KR102050980B1 - 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템은, 상부에서 내부에 미처리된 하폐수가 유입되어 하부로 하폐수가 이동하면서 여과가 이루어지는 여과수조; 상기 여과수조의 상부에 배치되고, 하부 방향으로 연장되어 상기 여과수조의 공간을 분리하는 격벽이 하부에 배치된 여과처리수조; 상기 미처리된 하폐수가 상기 여과수조의 내부에 유입되도록 상기 여과수조의 상부 측면에 배치된 유입관; 및 상기 여과처리수조에 수용된 여과수를 외부로 유출시키기 위해 상기 여과처리수조에 연결된 유출관을 포함하고, 상기 격벽의 내부는 상기 여과처리수조의 내부와 연결되며, 상기 여과수조의 하부에 여과된 여과수가 상기 격벽의 내부를 통해 상기 여과처리수조로 이동할 수 있다. 본 발명에 의하면, 여과공정을 하향류 흐름을 따라 처리하고, 여과장치와 역세수조 및 역세장치를 일체화시켜 설치 및 유지 관리가 쉽다는 효과가 있다.
Description
본 발명은 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이펀 원리를 이용하여 여과기의 역세척 효율을 개선할 수 있는 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템에 관한 것이다.
최근 물의 재이용에 대한 국내외에서의 관심이 증가하고 있다. 이러한 상황에서 재이용수의 용도에 맞는 수질과 경제성에 따라 다양한 물을 재이용하는 기술들에 대한 연구 및 실험이 이루어지고 있다. 더욱이, 우리나라의 경우, 물 부족 국가이며, 물 산업을 미래전략산업으로 집중 육성하고 있는 상황이다. 따라서 하수처리 수질 기준이 엄격하게 적용되고 있으며, 추가적인 공정개선을 위한 기술개발이 시급하다.
여과장치는, 수중의 탁도 성분을 함유한 물을 다공질 여과층에 통과시켜 수중의 탁도 성분을 제거하는 장치이다. 이러한 여과장치는 모든 정수처리의 전 처리시설로 반드시 필요하다. 여과장치에 이용되는 여과재는, 무연탄(anthracite), 실리카(sillica), 모래(sand) 및 석류석(garnet) 등이 이용되고, 이들을 단독 또는 복수로 여과층을 형성시켜 사용할 수 있다. 여과장치는, 여과탑의 설치에 따라 적립식 여과장치와 횡형식 여과장치로 구분된다.
여과장치는 정수처리를 위해 역삼투 공정과 같이, 분리막을 전처리 시설에 설치하여 분리막의 투수과도와 수명을 향상시킬 수 있다. 이러한 여과장치는, 하폐수처리 공정의 후단에 설치되어 주 공정에서 미처리된 고형물 등을 저감시키고, 안정적인 수질을 유지할 수 있도록 하여 방류처리 수질기준을 맞출 수 있고, 재이용수의 용도에 맞는 품질을 유지할 수 있다.
하지만, 종래의 여과장치는 에너지 소모량이 많고, 장치가 복잡하여 유지관리가 어려운 문제가 있고, 안정적인 처리수질을 맞추는 것이 어려워 최근 엄격해지는 하수처리 수질기준과 재이용수의 용도에 맞는 품질에 부합할 수 있는 새로운 기술이 필요하다.
종래에 대표적으로 상용되는 여과장치는, 모래여과장치, 부상여재를 이용한 여과장치, 이상식 상향류 연속 모래여과장치 등이 있다.
모래여과장치는, 여과재를 주로 모래를 사용하며, 하향식 흐름으로 설치하고 운영한다. 모래가 빠져나오지 않도록 모래의 하부에 하수 집수 장치를 설치하고, 별도로 역세수조를 설치하여, 역세수조에 배출수의 일부를 저장하고, 역세척 시 사용한다.
그리고 역세척은 역세수조에 설치된 펌프를 이용하여 모래의 하부 집수 장치를 통해 상향류 흐름에 의해 역세를 실시한다. 이때, 에어역세도 병행할 수 있다.
