KR101279628B1 - 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기에 관한 것으로, 필터막의 두께를 얇게 하여 단위 면적당 적층 수량을 증가함으로써 오폐수 및 하수의 체류시간을 길게 하여 정화능력을 증대하며, 정화능력을 떨어뜨리지 않으면서 이물질을 깨끗하게 세척함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 적층형 디스크 필터는, 유연성이 있으며 링 형태로 형성되는 필터막(110)과; 상기 필터막의 표면에 인쇄되는 다수의 패턴(130)에 의해 형성되는 유로(120)를 포함한다. 상기 필터막은 1 미크론 내지 40미크론의 두께이며, 상기 패턴은 0.1 미크론 내지 5 미크론의 높이이다. 상기 패턴은 잉크 인쇄를 통해 형성된다. 본 발명에 의한 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기는, 유입부와 배출부가 구비된 여과기 케이스와; 상기 여과기 케이스의 내부에 장착되는 필터 지지대와; 상기 적층형 디스크 필터가 서로 밀착되어 상기 적층형 디스크 필터들의 사이에 유입부와 배출부만 개방되도록 상기 필터 지지대에 적층되어 이루어진 필터군을 포함한다. 본 발명은 역세척시 상기 다수의 필터막에 진동을 가하는 초음파 진동기가 포함된다.
본 발명에 의한 적층형 디스크 필터는, 유연성이 있으며 링 형태로 형성되는 필터막(110)과; 상기 필터막의 표면에 인쇄되는 다수의 패턴(130)에 의해 형성되는 유로(120)를 포함한다. 상기 필터막은 1 미크론 내지 40미크론의 두께이며, 상기 패턴은 0.1 미크론 내지 5 미크론의 높이이다. 상기 패턴은 잉크 인쇄를 통해 형성된다. 본 발명에 의한 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기는, 유입부와 배출부가 구비된 여과기 케이스와; 상기 여과기 케이스의 내부에 장착되는 필터 지지대와; 상기 적층형 디스크 필터가 서로 밀착되어 상기 적층형 디스크 필터들의 사이에 유입부와 배출부만 개방되도록 상기 필터 지지대에 적층되어 이루어진 필터군을 포함한다. 본 발명은 역세척시 상기 다수의 필터막에 진동을 가하는 초음파 진동기가 포함된다.
Description
본 발명은 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터막의 두께를 얇게 하여 단위 면적당 적층 수량을 증가함으로써 오폐수 및 하수의 체류시간을 길게 하여 정화능력을 증대하고 초음파 진동을 통해 세척효율을 증대할 수 있는 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기에 관한 것이다.
최근 물부족현상으로 많은 어려움을 전세계적으로 겪고 있다. 이러한 물은 생명체의 유지 존속을 위해서는 반드시 필요한 것으로써, 기존의 오염된 하, 폐수를 효율적으로 활용해야 하며, 이러한 수처리를 위한 하나의 방법으로써, 안전이면서도 친환경적으로 처리 할 수 있는 공정으로서 최근 분리막 공정이 크게 주목받고 있다.
이러한 분리막의 종류로는 정밀여과(microfiltration), 한외여과(ultrafiltration), 나노여과(nanofiltration), 역삼투여과(reverse osmosis), 기체분리(gas separation) 및 전기투석 등이 있으며, 공경의 크기 및 흡착, 막표면에서의 용해 및 확산 등의 분리원리를 응용하여 물질을 분리한다.
한편, 이러한 분리막 기술의 하나인 MBR이라 함은 활성슬러지 공정과 분리막(Membrane) 기술의 장점을 결합하여, 기존 활성슬러지 공정의 단점을 해결하고자 중력침전에 의한 고액분리를 막분리로 치환하는 연구가 진행되어 왔는데, 이러한 방식들을 활성슬러지 막분리 공정 또는 막결합형 활성슬러지 공정이라고도 하며, 또한 활성슬러지법에 국한되지 않고 일반적인 생물반응조와 막분리 공정을 결합시킨 것을 총칭하여 분리막 생물반응기(MBR, Membrane Bio Reactor)이라 한다. 특히, 침지형 MBR(Submerged Membrane Bioreactor)공정은 완벽한 고-액 분리가 가능하고 안정된 처리수를 확보할 수 있기 때문에 꾸준히 하수처리에 적용되고 있으며 실적 또한 증가 추세에 있다.
