KR101579488B1 - 분리막 겸용 자동 계외 세정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

분리막 겸용 자동 계외 세정 장치 및 방법은 지상에서 분리막조 겸용 세정조를 일체형으로 구성하여 시스템의 간소화로 인한 작업 효율 향상과 지상에서 세정 작업을 수행하므로 공기량 조절이 용이하여 생물 반응조에서 질소 처리가 용이하다.
본 발명은 기존 계외 세정시 분리막을 반응조로부터 세정조로 이동시켜 약품 세정을 하던 것을 분리막을 이동시키지 않고 제어부의 시간 스케줄에 의해 자동으로 세정을 하여 인건비 절약과 산업 안전 재해를 예방할 수 있는 효과가 있으며 그 구성을 살펴보면, 외부 공기를 신속하게 인입하여 송풍하는 공기공급장치; 바퀴가 부착된 이동식 케이지 내에 장착하게 됨으로 인하여 신속하고 쉽게 이동이 가능한 것이며, 송풍량조절이 가능하도록 분리막 모듈로 송풍하여 분리막 모듈의 표면에 부착된 유기물, 슬러지 및 오염물을 세정하는 분리막조 겸용 세정조; 상기 공기공급장치에 의해 공급된 공기를 상기 분리막 모듈로 공급 제어하는 자동압력밸브; 약품 투입에 의하여 약품을 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부로 공급하는 약품주입펌프; 상기 분리막조 겸용 세정조에서 여과된 처리수를 흡입펌프에 의해 이송받는 처리수조; 및 상기 분리막 모듈의 침지 공간 및 하폐수의 처리 공간을 제공하는 생물반응조를 포함하며, 상기 분리막조 겸용 세정조는 지상에 설치되어 내부에 상기 분리막 모듈과 세정수를 공급하는 세정분사노즐을 일체형으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

분리막 겸용 자동 계외 세정장치 및 그 방법 {Apparatus for Cleaning Automatic Separation Membrane and Method Using the Same}

본 발명은 분리막 겸용 자동 계외 세정장치에 관한 것으로서, 특히 지상에서 분리막조 겸용 세정조를 일체형으로 구성하여 설치면적을 감소함과 동시에 인양장치(권상호이스트)와 지하저수조를 설치할 필요가 없어 공사비를 절감할 수 있고, 상기와 같이 시스템 간소화로 인한 작업 효율을 향상함과 동시에 지상에서 세정 작업을 실시함으로 인하여 모듈의 세정 속도와 세정효율을 증가할 수 있고, 상기 분리막조 겸용 세정조를 일체형으로 구성한 장치를 바퀴가 부착된 이동식 케이지 내에 장착하게 함으로 인하여 신속하고 쉽게 이동이 가능하며, 공기량 조절이 용이하여 생물 반응조에서 질소 처리가 용이한 분리막 겸용 자동 계외 세정장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 하·폐수처리 공정에서 분리막호기조에 설치되어 오염물질의 고액분리를 위한 분리막 카트리지에 부착된 오염물질을 제거하기 위해서는 분리막 카트리지를 인양장치(권상호이스트)로 인양한 후, 작업장에서 일일이 세척함과 동시에 작업자가 직접 약품을 사용하여 계외 세정하여 오염물질을 제거하여야 하는 번거러움이 발생하였다.

종래의 분리막의 세정 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 지하에 설치된 기존의 분리막조(10)를 일정 주기마다 정기적으로 세정 과정을 거쳐야하는데, 분리막조(10)를 해체한 후에 지하에서 지상으로 인양장치(권상호이스트)를 사용하여 권상(올린)한 다음에 세정조(30)에서 세정과정을 거쳐 오염물질를 완전히 제거한 후에 다시 지상에서 지하로 하강하여 분리막조(10)를 재설치하여 한다.

이러한 방법은 분리막조 인양시 인양장비(권상호이스트)와 동원된 작업자가 추가 투입되어 소요 경비가 증가되고, 이로 인한 작업시간 증대와 복잡한 과정을 통하여 작업하게 됨으로써 산업안전 재해가 자주 발생하였으며, 특히 옥외에 설치된 처리장의 경우 비 또는 눈이 내리면 작업시간 지연으로 목표치로 정한 세정 작업이 불안정하고 재설치에 따른 손상 등의 제반 문제가 발생하게 되었다.

