KR100681715B1 - 상향류식 다단 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과된 오염물질을 간편 용이하게 제거할 수 있어서 유지 보수를 쉽게 할 수 있는 상향류식 여과장치로서, 내부가 제1 격벽 및 제2 격벽에 의해 다단으로 구획되는 오수 저류부와 여과실, 및 여과수 배출로로 구획 형성되고, 상기 제1 격벽의 하부는 상기 여과실의 하부로 연통 되도록 유통로를 형성하고 있는 여과조를 포함한 구성으로서, 상기 제1 격벽은 제2 격벽보다 높게 설정되어 있음과 아울러, 상기 여과실에는 상측 여과부와 하층 여과부가 수납 배치되고, 상기 여과조의 외주 소정 개소에는 역세밸브 달린 도관이 연통 된 상향류식 다단 여과장치이다.

여과장치, 정수장치, 상향류 여과,

Description

상향류식 다단 여과장치{upward flow type multi-stage filter apparatus}

도 1은 본 발명에 관련된 여과장치의 구성을 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 측단면도.
도 3은 본 발명 여과장치의 제어 계통도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2: 여과조 4a, 4b, .. 4n: 오수 저류조

6: 제1 격벽 8a, 8b… 8n: 여과실

10: 배수로 12: 제2 격벽

14: 유입관 14a, 14b… 14n: 분지관

16: 배수관 17: 급기밸브

18: 공기 주입관 20a, 20b… 20n: 역세밸브

22a, 22b… 22n: 도관 26a, 26b… 26n: 유통로

28a, 28b… 28n: 상층 여과부 30a, 30b… 30n: 하층 여과부

32a, 32b… 32n: 노즐 34a, 34b… 34n: 레벨센서

36: 컨트롤러

본 발명은 수처리설비에 적합한 여과장치로서, 특히 오수, 폐수, 생활하수 등과 같이 부유물을 다량 함유하고 있는 피여과수를 밑에서 위로 흘러나가게 하여 정화하는 상향류식 다단 여과장치에 관한 것이다.

오 폐수 처리설비에는 물의 정화를 위하여 각종의 여과장치가 구비되어 있으며, 특히 여과 성능이 우수하면서 여과재를 재사용할 수 있는 방식으로서, 활성탄, 모래, 마이크로 필터 등을 보편적으로 채용하고 있다.

상기 활성탄과 모래를 여과재로 채용한 필터장치는, 상방으로 오 폐수를 투입하고 중력 작용으로 여과시키는 구성이므로, 구조가 간단하고 용량을 크게 할 수 있는 이점이 있으나, 여과재 상층부로 퇴적되는 오염물질의 처리가 번거로워 비효율적이고, 여과 정도(精度)도 낮다.

마이크로 필터는 피여과수에 압력을 가하여 강제로 여과되게 하는 방식이기 때문에 여과 정도와 효율이 우수한 이점이 있으나, 설치 비용과 유지 관리비용이 고가로 되어 정수단계의 여과수단으로 사용되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 종래 기술을 감안하여, 설치 비용이 저렴하고 여과된 오염물질을 간편 용이하게 제거할 수 있어서 유지 보수를 쉽게 할 수 있는 상향류식 다단 여과장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 구현하는 본 발명은, 오 폐수를 여과재의 밑에서 위로 흐르게 하는 상향식 여과방식으로 되고, 여과재는 오염물질의 분리가 용이한 재질의 하층 여과부와, 여과 정도가 높은 상층 여과부로 구분 배치하여 여과된 오염물질이 하층 여과부의 밑으로 퇴적될 수 있게 함으로써, 주기적으로 쉽게 수거할 수 있게 한 상향류식 다단 여과장치이다.

본 발명은 내부가 제1 격벽 및 제2 격벽에 의해 다단으로 나누어지는 오수 저류부와 여과실, 및 여과수 배출로로 구획되고, 상기 제1 격벽의 하부는 오수 저류부가 상기 여과실의 하부로 연통 되도록 유통로를 형성하고 있는 여과조를 포함하고, 상기 제1 격벽은 제2 격벽보다 높게 설정되어 있음과 아울러, 상기 각 여과실에는 상측 여과부와 하층 여과부가 수납 배치되며, 상기 각 여과조의 외주 소정 개소에는 역세밸브 달린 도관이 연통 된 구성으로 된다.

또, 본 발명은 상기 여과조의 측면에 급기밸브를 구비한 공기 주입관이 더 설치될 수 있고, 이 공기 주입관의 종단에는 상기 각 하층 여과부의 밑면을 향하도록 배치되는 다수의 노즐을 구비함으로써, 외부에서 압축공기를 상기 하층 여과부의 밑면으로 불어 넣어, 퇴적된 오염물질의 제거를 촉진할 수 있는 구성을 더 포함할 수 있다.