MBR이 많은 장점이 있음에도 불구하고 하폐수 처리에 광범위하게 적용하는데 제한 요소로 지적되고 있는 것은 막오염(membrane fouling) 문제이다. 즉, 분리막 표면에 발달하는 케이크층(cake layer)으로 인한 유출수의 생산속도 즉, 플럭스 (flux)가 저하되는 문제점을 지니고 있기 때문이다. 안정적인 유출수를 생산하기 위해서는 또는 일정한 플럭스를 유지하기 위해서는 주기적인 막의 물리ㆍ화학적 세척을 통한 막 오염의 제거 또는 막의 교체가 요구된다. 그러나 이것은 침지형 MBR 공정의 운전 및 유지관리 비용이 상승하는 요인으로 작용한다.
한편, 여과장치로서 링(ring) 형상의 디스크 필터를 이용한 여과기가 사용되고 있다.
도 1에서 보이는 바와 같이, 여과기(10)는, 도 2에 도시된 링 형태이면서 다수의 유로(12)가 구비된 디스크 필터(11)가 다수개 적층되어 이루어진다.
다수의 디스크 필터(11)는 포스트(13)를 통해 적층되면서 미도시된 가압수단에 의해 가압되어 서로 밀착되도록 설치된다.
이와 같이 구성된 디스크 필터 타입의 여과기(10)는, 도 1에서 보이는 것처럼, 오폐수가 둘레방향에서 유로(12)에 유입되어 흐른 후 디스크 필터(11)의 내부를 따라 직각방향으로 선회하여 배출되며, 이 과정에서 오폐수에 포함된 이물질은 유로(12)를 통과하지 못하고 유로(12)에 남게 된다.
이와 같은 디스크 필터 타입의 여과기(10)는 유로(12)에 이물질이 쌓이기 때문에 정화능력이 떨어지게 되고, 따라서 역세척을 통해 재사용이 가능하도록 구성된다.
디스크 필터 타입의 여과기(10)를 역세척하는 방법은, 세척수가 오폐수의 정화시와 반대로 흐르도록 함으로써 유로(12)에 쌓인 이물질을 제거하는 것이 일반적이다.
그러나 종래 기술에 의한 디스크 필터 타입의 여과기(10)에 따르면, 디스크 필터(11)가 사출[사출시 유로(12) 형성]로 제조되기 때문에 두께를 줄이는데 한계가 있다. 즉, 디스크 필터(11)의 두께가 두껍고 여과기(10)의 크기에 한계가 있기 때문에 소량의 디스크 필터(11)가 사용되고, 따라서, 정화능력이 약한 단점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 필터막의 두께를 얇게 하여 단위 면적당 적층 수량을 증가함으로써 오폐수 및 하수의 체류시간을 길게 하여 정화능력을 증대할 수 있는 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 정화능력을 떨어뜨리지 않으면서 이물질을 깨끗하게 세척하여 영구적 사용이 가능하도록 하려는데 있다.
본 발명에 의한 적층형 디스크 필터는, 유연성이 있으며 링 형태로 형성되는 필터막과; 상기 필터막의 표면에 인쇄되는 다수의 패턴에 의해 형성되는 유로로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 필터막은 1 미크론 내지 40미크론의 두께이며, 상기 패턴은 0.1 미크론 내지 5 미크론의 높이이고, 상기 패턴은 잉크 인쇄를 통해 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기는, 유입부와 배출부가 구비된 여과기 케이스와; 상기 여과기 케이스의 내부에 장착되는 필터 지지대와; 상기 적층형 디스크 필터가 서로 밀착되어 상기 적층형 디스크 필터들의 사이에 유입부와 배출부만 개방되도록 상기 필터 지지대에 적층되어 이루어진 필터군을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 본 발명은 역세척시 상기 다수의 필터막에 진동을 가하는 초음파 진동기가 포함된다.
