KR100949058B1 - 여과장치 - Google Patents

Abstract

구역마다 분리하여 역세척이 가능하므로 여과공정이 중단되는 일이 발생하지 않는, 케이스와, 케이스의 내부를 2개 이상의 구역으로 분할하도록 케이스에 고정 설치되는 복수의 칸막이와, 칸막이에 의하여 구획되는 각 구역에 여과재를 적층하여 형성하는 여과층과, 여과층의 아래쪽에 설치되는 하부집수장치와, 하부집수장치와 여과층 사이에 설치되는 미세공극판과, 각 구역의 여과층 위쪽에 각각 설치되고 여과하기 위한 원수가 공급되는 복수의 원수 분기관과 역세척수 배출관, 각 구역에 대응하여 하부집수장치 내에 설치되고 여과수 배출관과 세척수와 세척공기를 공급하는 복수의 역세수, 역세공기 분기관을 포함하는 여과장치를 제공한다.

여과, 역세척, 세척, 이물질, 칸막이, 연속, 분기

Description

여과장치{Filtering device}

본 발명은 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장 등의 수처리 시설은 혼화지, 응집지, 침전지, 여과지, 정수지를 순차적으로 물이 진행하면서 정수가 이루어지도록 구성하여 운영한다.

상기에서 침전지를 거친 물은 여과지의 위쪽으로 유입되며, 여과지에 설치된 모래 등의 여과재가 적층된 여과층을 통과하면서 여과지의 아래쪽에 설치되는 하부집수장치를 통하여 여과된 물이 집수되도록 구성된다. 상기 하부집수장치는 여과재를 지지해 주고 여과층이 폐색(막힘)되는 것을 방지하기 위하여 시행하는 역세척시에는 아래쪽으로부터 위쪽으로 물과 공기 등을 균등하게 분배시키는 기능을 한다.

대한민국 특허 제10-0461902호 및 등록실용신안 제20-0317280호에는 역세척을 효과적으로 행하기 위한 하부집수장치의 다양한 구조가 공개되어 있다.

그런데 종래의 여과장치에 의하면, 역세척을 행하는 동안에는 여과공정이 진행되지 못하고 정지된다는 문제가 있다. 또한 장기간 사용으로 인하여 여과층이 완전히 폐색되면, 여과층을 이루는 모래 등의 여과재를 모두 퍼낸 다음, 다시 새로운 여과재를 채워넣는 작업을 행하여야 하는데, 이 모래의 교체작업이 행해지는 동안 여과공정이 중단되어야 하므로, 전체 정수장의 운전이 중단된다는 문제가 있다.

또한, 종래의 여과장치는 역세수만을 이용하여 역세척하므로 역세수량이 많이 소모되고 역세척 효과는 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 종래의 여과장치는 하부집수장치와 여과재 사이에 여과재 유실을 방지하기 위하여 자갈층을 형성함으로써 여과장치의 높이를 필요 이상으로 높게 제작하여야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 칸막이에 의하여 복수의 구역으로 여과지를 구획하고 각 구역마다 분리하여 역세척이 가능하도록 역세척관과 원수관을 설치하여 작동하므로 여과공정이 중단되는 일이 발생하지 않는 여과장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 공급관과 분배관의 이중관 구조를 도입하여 물과 공기의 균등분배가 이루어져 역세척 효과를 높이는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 하부집수장치와 여과재 사이에 미세공극판을 설치하여 자갈층을 대신함으로써 여과장치의 높이를 줄이고, 여과재가 하부집수장치의 공극으로 들어가 폐색을 일으키는 것 또는 여과재가 집수구역으로 유실되는 것을 방지하려는데 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 여과장치는 케이스와, 상기 케이스의 내부를 2개 이상의 구역으로 분할하도록 상기 케이스에 고정 설치되는 적어도 하나의 칸막이와, 상기 칸막이에 의하여 구획되는 각 구역에 여과재를 적층하여 형성하는 여과층과, 상기 여과층의 아래쪽에 설치되는 하부집수장치와, 상기 하부집수장치와 여과층 사이에 설치되는 미세공극판과, 상기 각 구역의 여과층 위쪽에 각각 설치되고 여과하기 위한 원수가 공급되는 적어도 하나의 원수 분기관과, 각 구역에 대응하여 상기 하부 집수장치 내에 설치되고 역세수(이하 “세척수”와 혼용함)를 공급하는 적어도 하나의 역세수 분기관을 포함하여 이루어진다.

