KR101817953B1

KR101817953B1 - 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템

Info

Publication number: KR101817953B1
Application number: KR1020170003981A
Authority: KR
Inventors: 김종학; 최창형; 성상호
Original assignee: 케이원에코텍 주식회사
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2018-01-12

Abstract

본 발명은 평상시와 재난 시 현장으로 이동하여 근처에 있는 하천 또는 강변의 용수를 여과처리하여 생활용수 또는 음용수 등을 제공할 수 있도록 하는 친환경 모듈형 물생산 시스템에 관한 발명이다.
본 발명은 비상급수대 또는 하천 또는 강변으로부터 흡입된 원수가 모래를 통과하면서 입자가 큰 이물질이 여과처리되는 모래여과부; 상기 모래여과부에 의해 여과된 여과수가 활성탄을 통과하면서 이물질이 재 여과처리되는 활성탄여과부; 상기 활성탄여과부에 의해 여과된 여과수가 가압되어 공급되면서 여과포에 코팅된 여과재에 의해 여과수에 포함된 작은 이물질이 여과처리되는 가압필터여과부; 및 상기 가압필터여과부에 의해 여과처리된 여과수가 흡입되어 미세 이물질까지 고도 여과처리되는 멤브레인필터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 비상 시 또는 평상시에 용수가 필요한 현장으로 직접 이동하여 주변의 비상급수대 또는 하천 또는 강변 등 다양한 원수를 직접 취수하여 여과처리 후 공급할 수 있으며, 현장의 상황에 따라 생활용수 또는 음용수를 구분하여 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템{ECO-ENVIRONMENT WATER PRODUCTION SYSTEM}

본 발명은 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평상시와 재난 시 현장으로 이동하여 근처에 있는 하천 또는 강변의 용수를 여과처리하여 생활용수 또는 음용수 등을 제공할 수 있도록 하는 친환경 모듈형 물생산 시스템에 관한 발명이다.

급속한 도시화, 인구집중, 기후변화에 따라 미래사회는 기후와 에너지로 개편되는 세계로 변화하고 있으며, 전 세계적으로 물산업은 인구증가 및 산업발전과 더불어 꾸준히 성장하고 있다.

특히 기후변화는 홍수와 가뭄의 빈도와 피해규모를 키우고, 만년설을 녹이고, 농업용수와 먹는 물을 고갈시키고, 삼각주가 침식되고 생태계가 파괴되는 등 물의 순환에 다양한 변화를 야기 시킨다.

이러한 기후변화에 대응하기 위해 전세계는 제21차 기후변화협약 당사국총회(COP21, 2015)에서 신기후체제 합의문인 “파리 협정”을 채택하고, 온도상승을 제한하기 위한 다양한 노력을 기울이기로 협의하였다.

깨끗한 물의 확보는 안보 문제와 직결될 정도이며, 상수, 하수, 중수, 재활용수, 하천복원 등 다양한 사업분야가 존재한다. 지구온난화에 따른 온도상승은 극한홍수, 가뭄, 폭염 등의 자연재해 빈도와 피해규모를 증가시키고 있으므로, 이에 대한 대비와 대응이 반드시 필요한 실정이다. 또한 가뭄, 태풍, 홍수의 경우 수해지역은 각종 병균으로 오염되어 전염병을 일으키게 되고, 이러한 수인성 전염병은 오염된 물로 전파되어 2차적인 재해를 야기시킨다.

따라서, 기후변화로 인한 수자원 부족현상을 해결하기 위해서는 기후변화 대응 뿐만 아니라 수자원 분야에서의 새로운 정책과 새로운 기술 개발을 통해 물을 공급하고 관리를 해야 한다. 가뭄의 경우 2011년 가을 가뭄으로 강원지역에서는 155차례 비상급수를 하였으며 철원, 화천, 양구, 홍천은 가장 심각한 ‘매우 위협’단계로 분류된 바 있다. 2015년에는 2014년에 비해 비상급수가 5.5배 증가하여 약 12만여명이 피해를 보고 농작물의 생산량은 급감한 사례를 볼 수 있다. 또한 2015년 서울, 경기 강원도에는 평년대비 39~56% 수준에 그쳐 생활용수와 농업용수의 공급이 원할하지 않아 제한급수 조치와 농작물 피해로 인해 사회적 영향을 많이 받았다.

