KR100823614B1 - 스테인리스 여과망을 이용한 고형물 제거장치 - Google Patents

Abstract

하폐수의 유입구와 처리수 배출구 사이에 배치되는 스테인레스 재질의 여과망을 구비한 여과장치가 개시된다. 복수의 여과망이 여과장치 내에 적층 배치되며, 복수의 역세수 배출관과 복수의 처리수 배출관이 교번적으로 배치되어 각 여과망별로 순차 역세가 수행된다. 본 발명에 의하면 스테인레스 재질의 여과망에 의하여 강산, 강염기, 고온, 고압의 상태에서도 손상이 발생하지 않으며, 역세를 위해 여과망을 분리할 필요가 없이 용이하게 역세가 가능하고, 다양한 크기의 고형물을 손실수두 없이 효과적으로 여과할 수 있다.

여과장치, 역세, 스테인레스, 여과망

Description

스테인리스 여과망을 이용한 고형물 제거장치 {Particles filtering system with stainless wire-sieve}

본 발명은 여과망을 이용하여 오폐수 내의 고형물을 제거하는 장치에 관한 것이다.

하폐수에 포함되어 있는 오염물 중 부유성 고형물은 침전 및 여과를 통하여 제거된다. 고형물 중 침전성이 좋은 것은 짧은 시간에 침전을 통하여 제거되지만 침전성이 불량한 것은 침전을 통하여 제거하기 위해서는 장시간이 소요되거나 아무리 긴 체류시간에서도 제거되지 않기 때문에 여과를 통하여 제거하게 된다.

기존의 여과공정 중 대표적인 것은 사여과 공정으로 여과재로 모래를 사용한다. 사여과 공정은 여재의 깊이가 약 60cm 정도로 현장이 많이 적용되어 운영되고 있다. 이러한 사여과 공정은 일정 두께의 여재가 필요하여 시스템이 커지고 역세 등과 같은 운영상 어려움이 단점으로 지적되었다.

이러한 문제를 해결하고자 여과막을 이용한 compact한 공정이 개발되어 사용되고 있는데 대표적인 것이 도 1 에 도시된 바와 같은 Micro Disk Filter 이다. 이 공정은 공정이 단순하고 compact하다는 장점이 있으나 여과막 표면에 고형물이 부착될 경우 세척이 어렵고 특히 미생물이 부착성장 할 경우 제거가 불가능하여 공정을 정지한 후 여과막을 분리하여 인력으로 세척해야 하는 문제가 있었다. 또한 여과막의 강도가 약하여 청소작업 도중 여과막의 손상이 자주 발생하였다. 또한 기존의 여과막 재질은 강산, 강염기, 고온, 고압의 상태에서 손상이 발생하여 적용에 제한적인 것이 단점으로 지적되어 왔다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 여과공정의 단점을 극복하여 오폐수 및 초기 강우 유출수 내에 존재하는 고형물을 효율적으로 제거하는 여과장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하폐수의 유입구와 처리수 배출구 사이에 배치되는 스테인레스 재질의 여과망을 구비한 여과장치를 제안한다.

이때, 복수의 상기 여과망이 적층 배치되며, 복수의 역세수 배출관 및 상기 역세수 배출관을 각각 개폐하는 복수의 역세수 배출밸브가 복수의 처리수 배출관 및 상기 처리수 배출관을 각각 개폐하는 복수의 처리수 배출밸브와 함께 교번적으로 배치되는 것이 바람직하다. 역세시에는 상기 역세수 배출밸브 중 어느 하나가 개방되고 개방된 상기 역세수 배출밸브에 인접된 처리수 배출밸브가 폐쇄되도록 제어된다.

상기 역세수 배출관 및 상기 역세수 배출밸브는 상기 처리수 배출관 및 상기 처리수 배출밸브보다 하부에 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 여과망은 구멍크기가 서로 상이한 복수의 막이 겹쳐지도록 구성되며, 이때 구멍크기가 큰 상기 막이 상기 유입구측으로 배치된다.

한편, 상기 유입구측에는 역세시 상기 유입구를 통해 역세 공기를 주입하는 산기관이 마련될 수 있다.

본 발명에 따르면, 스테인레스 재질의 여과망에 의하여 강산, 강염기, 고온, 고압의 상태에서도 손상이 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또한, 역세를 위해 여과망을 분리할 필요가 없이 용이하게 역세가 가능하며, 다양한 크기의 고형물을 손실수두 없이 효과적으로 여과할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

여과망을 도 2 와 같은 스테인리스 재질의 와이어(wire)로 제작한다. 여과망의 구멍크기는 1~100㎛ 로 제작이 가능하며, 폐수 내에 존재하는 고형물의 크기와 목표로 하는 제거효율에 따라 목적에 부합되는 구멍크기로 제작하여 사용한다. 여과망은 바깥쪽에 별도의 외부보강제를 이용하여 일정한 형태가 만들어지도록 한다.

