KR101050182B1 - 직물 매체 여과 시스템 - Google Patents

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데이비드 스미스
유진 오우 버그만
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아쿠아-에어로빅 시스템즈, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 여과된 유입류용 방출 플레넘을 형성하는 고정식 직물 필터 매체 지지 구조체에 지지된 직물 필터 미체를 포함하는 물 및 폐수 처리 장치에 관한 것이다.

Description

직물 매체 여과 시스템{STATIONARY CLOTH MEDIA FILTRATION}
본 발명은 전반적으로 물 및 폐수 처리 프로세스 및 장치에 관한 것이다. 더 자세하게는, 본 발명은 여과된 유입류를 방출하기 위한 방출 플레넘을 형성하는 직물 매체 지지 구조체를 갖는 고정식 직물 매체 여과 시스템에 관한 것이다.
물 및 폐수 처리에 이용할 수 있는 다양한 직물 매체 여과 시스템이 있다. 그러나, 이들 시스템은 직물 필터 매체를 지지하는 회전 프레임 조립체를 구비하고/구비하거나 방출 배출물을 위한 개별적인 방출 채널을 필요로 한다.
예를 들어, 이용 가능한 디스크 여과 시스템은 일반적으로 유입구 및 유출구를 갖는 탱크와, 이 유입구와 유출구 사이에 위치한 회전 가능한 필터 프레임 조립체를 갖는다. 직물 필터 매체는 중앙의 튜브 파이브와 같은 회전 가능한 지지 구조체에 연결된 디스크형 프레임부에 걸쳐 전개된다. 여과 중에, 유입류는 탱크 내로 유입되고, 회전하는 직물 필터 매체 및 중공형의 디스크 프레임부를 통과하여 탱크 출구를 통해 방출하기 위한 중앙의 방출 튜브로 유입된다(예컨대, 미국 특허 제4,639,315호 참조). 직물 필터 매체는 디스크가 회전하고 있는 동안 역류 및/또는 고압 스프레이와 같은 다양한 과정에 의해 주기적으로 세정된다(예컨대, 미국 특허 제5,374,360호, 제5,876,612호 및 제6,090,298호 참조).
유사하게, 또 다른 직물 매체 여과 시스템은 일반적으로 드럼 여과로서 일컬어진다. 드럼 여과 시스템에서, 직물 필터 매체는, 디스크와 대비되는 바와 같이, 큰 드럼 모양을 형성하는 지지 프레임에 걸쳐 전개된다. 이 드럼은 중앙의 튜브 구조체에 부착되어, 회전 가능한 필터 프레임 조립체를 형성한다. 여과 중에, 유입류는 탱크 내로 유입되고, 회전하는 직물 필터 매체를 통과하며, 부유 고체가 이 직물에 침전된다. 여과된 유입류는 회전하는 필터 프레임 중앙 튜브를 통해 흐르게 되고, 탱크 출구를 통해 방출된다(예컨대, 미국 특허 제4,090,965호 참조). 디스크 여과와 유사하게, 직물 필터 매체는 역류 등에 의해 회전하는 중에 주기적으로 세정된다.
직물 매체 여과 분야에 있어서 더욱 최근의 개발은, 본 발명과 동일한 공동 발명자 중 몇몇에 의해 발명되고 아쿠아 에어로빅 시스템즈 인크사에 양도된 고정식 직물 매체 여과 시스템이다. 이러한 개발은 발명의 명칭이 "고정식 직물 매체 여과를 포함하는 물 및 폐수 처리를 위한 프로세스 및 장치"인 미국 특허 출원 제10/329,630호(2002년 12월 26일 출원)에 도시 및 설명되어 있다. 일반적으로, 이러한 시스템은 하나 이상의 별개의 밀봉된 방출 플레넘을 포함한다. 일련의 직물 필터 매체로 덮힌 필터 판은 방출 플레넘에 부착되며, 이 방출 플레넘과 유체 연통된다. 유입류는 유입 플레넘을 통해 여과 베이슨(basin) 내로 유입되고, 중공형의 직물 필터 매체로 덮힌 필터 판을 통해 지나간다. 그 후, 여과된 유입류는 방출 플레넘을 통해 방출된다. 직물 필터 매체는 일반적으로 브리지형의 이동 조립체 등을 사용하여 역류에 의해 주기적으로 세정된다.
