KR102232332B1 - 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템에 관한 것으로, 초기우수가 유입되고 협잡물을 처리하는 전처리조와 상기 전처리조의 전처리 우수가 유입되는 여과조, 상기 여과조 내부에서 시소운동이 가능하고 상부가 개방된 여과 하우징, 상기 여과조의 상부에 설치되어 상기 여과 하우징을 시소운동시키는 구동부재, 상기 여과 하우징 내부에 수용되며 상기 전처리우수를 여과하는 복수의 여과재, 상기 여과 하우징으로부터 여과된 처리우수를 배출하는 배출부재, 및 상기 배출부재로부터 배출된 처리우수를 저류 및 방류하는 방류조를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템은 여과재가 수용되는 여과 하우징을 시소운동시켜 여과재를 유동시킴으로써, 적은 에너지로 용이하게 여과재의 고형물질의 탈리 및 세정시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

Description

효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템{stormwater filtering system with backwashing facility}

본 발명은 우수와 함께 유출되는 고형물질을 흡착 및 여과하는 초기우수 여과 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 우수에 포함된 고형물질을 여과하는 여과 하우징을 역세척시 유동시키고 역세척수를 분사함으로써 여과재에 흡착 및 여과재 사이에 억류된 고형물질을 효율적으로 탈리시켜 여과재를 세정시키는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 산업의 발달과 도시화의 진전으로 인하여 도시에서의 초기우수는 대기중의 오염물질과 상업, 공업, 주택단지 및 도로면의 오물, 먼지, 오일, 흙, 모래 등의 각종 비점오염물질을 포함한 상태로 합류식 하수관이나 분리식 우수관을 통해 호소나 하천 등으로 흘러들어가 수질오염과 생태계 파괴를 초래함에 따라 초기우수의 처리에 대한 필요성이 강조되고 있다.

비점오염원이란 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등으로서 불특정장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 배출원을 말한다. 반대로 점오염원이란 오염물질의 유출경로가 명확하여 수집이 쉬운 오염물질 배출원을 의미하며, 계절에 따른 영향이 상대적으로 적은 만큼 연중 발생량이 예측이 가능하고, 처리장 등 처리시설의 설계와 관리가 용이한데 비하여, 비점오염원은 오염물질의 유출 및 배출 경로가 명확하게 구분되지 않아 수집이 어렵고 발생량이 강수량 등의 기상조건에 크게 좌우되어 처리시설의 설계 및 유지관리가 어려운 문제점이 있다.

한편, 비점오염원의 초기 부하 오염물질을 저감시키기 위한 시설로는 크게 자연형 저감시설과 장치형 저감시설로 구분할 수 있으며, 장치형 저감시설에 속하는 여과형 저감시설은 여과 처리효율이 높고 부지면적이 적게 소요되는 등의 장점이 있어 선호되고 있는 비점오염원저감시설 중의 하나이다.

상기 여과형 비점오염저감시설에서 여과 공정을 구성하는 중요한 요소 중 하나는 여과재로서, 다양한 물질들이 여과 공정에서 여재로 활용되고 있다. 주요 여재 물질로는 플라스틱, 모래, 세라믹 등이 있고, 처리 대상에 따라 사용되는 여과재는 상이하며 최근 비점오염원을 포함한 하수처리시에는 플라스틱, 세라믹, 멤브레인, 나노물질 등이 이용된다.

또한, 여과 공정에서 중요한 다른 요소는 역세척이다. 역세척은 여과재에 흡착되거나 여과재 사이에 포획된 오염물질을 제거하는 공정이다. 여과 공정에서 오염물질을 여과하면서 여과재 내에 오염물질이 쌓이게 되면 여과 효율이 감소되므로, 역세척을 실시하여 여과 효율을 유지시키는 것이다.

등록특허공보 제10-1769412호에 진동세척방식을 이용한 상향류 여과식 비점오염원 저감장치가 개시되어 있다. 상기 개시된 저감장치는 우수 중의 오염물질을 처리하는 필터유닛을 기계적인 방법으로 상하 진동시켜 역세척하여 세척효율을 향상시키는 장점이 있다.

하지만, 상기 개시된 저감장치는 여과재를 수용하는 여과재 수용공간을 진동세척수단을 통해 진동시킴으로써 여과재의 표면에 흡착된 고형물질을 탈리시킬 수 있으나, 여과재의 사이사이에 끼어있는 고형물질을 쉽게 제거하기 어려운 단점이 있으며, 또한 이와 같은 역세척 수단은 역세수를 분사하더라도 여과재 사이의 공간의 세척이 어렵다.

대한민국 등록특허공보 제10-1769412호(2017.08.11 등록)

