KR100991733B1

KR100991733B1 - 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비

Info

Publication number: KR100991733B1
Application number: KR1020090085732A
Authority: KR
Inventors: 김찬호
Original assignee: 김기석
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-11-03

Abstract

본 발명은 열교환기에 의하여 온폐수의 열을 저온의 청수로 회수하는 폐수열회수설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 열교환기를 통과하는 온폐수에 포함된 이물질이 열교환기폐수통로를 막지 않도록 하기 위하여 온폐수에 포함된 비용해성이물질중 고비중이물질과 저비중이물질을 서로 여과특성이 다른 2개의 여과장치를 통해 열교환기로 이송시키고 2개의 여과기에 여과된 이물질은 자동배출되도록 제어되는 자동제어반과 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비에 관한 것이다.

폐수열회수설비, 원심력여과기, 제1,2입자여과기, 자동제어반

Description

자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비{heat recovery equipment of waste water having automatic particle filtering system}

본 발명은 열교환기에 의하여 온폐수의 열을 저온의 청수로 회수하는 폐수열회수설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 열교환기로 이송되는 이물질이 포함된 폐수를 원심력여과기와 입자여과기를 차례로 통과하게 하여 폐수를 정밀 여과하되, 여과된 여과물은 자동으로 외부방출시켜 열회수효율 저하없이 연속적으로 폐수열이 회수되도록 제어하는 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비에 관한 것이다.

일반적으로 폐수열을 회수하여 재사용하는 종래의 폐수열회수설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 고온의 폐수가 저장된 폐수집수조(1), 저온의 청수(냉수)가 저장된 청수탱크(2), 고온의 폐수와 저온의 청수를 열교환시키는 열교환기(3), 폐수집수조(1)에 저장된 고온의 폐수를 열교환기(3)의 폐수입구(3a)로 이송시키는 폐수이송펌프(4), 폐수이송펌프(4)와 열교환기(3)의 폐수입구(3a) 사이에 설치되는 그물형여과기(5), 열교환기(3)의 폐수출구(3b)에 연결되는 폐수배출구(6), 저온의 청수를 열교환기(3)의 청수입구(3c)로 이송시키는 청수이송펌프(7), 열교환기(3)의 청수출구(3d)에 연결되는 온수탱크(8)로 구성된다. 이때, 상기 그물형여과기(5)의 폐수입구(5a)는 폐수이송펌프(4)에 배관으로 연결되고, 그물형여과기(5)의 폐수출구(5b)는 열교환기(3)의 폐수입구(3a)에 배관으로 연결되며, 그물형여과기(5)에는 그물형여과망(5c)이 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 폐수열회수설비는 고온의 폐수가 저장된 폐수집수조(1)와 저온의 청수가 저장된 청수탱크(2)와 고온의 폐수로부터 회수된 열에 의하여 청수가 변화하여 된 온수가 저장된 온수탱크(8)를 배관하여 연결하되 배관에는 열교환기(3)와 폐수,청수이송펌프(4)(7)를 설치하여, 저온의 청수는 청수탱크(2)의 청수를 청수이송펌프(7)에 의해 열교환기(3)의 청수입구(3c)와 열교환기청수통로를 거쳐 열교환기(3)의 청수출구(3d)로 이송되며, 이와 동시에 폐수집수조(1)의 폐수는 폐수이송펌프(4)에 의해 열교환기(3)의 폐수입구(3a)와 열교환기폐수통로를 거쳐 열교환기(3)의 청수출구(3d)로 이송되면서 열교환기(3)내에서 서로 반대방향으로 흐르면서 폐수의 열을 회수하도록 하는 것이다.

스파이럴형(Spiral type) 열교환기와 같이 폐수통로가 매우 넓어 열교환기폐수통로막힘시간은 연장되나 열교환효율이 매우 낮은 열교환기를 사용하는 경우를 제외하고 대부분의 폐수열회수설비는 열교환기폐수통로가 폐수에 포함된 여러 이물질로 인해 폐수통로가 폐색되는 현상이 발생하여 단시간내에 열교환기의 열교환효율이 저하되거나 열교환기사용자체가 불가능하여 폐수열회수설비의 폐수이송펌프(4)와 열교환기(3)를 연결하는 배관에 그물형(Net type)여과기(5)여과기를 구비하고 있다.

그런데 기존 폐수열회수설비에 대부분 설치되어 사용하고 있는 그물형여과기(5)나 타공형여과기는 여과기구조가 미세이물질 또는 섬유성이물질의 여과가 완전치 않는 구조로 되어 있어 일부 여과되지 않은 이물질이 열교환기로 인입되어 열교환기폐수통로막힘현상이 발생할뿐만아니라 섬유성이물질(머리카락, 실부스러기 등)의 경우 여과형태가 그물형여과망(5c)의 구멍과 구멍사이에 휘감긴 상태로 여과되어 그물형여과망(5c)에 휘감긴 섬유성이물질을 제거하기 위해서는 그물형여과망을 쇠솔(steel brush)로 문지르거나 여과물을 태워서 제거하여야 하는 등 청소방법이 매우 불편하여 그물형여과기(5)를 사용하는 폐수열회수설비는 대부분 사용중지되거나 매우 저효율로 가동되고 있는 상태이다.