그리고 본 발명의 여과장치는 상기 적어도 하나의 원수 분기관에 상기 케이스 외부에서 연결하여 설치되고 여과를 위한 원수를 각 원수 분기관에 공급하며 각 원수 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 원수 공급관과, 상기 복수의 원수 분기관에 상기 원수 공급관과 병렬로 연결되고 상기 여과층에 대한 세척을 행한 세척수를 배출하며 상기 원수 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 세척수 배출관과, 상기 역세수 분기관에 상기 케이스 외부에서 연결하여 설치되는 세척수를 각 역세수 분기관에 공급하며 각 역세수 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 역세수 공급관과, 상기 역세수 분기관에 상기 역세수 공급관과 병렬로 연결되고 여과층을 통과한 처리수를 배출하며 상기 역세수 분기관과 각각 연결되는 부분에 개폐밸브가 설치되는 여과수 배출관을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

본 발명의 여과장치는 상기 하부집수장치의 각 구역에 대응하여 설치되고 압축공기를 분사하는 복수의 공기 분기관과, 상기 복수의 공기 분기관을 상기 케이스 외부에서 서로 연결하며 상기 공기 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 공기 공급관을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

본 발명의 여과장치에서 하부집수장치는 단면을 관찰할 때 사각형 수로의 내부에 삼각형 격판이 설치되어 하부 삼각형 수로는 공급관로의 역할을 하고 상부의 역삼각형으로 이루어진 2개의 수로는 분배관로의 역할을 하여 역세척시 물과 공기 의 균등분배를 도와 여과면 전체에 골고루 역세척이 이루어지도록 함으로써 역세척 효과를 높이는 것이 가능하다.

본 발명의 여과장치는 하부집수장치와 여과재 사이에 여과재의 유실을 방지하기 위해 30~40cm 높이의 여과자갈층을 두는 대신 약 1~5cm 높이의 미세다공판을 설치하여 여과장치의 높이를 줄이고, 여과재의 적층이 안정적으로 유지되도록 하였다.

본 발명의 여과장치에 의하면, 하부집수장치의 상단이자 여과층의 하단에 미세한 통공이 형성된 미세공극판을 게재함으로써 여과재에 의하여 하부집수장치가 폐색되지 않으며, 하부집수장치 상판의 통공을 통하여 여과층에 불균일하게 전달되던 역세수 또는 역세공기가 미세공극판을 통하여 균일하게 전달되므로 여과재의 세척이 효과적으로 이루어지고 여과재의 내구성이 크게 향상된다. 따라서, 여과 지속시간이 길어지고 역세척 빈도가 줄어들며, 역세척수 수량이 감소되어 친환경적이다.

뿐만 아니라, 본 발명의 여과장치에 의하면, 동시에 전체 여과장치를 역세척할 필요가 없으므로 역세수 또는 역세공기를 압축하기 위해 필요한 역세용 펌프와 역세용 송풍기의 용량이 현저히 감소하며, 펌프와 송풍기를 운전하는 동력 또한 여과장치의 구획 수에 따라 현저히 저감된다.

또한, 본 발명의 여과장치에 의하면, 칸막이에 의하여 복수의 구역으로 구획된 상태로 여과층이 형성되므로, 하나의 구역에 대한 역세척을 행하는 동안에 나머 지 다른 구역을 사용하여 지속적인 여과작업을 행할 수 있으므로 정수장의 연속적인 운영이 가능하다.

그리고, 본 발명의 여과장치에 의하면, 하나의 구역에 대한 여과층의 여과재 교체작업을 행하는 동안에도 다른 구역을 이용하여 중단 없이 여과작업을 행하는 것이 가능하다.

다음으로 본 발명에 따른 여과장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 여과장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 케이스(10), 칸막이(20), 여과층(30), 하부집수장치(40)(41), 미세공극판(42)을 포함하여 이루어진다.

