KR100575369B1

KR100575369B1 - 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템

Info

Publication number: KR100575369B1
Application number: KR1020060014906A
Authority: KR
Inventors: 김경규
Original assignee: 주식회사 이코우
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-05-02

Abstract

본 발명은 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템에 관한 것으로서, 상수원에서 유입된 원수에 침전을 위한 약품을 고속으로 혼입시킨 후, 이를 여과하여 고속으로 정수가 이루어지며, 압력센서에 의한 압력측정으로 정수처리과정 및 역세정 공정이 자동으로 이루어지도록 구성된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템을 제공한다.

정수, 필터부재, 역세정, 압력센서, 탁도

Description

소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템{Unmanned water purifying system}

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템의 개통도이고,

도 2는 상기 도 1에 도시된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템에 있어서, 필터의 정수 여과공정을 보여주는 사용상태도이며,

도 3은 상기 도 1에 도시된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템에 있어서, 필터의 역세정 공정을 보여주는 사용상태도이다.

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****

1. 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템

10. 여과기 11. 케이스

12. 필터부재 13. 원수 유입구

14. 정수 배출구 15. 세정수 유입구

16. 공기 유입구 17. 세정수 배출구

20. 압축기

30. 약품 혼합기 31. 약품 주입구

32. 세정제 혼입기 41. 원수관

42. 정수관 43. 세정수관

PT. 압력센서

P1. 원수펌프 P2. 약품펌프

P3. 세정수펌프 P4. 세정제펌프

V1, V2, V3, V4, V5. 전자식 개폐밸브 C. 콘트롤러

본 발명은 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 상수원에서 유입된 원수에 이물질의 응결을 위한 약품을 혼입시킨 후, 이를 여과하여 제거함으로써 고속으로 다량의 정수가 이루어지도록 구성된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 상수는 하수와 달리 이물질이 상대적으로 적지만, 사람이 직접 음용하는 것이기 때문에 보다 안정된 정수처리를 거쳐야 한다.

따라서 종래의 상수용 정수처리는, 주로 상수원에서 유입되는 원수에 침전제를 투여한 다음, 이를 장시간에 걸쳐 정치하여 침전제에 의해 응결된 침전물이 자중에 의해 가라앉도록 함으로써, 침전물이 제거된 정수를 얻는 과정을 거쳐 이루어진다.

그런데 상기와 같은 종래의 상수용 정수처리는, 하기와 같은 문제점을 가질 수 있다.

먼저, 상기 상수용 정수처리를 위해서는 넓은 침전공간을 확보하여야 하므로, 상수용 정수처리 시스템을 구현하기 위한 입지적인 제약이 뒤따른다.

그리고 상기한 정수처리 과정 중, 원수 침전지의 상층부에 떠다니는 부유물은 하부로 침전되지도 않으므로, 다시 2차 3차 침전조로 이송시켜 정수하여야만 하는 폐단이 있으며, 침전지에 녹조류나 흙탕물이 침전되게 되면 이러한 이물질을 청소하기 위하여 매우 많은 시간이 소요되는 문제점이 발생한다.

특히 이러한 정수시간의 지체는, 우천시와 같이 흙탕물 등 탁도가 높은 원수가 유입될 때, 더욱 심화되며, 또한 갈수기 때에는 침전지에 저장된 원수에 녹조류가 발생하는데, 이를 예방하기 위해 다량의 약품을 과다하게 투입하고 있어, 위생 및 안전상 바람직하지 아니하다.

그리고, 이러한 정수처리 과정에는 항시 사람이 대기하여, 이들을 계측하여야 하는 불편함을 가지고 있기도 하다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 상수원에서 유입된 원수에 약품을 투여하고, 이를 일정시간 동안 침전시켜 이물질을 제거 및 정화하지 아니하고 상수원에서 유입된 원수에 약품을 고속으로 혼입시켜 응결시킨 후, 이를 여과하여 고속으로 정수함에 있어, 인위적인 조작없이도 필터부재에 흡착된 이물질을 신속하고 안정되게 역세정할 수 있도록 구성된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템은,

원수 유입구와 정수 배출구가 형성된 케이스의 내부에 유연성 섬유사로 이루어진 복수의 필터부재가 장착된 여과기와;

상수원의 원수를 펌핑하여 원수관을 통해 여과기로 원수를 강제 유입시키는 원수펌프;