없음

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 여과재가 수용되는 여과 하우징의 충진탱크 양측의 격벽을 개방해 유동공간을 확장하여 여과재의 충진밀도와 충진높이를 낮추고, 여과 하우징을 시소운동시켜 여과재를 용이하게 유동시킴으로써, 여과재 사이의 고형물질을 효과적으로 탈리시킬 수 있는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 역세척 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 충진밀도와 충진높이가 낮아진 여과재층의 표면 뿐 아니라 각각의 여과재 표면에 직접 역세척수를 분사하여 역세척 효율을 높일 수 있는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 역세척 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 여과 하우징의 시소운동에 대응하여 움직일 수 있는 역세척수공급관을 구비하여 여과 하우징의 시소운동에도 여과재층에 균일하게 역세척수를 분사할 수 있는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 역세척 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템은 초기우수가 유입되고 협잡물을 처리하는 전처리조; 상기 전처리조에서 처리된 전처리우수가 유입되는 여과조; 상기 여과조 내부에서 시소운동이 가능하고 상부가 개방된 여과 하우징; 상기 여과조의 상부에 설치되어 상기 여과 하우징을 시소운동시키는 구동부재; 상기 여과 하우징 내부에 수용되며 상기 전처리우수를 여과하는 복수의 여과재; 상기 여과 하우징으로부터 여과된 처리우수를 배출하는 배출부재; 및 상기 배출부재로부터 배출된 처리우수를 저류 및 방류하는 방류조를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출부재는, 상기 여과 하우징의 양측면에 형성되어 상기 여과조로부터 여과 하우징을 지지하고 시소운동시키는 구동축과, 상기 구동축의 내부를 관통하고 일단이 상기 여과 하우징의 내부 방향으로 연장되는 배출구와, 상기 배출구의 타단과 연결되고 여과된 우수를 방류조로 이송시키는 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 여과 하우징은, 상기 여과재가 충진되는 여과재 충진탱크, 상기 여과재 충진탱크 양측에 마련되어 여과 하우징의 시소운동시 여과재가 유동가능하도록 공간이 확장되는 확장탱크, 및 상기 확장탱크의 상부면에서 상기 확장탱크를 개폐 가능하도록 마련된 점검도어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 여과재 충진탱크는 상부에 여과된 처리우수가 배출되도록 통공이 형성된 상부덮개와, 하부에 전처리우수가 유입되고 여과재로부터 탈리된 고형물질이 배출되도록 통공이 형성된 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동축은 상기 상부덮개가 설치된 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 여과 하우징은 상기 여과재 충진탱크와 확장탱크 사이를 차단하는 셔터와, 상기 셔터를 동작시키는 셔터모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 여과 하우징은 시소운동시 여과 하우징의 상부로 우수가 유입되는 것을 방지하는 오염수방지덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부재는 상기 여과 하우징의 양단에 각각 결합되는 구동벨트와, 상기 구동벨트를 왕복시키는 구동모터, 및 상기 구동벨트와 구동모터를 지지하는 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방류조에 저류된 처리우수를 이용하여 상기 여과재에 역세척수를 공급하는 역세척수공급부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역세척수공급부재는, 상기 방류조에 저류된 우수를 상기 여과재에 공급하도록 동력을 제공하는 역세척수공급펌프, 상기 역세척수공급펌프에 일단이 연결되고 역세척수를 이송시키는 역세척수공급관, 및 상기 역세척수공급관의 타단에 연결되고 상기 여과 하우징 내부에 고정설치되는 역세척수분사노즐부를 포함하되, 상기 역세척수공급관은 상기 여과재 충진탱크 내부에 역세척수를 분사하는 제1 분사부로 이어지는 제1 공급관과, 상기 확장탱크 내부에 역세척수를 분사하는 제2 분사부로 이어지는 제2 공급관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역세척수공급관은 상기 여과 하우징의 시소운동에 대응하여 움직임일 수 있도록 상기 역세척수공급관의 일정부분이 유연한 고무관 또는 주름관으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비가 구비된 초기우수 여과 시스템에 의하면, 여과조 내부에서 여과재의 유동가능한 확장공간이 구비되고 시소운동이 가능한 여과 하우징을 구동부재의 간편한 동작으로 시소운동시켜 적은 에너지로 효율적인 여과재의 역세척을 수행할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한 본 발명에 따른 역세척 설비가 구비된 초기우수 여과 시스템에 의하면, 여과층의 밀도를 낮추고 여과 하우징의 유동에 맞추어 역세척수를 분사시켜 여과재 사이의 고형물질을 효율적으로 탈리 및 세정시킬 수 있는 효과도 얻어진다.

도 1은 본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비가 구비된 초기우수 여과 시스템의 전체 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비가 구비된 초기우수 여과 시스템의 여과조의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비가 구비된 초기우수 여과 시스템의 측단면을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비가 구비된 초기우수 여과 시스템의 여과조의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 여과 하우징을 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 여과 하우징의 단면을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 여과 하우징의 배출부재를 설명하기 위한 도면, 및
도 8은 본 발명에 따른 여과 시스템의 역세척 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본 발명에 있어서 초기우수는 강우시 본 발명의 여과 시스템의 전처리조에 유입되는 우수를 의미하며, 전처리우수는 전처리조에서 협잡물이 제거되어 여과조로 유입되는 우수를 의미하며, 처리우수는 여과조에서 여과재에 의해 고형물질이 제거된 우수를 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템의 전체 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 초기우수(w1)가 유입되고 협잡물을 처리하는 전처리조(10), 상기 전처리조(10)에서 협잡물이 제거된 전처리우수(w2)를 상향류 방식으로 여과하는 여과조(20), 및 상기 여과조(20)에서 여과된 처리우수(w3)를 저류하고 외부의 배출수역으로 배출하는 방류조(30)로 구성된다.

본 발명에 따른 초기우수 여과 시스템은, 강우시 지표면에 노출된 오염물질을 포함하고 있는 초기우수를 여과처리하여 배출수역으로 배출하는 여과과정을 수행하고, 강우가 종료되면 고형물질을 흡착·포획하고 있는 여과재층의 여과재를 세척함으로써 여과 시스템의 여과능을 회복시키는 역세척과정을 수행하는 설비이다.