본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 열교환기의 폐수통로가 폐수에 포함된 이물질에 의해 폐색되는 것을 방지하고, 여과기청소를 위한 폐수열회수설비가동정지나 열교환기막힘현상발생에 의한 열교환율저하없이 지속적인 고효율열교환으로 폐수열회수를 극대화시키고, 폐수열회수율이 극대화된 폐수열회수설비제작이 가능하고 폐수열회수설비제작경비를 획기적으로 절감시킬 수 있으며, 폐수열회수설비가 연속자동으로 가동되도록 하는 배관 및 설비를 갖추도록 함에 그 특징이 있는 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 폐수열회수설비의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 창안되었는데, 본 발명의 목적은 폐수열회수설비에 구비된 열교환기의 폐수통로가 폐수에 포함된 이물질에 의해 폐색되는 것을 방지하기 위하여, 폐수이송펌프에 의해 발생되는 폐수유속으로 원심력여과기내부에서 폐수가 일정이상속도로 회전토록 하여 물질관성을 이용해 물보다 무거운 고비중이물질을 원심력으로 1차여과하고, 여과물질은 자동제어에 의해 자동배출하며 원심력여과기에서 여과된 1차 여과폐수는 2대의 입자여과기중 한 대를 통과하면서 저비중이물질(부유불질)의 여과가 실행되는데, 여과를 실행하고 있는 입자여과기에 여과물질이 쌓여 폐수의 흐름이 방해를 받으면 여과물이 쌓인 입자여과기를 통과하던 폐수는 자동제어반의 자동제어에 의해 다른 한 대의 입자여과기로 통과하면서 여과가 실행되도록 폐수흐름이 자동변경되고, 여과가 실행되는 입자여과기에서 배출되어 열교환기를 통과해 저온의 청수와 열교환되어 저온화된 여과폐수는 여과물질이 쌓인 입자여과기의 하부로 인입되면서 역쇄현상이 발생되어 여과물질을 외부방출하는 것이 자동제어에 의해 반복적으로 실행되므로서 여과기청소를 위한 폐수열회수설비가동정지나 열교환기막힘현상발생에 의한 열교환율저하없이 지속적인 고효율열교환으로 폐수열회수를 극대화시키고, 입자여과기내부에 충진되는 입자구경(求莖)을 소형화하면 미세이물질여과가 가능하여 폐수통로구경(求莖)이 최소화되어 열교환율이 월등한 고효율열교환기(판형열교환기 등)사용이 가능하여 폐수열회수율이 극대화된 폐수열회수설비제작이 가능하고, 폐수열회수설비제작경비를 획기적으로 절감시킬 수 있는 구조로 되어 있으며 폐수열회수설비가 연속자동으로 가동되도록 하는 배관 및 설비를 갖추도록 함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 자동입자여과자동시스템이 구현된 폐수열회수설비는 열교환기 폐수통로막힘없이 열교환기에서 연속적으로 온폐수와 저온폐수의 열교환이 고효율로 이루어지고, 온폐수에 포함된 고,저비중 비용해성이물질에 의해 열교환기폐수통로가 막히는 문제점을 원천 해결할 수 있으며, 좁은 공간에 설치가 가능하고 제작원가가 저렴하며 여과물질청소가 필요 없고 열교환기막힘없이 연속적으로 폐수열을 고효율로 회수하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 여과물질배출을 위한 역쇄에 비용이 전혀 발생하지 않아 경제성이 매우 높은 폐수열회수를 가능하고, 입자여과기부 피를 최소화하여 부피가 적은 고효율열교환기와 함께 사용하므로서 폐수열회수설비의 설치공간을 최소화하여 설치편의성이 대폭 증진되고, 여과재를 통과하는 폐수유체저항을 감소시켜 폐수이송펌프의 전력소비량을 감소시키고, 시간이 경과하면 폐수통과수량 감소에 따른 열교환량감소로 폐수열회수설비의 경제성이 감소되던 문제가 해결되어 폐수열회수설비가동에 따른 경제성이 높아지고, 효율적이고 편리한 폐수열회수설비관리가 가능하여 설비운영에 별도 관리인력이 필요없고, 폐수통로가 매우 협소한 고효율열교환기를 사용한 폐수열회수설비제작이 가능하여 동일 열교환용량의 폐수열회수설비제작시 설비부피가 극적으로 축소되어 설치공간이 축소되며 설비제작비용이 절감되고 고효율열교환기사용으로 열교환효율이 증대되어 연료절감량이 상승할 뿐만 아니라, 고효율폐수열회수에 의해 에너지비용 절감을 극대화하고 에너지사용감소에 의한 이산화탄소 등 대기오염물질감소로 지구환경을 보호하며 방류폐수온도를 저하시켜 생태계를 보호한다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비는 도 2 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 고온의 폐수가 저장된 폐수집수조(10); 저온의 청수가 저장된 청수탱크(20); 고온의 폐수와 저온의 청수를 열교환시키는 열교환기(30); 폐수집수조(10)에 저장된 고온의 폐수를 열교환기(30)의 폐수입구(31)로 이송시키는 폐수이송펌프(40); 폐수이송펌프(40)와 열교환기(30)의 폐수입구(31) 사이에 설치되는 원 심력여과기(50); 원심력여과기(50)와 이송펌프(40) 사이에 설치되는 압력표시계(S1)와 압력센서(S2); 원심력여과기(50)와 열교환기(30)의 폐수입구(31) 사이에 병렬로 설치되는 제1입자여과기(60) 및 제2입자여과기(70); 열교환기(30)의 폐수출구(32)에 연결되는 폐수배출구(80), 저온의 청수를 열교환기(30)의 청수입구(33)로 이송시키는 청수이송펌프(90); 열교환기(30)의 청수출구(34)에 연결되는 온수탱크(100); 압력센서(S2)의 신호를 수신하여 원심력여과기(50)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과물방출을 제어하는 자동제어반(200)을 포함하여 구성된 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.

여기서, 본 발명에 따르면 도 2에서와 같이 상기 원심력여과기(50)의 여과물배출구(53)에는 폐수배출구(80)에 연결되는 자동밸브(V9)가 설치되고, 상기 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 폐수입구(61)(71) 및 폐수배출구(80) 사이에는 병렬로 연결된 자동밸브(V3)(V2),자동밸브(V4)(V1)가 설치되고, 상기 제1,2입자여과기(60)(70)의 폐수출구(62)(72)와 열교환기(30)의 폐수입,출구(31)(32) 사이에는 병렬로 연결된 자동밸브(V7)(V6),자동밸브(V8)(V5)가 설치된다.

또한 본 발명에 따르면 도 6에서와 같이 상기 제1,2입자여과기(60)(70)의 내부에는 입자여과기이탈방지판(63)(73)이 각각 고정되고, 상기 입자여과기이탈방지판(63)(73)의 상부에는 입자여과재(64)(74)가 각각 충진된다.

본 발명에 따른 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비를 좀 더 상세하게 설명하면, 폐수이송펌프(40)와 원심력여과기(50)의 폐수입구(51)가 배관으로 연결되어 연결배관에는 연결배관내부압력을 표시하고 감지하는 압력표시계(S1)와 압력센서(S2)가 설치되며, 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)와 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)와 제2입자여과기(70)의 폐수입구(71)와 저온폐수방출배관(300)이 서로 관통되는 배관으로 연결되는데 연결배관에는 자동밸브(V1~V4)가 설치되고, 자동밸브와 자동밸브사이를 연결한 배관은 분지되어 각각 자동밸브(V1)와 자동밸브(V2)연결배관의 분지배관은 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)와 연결되고, 자동밸브(V2)와 자동밸브(V3)연결배관의 분지배관은 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)와 연결되고, 자동밸브(V3)와 자동밸브(V4)연결배관의 분지배관은 저온폐수방출배관(300)과 연결되고, 자동밸브(V4)와 자동밸브(V1)연결배관의 분지배관은 제2입자여과기(70)의 폐수입구(71)와 각각 연결되며, 원심력여과기(50)의 여과물배출구(53)는 저온폐수방출배관(300)과 배관으로 연결되어 연결배관에는 자동밸브(V9)가 설치된다.

제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)와 제2입자여과기(70)의 폐수출구(62)와 열교환기(30)의 폐수입구(31)와 열교환기(30)의 폐수출구(32)는 서로 관통되도록 배관으로 연결되어 관통된 연결배관에는 자동밸브(V5~V8)가 설치되고, 자동밸브와 자동밸브를 연결한 각각의 자동밸브연결배관은 분지되어 각각 자동밸브(V5)와 자동밸브(V6)연결배관의 분지배관은 열교환기(30)의 폐수출구(32)와 연결되고, 자동밸브(V6)와 자동밸브(V7)연결배관의 분지배관은 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)와 연결되고, 자동밸브(V7)와 자동밸브(V8)연결배관의 분지배관은 열교환기(30)의 폐수입구(31)와 연결되고, 자동밸브(V8)와 자동밸브(V5)연결배관의 분지배관은 제2입 자여과기(70)의 폐수출구(72)와 각각 연결되어 폐수의 여과 및 열교환통로와 여과물배출통로가 구성되고, 청수이송펌프(90)는 열교환기(30)의 청수입구(33)와 배관으로 연결되며 열교환기(30)의 청수출구(34)는 온수탱크(100)로 연결되어 청수통로가 구성되며, 자동밸브(V1~V9)와 압력센서(S2) 및 폐,청수이송펌프(40)(90)는 자동제어반(200)과 신호송수신배선(210)으로 서로 연결되고, 압력센서(S2)의 신호와 입력된 프로그램에 의해 자동밸브(V1~V9)와 폐,청수이송펌프(40)(90)를 제어하는 자동제어반(200)으로 구성되는데,