상기 원수관상에 설치되어, 원수관을 통해 이송되는 원수와 약품주입구를 통해 공급되는 약품을 상호 혼입시켜 여과기로 공급하는 약품 혼합기; 및

약품 저장조에 저장된 약품을 정량씩 펌핑하여, 상기 약품 혼합기의 약품 주입구로 유입시키는 약품펌프를 포함하여 구성되며;

상기 여과기 케이스에는 세정수 펌프를 통해 펌핑된 세정수가 유입되는 세정수 유입구와; 압축기로부터 제공되는 압축공기가 유입되는 공기 유입구와; 상기 세정수 유입구와 공기 유입구를 통해 유입되어 필터부재를 투과한 세정수 또는 압축공기가 배출되는 세정수 배출구가 각각 형성되고;

상기 여과기 케이스에 마련된 원수 유입구와 정수 배출구, 그리고 세정수 유입구와 공기 유입구 및 세정수 배출구에는, 각각 외부신호에 의해 개폐가 제어되는 전자식 개폐밸브가 마련되어;

상기 원수 유입구와 정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브가 개방된 상태이고, 세정수 유입구와 공기 유입구 및 세정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브는 폐쇄된 상태이면, 원수가 여과기 내로 유입되어 필터부재를 투과하여 정수 배출구로 배출되는 정수 여과공정이 이루어지고, 상기 원수 유입구와 정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브가 폐쇄된 상태이고, 세정수 유입구와 공기 유입구 및 세정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브는 개방된 상태이면, 세정수와 압축공기가 세정수 유입구와 공기 유입구를 통해 여과기 케이스 내로 유입되어 필터부재를 투과하여, 필터부재에 흡착된 이물질을 제거하여 세정수 배출구를 통해 배출되는 필터부재의 역세정공정이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 바람직하게는, 상기 역세정 공정에서 상기 세정수 유입구에 설치된 전자식 개폐밸브와 공기 유입구에 설치된 전자식 개폐밸브가 주기적으로 번갈아 개폐되어, 세정수의 역투과에 의해 형성된 필터부재 섬유사의 배열이 압축공기에 의해 재배열되어, 세정수가 필터부재를 이루는 섬유사를 골고루 투과하여 세정할 수 있도록 구성한다.

또한 바람직하게는, 상기 원수관에 압력 센서를 마련하여, 정수처리 과정 중 필터부재에 흡착된 이물질에 의해 필터부재의 여과작용이 저하되어 원수관의 압력이 높아지면, 상기한 역세정 공정이 자동으로 이루어지도록 구성하거나,

원수의 탁도 변화에 따른 원수관의 압력변화에 따라 약품펌프의 약품 토출량이 제어되도록 구성하여, 원수의 탁도에 따른 정량의 약품이 공급될 수 있도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 세정수 유입구와 세정수 펌프간을 연결하는 세정수관에는 세정제 혼입기를 마련하고, 이 혼입기에 세정제 탱크에 저장된 세정제를 펌핑하여 공급하 는 세정제 펌프를 연결하여, 세정수에 정량의 세정제가 혼입되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템의 개통도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템에 있어서, 필터의 정수 여과공정을 보여주는 사용상태도이며, 도 3은 상기 도 1에 도시된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템에 있어서, 필터의 역세정 공정을 보여주는 사용상태도이다.

본 발명에 따른 무인 제어형 상수용 정수처리 시스템(1)은, 기본적으로 원수를 여과기(10) 내의 복수의 필터부재(12)에 투과시켜 이 물질이 제거된 정수를 얻도록 구성되어 있다.

이를 위해 본 실시예에서는 상기 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템(1)을, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 원수 유입구(13)와 정수 배출구(14)가 형성된 케이스(11)의 내부에 필터부재(12)가 마련된 여과기(10)와; 상수원에서 원수를 펌핑하여, 원수관(41)을 통해 여과기(10)로 강제 유입시키는 원수펌프(P1)와; 상기 원수관상에 설치되어, 원수관(41)을 통해 이송되는 원수와 약품주입구(31)로 주입된 약품을 상호 혼입시켜 여과기(10)로 공급하는 약품 혼합기(30); 및 약품저장조에 저장된 약품을 정량씩 펌핑하여, 상기 약품 혼합기(30)의 약품 주입 구(31)로 유입시키는 약품펌프(P2)를 포함하여 구성하고 있다.

