KR101269642B1 - 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치는, 일측의 인입구(3a)를 통하여 액체가 유입되고, 타측의 배출구(4a)를 통하여 액체가 빠져나가는 하우징(2), 상기 하우징(2) 안에 설치된 필터판(6), 상기 필터판(6) 상에 설치되어 상기 하우징(2) 안의 액체가 통과하며 액체 속에 포함된 불순물을 거르는 복수 개의 필터들(8), 상기 필터판(6)으로부터 상기 인입구(3a) 쪽을 향한 위치에 설치되며 복수 개의 역세구멍들(50)이 이격되어 형성된 역세 분할판(5), 상기 역세 분할판(5)과 상기 필터판(6)의 사이에 위치하며 그 사이 공간을 복수 개의 역세영역들(510, 520, 530, 540)로 구분하고 상기 영세영역들을 서로 차단시키는 복수 개의 역세영역 구분벽들(5b), 상기 역세 분할판(5)으로부터 상기 인입구(3a) 쪽을 향한 위치에 설치되며 역세구멍들 중에서 적어도 하나의 역세구멍에 연결될 수 있는 역세통(7), 및 상기 역세통과 연결된 역세수 배출관(7c)을 포함한다. 본 발명은 필터가 미립자에 의해 오염되는 것을 정확히 감지하여 오염된 필터를 역세척함으로써 필터의 청결상태를 확실하게 유지하여 물의 재순환을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치{Particulate filtering equipment capable of automatic partial backwashing}
본 발명은 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치에 관한 것으로서, 특히 물속에 혼재하는 미립자를 제거하거나 회수하는 필터가 미립자에 의해 오염되는 것을 정확히 감지하여 오염된 필터를 역세정함으로써, 필터의 청결상태를 확실하게 유지해 물과 미립자의 분리를 양호하게 하고 역세정 과정을 간단하게 하며 물의 재순환을 최소화할 수 있는 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치에 관한 것이다.
산업폐수 및 생활하수를 처리하는 시설에서는 물에 혼재하는 부유성 미립자를 분리하여 물을 정수함으로써 수질을 개선하고 있는데, 이러한 수처리시설에서 물로부터 부유성 미립자를 제거하는 방법으로는 주로 중력식 침강장치(응집침강조, clarifier), 중력식 여과장치(gravity filter) 및 원심 분리장치 등이 사용되고 있다.
도1 내지 도6에는 종래기술로서 부유성 미립자 제거를 위해 사용되어 온 중력식 침강장치(도1), 중력식 여과장치(도2 및 도3), 복합형 정수장치(도4 및 도5) 및 원심 분리장치(도6)의 구성이 소개되어 있다.
이 중에서 우선 도1의 중력식 침강장치(100)는 "clarifier"라는 명칭으로 통칭되는 장치로서, 분리 대상의 물을 용량이 큰 수조(101)에 정체시키고 밑으로 침강되는 미립자는 스크레이퍼(scraper, 102)로 바닥에 모아 슬러지(sludge)로서 분리하며, 부유성 미립자가 분리된 물은 상등수(上等水)로서 수조(101)의 상단 주변부를 따라 빙 둘러 설치된 상등수 트로프(trough, 106)를 통해 외부로 배출하도록 한다.
도1에서 부유성 미립자가 포함되어 혼탁해진 물은 처리대상 유체로서 처리용수 인입관(108a)을 통해 유입수 웰(well, 108)로 들어갔다가 수조(101) 전체로 퍼지게 되며, 미립자 성분은 밑으로 침강해서 바닥에 슬러지로 쌓인다. 이때 물보다 무거운 미립자 성분은 밑으로 가라앉지만, 물보다 가벼운 미립자들은 물 위로 거품 찌꺼기(scum)가 되어 떠오르게 되며, 이러한 거품 찌꺼기들은 수조 상부에서 회전하는 스키머(skimmer, 107)에 의해 쓸려져서 거품 찌꺼기 배출 트로프(scum trough, 110)로 모아진 후 배출관(111)을 통해 밖으로 나온다. 상기 스키머(107)는 상기 회전축(103)에 연결된 회전암(rotating arm, 107a)에 장착되며, 물 위에 뜬 거품 찌꺼기를 쓸어 모으는 기능을 한다.
도1에 도시된 중력식 침강장치(1)에서 물속에 혼재된 부유성 미립자가 침강하는 속도에 관해서는 스톡스의 법칙(Stokes' Law)이 적용된다. 스톡스의 법칙에 의하면, 부유성 미립자가 침강하는 속도는 물과 미립자의 비중 차이 및 미립자 직경의 제곱에 비례하고 물의 점성에 반비례하기 때문에, 미립자와 물의 비중 차이가 작고 입자가 작은 경우에는 미립자의 침강속도가 낮게 된다. 따라서 이 경우 중력식 침강장치를 적용하기 위해서는 수조의 처리 용량을 크게 해야 하는 부담이 있어서 결국 그만큼의 설비비와 설치 면적이 함께 증가하는 문제가 생긴다.
이러한 문제를 극복하기 위해 중력식 침강장치에서는 유산반토(또는 황산반토)라고 불리는 황산알루미늄(Al2(SO4)3)과 같은 응집제를 첨가하여 미립자를 응집시켜서 침강속도를 빠르게 하고 있으나, 후처리 공정에서 이러한 응집제의 화학적 특성을 제거해 주어야 하기 때문에 별도의 처리시설과 약품이 필요하다는 점이 문제로 되고 있다.
뿐만 아니라 중력식 침강장치는 침전속도가 느려서 물이 침강장치에 유입되면 장시간 체류해야 하므로, 부패성이 있는 미립자가 섞여 있는 경우 침전장치 내부에서 부식이 진행되어 악취가 발생하는 경우도 있고, 또한 설치면적이 넓어서 옥내에 설치하기가 어려운데 옥외에 설치할 경우 먼지가 유입되어 상등수에 섞이므로 결국 완전한 미립자 분리가 어렵게 되는 문제가 있다. 결국 이러한 이유들 때문에 중력식 침강장치에서는 1차로 미립자를 분리하는 것으로만 만족하고, 그 이후에 후술하는 중력식 여과장치(도2 및 도3 참고)를 추가로 설치하여 2차로 미립자를 좀 더 세밀하게 분리하는 방식으로 적용하는 것이 일반적이다.
한편 중력식 침강장치는 침강된 미립자의 침강상태를 제대로 측정하기 어렵기 때문에 일반적으로 물을 연속적으로 배출하도록 하고 있는데, 이처럼 미립자가 다량의 물과 섞여 배출되고 여기서 배출된 물과 미립자를 별도의 농축조로 보내어 다시 미립자를 농축하여야 하기 때문에 설비가 복잡해진다는 점도 단점이라고 할 수 있다. 그러나 대용량의 물/미립자 처리에 특별한 기술이 필요치 않다는 장점이 있어서 아직까지 우리나라의 산업현장에서는 중력식 침강장치를 가장 많이 사용하고 있는 형편이다.
