KR0127594Y1 - 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치에 관한 것이다. 종래 역세척수 공급수단은 단순히 정격유량을 공급하도록 되어 있어 여과지 전역에 걸쳐서 균압 분배가 어렵고 여과재의 유실이나 상하 교체가 초래되며 역세척 효과가 저하되는 문제점이 있었다. 또한 역세척 유량을 초기유량과 정격유량으로 제어하는 방식이 안출되었으나, 이 경우 복수대의 펌프 또는 밸브를 설치하고 이들을 각각 제어하는 것이므로 비경제적이며 그 운전 조작이 번거롭게 되는 문제점이 있었다. 본 고안은 역세척수 공급수단을 구성하는 역세척수 공급본관의 도중에 역세척 주밸브를 설치하고, 이 역세척 주밸브의 양단에 역세척수 공급본관보다 직경이 작은 바이패스관을 연결하여 이 바이패스관의 중간에 바이패스밸브를 설치함으로써 역세척 초기에는 역세척 주밸브를 닫고 바이패스밸브만 개방하여 초기유량을 얻으며 역세척 후기에는 역세척 주밸브를 개방하여 정격유량을 얻도록 함으로써 역세척수를 여과지 전역에 걸쳐서 균압 분배할 수 있어 여과재의 유실이나 상하 교체를 방지할 수 있으면서도 경제적이며 운전 조작이 간편, 용이하게 되도록 한 것이다.

Description

급속여과지의 역세척 유량 조절 장치

제1도는 본 고안에 의한 역세척 유량 조절 장치가 적용되는 급속여과지의 평면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 급속여과지에 있어서 여과정수과정의 물흐름도.

제4도는 급속여과지에 있어서 역세척과정의 물+공기흐름도.

제5도는 제1도의 B-B선 단면도.

제6도는 본 고안에 의한 역세척 유량 조절 장치의 일 실시예를 보인 계통도.

제7도는 본 고안에 의한 역세척 유량 조절 장치의 다른 실시예를 보인 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 여과지 20 : 원수유입수단

30 : 정수유출수단 40 : 역세척수 공급수단

41 : 역세척수 공급관 42 : 역세척밸브

43 : 역세척수 공급본관 44 : 역세척수 공급펌프

45 : 역세척 주밸브 46 : 바이패스관

47 : 바이패스밸브 48 : 역세척수 공급수조

본 고안은 급속여과지의 역세척(재생) 장치에 관한 것으로, 특히 급속여과지를 세척시 역세척수 공급 방식을 초기 공급과 후기 공급으로 구분하여 초기에는 유량을 적게하고 후기에는 정유량(定流量)을 공급하는 역세척 유량 조절 방식으로 역세척의 효과를 높일 수 있도록 한 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 급속여과지는, 내,외벽(11,12)에 의하여 양측에 형성되며 그 내부에 여과재층(16)이 장입되는 여과영역(13,14)과 이 여과영역(13,14)의 하부에 설치되는 압력실(15)을 가지는 여과조(10)와, 이 여과조(10)의 일측에 설치되어 원수유입거(21)와 원수유입웨어(22)와 원수유입거(21)와 원수유입웨어(22)사이에 설치되는 원수유입밸브(23)(또는 유입구) 및 양측 여과영역(11,12)에 원수를 배분시키는 원수배분거(24)를 가지는 원수유입수단(20)과, 상기 압력실(15)에 정수유출구(31)을 통하여 연결되는 정수집수거(32)와 이 정수집수거(32)에 연결되는 정수관(33)과 이 정수관(33)에 설치되는 정수밸브(34)와 상기 정수관(33)의 상측에 설치되는 정수웨어(35) 및 정수웨어(35)에서 월류된 정수를 송출하는 정수거(36)를 가지는 정수유출수단(30)과, 상기 정수집수거(32)에 연결되는 역세척수 공급관(41)과 이 역세척수 공급관(41)에 설치되는 역세척밸브(42)와 상기 역세척수 공급관(41)에 역세척수를 공급하는 역세척수 공급본관(43)을 가지는 역세척수 공급수단(40)과, 상기 내벽사이에 형성되는 역세척수 배수거(51)와 상기 원수유입웨어(22)의 하부에서 상기 역세척수 배수거(51)에 연결되는 역세척수 배수구(52)와 이 역세척수 배수구(52)와 역세척수 배수거(51)사이를 개폐하는 배수밸브(53)와 역세척수 배수구(52)에 연결되는 역세척수 배수본거(54)를 가지는 역세척수 배출수단(50) 및 상기 압력실(15)의 상측에 설치되는 공기배분구(61)와 이 공기배분구(61)에 공기를 공급하는 공기공급관(62)에 공기를 공급하는 공기공급본관(64)을 가지는 공기공급수단(60)으로 구성된다.

