KR101877142B1 - Method for filtering of wastewater using an ion-exchange fiber - Google Patents
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Abstract
이온 교환섬유를 이용한 하수의 필터링 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 이온 교환섬유를 이용한 하수의 필터링 방법은, 하수가 유입되는 여과기 내에 이온교환섬유를 포함하는 여재들로 구성된 여과층을 형성하는 단계; 상기 여과기 내에 유입된 상기 하수에 대해 상기 여과층을 이용하여 필터링하고, 필터링된 하수를 배출하는 단계; 및 일정 시간 경과 후에, 상기 여재들의 세척을 위한 역세수를 상기 여과기 내로 인가하여 상기 여재들 세척하는 단계를 포함하고, 상기 이온교환섬유는 제1 가연 섬유사와 6:4의 비율로 혼합되고, 상기 혼합된 섬유사는 5수이고, 상기 혼합된 섬유사는 제2 가연 섬유사와 1:6의 가닥수 비율로 합사되어 열융착된 것을 특징으로 한다.A method of filtering sewage using ion exchange fibers is disclosed. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of filtering sewage using ion exchange fibers, comprising: forming a filter layer comprising filter media including ion exchange fibers in a filter through which sewage flows; Filtering the sewage introduced into the filter using the filtration layer, and discharging the filtered sewage; And washing the filter media by applying reverse osmosis water for washing the filter media to the filter after a lapse of a predetermined time, wherein the ion exchange fiber is mixed with the first combustible fiber yarn at a ratio of 6: 4, Wherein the mixed fiber yarns are five-fold, and the mixed fiber yarns are superposed with the second combustible yarn yarns at a ratio of 1: 6 strands and thermally fused.
Description
본 발명은 하수의 필터링에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 여재(Micro chip filter)에 이온교환섬유를 합사하여 오염물질에 의해 오염된 물의 탁도 제거와 오염된 물에 녹아 있는 용존성 이온을 제거하는 이온교환섬유를 이용한 하수의 필터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the filtering of sewage, and more particularly, to an ion exchange filter for removing turbidity of water contaminated with contaminants and removing dissolved ions dissolved in contaminated water by ion- And a method of filtering sewage using fibers.
가정에서 배출되는 생활하수나 공장에서 배출되는 폐수는 각종 부유물이나 오물이 포함하고 있다. 하수 처리 필터 장치는 이러한 오폐수로부터 각종 부유물이나 오물을 걸러내어 정화하는 장치이다.Household wastewater discharged from domestic sewage or factories contains various floats and dirt. The sewage treatment filter device is a device for filtering and removing various suspended matters and dirt from such wastewater.
일반적으로, 하수 처리를 위한 필터 장치는 하수가 유입되는 여과기와, 하수의 여과를 위해 여과기 내에 설치되는 다수의 디스크형 필터와, 필터 외면으로 고압의 세척수를 분사하여 필터를 세척할 수 있도록 필터 상측에 설치된 세척 기기를 구비한다. 또 세척 시 필터의 내측으로부터 흘러내리는 오물을 받아서 외부로 배출시키기 위한 트러프를 구비할 수 있다.In general, a filter device for sewage treatment includes a filter for introducing sewage, a plurality of disk-shaped filters installed in the filter for filtering the sewage, and a high- And a washing machine installed in the washing machine. Further, the filter may be provided with a trough for receiving and discharging the dirt flowing from the inside of the filter during washing.
이 하수 처리 필터 장치는 중앙의 여과기로 공급된 하수가 필터를 통과하면서 여과된다. 걸러진 부유물이나 오물은 필터의 내부에 쌓이고, 필터를 통과하면서 정화된 물은 배출구를 통하여 외부로 배출된다. In this sewage treatment filter device, the sewage supplied to the central filter is filtered while passing through the filter. The filtered suspended matter or dirt is accumulated inside the filter, and the purified water passes through the filter and is discharged to the outside through the discharge port.