여기서 상기 케이스 내부에 수용 설치된 필터부재(12)는 수많은 유연성 미세 섬유사들로 이루어지며, 상기 섬유사들로 이루어진 필터부재(12)는 케이스(11) 내에 충진된 상태로 설치되어, 외부에서 유입된 원수의 이물질을 걸러 내게 된다.

그리고 상기 약품 혼합기(30)를 통해 원수에 혼입되는 약품은 정량의 살균제와 정량의 급속 응결제가 포함된 것으로, 원수에 포함된 세균을 살균함과 동시에 미립화된 형태로 존재하는 이물질을 큰 입자로 응결시켜, 필터부재(12)를 통해 보다 신속하고 손쉽게 이물질을 걸러지도록 하는 작용을 한다.

따라서, 최초 원수펌프(P1)와 약품 펌프(P2)의 구동으로 약품 혼합기(30)에 유입된 원수와 약품은 신속히 혼합되며, 이후 원수관(41)을 따라 여과기(10)에 공급되는 과정 중에 원수에 포함된 미립화된 이물질들은 약품에 의한 신속하게 응결된다.

이렇게 이물질의 응결이 이루어진 원수는, 여과기(10)에 유입되어 필터부재(12)를 투과하게 된다. 이때 원수에 포함된 이물질은 필터부재(12)를 통과하지 못하고 걸러지게 되며, 이물질이 제거된 정수는 정수 배출구(14) 및 정수관(42)를 통해 외부로 배출된다.

이렇게 원수가 필터부재(12)를 투과하면서 이물질이 걸러지고 이물질이 걸러진 정수만이 배출되는 일련의 과정을 본 명세서에서는 설명의 편의상 '정수 여과공정'이라 하며, 상기 정수 여과공정을 진행함에 따라 필터부재(12)에 다량의 이물질이 흡착되어 필터부재(12)의 투과효율이 현저히 저하되는 문제점을 해소하고자, 필 터부재(12)에 흡착된 이물질을 제거하는 '필터부재의 역세정 공정'을 수행하게 된.

이를 위해 본 실시예에서는 상기 필터부재(12)를 수용하고 있는 여과기(10)의 케이스(11)에, 세정수 펌프(P3)를 통해 펌핑되어 공급된 세정수가 유입되는 세정수 유입구(15)와; 압축기(20)로부터 제공된 압축공기가 유입되는 공기 유입구(16); 및 상기 세정수 유입구(15)와 공기 유입구(16)를 통해 유입되어 필터부재(12)를 역투과한 세정수 및 압축공기가 배출되는 세정수 배출구(17)를 각각 형성하고 있다.

그리고, 상기 여과기(10) 케이스(11)에 형성된 원수 유입구(13)와 정수 배출구(14), 그리고 세정수 유입구(15)와 공기 유입구(16) 및 세정수 배출구(17)에는, 각각 외부(콘트롤러)신호에 의해 개폐가 제어되는 전자식 개폐밸브(V1, V2, V3, V4, V5)를 설치하고 있다.

따라서, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 원수 유입구(13)와 정수 배출구(14)에 설치된 전자식 개폐밸브(V1, V2)는 개방(ON)된 상태를 이루고, 세정수 유입구(15)와 공기 유입구(16) 및 세정수 배출구(17)에 설치된 전자식 개폐밸브(V3, V4, V5)는 폐쇄(OFF)된 상태를 이루게 되면, 전술한 원수가 여과기(10)내로 유입되어 필터부재(12)를 투과하여 정수 배출구(14) 및 정수 배출관(42)으로 배출되는 정수 여과공정이 이루어진다.

그리고, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 원수 유입구(13)와 정수 배출구(14)에 설치된 전자식 개폐밸브(V1, V2)는 폐쇄(OFF)된 상태를 이루고, 세정수 유입구(15)와 공기 유입구(16) 및 세정수 배출구(17)에 설치된 전자식 개폐밸브(V3, V4, V5)는 개방(ON)된 상태를 이루게 되면, 세정수와 압축공기가 세정수 유입구(15)와 공기 유입구(16)를 통해 여과기(10) 케이스(11) 내로 유입되어 필터부재(12)를 투과되어, 필터부재(12)에 흡착된 이물질을 제거하여 세정수 배출구(17)를 통해 배출하는 필터부재의 역세정 공정이 이루어지게 된다.

