KR101131175B1 - 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 깔때기 형상의 하단부(14)와 오염물 농축수를 배출하기 위해 바닥에 형성된 배출관(16)을 포함하는 처리조(12); 제1 원통형 격벽(18)에 의해 상기 처리조의 중심부에 형성되며, 유입된 물이 상기 제1 원통형 격벽(18)의 상단에서 오버 플로우되는 월류실(So); 상기 월류실(So)을 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽(20)에 의해 형성되며, 상기 제1 원통형 격벽(18)의 상단에서 오버 플로우되는 물이 유입되어 일시 저장되는 밸런싱 탱크(Sv); 상기 밸런싱 탱크(Sv)와 처리조(12)의 내측면 사이에 외부와 밀폐되도록 형성되는 여과실(S_f); 상기 여과실(S_f)에 연결되어 원수를 공급하는 유입배관(10); 상기 유입배관의 경로 상에 설치되어 원수를 공급하는 구동력을 제공하는 여과펌프(P1); 원수를 여과하는 여과막을 구비하는 여과부재(30)들로 구성되어 상기 처리조(12)의 여과실(S_f)에 나란하게 설치되는 것으로서, 여과와 세정이 각각 독립적으로 이루어지는 복수의 단위여과모듈; 상기 각각의 단위여과모듈에서 여과된 물을 상기 월류실(So)로 각각 독립적으로 공급하는 복수의 여과수 공급배관(34); 상기 각각의 여과수 공급배관마다 설치되어 상기 월류실(So)에 있는 여과수의 일부를 흡입하여 상기 단위여과모듈로 역류시켜 상기 여과부재(30)를 세정하는 복수의 세정펌프(P3); 및 처리된 정화수를 외부로 배출하기 위해 상기 밸런싱 탱크(Sv)의 바닥에 연결된 토출배관(56);을 포함하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 관한 것이다.

Description

연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치 {Water treatment apparatus having multi-function with continuous water flow and consecutive cleaning}

본 발명은 복합 수처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가압압력방식을 채택함으로써 필요한 운전압력에 효과적으로 대응할 수 있을 뿐만 아니라 정밀여과가 가능하고 각부의 구성을 집약함으로써 오염농축수 배출량을 줄이는 동시에 장치를 컴팩트화하여 제작 및 유지 보수가 용이하도록 한 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 관한 것이다.

일반적인 수처리 공정은 침전 농축, 여과 및 고급 산화 공정을 포함한다. 침전 농축은 처리하고자 하는 원수에 분산되어 있는 오염 입자와 고형물을 침전에 의해 고액분리하도록 농축시키는 것이며, 여과 공정은 모래나 활성탄 또는 여과막 등의 여재를 이용하여 원수에 포함된 오염물질을 분리시키는 것이다.

또한, 고급 산화 공정은 물 속에 오존을 주입하거나 오존을 산기함과 동시에 자외선(UV)을 조사함으로써 오존의 광분해 및 산화반응을 유도하여 화합물을 분해하고 살균, 정화하는 공정이다.

종래의 수처리 장치는 위와 같은 공정들을 개별적으로 구비하거나 필요에 따라 복수의 공정을 취합하여 설계하였는데, 이 경우 장치가 대형화될 수밖에 없다.

또한, 여과장치의 수처리 능력을 증대시키기 위해서 단일 처리조 내에 복수의 여과수단을 설치한 경우가 있는데, 이 경우 처리조 내에 축적되는 오염물질을 외부로 배출하기 위해서 여과 공정을 중단시키고 세정을 해야하는 문제가 있다.

이러한 문제를 감안하여 본 발명자는 대한민국 특허등록 제0907905호에서, 처리조 내에 복수개의 여과부재를 설치하고 여기에서 여과된 물을 고급 산화조로 공급하는 한편, 여과부재 내부에 기어드 모터의 구동에 의해 회전하는 분사관 조립체를 설치하여 여과막을 세정하도록 구성된 연속 흐름식 복합 수처리 장치를 제안한 바 있다.

이 외에도, 여과된 물의 일부를 3방향 밸브를 사용하여 역세관을 통해 공급함으로써 여과막을 세정하는 구성도 제안된 바 있다.

그러나, 상기와 같은 수처리 장치는 중력방식으로 여과가 이루어지므로 필요한 운전압력에 대한 유연한 대응과 정밀여과가 어렵고, 기어드 모터와 같은 기계적 구동장치가 필요하므로 장치가 복잡하고 유지 보수가 어려우며, 시간이 경과함에 따라 3방향 밸브 등의 열화로 인해 고장이 쉽게 발생하고 동작신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 위와 같은 구성으로 실제 수처리 장치를 제작하기에는 연결 배관의 구성이 매우 복잡하고, 밸런싱 탱크가 장치의 외측면에 구비되어 있는 등 장치의 대형화가 불가피하였다.

나아가, 여과실과 농축실의 구분이 없어 유입원수에 함유된 오염 물질의 효과적인 침전과 농축을 기대할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 단일 처리조 내에 복수의 원통형 여과막과 월류실 및 밸런싱 탱크 등을 집약함으로써 장치를 컴팩트하게 구성하여 제작 및 유지 보수가 용이하고, 여과실과 농축실을 구분함으로써 오염물질의 효과적인 침전 및 농축이 가능할 뿐만 아니라 오염 농축수의 배출량도 줄일 수 있는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 중력식 대신에 압력식을 채용함으로써 필요한 운전 압력에 유연하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 극세공 여과막을 사용할 수 있어서 정밀 여과가 가능한 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기어드 모터와 같은 구동장치를 없애고 구조적으로 취약한 밸브 대신에 세정펌프를 사용하여 여과막을 세정함으로써 고장 발생을 줄이고 동작신뢰성을 높일 수 있는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치는, 깔때기 형상의 하단부와 오염물 농축수를 배출하기 위해 바닥에 형성된 배출관을 포함하는 처리조; 제1 원통형 격벽에 의해 상기 처리조의 중심부에 형성되며, 유입된 물이 상기 제1 원통형 격벽의 상단에서 오버 플로우되는 월류실; 상기 월류실을 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽에 의해 형성되며, 상기 제1 원통형 격벽의 상단에서 오버 플로우되는 물이 유입되어 일시 저장되는 밸런싱 탱크; 상기 밸런싱 탱크와 처리조의 내측면 사이에 외부와 밀폐되도록 형성되는 여과실; 상기 여과실에 연결되어 원수를 공급하는 유입배관; 상기 유입배관의 경로 상에 설치되어 원수를 공급하는 구동력을 제공하는 여과펌프; 원수를 여과하는 여과막을 구비하는 여과부재들로 구성되어 상기 처리조의 여과실에 나란하게 설치되는 것으로서, 여과와 세정이 각각 독립적으로 이루어지는 복수의 단위여과모듈; 상기 각각의 단위여과모듈에서 여과된 물을 상기 월류실로 각각 독립적으로 공급하는 복수의 여과수 공급배관; 상기 각각의 여과수 공급배관마다 설치되어 상기 월류실에 있는 여과수의 일부를 흡입하여 상기 단위여과모듈로 역류시켜 상기 여과부재를 세정하는 복수의 세정펌프; 및 처리된 정화수를 외부로 배출하기 위해 상기 밸런싱 탱크(Sv)의 바닥에 연결된 토출배관;을 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 깔때기 형상의 하단부와 오염물 농축수를 배출하기 위해 바닥에 형성된 배출관을 포함하는 처리조; 제1 원통형 격벽에 의해 상기 처리조의 중심부에 형성되며 상기 제1 원통형 격벽의 상단에서 오버 플로우된 물을 일시적으로 저장하는 밸런싱 탱크; 상기 밸런싱 탱크를 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽에 의해 형성되며, 상기 제1 원통형 격벽의 상단에서 물이 오버 플로우되어 상기 밸런싱 탱크로 유입되는 월류실; 상기 월류실과 처리조의 내측면 사이에 외부와 밀폐되도록 형성되는 여과실; 상기 여과실에 연결되어 원수를 공급하는 유입배관; 상기 유입배관의 경로 상에 설치되어 원수를 공급하는 구동력을 제공하는 여과펌프; 원수를 여과하는 여과막을 구비하는 여과부재들로 구성되어 상기 처리조의 여과실에 나란하게 설치되는 것으로서, 여과와 세정이 각각 독립적으로 이루어지는 복수의 단위여과모듈; 상기 각각의 단위여과모듈에서 여과된 물을 상기 월류실로 각각 독립적으로 공급하는 복수의 여과수 공급배관; 상기 각각의 여과수 공급배관마다 설치되어 상기 월류실에 있는 여과수의 일부를 흡입하여 상기 단위여과모듈로 역류시켜 상기 여과부재를 세정하는 복수의 세정펌프; 및 처리된 정화수를 외부로 배출하기 위해 상기 밸런싱 탱크의 바닥에 연결된 토출배관;을 포함하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 상기 세정펌프는 소정 시간에 걸쳐 순차적으로 반복적으로 작동한다.