전술한 시스템이 많은 응용 용례에서 효과적이긴 하지만, 여타의 용례에 대해서는 몇몇 고유한 제한이 있다. 예를 들어, 회전 디스크 및 드럼 직물 매체 여과 시스템은, 여과 및 세정 모두를 실시하는 과정 동안 조립체가 회전하는 것이 필요하기 때문에 용량에 있어서 제한이 있는데, 이것은 조립체의 범위를 제한하게 된다. 이 시스템의 범위 및 용량을 증가시키기 위해, 중간 지지체, 더욱 큰 펌프 및 역류 장치가 필요한 것으로 여겨졌다. 아울러, 이러한 시스템은 미처리된 유입류의 침투에 의한 오염 및 고장에 대한 잠재 영역인 적어도 하나의 회전 시일을 반드시 갖는다. 이러한 시스템은 이 조립체에 회전을 가하기 위해 모터 및 필요한 관련 장치도 필요하다.
상기 미국 특허 출원 제10/329,630호에 논의된 정지 상태의 직물 필터 매체는 특정 유형의 용례에서 또한 효과적이다. 그러나, 이 시스템은, 그 중에서도 특히, 개별적인 방출 플레넘 및 이 방출 플레넘에 부착된 일련의 직물 매체 필터 판을 필요로 한다. 이와 같이, 다수의 시일(예를 들어, 방출 플레넘에 부착되는 각 필터 판 사이의 시일)이 잠재적인 오염 문제를 해결하기 위해 또한 필요하다.
본 발명은 주지의 물 및 폐수 처리 여과 시스템 및 장치의 이점들을 보유하며, 이러한 시스템에 새로운 특징, 장점 및 이점을 제공한다. 아울러, 본 발명은 이러한 시스템에 사용되거나 및/또는 관련될 수 있는 주지의 시스템 및 장치의 이점을 보유하며, 새로운 특징, 장점 및 이점을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 여과된 유입류의 방출을 위한 방출 플레넘을 또한 형성하는 고정식 직물 필터 매체 지지 구조체를 갖는 직물 매체 여과 시스템이 물 및 폐수를 처리하기 위해 제공된다. 직물 필터 매체, 바람직하게는 일체형 삭(sock ; 그러나, 이에 제한되지는 않는다)이 그것을 통과하는 방출류를 여과하기 위해 중공형의 직물 매체 지지 구조체에 부착된다. 또한, 이송식 역류 시스템이 직물 필터 매체를 주기적으로 세정할 수 있도록 제공될 수 있다. 고정식 지지 구조체의 단면 형상은 다이아몬드 형상 또는 육각 형상인 것이 바람직하지만, 시스템 요구조건 등에 따라 다른 단면 형상도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 길이부, 단면 형상 및 2개의 단부를 갖는 적어도 하나의 고정식 직물 매체 지지 구조체를 갖춘 직물 매체 여과 장치도 제공된다. 이 지지 구조체의 일단부는 밀봉되며, 타단부는 처리 베이슨의 출구로 개방되어 이 출구와 유체 연통된다. 지지 구조체는 직물 필터 매체를 지지하고, 또한 여과된 방출류를 방출하기 위한 방출 플레넘도 형성한다. 지지 구조체의 단면 형상은 다양할 수 있으며, 직물 필터 매체는 일체형 삭(sock)인 것이 바람직하지만, 또한 당해 기술분야에 알려진 바와 같이 단면 또는 다른 부위에 부착될 수 있다. 직물 필터 매체를 세정하는 이송식 역류 시스템과, 여과 및 역류 작용을 제어하는 제어 시스템도 또한 제공될 수 있다.
본 발명은 또한, 길이부와, 단면 형상과, 유출구와 유체 연통되는 적어도 하나의 개방 단부를 갖는 적어도 하나의 고정식 직물 매체 지지 구조체로서, 물 또는 폐수 처리 베이슨 내에 배치되어 여과된 유입류의 방출을 위한 방출 플레넘을 형성하고 여과 중에 정지 상태로 있는 적어도 하나의 직물 매체 지지 구조체를 갖는 직물 필터 매체를 지지하기 위한 직물 매체 여과 장치도 제공한다. 이송식 역류 시스템 및 제어 시스템도 또한 제공될 수 있다.
