KR100771469B1

KR100771469B1 - 여과장치

Info

Publication number: KR100771469B1
Application number: KR1020060029933A
Authority: KR
Inventors: 서희동
Original assignee: 서희동
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-11-05
Also published as: KR20060034264A

Abstract

본 발명은 하·폐수의 최종처리수, 정수처리, 공업용수처리, 먹는 샘물 등의 수처리공정에서 수중에 함유되어 있는 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 효율적으로 제거할 수 있는 여과장치(濾過裝置)에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 1차 비중이 물의 비중보다 가벼운 여재(濾材)를 충전(充塡)한 상향류식여과공정(上向流式濾過工程)에 의해서 여과를 한 다음에 2차 비중이 물의 비중보다 무거운 여재인 자화(磁化)된 자철사(磁鐵砂)와 모래를 혼합한 하향류식여과공정(下向流式濾過工程)에 의한 여과를 하여 수중의 부유고형물질을 고도처리한다.

본 발명의 여과장치는 수중의 부유고형물질을 고도로 처리를 할 수 있기 때문에 하·폐수의 최종처리수, 정수처리, 공업용수처리, 먹는 샘물 등의 수처리공정(水處理工程)에 널리 보급될 것으로 기대한다.

상향류식여과공정(上向流式濾過工程), 하향류식여과공정(下向流式濾過工程), 자철사(磁鐵砂), 모래여과, 부유고형물질(SS; Suspended solid)

Description

여과장치{Filtration equipment}

도 1은 여과장치 공정도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1; 상향류여과장치(上向流濾過裝置) 2; 하향류여과장치(下向流濾過裝置)

3; 상향류여과장치의 여재층 4; 상향류여과장치의 여재 지지대

5; 하향류여과장치의 여재층 6; 하향류여과장치의 여재 지지대

7; 격리 판 8; 처리수조

9; 역세펌프(Back-washing pump) 10; 송풍기(Air blower)

V; 밸브(Valve) V₁ _∼13; 밸브번호

M; 맨홀(Manhole)

본 발명은 하·폐수의 최종처리수, 정수처리, 공업용수처리, 먹는 샘물 등의 수처리공정에서 수중에 함유되어 있는 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 1차 비중이 물의 비중보다 가벼운 여재(濾材)를 충전(充塡)한 상향류식여과공정(上向流式濾過工程)에 의해서 여과를 한 다음에 2차 비중이 물의 비중보다 무거운 여재인 자화(磁化)된 자철사(磁鐵砂)와 모래를 혼합한 하향류식여과공정(下向流式濾過工程)에 의한 여과를 하여 수중의 부유고형물질을 효율적으로 제거할 수 있는 여과장치(濾過裝置)에 관한 것이다.

일반적으로 하·폐수의 최종처리수, 정수처리, 공업용수처리 등에서 수중 부유고형물질의 제거하는 방법은 하향류식모래여과방법을 주로 사용하고 있으나, 여재층의 폐색(閉塞; Clogging) 시간이 짧아서 역세회수가 잦으며, 또한 여과효율이 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 효율적으로 처리할 수 있는 방법을 제시하는 것이 목적이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 하·폐수의 최종처리수, 정수처리, 공업용수처리, 먹는 샘물 등의 수처리공정에서 수중에 함유되어 있는 부유고형물질을 2중 여과장치에 의해서 고도처리를 하는 방법을 제공하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 1차 상향류식여과에 의한 여과 단계, 2차 하향류식여과에 의한 여과를 하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 여과장치의 상단은 비중이 물의 비중보다 가벼운 여재(濾材)를 충 전(充塡)한 상향류여과장치(上向流濾過裝置; 1)와 하단은 비중이 물의 비중보다 무거운 여재인 자화(磁化)된 자철사(磁鐵砂)와 모래를 혼합한 하향류여과장치(下向流濾過裝置; 2)를 격리 판(7)으로 격리된 상태로 구성되어 있다.

상단의 상향류여과장치(上向流濾過裝置; 1)에는 비중이 0.8∼0.95이면서 크기가 4∼30㎜의 부상성(浮上性)의 경량 플라스틱(Plastic)제의 입상여재(粒狀濾材)나 중공원통상(中空圓筒狀)의 입상물(粒狀物)인 상향류여과장치의 여재(3)를 600∼1,000㎜두께(높이)로 충전한다.

상향류여과장치(1)의 높이는 충전한 여재층의 높이에 여유고(餘裕高; Free-board)를 50∼100%를 감안(勘案)하여 결정한다.

하단의 하향류여과장치(下向流濾過裝置; 2)에는 비중이 물의 비중보다 무거운 모래와 자속밀도(磁束密度)가 150G(가우스; Gauss)이상 착자(着磁)된 자철사(磁鐵砂)를 10∼30wt%을 혼합한 하향류여과장치의 여재(5)를 600∼1,000㎜ 두께로 충전한다.

하향류여과장치(2)의 높이도 충전한 여재층(濾材層)의 높이에 여유고(餘裕高; Free-board)를 50∼100%를 감안하여 결정한다.

모래와 자철사의 크기는 유효경(有效徑)이 0.45∼0.70㎜범위의 균등계수(均等係數)가 1.7 이하의 것을 사용한다.

여기서 착자(着磁)된 자철사(磁鐵砂)를 모래와 혼합한 여과사(濾過砂)를 사용하면 물이 자화처리(磁化處理)되면서 여층(濾層)에서 미생물의 슬라임(Slime) 생성이 억제되는 특성이 있다.

여과장치의 직경(直徑)은 여과속도가 6∼12m/시간의 범위로 한다.

