KR101810899B1 - 스프링을 이용한 공극 제어형 다단 여과장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유여재를 사용하여 원수를 정화시키고, 역세 가동되어 신속하게 섬유여재에 쌓인 이물질이 외부로 배출되는 스프링을 이용한 공극 제어형 여과장치 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부공간이 형성된 기둥형상이고 상기 내부공간으로 원수가 유입되며, 유입된 원수가 여과되어 외부로 배출되는 본체; 상기 본체의 내부공간에 수용되고 상기 내부공간을 제 1 및 제 2 내부공간으로 구분짓는 복수 개의 홀이 있는 분리판; 상기 본체에 수용되고 상기 복수개의 홀이 있는 분리판을 일방향으로 가압하는 압축기; 상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고 상기 원수를 여과하는 여재; 및 상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고, 상기 압축기의 가압에 의해 상기 제 1 또는 제 2 내부공간의 부피를 서로 다르게 가변시키는 복수 개의 탄성부재;를 포함한다.

Description

스프링을 이용한 공극 제어형 다단 여과장치{Spring using pore controllable multi-stage filter}
본 발명은 스프링을 이용한 공극 제어형 다단 여과장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여과장치를 구성함에 있어서 섬유 여재를 적용하여 원수를 여과처리하도록 하되, 탄성력이 서로 다른 탄성부재로 이루어진 여층를 복수로 설치하여 여과효율을 향상시킴은 물론 역세 시 여재의 확대를 극대화하는 것이 가능한 공극 제어형 다단 여과장치에 관한 것이다.
수처리 분야 즉, 정수, 하수, 폐수, 재이용수 등 다양한 분야에 여과기술은 부유물질과 미세 탁도유발물질의 물리적인 제거 장치로 간단하면서 효용성이 높은 기술이다.
일반적인 여과장치는, 원수 공급관과 처리수 배출관 및 여재로 채워진 여층으로 구성되어 있고, 세척을 위한 세척수 공급관과 배출관 및 세척을 용이하게 하기 위한 공기 공급관으로 구성되어 있다.
이러한 여과장치의 운전은 여과공정과 세척공정으로 나누어지는데, 여과공정이란 부유물질 및 미세 탁도유발물질을 함유한 원수를 여과장치에 유입시켜 부유물질 및 미세 탁도유발물질을 물리적으로 제거된 깨끗한 처리수를 배출시키는 공정으로, 원수 중의 부유물질을 여과장치의 여층 내의 공극에 체분리, 침전, 관성충돌, 차단, 흡착, 응집 등의 복잡한 메커니즘으로 억류 및 포획시키고, 깨끗한 물만 처리수로서 배출시키는 과정이다. 여과공정을 계속하게 되면 여층 내의 공극은 점점 부유물질로 채워지고 여과저항이 증가하여 더 이상 여과공정을 계속할 수 없는 상태에 이르게 된다. 이때 깨끗한 세척수와 공기 등을 주입하여 공극에 포획된 부유물질을 배제시키기 위한 세척공정이 필요하다.
따라서 여과기술의 중요한 부분은 여과 효율의 안정성과 부유물질의 높은 제거율, 여과속도, 여과지속시간, 세척 후 회복율, 세척수 사용량, 세척빈도 및 세척시간 등이 있으며, 여과 운전상에서는 여재에서 발생하는 폐색, 불완전한 역세, 파손 등이 중요한 개발 요소가 된다.
여층에 충전하는 여재는 기존의 자갈, 모래 등에서 안스라사이트, 활성탄, 규조토 등 천연광물과 플라스틱 또는 발포성 여재 등 다양한 소재의 여재들을 이용한 여과 기술이 개발되고 있다. 이러한 여재는 쉽게 구할 수 있다는 장점과 이들에 의하여 형성되는 공극의 크기보다 작은 입자도 제거할 수 있다는 특징을 가지고 있으나, 부유물질을 포획할 수 있는 공간이 표층 부근에 한정되어 있기 때문에 공극의 폐색으로 인한 여과저항의 급속한 증가를 초래하는 문제점이 있다. 부유물질이 여층의 표면 부근에서 주로 포획되는 단점을 해결하기 위하여 여층을 복층 또는 다층으로 개선한 여과장치도 개발되어 있으나, 각 층에는 서로 다른 입경과 밀도를 가지는 여재가 사용되고 있으며, 역세시 여재가 유실되는 문제점이 있다.