상기 전처리조(10)는 초기우수에 포함된 토사 등의 비중이 무거운 물질과 낙엽, 비닐 등 조대물질을 제거하기 위한 것으로, 전방 상부에는 초기우수가 유입되는 제1유입구(11)가 형성되고, 전처리조(10)의 후방에는 유입된 초기우수를 여과하는 여과조(20)가 설치되며, 상기 전처리조(10)와 여과조(20)의 사이에는 격벽이 설치되어 전처리조(10)와 여과조(20)를 구획한다. 이때 제1 유입구(11)에는 스크린(미도시)이 설치되어 우수와 함께 유입되는 조대물질을 걸러내는 것이 바람직하다.

전처리조(10)와 여과조(20) 사이의 격벽 하부에는 전처리조(10)에서 유출된 전처리우수를 여과조(20)로 유입시키는 제2유입구(12)가 마련된다.

상기 전처리조(10)에 유입된 초기우수는 전처리조(10)를 거치면서 비중이 무거운 물질이 바닥에 침전·제거되어 전처리되며, 이후 전처리된 전처리우수는 상기 제2유입구(12)를 통해 여과조(20)에 유입되어 상향류를 형성한다.

상기 여과조(20)의 상부에는 전처리조(10)로부터 유입된 전처리우수를 정화시키며 상기 여과조(20)내에서 시소운동할 수 있는 여과 하우징(100)과, 상기 여과 하우징(100)을 시소운동 시키기 위한 구동부재(200)가 설치된다.

상기 여과 하우징(100)의 내부에는 여과조(20)에 유입된 우수를 여과시키는 여과재(1)가 충진되어 여과재층을 형성하고 상기 여과재층을 통과하는 전처리우수를 여과한다.

또한, 여과 하우징(100)의 내부에는 상기 여과재(1)에 의해 여과된 처리우수를 상기 방류조(30)로 배출시키는 배출부재(300)가 설치된다.

상기 여과조(20)와 방류조(30) 사이에는 격벽이 설치되어 여과조(20)와 방류조(30)를 구획한다. 이때 격벽은 여과 하우징(100)이 설치된 수직높이보다 높게 설치하는 것이 바람직하다.

상기 방류조(30)는 여과조(20)의 후단에 구비되어 여과조(20)에서 여과된 처리우수를 저류하고 최종적으로는 외부의 배출수역으로 배출하는 역할을 한다. 방류조(30)는 여과조(20)로부터 유입된 처리우수를 저류하고 최종적으로 저류된 우수를 외부로 배출하는 방류관(31)을 포함할 수 있다. 이때 상기 방류관(31)은 제1 유입구(11) 보다 낮은 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 배출부재(300)는 상기 여과 하우징(100)의 여과재층 상부에 설치되어 여과된 우수를 포집하고 이송시키는 배출구(320)와, 상기 배출구(320)와 연결되고 상기 방류조까지 연장되어 여과된 우수를 방류조(30)로 유출시키는 배출관(330)을 포함한다.

이와 같이 구성된 초기우수 여과 시스템은 강우시 오염물질을 포함하고 있는 초기우수를 전처리조(10)에서 조대물질과 비중이 큰 고형물질들을 제거하고, 전처리조(10)와 여과조(20) 사이의 제1 유입구(11)를 통해 1차 처리된 전처리우수가 여과조(20)의 하부로 제2 유입구(12)를 통해 유입되어 상향류를 형성한다. 전처리조(10)로부터 유입되는 전처리우수는 여과조(20)의 여과 하우징(100)에 충진되는 여과재(1)에 의해 여과되고, 여과 하우징(100)으로부터 여과된 처리우수는 배출부재(300)를 통해 방류조(30)로 배출되어 최종적으로 방류조(30)의 방류관(31)을 통해 배출수역으로 배출된다.

한편, 상기한 바와 같은 구조의 초기우수 여과 시스템은 여과재(1)를 이용하여 오염물질을 걸러내는 것으로, 강우가 종료되면 여과재(1) 표면에 부착되고 여과재(1) 사이에 포획된 고형물질을 탈리 및 세정하여 외부로 배출시키는 역세척 과정이 필요하다.

본 발명에 따른 초기우수 여과 시스템에서 역세척 과정은 상기 여과 하우징(100)내 여과재(1)의 유동공간의 확장과정, 상기 여과 하우징(100)의 시소운동에 따른 여과재(1)의 유동과정, 및 방류조(30)내 저류된 처리우수를 이용하는 역세척수공급부재(400)에 의한 역세척수(w4) 분사과정으로 구성되며, 각 과정의 상세한 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 초기우수 여과 시스템의 여과조(20)의 사시도, 도 3은 초기우수 여과 시스템의 여과조(20)의 측단면을 나타내는 도면, 및 도 4는 초기우수 여과 시스템의 여과조(20)의 정면도이다.

본 발명에 따른 초기우수 여과 시스템은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전처리우수가 유입되는 여과조(20)와, 상기 여과조(20) 내부에 설치되는 여과 하우징(100), 상기 여과조(20)의 상부에 마련되어 상기 여과 하우징(100)을 시소운동 시키는 구동부재(200), 및 상기 여과 하우징(100)으로부터 여과된 우수를 방류조(30)로 배출하는 배출부재(300)를 포함한다.

