KR100293903B1 - 유입유로 변경에 의한 역세척방법 및 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하폐수에 함유된 고형물을 분리 제거하는 여과장치 및 역세척 방법에 관한 것으로, 2계열로 이루어지고 교대로 원수유입이 이루어지도록 하는 원수유입 조절수단이 구비되어 있으며 하폐수가 유입되는 원수유입관과, 각각 원수유입관에 연결되어 있고 오탁수 유출관이 구비되어 있으며 필터로 구획된 2이상의 원수유입 체임버와, 필터로 구획되어 있으며 청정수 유출관을 구비하고 각각의 원수유입 체임버 사이에 위치한 청정수 체임버를 포함하여 구성된 역세척을 이용한 여과장치 및 그에 적용되는 여과방법을 제공한다. 본 발명에 이용하면 여과장치의 필터폐쇄를 방지함으로써 항상 좋은 여과성능을 유지할 수 있게 되고, 장치의 내구성을 높일 수 있으며, 여과용 필터가 교대로 계속 역세척되므로 여과 및 세척을 위한 소요압력이 균일하고 동력이 절약될 수 있게 된다.

Description

유입유로 변경에 의한 역세척방법 및 여과장치(Back Fresh Method Using Influent Direction Change & Fi1ter Apparatus Emp1oying the Same)

본 발명은 입자상 고형물을 포함하는 기체 또는 액체나 하폐수처리시설 및 정수처리시설에서 고형물을 분리하는 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과모듈을 이용하여 고형물을 여과분리하되, 구획된 여과 체임버에 유입되는 유로를 변경하여 역세척이 발생되게 함으로써, 여과모듈의 표면에 부착되는 고형물이 탈리 제거되어 여과모듈의 폐쇄를 방지하는 여과방법 및 이를 이용한 여과장치에 관한 것이다.

하폐수에 포함되어 있는 고형물을 분리하는데에는 원심력을 이용하는 하이드로사이크론, 중력을 이용하는 침전지, 여과기 등 다양한 장치와 방법들이 개발되어 사용되고 있다. 그러나 하이드로사이크론은 비중이 작거나 입경이 미세한 고형물에 대한 제거효율이 낮고, 침전지는 부지소요면적이 큰 문제점이 있었다. 한편 여과기는 미세한 입경도 효과적으로 제거할 수 있고 장치가 컴팩트하고 처리효율이 우수한 장점은 있었으나, 여과모듈의 표면에 고형물이 축적되어 여과속도가 감소되고 소요압력이 증가되는 문제점이 있었다. 따라서 종래의 여과기에서는 청정유체를 여과와 반대방향으로 압송하여 여과모듈의 표면에 축적된 고형물을 빈번하게 역세척(Back Fresh)시키거나 여과모듈을 교환해야하므로 가동율이 낮고 상당량 투입되는 청정유체가 역세척과정에서 다시 처리수룰 오염시키거나 여과모듈이 낭비될 뿐만아니라 고형물의 함량이 높은 유체에서는 사용이 제한되었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 여과모듈의 필터가 고형물에 의하여 막히는 것을 방지하여 처리속도를 증대시키고 여과장치의 가동율을 높히며 고형물농도가 매우 높은 유체에도 효율적으로 적용할 수 있는 역세척 여과방법 및 이 여과방법을 이용하는 여과장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 역세척을 이용한 여과방법은, 여과장치에서 필터로 구획된 각 원수유입 체임버로 원수를 유입시키는 2계열의 원수유입관이 교대로 개방과 폐쇄를 반복하면서 2계열의 원수유입 체임버에 교대로 원수를 공급하고, 여과장치의 필터를 통과한 청정수는 원수유입 체임버 사이에 있는 청정수 체임버로 모아서 청정수 유출관를 통하여 배출시키며, 원수유입관이 교대로 개방과 폐쇄를 반복할 때 원수유입관이 폐쇄되는 쪽에 연결된 원수유입 체임버의 필터는 인접한 청정수 체임버의 처리수가 일부 역유입되도록하여 역세척시키며, 여과된 나머지 오탁수는 원수유입 체임버에서 오탁수 유출관을 통하여 배출시키는 것이다. 즉, 역세척을 이용한 여과방법은, 2계열의 원수유입관을 교대로 개방과 폐쇄를 반복하게 하여 2계열의 원수유입 체임버에 교대로 원수를 공급하는 단계; 원수유입 체임버 사이에 필터로 구획된 청정수 체임버에 유입원수를 필터로 걸러 청정수를 모으고 청정수를 배출시키는 단계; 청정수 체임버의 청정수의 일부를 원수유입관이 닫혀 유입원수가 공급되지 않는 인접한 유입원수 체임버로 역류시켜 필터를 역세척시키는 단계; 및 청정수를 여과시키고 남은 오탁수를 배출시키는 단계를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 여과장치는, 2계열로 이루어지고 교대로 원수유입이 이루어지도록 하는 원수유입 조절수단이 구비되어 있으며 하폐수가 유입되는 원수유입관과, 오탁수 유출관이 구비되어 있으며 필터로 구획된 2이상의 원수유입 체임버와, 필터로 구획되어 있으며 청정수 유출관을 구비하고 각각의 원수유입 체임버 사이에 위치한 청정수 체임버를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 그리고 청정수 유출관과 오탁수 유출관에는 유출속도와 압력을 조절하기위한 유량조절수단이 구비되어 있다.