상단의 상향류여과장치(1)는 상향류여과장치의 여재(3)를 지지하기 위해서 상부에 다공판이나 쇠격자(Grate)상의 상향류여과장치의 여재 지지대(4)를 설치하고, 하단의 하향류여과장치(2)는 하향류여과장치의 여재(5)를 지지하기 위해서 하부에 다공판이나 쇠격자상의 하향류여과장치의 여재 지지대(6)를 설치한다.

운전은 부유고형물질이 함유된 유입수를 밸브 V₁, V₂, V₃, V₄는 열린(Open) 상태에서, 밸브 V₅, V₆, V₇, V₈, V₉, V₁₀, V₁₁, V₁₂, V₁₃은 잠긴(Close) 상태에서 밸브 V₁을 통해서 상단의 상향류여과장치(上向流濾過裝置; 1)의 하부로 공급하여 부상성(浮上性)의 상향류여과장치의 여재층(3)에 부유고형물질이 포착(捕捉)되어 1차 여과된 물은 밸브 V₂와 V₃를 통해서 하단의 하향류여과장치(2)의 상부로 공급하여 자철사와 모래로 구성된 하향류여과장치의 여재층(5)에 최종적으로 부유고형물질을 포착하여 제거한 다음 밸브 V₄를 통해서 처리수조(8)로 보내며, 여과시간이 경과하면서 여과충전층(濾過充塡層)에서 여과저항(濾過抵抗)이 한계(限界)에 도달하여 처리수에 고형물질의 농도가 증가하여 폐색(閉塞; Clogging) 현상이 야기되면 유입수의 공급을 중단하고, 처리수조(8)에 설치된 역세펌프(9)를 가동하여 여과충전층을 세정한다.

상단의 상향류여과장치(1)의 역세는 밸브 V₁와 V₂는 잠그고, 밸브 V₆와 V₇을 연(Open) 상태에서 역세펌프(9)로 밸브 V₆으로 역세수를 유입수유량의 1.5∼2.0배의 유량으로 10∼20분간 상향류여과장치의 여재층(3)에 포착되어 있는 부유고형물질을 세정하여 밸브 V₇을 통해서 역세수를 배출한다.

하단의 하향류여과장치(2)의 역세는 밸브 V₃과 V₄를 잠그고, 밸브 V₇과 V₈을 연 상태에서 역세펌프(9)로 밸브 V₈로 역세수를 유입수의 유량의 1.5∼2.0배의 유량으로 10∼20분간 하향류여과장치의 여재층(5)에 포착(捕捉)되어 있는 부유고형물질을 세정하여 밸브 V₇로 역세수를 배출하며, 역세초기 5∼6분간은 송풍기(10)로부터 공기를 폭기강도(Intensity of aeration)가 조의 용량(㎥)당 1.0∼3.0공기량(㎥)/시간의 범위로 공기를 역세수와 함께 밸브 V₉로 공급하여 하향류여과장치(下向流濾過裝置)의 여재층(5)에 포착되어 있는 부유고형물질을 탈리(脫離)시킨다.

그리고 밸브 V₁₀과 V₁₂는 기체(공기)를 배기하는 배기(排氣)밸브(Vent valve)이며, V₁₁과 V₁₃는 배수(排水)밸브(Drain valve)로 정비과정에 물을 배수할 때만 사용한다.

[실시 예 1]

아파트단지에서 400∼500㎥/일로 배출되는 생활오수를 표준활성오니 공정에 의해서 처리한 최종처리수에 부유고형물질(SS)의 농도가 50∼60㎎/ℓ인 것을 여과장치의 직경이 1,300㎜φ이며, 상단의 상향류여과장치에는 높이가 1,500㎜에 비중이 0.85인 플라스틱(Plastic)제의 입상여재를 700㎜ 높이로 충전하고, 하단의 하향류여과장치에는 유효경이 0.5∼0.6, 균등계수가 1.6인 모래와 자철사(자속밀도가 200G, 20wt% 혼합)를 1,000㎜ 높이로 충전한 여과장치로 여과하였을 때 여과시간의 경과에 따른 여과수 중의 부유고형물의 농도는 표1에서와 같았으며, 일반 모래여과장치에 비해서 여과효율이 우수하였으며, 또한 여과지속시간도 약 1.5∼2배 정도 길게 운전할 수 있었다.

표1 최종처리수의 여과하였을 때 여과수 중에서 부유고형물질의 농도

여과지속시간(Hr)	8	16	24	32	40	48	52
여과수 중에서 SS농도(㎎/ℓ)	5.0	5.5	7	9	13	19	28㎎/ℓ에서 역세

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 수중에서 부유고형물질의 제거효율이 높기 때문에 하·폐수의 최종처리수, 정수처리, 공업용수처리, 먹는 샘물 등의 수처리공정에 널리 이용될 수 있을 것이다.

Claims

상단에는 비중이 0.8∼0.95이면서 크기가 4∼30㎜인 부상성(浮上性)의 경량 플라스틱(Plastic)제의 입상여재(粒狀濾材)나 중공원통상(中空圓筒狀)의 입상물(粒狀物)인 상향류여과장치(上向流濾過裝置)의 여재(3)를 600∼1,000㎜두께(높이)로 충전한 상향류여과장치(上向流濾過裝置; 1)와 하단에는 유효경(有效徑)이 0.45∼0.70㎜의 균등계수(均等係數)가 1.7 이하인 모래와 150G(Gauss)이상 착자(着磁)된 자철사(磁鐵砂)를 10∼30wt%을 혼합한 하향류여과장치의 여재(5)를 600∼1,000㎜ 두께로 충전한 하향류여과장치(下向流濾過裝置; 2)를 격리판(7)으로 격리된 상태로 구성된 여과장치.