또한, 대한민국 공개특허 10-2012-0048621호의 침지막 장치의 세정 방법을 살펴보면, 여과 운전을 정지하고 인라인 세정을 행할 때에, 헤더 배관계(3)의 배관 내부를 수면(FW)보다 위쪽에서 대기 개방하는 대기 개방 단계를 실행하고, 대기 개방 단계 후, 배관내부의 기체를 빼면서 헤더 배관계(3)에 약액을 공급하며, 배관 내부가 봉쇄되어 기체 빼내기가 정지된 후에도 계속해서 헤더 배관계(3)에 약액을 공급하여 복수의 막 유닛(2)을 가압 세정하는 가압 세정 단계를 실행한 결과, 공급되는 약액(ML)은 원활하게 헤더 배관계(3)의 배관 내부에 퍼져, 각각의 막 유닛(2)이나 중공사막 모듈(31)에 균등하게 공급되는 이점이 있으나, 약액과 세정수가 다량으로 소요되어 그에 따른 환경오염이 확산되는 우려와 분리막 수명이 짧고, 자유롭게 이동하지 못하여 세정도가 낮은 점이 있었다.

또한 대한민국 등록실용 20-0393666호는 침지식 막 분리 시설의 분리막 자동 세정장치에 관한 것으로 분리막으로 세정액을 자동을 공급하여 상기 분리막을 세정함에 따라 상기 분리막의 막 폐색현상을 방지할 뿐만 아니라, 침지식 막 분리 시설의 운전효율을 극대화하도록 한 것인데 이는 시설비와 유지보수비가 다량으로 소요되는 점이 지적되었다.

또한, 종래의 분리막 세정 장치는 분리막조(10)가 생물 반응조(20)에 포함된 처리장의 경우, 생물 반응조(20)의 내부에 있는 미생물에 공급되는 용존 산소가 2ppm정도를 유지하여야 하나, 분리막조(10)가 생물 반응조(20)의 내부에서 동시(일체형 또는 소규모처리시설)에 가동함으로 인하여, 분리막조(10)에 공급되는 공기량 증가로 용존 산소가 과잉 공급되어 생물 반응조(20)에서 적절한 호적(好適)요건인 용존산소 유지에 어려움이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 지상에서 분리막조 겸용 세정조를 구성하여 별도의 계외세정조와 인양(引揚)에 필요한 인양장치(권상호이스트)를 설치할 필요가 없으며, 바닥면에 바퀴를 부착한 이동케리지 내부 공간에 겸용으로 구성한 분리막조와 세정조가 설치되어 신속하고 쉽고 자유롭게 이동이 가능하여 공사비를 절감할 수 있고, 시스템 간소화로 인한 작업 효율향상 및 유지관리방안을 향상할 수 있으며, 지상에서 세정 작업을 원활하게 수행하므로써 세정효율을 증가할 수 있으며, 공기량 조절이 용이하여 생물 반응조에서 총 질소 처리가 용이한 분리막 겸용 자동계외 세정장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존 계외 세정시 분리막을 반응조로부터 세정조로 이동시켜 약품 세정작업을 실시하던 것을 분리막을 이동시키지 않고 시간 스케줄에 의해 자동으로 세정을 실시할 수 있어 분리막 계외 세정시 소요되는 인건비 절감과 작업시간을 단축할 수 있고, 분리막 계외 세정시 복잡한 작업절차에서 발생할 수 있는 산업 안전 재해를 사전 예방하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 분리막 겸용 자동 계외세정 장치는, 외부 공기를 신속하게 인입하여 송풍하는 공기공급장치;

바퀴가 부착된 이동식 케이지 내에 장착하게 함으로 인하여 신속하고 쉽게 이동이 가능하고, 송풍량 조절이 용이하도록 분리막 모듈로 송풍하여 분리막 모듈의 표면에 부착된 유기물, 슬러지 및 오염물을 세정하는 분리막조 겸용 세정조;

상기 공기공급장치에 의해 공급된 공기를 상기 분리막 모듈로 공급 제어하는 자동압력밸브;

약품 투입에 의하여 약품을 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부로 주입하는 약품주입펌프;