이렇게 제작된 여과망을 도 3 과 같이 외부벽체를 구성하는 케이스(case) 안에 일정한 간격을 두고 탈착이 가능하도록 적층 배치한다.

이때, 외부벽체의 일측면에는 유입수가 유입되는 유입구가 형성되어 있고 반대측면에는 처리수가 유출되는 유출구가 형성되어, 유입수가 막의 한쪽방향에서 유입되어 다른 방향으로 배출된다. 도 4 는 오폐수가 유입되어 여과망을 통하여 배출되는 것을 나타낸 것으로서 적층배치된 두 여과망을 도시한 것이다.

도 5 및 도 6 은 도 3 과 같이 여러 장의 여과망을 배치하여 여과장치를 구성한 개념을 도시한 도면이다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 여과장치는 여과망, 외부벽체, 역세수 배출관 및 역세수 배출밸브, 처리수 배출관 및 처리수 배출밸브로 구성된다. 설치된 여과망의 수(N)는 짝수가 유리하며, 처리수 배출관과 처리수 배출밸브는 각각 N/2 개가 마련되고 역세수 배출관과 역세수 배출밸브는 각각 N/2 + 1 개가 마련된다. 본 실시예에서, 처리수 배출관과 처리수 배출밸브는 각각 세 개씩 마련되며, 역세수 배출관과 역세수 배출밸브는 각각 네 개씩 마련된다.(도 6 에는 편의상 각각 한 개씩만 도시되어 있다) 이때, 역세수 배출관(역세수 배출밸브)와 처리수 배출관(처리수 배출밸브)은 하나씩 교번적으로 배치된다.

도 6 에 도시된 바와 같이 처리수 배출관과 처리수 배출밸브는 여과장치의 상부측에 마련되고 역세수 배출관과 역세수 배출밸브는 여과장치의 하부측에 마련된다.

유입수는 수로를 통하여 유입되고 일정수두를 형성하여 여과에 필요한 구동력(driving force)을 획득한다. 도 5 에 도시된 바와 같이 유입구측을 통해 오폐수(유입수)가 유입되면 양쪽의 여과망을 통과한 후 유출구측으로 모아진 후 처리수로서 유출된다.

여과가 진행됨에 따라 오폐수가 유입되는 막표면에 고형물이 침적되어 손실수두가 발생하면 역세를 수행하게 된다. 역세를 위해서는 역세수 배출밸브를 개방시킴으로써 역세수 배출관을 통해 유입수가 역세수로서 배출되도록 한다.

한편, 처리수 배출밸브는 폐쇄시킴으로써 역세수 배출관을 통해 역세수가 배출되도록 유도하는 것이 바람직하나, 처리수 배출관이 상부에 설치되고 역세수 배출관이 하부에 설치된 상기와 같은 구조에서는 처리수 배출밸브를 폐쇄하지 않더라도 역세수 배출밸브를 개방시키는 것만으로도 유입수가 자중에 의하여 역세수 배출관으로 배출되도록 하는 구동력을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

또한, 유입부에 산기관(도시되지 않음)을 설치하여 역세시 공기를 주입할 경우 역세효과를 증진시킬 수 있다.

역세수 배출밸브의 개방에 의한 역세 과정은 각 여과망별로 순차적으로 수행되도록 할 수 있다. 도 7 내지 도 9 는 이에 따른 역세 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 은 맨 바깥쪽망의 역세가 이루어지는 개념도 이다. 여과망에 고형물이 침전되면 맨 바깥쪽(도 7 의 상측)의 역세수 배출밸브를 개방시키고 개방된 역세수 배출밸브에 인접한 처리수 배출밸브를 폐쇄시킴으로써 개념적으로 도 7 과 같은 상태가 된다. 이에 의하여, 맨 바깥쪽의 여과망에 대해서는 물의 이동방향이 반대로 형성되어 여과망에 침적되었던 고형물이 탈리된 후 역세수로서 배출된다.

도 8 은 다음 역세과정을 나타내는 것으로서, 역세가 끝난 맨 바깥쪽의 여과망에 대한 역세수 배출밸브가 닫히고 그 다음의 역세수 배출밸브가 개방되며, 전술한 바와 같이 개방된 역세수 배출밸브에 인접한 양 옆의 처리수 배출밸브가 폐쇄되어 개념적으로 도 8 과 같은 상태가 된다. 이에 따라 두 번째 여과망과 세 번째 여과망에 대해서 물의 흐름이 여과방향과 반대로 형성되어 여과망에 침적되었던 고 형물이 탈리되어 개방된 역세수 배출관을 통해 배출된다.

