KR102562753B1 - 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법 - Google Patents

고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법 Download PDF

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배상식
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부경엔지니어링주식회사
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Abstract

본 발명은, 원수조분배관을 통해 침전수가 유입되고, 여과공정이 진행된 후에 여과수유출관을 통해 여과수가 배출되는 여과수저류조; 상기 원수조분배관을 통해 상기 여과수저류조에 유입되는 침전수가 통과되어 이물질이 걸러지도록 상기 여과수저류조 바닥면과 간격을 유지하도록 설치되어 하부집수부를 제공하는 여과층; 상기 여과층과 상기 여과수저류조 천장 사이의 간격을 상부 및 하부로 구획하고, 상기 여과층을 통과하지 못하고 상기 여과수저류조의 하부에 충진되는 침전수를 상기 여과수저류조 외부로 배출시키는 역세척퇴수관; 상기 여과층에 막힘이 발생되어 상기 여과수저류조로 공급되는 침전수가 상기 여과층을 통과하지 못하고 상기 역세척퇴수관을 따라 유입되어 상기 역세척퇴수관의 수위 상승 정도를 측정하여 상기 여과층의 막힘여부를 감지하는 감지부; 상기 하부집수부와 상기 여과수저류조의 상부를 연결하도록 상기 여과층 및 상기 역세척퇴수관을 관통하여 설치되는 여과역세배관; 및 상기 감지부로부터 송신되는 출력신호에 따라 제어부에 상기 여과층의 막힘이 출력되어 역세척공정이 개시되면 상기 여과층 측으로 침전수를 분사하여 이물질을 상기 여과층으로부터 분리시킴과 동시에 상기 역세척퇴수관의 압력을 상승시키는 표면세척부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법 {HIGH-SPEED FLOCCULATION AND DEPOSITION FILTRATION SYSTEM AND WATER TREATMENT USING THAT}
본 발명은 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 장기간 여과공정이 지속되어 여과층이 막히게 되면 여과층 막힘에 의해 상승되는 역세척퇴수관의 수위가 설정치 까지 상승하여 역세척퇴수관에 구비되는 역세척퇴수밸브가 차단되고, 표면세척설비가 구동되어 여과층에 침전수(잔류염소포함)를 분사하여 세척운전을 진행한 후에 역세척퇴수밸브가 개방되면 사이펀 현상에 의해 여과수가 역방향으로 이동되면서 여과층에 역세척공정이 진행되어 여과층을 세척을 이룰 수 있는 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법에 관한 것이다.
일반적으로 용수처리할 때에 물속의 혼탁한 탁도, 부유물 또는 철분 등의 금속물질을 제거하기 위하여 약품을 주입하여 후록(Flock)입자를 형성하고 응집과 침전을 행함은 보편적으로 사용되고 있는 기본적 처리방법이다.
일반 상수도 수원지나 하수종말처리장 등의 대규모 기간처리시설에서는 방대한 면적을 수용하여 폐수를 처리하고 있으나 단위 수요처인 각각의 공장, 간이상수도 수원지 및 환경오염 방지시설 등에서는 종래기술에 의한 급속응집침전법을 주로 사용하여 수처리를 행함에 있어 침전장치가 차지하는 설비면적에 부담이 되어 왔으며, 지속운전이 되어야 하고 약품 소모량이 크며 그 처리 및 관리가 어려운 문제점이 있었다.
종래의 급속침전장치는, 원수(原水)가 유입되는 약품혼합조(1차 응집조)에 약품을 주입하고 대형교반장치로 혼합하여 부유물을 1차 응집하며, 다시 2차 응집조로 상승시켜 2차 혼합교반으로 후록(Flock)입자를 응집 증대시킨 후 외부의 침강분리조에서 침전과 분리를 행한다.
이때에 후록(Flock)입자를 빨리 증대시키기 위하여 응집촉진약품을 대량소모하여 처리후에도 잔류량이 남아 2차적인 오염을 주는 원인이 되었고, 운집된 슬러지(Sludge)를 침강분리조에서 순환시키며 적정높이에서 유지관리를 해야하는 어려움이 있었으며, 침강되지 못한 미세한 후록(Flock)은 상승, 처리수와 함께 월류하여 다시 침전분리 처리조 밖의 여과기에서 행해야 맑은 물을 얻게 된다.