특히, 재해 또는 재난이 발생하였을 때에는, 그 피해정도에 따라 상·하수도 등의 기반시설이 파괴될 수 있고, 그에 따라 단수 사고가 발생하여 안정적인 용수 공급이 어려울 수 있다. 종래에는 이와 같이 재해·재난 지역에 단수 사고가 발생하는 경우, 소방차 등의 물탱크를 이용하여 용수를 해당 지역에 직접 공급하고, 그 사이에 상하수도 시설을 복구하는 방식으로 대응해왔다. 그러나 이와 같이 물탱크를 이용한 직접적인 용수 공급 방식으로는 해당 지역의 주민이 필요로 하는 양의 용수를 충분히 공급하기 어려우며, 재해 기간이 길어져 기반시설의 복구가 어려운 경우, 지속적인 용수 공급을 위해서는 많은 인력과 시간이 소요되는 문제가 있다.

국내에서도 이러한 문제점을 해결하기 위해 SYNOPEX의 이동형 정수처리 시스템 및 대현하이테크의 이동형 정수시스템 등의 기술이 제공되어 비상 시 현장에서 직접 여과수를 제공하도록 하였으나, SYNOPEX의 경우 국내 실적이 미비하여 사용가능이 입증되지 않았으며, 멤브레인 여과기를 사용시 유입수가 1NTU 내외의 맑은 물이 아니면 막의 폐색현상 발생으로 장기적인 유지관리가 필요하고 경제성이 떨어지는 등의 단점이 있다.

또한, 대현하이테크의 경우에는 지하수 정도의 깨끗한 원수만 이용하여 여과처리하도록 하는 한계와 재난시 수질상태가 일정하지 않아 활용이 어렵다는 단점이 있으며, 회사내 정수처리 사업을 폐지함으로써, 현재 정상적인 사업이 되지 못하고 있는 실정이다. 이처럼 국내업체의 경우 사업을 폐지하거나 실적이 없어 비상시 물생산장치가 비 활성화 되어 있다.

문헌 1 : 대한민국 등록특허 10-1394991호 문헌 2 : 대한민국 등록특허 10-1300438호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 비상 시 또는 평상시에도 현장으로 직접 이동하여 마을의 비상급수대는 물론 주변의 하천과 강변으로부터 취수된 물을 바로 여과처리하여 제공하는데 그 과제가 있다.

또한, 본 발명은 시스템의 소형화 및 경량화가 되면서도 우수한 수질을 확보할 수 있도록 하는데 다른 과제가 있다.

또한, 본 발명은 멤브레인 필터인 멤브레인필터부의 성능과 사용연한을 향상시킬 수 있도록 하는데 다른 과제가 있다.

