KR101782631B1 - 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 분리막에 가압공기와 진동을 이용한 오염방지장치를 부가하고, 분리막의 전단에 넓은 면적을 차지하지 않는 가압부상조를 전처리 공정으로 유기적으로 결합시킴으로써 수질을 개선하는 한편, 분리막 세척장치에서 분사되는 고압공기에 의해 분리막에서 발생되는 진동이 각 분리막으로 전달되도록 하여 분리막의 진동이 보다 효과적으로 이루어지면서 분리막의 상태가 오염됨이 없이 유지되도록 하기 위한 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에 관한 것이다.

Description

가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치{Water Treatment System containing Dissolved AirFloatation System and Membrane}

본 발명은 수 처리 기술 분야 중 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 분리막에 가압공기와 진동을 이용한 오염방지장치를 부가하고, 분리막의 전단에 넓은 면적을 차지하지 않는 가압부상조를 전처리 공정으로 유기적으로 결합시킴으로써 수질을 개선하는 한편, 분리막 세척장치에서 분사되는 고압공기에 의해 분리막에서 발생되는 진동이 각 분리막으로 전달되도록 하여 분리막의 진동이 보다 효과적으로 이루어지면서 분리막의 상태가 오염됨이 없이 유지되도록 하기 위한 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에 관한 것이다.

우리나라가 당면하고 있는 수자원 문제는 첫째, 수자원의 절대량이 부족하고, 둘째, 수질이 날로 악화되고 있다는 점이다. 최근들어 수질기준이 대폭 강화됨에 따라 종래 하폐수 처리공정만으로는 안정된 수질을 지속적으로 확보하기가 어려운 실정이다. 따라서 기존의 수처리공정에 물리화학적 처리공정을 결합시킨 복합적인 하폐수 처리공정들이 개발되고 있으며, 대표적인 물리화학적 수처리 공정으로서 막분리 기술이 채용되고 있다.

역삼투법(Reverse Osmosis: RO), 정밀여과(Microfiltration: MF) 및 한외여과(Ultrafiltration: UF) 등의 분리막을 이용한 하폐수 처리기술은 고액 분리능은 뛰어나나 비교적 그 설치비와 유지관리비가 높은 단점이 있다. 특히 하폐수 처리에 분리막 공정을 적용하는 경우 막 표면에 부착되는 케이크층에 의하여 막의 분리능이 저하되는 문제가 있다. 또한 막 장치의 점검 및 교환작업이 복잡하고, 폐수 중의 부유 고형물 등에 의하여 막의 폐색이 쉽게 발생하여 막을 세정하기 위한 별도의 동력 또는 정기적인 약품세정이 필요하고 막의 수명이 짧아지는 문제가 있다.

따라서, 막분리법에 있어서는 고농도의 부유고형물들로부터 막의 오염을 방지하는 것과 지속적인 투과유량을 확보하는 것이 관건이라고 하겠다. 현재 비교적 널리 적용되고 있는 소수성 고분자막의 경우 고형물질 및 유기물에 의한 막오염을 해결하기 위하여 막 하부에서 공기를 주입하거나 교반기를 이용하여 막을 흔들어 주어 고분자막에 부착된 고형물질 및 유기물질을 제거하는 방식 등이 도입되고 있다.

그러나, 막분리 기술에 있어서 현재도 여전히 막 오염 및 폐색을 효과적으로 방지하고 막의 유지, 관리비용을 최소화하려는 노력들이 요구되고 있는 실정이다.

이러한 문제를 일부 개선한 종래기술로 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0211650호(2001.01.15.)에는 '가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치'가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치는 고압공기에 의한 분리막의 진동이 스프링에 의해 유지되도록 할 뿐이므로 진동이 효과적으로 이루어지지 못하면서 분리막이 오염될 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 특허 등록번호 제20-0211650호(2001.01.15.) '가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치'