최근에는 여과장치의 성능을 보다 향상시키기 위하여 섬유사를 여재로 사용하고, 피스톤을 이용한 여층두께의 조절이 가능한 가변형 여과장치가 개발되었으나, 이 방법은 고탁도가 자주 유입될 경우 역세정이 자주 일어나 여과 생산량이 감소하는 단점이 있다.
그래서 섬유의 굵기가 다른 여재가 복수의 층을 이루며 배치되는 여층을 갖는 가변형 여과장치가 개발되었으나, 이 방법은 각 층에 서로 다른 공극을 갖고있는 여재를 따로 준비해야하는 번거로움을 요구하는 단점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 0001) 대한민국 특허 등록번호 제 10-1180746호(2012. 09. 03)
본 발명은 상기와 같은 단점을 개선하여 수중의 부유물질을 효과적으로 제거할 수 있고, 여과 속도를 높여 여과지 체적을 줄이고 여과과정에 포집된 이물질의 제거과정인 역세척을 효과적으로 수행할 수 있는 여과장치의 개발과 더불어 전반적인 수처리 공정을 간소화하는데 그 목적이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 탄성력이 서로 다른 탄성부재로 이루어진 여층을 갖는 가변형 여과장치로, 각 층에 같은 굵기의 섬유 여재를 사용하면서도, 각 층에 여재를 다른 사이즈의 공극으로 조절할 수 있음으로서 여과효율을 향상시킴은 물론 역세 시 여재의 확대를 극대화하는 것이 가능한 공극 제어형 다단 여과장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 내부공간이 형성된 기둥형상이고 상기 내부공간으로 원수가 유입되며, 유입된 원수가 여과되어 외부로 배출되는 본체; 상기 본체의 내부공간에 수용되고 상기 내부공간을 제 1 및 제 2 내부공간으로 구분짓는 복수 개의 홀이 있는 분리판; 상기 본체에 수용되고 상기 복수개의 홀이 있는 분리판을 일방향으로 가압하는 압축기; 상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고 상기 원수를 여과하는 여재; 및 상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고, 상기 압축기의 가압에 의해 상기 제 1 또는 제 2 내부공간의 부피를 서로 다르게 가변시키는 복수 개의 탄성부재;를 포함하는 다단 여과장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 내부공간이 형성된 기둥형상이고, 일측에 원수가 상기 내부공간으로 유입되는 유입부와, 타측에 상기 내부공간으로부터 상기 원수가 여과된 여과수를 배출하는 배출부를 포함하는 본체;와 상기 본체에 상기 본체의 길이 방향으로 배치되도록 수용되고 상기 내부공간을 구분하는 복수 개의 홀이 있는 분리판; 상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고, 상기 내부공간에 유입된 원수를 여과하는 여재; 및 상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고, 압축기에 의해 가압되면 구분된 내부공간 별로 서로 다른 탄성력을 갖는 복수 개의 탄성부재;를 포함하는 다단 여과장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 상기 여재는 서로 동일한 신축성을 갖는 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 상기 여재는 서로 동일한 공극을 가지며, 상기 압축기의 가압 및 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 공극이 가변되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 어느 한 내부공간에 위치하는 상기 여재는 그와 이웃하는 내부공간으로 상기 홀이 있는 분리판의 홀을 통해 양단이 돌출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 상기 탄성부재는 스프링인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 상기 탄성부재는 상기 홀이 있는 분리판에 의해 구분된 내부공간에 각각 배치되고, 상기 구분된 내부 공간에 각각 배치된 복수 개의 탄성부재는 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향을 따라 스프링 상수가 작아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 상기 본체는 직립되고, 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향이 상방 또는 하방인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 상기 본체는 상기 내부공간의 압력을 측정하는 압력 측정부;를 더 포함하는것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다단 여과장치의 상기 본체는 상기 압력 측정부에 의해 측정된 값이 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 내부공간의 여재에 부착된 이물질을 제거하도록 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향과 반대되게 역세수가 각각 유입 또는 배출되는 역세수 유입부와 역세수 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공극 제어형 다단 여과장치에 의하면, 여재층을 복수의 층으로 형성하면서 서로 다른 탄성력을 갖는 복수 개의 탄성부재를 순차적으로 배치하는 것에 의하여, 압축기의 가압 및 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 섬유 여재의 공극이 가변되고, 오염물질을 단계적으로 여과하게 되므로, 여과효율이 크게 향상되고, 여과 부담이 크게 감소된다.