하지만, 역세척 속도를 높이려면 역세펌프의 용량이 너무 커져 에너지 소모량이 많아지고, 에어바인딩 현상이 발생하기 쉽기 때문에 역세효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 모래여과장치의 구성은, 유입 및 역세수 전동밸브, 여과조(모래여재 포함), 역세수조, 역세펌프 및 역세수 배관, 송풍기 및 에어역세배관을 포함하기 때문에 설치면적이 크고 유지관리가 어려운 문제가 있다.
부상여재를 이용한 여과장치는, 물보다 가벼운 여과재를 사용하여 상향식 흐름으로 운영한다. 부상여재를 이용한 여과장치는, 섬유 또는 스티로폼 등을 여과재로 사용하며, 물에 부상시켜 상향류로 여과하여 처리수를 배출한다. 역세척은 역세수조에서 역세펌프가 가동되고 유입 및 방류 전동밸브가 닫히고, 역세수에 의해 하향류로 세척 및 교반이 일어나면서 역세척이 이루어진다.
상기와 같이, 가벼운 재질의 여과재를 사용하여 수중에 부상하는 원리로 여과처리를 하지만, 여재표면에 고형물이 부착되어 여재비중이 높아지면 부상압력이 떨어져 여과효율이 낮아지는 문제가 있다.
이상식 상향류 연속모래 여과장치는, 모래를 여과재로 사용하며 상향식 흐름으로 운영하여 특히 여과공정과 역세공정이 동시에 이루어지는 역세 연속식 여과장치이다. 유입수가 여재의 하부에 유입되어 상향식 흐름으로 여과가 진행되고 동시에 에어 리프트에 의해 하부의 고형물이 부착된 여재를 중앙에 설치된 파이프라인을 따라 부상시켜 역세척을 연속적으로 진행한다. 이렇게 연속적으로 역세척이 이루어지므로 세정 수량이 많아져 큰 이물질이 유입되면 역세공정이 불량해지므로 처리 효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 에너지 소모량을 줄이고, 유지관리가 쉬운 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템은, 상부에서 내부에 미처리된 하폐수가 유입되어 하부로 하폐수가 이동하면서 여과가 이루어지는 여과수조; 상기 여과수조의 상부에 배치되고, 하부 방향으로 연장되어 상기 여과수조의 공간을 분리하는 격벽이 하부에 배치된 여과처리수조; 상기 미처리된 하폐수가 상기 여과수조의 내부에 유입되도록 상기 여과수조의 상부 측면에 배치된 유입관; 및 상기 여과처리수조에 수용된 여과수를 외부로 유출시키기 위해 상기 여과처리수조에 연결된 유출관을 포함하고, 상기 격벽의 내부는 상기 여과처리수조의 내부와 연결되며, 상기 여과수조의 하부에 여과된 여과수가 상기 격벽의 내부를 통해 상기 여과처리수조로 이동할 수 있다.
상기 여과수조는, 상기 유입관에서 유입된 하폐수를 여과수조 내에 유입시키기는 유입부; 상기 유입부의 하부에 배치되고, 상기 유입부에서 유입된 하폐수를 여과하는 제1 여재부; 상기 제1 여재부의 하부에 배치되며, 상기 제1 여재부를 통과한 하폐수를 여과하는 제2 여재부; 및 상기 제2 여재부의 하부에 배치되며, 상기 제2 여재부에서 여과된 여과수가 수용되는 여과부를 포함할 수 있다.
상기 격벽의 내부는 상기 여과부와 연결될 수 있다.
상기 유입부는 상기 유입된 하폐수에서 이물질을 거르기 위한 필터가 설치될 수 있다.
상기 여과수조의 내측면에 배치되고, 상기 여과수조의 내부 압력을 측정하는 압력센서; 상기 유입부와 연결되는 하나 이상의 배출배관; 상기 배출배관을 채운 하폐수의 이동을 차단하는 전동밸브를 더 포함하고, 상기 전동밸브는 상기 압력센서에서 측정된 상기 여과수조의 내부 압력이 설정된 압력보다 높은 경우 상기 여과수조의 역세공정을 위해 개방될 수 있다.
상기 격벽의 내부에 상기 여과처리수조에 수용된 여과수를 하부 방향으로 이동시키기 위한 역세 펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 전동밸브가 폐쇄되면, 상기 유입관을 통해 유입되는 하폐수가 상기 여과수조 내부로 공급될 수 있다.