비용해성으로 열교환기(30)의 폐수유로를 막는 고비중이물질과 저비중이물질이 포함된 폐수집수조(10)의 오염폐수는 폐수이송펌프(40)의 압송에 의해 폐수이송펌프(40)와 원심력여과기(50)의 폐수입구(51)를 연결하는 배관과 원심력여과기(50)의 폐수입구(51)를 통해 원심력여과기(50)내부로 인입되어 원심력여과기(50)내부에 인입되고, 원심력여과기(50)내부에 인입된 오염폐수는 폐수이송펌프(40)의 폐수압송에 의해 원통형으로 구성된 원심력여과기(50)내부에서 매우 빠른 속도로 회전하게 되는데, 이때에 폐수회전으로 발생되는 물질관성을 이용해 물보다 무거운 고비중이물질을 원심력으로 원심력여과기(50)의 내부벽면으로 분산집합하여 원심력여과기(50)의 내부벽면으로 분산집합된 고비중이물질을 중력으로 도 5에서와 같이 원심력여과기(50)의 하부로 포집하여 자동제어에 의해 원심력여과기(50)의 여과물배출구(53)와 연결된 배관에 설치된 자동밸브(V9)를 개방하여 여과포집된 고비중이물질을 외부방출하고 원심력여과기(50)에서 고비중이물질이 여과된 1차 여과폐수는 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)를 통해 배출한다.

원심력여과기(50)의 폐수출구(50로 배출된 1차 여과폐수는 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)와 배관으로 연결된 자동밸브(V1)와 자동밸브(V2)연결배관의 분지배관으로 인입되는데, 자동밸브(V1)와 자동밸브(V2)연결배관의 분지배관으로 인입된 1차 여과폐수는 개방되어 있는 자동밸브(V1)를 통과하여 자동밸브(V1)와 자동밸브(V4)를 연결한 배관에서 분지되어 제2입자여과기(70)의 폐수입구(71)와 연결된 배관을 통해 제2입자여과기(70)의 폐수입구(71)로 인입되어 제2입자여과기(70)의 내부중간벽에 고정된 입자여과재이탈방지판(73)의 상부에 충진되어 있는 입자여과재(74)를 통과하면서 저비중이물질이 여과되는데, 입자여과재이탈방지판(73)은 입자여과재(74)의 구경(球莖)보다 적은 다수의 구멍이 뚫린 형태로 입자여과기(74)의 내부벽에 고정되어 있어 물은 통과하되 입자여과재(74)는 이탈되지 못하도록 구성되어 입자여과기(74)의 내부벽에 고정되어 있는 입자여과재이탈방지판(73)에 의해 입자여과재(74)는 입자여과재이탈방지판(73)의 상부에 일정높이에 평형으로 쌓인 형태로 다층의 입자여과재를 온폐수가 통과하면서 저비중이물질은 여과되고 여과된 2차 여과온폐수는 제2입자여과기(74)의 폐수출구(72)를 통해 배출된다.

제2입자여과기(70)의 폐수출구(72)로 배출된 2차 여과온폐수는 제2입자여과기(70)의 폐수출구(72)와 배관으로 연결된 자동밸브(V5)와 자동밸브(V8)연결배관의 분지배관으로 인입되는데, 이때에 자동제어에 의해 자동밸브(V8)는 개방되어 있고 자동밸브(V5)는 폐쇄되어 있어 2차 여과폐수는 개방되어 있는 자동밸브(V8)를 통과하여 자동밸브(V5)와 자동밸브(V8)를 연결한 배관에서 분지되어 열교환기(30)의 폐수입구(31)와 연결된 배관과 열교환기(50)의 폐수입구(31)를 통해 열교환기(30)의 폐수통로로 인입되며, 이때에 청수탱크(20)에 저장된 저온청수는 자동제어에 의해 청수이송펌프(90)가 가동되어 저온청수를 청수이송펌프(90)와 열교환기(30)의 청수입구(33)의 연결배관과 열교환기(30)의 청수입구(33)를 통해 열교환기(30)내부 청수통로로 인입한다.

열교환기(30)의 폐수입구(31)를 통해 열교환기(30)로 인입된 2차 여과폐수와 청수이송펌프(90)에 의해 열교환기(30)내부로 인입된 청수는 각각 열교환기(30)내부의 폐수통로와 청수통로를 서로 반대방향으로 통과하면서 열교환되어 청수는 열교환기(30)의 폐수입구(31) 폐수온도에 근접된 온폐수형태로 열교환기(30)의 청수출구(34)와 온수방출배관(400)을 통해 온수탱크(100)로 이송되며, 2차 여과온폐수는 열교환기(30)의 청수입구(33) 청수온도에 근접된 저온폐수형태로 열교환기(30)의 폐수출구(32)를 통해 배출되는데, 열교환기(30)의 폐수출구(32)를 통해 배출된 저온폐수는 자동밸브(V5)와 자동밸브(V6)를 연결한 배관에서 분지되어 열교환기(30)의 폐수출구(32)와 연결된 배관을 통해 자동밸브(V5)와 자동밸브(V6)를 연결한 배관으로 이송되어 개방된 자동밸브(V6)로 이송되며 자동밸브(V6)와 자동밸브(V6)를 연결한 배관에서 분지되어 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)를 연결한 배관과 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)를 통해 제1입자여과기(60)하부의 폐수출구(62)로 인입된다.

제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)를 통해 제1입자여과기(60)하부로 인입된 저온폐수는 여과과정과 반대로 입자여과재이탈방지판(63)의 하부에서 입자여과재이탈방지판(63)에 형성된 다수의 구멍을 통과하게 되는데, 이때에 입자여과재이탈방 지판(63)에 형성된 다수의 구멍합계면적이 입자여과재이탈방지판(63)이 고정된 제1입자여과기(60)의 몸통관경(官莖)면적보다 적어 제1입자여과기(60)의 몸통관경(官莖)면적이 적은 입자여과재이탈방지판(63)의 다수의 구멍을 통과하는 저온폐수유속이 급속증가하여 입자여과재이탈방지판(63)의 다수의 구멍을 통과하여 배출되는 저온폐수는 통과면적축소에 의한 압력발생에 의해 노즐(NOZZLE)분사형태로 입자여과재이탈방지판(63)상부로 배출되면서 순간적으로 입자여과재이탈방지판(63)상부에 쌓인 입자여과재(64)를 밀어 올리는 작용을 하여 입자여과재(64)의 뒤집힘현상이 발생하고 압력에 의한 노즐분사력(빠른 유속)이 소멸되는 지점에서 고비중인 입자여과재(64)는 다시 중력에 의해 입자여과재이탈방지판(63)으로 하강하다가 입자여과재이탈방지판(63)에서 분출되는 폐수압력에 의해 상승하고 침강하는 상황이 반복되게 하면서 저온폐수는 제1입자여과기(60)상부의 폐수입구(61)로 배출되며, 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)로 배출된 저온폐수는 자동제어에 의해 개방된 자동밸브(V9)와 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)와 저온폐수방출배관(300)을 연결한 배관을 통해 폐수배출구(80)나 폐수처리장으로 방출된다.

