KR100725597B1 - Strainer with back washing air venting holes, and biological filter with the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 생물막 여과장치의 개략도1 is a schematic view of a conventional biofilm filtration device
도 2는 도 1의 생물막 여과장치의 역세수 유입에 따른 여재팽창 상태를 도시하는 도면FIG. 2 is a view illustrating a media expansion state according to backwash water inflow of the biofilm filtration apparatus of FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1의 생물막 여과장치의 역세공기 유입 상태를 도시하는 도면Figure 3 is a view showing the inlet air inlet state of the biofilm filtration device of Figure 1
도 4는 도 1의 스트레이너 및 스트레이너블록을 개략적으로 도시한 도면4 is a schematic view of the strainer and strainer block of FIG.
도 5는 도 4에서 스트레이너의 처리수 및 공정공기 배출 개념도5 is a conceptual view of the treatment water and process air discharge of the strainer in FIG.
도 6은 도 4에서 스트레이너의 역세수 유입 개념도6 is a conceptual view of backwash water inflow of the strainer in FIG. 4.
도 7은 도 4에서 스트레이너 역세공기 유출 개념도7 is a conceptual view of the strainer back-air outflow in FIG.
도 8은 도 4에서 스트레이너의 물+공기 동시 역세시 역세공기 및 역세수의 이동 개념도FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating movement of backwashing air and backwashing water at the same time of water and air backwashing of the strainer in FIG.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스트레이너의 측단면도9 is a side cross-sectional view of the strainer according to the first embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 부분확대도10 is an enlarged partial view of FIG.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스트레이너의 측단면도11 is a side cross-sectional view of a strainer according to a second embodiment of the present invention.
도 12는 도 9 및 도 11의 각 스트레이너가 스트레이너블록에 설치된 상태를 도시한 본 발명에 따른 상향류 부상식 생물막 여과장치의 일부분을 도시한 도면FIG. 12 is a view showing a part of the upflow floating biofilm filtration apparatus according to the present invention showing a state in which each strainer of FIGS. 9 and 11 is installed in a strainer block.
도 13은 도 12의 생물막 여과장치에서 역세공기 및 역세수의 이동 개념도FIG. 13 is a conceptual view illustrating movement of backwash air and backwash water in the biofilm filtration device of FIG. 12.
본 발명은 상향류 부상식 생물막 여과장치에서 사용되는 스트레이너, 및 이러한 스트레이너를 채용한 생물막 여과장치에 관한 것이다.The present invention relates to a strainer used in an upflow floating biofilm filtration device, and a biofilm filtration device employing such a strainer.
부상식 여재(비중 < 1)를 사용하는 상향류식 생물막 여과공정은 물리적 여과기능과 생물학적 처리기능이 결합된 하·폐수처리 공정으로 오염물질을 생물학적 분해뿐만 아니라 여과기능이 발휘되어 우수한 처리수질을 확보할 수 있는 단위 처리장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상향류식 생물막 여과장치는 미생물이 부착하여 성장하고 고형물이 여과되는 여재층(media zone)(1), 여재의 유출을 방지하는 스트레이너(2), 여재에 부착된 미생물에게 산소를 공급하기 위한 공기공급 장치(3), 및 여재내에 성장하는 미생물 및 여과된 고형물을 역세하기 위한 역세공기 유입장치(4) 등으로 구성된다.Upflow biofilm filtration process using floating media (specific gravity <1) is a sewage and wastewater treatment process that combines physical filtration and biological treatment functions. It is a unit processor that can. As shown in FIG. 1, the upflow biofilm filtration apparatus includes a media zone 1 through which microorganisms are attached and grown and a solid is filtered, a
생물막 여과공정의 경우 여과 및 생물학적 처리가 진행됨에 따라 여재 내의 고형물(미생물+고형물)의 증가로 인하여 손실수두(head-loss)가 발생하게 되고, 일정 손실수두가 발생하면 역세를 실시하여야 계속적인 처리기능을 유지할 수 있다. 역세방법은 유입수를 차단하고 역세수를 상부에서 공급하며 역세밸브를 개방시켜 여재를 팽창시키는 단계(도 2), 팽창 여재에 난류를 발생시켜 여재 내에 부착된 고 형물을 탈리시키기 위한 역세공기 유입단계(도 3), 및 여재에서 탈리된 고형물을 유출시키기 위한 단계(도 2)로 반복 진행된다.In the case of the biofilm filtration process, head-loss occurs due to the increase of solids (microorganisms + solids) in the media as the filtration and biological treatment proceed. Maintain functionality. The backwashing method blocks the influent, supplies the backwashing water from the top, expands the filter medium by opening the backwash valve (FIG. 2), and generates a turbulent flow in the expansion filter to remove the solids attached to the filter medium. (FIG. 3), and the step (FIG. 2) for flowing out the solids detached from the media is repeated.