처리 베이슨 내에서 물 또는 폐수의 유입류를 여과하고 방출 플레넘을 통해 여과된 유입류를 방출하기 위한 바람직한 방법이 또한 제공되는데, 이 방법은 처리할 유입류를 처리 베이슨 내로 유입시키는 단계와, 고정식 직물 매체 지지 구조체 상에 지지된 직물 필터 매체를 통해 이 유입류를 여과하는 단계와, 이 고정식 직물 매체 지지 구조체에 의해 형성된 방출 플레넘을 통해 여과된 유입류를 방출하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 이송식 역류 시스템 및 제어 시스템도 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 고정식 직물 필터 매체 지지 수단을 갖는 처리 베이슨 내에서 물 또는 폐수를 처리하기 위한 직물 필터 매체 여과 시스템을 제공하는데, 이 고정식 직물 필터 매체 지지 수단은 직물 필터 매체를 지지하고 또한 처리 베이슨으로부터 여과된 유입류를 방출하기 위한 방출 수단을 형성한다. 이러한 직물 필터 매체를 주기적으로 세정하는 이송식 역류 수단이 또한 제공된다. 이 직물 필터 매체 지지 수단은 다양한 단면 형상을 가질 수 있으며, 또한 제어 수단도 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 여과된 유입류의 방출을 위한 방출 플레넘을 또한 형성하는 고정식 직물 매체 지지 구조체에 의해 지지된 직물 필터 매체를 사용하여 물 또는 폐수를 처리하기 위한 프로세스 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 직물 매체 지지 구조체가 여과된 유입류용 방출 플레넘을 형성하는 정지 상태의 직물 매체 여과를 위한 방법 및 장치를 제공하는 것인데, 이 방법 및 장치는 새로운 장치를 위해 또는 자립형 탱크 유닛으로서 설계되는 기존 처리 베이슨으로 개장할 수 있다.
본 발명의 추가적인 목적은, 미처리된 유입류를 처리된 방출류와 격리시키고 이 방출류의 오염을 방지하기 위해 이동 또는 회전 시일에 대한 필요성을 제거하고/제거하거나 시일의 개수를 감소시킨 직물 매체 여과를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 표준사(standard sand) 또는 다른 과립형 매체 여과 시스템과 관련된 전통적인 과립형 매체에 대한 필요성을 배제한 정지 상태의 직물 매체에 의한 물 및 폐수 처리용 프로세스 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 회전하는 직물 필터 매체 시스템에 회전을 가하는데 필요한 장치를 배제하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 처리 베이슨의 설치 공간의 증가 없이 물 또는 폐수 여과 용량을 증가시키는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 용례 또는 설계 조건에 따라 고정식 직물 필터 매체 지지 구조체의 단면 형상을 변화시킴으로써 여과 용량에 있어서의 탄력성을 증가시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나 이상의 전술한 또는 명백한 양태, 특징 및 이점을 단독으로 또는 조합하여 포함하며, 또한 이하에서 명백해지거나 설명될 수 있는 물 및 폐수 여과 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
<용어의 정의>
본 발명의 여러 청구범위에서 사용될 수 있는 아래의 용어는 법의 요구조건과 양립하여 가장 넓은 의미를 갖는 것으로 의도된다.
직물 필터 매체( cloth filter media ) : 천연 또는 합성 섬유 또는 막 합성물을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 임의의 직물과 같은 투과성 재료
처리 베이슨 ( treatment basin ) : 여과가 일어나는 영역을 포함하며, 또한 유입류를 유입하고 처리된 방출류의 최종적인 방출을 위한 관련 챔버, 도관, 채널 등을 포함할 수 있는, 여과 프로세스에 기여하는 전체 영역
직물 필터 매체 지지 구조체( cloth filter media support structure ) : 상기 직물 필터 매체를 지지하고, 여과된 유입류가 방출되는 방출 플레넘을 형성하며, 상기 처리 베이슨 내에 배치된 고정식 조립체. 또한, 이 조립체를 "지지 구조체"로 지칭할 수도 있다.
이송식 역류 시스템( traversing backwash system ) : 역류 및 다른 작동을 수행하기 위해 필요한 요소를 구비하고, 상기 직물 필터 매체 지지 구조체 및 관련 직물 필터 매체의 길이 방향을 가로지를 수 있는 기계식 구조 조립체. 이 시스템은 브릿지형의 이동 조립체, 역류 슈(shoe) 및 수중의 풀리 작동식 조립체 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다.
제어 시스템( control system ) : 상기 이송식 역류 시스템 등의 작동뿐만 아니라, 상기 처리 베이슨 내의 물 레벨, 상기 유입류 및 유출류 레벨, 상기 여과 시스템의 작동을 측정 및 제어하는 기계식 및 전기식 구조 조립체
방출 플레넘 ( effluent plenum ) : 상기 처리 베이슨으로부터 여과된 유입류를 방출하기 위해 상기 직물 필터 매체 지지 구조체에 의해 형성된 배출류 방출 공간. 방출 플레넘은 본 발명의 명세서 및 청구범위에 제한 없이 간단하게 사용되어, 본 발명의 지지 구조체에 의해 형성된 배출류 방출 공간과, 통상의 처리 베이슨 또는 탱크의 일부이거나 및/또는 그와 관련하여 사용되는 방출 챔버, 도관, 채널 등을 구별한다.