상기 분리막조 겸용 세정조에서 여과된 처리수를 흡입펌프에 의해 이송받는 처리수조; 및

상기 분리막 모듈의 침지 공간 및 하폐수의 처리 공간을 제공하는 생물반응조를 포함하며, 상기 분리막조 겸용 세정조는 지상에 설치되어 내부에 상기 분리막 모듈과 세정수를 공급하는 세정분사노즐을 일체형으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 바닥면에는 내부 온도를 가열시키기 위한 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리막조 겸용 세정조와 상기 처리수조의 라인에는 물보다 비중이 큰 오니를 감지하는 오니감지부를 설치하고, 상기 오니감지부는 점진적으로 퇴적되는 오니를 주기적으로 회전하는 회전모터에 형성된 감지편과 만나게 되고, 상기 감지편이 오니에 의해 회전이 원활이 이루어지지 않게 되어 상기 회전모터에 회전 저항이 발생하면 이를 감지하여 계측하는 토크센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 세정분사노즐은 분리막조 겸용 세정조의 내측면에 다수개 설치하고, 단관 형상의 본체와, 상기 본체의 외주면에 적어도 부분적으로 일정 길이로 형성된 제1 기어와, 상기 본체의 일측에서 연장되어 상기 본체의 외경보다 적은 크기의 외경을 갖고 상기 세정분사노즐에 회전 가능하게 끼워 장착될 수 있는 삽입부와, 상기 제1 기어에 맞물려 결합되는 제2 기어와, 상기 제2 기어를 회전 구동시키도록 연결된 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 세정분사노즐은 세정수가 분사되는 분사홀과 상기 분사홀과 연장된 노즐부를 포함하고, 상기 분사홀의 내측으로 직각 방향으로 길이 방향의 안내홈이 형성되며, 상기 안내홈을 따라 상하로 이동하는 랙기어와 상기 랙기어와 맞물려 결합되는 피니언기어와 상기 피니언기어를 구동시키는 구동모터를 포함하며, 상기 구동모터의 구동에 따라 상기 랙기어가 상하로 이동하여 상기 분사홀의 일부분을 폐쇄하거나 개방하여 상기 분사홀의 직경을 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 토크센서로부터 전기 신호를 수신하여 오니의 퇴적 유무를 판단하고, 상기 오니의 퇴적 유무에 따라 상기 자동압력밸브와 상기 공기공급장치 및 상기 생물반응조에 연결된 밸브를 제어하여 세정공기의 공급, 상기 세정분사노즐의 각도 조절, 상기 생물반응조의 산소 공급을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바퀴가 부착된 이동식 케이지 내에 장착하게 함으로 인하여 신속하고 쉽게 이동이 가능하고, 외부 공기를 신속하게 인입하여 송풍하는 공기공급장치와 복수개의 분리막 모듈이 구비된 분리막조 겸용 세정조를 구비하고, 상기 공기공급장치는 공기를 상기 분리막 모듈로 공급하도록 제어하는 자동압력밸브에 의해 분리막 모듈로 송풍하여 상기 분리막 모듈의 표면에 부착된 유기물, 슬러지 및 오염물을 세정하는 단계;

약품주입펌프에 의해 약품 투입에 의하여 소정량의 약품을 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부로 주입하는 단계; 및

상기 분리막조 겸용 세정조에서 여과된 처리수를 흡입펌프에 의해 처리수조로 이송하는 단계를 포함하며, 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 측면에는 상기 자동압력밸브에 연결된 세정분사노즐에 의해 세정공기를 내부로 공급하는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 바닥면에 설치된 가열수단에 의해 내부 온도를 가열시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리막조 겸용 세정조와 상기 처리수조의 라인에는 물보다 비중이 큰 오니를 감지하는 오니감지부를 설치하고, 상기 오니감지부는 퇴적되는 오니에 의해 회전이 원활이 이루어지지 않게 되는 회전모터와 상기 회전모터의 회전 저항을 감지하는 토크센서에 의해 오니의 퇴적 유무를 계측하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기공급장치는 호기조로 공기를 송풍하여 상기 호기조 내에 용존 산소 농도를 높여 유기물의 제거 기능을 높이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 세정분사노즐은 세정수가 분사되는 노즐이 기어와 모터를 이용하여 상하로 각도를 변경하여 분사각이 조절되는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 세정분사노즐은 세정수가 분사되는 분사홀과 상기 분사홀과 연장된 노즐부를 포함하고, 상기 분사홀의 직경을 변화에 따라 세정수가 분사되는 분사각과 분사 범위가 조절되는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 토크센서로부터 전기 신호를 수신하여 오니의 퇴적 유무를 판단하는 단계; 및