이때에 침강분리되는 물의 상승속도가 낮음으로써 소요면적을 크게 차지하여 체류시간이 길어야 하고, 또한 침강된 슬러지의 배출이 용이하지 않은 문제점과 단위처리탁도당 주입약품의 적정조절이 어려워 과잉소모가 불가피한 비경제적 문제점을 갖고 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 접촉재를 사용한 고속응집침전여과장치가 개발되었으며, 종래기술에 따른 고속응집침전여과장치는, 원수(原水) 중의 부유물을 침전, 분리가 가능한 후록(Flock)으로 형성시키기 위한 응집제와 보조제를 첨가하여 교반혼합을 하는 약품혼합조(1차 응집조), 약품이 혼합된 물이 유입되어 미세한 후록(Flock)이 연질 접촉재에 충돌 접촉하며 접촉재 내부 공간과 접촉재 사이에서 자연 혼합이 다시 이루어지는 동안 후록(Flock)입자는 밀착하여 밀도가 커짐으로써 무거워져 빠르게 침강되는 입자로 증대하게 하는 접촉응집실, 접촉응집실에서 상승하여 들어온 후록(Flock)입자와 물은 분리되어 큰 후록(Flock)입자는 하부로 침강되고 분리된 1차 처리수는 상승하게 하는 침강분리조, 침강분리조에서 침강되지 못한 후록(Flock)입자는 처리수와 함께 상승하여 여과재 속에서 자체 응집에 의한 막을 형성하며 여과할 수 있도록 접촉응집실과 침강분리조가 있는 단일처리조의 상부에 설치된 여과실로 구성된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안공보 제20-0175481호(2000년 03월 15일 공고, 발명의 명칭 : 접촉재를 사용한 고속응집침전여과장치)에 개시되어 있다.
종래기술에 따른 여과장치는, 여과실을 통과하는 침전수를 여과층에 통과시키면서 여과수에 잔존하는 이물질을 거르기 때문에 여과층에 이물질이 설정치 이상으로 누적되면 여과층이 막히면서 여과작업이 어려워지는 문제점이 있고, 여과층의 막힘을 해소시키기 위해 역세척공정이 진행되는 경우에는 별도의 역세척 유로가 요구되므로 여과기의 구조가 복잡해지고, 역세척을 위한 별도의 세척수를 공급 및 배수시켜야 하므로 역세척공정에 소요되는 시간 및 비용을 절감하기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 장기간 여과공정이 지속되어 여과층이 막히게 되면 여과층 막힘에 의해 상승되는 역세척퇴수관의 수위가 설정치 까지 상승하여 역세척퇴수관에 구비되는 역세척퇴수밸브가 차단되고, 표면세척설비가 구동되어 여과층에 침전수를 분사하여 세척운전을 진행한 후에 역세척퇴수밸브가 개방되면 사이펀 현상에 의해 여과수가 역방향으로 이동되면서 여과층에 역세척공정이 진행되어 여과층을 세척을 이룰 수 있는 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 원수조분배관을 통해 침전수가 유입되고, 여과공정이 진행된 후에 여과수유출관을 통해 여과수가 배출되는 여과수저류조; 상기 원수조분배관을 통해 상기 여과수저류조에 유입되는 침전수가 통과되어 이물질이 걸러지도록 상기 여과수저류조 바닥면과 간격을 유지하도록 설치되어 하부집수부를 제공하는 여과층; 상기 여과층과 상기 여과수저류조 천장 사이의 간격을 상부 및 하부로 구획하고, 상기 여과층을 통과하지 못하고 상기 여과수저류조의 하부에 충진되는 침전수를 상기 여과수저류조 외부로 배출시키는 역세척퇴수관; 상기 여과층에 막힘이 발생되어 상기 여과수저류조로 공급되는 침전수가 상기 여과층을 통과하지 못하고 상기 역세척퇴수관을 따라 유입되어 상기 역세척퇴수관의 수위 상승 정도를 측정하여 상기 여과층의 막힘여부를 감지하는 감지부; 상기 하부집수부와 상기 여과수저류조의 상부를 연결하였고 상기 여과층 및 상기 역세척퇴수관을 관통하여 설치되는 여과역세배관; 및 상기 감지부로부터 송신되는 출력신호에 따라 제어부에 상기 여과층의 막힘이 출력되어 역세척공정이 개시되면 상기 여과층 측으로 침전수(잔류염소포함)를 분사하여 이물질을 상기 여과층으로부터 분리시킴과 동시에 상기 역세척퇴수관의 압력을 상승시키는 