KR100659401B1 - 급속 여과지의 집수장치 - Google Patents

Abstract

모래 등의 여과층을 지지하면서 여과된 정수를 하부로 유출시키고 여과층의 역세척시에는 세척수 또는 세척공기를 분사시키는 급속여과지의 집수장치가 제공된다.

본 발명의 급속 여과지용 집수장치는, 침전수의 여과 처리를 위하여 급속 여과지에 배치되면서 내,외측에 균압공간을 형성토록 서로 연결 설치되고, 여과수가 통과하는 통과공들이 구비된 집수블록 및 상기 집수블록의 상부에 안착되면서 내부에 공간이 형성되는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판재로 구성되며, 상측 또는 상,하측에는 다공의 덮개판이 부착되어 상기 집수블록의 상부에 연결 고정되는 다공형 상부집수판을 포함하여 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 기존의 블록 구조를 간소화시키면서 균압공간은 증대시키어 여과 및 역세척 효율을 향상시키는 한편, 경량화 시공이 가능하고 전체적인 시공비용도 절감시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

급속 여과지, 집수장치, 집수블록, 균압실, 다공셀 판넬

Description

급속 여과지의 집수장치{Underdrain Apparatus for Filtering Pond}

도 1은 종래 급속 여과지를 도시한 전체 구성도

도 2는 본 발명에 따른 집수장치의 급속 여과지 설치상태를 도시한 전체 구성도

도 3은 본 발명에 따른 급속 여과지의 집수장치를 도시한 상세 구조도

도 4는 본 발명의 집수장치를 도시한 것으로서,

(a)는 상부 집수판의 상,하측에 다공 덮개판을 부착한 상태를 도시한 사시도

(b)는 상부 집수판의 상측에만 다공 덮개판을 부착한 상태를 도시한 사시도

도 5는 본 발명의 집수장치의 변형예를 도시한 전체 구성도.

* 도면의 주요부부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 급속여과지의 집수장치 10.... 급속 여과지

20.... 집수블록 22.... 여과수 통과공

24.... 안착 평탄면 26.... 수평벽

28,30.... 연장부 28a.... 단턱

40.... 상부 집수판 42.... 단위셀

44,46.... 다공 덮개판

본 발명은 급속 여과지용 집수장치(하부 집수장치)에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 급속 여과지의 여과층(모래층)과 여과층의 역세척을 위한 하부 압력실의 사이에 설치되어 여과층을 지지하면서 여과공정중에는 여과층을 통해 여과된 정수를 하부의 압력실로 유출시키는 동시에, 여과지의 역세척공정에서는 하부 압력실로부터 공급되는 세척수 또는 세척공기를 상부의 여과층으로 분사하는 기능을 갖고, 특히 기존의 블록 구조를 간소화시키면서 균압공간의 증대로 역세척 효율을 향상시키는 한편, 경량화 구조로 시공이 용이하고 및 비용절감이 가능한 급속 여과지의 집수장치에 관한 것이다.

상수도의 처리과정은 통상 원수에 약품을 주입하여, 응집지에서의 혼화를 거쳐 플럭(floc)을 형성시키고, 침전지에서의 침전 분리단계를 거친 다음, 약품 침전지의 월류웨어를 통해 급속 여과지에 공급되며, 이와같이 급속 여과지에 공급된 침전수는 여과층을 비교적 빠른 속도로 통과하여 원수중의 현탁물질을 여과 처리하게 된다.

따라서, 상수도 처리시 약품 처리된 침전수의 재 여과를 위하여 사용하는 것이 급속 여과지라 하는데, 급속의 의미는 광범위한 여과층 예를 들어, 모래를 통과하면서 여과되기 때문에, 여과속도가 빠른 것을 의미한다.

한편, 도 1에서는 이와 같은 알려진 급속 여과지를 도시하고 있다.

예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 급속 여과지의 일례는 침전지(미도시)에서 침전 처리된 처리수는 원수 유입지(110)에 유입되면, 이를 통하는 원수는 급속 여과지(100)의 집수블록(120)상에 쌍여있는 여과층 예를 들어, 모래층(130)을 통과하면서 여과되고, 이와 같이 여과된 정수는 집수블록(120)의 하부 압력실(140)을 통하여 유출지(150)에서 다음공정을 배출된다.

이때, 도면에서는 상세하게 도시하지 않았지만, 상기 하부 압력실(140)에 고압의 공기 또는 세척수를 공급하면, 공기와 세척수가 역방향으로 분사되면서 모래층의 역세척을 수행한다.

