KR101004578B1

KR101004578B1 - 수처리용 여과망 유닛

Info

Publication number: KR101004578B1
Application number: KR1020100049837A
Authority: KR
Inventors: 전양근; 고인범; 송종민; 신정필; 류재명; 윤성동; 강원구
Original assignee: 주식회사 환경시설관리공사
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2010-12-30

Abstract

본 발명은 수처리용 여과망 유닛에 관한 것으로, 이를 더욱 상세히 설명하면 고밀도의 여과망을 사용함으로서 부유물질 제거효율 및 내구성이 우수함은 물론 여과망을 구성함에 있어 고밀도막에 지지막을 부착하여 내구성을 더욱 강화시키거나 융사막을 부착하여 여과효율을 더욱 강화시키며 디스크 필터장치에 장착 시 수밀한 구조가 제시되는 수처리용 여과망 유닛에 관한 것이다.

Description

수처리용 여과망 유닛{A Fillter Unit}

일반적으로 디스크 필터장치(disc filter)는 하수종말처리장, 오수처리장 등의 오.폐수를 정화하는데 사용되는 여과장치로서, 그 구성은 도 1에서 보는 바와 같이 외부프레임(도면에 도시된 바 없음)에 회전 가능하게 지지된 채 축방향으로 오.폐수가 유입되어 그 표면에 관통공(11)이 형성되어 상기 관통공(11)을 통해 오.폐수가 배출되는 원통형의 드럼(10)과, 상기 드럼(10)의 외주상에 방사형으로 고정 설치되는 다수의 세그먼트(20)와 상기 세그먼트(20)의 끼움테두리(21)에 착탈 가능하게 결합되어 상기 드럼(10)으로부터 배출되는 오.폐수를 여과하는 종전의 여과망 유닛(도면에 도시되지 않음.)으로 구성되며, 또한 유닛 사이에 설치되어 유닛의 여과망에 침적된 이물질을 분리하기 위한 세척장치(도면에 도시된 바 없음)로 구성된다.

종전의 여과망 유닛은 도면에 도시된 바는 없으나 외형이 대략 사다리꼴 형태로 되고 중공이 형성되는 여과망틀과 이에 부착되는 여과망 그리고 상기 여과망틀의 테두리에 끼움결합 되는 수밀링으로 구성된다.

여기서 종래의 여과망의 경우는 일반적으로 모노 필라멘트 20데니어를 기준으로 경.위사의 밀도가 약 400 내지 500본/in로 구성되는 바, 여과 및 역세의 반복적 사용에 기해 내구성이 저하되어 특히 역세 시 찢김현상이 발생하게 되는 문제가 있었다.

또한 상기 여과망 유닛을 상기 세그먼트(20)에 장착 시 상기 끼움테두리(21)와의 수밀이 부실하여 여과되지 않은 오.폐수가 누수되는 문제가 있으며, 여과되지 않은 오.폐수가 여과수와 섞이게 되므로 여과효율을 저하시키는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 여과효율이 우수하면서도 내구성이 강하여 찢김이 발생하지 않고, 수밀한 장착이 가능한 수처리용 여과망 유닛을 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은, 중공이 형성되는 여과망틀과;상기 여과망틀에 부착되는 20데니어 기준 경사.위사 밀도가 770 내지 1000본/in이고 경사 및 위사에 의한 기공이 10 내지 20㎛인 고밀도막을 포함하는 여과망과; 상기 여과망틀의 테두리에 끼움결합 되는 수밀링;으로 구성됨을 특징으로 하는 수처리용 여과망 유닛을 제시한다.

또한, 본 발명에서는 상기 여과망에 있어 상기 고밀도막의 일면에 상기 고밀도막보다 경사.위사 밀도가 작은 지지막이 더 부착됨으로써 여과망 자체의 강도를 보강한다.

더욱 바람직하게는 상기 여과망을 2중으로 구성함에 있어 상기 고밀도막은 폴리에스테르로 구성되며, 상기 지지막은 폴리아라미드, 폴리에틸렌, 탄소섬유 중 하나로 구성되어 상기 지지막의 강도보강 기능을 더욱 강화시키는 것이 바람직하다.

