KR101272800B1 - 필터 폐색 방지 기능을 갖는 하, 폐수 정화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하, 폐수 정화시스템에 관한 것으로서, 특히 부상 분리수조에 형성되는 여과필터에 압축공기를 생산, 공급하는 압축공기공급수단을 구비함과 동시에 저류 수조에 수위 검출기(water level detector, 水位檢出器)를 구비하여 하, 폐수 정화시 여과필터의 원활한 여과 동작을 이루도록 함으로써, 정화시스템의 가동중지를 방지함은 물론 여과효율도 향상시킬 수 있는 필터 폐색 방지 기능을 갖는 하, 폐수 정화시스템에 관한 것이다. 구성은 하, 폐수 정화 시스템으로서, 부상 분리수조에 설치되며, 상부 외면에 다수의 미세한 유체이동구멍이 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 형성되는 여과층과, 상기 여과층의 아래로 형성되는 정수 저류 공간으로 이루어지는 여과필터와; 상기 부상 분리수조의 일 측에 형성되는 저류 수조에 설치되어 유체의 수위를 검출하여 가압펌프 또는 압축공기공급수단을 동작하도록 제어부에 신호를 전송하는 수위 검출기와; 상기 여과필터로 압축공기의 공급으로 충격파를 형성하여 폐색을 해소하거나 방지하도록 하는 공기 압축기와, 제 3 유체이송라인 및 밸브를 포함하여 이루어지는 압축공기공급수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

필터 폐색 방지 기능을 갖는 하, 폐수 정화시스템{Waste water purification system having filter blockage prevention function}

본 발명은 하, 폐수 정화시스템에 관한 것으로서, 특히 부상 분리수조에 형성되는 여과필터에 압축공기를 생산, 공급하는 압축공기공급수단을 구비함과 동시에 저류 수조에 수위 검출기(water level detector, 水位檢出器)를 구비하여 하, 폐수 정화시 여과필터의 원활한 여과 동작을 이루도록 함으로써, 정화시스템의 가동중지를 방지함은 물론 여과효율도 향상시킬 수 있는 필터 폐색 방지 기능을 갖는 하, 폐수 정화시스템에 관한 것이다.

일반적으로 정화(淨化)시스템은 하수나 폐수와 같은 유체에 포함된 고형 오물(固形汚物) 및 미세 슬러지를 제거하여 물을 깨끗이 하는 것이다.

이와 같은 정화시스템은 정화하고자 하는 대상에 따라 여러 가지 형태가 있으나, 여과필터, 가압부상분리 등을 이용한 정화시스템이 주로 이용되고 있다.

상기 여과필터를 이용하는 정화시스템은 여과층을 이루는 입자의 사이에 있는 공극을 이용하거나 여과막에 있는 미세 다공, 화학적 친화도 등을 이용하여 처리 대상 유체를 정수하는 것이다.

그리고, 가압부상분리를 이용하는 정화시스템은 공기압축기와 송풍기(Blower)를 이용하여 처리 대상 유체에 압축공기를 주입하여 생성된 기포로 오염원 입자를 포집하거나 용존산소로 유기물을 분해하거나 질산화시켜 처리 대상 유체를 정수하는 것이다.

그러나, 종래의 여과필터를 이용하는 정화시스템은 하, 폐수의 처리시에는 고형 오염물이 많아 여과층이 쉽게 오염되어 효율이 나빠질 뿐만 아니라, 여과층이 폐색(막힘)되어 여과필터를 자주 교체해야 하므로 유지보수비용이 많이 소요되고, 여과필터의 교체로 인해 정화시스템의 가동을 중지해야 하므로 하,폐수 정화 효율이 매우 저하되는 문제점이 있었다.

