KR100194329B1 - 수처리용 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리용 여과장치에 관한 것으로서, 여과탱크의 내부에 삽입된 여과재에 의해 전처리수에 함유된 부유물질을 거르는 수처리용 여과장치에 있어서, 여과시 여과되기 전의 전처리수가 유입되는 전처리수탱크(51)와, 상기 전처리수탱크(51)로부터 유입된 물을 여과하도록 상기 전처리수탱크(51)에 연통된 여과수단(60)과, 상기 여과수단(60)에서 여과된 후처리수가 모이도록 상기 여과수단(60)에 연통된 후처리수탱크(53)와, 상기 여과재를 세척시 여과되기 전의 전처리수를 상기 후처리수탱크(53)에서 상기 여과수단(60)을 거쳐 상기 전처리수탱크(51)로 흐르게 하도록 상기 전처리수탱크(51) 및 후처리수탱크(53)에 연통된 관로에 배설된 다수의 밸브(55, 57, 58, 59)와, 상기 여과재를 세척시 상기 여과수단(60)내의 여과재를 들뜨게 하도록 일정한 압력의 공기를 공급하는 압축공기공급수단(70)을 구비한 것을 특징으로 하며, 이와같이 구성되어 있으므로, 적은 양의 여과재를 사용하여 여과효율을 높임과 동시에 세척효율 및 세척도를 높일 수 있다.

Description

수처리용 여과장치

본 발명은 폐수, 오수 및 하수를 1차로 처리한 1차처리수나 기타 공업용수에 함유된 부유물질을 제거하는 수처리용 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로, 폐수, 오수 및 하수는 환경을 오염시키므로, 1차로 정화시켜 1차 처리수로 만든 후, 내나 강으로 방류시키게 되는 데, 1차로 처리한 상기 1차 처리수 및 공업용수는 각종 부유물질(Suspended Solids)을 함유하고 있다. 여기서, 상기 부유물질(Suspended Solids)은 0.1 미크론이상의 크기로 된 입자(유기물과 무기물)로 이루어진 고형물질로서, 물을 현탁하게 하므로 현탁물질이라고도 일컬어 진다.

상기 부유물질(현탁물질)을 함유한 물(즉, 1차 처리수 및 공업용수, 이하, 전처리수라 한다.)는 그상태로 가정이나 산업현장에서 일반용수로 사용하기에는 부적합하다. 따라서, 전처리수를 2차로 처리하여 사용하므로서 상수 및 수자원을 절약하여 에너지절감효과를 높이는 수처리용 여과기가 개발되어 있다.

상기 여과기에서 일정기간 동안 전처리수를 여과하는 여과작동이 이루어지면, 여과재에 상기 부유물질이 부착되므로 여과능력이 떨어지게 된다. 상기 여과재에 부착된 상기 부유물질로 말미암아 여과능력이 저하하면, 상기 여과재를 청소하거나 교체하여 여과능력을 향상시켜야 한다. 따라서, 상기 여과재에 대한 청소 및 여과재의 교체기간에는 수처리를 할 수 없으므로, 연속적인 수처리를 할 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 여과재에 부유물질의 부착됨으로 인하여 여과능력이 떨어지면, 여과재를 세척함에 의해 상기 여과재를 연속적으로 사용함과 동시에 수처리를 연속적으로 하도록 본 출원인에 의해 고안된 수처리용 여과기가 대한민국 특허청에 1995년 12월 30일자로 실용신안등록 출원(출원번호제95-54913호)되어 있다.

상기 실용신안등록 출원번호제95-54913호로 출원된 수처리용 여과기는 제1도에 도시한 바와 같이, 본체(1)의 내부에는 전처리수가 여과되도록 여과망(3)의 상측에는 여과재(5)가 삽입되고, 상기 여과재(5)의 상측에는 상기 여과재(5)에 전처리수(여과되기 전의 물)가 스프레이 되도록 스프레이수단(7)이 배설되며, 상기 본체(1)의 일측에는 펌프(9) 및 저장조(11)가 배설되며, 부유물질이 부착된 상기 여과재(5)를 세척하도록 상기 본체(1)에는 상기 여과재(5) 및 전처리수를 교반하는 교반수단(13)이 배설되며, 상기 본체(1)의 저면에는 전자밸브(15, 17)가 각각 설치된 유출관(19, 21)이 접속된 구조로 되어 있다.