다음으로, 도2 및 도3은 종래의 중력식 여과장치(200)의 개략적인 구조도로서, 도2는 여과동작이 이루어지는 상태를 도시하고, 도3은 탱크(201) 속 여재(濾材)의 역세척이 이루어지는 상태를 도시한다.
중력식 여과장치(200)는 도1에 도시한 중력식 침강장치(100) 다음으로 많이 적용되는 정수장치인데, 일반적으로 샌드 필터(sand filter) 또는 카본 필터(carbon filter) 등의 명칭으로 불리고 있다. 중력식 여과장치(200)는 필터의 본체에 모래, 자갈, 활성탄과 같은 여과재를 충진하고 미립자가 섞인 물을 이러한 여과재 속으로 저속으로 통과시킴으로써 미립자가 여과재에 부착되도록 하여 미립자를 걸러내며, 계속된 여과동작으로 여과재에 미립자가 누적되면 역세척(逆洗滌)을 실시하여 여과재에 부착된 미립자를 씻어내도록 한다.
중력식 여과장치(200)가 여과 동작을 수행할 경우에는, 도2에 도시된 바와 같이 미립자가 혼재된 오염된 물이 처리용수 공급관(204)과 제1공급관(204a) 및 상부 연결관(206)을 지나 본체 탱크(201)의 위쪽으로 들어가며, 이 물은 중력에 의해 본체 탱크(201)의 아래쪽으로 내려가게 된다. 이와 같이 오염된 물이 본체 탱크(201)의 내부에 채워진 여과재들을 위로부터 아래쪽으로 통과하는 과정에서 물 속의 미립자들은 여과재에 부착되어 걸러지게 되며, 정수된 물은 본체 탱크(201)의 밑면에 결합된 제1하부 연결관(207a)으로 빠져나와 제2하부 연결관(207b) 및 제1배수관(205a)을 거쳐 외부로 배출된다.
이처럼 여과과정이 진행될 때에는, 상기 중력식 여과장치(200)의 제1밸브(211)와 제4밸브(214)는 열리고, 반대로 제2밸브(212), 제3밸브(213) 및 제5밸브(215)는 닫혀서 물이 본체탱크(201)안의 여과재를 위로부터 아랫방향으로 통과하게 된다.
한편 도3에 도시된 바와 같이 상기 중력식 여과장치(200)의 필터 역세척 동작이 진행될 경우에는, 도2의 경우와 반대로 제1밸브(211) 및 제4밸브(214)가 닫히고, 제2밸브(212) 및 제3밸브(213)가 열리며, 처리용수는 제2공급관(204b)과 제2하부 연결관(207b) 및 제1하부 연결관(207a)을 지나 탱크(201)의 아래쪽으로 들어가서 탱크의 위쪽으로 빠져나온다.
상기 종래의 중력식 여과장치(200)는 여과재의 입도가 물속에 혼재하는 미립자보다 크므로 필터를 통과하는 물의 내부 유속을 줄일 필요가 있어서 처리 용량에 비해 장치의 체적이 커지는 문제가 있다. 또한 역세척을 시행할 때에는 필터 내부의 체적보다 수배 이상의 물을 배출시키도록 되어 있기 때문에, 역세에 의해 배출된 물과 미립자를 다시 분리해 주어야 하는 단점이 있다.
뿐만 아니라 중력식 여과장치는 역세척 공정을 여과 공정과 동시에 시행하는 것이 불가능하기 때문에, 역세공정 중에는 여과공정을 중단해야 하는 문제가 있다. 이러한 이유로 통상적으로 중력식 여과장치는 2개 이상을 한 조(組)로 해서 병렬적으로 설치하는 경우가 많으며, 이는 설비비와 운영비의 증가요인이 되고 있다.
도4 및 도5는 종래의 중력식 침강장치(100)와 중력식 여과장치(200a,200b)를 결합한 복합적 정수시설의 개략적인 구성도들인데, 이 중에서 도4는 중력식 여과장치(200a,200b)에서 여과동작이 이루어지는 상태를 도시하고, 도5는 중력식 여과장치(200a,200b)에서 역세척 동작이 이루어지는 상태를 도시한다.
도4 및 도5에서 농축장치(300)는 중력식 침강장치(100)와 실질적으로 동일한 구조를 가진 장치로서, 중력식 침강장치(100) 및 중력식 여과장치들(200a, 200b)에서 나온 슬러지 및 역세척 폐수를 농축하는 역할을 담당한다. 중력식 침강장치(100)에서 나온 상등수는 제1-1배관(151)을 따라 한 쌍의 중력식 여과장치들(200a, 200b)로 유입되며, 이때 중력식 여과장치들(200a, 200b)의 제2밸브수단들(241,..,248) 중 제2-1밸브수단(241), 제2-4밸브수단(244), 제2-5밸브수단(245) 및 제2-8밸브수단(248)만이 개방되고, 나머지 제2-2밸브수단(242), 제2-3밸브수단(242), 제2-6밸브수단(246) 및 제2-7밸브수단(247)은 닫혀 있기 때문에, 도4에 화살표로 표시된 경로와 같이 중력식 여과장치들(200a, 200b)에서 여과작용이 진행된다.
한편, 상기 중력식 침강장치(100)에서 배출된 슬러지는 제1-2배관(152)을 따라 농축장치(300)로 들어가고, 여기서 상등수로 걸러진 물은 제3-1배관(311) 및 제4배관(411)을 통해 다시 상기 중력식 침강장치(100)로 되돌아가 재처리되며, 슬러지는 제3-2배관(312)을 따라 탈수장치(400)로 들어가 탈수된다.
도4 및 도5에 의해 설명한 복합식 정수장치는 현재 널리 사용되고 있는 방식으로 정수 효율이 우수하기는 하지만, 앞서 중력식 침강장치(100, 도1) 및 중력식 여과장치(200, 도2 및 도3)에서 설명한 바와 같이 대용량으로 설치하여야 하고 설치 및 운전·관리비용이 많이 소요된다는 단점이 있다.
도6은 종래의 원심분리장치(600)의 개략적인 구조도인데, 원심분리장치(600)는 원심력 장에서 미립자의 침강속도가 미립자와 물의 비중 차이 및 미립자 직경의 제곱에 비례하며 원심력에 비례한다는 변형된 스톡스의 법칙에 근거하고 있다.
도6에 도시된 바와 같이, 종래의 원심분리장치(600)는 케이싱(605)안에 회전 드럼(606)이 회전가능하게 설치되고, 상기 회전 드럼(606)의 내부에는 스크류 콘베이어(607)가 설치된다. 상기 회전 드럼(606)은 드럼구동수단(602)에 의해서 회전되며, 회전 드럼(606)안의 스크류 콘베이어(607)는 콘베이어 구동수단(611)에 의해서 발생한 회전력을 기어박스(611a)를 통해 전달받아 회전한다.
