KR100805914B1 - 정밀여과시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀여과시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의한 정밀여과시스템은 원수유입관에 의해 원수조와 연결되며, 내부에 여과재가 배치되어 있으며, 상기 원수유입관을 통해 유입된 원수를 상기 여과재로 여과시켜 여과수가 되게 하는 여과장치와; 상기 원수조로부터 상기 여과장치로 유입되는 원수 중의 부유물을 응집시키기 위한 약품을 저장하는 약품 저장탱크와; 관 형상을 가지고, 상기 원수유입관의 일측에 마련되어 상기 원수유입관의 일부를 형성하며, 상기 약품 저장탱크 내의 약품이 내부로 유입되어 원수 중의 부유물이 응집되는 약품혼화관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여과장치, 약품 저장탱크, 약품혼화관

Description

정밀여과시스템{Precision filter system}

도 1은 본 발명에 의한 정밀여과시스템을 개략적으로 보인 전체구조도.

도 2는 본 발명에 따른 실시예에 채용되는 약품혼화관의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 실시예에 채용되는 여과장치의 정면도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 단면도.

도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 단면도.

도 6는 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 단면도.

도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ 단면도.

도 8은 본 발명에 의한 정밀여과시스템의 세척공정을 보인 유체흐름도.

도 9는 본 발명을 구성하는 여과장치의 다른 실시예를 보인 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:원수조 2:제1펌프

3:원수 유입관 4:여과수 수송관

5:처리수 수송관 6:처리수조

7:제3펌프 8:세척수 유입관

9:공기압축기 10:공기저장탱크

11:공기 유입관 12:제2펌프

13:약품 공급관 14:세척수 배출관

110:외통부재 110a:원수 유입공

111:공기 유입구 112:세척수 배출구

120:내통부재 120a:여과수 유입공

130:유연성 섬유사 140:하부고리관

140a:원수 유입구 140':내부공간

150:여과수 배출관 160:상부고리관

160a:여과수 배출구 160':내부공간

170:고정판 170a;섬유사 고정구

170b:공기 유입공 200:약품 저장탱크

300:약품혼화관 400:재여과장치

본 발명은 정밀여과시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천수, 지하수, 지표수 및 상수 등에 잔존하는 부유물질, 조류, 미세입자 등을 효율적으로 처리할 수 있도록 구조가 개선된 정밀여과시스템에 관한 것이다.

하천수, 지하수, 지표수 등을 식수용 상수로 사용하기 위해서는 하천수나 지하수 등에 잔존하는 부유고형물질(suspended solid), 조류(algae), 미세입자(particle size) 등을 제거하는 상수처리공정이 요구된다.

상수처리공정은 현재까지 응집, 침전 후 여과 공정이 적용되고 있으며, 이러한 처리계통은 100년 이상된 재래식 공정이라고 할 수 있다. 상수처리공정 내 여과 공법 중에서 완속 여과공정(여과속도 5 ~ 10m/d)은 비교적 수질이 양호한 지표수에 적용할 수 있는 것으로 모래층 내에서 생물막에 의한 흡착과 화학적 작용에 의해 정화하는 방법이다. 이러한 비교적 느린 여과속도는 급속도로 증가하는 인구와 수질오염에 대한 대처를 불가능하게 함으로 급속 여과공정의 도입은 필수적이다.

그러나, 종래의 상수처리공정은 응집, 침전 후 여과 공정을 모두 거쳐야 하천수나 지표수 등을 상수로 활용할 수 있게 된다.

여기서, 응집공정은 여과되어야 할 원수에 약품을 혼화시켜 그 원수에 포함되어 있는 부유물질 등을 큰 입자로 만들어 주기 위한 공정을 말하며, 상기 응집공정을 수행하기 위해서 원수와 약품을 혼화시켜 교반하기 위한 부피가 큰 응집탱크 및 교반탱크가 별도로 마련된다.

그리고, 상기 침전공정은 상기 원수와 약품의 응집으로 큰 입자가 된 부유물질 등을 침전시키기 위한 공정을 말하며, 종래의 상수처리공정은 이러한 침전공정을 수행하기 위해서 상기 응집공정을 거친 원수를 상기 응집탱크 및 교반탱크와는 별도로 마련되는 침전탱크에 유입시킨다.

상기 침전탱크에는 큰 입자의 부유물질 등이 침전되고, 미세부유물질 등은 다시 모래필터와 같은 여과장치에 의해 여과되어 처리수조에 수용된다.