상기 케이스(10)는 그 형상에 특별한 제한은 없다. 전체적인 형상은 정방형, 장방형, 원통형, 다각기둥형 등 다양한 형상으로 형성 가능하다. 또한, 상기 케이스(10)는 상부가 개방되거나 또는 밀폐된다. 본 발명에 따른 여과장치는 상부가 개방된 중력식 여과 방식과 상부가 밀폐된 압력식 여과 방식 모두에 적용 가능하다. 또한, 상기 케이스는 그 재질에 특별한 제한이 없고, 스테인레스를 비롯한 금속, FRP, PE 등의 플라스틱뿐만 아니라 콘크리트 구조물로도 형성할 수 있다.

상기 케이스(10)의 내부는 상기 칸막이(20)에 의하여 2개 이상의 구역으로 분할된다. 케이스 내부의 구획 수는 전체 여과장치의 크기 등에 따라 조절 가능하고 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면 상기 케이스(10)의 내부는 1~5개의 칸막이(20)에 의하여 2~6개의 구역으로 분할하는 것이 가능하다.

상기 칸막이(20)는 상기 케이스(10)의 내부를 가로질러 상기 케이스(10)의 내면에 고정 설치된다.

상기 여과층(30)은 모래 등의 여과재를 상기 칸막이(20)에 의하여 구획되는 각 구역에 적층하여 형성한다.

상기 하부집수장치(40)는 상기 여과층(30)의 아래쪽에 설치된다. 상기 하부집수장치(40)는 일반적으로 여과장치에서 사용하는 다양한 하부집수장치의 구조(예를 들면, 대한민국 특허 제10-0461902호 및 등록실용신안 제20-0317280호 등에 공개된 구조)를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다. 본 발명에서는 유공블럭형 하부집수장치 등 다양한 종류의 하부집수장치를 채택할 수 있다. 또한, 유공블록이나 스트레이너 블록, 티피블록 등의 하부집수장치 외에도 상기 케이스의 여과층 아래에 존재하는 미세공극판을 지지하는 프레임 형상으로 형성되고 미세공극판의 아래로 공간부를 형성하여 집수 기능을 수행하는 부분을 일종의 하부집수장치(41)로 볼 수 있다.

상기 미세공극판(42)은 상기 하부집수장치(40)(41)의 윗면에 고정, 설치되고, 상기 여과층(30)을 지지하여 여과층(30)의 여과재가 하부집수장치(40)(41)쪽으로 유입되는 것을 차단하는 역할을 담당한다. 또, 상기 미세공극판(42)은 하부집수장치(40)(41)쪽으로부터 역류하는 역세공기와 역세수를 고르게 분산시키는 역할도 담당한다.

상기에서 하부집수장치(40)(41)의 위에 미세공극판(42)을 고정, 설치한 다 음, 그 위에 여과재를 적층하여 여과층(30)을 형성하는 과정으로 설치가 이루어진다.

상기 미세공극판(42)은 합성수지 칩을 융착하여 얻어지는 판으로서, 불규칙한 형상의 합성수지 칩을 융착하여 일체화시키면 판의 내부에 모세관과 같은 미세한 통공이 형성된다. 미세다공이 연속적으로 형성된 공극 평균 입경은 대략 0.01~1,000㎛ 정도이나, 필요에 따라 합성수지 칩의 크기나 모양을 조절하여 공극의 입경을 조절할 수 있다. 상기 미세공극판(42)은 다수의 구멍이 형성되는 판을 위아래의 구멍이 약간씩 어긋나면서 연결되도록 여러 층으로 적층하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 케이스(10)의 각 구역에 설치되는 여과층(30) 위쪽에는 각각 원수 분기관(50)이 설치된다.

상기 원수 분기관(50)은 여과를 행하기 위한 원수가 공급되는 통로 또는 역세척을 행한 세척수가 배출되는 통로로 사용된다.