상기와 같이 열교환기(30)에서 열교환기(30)폐수유로막힘없이 온폐수와 저온청수의 열교환이 동일효율로 지속적으로 실행되어 저온청수는 온수화되어 배출되고, 온폐수는 저온화되어 배출되는 과정이 폐수열회수설비 가동중단없이 연속적으로 실행되기 위해서는 2개의 제1,2입자여과기(60)(70)에 여과되는 여과물질이 제1,2입자여과기(60)(70)를 통과하는 온폐수의 흐름을 방해하지 않도록 자동으로 여과물질을 여과기외부로 방출하여야 하는데, 본 발명에 있어 제1입자여과기(60)와 제2입자여과기(70)가 압력센서(S2)신호 또는 자동제어반(200)에 입력된 프로그램에 의해 간헐적이거나 일정주기로 교대반복적으로 여과와 여과물의 자동배출을 실행하는 과정을 상세히 설명하면,

도 3에 도시한 바와 같이 제2입자여과기(70)가 1차 여과온폐수의 여과를 실행함에 있어, 제2입자여과기(70)를 통과하는 온폐수수질에 따라 다르나 일정시간이 경과하면 제2입자여과기(70)의 입자여과재이탈방지판(73)상부에 쌓여있는 입자여과재(74)에 일정이상의 여과물이 여과되어 폐수이송펌프(40)의 압송으로 제2입자여과기(70)를 통과하는 폐수의 흐름이 방해를 받아 제2입자여과기(70)의 폐수입구(71)와 폐수이송펌프(40)의 출구사이를 연결한 배관내부의 폐수압력이 상승하게 되는데, 이때에 폐수이송펌프(40)의 출구배관에 설치되어 자동제어반(200)에 압력신호를 송신하는 압력센서(S2)의 압력신호가 자동제어반(200)에 입력된 제2입자여과기(70)여과물배출압력수치에 도달하면 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)와 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)와 제1입자여과기(70)의 폐수입구(71)를 연결한 배관상에 설치된 자동밸브(V1)와 자동밸브(V2)의 개폐가 자동제어에 의해 반대로 변경되어 자동밸브(V1)는 폐쇄되고 자동밸브(V2)가 개방되어 제2입자여과기(70)로 인입되던 1차 여과온폐수는 개방된 자동밸브(V2)를 통과하여 자동밸브(V2)와 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)를 연결한 배관과 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)를 통해 제1입자여과기(60)내부로 인입되어 제1입자여과기(60)의 입자여과재(64)를 통과하면서 저비중이물질이 여과되고 고,저비중이물질이 여과된 2차 여과온폐수는 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)로 배출되어 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)와 열 교환기(30)의 폐수입구(31)를 연결한 배관에 설치된 자동밸브(V6)와 자동밸브(V7)의 연결배관에서 분지되어 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)와 연결된 배관으로 인입하여 개방된 자동밸브(V7)를 통과하여 자동밸브(V7)와 열교환기(30)의 폐수입구(31)를 연결한 배관을 통해 열교환기(30)로 인입되어 열교환기(30)폐수통로를 통과하면서 열교환기(30)청수통로를 통과하는 저온청수와 열교환되어 2차 여과온폐수는 저온화되어 저온폐수형태로 열교환기(30)의 폐수출구(32)로 배출된다.

열교환기(30)의 폐수출구(32)로 배출된 저온폐수는 열교환기(30)에서 열교환에 의해 저온청수를 온수화하여 저온화되므로서 폐수열회수목적이 완료되어 열에너지의 경제성은 상실된 상태이나 열교환기(30)의 폐수통로막힘을 방지하기 위하여 원심력여과기(50)와 제2입자여과기(70)에서 고비중이물질(침전물질)과 저비중이물질(부유물질)이 여과되어 수질순도면에서 양질의 폐수인 점을 이용하고 폐수이송펌프(40)에 의한 폐수압송으로 발생된 저온폐수압력을 이용하여 이물질이 일정이상 여과되어 여과능력이 상실된 제2입자여과기(70)의 여과물질을 외부방출하여 제2입자여과기(70)를 여과가능상태로 재생하는 역쇄수로 사용하는데, 열교환기(30)의 폐수출구(32)로 배출된 저온폐수는 자동제어에 의해 개방된 자동밸브(V5)와 폐쇄된 자동밸브(V6)를 연결한 배관에서 분지되어 열교환기(30)의 폐수출구(32)와 연결된 배관으로 인입되어 개방되어 있는 자동밸브(V5)를 통과하여 자동제어에 의해 개방된 자동밸브(V5)와 폐쇄된 자동밸브(V8)를 연결한 배관에서 분지되어 제2입자여과기(70)의 폐수출구(720)와 연결된 배관을 통과하여 제2입자여과기(70)의 폐수출구(72)를 통해 제2입자여과기(70)하부로 인입하여 상부의 제2입자여과기(70)의 폐 수입구(71)측으로 상향이송되어 제2입자여과기(70)의 여과실행시 폐수흐름과 반대방향으로 흐름이 변경되는 폐수역쇄에 의해 저온폐수는 제2입자여과기(70)의 입자여과재이탈방지판(73)의 하부에서 입자여과재이탈방지판(73)에 형성된 소구경다수의 구멍을 통과하게 되는데, 이때에 입자여과재이탈방지판(73)에 형성된 다수의 구멍합계면적이 입자여과재이탈방지판(73)이 고정된 제1입자여과기(60)몸통관경(官莖)면적보다 적어 입자여과재이탈방지판(63)의 다수의 구멍을 통과하여 배출되는 저온폐수는 통과면적축소에 의한 압력발생에 의해 노즐(NOZZLE)분사형태로 입자여과재이탈방지판(63)상부로 배출되면서 순간적으로 입자여과재이탈방지판(63)상부에 쌓인 입자여과재(64)를 밀어 올리는 작용을 하여 입자여과재(64)의 뒤집힘현상이 발생하고 압력에 의한 노즐분사력(빠른 유속)이 소멸되는 지점에서 고비중인 입자여과재(64)는 다시 중력에 의해 입자여과재이탈방지판(63)으로 하강하다가 입자여과재이탈방지판(63)에서 분출되는 폐수압력지점에 이르면 상승하고 다시 침강하는 상황이 반복되나, 입자여과재(64)에 여과되어 있는 저비중이물질은 고비중인 입자여과재(64)보다 훨씬 비중이 가벼워 저온폐수유속에 의해 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)로 배출되는 저온폐수와 함께 배출되어 자동제어에 의해 폐쇄된 자동밸브(V2)와 개방된 자동밸브(V3)를 연결한 배관에서 분지되어 제1입자여과기(60)의 폐수입구(61)와 연결된 배관에 인입하여 개방된 자동밸브(V3)를 통해 개방 자동밸브(V3)와 폐쇄 자동밸브(V4)를 연결한 배관의 분지관과 연결된 저온폐수방출배관(300)으로 방출된다.

