KR100864642B1

KR100864642B1 - 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법

Info

Publication number: KR100864642B1
Application number: KR1020080048154A
Authority: KR
Inventors: 김성윤
Original assignee: 유네코개발 주식회사
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2008-10-23

Abstract

본 발명은, 활성탄 흡착탑; 및 활성탄 세정 동작시 상기 활성탄 흡착탑으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서;를 포함하고, 상기 활성탄 흡착탑은, 상단에는 출수구가 형성되고 바닥에는 입수구와 배수구가 각각 형성된 하우징; 상기 하우징 내에 충전되어 하부와 상부에 각각 입수공간(Si)과 출수공간(So)을 형성하는 활성탄 흡착 여과층; 및 상기 입수공간(Si) 내에 설치되어 상기 에어 컴프레서로부터 공급된 공기를 분사하는 에어분사부재;를 포함하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치와 세정 방법에 관한 것이다.

활성탄 흡착탑, 수질 여과 장치

Description

상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법 {Upward-flowing expansion-state water purification apparatus using adsorption and filtration of activated carbon and clesaning method thereof}

본 발명은 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활성탄에 의해 상방향으로 유동하는 원수(原水)를 흡착 여과하는 동시에, 세정시에는 원수의 역세(逆洗) 및 압축 공기의 분사에 의해 활성탄에 흡착된 이물질을 탈락시켜 배출시키도록 한 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 활성탄은 야자각, 목재류, 갈탄, 무연탄, 유연탄 등의 탄소질을 원료로 제조되는 미세 세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서, 활성화 과정을 통해 분자 크기 정도의 미세 세공이 형성되어 큰 내부 표면적을 가지는 흡착제이다. 활성탄은 1g당 1000㎡ 이상의 큰 내부 표면적을 가지며 이 내부 표면에 존재하는 탄소원자의 관능기가 주위의 액체 또는 기체에 인력을 가하여 피흡착질의 분 자를 흡착하는 성질이 있다. 이러한 흡착성으로 인해 활성탄은 공기정화 뿐만 아니라, 수처리, 식품, 음료수, 의약의 가공과 같은 다양한 분야에서 정제를 위해 사용되고 있다.

니뽄 가이시 가부시키가이샤의 특허 등록 제0798717호는 활성탄 탱크로부터 공급된 활성탄을 용수와 함께 습식 분쇄한 후 원수 탱크에 첨가하고, 다시 여과용 원수를 막 모듈에 의해 여과하는 방식의 "정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법"을 개시하고 있다.

그러나, 상기 특허는 활성탄을 분쇄하여 원수에 혼합하고 다시 걸러내는 매우 단순한 방식에 머물고 있으며, 이를 위해 활성탄 분쇄 장치, 혼합 장치 및 여과 장치를 별도로 구비하여야 하므로 설비가 대형화될 뿐만 아니라 운전 효율 또한 낮다.

또 다른 특허 제0429610호에는 활성탄 여과탑을 이용한 폐수처리시스템이 기재되어 있는데, 상기 특허에 개시된 활성탄 여과탑의 구성을 도 1에 나타내었다. 도면을 참조하면, 폐수처리시에는 폐수 공급관을 통해 유입된 폐수를 물의 중력에 의해 활성탄 충전층(1)에 반응시켜 활성탄 여과탑에서 처리하고, 그 처리수를 방류관(2)을 통하여 밖으로 방류시킨다.

또한, 활성탄 세척시에는 밸브(3)(4)를 개방하고 다른 밸브들은 폐쇄한 상태에서 세척수와 공기를 상기 활성탄 여과탑(6)에 유입시켜 활성탄 충전층(1)에 흡착된 세균을 떼어낸 다음, 개방된 밸브(3)(4)를 다시 닫고 맨홀 뚜껑(5)을 열고 수동으로 상기 활성탄 충전층(1) 상부에 쌓인 세균을 제거하도록 구성되어 있다.

상기와 같은 방식에 있어서는, 활성탄 여과탑이 밑으로 유동하는 하향류의 폐수를 흡착 여과하게 되므로 크기가 큰 이물질이나 오염물은 활성탄 충전층의 상부에 집중적으로 축적된다. 따라서, 활성탄 여과탑의 하부에서 공기와 세척수를 공급한다고 하더라도 활성탄 충전층의 상부에 있는 오염물들을 완전하게 제거할 수 없다. 이러한 이유로, 상기 특허에서는 작업자가 맨홀 뚜껑을 열고 활성탄 충전층 상부를 수동으로 청소하도록 되어 있는데, 연속적 또는 주기적으로 축적되는 오염물의 양에 따라 작업자가 맨홀 뚜껑을 열고 수동으로 세척을 하는 것은 매우 비현실적이다.

또한, 활성탄 여과탑 내부가 원수로 차있는 상태에서 세정이 이루어지므로 여과탑 내에 부유하는 오염입자들을 제대로 처리할 수 없는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 상향류 방식으로 활성탄에 의해 원수를 흡착 여과함으로써 오염물이 활성탄 흡착 여과층의 하부에 축적되도록 하고 활성탄 세정시에도 배수에 의해 원활한 세정이 이루어질 수 있도록 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 세정시에 활성탄 흡착 여과층의 출수구 부근에 흡착되는 미세한 오염물들도 원수의 역세 및 압축 공기의 역방향 분사에 의해 탈락 시켜 배출시킬 수 있도록 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 세정시 공기를 하부에서 골고루 산기시켜 공급함으로써 상승하는 공기의 타압력(打壓力)에 의해 활성탄 내부에 흡착된 입자들을 탈락시켜 제거할 수 있도록 구성된 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 세정시 활성탄 흡착탑 내부에 공기를 채워서 수면이 낮아지도록 하여 원수에 부유하는 오염입자가 완전하게 배출될 수 있도록 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 원수 여과시에는 복수의 활성탄 흡착탑을 사용함으로써 여과 용량과 효율을 높이는 동시에, 세정시에는 활성탄 흡착탑 각각을 하나씩 순차적으로 세정함으로써 원수에 의한 세정력을 높일 수 있도록 한 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치 및 그 세정 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치는, 활성탄 흡착탑; 및 활성탄 세정 동작시 상기 활성탄 흡착탑으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서;를 포함하고, 상기 활성탄 흡착탑은, 상단에는 출수구가 형성되고 바닥에는 입수구와 배수구가 각각 형성된 하우징; 상기 하우징 내에 충전되어 하부와 상부에 각각 입수공간(Si)과 출수공 간(So)을 형성하는 활성탄 흡착 여과층; 및 상기 입수공간(Si) 내에 설치되어 상기 에어 컴프레서로부터 공급된 공기를 분사하는 에어분사부재;를 포함한다.

또한 본 발명의 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치는 상기 입수구에 연결되는 제1 입수배관; 및 상기 출수구에 연결되는 제2 입수배관;을 포함하고, 활성탄에 의한 흡착 여과 동작시에는 상기 제1 입수배관을 통해 원수를 공급하고, 활성탄 세정 동작시에는 상기 제2 입수배관을 통해 원수를 공급하도록 구성된다.