그러나 이러한 하수 처리 필터 장치는 하수가 여과기를 통해 필터의 내측으로 유입되어 외부로 배출되기 때문에 부유물이나 오물이 필터 내측에 부착되거나 쌓인다. 따라서 필터의 세척에도 불구하고 사용이 길어질수록 필터 내에 떠도는 부유입자가 증가하게 되면서 하수의 정화 처리량이 감소하게 되는 문제가 있다. 또한, 이러한 하수 처리 필터 장치는 필터를 세척할 때 필터의 내측에 부착된 오물을 필터 외측에서 세척수를 분사하여 세척하기 때문에 세척효율이 낮을 뿐 아니라 세척용수의 소요가 많은 결점이 있었다. 또한, 필터를 부분적으로 교환하기도 힘들어 유지관리가 어려울 뿐 아니라 필터를 교환할 때는 일체의 동작을 정지시켜야 하는 문제점이 있다. However, in this sewage treatment filter device, the sewage flows into the filter through the filter and is discharged to the outside, so that floating matters or dirt adhere to or accumulate inside the filter. Therefore, there is a problem in that the amount of the suspended particles floating in the filter increases as the use of the filter is longer despite the cleaning of the filter, thereby reducing the purification treatment amount of the sewage. In addition, such a sewage treatment filter device has a disadvantage that not only the washing efficiency is low but also the washing water is required in a large amount because the washing water is sprayed from the outside of the filter by washing the dirt adhered to the inside of the filter when the filter is washed. In addition, since it is difficult to partially replace the filter, it is difficult to maintain the filter, and when the filter is replaced, all operations must be stopped.
특히, 종래의 하수 처리 필터 장치는 부유성 물질을 제거하는데는 일정 부분 용이하지만, 용존성 이온 물질(예를 들어, 중금속에 해당하는 비소 등)의 제거에는 취약한 문제가 있다. 즉, 종래의 하수 필터링 방식에 사용된 여재(Micro chip filter)는 물에 녹아있는 부유물질(Suspended Solid)을 제거하여 오염된 물의 탁도 제거는 가능하나 오염된 물에 녹아 있는 용존성 이온을 제거할 수 없는 문제점을 가진다.Particularly, the conventional sewage treatment filter device has a problem in that it is vulnerable to the removal of dissolved ionic substances (for example, arsenic, which is heavy metal), although it is easy to remove the floating matters. That is, the conventional micro chip filter used in the sewage filtering method removes suspended solids dissolved in water to remove turbidity of contaminated water, but removes soluble ions dissolved in contaminated water There is no problem.
상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 해결 과제는 여재(Micro chip filter)에 높은 이온교환 능력 및 불순물 흡착능력, 높은 강도와 탄력성, 신축성이 좋은 이온 교환섬유를 합사하여 오염된 물의 탁도 제거와 함께 오염된 물에 녹아 있는 용존성 이온을 제거하는 이온교환섬유를 이용한 하수의 필터링 방법을 제공함에 있다. In order to solve the problems of the prior art described above, a solution to the problem of the prior art is to add ion exchange fibers having high ion exchange capacity, impurity adsorption ability, high strength, elasticity and stretchability to a microchip filter, And removing the dissolved ions dissolved in the contaminated water. The present invention also provides a method for filtering sewage using ion exchange fibers.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이온 교환섬유를 이용한 하수의 필터링 방법은, 하수가 유입되는 여과기 내에 이온교환섬유를 포함하는 여재들로 구성된 여과층을 형성하는 단계; 상기 여과기 내에 유입된 상기 하수에 대해 상기 여과층을 이용하여 필터링하고, 필터링된 하수를 배출하는 단계; 및 일정 시간 경과 후에, 상기 여재들의 세척을 위한 역세수를 상기 여과기 내로 인가하여 상기 여재들 세척하는 단계를 포함하고, 상기 이온교환섬유는 제1 가연 섬유사와 6:4의 밀도 비율로 혼합되고, 상기 혼합된 섬유사는 5수이고, 상기 혼합된 섬유사는 제2 가연 섬유사와 1:6의 가닥수 비율로 합사되어 열융착된 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of filtering sewage using ion exchange fibers, comprising: forming a filter layer comprising filter media including ion exchange fibers in a filter through which sewage flows; Filtering the sewage introduced into the filter using the filtration layer, and discharging the filtered sewage; And washing the filter media by applying a reverse osmosis water for washing the filter media to the filter after a lapse of a predetermined time, wherein the ion exchange fiber is mixed with the first combustible fiber yarn at a density ratio of 6: 4, The mixed fiber yarn is five-fold, and the mixed fiber yarn is superposed with the second combustible fiber yarn at a ratio of 1: 6 strands and is thermally fused.
상기 여과층을 형성한 후에, 상기 하수의 종류에 따라 상기 여과층을 구성하는 상기 여재들의 밀도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And adjusting the density of the filter media constituting the filtration layer according to the type of the sewage after the filtration layer is formed.