예들 들어, 도 1에서 모래층(130)에 여과 잔존물질인 혼탁물의 누적이 적은 경우에는, 수위가 LL(low level)에서 유지되지만, 점진적으로 모래층에 쌓인 혼탁물이 증대되면 여과성이 떨어지면서 수위는 HL(High Level)까지 상승한다.

따라서, 하부 압력실(140)에 고압의 공기나 세척수를 공급하여 역방향으로 분사시킴으로서, 모래층의 혼탁물을 제거하고, 이 혼탁물이 포함된 혼탁수(160)는유출지(150) 일측의 처리지로 배출(화살표 160)되어 집수장치의 여과층인 모래층(130)의 역세척을 완료하고, 다시 집수를 시작한다.

한편, 급속 여과지의 역세척 방법은 표면세척 및 역세척 즉, 물만을 이용한 물세척방식과, 공기세척후 물로 세척하는 연속 세척방식, 그리고 공기와 물을 동시에 함께 사용하는 공기. 물 동시 세척방식이 있으며, 이들 방식중 후기의 공기와 물 동시 세척방식이 여과재의 세척효율이 가장 높고 역세척수의 손실이 가장 적은 것으로 알려져 있다.

또한, 도 1에서 개략적으로 도시한 지금까지의 집수블록(120)들은 별도의 상세도면으로 도시하지 않았지만, 길게 신장된 사각블록들의 상부에 미세공을 형성시키고, 내부에 균압실을 형성하는 형태로 제공되는 것이 일반적인 것이었다.

또는, 별도의 도면으로 도시하지는 않았지만, 모래층 직하부의 콘크리트층에 역세척용 공기나 세척수를 분사할 수 있는 스트레이너를 설치하고 그 상단에 나사결합되는 분사캡이 돌출되도록 하는 스트레이너형의 집수블록이 사용되기도 한다.

그러나, 이와 같은 급속 여과지에서 사용되는 종래의 집수블록들은 블록들이 조립되는 구조이므로 블록들간의 틈새를 처리하기 위한 시공상의 어려움이 큰 문제가 있었다.

또는, 스트레이너형인 경우 모래층의 역세척시 스트레이너 분사캡만을 통하여 세척공기 또는 세척수가 분사되기 때문에, 스트레이너 분사캡이 무수히 많이 설치되지 않는 이상, 역체척 성능이 매우 취약한 문제가 있었다.

따라서, 집수블록 자체는 간소화하되 다공셀 구조의 플레이트를 블록상부에 놓고 그 위에 모래층을 쌓으면, 집수장치의 구조가 간소화되면서 경량화되어 시공이 용이하고, 블록내부의 직하부와 블록사이에 제공되는 2중의 균압공간으로 인하여 역세척 효율도 향상시킬 수 있어 바람직 할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 급속 여과지의 여과층을 지지하면서 여과공정중에는 여과층을 통해 여과된 정수를 하부의 압력실로 유출시키는 동시에, 여과지의 역세척공정에서는 하부 압력실로부터 공급되는 세척수 또는 세척공기를 상부의 여과층으로 분사하는 기능을 갖고, 특히 기존의 블록 구조를 간소화시키면서 균압공간의 증대로 역세척 효율을 향상시키는 한편, 경량화 구조로 시공이 용이하고 및 비용절감이 가능한 급속 여과지의 집수장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 침전수의 여과 처리를 위하여 급속 여과지에 배치되면서 내,외측에 균압공간을 형성토록 서로 연결 설치되고, 여과수가 통과하는 통과공들이 구비된 집수블록; 및

상기 집수블록의 상부에 안착되면서 내부에 공간이 형성되는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판재로 구성되며, 상측 또는 상,하측에는 다공의 덮개판이 부착되어 상기 집수블록의 상부에 연결 고정되는 다공형 상부집수판;

을 포함하여 구성된 급속여과지의 집수장치을 제공한다.

이때, 상기 집수블록은 상부에 상기 상부집수판이 안착되는 안착 평탄면을 구비하는 산형(山形)으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 산형 집수블록의 내부에는 내측 균압공간을 제공하는 수평벽이 일체로 형성되고, 상기 집수블록의 여과수 통과공들은 상기 집수블록의 수평벽 상부 양측과 수평벽에 각각 관통 형성된다.