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 본 발명의 목적은 분리막에 가압공기와 진동을 이용한 오염방지장치를 부가하고, 분리막의 전단에 넓은 면적을 차지하지 않는 가압부상조를 전처리 공정으로 유기적으로 결합시킴으로써 수질을 개선하는 한편, 분리막 세척장치에서 분사되는 고압공기에 의해 분리막에서 발생되는 진동이 각 분리막으로 전달되도록 하여 분리막의 진동이 보다 효과적으로 이루어지면서 분리막의 상태가 오염됨이 없이 유지되도록 하기 위한 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전처리된 물을 분리막으로 흡입하는 흡입펌프(47), 상기 흡입펌프(47)에 의하여 흡입된 물을 처리하는 다단의 분리막(42), 상기 분리막(42) 오염시 세척을 위해 가압부상장치의 에어컴프레서(22)로부터 고압의 공기가 공급되는 다단의 분리막 세척장치(44), 상기 다단의 분리막 세척장치(44)로 고압공기를 분리 공급하는 기능의 다수의 고압공기 밸브(43a,43b), 상기 에어컴프레서(22)로부터 상기 분리막(42) 내부로 고압공기를 주입하는 역세밸브(46a,46b), 고압공기에 의한 상기 분리막(42)의 진동이 지속적으로 유지되도록 상기 분리막(42)의 측단에 장착되는 스프링(45)을 포함하여 분리막 표면의 오염과 폐색을 저감시키는 분리막조(40)의 전단에 가압부상조(12), 원수유입관(11), 가압펌프(21), 약품탱크(30), 약품펌프(31), 에어컴프레서(22), 가압탱크(23), 가압수 분사장치(26), 플록수거장치(61), 플록저장조(62)를 포함하고 가압수 분사장치(26)를 통하여 가압수와 함께 응집제를 분사시키며, 가압부상조(12)의 물과 오염물질 분리능을 향상시키기 위하여 가압부상조(12)를 2m 이상의 깊이로 형성시키고, 가압수 분사장치(26)를 상기 가압부상조(12) 내의 전방 중간부에 수면으로부터 1~3m의 위치에 설치하여 오염물질의 분리능을 높인 가압부상장치를 전처리 공정으로 부가하는 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에 있어서, 상기 분리막(42) 간에 진동이 전달되도록 하기 위한 진동전달부(100)를 더 포함하되, 상기 진동전달부(100)는, 상기 분리막(42)의 일측에 배치되며, 상하 방향으로 연장 형성되는 지지바(110); 일단부가 상기 각 분리막(42)에 연결되고, 타단부가 상기 지지바(110)를 통과하며, 외주면에 나사산이 형성되는 연결바(120); 상기 연결바(120)를 상기 지지바(110)에 길이방향으로 이동 가능하게 고정하는 연결수단(130)을 포함하며, 상기 연결수단(130)은, 상기 분리막(42)과 상기 지지바(110) 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)에 나사결합되는 제1체결부재(131); 상기 지지바(110)와 상기 연결바(120)의 타단부 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)에 나사결합되는 제2체결부재(132); 및 상기 지지바(110)와 상기 제2체결부재(132) 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)의 외측으로 결합되는 코일스프링(133)을 포함하고, 상기 지지바(110)는, 상기 분리막 세척장치(44)에서 분사되는 고압공기와 함께 상기 코일스프링(133)의 수축,이완에 따라 흔들리면서 상기 각 분리막(42)으로 진동이 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치를 제공하다.

본 발명에 따르면, 첫째,가압부상조와 분리막을 사용하여 안정적인 처리수를 확보할 수 있는 것은 물론, 분리막 세척을 위해 별도의 동력이나 장치가 필요하지 않고 가압부상장치의 주변장치를 이용함으로써 분리막의 오염과 폐색을 방지할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 분리막을 다단으로 설계하였기 때문에 원하는 분리막만을 선택하여 세척을 할 수 있어 연속처리가 가능한 효과가 있다.

셋째, 분리막 세척장치에서 분사되는 고압공기에 의해 분리막에서 발생되는 진동이 각 분리막으로 전달됨으로써 분리막의 진동이 보다 효과적으로 이루어지면서 분리막의 상태가 오염됨이 없이 유지될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치를 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에서 분리막조를 나타낸 상세도이다.
그리고
도 3은 본 발명에 따른 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에서 진동전달부가 구비된 상태를 나타낸 부분 확대도이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 설명에 앞서 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.

이는, 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록실용신안 제0211650호를 그대로 이용하므로 이하 설명되는 장치 구성상의 특징들은 모두 등록실용신안 제0211650호에 기재된 사항들로 이해될 수 있다.