상기와 같이 제2입자여과기(70)가 여과를 실행하고 여과된 여과온폐수가 열 교환기(30)에서 열교환되어 저온폐수화되어 제1입자여과기(60)의 하부 폐수출구(62)로 인입하여 역쇄에 의해 제1입자여과기(60)에 여과된 여과물질을 외부로 방출하는 과정이 도 3에서와 같이 연속되면 폐수에 포함된 이물질농도에 따라 시간차이는 있으나 제1입자여과기(70)의 입자여과재(74)에 이물질이 일정이상 여과되어 입자여과재(74)상부에 쌓이게 되어 입자여과재(74)를 통과하는 폐수의 흐름을 방해하여 폐수이송펌프(40)와 제2입자여과기(70)사이를 연결한 배관내부폐수의 압력이 증가하는데, 이때에 폐수이송펌프(40)와 제2입자여과기(70)사이를 연결한 배관상에 설치된 압력센서(S2)가 신호송수신배선(210)을 통해 자동제어반(200)에 증가된 폐수압력신호를 송신하게 되는데, 송신된 폐수압력신호가 자동제어반(200)에 입력된 제1입자여과기(60)의 여과물방출압력수치에 도달하면 자동제어반(200)에 입력된 프로그램에 의한 제어신호에 의해 도 4에 도시된 것과 같이 자동밸브(V1~V8)의 개폐가 반대로 변경되어 온폐수의 흐름이 변경되는데, 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)에서 배출된 1차 여과온폐수는 자동밸브(V1)가 폐쇄되고 자동밸브(V2)가 개방되어 제1입자여과기(60)로 흐름이 변경되어 제1입자여과기(300)로 인입한다.

제1입자여과기(60)로 인입한 1차 여과온폐수는 제1입자여과기(60)의 입자여과재(64)를 통과하면서 저비중이물질이 여과되고, 저비중이물질이 여과된 2차 여과온폐수는 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)를 통해 배출되어 제1입자여과기(60)의 폐수출구(62)와 열교환기(30)의 폐수입구(31)를 연결한 배관을 통과하여 열교환기(30)로 인입하여 저온청수와 열교환되어 저온폐수화되어 열교환기(30)의 폐수출구(32)를 통해 배출되며, 배출된 저온폐수는 열교환기(30)의 폐수출구(32)와 제2입 자여과기(70)하부의 폐수출구(72)를 연결한 배관을 통과하여 제2입자여과기(70)하부로 인입하여 상부로 이송하는 역쇄현상에 의해 제2입자여과기(70)의 입자여과재이탈방지판(73)의 입자여과재(740)구경보다 적은 다수의 구멍을 통과하면서 발생되는 압력으로 입자여과재(74)의 뒤집힘현상을 발생시켜 고비중인 입자여과재(74)는 입자여과재이탈방지판(73)상부에서 상승과 하강을 반복하고, 입자여과재(74)상부에 여과된 저비중이물질은 저온폐수의 유속에 의해 저온폐수와 함께 제2입자여과기(70)상부의 폐수입구(71)를 통해 배출되는데, 배출된 저비중여과이물질을 포함한 저온폐수를 제1입자여과기(70)의 폐수입구(71)와 연결된 저온폐수방출배관(300)을 통해 폐수배출구(80)나 폐수처리설비로 방출한다.

상기에 설명한 바와 같이 제2입자여과기(70)가 여과를 실행하는 상황에서는 제1입자여과기(60)는 여과된 이물질방출이 실행되고, 여과를 실행하는 제2입자여과기(70)에 이물질이 일절량이상 여과되어 폐수흐름이 방해받아 폐수이송배관내부의 압력이 상승하면 폐수이송배관에 설치된 압력센서(S2)의 압력송신에 따라 자동제어에 의해 자동밸브(V1~V8)가 제2입자여과기(70)의 여과상태와 반대로 개폐되어 원심력여과기(50)에서 배출된 1차 여과온폐수의 폐수흐름이 제1입자여과기(60)로 변경되어 제1입자여과기(60)에서 여과가 실행되고, 제1입자여과기(60)에서 여과된 2차 여과온폐수는 열교환기(30)로 이송되어 저온청수와 열교환되고 저온폐수화되어 제2입자여과기(70)하부의 폐수출구(72)로 인입하여 상부로 이송하는 역쇄현상에 의해 제2입자여과기(70)의 입자여과재이탈방지판(73)과 입자여과재(74)를 통과하면서 고비중 입자여과재(74)는 뒤집힘현상이 반복되나 제2입자여과기(70)의 폐수출구(72) 로 방출되지 않고 입자여과재(74)에 여과된 저비중이물질만 저온폐수유속에 의해 제2입자여과기(70)의 폐수출구(72)로 방출되는 과정이 자동제어에 의해 자동으로 반복되면서 열교환기(30)에서 온폐수와 저온청수의 열교환이 연속적으로 실행되도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비는 제1입자여과기(60)와 제2입자여과기(70)의 자동교대운전이 상기 설명과 같이 압력센서(S2)의 압력신호송신에 의한 자동제어에 의해 실행되는 압력감지배출방식과 제1입자여과기(60)와 제2입자여과기(70)에 여과물질이 전혀 여과되지 않은 상태에서 폐수열회수설비를 가동하여 압력표시계(S1)에 표시되는 가동초기압력에서 제1입자여과기(60)와 제2입자여과기(70)에 여과물이 여과되어 여과물에 의해 제1,2입자여과기(60)(70)를 통과하는 폐수흐름이 방해받아 제1,2입자여과기(60)(70)와 폐수이송펌프(40)와 연결된 폐수이송배관내부의 압력이 상승하는데 걸리는 시간을 확인하여 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과물질배출시간(정상가동압력에서 일정압력이상으로 압력이 상승하는 시간)을 자동제어반(200)에 입력하여 자동제어반(200)의 프로그램에 의해 제1입자여과기(60)와 제2입자여과기(70)가 일정시간주기로 여과와 여과이물질배출을 교대로 실행하는 고정주기배출방식중 선택하여 사용하도록 자동제어반(20)에 선택스위치가 설치되어 있는데, 폐수열회수설비에 이송되는 폐수의 저비중이물질농도가 불규칙하게 배출되는 경우에는 압력센서(S2)압력신호에 의한 압력감지배출방식으로 선택하여 사용하고 저비중이물질농도가 일정하게 배출되는 경우에는 고정주기배출방식으로 선택하여 사용하므로서 안정적이고 효율적인 폐수 열회수설비운전이 가능하도록 되어 있고 원심력여과기(50)는 일정이상속도의 폐수유속에 의해 발생되는 회전력을 이용해 여과물질을 여과하고 원심력여과기(50)내부에 형성되는 압력에 의해 여과물질을 외부방출하게 되어 있고 2개의 제12입자여과기(60)(70)의 여과물질방출도 일정이상속도의 폐수유속으로 제2입자여과기(70)를 역쇄하여 폐수유속에 의해 여과물질이 외부방출되도록 되어 있어 폐수이송펌프(40)에서 이송되는 폐수량이 일정하여 폐수유속이 폐수열회수설비 설계유속을 유지해야 하는데, 폐수이송펌프(40)의 흡입구를 이물질이 막거나 폐수이송펌프(40)의 노후, 기능저하로 폐수이송펌프(40)의 폐수이송량이 감소로 폐수유속이 저하되어 원심력여과기(50)의 여과와 여과물질방출 및 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과물질방출이 원활하지 못하여 발생되는 문제를 해결하기 위하여 압력센서(S2)에서 자동제어반(200)으로 송신되는 폐수압력신호가 폐수열회수설비초기 폐수이송펌프(40)의 폐수이송압력이하로 송신되어 자동제어반(200)에 입력된 여과불능압력수치에 도달하면 자동제어반(200)의 프로그램에 의해 자동제어반(200)에서 폐수열회수설비 고장경보가 발생하고 폐수열회수설비가동을 자동중지시켜 폐수유속저하에 의해 원심력여과기(50)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과와 여과물질방출 기능상실에 의한 폐수열회수설비의 파손, 원심력여과기(50)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 해체 후 여과물질제거 등의 위험성과 불편함을 미리 방지하고 압력센서(S2)의 송신신호가 자동제어반(200)에 입력된 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과이물질배출압력수치이상으로 일정시간이상 지속되면 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과물질배출방식이 고정주기배출방식으로 운영되는 경우에는 제1입자여과기(60)와 제2입자여과기(70)의 여과 물질배출주기(시간)가 너무 장시간으로 입력되어 이송폐수압력에 의해 입자여과재(64)(74)상부에 여과된 섬유성이물질이 입자여과재(64)(74)의 사이로 인입되어 섬유성이물질이 고비중인 입자여과재(64)(74)를 휘감는 형태의 덩어리로 변경되므로서 이물질의 비중이 증가하여 역쇄폐수유속으로 외부배출되지 않고 제1입자여과기(60)내부에 잔류된 상태로 여과가 실행되어 발생하고, 압력감지배출방식으로 운영되는 경우에는 여과물질배출압력수치가 너무 높게 입력되어 여과물질배출주기(시간)가 너무 장시간으로 진행되어 이송폐수압력에 의해 입자여과재(64)(74)상부에 여과된 섬유성이물질이 입자여과재(64)(74)의 사이로 인입되어 섬유성이물질이 고비중인 입자여과재(64)(74)를 휘감은 형태의 덩어리로 변경되므로서 이물질의 비중이 증가하여 역쇄폐수유속으로 외부배출되지 않고 제1입자여과기(300)내부에 잔류된 상태로 여과가 실행되어 발생하는데, 상기와 같은 상태로 폐수열회수설비가동이 지속되면 섬유성이물질이 고비중인 입자여과재(64)(74)를 휘감은 형태의 덩어리가 증가하여 궁극적으로는 입자여과재(64)(74)가 이물질로 폐색되어 폐수이송펌프(40)에서 압송되는 압송폐수의 이송통로가 막혀 폐수열회수설비내부가 고압력상태로 되어 폐수열회수설비가 파손되거나 폐수이송펌프(40)가 파손되는 것을 방지하기 위하여 압력센서(S2)의 송신신호가 자동제어반(200)에 입력된 고압력수치이상으로 일정이상지속되면 자동제어반(200)의 프로그램에 의해 경보가 발생하고 원심력여과기(50)의 여과물배출구(53)와 연결된 배관에 설치된 자동밸브(V9)가 개방되어 폐수열회수설비내부고압력을 소멸시키고 폐수열회수설비를 자동정지시켜 폐수열회수설비와 폐수이송펌프(40)파손을 방지하도록 구성되어 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 자동입자여과자동시스템이 구현된 폐수열회수설비는 종래에 폐수열회수설비에 있어 재래식여과기(그물형(Net type),타공형 등)사용에 의해 재래식여과기의 구성자체가 폐수의 이물질종류와 형태에 따라 여과효율이 매우 저조한 구조로 되어 있어 재래식여과기의 여과망에서 이물질이 완전히 여과되지 않고 여과망을 통과한 폐수이물질에 의해 폐수열회수설비에 있어 중요 핵심설비인 열교환기의 폐수통로막힘이 자주 발생하고 재래식여과기의 여과망구조가 철사나 스텐사를 서로 90°로 전후(前後)교차하여 서로 이탈되지 않게 구성된 사각구멍형태이거나 철판이나 스텐판을 일정 구경으로 타공한 원형타공판구조로 되어 있어 폐수에 포함된 섬유성이물질(머리카락, 실 등)이 여과망의 구멍과 구멍사이를 휘감는 현상이 발생하여 구멍과 구멍사이를 휘감은 섬유성이물질의 제거에 의한 여과망재생이 매우불편하게 되어 있어 재래식여과기를 사용하는 폐수열회수설비를 사용하는 장소에서는 사용을 중지 않거나 매우 저효율로 사용하고 있으며, 일부 폐수열회수설비는 열교환기폐수통로막힘시간을 연장하려고 열교환기폐수통로를 대구경으로 제작하였으나 전열면적확보를 위해서는 열교환기외형이 매우 크게 증가할 수밖에 없어 설치공간이 크게 증가하고 열교환기 제작단가도 증가하며 폐,청수통로구경 대형화로 열교환율이 매우 저조할 수밖에 없는 것을,