따라서, 종래의 여과시스템에는 상기 상수처리공정을 수행하기 위해 부피가 큰 응집탱크, 교반탱크 및 침전탱크가 구비되어야 하므로, 여과시스템을 설치하기 위한 공간의 확보가 요구되어 그 설치비용이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 여과시스템에는 여과되어야 할 원수가 상기 응집공정, 침전공정 및 여과공정을 순차로 모두 거쳐야 하므로, 상수처리에 소요되는 시간이 늘어 상수처리공정의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구조를 간소화시켜 설치비용을 줄을 수 있게 하는 정밀여과시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 여과처리공정에 소요되는 시간을 줄여 여과처리공정의 효율을 높일 수 있는 정밀여과시스템을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원수유입관에 의해 원수조와 연결되며, 내부에 여과재가 배치되어 있으며, 상기 원수유입관을 통해 유입된 원수를 상기 여과재로 여과시켜 여과수가 되게 하는 여과장치와; 상기 원수조로부터 상기 여과장치로 유입되는 원수 중의 부유물을 응집시키기 위한 약품을 저장하는 약품 저장탱크와; 관 형상을 가지고, 상기 원수유입관의 일측에 마련되어 상기 원수유입관의 일부를 형성하며, 상기 약품 저장탱크 내의 약품이 내부로 유입되어 원수 중의 부유물이 응집되는 약품혼화관;을 구비한다.

상기 관 형상의 약품혼화관 내부에는, 그 약품혼화관의 연장방향으로 복수개의 나선형 날개가 마련되어 있다.

상기 여과장치에 의해 여과된 여과수를 재여과처리하여 상수용 처리수가 되게 하는 재여과장치를 더 구비하는 것이 바람직하며, 상기 재여과장치는 모래를 이용하여 여과하도록 된 것이다.

상기 여과장치는: 외부로부터 공급되는 원수를 내부로 유입시킬 수 있도록, 내주면과 외주면을 관통하는 다수의 원수 유입공이 마련되어 있는 외통부재와; 상기 외통부재의 내부에 배치되며, 내주면과 외주면을 관통하는 다수의 여과수 유입공이 마련되어 있는 내통부재와; 상기 외통부재와 내통부재 사이에 배치되어, 상기 원수 유입공들을 통해 유입되는 원수를 여과시켜 여과수가 되게 하는 여과재와; 상기 외통부재의 하부 외측에 상기 원수 유입공들을 에워싸도록 배치되어 상기 원수 유입공들을 서로 연통시키는 환형의 내부공간을 형성하며, 상기 원수를 상기 내부공간으로 유입시키기 위한 원수 유입구를 가지는 하부고리관과; 상기 여과재를 거친 여과수가 상기 여과수 유입공들을 통해 상기 내통부재의 내부로 유입된 후 상기 외통부재의 측방향으로 유출될 수 있도록, 일단부는 상기 내통부재에 접속되고 타단부는 상기 외통부재의 측면을 지름방향으로 관통하는 여과수 배출관;을 구비한다.

상기 여과수 배출관은 상기 내통부재의 원주방향으로 복수개 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명에는, 상기 외통부재의 상부 외측에 상기 여과수 배출관을 에워싸도록 배치되어 상기 복수개의 여과수 배출관들을 서로 연통시키는 환형의 내부공간을 형성하며, 상기 내부공간에 연결되는 여과수 배출구를 가지는 상부고리관이 구비되 는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 상기 외통부재 내의 상기 여과재에 흡착된 부유물질을 탈리시켜서 상기 여과재를 세척하기 위한 세척수 유입관과; 상기 여과재를 세척한 세척수가 배출되는 세척수 배출관;을 더 구비하며, 상기 외통부재 내로 유입되는 세척수에 공기가 공급되도록 상기 외통부재 내부로 공기를 유입시키기 위한 공기 유입관을 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 세척수 유입관은 상기 하부고리관의 원수유입구에 접속되고, 상기 공기 유입관은 상기 외통부재의 하단부에 접속되며, 상기 세척수 배출관은 상기 외통부재의 상단부에 접속되는 것이 바람직하다.