이러한 급속여과지에서의 여과 방식은 원수유입수단(20)의 원수유입거(21)→원수유입밸브(23)(또는 유입구)→원수유입웨어(22)를 통하여 병행 운전되고 있는 여과지별로 유입량이 균등하게 배분되며, 유입되는 원수는 원수분배거(24)를 통하여 여과영역(13,14)내의 여과재층(16)의 상층에 유입된다.

유입된 원수는 여과사층과 같이 비교적 굵은 입상층인 여과재층(16)을 빠른 유속으로 통과되면서 주로 여과재에 부착되거나 여과재에서의 체 작용으로 현탁물질을 제거하여 정수를 생산하는 여과 정수방식으로 제거 대상인 현탁물질을 미리 응집처리되어 분리되기 쉬운 상태의 플로크가 되어야 하며 주로 여과재 표면에서의 역류가 여과 작용의 주된 요건이 되므로 여과 표면에서 가능한 한 많은 부착작용이 일어나게 함으로서 여과 작용이 유효하게 이루어지는 것이다.

여과된 정수는 제3도 및 제5도의 우측 그림과 같이 압력실(15)로 유입되어 정수유출구(31)을 통해 정수집수거(32)로 집수된 후 정수관(33)과 정수웨어(35)를 통하여 정수거(36)로 유출되는 것이다.

이러한 여과 작용이 반복됨에 따라 여과재층이 폐색(閉塞)되면 여과를 중단하고 세척(재생)을 하여야 하며, 이러한 세척은 여과 효과에 큰 영향을 미치므로 여과지 전체에 걸쳐서 균등하고 유효한 세척이 이루어져야 한다.

여기서 균등한 세척이란 여과 표면 전역 및 여과재층(16)의 심층부에서도 가능한 한 청정한 여과재를 유지할 수 있도록 하는 것을 말한다.

역세척 효과가 불충분할 경우에는 여과 지속 시간의 감소, 여과 정수 수질의 악화, 머드 볼(Mud Ball)의 발생 외에도 여과재층(16)의 구열(龜裂), 여과재층(16) 표면의 불균일, 여과조의 내,외벽과 여과재층(16)간에 간격이 생기는 등 여러 가지 장해요인이 될 뿐만 아니라 역세척 손실수량의 증가로 생산량의 감소를 초래하게 된다.

종래 사용되고 있는 세척(재생) 방식으로서는 물 세척 방식과 공기+물 세척 방식이 있다.

'물 세척 방식은 표면 세척과 역세척을 조합한 방식으로서 제4도에 도시한 바와 같이 정수밸브(34)를 닫고 역세척밸브(42)을 열어 역세척수 공급본관(43)으로부터 역세척수 공급관(41)을 통하여 압력실(15)내로 역세척수를 공급하면 역세척수(W₂)가 여과재층(16)을 역류하면서 여과재층(16)의 탁질은 표면 세척의 수류에 의한 전단력으로써 파괴하고 여과층은 유동상태가 될 때까지 역세척수의 속도를 높여 여과재 상호간에 충돌, 마찰이나 수류에 의한 전단력으로 부착 탁질을 떨어뜨려 여과층에서 배출시키는 방식이다.