상기 원수 분기관(50)은 윗면이 개방되는 반원형관 등으로 구성하여 공급되는 원수가 흘러넘쳐 여과층(30) 쪽으로 공급되도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 원수 분기관(50)은 외주면 위쪽 부분에 다수의 구멍을 형성하여 공급되는 원수가 배출되도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 원수 분기관(50)은 여과층(30)의 아래쪽에서 공급되는 세척수가 유입되어 배출되는 통로로도 사용된다. 예를 들면 원수 분기관(50)의 반원형관 위쪽으로 수위가 높아지는 세척수는 원수 분기관(50)으로 흘러들어와서 배출이 이루어지며, 원수 분기관(50)에 다수의 구멍을 형성한 경우에도 원수 분기관(50)보다 세척수의 수위가 높아지면 원수 분기관(50) 내부로 세척수가 유입되어 배출이 이루어진다.

상기 미세공극판(42)의 아래쪽 하부집수장치(40)(41)에는 각 구역에 대응하여 상기 하부집수장치(40)(41)의 내부와 연통되도록 복수의 역세수 분기관(60)이 설치된다.

상기 역세수 분기관(60)으로는 세척수가 공급되어 상기 여과층(30)쪽으로 세척수를 분출하여 여과층(30)에 대한 역세척을 행하도록 구성한다.

상기 역세수 분기관(60)은 세척수를 공급하는 통로 또는 상기 여과층(30)을 통과한 여과수가 배출되는 통로로 활용된다.

상기 역세수 분기관(60)은 위쪽으로 다수의 구멍을 형성하여 공급되는 세척수가 위쪽으로 분출되도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 역세수 분기관(60)에 다수의 구멍을 형성하게 되면, 상기 여과층(30)을 통과한 여과수가 유입되어 배출되는 기능도 이루어진다.

상기 복수의 원수 분기관(50)에는 상기 케이스(10) 외부에서 원수 공급관(52)이 연결된다.

상기 복수의 원수 분기관(50)은 상기 원수 공급관(52)에 병렬로 연결된다.

상기 원수 공급관(52)을 통하여 여과를 행하기 위한 원수가 각 원수 분기관(50)으로 공급된다.

상기 원수 공급관(52)과 각각의 원수 분기관(50)이 연결되는 부분에는 각각 개폐밸브(54)가 설치된다. 예를 들면 상기 원수 공급관(52)과 각각의 원수 분기 관(50)이 연결되기 직전의 지점에 각각 개폐밸브(54)를 설치한다.

상기 개폐밸브(54)는 각각 해당되는 원수 분기관(50)으로 원수가 유입되도록 개방하거나 세척수가 배출되는 것을 차단한다.

그리고 상기 복수의 원수 분기관(50)에는 상기 케이스(10) 외부에서 세척수배출관(56)이 연결된다.

상기 복수의 원수 분기관(50)은 상기 세척수 배출관(56)에 병렬로 연결된다.

상기 세척수배출관(56)은 상기 원수 공급관(52)과 병렬로 각각의 원수 분기관(50)과 연결된다.

상기 세척수 배출관(56)을 통하여 상기 여과층(30)에 대한 세척을 행하고 상기 원수 분기관(50)으로 수집되는 세척수가 배출된다.

상기 세척수 배출관(56)과 각각의 원수 분기관(50)이 연결되는 부분에는 각각 개폐밸브(58)가 설치된다. 예를 들면 상기 세척수 배출관(56)과 각각의 원수 분기관(50)이 연결되기 직전의 지점에 각각 개폐밸브(58)를 설치한다.

상기 개폐밸브(58)는 각각 해당되는 원수 분기관(50)으로부터 세척수가 배출되도록 개방하거나 원수가 배출되는 것을 차단한다.

상기에서 해당되는 하나의 원수 분기관(50)에 연결된 세척수 배출관(56)의 개폐밸브(58)를 개방하고 원수 공급관(52)의 개폐밸브(54)를 폐쇄하면, 원수 분기관(50) 내부의 물(예를 들면 세척수)은 세척수 배출관(56)으로 배출된다.

반대로, 해당되는 하나의 원수 분기관(50)에 연결된 세척수 배출관(56)의 개폐밸브(58)를 폐쇄하고 원수 공급관(52)의 개폐밸브(54)를 개방하면, 원수 공급 관(52)으로부터 원수 분기관(50) 내부로 물(예를 들면 원수)이 유입된다.