열교환기(30)로 인입되는 오염온폐수에 포함된 고비중이물질을 물질관성과 원심력을 이용해 원심력여과기(50)로 1차여과하고, 원심력여과기(50)의 하부로 중력에 의해 포집된 고비중역물질은 폐수이송펌프(40)의 폐수압송에 의해 발생되는 싸이크로내부압력으로 자동제어에 입력된 여과물질배출주기로 외부방출하며 원심력 여과기(50)에서 여과된 1차여과 온폐수는 2대의 제1,2입자여과기(60)(70)와 8개의 자동밸브(V1~V8)로 구성된 자동입자여과시스템을 통과시켜 2차로 저비중이물질을 여과하되 자동제어에 의해 2대의 제1,2입자여과기(60)(70)가 여과와 여과물질배출을 교대반복적으로 실행하여 열교환기폐수통로막힘없이 연속적으로 폐수열회수가 이루어지도록 하는데, 원심력여과기(50)에서 여과된 1차 여과온폐수는 자동제어에 의해 2대의 제1,2입자여과기(60)(70)중 1대의 입자여과기로 인입되어 2차 여과되어 여과된 2차 여과온폐수는 열교환기로 인입되어 저온청수와 열교환에 의해 저온폐수상태로 배출되어 폐수여과를 실행하지 않고 있는 1대의 입자여과기하부로 인입하여 상부로 역쇄하면서 상부로 배출되어 하수구나 폐수처리설비로 방출되고 열교환기(30)에서 온폐수와 열교환되어 온수화된 승온청수는 온수탱크(100)나 온수사용처로 이송된다.

여과를 실행하고 있는 1개의 입자여과기에 이물질이 쌓여 여과한계능력에 도달하면 폐수압력센서의 압력신호나 여과물질방출주기(시간)가 입력된 자동제어반(200)의 자동제어에 의해 원심력여과기(50)에서 배출되는 1차 여과온폐수는 여과한계능력에 도달한 입자여과기와 반대의 입자여과기로서 오염폐수가 통과하지 않아 초기여과능력을 확보하고 있는 1개 입자여과기로 인입하여 여과되며 여과된 2차 여과온폐수는 열교환기(30)로 인입되어 저온청수와 열교환에 의해 저온폐수상태로 배출되어 여과물질이 쌓여 여과한계능력에 도달한 1대의 입자여과기하부로 인입하여 상부로 역쇄하면서 저온폐수유속에 의해 여과된 여과물질과 함께 폐수배출구(80)나 폐수처리설비로 방출되고 열교환기(30)에서 온폐수와 열교환되어 온수화된 승온청 수는 온수탱크(100)나 온수사용처로 이송되는데, 상기 설명에서 1차 여과온폐수가 인입되어 여과를 실행하고 있는 입자여과기에 이물질이 쌓여 여과한계능력에 도달하면 자동제어에 의해 폐수가 역쇄하여 여과물질방출이 완료되어 초기여과능력으로 재생된 입자여과기로 1차 여과온폐수가 인입되어 여과가 실행되며 여과된 2차여과온폐수는 열교환기(30)에서 저온청수와 열교환되어 저온폐수형태로 이물질이 쌓여 여과한계능력에 도달한 입자여과기하부로 인입하여 상부로 역쇄하면서 여과된 여과물질을 외부방출하여 여과한계능력에 도달한 입자여과기를 여과기초기상태로 재생시키는 것을 자동제어에 의해 교대반복적으로 실행하여 열교환기폐수통로막힘없이 열교환기(30)에서 연속적으로 온폐수와 저온폐수의 열교환이 고효율로 이루어 지도록 되어 있어,