상향류식 생물막여과공정의 역세방법 중 가장 효율적인 방법은 역세수 및 역세공기를 동시에 주입하여 역세를 수행하는 것으로, 이는 여재가 팽창된 상태에서 역세공기를 주입하기 때문에 여재의 교란이 가장 효율적으로 이루지기 때문이다. 역세수의 공급이 종료된 후 역세공기를 주입하는 단계적 역세의 경우 역세수의 공급이 멈추는 순간 여재가 부력에 의해 원래의 위치로 돌아가기 때문에 역세공기를 공급하여도 효율적인 여재교란을 유도할 수 없다(도 3 참조). 이러한 물+공기 동시역세의 장점에도 불구하여 기존의 스트레이너를 이용할 경우 공기+물 동시역세를 수행하는 것이 불가능하다. 이는 공기+물 동시 역세를 수행할 경우 스트레이너(2)를 통하여 상향류의 공기와 하향류의 역세수가 동시에 통과하여야 하는데 동일한 공간으로 물과 공기가 동시에 통과할 수 없는 문제가 발생하기 때문이다.The most efficient method of backwashing of the upflow biofilm filtration process is to backwash by injecting backwashing water and backwashing at the same time. Because. In the case of staged backwashing, in which the backwashing air is injected after the supply of backwashing water is terminated, supply of backwashing air does not lead to efficient disturbance of the media because the backwash is returned to its original position due to buoyancy. (See Figure 3). Despite the advantages of simultaneous water + air backwashing, it is impossible to perform air + water backwashing with existing strainers. This is because when the air + water simultaneous backwash is performed, the upstream air and the downstream backwash water must pass simultaneously through the
도 4는 도 1에 채용되어 있는 종래의 스트레이너(2)의 구조를 도시한 도면이다. 스트레이너의 구성은 스트레이너블록(20)에 부착되어 있는 외부 스트레이너(21)와 여재의 유출을 방지하고 처리수가 배출하는 역할을 하는 내부 스트레이너(22)로 구성된다. 처리가 진행되는 동안에는 공정공기와 처리수가 동일한 방향으로(상향류) 진행되어 스트레이너(2)를 통하여 원활하게 배출된다(도 5). 역세가 시작되면 첫째 단계인 여재팽창을 위하여 유입수가 차단된 상태에서 역세수가 스트레이너(2)를 통하여 하향방향으로 유입된다(도 6). 둘째단계로 역세공기가 주입되어 상향류로 진행하며 여재를 교란하고 스트레이너(2)를 통하여 배출된다(도 7). 여재 가 팽창된 상태에서 교란을 위한 역세공기가 공급되는 물+공기 동시역세를 수행할 경우 상향류의 역세공기와 하향류의 역세수가 동시에 스트레이너를 통과해야 되기 때문에 충돌이 발생하게 된다(도 8). 일반적으로 역세공기는 공정공기의 1.5~2배로 공급되어 역세공기가 스트레이너를 통과할 경우 역세수가 통과할 수 없게 된다. 역세수가 공급되지 못하는 상태로 역세를 계속 진행할 경우 역세수의 부족으로 하부로 여재가 유출되어 생물막 여과공정이 기능을 발휘할 수 없게 되는 중대한 문제가 발생한다. 이렇듯 기존의 스트레이너(2)의 경우 가장 효과적인 역세방법인 공기+물 동시역세를 수행할 수 없는 약점을 가지게 된다. 4 is a view showing the structure of a
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 스트레이너의 약점을 보완하여 물과 공기의 동시 역세가 가능하게 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention to compensate for the weakness of the conventional strainer to enable simultaneous backwashing of water and air.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 역세공기가 상향이동되는 통로를 제공하는 공기배출구를 구비함으로써 역세시 상기 역세공기가 상기 역세수와 충돌없이 상기 공기배출구를 통해 배출되어 물과 공기의 동시 역세가 가능한 것을 특징으로 하는 상향류 부상식 생물막 여과장치용 스트레이너를 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an air outlet for providing a passage through which the backwashing air is moved upwards so that the backwashing air is discharged through the air outlet without colliding with the backwashing water during backwashing. A strainer for an upflow floating biofilm filtration device, characterized by simultaneous backwashing, is proposed.