또한, 본 발명은 현장의 상황에 따라 생활용수 또는 음용수를 구분하여 제공할 수 있도록 하는데 다른 과제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 비상급수대 또는 하천 또는 강변으로부터 흡입된 원수가 모래를 통과하면서 입자가 큰 이물질이 여과처리되는 모래여과부; 상기 모래여과부에 의해 여과된 여과수가 활성탄을 통과하면서 이물질이 재 여과처리되는 활성탄여과부; 상기 활성탄여과부에 의해 여과된 여과수가 가압되어 공급되면서 여과포에 코팅된 여과재에 의해 여과수에 포함된 작은 이물질이 여과처리되는 가압필터여과부; 및 상기 가압필터여과부에 의해 여과처리된 여과수가 흡입되어 미세 이물질까지 고도 여과처리되는 멤브레인필터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 모래여과부에 하천 또는 강변으로부터 원수를 흡입하는 경우에는, 상기 모래여과부 선단에 여과취수부가 더 결합되어 이물질이 유입되는 것을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 여과취수부는, 표면에 유입공이 타공되고 일측 끝단에 인너흡입관 접속공이 형성되어 있는 여과케이싱과; 상기 여과케이싱의 내부에 고정 설치되며, 외주면에 다수의 유공이 형성되어 일단이 폐쇄되고 타단이 상기 인너흡입관 접속공 측에 접속되어 있는 인너흡입관과; 여과공이 타공되어 상기 인너흡입관의 외경부에 동심축으로 설치되는 아웃터 여과관과; 상기 아웃터 여과관의 둘레로 여과케이싱의 내부에 채워져 여과층을 형성하는 여과재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모래여과부는, 내부에 모래가 채워지는 모래탱크의 외부 하부에서 제1원수유입관이 내부로 관통된 후 내부의 상부측으로 절곡되어 위치하며, 상기 모래탱크의 내부 상부에서 제1여과수배출관이 하부측으로 절곡되어 외부로 관통되며, 상기 제1원수유입관과 제1여과수배출관의 끝단에는 표면에 다수의 관통공이 타공된 지지망체가 연설되며, 상기 지지망체의 외부에는 여과포가 씌워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄여과부는, 내부에 활성탄이 채워지는 활성탄탱크의 상부에서 내부로 제2원수유입관이 연결되고, 상기 활성탄탱크의 내부 하단에는 지지망체가 구비되며, 상기 지지망체에는 제2여과수배출관이 연결되어 활성탄탱크 외부로 인출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄여과부에는, 상기 제2원수유입관의 중도부에는 제1역세척수유입관이 분기되어 상기 활성탄탱크의 내부에 구비된 지지망체로 연결되고, 상기 활성탄탱크의 상부에는 제1역세척수배출관이 연결되어 활성탄탱크의 외부로 인출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가압필터여과부는, 다수단의 여과판과, 상기 여과판과 여과판 사이에 여과포가 결합되고, 일측에는 고압펌프에 의해 원수를 펌핑하여 상기 여과판으로 공급하는 제3원수유입관이 연결되며 타측에는 여과수가 배출되는 제3여과수배출관이 연결되며, 상기 제3원수유입관에는 여과재를 공급하기 위한 여과재공급부가 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가압필터여과부에는, 상기 제3여과수배출관 중도부에 제2역세척수유입관이 연결되고, 상기 제3원수유입관 중도부에는 제2역세척수배출관이 연결되어, 밸브의 제어에 의해 역세척수를 공급하여 역세척이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 친환경 모듈형 물생산 시스템은 컨테이너 또는 윙바디 차량에 적재되어 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 비상 시 또는 평상시에 용수가 필요한 현장으로 직접 이동하여 주변의 비상급수대 또는 하천 또는 강변 등 다양한 원수를 직접 취수하여 여과처리 후 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존 대형화 되는 전처리와 1차처리, 2차처리 과정을 소형화, 경량화하면서도 우수한 수질을 확보할 수 있으므로, 3차 처리필터인 멤브레인필터부의 성능과 사용연한을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 현장의 상황에 따라 생활용수 또는 음용수를 구분하여 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템의 전체 구성을 도시하고 여과가 이루어지는 상태를 간략 도시한 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템에서 역세척이 이루어지는 상태를 간략 도시한 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템에서 모래여과부를 확대 도시한 간략 단면 예시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템에서 활성탄여과부를 확대 도시한 간략 단면 예시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템에서 가압필터여과부를 확대 도시한 간략 예시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템에서 여과취수부를 일부 절개하여 도시한 예시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템에서 여과취수부의 측단면 예시도

이하, 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.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 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.