다만, 본 발명은 상기 등록실용신안 제0211650호에 개시된 구성들 중 분리막 간에 진동이 전달되도록 하기 위한 구조 및 그 작용설명이 더 포함되며 이 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록실용신안 제0211650호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 분리막에 가압공기와 진동을 이용한 오염방지장치를 결합시키고, 분리막의 전단에 넓은 면적을 차지하지 않는 가압부상조를 유기적으로 결합시킴으로써 막 오염 및 폐색을 방지하고 수질을 현저히 향상시킬 수 있다. 좀더 자세하게는 유입수에 대하여 응집 및 가압부상의 전처리를 거치고, 오염방지장치가 결합된 분리막에 적용시킴으로써 분리막의 오염이 저감되고 부하를 줄여주는 것이다.

본 발명의 장치는 가압부상조와 분리막이 일체형으로 구성되어 많은 부지를 필요로 하지 않는 콤팩트한 구조로서 소규모 정수시설이나 빌딩의 생활용수를 재이용하는 중수도에도 적용될 수 있으며, 그 외에도 침출수, 산업폐수 등의 오폐수 정화시설에도 적용할 수 있다.

본 발명의 수처리 장치는 유입수에 응집제와 가압수를 동시에 분사시켜 플록을 형성시키고 플록에 미세공기방울과 부착시켜 수면으로 부상시킨 후 제거하는 콤팩트형 가압부상조를 분리막의 전처리 단계로 부가하고, 분리막은 첫째, 에어컴프레서로부터 공급되는 고압공기를 분리막세척 노즐을 통해 분리막으로 분사시키는 방법, 둘째, 에어컴프레서를 이용하여 분리막 자체를 역세척시키는 방법, 셋째, 미세스프링을 분리막 측단에 장착하여 진동을 유지시킴으로써 오염을 방지하는 방법과 같은 세가지 방법을 통하여 오염 및 분리막의 폐색을 방지한다.

즉, 본 발명의 수처리 장치는 가압부상조에서 일차적으로 오염부하를 저하시킴으로써 분리막의 오염 저감을 도모할 수 있고, 가압부상조에 사용되는 고압공기를 이용하여 분리막을 세척하는 방법을 사용하기 때문에 분리막 세척을 위한 별도의 동력이나 주변장치가 필요하지 않다.

본 발명의 수처리 장치는 응집장치, 가압수 제조장치, 가압부상조 및 분리막조가 결합되어 구성되어 있다.

본 발명의 수처리장치는 분리막조의 전단에 가압부상조를 두어 가압부상조에서 일차적으로 오염원을 제거한 후 최종적으로 분리막조에서 오염원을 처리하여 처리 효율을 극대화하였고, 분리막조의 오염 방지 및 저감을 위하여 가압수 제조장치의 컴프레서가 간헐적으로 멈추는 것을 이용하거나 또는 가압수 제조와 동시에 고압의 공기를 이용하여 노즐을 통하여 분사시켜 분리막을 세척하고, 분리막 자체에 고압공기를 주입하여 역세척함으로써 분리막의 오염을 저감시키며, 또한, 분리막의 측면에 스프링 등의 진동수단을 장착하여 고압공기에 의한 진동이 오랫동안 유지되도록 함으로써 별도의 장치 없이도 분리막을 오염 없이 유지시킬 수 있도록 하였다. 즉, 분리막 오염시 세척을 위해 별도의 장치가 필요했던 기존 공정과는 달리 본 발명은 가압탱크에 고압의 공기를 주입하는 컴프레서를 이용하여 분리막 세척이 이루어지므로 별도의 주변장치가 필요하지 않고 소비전력도 현저히 줄일 수 있는 것이다. 또한, 분리막을 다단으로 설계하고 고압공기 분사장치 또한 다단으로 설계하였기 때문에 원하는 분리막을 선택하여 세척할 수 있으므로 세척과 동시에 가압부상조를 거친 처리수의 분리가 이루어져 장치를 멈추지 않고도 원수를 안정적이고 지속적으로 처리할 수 있다. 세척시 발생한 세척수는 가압펌프를 통해 다시 부상조로 보내지므로 별도의 배출구가 필요하지 않다.