바람직하게 본 발명은 상기 제1 입수배관과 연결되도록 상기 입수공간(Si)에 설치되며, 상기 하우징 바닥에 대해 서로 반대방향으로 형성되어 있는 제1 원수 유입관; 및 상기 제1 입수배관과 연결되도록 상기 입수공간(Si)에 설치되며, 상기 하우징 바닥의 활성탄 배출구에 설치되어 하방으로 원수를 분사하는 제2 원수 유입관;을 더 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 활성탄 배출구에 설치된 슬라이딩식 개폐밸브를 더 포함한다.

본 발명에 따른 장치는 상기 활성탄 배출구와 활성탄 배출배관에 의해 연결된 탈수조를 더 포함하고, 상기 탈수조는 경사면의 하부에 설치된 스트레이너와 탈수배관을 포함한다.

나아가, 본 발명의 장치는 상기 에어 컴프레서로부터 상기 에어분사부재로 공기를 공급하는 제1 에어배관; 및 상기 에어 컴프레서로부터 상기 하우징의 출수구로 공기를 공급하는 제2 에어배관;을 포함하고, 활성탄 세정 동작시 소정 시간 동안 상기 제2 에어배관을 통해 공기를 공급하거나 또는 상기 제1 및 제2 에어배관 모두를 통해 공기를 공급한 다음에, 상기 제2 에어배관을 통한 공기의 공급은 차단하고 상기 제1 에어배관을 통해서만 공기를 공급하도록 구성된다.

본 발명에 따르면 상기 출수공간(So)의 출수구에는 활성탄 흡착 여과층을 통과한 원수를 여과하는 여과필터가 구비된다.

또한, 상기 에어분사부재는 하면에 복수의 분사공이 형성된 링 형상의 파이프로 구성된다.

나아가, 상기 하우징의 상단 일측에 외부 대기와 연통되도록 형성된 배기구를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 하우징의 출수구 하부에는 다수의 구멍이 타공된 세정수 분배 타공판이 더 설치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 바닥에는 입수구가 형성되고 상단에는 출수배관과 연결되는 출수구가 각각 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 충전되어 하부와 상부에 각각 입수공간(Si)과 출수공간(So)을 형성하는 활성탄 흡착 여과층을 포함하는 활성탄 흡착탑; 및 상기 활성탄 흡착탑으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서;를 포함하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법으로서, (a) 상기 출수배관을 폐쇄하고 상기 입수구를 통한 원수의 유입을 차단하는 동시에, 상기 출수구로 원수를 공급하는 동시에 배수배관을 개방하여 배수를 개시하는 단계; (b) 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 출수구로 압축 공기를 공급하여 분사하는 단계; (c) 상기 출수구로 분사되는 압축 공기를 차단하고 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 하우징 내부의 입수공간(Si)으로 압축 공기를 분사하는 단계; (d) 상기 단계(b) 와 (c)에서 분사된 공기가 상기 출수공간(So)이 형성된 하우징의 천정 하부에 축적되도록 함으로써 하우징 내부의 수면을 하강시키는 단계; 및 (e) 상기 수면이 하강함에 따라 세정수와 오염물질이 상기 배수배관을 통해 배출되는 단계;를 포함하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 단계(b)에서는, 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 하우징 내부의 입수공간(Si)으로도 압축 공기를 함께 공급한다.

더욱 바람직하게, 상기 단계(c)에서, 하면에 복수의 분사공이 형성된 링 형상의 에어분사부재로 공기를 공급하여 산기되도록 한다.

본 발명의 방법에 따르면, 상기 (a) 내지 (e)단계 후에, (f) 상기 출수구로 공급되는 원수를 차단하고 상기 배수배관을 폐쇄하는 동시에, 상기 출수배관을 개방하고 상기 입수구를 통해 원수를 재공급하는 단계; 및 (g) 상기 하우징 상단의 배기구를 개방하여, 수면이 상승함에 따라서 하우징 내부에 축적된 공기가 상기 배기구를 통해 외부로 배출되도록 하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 바닥에는 입수구가 형성되고 상단에는 출수배관과 연결되는 출수구가 각각 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 충전되어 하부와 상부에 각각 입수공간(Si)과 출수공간(So)을 형성하는 활성탄 흡착 여과층을 포함하는 복수개의 활성탄 흡착탑; 및 상기 활성탄 흡착탑으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서;를 포함하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법으로서, (a') 상기 출수배관을 폐쇄하는 동시에 상기 복수의 활성탄 흡착탑의 입수구를 통한 원수의 유입을 차단하는 단계; (b') 상기 복수의 활성탄 흡착탑 중에서 나머 지 활성탄 흡착탑의 배수배관은 폐쇄시킨 상태에서 세정하고자 하는 제1 활성탄 흡착탑의 배수배관만 개방하여 배수를 개시하는 동시에, 상기 제1 활성탄 흡착탑의 출수구로 원수를 공급하는 단계; (c') 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 제1 활성탄 흡착탑의 출수구로 압축 공기를 공급하여 분사하는 단계; (d') 상기 제1 활성탄 흡착탑의 출수구로 분사되는 압축 공기를 차단하고 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 제1 활성탄 흡착탑의 입수공간(Si)으로 압축 공기를 공급하는 단계; (e') 상기 단계(c')와 (d')에서 분사된 공기가 상기 제1 활성탄 흡착탑의 하우징의 천정 하부에 축적되도록 함으로써 하우징 내부의 수면을 하강시키는 단계; 및 (f') 상기 수면이 하강함에 따라 상기 제1 활성탄 흡착탑의 세정수와 오염물질이 배수구를 통해 배출되는 단계;를 포함하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 입수구는 배수배관과 연결되어 있거나 또는 별도로 형성되어 있다.

본 발명의 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치에 따르면, 상향류 방식으로 활성탄에 의해 원수를 흡착 여과함으로써 오염물이 활성탄 흡착 여과층의 하부에 축적되므로 배수에 의해 원활한 세정이 이루어질 수 있다.

또한, 세정시 원수를 역세시킴과 동시에 압축 공기를 역방향으로 분사함으로써 활성탄 흡착탑 상부의 여과필터에 흡착되어 있는 미세한 오염물들도 탈락시켜 배출할 수 있다.

동시에, 세정시 흡착탑 하부에서 분사된 공기가 상승하면서 활성탄에 타압력(打壓力)을 제공하여 활성탄 내부에 흡착된 입자들까지도 제거할 수 있으므로 세정 효과가 매우 뛰어나다.

무엇보다도 본 발명의 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치와 방법에서는 세정시 활성탄 흡착탑 내부에 공기를 채워서 수면이 낮아지도록 하기 때문에 탈락은 되었으나 흡착탑 내에 잔존하기 쉬운 미세오염입자까지도 완전하게 배출시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따라서 복수의 활성탄 흡착탑을 채용할 경우에는, 활성탄 흡착탑 각각을 하나씩 순차적으로 세정함으로써 세정시 출수구를 통해 분사되는 역세 원수량을 여과시 유입구를 통해 공급되는 원수량에 비해 증가시킬 수 있어서 세정력을 더욱 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치(100)가 채용된 수질 정화 시스템의 개략적인 구성을 보여준다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치(100)는 원수 여과 장치(200)의 후단에 연결되어 사용될 수 있다.