물속에 고형물이 섞인 원수(原水, 608)는 스크류 콘베이어(607)의 투입구(603)를 통해 스크류 콘베이어(607)의 관 내부로 투입되며, 이어서 원수 배출구(607a)를 통해 회전 드럼(606)의 내벽면과 스크류 콘베이어(607)의 외부 표면 사이의 공간으로 빠져나온다. 이때 원수(608)는 회전드럼(606)의 회전으로 인해 회전드럼(606)의 내주면에 밀착하게 되고, 원수(608) 중의 고형물(608a)은 스크류(607b)에 의해서 긁혀져서 도6의 우측방향으로 이동하여 배출되며, 물 성분(608b)은 도6의 왼쪽방향으로 이동해서 배출된다.
이러한 종래의 원심분리장치(600)는 미립자의 배출농도를 올릴 수 있어서 부대장치의 생략이 가능하고 소형으로 대용량을 처리할 수 있다는 장점이 있지만, 예를 들어 1미크론(micron) 이하의 미립자를 제거하기 위해서 1분에 약 10,000 회전 이상의 고속으로 회전시켜야 할 정도로 동력소모가 매우 큰 단점이 있어서 순수한 물이 짧은 기간 동안 필요한 경우가 아니면 많이 사용되지 않는다.
상술한 바와 같이 종래의 미립자 여과장치들은 모두 대용량이라서 설치 및 운용비용이 많이 들고 여과성능에 비해 동력소모가 커서 경제성이 부족했으므로, 이러한 문제점들을 해결하기 위해 소형으로 설치가 쉬우면서 유지관리비용이 적게 들고 여과성능이 뛰어난 새로운 미립자 여과장치를 개발할 필요가 있었다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여, 물속에 혼재하는 미립자를 제거하거나 회수하는 필터가 미립자에 의해 오염되는 것을 정확히 감지하여 오염된 필터를 역세척함으로써, 필터의 청결상태를 확실하게 유지해 물과 미립자의 분리를 양호하게 하고, 역세정 과정을 간단하게 하며 물의 재순환을 최소화할 수 있는 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치는, 일측의 인입구(3a)를 통하여 액체가 유입되고, 타측의 배출구(4a)를 통하여 액체가 빠져나가는 하우징(2); 상기 하우징(2) 안에 설치된 필터판(6); 상기 필터판(6) 상에 설치되어 상기 하우징(2) 안의 액체가 통과하며, 액체 속에 포함된 불순물을 거르는 복수 개의 필터들(8); 상기 필터판(6)으로부터 상기 인입구(3a) 쪽을 향한 위치에 설치되며 복수 개의 역세(逆洗)구멍들(50)이 이격되어 형성된 역세(逆洗)분할판(5); 상기 역세 분할판(5)과 상기 필터판(6)의 사이에 위치하며, 그 사이 공간을 복수 개의 역세영역들(510, 520, 530, 540)로 구분하고 상기 영세영역들(510, 520, 530, 540)을 서로 차단시키는 복수 개의 역세영역 구분벽들(5b); 상기 역세 분할판(5)으로부터 상기 인입구(3a) 쪽을 향한 위치에 설치되며 상기 역세구멍들(50) 중에서 적어도 하나의 역세구멍에 연결될 수 있는 역세통(7); 및 상기 역세통과 연결된 역세수 배출관(7c);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
종래의 물과 미립자를 분리하는 장치가 설치 및 운영비용이 많이 소요되고 공간을 많이 차지하며 또한 부대설비가 추가로 필요했었던 것과 달리, 본 발명에 따른 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치는 단독으로도 충분한 여과성능을 발휘할 수 있고 소형으로 설치가 가능하므로 설비를 경제적으로 건설하고 운영할 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 미립자 여과장치는 소형으로 설치면적이 줄어들고 부대설비를 최소화할 수 있으며, 별도의 약품처리와 그러한 약품처리에 수반되는 2차 처리공정이 불필요하게 되어 경제성이 우월한 장점이 있다.
또한 종래의 여과설비에서는 미립자를 분리하는데 수반되는 물의 양이 많아 분리장치에서 배출되는 물을 다시 농축하는 과정이 필수적이었지만, 본 발명에 따른 미립자 여과장치는 세라믹 필터 등을 이용하여 여과효과를 대폭 향상시켰으므로 정수되어 배출되는 물속의 미립자 함량이 낮아 물의 재순환량을 줄이며, 동력을 크게 절감할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 미립자 여과장치는 종래의 분리장치로 분리가 어려웠던 1미크론 이하의 미립자도 충분히 분리가 가능하므로 수질의 향상을 기할 수 있고, 정수된 물의 수질을 일정하게 확보할 수 있는 장점이 있다.
도1은 종래의 중력식 침강장치(100)의 개략적인 구조도이다.
도2 및 도3은 종래의 중력식 여과장치(200)의 개략적인 구조도로서, 도2는 여과동작이 이루어지는 상태를 도시하고, 도3은 탱크(201) 속 여재(濾材)의 역세척이 이루어지는 상태를 도시한다.
도4 및 도5는 종래의 중력식 침강장치(100)와 중력식 여과장치(200a,200b)를 결합한 복합적 정수시설의 개략적인 구성도로서, 도4는 중력식 여과장치(200a,200b)에서 여과동작이 이루어지는 상태를 도시하고, 도5는 중력식 여과장치(200a,200b)에서 역세척 동작이 이루어지는 상태를 도시한다.
도6은 종래의 원심분리장치(600)의 개략적인 구조도이다.
도7은 본 발명에 따른 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치(1)의 개략적인 단면 구조도이다.
도8은 도7의 미립자 여과장치(1)의 하우징(2) 내부의 구성 상태를 일부 분해 사시도 형태로 도시한 것이다.
도9는 본 발명의 미립자 여과장치(1)의 회전 역세통(7), 역세 분할판(5) 및 필터판(6)의 결합 구조를 도시한 분해사시도이다.
도10은 도9의 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 평면상태를 도시한다.
도11은 본 발명의 미립자 여과장치(1)에서 필터들(8) 중의 일부에 대해 역세척이 진행되는 상태를 도시한 단면 구조도이다.
도12는 도11의 A부분에 관한 본 발명의 다른 실시예로서 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 사이에 공간채움재(56)가 설치된 구조를 도시한다.
도13은 본 발명의 제3실시예로서 미립자 여과장치들(1, 1a)이 2단으로 결합된 구조를 도시한다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치의 구성과 작용효과를 상세히 설명한다.
도7은 본 발명에 따른 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치(1)의 개략적인 단면 구조도이고, 도8은 도7의 미립자 여과장치(1)의 하우징(2) 내부의 구성 상태를 일부 분해 사시도 형태로 도시한 것이다.