상기 오니의 퇴적 유무에 따라 상기 자동압력밸브와 상기 공기공급장치 및 상기 생물반응조에 연결된 밸브를 제어하여 세정공기의 공급, 상기 세정분사노즐의 각도 조절, 상기 생물반응조의 산소 공급을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 지상에서 분리막조와 세정조를 겸용으로 구성하여 별도의 계외세정조와 인양(引揚)에 필요한 인양장치(권상호이스트)를 설치할 필요가 없으며, 바닥면에 바퀴를 부착한 이동케리지 내부 공간에 겸용으로 구성한 분리막조와 세정조가 설치되어 신속하고 쉽고 자유롭게 이동이 가능하여 공사비를 절감할 수 있고, 상기와 같이 시스템 간소화로 인한 작업 효율향상 및 관리방안을 향상할 수 있으며, 지상에서 세정 작업을 수행하므로 세정효율 증가와 공기량 조절이 용이하여 생물 반응조에서 총 질소 처리가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존 계외 세정시 분리막을 반응조로부터 세정조로 이동시켜 약품 세정작업을 실시하던 것을 분리막이 이동하지 않고 시간 스케줄에 의해 자동으로 세정을 실시할 수 있어 분리막 계외 세정시 소요되는 인건비 절감과 작업시간을 단축할 수 있고, 분리막 계외 세정시 복잡한 작업절차에서 발생할 수 있는 산업 안전 재해를 사전 예방하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 바닥면에 바퀴를 부착한 이동케리지의 내부 공간에 겸용으로 구성한 분리막조와 세정조가 설치됨으로 인하여 임의 위치로 이동이 가능하여 계외세정 또는 점검시 필요한 인양장치(권상호이스트)가 불필요하고, 상기 이동케리지의 구조는 각형의 구조를 가지고 그 내부에 장치를 안착할 수 있으며 그 일면은 개방형(open type)으로 설치하여 분리막 교체작업을 신속하고 쉽고 용이하게 설치하도록 하고, 점검시 점검구로 활용하도록 하여 작업성과 유지보수성을 향상하는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술의 분리막의 세정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정분사노즐의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정분사노즐의 구성을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치(100)는 지상에 일체형으로 설치되는 분리막조 겸용 세정조(110)와, 이의 내부에 설치되는 분리막 모듈(112), 내부 공간에 겸용으로 구성한 분리막조와 세정조가 설치된 이동케리지(200), 분리막조 겸용 세정조(110)의 바닥면에 형성된 가열장치, 분리막조 겸용 세정조(110)의 일측면에 설치된 세정분사노즐(120) 및 공기공급장치를 포함한다. 상기 일체형으로 설치되는 분리막조 겸용 세정조(110)는 바닥면에 바퀴(210)를 부착한 이동케리지(200) 내부 공간에 설치됨으로 인하여 임의 위치로 이동이 가능하여 계외세정 또는 점검시 필요한 인양장치(권상호이스트)가 불필요하고, 상기 이동케리지(200)는 각형의 구조를 가지고 있으며 그 일면은 개방형(open type)으로 설치하여 분리막 교체작업을 신속하고 쉽고 용이하게 설치 가능한 것이고, 점검시 점검구로 활용하도록 하여 작업성을 향상하도록 한 것이다. 필요시 이동케리지가 이동하지 않도록 일측에 정지대(230')를 부가하여 견고하게 고정할 수 있다. 상기 정지대(230')는 이동하지 않고 세정작업 등과 같은 작업시 이동하지 않도록 바닥면과 이동케리지(200) 사이를 견고하게 고정하도록 하는 기능과 진동을 완충할 수 있도록 한 것이다. 상기 이동케리지(200) 내부에는 분리막조 겸용 세정조(110)와 가열수단(119), 세정분사노즐(120)이 설치되며, 측면에는 개폐가 가능한 커버(230)를 설치할 수 있다.

공기공급장치는 소음기(117)와, 상기 소음기(117)의 공기를 송풍해 주는 분리막 세정용 송풍기(118)를 포함한다.

상기 분리막 모듈의 구조와 설계에서 중요한 요인은 사용시간에 따른 차압발생여부에 관한 것으로 상기 차압이 일정치 이상으로 증가하게 되면 계외 세정이 필요한 것으로 인식되며, 세정시간은 분리막의 차압정도에 따라 조절되는 것이다.

분리막 세정용 송풍기(118)는 공기공급라인을 통해 분리막 모듈(112)로 공급하도록 한다. 분리막조 겸용 세정조에서 흡입펌프(134)의 흡입에 의하여 수(水 즉, 하·폐수)처리가 이루어진다.

일정량의 하폐수를 흡입펌프(134)에 의해 처리한 후 분리막조 겸용 세정조의 효율향상을 위해 하부에 설치된 가열장치(119)와, 세정수펌프(140)를 가동시켜 세정분사노즐(120)로 세정수를 분사하여 세정을 실시한다.

상기 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치(100)는 장시간 동안 수처리가 이루어지면 차압발생이 일정치 이상으로 증가하게 되어 계외 세정시기 도래로 인식되어 제어부(미도시)에서 감지된 정보전달에 의하여 시퀀스 타임(Time) 스케줄에 의해 공급수펌프(141)의 가동을 중지하고 세정폐액 배출 자동밸브(137)를 오픈(OPEN)시켜 분리막조 겸용 세정조 내에 이물질(슬러지 등)을 완전하게 제거 내지 배출하도록 한다.