한편, 본 실시예에 따르면, 상기 세정수 유입구(15)와 세정구 펌프(P3)간에 설치된 세정수관(43)에는 세정제 혼입기(32)가 마련되어 있고, 이 세정제 혼입기(32)에 세정제 탱크에 저장된 세정제를 펌핑하여 공급하는 세정제 펌프(P4)가 연결되어 있다.

상기한 구성에 의해 세정수에 정량의 세정제가 혼입되면, 세정제에 의한 필터부재(12)의 세정효율이 향상되는 이점을 가질 수 있다.

이렇게 구성된 본 실시예에 따른 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템(1)은, 일정 주기로 상기한 정수 여과공정과 역세정 공정을 번갈아 수행하여 다량의 원수를 정수처리하게 된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 필터부재의 역세정 공정을 구현함에 있어, 상기 세정수 유입구(15)에 설치된 전자식 개폐밸브(V3)와 공기 유입구(16))에 설치된 전자식 개폐밸브(V4)가 주기적으로 번갈아 개폐되도록 구성하고 있다.

이렇게 구성하게 되면, 세정수의 역류에 의해 형성된 필터부재(12) 섬유사의 배열(물길)은, 압축공기에 의해 재배열되므로, 세정수가 필터부재(12)를 일정한 경로로 투과되는 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 세정수가 필터부재(12)를 이루는 섬유사에 고르게 투과하여, 흡착된 이물질을 세정할 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 세정수는 필터부재(12) 섬유사에 흡착된 이물질을 씻어내리는 역할을 수행하게 되며, 압축공기는 필터부재(12)를 털어서 이물질을 제거함과 동시에 세정수에 의해 형성된 섬유사의 배열(물길)을 재정비하여, 세정수가 새로운 섬유사간을 통해 투과하여 이물질을 제거할 수 있도록 하는 작용을 수행한다.

또한 본 실시예에서는 상기 원수관(41)에 압력 센서(PT)를 마련하여, 압력 센서(PT)에 의해 감지된 압력의 변화에 따라 정수 여과공정과 역세정 공정이 택일적으로 수행되도록 콘트롤러(C)가 제어하도록 구성하고 있다.

즉, 필터부재(12)에 이물질이 다과하게 흡착되면, 원수의 투과작용이 원활히 이루어지지 못하게 되어서 원수관(41)의 압력이 비정상적으로 상승하게 된다. 이점에서 착안하여 본 실시예에서는, 원수관(41)의 압력을 계측하여 필터부재(12)의 역세정 공정이 자동으로 이루어지도록 구성하고 있는 것이다.

그리고 상기 원수관(41)에 마련된 압력 센서(PT)에 의해 감지된 압력값은, 원수의 탁도를 계측할 수 있는 매우 긴요한 구실을 수행하기도 한다.

따라서 본 실시예에서는 상기 필터부재(12)를 투과하는 원수의 탁도 변화에 따른 원수관(41)의 압력이 변화되는 점에서 착안하여, 원수관의 압력이 시간의 변화에 따른 통상적인 압력증가 이상으로 비정상적으로 증가할 경우에는 약품펌프(P2)의 약품의 토출량이 자동적으로 증가되도록 구성하고 있다. 이렇게 구성함으로써, 원수의 이물질 함유량에 따른 탁도변화에 따라, 적량의 약품이 원수에 공급될 수 있게 된다.

여기서, 상기 압력 센서(PT)를 통해 계측된 원수관(41)의 압력값을 통한, 정 수 여과공정과 역세정 공정을 제어하는 기술내용과, 약품 공급량을 제어하는 기술내용은, 필요에 따라 본 실시예에서와 같이 병행될 수도 있고 택일적으로 구현될 수 있다.

한편, 상기 각각의 전자식 개폐밸브(V1, V2, V3, V4, V5)와 원수펌프(P1), 약품펌프(P2), 세정수펌프(P3), 세정제 펌프(P4), 그리고 압력 센서(PT)를 포함한 각종의 전자장치들은 콘트롤러(C)에 의해 구동이 제어되도록 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 상수원에서 유입된 원수에 약품을 고속으로 혼입시킨 후, 이를 여과하여 고속으로 정수함에 있어, 필터부재에 걸러진 이물질을 신속하고 안정되게 역세정할 수 있도록 구성된 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템을 제공하고 있다.

이렇게 구성된 정수시스템은, 필터부재에 의한 정수 처리공정이 고속으로 이루어지며, 또 소량의 약품만을 투여하여도 위상상 안정적인 정수를 획득할 수 있게 된다.