도7 및 도8을 참고하면, 본 발명에 따른 미립자 여과장치(1)는 하우징(2) 안에 필터판(6)이 설치되고, 상기 필터판(6)에는 복수 개의 필터들(8)이 설치되어 있어서 상기 하우징(2) 안으로 유입된 모든 액체(물)는 상기 필터들(8)을 통과해야만 하우징(2)의 밖으로 빠져나갈 수가 있다. 그리고 상기 필터판(6)의 앞쪽에는 역세(逆洗)분할판(5)이 설치되고, 상기 역세 분할판(5)의 전방에는 회전 역세통(7)이 설치되어 있으며, 상기 회전 역세통(7)에는 역세수 배출관(7c)이 연결되어 있다.
상기 하우징(2)은 필터 장치와 역세 장치를 수납하며, 본 발명의 도면에서는 원통으로 되어있으나 그 외에 원통형 또는 4각형 등 설계에 의해 다양하게 선택이 가능하며 부식성이 있는 물을 취급할 경우 내부를 코팅할 수 있다.
상기 역세 분할판(5)은 하우징(2)의 내부에 고정되어 있으며, 필터판(6)과 일체형으로 제작되거나 또는 별개의 부재로서 결합될 수 있다.
상기 하우징(2)의 일측에 형성된 인입구(3a)를 통하여 오염된 물(또는 액체)이 유입되며 이 물 속에는 미립자가 함유되어 있다. 미립자가 포함된 오염된 물은 필터들(8)에 의해서 미립자가 걸러진 후 배출구(4a)를 통해 외부로 배출된다.
상기 필터판(6)으로부터 상기 인입구(3a)쪽을 향한 위치에 약간 이격되어 설치된 역세 분할판(5)에는 복수 개의 역세구멍들(50)이 형성되어 있으며, 여과장치(1)로 들어온 모든 물은 이 역세구멍들(50)을 통과해 필터들(8)로 들어가게 된다.
회전 역세통(7)은 구동축(9)과 직접 연결되어 구동모터(9b)로부터 전달되는 동력에 의해서 회전하며, 역세수 배출관(7c)은 하우징(2)에 고정된 상태에서 회전 역세통(7)의 케이싱(7b) 내부까지 연장되고, 회전 역세통(7)의 케이싱(7b) 내에 설치된 회전 밀봉장치에 의해서 기밀 상태가 유지된다. 회전 역세통(7)과 역세수 배출관(7c) 간의 이러한 결합 구조에 의해서, 회전 역세통(7)의 내부 공간과 역세수 배출관(7c) 내부의 통로가 서로 연결된다.
상기 회전 역세통(7)은 구동축(9)에 의해 역세 분할판(5)의 면을 따라 회전할 수 있게 되어 있다. 상기 회전 역세통(7)과 연결된 회전 역세통 케이싱(7b)에는 구동축(9)이 결합되고, 상기 구동축(9)은 구동모터(9b)와 연결되어 있으므로 제어부(20)의 제어신호에 의해 원격으로 상기 회전 역세통(7)의 위치를 설정하는 것이 가능하다.
도7은 본 발명에 따른 미립자 여과장치(1)에서 통상적인 여과동작이 진행되는 상태를 도시한 것인데, 이때는 상기 회전 역세통(7)이 역세 분할판(5)의 역세구멍들(50) 중 어느 것도 차단하지 않고 있다. 이와 같이 회전 역세통(7)이 역세구멍들(50)을 막지 않은 상태에서는, 미립자가 혼재하는 물이 가압되어 본 발명의 여과장치(1)안으로 유입되면 역세 분할판(5)의 역세구멍들(50)을 통과해서 필터들(8)로 들어가게 되며, 필터들(8)의 내부에 채워진 필터 충진재(8a)에 의해 미립자는 걸리고 물만 통과하게 된다. 이때 상기 회전 역세통(7)은 역세 분할판의 역세구멍들(50)의 사이에 위치하므로 물의 이동에 전혀 지장을 주지 않는다.
한편, 상기 회전 역세통(7)은 바가지 형태로 된 것으로서 내부에 공간이 마련되어 있으며, 이 공간은 역세수 배출관(7c)과 연결되어 있다. 상기 역세수 배출관(7c)에는 역세수 배출 밸브(15)가 설치되고, 상기 역세수 배출 밸브(15)는 모터(15a)에 의해서 개폐될 수 있다. 상기 밸브(15)와 모터(15a)로 구성된 밸브 유닛은 제어부(20)로부터 인가되는 제어신호에 의해 원격 작동이 가능하다. 한편, 이와 같이 역세수의 배출을 담당하는 상기 밸브(15)는 전동모터 이외에 공기압을 동력원으로 한 액츄에이터에 의해서도 구동될 수 있다.
그리고 상기 회전 역세통(7)의 상기 역세 분할판(5)과의 마주보는 부위에는 고무 재질의 역세통 밀봉부(7a)가 설치되어 있어서, 회전 역세통(7)이 역세 분할판(5)의 역세구멍(50)과 결합될 때에 빈틈을 통하여 누설되는 것을 방지한다.
한편, 상기 필터판(6)의 전방 및 후방의 소정 위치들에 각각 설치된 제1압력센서(11)와 제2압력센서(12)는 차압 센서부(10)를 구성하며, 이 차압 센서부(10)는 필터의 입구 압력과 출구 압력의 차이를 측정하여 필터의 막힘 상태를 측정하는 역할을 담당한다. 상기 제1압력센서(11)와 제2압력센서(12)에서 측정된 압력값들(PA, PB) 간의 차압(差壓)에 관한 데이터 신호는 차압 센서부(10)로부터 상기 제어부(20)로 전송된다.
도7에 표시된 화살표들은 미립자 여과장치(1) 안의 물의 흐름을 개략적으로 도시한 것이다. 이와 같이 필터(8)의 여과동작에 의해서 한쪽 방향으로만 계속적으로 물이 흘러나가게 되면, 필터(8)안의 필터 충진재(8a)에 미립자가 쌓여서 물의 정상적인 흐름을 방해하게 되므로, 도7을 기준으로 설명할 때 필터판(6)의 좌측(즉 인입구(3a)쪽)의 압력(PA)이 필터판(6)의 우측(즉, 배출구(4a)쪽)의 압력(PB)보다 커지게 된다. 이러한 필터판(6) 전후방의 압력 차이(PA-PB)에 관한 데이터는 계속적으로 차압 센서부(10)에서 감지되어 그 신호가 제어부(20)로 전달되며, 제어부(20)는 필터판(6)의 전후방의 압력차가 소정의 기준값을 초과하는 것으로 판단한 경우 구동모터(9b)를 작동시켜 회전 역세통(7)을 역세 분할판(5)의 역세구멍(50; 51,.., 54)들 중 하나와 결합시키는 한편 밸브개폐 모터(15a)를 작동시켜 밸브(15)를 개방함으로써 역세척 과정을 진행한다(도11 참조).