본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 모듈형 물생산 시스템은 도 1 내지 도 7을 참조하면, 모래여과부(100)와 활성탄여과부(200) 및 가압필터여과부(300)와 멤브레인필터부(400)가 순차적으로 결합되어 컨테이너 또는 윙바디 차량 등에 적재되어 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 모래여과부(100) 선단에는 여과취수부(500)가 더 결합될 수도 있다.

여기서 모래여과부(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 흡입된 원수로부터 입자가 큰 이물질을 여과처리하기 위한 것으로서, 모래탱크(110)의 내부에 모래가 충진된다. 그리고, 제1원수유입관(120)이 모래탱크(110)의 외부 하단에서 내부 측으로 삽입된 후 내부의 상부측으로 절곡되어 위치할 수 있다. 제1원수유입관(120)의 끝단에는 표면에 다수의 관통공이 타공된 지지망체(122)가 연설되고, 지지망체(122)에는 여과포(124)가 씌워져 원수를 배출하면서도 모래가 유입되는 것을 차단하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 모래탱크(110)의 내부 상부에서 하부측으로는 제1여과수배출관(130)이 절곡된 후 모래탱크(110)의 외부로 관통하여 결합될 수 있다. 제1여과수배출관(130)의 끝단에는 표면에 다수의 관통공이 타공된 지지망체(132)가 연설되고, 지지망체(132)에는 여과포(134)가 씌워져 모래가 유입되는 것을 차단하면서도 여과수가 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 활성탄여과부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 모래여과부(100)에 의해 여과된 여과수의 이물질을 재여과 처리하기 위한 것으로서, 활성탄탱크(210)의 내부에는 활성탄이 충진된다.
활성탄탱크(210)의 상부에서 내부측으로는 제2원수유입관(250)이 구비되어 원수가 활성탄탱크(210)의 활성탄 상부측에서 내부로 유입되도록 형성된다.
그리고, 활성탄탱크(210) 내부 하단부에는 표면에 다수의 관통공이 타공된 지지망체(222)가 활성탄 사이에 위치하도록 구비된다.

또한, 지지망체(222)에는 활성탄을 통과하면서 여과된 여과수가 배출되도록 제2여과수배출관(230)이 연결되며, 제2여과수배출관(230)은 활성탄탱크(210)의 외부로 인출된다. 따라서, 활성탄을 통과하면서 여과된 여과수는 지지망체(222)를 통과하여 제2여과수재출관(230)으로 배출되면서도 활성탄은 지지망체(222)로의 유입이 차단된다.

또한, 제2원수유입관(250)의 중도부에서 제1역세척수유입관(220)이 분기되어 활성탄탱크(210) 하단의 지지망체(222)와 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 활성탄탱크(210)의 상부측에는 제1역세척수배출관(240) 구비되어 외부로 인출 형성될 수 있다.

따라서, 각각의 밸브를 제어함으로써, 활성탄탱크(210) 내부로 원수가 유입되어 여과수가 배출되도록 하거나, 역세척수가 유입되어 세척이 이루어진 후 역세척수가 배출되도록 할 수 있음은 당연할 것이다.

여기서 가압필터여과부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 활성탄여과부(200)에 의해 여과된 여과수로부터 작은 이물질을 여과처리 하기 위한 것이다. 이를 위해 다수단으로 적층되는 여과판(310)의 사이마다 여과재를 잡아주기 위한 여과포(320)가 구비되고, 여과판(310)의 일측으로 원수를 공급하기 위한 제3원수유입관(330)이 연결되고, 여과판(310)과 여과포(320)를 거친 여과수가 배출되는 제3여과수배출관(340)이 타측에 각각 연결된다.

또한, 제3원수유입관(330)의 중도부에는 여과재공급부(350)가 더 결합되어 규조토 등의 여과재가 희석된 여과재희석액을 공급하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 여과재희석액을 공급한 후 배출되는 여과재희석액을 그대로 버리지 않고 재 순환하여 공급이 되도록 하는 여과재희석액순환부가 더 구비될 수도 있다.