상기 여과조(20)는 상기 전처리조(10) 하부의 제2 유입구(12)로부터 유입되는 전처리우수를 저류하는 공간으로, 여과조(20)의 상부는 상기 여과 하우징(100)을 수용할 수 있도록 여과 하우징(100)보다 넓은 면적으로 구성되며 상부가 개방되어 있다. 여과조(20)의 내측 벽면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 여과 하우징(100)의 양측면을 지지하는 동시에 여과 하우징(100)을 시소운동시킬 수 있도록 구동축(310)을 지지하는 고정부재(21)가 고정설치된다.

상기 여과 하우징(100)은 여과재(1)가 수용되며 여과조(20)로부터 상향류를 형성하며 차오르는 전처리우수를 통과시키는 상부가 개방된 탱크로, 양측면에는 상기 고정부재(21)에 체결되는 상기 구동축(310)이 마련된다. 상기 구동축(310)은 고정부재(21)에 형성된 관통공에 관통체결되어 여과 하우징(100)이 여과조(20)에 지지될 수 있도록 하고 고정부재(21)와 구동축(310) 사이에는 베어링이 마련되어 구동축(310)이 고정부재(21)에 대해 회전할 수 있게 된다. 따라서 여과 하우징(100)은 여과조(20)에 내에서 시소운동이 가능하게 된다.

한편, 여과 하우징(100)은 역세척 동작시 시소운동으로 인해 여과조(20)에 차있는 오염수가 여과 하우징(100)의 상부를 통해 유입될 수 있는데, 이를 방지하고자 여과 하우징(100)은 상부를 덮을 수 있는 오염수방지덮개(126)를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부재(200)는 상기 여과조(20)의 상부면에 설치되어 상기 여과 하우징(100)을 시소운동 시키는 수단을 제공한다. 구동부재(200)는 프레임부(210), 구동벨트(220), 구동모터(230)를 포함할 수 있다.

상기 프레임부(210)는 상기 구동벨트(220) 및 구동모터(230)를 지지하는 프레임으로, 여과조(20)의 상부면으로부터 수직으로 마련되는 수직프레임(211), 상기 수직프레임(211)의 상단에 마련되어 각각의 수직프레임(211)을 연결하여 사각의 틀을 형성하는 수평프레임(212), 및 상기 수평프레임(212)에 상기 여과 하우징(100)의 길이방향과 평행하도록 적어도 한 개 이상 마련되는 모터프레임(213)을 포함할 수 있다.

상기 구동벨트(220)와 구동모터(230)는 상기 모터프레임(213) 하면에 마련되며, 구동벨트(220)는 일측과 타측이 각각 상기 여과 하우징(100)의 전방과 후방에 연결되고, 구동모터(230)는 상기 구동벨트(220)를 일측 및 타측으로 왕복운동시키는 동력을 제공하게 된다. 이때 상기 구동부재(200)는 상기 구동벨트(220)를 지지하고 구동벨트(220)를 진행방향으로 용이하게 가이드하도록 복수의 베어링(240)을 더 포함할 수 있다.

상기 구동벨트(230)의 일측과 타측 각각의 단부는 여과 하우징(100)의 후술하는 연결부(130)에 결합된다. 이와같이 구성된 구동부재(200)는 구동모터(230)의 구동에 의해 구동벨트(220)가 여과 하우징(100)의 길이방향에 대해 전방 및 후방으로 왕복운동을 하게 되고, 그에 따라 여과 하우징(100)은 여과조(20) 내에서 구동축(310)을 중심으로 일측이 상승하고 타측이 하강하는 시소운동을 하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 여과 하우징(100)의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 여과 하우징(100)의 정면에 대한 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참고하여, 상기 여과 하우징(100)은 여과재 충진탱크(110), 확장탱크(120), 및 연결부(130)를 포함할 수 있다.

상기 여과재 충진탱크(110)는 여과 하우징(100)의 내부 중앙에서 여과재(1)를 수용할 수 있는 공간을 형성하며, 여과재 충진탱크(110)의 상부에 위치하고 여과재(1)에 의해 여과된 처리우수를 여과 하우징(100)의 상부로 유출시키도록 통공이 형성되는 상부덮개(111)와, 여과재 충진탱크(110)의 하부에 위치하고 여과조(20)의 바닥으로부터 상향류를 형성하며 차오르는 전처리우수를 여과재 충진탱크(110)로 유입시키도록 통공이 형성되는 바닥부(112)를 포함할 수 있다. 이때 상기 상부덮개(111)와 바닥부(112)의 통공은 여과재(1)의 직경크기보다 작도록 형성하여 여과재(1)가 상기 여과재 충진탱크(110)로부터 유출되지 않도록 설계하는 것이 바람직하다.

상기 바닥부(112)는 여과 하우징(100)이 역세척 동작을 수행하는 경우에는 여과재(1)로부터 탈리된 고형물질들이 통공을 통해 여과 하우징(100)의 하부로 배출시킬 수 있다. 한편 여과재(1)에 의해 여과된 처리우수는 상부덮개(111)의 통공을 통해 여과 하우징(100)의 상부까지 차오르고 후술하는 배출부재(300)에 의해 방류조(30)로 배출된다.

상기 확장탱크(120)는 여과과정에서 상기 여과재 충진탱크(110)내에 밀집되어 높은 층을 이루고 있는 여과재(1)가 역세척과정에서 상기 여과 하우징(100)의 시소운동에 따라 여과 하우징(100)의 내부공간 전체에 유동될 수 있도록 유동 가능한 공간이 확장되는 탱크로서, 여과재 충진탱크(110)의 양측 즉, 여과 하우징(100)의 전방과 후방측에 마련된다. 확장탱크(120)는 분리격벽(121), 점검도어(122), 셔터(123)를 포함할 수 있다.

