되고 여과상의 역세척이 이루어지게 된다.

역세척이 완료된 상기 여과셀의 오탁수유출유로를 밀폐하게 되며 수위가 원상으로 상승되고 역세척에 의하여 팽창된 여상이 가라앉는 안정화가 진행된다.

여상이 안정화된 후에 상기 여과셀에 원수를 유입시켜 여과를 재개하게 되며 이러한 과정을 반복하여 고형물이 축적된 여과셀을 선별하여 역세를 진행할 수 있게 된다.

여기서, 역세척이 진행되는 상기 여과셀(1a)에서 발생되는 오탁수는 상기 오탁수유출유로에 펌프를 설치하고 펌프의 흡입양정을 이용하여 배출할 수도 있으며 여과수위가 낮고 역세수두가 부족한 경우에 유리한 방법이다.

또한, 여과상의 표면에서 일정깊이까지 즉, 여과상의 표층부를 교란하거나, 또는 표면에 형성된 압밀층을 제거 또는 교란하므로써 역세척주기를 단축하고 여과효율을 증대시킬 수 있다.

본 실시예에서는 구동부(9)에 의하여 이동하는 구조의 브릿지(7)에 현가된 스크레이퍼(8) 형태의 교반수단을 예시하였으나, 이러한 교반방법은 칼퀴, 스크레이퍼등과 같은 기계적인 방법에 국한되지 않고 공기 또는 물을 분출하는 유체역학적인 방법을 이용할 수도 있다.

이와 같이 여상을 교반하는 방법은 여과효율을 증대시킴은 물론 역세척 효율도 증대시킬 수 있게 되며, 상기 교반수단에 스킴스키머[도면 미표기]를 부착하게 되면 별도의 장치를 구성하지 않고서도 여과상의 수면위에 부상하는 스컴도 용이하게 제거할 수 있게 된다.

각각의 여과셀에는 원수유입구와 오탁수유출구를 별도로 분리하여 여과셀의 상부일측에 구성할 수 있으나, 도1에 예시된 것과 같이 오탁수 배출은 원수유입구를 통하여 이루어지도록 구성하여 별도의 오탁수유출구를 생략하므로써 유로를 보다 단순하게 구성할 수 있게 된다.

도2는 본 고안에 따른 여과장치의 제1실시예를 나타내는 개략적인 부분절개사시도이다.

본 실시예에서의 여과장치는 원수유입유로와 오탁수유출유로와 접하는 부위에 3방밸브(3Way-valve)와 같은 하나의 유로조절수단에 의하여 유로의 방향을 다양하게 변경할 수 있는 장치를 적용하게 되면 도1의 실시예에서보다 유로조절수단을 단순하게 구성할 수 있으며 장치의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

그 내부에는 입상의 여재가 충전되어 여과상(2,2a)이 구성되고 그 하부에는 상기 여과상을 지지하는 지지층(3)이 구비되어 구성되는 여과셀(1,1a)이 2개 이상 다수개가 중첩되고, 상기 여과셀들에는 각각 원수유입구(12,12a)가 구비되며 여과셀들의 하부 집수부(4)는 여과수가 서로 교통하도록 연통되어 다수개의 여과셀에서 동시에 여과가 진행될 수 있도록 구성된 여과장치에서, 상기 원수유입구에는 원수유입유로(11)와 오탁수유출유로(21)가 연결되고 상기 원수유입유로와 오탁수유출유로가 교차되는 지점에는 3방향밸브등의 3방향유로조절수단(25,25a)을 설치하고 여과상의 상부 유입부는 유량을 균등하게 분배할 수 있도록 하는 유공관등에 의한 수중오리피스[도면 미표기]를 구비할 수도 있다. 상기 3방향유로조절수단의 작동에 의하여 여과시에는 원수가 여과셀로 유입되고 역세척시에는 원수유입이 중지되고 오탁수가 유출되도록 유로가 변경되어 여과와 역세척이 이루어지게 된다.