바람직하게, 본 발명의 복합 수처리 장치는 상기 처리조의 깔때기 형상의 하단부 내측면과 좁은 틈새를 형성하도록 커버함으로써 상기 여과실과 분리된 농축실을 형성하는 경사구획벽을 더 포함한다.

본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 상기 월류실에 나란하게 설치되는 복수개의 자외선 램프 유니트를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 복합 수처리 장치에는 상기 월류실에 오존을 공급하는 오존 공급 수단이 더 채용될 수 있는데, 이러한 오존 공급 수단은, 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기; 상기 오존 발생기에서 발생한 오존을 공급하는 오존 공급관; 상기 오존 공급관을 통해 공급된 오존을 여과수와 혼합하여 월류실로 이송하기 위해 상기 각각의 여과수 공급배관(34)으로부터 분기된 분기관; 및 상기 분기관으로부터 오존혼합수를 공급받아 상기 월류실(So)에 미세 기포 상태로 주입하는 오존 산기구;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 단위여과모듈은, 원수를 1차적으로 여과하는 제1 여과부재; 상기 제1 여과부재를 통과한 여과수를 다시 여과하는 제2 여과부재; 상기 제1 및 제2 여과부재의 배수단과 분리되도록 폐쇄 영역을 형성하는 오염물 배출단; 상기 오염물 배출단과 연결되도록 상기 제1 여과부재와 제2 여과부재 사이의 공간에 설치되는 배출유도관; 상기 오염물 배출단에 연결되어 외부로 오염물과 역세수 혼합수를 배출하는 보조배출관; 및 상기 보조배출관을 개폐하는 밸브;를 포함하여 구성되며, 더욱 바람직하게 상기 배출유도관의 하단은 상기 제1 여과부재의 바닥까지 연장된다.

본 발명에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치는 종래 기술에 비해 다음과 같은 향상된 효과를 가진다.

첫째, 본 발명의 복합 수처리 장치에 따르면, 단일 처리조 내에 복수의 여과부재와 월류실 및 밸런싱 탱크를 집약시켜 장치를 컴팩트하게 구성함으로서 제작 및 유지 보수가 용이하다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 복합 수처리 장치에서는 여과에 필요한 여과부재를 충분히 설치할 수 있는 공간을 확보할 수 있으므로 장치의 수처리 능력을 유지할 수 있다.

둘째, 본 발명의 복합 수처리 장치에 있어서는 경사구획벽에 의해 처리조 내에 여과실과 농축실을 구분함으로써 오염물질의 효과적인 침전 및 고밀도 농축이 가능할 뿐만 아니라 이로 인해 오염 농축수의 배출량도 줄일 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명의 복합 수처리 장치는 종래의 중력식 대신에 여과펌프에 의한 압력식을 채용함으로써 필요한 운전 압력에 유연하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 극세공 여과막을 사용할 수 있으므로 정밀 여과가 가능하다.

넷째, 본 발명의 복합 수처리 장치는 기존의 기어드 모터와 같은 구동장치를 없애고 구조적으로 취약한 밸브 대신에 세정펌프를 사용하여 여과막을 세정함으로써 고장 발생을 줄이고 동작신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 단위여과모듈별로 세정펌프를 순차적으로 구동하면서 세정이 이루어지므로 소형 펌프와 적은 유지비만으로도 세정이 가능하다.

본 발명의 향상된 효과와 이점들은 이하의 상세한 설명을 통해서 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

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 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 농축 여과 및 AOP 공정 기능을 가진 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 있어서 여과실의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 있어서 지지브라켓의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 있어서 월류실과 밸런싱 탱크의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 있어서 커버브라켓의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 있어서 월류실 내에서 자외선 램프 유니트를 제거한 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 농축 여과 및 자외선 살균 정화 처리 기능을 가진 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 농축 여과 기능을 가진 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 측면에 따라 농축 여과 및 AOP 공정 기능을 가진 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 있어서 월류실과 밸런싱 탱크의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 농축 여과 및 AOP 공정 기능을 가진 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 15는 도 14의 A-A선에 따른 단면도로서 우측 일부만을 도시한 것이다.
도 16은 도 14의 A-A'선에 따른 단면도로서 우측 일부만을 도시한 것이다.
도 17은 본 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 있어서 배수단과 오염물 배출단의 구성을 나타내기 위한 개략적인 평단면도이다.

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.

본 발명에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치는 연못과 같이 폐쇄된 수역의 물을 정화하는데 사용될 수 있지만, 반드시 이러한 용도로 한정되는 것은 아니며 정수, 오수, 폐수, 해수 및 기타 오염수를 처리하기 위해서 광범위하게 적용될 수 있다.

1. 여과 및 AOP 기능을 구비한 복합 수처리 장치(1)

1-1. 장치의 구성

도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 농축 여과 공정과 AOP(Advanced Oxidation Process) 공정을 수행하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 2에서 일부 구성요소들은 편의를 위해 중첩된 채로 도시되어 있다. 여기에서, 상기 AOP 공정은 자외선과 오존(O₃)의 동시 작용에 의해 물을 살균, 정화 및 탈취 등을 처리하는 공정을 말한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치는 유입배관(10)을 통해 유입되는 원수(原水)를 처리하는 원통형의 처리조(12)를 포함한다.

상기 처리조의 하단부(14)는 깔때기 형상을 이루고 있으며 바닥에는 오염물이 농축된 농축수를 배출하기 위한 배출관(16)이 연결되어 있다. 상기 배출관(16)에는 배출밸브(M2)가 설치되어 개폐가능하도록 구성된다.

상기 처리조(12)는 복수의 쳄버를 가지도록 다중 격벽 구조로 형성되는데, 구체적으로 중심부에 위치하는 제1 원통형 격벽(18)에 의해 형성되는 월류실(So)과, 상기 월류실(So)을 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽(20)에 의해 형성되는 밸런싱 탱크(Sv)와, 상기 밸런싱 탱크(Sv)와 처리조(12)의 내측면 사이에 형성되는 여과실(S_f)로 구성된다.

상기 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv)는 처리조(12)의 여과실(S_f)과 독립적으로 분리되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 여과실(S_f)은 경사구획벽(22)에 의해 처리조(12) 바닥에 있는 농축실(Sc)과 구분된다. 즉, 상기 경사구획벽(22)은 처리조(12)의 깔때기 형상의 하단부(14) 내측면과 좁은 틈새를 형성하도록 처리조의 바닥을 커버함으로써 농축실(Sc)을 여과실(S_f)로부터 분리시키고, 이로 인해 후술하는 바와 같이 농축실(Sc) 내부에 오염물질이 효과적으로 침전 농축되는 동시에 오염물질이 여과실(S_f)측으로 역류 또는 부상하는 것을 방지한다.