표면세척부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 역세척공정이 개시되면 상기 표면세척부의 작동에 의해 상기 여과층에 침전수를 분사하여 상기 여과층으로부터 이물질을 분리시킴과 동시에 상기 여과수저류조와 상기 역세척퇴수관 내부의 압력을 상승시키고, 상기 역세척퇴수관의 압력이 설정치를 초과하여 상기 역세척퇴수관을 개방하면 사이펀 현상이 발생되어 상기 여과층을 통과하여 이동되었던 여과수가 상기 여과층을 역방향으로 통과하면서 이물질을 제거하여 상기 역세척퇴수관을 따라 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 감지부는, 상기 여과수저류조 내부로 삽입되는 내측 단부가 확관되어 상기 여과수저류조를 상부 및 하부로 구획하고, 상기 여과수저류조 상단 측으로 연장된 후에 상기 여과수저류조 외측으로 연장된 후에 하측 방향으로 굴곡되어 지면에 대향되게 배치되고, 외측 단부에 역세척퇴수밸브가 설치되는 상기 역세척퇴수관; 및 상기 역세척퇴수관의 굴곡부위에 설치되고, 상기 역세척퇴수관의 수위를 감지하는 수두확인센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 표면세척부는, 상기 원수조분배관과 연결되는 헤드탱크로부터 연장되고, 상기 여과수저류조 내부로 삽입되어 상기 여과층에 대향되게 배치되는 표면세척관; 및 상기 표면세척관의 내측 단부에 복수 개의 측 방향으로 간격을 유지하며 배치되어 상기 헤드탱크로부터 공급되는 침전수를 상기 여과층에 분사하는 복수 개의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 여과수저류조에는, 역세척공정이 진행되어 상기 여과수저류조 상부의 수위가 설정치까지 낮아지면 상기 여과수저류조 내부에 공기를 공급하여 사이펀 현상을 해제시켜 역세척공정을 종료시키는 사이펀브레이커가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, (a) 바닥면과 간격을 유지하여 하부집수부를 제공하도록 여과층이 설치되는 여과수저류조에 침전수를 공급하는 단계; (b) 상기 여과수저류조에 공급되는 침전수가 상기 여과층을 통과하면서 침전수에 포함되는 이물질이 걸러지고, 상기 하부집수부에 여과수가 충전되면 상기 여과층을 관통하여 상부로 연장되는 여과역세배관을 따라 상기 여과수저류조의 상부로 이동되고, 상기 여과수저류조의 상부로부터 연장되는 여과수배출관을 따라 여과수를 다음 공정으로 공급하는 단계; (c) 상기 (a)단계 및 상기 (b)단계가 반복되어 상기 여과층에 막힘이 발생되면 상기 여과층과 상기 여과수저류조의 상면 사이의 공간을 상부 및 하부로 구획하는 역세척퇴수관을 따라 침전수가 충진되고, 상기 역세척퇴수관에 구비되는 수두확인센서에 의해 상기 여과층 막힘상태가 출력되는 단계; (d) 상기 (c)단계의 출력신호를 확인한 작업자가 역세척공정을 개시하면 표면세척부가 구동되어 상기 여과층 상면에 침전수가 분사되어 상기 여과층으로부터 이물질을 분리시킴과 동시에 상기 여과층과 상기 역세척퇴수관 사이에 공간에 압력을 상승시키는 단계; 및 (e) 상기 (d)단계가 지속되어 상기 역세척퇴수관의 압력이 설정치까지 상승되면 상기 역세척퇴수관에 구비되는 역세척퇴수밸브가 개방되어 상기 여과수저류조 상부에 담수된 여과수가 상기 하부집수부로 이동된 후에 상기 여과층을 역방향으로 통과하면서 상기 여과층에 누적되는 이물질을 분리시키고, 상기 역세척퇴수관을 따라 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법은, 여과수저류조를 상하로 구획하도록 설치되는 역세척퇴수관이 구비되므로 여과층에 막힘이 발생되어 여과수가 여과층을 통과하지 못하고 지속적으로 여과수저류조의 하부 공간으로 유입되면 역세척퇴수관의 수위가 상승하여 역세척퇴수관에 설치되는 수두확인센서의 작동에 의해 여과층 막힘이 판단되고, 제어부를 통해 여과층의 막힘상태가 출력되므로 작업자는 역세척공정을 적당한 시점에 효과적으로 진행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법은, 