KR101774336B1 - 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치로, 특히 섬유여재의 표면적을 최적으로 증가시키고, 역세효율을 증대시킨 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치는, 처리 대상 원수가 유입되는 여과조; 상기 여과조 내부에 삽입 배치되고 측면에 복수의 관통공이 형성되는 내통; 및 상기 내통의 외측을 둘러싸 상기 관통공을 통해 상기 내통 내부로 유입되는 원수에 포함되어 있는 불순물을 걸러내는 섬유여재를 포함하고, 상기 섬유여재는 하단이 고정되고 상단이 유동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치{Apparatus for treating sewage and wastewater using fiber filter media}
본 발명은 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치로, 특히 섬유여재의 표면적을 최적으로 증가시키고, 역세효율을 증대시킨 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 오폐수는 환경을 오염시키기 때문에 화학적 처리방법, 물리적 처리방법 또는 생물학적 처리방법을 통해 정화하여 농업 용수, 공업 용수 또는 생활 용수 등으로 재사용하고 있다.
그 중 물리적인 정화 방법으로, 여재로서 섬유사를 이용한 정화장치가 공지되어 있다. 섬유사를 여재로 사용하고, 여과장치의 일측부 끝단에 섬유사를 고정시켜 여과원수를 측면에서 유입시키고, 공기와 역세척수를 이용하여 역세척하는 여과장치가 종래기술로서 공지(등록번호 10-0354836; 출원번호 10-2001-0013448, 출원일자 2001-03-15, 명칭; 수중 부유물질 여과장치)되어 있으나, 이 수중 부유물질 여과장치는 여과원수를 측부에서 유입시키기 때문에 여과저항이 증가하고, 역세척 공기에 의한 난류 효과가 원활하지 않을 뿐 아니라 역세척시 배출되는 농축액(또는 농축수)이 여과장치 내에 일정량 잔류하여 하부에 침적되는 단점이 있었다.
상기와 같은 단점을 해결하기 위한 다른 종래기술로서, 유연성 섬유사를 이용한 정밀 여과장치(등록번호 10-0367811; 출원번호 10-2002-0044476; 출원일자 2002-07-27)가 공지되었으나, 이 여과장치는 유연성과 신축성을 갖는 유연성 섬유사를 장치의 길이방향으로 장착한 여과장치로서, 여과원수 유입구와 역세척수 유입구가 별도 장착되어 주변 배관이 복잡하고, 여과장치에 여재교체를 위한 별도의 설비가 구비되지 않아 여재 교체시 많은 불편함이 따르는 문제점을 안고 있을 뿐만 아니라, 사용되는 섬유사의 표면이 매끄러워서 섬유사를 이용하는 여재로서 활용하려는 취지의 하수 및 폐수에 존재하는 덩어리(스컴)을 거르는 역할을 수행할 수 없다.
또한, 상기된 바와 같은 여과장치에 사용되는 섬유사 중 PA(폴리아미드)는 원수에 약품이 포함되었을 경우에, 섬유가 쉽게 끊어지는 현상이 발생하여 장치의 공정상의 하나인 역세시(압력+물), 역세수 및 이탈된 섬유가 동시에 발생한다.
본 발명은 오폐수 원수 중의 약품에 강한 내성을 지니며 표면적이 증가된 섬유여재를 사용하여 내구성이 향상되고 역세효율이 증대된 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치는, 처리 대상 원수가 유입되는 여과조; 상기 여과조 내부에 삽입 배치되고 측면에 복수의 관통공이 형성되는 내통; 및 상기 내통의 외측을 둘러싸 상기 관통공을 통해 상기 내통 내부로 유입되는 원수에 포함되어 있는 불순물을 걸러내는 섬유여재를 포함하고, 상기 섬유여재는 하단이 고정되고 상단이 유동할 수 있다.
그리고 상기 섬유여재는 나일론 원사를 160~190℃의 열고정 온도로 가연하여 이루어진다.
구체적으로 상기 여과조의 측면 하부에는 원수가 유입되는 원수 유입부가 형성되고, 상기 여과조의 측면 상부에는 상기 섬유여재에 의해 불순물이 걸러진 원수가 배출되는 유출부가 형성되며, 상기 여과조의 하단에는 공기가 유입되는 공기 유입부가 형성되고, 상기 여과조의 상단에는 상기 공기 유입부로부터 공기가 유입될 때 상기 여과조로 유입된 원수가 배출되는 역세수 배출부가 형성되며, 상기 공기가 상기 여과조로 유입되어 상승할 때 상기 섬유여재의 상단이 유동한다.