본 발명에 따르면, 상기 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv)는 통기구(24)를 통해 외부와 소통되는 반면, 여과실(S_f)은 외부와 차단되도록 밀폐되어 있는데 이것은 여과펌프(P1)의 구동력에 의해 압력식으로 원수를 여과처리하기 위함이다.

또한, 본 발명에서 처리조(12)의 중심부에 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv)를 차례대로 형성하고 외측에 여과실(S_f)을 마련한 것은 복수의 여과막을 설치할 수 있는 충분한 공간을 확보하면서도 장치의 구조를 집약하여 컴팩트화하기 위함이다.

상기 처리조(12)의 여과실(S_f)에는 유입배관(10)이 연결되며, 유입배관(10)의 경로 상에 설치된 여과펌프(P1)에 의해 원수가 공급된다. 비록 본 실시예에서는 유입배관(10)이 처리조(12)의 하부에 연결된 것으로 예시되었으나 이것에 한정되지 않고 상기 유입배관(10)은 처리조(12)의 중간부 또는 상부에 연결되도록 설치될 수도 있다.

바람직하게, 상기 유입배관(10)의 단부에는 상기 여과실(S_f)의 하부에 걸쳐서 원형으로 연장되도록 설치되는 분배관(26)이 연결되며, 상기 분배관(26)에는 복수개의 입수관(28)이 형성되어 있다.

더욱 바람직하게, 상기 입수관(28)은 상기 분배관(26)에서 상부을 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 상기 처리조(12)의 중심축을 기준으로 일방향(시계방향 또는 반시계방향)으로 구부러지게 연장되어 있어서, 상기 유입배관(10)을 통해 상기 분배관(26)으로 유입된 원수는 상기 입수관(28)을 통해 분출되면서 상기 처리조(12) 내부에서 시계방향 또는 반시계방향으로 선회하게 된다.

본 발명에 따르면, 처리해야 할 원수는 여과펌프(P1)의 가압력에 의해 공급되며 이러한 가압압력방식에 따라 원수가 여과처리된다. 상기 원수를 여과하기 위해서 처리조(12)의 여과실(S_f)에는 복수의 단위여과모듈이 설치된다. 여기서, '단위여과모듈'이란 여과 또는 세정이 독립적으로 이루어지는 기본 단위를 구성하는데, 이러한 단위여과모듈은 적어도 하나 이상의 여과부재(30)들로 이루어진다. 각각의 단위여과모듈들은 다른 단위여과모듈들과 독립적으로 분리되어 있다.

본 실시예에서는 도 2 내지 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 3개의 여과부재(30)가 지지브라켓(32)에 폐쇄된 채로 나란하게 설치되어 한 개의 단위여과모듈을 구성하고, 여과실(S_f)에는 이러한 단위여과모듈이 총 8개 설치되어 있음을 알 수 있다.

상기 여과부재(30) 및 단위여과모듈의 개수와 크기는 본 발명에 의해 한정되지 않으며 수처리 장치의 규모와 처리 용량 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

상기 여과부재(30)는 물은 통과시키고 오염입자는 걸러내는 여과막과 상기 여과막을 지지하는 프레임으로 구성될 수 있다. 상기 여과막은 미세한 구멍이 형성된 복수개의 메쉬를 여러 겹으로 조합하여 구성될 수 있다. 통상적으로, 상기 여과막은 스테인레스 스틸 또는 합성수지나 섬유로 제조될 수 있으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며 물을 여과할 수 있는 다양한 소재의 여과막이 채용될 수 있다.

상기 여과부재(30)는 원통형으로 구성될 수 있으나 이것에 한정되지 않고 다양한 형상과 모양의 여과부재가 채용가능한 것으로 이해되어야 한다.

전술한 바와 같이 상기 여과실(S_f)은 외부와 차단되도록 밀폐되며, 그 상단에는 복수개의 여과수 공급배관(34)이 연결되어 상기 여과부재(30)에 의해 여과된 물을 상기 월류실(So)로 공급한다.

이를 위해, 상기 여과수 공급배관(34)의 일단은 상기 각각의 단위여과모듈 상단의 배수단(35)에 결합되는데, 이것은 여과수 공급배관(34)이 각각의 단위여과모듈을 구성하는 여과부재(30)에서 여과된 물을 각각 독립적으로 공급하도록 단위여과모듈의 배수단(35)에 연결되는 것을 의미한다.

또한, 상기 복수의 여과수 공급배관(34)의 타단은 상기 월류실(So)의 하단으로 모아져 결합된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 월류실(So)을 구성하는 제1 원통형 격벽(18)은 적절한 높이로 연장되어 있으며, 그 상단은 개방되어 있어서 월류실(So)로 유입된 물은 제1 원통형 격벽(18)의 상단에서 오버 플로우되어 밸런싱 탱크(Sv)로 유입되게 된다.

본 실시예에 따르면, 상기 월류실(So)은 여과된 물을 살균, 정화 및 탈취 등을 처리하기 위해서 AOP 공정을 수행하도록 구성될 수 있다.

이를 위해 구체적으로, 상기 월류실(So)에는 복수개의 자외선 램프 유니트(36)가 수직 방향으로 설치된다. 상기 자외선 램프 유니트(36)는 투과도가 뛰어난 석영관 등으로 이루어진 투명관과, 상기 투명관 내에 장착되는 자외선 램프를 포함한다. 상기 투명관은 자외선 램프를 물로부터 차단시켜 보호하는 역할을 한다.

상기 자외선 램프 유니트(36)는 하부에 위치한 하단 브라켓(38) 위에 놓여 지지되며, 그 상단은 도 6에 도시된 바와 같이 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv)의 상부를 덮고 있는 커버 브라켓(40)에 매달린 채로 지지된다. 바람직하게, 상기 자외선 램프 유니트(36)는 각각의 유니트를 간편하게 착탈할 수 있도록 구성되며, 더욱 바람직하게 상기 커버 브라켓(40)과 함께 자외선 램프 유니트 전체를 착탈하도록 구성될 수도 있다.

또한, 본 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치는 상기 월류실(So)에 오존을 공급하는 오존 공급 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 오존 공급 수단은, 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기(42)와, 상기 오존 발생기(42)에서 발생한 오존을 공급하는 오존 공급관(44)과, 상기 오존 공급관(44)을 통해 공급된 오존을 여과수와 혼합하여 월류실(So)로 이송하기 위한 분기관(46)과, 상기 오존을 물 속에 미세 기포 상태로 주입하기 위해 상기 월류실(So) 하부에 연결된 오존분사배관(48)의 단부에 설치되는 오존 산기구(50)를 포함한다.

상기 분기관(46)은 상기 각각의 여과수 공급배관(34)으로부터 분기되며, 공유관(52)을 통해서 서로 연통되도록 연결되어 있다. 즉, 상기 공유관(52)이 모든 분기관(46)들과 연결되어 있으므로 각각의 분기관(46)을 통해 유입되는 여과수는 결국 공유관(52)을 통해서 모여지게 된다.

위와 같이 본 발명에서 각각의 분기관(46)들을 연결하는 공유관(52)을 채용하는 이유는 후술하는 바와 같이 세정 공정을 수행하는 어느 하나의 특정 분기관(46)에서는 여과공정을 수행하는 나머지 분기관(46)들에 비해 상대적으로 높은 고압의 여과수가 유동하기 때문에 압력차에 기인하여 상기 공유관(50)을 통해 역압이 전가되며 이로써 상기 나머지 분기관(46)들의 경로상에 게재된 일방향 체크밸브(54)들을 일제히 차단하게 된다. 이러한 동작에 따라 상기 나머지 분기관(46)들로 유동하는 여과수는 차단되고, 상기 어느 하나의 특정 분기관(46)으로 유동하는 고압의 여과수는 압력손실 없이 상기 오존분사배관(48)으로 유동하게 된다.