상기 유입부는 상기 여과수조보다 측면방향으로 돌출되어 형성되고, 상기 여과수가 배출 시 사이펀을 발생시키기 위해 하나 이상의 배출배관은 상기 유입부의 하부에 연결될 수 있다.
상기 하나 이상의 배출배관은 다수 개이고, 다수 개의 배출배관은 하나의 메인 배출배관에 연결되며, 상기 전동밸브는 상기 메인 배출배관이 설치될 수 있다.
상기 여과수조 내 유입수의 수위가 상승 시 상기 여과수조 내의 공기를 배출하기 위해 여과수조와 연결된 에어 벤트를 더 포함할 수 있다.
상기 여과처리수조 내 처리수의 수위가 상승 시 상기 여과처리수조 내의 공기를 배출하기 위해 여과수조와 연결된 에어 벤트를 더 포함할 수 있다.
상기 유입관은 상기 하폐수의 유입을 제어하기 위해 밸브가 설치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 여과공정을 하향류 흐름을 따라 처리하고, 여과장치와 역세수조 및 역세장치를 일체화시켜 설치 및 유지 관리가 쉽다는 효과가 있다.
또한, 여과수조의 상부에 여과처리수조를 배치하여, 여재들에 의해 여과된 여과수가 여과처리수조를 통해 외부로 배출될 수 있으며, 또한, 여과처리수조에 수용된 여과수를 이용하여 여과수조의 여재들을 세척할 수 있어, 보다 간편하게 여과수조를 세척할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 여과 시스템의 세부 구성 중 일부를 도시한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 시스템의 여과공정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템의 역세공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 여과 시스템의 세부 구성 중 일부를 도시한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 시스템의 여과공정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템의 역세공정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템을 도시한 단면도이다. 그리고 도 3은 도 2에 도시된 여과 시스템의 세부 구성 중 일부를 도시한 도면들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템(100)은, 여과수조(110), 여과처리수조(120), 유입관(130) 및 유출관(140)을 포함한다.
여과수조(110)는, 유입관(130)을 통해 저수조에서 하폐수 처리 공정에서 미처리된 하폐수가 유입되어 여과하기 위해 구비된다. 본 실시예에서, 여과수조(110)는 대략 원통 형상을 가지며, 내부에 미처리된 하폐수가 유입될 수 있는 공간이 형성된다. 그리고 여과수조(110)의 하부에 내부의 물이 소정의 위치에 모이도록 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 여과수조(110)는 유입부(112), 제1 여재부(114), 제2 여재부(116) 및 여과부(118)를 포함한다.
유입부(112)는 유입관(130)에서 여과수조(110)로 유입된 미처리된 하폐수가 유입되며, 유입부(112)의 일 측에 배치된 유입관(130)에서 미처리된 하폐수가 여과수조(110) 내에 고르게 유입되도록 여과수조(110)의 테두리를 따라 배치된다. 즉, 유입부(112)는 여과수조(110)의 상단에 여과수조(110)의 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예컨대, 여과수조(110)의 횡단면이 원형일 때, 유입부(112)는 여과수조(110)의 외주면을 둘러싸도록 배치되어, 여과수조(110)의 상단 내측벽에서 미처리된 하폐수가 여과수조(110) 내부에 유입되도록 한다.
이때, 유입부(112)에는 필터(FT)가 배치될 수 있다. 필터(FT)는 유입부(112)에서 여과수조(110) 내로 유입되는 미처리된 하폐수에 포함된 크기가 큰 이물질을 걸러내기 위해 구비된다. 또한, 필터(FT)는 역세 공정 중 여재가 배출배관(EP)을 통해 배출되지 않도록 하기 위해 구비된다. 본 실시예에서, 유입부(112)가 여과수조(110)의 상단 외주면을 둘러싸도록 배치됨에 따라 필터(FT)는 여과수조(110) 상단 내측벽의 내주면을 따라 배치될 수 있다. 이러한 필터(FT)는 예컨대, 미세한 웨지 스크린망일 수 있다.