한편 본 발명에서는 상기 여과망에 있어 상기 고밀도막의 일면에 복수의 섬유가 돌출된 융사막이 하나 이상 부착되도록 하여 와류 발생 및 여과가 더욱 효율적으로 진행되도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 수밀링의 상부틀에는 그 외측에 상기 상부틀과 평행하게 하나 이상의 돌출테두리가 구성되도록 하고, 그 형상에 있어서도 상기 돌출테두리는 상방향으로 경사구배가 형성되도록 하여 본 유닛이 디스크 필터장치에 장착시 수밀성을 향상시키도록 함이 타당하다.

또한, 본 발명에 있어 고밀도막과 지지막이 부착된 여과망을 사용하는 경우 여과방향으로 지지막과 고밀도막이 순서대로 위치하도록 상기 여과망틀에 상기 고밀도막이 부착되고, 상기 고밀도막의 외측에 상기 지지막이 부착됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어 고밀도막과 융사막이 부착된 여과망을 사용하는 경우 여과방향으로 융사막과 고밀도막이 순서대로 위치하도록 상기 여과망틀에 상기 고밀도막이 부착되고, 상기 고밀도막의 외측에 상기 융사막이 부착되되, 돌출된 섬유가 상기 고밀도막을 향하도록 부착됨을 특징으로 한다.

본 발명인 수처리용 여과망 유닛은 고밀도의 여과망을 사용함으로서 부유물질 제거효율이 우수하고, 내구성이 강화되어 역세시 찢김이 방지될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명인 수처리용 여과망 유닛은 고밀도막에 지지막을 부착하여 내구성을 더욱 견고히 하거나 고밀도막에 융사막을 부착하여 여과성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명인 수처리용 여과망 유닛은 디스크 필터장치에 장착시 수밀한 구조가 제시되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명인 수처리용 여과망 유닛이 사용상태도를 나타내는 것이며,
도 2는 본 발명인 수처리용 여과망 유닛의 기본 예를 나타내는 분해사시도이고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명인 수처리용 여과망 유닛의 일 구성인 여과망의 실시 예를 나타내는 사시도이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명인 수처리용 여과망 유닛의 일 구성인 수밀링에 있어 일 실시 예의 작동상태도이고,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 작동상태도이고,
도 6은 3가지 타입의 고밀도막을 나타내는 사진이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.

이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명인 수처리용 여과망 유닛이 사용상태도를 나타내는 것이며, 도 2는 본 발명인 수처리용 여과망 유닛의 기본 예를 나타내는 분해사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명인 수처리용 여과망 유닛의 일 구성인 여과망의 실시 예를 나타내는 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명인 수처리용 여과망 유닛의 일 구성인 수밀링에 있어 일 실시 예의 작동상태도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 작동상태도이다.

본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)은 다양하게 사용될 수 있으나, 특히 도 1에서 보는 디스크 필터장치에 주로 사용된다. 상기 디스크 필터장치는 도 1에서 보는 바와 같이 중공의 형상으로 다수의 관통공(11)이 형성된 드럼(10)과, 상기 드럼(10) 외주연에서 방사형으로 부착되는 단위 세그먼트(20)가 구성되며, 상기 단위 세그먼트(20)에는 각각 양측에 끼움테두리(21)가 구성되는 바, 상기 끼움테두리(21)에 본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)이 끼움결합 되어 드럼(10)을 통해 유입되는 오.폐수가 각각의 관통공(11)과 연통하는 단위 세그먼트(20) 내부로 유입되고, 유입된 오.폐수가 상기 끼움테두리(21)에 결합된 수처리용 여과망 유닛(100)을 통과하면서 여과가 되도록 하는 것이다.

본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)의 기본 예는 도 2에 도시된 바와 같이 중공이 형성되는 여과망틀(110)과, 여과망(120)과, 상기 여과망틀(110)의 테두리에 끼움결합 되는 수밀링(130)으로 구성된다.

상기 여과망틀(110)은 그 형상에 한정은 없으나, 도 1의 기존의 디스크 필터장치에 사용이 용이하도록 하기 위해 역사다리꼴 형상으로 구성되는 것으로 그 재질에도 한정이 없다.