또, 가압 부상 분리를 이용하는 정화시스템은, 펌프, 고압압축기, 압력탱크, 밸브, 노즐 및 산기배관 등 여러 장치가 조합한 형태로 미세기포를 발생시키는 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation), 분산공기부상법(Dispersed Air Flotation), 을 이용하여 하, 폐수를 정화처리 하고 있으나, 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치의 내부로 물과 공기가 섞인 혼합물이 통과하여야 하기 때문에 반드시 이물질이 없는 맑은 물이 사용되어야 하므로, 별도의 정수조를 구비하거나, 여과처리를 추가로 하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래에 여과필터와 가압 부상분리 장치를 혼합한 정화시스템이 일부 알려져 있으나, 이 또한 하, 폐수의 정화처리시에는 여과필터의 잦은 폐색으로 가동을 중단하거나, 여과필터의 폐색을 즉시 확인할 수 없어 정화효율이 매우 저하됨은 물론, 유지관리 비용이 증가하는 등의 문제점과 미세기포를 공급하기 위해 맑은 물을 제공하기 위한 별도의 정수조나 여과처리기를 구비하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 하, 폐수 처리를 위한 정화시스템은 고형물의 부상분리 기능 외에는 여과, 막분리, 생물학적 반응 등과 같은 기능이 없으므로, 하, 폐수의 정화효율을 높이기 위해서는 가압부상공정의 전후단계에 여과장치, 막분리 수단 또는 생물학적 반응기를 별도로 설치해야 하므로 운영비, 시설비 및 큰 부지를 확보해야하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저류 수조에 설치된 수위 검출기에 의해 저류 수조의 수위 변화를 감시하여 여과필터의 폐색 여부를 신속하고 정확하게 확인함과 동시에 여과필터의 하부에 압축공기를 공급하도록 함으로써, 여과필터의 폐색 방지를 통해 하, 폐수의 처리 효율을 향상시키고, 유지관리비용을 절감하는 등의 하, 폐수 정화시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 여과필터의 폐색을 원천적으로 방지할 수 있는 필터 폐색 방지 기능을 갖는 하, 폐수 정화시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하, 폐수 정화 시스템으로서, 부상 분리수조에 설치되며, 상부 외면에 다수의 미세한 유체이동구멍이 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 형성되는 여과층과, 상기 여과층의 아래로 형성되는 정수 저류 공간으로 이루어지는 여과필터와; 상기 부상 분리수조의 일 측에 형성되는 저류 수조에 설치되어 유체의 수위를 검출하여 가압펌프 또는 압축공기공급수단을 동작하도록 제어부에 신호를 전송하는 수위 검출기와; 상기 여과필터로 압축공기의 공급으로 충격파를 형성하여 폐색을 해소하거나 방지하도록 하는 공기 압축기와, 제 3 유체이송라인 및 밸브를 포함하여 이루어지는 압축공기공급수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 유체이동구멍은 여과층의 상부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 여과필터와 저류 수조 사이에는 제 1 유체 이동라인이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 여과필터와 공기 압축기 사이에는 제 3 유체 이동라인이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 압축공기공급수단의 밸브는 솔레노이드밸브 또는 타이머 컨트롤 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 압축공기공급수단은 수위 검출기의 저류 수조 수위 상태에 따라 여과필터로 압축공기 충격파를 제공하여 여과필터의 폐색을 해소하거나, 주기적 또는 수시적인 압축공기 충격파를 제공하여 여과필터의 폐색을 방지하도록 하는 것 중, 어느 하나의 방식으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 미세기포의 공급으로 하, 폐수의 용존산소량 증가를 촉진함과 동시에 하, 폐수에 포함된 고형불순물이나 슬러지를 응집, 부상시켜 1차로 정화처리하고, 동시에 여과필터를 통해 한번 더 2차 정화처리되도록 함으로써, 하,폐수에 포함된 고형물 또는 부유 슬러지를 신속하게 제거하여 저 탁도의 하,폐수는 물론 저수온 조건에서도 용이하고 효율적으로 정화하는 효과가 있다.

또, 본 발명은 정화된 정수가 이동 저장 및 배출되는 저류 수조의 수위 변화에 따라 여과필터의 폐색 여부를 즉시 판단하고, 수위 감소시 압축공기를 여과필터에 강하게 공급하여 필터층의 신속한 세척으로 여과필터의 세척이나 교체로 인한 시간과 비용을 절감하고, 정화 시스템의 가동중지를 예방하여 정화효율을 향상하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 여과필터에 일정한 주기로 압축공기를 주입하여 필터층에 흡착되는 고형물 또는 이물질을 지속적으로 제거하도록 함으로써, 여과필터의 폐색을 원천적으로 방지하여 정화시스템의 가동중지를 예방함은 물론 여과필터의 수명을 현저히 향상하고 여과효율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 정화 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 정화 시스템의 하, 폐수 정화 모드로 작동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 정화 시스템의 여과필터를 세척하는 모드로 작동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정화 시스템의 동작 상태를 개략적으로 설명하는 플로우챠트이다.