또한, 역세척을 위해 제3여과수배출관(340) 중도부에는 제2역세척수유입관(360)이 연결될 수 있고, 제3원수유입관(330) 중도부에는 역세척된 역세척수가 배출되기 위한 제2역세척수배출관(370)이 연결될 수 있다.

여기서 멤브레인필터부(400)는 음용수 기준을 만족시키기 위해 가압필터여과부(300)에 의해 여과된 여과수로부터 미세 이물질을 여과처리하기 위한 것이다. 이는 중공사 형태의 막을 이용하는 것으로서, 나선형, 중공사형, 판틀형, 관형 등의 다양한 형태가 적용될 수 있다. 중공사막을 이용한 여과는 그 운전 방식에 따라 가압식 여과와 침지식 여과로 분류될 수 있다.

그 중 가압식 여과의 경우, 처리하여야 할 유체에 압력을 가함으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 제외한 유체만이 중공사막 표면을 통해 중공으로 선택적으로 투과되도록 한다. 이는 원수가 가지고 있는 미네랄성분은 통과되고 미생물, 변원성세균, 3~6μ 크기인 크립토스포리디움, 지아디아 등의 원생동물은 99.9% 제거되는 특성이 있다. 여기서 걸러진 미생물, 병원성세균, 원생동물 등은 별도의 탱크로 저장하거나 방류시킬 수 있다.

또한, 별도의 살균부를 구비하여 자외선을 조사하거나 염소를 투입하여 살균할 수 있다.

한편, 하천 또는 강변, 저수지 등으로부터 원수를 직접 취수하여 여과하고자 하는 경우에는, 모래여과부(100) 선단에 여과취수부(500)가 더 결합되어 모래 또는 부유물질, 수초, 조개류 등을 걸러주도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위한 여과취수부(500)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 여과케이싱(510)과 인너흡입관(520) 및 아웃터여과관(530), 그리고 여과재(540)를 포함할 수 있다. 여과케이싱(510)은 표면에 유입공(511)이 타공되고 일측 끝단에는 인너흡입관 접속공(512)이 형성된다. 인너흡입관(520)은 여과케이싱(510)의 내부에 고정 설치되는 것으로서, 마찬가지로 다수의 유공이 형성되며 일단은 폐쇄되어 형성되고 타단은 인너흡입관 접속공(512) 측에 접속 결합된다. 아웃터여과관(530)은 여과공(532)이 타공되어 있으며 인너흡입관(520)의 외경부에 동심축으로 설치된다. 아웃터여과관(530)과 여과케이싱(510) 사이 내부에는 여과재(540)가 여과층이 형성되도록 채워진다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 친환경 모듈형 물생산 시스템에 대한 작동관계를 설명한다.

본 발명의 친환경 모듈형 물생산 시스템은 저류조에 저장된 물 또는 비상급수대, 하천이나 강변, 저수지 등 다양한 원수를 여과하여 청소용수 등의 생활용수는 물론 음용수까지 다양한 목적수를 생산할 수 있다.

이때, 저류조에 저장된 물이나 비상급수대로부터 취수되는 물을 원수로 사용하는 경우에는 그대로 이용을 하면 되지만, 하천 또는 강변, 저수지 등의 물을 원수로 사용하고자 하는 경우에는 여과취수부(500)를 거치도록 하는 것이 바람직하다.

구체적으로는 하천이나 강변, 저수지 등에 설치된 여과취수부(500)의 케이싱(510)에 형성된 유입공(511)을 통해 원수가 유입되며, 유입된 원수는 여과재(540)와 인너흡입관(520)의 내부를 모두 채우게 된다. 별도의 취수펌프가 구동하게 되면 인너흡입관(520)에 흡입력이 발생되면서 유입되는 원수는 여과재(540)와 아웃터여과관(530)의 여과공, 인너흡입관(520)의 유공을 순차적으로 거치게 된다. 여기에서 원수는 여과재(540) 층의 미세 공극을 거치면서 원수 내에 포함된 수초, 부유물질과 모래와 같은 이물질이나 고농도의 슬러지 등을 우선적으로 여과 전처리 하게 된다.