상기 여과망틀(110)의 일면에 부착되어 상기 여과망틀(110)의 중공을 메우는 구성으로 여과망(120)은 도 1의 기본 예에서 보는 바와 같이 고밀도막(121)을 포함하는 바, 상기 고밀도막(121)은 하기 표 1에서 보는 바와 같이 원사를 사용하여 직조하였으며, 모노 필라멘트 20데니어 기준 경사.위사 밀도가 770 내지 1000본/in이고 경사 및 위사에 의한 기공이 10 내지 20㎛인 것을 특징으로 한다. 이러한 고밀도막은 1,700㎥/㎡·day이상의 투과율을 가지며 고형물질을 제거하여 처리수중의 고형물질 함량이 3mg/ℓ이하로 배출되는 것을 특징으로 하며 도 6에 도시된 바와 같이 3가지 타입의 고밀도막(121)을 나타내었다.

- 직조에 사용한 원사물성

시료명	섬도	강도	신도	균제도	비수
SD 200/10	193.84	5.07	26.04	1.15	7.93
SD 20/1	20.11	4.93	24.02		6.82

이러한 고밀도막(121)을 가지고 투과율 및 고형물 제거율 실험을 하였는 바, 일반적인 투과도 측정 및 SS제거측정용 장치를 이용하였으며 장치의 운전은 투과압력은 0.2bar, 유속은 1ℓ/min의 조건으로 초기 안정화를 위해 2분 동안 투과테스트 셀을 통해 처리되어 나오는 처리수는 버리고, 10분 동안 처리되어 나오는 처리수를 채수통에 취하여 전,후 무게차를 계산하여 고밀도막 투과량를 측정하여 투과율을 산정하였다. 상기와 같은 방법으로 세 가지 타입의 고밀도막의 고형물 제거율 및 투과율을 측정하였다.

- 고밀도 여과막의 고형물제거율 및 투과율

Type	유입SS (㎎/ℓ)	처리SS (㎎/ℓ)	Flux
Type	유입SS (㎎/ℓ)	처리SS (㎎/ℓ)	㎥/㎡·day	L/㎡·hr
A	7	2.5	1,774	73,965
B	8	2.8	1,741	72,572
C	7	2.6	1,762	73,416

상기에서 기 언급한 바와 같이 종래에 사용되는 여과망의 경우 20데니어 기준으로 경사.위사 밀도가 400 내지 500본/in인 것을 감안하면 본 발명의 일 구성인 고밀도막(121)은 경사.위사 밀도가 고밀도로 구성이 되어 부유물질 제거성능이 우수하게 되는 것이며, 고밀도에 기해 그 내구성이 우수하게 되는 것이다.

특히 본 발명에서는 여과망(120)의 실시 예로서 고밀도막(121)에 지지막(122)이 구성된 실시 예와 고밀도막(121)에 융사막(123)이 구성된 실시 예가 제시되는 바, 이렇게 여과망(120)을 2중의 막으로 구성함에 의해 내구성을 보강하거나 여과효율을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

우선 도 3a에 도시된 여과망(120a)은 상기 고밀도막(121)의 일면에 상기 고밀도막(121)보다 경사.위사 밀도가 작은 지지막(122)이 더 부착됨을 특징으로 한다.

이와 같이 고밀도막(121)에 경사.위사 밀도가 작은 지지막(122)을 더 구성함에 의해 고밀도막(121)의 내구성이 보강이 되는 것이며, 고밀도막(121)보다 경사.위사 밀도가 작게 구성됨으로서 고밀도막(121)의 오.폐수 처리수량을 저하시키지 않도록 하는 것이다.

즉 고밀도막(121)보다 경사.위사의 기공이 큰 지지막(122)을 덧댐으로서 고밀도막(121)의 처리수량을 저하시키지 않으면서도 그 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

더욱 바람직하게는 상기 고밀도막(121)은 폴리에스테르로 구성하여 여과기능에 주를 두게 하고, 상기 지지막(122)은 고 인장강도의 폴리아라미드, 폴리에틸렌, 탄소섬유 중 하나로 구성하여 지지막(122) 자체의 밀도를 저밀도로 함에도 불구하고 수처리용 고강도 여과망(120a)의 기계적 물성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 도 3b에서 보는 바와 같이 본 발명에서는 다른 실시 예로서 여과망(120b)이 제시된다.

상기 여과망(120b)은 상기 고밀도막(121)의 일면에 복수의 섬유(123-1)가 돌출된 융사막(123)이 하나 이상 부착되는 것으로, 더욱 상세히 설명하면 상기 고밀도막(121)의 도면상 너비방향으로 상기 고밀도막(121)의 너비와 같은 융사막(123)이 그 상단부만 상기 고밀도막(121)에 부착이 되며 상기 융사막(123)의 섬유(123-1)가 상기 고밀도막(121) 방향으로 향하도록 하는 것이다.