본 발명의 구성요소를 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 가압부상조(12)를 거친 물을 최종적으로 처리하는 다단의 분리막(42), 가압부상조(12)에서 처리된 물을 분리막(42)으로 흡입하는 흡입펌프(47), 상기 분리막(42) 오염시 세척을 위해 가압부상장치의 에어컴프레서(22)로부터 고압의 공기가 공급되는 다단의 분리막 세척장치(44), 상기 다단의 분리막 세척장치(44)로 고압공기를 분리 공급하는 기능의 고압공기 밸브(43a,43b), 상기 에어컴프레서(22)로부터 상기 분리막(42) 내부로 고압공기를 주입하는 역세밸브(46a,46b), 고압공기에 의한 상기 분리막(42)의 진동이 지속적으로 유지되도록 상기 분리막(42) 측단의 구조물에 장착되는 스프링(45)을 포함하여 분리막 표면의 오염과 폐색을 저감시키는 분리막조(40)의 전단에 가압부상조(12), 원수유입관(11), 가압펌프(21), 약품탱크(30), 약품펌프(31), 에어컴프레서(22), 가압탱크(23), 가압수 분사장치(26), 플록수거장치(61), 플록저장조(62)를 포함하고 깊이가 2m 이상 되며, 경사판(16,16')을 설치하여 오염물질의 분리능을 높인 가압부상장치를 전처리 공정으로 부가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가압부상장치는 원수를 가압부상조(12)로 공급해 주는 원수유입관(11), 원수 또는 처리수를 가압탱크로 공급해 주는 가압펌프(21), 응집약품을 저장하는 약품탱크(30), 응집제를 공급해 주는 약품펌프(31), 가압탱크(23)로 공기를 압축하여 가하여 주는 에어컴프레서(22), 상기 가압펌프(21)에 의하여 상기 원수급수관(24)을 통하여 공급되는 원수와 상기 에어컴프레서(22)로부터 공급되는 공기를 혼합하여 가압수를 제조, 저장하는 가압탱크(23), 상기 가압부상조에서 부상된 오염물질을 수거하는 플록수거장치(61), 플록저장조(62)를 포함하며 응집약품을 이용하여 오염물질을 응집하고, 가압수를 이용하여 플록을 부상시키는 수처리 장치에 있어서, 상기 약품탱크(30)로부터 약품펌프를 통하여 원수급수관(24) 또는 가압수 급수관(25)으로 응집제를 공급해 주어 가압수와 함께 응집제를 분사시키며, 가압부상조(12)의 물과 오염물질 분리능을 향상시키기 위하여 가압부상조(12)를 2m 이상의 깊이로 형성시키며, 가압수 분사장치(26)를 상기 가압부상조(12) 내의 전방 중간부에 설치하며 원수와 접촉하지 않는 하단부를 깔대기형으로 형성시키는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 본 발명의 가압부상장치에는 가압부상조에 적층식 여재 및 여재 세척용 노즐을 부가하여 오염물질의 분리효율을 현저히 높일 수 있다.

아래에서는 상기 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 도면에 의하여 한정되는 것은 아니다.

처리대상 원수는 원수유입관(11)에 의하여 가압부상조(12)로 유입된다. 이때 원수유입관(11)에는 필요에 따라 펌프를 부가할 수 있다. 가압부상조(12)의 원수유입구 측에는 정류판(13)을 두어 원수가 가압수 분사장치(26) 쪽으로 잘 흐르고 응집약품 및 가압수와 잘 반응할 수 있도록 한다.

물과 공기를 혼합하며 가압하여 가압수를 제조, 저장하는 가압탱크(23)에는 가압펌프(21) 및 에어컴프레서(22)가 연결된다. 가압펌프(21)는 원수 또는 처리수를 가압탱크로 공급해 준다. 에어컴프레서(22)는 가압탱크(23)로 공기를 압축하여 가하여 준다.

이때 응집약품의 공급 및 물과의 혼합공정은 종래기술과는 달리 별도의 응집제 주입장치(또는 응집제 분사장치)를 설치하지 않고 응집약품을 저장하는 약품탱크(30)로부터 약품펌프(31)를 통하여 원수급수관(24)으로 응집제를 공급해 준다. 원수급수관(24)은 원수 또는 처리수를 가압탱크로 공급하는 급수관을 말한다.