또한, 비록 도면에는 도시되어 있지 않으나 본 발명의 활성탄 흡착 여과 장치(100)의 후단에는 고도 산화 공정(AOP; Aadvanced Oxidation Proess) 수처리 장치와 같은 고도 수처리 장치가 연결될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 시스템은 본 발명에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 일 실시예를 예시한 것에 불과하므로, 본 발명이 반드시 이러한 시스템과 연계되어 사용되는 것으로 한정해석되어서는 아니되며, 본 발명의 활성탄 흡착 여과 장치는 용도에 따라서 단독으로 사용되거나 또는 다양한 구성의 수처리 장치들과 연계될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 고도 산화 공정 수처리 장치가 본 발명의 흡착 여과 장치 전단에 설치되어도 무방하다.

본 실시예에 따른 시스템은 연못과 같은 폐쇄 수역 또는 수질 정화를 목적으로 하는 수역에 설치되어 운전된다. 바람직하게, 상기 원수 여과 장치(200)는 원수 내에 포함된 상대적으로 큰 입자나 오염물을 1차적으로 여과하여 제거하고, 본 발명에 따른 활성탄 흡착 여과 장치(100)는 1차 여과된 원수 내에 잔존하는 미립자 또는 유기화합물을 흡착하여 제거하는 역할을 할 수 있다.

이를 위해, 상기 원수 여과 장치(200)는 연못의 하부 수역에 연결되어 있는 흡입배관(210)을 통해 슬러지 등의 오염물과 물을 흡입한 뒤, 원통형의 여과조립체(220)에 의해 슬러지와 오염물을 걸러낸다.

이렇게 여과된 원수는 입수배관(10)(12)을 통해 본 발명에 따른 활성탄 흡착 여과 장치(100)로 유입되게 된다. 도면에서, 참조번호 250은 원수를 공급하는 양수펌프이다.

바람직하게, 상기 원수 여과 장치(200)는 상기 여과조립체(220)의 여과막에 흡착되는 슬러지나 오염물을 탈락시키기 위해 물을 분사하는 분사수단을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 분사수단은 순환펌프(230)의 구동력에 의해 여과조립체(220)에서 여과된 물의 일부를 여과수 공급배관(240)을 통해 재공급 받도록 구성될 수 있다.

상기 원수 여과 장치(200)는 본 출원인이 앞서 출원한 특허등록 제0758875호에 더욱 상세히 기재되어 있는데, 상기 문헌에 기재된 여과 장치의 구성은 본 발명의 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 하며, 그에 따라 상기 문헌에 기재된 여과 장치의 구성은 본 명세서에 통합된 것으로 간주한다.

도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 구성이 별도로 도시되어 있다.

상기 도면들을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치(100)는 활성탄이 충전되어 있는 활성탄 흡착탑(20)과, 활성탄 세정시 상 기 활성탄 흡착탑(20)으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서(AC)를 포함한다.

상기 활성탄 흡착탑(20)은, 바닥에 원수가 유입되는 입수구(22)가 형성되고, 상단에는 활성탄에 의해 흡착 여과된 원수가 배출되는 출수구(24)가 형성되어 있는 하우징(30)을 포함한다.

상기 하우징(30)은 단면이 대략적으로 원통 형상을 이루고 있으며, 내부에는 활성탄 흡착 여과층(40)이 구비되어 있다. 즉, 하우징(30)의 바닥에는 원수가 유입될 수 있는 입수공간(Si)이 형성되도록 스트레이너(32)가 설치되고, 그 상부로 활성탄이 충전되어 여과층(40)을 형성한다.

상기 스트레이너(32)는 메쉬 형태 또는 격자 형태로서 500㎛ 내외의 구멍이 형성된 다공성 부재이며, 바람직하게 하우징(30) 내부에서 경사지게 설치되어 원수가 최대한 넓은 면적으로 분산되면서 상기 활성탄 흡착 여과층(40)을 통과하도록 한다.

상기 활성탄 흡착탑(20)은 입수배관(10)(12)과 연결되어 원수가 유입되도록 구성되는데, 상기 입수배관은 하우징(30)의 바닥에 형성된 입수구(22)로 연결되는 제1 입수배관(10)과, 하우징(30)의 상단에 형성된 출수구(24)로 연결되는 제2 입수배관(12)으로 구성된다. 상기 제1 및 제2 입수배관(10)(12)은 메인 입수배관이 분기되어 형성된다.

상기 입수공간(Si)에는 제1 입수배관(10)의 단부와 연결된 원수 유입관(34a)(34b)(34c)이 설치되는데, 바람직하게 상기 원수 유입관은 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(30) 바닥에 대해 서로 반대방향으로 형성되어 있는 제1 원수 유 입관(34a)(34b)과, 하우징(30) 바닥의 활성탄 배출구(26)에 설치되어 하방으로 원수를 분사하는 제2 원수 유입관(34c)으로 구성된다.

상기 제1 원수 유입관(34a)(34b)은 분사되는 원수가 바닥에서 선회하면서 상승하도록 하는데, 이러한 기능은 원수가 넓은 면적에 걸쳐 골고루 퍼지도록 함으로써 활성탄 흡착 여과층(40)과의 접촉을 촉진시킨다.

또한, 상기 제1 입수배관(10)은 배수배관(17)과 연결되어 있으며, 이것은 후술하는 바와 같이 활성탄 세정시 세정수가 배출되는 통로이다.

덧붙여, 상기 하우징(30)의 바닥에는 활성탄을 교환하기 위해 오염된 활성탄을 배출시키기 위한 활성탄 배출구(26)가 형성되는데, 상기 활성탄 배출구(26)에는 활성탄 배출배관(14)의 일단이 연결되며, 활성탄 배출배관(14)의 타단은 탈수조(50)로 연결되어 있다. 또한, 상기 활성탄 배출구(26)에는 슬라이딩식 개폐밸브(76)가 설치되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 하우징(30)의 바닥에는 공기를 분사하는 에어분사부재(36)가 마련되며, 상기 에어분사부재(36)는 제1 에어배관(16)을 통해 상기 에어 컴프레서(AC)와 연결되어 공기가 공급되도록 구성되어 있다.

한편, 상기 에어 컴프레서(AC)와 상기 하우징(30)의 출수구(24) 사이에는 제2 에어배관(18)이 연결되어 에어 컴프레서(AC)로부터 공기가 공급되도록 구성된다.

바람직하게, 상기 에어분사부재(36)는 링 형상의 파이프로서 그 하면에 복수의 분사공(미도시)이 형성되도록 구성될 수 있다. 이 경우 공기는 에어분사부재(36)의 하부로부터 분사되면서 스트레이너(32)의 경사면을 따라 골고루 산기될 수 있다.

상기 활성탄 흡착 여과층(40)의 상부와 하우징(30)의 천정 사이에는 활성탄 흡착 여과층(40)을 통과하면서 흡착 여과된 원수가 모이게 되는 출수공간(So)이 형성된다.

상기 하우징(30)의 상단에는 흡착 여과된 원수가 배출되는 출수구(24)가 형성되며, 상기 출수구(24)에는 출수배관(13)이 연결되어 있다.

본 발명에 따르면, 제2 입수배관(12), 제2 에어배관(18) 및 출수배관(13)이 모두 출수구(24)로 연결되는데, 사실상 도 3에 도시된 바와 같이 이들은 서로 연결된 상태로 구성된다. 그러나 본 발명이 이러한 배관에 의해 한정되는 것은 아니며, 이들 배관들은 설계에 따라 다양하게 구성될 수 있으며 각각 별개로 설계될 수도 있다.