나아가, 상기 공유관(52)에서부터 상기 월류실(So)까지는 단일 오존분사배관(48)으로 구성될 수 있으며, 오존 공급관(44)은 상기 오존분사배관(48)에 연결될 수 있다. 따라서, 여과수가 상기 오존분사배관(48) 내부를 유동하게 되면, 이때 발생하는 압력차에 따른 벤츄리 효과에 의해 오존 공급관(44)으로부터 오존이 유입되고, 유입된 오존은 여과수와 함께 혼합되어 도 7에 도시된 바와 같이 오존 산기구(50)를 통해 월류실(So) 내부로 주입된다. 여기서, 도 7은 설명의 편의를 위해 자외선 램프 유니트(36)를 제거한 상태의 월류실을 보여주는 도면이다.

상기 오존 산기구(50)는 월류실(So)의 바닥에 있는 오존분사배관(48)의 단부에 설치되는데, 바람직하게 상기 오존 산기구(50)는 오존을 미세하게 산기시켜 분사하기 위해 합성수지 포옴(Form) 형태로 구성되거나 또는 기구적인 노즐, 막 등의 형태로 구성될 수 있다.

한편, 상기 월류실(So)에서 살균 처리된 정화수는 상기 제1 원통형 격벽(18)의 상단을 월류하여 밸런싱 탱크(Sv)로 유입되게 된다. 상기 밸런싱 탱크(Sv)는 본 발명에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에서 처리된 최종적인 물이 배출되기에 앞서 일시 저장되는 공간으로서 입수되는 물의 양과 출수되는 물의 양을 균형있게 조절하는 기능을 한다.

상기 밸런싱 탱크(Sv)의 바닥에는 출수구가 형성되어 있으며, 여기에는 토출배관(56)이 연결되어 있다. 처리된 정화수는 상기 토출배관(56)을 통해 자연유하식으로 배출되거나 또는 토출배관(56)에 순환펌프(P2)를 설치함으로써 가압식으로 배출할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 여과부재(30)는 수처리 장치가 원수를 여과 처리하는 동안 순차적으로 세정될 수 있는데, 구체적으로 단위여과모듈 단위로 반복적으로 세정 작업이 수행된다.

이를 위해서, 상기 복수의 여과수 공급배관(34)의 경로 상에는 각각 세정펌프(P3)가 설치되어 월류실(So) 내부로부터 여과된 물의 일부를 흡입하여 여과부재(30)를 역세하는 구동력을 제공한다. 본 발명의 특징에 따르면, 각각의 여과수 공급배관(34)마다 독립적으로 세정펌프(P3)를 설치하는데, 이 경우 세정펌프(P3)는 기존의 세정경로설정 밸브들을 대신하여 안정적이고 신뢰성있는 작동을 보장할 수 있다. 또한, 상기 세정펌프(P3)는 단일 여과수 공급배관(34)을 통해 여과수를 역류 공급할 수 있는 정도의 기능만 발휘하면 되기 때문에 상대적으로 크기와 용량이 적은 소형 펌프를 채용하더라도 충분하다. 이러한 특징은 본 발명에 따른 복합 수처리 장치의 크기와 중량을 감소시키는데 기여할 수 있는 한 요인이 된다.

1-2. 장치의 동작

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 바람직한 동작을 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 복합 수처리 장치는 원수에 대한 침전 농축, 정밀 여과 및 고급 산화 기작이 복합적으로 거동하는 연속 흐름, 순차 세정식 고도처리를 수행하게 된다.

침전 및 여과 공정

전동밸브(M1)를 개방한 상태에서 여과펌프(P1)를 구동시키면 예를 들어, 폐쇄된 연못으로부터 원수가 유입배관(10)을 따라 처리조(12) 내부의 여과실(S_f)로 유입된다. 이때, 배출밸브(M2)는 폐쇄된 상태이다.

위와 같이 원수가 유입되는 과정에서 선택적으로 응집제를 자동으로 투입하여 응집 침전 반응을 더욱 촉진할 수도 있다.

상기 유입배관(10)으로 유입된 원수는 여과실(S_f) 하부에 원형으로 설치된 분배관(26)을 따라 골고루 분배되어 입수관(28)을 통해 여과실(S_f) 내부로 유입된다.

이때, 상기 입수관(28)은 상기 분배관(26)에서 상부를 향해 소정 길이만큼 연장된 상태에서 상기 처리조(12)의 중심축을 기준으로 일방향(시계방향 또는 반시계방향)으로 구부러지게 연장되어 있어서, 상기 입수관(28)을 통해 유입되는 원수는 상기 여과실(S_f) 내부에서 선회하게 된다.

위와 같이 원수가 선회하는 과정에서 원수 내에 함유된 오염물질이 침강하게 되는데, 이러한 오염물질은 경사구획벽(22)과 깔때기 형상의 처리조 하단부(14) 사이에 형성된 틈을 통해 농축실(Sc)로 들어가 바닥에 쌓이게 된다.

상기 경사구획벽(22)과 상기 깔때기 형상의 처리조 하단부(14)는 서로 반대 방향으로 경사지게 형성되어 있으므로 침강하는 오염물질은 상기 경사구획벽(22)의 경사면을 따라서 농축실(Sc) 내부로 유입되며, 유입된 오염물질은 다시 처리조 하단부(14)의 경사면을 따라서 바닥에 농축된다.

이때, 비록 상기 여과실(S_f) 내부에서는 원수가 선회하면서 유입되더라도 농축실(Sc)은 경사구획벽(22)에 의해 여과실(S_f)과 분리되어 있으므로 이렇게 농축된 오염물질은 다시 부상하여 여과실(S_f)로 역류하지 못하게 된다.

이어서, 여과실(S_f) 내의 원수는 각각의 단위여과모듈에 의해 여과처리되는데, 구체적으로 원수는 상기 여과부재(30)의 여과막을 통과하면서 여과가 이루어진다. 본 발명에 있어서 원수의 여과는 상기 여과펌프(P1)의 구동력에 의한 가압방식으로 수행된다. 따라서, 여과수량이나 원수와 여과막의 특성 등에 따라서 상기 여과펌프(P1)의 가압력을 조절함으로써 여과에 필요한 운전압력을 적절하게 조절할 수 있다. 또한, 강제 가압방식이므로 극세공 여과막을 채용할 수 있어서 정밀 여과가 가능하다.

위와 같이 여과부재(30)에 의해 걸러진 오염물은 여과막의 외측 표면 상에 부착되고, 물은 여과막을 통과하여 여과부재(30) 내부로 유입된다.

AOP 공정

상기 여과부재(30)에서 여과된 여과수는 단위여과모듈의 배수단(35)에 연결된 여과수 공급배관(34)을 따라 월류실(So) 내부로 유입된다. 구체적으로, 복수(본 실시예에서는 8개)의 단위여과모듈에는 각각 독립적으로 여과수 공급배관(34)이 연결되어 있으므로, 단위여과모듈의 개수에 상응하는 여과수 공급배관(34)을 통해 여과수가 공급될 것이다.

상기 월류실(So)의 바닥을 통해 유입된 여과수는 상부로 유동하면서 내부에 설치된 자외선 램프 유니트(36)에 의해 자외선이 조사되며, 동시에 오존 산기구(50)를 통해 미세하게 산기되는 오존에 노출되면서 살균 및 정화 처리된다.

더욱 상세하게, 각각의 여과수 공급배관(34)을 통해 월류실(So)의 바닥으로 유입되는 여과수의 일부는 어느 특정 단위여과모듈을 세정하기 위해 구동력을 제공하는 해당 세정펌프(P3)의 기동을 통해 여과수 공급배관(34)을 따라 고압으로 유동하게 되고 이 과정에서 배관경로가 연계된 특정 분기관(46)으로 유입되는 고압의 여과수는 공유관(52)를 거쳐 오존분사배관(48) 내부를 유동하면서 압력차에 기인한 벤츄리 효과에 의해 오존 공급관(44)으로부터 오존이 유입된다. 이로써, 유입된 오존은 여과수와 함께 혼합되어 오존분사배관(48)의 단부에 설치된 오존 산기구(50)를 통해 월류실(So) 내부로 주입되는 것이다.