응집약품을 별도의 주입장치로 원수에 주입하고 교반시키는 공정 및 반응조(급속혼화조 및 플록형성조)없이 원수급수관에 공급해 줌으로써 가압탱크 내에서 물과 공기의 격렬한 혼합이 일어나는 과정에서 응집제 또한 가압수 내에 균질하게 분포되게 된다.

또는, 응집약품을 공급하는 약품펌프(31)를 가압탱크의 전단에 연결설치하는 대신 가압탱크(23)의 후단 가압수 급수관(25)에 연결설치할 수도 있다.

종래 가압부상법을 이용한 수질정화장치 및 방법에 있어서 응집제를 투여하여 플록을 형성시키기 위하여는 응집제 투입장치 외에도 급속혼화조, 완속혼화조(플록형성조)가 필요하고, 뿐만 아니라 수질의 변화, 교반속도, 혼화조에서의 체류시간 등에 따라 응집약품의 양을 정교하게 조절해 주어야 하는 어려움이 있었다. 상기와 같은 여러 가지 인자들에 따라 약품투여량을 적절히 조절하지 못하는 경우에는 응집약품을 투여하였다 하더라도 플록이 전혀 형성되지 않거나 플록형성 효율이 현저히 저하되는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명의 가압부상장치에서와 같이 응집약품을 공급하는 약품펌프(31)를 가압탱크(23)의 전단 또는 후단에 연결설치하고 가압수와 함께 수중으로 분사시키는 경우 별도의 급속혼화조, 완속혼화조가 필요하지 않아 설비비가 적게 소요되고 처리시간이 단축될 뿐만 아니라 수질 인자에 따라 응집약품의 투여량을 조절하면 되므로 종래 기술에 비해 응집 및 플록형성효율을 현저히 향상시키게 되는 것이다.

수중 오염물질은 가압수 분사장치에서 가압수와 함께 공급되는 응집약품과 반응하여 플록을 형성한다. 응집약품의 주입은 약품탱크(30)로부터 약품펌프(31)를 이용하여 가압수 분사장치(26)에서 응집제를 공급한다. 응집약품 분사에 의하여 형성된 플록은 용존공기의 미세기포에 의하여 부착되어 수계의 표면으로 떠오르게 된다. 즉, 가압탱크(23)에 원수 또는 처리수의 일부를 가압펌프(21)를 통해 주입한 후 에어컴프레서(22)를 이용하여 물을 1기압 이상의 압력, 바람직하게는 4∼7기압으로 가압하여 수중에 용존공기를 충분히 포화시킨다. 가압수 분사장치(26)를 통하여 상기 용존공기가 포화된 가압수를 공급함으로써 미세공기방울을 발생시킨다. 가압수에 용존되어 있던 공기는 대기압 하로 급격히 방출됨으로써 미세한 공기방울을 형성하여 수중의 플록, 부유물질, 조류 등(이하 본 명세서에서 '플록'이라 함은 응집된 조류, 부유물질, 오염물질 등을 통칭하는 의미로 사용됨)을 부착하고 수면 위로 떠오르게 된다. 즉, 응집약품에 의하여 형성된 플록은 가압수 분사장치(26)에서 분사되는 가압수에 의하여 생성되는 10∼100㎛ 가량의 미세공기방울에 의하여 수면 위로 부상하게 된다.

본 발명의 장치에서는 응집약품이 가압수 제조의 전단계나 후단계에 투입되므로 약품 분사장치와 가압수 분사장치는 별개로 설치되지 않고 동일한 장치를 통하여 응집약품과 가압수가 동시에 분사된다. 즉, 원수 또는 처리수의 일부를 끌어올려 가압탱크로 공급되는 물에 또는 가압수 급수관에 응집약품을 가하면 응집약품은 가압수 분사장치를 통하여 원수 수계에 고압으로 분사됨으로써 응집약품과 원수 내의 오염물질 등이 혼화, 응집되어 플록을 형성하게 되며, 분사되는 가압수에 의하여 형성된 플록이 수면으로 부상하게 되는 것이다.

가압부상조(12)에서는 가압수에 의하여 오염물질이 수면으로 부상되고 원수가 가압부상조 내에 체류하면서 부상되는 플록 및 비중이 큰 오염물질과 물이 서로 분리되게 된다. 따라서, 가압부상조(12)에서의 체류시간이 짧은 경우 플록, 침강되는 오염물질과 물과의 분리가 충분히 일어나지 못한다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 가압부상조(12)를 2m 이상 충분히 깊게 형성하고 각 부분에 정류판(13), 경사판(16,16') 등을 설치하여 물이 충분히 체류할 수 있도록 하였다.