여과재층(16)을 역세척한 역세척수는 제4도 및 제5도의 좌측 그림과 같이 역세척수 배수거(51)→배수밸브(53)→배수구(52)→배수본거(54)로 배출된다.

공기+물 세척 방식은 공기와 물을 조합한 역세척 방식으로서 제5도의 좌측 그림에 도시한 바와 같이 정수밸브(34)를 닫고 공기공급수단(60)의 공기공급밸브(63)을 열어 역세척 공기공급본관(64)로부터 역세척공기 공급관(62)을 통하여 정수집수거(32)에 공급하면 공기분배구(61)을 통하여 압력실(15)로 공급되며 공기의 상승 기포의 미진동에 의하여 여과재층(16)의 부착 탁질을 떨어뜨린 다음 비교적 저속의 역세척수로 여과재층(16)으로부터 탁질을 배출시키는 방식으로 물 세척 방식에 비하여 세척 효과가 높을 뿐 아니라 표면 세척 설비 및 배수 트랩이 없고 역세척 수량이 적다는 점에서 경제적이며 효과적이다.

이와 같이 어떠한 세척 방식이든 역세척수의 공급이 필요하게 되므로 세척(재생시) 공급되는 역세척수의 공급 조건은 매우 중요하다.

종래의 물 세척 방식에서는 초기에서부터 정유량(0.6∼0.9m³/m²/min)을 공급하는 방식이므로 역세척 초기에 정격유량이 금속히 유입됨에 따라 역세척수를 여과지 전역에 균등하게 균압 배분할 수 없으며, 이로 인하여 지엽적인 상승 유속을 증가시키므로 여과재의 유실이나 여과재층(16)의 상하 교체를 초래하고 급속여과지 전역에 걸쳐서 역세척이 균등하게 이루어지지 않는 등 역세척 효과를 감소시키게 되는 문제점이 있었다.

또한 공기+물 세척 방식에서는 압력실내에 공기(0.8±10%공(空)m³/m²/min)를 먼저 공급하고 이 공기가 압력실내에 공기 압력층을 형성하고 있을 때 역세척수가 정격 유량(0.22±10% m³/m²/min)으로 갑자기 유입되면 압력실에 형성된 공기 압력층이 순간적으로 불균등하게 작용되어 공기 압력층과 역세척수의 균압이 순간적으로 파괴되면서 순간적인 상승압이 되는 비정상기(非正常期)를 거쳐 다시 정상기(正常期)로 되돌아오게 되는데 이때 순간적인 비정상기에서의 헌팅(Hunting) 현상에 의하여 하부집수장치(스트레이너 및 여과블럭)에 심각한 영향을 주게 되는 문제점도 있었다.

종래 역세척수의 유량을 조절하기 위한 방법으로서는 밸브제어에 의한 유량제어방법과 펌프의 운전대수에 의한 유량제어방법이 알려지고 있다.

밸브제어에 의한 유량제어방법은 역세척수 공급본관(43)에 주밸브를 설치하고 이 밸브의 개폐정도를 제어하는 것에 의하여 공급되는 역세척수의 유량을 제어하는 방식으로서 설치가 간단하게 되는 장점은 있으나 밸브의 기능이 유량조절기능이므로 유량계를 설치하는 비용이 증가되고 초기 유량조절을 위한 밸브의 개방 범위를 설정하는데 어려움이 있으며, 유량조절을 위하여 단순히 개폐조작하는 것이 아니고 개방정도를 조절하는 것이므로 콘트롤이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