상기와 같이 펌프(50)에 의해 취수된 원수는 먼저 모래여과부(100)로 공급된다. 모래여과부(100)의 제1원수유입관(120)을 통해 유입된 원수는 모래탱크(110) 내부에 채워진 모래를 통과하면서 큰 이물질이 여과처리된다.

구체적으로는, 제1원수유입관(120)을 통해 유입된 원수는 지지망체(122)와 여과포(124)를 통해 배출되어 모래탱크(110) 내부의 모래를 통과한 후, 이는 다시 제1여과수배출관(130)의 끝단에 결합된 지지망체(132)와 여과포(134)로 유입되어 제1여과수배출관(130)을 통해 모래여과부(100) 외측으로 배출된다. 이때, 지지망체(122)(132)에 씌워진 여과포(124)(134)로 인해 원수는 유입 또는 배출이 가능하지만 모래탱크(110) 내부의 모래는 지지망체(132) 속으로 인입되지 않게 된다.

모래여과부(100)의 제1여과수배출관(130)으로 배출된 원수는 다시 활성탄여과부(200)의 제2원수유입관(250)을 통해 활성탄탱크(210) 내부 상부로 배출된 후, 활성탄의 하부로 통과하면서 원수에 남아 있는 이물질이 재여과 처리된다.

그리고, 활성탄탱크(210) 내부로 유입되어 활성탄에 의해 작은 입자의 이물질도 걸러져 여과된 여과수는 활성탄탱크(210)의 내부 하단측에 결합된 지지망체(222)를 통과하여 제2여과수배출관(230)을 통해 외부로 배출된다. 이때, 여과수는 지지망체(222)를 통과하지만 활성탄탱크(210)에 충진된 활성탄은 지지망체(222)를 통과하지 않아 양질의 여과수가 배출된다.

활성탄여과부(200)의 제2여과수배출관(230)을 통해 배출된 원수는 제3원수유입관(330)을 통해 가압필터여과부(300)로 공급되어 미세 이물질까지 여과된다.

구체적으로는, 다수단의 여과판(310) 일측에 형성된 제3원수유입관(330)으로 유입된 원수는 각 단의 여과포(320)마다 코팅된 규조토 등의 여과재에 의해 원수에 포함된 미세 이물질은 걸러지고 여과수만 여과포를 통과하여 제3여과수배출관(340)으로 배출된다.

이때, 가압필터여과부(300)에 원수가 유입되기 전 제3원수유입관(330)에 결합된 여과재공급부(350)를 통해 규조토 등의 여과재가 희석된 여과재희석액을 가압필터여과부(300)의 제3원수유입관(330)을 통해 가압필터여과부(300) 내부로 공급한다. 공급된 여과재희석액 중 여과재는 각 단의 여과포(320)를 통과하지 못하고 여과포(320)에 코팅이 된다. 이후 유입되는 원수가 여과재를 거치면서 원수에 포함된 미세 이물질이 여과재의 기공을 통과하지 못하고 여과가 이루어지게 된다.

이렇게 여과된 여과수는 별도의 여과수저장탱크(600)에 저장된 후 또는 직접 비상복구용, 청소용수 또는 생활용수로 사용될 수 있다.