명세서 또는 청구범위 중 하나에서 또 다른 의미가 가능한 경우, 가장 넓은 의미로 의도된다. 청구범위에 사용되는 모든 용어들은 전형적이고 통상적인 문법 및 어법으로 사용되는 것으로 의도된다.
전술한 목적, 특징 및 이점뿐만 아니라, 본 발명의 다른 특징 및 이점(때로는 단독으로 사용되지만 복수 개를 사용하는 것을 배제하지는 않는다)은 명세서 및 도면을 참조하면 명백해질 것이다. 여러 도면에서 동일한 도면 부호는 동일 요소를 지칭한다.
도 1은 통상의 물 또는 폐수 처리 베이슨 내에 위치한 것으로 도시된 본 발명의 일련의 직물 필터 매체 지지 구조체의 개략적인 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 발명의 개략적인 입면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 직물 필터 매체 지지 구조체의 입면도.
도 4는 통상의 처리 베이슨에 설치된 실시예의 각 단부의 상세 사항을 도시한 바람직한 직물 필터 매체 지지 구조체의 상면도.
도 5는 도 3의 선 5-5를 따라 취한 도 3의 바람직한 지지 구조체의 폐쇄 단부의 단부도.
도 6은 도 3의 선 6-6을 따라 취한 도 3의 바람직한 지지 구조체의 개방 단부의 단부도.
도 7은 도 3의 바람직한 지지 구조체의 폐쇄 단부의 추가 상세 사항을 도시한 확대 측면도.
도 8은 도 3의 바람직한 지지 구조체의 개방 단부의 추가 상세 사항을 도시한 확대 측면도.
도 9는 직물 필터 매체 지지 구조체의 또 다른 단면 형상의 개략적인 단면도.
도 10은 직물 필터 매체 지지 구조체의 또 다른 단면 형상의 개략적인 단면도.
도 10a는 직물 필터 매체 지지 구조체의 또 다른 단면 형상의 개략적인 단면도.
도 10b는 평평한 단면을 갖고 처리 베이슨의 바닥 위에 위치하는 본 발명의 직물 필터 매체 지지 구조체의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도.
도 11은 처리 베이슨의 바닥에 인접하게 도시된 직물 매체 지지 구조체의 또 다른 단면 형상의 개략도.
도 12는 본 발명의 이송식 역류 시스템의 주요 요소의 바람직한 실시예에 대한 단부도.
도 13은 본 발명의 직물 필터 매체가 덮힌 지지 구조체와 맞물리는 통상의 역류 슈를 도시한, 본 발명의 바람직한 이송식 역류 시스템의 단부도.
청구된 발명의 바람직한 실시예 또는 가장 대표적인 예로서 현재 여겨지는 것에 대한 설명이 아래에 개시된다. 바람직한 실시예에 대한 장래 및 현재의 대체예 또는 변형례가 예상된다. 기능, 목적, 구조, 사용법 또는 효과를 실질적으로 변화시키지 않은 임의의 대체예 또는 변형례는 본 발명의 청구범위에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 전형적인 실시예의 시스템 및 장치는 도 1 및 도 2에서 대체로 도면 부호 20으로서 도시된다. 본 발명은, 대체될 기존의 여과 베이슨, 예를 들어 통상의 과립형 매체 중력 여과 시스템이 차지하는 공간에 개장되도록 설계될 수 있다. 기존의 베이슨의 변형은, 당업자가 이해하는 바와 같이, 기존의 베이슨을 분할 벽 등의 조립과 같이 본 발명에 적합하게 하는 데 필요할 수 있다. 또한, 본 발명은 새로운 장치를 위해 설계될 수 있거나 또는 종래의 회전 디스크 여과와 유사한 자립형 탱크 장치에 설치될 수 있다. 한정하는 것은 아니지만 명료성을 위해, 본 발명은 콘크리트 또는 다른 적합한 재료로 통상 구성되는 처리 베이슨(21)과 관련하여 및/또는 이러한 처리 베이슨(21)의 일부로서 논의된다. 이 처리 베이슨(21)은 통상 측벽(22) 및 바닥 또는 저면(23)을 포함한다. 처리 베이슨의 유입류 채널(25)과 유체 연통된 공통 유입 챔버(24)가 제공될 수 있다. 또한, 유입 둑(influent weir ; 26)이 처리될 유입수 또는 유입 폐수의 흐름을 제어하도록 제공될 수 있다. 유입류는 유입류 채널(25)를 따라 구멍(27) 또는 주지의 다른 수단을 통해 처리 베이슨(21) 내로 흐르게 된다. 또한, 통상의 처리 베이슨(21)은 방출 둑 또는 흐름을 제어하는 주지의 다른 수단을 통해 방출 채널(29)과 유체 연통된 방출 챔버(28)를 포함 또는 구비할 수 있다.