이하, 본 발명에 따른 필터 폐색 방지 기능을 갖는 하, 폐수 정화시스템의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 1 내지, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 여과필터(110)와 수위 검출기(water level detector, 水位檢出器)(120) 및 압축공기공급수단(130)으로 대별되어 이루어진다.

상기 여과필터(110)는, 상부 측으로 하수처리 또는 정수(淨水)과정에서 생긴 침전물인 슬러지(sludge)나, 고형불순물의 배출을 위한 불순물배출구(11)가 형성된 부상 분리수조(10)의 중앙으로 위치하여 바닥과 간격을 두도록 설치되며, 상부 외면에 다수(2개 이상)의 미세한 유체이동구멍(111a)이 형성된 예컨대, 원통형의 케이스(111)와, 상기 케이스(111)의 내부에 형성되는 제 1 여과층(112)과, 상기 제 1 여과층(112)의 아래로 형성되는 제 2 여과층(113) 및 상기 제 2 여과층(113)의 아래로 형성되는 제 3 여과층(114)과, 상기 제 3 여과층(114)의 아래로 형성되는 정수 저류 공간(115)으로 이루어진다.

여기서, 상기 유체이동구멍(111a)은 정화처리를 위한 유체(하,폐수) 또는 정화처리된 유체(정수)의 유,출입을 용이하게 이룸과 동시에 다른 부분으로는 유체의 유출입을 방지하기 위해 케이스(111)의 상부, 예컨대 여과층의 상부 즉, 제 1 여과층(112)의 상부 외면으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 정수 저류 공간(115)이 위치하는 하부 측으로 유체이동구멍(111a)이 형성될 경우에는 완전하게 정화처리되지 않은 하,폐수가 정수 저류 공간(115)으로 유입되어 하, 폐수와 정수가 혼합되어 저류 수조(20)로 이동되므로 정수 효율을 떨어뜨리게 된다.

따라서, 상기 유체이동구멍(111a)은 제 1 여과층(112)이 위치하는 케이스(111)의 상부에 형성되는 것이 바람직하다.

또, 상기 유체이동구멍(111a)은 여과필터(110)의 폐색 또는 폐색을 방지하기 위해 케이스(111)의 정수 저류 공간(115)으로 압축공기의 투입시, 각 여과층에 흡착된 고형불순물 또는 슬러지를 유체와 함께 배출되도록 하는 역할을 한다.

상기 제 1 여과층(112)은 예컨대, 경량 다공성 여과재(filter media, 濾過材)로 형성되는 것이 바람직하다.

또, 상기 제 2 여과층(113)은 모래·자갈·석류석·활성탄·규조토·안트라사이트 같은 입자 또는 가루 형태의 매체로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 3 여과층(114)은 여과포·종이·펠트·스펀지 또는 탄소·금속·플라스틱 등과 같은 매체로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 여과필터(110)를 형성함으로써, 상기 부상 분리수조(10)로 유입된 하, 폐수는 추후 설명할 미세기포 발생기(146)와 기포확산기(148)를 통해 공급되는 미세기포에 의해 슬러지 또는 고형불순물이 부상 분리되며, 부상 분리되는 슬러지 또는 고형불순물은 스키머(116)에 의해 제거되면서 1차적으로 정화처리된 후, 상기 케이스(111)의 상부 외면에 형성된 미세한 유체이동구멍(111a)을 통해 여과필터(110) 내부로 유입되어 제 1 여과층(112)과 제 2 여과층(113) 및 제 3 여과층(114)을 통과하면서 2차 여과되므로 여과효율이 월등히 향상된다.

그리고, 상기 제 1 여과층(112)과, 제 2 여과층(113) 및 제 3 여과층(114)을 형성하는 매체는 본 발명에서 일 실시 예로 설명하는 것으로서, 시스템의 정화 능력이나 처리수의 조건 등에 따라 다양한 구조와 형태로 변경 또는 변형 실시될 수 있다.