또한, 상기 집수블록의 하부 양측에는 여과지 바닥에 밀착되는 연장부들이 일체로 형성되고, 상기 일측 연장부는 인접한 연장부와 맞물리고 여과지 바닥의 앵커볼트가 체결되는 단턱이 일체로 형성되어 있다.

그리고, 상기 집수블록의 연장부위에는 블록의 견고한 여과지 배치를 위하여 콘크리트가 타설되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 다공형 상부집수판의 단위셀은 무수히 많은 수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 여과수가 통과하는 다공으로 구성되고 이 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널로 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 상측 또는 상,하측 덮개판과 그 사이 또는 하측의 다공형 상부 집수판은, 상기 집수블록의 안착 평탄면에 체결되는 체결볼트로서 일체로 집수블록과 연결 고정될 수 있다.

또한, 상기 집수블록의 상부 평탄면의 직선상으로 외측으로 일체로 돌출되어 상기 다공형 상부 집수판을 지지하고 여과수 통과공들이 형성된 집수판 지지부가 추가로 구비되는 것도 가능하다.

이때, 상기 집수판 지지부상에는 다공형 상부집수판과 상부 덮개판이 안착 고정되는 것도 가능하다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 집수장치의 급속 여과지 설치상태를 도시한 전체 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 급속 여과지의 집수장치를 도시한 상세 구조도이며, 도 4는 본 발명의 집수장치를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 집수장치의 변형예를 도시한 전체 구성도이다.

먼저, 도 2에서는 본 발명인 집수장치(1)의 급속 여과지(10) 설치상태를 도시하고 있다.

즉, 본 발명의 집수장치(1)는 유입지(12)에서 월류되는 처리수가 낙하방식으로 혼탁물이 여과되도록 급속 여과지(10)의 바닥 콘크리트(C)상에 연결 배치되고, 그 위에는 여과층인 모래층(14)이 덮여져 있다.

그리고, 여과수는 방류조(16)를 통하여 방류된다.

한편, 도 3 및 도 4a에서는 급속 여과지(10)에 설치되는 본 발명의 집수장치(1)를 보다 구체적으로 도시하고 있다.

즉, 도 3 및 도 4a에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 집수장치(1)는 크게 집수블록(20)과 다공형 상부 집수판(40)으로 나누어 질 수 있고, 이들 집수블록(20)과 집수판(40)을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 상기 집수블록(20)은, 도 3 및 도 4a에서 도시한 바와 같이, 침전수의 여과 처리를 위한 급속 여과지(10)에 배치되면서 내,외측에 균압공간(S1)(S2)을 형성토록 서로 연결 설치되고, 여과수가 통과하는 통과공(22)들이 구비되어 있다.

즉, 본 발명의 집수블록(20)은 상부에 다음에 상세하게 설명하는 상부집수판(40)이 안착되는 안착 평탄면(24)을 구비하는 산형(山形)으로 형성되어 있고, 따 라서 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 정면에서 볼때 삼각형상의 구조를 갖는 본 발명의 집수블록(20)은 그 사이에 외측의 균압공간(S2)을 제공한다.

또한, 이와 같은 본 발명의 산형 집수블록(20)의 내부에는 내측 균압공간(S1)을 제공하는 수평벽(26)이 일체로 형성되고, 상기 집수블록(20)의 여과수 통과공(22)들을 상기 집수블록(20)의 수평벽 상부 양측과 수평벽에 각각 관통 형성되어 있다.

따라서, 본 발명의 집수장치의 특징은 다중의 균압공간(S1)(S2)을 형성하는 것에 있는데, 이와같은 균압공간들은 여과수의 낙하를 통한 여과후 여과층인 모래층(도 2의 14)에 혼탁물이 쌓인 경우 모래층의 역세척시 고압의 공기 또는 세척수 또는, 이들 모두가 공급될 때, 균압공간이 기존에 비해 증대되기 때문에, 모래층(14)의 전부분에 걸쳐서 역세척의 효율을 증대시키게 한다.

그리고, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 여과수 통과공(22)들은 집수블록(20)의 길이방향으로 다수개가 형성되고, 집수블록(20)의 경사진 양측면(20a)(20b)과 상기 수평벽(26)에 각각 일체로 형성되어 있어 여과수의 낙하경로 및 역세척시 고압의 공기와 세척수의 역세척 경로를 제공한다.