도7에서 미설명 도면부호 9a는 구동모터(9b)와 구동축(9)을 연결하는 회전축을 가리키며, 9c는 구동축 케이싱을 가리키고, 7b는 회전 역세통(7)에 연결된 회전 역세통 케이싱을 가리킨다. 그리고 도면부호 91은 구동축(9)과 구동축 케이싱(9c) 사이에 설치되어 구동축(9)을 지지하는 구동축 베어링이고, 92는 구동축 케이싱(9c)안으로 물이 들어오지 못하도록 밀폐하는 구동축 밀봉부를 가리킨다.
한편 도7에서 미설명 도면부호 5a는 상기 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 외곽 부분들을 서로 연결하여 밀봉하는 외곽연결 측벽을 가리킨다. 상기 외곽연결 측벽(5a)은 상기 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 연결구조를 보강함과 동시에 그 사이의 공간을 밀폐하는 역할을 하는데, 만약 상기 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 외곽부분들이 하우징(2)의 내벽면과 접촉됨에 있어서 빈틈이 전혀 없이 완전히 밀봉된 상태를 유지할 수 있다면, 상기 외곽연결 측벽(5a)이 필요 없을 수도 있다. 상기 외곽연결 측벽(5a)은 도7에만 도시하고, 기타 도면들에서는 편의상 도시를 생략하였다. 예를 들어 도9에는 역세 분할판(5) 상에 역세영역 구분벽들(5b)이 돌출 설치된 것이 도시되어 있는데, 여기서 상기 역세 분할판(5)의 가장자리를 따라 외곽연결 측벽(5a)도 마찬가지로 돌출 설치된 것으로 볼 수 있는 것이다.
도8에는 본 발명 여과장치(1) 내부의 회전 역세통(7)과 역세 분할판(5), 필터판(6) 및 필터들(8)의 설치상태가 일부 분해 사시도 형태로 도시되어 있고, 도9에는 회전 역세통(7), 역세 분할판(5) 및 필터판(6)의 결합 구조가 분해사시도 형태로 나타나 있다. 도9를 참고하면, 필터판(6)에는 복수 개의 필터설치구멍들(6b)이 형성되어 있으며, 이 필터설치구멍들(6b)에 필터들(8)이 각각 장착되어 있다.
도8 및 도9에는, 필터판(6) 상에 세워져 설치된 4개의 필터그룹 구분판들(6a)에 의해서 필터들(8)이 4개의 필터그룹들(filter groups; 61,62,63,64)로 나눠진 것이 나타나 있다.
도9에서 상기 필터그룹 구분판들(6a)은, 상기 역세 분할판(5)과 상기 필터판(6)의 사이에 설치된 역세영역 구분벽들(5b)에 1:1로 대응된다. 도9에는 역세 분할판(5)과 필터판(6)이 서로 별개의 부재인 것처럼 분리되어 그려졌지만, 하나의 일체형 부재로 제작하는 것도 가능하며, 상기 역세영역 구분벽들(5b)은 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 양쪽에 일체형으로 결합되어 형성될 수 있다.
상기 역세영역 구분벽들(5b)은 상기 역세 분할판(5)과 필터판(6) 사이의 공간을 제1 내지 제4 역세영역들(510, 520, 530, 540)로 구분하고 그 역세영역들(510, 520, 530, 540)을 서로 완벽히 차단한다. 따라서 역세 분할판(5)의 역세구멍들(50) 중에서 어느 하나의 역세구멍(51,52,53,54)으로 들어온 물은 반드시 그 역세구멍(51,52,53,54)이 위치하는 곳의 역세영역(510, 520, 530, 540)을 통해서만 그 다음의 필터판(6)에 설치된 필터들(8)로 들어갈 수가 있다(도8 및 도9 참조).
예를 들어 도9를 참고할 때, 역세 분할판(5)의 제1역세구멍(5)을 통과한 물은 제1역세영역(510)의 공간을 통해서 제1필터그룹(61)에 속하는 필터들(80)에게로만 공급되며(도9 참조), 그 외의 다른 필터그룹(62,63,64)의 필터들(8)에게는 들어갈 수 없다.
본 발명의 도면에서는 설명의 편의상 역세 분할판(5)에 역세구멍(51,52,53,54)이 4개가 형성된 것을 상정하여 도시하였으며, 그에 따라 역세영역 구분벽들(5b)도 4개가 설치된 것으로 도시하고, 역세영역(510,520,530,540)도 4개가 설치된 것으로 도시하였으며, 필터들(8)도 4개의 필터그룹들(61,62,63,64)로 구분된 것으로 도시하였다.
상기 4개의 역세구멍(51,52,53,54)과 4개의 역세영역(510,520,530,540) 및 4개의 필터그룹(61,62,63,64)은 서로 각각 1:1로 대응되는 것으로서, 회전 역세통(7)이 어느 하나의 역세구멍(51,52,53,54)에 결합되면 그에 대응되는 필터그룹의 필터들에 대해서만 역세척이 진행되고, 나머지 필터그룹들의 필터들에 대해서는 종전과 다름없이 여과과정이 진행된다.
예를 들어, 도9에 도시된 것과 같이 회전 역세통(7)이 제1역세구멍(51)과 결합될 경우에는, 제1역세영역(510) 안으로 처리용수가 직접적으로 공급되는 것이 차단되고 대신 제1영세영역(510) 안의 물이 회전 역세통(7)과 역세수 배출관(7c)을 통해 외부로 배출되므로, 제1역세영역(510) 안의 압력(PC; 도11 참조)이 필터들(8, 80)의 출구측의 압력(PB; 도11 참조) 보다 낮아지게 되며, 그 결과 제1역세영역(510)에 대응되는 제1필터그룹(61)내의 필터들(80)에 대해서는 물이 출구측으로부터 입구측으로 거꾸로 흐르게 되어 역세척이 진행된다. 즉, 물이 거꾸로 필터(80)를 통과함에 의해서 필터(80)의 내부에 기존에 부착되어 있는 미립자가 청소되며, 떼어 내어진 미립자와 역세수는 역세수 배출 밸브(15)를 통해 외부로 배출된다.
반면 회전 역세통(7)과 연결되지 않은 나머지 제2~제4역세영역들(520,530,540)에는 계속적으로 처리용수가 유입되어 제2~제4필터그룹들(62,63,64)의 필터들(8)로 물이 통과하므로 여과작용이 변함없이 진행된다.
