KR100405800B1 - 수중 여과조를 이용한 해수유입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 여과조를 이용한 해수유입장치에 관한 것으로, 특히 해수담수화설비에 수중 여과조를 통과한 양질의 해수를 공급함으로써, 해수담수화 전처리 설비를 간단하게 하고 담수화장치의 내구성을 향상시키며 담수생산비용을 절감할 수 있도록 한 해수유입장치에 관한 것이다.

본 발명은 하부에 위치하는 서포트미디어(16)와 이 서포트 미디어(16)의 상부쪽에 복수개의 필터미디어(15, 15')가 복층을 이루도록 내부에 장치하여 필터미디어(15, 15')가 상하로 움직이도록 장치한 상부가 개방되어 수중에 설치되는 수중 여과조(11)와, 상기 수중 여과조(11)에서 여과된 해수가 모이며, 해수면과의 수위의 차이만큼의 수두로 여과가 일어나도록 수위가 닿으면 펌프를 기동시키는 레벨스위치 1(7)와, 수위가 닿으면 펌프의 기동을 멈추는 레벨스위치 2(8)및 레벨스위치 3(9)을 내부에 설치하되, 설치된 레벨스위치 1(7)과 레벨스위치 2(8) 사이에 수위가 위치하도록 한 조정조(12)와, 해수를 이송하는 펌프(10)와, 해수를 저장하는 저장조(13) 및 이들간에 연결된 관을 개폐하는 다수의 밸브로 구성된다.

Description

수중 여과조를 이용한 해수유입장치

본 발명은 수중 여과조를 이용한 해수유입장치에 관한 것으로, 특히 해수담수화설비에 수중 여과조를 통과한 양질의 해수를 공급함으로써, 해수담수화 전처리 설비를 간단하게 하고 담수화장치의 내구성을 향상시키며 담수생산비용을 절감할 수 있도록 한 해수유입장치에 관한 것이다.

기존의 해수담수화설비 해수유입장치는 해수면이나 일정깊이의 해저까지 유입관을 설치하여 직접 해수를 유입하는 오픈 씨워터 인테이크(open seawater intake)방식과, 해안가에서 지하로 관정을 뚫어 지하에 있는 해수 대수층에서 취수하는 비치웰 인테이크(beachwell intake)방식의 두 가지가 이용되고 있다.

상기 직접 해수를 유입하는 으픈 씨워터 인테이크(open seawater intake)방식의 경우 연안의 해수오염이 점점 심각해지므로 원수의 오염도가 높아서 전처리설비가 복잡해지고 많은 비용이 소요되기 때문에 최근에는 깨끗한 원수를 얻을 수 있는 해수 대수층에서 취수하는 비취웰 인테이크(beachwell intake)방식이 선호되고 있다.

상기 해수 대수층에서 취수하는 비취웰 인테이크(beachwell intake)방식에서는 해수가 대수층을 통과하면서 부유성 고형물, 미생물 등이 걸러지기 때문에 양질의 해수를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 지하관정을 뚫는 위치의 선정이 매우 중요하다.

즉, 지하지층에 진흙(clay)층이 있거나 부식질(humic substances)을 많이 포함하고 있는 지역에서는 비취웰 인테이크(beachwell intake)방식이 적합하지 않다.

또한 도서지역의 경우 해안가에 지하담수 대수층이 잘 발달되어 있는 경우가 많은데 이런 지역에서 비취웰(beachwell)을 굴착할 경우 해수 대수층과 담수 대수층이 비취웰(beachwell)로 연결되어 담수 대수층에 해수가 침입하여 지하수의 식수사용이 불가능해질 위험이 있다는 단점이 있다.

상기와 같은 두가지 방법의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 일반적인 수처리공정에서 사용하는 미디어필터를 해수중에 설치하여 수두에 의한 여과가 가능하도록 하는 해수유입장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 해수 유입장치에 있어서,