또한, 가압필터여과부(300)에 의해 미세 이물질까지 여과된 여과수는 멤브레인필터부(400)를 거치면서 초미세 이물질도 걸러지게 된다. 즉, 멤브레인필터부(400)까지 거친 여과수는 음용수로 활용할 수 있는데, 이를 위해서는 별도의 살균장치 등을 이용하여 완전한 살균과정을 거치도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 장시간에 걸친 여과로 인해 여과효율이 저하되는 경우, 활성탄여과부(200) 및 가압필터여과부(300)에 각각 역세척수를 공급하여 역세척공정을 진행하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 활성탄여과부(200)를 역세척 하기 위해 별도의 펌프에 의해 여과수저장탱크(600) 또는 별도의 역세척수저장탱크에 저장된 물을 역세척수로 이용하여 모래여과부(100) 측으로 공급되는 역세척수는 제2원수유입관(250) 중도부에 연결된 제1역세척수유입관(220)을 통해 활성탄여과부(200) 내부로 유입된다. 유입된 역세척수는 지지망체(222) 외부와 활성탄에 부착된 이물질을 탈리시켜 상부측으로 이동시킨 후 제1역세척수배출관(240)을 통해 외부로 배출된다.

이를 위해 역세척수가 공급되는 측의 밸브(203) 및 활성탄여과부(200)와 슬러지저장탱크(650) 사이의 밸브(204)를 개방한 상태에서, 모래여과부(100)와 활성탄여과부(200) 사이의 밸브(201) 및 활성탄여과부(200)와 가압필터여과부(300) 사이의 밸브(202)는 차단한다. 역세척수는 활성탄여과부(200)의 내부로만 유입되어 역세척공정을 진행하게 된다.

또한, 가압필터여과부(300)를 역세척 하기 위해 별도의 펌프(260)에 의해 여과수저장탱크(600) 또는 별도의 역세척수저장탱크에 저장된 물을 역세척수로 이용하여 가압필터여과부(300)로 공급하게 되면, 역세척수는 가압필터여과부(300)의 제3여과수배출관(340) 중도부에 연결된 제2역세척수유입관(360)을 통해 가압필터여과부(300) 내부로 고압으로 유입된다.

유입된 역세척수는 여과포(320)에 코팅된 여과재와, 여과재에 의해 걸러진 이물질이 탈리되어 제2역세척수배출관(370)을 통해 배출된다.

이를 위해 역세척수가 공급되는 측의 밸브(303) 및 가압필터여과부(300)와 슬러지저장탱크(650) 사이의 밸브(304)를 개방한 상태에서, 활성탄여과부(200)와 가압필터여과부(300) 사이의 밸브(301) 및 가압필터여과부(300)와 멤브레인필터부(400) 사이의 밸브(302)를 차단함으로써, 역세척수가 가압필터여과부(300)의 내부로만 유입되어 역세척공정을 진행하게 된다.

따라서, 활성탄여과부(200)와 가압필터여과부(300)는 다시 최초의 상태로 복귀되고, 이후 가압필터여과부(300)에는 여과재공급부(350)를 통해 여과재를 코팅하게 되면 최적의 여과성능으로 여과가 이루어지게 된다.

상기와 같이 본 발명의 물생산 시스템은 저류조 또는 바상급수대의 원수는 물론, 하천수 또는 강변수 또는 저수지의 원수가 여러 공정을 거치면서 평상시에 필요한 생활용수 또는 음용을 위한 음용수의 생산이 가능하며, 가뭄 또는 홍수, 지진 등의 비상시에는 청소용수와 복구용수 등 다양한 용수의 생산이 가능하게 된다.