본 발명에 의한 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기에 의하면, 디스크 필터의 두께를 얇게 하여 단위 면적당 종래 디스크 필터보다 많은 수량의 디스크 필터를 적층할 수 있고, 따라서, 오폐수 및 하수의 체류시간이 길어지게 되어 이물질의 정화능력이 커지게 되므로 여과기로서의 신뢰성을 향상할 수 있고, 별도의 정화시설을 필요로 하지 않는다.
그리고, 디스크 필터가 유연성 있는 얇은 막으로 이루어지더라도 초음파 진동을 통해 유로에 쌓인 이물질을 깨끗하게 제거하여 영구적 사용이 가능하므로 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래 여과기의 개념도.
도 2는 종래 디스크 필터의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 적층형 디스크 필터의 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 적층형 여과기의 개략도.
도 5는 본 발명에 의한 적층형 디스크 필터의 제조 공정도.
도 2는 종래 디스크 필터의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 적층형 디스크 필터의 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 적층형 여과기의 개략도.
도 5는 본 발명에 의한 적층형 디스크 필터의 제조 공정도.
도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 적층형 디스크 필터(100)는, 유연성이 있으며 링 형태로 형성된 필터막(110), 필터막(110)의 표면에 형성되는 다수의 유로(120)로 이루어진다.
필터막(110)은 유연성이 있는 예컨대 필름으로, PET, PP, PE 등의 재질이 가능하고 1미크론~40미크론의 두께로 이루어진다.
유로(120)는 디스크 필터(100)들이 적층될 때 바로 위에 적층되는 다른 디스크 필터에 의해 유입부와 배출부만 개방된 형태의 유로를 형성하는 것이며, 필터막(110)의 일면에 형성되는데, 필터막(110)이 매우 얇기 때문에 종래처럼 필터막(110) 자체에 유로를 형성하는 것이 어려울 것이며, 따라서, 본 발명에서는 패턴(130)의 인쇄를 통해 유로(120)를 형성한다.
패턴(130)은 필터막(110)의 표면에 원주를 가로지르는 방향으로 원주방향을 따라 일정 간격[이 간격은 유로(120)이다]을 두고 인쇄된다.
즉, 패턴(130)이 필터막(110)의 표면에 돌출되도록 인쇄됨에 따라 필터막(110)과 패턴(130)의 사이에는 일측이 개방된 유로(120)가 형성되는 것이다.
패턴(130)은 예를 들어 잉크 인쇄를 통해 이루어지며, 잉크의 특성상 별도의 접착제나 열을 가하지 않아도 자연적으로 형성되므로 특별한 조건없이 필터막(110)에 형성 가능하다.
패턴(130)의 높이 즉 유로(120)의 높이는 종래 디스크 필터의 높이(예를 들어 0.2미크론)와 동일하다. 즉, 유로(120)의 높이가 종래의 유로와 동일하더라도 필터막(110)의 두께가 종래 디스크 필터에서 본 발명의 필터막(110)과 대응되는 부분의 두께보다 얇기 때문에 동일한 크기의 여과기 케이스에 더 많은 수량의 디스크 필터(100)를 적층할 수 있다.
도 5에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 필터의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
1. 필터막 공급.
필터막(110)[표면에 유로(120)가 형성되지 않고 링 형태로 재단되지 않은 상태]은 예를 들어 롤형태로 감겨 있으며, 롤 상태의 필터막(110)을 공급한다. 필터막(110)은 컨베이어 벨트 등 다양한 공급수단을 통해 공급되며, 하기의 패턴 인쇄(130) 공정에 따라 인쇄툴(200)의 저부로 이송된 후 일정 시간동안 정지하고, 인쇄가 끝나면 다시 전진한다.
2. 패턴 인쇄.