상기 스프레이수단(7)은 상기 원통관(23)의 원주면에 다수의 관통구멍(23a)이 형성되어 상기 관통구멍(23a)을 통하여 전처리수가 분사되는 구조로 되어 있다.

상기 교반수단(13)은 회전축부재(25)를 구동하는 동력을 발생하도록 상기 본체(1)의 상측에 모터(27)가 배설되고, 상기 여과재(5)의 내부에 부착된 부유물질을 상기 여과재(5)의 표면에서 분리하여 상기 여과재(5)를 상측으로 이동시켜 교반하도록 이송날개(29)가 상기 회전축부재(25)의 중간부에 형성되며, 상기 본체(1)의 내부에 유입된 전처리수와 상기 여과재(5)의 표면에서 분리된 부유물질을 교반하여 상기 여과재(5)의 표면에서 분리된 부유물질을 본체(1)의 외부로 용이하게 배출시키도록 상, 하측회전날개(31, 33)가 상기 회전축부재(25)의 상하측부에 각각 형성된 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 상, 하측회전날개(31, 33)는 상기 부유물질 및 전처리수를 반대방향으로 교반하도록 서로 대칭되게 형성된 구조로 되어 있다.

이와같이 구성된 종래 수처리용 여과기(실용신안등록 출원번호 제95-54913호)에서, 도시하지 않은 조작스위치를 조작함에 의해 펌프(9)가 동작하면, 저장조(11)의 내부에 유입한 전처리수는 스프레이수단(7)에 유입하고, 상기 스프레이수단(7)을 통하여 전처리수는 여과재(5)의 상측에 스프레이 된다. 이때, 전자밸브(17)는 닫혀 있고 전자밸브(15)는 열려 있다.

따라서, 상기 전처리수는 상기 여과재(5)를 통과하면서 여과되고, 여과된 물(이하, 후처리수라 한다)은 본체(1)의 하측에 연결된 전자밸브(15)및 유출관(19)을 통해 일정한 장소로 유동한다.

다음에, 여과기에서 일정시간 동안 전처리수를 여과하는 여과작동이 이루어지면, 상기 여과재(5)에 상기 부유물질이 부착되어 여과능력이 떨어지므로, 조작스위치를 조작하게 되면, 상기 전자밸브(15)는 닫히고 전자밸브(17)는 열리며, 상기 모터(17)가 동작하고, 상기 모터(17)에 결합된 회전축부재(25)는 회전한다.

따라서, 상기 회전축부재(25)의 중간부에 형성된 이송날개(29)에 의해 여과재(5)는 상측으로 이동하면서 교반되고, 상기 회전축부재(25)의 상측부에 형성된 회전날개(31)에 의해 여과재(5)에 부착된 부유물질이 상측으로 이동하면서 분산되고, 상기 회전축부재(25)의 하측부에 형성된 회전날개(33)에 의해 부유물질이 하측으로 용이하게 이동하여, 부유물질을 함유한 전처리수는 전자밸브(17) 및 유출관(21)을 순차적으로 통해 도시하지 않은 재처리조로 유동한다. 이때, 상기 회전날개(31, 33)는 그 형상이 대칭으로 되어 있으므로 회전방향은 동일하지만 부유물질을 함유한 전처리수를 반대방향으로 이동시키는 데, 상기 회전날개(31)는 부유물질을 분산시키므로써 부유물질이 하측으로 용이하게 빠지도록 한다.

다음에 일정한 시간이 경과하면, 도시하지 않은 제어수단의 제어에 의해 모터(27)가 멈추어 이송날개(29)및 회전날개(31, 33)에 의한 교반동작이 멈추고, 일정시간 동안 전처리수는 전자밸브(17) 및 유출관(21)을 순차적으로 통해 도시하지 않은 재처리조로 유동한다. 따라서, 상기 여과재(5)로부터 분리되어 본체(1)의 내부에 잔류하는 부유물질은 전자밸브(17)및 유출관(21)을 순차적으로 통해 도시하지 않은 재처리조로 유동한다.

그리고, 일정한 시간이 경과하면, 도시하지 않은 제어수단의 제어에 의해 전자밸브(17)는 닫히고 전자밸브(15)는 열리어, 정상적인 여과공정이 계속된다.