여기에서, 상기 스트레이너는 스트레이너블록에 고정되는 외부 스트레이너, 및 상기 외부 스트레이너 내측에 고정되어 상기 역세수가 하향이동되는 내부 스트레이너를 포함하여 구성되며, 이때, Y상기 공기배출구는 상기 외부 스트레이너에 형성되는 것이 바람직하며, 또한 내부 스트레이너에 형성될 수도 있다.Here, the strainer is configured to include an outer strainer is fixed to the strainer block, and the inner strainer is fixed to the inside of the outer strainer and the backwash water is moved downward, wherein the air outlet is formed in the outer strainer Preferably, it may also be formed in the inner strainer.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기와 같은 공기배출구의 구성을 갖는 스트레이너; 및 상기 스트레이너가 고정되는 스트레이너블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 부상식 생물막 여과장치가 제공된다.According to another aspect of the invention, the strainer having a configuration of the air outlet as described above; And a strainer block to which the strainer is fixed. The upflow floating biofilm filtration apparatus is provided.
이때, 상기 스트레이너블록은, 상기 스트레이너가 배치된 위치의 인접 영역의 하면이 상방으로 함몰형성되는 것이 바람직하다.At this time, the strainer block, it is preferable that the lower surface of the adjacent region of the position where the strainer is disposed recessed upward.
또한, 복수의 스트레이너들은 그 상하방향상의 길이가 상이하도록 구성되며, 이때, 상기 스트레이너들은 그 상하방향상의 길이가 상대적으로 큰 것과 상대적으로 작은 것이 교번적으로 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the plurality of strainers are configured such that their lengths in the vertical direction are different, and in this case, it is preferable that the strainers are alternately arranged that the length of the strainers is relatively large and relatively small.
본 발명의 따르면, 부상식 여재를 사용하는 상향류식 생물막 여과공정에서 이와 같은 공기+물 동시역세가 가능하게 되므로, 효율적인 역세 뿐만아니라 역세소요시간과 역세공기, 역세수의 사용량을 현저하게 절감할 수 있다.According to the present invention, since such air + water simultaneous backwashing is enabled in the upflow biofilm filtration process using floating media, it is possible to significantly reduce backwashing time, backwashing air, and backwashing time as well as efficient backwashing. have.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예에 대한 설명에서, 도 1 에 도시된 종래의 상향류 부상식 오폐수 처리장치의 기본 구성은 본 발명의 구성요소로서 인용되며, 그에 대한 구체적인 설명은 생략된다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In the description of the embodiment of the present invention, the basic configuration of the conventional upflow floating wastewater treatment apparatus shown in FIG. 1 is referred to as a component of the present invention, and a detailed description thereof is omitted.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스트레이너의 측단면도이고, 도 10은 도 9의 부분확대도이다. 스트레이너(100)는 외부 스트레이너(121)와 내부 스트레이너(122)로 구성되며, 외부 스트레이너(121)는 스트레이너블록(300)에 고정되고(도 11 참조) 내부 스트레이너(122)는 외부 스트레이너(121)에 고정된다.9 is a side cross-sectional view of the strainer according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. 9.