상기 하수를 배출한 후에, 상기 여과층을 구성하는 상기 여재들의 밀도를 초기의 밀도 수준으로 조절하는 단계를 더 포함하고, 초기의 밀도 수준으로 조절된 상기 여재들에 대해 상기 역세수를 인가하여 세척하는 것을 특징으로 한다.Further comprising the step of adjusting the density of the filter media constituting the filter layer to an initial density level after discharging the sewage, wherein the filter media adjusted to the initial density level is washed .
상기 하수에 대해 상기 여과층을 이용하여 필터링하는 단계는, 상기 하수에 포함된 부유 물질 및 용존 물질을 필터링하는 것을 특징으로 한다.And filtering the sewage using the filtration layer is characterized by filtering suspended solids and dissolved substances contained in the sewage.
상기 이온교환섬유는, 상기 이온교환섬유에 제1 가연 섬유사 및 제2 가연 섬유사를 합사하고, 상기 합사된 섬유사를 이용하여 핵을 제조하고, 상기 제조된 핵을 열융착 하는 공정을 통해 생성된 것을 특징으로 한다.Wherein the ion exchange fiber is produced by a process comprising the steps of: mixing the ion exchange fiber with a first combustible fiber yarn and a second combustible fiber yarn; preparing nuclei using the fiber yarn thus fabricated; and thermally fusing the produced nucleus .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하수에 포함된 부유물질뿐만 아니라, 하수에 녹아 있는 용존성 이온을 제거할 수 있도록 한다. 또한, 하수의 처리공정도 간단하며, 수질오염 처리비용도 절감되는 효과를 가진다. 또한, 역세수내 용존성 이온 탈착수를 혼입하여 역세 후에 본 발명의 여재를 재사용할 수 있으며 방류수의 특성에 따라 본 발명의 여재의 배율을 바꾸어 오염수의 처리효율을 증대시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, not only suspended substances contained in sewage but also soluble ions dissolved in sewage can be removed. In addition, the sewage treatment process is simple, and the water pollution treatment cost is also reduced. In addition, the filter material of the present invention can be reused after backwashing by mixing dissolved ion desorbing water in the reverse water, and the treatment efficiency of the polluted water can be increased by changing the magnification of the filter material according to the characteristics of the discharged water.
도 1은 본 발명에 따른 이온교환섬유를 이용한 하수의 필터링 방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 2는 도 1에 도시된 하수의 필터링 방법을 설명하기 위한 여과기의 동작 과정을 예시하는 참조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이온교환섬유를 예시하는 참조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이온교환섬유와 제1 가연 섬유사를 혼합한 섬유사를 예시하는 참조도이다.
도 5는 본 발명에 따른 혼합된 섬유사와 제2 가연 섬유사를 합사하여 핵을 제조하고 컷팅된 핵을 예시하는 참조도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제조된 핵을 열융착 하여 완성된 여재를 예시하는 참조도이다. 1 is a flow chart of an embodiment for explaining a sewage filtering method using the ion exchange fiber according to the present invention.
FIG. 2 is a reference view illustrating an operation procedure of the filter for explaining the sewage filtering method shown in FIG. 1; FIG.
3 is a reference diagram illustrating an ion exchange fiber according to the present invention.
4 is a reference view illustrating a fiber yarn obtained by mixing the ion exchange fiber and the first combustible fiber yarn according to the present invention.
FIG. 5 is a reference drawing illustrating the nucleation and the cut nucleus of the mixed fiber yarn and the second combustible fiber yarn according to the present invention.
FIG. 6 is a reference view illustrating a finished filter material by thermally fusing the produced nucleus according to the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, The present invention is not limited to the following embodiments. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an," and "the" include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, regions and / or regions, it should be understood that these elements, components, regions, layers and / Do. These terms do not imply any particular order, top, bottom, or top row, and are used only to distinguish one member, region, or region from another member, region, or region. Thus, the first member, region or region described below may refer to a second member, region or region without departing from the teachings of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing embodiments of the present invention. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as limited to any particular shape of the regions illustrated herein, including, for example, variations in shape resulting from manufacturing.
도 1은 본 발명에 따른 이온교환섬유(Ion Exchange Fiber)를 이용한 하수의 필터링 방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이고, 도 2는 도 1에 도시된 하수의 필터링 방법을 설명하기 위한 여과기의 동작 과정을 예시하는 참조도이다. FIG. 1 is a flow chart of an embodiment for explaining a sewage filtering method using ion exchange fibers according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of filtering sewage water according to an embodiment of the present invention. Fig.