상기 상층 여과부는 여재로서 모래, 활성탄 등의 고정형 여재를 이용하고, 또한, 상기 하층 여과부의 유동상 여재는 구형(球形)으로 뭉쳐진 실타래가 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 따라 바람직한 실시 예로서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련된 여과장치의 구성을 나타내는 사시도로서, 일정 크기를 가지는 여과조(2)가 마련되고, 이 여과조(2)의 내부에는 다단으로 오수 저류부(4a, 4b… 4n )를 구획하는 제1 격벽(6)과, 역시 동일하게 다단으로 여과실(8a, 8b… 8n)을 구획함과 동시에 하나로 통합되는 여과수 배출로(10)를 구획 설정하는 제2 격벽(12)이 설비되어 있으며, 외부에서 오수를 공급하기 위한 유입관(14)이 분지관(14a, 14b… 14n)을 거쳐 각각 대응하는 오수 저류부(4a, 4b… 4n )로 연통 되어 있다.

상기 분지관(14a, 14b… 14n)의 통로 상에는 각각 밸브(Va, Vb… Vn)가 개재되어서 개폐될 수 있으며, 또한 상기 여과수 배출로(10)는 배수관(16)과 연통 되어 다음 공정으로 이송가능하게 되어 있고, 여과조(2)의 하부 측면에는 급기밸브(17)를 갖춘 공기 주입관(18)이 연통 되어 있음과 아울러 상기 다수로 구획된 여과실(8a, 8b… 8n)의 하측은 각각 역세밸브(20a,20b… 20n)를 갖춘 도관(22a, 22b… 22n)과 연통 되어 있다.

오 폐수는 상기 여과조(2)의 외측으로 연통 되는 유입관(14)에서 밸브(Va, Vb… Vn) 달린 분지관(14a, 14b… 14n)을 통해 각 오수 저류부(4a, 4b… 4n)로 유입 된다.

도 2로 나타낸 바와 같이 제1 격벽(6)의 하측에는 각 오수 저류부(4a, 4b… 4n)와 여과실(8a, 8b… 8n) 사이를 각각 연통시키기 위한 유통로(26a, 26b… 26n)가 열려져 있고, 상기 오수 저류부(4a, 4b… 4n)로 유입되는 오수는 이 유통로(26a, 26b… 26n)를 경유하여 여과실(8a, 8b… 8n)의 하부로 유입된다.

여과실(8a, 8b… 8n) 각각의 내부는 상하로 구분되고 상부는 모래, 활성탄 등의 고정형 여재로 되는 상층 여과부(28a, 28b… 28n)로, 또 하부는 유동상 여재로서 구형으로 뭉쳐진 실타래가 무수히 수용된 하층 여과부(30a, 30b… 30n)로 구성 되는 한편, 이 하층 여과부(30a, 30b… 30n)의 밑면에는 상기 공기주입관(18)의 종단에서 분지 된 노즐(32a, 32b… 32n)이 소정 위치에서 위를 향해 배열되어 상기 하층 여과부(30a, 30b… 30n)의 밑면을 향하는 구성으로 되어 있다.
또한, 각각의 오수 저류부(4a, 4b… 4n) 상측에는 수위를 검출하는 레벨센서(34a, 34b… 34n)가 비치되어 있고, 이 레벨센서(34a, 34b… 34n)의 출력신호는 컨트롤러(36)로 입력되어 후술하는 바와 같이 밸브(Va, Vb… Vn), 노즐(32a, 32b… 32n), 역세밸브(20a, 20b… 20n)를 제어하는 신호가 된다.

상술한 구성의 본 발명은, 급기밸브(17)와 모든 역세밸브(20a, 20b… 20n)를 잠근 상태에서 유입관(14)을 통해 오 폐수를 오수 저류부(4a, 4b… 4n)로 공급하는 것으로 여과 작용이 시작된다.

여과 작용의 초기에 유입관(14)의 분지관(14a, 14b… 14n)을 열어 오 폐수가 유입되게 하면, 오 폐수는 각 오수 저류부((4a, 4b… 4n)로 충만하면서 각각의 유통로(26a, 26b… 26n)를 통해 해당 여과실(8a, 8b… 8n))의 하층 여과부(30a, 30b… 30n)) 밑쪽으로 흐르며, 이곳에서 수위 상승에 수반하는 상향류(上向流)로 되어 하층 여과부(30a, 30b… 30n)를 통과하게 되며, 이때 물에 섞여 있던 부유물 등은 걸러져 여과된다.

각각의 하층 여과부(30a, 30b… 30n)는 일정 지름의 실타래로 된 유동상 여재를 무수히 갖춘 구조이므로 상향류가 발생하지 않은 상태에서는 바닥에 가라앉아 있고, 상향류 발생시에는 그 흐름에 따라 부유하면서 하층 여과부(30a, 30b… 30n)의 밑면에 달라붙어 겹쳐지게 배열된다.

이때, 구형으로 뭉쳐진 실타래는 상향류에 의한 수압의 영향을 받아 타원형으로 변형되면서 인접하는 것과의 사이 간격이 좁혀져 수중에 함유된 오염물질은 통과하지 못하게 걸러내는 여과 작용을 발휘한다.