또한, 상기 출수공간(So)의 출수구(24)에는 활성탄 흡착 여과층(40)을 통과한 원수를 한번 더 여과하기 위한 여과필터(60)가 구비된다. 상기 여과필터(60)로는 크기 50 ~ 100㎛의 구멍이 형성된 스트레이너가 채용될 수 있으나, 그 구성은 특별하게 한정되지 않으며 여하한 종류와 기능의 필터가 모두 채용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

상기 여과필터(60)의 하부에는 세정수 분배 타공판(62)이 설치되는데, 이것은 다수의 구멍이 타공된 판으로서 후술하는 바와 같이 출수구(24)를 통해 물이 유입될 때 물이 골고루 분산되도록 하는 기능을 한다.

덧붙여, 하우징(30)의 상단 일측에는 외부 대기와 연통되는 배기구(28)가 형 성되어 있으며, 배기구(28)는 배기밸브(70)의 작동에 의해 개폐된다. 더욱 바람직하게, 상기 배기구(28)는 회수관(15)과 연결되어 상기 탈수조(50)까지 연장될 수 있는데, 이것은 활성탄 세정 후 재가동시 배기구(28)를 통해 흘러나온 물이나 활성탄을 걸러서 회수하기 위함이다.

도 2 및 도 3에서 미설명된 참조번호 71, 72는 각각 제1 및 제2 입수밸브이고, 73은 출수밸브이고, 74, 75는 각각 제1 및 제2 에어밸브이고, 77은 배수밸브이다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 동작 및 세정 방법에 대해서 설명하기로 한다.

연못과 같은 수역의 오염된 물은 흡입배관(210)을 통해 슬러지와 같은 오염물과 함께 흡입되어 원수 여과 장치(200)로 유입된다.

원수 여과 장치(200)로 유입된 원수는 여과조립체(220)에서 여과되어 슬러지와 오염물이 1차 제거되고 입수배관을 통해 본 발명에 따른 활성탄 흡착 여과 장치(100)로 유입된다. 상기 원수 여과 장치(200)의 여과 동작은 전술한 출원인의 특허 명세서로 대체하며 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치(100)는 여하한 종류의 수처리 장치에 연결되어 사용되거나 또는 단독으로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 입수구(22)로 유입되는 '원수'는 수처리 장치를 거쳐서 나온 여과수를 비롯하여 미처리된 원수까지 포괄적으로 포함되는 개념이며, 이하 명세서 및 특허청구범위에 사용된 '원수'는 상기와 같은 개념으로 이해되어야 한 다.

본 발명에 따른 활성탄 흡착 여과 장치의 동작에 있어서 원수를 흡착 여과하는 동안에는, 제1 입수밸브(71)와 출수밸브(73)는 개방되고, 나머지 다른 밸브들은 모두 폐쇄된 상태가 된다.

그러면, 제1 입수배관(10)을 따라 활성탄 흡착탑(20)의 원수 유입관(34a)(34b)(34c)으로 유입된 원수는 입수공간(Si) 내에서 선회하면서 서서히 상승하게 된다.

따라서, 원수는 활성탄 흡착탑(20)의 하우징(30) 내부에서 상방향으로 흐르면서 활성탄 흡착 여과층(40)을 통과하게 되고, 이 과정에서 원수 내에 잔존해 있던 오염입자들과 유기화합물 등이 활성탄에 의해 흡착 제거된다.

통상적으로 입상활성탄의 표면에 미생물이 서식하게 되는데, 호기 상태에서는 흡착 효과와 함께 이들 미생물에 의한 처리 효과를 동시에 거둘 수 있다(생물 활성탄). 이 경우 유기 오염 물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 활성탄 사용 주기가 길어지는 장점이 있다.

이어서, 활성탄 흡착 여과층(40)을 통과하여 출수공간(So)에 도달한 원수는 출수구(24)에 있는 출수배관(13)을 통해 배출된다. 상기 출수배관(13)은 예를 들어 고도 산화 공정(AOP; Aadvanced Oxidation Proess) 수처리 장치로 연결될 수 있으며 이 경우 배출된 원수는 고도 산화 공정을 거치게 될 것이다. 그러나 반드시 이러한 공정으로 한정되는 것은 아니며 다양한 후속 공정으로 연결될 수 있는데, 또 다른 대안으로서 본 발명에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치를 통과 한 물을 상수도로 공급하여 사용할 수 있다. 이 경우에는 염소 투입 공정으로 연결될 수 있을 것이다.

상기와 같이 원수의 흡착 여과 공정이 장기간 계속되면 활성탄 흡착 여과층(40)에는 각종 오염입자들이 축적되므로, 활성탄 세정 공정을 통해 이러한 오염입자들을 제거할 필요가 있다.

상기 활성탄 세정 공정은 자동으로 수행될 수 있는데, 활성탄 흡착 여과층(40)에 축적되는 오염물들이 증가하거나 여과필터(60)의 표면에 미세 입자가 증가할수록 제1 입수배관(10)을 통해 유입되는 원수의 수압 또는 입수공간(Si) 내부의 수압은 증가될 것이므로 이러한 영역에 설치된 압력계를 통해 측정된 수압의 변화에 따라 활성탄 세정 공정을 자동으로 개시할 수 있다. 예를 들어, 제1 입수배관(10)의 경로 상에 설치된 압력계(78)와 출수배관(13)의 경로 상에 설치된 압력계(79)의 압력차이가 소정값 이상으로 초과하게 되면 그 만큼 오염물의 축적으로 인해 원수의 유동이 저해되고 있는 것으로 판단하고 자동으로 세정 공정을 개시할 수 있다. 그러나, 본 발명의 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 공정은 수동으로도 수행될 수 있음은 물론이다.

도 5에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 먼저 세정을 개시하기 위해 활성탄 흡착 여과층(40) 상부의 출수구(24)로 역세를 위해 원수를 공급하는 대신에 하우징(30)의 입수구(22)를 통한 원수의 유입은 차단한다(단계 S100). 동시에 배수밸브(77)를 개방하여 세정수 의 배수를 개시한다. 이를 위해, 제2 입수밸브(72)와 배수밸브(77)를 개방하는 대신, 제1 입수밸브(71)와 출수밸브(73)는 폐쇄한다.

그러면, 원수는 제2 입수배관(12)을 따라 유동하여 하우징(30)의 출수구(24)를 통해 출수공간(So)으로 유입된다. 이때, 원수가 역방향으로 유동하므로 여과필터(60)에 흡착되어 있던 오염물들이 하방으로 탈락된다. 또한, 물의 흐름 방향이 반대로 바뀌게 되어 활성탄 흡착 여과층(40)에 축적되어 있던 오염입자들도 탈락되어 하방으로 배출된다.

이때, 전술한 바와 같이 출수구(24) 하부에 설치된 세정수 분배 타공판(62)이 유입되는 물을 골고루 분산시키게 된다.

이렇게 세정수와 함께 탈락된 오염 물질들은 원수 유입관(34a)(34b)(34c)을 통해 빠져나가 배수배관(17)을 경유하여 외부로 배출된다.