그리고 본 발명에 따른 공극 제어형 다단 여과장치에 의하면, 탄성력을 갖는 복수 개의 탄성부재로 인한 각각의 여층의 심층여과 효과에 의해 여과지속시간이 길어지고, 역세 시 여재의 확대를 극대화하면서 역세척 주기가 늘어나고 역세척을 효과적으로 수행하는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 공극 제어형 다단 여과장치에 의하면, 서로 동일한 신축성과 공극을 갖는 여재를 사용하고, 서로 다른 탄성력을 갖는 탄성부재들의 배치를 변화시킴으로써 상향류식 여과장치 또한 하향류식 여과장치로 사용하는 것이 가능함으로, 전반적인 수처리 공정을 간소화하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공극 제어형 다단 여과장치의 개략적인 단면도이다.
도 2은 도 1에 따른 공극 제어형 다단 여과장치 중 여층을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 압력이 없는 여과 상태의 여과장치 사진이다.
도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 압력이 가해진 여과 상태의 여과장치 사진이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.,
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공극 제어형 다단 여과장치의 개략적인 단면도로써, 여과기 본체(1)와 여재(2), 분리판(3) 및 스프링(4)으로 구성된 여층과 역세장치를 포함하여 이루어 진다.
상기 여과기 본체(1)는 하단부에 원수가 유입되는 원수 유입 배관(7)이 형성되고, 상단부에 처리수가 배출되는 처리수 유출 배관(8)이 형성된다.
따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공극 제어형 다단 여과장치의 제1실시예는 상기 여과기 본체(1)의 원수 유입 배관(7)으로 공급되는 원수가 여층을 위쪽으로 통과하면서 오염물질에 대한 여과가 이루어지고, 처리수는 처리수 유출 배관(8)을 통하여 외부로 배출된다.
그리고 본 발명에 따른 공극 제어형 다단 여과장치의 제 1실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 맨 위의 분리판(3)을 상하로 이동시키는 압축기와 여재상판 연결대(6)를 더 포함한다.
상기 압축기와 여재상판 연결대(6)는 상기 여과기 본체(1)의 외부에 설치되는 압축기(5)와 상기 분리판(3)에 결합된다.
상기 압축기와 여재상판 연결대(6)는 분리판(3)이 상하로 이동할 때에 한쪽으로 기울어지지 않도록, 대칭되는 위치 또는 등각도로 분할되는 위치에 배열하여 설치하는 것이 바람직하다.
상기에서 맨 아래에 위치하는 분리판(3)은 위치가 고정된 상태로 설치한다.
상기와 같이 압축기(5)와 여재상판 연결대(6)를 설치하면, 맨 아래의 분리판(3)을 제외한 나머지 분리판(3)이 이동함에 따라 여재(2) 사이의 간격에 변화가 발생하고, 보다 효과적인 역세가 이루어진다.
상기에서는 압축기(5)를 여과기 본체(1)의 상면쪽에 설치하는 것으로 설명하였지만, 압축기(5)를 여과기 본체(1)의 저면쪽에 설치하는 것도 가능하다. 이 경우에는 맨 위의 분리판(3)을 위치가 고정된 상태로 설치하고, 중간에 위치하는 분리판(3)과 맨 아래의 분리판(3)이 동시에 상하로 이동하도록 구성한다.
상기 여층은 여재(2), 분리판(3) 및 스프링(4)으로 구성되며, 상기 여과기 본체(1)의 내부에 2개 이상의 복수의 층으로 구성하며, 바람직하게는 3~5개의 층으로 구성하는 것이 좋다.
상기 스프링(4)은 상기 제 1 실시예에 따른 탄성부재로써 스프링 상수가 다른 복수의 스프링(4)이 복수의 층으로 배치되어 구성된다.
상기 스프링(4)은 상기 홀이 있는 분리판(3)에 의해 구분된 내부공간에 각각 배치되고 상기 구분된 내부 공간에 각각 배치된 복수 개의 스프링(4)은 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향을 따라 스프링 상수가 작아진다.
예를 들면, 상기 여층의 하부에는 스프링 상수가 큰 스프링(4)이 배치되고, 상부에는 스프링 상수가 작은 스프링(4)이 배치되며, 중간에서 스프링 상수가 중간인 스프링(4)이 배치되며, 상기 스프링(4)의 스프링 상수 k는 하단:중단:상단=2.5:1.5:1 비율로 배치하게 되면, 압력을 가하였을 때, 여재의 공극율은 하단:중단:상단=1:1.5:2.5 비율을 형성한다.