이때, 도 3 및 도 4a에서 도시한 바와 같이, 상기 집수블록(20)의 하부 양측에는 여과지(10)의 바닥 콘크리트(C)에 밀착되는 연장부(28)(30)들이 일체로 형성되고, 상기 일측 연장부(28)는 인접한 연장부(30)와 맞물리고 여과지 바닥의 앵커볼트(B)가 관통 체결되는 단턱(28a)이 일체로 형성되어 있다.

따라서, 본 발명의 집수블록(20)들은 급속 여과지(10)의 바닥 콘크리트(C)에 연장부(28)(30)들이 서로 맞물리도록 배치하면서 앵커볼트(B)를 통과시키어 너트 로서 체결하면 여과지에 견고하면서 간편하게 시공 설치할 수 있다.

이때, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 집수블록(20)의 연장부(28)(30)상에는 블록의 견고한 여과지 배치를 위한 콘크리트(C)가 타설되는 것도 가능하다.

그리고, 상기 집수블록(20)의 양측 통과공(22)은 상기 콘크리트 타설위치보다 높에 형성되어야 함은 물론이다.

다음, 도 3 및 도 4a에서는 본 발명의 상기 상부 집수판(40)을 도시하고 있다.

즉, 도 4a에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 상부 집수판(40)은, 상기 집수블록(20)의 상부에 안착되면서 내부에 공간(42b)이 형성되는 단위셀(42)들이 모여서 전체적으로 판재로 구성되며, 상,하측에는 구멍(44a)(46a)들이 형성된 덮개판(44)(46)이 부착되어 상기 집수블록(20)에 연결 고정되는 다공형으로 구성된다.

이때, 상기 상,하측 덮개판(44)(46)은 상기 다공 셀 구조의 상부 집수판(40)의 강도를 유지시킨다.

그리고, 상기 다공형 상부집수판(40)은 그 연결부위가 상기 집수블록(20)의 안착 평탄면(24)에서 연결되도록 하고, 인접한 집수블록(20)상의 안착 평탄면(24)에서는 상기 상부집수판(40)과 상,하측 덮개판(44)(46)을 체결볼트(B)로서 일체로 연결 고정시킬 수 있다.

한편, 도 4a에서 도시한 바와 같이, 상기 다공형 상부 집수판(40)은 무수히 많은 수직벽(42a)과 상기 수직벽들사이에 제공되어 여과수가 통과하는 다공(42b)으 로 구성되는 단위셀(42)들이 일체화되어 전체적으로 하나의 판상으로 구성된 패널로 제공된다.

따라서, 상기 다공형 상부집수판(40)은 경량 판재이면서 내부에 다공이 형성되어 있어 상,하 덮개판(44)(46)의 구멍(44a)(46a)들을 통과하는 여과수의 집수가 매우 용이하다.

또한, 실질적으로 무수히 많은 수직벽(42a)들이 형성되어 있어 압력에 견디는 강도도 유지되고, 특히 상,하부에 덮개판(44)(46)이 고정되기 때문에, 전체적인 강도유지가 향상되어 모래층(14)인 여과층을 지지하는 데에 강도적인 문제가 없다.

그리고, 상기 상부 집수판(40)은 합성수지 예를 들어, 내부식성이 우수한 폴리에틸렌(PE)으로 제작할 수 있으나, 강도를 보강하기 위하여는 섬유강화플라스틱(FRP)와 같은 고강도 재질을 사용하는 것도 가능하다.

이때, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 집수블록(20)과 상부 집수판(40) 및 , 상,하측 덮개판(44)(46)을 고정하는 앵커볼트와 체결볼트 및 너트들은 부식이 발생되지 않는 재질 예를 들어, 고강도 합성수지 성형물을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 도 4b에서 도시한 바와 같이, 상기 다공형 상부 집수판(40)의 상측에판 상측 덮개판(44)만이 제공되는 것도 가능한데, 이는 상부 집수판(40)이 무수히 많은 다공(42b)을 포함하기 때문이다.

즉, 상측 덮개판(44)은 실제로는 미세한 구멍(44a)들이 형성되어 있어 그 위로 여과층인 모래층(14)이 적층되고 이를 통과하는 여과수가 상부 집수판(40)으로 흐르게 된다.

이때, 도 4a 및 도 4b에서 다공셀 판낼의 상부 집수판(40)과 상,하측 또는 상측의 덮개판(44)(46)은 미리 세트품으로 부착되어 여과지(10)에서 간단하게 시공될 수 있다.