세정폐액 배출 후 세정수펌프(140)와 세정약품펌프(116), 세정액 가열장치(119) 가동으로 일정시간 동안 계외 약품 세정을 실시한 후, 세정폐액 배출자동밸브(137)가 개방(open) 후 폐액을 배출하고, 공급수펌프(141)가 가동되어 분리막조 겸용 세정조에 인입 충진되어, 수(하. 폐수)처리가 이루어져 흡입펌프 가동으로 처리수조인 하천이나 하수처리장으로 방류처리가 이루어진다.

분리막조 겸용 세정조(110)의 하단 부분에는 세정폐약을 공급하는 세정폐액밸브(137)와 이에 연결된 유량조정조(138)가 구성되어 있다.

세정액을 가열하는 가열수단(119)은 가열기를 사용하여 온도를 상승하도록 하는데 반해 계절변화가 심한 겨울철의 경우 10~ 20℃ 이하의 온도가 유지됨으로 인하여 세정온도가 낮게 되어 세정효율이 저조한 것을 개선하기 위하여 30 ~ 40℃의 온도로 상승시킨 후에 가동하도록 하여 분리막조 겸용 세정조(110)의 내부 온도 상승으로 분리막 표면에 부착된 슬러지 등의 이물질 제거 내지 분리를 활성화함으로써 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

차압계 또는 오니감지부에서 차압을 수신전달하여 분리막 세정용 송풍기(118) 및 생물반응조(130), 공급수펌프(141)를 제어하고, 세정분사노즐(120) 및 그의 각도 조절, 약품저장탱크(115)와 연결된 약품주입펌프(116), 흡입펌프(134), 세정폐액밸브(137) 등을 제어하여 가동하도록 한다.

상기와 같이 본 발명은 기존 계외 세정시 분리막을 반응조로부터 세정조로 이동시켜 약품 세정을 하던 것을, 상기 분리막을 해체하여 지상 또는 지하로 이동시키지 않고 제어부(미도시)의 시간 스케줄에 의해 자동으로 세정을 실시할 수 있어 공사비를 절감하고, 분리막을 보호할 수 있어 분리막 수명 연장에 따른 유지보수비 절감과 동시에 인건비 절약, 산업 안전 재해를 예방할 수 있다. 또한, 분리막조 겸용 세정조를 이동케리지(200) 내부에 장착함으로써 신속하게 쉽고 자유롭게 이동이 가능하여 상기 인양 및 하강에 필요한 인양장치(권상호이스트) 미설치로 인하여 공사비를 절감할 수 있는 것이다.

도 1을 참조하면, 기존의 분리막조(10)가 생물 반응조(20)에 포함된 하수처리장의 경우, 생물 반응조(20)의 내부에 활성화된 미생물의 경우 용존 산소가 통상 2ppm을 유지해야 적절한 요건을 구비한 것이다.

그러나 기존의 분리막조(10)와 생물 반응조(20)가 혼합되어 내부에서 동시에 가동함으로 인하여 분리막조(10)에 공급되는 공기량 증가로 용존 산소가 5 내지 6ppm 이상으로 공급되어 이로 인해 하·폐수처리량이 극히 적을 경우 과잉 공기공급으로 과산화로 침전성 악화요인과 연속적인 공기 공급으로 다량의 에너지 낭비요인이 발생하였다.

이에 대하여 본 발명은 지상에 분리막조 겸용 세정조(110)를 설치하여 공기량 조절이 용이하여 생물 반응조(130)에서 총 질소 처리가 용이한 점이 있었다. 자동압력밸브(114)로 이루어진 펄스 에어레이션 장치는 분리막 세정용 송풍기(118)에 의해 공급된 공기를 분리막 모듈(112)로 간헐적으로 공급하도록 제어된다. 분리막 세정용 송풍기(118)에 의해 공급되는 공기는 산기관을 통해 호기조(미도시)로 공급되어 용존 산소 농도를 효과적으로 상승시켜 유기물을 제거하게 된다.

분리막 모듈(112)은 처리 용량에 따라 1 내지 30개의 모듈이 하나의 스키드에 장착되며 효과적으로 세정하기 위한 공기가 분리막 세정용 송풍기(118)에 의해 공기세정라인을 통해 공급되고, 자동압력밸브(114)로 이루어진 펄스 에어레이션 장치에 의해 분리막 상부, 하부 사이에 공기 주입으로 분리막조 겸용 세정조(110) 내 유체의 유동을 효과적으로 유도해 분리막 세정을 효과적으로 수행되도록 구성된다.

약품저장탱크(115)와 연결된 약품주입펌프(116)는 소정량의 약품을 분리막조 겸용 세정조(110)의 내부로 공급하도록 한다.