본 발명은, 후술하는 바와 같이, 여과 및 세정 중에 직물 필터 매체(43)를 지지하고 정지 상태로 있는 직물 필터 매체 지지 구조체(40)를 포함한다. 직물 필터 매체 지지 구조체(40)는 폐쇄 단부(41) 및 개방 단부(42)를 갖는다. 직물 필터 매체(43)는 일체형 삭(sock)으로 형성되고, 그 개방 단부가 지지 구조체(40)의 개방 단부(42)에서 종결 및 밀봉되는 것이 바람직하지만 필수 요건은 아니다. 지지 구조체(40)의 폐쇄 단부(41)는, 예를 들어 장착 브라킷(44) 또는 다른 적합한 수단에 의해 처리 베이슨(21)의 단부벽(22) 또는 바닥(23)에 고정된다. 지지 구조체(40)의 개방 단부(42)는 파이프, 커플링, 플랜지, 브라킷 또는 후술할 도 1 및 도 2에서 도면 부호 45로서 도시된 것을 사용하여 처리 베이슨(21)의 대향하는 벽(22)에 부착된다. 개방 단부(42)는 방출구(32)와 유체 연통되어 있으며, 이 방출구는 또한 방출 챔버(28)와 유체 연통된다.
지지 구조체(40)는 직물 필터 매체(43)를 지지하여, 후술하는 바와 같이, 중공형의 내부 또는 방출 플레넘(46 ; 도 1 및 도 2에서는 미도시)이 형성되는데, 이 지지 구조체는 유입류가 직물 필터 매체(43)를 통해 지지 구조체(40)의 방출 플레넘(46) 내로 흐르게 하고, 이 유입류는 개방 단부(42)를 통해 방출구(32)를 경유하여 방출 챔버(28) 내로 방출된다. 이러한 방법으로, 직물 필터 매체 지지 구조체(40)는 직물 필터 매체(43)을 지지함과 동시에, 방출 플레넘(46)을 형성한다. 작동 중에, 지지 구조체(40)는 정지 상태에 있으며, 후술하는 바와 같이 미처리된 유입류가 방출류 내로 침투하는 것을 방지하도록 지지 구조체(40)의 개방 단부(42)에는 이러한 실시예에 필요한 단지 2 개의 움직이지 않는 시일이 존재한다.
본 발명의 직물 필터 매체 지지 구조체(40)의 바람직한 실시예는 도 3 내지 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 알 수 있다. 바람직한 지지 구조체(40)는 일반적으로 다이아몬드 형상 또는 도 5 및 도 6에 상세히 도시된 바와 같은 일정한 단면을 가진 임의의 형상을 갖는다. 지지 구조체(40)는 하나 이상의 스테인리스강, 알루미늄, 플라스틱 또는 다른 적합한 재료에 의해 제작될 수 있는 종방향 상단 프레임 부재(50) 및 종방향 바닥 프레임 부재(51)로 구성될 수 있다. 종방향 측면 프레임 부재(52, 53)도 구비될 수 있다. 일련의 측면 지지 프레임 부재(54)가 지지 구조체(40)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 마련될 수 있다. 그 후, 직물 지지 스크린(55)이 프레임 부재(50, 51, 52, 53)의 측면에 부착된다. 지지 스크린(55)은 직물 필터 매체(43)를 지지하고, 유입류가 통과하여 여과 및 방출되는 중공형의 내부 또는 방출 플레넘(46)을 지지 프레임 부재(50, 51, 52, 53, 및 54)와 함께 형성한다. 지지 구조체(40)는 본 발명에서 개시, 논의 및/또는 청구되는 바와 같이 본 발명과 일관성 있는 다양한 구성으로 제조 및 조립될 수 있다. 한 가지 변형례로서, 개별적인 상단 또는 바닥 프레임 부재(50 및 51)는, 충분한 지지 프레임 부재가 지지 구조체(40)의 측면에 포함될 때는 필요하지 않을 수 있다. 또한, 지지 구조체(40)를 형성하는 다른 방법 또는 수단도 당업자에게 명백하다.