비록 본 발명에서는 원수 유입관을 통해서 세정수와 오염 물질이 배출되는 것으로 예시되어 있으나 이러한 실시예에 한정되지 않고 하우징 바닥에 별도의 배수구를 형성시키는 것도 얼마든지 가능하다.

본 발명에 따르면, 세정동작시 오염입자들의 탈락 및 배출은 에어 컴프레서(AC)의 동작에 의해 더욱 촉진되는데 이에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

위와 같이, 역세를 위해 원수를 역방향으로 공급함과 동시에, 상기 제1 및 제2 에어밸브(74)(75)를 개방하고 에어 컴프레서(AC)를 동작시켜 상기 출수구(24) 및 에어분사부재(36)로 압축 공기를 공급하여 분사한다(단계 S110).

그러면, 상기 에어 컴프레서(AC)에 의해 공급된 압축 공기는 원수 속에 혼입 되어 출수구(24)로 분사되는데, 이 과정에서 강하게 분사되는 압축 공기에 의해 여과필터(60)에 흡착된 오염입자들의 탈락이 촉진된다.

본 발명자의 실험에 따르면, 단순히 원수를 역세하는 것에 비해 압축 공기를 혼합하여 분사하는 것이 오염입자의 탈락에 있어서 월등이 우수한 효과를 보이는 것으로 나타났다.

한편 상기 에어 컴프레서(AC)에 의해 공급된 압축 공기의 일부는 제1 에어배관(16)을 따라 활성탄 흡착탑(20)의 하우징(30) 바닥에 있는 에어분사부재(36)로 공급된다.

전술한 바와 같이 링모양의 에어분사부재(36) 하부에는 복수의 분사공이 형성되어 있으므로 이곳을 통해 압축 공기는 입수공간(Si)으로 산기되며, 산기된 압축 공기는 하우징(30) 내부에서 상승하면서 활성탄 흡착 여과층(40)을 타압(打壓)하여 활성탄에 흡착된 미세오염입자들을 탈락시킨다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 에어배관(16)(18)을 통해 공급되는 압축공기는 대략 50:50의 비율로 설정될 수 있으나, 이러한 비율은 필요에 따라 적절하게 조절될 수 있으며 본 발명은 이러한 수치에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제2 에어배관(18)을 통해 상기 출수구(24)로 분사되는 압축 공기는 소정 시간, 예를 들어 약 10초 후에 차단된다. 즉, 소정 시간 경과 후 제2 에어밸브(75)를 폐쇄함으로써 모든 압축 공기가 제1 에어배관(16)을 통해 에어분사부재(36)로 공급되도록 한다(단계 S120).

나아가, 본 실시예에서는 에어 컴프레서(AC)에 의해 제1 및 제2 에어배관(16)(18)에 동시에 압축 공기를 공급하는 것으로 예시되어 있으나, 또 다른 대안으로서 세정 동작이 시작되자마자 제1 에어밸브(74)는 폐쇄된 채로 남겨두고, 제2 에어밸브(75)만 개방한 상태에서 제2 에어배관(18)을 통해 출수구(24)에 100%의 압축 공기를 모두 공급하고, 이러한 상태를 소정 시간, 바람직하게, 약 10초 정도 유지한 다음에, 이번에는 반대로 제1 에어밸브(74)를 개방하고 제2 에어밸브(75)는 폐쇄함으로써 100%의 압축 공기를 제1 에어배관(16)을 통해 상기 에어분사부재(36)로 공급하도록 동작하는 것도 가능하다.

본 발명에 있어서, 세정시 활성탄 흡착탑(20)의 하우징(30) 내부로 압축 공기를 분사하는 이유는 위와 같이 활성탄 또는 여과필터에 흡착된 오염입자들의 탈락을 촉진하기 위한 것일 뿐만 아니라, 하우징(30) 내부의 수면을 하강시켜 물과 오염물을 완전히 배출하기 위함이다.

본 발명에 있어서, 활성탄 흡착탑(20)을 세정하는 동안 제2 입수배관(12)을 통해 하우징(30) 내부에 계속해서 원수가 유입되는 상태이므로 비록 배수배관(17)를 통해서 물이 배수된다고 하더라도 하우징(30) 내부에는 여전히 물이 차있는 상태이다. 따라서, 활성탄에서 오염입자들을 탈락시킨다고 하더라도 오염입자들이 세정수 내에 부유된 상태로 존재하기 때문에 미처 배출되지 못하는 입자들이 잔존하기 마련이다. 본 발명에 따르면, 원수가 역으로 유입되는 상태에서도 상기 부유입자들까지 모두 배출될 수 있도록 하우징(30) 내부의 물을 완전히 배수시키게 된다.

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 에어배관(16)(18)에 의해 하우징(30)에 분사된 압축 공기{소정 시간 경과 후에는 제1 에어배관(16)에 의해 분사된 압축 공기}는 하우징(30) 내부에서 상부로 거슬러 올라가 출수공간(So)에 쌓이게 된다.

이때, 출수구(24)는 유입되는 원수에 의해 폐쇄된 상태와 같으므로 시간이 지나면서 상기 출수공간(So)이 형성된 하우징(30)의 천정 하부 공간에 축적되는 공기의 양은 점점 증가하게 되고, 이에 따라 공기에 밀려서 하우징(30) 내부의 수면은 점차로 하강하게 된다.

따라서, 세정 동작이 계속되면 하우징(30) 내부의 수면은 바닥까지 낮아져 물 속에 산재되어 있던 오염입자들은 세정수와 함께 밖으로 배출될 수 있는 것이다(단계 S130).

위와 같이 세정 공정이 마무리되면, 또 다시 흡착 여과 공정을 위해 제1 입수밸브(71)와 출수밸브(73)를 개방하고 나머지 밸브들은 모두 폐쇄시켜 원수를 하우징(30)의 입수구(22)로 재공급한다(단계 S140).

이때, 하우징(30) 내부에 채워져 있던 공기가 출수배관(13)을 통해 유동하지 않도록 배기밸브(70)를 동시에 개방한다(단계 S150). 그러면, 하우징(30) 바닥의 원수 유입관(34a)(34b)(34c)을 통해 유입된 원수의 수면이 점차로 상승하게 되는 반면, 공기는 배기구(28)를 통해 외부로 배출된다. 만약, 이 과정에서 배기구(28)를 통해 흘러 넘치는 원수가 있을 경우 회수관(15)을 통해 탈수조(50)로 보내어 처리할 수 있다.

원수의 수면이 점차로 상승하여 하우징(30)의 천정까지 도달하면 배기밸 브(70)를 닫고, 정상적인 흡착 여과 동작을 수행하게 된다.

본 발명에 따르면 활성탄의 일부 또는 전부를 교환할 필요가 있을 경우에는 입수구(22)를 통해 원수를 공급하는 동안에 하우징(30) 내부의 활성탄을 배출시키게 된다.

도 8에는 활성탄을 배출하는 배출구(26)와 슬라이딩식 개폐밸브(76)의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 활성탄 흡착 여과층(40)의 하부에 있는 활성탄을 교환하기 위해서 하우징(30) 바닥의 활성탄 배출구(26)에 있는 슬라이딩식 개폐밸브(76)를 개방한다. 즉, 개폐밸브(76)의 슬라이딩 도어(76a)를 열면, 원수 유입관(34a)(34b)(34c)을 통해 하우징(30) 내부로 유입된 물이 활성탄 배출배관(14)으로 빠지면서 활성탄 흡착 여과층(40)에 있는 활성탄도 함께 배출된다.