상기와 같이 여층을 스프링 상수가 다른 스프링(4)으로 층을 이루며 배치하게 되면, 원수가 상향류로 통과할 때에 오염물질이 단계적으로 여과되며, 여과부담이 크게 경감된다. 예를 들면, 크기가 큰 오염물질은 맨 아래층의 여재(2) 사이를 통과할 때에 여과되고, 크기가 작은 오염물질은 맨 위층의 여재(2)) 사이를 통과할 때에 여과되므로, 각 층의 여재(2)가 여과 기능을 분담하여 전체적인 여과 부담이 크게 경감된다.
상기에서 스프링(4)의 스프링 상수의 배치를 반대로 구성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 상기 여층의 하부에는 스프링 상수가 작은 스프링(4)이 배치되고, 상부에는 스프링 상수가 큰 스프링(4)이 배치되며, 중간에서 스프링 상수가 중간인 스프링(4)이 배치되며, 상기 스프링(4)의 스프링 상수 k는 하단:중단:상단=1:1.5:2.5 비율로 배치하게 되고, 원수는 하향류를 형성하게 한다.
상기에서 스프링(4)의 스프링 상수별로 스프링(4)의 비중을 서로 다르게 구성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 하부에 위치하는 스프링 상수의 크기가 큰 스프링(4)의 비중은 크고, 상부에 위치하는 스프링 상수의 크기가 작은 스프링(4)의 비중은 작고, 중간에 위치하는 스프링 상수의 크기가 중간인 스프링(4)의 비중은 중간값을 갖도록 구성할 수 있다.
상기 여재(2)는 서로 동일한 신축성을 갖는 재질로 이루어져서 서로 동일한 공극을 가지며 압력을 가해졌을 때, 상기 스프링(4)의 스프링상수에 따라서 받는 압력의 정도가 달라짐으로써, 상기 공극이 가변되는 것이 가능하다.
상기 여재(2)는 끈형, 고리형, 구형, 타원구형, 정육면체, 직육면체, 십자날개형 등의 다양한 입체형상으로 형성하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 여재(2)는 여층의 내부공간에 위치하며 그와 이웃하는 여층하는 여층으로 분리판(3)을 통해 구분될 수 있다.
상기 분리판(3)은 상기 여과기 몸체(1) 내부에 설치되며, 상기 여층의 상면과 하면에 설치되어 여재(2)의 이탈을 방지한다.
예를 들며, 상기 여과기 몸체(1)의 내부에 상기 여층의 여재(2)와 스프링 상수가 다른 스프링(4)이 서로 혼합되지 않도록 구분하는 복수의 분리판을 여층 내부를 가로질러 설치한다.
상기 분리판(3)에는 다공판이나 다공질의 판재, 메시(mesh)형태의 판재 등을 이용하여 구성한다.
상기와 같은 여과 과정을 장시간 수행하여 여과효율이 급격하게 저하되거나 여층이 폐색되는 경우에는 여과된 오염물질에 의한 차압이 발생되며, 상기 압력 측정부에 의해 측정된 값이 미리 설정된 값 이상이 되면, 원수 유입 압력계(12)로 지시하여 상기 역세장치는 상기 여층의 내부로 역세수를 공급하여 역세척을 행하는 기능을 수행한다.
상기 원수 유입 압력계(12)가 지시하면, 원수 유입 배관 자동밸브(14)과 처리수 유출 배관 자동밸브(15)를 잠금으로써 상기 원수 유입과 처리수 유출을 차단하고, 압축기(5)에 의한 압력을 해소함에 따라, 압축기와 여재상판 연결대(6)의 이동과 스프링(4)의 탄성에 의해 상기 여층의 간격이 회복되면서 공극률은 증가하게 되어 원활한 탈리와 역세수의 배수로 역세 효율을 높이게 된다. 또한 여과층의 압밀이 해소되면 역세공기 유입 배관 자동밸브(16)가 열림으로써 역세공기 유입 배관(9)을 통하여 역세공기가 유입되며, 여과기 몸체 압력계의 설정치에 도달 하면 자동으로 역세수 배출 배관 자동밸브(17)가 열리게되어 고압의 상태에서 공기와 역세수가 역세수 배출 배관(10)을 통해 배출된다. 이때, 역세공기는 계속 공급되며 역세수 배출 배관 자동밸브(17) 열리게된 후 3~8초 경과되면 자동으로 역세수 유입 배관 자동밸브(18)가 열리게되어 역세수가 공급되며 역세공기에 의한 교반과 상부의 역세수의 세척작용으로 여재를 세척한다. 미리 설정한 역세시간이 완료되면 상기 역세수 유입 배관 자동밸브(18), 역세공기 유입 배관 자동밸브(16), 역세수 배출 배관 자동밸브(17) 순으로 설정시간에 따라 순차적으로 닫히게 되어서여 역세 효과를 높인다. 역세 공정이 완료되면 다시 상기 원수 유입 및 상기 압축기(5)에 의해 압밀이 이루어지며, 상기 여과층은 상기 .스프링(4)의 각기 다른 탄성에 의해 공극률이 조절되면서 다단 여층을 형성한다.