그리고 유입부(112)를 통해 미처리된 하폐수가 여과수조(110)로 유입될 때, 공기가 함께 유입될 수 있는데, 공기가 여과수조(110)에 유입된 것을 외부로 배출하기 위해 에어 벤트(AV)가 유입부(112)에 설치될 수 있다. 에어 벤트(AV)는 여과수조(110) 내의 공기를 외부로 배출하기 위해 구비되며, 여과수조(110)의 내부 수압이 낮아지면, 여과수조(110) 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.
제1 여재부(114)는 여과수조(110)의 내부 공간에 중단에 배치되며, 유입부(112)를 통해 유입된 미처리된 하폐수를 1차로 여과하는 역할을 한다. 이를 위해 제1 여재부(114)는 한 종류 이상의 여재가 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 여재부(114)에 포함된 여재는 입자의 크기가 작은 여재가 이용될 수 있다. 일례로, 제1 여재부(114)에 포함된 여재는, 제올라이트(zeolite)가 이용될 수 있고, 오염물질의 탈리 효과를 높이기 위해 구 형상의 입자가 이용될 수 있다.
제1 여재부(114)에 배치되는 여재는, 비중이 물보다 크며, 대략 1.2 내지 3.0일 수 있다. 따라서 여과수조(110) 내로 유입된 하폐수가 제1 여과재를 통과할 때, 상부에서 하부 방향으로 이동하는 하폐수에 의해 여재가 다른 위치로 이동되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 제1 여재부(114)에 이용된 여재는, 구형 형상으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 유입된 하폐수의 성상에 따라 여재의 입자 크기나 배합 또는 성상을 다양하게 조합할 수 있다. 따라서 제1 여과재에 의해 높은 처리효율과 안정적으로 처리수질을 관리할 수 있다.
제2 여재부(116)는 제1 여재부(114)의 하부에 배치된다. 따라서 여과공정이 이루어질 때, 여과수조(110)로 유입된 하폐수는 제1 여재부(114)를 거친 이후에 제2 여재부(116)에 포함된 여재를 관통할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 여재부(116)에 배치되는 여재는, 제1 여재부(114)에 배치되는 여재보다 상대적으로 큰 입자를 가질 수 있다. 예컨대, 제2 여재부(116)에 배치되는 여재는, 자갈일 수 있다.
이때, 제2 여재부(116)에 배치되는 여재는 스트레이너(strainer) 등을 이용하여 분리할 수 있다.
본 실시예에서, 제2 여재부(116)는 여과수조(110)의 하부에 배치되며, 제2 여재부(116)의 하부에 제1 여재부(114) 및 제2 여재부(116)를 통과한 여과수가 모이는 여과부(118)가 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 제1 여재부(114) 및 제2 여재부(116)는 각각 상부와 하부에 각각 영역을 분리할 수 있는 분리판(미도시)이 배치될 수 있다. 분리판은 제1 여재부(114)에 배치된 여재와 제2 여재부(116)에 배치된 여재가 각각 서로 섞이는 것을 방지할 수 있고, 여재가 각 위치에서 다른 위치로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 물론, 분리판은 유입부(112)를 통해 유입된 하폐수는 이동할 수 있는 구조를 가지며, 예컨대, 분리판에 다수의 관통홀이 형성될 수 있다. 이때, 분리판은 반드시 구비될 필요는 없으며, 필요에 따라 제1 여재부(114)의 상부 및 제2 여재부(116)의 하부에만 구비되거나 또는 제2 여재부(116)의 하부에만 구비될 수 있다.
여과부(118)는 제2 여재부(116)의 하부에 배치되고, 제1 여재부(114) 및 제2 여재부(116)를 거쳐 여과된 여과수가 채워질 수 있다. 여과부(118)는 하부가 폐쇄된 상태이고, 중앙부분을 향해 하부 방향으로 경사면을 가질 수 있다. 따라서 여과부(118)의 가장자리의 위치로 여과수가 유입되더라도 여과부(118)의 중앙 측으로 이동될 수 있다.
여과처리수조(120)는, 여과수조(110)의 상부에 배치된다. 이때, 여과처리수조(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 여과수조(110)와 영역이 분리된 상태로 형성된다. 그리고 여과처리수조(120)는 중앙 부분에 하부 방향으로 격벽(122)이 형성된다.