제1도는 본 발명에 따른 여과장치의 개략적인 부분 절개사시도,

제2a도와 제2b도는 본 발명에 따른 여과방법 빛 여과장치의 작동을 나타내는 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a, 1b, 2a, 2b : 원수유입 체임버 3a, 3b : 원수유입관

4a, 4b, 4c : 청정수 체임버 5 : 청정수 유출관

6a, 6b : 오탁수 유출관 7a, 7b : 원수유입 조절밸브

8a, 8b, 8c : 유출유량 조절밸브

1Oa, 1Ob, 1Oc, 1Od, 1Oe, 1Of : 필터

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 여과장치의 개략적인 부분 절개사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 여과장치는, 다수의 여과모듈이 일체로 형성되어 있는데, 하폐수가 유입되는 원수유입 체임버(1a, 1b, 2a, 2b)와, 2계열로 나뉘어져 각 원수유입 체임버에 연결된 원수유입관(3a, 3b)과, 각 체임버 사이에 설치된 필터(1Oa, 1Ob, 1Oc, 1Od, 1Oe, 1Of)와, 처리된 청정수가 모이는 청정수 체임버(4a, 4b, 4c)와 각 청정수 체임버에 연결된 청정수 유출관(5)과, 원수유입 체임버(1a, 1b, 2a, 2b)에 연결되어 있으며, 유입원수에서 청정수가 분리되어 고형물의 농도가 증가된 오탁수가 유출되는 오탁수 유출관(6a,6b)을 포함하여 구성되어 있다.

그리고 2계열로 나뉘어진 상기 원수유입관(3a, 3b)에는 원수공급이 교대로 이루어지도록 원수유입 조절밸브(7a, 7b)가 설치되어 있다. 이 원수유입 조절밸브(7a, 7b)는 교대로 개방과 폐쇄를 반복하여 원수유입 체임버(1a, 1b)와 다른 계열의 원수유입 체임버(2a, 2b)에 교대로 원수가 공급되도록 한다. 이 원수유입 조절밸브(7a, 7b)는 원수유입관(3a, 3b)이 분기되는 지점에 유로전환밸브를 설치함으로써 대체될 수도 있다.

상기 오탁수 유출관(6a, 6b)도 2계열로 나뉘어져 있는데, 원수유입관(3a, 3b)과 대응되도록 계열화되어 있다. 즉, 원수유입 체임버(1a, 1b)에는 원수유입관(3a)과 오탁수유출관(6a)이 같은 계열로 연결되어 있고, 원수유입 체임버(2a, 2b)에는 원수유입관(3b)과 오탁수유출관(6b)이 같은 계열로 연결되어 있다.