상기 여과재는 다수개의 유연성 섬유사이며, 상기 외통부재의 하부에는 상기 여과재인 유연성 섬유사들의 하단부들을 고정지지하는 고정판이 마련되며, 상기 고정판에는 상기 공기유입관을 통해 유입되는 공기를 상기 외통부재의 내부로 유입시키기 위한 복수개의 공기유입공이 형성되어 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 정밀여과시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 정밀여과시스템을 개략적으로 보인 전체구조도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실시예에 채용되는 약품혼화관의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 실시예에 채용되는 여과장치의 정면도이며, 도 4은 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 단면도이며, 도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 단면도이며, 도 6는 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이며, 도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 정밀여과시스템에는 여과장치(100)와, 약품 저장탱크(200)와, 약품혼화관(300)이 구비된다.

먼저 상기 여과장치(100)에 대해 설명하면, 여과장치(100)에는 외통부재(110), 내통부재(120), 여과재, 하부고리관(140) 및 여과수 배출관(150)이 구비된다.

상기 외통부재(110)는 중공의 통 형상을 가지며, 내주면과 외주면을 관통하는 다수의 원수 유입공(110a)이 마련되어 있다. 상기 원수 유입공(110a)은 상기 외통부재(110)의 하부에 마련되며, 외부로부터 공급되는 원수를 상기 외통부재(110)의 내부로 유입시키기 위한 것이다. 여기서, 외부는 원수조(1)를 말하는 것으로, 상기 원수조(1)에는 상수처리되어야 할 원수가 수용되어 있으며, 상기 외통부재(110)는 원수 유입관(3)을 통해 상기 원수조(1)에 연결되어 있다.

이와 같이, 외통부재(110)에 원수 유입공(110a)들이 마련됨으로써, 상기 원수가 상기 원수 유입공(110a)들을 통해 외통부재(110)의 내부로 골고루 유입될 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서 상기 외통부재(110)의 하단부에는 공기 유입관(10)에 접속되는 공기 유입구(111)가 마련되며, 그 상단부에는 세척수 배출관(11)에 접속되는 세척수 배출구(112)가 마련된다.

이러한 외통부재(110)의 내부 중앙에는 내통부재(120)가 배치된다. 상기 내통부재(120)는 중공의 통 형상을 가지며, 내주면과 외주면을 관통하는 다수의 여과수 유입공(120a)이 마련되어 있다.

상기 내통부재(120)의 최하측 여과수 유입공(120a)은 상기 외통부재(110)의 최상측 원수 유입공(110a)보다 하측에 위치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 되면, 상기 외통부재(110)의 내부로 유입된 원수가 내통부재(120)의 내부로 원활하고 신속하게 유입될 수 있다.

상기 외통부재(110)와 내통부재(120) 사이에는 여과재가 배치된다. 상기 여과재는 상기 원수 유입공(110a)들을 통해 유입되는 원수를 여과시키는 역할을 한다. 즉, 상기 원수는 그 원수에 포함되어 있는 부유물질과 미세입자 등이 상기 여과재에 의해 포획되어 여과수가 된다. 이러한 여과수는 상기 내통부재(120)의 여과수 유입공(120a)들을 통해 내통부재(120)의 내부로 유입된다.

본 실시예에서 상기 여과재는 다수개의 유연성 섬유사(130)이다. 상기 유연성 섬유사(130)들은 유연성과 신축성을 가지고 적당한 표면 거칠기를 가진다. 상기 유연성 섬유사(130)들의 굵기는 제거 목표로 하는 수중 부유물질 입자의 크기에 따라 조절될 수 있다.

이러한 유연성 섬유사(130)들은 그 하단부가 상기 고정판(170)에 마련되어 있는 다수의 섬유사 고정구(170a)에 고정되게 설치되며, 그 상단부가 그 어떤 곳에도 고정되지 않은 자유 상태로 방치되게 설치된다.

한편, 상기 하부고리관(140)은 상기 외통부재(110)의 하부 외측에 상기 원수 유입공(110a)들을 에워싸도록 배치되어, 상기 원수 유입공(110a)들을 서로 연통시키는 환형의 내부공간(140')을 형성한다.

그리고, 상기 하부고리관(140)은 상기 원수를 상기 내부공간(140')으로 유입 시키기 위한 원수 유입구(140a)를 가진다. 여기서, 상기 원수 유입구(140a)는 원수조(1)에 수용되어 있는 원수의 이동경로를 제공하는 원수 유입관(3)과 상기 유연성 섬유사(130)들을 세척시키기 위한 세척수 유입관(8)이 접속되는 부분이다.

이러한 하부고리관(140)은 상기 원수 유입구(140a)로 유입된 원수가 상기 외통부재(110)의 내부로 골고루 유입되게 하여, 상기 원수의 여과효율을 높이는 역할을 한다.