그리고 상기 여과조의 내측 하부에는 상기 공기 유입부와 마주하는 공기 분배기가 설치될 수 있다.
이러한 상기 공기 분배기는 첨단부(尖端部)가 상기 공기 유입부를 향하는 원뿔형태이고, 상기 공기 유입부로부터 유입되는 공기는 상기 공기 분배기의 표면을 따라 상기 섬유여재가 위치한 외측으로 퍼지게 된다.
그리고 상기 공기 분배기의 외주면에는 상기 공기 유입부로부터 유입되는 공기의 흐름을 와류로 형성하는 복수의 나선홈이 형성될 수도 있다.
그리고 상기 여과조의 내측 하부에는 상기 섬유여재의 하단이 고정되는 고정 플랜지가 형성되고, 상기 여과조의 내측 상부에는 상기 섬유여재에 대응되는 복수의 유동홈이 방사형으로 형성되는 상부 플랜지가 형성되며, 상기 섬유여재의 하단은 U-볼트로 상기 고정 플랜지에 고정되고, 상기 섬유여재의 상단은 상기 유동홈을 따라 이동하는 연결부재에 연결되어 유동하도록 할 수 있다.
본 발명에서는 섬유 원사를 가연하여 여과장치에 사용되는 섬유여재의 표면적을 최적으로 증가시킴으로써 끊김에 내성이 있고 섬유의 이탈이 없는 처리장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 역세시에 유입된 공기가 상승하면서 섬유여재의 상단에 유동을 발생시킴으로써 섬유여재 사이에 포집된 불순물의 이탈이 용이하고 역세효율을 증대시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 섬유여재를 제작하기 위한 섬유 원사를 가연함으로써 유연성을 증대시키고, 표면적을 증가시켜 단위 면적당 소요되는 섬유 원사의 절감효과로 투입비 감소의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치의 여과과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치의 역세과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 섬유여재를 제작하기 위하여 가연 처리된 섬유 원사.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 섬유여재를 제작하기 위하여 가연 처리된 섬유 원사의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 여과조(100), 내통(200) 및 섬유여재(300)를 포함한다.
여과조(100)는 처리 대상 원수가 유입된다. 구체적으로 여과조(100)의 측면 하부에는 원수가 유입되는 원수 유입부(110)가 형성되고, 여과조(100)의 측면 상부에는 섬유여재(300)에 의해 불순물이 걸러진 원수가 배출되는 유출부(120)가 형성된다.
그리고 여과조(100)의 하단에는 압축 공기가 유입되는 공기 유입부(130)가 형성되고, 여과조(100)의 상단에는 공기 유입부(130)로부터 압축 공기가 유입될 때 여과조(100)로 유입된 원수가 배출되는 역세수 배출부(140)가 형성된다.
그리고 여과조(100)의 내측 하부에는 공기 유입부(130)와 마주하는 공기 분배기(150)가 설치된다. 공기 분배기(150)는 지지대(151)에 의해 여과조(100)의 바닥으로부터 소정거리 이격되어 설치된다.
내통(200)은 여과조(100) 내부에 삽입 배치되고 측면에 복수의 관통공(210)이 형성된다. 이러한 관통공(210)을 통해 원수가 내통(200) 내부로 유입되며, 내통(200) 내부로 유입되는 원수는 섬유여재(300)에 의해 원수 내부에 포함된 불순물이 걸러진 상태이다.
섬유여재(300)는 관통공(210)이 형성되어 있는 내통(200)의 외측을 둘러싸 관통공(210)을 통해 내통(200) 내부로 유입되는 원수에 포함되어 있는 불순물을 걸러낸다.
그리고 섬유여재(300)는 하단이 고정되고 상단이 유동할 수 있다. 이에 따라 공기 유입부(130)로부터 공기가 유입되어 여과조(100) 내에서 상승할 때 섬유여재(300)의 상단이 유동하게 된다. 즉 원수로 채워져 있는 여과조(100) 내부로 공기가 유입되어 상승하면서 상단이 고정되어 있지 않은 섬유여재(300)에 흔들림을 발생시키고, 섬유여재(300)가 흔들림에 따라 섬유여재(300) 사이에 포집되어 있는 불순물이 섬유여재(300)로부터 쉽게 이탈하게 되어 역세효율을 증대시킬 수 있다.