그런데, 이 경우 종래의 가압부상장치와 같이 가압수 분사장치를 가압부상조 내 전방 하단측에 두는 경우 미세기포에 부착되어 상승되는 경로가 지나치게 길어져 플록의 부상이 잘 일어나지 않게 되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 가압수 분사장치(26)를 도면에 나타낸 바와 같이 가압부상조(12)의 전방 중간측에 두어 정류판(13)을 거쳐 상승하는 원수가 분사되는 가압수와 원활히 반응하여 빠른 시간 내에 수면으로 부상할 수 있도록 하였다. 가압수 분사장치(26)는 원수의 수질 등 조건에 따라 수면으로부터 1~3m 깊이에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에서 가압수 분사장치(26)는 적당한 높이, 바람직하게는 수면으로부터 1~3m에 위치하도록 하여 플록 부상효율을 높이며, 가압부상조(12)는 충분히 깊게 형성하고 정류판(13), 경사판(16,16')을 두어 비교적 좁은 면적에서도 오염물질과 물의 분리가 원활히 일어나도록 충분히 체류시간을 확보하는 구성을 가지게 되는 것이다.

가압부상조(12)에서 전처리된 처리수는 경사판(16,16')을 따라 분리막조(40)로 보내지고 분리막(42)에 의해 최종처리된다. 분리막은 정밀여과막, 한외여과막, 나노필터, 역삼투막 중에서 1종을 선택할 수 있다. 분리막조(40)에는 분리막(42)을 다단으로 설치하고, 가압부상조(12)에서 처리된 물은 흡입펌프(47)를 통하여 분리막(42)으로 흡입된다. 상기 분리막(42) 오염시 세척을 위해 가압부상장치의 에어컴프레서(22)로부터 고압의 공기가 공급되는 분리막 세척장치(44)는 각 분리막(42)의 사이에 위치하도록 다단으로 설치한다. 분리막(42)을 다단으로 설계하였기 때문에 원하는 분리막만을 선택하여 세척할 수 있어 수처리와 동시에 세척이 가능하므로 수처리장치가 계속 운전 중인 상태에서도 세척할 수 있다.

상기 다단의 분리막 세척장치에는 고압공기 밸브(43a,43b)가 연결되어 있어 필요에 따라 고압공기를 분리공급하는 기능을 수행한다. 역세밸브(46a,46b)는 상기 에어컴프레서(22)로부터 상기 분리막(42) 내부로 고압공기를 주입하여 분리막 표면에 축적된 오염물질을 역세척한다. 상기 역세밸브(46a,46b)는 상기 에어컴프레서(22)의 용량이나 분리막조(40)로 유입되는 물의 수질 등에 따라 간헐적으로 열리고 닫히거나 또는 계속적으로 열려 있도록 조절한다. 분리막 세척장치(44)에 의하여 분리막(42)에 분사되는 고압공기에 의하여 상기 분리막(42)이 진동하게 되는데, 이 진동이 일정 정도 지속적으로 유지되도록 상기 분리막(42)의 측단에 스프링(45)을 장착한다. 즉, 고압공기 밸브(43a,b)가 닫힌 경우에도 일정 시간 동안은 관성에 의해 분리막(42)의 진동이 유지되도록 하는 역할을 스프링(45)이 수행하는 것이다.

흡입펍프(47)에 의하여 분리막(42)로 흡입되어 최종 처리된 물은 흡입펌프(47)를 통하여 배출, 방류된다.

본 발명의 가압부상장치에는 상기 가압부상조(12)에서 부상되지 않은 플럭이 미세기포에 부착할 수 있도록 체류시간을 늘려 부착기회를 제공하는 여재(33)를 가압부상조(12) 내에 위치시킬 수 있으며, 바람직하게는 상기 여재(33)를 세척하기 위해 에어컴프레서(22)로부터 고압의 공기를 공급하는 가압부상조 세척장치(34)가 부가될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 가압부상조(12) 하단, 분리막조(40) 하단에는 부상되지 못하고 침강된 일부 플록이나 오염물질을 제거하기 위하여 드레인을 설치할 수 있다. 이와 같이 드레인으로부터 수거된 플록이나 오염물질은 탈수장치(63) 및 슬러지 저장조(64)를 거쳐 처리된다.