먼저, 하수가 유입되는 여과기 내에 이온교환섬유를 포함하는 여재들로 구성된 여과층을 형성한다(S100 단계). 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 여과기(200) 내에서 이온교환섬유를 포함하는 여재들(210)이 층을 이루어 배치될 수 있다. 즉, 이온교환섬유를 포함하는 여재들(210)이 여과기(200) 내에서 일정한 밀도로 배열되어 하수를 필터링하기 위한 여과층을 형성할 수 있다. First, a filter layer composed of filter media including ion exchange fibers is formed in a filter into which sewage flows (S100). As shown in FIG. 2 (a),
도 3은 본 발명에 따른 이온교환섬유를 예시하는 참조도이다. 이온교환섬유는 섬유 내부의 Polymer matrix가 높은 인장강도를 유지하고, 고농도의 작용기(functional group)들이 Polymer matrix에 이식되어 있는 구조이며, 이에 따라 기존의 입자형(granular) 구조 및 섬유구조의 이온교환 소재보다 월등히 높은 이온교환 능력 및 불순물 흡착능력(ion exchange capacity), 강도(stength), 탄력성(elasticity) 및 신축성(Flexibility)를 가지고 있다.3 is a reference diagram illustrating an ion exchange fiber according to the present invention. Ion exchange fiber is a structure in which the polymer matrix inside the fiber maintains a high tensile strength and a high concentration of functional groups are implanted in the polymer matrix, Ion exchange capacity, stength, elasticity, and flexibility are much higher than that of the material.
이온교환섬유는 이온교환섬유에 제1 가연 섬유사 및 제2 가연 섬유사를 합사하고, 합사된 섬유사를 이용하여 핵을 제조하고, 제조된 핵을 열융착 하는 공정을 통해 생성된 것일 수 있다. 여과기 내에 존재하는 여재들에 대한 구성 요소에 해당하는 이온교환섬유의 제조 과정은 다음과 같다.The ion exchange fiber may be one produced by joining the first and second false-twist fibers to the ion exchange fiber, fabricating the nucleus by using the fiber yarn and thermally fusing the produced nucleus . The manufacturing process of the ion exchange fiber corresponding to the constituent elements of the filter media in the filter is as follows.
도 4는 본 발명에 따른 이온교환섬유에 제1 가연 섬유사가 합사된 섬유사를 나타낸 참조도이다.4 is a reference view showing a fiber yarn in which a first flammable fiber yarn is embedded in an ion exchange fiber according to the present invention.
이온교환섬유는 고체 또는 액체 중의 이온을 수용액 중에 존재하는 같은 부호의 이온과 교환 작용을 하는 작용기를 가진 입자인 이온 교환수지를 막으로 형성하여 섬유상으로 성형한 것이다. The ion exchange fiber is formed by forming a solid or an ion in a liquid into a film by forming an ion exchange resin, which is a particle having a functional group that exchanges ions of the same sign existing in an aqueous solution, as a film.
이온교환섬유는 높은 이온교환 능력 및 불순물 흡착능력, 높은 강도와 탄력성, 신축성이 좋으며 재사용할 수 있는 장점을 가지고 있어 가연 섬유사(폴리 프로필렌으로서 강성이 크며 큰 내열성, 내수성, 내마모성을 가진다)로 제조된 여재 (Micro chip filter)에 이온교환섬유를 합사하여 사용하면 오염된 물의 탁도 제거와 함께 오염된 물에 녹아 있는 용존성 이온을 제거 해주어 오염수의 처리효율을 증대 시킬 수 있다.Ion exchange fiber has high ion exchange ability, impurity adsorption ability, high strength and elasticity, good stretchability and can be reused, so it is made of flexible fiber yarn (polypropylene has high rigidity and has high heat resistance, water resistance, abrasion resistance) Ion exchange fiber can be used in the micro chip filter to remove the turbidity of the contaminated water and to remove the dissolved ions dissolved in the contaminated water to increase the treatment efficiency of the polluted water.