이처럼 하나의 필터그룹(61)의 필터들(80)에 대해서 정해진 시간 동안 역세척을 완료하고 나면, 역세수 배출 밸브(15)가 닫히고 회전 역세통(7)은 다음의 역세구멍(예를 들어 제2역세구멍(52))으로 이동하며, 그때는 제2역세구멍(52)이 존재하는 제2역세영역(520)에 대응되는 제2필터그룹(62)의 필터들에 대한 역세척이 진행된다. 이런 식으로 회전 역세통(7)이 역세 분할판(5)의 표면을 따라 회전하면서 각각의 역세구멍들(51,52,53,54)과 한 번씩 결합됨으로써 모든 필터들(8)에 대한 역세척을 완료할 수 있다. 그리고 모든 필터들(8)에 대한 역세척을 완료하면 처음의 위치, 즉 예를 들어 제1역세구멍(51)과 제2역세구멍(52)의 사이에 있는 제1휴지위치 영역(51a)으로 이동하여 역세과정을 종료하게 된다(도10 참조).
이와 같이 본 발명은 전체의 필터들(8)에 대한 역세척을 한 번에 수행하는 것이 아니라, 전체의 필터들이 N개의 필터그룹들로 나눠져 있다고 할 때 한번에 1/N 의 부분에 해당하는 필터들만 역세척을 진행하고 나머지 (N-1)/N 의 부분에 해당하는 필터들에 대해서는 여과과정을 차질없이 계속 진행함으로써 여과 동작과 역세척 동작을 동시에 진행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시예에서는 편의상 역세 분할판(5)에 역세구멍(51,52,53,54)이 4개가 형성된 것을 상정하여 도면으로 도시하였으며, 그에 따라 역세영역 구분벽들(5b)도 4개가 설치된 것으로 도시하고, 역세영역(510,520,530,540)과 필터그룹들(61,62,63,64)도 각각 4개씩 마련된 것으로 도시하였다.
그러나 도면에 편의상 도시된 것과 달리, 본 발명의 역세 분할판(5)에 형성된 역세구멍(50)의 개수는 4개 이외의 다양한 개수들로 설정할 수 있으며, 그에 대응되는 역세영역 구분벽들과 역세영역들 및 필터그룹들의 개수 또한 다양하게 설정될 수 있는 것이다.
도8에서 도면부호 50은 역세 분할판(5)의 역세구멍들을 전체적으로 지시하며, 도9의 도면부호 51, 52, 53, 54는 각각의 역세구멍을 개별적으로 가리킨다.
도10은 도9의 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 평면 상태를 도시한다. 도9와 도10을 참고하면, 상기 역세 분할판(5)의 전체 면적 중 일부분에만 국한하여 역세구멍들(51,52,53,54)이 설치되고, 상기 역세구멍들(51,52,53,54)은 서로 일정 간격만큼 이격되어 있어서, 역세구멍들(51,52,53,54)의 사이사이에 회전 역세통(7)이 위치할 수 있는 휴지위치 영역들(51a, 52a, 53a, 54a; 도10 참조)이 마련되어 있다.
따라서 회전 역세통(7)이 역세구멍들(51,52,53,54)의 사이에 위치한 휴지위치 영역(51a, 52a, 53a, 54a)에 놓여 있는 동안에는 정상적인 여과동작이 진행되고, 반대로 회전 역세통(7)이 상기 역세구멍들(51,52,53,54) 중 어느 하나와 결합된다면 그 역세구멍(51,52,53,54)이 존재하는 역세영역(510,520,530,540)과 대응되는 필터들(8)에 대한 역세척이 진행된다.
도11은 본 발명의 미립자 여과장치(1)에서 필터들(8) 중의 일부에 대해 역세척이 진행되는 상태를 도시한 단면 구조도이다. 회전 역세통(7)이 역세구멍(51)과 결합되어 그 역세영역(510) 안으로 처리용수가 직접적으로 공급되는 것이 차단되고 대신 역세수 배출관(7c)에 의해 외부와 연결되면, 그 역세영역(510)안의 압력(PC)은 여과장치 출구측의 압력(PB)보다 낮아지게 되므로, 현재 여과작용을 계속 진행하고 있는 다른 필터(8)들을 통과하여 여과된 물이 이번에는 역세척 과정을 진행하는 필터들(80)의 출구로부터 입구측으로 거슬러 통과함으로써 필터들(80)의 역세척을 수행하게 된다. 이때 도11을 참고하면, 여과장치(1) 내부의 압력분포는 PA > PB > PC의 관계를 보인다.
이러한 역세척이 진행되는 동안 상기 밸브(15)는 제어부(20)에 의해서 원격으로 개방되므로, 필터충진재(8a)로부터 떼어진 미립자들과 역세척된 물은 역세수 배출관(7c)을 통해 외부로 배출된다. 한편, 역세척의 효과를 높이기 위해서 상기 역세수 배출관(7c) 측에 진공펌프를 설치할 수도 있다.
본 발명의 미립자 여과장치를 거친 물은 저장이나 다음 공정에 사용하기 위해 대기압 이상의 압력으로 가압되는 것이 일반적이고, 역세수 배출관(7c)안의 압력은 여과장치 출구측의 압력(PB) 보다 낮으므로, 역세수 배출 밸브(15)를 열면 역세척되는 필터(80)의 전후단의 압력 차이에 의해서 자동적으로 역세가 진행된다. 그러나 특별한 경우에는 여과장치 출구의 압력이 낮거나 역세의 효과를 더 올릴 필요가 있을 수 있으므로, 이러한 경우들에는 역세수 배출관(7c)에 진공 펌프를 연결함으로써 필터(80)의 출구측 압력과 역세수 배출관(7c)의 압력 차이를 크게 할 수 있는 것이다.
본 발명의 미립자 여과장치(1)는 제어부(20)에서 항상 차압 센서부(10)의 차압신호를 체크하고 있는데, 만약 필터판(6) 전후방의 압력차이가 소정의 기준값을 초과한 것으로 감지된다면, 이는 필터들(8)이 미립자들로 막혀서 필터 전후방의 압력차이가 커진 것을 의미하는 것이다. 따라서 이와 같이 차압 센서부(10)에서 측정한 차압이 소정 기준값을 초과한 것으로 판단한 경우에는, 제어부(20)는 구동모터(9b)를 작동시켜 회전 역세통(7)을 역세구멍(51,52,53,54)의 위치에 맞추고 밸브(15)를 열어서 그 역세구멍에 대응되는 일부의 필터들을 역세척하며, 이러한 역세척 과정을 순차적으로 다른 필터들에 대해서도 번갈아 가면서 수행함으로써, 여과과정을 계속적으로 진행하는 동안에 역세척을 성공적으로 수행할 수 있다.
상기 제어부(20)의 역세척 과정 진행은 차압 센서부(10)의 차압신호에 의한 판단에 의해서 자동적으로 수행될 수도 있고, 한편 관리자의 제어명령에 의해서 수동적으로 실시될 수도 있다.
본 발명의 여과장치에서 사용한 필터(8)는 여러 가지 재질로 만들어진 것이 적용될 수 있으나 입도(粒度)가 작은 미립자를 분리하기에 적합한 세라믹과 반투막(Membrane)을 적용하면 세라믹의 경우 1미크론 이하의 미립자도 분리가 가능하며 반투막은 바이러스 수준의 미립자도 여과할 수 있어 본 발명에 의한 장치를 통과하면 추가의 처리가 필요하지 않게 된다.