상기 분리격벽(121)은 상기 확장탱크(120) 내부에서 상기 여과 하우징(100)의 폭 방향으로 일정간격 이격하여 구비되는 복수의 격벽으로, 역세척과정에서 상기 여과 하우징(100)의 시소운동시 여과재(1)가 각 격벽마다 고르게 이동하도록 분리하여 여과재(1)가 상기 여과 하우징(100) 내에서 한쪽 방향으로 쏠리는 것을 방지한다. 즉 분리격벽(121)은 여과 하우징(100)의 시소운동시 여과재층의 충진밀도와 충진높이를 고르게 낮추게 한다.

상기 점검도어(122)는 상기 확장탱크(120) 각각의 상부에 마련되어 상기 여과 하우징(100)의 내부를 개폐하는 덮개로서 상기 여과 하우징(100)의 점검 또는 여과재(1)의 교체나 충진 등의 작업을 수행하기 위한 개폐가능한 도어이다. 점검도어(122)는 상기 여과 하우징(100)의 시소운동 동작시에는 내부에 수용된 여과재(1)의 이탈을 방지하기 위해 폐쇄된다.

상기 연결부(130)는 여과 하우징(100)의 전방 및 후방에 마련되며 여과 하우징(100)의 폭 방향으로 돌출형성된 부재로 상기 구동부재(200)의 구동벨트(220)와 연결되어 구동벨트(220)의 동작에 따라 여과 하우징(100)을 시소운동 시킬 수 있다.

상기 셔터(123)는 상기 확장탱크(120) 내부에 마련되어 상기 충진탱크(110)와 확장탱크(120) 사이를 차단하는 개폐가능한 격벽으로, 상기 확장탱크(120)의 내측벽에 마련되고 타측이 여과 하우징(100)의 폭방향을 차단하는 구조이다. 셔터(123)는 여과 하우징(100)의 외부에 설치되어 셔터(123)를 회전시키는 셔터모터(124)와 회전벨트(125)를 더 포함할 수 있다.

상기 셔터모터(124)는 여과 하우징(100) 외부에 설치되어 상기 셔터(123)가 회전하도록 동력을 제공하는 모터이다. 회전벨트(125)는 셔터모터(124)의 동력을 셔터(123)에 전달하는 벨트로, 일측이 셔터모터(124)에 결합되고 타측이 셔터(123)의 축과 결합된다. 회전벨트(125)는 셔터모터(124)의 동작에 따라 일측 또는 타측 방향으로 운동하여 상기 셔터(123)의 타측에 형성된 격벽을 상기 여과 하우징(100)의 상부방향 또는 하부방향으로 이동할 수 있는 동력을 제공할 수 있다.

즉, 셔터모터(124)가 동작하여 회전벨트(125)를 동작시키고, 셔터모터(124)의 동력으로 회전벨트(125)가 일측 방향으로 운동하면, 셔터(123)가 여과 하우징(100)의 상부 방향으로 상승하여 여과재 충진탱크(110)와 확장탱크(120) 사이를 개방하고, 반대로 회전벨트(125)를 타측 방향으로 운동시키면, 셔터(123)가 여과 하우징(100)의 하부 방향으로 하강하여 여과재 충진탱크(110)와 확장탱크(120) 사이를 폐쇄할 수 있다.

상기 여과 하우징(100)의 여과동작시에는 상기와 같은 방식으로 양측 셔터(123)를 하부로 하강시켜 확장탱크(120)와 여과재 충진탱크(110) 사이를 폐쇄시키면 여과재 충진탱크(110)의 공간에만 여과재(1)가 밀집되어 높은 여과층을 형성하게 된다. 이 상태에서 여과 하우징(100)은 수평을 유지하도록 고정된 상태에서 여과동작을 수행하게 된다.

반대로, 역세척 동작시에는 양측 확장탱크(120)의 셔터(123)를 상부로 상승시켜 여과재 충진탱크(110)와 양측 확장탱크(120) 사이를 개방시키면 여과재 충진탱크(110)의 여과재(1)가 확장탱크(120)까지 유동할 수 있는 유동공간이 확보된다. 이와 동시에 상기 구동부재(200)에 의해 여과 하우징(100)을 시소운동시켜 여과재(1)를 여과재 충진탱크(110)와 확장탱크(120) 사이를 유동시키면서 역세척을 수행하게 된다. 따라서 여과재(1)는 여과동작을 수행할 때 보다 여과층의 충진밀도와 층 높이가 낮아진 상태에서 유동하면서 효율적인 역세척 동작을 수행할 수 있다.

역세척이 완료된 후에는 여과 하우징(100)의 최종 시소운동을 수행할 때 양측 셔터(123)의 순차적인 폐쇄, 및 여과 하우징(100)의 수평고정 과정을 통해 다시 여과 하우징(100)을 여과가능한 상태로 회복시킨다. 상세하게는, 양측 셔터(123)가 개방된 상태에서 여과 하우징(100)의 전방측이 최저점에 이르러 여과재(1)가 전방측 확장탱크(120)에 몰렸을 때 후방측 셔터(123)를 폐쇄시키고, 이후 여과 하우징(100)의 전방측이 최고점에 이르러 여과재(1)가 후방측 셔터(123)와 여과재 충진탱크(110) 사이 공간에 몰렸을 때 전방측 셔터(123)를 폐쇄함으로써 여과재(1)를 다시 여과재 충진탱크(110)의 공간으로 모을 수 있다.