하부에 위치하는 서포트미디어와 이 서포트 미디어의 상부쪽에 복수개의 필터미디어가 복층을 이루도록 내부에 장치하여 필터미디어가 상하로 움직이도록 장치한 상부가 개방되어 수중에 설치되는 수중 여과조와, 상기 수중 여과조에서 여과된 해수가 모이며, 해수면과의 수위의 차이만큼의 수두로 여과가 일어나도록 수위가 닿으면 펌프를 기동시키는 레벨스위치 1와, 수위가 닿으면 펌프의 기동을 멈추는 레벨스위치 2 및 레벨스위치 3을 내부에 설치하되, 설치된 레벨스위치 1과 레벨스위치 2 사이에 수위가 위치하도록 한 조정조와, 해수를 이송하는 펌프와, 해수를 저장하는 저장조와, 수중 여과조와 조정조를 연결하는 관을 개페하는 밸브 1과, 조정조와 펌프를 연결하는 관을 개폐하는 밸브 2와, 펌프와 저장조를 연결하는 관을 개폐하는 밸브 5와, 펌프와 밸브 5(5) 사이에 위치하여 외부로의 유출을 개폐하는 밸브 3과, 바이패스관을 개폐하는 밸브4, 6으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 여과조를 이용한 해수유입장치를 제공함으로써 달성된다.

도 1은 본 발명의 개략적인 장치도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 밸브1 (2) : 밸브 2

(3) : 밸브 3 (4) : 밸브 4

(5) : 밸브 5 (6) : 밸브 6

(7) : 레벨스위치 1 (8) : 레벨스위치 2

(9) : 레벨스위치 3 (10) : 펌프

(11) : 수중 여과조 (12) : 조정조

(13) : 저장조 (15, 15') : 필터미디어

(16) : 서포트미디어

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 개략적인 장치도인데, 본 발명은 하부에 위치하는 서포트미디어(16)와 이 서포트 미디어(16)의 상부쪽에 복수개의 필터미디어(15, 15')가 복층을 이루도록 내부에 장치하여 필터미디어(15, 15')가 상하로 움직이도록 장치한 상부가 개방되어 수중에 설치되는 수중 여과조(11)와,

상기 수중 여과조(11)에서 여과된 해수가 모이며, 해수면과의 수위의 차이만큼의 수두로 여과가 일어나도록 수위가 닿으면 펌프를 기동시키는 레벨스위치 1(7)와, 수위가 닿으면 펌프의 기동을 멈추는 레벨스위치 2(8)및 레벨스위치 3(9)을 내부에 설치하되, 설치된 레벨스위치 1(7)과 레벨스위치 2(8) 사이에 수위가 위치하도록 한 조정조(12)와,

해수를 이송하는 펌프(10)와,

해수를 저장하는 저장조(13)와,

수중 여과조(11)와 조정조(12)를 연결하는 관을 개페하는 밸브 1(1)과,

조정조(12)와 펌프(10)를 연결하는 관을 개폐하는 밸브 2(2)와,

펌프(10)와 저장조(13)를 연결하는 관을 개폐하는 밸브 5(5)와,

펌프(10)와 밸브 5(5) 사이에 위치하여 외부로의 유출을 개폐하는 밸브 3(3)과,

바이패스관을 개폐하는 밸브4, 6(4, 6)으로 구성된다,

이하 본 발명의 작용을 설명하겠다.

수중 여과조(11)에서 여과된 해수는 조정조(12)에 모이게 되는데 해수면과 조정조(12)의 수위의 차이만큼의 수두로 여과가 일어나고 조정조(12)에 설치된 레벨스위치 1(7)과 레벨스위치 2(8) 사이에 조정조(11) 수위가 위치하도록 펌프(10)가 간헐적으로 작동한다.

즉, 수위가 레벨스위치 1(7)에 닿으면 펌프(10)가 기동하고 레벨스위치 2(8)에 닿으면 작동을 멈춘다.

이때 레벨스위치 1, 2(7, 8)의 위치가 낮게 조정되면 여과 수두가 커서 유입유량이 커지지만 펌프(10)에서 저장조(13)까지의 수두가 커지므로 펌프(10)에서 사용하는 에너지가 많아진다.

반대로 레벨스위치 1, 2(7, 8)의 위치가 높게 조정되면 펌프(10)에서의 에너지 사용량은 줄어들지만 여과 수두가 낮아져서 유입유량이 작아진다.

그러므로 필요한 유입유량에 따라 레벨스위치 1, 2(7, 8)의 위치를 조절하여 사용할 수 있으며 저장조(13)의 크기가 작으면 레벨스위치 1, 2(7, 8)의 간격을 좁게 하여 펌프(10)의 동작주기를 짧게하고 저장조(13)의 크기가 크면 간격을 늘려 펌프(10)의 동작주기를 늘려서 사용한다.

수중 여과조(11)의 성능과 유입유량을 유지하기 위해서는 주기적인 역세척을 수행하여야 한다.