또한 펌프의 운전대수에 의한 제어방법은 역세척수 공급본관(43)에 초기유량 공급펌프와 정격유량 공급펌프를 병설하여 초기에는 초기유량 공급펌프만 가동시키고 정량 공급시에는 초기유량 공급펌프와 정격유량 공급펌프를 동시에 가동시키는 것에 의하여 정격유량이 공급되도록 하는 방식으로서 펌프의 설치대수가 증가되는 등 비경제적이며 운전 조작이 복잡하게 되고 유량조절의 호환성이 없다는 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 급속여과지의 역세척 초기에는 역세척수의 유량을 적게하고 후기에는 정유량을 공급하므로서 여과지 전역에 걸쳐서 균압 배분할 수 있어 여과재층(16)의 상하가 교체되지 않고 여과 효과를 향상시킬 수 있으면서도 경제적이며 운전 조작이 간편하게 되도록 한 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치를 제공하려는 것이다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 급속여과지의 역세척수 공급수단을 구성하는 역세척수 공급본관의 도중에 역세척 주밸브를 설치하고, 이 역세척 주밸브의 양단에 역세척수 공급본관보다 직경이 작은 바이패스관을 연결하여 이 바이패스관의 중간에 바이패스밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치가 제공된다.

이하, 본 고안에 의한 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

내,외벽(11,12)에 의하여 양측에 여과영역(13,14)과 이 여과영역(13,14)의 하부에 설치되는 압력실(15)을 가지는 여과조(10)와, 이 여과조(10)의 일측에 설치되어 원수유입거(21)와 원수유입웨어(22) 및 양측 여과영역(11,12)에 원수를 배분시키는 원수배분거(23)를 가지는 원수유입수단(20)과, 상기 압력실(15)에 정수유출구(31)을 통하여 연결되는 정수집수거(32)와 이 정수집수거(32)에 연결되는 정수관(33)과 이 정수관(33)에 설치되는 정수밸브(34)와 상기 정수관(33)의 상측에 설치되는 정수웨어(35) 및 정수웨어(35)에서 월류된 정수를 유출하는 정수거(36)을 가지는 정수유출수단(30)과, 상기 정수집수거(32)에 연결되는 역세척수 공급관(41)과 이 역세척수 공급관(41)에 설치되는 역세척밸브(42)와 상기 역세척수 공급관(41)에 역세척수를 공급하는 역세척수 공급본관(43)을 가지는 역세척수 공급수단(40)과, 상기 내벽사이에 형성되는 역세척수 배수거(51)와 상기 원수유입웨어(22)의 하부에서 상기 역세척수 배수거(51)에 연결되는 역세척수 배수구(52)와 이 역세척수 배수구(52)와 역세척수 배수거(51)사이를 개폐하는 배수밸브(53)와 역세척수 배수구(52)에 연결되는 역세척수 배수본거(54)를 가지는 역세척수 배출수단(50) 및 상기 압력실(15)의 상측에 설치되는 공기배분구(61)와 이 공기배분구(61)에 공기를 공급하는 공기공급관(62)과 이 공기공급관(62)에 설치된 공기공급밸브(63)와 상기 공기공급관(62)에 공기를 공급하는 공기공급본관(64)을 가지는 공기공급수단(60)으로 구성된다.

제6도는 본 고안에 의한 역세척 유량 조절 장치의 일실시예를 도시하는 것으로, 이에 도시한 바와 같이 역세척수 공급본관(43)에 역세척수 공급원으로서의 역세척수 공급펌프(44)를 병렬로 연결하고, 역세척수 공급본관(43)의 도중에 역세척 주밸브(45)를 설치하며, 이 역세척 주밸브(45)의 양단에 역세척수 공급본관(43)의 직경보다 작은 직경의 바이패스관(46)을 연결하고, 이 바이패스관(46)에 유량조절용 바이패스밸브(47)를 설치한다.

제7도는 본 고안의 다른 실시예를 도시하는 것으로 역세척수 공급원으로서 일정 수두를 가지는 역세척수 공급수조(48)를 역세척수 공급본관(43)에 연결설치한 것이며, 여타 구성은 상술한 제6도의 실시예에서와 동일하므로 동일부분에 대하여는 동일부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 역세척 유량 조절 장치가 적용된 급속여과지에서의 여과 작용은 상술한 바와 같이 이루어지는 것이므로 여기서는 역세척 유량 조절 작용만 설명하기로 한다.