분리막조 겸용 세정조(110)에서 여과된 처리수는 흡입펌프(134)에 의해 처리수조(136)로 이송된다.

생물반응조(130)는 분리막 모듈(112)의 침지 공간 및 하·폐수의 처리 공간을 제공한다.

분리막조 겸용 세정조(110)의 하단 부분에는 세정폐약을 공급하는 세정폐약밸브(137)와 이에 연결된 유량조정조(138)가 구성되어 있다.

상기 가열수단(119)은 가열기를 사용하여 30~40℃내외로 4 내지 6시간 동안 가열하여 사용하고, 분리막조 겸용 세정조(110)의 내부 온도를 상승시켜 분리막 표면에 부착된 유기물, 슬러지 및 오염물 등을 탈거 내지 제거를 활성화시켜 세정효율을 향상할 수 있다. 상기 가열기는 전기 히팅 장치를 활용하여 가열하도록 한 것이다.

분리막조 겸용 세정조(110)와 처리수조(136)의 라인에는 물보다 비중이 큰 오니를 감지하는 오니감지부(미도시)를 설치하고, 상기 오니감지부는 회전모터, 감지편 및 토크센서로 이루어진다.

점진적으로 퇴적되는 오니(汚泥)는 주기적으로 회전하는 회전모터에 의해 감지편과 접속하여 만나게 되고, 감지편은 오니에 의해 회전이 원활하지 않게 되어 회전모터에 회전 저항이 발생하게 된다.

회전모터에 회전 저항이 발생하면, 토크센서(미도시)가 이를 감지하여 계측하고, 토크센서와 전기적으로 연결된 제어부(미도시)는 오니의 퇴적 유무를 판단하게 된다.

상기 제어부(미도시)는 토크센서로부터 전기 신호를 수신하여 오니의 퇴적 유무를 판단하고, 오니의 퇴적 유무에 따라 자동압력밸브(114)와 분리막 세정용 송풍기(118) 및 생물반응조(130)에 연결된 밸브(132)를 제어하여 세정공기의 공급, 세정분사노즐(120) 및 그의 각도 조절, 생물반응조(130)의 산소 공급, 약품저장탱크(115)와 연결된 약품주입펌프(116) 등을 제어하도록 한다.

본 발명은 기존 계외 세정시 분리막을 반응조로 부터 세정조로 이동시켜 약품 세정을 하던 것을 분리막을 해체하여 이동시키지 않고 제어부(미도시)의 시간 스케줄에 의해 자동으로 세정을 실시할 수 있는 것이다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 세정분사노즐(120)의 구성을 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정분사노즐(120)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정분사노즐(120)의 구성을 나타낸 도면이다.

자동압력밸브(114)에 연결된 세정분사노즐(120)은 도 4에 도시된 바와 같이, 단관 모양의 본체(123a)와, 본체(123a)의 외주면에 적어도 일정 길이로 형성된 제1 기어(124a)와, 본체(123a)의 일측에서 연장되어 본체(123a)의 외경보다 적은 크기의 외경을 갖고 세정분사노즐(120)에 회전 가능하게 끼워 장착될 수 있는 삽입부(127a)와, 삽입부(127a)의 외측에 링 형상의 실러(126a)가 끼워져 공기 누설을 방지하여 기밀을 유지하도록 한다.

세정분사노즐(120)의 외부 표면에는 외주면을 따라 미리 설정된 거리에 연속되게 형성되는 제1 기어(124a)가 구비되고, 제1 기어(124a)에 맞물려 결합되는 제2 기어(122a)가 구비되며, 제2 기어(122a)는 구동모터(125a)에 연결되어 회전동력을 제공받는다.

제2 기어(122a)를 회전 구동시키도록 연결된 구동모터(125a)는 지지대(121a)를 매개로 고정 설치된다. 구동모터(125a)를 구동하여 이에 연결된 제2 기어(122a)를 회전시키면 제2 기어(122a)에 맞물려 연결된 제1 기어(124a)가 회전되어 이에 일체로 연결된 노즐이 회전되어 노즐의 분사 방향을 가변시켜 분사하도록 하여 이물질 제거 및 분리를 촉진할 수 있다.

자동압력밸브(114)에 연결된 세정분사노즐(120)은 도 5에 도시된 바와 같이, 세정공기가 분사홀과 노즐부를 통과하여 분사된다.

세정분사노즐(120)은 랙기어(125b)와 피니언기어(124b)가 맞물려 있으며 피니언기어(124b)에 구동모터(123b)가 결합되어 있다.