역세척퇴수관이 폐쇄된 상태에서 여과층 표면에 세척수를 분사하는 표면세척설비가 구비되므로 여과층 막힘이 판단된 후에 작업자의 조작에 의해 표면세척설비가 구동되면 여과층 표면에 세척수를 분사하여 여과층 표면에 누적된 이물질을 여과층으로부터 분리시킴과 동시에 여과수저류조 내부의 압력을 상승시켜 역세척공정을 손쉽게 진행할 수 있게 된는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 고속 응집 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법은, 여과수저류조 하부 공간과, 역세퇴수관의 압력이 설정치 이상으로 가압되었을 때에 역세척퇴수관을 개방시켜 여과수가 역세척퇴수관을 따라 일정 속도 이상으로 배출되는 사이펀 현상이 발생되면서 여과수저류조 상부에 담수되었던 여과수가 여과층 하부로 이동된 후에 여과층을 역방향으로 통과하여 역세척퇴수관을 따라 배출되는 역세척공정이 진행되고, 역세척공정을 위한 별도의 유로가 요구되지 않아 여과 시스템 시공에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 역세척공정에 소요되는 공정이 생략되어 역세척공정으로 소요되는 시간 및 비용 또한 현저하게 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 응집 침전 여과기가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 응집 침전 여과기가 도시된 역세척공정이 도시된 작동 상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공정의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 응집 침전 여과기가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 응집 침전 여과기가 도시된 역세척공정이 도시된 작동 상태도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 응집 침전 여과 시스템은, 원수조분배관(4)을 통해 침전수가 유입되고, 여과공정이 진행된 후에 여과수유출관을 통해 여과수가 배출되는 여과수저류조(8)와, 원수조분배관(4)을 통해 여과수저류조(8)에 유입되는 침전수가 통과되어 이물질이 걸러지도록 여과수저류조(8) 바닥면과 간격을 유지하도록 설치되어 하부집수부(6)를 제공하는 여과층(5)과, 여과층(5)과 여과수저류조(8) 천장 사이의 간격을 상부 및 하부로 구획하고, 여과층(5)을 통과하지 못하고 여과수저류조(8)의 하부에 충진되는 침전수를 여과수저류조(8) 외부로 배출시키는 역세척퇴수관(10)과, 여과층(5)에 막힘이 발생되어 여과수저류조(8)로 공급되는 침전수가 여과층(5)을 통과하지 못하고 역세척퇴수관(10)을 따라 유입되어 역세척퇴수관(10)의 수위 상승 정도를 측정하여 여과층(5)의 막힘여부를 감지하는 감지부와, 하부집수부(6)와 여과수저류조(8)의 상부를 연결하였고 여과층(5) 및 역세척퇴수관(10)을 관통하여 설치되는 여과역세배관(7)과, 감지부로부터 송신되는 출력신호에 따라 제어부에 여과층(5)의 막힘이 출력되어 역세척공정이 개시되면 여과층(5) 측으로 침전수를 분사하여 이물질을 여과층(5)으로부터 분리시킴과 동시에 역세척퇴수관(10)의 압력을 상승시키는 표면세척부(15)를 포함한다.
본 실시예의 여과수저류조(8)는, 하부 일측에 원수조분배관(4)이 연결되어 침전수가 유입되고, 타6측 상부에 여과수유출관이 연결되어 여과층(5)을 통과하여 이물질이 걸러진 여과수는 여과수배출관을 따라 외부로 배출된다.
본 실시예의 원수조분배관(4)은, 지면에 안착되는 유입수탱크(3)에 연결되고, 유입수탱크(3) 상면으로부터 상측으로 연장되어 여과수저류조(8)의 상단과 비교하여 높게 설치되는 헤드탱크(2)에 연결되고, 헤드탱크(2)의 타측으로부터 지면 방향으로 원수유입관이 연장되고, 원수유입관에는 원수유입밸브(1)가 설치된다.