또, 상기 여과필터(110)의 정수 저류 공간(115) 일 측면과 상기 부상 분리수조(10)의 일 측에 설치되는 저류 수조(20)의 일 측면에는 제 1 유체 이동라인(P1)이 설치된다.

즉, 상기 제 1 유체 이동라인(P1)의 일단은 여과필터(110)의 정수 저류 공간(115)과 연결되고, 타 일단은 저류 수조(20)와 연결되어, 상기 여과필터(110)로 유입, 여과된 유체가 다른 이물질이 혼합되지 않도록 외부를 거치지 않고 바로 저류 수조(20)로 이동시키는 역할을 한다.

상기 수위 검출기(water level detector, 水位檢出器)(120)는, 상기 저류 수조(20)에 설치되어 상기 여과필터(110)를 통해 여과(정수)된 유체가 정수 이동라인(P1)을 통해 유입되는 저류 수조(20)의 수위를 검출하여 이것을 수위 신호로 변환하고 수위의 변화를 편차 신호로 하여 제어부(미도시)로 송출함으로써, 추후 설명할 가압펌프(141) 또는 압축공기공급수단(130)의 공기압축기(131)를 조작하도록 한다.

예컨대, 상기 여과필터(110)가 여과기능을 원활하게 수행하게 되면 저류 수조(20)로 유입, 배출되는 유체의 수위가 미리 설정한 정상 상태를 이루게 되므로 수위 검출기(120)는 제어부를 통해 가압펌프(141)와 미세기포발생기(146) 등을 동작시켜 미세기포를 상기 부상 분리수조(10)에 계속 공급하여 하,폐수와 같은 유체에 포함된 고형불순물 또는 슬러지를 부상 분리되도록 한다.

그러나, 상기 여과필터(110)가 폐색되어 여과기능을 원활하게 수행하지 못하게 되면 여과필터(110)를 통과하는 유체의 량이 줄어들거나 극히 미미하게 되므로 저류 수조(20)로 유입되는 유체의 량은 줄어드는 반면, 배출되는 유체는 통상적인 량을 이루기 때문에 저류 수조(20)의 수위가 미리 설정한 정상 상태보다 낮은 상태를 이루게 되므로 수위 검출기(120)는 제어부를 통해 밸브(133)를 개폐하여 압축공기를 여과필터(110)의 하부로 공급하여 폐색된 각 여과층을 세척하여 폐색을 해제하도록 한다.

이에 따라, 단순히 부상 분리수조(10)에 미세기포를 공급하여 고형불순물 또는 슬러지를 부상 분리시켜 하, 폐수를 정화하거나, 또는 여과필터(110)만을 이용하여 하, 폐수를 정화하는 종래의 하, 폐수 정화시스템에 비해, 미세기포를 공급하여 유체에 포함된 고형불순물이나 슬러지를 응집, 부상되도록 한 후, 스키머(116)로 제거시켜 1차로 정화함과 동시에 수중의 용존산소량을 증가시키게 된다.

그리고, 상기 여과필터(110)로 한번 더 2차 정화하여 여과효율을 향상시킴과 동시에 여과필터(110)의 폐색 발생시 즉시 세척하도록 구성함으로써, 정화시스템(100)의 가동중지를 방지하여 가동효율도 향상시킬 수 있다.

상기 압축공기공급수단(130)은, 공기 압축기(air compressor, 空氣壓縮機)(131)와, 압력계(132)와, 제 3 유체이송라인(P3) 및 밸브(133)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제 3 유체이송라인(P3)의 일단은 공기 압축기(131)와 연결되고, 타 단은 여과필터(110)의 여과층 하부에 형성되는 정수 저류 공간(115)과 연결되며, 상기 제 3 유체이송라인(P3)의 일 측으로는 공급되는 압축공기의 압력을 측정하기 위한 압력계(132)가 형성되고, 상기 압력계(132)의 일 측으로는 여과필터(110)의 폐색을 방지하기 위해 압축공기의 공급 또는 차단을 위한 밸브(133)가 설치된다.