이온교환섬유와 제1 가연 섬유사는 각각 6:4의 밀도 비율로 혼합하여 형성한다. 혼합되어 감겨진 섬유사는 5수에 해당하는 것일 수 있다. 이온교환섬유와 제1 가연 섬유사를 각각 6:4의 밀도 비율로 혼합하는 이유는 상술한 이온교환섬유의 장점, 가연 섬유사의 장점을 잃지 않으면서 제조비용 또한 높이지 않게 하기 위함이다. The ion exchange fiber and the first combustible fiber yarn are mixed at a density ratio of 6: 4. The mixed yarn wound may be equivalent to five yarns. The reason why the ion exchange fiber and the first flammable fiber yarn are mixed at a density ratio of 6: 4 is to prevent the manufacturing cost from being increased without losing the advantages of the above-mentioned ion exchange fiber and the flammable fiber yarn.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같이 혼합된 섬유사와 제2 가연 섬유사를 합사하여 핵을 제조하고 컷팅된 핵을 나타낸 참조도이다.FIG. 5 is a reference view showing the nucleus and the cut nucleus formed by folding the mixed fiber yarn and the second combustible yarn as shown in FIG.
도 5를 참조하면, 혼합된 섬유사와 제2 가연 섬유사의 가닥수 비율을 1:6으로 하여 합사한다. 본 발명에서는 혼합된 섬유사 22 가닥, 제2 가연 섬유사 130 가닥으로 합사하였다. 혼합된 섬유사 22 가닥 및 제2 가연 섬유사 130 가닥으로(후술한 표1의 샘플 4) 여재를 생산했을때 T-N(총 질소), T-P(총 인)의 혼합 섬유사 가닥당 제거량[mg/L]이 가장 좋았다. 이에 대한 실험 데이터는 다음의 표 1 과 표 2로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 5, the ratio of the number of strands of the mixed fiber yarn and the second combustible fiber yarn is 1: 6. In the present invention, twenty-two strands of mixed fiber yarns and two strands of second twisted fiber yarn are stranded. (Total nitrogen) and TP (total phosphorus) when the filter material was produced with 22 strands of mixed fiber yarn and 130 strands of second combustible fiber yarn (Sample 4 of Table 1 described later) L] was the best. The experimental data are shown in Table 1 and Table 2 below.
샘플1
Sample 1
샘플2
Sample 2
샘플3
Sample 3
샘플4
Sample 4
샘플5
Sample 5
제거율[%]
Removal rate [%]
82.90
82.90
82.10
82.10
84.46
84.46
74.04
74.04
82.03
82.03
제거량[mg/L]
Removal amount [mg / L]
55.70
55.70
55.17
55.17
56.75
56.75
49.75
49.75
55.12
55.12
제2가연 섬유사 가닥수
The number of the second combustible fiber strands
92
92
92
92
60
60
130
130
100
100
혼합된 섬유사 가닥수
Mixed fiber yarns
44
44
44
44
60
60
22
22
60
60
매듭수
Knotted
1
One
3
3
3
3
3
3
2
2
1.27
1.27
1.25
1.25
0.95
0.95
2.26
2.26
0.92
0.92
샘플1
Sample 1
샘플2
Sample 2
샘플3
Sample 3
샘플4
Sample 4
샘플5
Sample 5
제거율[%]
Removal rate [%]
60.48
60.48
52.79
52.79
54.27
54.27
49.20
49.20
52.66
52.66
제거량[mg/L]
Removal amount [mg / L]
92.81
92.81
81.01
81.01
83.29
83.29
75.50
75.50
80.80
80.80
제2가연 섬유사 가닥수
The number of the second combustible fiber strands
92
92
92
92
60
60
130
130
100
100
혼합된 섬유사 가닥수
Mixed fiber yarns
44
44
44
44
60
60
22
22
60
60
매듭수
Knotted
1
One
3
3
3
3
3
3
2
2
2.11
2.11
1.84
1.84
1.39
1.39
3.43
3.43
1.35
1.35
상기 표 1 및 표 2에서 보듯이 샘플 1은 매듭수 1, 혼합된 섬유사 가닥수 44, 제2가연 섬유사 가닥수 92 로서 비율이 각각 1:2 이고, 샘플 2는 매듭수 3, 혼합된 섬유사 가닥수 44, 제2가연 섬유사 가닥수 92 로서 비율이 각각 1:2 이고, 샘플3은 매듭수 3, 혼합된 섬유사 가닥수 60, 제2가연 섬유사 가닥수 60 으로서 비율이 각각 1:1이고, 샘플 4는 매듭수 3, 혼합된 섬유사 가닥수 22, 제2가연 섬유사 가닥수 130 으로서 비율이 각각 1:6이고, 샘플 5는 매듭수 2, 혼합된 섬유사 가닥수 60, 제2가연 섬유사 가닥수 100 으로서 비율이 각각 1:1.6 이다.As shown in Tables 1 and 2, Sample 1 had a knot number of 1, a mixed fiber yarn number of 44, and a second number of twisted yarn strands of 92, each having a ratio of 1: 2, a sample 2 having a knot number of 3, The ratio of the number of the strands of the fiber 44 and the number of the strands of the second twisted fiber yarn 92 was 1: 2 respectively, the number of the knot 3, the number of the mixed yarns 60, 1: 1, sample 4 had a knot number of 3, a mixed fiber yarn number of 22, and a second number of twisted yarn strands of 130, each having a ratio of 1: 6, a sample 5 having a knot number of 2, 60, and the number of the second strand of combustible fibers is 100, and the ratio is 1: 1.6, respectively.