알려진 바와 같이, 오존은 미처리수 내에 포함된 유기물, 무기물을 산화 분해하고, 대장균, 박테리아, 바이러스, 간염균과 냉방질병균(레지오넬라) 등을 산화 멸균시킨다. 또한, 오존은 산화반응을 통해서 발암성 물질인 THM 생성을 억제하고 그 밖에도 시안화물(cyanide), 세척제, 페놀, 망간, 마그네슘 등도 제거한다.

또한, 자외선 램프(UV)로부터 조사되는 약 253.7nm 내외의 파장을 가진 자외선에 의해 원수 내에 존재하는 세균, 박테리아, 바이러스, 미생물 등이 파괴 소멸된다.

동시에, 자외선에 의해 용존오존수에 함유되어 있던 오존이 산소로 환원되는분해과정에서 OH-라디칼이 생성되어 살균력이 더욱 증폭된다. OH-라디칼은 오존보다 높은 전위차를 가지며 거의 모든 유기물과 매우 빠른 속도로 골고루 반응하는 특성을 가진 것으로 알려져 있다. OH-라디칼과 반응하는 대부분의 유기화합물은 산화 분해되어 물과 이산화탄소로 환원된다. 이런 원리로 OH-라디칼은 사스, 조류독감, 바이러스, 결핵균, O-157, 살모넬라, 리스테리아, 기타 전염성 독감바이러스와 세균 등을 효과적으로 살균하며, 탈색, 탈취 작용을 가진다.

상기와 같이 AOP 공정을 수행한 후 처리된 정화수는 제1 원통형 격벽(18)의 상단을 타고 오버 플로우되어 밸런싱 탱크(Sv)로 유입 저장되고, 이어서 밸런싱 탱크(Sv)의 바닥에 연결된 토출배관(56)을 따라 후속적인 공정으로 출수된다.

바람직하게, 상기 토출배관(56)은 예를 들어, 활성탄 흡착 처리 장치에 연결될 수 있으며, 이렇게 처리된 물은 연못 등으로 재공급되거나 또는 염소처리되어 중수나 수도물로 사용될 수도 있다.

이때, 순환펌프(P2)가 필요에 따라서 선택적으로 운용될 수 있는데, 상기 순환펌프(P2)는 밸런싱 탱크(Sv) 내의 수위가 계획 운전범위 즉, 고수위(HWL)와 저수위(LWL) 사이를 만족하는 조건하에서 가변적으로 제어되며 시스템 유입량 대비 처리수 유출량의 균형을 유지하게 된다.

세정 공정

본 발명에 따르면, 상기와 같이 물을 여과하는 동안, 복수개의 여과부재(30)는 단위여과모듈별로 순차적으로 세정이 이루어질 수 있다.

구체적으로, 원수가 여과되는 동안 세정이 필요한 특정 단위여과모듈에 구비된 세정펌프(P3)가 동작하게 된다. 그러면, 월류실(So) 내부에 있는 여과수의 일부가 상기 세정펌프(P3)의 동작에 따라 해당하는 여과수 공급배관(34)을 역류하여 단위여과모듈의 배수단(35)을 거쳐 여과부재(30)의 내부로 유입된다.

이때, 해당하는 여과수 공급배관(34)에 연결된 분기관(46)으로도 고압의 여과수가 유동하게 되며 해당하는 일방향 체크밸브(54)를 통과한 여과수는 공유관(52)에 이르러, 여과공정을 수행하고 있는 나머지 분기관(46)들로 유입되는 여과수는 특정세정공정을 수행하기위해 역류하는 여과수 공급배관(34)과 연결된 분기관(46)내의 압력보다 상대적으로 낮으므로 상기 공유관(52)을 따라 역류하여 나머지 분기관(46)들의 경로상에 게재된 일방향 체크밸브(54)들을 일제히 차단하게 되고 이로써, 여과공정을 수행하는 단위여과모듈의 여과부재(30)를 통과한 여과수는 여과수 공급배관(34)을 따라 월류실(So)로 유입되고 세정공정을 수행하는 단위여과모듈은 해당하는 관내의 압력손실 없이 고압의 여과수가 상기 공유관(52)을 지나 오존분사배관(48)으로 공급되므로 오존의 주입은 중단됨이 없이 계속될 수 있다.

위와 같이, 여과부재(30)의 내부로 역류된 여과수는 내부에서 외부로 유동하면서 여과막의 외측 표면 상에 흡착되어 있던 오염물질들을 탈락시켜 하방으로 침강되도록 한다.

본 발명에 따르면, 어느 하나의 단위여과모듈이 세정되는 동안 나머지 (본 실시예에서는 7개의) 단위여과모듈에서는 여과 공정이 계속 수행된다. 또한, 어느 하나의 단위여과모듈에 대해서 소정 시간 동안 세정이 이루어진 다음에는 인접하는 다른 단위여과모듈의 세정펌프(P3)가 작동하면서 세정이 순차적으로 진행된다.

덧붙여, 상기 여과부재(30)를 세정하기 위해서 상기 세정펌프(P3)에 의해 역류되는 여과수의 가압력은, 여과펌프(P1)에 의해 각각의 여과부재(30)에 미치는 가압력보다 더 커야 한다. 예를 들어, 한 개의 세정펌프(P3)가 각각의 여과부재(30)에 걸리는 가압력의 두 배에 해당하는 압력으로 동작할 경우, 다른 두 개의 단위여과모듈에서 여과된 물은 모두 세정에 사용되고, 나머지 다섯 개의 단위여과모듈에서 여과처리된 물만 정상적으로 배출될 수 있을 것이다.

농축수 배출

상기와 같이 원수를 처리하는 동안 농축실(Sc)에 오염물질의 침전이 누적되면, 배출밸브(M2)를 개방하고 오염물을 배출시키게 된다.

이러한 오염물 배출은 수동으로 이루어질 수 있으나 예를 들어, 운전이 지속되어 여과막 손실수두가 설정한계에 이르면 자동으로 수행되도록 구성할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 처리조(12) 내부에 침전된 오염물질은 수처리 장치의 동작을 중단하거나 원수의 연속적인 흐름을 차단하지 않고 유지한 채로 이루어질 수 있다. 즉, 오염물의 배출이 필요한 시점에서 상기 배출밸브(M2)를 개방하면 농축실(Sc)의 바닥에 침전되어 있던 오염물이 물과 함께 배출관(16)을 통해 외부로 배출된다.

본 발명에서는 농축실(Sc)이 경사구획벽(22)에 의해 구분되어 있어서 오염물질의 고밀도 농축이 가능하므로 적은 양의 물 소비만으로도 오염물질을 외부로 충분히 배출시킬 수 있다. 이렇게 배출된 오염물은 탈수조 등을 사용하여 후속적으로 처리될 수 있다.

이와 같은 농축수 배출은 실시간으로 이루어질 수 있는데, 이때 실시간 순간 농축수 배출량은 유입배관(10)을 통해 처리조(12)로 유입되는 원수유입 수량과 같거나 적은 것이 바람직하며, 이로써 배수 중에도 원수유입 수량을 유지한 채 세정공정을 지속적으로 수행할 수 있는 것이다.

이어서, 침전된 농축오염물이 어느 정도 배출되었다고 판단되면, 또는 소정 시간이 경과한 후에 자동으로 상기 배출밸브(M2)를 닫고 다시 정상적인 수처리 공정을 계속하게 된다.

2. 여과 및 자외선 살균 처리 기능을 구비한 복합 수처리 장치

도 8에는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따른 복합 수처리 장치는 도 1에서 설명한 실시예에서 오존 공급 수단을 제거한 상태로서, 분기관(46), 오존 발생기(42), 오존분사배관(48), 오존 산기구(50) 등의 구성을 제외하고 나머지 구성요소는 동일하다.