그 동안 온폐수에 포함된 고,저비중 비용해성이물질이 폐수열회수설비의 열교환기폐수통로를 막아 열교환기의 열교환효율을 저하시키거나 사용을 불가능하게 하는 문제점을 온폐수에 포함된 비용해성이물질의 비중특성을 이용하여 비용해성이물질을 고비중이물질여과와 저비중이물질여과를 분리하여 여과하되,

고비중이물질은 폐수이송펌프(40)의 폐수압송에 의해 발생되는 폐수유속을 이용해 원심력여과기(50)내부에서 폐수를 빠르게 회전토록 하여 원심력과 물질관성을 이용해 고비중이물질을 1차 여과하고 저비중이물질은 2대의 제1,2입자여과기(60)(70)를 사용하여 2대의 제1,2입자여과기(60)(70)가 여과와 여과물질방출이 자동제어에 의해 서로 반복교대하여 실행되므로서 저비중이물질여과가 연속적으로 이루어 지도록 하여 온폐수에 포함된 고,저비중 비용해성이물질에 의해 열교환기폐 수통로가 막히는 문제점을 원천 해결하였으며, 일반적으로 저비중이물질(부유물질)의 오염농도가 매우 낮은 장소(실내수영장, 목욕탕 등)에서 사용되는 샌드여과기(SAND FILTER)에는 모래(SAND)를 여과재로 사용하고 있으나 모래(SAND)는 금속에 비해 비교적 비중이 낮아 여과물질방출을 위한 역쇄시 역쇄유속이 일정이상이면 역쇄수와 함께 샌드여과기외부로 배출될 수 있어 원통형구조인 샌드여과기의 원통지름을 크게 하여 역쇄유속을 감소시키므로 대부분의 샌드여과기는 외형이 매우 크게 되어 있으나, 본 발명에 있어 사용하는 입자여과기(PARTICLE FILTER)는 여과재를 모래에 비해 비중이 높고 크기와 형태가공이 용이한 금속재료(스테인레스, 철 등)로 사용하고 여과재의 형태는 원구형(볼베어링-Ball Bearing)을 일반적으로 사용하나 열교환기의 폐수통로구경에 따라 금속여과재의 크기와 형태를 변경하여 사용하는데, 폐수통로가 좁게 구성되어 있는 고효율열교환기를 사용하는 경우에는 미세이물질의 여과가 가능하도록 소형화된 금속여과재를 사용하여 미세이물질이 여과된 양질의 온폐수가 열교환기에 인입하여 통과하므로서, 부피가 적고 제작원가가 저렴하면서 열교환효율이 높으나 폐수통로가 협소하여 온폐수의 이물질에 의한 폐수통로막힘으로 사용할 수 없던 고효율열교환기(판형열교환기,소구경Shell&Tube열교환기 등)를 사용한 폐수열회수설비제작이 가능해지므로서 좁은 공간에 설치가 가능하고 제작원가가 저렴하며 여과물질청소가 필요 없고 열교환기막힘없이 연속적으로 폐수열을 고효율로 회수하는 것이 가능할 뿐만 아니라,

일반적으로 사용하고 있는 샌드여과기는 비용해성이물질만을 여과할 수 있으며 비용해성이물질을 여과하기 위해 샌드여과기에 충진되는 여과재(자잘,모래)는 샌드여과기내부 몸통에 고정된 스텐망이나 타공판으로 구성된 여과재이탈방지망(판)위에 거치되고 여과하고자 하는 오염수는 샌드여과기상부로 인입하여 하부로 이동하면서 여과재(자잘,모래)상부에 이물질은 여과되고 여과된 여과수만 샌드여과기하부로 배출하도록 되어 있고 여과재(자잘,모래)상부에 여과된 이물질의 배출은 샌드여과기의 가동을 중지하고 샌드여과기하부로 청수(수도물,공업용수,지하수)를 인입하여 여과때의 물흐름과 반대로 상부로 역쇄하면서 샌드여과기몸통에 고정된 스텐망이나 타공판의 구멍과 스텐망이나 타공판상부에 거치된 여과재(자잘,모래)를 통과면서 역쇄수유속에 의해 저비중이물질을 샌드여과기상부로 배출하며 비중이 무거운 여과재(자잘,모래)는 역쇄수유속에 의해 뒤집힘현상은 발생하나 샌드여과기상부로 배출되지 않아 여과물질이 배출된 샌드여과기는 다시 여과능력이 재생되는데,

샌드여과기(SAND FILTER)나 입자여과기(PARTICLE FILTER)의 여과물질 배출주기는 여과하고자 하는 오염수의 오염농도가 높을 수록 여과물질량이 증가하여 배출주기가 짧아져 역쇄회수가 증가하므로서 대량의 역쇄수가 소비되어 샌드여과기(SAND)의 여과물질을 배출을 위해 사용되는 역쇄수를 고가(高價)의 청수(수도물,공업용수,지하수)로 사용해야 하는 이유는 이물질이 포함된 역쇄수를 사용할 경우에 역쇄수가 처음 통과하는 여과재이탈방지망(판)의 구멍이 역쇄수에 포함된 이물질에 의해 막히게 되면 샌드여과기의 구멍을 막고 있는 이물질제거가 극히 어려워 샌드여과기사용이 불가능상태로 되는 것을 방지하기 위하여 고가(高價)의 청수(수도물,공업용수,지하수)를 역쇄수로 사용하는 것이며 오염농도가 높은 공장이나 건물의 온폐수열을 회수하여 재사용하는 폐수열회수설비에 샌드여과기를 사용할 경우 에는 여과물질량이 과다하여 여과물질배출주기가 매우 빨리 형성되어 역쇄수로 사용되는 고가(高價)의 청수(수도물,공업용수,지하수)가 대량으로 소비되어 폐수열회수설비가동비용이 크게 증가하므로서 폐수열회수설비의 경제성이 떨어져 이전의 폐수열회수설비에서는 여과효율이 월등한 샌드여과기를 사용하지 못하였으나,

본 발명은 상기와 같이 오염농도가 높은 폐수를 여과하기 위해서 빠른 주기의 역쇄에 의해 고가(高價)의 청수(수도물,공업용수,지하수)가 대량으로 소비되는 것을 해결하기 위하여 입자여과기(PARTICLE FILTER)의 역쇄에 사용하는 역쇄수를 열교환기에서 열교환에 의해 저온청수에 열이 전달되고 배출되는 폐기성 저온폐수를 사용하므로서 여과물질배출을 위한 역쇄에 비용이 전혀 발생하지 않아 경제성이 매우 높은 폐수열회수를 가능하도록 하였고, 입자여과기의 핵심구성품인 여과재를 모래보다 훨씬 비중이 무겁고 가공성이 우수한 금속재료를 사용하여 일정이상의 역쇄유속에도 여과재가 여과물질과 함께 여과재외부로 이탈되지 않아 입자여과기부피를 최소화하여 부피가 적은 고효율열교환기와 함께 사용하므로서 폐수열회수설비의 설치공간을 최소화하여 설치편의성이 대폭 증진되었으며, 여과재외형이 원구형(Ball Bearing type)으로 되어 있어 여과재를 통과하는 폐수유체저항을 감소시켜 폐수이송펌프의 전력소비량을 감소시키고, 원구형(Ball Bearing type)여과재에 여과된 여과물질은 원구형(圓球形)여과재의 구조특성상 여과재로 부터 쉽게 분리 이탈되어 입자여과재에 여과된 여과물질의 확실한 배출에 의해 입자여과기가 지속적으로 초기여과능력을 유지하도록 되어 있어 폐수열회수상태도 초기상태가 지속적으로 유지되어 그물망여과기와 같이 시간이 경과하면 폐수통과수량 감소에 따른 열교 환량감소로 폐수열회수설비의 경제성이 감소되던 문제가 해결되어 폐수열회수설비가동에 따른 경제성이 높아지고,