본 발명에서는 상술한 구성을 그대로 포함하면서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 분리막(42) 간에 진동이 전달되도록 하기 위한 진동전달부(100)의 구성이 추가로 구현된다.

상기 진동전달부(100)는 고압공기에 의해 다단의 분리막(42) 중 적어도 하나의 분리막(42)에서 발생되는 진동이 각 분리막(42)으로 전달되도록 하여 분리막(42)의 진동이 보다 효과적으로 이루어지면서 분리막(42)의 상태가 오염됨이 없이 유지되도록 한다.

이를 위해, 진동전달부(100)는 상기 분리막(42)의 일측에 배치되며 상하 방향으로 연장 형성되는 지지바(110), 일단부가 상기 각 분리막(42)에 연결되고 타단부가 상기 지지바(110)를 통과하며 외주면에 나사산이 형성되는 연결바(120) 및 상기 연결바(120)를 상기 지지바(110)에 길이방향으로 이동 가능하게 고정하는 연결수단(130)을 포함한다.

여기서, 상기 분리막(42)의 일측은 상기 경사판(16,16')과 반대되는 방향으로 이해될 수 있다.

상기 지지바(110)는 다단의 분리막(42)보다 상하 방향으로 연장 형성되며, 길이방향을 따라 상기 연결바(120)의 타단부가 통과하는 복수의 중공(111)이 형성된다.

상기 진동전달부(100)는 상기 지지바(110)를 상,하,좌,우 방향으로 유동 가능하게 지지하는 지지수단(140)을 더 포함할 수 있다.

상기 지지수단(140)은 상기 지지바(110)의 상,하부에 배치되며 상기 분리막조(40)나 다른 구조물에 고정되는 한 쌍의 지지판(141) 및 상기 한 쌍의 지지판(141)과 상기 지지바(110)의 상,하부를 연결하는 지지스프링(142)을 포함한다.

상기 지지스프링(142)은 상기 분리막 세척장치(44)에서 분사되는 고압공기에 의한 상기 지지바(110)의 좌우 흔들림과 함께 상기 지지바(110)의 진동 등에 따라 수축,이완되면서 상기 지지바(110)가 상,하,좌,우 방향으로 흔들릴 수 있도록 한다.

상기 연결수단(130)은 상기 분리막(42)과 상기 지지바(110) 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)에 나사결합되는 제1체결부재(131), 상기 지지바(110)와 상기 연결바(120)의 타단부 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)에 나사결합되는 제2체결부재(132) 및 상기 지지바(110)와 상기 제2체결부재(132) 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)의 외측으로 결합되는 코일스프링(133)을 포함한다.

상기 제1체결부재(131)는 내주면에 나사산이 형성되는 너트로 이루어질 수 있으며, 회전에 따라 상기 연결바(120)의 길이방향으로 이동되면서 상기 지지바(110)와의 이격거리 조절을 통해 상기 분리막(42)에서 전달되는 진동이 상기 지지바(110)로 원활하게 전달될 수 있도록 하는 한편, 상기 지지바(110)가 좌우 방향으로 이동될 수 있는 공간이 확보될 수 있도록 한다.

상기 제2체결부재(132)는 내주면에 나사산이 형성되는 너트로 이루어질 수 있으며, 일단부에 외측으로 연장 형성되는 플랜지(134)가 형성되면서 상기 코일스프링(133)과의 접촉이 원활하게 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 코일스프링(133)은 상기 분리막 세척장치(44)에서 분사되는 고압공기에 의한 상기 지지바(110)의 좌우 흔들림과 함께 상기 분리막(42)의 진동 등에 따라 수축,이완되면서 상기 지지바(110)가 좌우 방향으로 흔들리면서 진동이 상기 각 분리막(42)으로 원활하게 전달될 수 있도록 한다.

상기 제2체결부재(132)는 회전에 따라 상기 연결바(120)의 길이방향으로 이동되면서 상기 코일스프링(133)에 대한 탄성력을 조절할 수 있다.