따라서, 본 실시예에 따른 복합 수처리 장치의 동작도, 월류실(So) 내부로 오존을 주입하는 공정이 없을 뿐 나머지 처리 공정은 전술한 실시예와 동일하다. 즉, 유입배관(10)을 통해 여과실(S_f)로 유입된 원수는 각각의 단위여과모듈에 있는 여과부재(30)를 통과하면서 오염물질이 여과된 후, 여과수 공급배관(34)을 따라 월류실(So)로 보내어진다.

이어서, 월류실(So)로 유입된 여과수는 자외선 램프 유니트(36)를 거치면서 살균 정화처리된 후 제1 원통형 격벽(18)의 상단에서 오버 플로우되어 밸런싱 탱크(Sv)로 유입된다. 이후, 밸런싱 탱크(Sv) 바닥에 연결된 토출배관(56)을 통해 처리조(12) 외부로 배출된다.

이 과정에서, 어느 하나의 세정펌프(P3)가 작동하면 월류실(So) 내부에 있던 여과수 일부가 여과수 공급배관(34)을 따라 역류하여 여과부재(30)를 세정하는 공정은 전술한 실시예에서와 동일하다.

또한, 본 실시예에서도 운전중 여과막 손실수두가 설정한계에 이르면 배출밸브(M2)를 개방하여 농축실(Sc)의 바닥에 침전되어 있던 오염물질을 물과 함께 배출관(16)을 통해 외부로 배출시키게 된다.

3. 여과 기능을 구비한 복합 수처리 장치

도 9에는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따른 복합 수처리 장치는 도 1에서 설명한 실시예에서 농축 여과 기능만을 채용하고 있다. 즉, 분기관(46), 오존 발생기(42), 오존분사배관(48), 오존 산기구(50) 등을 포함하는 오존공급수단과 자외선 램프 유니트(36)의 구성을 제외한 상태이다.

본 실시예에 따른 복합 수처리 장치의 동작을 살펴보면, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 유입배관(10)을 통해 여과실(S_f)로 유입된 원수는 여과부재(30)를 통과하면서 오염물질이 여과된 후, 여과수 공급배관(34)을 따라 월류실(So)로 보내어진다.

이어서, 월류실(So)로 유입된 여과수는 상승하면서 제1 원통형 격벽(18)의 상단에서 오버 플로우되어 밸런싱 탱크(Sv)로 유입되고, 이후 밸런싱 탱크(Sv) 바닥에 연결된 토출배관(56)을 통해 처리조(12) 외부로 배출된다.

본 실시예에서도, 어느 하나의 세정펌프(P3)가 작동하면 월류실(So) 내부에 있던 여과수 일부가 여과수 공급배관(34)을 따라 역류하여 여과부재(30)를 세정하는 공정과, 운전중 여과막 손실수두가 설정한계에 이르면 배출밸브(M2)를 개방하여 농축실(Sc)의 바닥에 침전되어 있던 오염물질을 물과 함께 배출관(16)을 통해 외부로 배출시키는 공정이 동일하게 수행된다.

4. 여과 및 AOP 기능을 구비한 복합 수처리 장치(2)

도 10 내지 도 12에는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따라 농축 여과 공정과 AOP 공정을 수행하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 11에서 일부 구성요소들은 편의를 위해 중첩된 채로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 구비된 처리조(12')는 복수의 쳄버를 가지도록 다중 격벽 구조로 형성되는데, 구체적으로 중심부에 위치하는 제1 원통형 격벽(18')에 의해 형성되는 밸런싱 탱크(Sv)와, 상기 밸런싱 탱크(Sv)를 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽(20')에 의해 형성되는 월류실(So)과, 상기 월류실(So)과 처리조(12')의 내측면 사이에 형성되는 여과실(S_f)로 구성된다.

다시 말해, 본 실시예에 따른 복합 수처리 장치는 전술한 실시예들에서 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv)의 위치가 서로 바뀐 형태에 해당한다. 이 경우, 전술한 실시예들에 비해 AOP 공정 효과를 더욱 증대시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 복수의 여과막을 설치할 수 있는 충분한 공간을 확보하면서도 장치의 구조를 집약하여 컴팩트화하는 효과는 동일하게 기대할 수 있다.

상기 처리조(12')의 여과실(S_f)에는 유입배관(10)이 연결되며, 유입배관(10)의 경로 상에 설치된 여과펌프(P1)에 의해 원수를 공급한다.

전술한 바와 마찬가지로, 상기 여과실(S_f)은 외부와 차단되도록 밀폐되며, 각각의 단위여과모듈의 배수단(35)과 월류실(So)의 바닥 사이에는 복수개의 여과수 공급배관(34')이 연결되어 상기 여과부재(30)에 의해 여과된 물을 상기 월류실(So)로 공급한다.

도시된 바와 같이, 상기 월류실(So)을 구성하는 제1 원통형 격벽(18')의 상단은 적절한 높이로 연장되어 있으며, 월류실(So)로 유입된 물은 제1 원통형 격벽(18')을 넘어서 중심부에 있는 밸런싱 탱크(Sv)로 유입되게 된다. 상기 밸런싱 탱크(Sv)의 바닥에는 출수구가 형성되어 있으며, 여기에는 토출배관(56)이 연결되어 있다.

상기 월류실(So)에는 여과된 물을 살균, 정화 및 탈취 등을 처리하기 위해서 복수개의 자외선 램프 유니트(36')가 수직 방향으로 나란하게 설치된다.

상기 자외선 램프 유니트(36')는 하부에 위치한 하단 브라켓(60) 위에 놓여 지지되며, 그 상단은 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv)의 상부를 덮고 있는 커버 브라켓(40')에 매달린 채로 지지된다.

또한, 본 실시예에 따른 복합 수처리 장치는 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기(42)와, 상기 오존 발생기(42)에서 발생한 오존을 공급하는 오존 공급관(44)과, 상기 오존 공급관(44)을 통해 공급된 오존을 여과수와 혼합하여 월류실(So)로 이송하기 위한 분기관(46)과, 상기 오존을 물 속에 미세 기포 상태로 주입하기 위해 상기 월류실(So) 하부에 연결된 오존분사배관(48')의 단부에 설치되는 오존 산기구(50')를 포함한다.

상기 분기관(46)은 상기 각각의 여과수 공급배관(34')으로부터 분기되며, 공유관(52)을 통해서 서로 연통되도록 연결되어 있다. 또한, 상기 공유관(52)에서부터 상기 월류실(So)까지는 단일 오존분사배관(48')이 연장되어 있으며, 오존 공급관(44)은 상기 오존분사배관(48')에 연결된다.

바람직하게, 상기 오존분사배관(48')의 단부에는 원형의 공통 산기관(62)을 마련하고 여기에 오존 산기구(50')를 결합함으로써 월류실(So) 전체에 걸쳐서 골고루 오존이 산기되도록 구성할 수 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 실시예에 따른 복합 수처리 장치의 동작은 전술한 도 1의 실시예와 동일하고, 다만 밸런싱 탱크(Sv)가 처리조(12')의 중심부에 위치하고 그 외측에 월류실(So)이 위치하는 점만 다를 뿐이다. 따라서, 상세한 동작에 대한 중언을 생략하기로 한다.

밸런싱 탱크(Sv)가 처리조(12')의 중심부에 형성되고 그 외측에 월류실(So)이 위치하는 본 실시예의 구성은 전술한 도 8 및 도 9에서 설명한 복합 수처리 장치에도 동일하게 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 하며, 그에 따라 구성의 상세한 도시와 설명을 생략한다.