그리고, 상기 복수의 역세수 분기관(60)에는 상기 케이스(10) 외부에서 역세수 공급관(62)이 연결된다.

상기 역세수 공급관(62)에는 도면에 나타내지 않았지만, 일정 압력의 역세수(세척수)를 공급하기 위한 펌프를 연결 설치한다.

상기 복수의 역세수 분기관(60)은 상기 역세수 공급관(62)에 각각 병렬로 연결된다.

상기 역세수 공급관(62)을 통하여 상기 여과층(30)을 역세척하기 위한 세척수가 각 역세수 분기관(60)으로 공급된다.

상기 역세수 공급관(62)과 각각의 역세수 분기관(60)이 연결되는 부분에는 각각 개폐밸브(64)가 설치된다. 예를 들면 상기 역세수 공급관(62)과 각각의 역세수 분기관(60)이 연결되기 직전의 지점에 각각 개폐밸브(64)를 설치한다.

상기 개폐밸브(64)는 각각 해당되는 역세수 분기관(60)으로 역세수(세척수)가 유입되도록 개방하거나 여과수가 배출되는 것을 차단한다.

그리고 상기 복수의 역세수 분기관(60)에는 상기 케이스(10) 외부에서 여과수배출관(66)이 연결된다.

상기 복수의 역세수 분기관(60)은 상기 여과수 배출관(66)에 병렬로 연결된다.

상기 여과수 배출관(66)은 상기 역세수 공급관(62)과 병렬로 각각의 역세수 분기관(60)과 연결된다.

상기 여과수 배출관(66)을 통하여 상기 여과층(30)을 통과하면서 정수가 이루어지고 상기 역세수 분기관(60)으로 수집되는 여과수(처리수)가 배출된다.

상기 여과수 배출관(66)과 각각의 역세수 분기관(60)이 연결되는 부분에는 각각 개폐밸브(68)가 설치된다. 예를 들면 상기 여과수 배출관(66)과 각각의 역세수 분기관(60)이 연결되기 직전의 지점에 각각 개폐밸브(68)를 설치한다.

상기 개폐밸브(68)는 각각 해당되는 역세수 분기관(60)으로부터 여과수가 배출되도록 개방하거나 세척수가 배출되는 것을 차단한다.

상기에서 해당되는 하나의 역세수 분기관(60)에 연결된 여과수 배출관(66)의 개폐밸브(68)를 개방하고 역세수 공급관(62)의 개폐밸브(64)를 폐쇄하면, 역세수 분기관(60) 내부의 물(예를 들면 여과수)은 여과수 배출관(66)으로 배출된다.

반대로 해당되는 하나의 역세수 분기관(60)에 연결된 여과수 배출관(66)의 개폐밸브(68)를 폐쇄하고 역세수 공급관(62)의 개폐밸브(64)를 개방하면, 역세수 공급관(62)으로부터 역세수 분기관(60) 내부로 물(예를 들면 세척수)이 유입된다.

그리고 상기 미세공극판(42)의 아래쪽에는 각 구역에 대응하여 상기 하부집수장치(40)와 연통하도록 복수의 공기 분기관(70)을 설치하는 것도 가능하다.

예를 들면, 상기 공기 분기관(70)을 통하여 상기 여과층(30)쪽으로 압축공기를 분사하도록 구성한다. 상기 공기 분기관(70)에는 상기 여과층(30)쪽으로 공기를 분사하도록 상면쪽에 다수의 구멍을 형성하거나 다수의 노즐을 설치한다.

상기 복수의 공기 분기관(70)은 상기 케이스(10) 외부에서 공기 공급관(72)에 병렬로 연결된다.

상기 공기 공급관(72)에는 도면에 나타내지 않았지만, 일정 압력의 압축공기를 공급할 수 있도록 송풍기를 연결 설치한다.

상기 공기 공급관(72)을 통하여 상기 여과층(30)을 세척하기 위한 압축공기가 각 공기 분기관(70)으로 공급된다.

상기 공기 공급관(72)과 각각의 공기 분기관(70)이 연결되는 부분에는 각각 개폐밸브(74)가 설치된다. 예를 들면 상기 공기 공급관(72)과 각각의 공기 분기관(70)이 연결되기 직전의 지점에 각각 개폐밸브(74)를 설치한다.