도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면 지지 구조체(40)의 폐쇄 단부(41)의 실시예를 알 수 있다. 지지 구조체(40)의 단면 형상과 일치하는 폐쇄 단부판(56)은 종 방향 프레임 부재(50, 51, 52, 및 53)에 부착되며, 유체 흐름에 대해 비투과성이다. 다른 장착 수단이 손쉽게 사용될 수 있기는 하지만, 장착 브라킷(44)이 폐쇄 단부판(56)의 일부로서 형성되거나 폐쇄 단부판에 부착될 수 있다. 이 폐쇄 단부판(56)은, 인장력, 밀봉에 도움이 되며 직물 필터 매체(43)를 지지 구조체(40)에 고정하기 위하여, 직물 필터 매체(43)가 설치된 후 바아 또는 밴드(bar or band ; 미도시)가 채널(57)에 고정 설치될 수 있도록, 그 외부 측면 상에 채널(57)을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 상단 및 바닥 프레임 부재(50 및 51)는 외부에 면하는 채널(58 ; 도 4에 도시한 상단 채널)도 가질 수 있는데, 인장력에 도움이 되며 직물 필터 매체(43)를 직물 필터 매체 지지 구조체(40)에 고정하기 위하여 바아 또는 밴드(미도시)는 직물 필터 매체(43)의 설치 후에 이 채널(58) 내로 고정될 수 있다.
도 3, 도 4, 도 6 및 도 8을 참조하면 지지 구조체(40)의 개방 단부(42)의 실시예를 보다 상세하게 알 수 있다. 지지 구조체(40)의 단면 형상과 일치하는 단부판(60)이 종 방향 프레임 부재(50, 51, 52 및 53)에 부착된다. 단부판(60)은 측면 채널(61)도 또한 포함할 수 있는데, 인장력, 밀봉에 도움이 되며 직물 필터 매체(43)를 지지 구조체(40)에 고정하기 위하여 직물 필터 매체(43)가 설치된 후 대응하는 바아 또는 밴드가 채널(61)에 고정 설치될 수 있다. 원형 파이프(64) 또는 주지의 다른 형상 및 수단의 형태일 수 있는 개구(63)가 단부판(60)의 일부로서 형성되거나 또는 이 단부판에 부착될 수 있다.
원형 파이프(64)의 말단부는 홈(65)을 포함할 수 있다. 개방 단부(42)가 방출구(32)에 부착되는 것을 돕기 위하여, 처리 베이슨(21)의 방출구(32)와 유체 연통된 방출 파이프(45)가 마련될 수 있다. 방출 파이프(45)는 통상 개방 단부(42)의 원형 파이프(64)와 동일한 크기이다. 바람직한 실시예에 있어서, 원형 파이프(64)는, 방수 시일을 제공하기 위하여 홈(65)과 맞물리고 말단부(64)를 방출 파이프(45)에 연결하는 링 커플링(66)을 사용함으로써 방출 파이프(45)에 부착된다. 이와 다른 방법은, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 플랜지, 나사산 및/또는 슬리브를 포함할 수 있다.
본 발명의 물 및 폐수 처리 장치(20)의 바람직한 실시예의 작동에 있어서, 미처리된 유입류는 공통 유입 챔버(24) 내로 흐르게 되고, 유입 둑(26)을 통해 유입류 채널(25)로 유입된다. 이 유입류는 유입류 채널(25)에 있는 구멍(27) 또는 주지의 다른 수단을 통해 처리 베이슨(21) 내로 분산된다. 일단 처리 베이슨(21) 내에서, 유입류는 고정식 직물 필터 매체 지지 구조체(40)에 부착되거나 및/또는 이 지지 구조체에 의해 지지된 직물 필터 매체(43)을 통해 흐르게 되어 직물 필터 매체에 의해 여과된다. 여과된 유입류는 지지 구조체(40)에 의해 형성된 방출 플레넘(46), 개방 단부(42) 및 원형 파이프(64)를 통해 방출 파이프(45)로 흐르게 되고, 그 후 유출구(32)를 통해 최종 방출을 위한 방출 챔버(28)로 흐르게 된다.