특히 세라믹은 내마모성과 내식성이 뛰어나서 부식성 액체나 마모성이 큰 미립자를 함유한 물을 처리하는데 적합하고 강도가 좋고 가격이 싸다는 장점이 있다. 그리고 세라믹 필터의 다른 장점으로는 표면 처리에 의한 필터의 조밀도 조절이 쉬워 여과 대상 미립자의 입도에 맞는 필터를 제작하기가 용이하다는 특징이 있다.
그 밖에도 본 발명의 여과장치에 적용되는 필터의 소재로서는 와운드 파이버(wound fiber), 금속(metal), 카본(carbon), 한외여과막(ultrafiltration membrane; UF)모듈 등이 사용될 수 있다.
도12는 도11의 A부분에 관한 본 발명의 다른 실시예로서 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 사이에 공간채움재(56)가 설치된 구조를 도시한다. 역세 분할판(5)과 필터판(6) 사이의 공간이 비어 있으면 그 비어 있는 만큼 더 많은 물이 자리를 차지하게 되고, 그 결과 필터의 역세척을 위한 필요한 물의 배수량이 커지게 되므로, 결국 역세척의 경제성 측면에서 바람직하지 않게 된다. 이런 문제점을 보다 개선하기 위해, 도12에 도시된 바와 같이 역세 분할판(5)과 필터판(6)의 사이에 공간채움재(56)를 위치시키면 그 만큼 물로 채워질 공간을 줄이게 되므로 역세척시 필요한 배수량을 줄이는 효과를 거둘 수 있다. 이는 마치 화장실 변기의 물통 안에 벽돌을 넣어두면 한번 물을 내릴 때 흘러 나가는 물의 양을 절약할 수 있는 것과 같은 이치이다.
도13은 본 발명의 제3실시예로서 미립자 여과장치들(1, 1a)이 2단으로 결합된 구조를 도시한다. 동일한 유량을 처리하는 필터에서 입도가 조밀하면 차압이 커지고 동력의 소요가 많게 되는데, 하나의 필터로써 사이즈가 다양한 미립자들을 모두 잡으려고 하면 물의 흐름이 정체되어 여과효과를 제대로 달성하기 어렵고 동력손실만 크게 된다. 따라서 미립자 여과장치를 2단 이상의 다단으로 설치하되, 전단(前段)에는 필터 충진재의 틈을 다소 크게 한 거친 필터를 사용해서 러프(rough)한 여과를 하여 큰 미립자들을 분리하고, 후단(後段)에는 조밀한 필터를 사용해서 작은 미립자들까지 잡을 수 있도록 한다면, 보다 효과적인 여과장치를 구성할 수 있게 될 것이다.
이런 이유에서 도13에 도시된 본 발명의 제3실시예에서는, 전단에 설치된 미립자 여과장치(1)는 필터(8)의 여과재 틈이 다소 크게 형성되어서 큰 미립자들을 분리하는 역할을 담당하고, 후단에 설치된 미립자 여과장치(1a)는 필터(8)의 여과재 틈이 작게 형성되어서 작은 미립자들까지 분리할 수 있도록 하였다. 이 경우 미립자 여과장치들(1, 1a)의 구동모터(9b)와 밸브(15)는 제어부(20)에 의해서 각각 개별적으로 제어 가능하므로, 차압 센서부(10)에서 감지된 필터판(6) 전후방의 압력차이가 소정 기준값을 초과하게 되면 자동적으로 역세척을 진행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 미립자가 혼재하는 물에서 미립자와 물을 분리하는 장치가 간단하여 장치를 작게 만들고 설치장소를 줄일 수 있으며, 동력소요를 줄이는 등 설치와 운용을 위한 비용이 절감할 수 있다. 그리고 물과 미립자의 분리 과정에서 분리 장치의 제어를 원활하게 하여 전체적으로 설비의 안정성, 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
뿐만 아니라 본 발명의 미립자 여과장치는 그 자체로서 여과성능이 우수하므로 역세로 인해 재순환되거나 버려지는 물의 양을 최소화하여 물과 동력의 손실을 줄일 수 있고, 역세수 중의 미립자 농도를 올려 부대설비를 최소화할 수 있으며, 별도의 약품처리와 약품처리에 수반하는 2차 처리도 필요하지 않게 되는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 가장 큰 특징은 필터를 여러 그룹으로 나누어서 역세 과정을 순차적으로 진행하므로, 한 개의 그룹의 필터는 역세를 진행하지만 나머지는 여과를 계속 진행할 수 있어서, 역세로 인한 여과의 급격한 유량 변화를 방지하여 연속적인 작업이 가능하다는 것이다.
종래의 설비에서는 미립자를 분리하는데 수반되는 물의 양이 많아 분리장치에서 배출되는 물을 다시 농축하는 과정이 필수적이었지만, 본 장치는 미립자 중의 물의 함량을 최소화하여 물의 재순환을 줄여 동력도 절감된다. 본 발명의 효과로 미립자가 분리된 물의 수질을 일정하게 하고 종래의 분리장치에서 어려웠던 1미크론 이하의 미립자도 분리가 가능하여 수질의 향상을 기할 수 있을 것이다.
또한 본 발명에 의한 기술의 발달로 인하여 종래에는 사용하지 않던 재료나 기술이 사용범위를 넓혀 품질과 경제성을 입증해가는 효과를 거둘 수도 있다. 예를 들어 본 발명에서 필터로 적용하는 하나의 예인 세라믹 필터는 과거에 세정방법이 개발되지 않아서 소용량 음용수 정수기 등에만 1회용으로 사용하고 있으나, 본 발명의 적용으로 대용량 여과장치에도 적용하는 것이 가능할 것이며, 공정의 품질과 경제성을 인정받을 수 있을 것이다.
그리고 종래의 반투막 여과 장치의 경우에도 반투막 필터의 수명이 길지 못하고 금방 성능저하가 되는 대부분의 원인은 필터 입구가 용수에 혼재하는 미립자(광물성, 미생물)에 의해 오염되고 종래의 방식에서는 반투막 필터를 효과적으로 역세하여 필터를 청결하게 유지하는 방법이 없었기 때문이지만, 본 발명의 역세 방법으로 여과 공정을 진행하면서 연속적으로 역세를 시행하면 반투막 필터의 수명을 연장하고 성능 저하를 방지해 줄 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 분리장치는 일단 물을 정수하는 용도에 대해 적용되는 것을 상정하여 설명하였지만, 물 이외의 다른 액체, 예를 들면 유활유를 비롯한 석유화학물질 등의 미립자 분리를 위해서도 적용될 수 있으며, 이 경우 그 처리대상 유체에 적합한 필터 소재를 선택하는 것을 제외하면 본 발명의 핵심이라고 할 수 있는 자동 부분 역세척 기능은 그대로 구현될 수 있다.