상기 개폐밸브(74)는 각각 해당되는 공기 분기관(70)으로 공기가 공급 또는 차단되도록 개폐를 행한다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 여과장치의 일실예를 이용하여 여과를 행하고 여과층(30)에 대한 역세척을 행하는 과정을 설명한다.

먼저, 여과를 시작하여 상기 원수 공급관(52)을 통하여 여과를 위한 원수가 공급되면, 각 원수 분기관(50)과 연결되는 개폐밸브(54)를 모두 개방상태로 작동시켜 모든 구역의 여과층(30)으로 원수가 공급되도록 한다. 이때 상기 세척수배출관(56)쪽의 모든 개폐밸브(58)는 폐쇄상태를 유지한다.

그리고 상기 여과수배출관(66)쪽의 모든 개폐밸브(68)는 개방상태를 유지하고, 상기 역세수 공급관(52)쪽의 모든 개폐밸브(64)는 폐쇄상태를 유지하도록 작동시킨다. 이때 상기 공기 공급관(72)쪽의 모든 개폐밸브(74)도 폐쇄상태를 유지하도록 작동시킨다.

상기와 같은 상태에서는 원수 공급관(52)을 통하여 공급되는 원수가 각 원수 분기관(50)을 거쳐 각 구역의 여과층(30)으로 공급되고, 원수는 각 여과층(30)을 통과하면서 정수가 이루어지고, 미세공극판(42)을 통과한 다음 상기 하부집수장치(40)(41)를 통하여 집수되는 여과수(처리수)는 각 역세수 분기관(60)으로 유입되며, 상기 여과수 배출관(66)을 통하여 다음 정수공정으로 배출되는 여과공정이 진행된다.

상기와 같은 여과공정이 진행되는 중에 어느 한 구역의 여과층(30)이 설정된 범위 이상으로 폐색되면(막히면) 해당되는 여과층(30)에 대한 역세척 공정을 행한다. 이때 여과층(30)의 역세척 여부는 센서 등을 통하여 자동으로 감지하는 것도 가능하고, 정기적으로 관찰하여 확인하는 것도 가능하다.

상기 여과층(30)에 대한 역세척 공정은 다음과 같이 이루어진다.

상기 하나의 구역에 설치된 여과층(30)에 대한 역세척을 행하기 위해서는 해당 여과층(30)의 구역에 설치되는 원수 공급관(52)쪽의 개폐밸브(54)를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경하고, 원수의 수위가 여과층(30) 상부에 이르면 해당되는 구역의 여과수 배출관(66)쪽 개폐밸브(68)를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경한다.

그리고 해당되는 구역의 공기 공급관(72)쪽 개폐밸브(74)를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경하고, 압축공기를 공기 공급관(72)을 통하여 해당되는 구역의 공기 분기관(70)으로 공급한다.

상기와 같이 압축공기를 공급하면, 상기 하부집수장치(40)(41)를 통과한 압축공기가 상기 미세공극판(42)을 통과하면서 고르게 분산된 상태로 여과층(30)의 하부로부터 상부로 역류하게 되고, 역류하는 압축공기의 기포에 의하여 여과층(30) 의 여과재가 들뜨면서 서로 접촉 및 충돌하여 여과재에 부착된 이물질이 분리된다. 일정 시간이 경과하여 여과재에 부착된 이물질이 충분하게 분리되면, 해당되는 공기 공급관(72)쪽 개폐밸브(74)를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경한다.

그리고 해당되는 구역의 역세수 공급관(62)쪽 개폐밸브(64)를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경하고, 역세수 공급관(62)을 통하여 세척수를 해당되는 역세수 분기관(60)으로 공급한다. 이때 해당되는 구역의 세척수 배출관(56)쪽 개폐밸브(58)를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경한다.

상기와 같이 세척수를 공급하면, 역세수 분기관(60)로부터 분사되는 세척수가 하부집수장치(40)(41)를 통과한 다음 상기 미세공극판(42)을 통과하면서 고르게 분포하여 여과층(30)으로 아래쪽에서 위쪽으로 이동하게 되고, 여과재로부터 분리된 이물질을 함께 부상시켜 해당 구역의 원수 분기관(50)으로 수집되고, 원수 분기관(50)을 거쳐 세척수 배출관(56)으로 세척수와 이물질이 배출된다.