고정되지 않은 섬유여재(300) 상단의 유동 구조는 부력에 의해 부유하는 구조나 본 발명의 구체적인 일 실시예에 해당하는 구조를 적용할 수 있다.
이러한 섬유여재(300)는 나일론 원사를 160~190℃의 열고정 온도로 가연하여 이루어진다. 구체적으로 섬유여재(300)는 210데니어(D)의 섬유 원사 24가닥을 가연(꼬임 및 풀림)하여 도 3에 도시된 바와 같이 구불구불한 곡선형태가 되도록 하고 신축성을 부여하였다. 이와 같이 가연된 섬유 원사로 제작된 섬유여재(300)는 높은 신축성 및 내구성의 특징을 가지며, 가연되지 않은 동일 수량의 섬유 원사로 이루어진 섬유여재(300) 대비 단면적을 증가시킬 수 있고, 섬유여재(300)를 이루는 복수의 섬유 원사 사이의 공극이 작고 그 수가 증가함에 따라 더 작은 입자의 불순물을 더 많이 걸러낼 수 있다.
다음은 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치의 원수 여과과정 및 역세과정에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 원수 여과과정에서는 공기 유입부(130) 및 역세수 배출부(140)가 차단되고, 원수 유입부(110)를 통해 여과조(100) 내부로 여과 대상 원수가 유입된다. 이러한 원수는 관통공(210)을 통해 내통(200) 내부로 유입되며, 이 과정에서 섬유여재(300)에 의해 원수에 포함된 불순물이 걸러진다. 이와 같이 불순물이 걸러진 원수는 유출부(120)를 통해 여과조(100) 외부로 배출된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 역세과정에서는 유출부(120)가 차단되고, 역세수 배출부(140)가 개방된다. 그리고 원수 유입부(110)로부터 여과조(100)로 원수가 유입되고, 공기 유입부(130)로부터 여과조(100)로 압축공기가 유입된다. 이와 같이 여과조(100)로 유입된 압축공기는 공기 분배기(150)에 의해 섬유여재(300)가 위치한 내통(200) 외측으로 고르게 분배된다. 그리고 여과조(100) 내부에서 압축공기가 상승하면서 상단이 고정되지 않은 섬유여재(300)가 흔들리게 되고, 이러한 흔들림에 의해 섬유여재(300)에 포집되어 있는 불순물이 섬유여재(300)로부터 이탈하게 된다. 그리고 섬유여재(300)로부터 이탈한 불순물은 원수와 함께 상승하여 역세수 배출부(140)로 배출된다.
이하, 본 발명의 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치의 구체적인 실시예를 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 실시예일 뿐, 이러한 실시예로 본 발명을 한정하지는 않는다.
기본적인 여과조(100), 내통(200) 및 섬유여재(300)의 구조 및 특징은 상술한 설명과 동일하다.
섬유여재(300)의 경우 가연된 일정 수량의 섬유 원사 묶음으로 이루어지고, 이와 같은 복수의 섬유여재(300)가 내통(200)을 둘러싸도록 배치된다.
그리고 여과조(100)의 내측 하부에는 섬유여재(300)의 하단이 고정되는 고정 플랜지(160)가 형성되고, 여과조(100)의 내측 상부에는 섬유여재(300)에 대응되는 복수의 유동홈(미도시)이 방사형으로 형성되는 상부 플랜지(170)가 형성된다. 상부 플랜지(170)는 내통(200) 상부에 형성될 수도 있다.
섬유여재(300)의 하단은 U-볼트로 고정 플랜지(160)에 피벗(pivot) 가능하게 고정되고, 섬유여재(300)의 상단은 유동홈을 따라 이동하는 연결부재(미도시)에 연결되어 유동할 수 있다.
이에 따라 원수의 여과과정에서는 내통(200)의 외부에서 관통공(210)을 통해 내통(200)의 내부로 유입되는 원수의 흐름에 의해 섬유여재(300)의 상단이 내통(200) 방향으로 이동하여 섬유여재(300)가 내통(200)을 중심으로 밀집되어 원수에 포함되어 있는 불순물을 효과적으로 걸러낼 수 있다.