또 청정수 유출관(5)과 오탁수 유출관(6a, 6b)에는 유출유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(8a, 8b, 8c)가 설치되어 있다. 오탁수가 유출되는 유출유량조절밸브(8a, 8b)는 오탁수유출관(6a, 6b)을 한 개의 관으로 결합시키고 결합되는 지점에 유로전환밸브를 설치함으로써 대체될 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 여과장치의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

한쪽의 원수유입 조절밸브(7a)가 개방되고 다른쪽의 원수유입 조절밸브(7b)가 닫히면 원수는 한쪽의 원수유입관(3a)을 통해 일부의 원수유입 체임버(1a, 1b)로 유입되고, 필터에 의해 청정수만 청정수 체임버(4a, 4b, 4c)로 빠져 청정수 유출관(5)으로 유출된다.

이때 원수유입 조절밸브(7b)는 닫혀 있으므로 연결된 원수유입 체임버(2a, 2b)에는 원수가 공급되지 않는데, 청정수 체임버(4a, 4b)에서 일부의 청정수가 필터(1Ob, 1Oc)를 통해 역으로 원수유입 체임버(2a)로 빠져나가면서 필터(1Ob, 1Oc)를 역세척하게 된다. 또 원수유입 체임버(2a)에 남아있던 오탁수도 밀려나와 오탁수 유출관(6b)으로 배출된다. 다른 원수유입 체임버(2b)에도 일부의 청정수가 밀려들어 오면서 필터(1Of)가 역세척되어 원수유입 체임버에 남아있던 오탁수는 오탁수 유출관(6b)으로 배출된다.

반대로 원수유입 조절밸브(7b)가 개방되고 다른쪽 원수유입 조절밸브(7a)가 닫히면 원수는 한쪽의 원수유입관(3b)을 통해 일부의 원수유입 체임버(2a, 2b)로 유입되고, 필터에 의해 청정수만 청정수 체임버(4a, 4b, 4c)로 빠져 청정수 유출관(5)으로 유출된다.

이때는 원수유입 조절밸브(7a)가 닫혀 있으므로 연결된 원수유입 체임버(1a, 1b)에는 원수가 공급되지 않는데, 청정수 체임버(4b, 4c)에서 일부의 청정수가 필터(1Od, 1Oe)를 통해 역으로 원수유입 체임버(1b)로 빠져나가면서 필터(1Od, 1Oe)를 역세척하게 된다. 또 원수유입 체임버(1b)에 남아있던 오탁수도 밀려나와 오탁수 유출관(6a)으로 배출된다. 다른 원수유입 체임버(1a)에도 일부의 청정수가 밀려들어 오면서 필터(1Oa)가 역세척되고 남아있던 오탁수는 오탁수 유출관(6a)으로 배출된다.

한편 청정수 유출관(5)과 오탁수 유출관(6a, 6b)에 설치된 유출유량 조절밸브(8a, 8b, 8c)를 조절하면 필터를 역세척시킬 때 작용하는 수압과 배출되는 오탁수의 유량을 조절할 수 있다. 이러한 밸브들은 원수유입 조절밸브(7a, 7b)의 작동에 연동시키고, 또 타이머나 중앙 통제기에 연동시키는 것이 바람직하다.

도 2a는 본 발명에 따른 여과방법 및 여과장치의 작동을 나타내는 개념도로서, 원수유입 조절밸브(7a)가 개방되고 다른 원수유입 조절밸브(7b)가 닫힌 상태에서 폐수가 처리되는 과정을 나타낸 것이다.

전체적으로 볼 때, 여과장치는 원수가 원수유입관(3a, 3b)을 통해 원수유입 체임버(1a, 1b, 2a, 2b)로 유입되어 필터(lOa, 1Ob, 1Oc ,1Od, 1Oe, 1Of)에서 걸러지고, 필터를 통과한 청정수는 청정수 체임버(4a, 4b, 4c)를 거쳐 청정수 유출관(5)으로 배출된다. 걸러진 나머지 오탁수는 원수유입 체임버(1a, 1b, 2a, 2b)에서 오탁수 유출관(6a, 6b)으로 배출된다.