상기 하부고리관(140)을 통해 외통부재(110)의 내부로 유입된 원수는 상기 유연성 섬유사(130)들에 의해 여과되어 내통부재(120)의 내부로 유입된 후, 상기 여과수 배출관(150)을 통해 외통부재(110)의 외부로 배출된다.

상기 여과수 배출관(150)은 그 일단부가 상기 내통부재(120)에 접속되고 그 타단부가 상기 외통부재(110)의 측면을 지름방향으로 관통하여서, 상기 유연성 섬유사(130)들을 거친 여과수가 상기 외통부재(110)의 측방향으로 유출되게 한다.

본 실시예에서는, 상기 여과수 배출관(150)이 복수개로 마련되며, 상기 여과수 배출관(150)들은 상기 내통부재(120)의 원주방향으로 배치된다.

한편, 본 실시예처럼, 상부고리관(160)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 상부고리관(160)은 상기 외통부재(110)의 상부 외측에 상기 여과수 배출관(150)을 에워싸도록 배치되어, 상기 복수개의 여과수 배출관(150)들을 서로 연통시키는 환형의 내부공간(160')을 형성하며, 상기 내부공간(160')에 연결되는 여과수 배출구(160a)를 가진다. 여기서, 상기 여과수 배출구(160a)는 상기 여과수를 수송시키기 위한 여과수 수송관(4)이 접속되는 부분이다.

이러한 상부고리관(160)은 상기 내통부재(120)의 내부로 유입된 여과수가 상기 내부공간(160')에 골고루 유입되게 하여, 한꺼번에 많은 양의 유량이 상기 여과수 배출구(160a)를 통해 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 본 발명에는 상기 원수 유입구(140a)에 접속되는 세척수 유입관(7)과 상기 세척수 배출구(112)에 접속되는 세척수 배출관(11)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 세척수 유입관(7)은 상기 외통부재(110) 내의 상기 유연성 섬유사(130)들에 흡착된 부유물질을 탈리시켜 상기 유연성 섬유사(130)들을 세척하기 위한 세척수의 이동경로를 제공하는 역할을 한다.

상기 세척수 배출관(11)은 상기 유연성 섬유사(130)들을 세척한 세척수가 외부로 배출되게 하기 위한 것이다. 상기 세척수로서는, 처리수조(6)에 수용되는 상수용 처리수가 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 공기 유입구(111)에는 공기 유입관(10)이 접속된다. 상기 공기 유입관(10)은 상기 외통부재(110) 내로 유입되는 세척수에 공기가 공급되도록 상기 외통부재(110) 내부로 공기를 유입시키기 위한 것이다. 여기서, 상기 공기는 공기압축기(9)에 의해 압축된 압축공기를 말한다. 상기 압축공기는 공기저장탱크(10)에 저장되고, 제4밸브(V4)가 열리면 상기 공기 유입관(10)을 통해 상기 공기 유입구(111)로 유입된다.

상기 공기 유입구(111)로 유입된 압축공기는, 상기 고정판(170)에 마련되어 있는 공기 유입공(170b)들을 통해 상기 유연성 섬유사(130)들이 배치되어 있는 외 통부재(110)와 내통부재(120) 사이의 공간으로 유입되어, 상기 외통부재(110) 내부에 난류를 형성하는 역할을 한다. 이렇게 형성된 난류로 인해 상기 유연성 섬유사(130)들에 포획된 부유물질 등의 탈리가 더욱 원활하게 이루어지는 것이다.

한편, 상기 세척수 유입관(8)은 상기 하부고리관(140)의 원수 유입구(140a)에 접속되고, 상기 공기 유입관(10)은 상기 외통부재(110)의 하단부에 접속되며, 상기 세척수 배출관(14)은 상기 외통부재(110)의 상단부에 접속되는 것이 바람직하다. 이와 같이 되면, 원수가 여과되는 방향과 동일한 방향으로 세척 공정이 이루어지기 때문에, 상기 유연성 섬유사(130)들의 세척효율이 높아지지게 된다.

이상, 본 발명에 따른 정밀여과시스템을 구성하는 여과장치(100)에 대해 설명하였다.

다음으로, 상기 약품혼화관(300)과 약품 저장탱크(200)에 대해 설명하기로 한다.