또한, 본 실시예의 헤드탱크(2) 측면으로부터 하측 방향으로 표면세척관이 연장되고, 여과수저류조(8) 내부로 삽입되어 여과층(5)에 대향되도록 연장된다.
또한, 본 실시예의 여과수저류조(8) 내부에는 여과수저류조(8)를 상부 및 하부로 구획하도록 역세척퇴수관(10)의 내측 단부가 호퍼 모양으로 확관되어 여과수저류조(8) 내부로 완전히 구획하고, 호퍼 모양으로 이루어지는 역세척퇴수관(10)의 하단으로부터 상측으로 갈수록 폭이 좁아져 파이프 모양을 이루게 되고, 파이프 모양으로 이루어지는 역세척퇴수관(10)은 상측을 경사지게 연장되고 여과수저류조(8) 상측부로 배출되어 지면 방향으로 굴곡되게 설치되면 역세척퇴수관(10)에는 역세척퇴수밸브(18)가 설치된다.
따라서 본 실시예는, 역세척공정이 개시되면 표면세척부(15)의 작동에 의해 여과층(5)에 침전수를 분사하여 여과층(5)으로부터 이물질을 분리시킴과 동시에 여과수저류조(8)와 역세척퇴수관(10) 내부의 압력을 상승시고, 역세척퇴수관(10)의 압력이 설정치를 초과하여 역세척퇴수관(10)을 개방하면 사이펀 현상이 발생되어 여과층(5)을 통과하여 여과수저류조(8)의 상부로 이동되었던 여과수가 하부집수부(6)로 이동된 후에 여과층(5)을 역방향으로 통과하면서 이물질을 제거하여 역세척퇴수관(10)을 따라 배출된다.
본 실시예는, 상기한 바와 같이 별도의 역세수 공급관이 요구되지 않아 여과기 설치에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 역세척공정이 진행되는 동안에 역세척퇴수관(10)을 따라 이물질이 배출된 후에 정방향으로 침전수가 공급되어 역세청공정과 여과공정이 별도의 중단시간 없이 연속되게 진행되므로 역세척공정에 소요되는 시간 및 비용을 현저하게 절감된다.
또한, 본 실시예의 감지부는, 여과수저류조(8) 내부로 삽입되는 내측 단부가 확관되어 여과수저류조(8)를 상부 및 하부로 구획하고, 여과수저류조(8) 상단 측으로 연장된 후에 여과수저류조(8) 외측으로 연장된 후에 하측 방향으로 굴곡되어 지면에 대향되게 배치되고, 외측 단부에 역세척퇴수밸브(18)가 설치되는 역세척퇴수관(10)과, 역세척퇴수관(10)의 굴곡부위에 설치되고, 역세척퇴수관(10)의 수위를 감지하는 수두확인센서를 포함한다.
상기한 바와 같이 여과수저류조(8) 내부에서 상측으로 연장되는 역세척퇴수관(10)은 여과수저류조(8) 외측으로 연장된 후에 지면 측으로 굴곡되어 하측 방향으로 경사지게 설치되고, 역세척퇴수관(10)의 굴곡부위에서 분기되는 오버플로우관(12)이 지면에 구비되는 배수로 연결되고, 오버플로우관(12)에는 수두확인센서가 설치되어 침전수가 여과층(5)을 통과하지 않고 여과수저류조(8) 내부에 충진되어 여과층(5) 막힘 여부를 감지할 수 있게 된다.
따라서 여과층(5)에 이물질이 누적되어 막힘이 발생되면 원수조배관을 따라 여과수저류조(8) 내부로 유입되는 침전수가 여과층(5)을 통과하지 못하고 여과수저류조(8) 내부에 충전되고, 역세척퇴수관(10)을 따라 수위가 상승되어 오버플로우관(12)까지 수위가 상승되면 오버플로우관(12)에 설치되는 수두확인센서에 의해 여과층(5) 막힘신호가 제어부에 수신되고, 제어부로부터 송신되는 구동신호에 따라 표면세척부(15) 및 역세척퇴수밸브(18)가 구동되어 사이펀 현상을 유발시키게 된다.