1: 여과장치 2: 하우징(housing)
3a: 처리용수 인입구 4a: 배출구
5: 역세(逆洗)분할판 5a: 외곽연결 측벽
5b: 역세영역 구분벽 6: 필터판
6a: 필터그룹 구분판 6b: 필터 설치 구멍
7: 회전 역세통 7a: 역세통 밀봉부
7b: 회전 역세통 케이싱 7c: 역세수 배출관
8, 80: 필터 8a: 필터 충진재
9: 구동축 9a: 회전축
9b: 구동모터 9c: 구동축 케이싱
9d: 회전축 케이싱 10: 차압 센서부
11: 제1압력센서 12: 제2압력센서
15: 역세수 배출 밸브 15a: 밸브개폐 모터
20: 제어부 25: 고형물 수집탱크
50, 51, 52, 53, 54, 55: 역세구멍
51a, 52a, 53a, 54a: 제1~제3 휴지(休止)위치
56: 공간채움재 61, 62, 63, 64: 제1~제4 필터그룹
91: 구동축 베어링 92: 구동축 밀봉부
100: 중력식 침강장치 101: 수조(水曹)
102: 스크레이퍼(scraper) 103: 회전축
104: 구동부 105: 난간
106: 상등수 트로프(trough) 107: 스키머(skimmer)
107a: 회전암(rotating arm) 108: 유입수 웰(well)
108a: 처리용수 인입관 109: 슬러지 농축부
110: 거품 찌꺼기 트로프(trough) 111: 배출관
151: 제1-1배관 152: 제1-2배관
161: 제1밸브수단 200, 200a, 200b: 중력식 여과장치
201: 본체 탱크 202: 메인 홀(main hole)
203: 지지대 204: 처리용수 공급관
204a: 제1공급관 204b: 제2공급관
205a: 제1배수관 205b: 제2배수관
206: 상부연결관 207a: 제1하부연결관
207b: 제2하부연결관
211, 212, 213, 214, 215, 216: 밸브
221: 압력계 222: 공기배출관
241, 242,..., 249: 제2밸브수단 251, 252,..., 258: 제2배관
301: 제3밸브수단 302: 스크레이퍼
304: 구동부 308a: 처리용수 인입관
311: 제3-1배관 312: 제3-2배관
400: 탈수장치 401: 고형물
411: 제4배관
510, 520, 530, 530: 제1~제4 역세영역
600: 원심분리장치 602: 드럼 구동수단
603: 투입구 605: 케이싱
606: 회전드럼 607: 스크류 콘베이어
607a: 배출구 607b: 스크류
608: 원수(原水) 608a: 고형물
608b: 물 성분 611: 콘베이어 구동수단
611a: 기어박스 P: 미립자
S: 슬러지 W: 역세용(逆洗用) 액체

Claims (10)

  1. 일측의 인입구(3a)를 통하여 액체가 유입되고, 타측의 배출구(4a)를 통하여 액체가 빠져나가는 하우징(2);
    상기 하우징(2) 안에 설치된 필터판(6);
    상기 필터판(6) 상에 설치되어 상기 하우징(2) 안의 액체가 통과하며, 액체 속에 포함된 불순물을 거르는 복수 개의 필터들(8);
    상기 필터판(6)으로부터 상기 인입구(3a) 쪽을 향한 위치에 설치되며 복수 개의 역세(逆洗)구멍들(50)이 이격되어 형성된 역세(逆洗)분할판(5);
    상기 역세 분할판(5)과 상기 필터판(6)의 사이에 위치하며, 그 사이 공간을 복수 개의 역세영역들(510, 520, 530, 540)로 구분하고 상기 영세영역들(510, 520, 530, 540)을 서로 차단시키는 복수 개의 역세영역 구분벽들(5b);
    상기 역세 분할판(5)으로부터 상기 인입구(3a) 쪽을 향한 위치에 설치되며 상기 역세구멍들(50) 중에서 적어도 하나의 역세구멍에 연결될 수 있는 역세통(7);
    상기 역세통과 연결된 역세수 배출관(7c);
    상기 역세수 배출관(7c)을 개폐하는 밸브(15)와 상기 밸브를 작동시키는 액츄에이터(15a)를 구비한 밸브 유닛;
    상기 필터판(6)의 전방과 후방에 각각 설치된 압력센서들(11,12)에 의해서 상기 필터판(6) 전후의 압력 차이를 감지하는 차압 센서부(10);
    상기 필터판(6)을 관통하여 회전하는 구동축(9);
    상기 구동축(9)을 회전시키는 구동모터(9b); 및
    상기 구동모터(9b) 및 상기 밸브 유닛을 제어하는 제어부(20);를 포함하며,
    상기 역세통(7)은 상기 구동축(9)의 회전에 의해서 상기 역세 분할판(5)의 표면상에서 회전하면서 상기 역세구멍들(50)과 각각 결합 가능하고,
    상기 제어부(20)는 상기 차압 센서부(10)에서 측정된 압력차가 미리 설정된 기준값을 초과할 경우, 상기 역세통(7)이 상기 역세 분할판(5)의 역세구멍(50)에 결합되도록 상기 구동모터(9b)를 제어하고, 상기 역세통(7)을 상기 역세 분할판(5)의 역세구멍(50)과 결합시켰을 때에 상기 밸브(15)를 개방시켜 상기 필터들(8)의 역세척 과정이 진행되도록 하며,
    상기 역세 분할판(5)의 면적 중 일부에는 상기 역세통(7)이 역세구멍(50)과 접촉하지 못하도록 하는 휴지위치 영역(51a, 52a, 53a, 54a)이 마련되며, 상기 역세통(7)이 상기 휴지위치 영역(51a, 52a, 53a, 54a) 안에 위치할 경우에는 상기 필터들(8)에 의한 여과 동작이 진행되고, 상기 역세통(7)이 상기 역세구멍(50)과 결합될 경우에는 그 역세구멍(50)에 대응되는 역세영역 안에 설치된 필터들(8)에 대한 역세척 동작이 진행되는 것을 특징으로 하는, 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치.
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  7. 제1항에 있어서, 상기 각각의 필터(8)의 내부에는 필터 충진재(8a)가 채워지며, 상기 필터충진재(8a)는 와운드 파이버(wound fiber), 금속, 카본(carbon), 세라믹, 한외여과막(UF) 모듈 들을 포함한 필터소재들 중의 적어도 하나로써 구성된 것을 특징으로 하는, 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 역세수 배출관(7c)과 결합된 진공펌프를 더 포함하며,
    상기 진공펌프는 상기 역세수 배출관(7c) 내부에 음압(陰壓)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 역세 분할판(5)과 상기 필터판(6) 사이의 공간 안에는 공간채움재(56)가 채워진 것을 특징으로 하는, 자동 부분 역세척이 가능한 미립자 여과장치.
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