역세척이 완료된 상기 여과셀의 오탁수유출유로를 밀폐하게 되며 수위가 원상으로 상승되고 역세척에 의하여 팽창된 여상이 가라앉는 안정화가 진행된다. 여상이 안정화된 후에 상기 여과셀에 원수를 유입시켜 여과를 재개하게 되며 이러한 과정을 반복하여 고형물이 축적된 여과셀을 선별하여 역세를 진행할 수 있게 된다.

상기 여과상의 표면에 형성되는 고형물의 압밀층을 교란하거나 여과상의 표층부를 교란하기 위한 교반수단[도면생략]은 브릿지 또는 체인등에 현가된 갈퀴, 블레이드등의 장치로 구성하거나, 또는 송풍기 또는 펌프와 연결되는 산기관이나 노즐을 이용할 수 있으며, 이러한 교반수단은 종래의 산업기계, 수처리장치를 응용할 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.

도3은 본 고안에 따른 여과장치 제2실시예를 나타내는 개략적인 부분절개사시도이다.

본 실시예에서의 여과장치는 여과셀의 좌우에 각각 개수로 형태의 원수유입유로(11)와 오탁수유출유로(21)가 구비되고 원수유입구(12,12a)와 오탁수유출구(22,22a)에는 수문(Gate)형태의 원수유입조절수단(13)과 오탁수유출조절수단(23,23a)이 구비된다. 여과가 진행되는 여과셀에는 원수유입구가 개방되고 오탁수유출구는 밀폐되며, 역세가 진행되는 여과셀(1a)에는 원수유입구(13a)가 밀폐되고 오탁수유출조절수단(23a)이 작동되어 오탁수유출구(22a)가 개방되는 구성이다.

상기 유로(11,21)과 유로조절수단(13,22)들은 개수로와 수문에 국한되지 않으며 관수로와 밸브등으로 다양하게 구성될 수 있으며, 여과셀 각각에 수위계를 설치하여 유로조절수단과 연동하여 작동되기도 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 여과방법 및 여과장치를 고형물이 함유된 하폐수 또는 용수처리에 이용하게 되면 다음과 같은 효과가 있다.

① 여과가 중지되지 않고서도 계속 역체척이 진행되므로 여과 및 역세척을 위한 소요압력과 여과유량의 변화가 적고 균일하다.

② 유로의 조작만으로 여과 또는 역세척이 이루어지므로 장치의 구성이 단순하고 고장율이 낮다.

③ 다수개의 여과셀에서 역세척이 필요한 소수의 여과셀을 선별하여 교대로 역세척 할 수 있으므로 장치의 가동율이 높다.

④ 여과상태에서도 계속 역세척을 진행하므로 역세척에 따른 유량 및 오염부하가 거의 균일하고 따라서 오탁수처리가 용이하며 오탁수처리시설의 규모가 축소되어 경제적이다.

⑤ 여과 및 역세효율이 우수하고 동력소요가 적다.

Claims (3)

1. 그 내부에는 입상의 여재가 충전되어 여과상(2,2a)이 구성되고, 그 하부에는 상기 여과상을 지지하는 지지층(3)이 구비되어 구성되는 여과셀(1,1a)이 2개 이상 다수개가 중첩되고, 상기 여과셀들에는 원수와 오탁수의 유출입구가 구비되며 하부 집수부는 여과수가 서로 교통하도록 연통되고, 상기 원수와 오탁수의 유출입구에는 원수유입유로와 오탁수유출유로가 연결되고, 상기 원수유입유로와 오탁수유출유로에는 유로조절수단이 구비된 것을 특징으로 하는 여과장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 여과상(2,2a)의 상부에는 여과상의 표면에 형성되는 고형물의 압밀층을 제거 및 교란하거나 여과상의 표층부를 교란할 수 있도록 하는 갈퀴, 스크레이퍼등의 교반수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 교반수단은 공기가 분출되는 산기관이거나, 또는 물이 분수되는 노즐인 것을 특징으로 하는 여과장치.