물과 함께 배출된 활성탄은 활성탄 배출배관(14)을 따라 탈수조(50)로 보내어져 회수된다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 탈수조(50)의 하부에는 경사면이 형성되고 경사면 하단부에는 메쉬와 같은 스트레이너(52)가 설치되고, 그 일측에는 탈수배관(54)이 연결되어 있다.

따라서, 탈수조(50) 내에 배출된 물과 활성탄이 상기 스트레이너(52)에 의해 걸러져 물은 상기 탈수배관(54)을 통해 빠져나가고 결국 활성탄만 남게 된다. 그러면, 밸브를 열어 활성탄만 회수할 수 있게 된다.

이어서, 활성탄 흡착 여과층(40)의 하부에 있는 오염된 활성탄의 배출이 완료되면, 슬라이딩 도어(76a)를 닫아서 개폐밸브(76)를 폐쇄시킨다. 이때, 닫히는 도어(76a)와 밸브 본체 또는 배관 사이에 활성탄 입자들이 협착되어 도어의 동작을 방해하게 되는데, 이를 방지하기 위해서 본 발명에서는 제2 원수 유입관(34c)으로부터 활성탄 배출구(26)의 개폐밸브(76)을 향해 하방으로 물을 분사하게 된다.

그러면, 하방으로 분사된 물은 다시 반경 방향으로 퍼지면서 활성탄 입자들을 밖으로 밀어내서 상기 도어(76a)가 닫힐 때 활성탄 입자들이 그 사이에 협착되지 않도록 하는 역할을 한다.

이로써, 오염된 활성탄의 배출이 완료되고, 또한 새로운 활성탄의 투입은 하우징(30) 상부의 투입구(도 3의 80 참조)를 통해 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치는 복수개의 활성탄 흡착탑을 채용하여 동작될 수 있는데 그러한 실시예를 도 6에 나타내었다. 여기에서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치는 제1 및 제2 활성탄 흡착탑(20)(20')을 구비한다.

제1 입수배관(10)은 제1 및 제2 활성탄 흡착탑(20)(20')의 입수구와 각각 연결되는데, 구체적으로 제1 활성탄 흡착탑(20)의 입수구로 연결되는 제1 서브입수배관(201)과, 제2 활성탄 흡착탑(20)의 입수구로 연결되는 제2 서브입수배관(202)으로 분기되어 있다.

제2 입수배관(12) 역시 제1 및 제2 활성탄 흡착탑(20)(20')의 출수구와 각각 연결되는데, 구체적으로 제1 활성탄 흡착탑(20)의 출수구로 연결되는 제3 서브입수배관(203)과, 제2 활성탄 흡착탑(20')의 출수구로 연결되는 제4 서브입수배관(204) 으로 분기되어 있다.

마찬가지로, 에어 컴프레서(AC)와 연결된 제1 에어배관(16)은 제1 및 제2 활성탄 흡착탑(20)(20')의 내부에 설치된 제1 및 제2 에어분사부재(36)(36')와 각각 연결되는데, 구체적으로 제1 활성탄 흡착탑(20)의 내부에 설치된 제1 에어분사부재(36)와 연결되는 제1 서브에어배관(205)과, 제2 활성탄 흡착탑(20')의 내부에 설치된 제2 에어분사부재(36')와 연결되는 제2 서브에어배관(206)으로 구성된다.

또한, 제2 에어배관(18)은 제1 및 제2 활성탄 흡착탑(20)(20')의 출수구와 각각 연결되는데, 구체적으로 제1 활성탄 흡착탑(20)의 출수구와 연결되는 제3 서브에어배관(본 실시예에서는 사실상 제3 서브입수배관과 동일하므로 참조번호를 203으로 표시함)과, 제2 활성탄 흡착탑(20')의 출수구와 연결되는 제4 서브에어배관(본 실시예에서는 사실상 제4 서브입수배관과 동일하므로 참조번호를 204로 표시함)으로 구성된다.

도면에서 참조번호 71a는 제1 서브입수밸브, 71b는 제2 서브입수밸브, 74a는 제1 서브에어밸브, 74b는 제2 서브에어밸브이다.

본 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 동작은 전술한 실시예와 대동소이하다.

즉, 원수를 흡착 여과하는 경우에는, 제1 입수밸브(71), 제1 및 제2 서브입수밸브(71a)(71b)와 출수밸브(73)는 개방되고, 나머지 다른 밸브들은 모두 폐쇄된다.

그러면, 제1 입수배관(10)을 따라 유입된 원수는 제1 및 제2 서브입수밸 브(71a)(71b)를 통해 분기되어 제1 및 제2 활성탄 흡착탑(20)(20')의 원수 유입관(34)(34')로 각각 유입된다.

유입된 원수는 활성탄 흡착탑(20)(20')의 하우징 내부에서 상방향으로 흐르면서 활성탄 흡착 여과층을 통과하면서 오염입자들과 유기화합물 등이 흡착 제거된다.

이어서, 오염물질이 흡착 여과된 원수는 출수구와 연결된 출수배관(13)을 통해 배출된다.

이번에는 도 7에 도시된 도면을 참조로 본 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법을 살펴보기로 한다.

본 실시예에 따르면 복수의 활성탄 흡착탑은 하나씩 순차적으로 세정되며, 세정이 이루어지는 동안 다른 활성탄 흡착탑들은 정지상태에 있게 된다. 또 다른 실시예로서, 복수의 활성탄 흡착탑을 몇 개의 그룹으로 구분하고 각 그룹별로 세정할 수도 있다. 본 실시예에서는 편의를 위해 제1 활성탄 흡착탑(20)을 먼저 세정하는 것으로 설명한다.

세정 동작을 개시하기 위해 제1 활성탄 흡착탑(20)의 출수구로만 원수를 공급하는 대신에 입수구를 통한 원수의 유입은 차단한다(단계 S200). 이를 위해, 제2 입수밸브(72)와 배수밸브(77)를 개방하는 대신, 제1 입수밸브(71)와 출수밸브(73) 그리고 제2 서브입수밸브(71b)는 폐쇄한다. 이때, 제1 서브입수밸브(71a)는 개방된 상태이다. 여기에서, 상기 제2 서브입수밸브(71b)를 폐쇄한다는 의미는 결국 제2 활성탄 흡착탑(20')의 배수배관을 폐쇄한다는 의미이고 이런 의미에서 제 2 서브입수밸브는 제2 활성탄 흡착탑의 개별적인 배수배관(물론 개별적인 배수배관은 메인 배수배관과 연결되어 있을 것이다)과 동일한 의미로 해석되어야 한다. 이하 청구항에 기재된 배수배관은 이러한 의미로 사용되었음을 밝혀둔다.

그러면, 원수는 제2 입수배관(12)과 제3 서브입수배관(203)을 따라 유동하여 제1 활성탄 흡착탑(20)의 출수구(24)를 통해 하우징 내부로 유입된다. 따라서 앞에서 설명한 바와 같이, 원수의 역방향 유동에 의해 여과필터(60)에 흡착되어 있던 오염물들이 하방으로 탈락되는 한편, 활성탄 흡착 여과층(40)에 축적되어 있던 오염입자들도 탈락되어 제1 서브입수배관(201)을 통해 빠져 나와 배수배관(17)를 통해 배출된다. 이때, 제2 활성탄 흡착탑(20')은 제2 서브입수밸브(71b)가 폐쇄되어 있기 때문에 출수구를 통해 원수가 유입되지 못한다.