상기 밸브(133)는, 공기 압축기(131)로부터 공급되는 압축공기를 조절하기 위한 압력계(132)와, 상기 압력계(132)와 연결되어 압축공기의 흐름을 제어하도록 솔레노이드밸브(solenoid valve : 압력계 등에 의해 신호를 전류 받아 자동적으로 밸브를 개폐시키는 것) 또는 컨트롤밸브(control valve) 등으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 밸브(133)의 작동시간을 설정하기 위한 타이머(미도시) 및 릴레이(미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 밸브(133)는 정화 시스템(100)이 정상적으로 동작할 경우에는 폐쇄되도록 제어되어 있으나, 상기 여과필터(110)가 폐색되어 저류 수조(20)의 수위가 미리 설정한 정상 상태보다 낮은 상태를 이루면 수위 검출기(120)가 이를 검지하여 제어부(미도시)를 통해 밸브(133)를 개방하도록 신호를 전송하여 압축공기를 여과필터(110)의 하부로 공급하여 압축공기의 공급에 의한 충격파로 폐색된 여과필터(110)의 여과층을 세척하여 폐색을 해제하도록 한다.

상기 여과필터(110)와 수위 검출기(120) 및 압축공기공급수단(130)을 포함하는 여과효율 향상 기능을 갖는 하, 폐수 정화시스템의 전체 구성을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 부상 분리수조(10)는, 하, 폐수를 유입하는 유체 유입관(10a)으로부터 유입되는 유체에 포함된 부상 분리되는 고형불순물 또는 슬러지를 배출하는 슬러지 배출구(11)가 상부 외 측에 형성되고, 하부에는 부상 분리되지 못하고 침전된 고형불순물 또는 슬러지를 신속하고 용이하게 배출할 수 있는 드레인 밸브(147)가 형성된다.

그리고, 상기 부상 분리수조(10)의 내부 중앙 부분에 여과필터(110)가 바닥과 간격을 두도록 설치되고, 상기 여과필터(110)의 상부에는 부상 분리되는 고형불순물 또는 슬러지를 제거하는 스키머(skimmer : 수(水) 처리에서 수면상에 발생하는 부유물(스컴 : Scum)을 처리하는 장치)(116)가 형성된다.

상기 스키머(116)는 부상 분리수조(10)의 중심에 위치하는 여과필터(110)의 상부에 스크래퍼(scraper)(미도시)가 모터와 함께 설치되어 모터의 회전동작에 연동하여 수면상으로 부상하는 슬러지를 긁어낸다.

여기서, 상기 스키머(116)를 통해 걸러진 슬러지는 부상 분리수조(10)의 외 측에 형성된 슬러지 배출구(11)로 배출되어, 별도의 폐기물 수거 차량 등을 통해 반출되어 별도 처리된다.

이와 같은 구성의 스키머(116)는 통상적으로 사용되는 것으로서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또, 상기 부상 분리수조(10)의 일 측에는 여과필터(110)에서 여과된 유체를 수용 및 배출하는 저류 수조(20)가 설치된다.

그리고, 상기 여과필터(110)의 하부 일 측과 저류 수조(20)의 하부 일 측에는 여과필터(110)를 통해 여과된 유체(정수)가 저류 수조(20)로 이동하도록 파이프(pipe)로 이루어지는 제 1 유체 이동라인(P1)이 설치된다.

또, 상기 저류 수조(20)의 일 측면에는 유체 배출관(20a)이 형성되고, 내부 일 측에는 수위를 측정하는 수위 검출기(120)가 설치된다.

또한, 상기 부상 분리수조(10)의 하부 일 측에는 부상 분리수조(10)로 유입되는 하, 폐수 즉, 배수(backwater, 背水 : 물의 흐름에 변화가 생겨 수면변화가 상류(上流)에 미치는 것을 말함)를 가압 부상 분리하기 위한 가압 부상 분리 장치(140)가 설치된다.