100 : 모래여과부 110 : 모래탱크
120 : 제1원수유입관 122,132,222 : 지지망체
124,134 : 여과포 130 : 제1여과수배출관
200 : 활성탄여과부 210 : 활성탄탱크
220 : 제1역세척수유입관 230 : 제2여과수배출관
240 : 제1역세척수배출관 250 : 제2원수유입관
300 : 가압필터여과부 310 : 여과판
320 : 여과포 330 : 제3원수유입관
340 : 제3여과수배출관 350 : 여과재공급부
360 : 제2역세척수유입관 370 : 제2역세척수배출관
400 : 멤브레인필터부 500 : 여과취수부
510 : 여과케이싱 512 : 인너흡입관 접속공
520 : 인너흡입관 530 : 아웃터여과관

Claims

비상급수대 또는 하천 또는 강변으로부터 흡입된 원수가 모래를 통과하면서 입자가 큰 이물질이 여과처리되는 모래여과부;
상기 모래여과부에 의해 여과된 여과수가 활성탄을 통과하면서 이물질이 재 여과처리되는 활성탄여과부;
상기 활성탄여과부에 의해 여과된 여과수가 가압되어 공급되면서 여과포에 코팅된 여과재에 의해 여과수에 포함된 작은 이물질이 여과처리되는 가압필터여과부; 및
상기 가압필터여과부에 의해 여과처리된 여과수가 흡입되어 미세 이물질까지 고도 여과처리되는 멤브레인필터부;를 포함하며,
상기 모래여과부는,
내부에 모래가 채워지는 모래탱크의 외부 하부에서 제1원수유입관이 내부로 관통된 후 내부의 상부측으로 절곡되어 위치하며,
상기 모래탱크의 내부 상부에서 제1여과수배출관이 하부측으로 절곡되어 외부로 관통되며,
상기 제1원수유입관과 제1여과수배출관의 끝단에는 표면에 다수의 관통공이 타공된 지지망체가 연설되며,
상기 지지망체의 외부에는 여과포가 씌워지는 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 모래여과부에 하천 또는 강변으로부터 원수를 흡입하는 경우에는,
상기 모래여과부 선단에 여과취수부가 더 결합되어 이물질이 유입되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 여과취수부는,
표면에 유입공이 타공되고 일측 끝단에 인너흡입관 접속공이 형성되어 있는 여과케이싱과;
상기 여과케이싱의 내부에 고정 설치되며, 외주면에 다수의 유공이 형성되어 일단이 폐쇄되고 타단이 상기 인너흡입관 접속공 측에 접속되어 있는 인너흡입관과;
여과공이 타공되어 상기 인너흡입관의 외경부에 동심축으로 설치되는 아웃터 여과관과;
상기 아웃터 여과관의 둘레로 여과케이싱의 내부에 채워져 여과층을 형성하는 여과재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 활성탄여과부는,
내부에 활성탄이 채워지는 활성탄탱크의 상부에서 내부로 제2원수유입관이 연결되고,
상기 활성탄탱크의 내부 하단에는 지지망체가 구비되며, 상기 지지망체에는 제2여과수배출관이 연결되어 활성탄탱크 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
제 4항에 있어서, 상기 활성탄여과부에는,
상기 제2원수유입관의 중도부에는 제1역세척수유입관이 분기되어 상기 활성탄탱크의 내부에 구비된 지지망체로 연결되고,
상기 활성탄탱크의 상부에는 제1역세척수배출관이 연결되어 활성탄탱크의 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 가압필터여과부는,
다수단의 여과판과, 상기 여과판과 여과판 사이에 여과포가 결합되고, 일측에는 고압펌프에 의해 원수를 펌핑하여 상기 여과판으로 공급하는 제3원수유입관이 연결되며 타측에는 여과수가 배출되는 제3여과수배출관이 연결되며, 상기 제3원수유입관에는 여과재를 공급하기 위한 여과재공급부가 결합되는 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
제 6항에 있어서, 상기 가압필터여과부에는,
상기 제3여과수배출관 중도부에 제2역세척수유입관이 연결되고, 상기 제3원수유입관 중도부에는 제2역세척수배출관이 연결되어, 밸브의 제어에 의해 역세척수를 공급하여 역세척이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친환경 모듈형 물생산 시스템은 컨테이너 또는 윙바디 차량에 적재되어 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 평상시와 재난시 각종 용수 공급이 가능한 친환경 모듈형 물생산 시스템.
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