본 실시예의 표면세척부(15)는, 원수조분배관(4)과 연결되는 헤드탱크(2)로부터 연장되고, 여과수저류조(8) 내부로 삽입되어 여과층(5)에 대향되게 배치되는 표면세척관과, 표면세척관의 내측 단부에 복수 개의 측 방향으로 간격을 유지하며 배치되어 헤드탱크(2)로부터 공급되는 침전수를 여과층(5)에 분사하는 복수 개의 노즐을 포함한다.
따라서 역세척공정이 개시되면 표면세척관에 설치되는 표면세척펌프가 구동되어 헤드탱크(2)에 담수된 침전수가 표면세척관을 따라 여과수저류조(8) 내부로 공급되어 여과층(5) 상부에 분사되면서 여과층(5)으로부터 누적된 이물질을 제거하게 된다.
상기한 바와 같이 여과층(5)이 막혀 침전수가 여과층(5)을 통과할 수 없는 상태에서 여과수저류조(8) 내부에 침전수가 지속하여 공급되면 여과수저류조(8) 및 역세척퇴수관(10) 내부 압력이 상승하게 되고, 역세척퇴수관(10)을 따라 침전수의 수위가 상승되면 역세척퇴수관(10)의 굴곡부위에 구비되는 오버플로우관(12) 및 수두확인센서에 의해 여과층(5) 막힘신호를 출력하게 된다.
상기한 바와 같이 여과층(5) 막힘신호가 출력되면 작업자는 이를 손쉽게 인지하여 역세척공정을 개시하게 되고, 역세척공정이 개시되면 역세척퇴수밸브(18)가 개방되면서 역세척퇴수관(10)이 개방되어 침전수가 짧은 시간 내에 좁은 역세척퇴수관(10)을 따라 빠른 속도롤 배출되는 사이펀현상이 발생된다.
따라서 역세척퇴수관(10) 내부의 압력이 급격히 낮아지면서 여과수저류조(8) 상부에 담수된 여과수를 여과역세배관(7)을 따라 하부집수부(6) 측으로 복귀시키고, 하부집수부(6)에 담수되는 여과수는, 여과층(5)을 역방향으로 통과하면서 여과층(5)에 누적된 이물질을 여과층(5)으로부터 분리시켜 역세척퇴수관(10)을 따라 외부로 배출시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 여과수저류조(8)에는, 역세척공정이 진행되어 여과수저류조(8) 상부의 수위가 설정치까지 낮아지면 여과수저류조(8) 내부에 공기를 공급하여 사이펀 현상을 해제시켜 역세척공정을 종료시키는 사이펀브레이커(13)가 구비된다.
사이펀브레이커(13)는, 역세척퇴수관(10)의 상단 굴곡부위로부터 일측 방향으로 연장되어 여과수저류조(8) 내부로 유입되는 연장관과, 연장관 하단에 간격을 유지하며 배치되는 캡부재를 포함하므로 여과수저류조(8) 내부에 여과수가 충전되는 경우에는 연장관과 캡부재 사이의 간격을 통해 여과수가 연장관 내부로 유입되고, 여과수저류조(8)의 수위가 낮아져 공기가 충전되면 연장관과 캡부재 사이의 간격을 통해 공기가 연장관을 따라 역세척퇴수관(10) 내부로 공급되어 사이펀현상을 해제시키게 된다.
따라서 사이펀현상에 의해 침전수 및 이물질이 역세척퇴수관(10)을 따라 배출되는 역세척공정이 진행되는 동안에 여과수저류조(8) 상부에 충전되었던 여과수의 수위가 낮아지게 되고, 여과수의 수위가 연장관의 하단으로부터 하측에 배치되면 캡부재와 연장관 사이의 간격으로 공기가 유입되어 연장관을 역세척퇴수관(10) 내부로 공급되면서 사이펀현상을 해제시키게 된다.