그런데 원수유입 조절밸브(7a, 7b)의 개폐상태에 의해 원수는 원수유입 체임버(1a, 1b)에는 공급되고, 다른 원수유입 체임버(2a, 2b)에는 공급이 중지된다. 한쪽의 원수유입 체임버(1a)에 유입된 원수중의 청정수는 필터(1Oa)를 거쳐 청정수 체임버(4a)로 흐르고 그 중의 일부는 원수유입이 중지된 원수유입 체임버(2a)로 빠져나가 필터(1Ob)를 역세척하고 원수유입 체임버(2a)에 남아 있던 오탁수를 밀어내어 오탁수 유출관(6b)으로 배출시킨다. 다른 원수유입 체임버(1b)에 유입된 원수중의 청정수는 양쪽의 필터(1Od, 1Oe)를 거쳐 양쪽의 청정수 체임버(4b, 4c)로 흐르고 그 중의 일부는 원수유입이 중지된 원수유입 체임버(2a, 2b)로 빠져나가 필터(1Oc, 1Of)를 역세척하고 원수유입 체임버(2a, 2b)에 남아 있던 오탁수를 밀어내어 오탁수 유출관(6b)으로 배출시킨다.

이러한 과정에서 일부의 필터(lOb, 1Oc, 1Of)에는 통상의 여과 방향과 반대방향으로 청정수가 역류하게 된다. 즉 필터(1Ob, 1Oc, 1Of)의 역세척이 이루어져 필터에 낀 이물질이 제거된다.

도 2b는 본 발명에 따른 여과방법 및 여과장치의 작동을 나타내는 개념도로서, 도 2a와 반대로 다른 계열의 유로를 통해 원수가 유입되어 여과가 이루어는 과정을 나타낸 것이다. 원수유입 조절밸브(7b)가 개방되고 다른 원수유입 조절밸브(7a)가 닫힌 상태에서 폐수가 처리되는 과정을 나타낸 것이다.

이와 같은 원수유입 조절밸브(7a, 7b)의 개폐상태에 의해, 원수는 원수유입 체임버(2a, 2b)에는 공급되고, 다른 원수유입 체임버(1a, 1b)에는 공급이 중지된다. 한쪽의 원수유입 체임버(2a)에 유입된 원수중의 청정수는 양쪽의 필터(1Ob, 1Oc)를 거쳐 청정수 체임버(4a, 4b)로 흐르고 그 중의 일부는 원수유입이 중지된 양쪽의 원수유입 체임버(1a, 1b)로 빠져나가 필터(1Oa, 1Od)를 역세척하고 원수유입 체임버(1a, 1b)에 남아 있던 오탁수를 밀어내어 오탁수 유출관(6a)으로 배출시킨다. 다른 원수유입 체임버(2b)에 유입된 원수중의 청정수는 필터(1Of)를 거쳐 청정수 체임버(4c)로 흐르고 그 중의 일부는 원수유입이 중지된 원수유입 체임버(1b)로 빠져나가 필터(1Oe)를 역세척하고 원수유입 체임버(1b)에 남아 있던 오탁수를 밀어내어 오탁수 유출관(6a)으로 배출시킨다.

이때에는 다른쪽 필터(1Oa, 1Od, 1Oe)에서 통상의 여과 방향과 반대 방향으로 청정수가 역류하게 된다. 즉 유입원수의 유입방향에 따라 필터의 역세척이 교대로 이루어져 필터의 성능을 유지할 수 있게 된다.

위와 같이 필터를 역세척시킴과 동시에 청정수와 오탁수를 배출시키는 과정에서 청정수 유출관(5)과 오탁수 유출관(6a, 6b)에 설치된 유출유량 조절밸브(8a, 8b, 8c)를 조절하면, 필터를 역세척시킬 때 작용하는 수압과 배출되는 오탁수의 유량을 조절할 수 있다. 여과장치의 규모나 처리유량에 따라 유출유량 조절밸브(8a, 8b, 8c)를 조절하면 된다. 이러한 밸브들은 원수유입 조절밸브(7a, 7b)의 작동에 연동시키고, 또 타이머나 중앙 통제기에 연동시키는 것이 바람직하다.