여기서, 상기 가압 부상 분리 장치(pressure flotation equipment, 加壓浮上分離裝置)(140)는, 가압 부상 분리법을 장치화한 것으로, 부상 분리수조(10)의 하부 일 측과 저류 수조(20)의 하부 일 측을 파이프로 연결하여 액체나 기체 또는 액체 및 기체를 이송하는 제 2 유체 이동라인(P2)과, 소정의 액체를 가압 공급하기 위한 가압 펌프(141)와, 공급되는 액체의 압력을 측정하기 위한 압력계(142)와, 공급되는 액체의 유량 변화에 의한 압력차를 도입하고 그 압력차를 일정하게 유지하여, 유량을 조절할 수 있는 자동 유량조절 밸브(143)와, 공급되는 액체 중에 기체(공기)를 불어넣어 액체를 교반하는 공기혼합기(144)와, 공급되는 기체나 액체의 유량을 측정하는 유량계(145) 및 공급, 이송되는 액체와 기체를 접촉시켜 흡수나 반응시킬 때 최적의 접촉효율을 얻을 수 있도록 불어넣는 기체의 유속&기포 모양을 조정하기 위한 미세기포발생기(146) 및 미세기포를 고르게 확산시키기 위한 기포확산기(147) 등으로 구성된다.

이와 같은 구성의 가압 부상 분리 장치(140)는 처리할 하,폐수에 가압으로 공기를 용해시켜 이 폐수를 대기에 두면 용해 공기는 다수의 미세한 기포가 되어 폐수 속을 상승하고 부유 물질의 주위에 부착하여 그 겉보기 비중을 감소시키므로 부유물은 부상하여 액면에 떠서 제거된다.

예컨대, 상기 공기 압축기(131)의 압축 공기를 공기 혼합기(144)로 통과시켜 공기와 혼합하고, 압력 탱크에서 가압 하면(3㎏/㎠G 정도), 물 1㎥에 대하여 약 0.08㎥의 공기가 용해된다(이론량의 60~80%의 용해량). 이것을 부상 분리수조(10)의 하부에서 대기압에 방출하면 용해된 공기는 미세 기포가 되어 부상하고 부상할 때에는 액중의 입자에 부착하여 입자의 겉보기 비중을 작게 하여 입자를 부상시키게 되고, 액면에 부상한 응집 입자는 스키머(116)를 통해 제거된다.

또, 본 발명에 따른 가압 부상 분리 장치(140)가 설치된 부상 분리수조(10)의 하, 폐수처리용량은 70㎥/day 이상, 처리 원수의 탁도 제거율은 95% 이상, 기세기포 발생기(146)에 의한 기포의 평균적 크기는 30㎛ 이하를 이루게 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 미세기포발생기(bubble generator, 氣泡發生器 : 액체에 기체를 접촉시켜 흡수나 반응시킬 때 최적의 접촉효율을 얻을 수 있도록 불어넣는 기체의 유속&기포 모양을 조정하기 위한 것으로서 유동층에 대하여 다공판, 소결판 등의 정류기, 흡수탑과 증류탑의 다공판,밸브캡 등으로 이루어지는 것)(146)의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또, 상기 기포확산기(148)는 기폭 장치의 일종으로, 보통 각형 콘크리트조에 다수의 작은 구멍이 있는 산기관과 산기판을 설치하여 압축 공기를 보내 미세한 기포를 만들어 수중에 분산하는 것으로서, 통상적으로 사용되는 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 제 2 유체 이동라인(P2)과 제 3 유체 이동라인(P3) 사이에는 상기 압축공기공급수단(130)의 공기 압축기(131)에서 생성된 압축공기를 일정한 양으로 제 2 유체 이동라인(P2)으로 공급하기 위한 유량조절밸브(134)가 구비된다.

그리고, 상기 부상 분리수조(10) 내에 설치되는 여과필터(110)의 정수 저류 공간(115)의 일 측과 공기압축기(131)에는 파이프를 연결하여 기체를 이송하는 제 3 유체 이동라인(P3)이 설치된다.

또, 상기 제 3 유체 이동라인(P3)에는 공기 압축기(131)를 통해 공급되는 유체의 압력을 측정 및 표시하는 압력계(132)와, 필요에 따라 제 3 유체 이동라인(P3)을 개폐하는 밸브(133)가 설치된다.