본 실시예에 따르면, 출수구를 통해 유입되는 원수는 입수구를 통해 유입되는 원수의 량에 비해 약 2배가량 많다. 즉, 여과 동작에서는 제1 및 제2 서브입수배관(201)(202)에 의해 원수가 분기되어 각각의 활성탄 흡착탑(20)(20')으로 유입되지만, 세정 동작에서는 다른 활성탄 흡착탑에 대한 원수 공급은 중단된 채로 오로지 세정이 이루어지는 활성탄 흡착탑의 출수구로만 원수가 공급되기 때문이다. 예를 들어, n개의 동일한 활성탄 흡착탑을 채용한 경우라면 세정하는 활성탄 흡착탑의 출수구로 유입되는 원수의 유입량은 입수구의 유입량에 비해서 약 n배가 될 것이다(단, 단일 활성탄 흡착탑을 순차적으로 세정하는 경우이다). 이렇게 출수구의 원수 유입량을 늘림으로써 활성탄으로부터 오염물의 탈락은 더욱 촉진될 수 있다.

위와 같이 출수구를 통해 원수를 공급함과 동시에, 상기 제1 및 제2 에어밸브(74)(75)와 제1 서브에어밸브(74a)를 개방하는 반면 제2 서브에어밸브(74b)는 폐쇄시킨 상태에서 에어 컴프레서(AC)를 동작시켜 제1 활성탄 흡착탑(20)의 출수구와 제1 에어분사부재(36)로 압축 공기를 분사한다(단계 S210).

따라서, 제1 활성탄 흡착탑(20)의 여과필터(60)와 활성탄 흡착 여과층(40)에 흡착된 오염입자들의 탈락이 촉진될 수 있다.

마찬가지로, 소정 시간이 경과한 후 제2 에어밸브(75)를 폐쇄함으로써 제2 에어배관(18)을 통해 제1 활성탄 흡착탑(20)의 출수구로 분사되던 압축 공기는 차단되고, 모든 압축 공기는 제1 에어배관(16) 및 제1 서브에어배관(74a)을 통해 제1 에어분사부재(36)로 집중 공급된다(단계 S220).

따라서 제1 활성탄 흡착탑(20)의 내부에서는 공기가 축적되면서 수면이 점차로 하강하여 내부에 있던 오염물질들이 제1 서브입수배관(201) 및 배수배관(17)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

이상과 같은 과정에 의해 제1 활성탄 흡착탑(20)의 세정이 완료되면, 이어서 제2 활성탄 흡착탑(20)의 세정을 수행한다. 이를 위해, 제2 서브입수밸브(71b)를 개방하는 대신에 제1 서브입수밸브(71a)를 폐쇄한다.

그러면, 제2 입수배관을 통해 유입되는 원수는 제4 서브입수배관(204)을 통해 제2 활성탄 흡착탑(20')의 출수구로 유입된다(단계 S230). 따라서, 여과필터(60')에 흡착되어 있던 오염물들이 하방으로 탈락되는 한편, 활성탄 흡착 여과층(40)에 축적되어 있던 오염입자들도 탈락되어 제2 서브입수배관(202)를 통해 배 출된다. 이때, 제1 활성탄 흡착탑(20)은 제1 서브입수밸브(71a)가 폐쇄되어 있기 때문에 출수구를 통해 원수가 유입되지 못한다.

또한, 상기 제1 및 제2 에어밸브(74)(75)와 제2 서브에어밸브(74b)를 개방하는 반면 제1 서브에어밸브(74a)는 폐쇄시킨 상태에서 에어 컴프레서(AC)를 동작시켜 제2 활성탄 흡착탑(20')의 출수구와 제2 에어분사부재(36')로 압축 공기를 분사한다(단계 S240).

따라서, 제2 활성탄 흡착탑(20')의 여과필터(60')와 활성탄 흡착 여과층(40')에 흡착된 오염입자들의 탈락이 촉진된다.

마찬가지로, 소정 시간이 경과한 후 제2 에어밸브(75)를 폐쇄함으로써 모든 압축 공기는 제1 에어배관(16) 및 제2 서브에어배관(206)을 통해 제2 에어분사부재(36')로 집중 공급되도록 한다(단계 S250).

이로써, 제2 활성탄 흡착탑(20')의 내부에서는 공기가 축적되면서 수면이 점차로 하강하여 내부에 있던 오염물질들이 제2 서브입수배관(202) 및 배수배관(17)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

제1 및 제2 활성탄 흡착탑(20)(20')의 세정이 완료되면, 다시 흡착 여과 공정를 위해 제1 입수밸브(71)와 제1 및 제2 서브입수밸브(71a)(71b), 출수밸브(73)를 개방하고 나머지 밸브들은 모두 폐쇄시켜 원수를 각각의 입수구로 재공급한다.

이때, 하우징 내부에 채워져 있던 공기가 외부로 배출될 수 있도록 제1 및 제2 배기밸브(70)(70')를 동시에 개방한다. 이후 여과 동작은 전술한 바와 동일하다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명되지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래기술에 따른 활성탄 여과탑의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치가 채용된 수질 정화 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 구성을 보여주는 개략적인 도면이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 하우징에 구비된 원수 유입관의 구성을 보여주는 평면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법을 보여주는 개략적인 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 구성을 보여주는 개략적인 도면이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법을 보여주는 개략적인 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 활성탄 배출구의 구성을 보여주는 개략적인 도면이다.

Claims

활성탄 흡착탑; 및

활성탄 세정 동작시 상기 활성탄 흡착탑으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서;를 포함하고,

상기 활성탄 흡착탑은,

상단에는 출수구가 형성되고 바닥에는 입수구와 배수구가 각각 형성된 하우징;

상기 하우징 내에 충전되어 하부와 상부에 각각 입수공간(Si)과 출수공간(So)을 형성하는 활성탄 흡착 여과층; 및

상기 입수공간(Si) 내에 설치되어 상기 에어 컴프레서로부터 공급된 공기를 분사하는 에어분사부재;를 포함하고,

세정 동작시에 상기 에어분사부재를 통해 상기 입수공간(Si)에 공급된 공기는 상기 하우징의 상부로 거슬러 올라가 상기 출수공간(So)에 쌓이게 되고, 이에 따라 상기 하우징 내부의 수면이 점차로 하강하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제1항에 있어서,

상기 입수구에 연결되는 제1 입수배관; 및

상기 출수구에 연결되는 제2 입수배관;을 포함하고,

활성탄에 의한 흡착 여과 동작시에는 상기 제1 입수배관을 통해 원수를 공급하고,

활성탄 세정 동작시에는 상기 제2 입수배관을 통해 원수를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 입수배관과 연결되도록 상기 입수공간(Si)에 설치되며, 상기 하우징 바닥에 대해 서로 반대방향으로 형성되어 있는 제1 원수 유입관; 및

상기 제1 입수배관과 연결되도록 상기 입수공간(Si)에 설치되며, 상기 하우징 바닥의 활성탄 배출구에 설치되어 하방으로 원수를 분사하는 제2 원수 유입관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제3항에 있어서,