역세척수의 공급은 그 공급원으로서 펌프(44)를 사용하였을 경우에는 펌프의 펌핑압에 의하여 공급되며, 수조(48)를 사용한 경우에는 수두압에 의하여 공급되는 것이다.

역세척 초기에는 역세척 주밸브(45)을 잠그고 유량조절용 바이패스밸브(4)만 열어 역세척수의 수두압에 의하여 바이패스관(46)을 통하여 역세척수 공급본관(43)으로 공급되도록 한다. 역세척수 공급본관(43)으로 공급된 역세척수의 흐름 및 작용은 상술한 바와 같이 이루어진다.

이때 상기 바이패스관(46)은 그 직경이 역세척수 공급본관(43)의 직경보다 작게 형성되어 있으므로 역세척 초기에 정격유량에 비하여 작은 초기 유량이 공급된다.

한편, 바이패스관(46)의 자체 직경만으로 초기유량을 적합한 상태로 조절할 수 없을 경우에는 바이패스관(46)의 개폐정도를 미리 조절해 두는 것에 의하여 추후 역세척시에는 역세척밸브(42)만을 개방하는 것에 의하여 초기유량을 정확하게 조절할 수 있게 되는 것이다.

이어서 역세척 주밸브(45)가 열리게 되고 역세척수가 곧바로 역세척수 공급본관(43)을 통하여 정격유량으로서 공급된다.

따라서 본 고안에 의하면 역세척 초기에는 역세척수가 정격유량보다 작은 량의 초기유량으로 공급되며, 역세척 후기에는 역세척수가 정격유량으로 공급되므로 역세척수가 여과지 전역에 걸쳐서 균등하게 균일 배분되며, 지엽적인 상승 유속의 증가를 억제하여 여과재의 유실이나 여과재층의 상하 교체가 방지되고, 역세척이 여과지 전역에 걸쳐서 균등하게 이루어져 역세척 효과가 향상될 뿐만 아니라 최기 압력실(15)의 압력상승을 저하시켜 여과재의 하부집수장치(스트레이너 및 여과블럭)을 보호할 수 있게 되는 효과도 있다.

또한 공기+물 세척방식에 적용할 경우 초기유량이 정격유량보다 작으므로 역세척수에 앞서 공급된 공기의 압력층이 순간적으로 불균등하게 되는 일이 감소되며 공기 압력층과 역세척수의 균압이 순간적으로 상승되는 일이 적게 되어 초기이상 상승압의 발생이 억제되어 헌팅 현상이 감소되며, 이에 따라 역세척 효과가 향상되는 것이다.

또한 역세척수 공급원으로서 펌프(44)를 사용한 경우에도 하나의 펌프를 사용하면서도 펌핑 유량을 가변 제어하지 않고서도 초기유량과 정격유량을 조절할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 고안에 의하면 펌프의 설치대수를 증가시키거나 밸브의 개방정도를 제어하지 않고 단순히 역세척 주밸브만을 개폐조작하는 것만으로서 역세척 유량을 정확하게 조절할 수 있으므로 그 운전 조작이 간편, 용이하게 되는 효과가 있는 것이다.

또한 본 고안은 상술한 실시예들로서만 국한되는 것은 아니며, 본 고안의 사상 및 범위내에서 다양한 변형이 가능한 것이다.

Claims (3)

1. 급속여과지의 역세척수 공급수단을 구성하는 역세척수 공급본관의 도중에 역세척 주밸브를 설치하고, 이 역세척 주밸브의 양단에 역세척수 공급본관보다 직경이 작은 바이패스관을 연결하여 이 바이패스관의 중간에 바이패스밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 역세척수 공급본관에는 역세척수 수조가 연결설치된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 역세척수 공급본관에는 역세척수 공급펌프가 연결설치된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 역세척 유량 조절 장치.