격벽(122)은 대략 원통 형상으로 형성되고, 여과처리수조(120)의 내부와 여과부(118)를 연결하도록 배치될 수 있다. 따라서 여과부(118)로 유입된 여과수는 격벽(122)의 내부를 통해 상승하여 여과처리수조(120)로 이동될 수 있다. 본 실시예에서, 격벽(122)의 하단은 제2 여재부(116)보다 하부에 배치되도록 하여 격벽(122)의 하단이 여과부(118)의 내부에 배치되도록 한다. 그에 따라 여과부(118)에 수용된 여과수만 격벽(122)의 내측을 통해 여과처리수조(120)로 이동될 수 있다.
이때, 유입부(112)를 통해 미처리된 하폐수가 충분히 유입되는 경우, 여과수의 측면, 즉, 격벽(122)의 외측에서 하부 방향으로 하폐수가 이동됨에 따라 여과부(118)에서 격벽(122)의 내측으로 유입되는 여과수의 양이 증가하여 여과수가 격벽(122) 내부에서 상부 방향으로 용이하게 이동할 수 있다. 여기서, 격벽(122)의 내부에는 역세 펌프(BP)가 배치될 수 있다.
이렇게 여과처리수조(120)로 이동된 여과수는 여과처리수조(120)의 일 측 상부에 배치된 유출관(140)을 통해 외부의 정수조로 이동될 수 있다.
이때, 여과처리수조(120)의 중앙의 일부가 상부로 돌출되어 형성되고, 돌출된 부분의 상면은 개방될 수 있다. 이렇게 개방된 상면을 덮도록 캡(cap, 124)이 배치될 수 있다. 캡(124)은 여과처리수조(120)에서 탈착할 수 있도록 배치되며, 격벽(122)의 내측의 상부에 위치할 수 있다. 따라서 역세 펌프(BP)를 수리하고자 할 때, 캡(124)을 여과처리수조(120)에서 개방하여 하부의 역세 펌프(BP)를 수리할 수 있다.
그리고 캡(124)에는 에어 벤트(AV)가 설치될 수 있다. 에어 벤트(AV)는 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 수위가 높아져 물이 에어 벤트(AV)의 일부를 채우면 폐쇄되고, 수위가 낮아져 물이 에어 벤트(AV)를 채우지 않으면 개방되는 구조를 갖는다. 따라서 수압이 높아지면, 그만큼 응압이 높아지므로, 여과처리수조(120)의 상부에 위치하는 공기를 제거할 필요가 있으며, 에어 벤트(AV)는 여과처리수조(120)의 내부에 공기를 제어하여 응압이 높아지는 것을 방지할 수 있다.
유입관(130)은 유입부(112)의 일 측에 배치되고, 저수조에서 미처리된 하폐수를 유입부(112)로 공급한다. 이때, 유입관(130)에는 밸브가 설치될 수 있으며, 유입관(130)에 설치된 밸브는 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 하폐수가 유입될 때는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 밸브가 개방되고, 하폐수의 유입이 없을 때는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 자중에 의해 밸브가 폐쇄되는 구조를 가질 수 있다.
유출관(140)은 여과처리수조(120)의 상단에 배치되고, 여과처리수조(120)에 수용된 여과수를 외부에 배치된 정수조로 이송시키기 위해 구비된다. 격벽(122)의 내측을 통해 여과된 여과수가 지속적으로 공급되면, 공급되는 여과수의 수압으로 인해 여과처리수조(120) 내의 수압이 높아지므로 높아진 수압에 의해 유출관(140)을 통해 여과처리수조(120) 내의 여과수가 유출관(140)을 통해 유출될 수 있다.
배출배관(EP)은 다수 개가 구비되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 유입부(112)와 연결될 수 있다. 따라서 여과수조(110)에 하폐수가 모두 채워지면, 하폐수는 배출배관(EP)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 즉, 배출배관(EP)의 일 측은 각각 유입부(112)와 연결되고, 타 측은 수집부(GT)에 연결될 수 있다.
수집부(GT)는 여과부(118)의 하부에 배치될 수 있고, 다수의 배출배관(EP)을 통해 유입된 물이 한 곳으로 모으기 위해 구비된다. 그리고 수집부(GT)에는 메인 배출배관(MEP)이 설치되며, 그에 따라 수집부(GT)에 모인 물은 메인 배출배관(MEP)을 통해 외부의 처리조로 배출될 수 있다.