한편 역세척을 이용한 여과방법은, 2계열의 원수유입관을 교대로 개방과 폐쇄를 반복하게 하여 2계열의 원수유입 체임버에 교대로 원수를 공급하는 단계; 원수유입 체임버 사이에 필터로 구획된 청정수 체임버에 유입원수를 필터로 걸러 청정수를 모으고 청정수를 배출시키는 단계; 청정수 체임버의 청정수의 일부를 원수유입관이 닫혀 유입원수가 공급되지 않는 인접한 유입원수 체임버로 역류시켜 필터를 역세척시키는 단계; 및 청정수를 여과시키고 남은 오탁수를 배출시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 역세척을 이용한 여과방법을 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 즉 역세척을 이용한 여과방법은 여과장치에서 다수의 필터(1Oa, 1Ob, 1Oc, 1Od, 1Oe, 1Of)로 구획된 각 원수유입 체임버(1a, 1b, 2a, 2b)로 원수를 유입시키는 2계열의 원수유입관(3a, 3b)이 교대로 개방과 폐쇄를 반복하면서 2계열의 원수유입 체임버에 교대로 원수를 공급하고, 여과장치의 필터를 통과한 청정수는 원수유입 체임버 사이에 있는 청정수 체임버(4a, 4b, 4c)로 모아서 청정수 유출관(5)을 통하여 배출시키며, 원수유입관이 교대로 개방과 폐쇄를 반복할 때 원수유입관이 폐쇄되는 쪽에 연결된 원수유입 체임버의 필터는 인접한 청정수 체임버의 처리수가 일부 역유입되도록하여 역세척시키며, 여과된 나머지 오탁수 또는 역세척으로 발생되는 오탁수는 원수유입 체임버에서 오탁수 유출관(6a, 6b)을 통하여 배출시키는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 여과장치 및 여과방법을 입자가 함유된 기체나 고형물이 함유된 오폐수를 처리하는 목적으로 이용하면, 다음과 같은 효과가 기대된다.

① 여과장치의 필터폐쇄를 방지함으로써 항상 좋은 여과성능을 유지할 수 있게 되어 장치의 가동율을 증대시킬 수 있다.

② 역세척에 소요되는 청정수를 효과적으로 사용할 수 있고 장치의 내구성을 높일 수 있다.

③ 가동상태에서도 오탁수를 계속 외부로 배출시키므로 고형물농도가 높은 유체도 여과시킬 수 있다.

④ 여과용 필터가 교대로 계속 역세척되므로 여과 및 세척을 위한 소요압력이 균일하고 동력이 절약된다.

Claims (6)

1. 하폐수가 유입되는 원수유입 체임버와, 2계열로 나뉘어져 교대로 원수를 유입시키는 원수유입 조절수단이 구비되고 각 원수유입 체임버에 연결된 원수유입관과, 처리된 청정수가 모이는 청정수 체임버와 각 체임버 사이에 설치된 필터와, 각 청정수 체임버에 연결된 청정수 유출관과, 원수유입 체임버에 연결되어 있으며 유입원수에서 청정수가 분리되어 고형물의 농도가 증가된 오탁수가 유출되는 오탁수유출관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 원수유입 조절수단은 원수유입 조절밸브인 것을 특징으로 하는 여과장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 청정수 유출관과 오탁수 유출관에는 밸브와 같은 유량조절수단이 구비된 것을 특징으로 하는 여과장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 원수유입 조절수단과 상기 유량조절수단은 연동하여 작동하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
5. 2계열의 원수유입관을 교대로 개방과 폐쇄를 반복하게 하여 2계열의 원수유입 체임버에 교대로 원수를 공급하는 단계; 원수유입 체임버 사이에 필터로 구획된 청정수 체임버에 유입원수를 필터로 걸러 청정수를 모으고 청정수를 배출시키는 단계; 청정수 체임버의 청정수 일부를 원수유입관이 닫혀 유입원수가 공급되지 않는 인접한 유입원수 체임버로 역류시켜 필터를 역세척시키는 단계; 및 청정수를 여과시키고 남은 오탁수를 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역세척을 이용한 여과방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 청정수를 배출시키는 단계 및 오탁수를 배출시키는 단계에서 유출유량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역세척을 이용한 여과방법.