상기 약품 저장탱크(200)는 원수조(1)로부터 상기 여과장치(100) 내로 유입되는 원수 중의 부유물질을 응집시키기 위한 약품을 저장하는 역할을 한다. 상기 약품 저장탱크(200)에 저장되어 있는 약품은 제2펌프(12)에 의해 펌핑(pumping)되어 약품공급관(13)을 통해 약품혼화관(300) 내로 주입된다. 여기서, 상기 약품으로 PAC(poly aluminum cloride)와 폴리수산화 염화황산 알루미늄(hibpahcs) 등이 사용된다.

상기 약품혼화관(300)은 관 형상을 가지고, 그 내부에서는 상기 약품 저장탱크(200)로부터 주입되는 약품이 상기 원수 중의 부유물질과 응집되는 응집공정이 수행된다.

그리고, 상기 약품혼화관(300)의 내부에는, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 그 약품혼화관(300)의 연장방향으로 복수개의 나선형 날개(310)가 마련되어 있다. 상기 나선형 날개(310)는 약품혼화관(300)의 내부로 유입된 원수와 약품을 혼화 및 교반시키는 역할을 한다.

이러한 약품혼화관(300)은 상기 원수 유입관(3)의 일측에 마련되어 그 원수 유입관(3)의 일부를 형성하여서, 원수와 약품을 혼화 및 교반시켜 원수 중의 부유물질과 약품을 응집시키는 역할을 한다.

상기 약품혼화관(300)을 통과한 원수는 부유물질과 약품 사이의 응집으로 입자가 큰 부유물질이 함유된 상태로, 상기 원수 유입구(140a)를 통해 외통부재(110)의 내부로 유입된다.

한편, 본 발명에는 상기 여과장치(100)에 의해 여과된 여과수를 재여과처리하여 상수용 처리수가 되게 하는 재여과장치(400)가 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 재여과장치(400)는 모래를 이용하여 여과하도록 된 것이다.

상기 재여과장치(400)를 거친 여과수는 양질의 상수용 처리수가 되어 상기 처리수조(6)에 수용된다.

이하에서는 본 발명에 의한 정밀여과시스템의 여과공정에 따라 본 발명의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

원수를 여과시키는 여과공정에서는 제1밸브(V1)와 제2밸브(V2)만이 열려 있고, 제3,4,5밸브(V3,V4,V5)는 닫혀 있다.

이 상태에서 제1펌프(2)를 가동시키면, 원수조(1)에 수용되어 있는 원수가 원수 유입관(3)을 통해 원수 유입구(140a)에 유입된다. 상기 원수 유입관(3)에는 약품혼화관(300)이 마련되어 있어, 상기 원수 중의 부유물질은 상기 약품혼화관(300)의 내부에서 약품 저장탱크(200)로부터 공급되는 약품과 응집반응을 일으켜, 큰 입자의 부유물질이 된다.

이와 같이, 상기 원수 유입관(3)에 원수 중의 부유물질을 응집시키는 약품혼화관(300)을 마련되게 하여, 본 발명에는 응집 및 침전탱크와 같은 부피가 큰 설비가 요구되지 않아, 설비에 소용되는 비용이 줄어들게 된다.

그리고, 상기 약품혼화관(300) 내부에 마련되어 있는 복수개의 나선형 날개(310)는 상기 원수와 약품 간의 혼화 및 교반을 신속하고 원활하게 한다.

상기 약품혼화관(300)을 거쳐 상기 원수 유입구(140a)에 유입된 원수는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부고리관(140)과 외통부재(110) 사이에 마련되는 내부공간(140')에 균일하게 유입된 후, 상기 외통부재(110)의 원수 유입공(110a)들을 통해 외통부재(110)의 내부로 유입된다.

상기 외통부재(110)의 내부로 유입된 원수는 여과재인 다수개의 유연성 섬유사(130)들에 의해 여과되어 여과수가 된 후, 상기 내통부재(120)의 여과수 유입공(120a)들을 통해 내통부재(120)의 내부로 유입되고 내통부재(120)의 상단부에 접속되어 있는 여과수 배출관(150)을 통해 외통부재(110)와 상부고리관(160) 사이에 마련되는 내부공간(160')에 균일하게 유입된다.

본 실시예에서는, 상기 여과수 배출관(150)이 복수개로 마련되어 있어, 여과 수가 큰 저항을 받지 않고 상기 상부고리관(160)의 여과수 배출구(160a)로 원활하게 유출될 수 있게 된다.

상기 여과수 배출구(160a)를 통해 유출된 여과수는 여과수 수송관(4)을 통해 재여과장치(400)에 수용된다. 상기 재여과장치(400)에 수용된 여과수는 모래 등에 의해 여과되어 상수용 처리수가 되고, 상기 상수용 처리수는 처리수 수송관(5)을 통해 처리수조(6)에 수용되어, 식수용 등 다양한 용도로 사용된다.