구동모터(123b)의 동작에 의해 피니언기어(124b)가 회전하고 피니언기어(124b)와 맞물려 있는 랙기어(125b)가 하부 방향으로 안내홈(126b)을 따라 이동하게 되면 랙기어(125b)가 분사홀(122b)의 일부를 폐쇄하여 분사홀(122b)의 직경의 크기를 가변할 수 있다.

이에 따라 세정분사노즐(120)은 분사홀(122b)의 직경이 가변되면 분사량과 분사 범위가 가변되어 세정효율이 향상된다. 상기 세정분사노즐(120)은 분리막조 겸용 세정조 벽면의 좌우 및 전후면에 설치하도록 하여 균등하고 균일량으로 분사하도록 하여 세정효율을 향상하도록 한 것이다.

예를 들면, 분사각이 100도 이상이고 분사 범위가 90% 이상이 되려면 분사홀(122b)의 직경이 1.5mm이하가 되어야 하며, 분사각이 20도 이하이고 분사 범위가 20% 이하가 되려면 분사홀(122b)의 직경이 2mm 이상이 되어야 하는 등 분사홀(122b)의 직경에 따라 분사각과 분사 범위가 기 설정되어 작동한다.

분리막 겸용 자동 계외 세정 방법에 관한 것은 아래와 같은 단계의 과정을 거쳐 이루어지도록 한다. 바퀴(210)가 부착된 이동식 케이지(200) 내에 장착하게 됨으로 인하여 신속하고 쉽게 이동이 가능하고, 외부 공기를 신속하게 인입하여 송풍하는 공기공급장치와 복수개의 분리막 모듈이 구비된 분리막조 겸용 세정조를 구비하고, 상기 일체형으로 설치되는 분리막조 겸용 세정조(110)는 바닥면에 바퀴(210)를 부착한 이동케리지(200) 내부 공간에 구성됨으로 인하여 임의 위치로 이동이 가능하여 계외세정 또는 점검시 필요한 인양장치(권상호이스트)가 불필요하고, 상기 이동케리지(200)는 각형의 구조를 가지고 있으며 그 일면은 개방형(open type)으로 설치하여 분리막 교체작업을 신속하고 쉽고 용이하게 설치하도록 하고, 점검시 점검구로 활용하도록 하여 작업성을 향상하도록 한 것이다.

상기 공기공급장치는 공기를 상기 분리막 모듈로 공급하도록 제어하는 자동압력밸브에 의해 분리막 모듈로 송풍하여 상기 분리막 모듈의 표면에 부착된 유기물, 슬러지 및 오염물을 세정하는 단계;

약품주입펌프에 의해 소정량의 약품을 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부로 공급하는 단계; 및

상기 분리막조 겸용 세정조에서 여과된 처리수를 흡입펌프에 의해 처리수조로 이송하는 단계를 포함하며, 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 측면에는 상기 자동압력밸브에 연결된 세정분사노즐에 의해 세정수를 내부로 공급하는 단계로 이루어진다.

상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 바닥면에 설치된 가열수단에 의해 내부 온도를 가열시키는 단계를 더 포함하는 것이다.

상기 분리막조 겸용 세정조와 상기 처리수조의 라인에는 물보다 비중이 큰 오니를 감지하는 오니감지부를 설치하고, 상기 오니감지부는 퇴적되는 오니에 의해 회전이 원활이 이루어지지 않게 하는 회전모터와 상기 회전모터의 회전 저항을 감지하는 토크센서에 의해 오니의 퇴적 유무를 계측하는 단계를 더 포함하는 것이다.

상기 공기공급장치는 호기조로 공기를 송풍하여 상기 호기조 내에 용존 산소 농도를 높여 유기물의 제거 기능을 높이는 단계를 더 포함하는 것이다.

상기 세정분사노즐은 세정공기가 분사되는 노즐이 기어와 모터를 이용하여 상하로 각도를 가변하여 분사각이 조절되는 단계를 갖는 것이다.

상기 세정분사노즐은 세정수가 분사되는 분사홀과 상기 분사홀과 연장된 노즐부를 포함하고, 상기 분사홀의 직경을 변화에 따라 세정수가 분사되는 분사각과 분사 범위가 조절되는 단계를 갖는 것이다.