상기 표 1 및 표 2에서 알 수 있듯이 샘플 4의 제2 가연 섬유사 가닥수 130, 혼합 섬유사 가닥수 22 ,즉 혼합된 섬유사와 제2가연 섬유사의 가닥수 비율이 1:6 으로 합사 하였을 때가 T-N(총 질소), T-P(총 인)의 혼합 섬유사 가닥당 제거량[mg/L]이 각각 2.26 [mg/L], 3.43 [mg/L] 로서 다른 샘플보다 월등히 좋음을 알 수 있다. 이후 합사된 섬유사를 이용하여 핵을 제조하는 단계는 핵의 내구성 향상을 위해 상기 합사된 섬유사를 3가닥의 제3 가연 섬유사를 이용하여 3가닥 매듭으로 묶고, 열융착을 하면 여재의 전체 사이즈가 줄어들기 때문에 3cm로 컷팅할 수 있다.As can be seen from Tables 1 and 2, when the number of strands of the second twisted yarn 130 and the number of strands 22 of the mixed fiber yarn 22, that is, the number of strands of the mixed fiber yarn and the second twisted yarn were 1: 6 The removal amount of TN (total nitrogen) and TP (total phosphorus) per strand of mixed fiber was 2.26 [mg / L] and 3.43 [mg / L], respectively. Then, in order to improve the durability of the core by using the folded fiber yarn, the folded fiber yarn is bundled into three strands by using three strands of a third flexible yarn, Because the size is reduced, it can be cut to 3cm.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 핵을 열융착 하여 완성된 여재를 나타낸 참조도이다.FIG. 6 is a reference view showing a finished filter material obtained by thermally fusing nuclei manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 핵을 열융착 하는 단계에서는 125℃ ~ 135℃ 의 온도, 2.5~3.5 kg/hr 의 압력, 15~20분의 시간으로 열융착 할 수 있다. 본 발명에서는 이온교환섬유를 합사한 여재의 매듭이 풀리지 않게 하고 내구성이 가장 증대되게 하는 130℃ 의 온도, 3kg/hr 의 압력, 20 분의 시간으로 열융착할 수 있다. 최종적으로 완성된 이온 교환섬유를 합사한 여재의 전체 직경은 2cm 이고 밀도는 0.112 g/㎤ 이다. Referring to FIG. 6, in the step of thermally fusing nuclei, heat fusion can be performed at a temperature of 125 ° C to 135 ° C, a pressure of 2.5 to 3.5 kg / hr, and a time of 15 to 20 minutes. In the present invention, heat fusion can be performed at a temperature of 130 占 폚, a pressure of 3 kg / hr, and a time of 20 minutes so that the knot of the filter material in which the ion exchange fibers are joined is not loosened and the durability is maximized. The total diameter of the finally obtained finished ion-exchange fiber-loaded filter media is 2 cm and the density is 0.112 g / cm 3.