다음, 도 5에서는 본 발명의 집수장치(1)에서 집수블록(20)의 다른 실시예를 도시하고 있다.

즉, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 집수블록(20)의 상부 평탄면의 직선상으로 외측으로 일체로 돌출 제공되어 상기 다공형 상부 집수판(40)을 지지하고 여과수 통과공(32a)들이 형성된 집수판 지지부(32)가 추가로 구비될 수 있다.

따라서, 상기 집수블록(20)사이의 외측 균압공간(S2)을 집수블록만으로 형성시키는 동시에, 상부의 상부 집수판(40)이 보다 견고하게 지지될 수 있다.

물론, 도 3에서 집수블록간의 간격은 실질적으로는 크지 않기 때문에, 상부집수판(40)과 상,하부 덮개판(44)(46)의 집수블록 고정만으로도 강도유지에는 문제가 없다.

그리고, 상기 집수블록(20)의 집수판 지지부(32)에는 여과수가 통과하는 통과공(32a)들이 형성되어 있다.

이때, 도 5의 집수블록을 사용하는 경우에는 상기 집수판 지지부(32)상에는 다공형 상부집수판(40)과 상부 덮개판(44)만을 안착 고정시키는 것도 가능하다.

이에 따라서, 본 발명의 급속 여과지의 집수장치에 의하면, 다공 셀 구조의 판재인 상부집수판(40)과 구조가 간소화된 집수블록(20)을 적층 구성시킴으로서, 집수장치의 경량화가 가능하고 시공도 용이한 것이다.

이와 같이 본 발명인 급속 여과지의 집수장치에 의하면, 급속 여과지의 여과층과 여과층의 역세척을 위한 하부 압력실의 사이에 설치되어 여과층을 지지하면서 여과공정중에는 여과층을 통해 여과된 정수를 하부의 압력실로 유출시키는 동시에, 여과지의 역세척공정에서는 하부 압력실로부터 공급되는 세척수 또는 세척공기를 상부의 여과층으로 분사하는 기능을 갖고, 특히 기존의 블록 구조를 간소화시키면서 균압공간의 증대로 역세척 효율을 향상시키는 우수한 효과를 제공한다.

또한, 다공형 상부 집수판과 구조가 간소화된 집수블록을 이용하는 경량화 시공을 가능하게 하고, 이에 따라 시공성을 향상시키거나 비용을 절감시키는 다른 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (9)

1. 침전수의 여과 처리를 위하여 급속 여과지에 배치되면서 내,외측에 균압공간을 형성토록 서로 연결 설치되고, 여과수가 통과하는 통과공들이 구비된 집수블록; 및

   상기 집수블록의 상부에 안착되면서 내부에 공간이 형성되는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판재로 구성되며, 상측 또는 상,하측에는 다공의 덮개판이 부착되어 상기 집수블록의 상부에 연결 고정되는 다공형 상부집수판;

   을 포함하여 구성된 급속여과지의 집수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 집수블록은 상부에 상기 상부 집수판이 안착되는 안착 평탄면을 구비하는 산형(山形)으로 형성된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 집수블록의 내부에는 내측 균압공간을 제공하는 수평벽이 일체로 형성되고, 상기 집수블록의 여과수 통과공들은 상기 집수블록의 수평벽 상부 양측과 수평벽에 각각 관통 형성된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 집수블록의 하부 양측에는 여과지 바닥에 밀착되는 연장부들이 일체로 형성되고,

   상기 일측 연장부는 인접한 연장부와 맞물리고 여과지 바닥의 앵커볼트가 체결되는 단턱이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 집수블록의 연장부위에는 블록의 견고한 여과지 배치를 위하여 콘크리트가 타설된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 다공형 상부집수판의 단위셀은 무수히 많은 수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 여과수가 통과하는 다공으로 구성되고 이 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널로 구성된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 상측 또는 상,하측 덮개판과 그 사이 또는 하측의 다공형 상부 집수판은, 상기 집수블록의 안착 평탄면에 체결되는 체결볼트로서 일체로 집수블록과 연결 고정된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.
8. 제 2항에 있어서, 상기 집수블록의 상부 평탄면의 직선상으로 외측으로 일체로 돌출되어 상기 다공형 상부 집수판을 지지하고 여과수 통과공들이 형성된 집수판 지지부가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 집수판 지지부상에는 다공형 상부 집수판과 상부 덮개판이 안착 고정된 것을 특징으로 하는 급속여과지의 집수장치.

Images