5. 여과 및 AOP 기능을 구비한 복합 수처리 장치(3)

도 13 내지 도 16에는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따라 농축 여과 공정과 AOP 공정을 수행하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 14에서는 편의를 위해 일부 구성요소들을 중첩하여 도시하였다. 또한, 도 15는 도 14의 A-A선에 따른 단면도의 주요부(우측 일부)를 나타내고, 도 16은 도 14의 A-A'선에 따른 단면도의 주요부를 각각 나타낸다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치에 구비된 처리조(12')도 전술한 실시예들과 동일하게 복수의 쳄버를 가지도록 다중 격벽 구조로 형성된다. 즉, 중심부에 위치하는 제1 원통형 격벽(18')에 의해 형성되는 밸런싱 탱크(Sv)와, 상기 밸런싱 탱크(Sv)를 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽(20')에 의해 형성되는 월류실(So)과, 상기 월류실(So)과 처리조(12')의 내측면 사이에 형성되는 여과실(S_f)로 구성된다.

그러나, 본 실시예의 처리조가 상기와 같은 구성으로 한정되는 것은 아니며, 앞서 설명한 실시예에서와 같이, 중심부에 월류실(So)이 형성되고 그 주위를 둘러싸도록 밸런싱 탱크(Sv)가 형성되는 구성도 채용될 수 있다.

전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 처리조(12')의 여과실(S_f)에는 유입배관(10)이 연결되어 있으며, 유입배관(10)의 경로 상에 설치된 여과펌프(P1)에 의해 원수가 공급된다.

여기서, 상기 여과실(S_f)은 외부와 차단되도록 밀폐되며, 원수를 여과하기 위한 복수개의 단위여과모듈이 설치되어 있다.

각각의 단위여과모듈의 배수단(35')과 월류실(So) 사이에는 복수개의 여과수 공급배관(34')이 연결되어 상기 단위여과모듈에서 여과된 물을 월류실(So)로 공급한다.

본 실시예에 따르면, 상기 단위여과모듈은 원수를 1차적으로 여과하는 제1 여과부재(30-1)와, 상기 제1 여과부재(30-1)를 통과한 여과수를 재차 여과하는 제2 여과부재(30-2)를 포함한다.

상기 제2 여과부재(30-2)에는 제1 여과부재(30-1)보다 더 미세한 극세공이 형성되어 있어서 제1 여과부재(30-1)에 의해 미처 여과되지 못한 미세 오염물을 여과할 수 있도록 구성되어 있다.

바람직하게, 본 실시예에서는 원통형 제1 여과부재(30-1) 내에 복수의 원통형 제2 여과부재(30-2)가 설치되어 있는 구성을 보여준다.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 여과부재(30-1)(30-2)의 단부는 지지브라켓(32)에 밀폐된 채로 결합되어 폐쇄영역인 배수단(35')을 형성하며, 이러한 배수단(35')에는 여과수 공급배관(34')의 일단이 연결되어 상기 단위여과모듈에서 여과된 물을 월류실(So)로 공급한다. 이렇게 각각의 단위여과모듈에 여과수 공급배관(34')이 개별적으로 연결된 구성은 전술한 실시예와 동일하다.

본 실시예에 따르면, 상기 단위여과모듈에는 제1 여과부재(30-1) 내부에 축적되는 오염물질을 외부로 배출하기 위한 여과부재 오염물 배출수단이 더 구비된다.

도 16을 참조하면, 상기 여과부재 오염물 배출수단은 상기 배수단(35')과 분리되도록 폐쇄 영역을 형성하는 오염물 배출단(70)과, 상기 오염물 배출단(70)과 연결되도록 상기 제1 여과부재(30-1)와 제2 여과부재(30-2) 사이의 공간에 설치되는 배출유도관(72)을 포함한다.

도 17에는 상기 단위여과모듈의 평면 구성이 도식적으로 나타나 있는데 즉, 분리벽(76)에 의해 배수단(35')과 오염물 배출단(70)은 서로 분리 형성되며, 배수단(35') 내에는 복수의 제2 여과부재(30-2)가 설치되어 있고, 제1 여과부재(30-1)와 제2 여과부재(30-2) 사이에 형성된 복수의 배출유도관(72)은 상기 오염물 배출단(70)과 연통되도록 설치되어 있다.

바람직하게, 상기 배출유도관(72)의 하단은 제1 여과부재(30-1)의 바닥까지 최대한 연장되어 있는데 이것은 제1 여과부재(30-1) 내부의 바닥에 오염물질이 쌓이지 않고 모두 배출될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 오염물 배출단(70)에는 보조배출관(74)이 연결되며, 상기 보조배출관(74)은 전술한 농축수 배출관(16)으로 연장되어 있다.

그 외, 상기 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv) 및 월류실(So)에 설치된 복수개의 자외선 램프 유니트(36') 그리고 오존 공급 수단 등의 구성은 전술한 실시예들과 동일하다.

위와 같은 구성을 가지는 본 실시예에 따른 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치의 동작은 전술한 실시예와 대동소이하다. 다만, 본 실시예에서는 여과부재가 이중으로 구비되어 있으므로 보다 정밀한 여과공정이 가능하다. 즉, 여과실(S_f)로 유입된 원수는 여과펌프(P1)의 가압력에 의해 제1 여과부재(30-1)와 제2 여과부재(30-2)를 차례대로 통과하게 된다. 이 과정에서, 상대적으로 크기가 큰 오염입자는 제1 여과부재(30-1)에 걸러져 제거되고, 제1 여과부재(30-1)를 통과할 수 있는 보다 미세한 오염입자는 제2 여과부재(30-2)에 의해 여과된다.

또한, 본 실시예에서도 전술한 바와 마찬가지로 세정펌프(P3)가 순차적으로 동작하면서 여과부재(30-1)(30-2)를 세정하는 동작이 수행되는데, 이때 제1 및 제2 여과부재(30-1)(30-2)를 모두 세정하여야 하는 점이 전술한 실시예와 다른 점이라고 할 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 복합 수처리 장치는 세정 동작시 상기 보조배출관(74)의 밸브(도 16의 M4)를 선택적으로 개방하여 단위여과모듈 내부에 축적된 오염물질을 외부로 배출하게 된다.

이것을 보다 상세하게 살펴보면, 세정을 위해 세정펌프(P3)가 작동하면 월류실(So)에 있던 여과수의 일부는 세정펌프(P3)의 구동력에 의해 여과수 공급배관(34')을 역류하여 단위여과모듈의 배수단(35')을 거쳐 제2 여과부재(30-2)의 내부로 유입된다.

상기와 같이 유입된 여과수는 제2 여과부재(30-2)의 내부에서 외부로 유동하면서 여과막의 외측 표면 상에 흡착되어 있던 오염물질들을 탈락시킨 후, 이어서 다시 제1 여과부재(30-1)를 내부에서 외부로 통과하면서 동일한 방식으로 오염물질을 탈락시킨다.

이때, 제1 여과부재(30-1)의 외측면에서 탈락된 오염물질은 처리조(12') 바닥으로 침강되어 농축수 배출관(16)을 통해 배출될 수 있지만, 제2 여과부재(30-2)의 외측면에서 탈락된 오염물질은 제1 여과부재(30-1)를 다시 통과해 나오기 어렵기 때문에 제1 여과부재(30-1)와 제2 여과부재(30-2) 사이의 공간에 갇힌 상태가 된다.

이렇게 단위여과모듈 내부에 갇혀버린 오염물질을 배출하기 위해서, 세정 동작시 상기 보조배출관(74)에 있는 밸브(M4)를 개방한다. 상기 밸브(M4)의 개방은 세정펌프(P3)의 동작과 동시에 이루어질 수 있으나 반드시 이것에 한정될 필요는 없다.

위와 같이, 보조배출관(74)이 개방상태가 되면, 제2 여과부재(30-2)를 역류한 역세수는 제1 여과부재(30-1) 밖으로 통과하는 대신 제1 여과부재(30-1)와 제2 여과부재(30-2) 사이에 설치된 배출유도관(72)으로 유입된 뒤 오염물 배출단(70)을 거쳐 보조배출관(74)으로 배출될 수 있으며, 이때 제1 여과부재(30-1)와 제2 여과부재(30-2) 사이에 갇힌 상태로 있던 오염물질은 역세수와 함께 배출된다. 이때, 상기 배출유도관(72)의 하단은 제1 여과부재(30-1)의 바닥까지 충분히 연장되어 있으므로 바닥에 집중되어 있는 오염물질까지 남김없이 배출시킬 수 있다. 이런 과정을 거쳐 오염물질이 혼합된 역세수는 농축수 배출관(16)을 따라 외부로 배출되게 된다.