외부 스트레이너(121)에는 역세공기를 배출하기 위한 공기배출구(130)가 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 공기배출구(130)는 외부 스트레이너(121)의 내측면 하부에 내부 스트레이너(121)의 외측면과의 이격 공간에 하향 개구되어 있고 또한 외부 스트레이너(121)의 상면으로 상향 개구되어, 스트레이너(100) 하부 공간과 스트레이너(100)의 상부 공간을 연통시킨다. 이에 따라 스트레이너(100) 하부에 공급되는 역세공기가 공기배출구(130)를 통해 스트레이너(100) 상부로 배출될 수 있게 된다. 공기배출구(130)의 형상이나 배치 및 개수는 다양하게 변경될 수 있다.The
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스트레이너(200)의 측단면도이다.11 is a side cross-sectional view of the
본 실시예에서는 전술한 제 1 실시예에 비해 스트레이너(200)의 상하방향상의 길이가 10cm 가량 더 짧게 구성된다. 스트레이너(200)가 외부 스트레이너(221)와 내부 스트레이너(222)로 구성되고 외부 스트레이너(221)에 공기배출구(230)가 형성되어 있는 구성은 전술한 제 1 실시예와 동일하다.In this embodiment, the length of the
도 12는 도 9 및 도 11의 스트레이너(100, 200)가 스트레이너블록(300)에 설치된 상태를 도시한 본 발명에 따른 상향류 부상식 생물막 여과장치의 일부분을 도시한 도면이고, 도 13은 도 12의 생물막 여과장치에서 역세공기 및 역세수의 이동 개념도이다.12 is a view showing a portion of the upflow floating biofilm filtration apparatus according to the present invention showing a state in which the
본 발명의 상향류 부상식 생물막 여과장치에서는 복수의 스트레이너가 스트레이너 블록(300)에 배치되도록 구성되며, 이때 상대적으로 그 길이가 긴 전술한 제 1 실시예의 스트레이너(100)와 상대적으로 그 길이가 작은 제 2 실시예의 스트 레이너(200)가 스트레이너블록(300)에 교번적으로 배치된다.In the upflow floating biofilm filtration apparatus of the present invention, a plurality of strainers are configured to be disposed in the
또한, 스트레이너블록(300)은 스트레이너(100, 200)가 배치된 위치의 인접 영역의 하면이 상방으로 함몰형성된 함몰부(300a)를 구비한다.In addition, the
도 13에 도시된 바와 같이, 외부 스트레이너(121, 221)의 공기배출구(130, 230)를 통하여 역세공기가 스트레이너블록(300)의 하부로부터 상향 배출되고, 역세수는 내부 스트레이너(122, 222)를 통하여 스트레이너블록(300)의 상부로부터 하향 배출된다. 이때, 역세수와 역세공기의 동시 유입시 스트레이너블록(300)의 하면의 함몰부(300a)가 도 13과 같이 역세수의 수면으로부터 상방으로 이격된 공간을 형성하게 되므로, 역세공기는 공기배출구(130, 230)를 통해 원활하게 배출될 수 있다. 즉, 역세시 공기는 상승력이 크기 때문에 스트레이너블록(300) 하부의 함몰부(300)에 역세공기가 모인 후 외부 스트레이너(121, 221)의 공기배출구(130, 230)를 통하여 배출되고, 역세수는 내부 스트레이너(122, 222)를 통하여 유입된다.As shown in FIG. 13, the backwash air is discharged upward from the bottom of the
또한 길이가 긴 스트레이너(100)와 짧은 스트레이너(200)를 함께 배치함으로써 역세시 짧은 스트레이너(200)는 주로 공기가 배출되고 긴 스트레이너(100)는 주로 역세수가 공급되어 역세수와 역세공기의 동시 통과가 원활하게 이루어질 수 있게 된다.In addition, by arranging the
본 발명에 따르면, 부상식 여재를 사용하는 상향류식 생물막 여과공정에서 공기+물 동시역세가 가능하게 된다. 이와 같이 공기와 물이 각각 다른 공간으로 유입/유출되기 때문에 상호 충돌이 발생하지 않으며 공기+물 동시역세가 가능하게 된다. 따라서 역세수에 의해 여재가 팽창된 상태에서 역세공기가 공급되기 때문에 효율적인 난류가 발생되고 여재의 유동이 원활하게 발생하여 역세가 효과적으로 이루어지게 된다.According to the present invention, air + water simultaneous backwashing is possible in the upflow biofilm filtration process using flotation media. As air and water are introduced and discharged into different spaces as described above, collisions do not occur and air and water simultaneous backwashing are possible. Therefore, since the backwash air is supplied in the expanded state by the backwash, efficient turbulence is generated and the flow of the backwash occurs smoothly so that backwashing is effectively performed.
부상식 여재를 사용하는 상향류식 생물막 여과공정에서 이와 같은 공기+물 동시역세가 가능하게 되므로, 효율적인 역세 뿐만아니라 역세소요시간과 역세공기, 역세수의 사용량을 기존의 50%이하로 절감할 수 있다.The simultaneous air and water backwashing is possible in the upflow biofilm filtration process using floating media, which can reduce backwash time, backwash air, and backwash water consumption to 50% or less. .
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이며, 이러한 변형은 본 발명의 보호범위에 속할 것이다.In the above, the preferred embodiment of the present invention has been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical spirit of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations will be possible within the scope of equivalents of the claims to be described therein, and such variations will fall within the protection scope of the present invention.
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