상기와 같은 과정을 거쳐 해당되는 여과층(30)에 대한 세척이 완료되면, 역세수 공급관(62)쪽 개폐밸브(64)를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경하고, 세척수 배출관(56)쪽 개폐밸브(58)를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경한다.

상기와 같은 상태에서 일정 시간이 경과하여 여과층(30)의 여과재가 안정되면, 해당되는 구역의 원수 공급관(52)쪽 개폐밸브(54)를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경하고, 여과수 배출관(66)쪽 개폐밸브(68)를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경하여, 원수에 대한 여과공정을 진행하도록 작동시킨다.

상기와 같은 과정을 거쳐 어느 하나의 구역에 대한 여과층(30)을 역세척하면 서, 나머지 구역의 여과층(30)을 통하여 여과를 중단 없이 행하는 것이 가능하다.

상기와 같은 역세척 공정과 여과 공정은 일정 시간 간격마다 각 구역의 여과층(30)에 대하여 차례로 순환하면서 반복하여 자동으로 수행되도록 구성하는 것도 가능하다.

나아가 본 발명에 따른 여과장치의 경우에는 어느 한 구역의 여과층(30)의 폐색이 진행되어 역세척보다는 여과재의 교체가 필요하면, 해당되는 구역에 대응하는 모든 개폐밸브(54), (58), (64), (68), (74)를 폐쇄한 상태에서 해당 구역 여과층(30)의 여과재 교체 작업을 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 여과장치의 일 실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이 유입수 내에 존재하는 침전 가능한 물질을 우선 침전시킨 후 여과장치의 원수 공급관으로 공급하기 위해 침전지를 여과장치 케이스 상부에 설치하여 여과 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 여과장치 상단에 침전지(80)를 설치하고 유입수는 유입수 공급관(81)을 통해 침전지 내로 유입된다. 침전 공정을 거치면서 유입수 내의 침전 가능한 물질은 침전지 하부로 가라앉고 맑아진 물은 침전지의 내주연에 설치된 웨어(82)를 통해 배출되는데, 이렇게 배출되는 물은 배출수 공급관(83)을 거쳐 원수공급관(52)으로 연결되어 여과 공정을 거치게 되는 것이다. 상기 설명한 도 3의 침전지 구조는 침전지의 일 예시일 뿐이며, 다양한 구조의 침전지가 본 발명의 여과장치에 결합되어 사용 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 여과장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였 지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 사시도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 단면도이다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 사시도이다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 사시도이다.

Claims (8)

1. 케이스와,

   상기 케이스의 내부를 2 이상의 구역으로 분할하도록 상기 케이스에 고정 설치되는 한 개 이상의 칸막이와,

   상기 칸막이에 의하여 구획되는 각 구역에 여과재를 적층하여 형성하는 여과층과,

   상기 여과층의 아래쪽에 설치되는 하부집수장치와,

   상기 하부집수장치와 여과층 사이에 설치되고 통공의 크기가 0.01~500㎛인 미세다공이 연속적으로 형성된 미세공극판과,

   상기 각 구역의 여과층 위쪽에 각각 설치되고 여과하기 위한 원수가 공급되며 역세척을 행한 세척수가 배출되는 통로로 이용되는 복수의 원수 분기관과,

   각 구역에 대응하여 상기 하부집수장치 내에 설치되고 세척수를 공급하는 복수의 역세수 분기관과,

   상기 케이스의 외부에서 상기 복수의 원수 분기관이 병렬로 연결되어 설치되고 여과를 위한 원수를 각 원수 분기관에 공급하며 각 원수 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 원수 공급관과,

   상기 복수의 원수 분기관이 각각 병렬로 연결되면서 상기 원수 공급관과 병렬로 상기 각각의 원수 분기관과 연결되고 상기 여과층에 대한 세척을 행한 세척수를 배출하며 상기 원수 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 세척수 배출관과,