필터막(110)의 공급 경로 상에 인쇄툴(200)이 액추에이터(유압실린더 등)를 통해 승강 가능하게 설치되어 있으며, 도면에 도시되지는 않았지만, 인쇄툴(200)의 인쇄면[패턴(130)을 형성하기 위한 잉크가 도포되는 홈]의 옆에는 잉크를 상기 인쇄면에 도포하기 위한 잉크 공급기가 설치되어 있다.
인쇄툴(200)은 필터막(110)의 표면으로 하강하여 필터막(110)의 표면에 패턴(130)을 인쇄한다.
인쇄툴(200)은 인쇄시간(구체적인 수치로 한정할 이유가 없으며, 예를 들어 0.5초 내지 1초일 수 있다)이 경과되면 인쇄툴(200)은 상승하고, 상기 잉크 공급기는 인쇄툴(200)의 인쇄면쪽으로 이동하여 상기 인쇄면에 잉크를 도포한다.
3. 재단.
패턴(130)의 인쇄를 통해 필터막(110)의 표면에는 유로(120)가 형성되며, 단, 지금까지는 필터막(110)이 롤에서 풀린 시트형태이고, 재단기를 통해 링 형태의 디스크 필터(100)를 재단한다.
재단된 디스크 필터(100)는 디스크 필터(100)의 내부에 끼워지는 봉을 갖는 수납함을 통해 적층 보관된다.
도 4에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 적층형 디스크 필터를 이용한 여과기(300)는, 오폐수의 유입과 배출을 위한 경로(세척수(역세수)의 유입과 배출을 위한 경로와 동일할 수 있음)가 구비된 여과기 케이스, 상기 여과기 케이스의 내부에 장착되는 필터 지지대(310), 다수의 디스크 필터(100)가 필터 지지대(310)의 지지관(311)에 끼워져 적층되는 필터군(100A)으로 이루어진다.
상기 여과기 케이스, 필터 지지대(310)는 종래와 동일하므로 구체적인 설명을 생략하며, 필터군(100A)의 디스크 필터(100)들이 흐트러지지 않도록 지지하는 구성도 종래와 동일하므로 구체적인 설명과 도면을 생략한다.
본 발명에 따른 여과기(300)는 오폐수의 정화를 위한 경로와 이물질의 역세척을 위한 역세수의 경로가 종래와 동일하다. 즉, 오폐수는 디스크 필터(100)의 유로(120)의 둘레부에서 유입되어 유로(120)를 따라 디스크 필터(100)의 내경쪽으로 흐르며, 이 과정에서 이물질이 유로에 남게 된다. 유로(120)를 통과한 정화수는 직각방향으로 선회하여 디스크 필터(100)의 내경을 따라 흐르다가 여과기(300)에서 배출된다. 역세수는 오폐수와 반대로 즉 배출부쪽에서 유입되어 디스크 필터(100)의 내경을 따라 흐르면서 유로(120)에 유입되어 디스크 필터(100)의 둘레부로 배출되고, 이 과정에서 유로(120)에 남은 이물질을 배출한다.
한편, 역세척의 효율을 높이기 위해서는 디스크 필터(120)들이 서로 벌어져야 하는데, 본 발명의 여과기(300)에 적용된 디스크 필터(100)는 필터막(110)이 얇아 적층상태를 유지할 수 있으므로 역세수만으로는 역세척이 어려울 수 있으며, 이를 보완하기 위하여 초음파 진동기(320)가 적용된다. 초음파 진동기(320)는 필터 지지대(310)의 내부[디스크 필터(100)의 내경측]에 배치되며 필터 지지대(310)에 지지된다.
초음파 진동기(320)는 역세척시에만 가동하며 예를 들어 20㎑ ~ 50㎑ 주파수 대역의 진동을 발생한다.
도 4의 원호에서 보이는 바와 같이, 정화시에는 다수의 필터막(110)들이 적층된 상태를 유지하지만, 역세척시에는 다수의 필터막(110)들이 진동에 의해 흔들리게 되어 유로(120)의 형태와 크기가 파괴되면서 역세수가 이물질을 배출시키게 된다.