상기 제 3 유체 이동라인(P3)은 압축공기 공급에 따른 충격파를 제공하여 상기 여과필터(110)의 폐색을 신속하고 원활하게 해소함과 동시에 정화 시스템(100)의 가동중지를 예방하고 효율적인 운전을 도모할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 정화시스템의 동작 관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 정화시스템(100)이 설치된 장소에서 유체 유입관(10a)을 통해 부상 분리수조(10)로 유입되는 하, 폐수를 처리하고자 할 경우, 컨트롤패널(미도시)에 형성된 전원을 ON 하면 제어부(미도시)는 미리 설정된 프로그램에 따라 각 구성품을 작동시킨다.

이에 따라, 상기 가압 부상 분리 장치(140)의 가압펌프(141)는 저류 수조(20) 내의 정수된 유체를 가압 공급하고, 상기 압축공기공급수단(130)의 공기 압축기(131)는 압축 공기를 생성하여 공기조절밸브(134)를 통해 압축공기를 제 2 유체 이동라인(P2)으로 공급하게 된다.

이때, 상기 압력계(142),(132)는 공급되는 유체의 압력을 측정 및 표시하게 되고, 유량조절밸브(143)는 적합한 유량으로 유체를 공급하도록 한다.

상기와 같이 공급된 액체와 기체는 공기혼합기(144)를 통해 적합한 비율로 혼합되어 제 2 유체 이동라인(P2)에 형성된 유량계(145)에 의해 적합한 유량으로 미세기포발생기(146)에 공급되게 된다.

상기 미세기포발생기(146)는 공급되는 유체를 최적의 유속과 기포 모양으로 형성하여 부상 분리수조(10)의 내부 하측에 설치된 기포 확산기(148)를 통해 확산 되면서 하, 폐수와 격렬히 접촉하여 하, 폐수의 용존산소량 증가를 촉진함과 동시에 부상 분리수조(10) 내부에서 천천히 부상하면서 하, 폐수에 포함된 고형불순물이나 슬러지를 응집, 부상시켜 스키머(116)에 의해 제거한 후, 슬러지 배출구(11)로 배출되게 하여 하, 폐수를 1차로 정화한다.

그리고, 하, 폐수에 포함되어 부상되지 못하고 바닥으로 침전된 슬러지는 침전물 드레인 밸브(147)를 통해 배출 처리된다.

이와 동시에 1차 정화된 하, 폐수는 상기 여과필터(110)의 케이스(111) 외면에 형성된 미세한 유체이동구멍(111a)을 통해 내부로 유입되어 제 1 여과층(112)과, 제 2 여과층(113) 및 제 3 여과층(114)을 통해 더욱더 깨끗하게 2차 여과, 정화된다.

그리고, 2차 정화된 유체는 여과필터(110) 하부의 정수 저류 공간(115)과 저류 수조(20) 사이에 형성된 제 1 유체 이동라인(P1)을 통해 저류 수조(20)로 유입되어 유체(정수) 배출구(20a)를 통해 배출처리된다.

이와 같이, 본 발명은 종래의 정화시스템에 비해 저 탁도로 유입되는 하, 폐수도 신속하고 원활하며 용이하게 이룰 수 있고, 저수온 조건에서도 부상분리제거와 필터여과를 동시에 진행하므로 슬러지의 제거 효율이 월등히 높다.

계속해서, 하, 폐수의 정화동작 중 상기 여과필터(110)가 폐색되어 여과기능을 원활하게 수행하지 못하게 되면 저류 수조(20)로 유입되는 유체의 량은 줄어들고 배출되는 유체는 통상적인 량을 이루기 때문에 저류 수조(20)의 수위가 미리 설정한 정상 상태보다 낮은 상태를 이루게 된다.

상기 저류 수조(20)의 수위를 검출한 상기 수위 검출기(120)는 제어부를 통해 압축공기공급수단(130)의 밸브(133)를 개방하여 압축공기를 여과필터(110)의 하부로 공급하도록 함으로써, 폐색된 각 여과층을 즉시 세척하여 폐색을 해제한다.