상술한 여과공정에서 살펴본 바와 같이, 하부고리관(140)이 외통부재(110)의 하부를 에워싸도록 배치됨으로써, 원수가 외통부재(110) 내로 원활하게 유입되고, 상부고리관(160)이 외통부재(110)의 상부를 에워싸도록 배치됨으로써, 여과수가 외통부재(110)의 외부로 원활하게 유출된다. 따라서, 본 발명에는 원수의 여과저항이 줄어 여과효율이 높아지게 되는 장점이 있다.

그리고, 상기 내통부재(120)는, 내통부재(120)의 최하측 여과수 유입공(120a)이 외통부재(110)의 최상측 원수 유입공(110a)의 하측에 위치되도록, 상기 외통부재(110)의 내부 중앙에 배치됨으로써, 외통부재(110)의 하부로 유입된 원수가 유연성 섬유사(130)들을 거친 후 곧바로 내통부재(120)의 하부로 유입된다. 따라서, 본 발명에는 여과속도가 증가되고 여과저항이 줄어 여과효율이 높아지는 장점이 있다.

상기와 같이 여과공정이 계속되면, 유연성 섬유사(130)들에 부유물질 포획량이 증가하게 되고, 이로 인해 여과저항은 증가하고 여과속도는 작아져, 결국 여과수량이 감소하게 된다. 이 때, 여과되는 수량이 설정된 목표수량 이하로 감소하거 나 여과압력이 설정된 값 이상이 되거나 혹은 미리 설정된 여과지속시간에 도달하면, 상기 유연성 섬유사(130)들을 세척하기 위한 세척공정이 수행된다.

이하에서는 본 발명에 의한 여과시스템의 세척공정에 따른 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

유연성 섬유사(130)들을 세척하기 위한 세척공정에서는 제1,2밸브(V1,V2)가 닫혀 있고, 제5밸브(V5)가 열려 있으며, 제3,4밸브(V3,V4)는 교번하여 열리고 닫힌다. 본 실시예에서, 세척수로서는 처리수조(6)에 담긴 상수용 처리수가 사용된다.

제3펌프(7)가 가동되면, 상기 세척수가 세척수 유입관(8)을 통해 원수 유입구(140a)로 유입된 후, 외통부재(110)와 내통부재(120) 사이에 마련되는 공간에 유입된다. 이와 같이, 세척수가 상기 공간에 일정양 유입되고 나면, 자동으로 상기 제3밸브(V3)가 닫히고, 제4밸브(V4)가 열린다.

상기 제4밸브(V4)의 열림으로 공기저장탱크(10)에 저장되어 있는 압축공기는 공기 유입관(10)을 통해 공기 유입구(111)로 유입된 후, 고정판(170)에 형성된 공기 유입공(170b)들을 통해 상기 외통부재(110)와 내통부재(120) 사이의 공간으로 유입된다.

이와 같이, 세척수와 압축공기가 교번하여 상기 외통부재(110)와 내통부재(120) 사이의 공간으로 유입됨으로써, 상기 공간에는 난류가 더 크게 형성된다. 따라서, 상기 난류에 의해 전단력이 발생하게 되고, 상기 전단력에 의해 상기 유연성 섬유사(130)들에 포획된 부유물질 등의 탈리가 단시간 내에 이루어지게 된다.

상기 유연성 섬유사(130)들에서 탈리된 부유물질은 세척수에 섞여 농축액 형 태로 되어 세척수 배출관(11)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 본 실시예에서 세척공정시, 세척수는 상기 처리수조(6)에 저장되어 있는 상수용 처리수를 이용하는 것이 바람직하나, 상기 원수를 세척수로 사용할 수 있음은 물론이다.

상술한 세척공정에서 살펴본 바와 같이, 상기 외통부재(110)와 내통부재(120) 사이에 유연성 섬유사(130)들이 배치되어 있어, 상기 유연성 섬유사(130)들을 세척 후 탈리된 부유물질 등이 상기 내통부재(120)의 내부로 유입되는 것이 억제된다. 따라서, 상기 세척공정이 수행된 후 여과공정이 다시 수행될 때, 상기 부유물질 등이 상기 내통부재(120)의 내부로 유입된 후 처리수조(6)로 유입되는 것이 억제된다.