이후 상기 여과 하우징(100)이 수평상태에 도달했을 때, 상기 구동부재(200)의 구동모터(230)의 동작을 정지시켜 여과 하우징(100)이 수평으로 위치하도록 한다. 이와 같은 과정을 통해 여과재(1)는 다시 여과재 충진탱크(110)의 공간내에 밀집되고 높은 여과재층을 형성하며, 여과 하우징(100)은 다시 여과동작을 수행할 수 있는 상태로 회복된다.

한편, 본 발명에 따른 초기우수 여과 시스템은 여과 하우징(100)의 시소운동 동작시 충진탱크(110)와 확장탱크(120) 내부를 유동하는 여과재(1)의 역세척 효율을 높이기 위해 역세척수공급부재(400)을 포함할 수 있다. 역세척수공급부재(400)는 역세척수공급펌프(430), 역세척수공급관(410), 및 역세척수분사노즐부(420)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 역세척수공급부재(400)는 여과 하우징(100)의 여과재(1)에 의해 여과되고 방류조(30)로 배출된 처리우수를 역세척수로 사용할 수 있다.

상기 역세척수공급펌프(430)는 상기 방류조(30)내의 처리우수를 역세척수로서 상기 여과 하우징(100)의 여과재(1)에 공급하는 동력을 제공하며, 방류조(30)내 하단 일측에 마련될 수 있다.

상기 역세척수공급관(410)은 방류조(30)로부터 역세척수를 이송하는 관으로서, 일측이 상기 역세척수공급펌프(430)에 연결되고, 타측이 여과 하우징(100)에 장착되어 여과 하우징(100)으로 역세척수를 이송한다. 실시예에 따라 역세척수공급관(410)은 상기 여과 하우징(100)의 외부에 고정된 부분과, 고정되지 않는 부분으로 구분할 수 있다.

이때 역세척수공급관(410)은 역세척 동작시 상기 여과 하우징(100)의 시소운동에 따라 상기 여과 하우징(100) 외부에 고정된 역세척수공급관(410)이 움직이기 때문에 상기 여과 하우징(100) 외부에 고정설치된 역세척수공급관(410) 부분과 역세척수공급펌프(430)로부터 연결되는 역세척수공급관(410)의 연결부는 유연성을 갖춘 고무관 또는 주름관으로 구성하는 것이 바람직하다. 따라서 역세척 동작시 상기 여과 하우징(100)이 시소운동을 하더라도 역세척수공급관(410)의 파손없이 역세척수공급펌프(430)에 의해 양수된 역세척수를 상기 여과 하우징(100)으로 공급할 수 있다.

역세척수분사노즐부(420)는 상기 여과 하우징(100) 내부에 마련되어 일단이 상기 역세척수공급관(410)의 타측과 연결되고 타단이 막힌 파이프에 복수개의 분사노즐이 장착된 것으로서, 역세척수공급관(410)에 의해 이송된 역세척수를 여과재(1)를 향해 분사한다. 이때 분사노즐은 여과재(1)에 부착되고 여과재(1) 사이에 포획된 고형물질을 탈리시키기 위해 여과재(1)를 직접 향하는 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.

일실시예에 따라 역세척수분사노즐부는 도 6에 도시한 바와 같이, 여과재(1)를 구획하는 여과 하우징(100)내 상부덮개(111)의 하면에 종방향 혹은 횡방향으로 하나 이상이 고정설치되도록 분기되어 설치되는 제1 분사부(421)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 여과 하우징(100)은 역세척 동작시 역세척수분사노즐부(420)의 제1 분사부(421)가 여과재 충진탱크(110)에 유동하는 여과재(1)에는 역세척수를 분사할 수 있으나 여과 하우징(100)의 전방과 후방에 위치하는 확장탱크(120)를 유동하는 여과재(1)에는 역세척수를 직접 분사하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 역세척수공급관(410)은 상기 여과 하우징(100)에서 분기되어 각각 여과재 충진탱크(110)와 확장탱크(120)로 역세척수를 이송하는 제1 공급관(411)과 제2 공급관(412)을 포함할 수 있다.

제1 공급관(411)은 상기 여과 하우징(100)의 외부에 고정설치된 역세척수공급관(410)으로부터 분기되어 상기 여과 하우징(100)내 상부덮개(111)의 하면에 종방향 또는 횡방향으로 하나 이상이 고정설치된 제1 분사부(421)에 연결되고, 제1 분사부(421)는 여과재 충진탱크(110)의 여과재(1) 방향으로 역세척수를 분사할 수 있다.

제2 공급관(412)은 상기 여과 하우징(100)의 외부에 고정설치된 역세척수공급관(410)으로부터 분기되어 상기 여과 하우징(100)의 양측 연결부(130)에서 확장탱크(120) 내부로 분기 및 삽입되고 제2 공급관(412)의 타단에는 제2 분사부(422)가 설치되어 확장탱크(120)를 유동하는 여과재(1) 방향으로 역세척수를 분사할 수 있다.

이와 같이, 역세척수분사노즐부(420)는 여과 하우징(100)과 일체화되어 여과 하우징(100)이 역세척 동작시 시소운동을 하더라도 여과재층에 역세척수를 분사할 수 있으며, 역세척수공급관(410)은 상기 여과 하우징(100) 외부에 고정설치된 부분과 연결되는 일정 부분이 신축성있는 고무관 또는 주름관으로 구성되어 상기 여과 하우징(100)의 시소운동에 대응할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 여과 하우징(100)의 배출부재(300)를 설명하기 위한 도면이다.