이렇게 하층 여과부(30a, 30b… 30n)를 통과하여 여과된 피처리수는 다시 상층 여과부(28a, 28b… 28n))를 통과하게 되고, 이 과정에서 미처 여과되지 못한 미세 입자가 2차적으로 여과되기 때문에 결과적으로 여과실(8a, 8b… 8n))의 상층에는 맑은 물만 솟아올라 제2 격벽(12)을 타고 오버 플로우 되어서 여과수 배출로(10)와 배수관(16)을 통해 배출되어 다음 정수 공정으로 보내진다.
본 발명의 구성에서, 상기 제1 격벽(6)은 제2 격벽(12)보다 높게 설정되어 있으므로 상기 여과실(8a, 8b… 8n)에게서 상층 여과부(28a, 28b… 28n)를 통과한 여과수는 오수 저류부(4a, 4b… 4n) 쪽으로 역류하지 않고 여과수 배출로(10)와 배수관(16)을 통해 다음 공정으로 제공된다.

상술한 여과 과정에서 하층 여과부(30a, 30b… 30n)의 유동상 여재에 오염물질이 과도하게 달라붙어 있으면 여과 효율이 급속히 저하됨은 물론, 통로가 막힘에 따라 오 폐수의 상향류 흐름도 약해지게 되며, 이 때문에 유동상 여재는 각각 하층 여과부(30a, 30b… 30n)의 바닥으로 가라앉게 되는 한편, 오수 저류부(4a, 4b… 4n)의 수위는 증가하게 된다.

본 발명에서는, 각 오수 저류부(4a, 4b… 4n)의 수위가 일정 이상으로 증가하였을 때에, 이를 감지하여 여과실(8a, 8b… 8n) 중의 해당 하층 여과부(30a, 30b… 30n)를 역 세척하게 되어 있다.

즉, 도 3의 도시와 같이 레벨센서(34a, 34b… 34n) 중의 어느 하나 또는 모두가 최고 수위를 감지하여 컨트롤러(36)에 경보 신호를 입력시키면, 컨트롤러(36)는 분지관(14a, 14b… 14n) 중에서 경보 신호에 해당되는 것의 밸브(Va, Vb… Vn)를 차단하는 한편으로, 급기밸브(17)에 연통 된 노즐(32a, 32b… 32n) 중에서 해당하는 것을 열어서 해당 하층 여과부(30a, 30b… 30n)의 밑면으로 압축공기가 공급되게 한다.

공급되는 압축공기는 유동상 여재를 진동시켜서 표면에 달라붙은 오염물질이 떨어져 나가게 하는 세척 작용을 일으키고, 다음에는 역세밸브(20a, 20b… 20n) 중에 해당되는 것을 개방시켜, 하층 여과부(30a, 30b… 30n)의 하부 측 오 폐수와 세척 작용으로 떨어져 나온 오염물질을 역 세척하여 제거한 후에 상기 차단된 밸부(Va, Vb… Vn)를 다시 열고 상술한 바와 같은 여과 작용이 반복되도록 제어하게 되어 있다.

이와 같은 여과 작용 중의 역 세척에서, 반드시 급기밸브(17)를 통해 압축공기를 공급해야 하는 것은 아니고 다만 오염물질의 세척을 촉진하여 주는 이점을 얻기 위하여 공급되는 것일 뿐이다.
또, 이 실시 예에서 여과조(2)의 측면 하부에는 여과실(8a, 8b… 8n)의 하부를 육안 점검하도록 검시창(24)을 비치하고 있으나 이것도 본 발명에 반드시 필요한 구성은 아니다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명은, 오 폐수를 여과층의 밑에서 위로 통과시키는 상향류 방식으로 순환되게 하여, 오염물질이 하층 여과부의 밑으로 걸러져 체류 되게 하고, 걸러진 오염물질은 역세밸브를 통해 외부로 배출될 수 있게 한 것이므로, 저렴한 비용으로 설비할 수 있으면서 여과재의 관리 및 세척이 간편 용이하여 유지 관리비용이 적게 드는 이점과, 오 폐수를 연속 여과할 수 있는 구조이므로 여과 효율과 시간당 여과량도 우수한 장점이 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 내부가 제1 격벽 및 제2 격벽에 의해 다단으로 구획되는 오수 저류부와 여과실 및 여과수 배출로로 구획 형성되고 상기 제1 격벽은 제2 격벽보다 높게 설정되어 있음과 아울러 제1 격벽의 하부에는 상기 각 오수 저류부와 여과실의 하부 사이를 연통시키는 유통로가 형성되어 있는 여과조;

   상기 각 여과실의 상부에 위치하는 상층 여과부;

   상기 각 여과실에서 상층 여과부의 하측에 위치하고 유동상 여재로서 구형으로 뭉쳐진 실타래가 내부에 무수히 수납되어 있는 하층 여과부;

   상기 여과조의 외측 하부에서 각 여과실에 대응하는 위치로 연통 되는 역세밸브 달린 도관;

   상기 여과조의 측면으로 연통 되고 그 종단에 다단으로 배치된 노즐을 상기 하층 여과부의 밑면을 향하도록 설치되는 급기밸브를 구비한 공기 주입관;

   으로 구성됨을 특징으로 하는 상향류식 다단 여과장치.

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