상기 역세장치는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 것이면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 역세수 유입 배관(11)과 역세수 배출 배관(10)과 역세공기 유입 배관(9)을 포함하여 이루어진다
상기 역세수 유입 배관(11)과 역세수 배출 배관(10)은 상기 역세수는 하향류를 형성하도록 구성하는 것도 가능하고, 상향류를 형성하도록 구성하는 것도 가능하고, 상기 여층의 여재에 부착된 오염물질의 제거하도록 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향과 반대되게 역세수가 각각 유입 또는 배출되도록 설치하는 것이 바람직하다.
상기 역세공기 유입 배관(9)은 상기 여과기 본체(1)는 하단부에 형성되고, 역세수가 유입되기 전에 공기를 유입하여 상기 여층 내부의 복수의 지점에 공기가 분사되어 오염물질의 제거가 좀더 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 공극이 가변되는 다단 여과장치는 상기 원수 유입의 압력을 측정하는 원수 유입 압력계(12)와 여과기 본체(1)의 압력을 측정하는 여과기 본체 압력계(13)를 구비하는 압력 측정부를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공극 제어형 다단 여과장치의 실시예는 대규모의 약품 혼화, 응집지, 침전지, 여과지를 필요로 하지 않으므로, 하수처리장 부지 확보의 어려움이 없으며, 약품처리와 침전, 여과가 고속으로 수행될 수 있고, 대규모 하수처리장뿐만 아니라 폐수처리에도 유용하며, 소규모 하수 또는 폐수 처리에도 매우 유용하다.
상기에서는 본 발명에 따른 공극 제어형 다단 여과장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[ 실시예 1]
본 발명에 따라 3단의 여층으로 수중의 부유물질을 제거하기 위한 여재로는 93%이상의 공극률과 3.0m2/m의 높은 표면적을 가지는 특성이 있는 효성BC-PLUS (고리형 끈상 섬유여재)를 수용하였으며, 탄성부재로 사용한 스프링의 스프링 상수의 비율은 하단:중단:상단=2.5:1.5:1 비율로 압력을 가하였을 때, 하단에서 상단으로 좁아지며 여재의 공극율은 하단:중단:상단=1:1.5:2.5 비율로 압축되도록 구성하였다.
상기 여과장치의 여과효율을 측정하기 위해서는 고농도 및 저농도 원수로 나누어 각각의 효능를 측정하였으며, 고농도 원수는 비점오염 여과를 고려하여 50~100㎛ 입자의 석영 입자로 450mg/L 농도로 조제하였으며, 저농도 원수는 총인 제거용 여과를 고려하여 인 응집 상태로 100mg/L 농도로 조제하였다. 여과속도는 20m/hr로 운전하였으며, 압축되지 않은 조건에서 60분 연속 여과 운전(도 3a) 후 역세를 실시하고 압축상태에서 60분 여과 운전(도 3b)을 시행하였다.
상기 여과장치의 여과효율은 고농도 운전의 경우에는 압축 전 5분, 60분의 여과수와 압축 후 5분, 60분 여과수의 SS농도를 비교하였으며, 저농도 운전의 경우 압축 전 30분, 60분의 여과수와 압축 후 30분, 60분의 여과수의 SS 농도를 비교하였다. 상기 농도에서 SS는 부유물질(Suspended Solid)를 의미한다. 상기 SS농도 측정은 환경부 고시 수질오염공정시험법 중 부유물질 시험방법으로 측정하였고, 그 결과들을 하기 표 1에 나타내었다.