이와같이 종래 수처리용 여과기에서는 펌프가 연속적으로 동작하면서 수처리는 연속하여 이루어 진다.

그런데, 이와같이 연속적으로 수처리를 하는 종래 수처리용 여과기에서는, 여과재의 세척시에 교반수단(13)에 의해 여과재(5)를 교반하면서 여과재(5)에 부착된 부유물질을 이탈시켜 부유물질이 함유된 전처리수를 여과시의 방향과 동일한 방향으로 유츌시키므로, 세척시간이 많이 걸리고 세척도가 양호하지 못하여 처리효율이 낮다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 수처리용 여과기에서는 하나의 본체에 여과재를 삽입하여 여과하므로 동일한 양의 여과재에 대한 처리효율이 낮다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 적은 양의 여과재를 사용하여 여과효율을 높임과 동시에 세척효율 및 세척도를 높이는 수처리용 여과장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 종래 수처리용 여과기를 나타내는 개략적인 부분종단면도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 수처리용 여과장치를 나타내는 구성도.

제3도는 제2도에서 화살표 A-A선에 따른 단면도.

제4도는 제3도의 여과망의 일부종단면도.

제5도는 본 발명의 일실시예에 의한 수처리용 여과장치에서 여과시의 작동 상태도.

제6도는 본 발명의 일실시예에 의한 수처리용 여과장치에서 여과재의 세척시의 작동상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 전처리 탱크 53 : 후처리 탱크

55, 57, 58, 59 : 제1, 제2, 제3, 제4밸브 60 : 여과수단

61 : 여과탱크 63 : 여과재

65 : 여과노즐 67 : 여과망

70 : 압축공기공급수단

본 발명에 의한 수처리용 여과장치는 여과탱크의 내부에 삽입된 여과재에 의해 전처리수에 함유된 부유물질을 거르는 수처리용 여과장치에 있어서, 여과시 여과되기 전의 전처리수가 유입되는 전처리수탱크와, 상기 전처리수탱크로부터 유입된 물을 여과하도록 상기 전처리수탱크에 연통된 여과수단과, 상기 여과수단에서 여과된 후처리수가 모이도록 상기 여과수단에 연통된 후처리수탱크와, 상기 여과재를 세척시 여과되기 전의 전처리수를 상기 후처리수탱크에서 여과수단을 거쳐 전처리수탱크로 흐르게 하도록 상기 전처리수탱크 및 후처리수탱크에 연통된 관로에 배설된 다수의 밸브와, 상기 여과재를 세척시 상기 여과수단내의 여과재를 들뜨게 하도록 일정한 압력의 공기를 공급하는 압축공기공급수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 여과수단은 그 양측이 관로에 의해 상기 전처리수탱크 및 후처리수탱크에 연통되어 병렬로 배설된 다수의 여과탱크와, 상기 여과탱크내에 유입된 전처리수를 여과하도록 상기 각 여과탱크내에 삽입된 여과재와, 상기 여과재의 상부에서 전처리수를 뿌리도록 여과탱크의 내부에 배설된 여과노즐과, 상기 여과재가 유출하지 않도록 상기 여과재를 받치는 여과망으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제2도에 도시한 바와 같이, 여과시 여과되기 전의 전처리수가 유입되는 전처리수탱크(51)의 하측에는 상기 전처리수탱크(51)로부터 유입된 물을 여과하도록 여과수단(60)이 배설되어 있고, 상기 여과수단(60)의 하측에는 상기 여과수단(60)에서 여과된 후처리수가 모이도록 상기 여과수단(60)에 연통된 후처리수탱크(53)가 배설되어 있고, 상기 전처리수탱크(51)의 입출구부에는 관로를 매개로 제1밸브(55) 및 제2밸브(57)가 배설되어 있고, 상기 후처리수탱크(53)의 입출구부에는 관로를 매개로 제3밸브(58) 및 제4밸브(59)가 배설되어 있으며, 상기 여과수단(60)내부로 일정한 압력의 공기를 공급하는 압축공기공급수단(70)이 상기 여과수단(60)에 연통배설되어 있다.

상기 제1밸브(55) 및 제3밸브(58)는 펌프(81)를 매개로 전처리수조(83)에 연통되어 있고, 상기 제2밸브(57)는 후술하는 여과재의 세척시에 유출한 물을 저장하는 집수조(85)에 연통되어 있고, 상기 제4밸브(59)는 여과된 후처리수를 저장하는 후처리수조(87)에 연통되어 있다.