도 9 는 그 다음 여과망의 역세가 이루어지는 것을 나타내는 도면으로서, 마찬가지 과정에 의해 그 다음의 역세수 배출밸브가 개방되고 그 양측의 처리수 배출밸브가 폐쇄됨으로써 네 번째 및 다섯 번째 여과망에 대한 여과가 이루어진다. 그 후, 그 다음의 역세수 배출밸브가 개방되고 바로 옆의 처리수 배출밸브가 폐쇄됨으로써 여섯 번째 여과망에 대한 여과가 이루어진다.

한편, 일반적으로 여과망은 단일 막으로 구성되나 고형물의 크기가 다양할 경우 도 10 에 도시된 바와 같이 구멍크기가 서로 상이한 복수의 막이 겹쳐지도록 순차 배치한다. 이때, 구멍크기가 큰 막이 유입구측으로 향하도록 배치하여 하여 큰 고형물은 우선적으로 여과가 되고 작은 고형물이 그 다음 여과되도록 한다. 이에 의하여 손실수두를 줄일 수 있다.

오폐수 내의 고형물 농도가 높을 경우 여과망이 바로 막히기 때문에 전처리가 필요하게 되고 여과가 효율적으로 이루어지더라도 많은 양의 대장균이 잔류할 수 있으므로 도 11 과 같이 전처리-여과-소독을 연속적으로 적용할 경우 우수한 처리수질을 확보할 수 있어 방류수계의 오염을 저감할 수 있다.

여과가 지속되면 여과망 표면에 미생물의 성장이 발생하여 역세 후에도 제거되지 않게 되는데 이때 여과시스템 상부를 탈착이 가능하도록 하여 상부커버를 열고 여과망을 꺼내 약품 및 물로 세정하여 미생물 slime 을 제거한 후 다시 장착시킬 수 있도록 하였다.

본 발명에 따르면, 일반적인 여과공정보다 강도가 강한 스테인레스 여과망을 사용함으로써 효율적인 여과뿐만 아니라 일반 여과망이 적용되지 못하는 악성폐수에도 적용이 가능하다. 여과에 따른 여과망에 침적된 고형물을 별도의 동력 없이 자체 처리수로 역세를 수행함으로써 유지관리의 편리성과 경제성을 확보할 수 있다. 역세를 통하여 제거되지 않는 물질들은 용이하게 탈착이 가능하여 세척이 용이하고 강산이나 강염기로 세척하여도 여과망이 손상되지 않기 때문에 제거가 어려운 미생물 slime 도 막의 손상 없이 손쉽게 제거할 수 있다.

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.

도 1 은 기존의 Disk-filter 여과기

도 2 는 본 발명에 사용된 여과망

도 3 은 여과장치에 여과망이 설치된 개념도

도 4 는 여과가 이루어지는 개념도

도 5 는 여러 개의 여과망이 설치된 여과기에서 여과가 이루어지는 개념도

도 6 은 여과망을 이용한 여과장치 개념도

도 7 내지 도 9 는 역세과정을 보여주는 개념도

도 10 은 2중 여과망의 개념도

도 11 은 여과장치를 현장에 적용한 실시예

Claims (7)

1. 삭제
2. 하폐수 내의 고형물을 여과하는 여과장치에 있어서,

   상기 하폐수의 유입구와 처리수 배출구 사이에 배치되는 스테인레스 재질의 복수의 여과망을 구비하며,

   복수의 상기 여과망이 적층 배치되며, 복수의 역세수 배출관 및 상기 역세수 배출관을 각각 개폐하는 복수의 역세수 배출밸브가 복수의 처리수 배출관 및 상기 처리수 배출관을 각각 개폐하는 복수의 처리수 배출밸브와 함께 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   역세시에 상기 역세수 배출밸브 중 어느 하나가 개방되고 개방된 상기 역세수 배출밸브에 인접된 처리수 배출밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 역세수 배출관 및 상기 역세수 배출밸브는 상기 처리수 배출관 및 상기 처리수 배출밸브보다 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 여과망은 구멍크기가 서로 상이한 복수의 막이 겹쳐지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   구멍크기가 큰 상기 막이 상기 유입구측으로 배치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 유입구측에 마련되어 역세시 상기 유입구를 통해 역세 공기를 주입하는 산기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.

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