배출부재(300)는 여과 하우징(100)내 여과된 우수를 방류조(30)로 배출시키기 위한 것으로, 여과 하우징(100)의 양측면에 형성되어 상기 여과조(20) 내측 벽면에 고정설치된 고정부재(21)와 연결되는 구동축(310), 상기 구동축(310) 내부를 관통하는 배출구(320), 및 상기 배출구(320)와 연결되어 여과된 우수를 방류조(30)로 배출하는 배출관(330)을 포함할 수 있다.

구동축(310)은 상기 여과조(20) 내측 벽면에 설치된 고정부재(21)에 형성된 관통공에 관통체결되어 여과 하우징(100)이 여과조(20)에 지지될 수 있도록 하며, 고정부재(21)와 구동축(310) 사이에는 베어링이 마련되어 구동축(310)이 고정부재(21)에 대해 회전할 수 있게 된다. 따라서 여과 하우징(100)은 여과조(20) 내에서 시소운동할 수 있게 된다.

상기 고정부재(21)는 여과조(20)의 측면 벽에 고정설치되어 여과 하우징(100)의 시소운동을 지지하는 것으로 여과 하우징(100)의 측면에 형성된 구동축(310)이 결합될 수 있도록 관통공이 형성되어 있다.

상기 배출구(320)는 상기 여과재 충진탱크(110)의 여과재(1)를 통과한 처리우수를 외부로 방류시키기 위해 여과 하우징(100)의 측면에서 일단이 여과 하우징(100)의 내부 방향으로 연장된 중공의 관이며, 여과과정에서 여과된 처리우수만을 방류조(30)로 배출하기 위해 상기 상부덮개(111)보다 높은 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 또한 배출구(320)의 타단은 상기 구동축(310)의 내부를 관통하도록 형성되어 여과된 처리우수를 배출관(330)까지 이송한다. 따라서 구동축(310)과 배출구(320)는 같은 높이로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 배출관(330)은 여과 하우징(100)으로부터 배출된 처리우수를 방류조(30)까지 이송하는 관으로서, 일측이 상기 배출구(320)의 타단과 연결되고 타측이 상기 방류조(30)와 연결된다. 이때 배출부재(300)가 여과된 처리우수를 방류조(30)로 배출하는 동작은 별도의 동력이 필요없도록 배출관(330)은 하부를 향하도록 기울게 형성하여 여과된 처리우수가 배출구(320)와 배출관(330)을 통해 방류조(30)로 자연유하에 의해 유출되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 종래의 역세척 방법은 주로 고압의 공기와(또는) 물을 분사하여 여과재층을 유동시켜 여과재(1)에 흡착되거나 여과재(1) 사이에 포획된 고형물질을 탈리시키고 탈리된 고형물질이 포함된 오염수를 여과재층 외부로 세정배출시키는 방법을 적용하고 있으나, 이와 같은 방법은 오염물질을 탈리시키는데는 어느 정도 효과를 기대할 수 있으나 탈리된 고형물질을 세정에 의해 여과층 외부로 완전히 배출시키는데는 한계가 있으며 역세척수가 많이 소요되는 등 에너지가 많이 필요한 단점이 있다.

도 8은 본 발명에 따른 여과 하우징(100)의 역세척 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 8의 (a)는 구동벨트(220)의 일측방향으로 이동한 경우 여과 하우징(100)의 동작을 나타내는 것이고, (b)는 구동벨트(220)가 타측방향으로 이동한 경우 여과 하우징(100)의 동작을 나타내는 것이다.

먼저 강우가 종료되면, 상기 여과 하우징(100)의 여과재 충진탱크(110)에 채워진 여과재(1)가 여과 하우징(100)의 전방과 후방에 구비된 확장탱크(120)로 유동할 수 있도록 양측 확장탱크(120)의 셔터모터(124)를 동작시켜 셔터(123)를 개방한다. 셔터(123)가 개방되면 여과재(1)가 여과재 충진탱크(110) 및 확장탱크(120)를 유동할 수 있도록 공간이 확장된다.

다음으로 상기 구동부재(200)의 구동모터(230)가 구동하여 구동벨트(220)를 일측 또는 타측으로 이동하도록 동작시킨다. 여과 하우징(100)의 양측면에는 구동축(310)이 상기 고정부재(21)에 의해 지지되기 때문에 여과 하우징(100)은 구동축(310)을 중심으로 시소운동을 하게 된다.

상기 구동벨트(220)가 여과 하우징(100)의 길이방향에 대해 일측 방향으로 이동하는 경우 도 8의 (a)와 같이 여과 하우징(100)의 전방 부분이 들어 올려져 상승하게 되고 여과 하우징(100)의 후방 부분이 탱크의 자중과 구동벨트(220)의 이동에 의해 하강하게 되어 여과 하우징(100)에 기울기를 형성하게 된다. 이때 상기 여과재 충진탱크(110)에 채워진 여과재(1)는 여과 하우징(100)의 기울어짐에 따라 자중에 의해 후방측 확장탱크(120)로 쏠리게 된다.

또한 확장탱크(120)의 내부에는 폭 방향으로 일정간격 이격되어 설치되는 복수의 분리격벽(121)이 구비되어 여과재(1)는 여과 하우징(100)의 확장탱크(120) 내에서 어느 한 측면으로 쏠리지 않고 고르게 분리격벽(121) 마다 수용될 수 있다. 따라서 여과 하우징(100) 내부의 여과재층은 충진밀도와 충진높이가 낮아지게 되어 여과재(1) 각각의 표면적의 노출도가 증가하게 된다.