상기 활성탄 배출구에 설치된 슬라이딩식 개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제3항에 있어서,

상기 활성탄 배출구와 활성탄 배출배관에 의해 연결된 탈수조를 더 포함하고,

상기 탈수조는,

경사면 하단에 설치된 스트레이너; 및

상기 스트레이너에 의해 걸러진 물이 배출되는 탈수배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제1항에 있어서,

상기 에어 컴프레서로부터 상기 에어분사부재로 공기를 공급하는 제1 에어배관; 및

상기 에어 컴프레서로부터 상기 하우징의 출수구로 공기를 공급하는 제2 에어배관;을 포함하고,

활성탄 세정 동작시 소정 시간 동안 상기 제2 에어배관을 통해 공기를 공급하거나 또는 상기 제1 및 제2 에어배관 모두를 통해 공기를 공급한 다음에, 상기 제2 에어배관을 통한 공기의 공급은 차단하고 상기 제1 에어배관을 통해서만 공기를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제6항에 있어서,

상기 출수공간(So)의 출수구에는 활성탄 흡착 여과층을 통과한 원수를 여과하는 여과필터가 구비된 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장 치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에어분사부재는 하면에 복수의 분사공이 형성된 링 형상의 파이프인 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징의 상단 일측에 외부 대기와 연통되도록 형성된 배기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징의 출수구 하부에는 다수의 구멍이 타공된 세정수 분배 타공판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치.
바닥에는 입수구가 형성되고 상단에는 출수배관과 연결되는 출수구가 각각 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 충전되어 하부와 상부에 각각 입수공간(Si)과 출수공간(So)을 형성하는 활성탄 흡착 여과층을 포함하는 활성탄 흡착탑; 및

상기 활성탄 흡착탑으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서;를 포함하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법으로서,

(a) 상기 출수배관을 폐쇄하고 상기 입수구를 통한 원수의 유입을 차단하는 동시에, 상기 출수구로 원수를 공급하는 동시에 배수배관을 개방하여 배수를 개시하는 단계;

(b) 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 출수구로 압축 공기를 공급하여 분사하는 단계;

(c) 상기 출수구로 분사되는 압축 공기를 차단하고 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 하우징 내부의 입수공간(Si)으로 압축 공기를 분사하는 단계;

(d) 상기 단계(b)와 (c)에서 분사된 공기가 상기 출수공간(So)이 형성된 하우징의 천정 하부에 축적되도록 함으로써 하우징 내부의 수면을 하강시키는 단계; 및

(e) 상기 수면이 하강함에 따라 세정수와 오염물질이 상기 배수배관을 통해 배출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.
제11항에 있어서,

상기 단계(b)에서는, 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 하우징 내부의 입수공 간(Si)으로도 압축 공기를 함께 공급하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.
제11항에 있어서,

상기 단계(c)에서, 하면에 복수의 분사공이 형성된 링 형상의 에어분사부재로 공기를 공급하여 산기되도록 하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.
제11항에 있어서,

상기 (a) 내지 (e)단계 후에,

(f) 상기 출수구로 공급되는 원수를 차단하고 상기 배수배관을 폐쇄하는 동시에, 상기 출수배관을 개방하고 상기 입수구를 통해 원수를 재공급하는 단계; 및

(g) 상기 하우징 상단의 배기구를 개방하여, 수면이 상승함에 따라서 하우징 내부에 축적된 공기가 상기 배기구를 통해 외부로 배출되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.
바닥에는 입수구가 형성되고 상단에는 출수배관과 연결되는 출수구가 각각 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 충전되어 하부와 상부에 각각 입수공간(Si)과 출수공간(So)을 형성하는 활성탄 흡착 여과층을 포함하는 복수개의 활성탄 흡착탑; 및

상기 활성탄 흡착탑으로 공기를 분사하는 에어 컴프레서;를 포함하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법으로서,

(a') 상기 출수배관을 폐쇄하는 동시에 상기 복수의 활성탄 흡착탑의 입수구를 통한 원수의 유입을 차단하는 단계;

(b') 상기 복수의 활성탄 흡착탑 중에서 나머지 활성탄 흡착탑의 배수배관은 폐쇄시킨 상태에서 세정하고자 하는 제1 활성탄 흡착탑의 배수배관만 개방하여 배수를 개시하는 동시에, 상기 제1 활성탄 흡착탑의 출수구로 원수를 공급하는 단계;

(c') 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 제1 활성탄 흡착탑의 출수구로 압축 공기를 공급하여 분사하는 단계;

(d') 상기 제1 활성탄 흡착탑의 출수구로 분사되는 압축 공기를 차단하고 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 제1 활성탄 흡착탑의 입수공간(Si)으로 압축 공기를 공급하는 단계;

(e') 상기 단계(c')와 (d')에서 분사된 공기가 상기 제1 활성탄 흡착탑의 하우징의 천정 하부에 축적되도록 함으로써 하우징 내부의 수면을 하강시키는 단계;

및

(f') 상기 수면이 하강함에 따라 상기 제1 활성탄 흡착탑의 세정수와 오염물질이 배수배관을 통해 배출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창 상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.
제15항에 있어서,

상기 (a') 내지 (f')단계 후에,

(g') 상기 제1 활성탄 흡착탑의 배수배관을 폐쇄하고, 나머지 활성탄 흡착탑의 배수배관도 폐쇄시킨 상태에서 다음으로 세정하고자 하는 제2 활성탄 흡착탑의 배수배관만 개방하여 배수를 개시하는 동시에, 상기 제2 활성탄 흡착탑의 출수구로 원수를 공급하는 단계;

(h') 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 제2 활성탄 흡착탑의 출수구로 압축 공기를 공급하여 분사하는 단계;

(i') 상기 제2 활성탄 흡착탑의 출수구로 분사되는 압축 공기를 차단하고 상기 에어 컴프레서에 의해 상기 제2 활성탄 흡착탑의 입수공간(Si)으로 압축 공기를 공급하는 단계;

(j') 상기 단계(h')와 (i')에서 분사된 공기가 상기 제2 활성탄 흡착탑의 하우징의 천정 하부에 축적되도록 함으로써 하우징 내부의 수면을 하강시키는 단계;

및

(k') 상기 수면이 하강함에 따라 상기 제2 활성탄 흡착탑의 세정수와 오염물질이 배수배관을 통해 배출되는 단계;를 포함하고,

전술한 (g') 내지 (k')단계들을 나머지 활성탄 흡착탑에 대해서도 반복하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.
제16항에 있어서,

상기 (g') 내지 (k')단계들을 반복한 후에,

(l') 상기 출수구로 공급되는 원수를 차단하고 상기 배수배관을 폐쇄하는 대신, 상기 출수배관을 개방하고 상기 입수구를 통해 상기 복수의 활성탄 흡착탑으로 원수를 재공급하는 단계; 및

(m') 상기 복수의 활성탄 흡착탑의 하우징 상단에 있는 배기구를 개방하여, 수면이 상승함에 따라서 하우징 내부에 축적된 공기가 상기 배기구를 통해 외부로 배출되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.
제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 입수구는 배수배관과 연결되어 있거나 또는 별도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상향류 팽창상 활성탄 흡착 여과 장치의 세정 방법.