상기한 바와 같은 기술구성에 의해 이루어지는 고속 응집 침전 여과 시스템을 이용하는 수처리공정은, 바닥면과 간격을 유지하여 하부집수부(6)를 제공하도록 여과층(5)이 설치되는 여과수저류조(8)에 침전수를 공급하는 단계와, 여과수저류조(8)에 공급되는 침전수가 여과층(5)을 통과하면서 침전수에 포함되는 이물질이 걸러지고, 하부집수부(6)에 여과수가 충전되면 여과층(5)을 관통하여 상부로 연장되는 여과역세배관(7)을 따라 여과수저류조(8)의 상부로 이동되고, 여과수저류조(8)의 상부로부터 연장되는 여과수배출관을 따라 여과수를 다음 공정으로 공급하는 단계와, 침전수를 공급하는 단계 및 여과수를 다음 공정으로 공급하는 단계가 반복되어 여과층(5)에 막힘이 발생되면 여과층(5)과 여과수저류조(8)의 상면 사이의 공간을 상부 및 하부로 구획하는 역세척퇴수관(10)을 따라 침전수가 충진되고, 역세척퇴수관(10)에 구비되는 수두확인센서에 의해 여과층(5) 막힘상태가 출력되는 단계와, 여과층(5) 막힘상태가 출력되는 단계의 출력신호를 확인한 작업자가 역세척공정을 개시하면 표면세척부(15)가 구동되어 여과층(5) 상면에 침전수가 분사되어 여과층(5)으로부터 이물질을 분리시킴과 동시에 여과층(5)과 역세척퇴수관(10) 사이에 공간에 압력을 상승시키는 단계와, 압력을 상승시키는 단계가 지속되어 역세척퇴수관(10)의 압력이 설정치까지 상승되면 역세척퇴수관(10)에 구비되는 역세척퇴수밸브(18)가 개방되어 여과수저류조(8) 상부에 담수된 여과수가 하부집수부(6)로 이동된 후에 여과층(5)을 역방향으로 통과하면서 여과층(5)에 누적되는 이물질을 분리시키고, 역세척퇴수관(10)을 따라 배출되는 단계를 포함한다.
따라서 여과층(5)을 통과하는 침전수가 여과역세배관(7)을 따라 여과수저류조(8) 상부로 이동된 후에 여과수유출관을 따라 외부로 배출되고, 상기한 바와 같은 작동이 지속되어 여과층(5)에 막힘이 발생되면 여과층(5)을 통과하지 못하는 침전수가 역세척퇴수관(10)을 따라 수위가 상승되고, 역세척퇴수관(10)의 상단까지 수위가 상승되면 수두확인센서의 작동에 의해 여과층(5) 막힘상태가 출력된다.
상기한 바와 같이 제어부에 여과층(5) 막힘현상이 출력되면 작업자는 역세척공정을 개시하게 되고, 역세척공정이 개시되면 표면세철밸브(16)를 개방시키고, 표면세척펌프를 구동시켜 여과층(5) 상면에 침전수를 분사하여 이물질을 제거하게 된다.
상기한 바와 같이 침전수의 공급이 지속되어 여과수저류조(8) 및 역세척퇴수관(10) 내부의 압력이 설정치 이상으로 상승되면 제어부로부터 송신되는 구동신호에 따라 역세척퇴수관(10)에 구비되는 역세척퇴수밸브(18)가 개방되어 역세척퇴수관(10)을 따라 외부로 침전수 및 이물질이 배출되는 사이펀현상이 이루어지게 된다.
상기한 바와 같은 사이펀현상이 지속되면 여과수저류조(8) 상부에 충전된 여과수 수위가 낮아지게 되고, 여과수 수위가 사이퍼브레이커의 연장관 하단 밑으로 하강하게 되면 연장관을 따라 유입되는 공기가 역세척퇴수관(10) 내부로 공급되면서 사이펀현상이 해제되고, 역세척공정이 종료된다.
상기한 바와 같은 공정에 의해 여과층(5)을 역방향으로 통과하면서 이물질을 제거하는 역세척공정이 이루어질 수 있게 된다.