다음으로 상기 구동모터(230)가 구동벨트(220)를 여과 하우징(100)의 길이방향에 대해 타측 방향으로 이동하도록 구동할 경우 반대로 여과 하우징(100)은 도 8의 (b)와 같이 전방 부분이 하강하여 기울어지게 되고 여과재(1)는 전방측 확장탱크(120) 방향으로 유동하게 된다.

따라서, 여과 하우징(100)을 시소운동시키면 여과재(1)가 전방측과 후방측 확장탱크(120) 사이를 여과재 충진탱크(110)의 공간을 거쳐 유동하게 되고, 이 과정에서 여과재(1)간 충돌과 마찰, 수류에 의해 고형물질이 쉽게 탈리되며, 여과재(1) 사이의 간격이 넓어지고, 여과층의 높이가 낮아지는 구간이 발생한다. 따라서 탈리된 고형물질이 용이하게 여과 하우징(100)의 바닥부(112)에 형성된 통공을 통해 배출될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 역세척 동작은 여과 하우징(100)이 시소운동하는 것과 동시에 역세척수공급부재(400)의 제1 분사부(421) 및 제2 분사부(422)를 통해 고압의 역세척수를 여과 하우징(100)을 유동하는 여과재층에 분사시켜 유동하는 여과재(1)의 탈리와 세정효과를 보다 더 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 구동모터(230)가 여과 하우징(100)의 양측에 연결된 구동벨트(220)를 전방 및 후방으로 왕복시킴으로써 간단하게 여과 하우징(100)을 시소운동시킬 수 있고, 그 결과로서 여과 하우징(100) 내부의 여과재(1)가 쉽게 유동하여 여과재층내 고형물질을 용이하게 탈리 및 세정시킬 수 있어 기존 역세척 방법이 지닌 문제점들을 해소할 수 있다.

10 : 전처리조 20 : 여과조
30 : 방류조 100 : 여과 하우징
200 : 구동부재 300 : 배출부재
400 : 역세척수공급부재

Claims (11)

1. 초기우수가 유입되고 협잡물을 처리하는 전처리조;
   상기 전처리조에서 처리된 전처리우수가 유입되는 여과조;
   상기 여과조 내부에서 시소운동이 가능하고 상부가 개방된 여과 하우징;
   상기 여과조에 설치되어 상기 여과 하우징을 시소운동시키는 구동부재;
   상기 여과 하우징 내부에 수용되며 상기 전처리우수를 여과하는 복수의 여과재;
   상기 여과 하우징으로부터 여과된 처리우수를 배출하는 배출부재; 및
   상기 배출부재로부터 배출된 처리우수를 저류 및 방류하는 방류조를 포함하되,
   상기 여과 하우징은 상기 여과재가 충진되는 여과재 충진탱크, 상기 여과재 충진탱크 양측에 마련되어 상기 여과 하우징의 시소운동시 상기 여과재가 유동가능한 공간이 확장되는 확장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배출부재는,
   상기 여과 하우징의 양측면에 형성되어 상기 여과조로부터 여과 하우징을 지지하고 시소운동시키는 구동축과, 상기 구동축의 내부를 관통하고 일단이 상기 여과 하우징의 내부 방향으로 연장되는 배출구와, 상기 배출구의 타단과 연결되고 여과된 우수를 방류조로 이송시키는 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 확장탱크는 상부면에 상기 확장탱크를 개폐 가능하도록 점검도어가 마련되는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 여과재 충진탱크는 상부에 여과된 처리우수가 배출되도록 통공이 형성된 상부덮개와, 하부에 전처리우수가 유입되고 여과재로부터 탈리된 고형물질이 배출되도록 통공이 형성된 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동축은 상기 상부덮개가 설치된 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 여과 하우징은 상기 여과재 충진탱크와 확장탱크 사이를 차단하는 셔터와, 상기 셔터를 동작시키는 셔터모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
   상기 여과 하우징은 시소운동시 여과 하우징의 상부로 우수가 유입되는 것을 방지하는 오염수방지덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 구동부재는 상기 여과 하우징의 양단에 각각 결합되는 구동벨트와, 상기 구동벨트를 왕복시키는 구동모터, 및 상기 구동벨트와 구동모터를 지지하는 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 방류조에 저류된 처리우수를 이용하여 상기 여과재에 역세척수를 공급하는 역세척수공급부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 역세척수공급부재는,
    상기 방류조에 저류된 우수를 상기 여과재에 공급하도록 동력을 제공하는 역세척수공급펌프, 상기 역세척수공급펌프에 일단이 연결되고 역세척수를 이송시키는 역세척수공급관, 및 상기 역세척수공급관의 타단에 연결되고 상기 여과 하우징 내부에 고정설치되는 역세척수분사노즐부를 포함하되,
    상기 역세척수공급관은 상기 여과재 충진탱크 내부에 역세척수를 분사하는 제1 분사부로 이어지는 제1 공급관과, 상기 확장탱크 내부에 역세척수를 분사하는 제2 분사부로 이어지는 제2 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 역세척수공급관은 상기 여과 하우징의 시소운동에 대응하여 움직임일 수 있도록 상기 역세척수공급관의 일정부분이 유연한 고무관 또는 주름관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 효율적인 역세척 설비를 구비한 초기우수 여과 시스템.
    

Images