상기 전처리수탱크(51) 및 후처리수탱크(53)는 원통형의 탱크로서, 지지대(89)에 의해 그 양측이 각각 지지되어 있다. 상기 진처리수탱크(51)에는 그 내부의 압력을 조정하도록 압력계(93) 및 압력스위치(95)가 연결되어 있다.

상기 여과수단(60)은 그 양측이 관로에 의해 상기 전처리수탱크(51) 및 후처리수탱크(53)에 연통되어 병렬로 배설된 다수의 여과탱크(61)와, 상기 여과탱크(61)내에 유입된 전처리수를 여과하도록 상기 각 여과탱크(61)내에 삽입된 여과재(63)와, 상기 여과재(63)의 상부에서 전처리수를 뿌리도록 여과탱크(61)의 내부에 배설된 여과노즐(65)과, 상기 여과재(63)가 유출하지 않도록 상기 여과재(63)를 받치는 여과망(67)으로 이루어져 있다.

이때, 상기 여과수단(60)의 여과탱크(61)는 각각 밸브(97)를 매개로 상기 후처리수탱크(53)에 연통되어 있다.

상기 여과탱크(61)는 원통형 탱크로서, 그 원주면에는 그 내부를 볼 수 있도록 투시창(61a)이 형성되어 있다.

상기 여과재(63)는 직경이 0.8-1.2㎜의 모래, 활성탄 또는 이온수지로 되어 있다.

상기 여과노즐(65)은 원통형관의 외주면에 다수의 구멍이 형성되어 전처리수가 그 압력에 의해 사방으로 뿌려지게 되어 있다.

상기 여과망(67)은 제3도 및 제4도에 도시한 바와 같이, 사다리꼴단면형의 막대가 일정한 간격(L)을 두고 여과탱크(61)의 내부에 배설된 구조로 되어 있다. 이때, 상기 간격(L)은 상기 여과재(63)가 빠지지 않도록 대체로 0.2-0.6㎜로 되어 있다.

상기 압축공기공급수단(70)은 공기를 압축하는 압축기(71)와, 상기 압축기(71)에서 압축된 공기를 일시적으로 저장하는 공기탱크(73)와, 상기 공기탱크(73)내부의 공기를 상기 여과탱크(61)에 필요에 따라 공급하도록 유로를 개폐하는 다수의 밸브(75)(77)를 구비하고 있다. 상기 공기공급라인은 상기 여과탱크(61)와 밸브(97)사이의 관로에 연결되어 있다.

상기 지지대(89)에는 시스템을 제어하도록 제어수단(99)이 배설되어 있고, 상기 전처리수조(83)에는 그 내부에 유입된 전처리수의 레벨을 감지하도록 레벨스위치(101)가 배설되어 있다.

상기 레벨스위치(101)는 상기 전처리수조(83)에 유입된 전처리수가 일정한 범위의 레벨을 유지하도록 각각 길이가 다른 3개의 감지봉을 구비하고 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 수처리용 여과장치에서, 제어수단(99)의 도시하지 않은 조작스위치를 조작하여 제2밸브(57) 및 제3밸브(58)를 닫고, 제1밸브(55)와 제4밸브(59)를 열며, 펌프(81)를 동작시키면, 제5도에 도시한 바와 같이, 전처리수조(83)의 내부에 유입한 전처리수는 펌프(9) 및 제1밸브(55)를 순차적으로 통하여 전처리수탱크(51)에 유입한 후, 여과수단(60)의 각 여과탱크(61)에 분산되어 유입한다. 이때, 상기 레벨스위치(101)에 의해 감지되는 수위에 따라 제어수단의 제어에 따라 도시하지 않은 밸브가 작동하여 상기 전처리수조(83)는 일정한 범위의 변동내에서 수위를 유지하고 있다.

상기 여과탱크(61)에 유입한 전처리수는 여과노즐(65)을 통하여 여과재(63)의 상측에 스프레이 된다. 이때, 밸브(97)는 열려있고, 압축공기공급수단(70)의 밸브(75, 77)는 닫혀 있다.

상기 전처리수는 상기 여과재(63)를 통과하면서 여과되고, 여과된 후처리수는 후처리수탱크(53)에 모여 제4밸브(59)를 통해 후처리수조(87)에 유입한다.