여과 시간(min) 여과 시간(min)
통상 여과수 농도(mg/L) 압밀 여과수 농도(mg/L)
고농도 원수
(455.3mg/L)		 5 60 5 60
206.2 203.8 181.0 180.6
저농도 원수
(99mg/L)		 30 60 30 60
31.2 37.0 20.7 20.9
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 사용된 여재(효성BC-PLUS)의 경우, 고농도 원수의 경우는 전체적인 여과효율은 54.8~60.4%이며, 다단으로 압축 시 12% 정도의 효율 증가를 확인할 수 있었다. 저농도 원수의 경우는 62.6~78.8%의 전체적인 여과 효율과 다단으로 압축 시 33.6~43.5%의 여과 효율이 증가된 것을 확인할 수 있었다.
이 결과는 고농도 원수의 경우에는 전체적인 여과효율이 비교적 낮게 나왔으나 여과 대상 입자경을 고려하면 양호한 결과라고 분석되며, 다단 압축 시 효율이 증가되는 것을 확인하였고, 저농도 원수의 경우에는 전체적인 여과효율도 높았으나, 다단 압축 시 여과효율이 40%이상 증가하는 것으로 보아, 전반적으로 간소화된 수처리 공정으로도 수중의 부유물질을 효과적으로 제거할 수 있고, 여과 속도를 높여 여과 효율을 높여주는 것을 수단으로 사용할 수 있음을 보여주고 있다.
1. 여과기 본체
2. 여재
3. 분리판
4. 스프링
5. 압축기
6. 압축기와 여재상판 연결대
7. 원수 유입 배관
8. 처리수 유출 배관
9. 역세공기 유입 배관
10. 역세수 배출 배관
11. 역세수 유입 배관
12. 원수 유입 압력계
13. 여과기 본체 압력계
14. 원수 유입 배관 자동밸브
15. 처리수 유출 배관 자동밸브
16. 역세공기 유입 배관 자동밸브
17. 역세수 배출 배관 자동밸브
18. 역세수 유입 배관 자동밸브

Claims (10)

  1. 내부공간이 형성된 기둥형상이고 상기 내부공간으로 원수가 유입되며, 유입된 원수가 여과되어 외부로 배출되는 본체;
    상기 본체의 내부공간에 수용되고 상기 내부공간을 제 1 및 제 2 내부공간으로 구분짓는 복수 개의 홀이 있는 분리판;
    상기 본체에 수용되고 상기 복수개의 홀이 있는 분리판을 일방향으로 가압하는 압축기;
    상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고 상기 원수를 여과하는 여재; 및
    상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고, 상기 압축기의 가압에 의해 상기 제 1 또는 제 2 내부공간의 부피를 서로 다르게 가변시키는 복수 개의 탄성부재;
    를 포함하는 다단 여과장치.
  2. 내부공간이 형성된 기둥형상이고, 일측에 원수가 상기 내부공간으로 유입되는 유입부와, 타측에 상기 내부공간으로부터 상기 원수가 여과된 여과수를 배출하는 배출부를 포함하는 본체;
    상기 본체에 상기 본체의 길이 방향으로 배치되도록 수용되고 상기 내부공간을 구분하는 복수 개의 홀이 있는 분리판;
    상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고, 상기 내부공간에 유입된 원수를 여과하는 여재; 및
    상기 복수 개의 홀이 있는 분리판 사이에 배치되고, 압축기에 의해 가압되면 구분된 내부공간 별로 서로 다른 탄성력을 갖는 복수 개의 탄성부재;
    를 포함하는 다단 여과장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여재는 서로 동일한 신축성을 갖는 재질인 다단 여과장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여재는 서로 동일한 공극을 가지며, 상기 압축기의 가압 및 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 공극이 가변되는 다단 여과장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    어느 한 내부공간에 위치하는 상기 여재는 그와 이웃하는 내부공간으로 상기 홀이 있는 분리판의 홀을 통해 양단이 돌출되는 다단 여과장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 스프링인 다단 여과장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 홀이 있는 분리판에 의해 구분된 내부공간에 각각 배치되고, 상기 구분된 내부 공간에 각각 배치된 복수 개의 탄성부재는 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향을 따라 스프링 상수가 작아지는 다단 여과장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체는 직립되고, 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향이 상방 또는 하방인 다단 여과장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체는 상기 내부공간의 압력을 측정하는 압력 측정부;
    를 더 포함하는 다단 여과장치
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 본체는 상기 압력 측정부에 의해 측정된 값이 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 내부공간의 여재에 부착된 이물질을 제거하도록 상기 원수가 유입되어 배출되는 여과방향과 반대되게 역세수가 각각 유입 또는 배출되는 역세수 유입부와 역세수 배출부를 더 포함하는 다단 여과장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006008472A2 (en) 2004-07-15 2006-01-26 Michael John Burton Grey water filtering system

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