한편, 역세과정에서는 공기 유입부(130)로부터 여과조(100) 내부로 유입되어 상승하는 공기에 의해 섬유여재(300)에 흔들림이 발생하게 되어 연결부재와 연결되어 있는 섬유여재(300)의 상단은 유동홈을 따라 이동하게 된다. 이에 따라 복수의 섬유여재(300)는 반복적으로 내통(200)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 서로 벌어지거나 내통(200) 방향으로 좁혀지면서 섬유여재(300) 사이에 포집되어 있는 불순물이 섬유여재(300)로부터 쉽게 이탈하도록 하였다.
그리고 공기 분배기(150)는 첨단부(尖端部)가 하부에 형성되어 있는 공기 유입부(130)를 향하는 원뿔형태이고, 공기 유입부(130)로부터 유입되는 공기는 공기 분배기(150)의 표면을 따라 섬유여재(300)가 위치한 외측으로 고르게 분산되도록 하였다.
본 발명의 공기 분배기(150)는 원뿔형태로 설명하였지만, 첨단부가 반드시 뾰족한 모서리의 형태일 필요는 없으며, 뾰족하지 않은 무딘 형태이거나 공기 분배기(150) 자체가 원뿔대 형태로 이루어질 수도 있다.
또한, 공기 분배기(150)의 외주면에는 공기 유입부(130)로부터 유입되는 공기의 흐름을 와류로 형성하기 위하여 복수의 나선홈을 형성할 수도 있다. 이에 따라 공기가 외측으로 빠르고 고르게 퍼지는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따른 섬유원사를 사용하는 오폐수 처리장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 : 여과조, 110 : 원수 유입부,
120 : 유출부, 130 : 공기 유입부,
140 : 역세수 배출부, 150 : 공기 분배기,
151 : 지지대, 160 : 고정 플랜지,
170 : 상부 플랜지, 200 : 내통,
210 : 관통공, 300 : 섬유여재,

Claims (7)

  1. 처리 대상 원수가 유입되는 여과조;
    상기 여과조 내부에 삽입 배치되고 측면에 복수의 관통공이 형성되는 내통; 및
    상기 내통의 외측을 둘러싸 상기 관통공을 통해 상기 내통 내부로 유입되는 원수에 포함되어 있는 불순물을 걸러내는 섬유여재를 포함하고,
    상기 섬유여재는 하단이 고정되고 상단이 유동하며,
    상기 섬유여재는 210데니어(D)의 나일론 원사 24가닥을 160~190℃의 열고정 온도로 가연하여 나일론 원사 사이 사이에 다수의 공극을 형성하고,
    상기 여과조의 측면 하부에는 원수가 유입되는 원수 유입부가 형성되고,
    상기 여과조의 측면 상부에는 상기 섬유여재에 의해 불순물이 걸러진 원수가 배출되는 유출부가 형성되며,
    상기 여과조의 하단에는 공기가 유입되는 공기 유입부가 형성되고,
    상기 여과조의 상단에는 상기 공기 유입부로부터 공기가 유입될 때 상기 여과조로 유입된 원수가 배출되는 역세수 배출부가 형성되며,
    상기 공기가 상기 여과조로 유입되어 상승할 때 상기 섬유여재의 상단이 유동하고,
    상기 여과조의 내측 하부에는 상기 공기 유입부와 마주하는 공기 분배기가 설치되며,
    상기 공기 분배기는 첨단부(尖端部)가 상기 공기 유입부를 향하는 원뿔형태로 이루어져 지지대에 의해 상기 여과조의 바닥으로부터 소정거리 이격되고,
    상기 공기 유입부로부터 유입되는 공기는 상기 공기 분배기의 표면을 따라 상기 섬유여재가 위치한 외측으로 퍼지는 것을 특징으로 하는 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기 분배기의 외주면에는 상기 공기 유입부로부터 유입되는 공기의 흐름을 와류로 형성하는 복수의 나선홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 여과조의 내측 하부에는 상기 섬유여재의 하단이 고정되는 고정 플랜지가 형성되고,
    상기 여과조의 내측 상부에는 상기 섬유여재에 대응되는 복수의 유동홈이 방사형으로 형성되는 상부 플랜지가 형성되며,
    상기 섬유여재의 하단은 U-볼트로 상기 고정플랜지에 피벗(pivot) 가능하게 고정되고,
    상기 섬유여재의 상단은 상기 유동홈을 따라 이동하는 연결부재에 연결되어 복수의 상기 섬유여재의 상단이 상기 내통으로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 서로 벌어지거나 상기 내통 방향으로 이동하여 좁혀지는 것을 특징으로 하는 유연성 섬유여재를 사용하는 오폐수 처리장치.
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