자동입자여과시스템의 문제가 발생하면 폐수이송펌프(40)에 의해 폐수열회수설비에 압송되는 폐수압력이 정상운전압력에서 고압력으로 상승하는데 폐수압력을 감지하는 압력센서(S2)가 고압력신호를 자동제어반(200)에 송신하면 자동제어반(200)에 입력된 프로그램에 의해 자동으로 경보가 발생하고 폐수열회수설비가 자동으로 정지되어 설비의 파손 없이 즉시 수리가 가능하도록 되어 있고 폐수이송펌프(40)의 고장이나 노후 등에 의해 폐수이송펌프(40)의 이송량이 감소하면 폐수열회수설비에 압송되는 폐수압력이 정상운전압력에서 저압력으로 강하하는데 폐수압력을 감지하는 압력센서(S2)가 저압력신호를 자동제어반(200)에 송신하면 자동제어반(200)에 입력된 프로그램에 의해 자동으로 경보가 발생하고 폐수열회수설비가 자동으로 정지되어 폐수이송량감소에 의한 폐수유속저하로 발생되는 원심력여과기(50)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과와 여과물질배출불능상태에 의해 제1,2입자여과기(60)(70)의 입자여과재(64)(74)가 폐색되는 상황을 방지하도록 되어 있어 효율적이고 편리한 폐수열회수설비관리가 가능하여 설비운영에 별도 관리인력이 필요없는 폐수열회수설비로서,

고비중이물질의 여과능력이 탁월하고 자동제어에 의해 여과물질방출이 실행되는 원심력여과기(50)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 핵심구성품인 입자여과재(64)(74)를 고비중 금속재질의 소구경(小救徑) 원구형(圓球形)여과재를 사용하여 저비중 미세이물질의 정밀여과가 가능한 자동입자여과시스템에 의해 온폐 수에 포함된 이물질을 정밀 여과하여 정밀 여과된 여과온폐수를 열교환기(30)에 인입하여 통과시킬 수 있어 폐수통로가 매우 협소한 고효율열교환기를 사용한 폐수열회수설비제작이 가능하여 동일 열교환용량의 폐수열회수설비제작시 설비부피가 극적으로 축소되어 설치공간이 축소되며 설비제작비용이 절감되고 고효율열교환기사용으로 열교환효율이 증대되어 연료절감량이 상승할 뿐만 아니라, 2대의 고효율 입자여과기의 여과물질배출을 위해 사용하는 역쇄수는 일반적으로 고가(高價)의 청수(수도물,공업용수,지하수)를 사용하고 있으나 본 발명에 있어 입자여과기에 사용하는 역쇄수는 폐수열회수설비 자체에서 여과되어 열교환기를 통해 배출된 폐기성 저온폐수를 사용하도록 하여 입자여과기를 고농도의 폐수여과에 사용할 때 발생하는 고액의 역쇄용 청수비용이 절감되고 입자여과기의 핵심구성품인 여과재를 고비중 금속재질의 소구경(小救徑) 원구형(圓球形)여과재를 사용하여 저비중 미세이물질의 정밀여과가 가능하여 온폐수를 정밀여과하여 열교환기로 인입시키므로서 열교환기를 통과하는 폐수의 이물질농도가 극히 낮아 열교환기폐수통로의 오염(scale)에 의한 열교환율저하를 방지하여 지속적인 효율로 열교환이 가능해 폐수열회수효율이 극대화된 폐수열회수장치를 제공할 수 있게 되어 고효율폐수열회수에 의해 에너지비용 절감을 극대화하고 에너지사용감소에 의한 이산화탄소 등 대기오염물질감소로 지구환경을 보호하며 방류폐수온도를 저하시켜 생태계를 보호한다.

도 1은 종래의 폐수열회수설비의 배관 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 폐수열회수설비의 배관 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 제1입자여과기 여과실행 및 제2입자여과기 여과물질배출도.

도 4는 본 발명에 따른 제2입자여과기 여과실행 및 제1입자여과기 여과물질배출도.

도 5는 본 발명에 따른 원심력여과기 상세도.

도 6은 본 발명에 따른 제1,2입자여과기 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 폐수집수조 20 : 청수탱크

30 : 열교환기 40 : 폐수이송펌프

50 : 원심력여과기 60 : 제1입자여과기

70 : 제2입자여과기 80 : 폐수배출구

90 : 청수이송펌프 100 : 온수탱크

200 : 자동제어반 S1 : 압력표시계

S2 : 압력센서

Claims

고온의 폐수가 저장된 폐수집수조(10); 저온의 청수가 저장된 청수탱크(20); 고온의 폐수와 저온의 청수를 열교환시키는 열교환기(30); 폐수집수조(10)에 저장된 고온의 폐수를 열교환기(30)의 폐수입구(31)로 이송시키는 폐수이송펌프(40); 폐수이송펌프(40)와 열교환기(30)의 폐수입구(31) 사이에 설치되는 원심력여과기(50); 원심력여과기(50)와 이송펌프(40) 사이에 설치되는 압력표시계(S1)와 압력센서(S2); 원심력여과기(50)와 열교환기(30)의 폐수입구(31) 사이에 병렬로 설치되는 제1입자여과기(60) 및 제2입자여과기(70); 열교환기(30)의 폐수출구(32)에 연결되는 폐수배출구(80), 저온의 청수를 열교환기(30)의 청수입구(33)로 이송시키는 청수이송펌프(90); 열교환기(30)의 청수출구(34)에 연결되는 온수탱크(100); 압력센서(S2)의 신호를 수신하여 원심력여과기(50)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 여과물방출을 제어하는 자동제어반(200)을 포함하는 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비.
제 1 항에 있어서, 상기 원심력여과기(50)의 여과물배출구(53)에는 폐수배출구(80)에 연결되는 자동밸브(V9)가 설치되고, 상기 원심력여과기(50)의 폐수출구(52)와 제1,2입자여과기(60)(70)의 폐수입구(61)(71) 및 폐수배출구(80) 사이에는 병렬로 연결된 자동밸브(V3)(V2),자동밸브(V4)(V1)가 설치되고, 상기 제1,2입자여과기(60)(70)의 폐수출구(62)(72)와 열교환기(30)의 폐수입,출구(31)(32) 사이에 는 병렬로 연결된 자동밸브(V7)(V6),자동밸브(V8)(V5)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동입자여과시스템이 구현된 폐수열회수설비.
제 1 항에 있어서, 상기 제1,2입자여과기(60)(70)의 내부에는 입자여과기이탈방지판(63)(73)이 각각 고정되고, 상기 입자여과기이탈방지판(63)(73)의 상부에는 입자여과재(64)(74)가 각각 충진된 것을 특징으로 하는 3단여과시스템이 구현된 폐수열회수설비.