본 발명이 표준 폭의 처리 베이슨을 개장할 때, 일련의 직물 필터 매체 지지 구조체가 바람직하다는 것이 확고해졌다. 예를 들어, 표준 9 피트 폭의 베이슨에는 4개의 지지 구조체(40)가, 12.5 피트의 베이슨에는 6 개의 지지 구조체(40)가, 16 피트의 베이슨에는 8 개의 지지 구조체(40)가 사용될 수 있다. 그러나, 지지 구조체(40)의 개수 및 간격은 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이 유동, 용량 및 다른 설계 고려 사항에 기초하여 결정된다.
직물 필터 매체(43)의 주기적인 세정은 도 12 및 도 13에서 도면 부호 67로서 통상 도시되는 이송식 역류 시스템에 의해 달성될 수 있다. 이송식 역류 시스템(67)의 바람직한 실시예는, 플레넘(46)의 축을 따라 직물 필터 매체(43)에 걸쳐 시스템(67)을 이동시킬 수 있는 모터(69), 펌프(70) 및 휠(71)을 지지하는 브릿지 구조체(68)를 포함하는 통상의 이동 브릿지형 조립체와 유사할 수 있다. 지지 아암(72)도 브릿지 구조체(68)에 장착되어 지지될 수 있다. 지지 아암(72)은 직물 필터 매체(43)을 세정하기 위해 사용되는 역류 슈(73 ; backwash shoe)를 가질 수 있다. 본 명세서에서는 상세히 설명되지는 않았지만, 호스와, 와이어와, 다른 필요한 전기식 및 기계식 구조 요소가 마련되어 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이 역류 슈(73)를 매개로 하여 역류 작용이 가능하게 해준다.
바람직한 실시예에 있어서, 역류 슈(73)는 도 13에 도시한 바와 같이 지지 구조체(40)와 적당히 맞물리도록 탄성 편향(spring biased)된다. 역류 슈의 개수, 간격 및 구성은 직물 필터 매체 지지 구조체(40)의 단면 형상에 의존한다. 역류를 원하는 경우, 브릿지 구조체(68)는 처리 베이슨(21)의 상단 및 지지 구조체(40)의 축을 따라 이동한다. 이 역류 시스템(67)은 또한 특정 실시예에 따라서는 중간 깊이 또는 지지 구조체(40) 아래에서 이동할 수 있다. 조립체(67)가 베이슨 및 고정식 직물 필터 매체 지지 구조체(40)의 길이 방향을 왔다갔다 할 때, 역류 슈(73)에 가해진 흡입력은 필터 매체(43)를 세정한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 통상 역류, 여과 및 다른 작용을 조절하기 위해 제어 시스템이 마련될 수 있다.
다른 특정 및 불특정 실시예도 또한 본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조체(40)의 상이한 단면 형상이 쉽게 사용될 수 있는데, 도 9, 도 10 및 도 10a에 도시된 육각형, 원형 및 정사각형의 단면을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다. 아울러, 도 11에 도시된 바와 같이, 지지 구조체(40)는, 방출 플레넘(46)의 일부를 형성하는 바닥(23)을 잠재적으로 사용하여, 처리 베이슨의 바닥(23)에 위치하거나 및/또는 고정될 수 있으며, 또한 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 이와 유사하게, 도 10b에 도시된 바와 같이, 지지 구조체(40)는 평평할 수 있으며, 처리 베이슨(21)의 측면(22) 및 바닥(23)을 포함하는 방출 플레넘(46)을 형성할 수 있다. 아울러, 또한 대안적인 이송식 역류 시스템도 고려된다. 예를 들어, 역류 슈(73)(및 역류 작용을 수행하는 관련 요소)는 처리 베이슨(21)에 잠길 수 있으며, 케이블, 풀리 등(미도시)에 의해 지지 구조체(40)를 따라 밀리거나 당겨질 수 있다. 그리고, 일체형 삭(sock) 직물 필터 매체(43)가 바람직하기는 하지만, 개별적인 부분 및/또는 부재들이 또한 사용될 수 있다.
전술한 설명은 본 발명을 정의하는 후술할 청구범위 내에 사용된 용어의 의미를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 실질적인 변화가 아니며 청구된 사항에 있어서 이러한 모든 비실질적 변화가 청구범위에 포함된 것으로 의도되는 구조, 기능 또는 효과에 있어서의 장래 변형이 존재한다는 것을 고려해야 한다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예가 예시 및 설명되긴 했지만, 청구된 발명을 벗어남이 없이 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 아울러, "청구된 발명" 또는 "본 발명"이란 용어가 때론 단수로 본 명세서에서 사용되기는 하지만, 설명 및 청구된 바와 같이 복수 개의 발명이 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 여러 특징은 아래의 청구범위에 설명된다.