이때, 메인 배출배관(MEP)에는 원격에서 제어되는 전동밸브가 설치될 수 있다. 전동밸브는, 특정 신호가 수신되는 경우에 개방되며, 신호가 수신되지 않는 경우, 폐쇄된 상태가 유지된다. 따라서 전동밸브가 폐쇄된 상태이면, 유입관(130)을 통해 유입부(112)로 유입된 하폐수의 일부가 배출배관(EP) 및 수입부를 채우고, 메인 배출배관(MEP)의 일부를 채운 상태일 수 있다. 이렇게 배출배관(EP)이 하폐수에 의해 채워진 상태가 되면, 더 이상 배출배관(EP)으로 하폐수가 유입되지 못하고, 유입관(130)을 통해 유입된 하폐수는 유입부(112)를 통해 여과수조(110)로 유입될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 여과수조(110)의 내측에 압력센서(PS)가 설치될 수 있다. 압력센서(PS)는 여과수조(110) 내의 압력을 측정한다. 압력센서(PS)는 여과수조(110) 내의 압력이 설정된 압력보다 높아지는 경우, 본 실시예에 따른 여과 시스템(100)은, 여과공정이 수행되는 것을 중단하고, 역세 공정을 수행한다. 즉, 역세 공정이 수행되도록 전동밸브를 개방시키고, 역세 펌프(BP)를 동작시킬 수 있다.
이렇게 여과 시스템(100)은 역세 공정을 수행할 수 있는데, 압력센서(PS)는 여과 공정에서 역세 공정으로 전환되는 스위치의 역할을 수행한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 시스템의 여과공정을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 여과 시스템(100)이 여과공정으로 동작할 때, 하폐수의 진행 방향을 확인할 수 있다. 유입관(130)을 통해 미처리된 하폐수가 유입부(112)로 유입되면, 유입부(112)에서 여과수조(110) 내로 하폐수가 이동될 수 있다. 이때, 배출배관(EP)에 유입관(130)을 통해 유입된 하폐수가 먼저 채워질 수 있으며, 메인 배출배관(MEP)에 설치된 전동밸브가 폐쇄된 상태이므로, 배출배관(EP)에 하폐수가 채워지면, 그 이후에 유입부(112)에서 여과수조(110)에 하폐수가 공급될 수 있다.
이렇게 공급된 하폐수는 제1 여재부(114) 및 제2 여재부(116)를 거쳐 여과가 이루어지고, 하부에 배치된 여과부(118)에 여과수의 형태로 모일 수 있다. 그리고 지속적으로 유입부(112)를 통해 하폐수가 유입됨에 따라 여과부(118)에 수용된 여과수는 격벽(122)의 내부를 통해 상승하여 여과처리수조(120)로 이동될 수 있다. 여과처리수조(120)에 여과수가 채워짐에 따라 여과처리수조(120)의 상부에 배치된 유출관(140)을 통해 외부 정수조로 여과수가 이동될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 시스템의 역세공정을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 여과 시스템(100)이 역세공정으로 동작할 때, 물의 이동 방향을 확인할 수 있다. 압력센서(PS)에서 여과수조(110) 내의 압력이 설정된 압력보다 커지면, 전동밸브를 개방시킬 수 있다. 그에 따라 전동밸브를 통해 메인 배출배관(MEP), 수집부(GT) 및 배출배관(EP)을 채운 하폐수가 외부의 처리조로 이동하며, 유입관(130)을 통해 유입되는 하폐수는 유입부(112)로 이동되지 못하고 배출배관(EP)을 통해 처리조로 이동될 수 있다.
따라서 전동밸브가 개방됨에 따라 여과수조(110)에는 더 이상 하폐수가 유입되지 않을 수 있다.
그리고 압력센서(PS)에 의해 역세 펌프(BP)가 가동될 수 있다. 역세 펌프(BP)는 격벽(122) 내를 채운 여과수를 하부 방향으로 이동시키도록 동작하며, 그에 따라 여과처리수조(120) 내의 여과수를 비롯하여 유출관(140)을 통해 정수조에 저장된 정수의 일부가 격벽(122) 내부로 유입될 수도 있다.