S100 단계 후에, 상기 하수의 종류에 따라 상기 여과층을 구성하는 상기 여재들의 밀도를 조절한다(S102 단계). 여과기(200) 내에 여과 효율 및 여재 밀도를 조절하기 위하여 내부에 일정한 압력을 가할 수 있도록 피스톤이 구비될 수 있다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 압축 여재 심층 여과방식은 여과기(200) 내부에 여재들(210)을 투입 후에 여과기(200)에 구비된 피스톤(220)으로 압력을 가하여 여과층을 압축함으로써, 여과층을 형성하는 여재들(210)의 밀도를 증가시킬 수 있다. 여재들(210)의 밀도가 증가함에 따라 여과층의 공극의 크기가 감소하게 된다.After step S100, the density of the filter media constituting the filter layer is adjusted according to the type of sewage (step S102). In order to control filtration efficiency and filter material density in the
여재들(210)의 밀도는 하수의 종류에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 하수의 오염도가 높은 경우에는 여과층의 여재 밀도를 증가시키며, 하수의 오염도가 낮은 경우에는 여과층의 여재 밀도를 상대적으로 낮출 수 있다. 이에 따라, 여과층의 여재 밀도가 증가하게 되면, 하수에 대한 피터링 정밀도가 증가할 수 있다. 다만, 이러한 경우에 하수 필터링을 위한 시간이 증가될 수 있다. 또한, 여과층의 여재 밀도가 낮으면, 하수에 대한 필터링 정밀도는 감소하지만, 하수 필터링을 위한 시간이 감소될 수 있다. The density of the
한편, 반대로, 하수의 오염도가 낮지만 보다 정밀한 여과가 요구된다면, 하수의 오염도가 낮은 경우에 여과층의 여재 밀도를 증가시키며, 또한, 하수의 오염도가 높은 경우에는 여과층의 여재 밀도를 낮출 수도 있다. 이와 같이, 여과층은 하수의 종류(예를 들어, 부유 물질 또는 용존 물질의 농도)에 따라 압축율이 가변될 수 있으며, 가변된 압축률에 의해 여재 밀도가 조절됨으로써 여과 효율을 조정할 수 있다. On the other hand, if the pollution degree of the sewage is low but more precise filtration is required, it is possible to increase the filter medium density of the filtration layer when the pollution degree of sewage is low, and also to lower the filter medium density of the filtration layer have. As described above, the compression rate of the filtration layer can be varied according to the kind of the sewage (for example, the concentration of the suspended material or the dissolved substance), and the filtration efficiency can be adjusted by controlling the density of the filter material by the variable compression ratio.
S102 단계 후에, 상기 여과기 내에 유입된 상기 하수에 대해 상기 여과층을 이용하여 필터링하고, 필터링된 하수를 배출한다(S104 단계). 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 하수는 압력에 의해 압축된 여과층의 다공 사이로 유입되어 여과된다. 다공 사이로 여과된 하수 즉, 처리수는 여과기(200)의 하부에 배치된 배출로를 통해 배출된다. 여과층은 이온교환섬유를 포함하는 여재들(210)을 구비하고 있기 때문에, 하수에 포함된 부유 물질뿐만 아니라 용존 물질도 필터링할 수 있다. 여과층이 하수를 여과하는 시간은 부유 물질 및 용존 물질의 농도에 따라 좌우되며, 예를 들어, 2 ~ 10 시간 범위 내에서 수행될 수 있다. After step S102, the sewage introduced into the filter is filtered using the filter layer, and the filtered sewage is discharged (step S104). As shown in Fig. 2 (b), the sewage flows into the spaces between the pores of the filtration layer compressed by pressure and is filtered. The treated sewage, that is, the treated water, is discharged through the discharge passage disposed at the lower portion of the
S104 단계 후에, 여과 과정이 종료된 후에, 상기 여과층을 구성하는 상기 여재들의 밀도를 초기의 밀도 수준으로 조절한다(S106 단계). 이는 후술하는 역세수 투입 과정을 수행하기 위해 여과층을 구성하는 여재들(210)의 각격 즉, 공극 크기를 조정하기 위한 공정이다. 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 하수 입구 압력이 미리 정한 압력에 도달하면 여과를 중지하고 피스톤(220)을 여과기(200) 상부로 이동시킴으로써, 여과층의 압축률을 원래의 수준으로 회복시킬 수 있다. 여과층에 인가된 피스톤의 압력이 해지됨에 따라, 여과층을 형성하던 여재들의 밀도가 낮아지게 되고 따라서, 여과층의 공극 크기가 증가하게 된다. After step S104, after the filtration process is completed, the density of the filter media constituting the filtration layer is adjusted to an initial density level (step S106). That is, it is a process for adjusting the size of the gap, that is, the pore size, of the
S106 단계 후에, 상기 여재들의 세척을 위한 역세수를 상기 여과기 내로 인가하여 상기 여재들 세척한다(S108 단계). 여재들의 밀도가 낮아진 여과층을 갖는 여과기 내로 역세수를 인가하여 여재들을 세척한다. 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 여과층을 압축하고 있던 피스톤(220)이 상부로 이동하면, 여과층의 공극 크기가 증가한다. 즉, 여과층을 이루는 여재들(210)의 간격이 넓어지게 된다. 이에 따라, 여재들(210)의 세척을 위한 역세수와 공기가 여과기(200) 내에 인가되면, 인가된 역세수와 공기에 의해 여재들(210)에 부착된 부유 물질 및 용존 물질이 교반과 진동에 의해 탈리된다. 그 후, 역세수가 여과기(200) 밖으로 유출(즉, 역세후수)되어 역세공정 과정을 거침으로써 역세수에 녹아있는 부유 물질 및 용존 물질이 제거될 수 있다. After step S106, reverse water for washing the filter media is applied to the filter to clean the filter media (step S108). The filter media is washed by applying reverse water into a filter having a filter layer with a lower density of filter media. As shown in FIG. 2 (d), when the