이렇게 함으로서 오.폐수가 상기 고밀도막(121)과 상기 융사막(123) 사이에서 와류가 형성되도록 하여 고밀도막(121)에 의한 여과는 물론 와류에 의해 상기 융사막(123)의 섬유(123-1)에 의해 오.폐수가 여과가 되도록 하는 것이고, 반대로 역세시는 고밀도막(121)을 통과한 역세수가 상기 융사막(123)에 형성된 섬유(123-1)의 이물질도 털어낼 수 있도록 하는 것이다. 즉 고밀도막(121)과 더불어 상기 융사막(123)에 기해 오.폐수에 와류가 발생하도록 함과 동시에 여과가 되도록 함으로서 그 여과효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

더욱 바람직하게는 상기 섬유(123-1)는 공기교락 시킴에 상기 섬유(123-1)를 구성하는 섬유사 간에 다수의 루프(R)를 형성하게 함이 타당하다. 이렇게 상기 섬유(123-1)에 루프가 형성되도록 하여 오.폐수의 이물질이 상기 섬유(123-1) 사이는 물론 섬유(123-1) 자체의 섬유사 간 루프에도 걸릴 수 있게 함으로서 상기 융사막(123)의 여과효율을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

여기서 "공기교락" 이라함은 도면에 도시된 바는 없으나 공기교락장치 내에 섬유모체를 공급하여 고압의 공기를 분사함에 의해 섬유(123-1)를 구성하는 섬유사 간을 교락시키는 것을 말한다.

상기에서 본 바와 같이 본 발명의 일 실시 예로서 여과망(120a)은 오.폐수 처리용량이 많은 경우 처리효율을 유지하면서 그 처리용량의 과다로 인해 저하될 수 있는 여과망의 내구성을 보강시키기 위한 것이며, 다른 실시 예인 여과망(120b)은 그 처리용량이 비교적 적으면서 그 처리효율을 증대시키 위한 경우에 적합한 것으로 양 실시 예는 현장여건에 따라 선택적으로 채택할 수 있는 것이다.

한편 본 발명의 일 구성인 수밀링(130)은 그 내주연에 요홈이 형성되어 상기 여과망틀(110)의 테두리에 끼움결합 되는 구성으로 상기 세그먼트(20)의 끼움테두리(21)에서 세그먼트(20) 내.외부 간의 누수를 차단하기 위한 구성에 해당한다. 상기 수밀링(130)은 고무, 실리콘 등 수밀, 탄성재질을 사용하는 것이 타당하다.

특히 본 발명에서는 상기 수밀링(130)의 일 실시 예가 제시되는 바, 도 4a 및 도 4b에서 그 작동예가 도시된다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 수밀링(130)은 상기 수밀링의 상부틀에 그 외측(양측)에 상기 상부틀과 평행하게 하나 이상의 돌출테두리(131)가 구성되도록 하며 그 형상에 있어서도 상기 돌출테두리(131)는 상방향으로 경사구배가 형성되도록 하는 예가 제시된다.

이와 같이 상기 수밀링(130)의 상부틀에 돌출테두리(131)를 구성하는 것은 종래의 디스크 필터장치에 본 발명의 유닛을 장착함에 있어 상기 세그먼트(20)의 끼움테두리(21) 상부가 개구되고 처리할 오.폐수가 상방향으로 유동함으로서 그 수밀성이 취약할 수 있는 바, 상기 돌출테두리(131)가 도 4b에서 보는 바와 같이 양측에서 상기 끼움데두리(22) 및 상기 세그먼트(20)를 가압하여 그 수밀성을 증대시키면서 본 발명의 유닛이 상기 세그먼트(20)에서 견고하게 장착이 될 수 있도록 하는 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)이 디스크 필터장치에서 작동상태를 각각의 실시 예를 나누어 설명한다.

우선 도 5a는 여과망(120a)을 사용한 작동상태로서 이 경우 여과방향(W1)으로 지지막(122)과 고밀도막(121)이 순서대로 위치하도록 본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)을 각각의 세그먼트(20)의 끼움테두리(21)에 장착하는 것이 타당하다.