이렇게 역세 펌프(BP)가 동작하여 여과처리수조(120)의 여과수가 여과부(118)에 공급되면, 여과부(118)에서 제2 여재부(116) 및 제1 여재부(114)에 공급될 수 있다. 이때, 여과처리수조(120)는 여과수조(110)보다 상부에 배치되기 때문에 여과처리수조(120)에 수용된 여과수는 격벽(122)의 내부를 통해 하부 방향으로 이동하는데, 역세 펌프(BP)의 동작으로 인해 여과수의 이동 속도가 증가될 수 있다. 또한, 배출배관(EP)으로 역세수가 배출되면서 사이펀이 발생하여 여과수조(110) 및 여과처리수조(120)는 음압(-)이 발생하게 되어 여과수의 이동속도가 더욱 증가될 수 있다.
따라서 여과수의 증가된 이동 속도에 의해 제2 여재부(116) 및 제1 여재부(114)에 각각 배치된 여재는 각각 상호 간의 충돌이 일어날 수 있고, 충돌로 인한 여재들 간의 마찰과 여과수의 증가된 이동 속도로 발생된 수류에 의해 각 여재에 부착된 부착물질 등이 여재에서 분리되면서 세척될 수 있다. 이렇게 깨끗한 여과수를 이용하여 제1 여재부(114) 및 제2 여재부(116)에 배치된 여재들을 세척할 수 있어, 여재들의 역세척 효율을 극대화할 수 있다.
그리고 제2 여재부(116) 및 제1 여재부(114)를 순차적으로 통과한 여과수는 유입부(112)를 통해 배출배관(EP)으로 이동될 수 있고, 배출배관(EP)을 통해 외부 처리조로 이동될 수 있다.
이때, 필요에 따라 학습할 수 있는 인공지능을 이용하여 역세 펌프(BP)의 가동시간, 역세 펌프(BP)의 RPM 등과 함께 여재의 세척 정도를 피드백하여 역세 공정 시간 등을 자동으로 제어할 수 있다. 예컨대, 여재의 세척 정도에 대한 피드백은, 초기에 1분 동안 역세 공정이 수행될 때의 수압과 여과공정이 이루어진 이후에 역세 공정이 1분 동안 수행될 때의 수압을 비교한 결과일 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 여과 시스템
110: 여과수조
112: 유입부
114: 제1 여재부
116: 제2 여재부
118: 여과부
120: 여과처리수조
122: 격벽
124: 캡
130: 유입관
140: 유출관
AV: 에어 벤트
BP: 역세 펌프
EP: 배출배관
FT: 필터
GT: 수집부
MEP: 메인 배출배관
PS: 압력센서
110: 여과수조
112: 유입부
114: 제1 여재부
116: 제2 여재부
118: 여과부
120: 여과처리수조
122: 격벽
124: 캡
130: 유입관
140: 유출관
AV: 에어 벤트
BP: 역세 펌프
EP: 배출배관
FT: 필터
GT: 수집부
MEP: 메인 배출배관
PS: 압력센서
Claims (12)
- 상부에서 내부에 미처리된 하폐수가 유입되어 하부로 하폐수가 이동하면서 여과가 이루어지는 여과수조;
상기 여과수조의 상부에 배치되고, 상기 여과수조의 공간을 분리하는 격벽이 하부에 배치된 여과처리수조;
상기 미처리된 하폐수가 상기 여과수조의 내부에 유입되도록 상기 여과수조의 상부 측면에 배치된 유입관; 및
상기 여과처리수조에 수용된 여과수를 외부로 유출시키기 위해 상기 여과처리수조에 연결된 유출관을 포함하고,
상기 격벽은 ‘T’ 형태의 단면을 갖고, 상기 여과수조 내에서 상기 여과처리수조 내로 물이 상승 또는 하강할 수 있는 상기 격벽의 내부 공간과 하폐수가 여과되는 상기 격벽의 외부 공간을 분리하며,
상기 격벽의 외부 공간에는 여재가 포함되고,
상기 여과수조는, 상기 유입관으로부터 유입된 하폐수를 여과수조 내에 유입시키기는 유입부를 포함하되, 상기 유입부는 상기 여과수조에서 측면방향으로 돌출되어 형성되고,
상기 유입부로 유입된 하폐수는, 상기 유입부와 연결되되 상기 여과수조 외부에서 하부로 연장되도록 배치되는 복수 개의 배출배관에 먼저 채워진 후 상기 격벽의 외부 공간에 채워지며,
상기 격벽의 내부로 정의된 공간의 하부에 역세 펌프가 구비되어, 역세 공정 시, 상기 여과처리수조에 수용된 여과수가 자중에 의해 상기 격벽의 내부 공간을 따라 이동하는 이동속도 및 상기 배출배관으로 역세수가 배출되면서 발생하는 사이펀에 의한 여과수의 이동속도를 증가시키고,
상기 여과처리수조 상면에 탈착이 가능하도록 구비된 캡이 더 포함되어, 상기 캡을 개방하여 상기 역세 펌프의 정비가 가능한, 여과 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 여과수조에서, 상기 격벽의 외부 공간은,