상기와 같은 동작을 소정 시간 동안 수행한 후, 세정펌프(P3)가 여전히 작동하는 상태에서 다시 밸브(M4)를 닫아 보조배출관(74)을 폐쇄하면 여과수 공급배관(34')을 통해 역류한 여과수는 제2 여과부재(30-2)와 제1 여과부재(30-1)를 차례대로 통과하면서 통상적인 여과막 세정공정을 수행하게 된다. 여기서, 상기 보조배출관(74)을 개방하는 시간은 운전 조건과 필요에 따라서 적절히 조정될 수 있다.

위에서 설명한 동작 외에 월류실(So)에서의 AOP 공정 및 밸런싱 탱크(Sv)의 기능 등은 앞서 설명한 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

비록 본 발명의 바람직한 실시예들을 한정된 도면과 설명을 통해 예시하였으나 통상의 당업자 수준에서 이들 기능을 달성하기 위해서 각 구성부분의 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에서 설명된 복수의 실시예들은 각각의 구성을 선택적으로 대체함으로써 구현될 수 있는데, 예를 들어, 월류실(So)과 밸런싱 탱크(Sv)의 위치 변경 및 자외선 램프 유니트의 채용 등은 당업자의 수준에서 얼마든지 취사 선택가능한 것으로 이해되어야 한다.

나아가, 비록 도면에는 도시되지 않았으나, 유입배관은 처리조의 하부가 아닌 상부에 연결되고, 상기 여과부재는 상하부가 전도될 수 있다. 이에 따라 여과수 공급배관도 처리조의 상단이 아닌 하단으로 연결되는 것도 가능하다. 이러한 다양한 변형예들은 이하에서 청구하는 특허청구범위의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (10)

1. 깔때기 형상의 하단부(14)와 오염물 농축수를 배출하기 위해 바닥에 형성된 배출관(16)을 포함하는 처리조(12);
   제1 원통형 격벽(18)에 의해 상기 처리조의 중심부에 형성되며, 유입된 물이 상기 제1 원통형 격벽(18)의 상단에서 오버 플로우되는 월류실(So);
   상기 월류실(So)을 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽(20)에 의해 형성되며, 상기 제1 원통형 격벽(18)의 상단에서 오버 플로우되는 물이 유입되어 일시 저장되는 밸런싱 탱크(Sv);
   상기 밸런싱 탱크(Sv)와 처리조(12)의 내측면 사이에 외부와 밀폐되도록 형성되는 여과실(S_f);
   상기 여과실(S_f)에 연결되어 원수를 공급하는 유입배관(10);
   상기 유입배관의 경로 상에 설치되어 원수를 공급하는 구동력을 제공하는 여과펌프(P1);
   원수를 여과하는 여과막을 구비하는 여과부재(30)들로 구성되어 상기 처리조(12)의 여과실(S_f)에 나란하게 설치되는 것으로서, 여과와 세정이 각각 독립적으로 이루어지는 복수의 단위여과모듈;
   상기 각각의 단위여과모듈에서 여과된 물을 상기 월류실(So)로 각각 독립적으로 공급하는 복수의 여과수 공급배관(34);
   상기 각각의 여과수 공급배관마다 설치되어 상기 월류실(So)에 있는 여과수의 일부를 흡입하여 상기 단위여과모듈로 역류시켜 상기 여과부재(30)를 세정하는 복수의 세정펌프(P3); 및
   처리된 정화수를 외부로 배출하기 위해 상기 밸런싱 탱크(Sv)의 바닥에 연결된 토출배관(56);을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
2. 깔때기 형상의 하단부(14)와 오염물 농축수를 배출하기 위해 바닥에 형성된 배출관(16)을 포함하는 처리조(12');
   제1 원통형 격벽(18')에 의해 상기 처리조의 중심부에 형성되며 상기 제1 원통형 격벽의 상단에서 오버 플로우된 물을 일시적으로 저장하는 밸런싱 탱크(Sv);
   상기 밸런싱 탱크(Sv)를 둘러싸도록 외측에 위치하는 제2 원통형 격벽(20')에 의해 형성되며, 상기 제1 원통형 격벽(18')의 상단에서 물이 오버 플로우되어 상기 밸런싱 탱크(Sv)로 유입되는 월류실(So);
   상기 월류실(So)과 처리조(12)의 내측면 사이에 외부와 밀폐되도록 형성되는 여과실(S_f);
   상기 여과실(S_f)에 연결되어 원수를 공급하는 유입배관(10);
   상기 유입배관의 경로 상에 설치되어 원수를 공급하는 구동력을 제공하는 여과펌프(P1);
   원수를 여과하는 여과막을 구비하는 여과부재(30)들로 구성되어 상기 처리조의 여과실(S_f)에 나란하게 설치되는 것으로서, 여과와 세정이 각각 독립적으로 이루어지는 복수의 단위여과모듈;
   상기 각각의 단위여과모듈에서 여과된 물을 상기 월류실(So)로 각각 독립적으로 공급하는 복수의 여과수 공급배관(34');
   상기 각각의 여과수 공급배관마다 설치되어 상기 월류실(So)에 있는 여과수의 일부를 흡입하여 상기 단위여과모듈로 역류시켜 상기 여과부재(30)를 세정하는 복수의 세정펌프(P3); 및
   처리된 정화수를 외부로 배출하기 위해 상기 밸런싱 탱크(Sv)의 바닥에 연결된 토출배관(56);을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 세정펌프(P3)는 소정 시간에 걸쳐 순차적으로 반복적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 처리조의 깔때기 형상의 하단부 내측면과 좁은 틈새를 형성하도록 커버함으로써 상기 여과실(S_f)과 분리된 농축실(Sc)을 형성하는 경사구획벽(22)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 월류실(So)에 나란하게 설치되는 복수개의 자외선 램프 유니트(36)(36')를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 월류실(So)에 오존을 공급하는 오존 공급 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 오존 공급 수단은,
   오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기(42);
   상기 오존 발생기(42)에서 발생한 오존을 공급하는 오존 공급관(44);
   상기 오존 공급관(44)을 통해 공급된 오존을 여과수와 혼합하여 월류실(So)로 이송하기 위해 상기 각각의 여과수 공급배관(34)(34')으로부터 분기된 분기관(46); 및
   상기 분기관으로부터 오존 혼합수를 공급받아 상기 월류실(So)에 미세 기포 상태로 주입하는 오존 산기구(50)(50');를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 분기관이 서로 연통되도록 연결하는 공유관(52);
   상기 각각의 분기관(46)에 설치된 일방향 체크밸브(54); 및
   상기 공유관(52)과 연결되어 상기 월류실(So)로 오존을 공급하는 오존분사배관(48)(48');을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 단위여과모듈은,
   원수를 1차적으로 여과하는 제1 여과부재(30-1);
   상기 제1 여과부재(30-1)를 통과한 여과수를 다시 여과하는 제2 여과부재(30-2);
   상기 제1 및 제2 여과부재의 배수단(35')과 분리되도록 폐쇄 영역을 형성하는 오염물 배출단(70);
   상기 오염물 배출단(70)과 연결되도록 상기 제1 여과부재와 제2 여과부재 사이의 공간에 설치되는 배출유도관(72);
   상기 오염물 배출단(70)에 연결되어 외부로 오염물과 역세수 혼합수를 배출하는 보조배출관(74); 및
   상기 보조배출관(74)을 개폐하는 밸브(M4);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 배출유도관(72)의 하단은 상기 제1 여과부재의 바닥까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 흐름, 순차 세정식 복합 수처리 장치.

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