따라서, 본 발명에 따른 정화시스템(100)은 이와 같은 작용을 지속적으로 반복함으로써, 신속한 고액 분리가 가능함에 따라 하, 폐수에 포함되어 있는 고형불순물이나 슬러지의 양을 더욱더 많이 제거할 수 있어 종래의 정화시스템에 비해 매우 작은 부상 분리수조로 동일한 수량의 정수처리가 가능하여 원가절감 및 하, 폐수 처리 부하를 최소화할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 상기 밸브(133)의 다른 실시 예로서 설명하면, 상기 밸브(133)를 타이머 컨트롤밸브로 형성함으로써, 정화시스템(100)의 가동시 여과필터(110)의 하부로 일정한 주기 또는 수시로 충격 압축공기를 공급하여 여과필터(110)에 누적되는 고형불순물 또는 슬러지를 지속적으로 제거시키기 때문에 여과효율이 향상됨은 물론 여과필터(110)의 교체로 인한 가동중단을 현저히 줄일 수 있는 것이다.

즉, 이와 같이 상기 밸브(133)를 일정한 주기 또는 수시로 개폐하는 것은 여과필터(110)의 세정이 필요할 때 작업자가 직접 할 수도 있지만, 타이머(미도시)를 설치하고, 상기 타이머의 동작을 제어부(미도시)를 통해 밸브(133)를 일정한 주기 또는 수시로 자동으로 개폐되도록 구성한다.

이에 따라, 상기 타이머에 의해 밸브(133)는 수시로 개방되어 압축 공기의 공급에 의한 충격파를 여과필터(110)의 하부로 부여하여 여과필터(110)에 흡착되어 있거나, 폐색하고 있던 고형불순물 또는 슬러지를 제거함으로써 여과필터(110)의 기능이 지속적으로 활성화되도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 하,폐수 정화 시스템 110 : 여과필터
111 : 케이스 111a : 유체이동구멍
112 : 제 1 여과층 113 : 제 2 여과층
114 : 제 3 여과층 115 : 정수 저류 공간
116 : 스키머 120 : 수위 검출기
130 : 압축공기공급수단 131 : 공기압축기
132 : 압력계 133 : 밸브
134 : 유량조절밸브 140 : 가압 부상 분리 장치
141 :가압펌프 142 : 압력계
143 : 유량조절밸브 144 : 공기혼합기
145 : 유량계 146 : 미세기포발생기
147 : 드레인밸브 148 : 기포확산기
10 : 부상 분리수조 10a : 유체 유입관
20 : 저류 수조 20a : 유체 배출관
P1 : 제 1 유체 이동라인 P2 : 제 2 유체 이동라인
P3 : 제 3 유체 이동라인

Claims (6)

1. 하, 폐수 정화 시스템으로서,
   부상 분리수조에 설치되며, 상부 외면에 다수의 미세한 유체이동구멍이 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 형성되는 여과층과, 상기 여과층의 아래로 형성되는 정수 저류 공간으로 이루어지는 여과필터와;
   상기 부상 분리수조의 일 측에 형성되는 저류 수조에 설치되어 유체의 수위를 검출하여 가압펌프 또는 압축공기공급수단을 동작하도록 제어부에 신호를 전송하는 수위 검출기와;
   상기 여과필터로 압축공기의 공급으로 충격파를 형성하여 폐색을 해소하거나 방지하도록 하는 공기 압축기와, 제 3 유체이송라인 및 밸브를 포함하여 이루어지는 압축공기공급수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 폐색 방지 기능을 갖는 하, 폐수 정화 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유체이동구멍은 여과층의 상부로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 폐색 방지기능을 갖는 하, 폐수 정화 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 여과필터와 저류 수조 사이에는 제 1 유체 이동라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 폐색 방지기능을 갖는 하, 폐수 정화 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 여과필터와 공기 압축기 사이에는 제 3 유체 이동라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 폐색 방지기능을 갖는 하, 폐수 정화 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 압축공기공급수단의 밸브는 솔레노이드밸브 또는 타이머 컨트롤 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 폐색 방지기능을 갖는 하, 폐수 정화 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 압축공기공급수단은 수위 검출기의 저류 수조 수위 상태에 따라 여과필터로 압축공기 충격파를 제공하여 여과필터의 폐색을 해소하거나, 주기적 또는 수시적인 압축공기 충격파를 제공하여 여과필터의 폐색을 방지하도록 하는 것 중, 어느 하나의 방식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 폐색 방지기능을 갖는 하,폐수 정화 시스템.
   
   
   
   

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