상기 토크센서로부터 전기 신호를 수신하여 오니의 퇴적 유무를 판단하는 단계; 및

상기 오니의 퇴적 유무에 따라 상기 자동압력밸브와 상기 공기공급장치 및 상기 생물반응조에 연결된 밸브를 제어하여 세정공기의 공급, 상기 세정분사노즐의 각도 조절, 상기 생물반응조의 산소 공급을 제어하는 단계를 더 포함하는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치 110: 분리막조 겸용 세정조
112: 분리막 모듈 114: 자동압력밸브
115: 약품저장탱크 116: 약품주입펌프
117: 소음기 118: 분리막 세정용 송풍기
119a: 교반기 119: 가열수단
120: 세정분사노즐 121a: 지지대
121b: 노즐부 122a: 제2 기어
122b: 분사홀 123a: 본체
123b: 구동모터 124a: 제1 기어
124b: 피니언기어 125a: 구동모터
125b: 랙기어 126a: 실러
126b: 안내홈 127a: 삽입부
130: 생물반응조 132: 밸브
134: 흡입펌프 136: 처리수조
137: 세정폐약밸브 138: 유량조정조
140: 세정수펌프 141: 공급수펌프
200: 이동케리지 210: 바퀴
220: 정지대 230: 커버

Claims (9)

1. 외부 공기를 신속하게 인입하여 송풍하는 공기공급장치;
   바퀴가 부착된 이동식 케이지 내에 장착하게 함으로 인하여 신속하고 쉽게 이동이 가능하고, 송풍량조절이 용이하도록 분리막 모듈로 송풍하여 분리막 모듈의 표면에 부착된 유기물, 슬러지 및 오염물을 세정하는 분리막조 겸용 세정조;
   상기 공기공급장치에 의해 공급된 공기를 상기 분리막 모듈로 공급 제어하는 자동압력밸브;
   약품 투입에 의하여 약품을 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부로 주입하는 약품주입펌프;
   상기 분리막조 겸용 세정조에서 여과된 처리수를 흡입펌프에 의해 이송받는 처리수조; 및
   상기 분리막 모듈의 침지 공간 및 하폐수의 처리 공간을 제공하는 생물반응조를 포함하며, 상기 분리막조 겸용 세정조는 지상에 설치되어 내부에 상기 분리막 모듈과 세정수를 공급하는 세정분사노즐을 일체형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외세정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 바닥면에는 내부 온도를 가열시키기 위한 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분리막조 겸용 세정조와 상기 처리수조의 라인에는 물보다 비중이 큰 오니를 감지하는 오니감지부를 설치하고, 상기 오니감지부는 점진적으로 퇴적되는 오니를 주기적으로 회전하는 회전모터에 형성된 감지편과 만나게 되고, 상기 감지편이 오니에 의해 회전이 원활이 이루어지지 않게 되어 상기 회전모터에 회전 저항이 발생하면 이를 감지하여 계측하는 토크센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 세정분사노즐은 상기 분리막조 겸용 세정조의 내측면에 설치하고, 단관 형상의 본체와, 상기 본체의 외주면에 적어도 부분적으로 일정 길이로 형성된 제1 기어와, 상기 본체의 일측에서 연장되어 상기 본체의 외경보다 적은 크기의 외경을 갖고 상기 세정분사노즐에 회전 가능하게 끼워 장착될 수 있는 삽입부와, 상기 제1 기어에 맞물려 결합되는 제2 기어와, 상기 제2 기어를 회전 구동시키도록 연결된 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 공기공급장치는 호기조로 송풍하여 상기 호기조 내에 용존 산소 농도를 높여 유기물의 제거 기능을 높이는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 장치.
6. 바퀴가 부착된 이동식 케이지 내에 장착하게 됨으로 인하여 신속하고 쉽게 이동이 가능하고, 외부 공기를 신속하게 인입하여 송풍하는 공기공급장치와 복수개의 분리막 모듈이 구비된 분리막조 겸용 세정조를 구비하고,
   상기 공기공급장치는 공기를 상기 분리막 모듈로 공급하도록 제어하는 자동압력밸브에 의해 분리막 모듈로 송풍하여 상기 분리막 모듈의 표면에 부착된 유기물, 슬러지 및 오염물을 세정하는 단계;
   약품주입펌프에 의해 소정량의 약품을 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부로 공급하는 단계; 및
   상기 분리막조 겸용 세정조에서 여과된 처리수를 흡입펌프에 의해 처리수조로 이송하는 단계를 포함하며, 상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 측면에는 상기 자동압력밸브에 연결된 세정분사노즐에 의해 세정공기를 내부로 공급하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 분리막조 겸용 세정조의 내부 바닥면에 설치된 가열수단에 의해 내부 온도를 가열시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 세정분사노즐은 세정수가 분사되는 노즐이 기어와 모터를 이용하여 상하로 각도를 변경하여 분사각이 조절되는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 세정분사노즐은 세정수가 분사되는 분사홀과 상기 분사홀과 연장된 노즐부를 포함하고, 상기 분사홀의 직경을 변화에 따라 세정수가 분사되는 분사각과 분사 범위가 조절되는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 분리막 겸용 자동 계외 세정 방법.

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