100 : 디스크 필터, 110 : 필터막
120 : 유로, 130 : 패턴
200 : 인쇄툴,
300 : 여과기, 310 : 필터 지지대
320 : 초음파 진동기,
120 : 유로, 130 : 패턴
200 : 인쇄툴,
300 : 여과기, 310 : 필터 지지대
320 : 초음파 진동기,
Claims (5)
- 유연성이 있으며 링 형태로 형성되는 필터막(110)과;
상기 필터막의 표면에 인쇄되는 다수의 패턴(130)에 의해 형성되는 유로(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 디스크 필터. - 청구항 1에 있어서, 상기 필터막은 1 미크론 내지 40미크론의 두께이며, 상기 패턴은 0.1 미크론 내지 5 미크론의 높이인 것을 특징으로 하는 적층형 디스크 필터.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 패턴은 잉크 인쇄를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 디스크 필터.
- 유입부와 배출부가 구비된 여과기 케이스와;
상기 여과기 케이스의 내부에 장착되는 필터 지지대와;
청구항 1에 의한 적층형 디스크 필터가 서로 밀착되어 상기 적층형 디스크 필터들의 사이에 유입부와 배출부만 개방되도록 상기 필터 지지대에 적층되어 이루어진 필터군을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 디스크 필터를 이용한 여과기.
- 청구항 4에 있어서, 상기 필터 지지대에 지지되며 역세척시 상기 필터군의 다수의 적층형 디스크 필터들에 진동을 가하여 상기 다수의 적층형 디스크 필터들이 흔들리면서 서로 이격되도록 하는 초음파 진동기(320)가 포함되는 것을 특징으로 하는 적층형 디스크 필터를 이용한 여과기.
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|---|---|---|---|
| KR1020120108241A KR101279628B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기 |
| PCT/KR2013/007634 WO2014051263A1 (ko) | 2012-09-27 | 2013-08-26 | 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120108241A KR101279628B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101279628B1 true KR101279628B1 (ko) | 2013-07-05 |
Family
ID=48996139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120108241A KR101279628B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 적층형 디스크 필터 및 이를 이용한 여과기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101279628B1 (ko) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101488873B1 (ko) | 2014-07-18 | 2015-02-04 | 김성규 | 복수탈염장치용 필터유닛 세정장치 |
| KR20150030351A (ko) | 2013-09-12 | 2015-03-20 | 한성완 | 필터부재 및 이를 이용한 필터 조립체 |
| WO2016000439A1 (zh) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | 奥源科技有限公司 | 污水处理系统和污水处理方法 |
| KR101851938B1 (ko) | 2017-12-05 | 2018-04-25 | 주식회사 지이테크 | 비점오염원 초기우수 처리장치 |
| KR101888678B1 (ko) | 2017-10-24 | 2018-08-16 | 두산중공업 주식회사 | 스케일 형성을 방지하는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법 |
| KR20190045819A (ko) | 2018-08-08 | 2019-05-03 | 두산중공업 주식회사 | 스케일 형성을 방지하는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법 |
| WO2019124576A1 (ko) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 정수환 | 와이어메쉬 스크린 열압착 스테인리스 디스크 필터모듈을 이용한 급속여과장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR930000265B1 (ko) * | 1987-03-27 | 1993-01-14 | 폴 코오퍼레이션 | 홈이진 지지 및 배수판과 지지 스페이서를 구비하고 있는 디스크형 필터 세그멘트 |
| JP2002502683A (ja) | 1998-02-05 | 2002-01-29 | ザイツシェンク・フィルタージステムス・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 水平ディスクフィルタのフィルタ要素 |
| KR20110139786A (ko) * | 2010-06-24 | 2011-12-30 | 정수환 | 스테인리스 디스크 필터 |
-
2012
- 2012-09-27 KR KR1020120108241A patent/KR101279628B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR20190045819A (ko) | 2018-08-08 | 2019-05-03 | 두산중공업 주식회사 | 스케일 형성을 방지하는 디스크 필터 및 이를 포함하는 수처리 장치 및 수처리 방법 |
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