다음에, 여과기에서 일정시간 동안 전처리수를 여과하는 여과작동이 이루어지면, 상기 여과재(63)에 상기 부유물질이 부착되어 여과능력이 떨어지므로, 상기 제어수단(99)의 조작스위치를 조작하여 제2밸브(57) 및 제3밸브(58)를 열고, 제1밸브(55)와 제4밸브(59)를 닫으며, 압축공기공급수단(70)의 압축기(71)를 동작시키면, 제6도에 도시한 바와 같이, 전처리수조(83)의 내부에 유입한 전처리수는 펌프(81) 및 제3밸브(58)를 순차적으로 통하여 후처리수탱크(53)에 유입한 후, 밸브(97)를 통해 상기 여과수단(60)의 각 여과탱크(61)에 분산되어 유입한다. 이때, 압축공급수단(70)의 밸브(75)(77)는 열린다.

한편, 압축공기공급수단(70)의 압축기(71)에서 압축된 후, 공기탱크(73)에 모인 압축공기(공기압 3-6㎏/㎠)는 밸브(75)(77)를 통해 각 여과탱크(61)의 내부에 유입되고, 상기 압축공기에 의해 상기 여과재(63)는 상측으로 이동하면서 교반되고, 상기 여과재(63)에 부착된 부유물질이 상측으로 이동하면서 분산되며, 부유물질을 함유한 전처리수는 여과노즐(65)을 통과하여 전처리수탱크(51)에 모인 후 제2밸브(57)를 통해 집수조에 유입한다.

다음에 일정한 시간이 경과하면, 압축공기공급수단(70) 및 펌프(81)의 작동이 멈추고, 들뜬 여과재(63)가 가라 앉도록 기다린 후, 제5도에 도시한 바와 같은 여과공정을 계속 한다.

이와같이 구성된 수처리용 여과장치에 의하면, 여과재의 세척시에 공기압에 의해 여과재에 부착된 부유물질을 이탈시켜 부유물질이 함유된 전처리수를 여과시의 방향과 반대방향으로 유출시키므로, 세척시간이 적게 걸리고 세척도가 양호하며, 처리효율이 높다.

그리고, 다수의 여과탱크로 전처리수가 분산되어 여과되므로 여과재의 양에 대한 처리효율이 높아진다.

또한, 여과망이 막대형으로 되어 있으므로, 일반 여과망에 비해 배수효율이 높다.

Claims (3)

1. 여과탱크의 내부에 삽입된 여과재에 의해 전처리수에 함유된 부유물질을 거르는 수처리용 여과장치에 있어서, 여과시 여과되기 전의 전처리수가 유입되는 전처리수탱크(51)와, 상기 전처리수탱크(51)로부터 유입된 물을 여과하도록 상기 전처리수 탱크(51)에 연통된 여과수단(60)과, 상기 여과수단(60)에 연통된 후처리수탱크(53)와, 상기 여과재를 세척시 여과되기 전의 전처리수를 상기 후처리수탱크(53)에서 상기 여과수단(60)에서 여과된 후처리수가 모이도록 상기 여과수단(60)을 거쳐 상기 전처리수탱크(51)로 흐르게 하도록 상기 전처리수탱크(51) 및 후처리수탱크(53)에 연통된 관로에 배설된 다수의 밸브(55, 57, 58, 59)와, 상기 여과재를 세척시 상기 여과수단(60)내의 여과재를 들뜨게 하도록 일정한 압력의 공기를 공급하는 압축공기공급수단(70)을 구비한 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 여과수단(60)은 그 양측이 관로에 의해 상기 전처리수탱크(51) 및 후처리수탱크(53)에 연통되어 병렬로 배설된 다수의 여과탱크(61)와, 상기 여과탱크(61)내에 유입된 전처리수를 여과하도록 상기 각 여과탱크(61)내에 삽입된 여과재(63)와, 상기 여과재(63)의 상부에서 전처리수를 뿌리도록 여과탱크(61)의 내부에 배설된 여과노즐(65)과, 상기 여과재(63)가 유출하지 않도록 상기 여과재(63)를 받치는 여과망(67)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 여과망(67)은 막대가 일정한 간격(L)을 두고 여과탱크(61)의 내부에 배설된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.

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