상기 유입관에서 유입된 하폐수를 여과수조 내에 유입시키기는 유입부;
상기 유입부의 하부에 배치되고, 상기 유입부에서 유입된 하폐수를 여과하는 제1 여재부;
상기 제1 여재부의 하부에 배치되며, 상기 제1 여재부를 통과한 하폐수를 여과하는 제2 여재부; 및
상기 제2 여재부의 하부에 배치되며, 상기 제2 여재부에서 여과된 여과수가 수용되어 상기 격벽의 내부 공간으로 상기 여과수를 유출시키는 여과부를 포함하는 여과 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 유입부는 상기 유입된 하폐수에서 이물질을 거르기 위한 필터가 설치된 여과 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 여과수조의 내측면에 배치되고, 상기 여과수조의 내부 압력을 측정하는 압력센서; 및
상기 배출배관을 채운 하폐수의 이동을 차단하는 전동밸브를 더 포함하고,
상기 전동밸브는 상기 압력센서에서 측정된 상기 여과수조의 내부 압력이 설정된 압력보다 높은 경우 상기 여과수조의 역세공정을 위해 개방되는 여과 시스템. - 삭제
- 청구항 5에 있어서,
상기 전동밸브가 폐쇄되면, 상기 유입관을 통해 유입되는 하폐수가 상기 여과수조 내부로 공급되는 여과 시스템. - 삭제
- 청구항 5에 있어서,
상기 여과수조 외부의 하부에는,
상기 배출배관을 통해 유입된 하폐수가 모이도록 구비되는 수집부; 및
상기 수집부를 외부의 처리조로 연결하는 메인 배출배관을 포함하고,
상기 전동밸브는 상기 메인 배출배관에 설치된 여과 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 여과수조 내 유입수의 수위가 상승 시 상기 여과수조 내의 공기를 배출하기 위해 여과수조와 연결된 에어 벤트를 더 포함하는 여과 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 여과처리수조 내 처리수의 수위가 상승 시 상기 여과처리수조 내의 공기를 배출하기 위해 여과수조와 연결된 에어 벤트를 더 포함하는 여과 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 유입관은 상기 하폐수의 유입을 제어하기 위해 밸브가 설치된 여과 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190044615A KR102050980B1 (ko) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020190044615A KR102050980B1 (ko) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102050980B1 true KR102050980B1 (ko) | 2019-12-03 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020190044615A KR102050980B1 (ko) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | 여과공정 및 역세공정을 갖는 여과 시스템 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090067981A (ko) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 급속 여과장치 및 이를 구비한 여과시스템 |
| KR20130013063A (ko) * | 2011-07-27 | 2013-02-06 | 주식회사 유비이엔씨 | 트리 필터 박스 |
| KR101330572B1 (ko) * | 2012-08-23 | 2013-11-18 | 이노엔비텍(주) | 오존과 자외선을 이용한 수처리장치 |
| KR101731949B1 (ko) | 2016-04-21 | 2017-05-25 | (주)동양화학 | 자연 유하식 역세 기능이 구비된 정수여과장치 및 역세방법 |
-
2019
- 2019-04-17 KR KR1020190044615A patent/KR102050980B1/ko active IP Right Grant
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