Claims (4)

  1. 처리 베이슨에서 물 또는 폐수 유입류를 처리하기 위해 사용되는 직물 매체 여과 장치로서,
    길이부와, 단면 형상과, 양 단부를 가지며, 일 단부가 유출구와 유체 연통되는 적어도 하나의 개방 단부이고, 상기 양 단부의 각각이 상기 처리 베이슨의 대향하는 측벽 사이에서 전체적으로 뻗어 있으며, 상기 양 단부의 각각이 상기 처리 베이슨의 측벽에 장착되는 것인 적어도 하나의 고정식 중공 직물 매체 지지 구조체로서, 직물 필터 매체를 지지하며, 상기 유입류를 여과하고, 상기 여과된 유입류를 상기 처리 베이슨으로부터 방출하기 위한 방출 플레넘으로서의 역할을 하는 적어도 하나의 고정식 중공 직물 매체 지지 구조체와,
    상기 처리 베이슨의 상단을 따라 마련되는 이송식 역류 시스템과,
    상기 이송식 역류 시스템의 여과 및 주기적인 세정 작용을 조절하는 제어 시스템을 포함하는 것인 직물 매체 여과 장치.
  2. 직물 필터 매체를 지지하는 직물 매체 여과 장치로서,
    처리 베이슨에 위치하며 사용 중에 정지 상태에 있고, 여과된 유입류의 방출을 위한 방출 플레넘을 형성하며, 길이부와, 단면 형상과, 양 단부를 갖는 적어도 하나의 중공 직물 매체 지지 구조체로서, 상기 길이부의 적어도 하나의 단부가 개구를 갖고, 상기 개구를 갖는 상기 적어도 하나의 단부가 상기 처리 베이슨의 측벽에 부착되며, 상기 직물 매체 지지 구조체의 상기 길이부의 타 단부가 처리 베이슨의 대향하는 측벽에 부착되는 것인 적어도 하나의 중공 직물 매체 지지 구조체와,
    상기 지지 구조체에 지지된 상기 직물 필터 매체를 주기적으로 세정하기 위해 상기 처리 베이슨의 상단을 따라 이동하는 이송식 역류 시스템과,
    상기 이송식 역류 시스템에 의한 주기적인 세정을 조절하는 제어 시스템을 포함하는 것인 직물 매체 여과 장치.
  3. 처리 베이슨에서 물 또는 폐수의 유입류를 여과하고, 상기 여과된 유입류를 방출하는 방법으로서,
    여과할 물 또는 폐수를 상기 처리 베이슨 내로 도입하는 단계;
    고정식 중공 직물 매체 지지 구조체에 지지된 직물 필터 매체를 통해 상기 유입류를 여과하는 단계;
    상기 고정식 직물 매체 지지 구조체에 의해 형성된 방출 플레넘을 통해 여과된 상기 유입류를 방출하는 단계; 및
    상기 직물 필터 매체를 주기적으로 세정하는 단계를 포함하고,
    상기 직물 매체 지지 구조체가 길이부와 양 단부를 가지며, 일 단부는 상기 베이슨의 측벽에 장착되어 지지되며 상기 베이슨의 측벽 상에서 상기 베이슨의 유출구와 유체 연통하는 개방 단부이고, 상기 직물 매체 지지 구조체의 타 단부는 상기 베이슨의 대향하는 측벽에 지지되며 부착되는 것이며, 상기 직물 필터 매체 구조체의 길이부가 상기 처리 베이슨의 대향하는 측벽 사이에서 뻗어 있으며,
    상기 직물 필터 매체를 주기적으로 세정하는 단계는 직물 필터 매체의 주기적인 세정을 조정하는 제어 시스템을 통해 이루어지는 것인 유입류의 여과 및 방출 방법.
  4. 처리 베이슨에서 물 또는 폐수를 처리하는 직물 필터 매체 여과 시스템으로서,
    직물 필터 매체를 지지하고 여과된 유입류를 방출하기 위한 방출 수단을 형성하는 고정식 직물 필터 매체 지지 수단으로서, 중공이고, 대향하는 측벽 사이에서 전체적으로 뻗어 있으며, 상기 처리 베이슨의 바닥 위에서 전체적으로 현수되어 있는 것인 고정식 직물 필터 매체 지지 수단과,
    상기 직물 필터 매체를 주기적으로 세정하도록 상기 처리 베이슨의 상단을 따라 마련되는 이송식 역류 수단과,
    상기 이송식 역류 수단의 주기적인 세정을 조정하는 제어 수단을 포함하는 것인 직물 필터 매체 여과 시스템.
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