그리고, 상기 유연성 섬유사(130)들을 세척하기 위한 세척수와 압축공기는 외통부재(110)의 하부로 유입되어 외통부재(110)의 상단부에 마련된 세척수 배출구(112)를 통해 외부로 배출된다. 따라서, 상기 세척공정시 유체저항이 작아져 세척공정이 효율적으로 이루어지게 된다.

한편, 상기 세척공정이 이루어질 때에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 세척수와 압축공기가 각각 외통부재(110)의 하부로 유입된 후, 연직상방으로 배출된다. 이와 같이 되면, 상기 세척수와 압축공기의 유체저항이 줄고 유체속도가 증가하여 세척공정의 효율이 높아지게 된다.

이러한 본 발명의 장점은 세척수 유입관(8)과 공기 유입관(11)을 각각 상기 외통부재(110)의 하부측에 접속시키고, 상기 세척수 배출관(14)을 외통부재(110)의 상단부측에 접속시키는 구조로 인한 것이다. 그리고, 본 발명은 이러한 장점을 도출해 내기 위해 상기 내통부재(120)의 내부로 유입된 여과수가 상기 외통부재(110)의 상부 측방향으로 유출되는 구조로 설계된 것이다.

상술한 바와 같이 세척공정이 수행되고 나면, 다시 여과공정이 수행되는데, 이 때 제1,2밸브(V1,V2)가 자동으로 열리고, 제3,4,5밸브(V3,V4,V5)가 자동으로 닫히게 된다. 상기 제1,2밸브(V1,V2)가 열리면, 상술한 바와 같은 여과공정이 수행된다.

한편, 도 9는 본 발명에 의한 정밀여과시스템에 채용되는 여과장치의 다른 실시예를 보인 사시도이다. 이에 도시된 바에 따르면, 여과수 배출관(150)이 복수개로 마련되는 실시예와는 달리 하나의 여과수 배출관(500)이 마련되어 있고, 상부고리관(160)도 구비되어 있지 않다. 나머지 구성은 및 기본적인 기능은 앞에서 설명한 실시예와 마찬가지이므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.

예를 들어, 본 실시예에서는 상기 재여과장치(400)로 모래를 이용하여 여과하도록 된 것이 채용되나, 다른 실시예에서는 재여과장치로 분리막(membrane)을 이용하여 여과하도록 된 것이 채용될 수 있다. 이렇게 분리막을 이용하여 여과하는 공정을 막여과공정이라 하는데, 상기 막여과공정은 특정한 크기의 물질을 분리할 수 있는 세공을 가진 막을 이용하여 물속에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 공정 을 말한다.

이러한 막여과공정에 사용되는 분리막은 관형(tubular)의 분리막과 중공사형(hollow fiber)의 분리막 등 다양하다. 상기 관형의 분리막은 스테인레스, 세라믹 및 플라스틱 재질 등의 다공성 지지관의 내부에 다발의 관 형상을 가지는 관형막을 배치시킨 형태의 막모듈을 말한다.

이러한 관형막의 내부로 유입된 여과수는, 부유물질 등의 입자가 관형막의 내부에서 걸러진 상태로 상기 지지관을 통해 배출되어, 양질의 상수용 처리수가 된다.

또한, 상기 재여과장치로 공지의 활성탄을 이용하여 여과하도록 된 것이 채용될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 정밀여과시스템에는 다음과 같은 효과가 기대된다.

즉, 본 발명에서는, 원수 유입관의 일부를 형성하는 약품혼화관이 원수 중의 부유물질을 응집되게 하고, 그 응집되어 입자가 커진 부유물질을 여과장치 내부에 배치되는 여과재로 여과시킴으로써, 부유물질을 응집시키기 위해 공간을 많이 차지하는 응집탱크와 같은 설비가 요구되지 않아 설비에 소용되는 비용이 줄어들게 되는 효과가 있으며, 여과시간이 줄어 여과효율이 높아지는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 여과장치를 구성하는 외통부재의 내부 중앙에 내통부재를 배치하고, 외통부재와 내통부재 사이에 여과재를 배치함으로써, 하나의 유니 트로 여과공정과 세척공정을 수행할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 여과장치는 적은 공간을 차지하면서도 여과효율을 높일 수 있는 장점을 가진다.