그리고 본 발명에 따른 정수시스템은, 넓은 장소를 필요로 하지 않는 기계화된 시스템이므로 설치 장소에 별도의 제약을 받지 아니하며 고속으로 정수처리를 할 수 있는 이점을 가질 뿐만 아니라, 원수관에 설치된 압력센서에 의해 필터의 역세정공정이 자동으로 이루어지고, 약품 투여량 또한 자동으로 제어되기 때문에 무인화된 자동화 시스템을 구현되는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명에 따른 정수처리 시스템은 필터부재의 역세정 공정을 구현 함에 있어, 세정수와 압축공기가 일정 주기로 번갈아 공급되는 형태이기 때문에, 필터부재의 역세정이 보다 신속하고 안정적으로 이루어지는 이점을 가지고 있다.

Claims

원수 유입구와 정수 배출구가 형성된 케이스의 내부에 유연성 섬유사로 이루어진 복수의 필터부재가 장착된 여과기와;

상수원의 원수를 펌핑하여 원수관을 통해 여과기로 원수를 강제 유입시키는 원수펌프;

상기 원수관상에 설치되어, 원수관을 통해 이송되는 원수와 약품주입구를 통해 공급되는 약품을 상호 혼입시켜 여과기로 공급하는 약품 혼합기; 및

약품 저장조에 저장된 약품을 정량씩 펌핑하여, 상기 약품 혼합기의 약품 주입구로 유입시키는 약품펌프를 포함하여 구성되며;

상기 여과기 케이스에는 세정수 펌프를 통해 펌핑된 세정수가 유입되는 세정수 유입구와; 압축기로부터 제공되는 압축공기가 유입되는 공기 유입구와; 상기 세정수 유입구와 공기 유입구를 통해 유입되어 필터부재를 투과한 세정수 또는 압축공기가 배출되는 세정수 배출구가 각각 형성되고;

상기 여과기 케이스에 마련된 원수 유입구와 정수 배출구, 그리고 세정수 유입구와 공기 유입구 및 세정수 배출구에는, 각각 외부신호에 의해 개폐가 제어되는 전자식 개폐밸브가 마련되어;

상기 원수 유입구와 정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브가 개방된 상태이고, 세정수 유입구와 공기 유입구 및 세정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브는 폐쇄된 상태이면, 원수가 여과기 내로 유입되어 필터부재를 투과하여 정수 배출구 로 배출되는 정수 여과공정이 이루어지고, 상기 원수 유입구와 정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브가 폐쇄된 상태이고, 세정수 유입구와 공기 유입구 및 세정수 배출구에 설치된 전자식 개폐밸브는 개방된 상태이면, 세정수와 압축공기가 세정수 유입구와 공기 유입구를 통해 여과기 케이스 내로 유입되어 필터부재를 투과하여, 필터부재에 흡착된 이물질을 제거하여 세정수 배출구를 통해 배출되는 필터부재의 역세정공정이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템
제 1항에 있어서, 상기 역세정 공정에서 상기 세정수 유입구에 설치된 전자식 개폐밸브와 공기 유입구에 설치된 전자식 개폐밸브가 주기적으로 번갈아 개폐되어, 세정수의 역투과에 의해 형성된 필터부재 섬유사의 배열이 압축공기에 의해 재배열되어, 세정수가 필터부재를 이루는 섬유사를 골고루 투과하여 세정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템.
제 1항에 있어서, 상기 원수관에 압력 센서가 설치되어, 정수처리 과정 중 필터부재에 흡착된 이물질에 의해 필터부재의 여과작용이 저하되어 원수관의 압력이 높아지면, 상기한 역세정 공정이 자동으로 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템.
제 1항에 있어서, 상기 원수관에 압력 센서가 설치되어, 원수의 탁도 변화에 따른 원수관의 압력변화에 따라 약품펌프의 약품 토출량이 제어되어, 원수의 탁도에 따른 정량의 약품이 공급될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템.
제 1항에 있어서, 상기 세정수 유입구와 세정수 펌프간을 연결하는 세정수관에는 세정제 혼입기를 마련하고, 이 혼입기에 세정제 탱크에 저장된 세정제를 펌핑하여 공급하는 세정제 펌프를 연결하여, 세정수에 정량의 세정제가 혼입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 소규모 상수용 무인 제어형 급속 정수시스템.