본 발명에 따라 이온교환섬유를 이용한 하수의 필터링 방법은 압축 여재 심층 여과 장치를 포함하여 여러 유형의 압축방식 및 여과방식이 조합된 여과장치 어디에도 사용될 수 있어서 오염된 하수의 처리공정을 간단히 할 수 있으며, 수질오염 처리비용도 절감되는 효과를 가질 수 있다. 또한, 역세수내 용존성 이온 탈착수를 혼입하여 역세후에 본 발명의 여재를 재사용할 수 있고 방류수의 특성에 따라 본 발명의 여재의 배율을 바꾸어 오염수의 처리효율을 증대 시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.The sewage filtering method using the ion exchange fiber according to the present invention can be applied to any type of filtering apparatus including various types of compression methods and filtration methods including a compressed filter medium deep filtration apparatus, , And water pollution treatment costs can be reduced. In addition, it is possible to reuse the filter material of the present invention after backwashing by mixing dissolved ion desorbing water in reverse water, and it is possible to change the magnification of the filter material of the present invention depending on the characteristics of the discharged water, .
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. The present invention has been described above with reference to the embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be construed to include various embodiments within the scope of the claims and equivalents thereof.
Claims (5)
상기 여과기 내에 유입된 상기 하수 중 부유 물질과 함께 총 질소 및 총 인을 포함하는 용존 물질에 대해 상기 여과층을 이용하여 필터링하고, 필터링된 하수를 배출하는 단계; 및
일정 시간 경과 후에, 상기 여재들의 세척을 위한 역세수를 상기 여과기 내로 인가하여 상기 여재들을 세척하는 단계를 포함하고,
상기 여재들 각각은,
상기 이온교환섬유와 제1 가연 섬유사가 6:4의 밀도 비율로 혼합되어 5수의 혼합된 섬유사를 구성하고, 상기 혼합된 섬유사는 강성, 내열성, 내수성 및 내마모성을 위한 제2 가연 섬유사와 1:6의 가닥수 비율로 합사되고, 상기 합사된 섬유사가 핵으로 제조되어 130℃의 온도, 3kg/hr의 압력, 20분의 시간으로 열융착된 것을 특징으로 하는 이온교환섬유를 이용한 하수 필터링 방법.Forming a filter layer composed of filter media including ion exchange fibers in a filter through which sewage flows;
Filtering the dissolved material including total nitrogen and total phosphorus together with suspended solids in the wastewater introduced into the filter using the filtration layer, and discharging the filtered sewage; And
And washing the filter media by applying a reverse osmosis water for washing the filter media to the filter after a lapse of a predetermined time,
Each of the above-
The ion-exchange fiber and the first combustible fiber yarn are mixed at a density ratio of 6: 4 to form a mixed fiber yarn of five numbers. The mixed fiber yarn comprises a second combustible fiber yarn for rigidity, heat resistance, water resistance and abrasion resistance, : 6 strands, and the fiber yarn thus fabricated is made into a core and thermally fused at a temperature of 130 캜, a pressure of 3 kg / hr, and a time of 20 minutes. .
상기 여과층을 형성한 후에, 상기 하수의 종류에 따라 상기 여과층을 구성하는 상기 여재들의 밀도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온교환섬유를 이용한 하수 필터링 방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of adjusting the density of the filter media constituting the filtration layer according to the type of the sewage after the filtration layer is formed.
상기 하수를 배출한 후에, 상기 여과층을 구성하는 상기 여재들의 밀도를 초기의 밀도 수준으로 조절하는 단계를 더 포함하고,
초기의 밀도 수준으로 조절된 상기 여재들에 대해 상기 역세수를 인가하여 세척하는 것을 특징으로 하는 이온교환섬유를 이용한 하수 필터링 방법.
The method of claim 2,
Further comprising the step of adjusting the density of the filter media constituting the filter layer to an initial density level after discharging the sewage,
Wherein the filter media is washed by applying the reverse water wash to the filter media adjusted to an initial density level.
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