또한, 본 발명에서는 외통부재와 하부고리관 사이에 환형의 내부공간이 형성되도록, 외통부재의 하부 외측에 배치되는 하부고리관이 구비됨으로써, 원수가 내부공간을 통해 외통부재의 내부로 골고루 분산하여 유입되어, 유체저항이 줄고 유체속도가 증가하여 여과효율이 높아지는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 여과재를 세척시키기 위한 세척수와 압축공기가 외통부재의 하부를 통해 연직상방으로 흐를 수 있도록, 세척수 배출관이 상단부에 접속되게 하고 여과수 배출관이 외통부재의 측면을 지름방향을 관통하도록 배치되어 있어, 세척수의 여과저항이 줄어 세척공정의 효율이 높아지게 되며, 세척공정이 효율적으로 이루어짐에 따라 여과공정의 효율도 높아지게 되는 장점도 있다.

Claims (11)

1. 원수유입관에 의해 원수조와 연결되며, 내부에 여과재가 배치되어 있으며, 상기 원수유입관을 통해 유입된 원수를 상기 여과재로 여과시켜 여과수가 되게 하는 여과장치와;

   상기 원수조로부터 상기 여과장치로 유입되는 원수 중의 부유물을 응집시키기 위한 약품을 저장하는 약품 저장탱크와;

   관 형상을 가지고, 상기 원수유입관의 일측에 마련되어 상기 원수유입관의 일부를 형성하며, 상기 약품 저장탱크 내의 약품이 내부로 유입되어 원수 중의 부유물이 응집되는 약품혼화관;을 구비하며,

   상기 여과장치는:

   외부로부터 공급되는 원수를 내부로 유입시킬 수 있도록, 내주면과 외주면을 관통하는 다수의 원수 유입공이 마련되어 있는 외통부재와;

   내주면과 외주면을 관통하는 다수의 여과수 유입공이 마련되어 있으며, 상기 여과수 유입공들 중 최하측 여과수 유입공이 상기 외통부재의 최상측 원수 유입공보다 하측에 위치되도록 상기 외통부재의 내부에 배치되는 내통부재와;

   상기 외통부재와 내통부재 사이에 배치되어, 상기 원수 유입공들을 통해 유입되는 원수를 여과시켜 여과수가 되게 하는 여과재와;

   상기 외통부재의 하부 외측에 상기 원수 유입공들을 에워싸도록 배치되어 상기 원수 유입공들을 서로 연통시키는 환형의 내부공간을 형성하며, 상기 원수를 상기 내부공간으로 유입시키기 위한 원수 유입구를 가지는 하부고리관과;

   상기 여과재를 거친 여과수가 상기 여과수 유입공들을 통해 상기 내통부재의 내부로 유입된 후 상기 외통부재의 측방향으로 유출될 수 있도록, 일단부는 상기 내통부재에 접속되고 타단부는 상기 외통부재의 측면을 지름방향으로 관통하며, 상기 내통부재의 원주방향으로 복수개 마련된 여과수 배출관과;

   상기 외통부재의 상부 외측에 상기 여과수 배출관을 에워싸도록 배치되어 상기 복수개의 여과수 배출관들을 서로 연통시키는 환형의 내부공간을 형성하며, 상기 내부공간에 연결되는 여과수 배출구를 가지는 상부고리관과;

   상기 외통부재 내의 상기 여과재에 흡착된 부유물질을 탈리시켜서 상기 여과재를 세척하기 위한 것으로, 상기 하부고리관의 원수 유입구에 접속되는 세척수 유입관과;

   상기 여과재를 세척한 세척수가 배출되며, 상기 외통부재의 상단부에 접속되는 세척수 배출관과;

   상기 외통부재 내로 유입되는 세척수에 공기가 공급되도록 상기 외통부재 내부로 공기를 유입시키기 위한 것으로, 상기 외통부재의 하단부에 접속되는 공기 유입관;을 포함하여 구성되며,

   상기 여과장치에 의해 여과된 여과수를 재여과처리하여 상수용 처리수가 되게 하는 재여과장치를 구비하고, 상기 재여과장치는 분리막을 이용하여 여과하도록 된 것을 특징으로 하는 정밀여과시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 관 형상의 약품혼화관 내부에는, 그 약품혼화관의 연장방향으로 복수개의 나선형 날개가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀여과시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 여과재는 다수개의 유연성 섬유사이며,

   상기 외통부재의 하부에는 상기 여과재인 유연성 섬유사들의 하단부들을 고정지지하는 고정판이 마련되며,

   상기 고정판에는, 상기 공기유입관을 통해 유입되는 공기를 상기 외통부재의 내부로 유입시키기 위한 복수개의 공기유입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀여과시스템.
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