본 발명의 장치는 하나의 펌프(10)로 여과 원수의 유입과 역세척을 모두 수행할 수 있도록 고안되었는데 다음과 같은 단계별 동작순서를 따른다.

1. 정상운전

밸브 1, 2, 5(1, 2, 5) : 열림

밸브 3, 4, 6(3, 4, 6) : 닫힘

레벨스위치 1, 2(7, 8)에 의해 펌프(10) 동작, 정지

2. 역세척

밸브 1, 2, 3, 5(1, 2, 3, 5) : 닫힘

밸브 4, 6(4, 6) : 열림

펌프(10) 동작(저장조(13)의 위치가 높으므로 에너지는 거의 들지 않으며 유량조절의 역할)

3. 조정조(12) 비우기

밸브 1, 3, 4, 6(1, 3, 4, 6) : 닫힘

밸브 2, 5(2, 5) : 열림

레벨스위치 3(9)에 의해 펌프(10) 동작(수위가 레벨스위치 3(9)에 다다를 때까지 펌프(10) 동작)

4. 필터미디어(15, 15') 치밀화

밸브 1, 2, 3(1, 2, 3): 열림

밸브 4, 5, 6(4, 5, 6) : 닫힘

레벨스위치 2, 3(8, 9)에 의해 펌프(10) 동작, 정지

5. 정상운전

연속운전을 실시하는 경우 수중 여과조(11)의 막힘현상이 진행됨에 따라 펌프(10)의 가동주기가 길어지게 되므로 역세척은 펌프(10)의 가동주기가 일정 값 이상이 되면 실시하고 본 장치의 모든 밸브와 펌프의 동작은 자동으로 제어된다.

수중 여과조(11)는 역세척시 필터미디어(15, 15')의 유출을 방지하기 위해서 미디어가 유동되는 상한선보다 충분히 높게 제작하고 필터미디어(15, 15')의 종류와 두께는 해수의 지역적 오염도와 사용 용도에 따라 결정하여 사용한다.

상기와 같은 본 발명은 설계시공이 용이하고 별도의 추가 에너지 사용 없이 양질의 해수를 취수할 수 있다는 장점이 있다.

또한 역세척수와 침투(infiltration)유출수를 해수에 혼합, 방류하게 되므로 별도의 처리시설이나 배출관거가 필요없고 전과정이 자동제어되므로 운전, 관리가 쉽다는 장점이 있다.

또한 본 발명의 장치는 증류식, 역삼투막식 등의 모든 해수담수화설비에 이용될 수 있으며 해수를 냉각수로 사용하는 원전 등에도 적용 가능하다는 장점이 있는데 비교적 오염도가 높은 역세척수의 빠른 혼합과 확산을 위해서는 본 장치의 설치 위치를 해류와 조류의 흐름이 원활한 곳으로 하는 것이 좋다.

Claims (1)

1. 해수 유입장치에 있어서,

   하부에 위치하는 서포트미디어(16)와 이 서포트 미디어(16)의 상부쪽에 복수개의 필터미디어(15, 15')가 복층을 이루도록 내부에 장치하여 필터미디어(15, 15')가 상하로 움직이도록 장치한 상부가 개방되어 수중에 설치되는 수중 여과조(11)와,

   상기 수중 여과조(11)에서 여과된 해수가 모이며, 해수면과의 수위의 차이만큼의 수두로 여과가 일어나도록 수위가 닿으면 펌프를 기동시키는 레벨스위치 1(7)와, 수위가 닿으면 펌프의 기동을 멈추는 레벨스위치 2(8)및 레벨스위치 3(9)을 내부에 설치하되, 설치된 레벨스위치 1(7)과 레벨스위치 2(8) 사이에 수위가 위치하도록 한 조정조(12)와,

   해수를 이송하는 펌프(10)와, 해수를 저장하는 저장조(13)와,

   수중 여과조(11)와 조정조(12)를 연결하는 관을 개페하는 밸브 1(1)과,

   조정조(12)와 펌프(10)를 연결하는 관을 개폐하는 밸브 2(2)와,

   펌프(10)와 저장조(13)를 연결하는 관을 개폐하는 밸브 5(5)와,

   펌프(10)와 밸브 5(5) 사이에 위치하여 외부로의 유출을 개폐하는 밸브 3(3)과,

   바이패스관을 개폐하는 밸브4, 6(4, 6)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 여과조를 이용한 해수유입장치.