   상기 케이스의 외부에서 상기 복수의 역세수 분기관이 병렬로 연결되어 설치되고 세척수를 각 역세수 분기관에 공급하며 각 역세수 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 역세수 공급관과,

   상기 복수의 역세수 분기관이 각각 병렬로 연결되면서 상기 역세수 공급관과 병렬로 상기 각각의 역세수 분기관과 연결되고 여과층을 통과한 처리수를 배출하며 상기 역세수 분기관과 각각 연결되는 부분에 개폐밸브가 설치되는 여과수 배출관을 포함하며,

   상기 칸막이는 상기 원수 분기관 높이보다 더 높게 설치되어 각 구역의 여과 공정이 독립적으로 수행 가능한 여과장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 하부집수장치는 유공블록형, 스트레이너형 및 프레임형으로 이루어진 그룹 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 여과장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   각 구역에 대응하여 상기 하부집수장치 내에 설치되고 압축공기를 분사하는 복수의 공기 분기관과,

   상기 복수의 공기 분기관이 상기 케이스 외부에서 병렬로 연결되며 상기 공기 분기관과 연결되는 부분에 각각 개폐밸브가 설치되는 공기 공급관을 더 포함하는 여과장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 케이스는 상부가 개방된 중력식 여과방식 또는 폐쇄된 압력식 여과방식인 것을 특징으로 하는 여과장치.
5. 청구항 3의 여과장치를 이용하여 수행되며,

   원수를 여과층을 통과시켜 정수하는 여과공정과, 이물질에 의하여 폐색된 하나의 구역의 여과층에 대한 역세척을 행하는 역세척 공정을 포함하고,

   상기 여과공정은 상기 원수 공급관을 통하여 여과를 위한 원수를 공급하면서 각 원수 분기관과 연결되는 개폐밸브를 모두 개방상태로 작동시키고 상기 세척수 배출관 쪽의 모든 개폐밸브를 폐쇄상태로 작동시키고 상기 여과수 배출관 쪽의 모든 개폐밸브를 개방상태로 작동시키고 상기 역세수 공급관 쪽의 모든 개폐밸브를 폐쇄상태로 작동시키고 상기 공기 공급관 쪽의 모든 개폐밸브를 폐쇄상태를 작동시킨 상태에서 이루어지고,

   상기 역세척 공정은 여과층의 아래쪽에서 압축공기를 분출하여 여과재에 부착된 이물질을 분리 제거하는 압축공기 공급 공정과, 여과층의 아래쪽에서 세척수를 역류시켜 부유하는 이물질을 제거하는 세척수 공급 공정을 포함하여 이루어지는 여과장치의 작동 방법.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 선택된 어느 하나의 여과장치의 상부에 유입수 내 침전 가능 물질을 침전시키기 위한 침전지가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 여과장치.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 압축공기 공급 공정은 역세척하고자 하는 해당 여과층의 구역에 설치되는 원수 공급관 쪽의 개폐밸브를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경하고 원수의 수위가 여과층 상부에 이르면 해당되는 구역의 여과수배출관 쪽 개폐밸브를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경하고 해당되는 구역의 공기 공급관 쪽 개폐밸브를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경하고 압축공기를 공기 공급관을 통하여 해당되는 구역의 공기 분기관으로 공급하는 공정으로 이루어지고,

   상기 세척수 공급 공정은 상기 압축공기 공급 공정이 완료되면 해당되는 공기 공급관 쪽 개폐밸브를 개방상태에서 폐쇄상태로 변경하고 해당되는 구역의 역세수 공급관 쪽 개폐밸브를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경하고 해당되는 구역의 세척수 배출관 쪽 개폐밸브를 폐쇄상태에서 개방상태로 변경하고 역세수 공급관을 통하여 세척수를 해당되는 역세수 분기관으로 공급하는 공정으로 이루어지는 여과장치의 작동 방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   어느 한 구역의 여과층의 폐색이 진행되어 역세척보다는 여과재의 교체가 필요한 경우, 해당되는 구역에 대응하는 모든 개폐밸브를 폐쇄상태로 변경하고 해당 구역의 여과층에 대한 여과재를 교체하는 작업을 행하는 교체공정을 더 포함하는 여과장치의 작동 방법.

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