즉 도 5a에서 보는 바와 같이 상기 여과망틀(110)에 상기 고밀도막(121)이 부착되고, 상기 고밀도막(121)의 외측에 상기 지지막(122)이 부착되도록 하는 것이다. 이렇게 본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)을 디스크 필터장치에 장착하는 것은 오.폐수 여과 시 밀도가 작은 지지막(122)을 용이하게 오.폐수가 통과하면서 고밀도막(121)에 의해 여과가 되도록 하여 그 오.폐수 처리용량의 저하를 방지하게 되는 것이며, 역세시 역세방향(W2)으로 역세수가 유입됨으로서 고밀도막(121)이 밀리는 것을 상기 지지막(122)이 지지하게 되어 그 내구성이 보강되는 것이다.

한편 도 5b는 여과망(120b)을 사용한 작동상태로서 이 경우 여과방향(W1)으로 융사막(123)과 고밀도막(121)이 순서대로 위치하도록 본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)을 각각 세그먼트(20)의 끼움테두리(21)에 장착하는 것이 타당하다.

즉 도 5b에서 보는 바와 같이 상기 여과망틀(110)에 상기 고밀도막(121)이 부착되고, 상기 고밀도막(121)의 외측에 상기 융사막(123)이 부착되되, 돌출된 섬유(123-1)가 상기 고밀도막(121)을 향하도록 부착되는 것이다.

이렇게 본 발명의 수처리용 여과망 유닛(100)을 디스크 필터장치에 장착하는 것은 오.폐수 여과 시 오.폐수가 세그멘트(20) 내부에서 상방향으로 유동하면서 상기 융사막(123)의 하부가 상기 고밀도막(121)으로부터 유격이 생기도록 하며 이러한 고밀도막(121)과 상기 융사막(123)에 의해 생긴 공간에서 오.폐수가 와류가 되면서 고밀도막(121)으로 여과는 물론 상기 융사막(123)의 섬유(123-1)에 의해 이물질이 걸러지도록 되어 오.폐수는 2중으로 여과가 가능하게 되는 것이며, 와류에 의해 충분한 체류시간을 확보하여 여과효율을 증대시킬 수 있는 것이다. 또한, 역세시 역세방향(W2)으로 역세수가 유입됨으로서 고밀도막(121)을 청소하고, 역세수에 의해 상기 융사막(123)의 하부가 상기 고밀도막(121)으로부터 유격이 생기게 됨과 동시에 역세수가 융사막(123)의 섬유(123-1)를 청소하고 이러한 이물질이 혼합된 역세수가 세그먼트(20) 하방향으로 유동되도록 하는 것이다.

11 : 관통공 10 : 드럼
20 : 세그먼트 21 : 끼움테두리
100 : 수처리용 여과망 유닛
110 : 여과망틀 120 : 여과망
130 : 수밀링

Claims

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중공이 형성되는 여과망틀과;
상기 여과망틀에 부착되는 모노 필라멘트 20데니어 기준 경사.위사 밀도가 770 내지 1000본/in이고 경사 및 위사에 의한 기공이 10 내지 20㎛인 고밀도막을 포함하는 여과망과;
상기 여과망틀의 테두리에 끼움결합 되는 수밀링;으로 구성되되,
상기 여과망에는 상기 고밀도막의 일면에 복수의 섬유가 돌출된 융사막이 하나 이상 부착됨을 특징으로 하는 수처리용 여과망 유닛.
제 3항에 있어서,
상기 섬유는 공기교락에 의해 루프가 형성됨을 특징으로 하는 수처리용 여과망 유닛.
삭제
제 3항에 있어서,
상기 수밀링의 상부틀에는 그 외측에 상기 상부틀과 평행하게 하나 이상의 돌출테두리가 구성됨을 특징으로 하는 수처리용 여과망 유닛.
제 6항에 있어서
상기 돌출테두리는 상방향으로 경사구배가 형성됨을 특징으로 하는 수처리용 여과망 유닛.
삭제
제 3항에 있어서,
상기 여과망틀에 상기 고밀도막이 부착되고, 상기 고밀도막의 외측에 상기 융사막이 부착되되, 돌출된 섬유가 상기 고밀도막을 향하도록 부착됨을 특징으로 하는 수처리용 여과망 유닛.