상기 연결바(120)는 상기 분리막(42)의 진동이 상기 코일스프링(133)으로 전달될 수 있도록 하여 상기 코일스프링(133)이 수축,이완되면서 발생되는 진동이 상기 지지바(110)를 통해 각 분리막(42)으로 전달될 수 있도록 한다.

이로 인해, 상기 진동전달부(100)는 고압공기에 의해 다단의 분리막(42) 중 적어도 하나의 분리막(42)에서 발생되는 진동이 각 분리막(42)으로 전달되도록 함으로써 분리막(42)의 진동이 보다 효과적으로 이루어지면서 상기 분리막(42)의 상태가 오염됨이 없이 유지되도록 할 수 있다.

11: 원수유입관 12: 가압부상조
21: 가압펌프 22: 에어컴프레서
23: 가압탱크 26: 가압수 분사장치
30: 약품탱크 40: 분리막조
42: 분리막 44: 분리막 세척장치
45: 스프링 48: 공기방울
61: 플록수거장치 62: 플록저장조
64: 슬러지 저장조 100: 진동전달부
110: 지지바 120: 연결바
130: 연결수단 131: 제1체결부재
132: 제2체결부재 133: 코일스프링
140: 지지수단 141: 지지판
142: 지지스프링

Claims (1)

1. 전처리된 물을 분리막으로 흡입하는 흡입펌프(47), 상기 흡입펌프(47)에 의하여 흡입된 물을 처리하는 다단의 분리막(42), 상기 분리막(42) 오염시 세척을 위해 가압부상장치의 에어컴프레서(22)로부터 고압의 공기가 공급되는 다단의 분리막 세척장치(44), 상기 다단의 분리막 세척장치(44)로 고압공기를 분리 공급하는 기능의 다수의 고압공기 밸브(43a,43b), 상기 에어컴프레서(22)로부터 상기 분리막(42) 내부로 고압공기를 주입하는 역세밸브(46a,46b), 고압공기에 의한 상기 분리막(42)의 진동이 지속적으로 유지되도록 상기 분리막(42)의 측단에 장착되는 스프링(45)을 포함하여 분리막 표면의 오염과 폐색을 저감시키는 분리막조(40)의 전단에 가압부상조(12), 원수유입관(11), 가압펌프(21), 약품탱크(30), 약품펌프(31), 에어컴프레서(22), 가압탱크(23), 가압수 분사장치(26), 플록수거장치(61), 플록저장조(62)를 포함하고 가압수 분사장치(26)를 통하여 가압수와 함께 응집제를 분사시키며, 가압부상조(12)의 물과 오염물질 분리능을 향상시키기 위하여 가압부상조(12)를 2m 이상의 깊이로 형성시키고, 가압수 분사장치(26)를 상기 가압부상조(12) 내의 전방 중간부에 수면으로부터 1~3m의 위치에 설치하여 오염물질의 분리능을 높인 가압부상장치를 전처리 공정으로 부가하는 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치에 있어서,
   상기 분리막(42) 간에 진동이 전달되도록 하기 위한 진동전달부(100)를 더 포함하되,
   상기 진동전달부(100)는,
   상기 분리막(42)의 일측에 배치되며, 상하 방향으로 연장 형성되는 지지바(110);
   일단부가 상기 각 분리막(42)에 연결되고, 타단부가 상기 지지바(110)를 통과하며, 외주면에 나사산이 형성되는 연결바(120);
   상기 연결바(120)를 상기 지지바(110)에 길이방향으로 이동 가능하게 고정하는 연결수단(130)을 포함하며,
   상기 연결수단(130)은,
   상기 분리막(42)과 상기 지지바(110) 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)에 나사결합되는 제1체결부재(131);
   상기 지지바(110)와 상기 연결바(120)의 타단부 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)에 나사결합되는 제2체결부재(132); 및
   상기 지지바(110)와 상기 제2체결부재(132) 사이에 위치되도록 상기 연결바(120)의 외측으로 결합되는 코일스프링(133)을 포함하고,
   상기 지지바(110)는,
   상기 분리막 세척장치(44)에서 분사되는 고압공기와 함께 상기 코일스프링(133)의 수축,이완에 따라 흔들리면서 상기 각 분리막(42)으로 진동이 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 가압부상조와 분리막을 일체화한 수처리장치.
   

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