이로써, 장기간 여과공정이 지속되어 여과층이 막히게 되면 여과층 막힘에 의해 상승되는 역세척퇴수관의 수위가 설정치 까지 상승하여 역세척퇴수관에 구비되는 역세척퇴수밸브가 차단되고, 표면세척설비가 구동되어 여과층에 침전수를 분사하여 세척운전을 진행한 후에 역세척퇴수밸브가 개방되면 사이펀 현상에 의해 여과수가 역방향으로 이동되면서 여과층에 역세척공정이 진행되어 여과층을 세척을 이룰 수 있는 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 고속 응집 침전 여과 시스템 및 이를 이용하는 수처리공법이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 여과 시스템 및 여과 시스템을 이용하는 수처리공법이 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 원수유입탱크 2 : 헤드탱크
3 : 유입수탱크 5 : 여과층
6 : 하부집수부 7 : 여과역세배관
8 : 여과수저류조 9 : 여과수유출밸브
10 : 역세척퇴수관 11 : 수두확인센서
12 : 오버플로우관 13 : 사이펀브레이커
14 : 역세척외부관 15 : 표면세척설비
16 : 표세펌프밸브 17 : 초기여과수배출밸브
18 : 역세척퇴수밸브 19 : 월류방지장치

Claims (6)

  1. 원수조분배관을 통해 침전수가 유입되고, 여과공정이 진행된 후에 여과수유출관을 통해 여과수가 배출되는 여과수저류조;
    상기 원수조분배관을 통해 상기 여과수저류조에 유입되는 침전수가 통과되어 이물질이 걸러지도록 상기 여과수저류조 바닥면과 간격을 유지하도록 설치되어 하부집수부를 제공하는 여과층;
    상기 여과층과 상기 여과수저류조 천장 사이의 간격을 상부 및 하부로 구획하고, 상기 여과층을 통과하지 못하고 상기 여과수저류조의 하부에 충진되는 침전수를 상기 여과수저류조 외부로 배출시키는 역세척퇴수관;
    상기 여과층에 막힘이 발생되어 상기 여과수저류조로 공급되는 침전수가 상기 여과층을 통과하지 못하고 상기 역세척퇴수관을 따라 유입되어 상기 역세척퇴수관의 수위 상승 정도를 측정하여 상기 여과층의 막힘여부를 감지하는 감지부;
    상기 하부집수부와 상기 여과수저류조의 상부를 연결하도록 상기 여과층 및 상기 역세척퇴수관을 관통하여 설치되는 여과역세배관; 및
    상기 감지부로부터 송신되는 출력신호에 따라 제어부에 상기 여과층의 막힘이 출력되어 역세척공정이 개시되면 상기 여과층 측으로 침전수를 분사하여 이물질을 상기 여과층으로부터 분리시킴과 동시에 상기 역세척퇴수관의 압력을 상승시키는 표면세척부를 포함하고,
    상기 감지부는,
    상기 여과수저류조 내부로 삽입되는 내측 단부가 확관되어 상기 여과수저류조를 상부 및 하부로 구획하고, 상기 여과수저류조 상단 측으로 연장된 후에 상기 여과수저류조 외측으로 연장된 후에 하측 방향으로 굴곡되어 지면에 대향되게 배치되고, 외측 단부에 역세척퇴수밸브가 설치되는 상기 역세척퇴수관; 및
    상기 역세척퇴수관의 굴곡부위에 설치되고, 상기 역세척퇴수관의 수위를 감지하는 수두확인센서를 포함하고,
    상기 여과수저류조(8) 내부에서 상측으로 연장되는 상기 역세척퇴수관(10)은 상기 여과수저류조(8) 외측으로 연장된 후에 지면 측으로 굴곡되어 하측 방향으로 경사지게 설치되고, 상기 역세척퇴수관(10)의 굴곡부위에서 분기되는 오버플로우관(12)이 지면에 구비되는 배수로 연결되고, 상기 오버플로우관(12)에는 상기 수두확인센서가 설치되어 침전수가 상기 여과층(5)을 통과하지 않고 상기 여과수저류조(8) 내부에 충진되어 여과층(5) 막힘 여부를 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 고속 응집 침전 여과 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    역세척공정이 개시되면 상기 표면세척부의 작동에 의해 상기 여과층에 침전수를 분사하여 상기 여과층으로부터 이물질을 분리시킴과 동시에 상기 여과수저류조와 상기 역세척퇴수관 내부의 압력을 상승시키고, 상기 역세척퇴수관의 압력이 설정치를 초과하여 상기 역세척퇴수관을 개방하면 사이펀 현상이 발생되어 상기 여과층을 통과하여 이동되었던 여과수가 상기 여과층을 역방향으로 통과하면서 이물질을 제거하여 상기 역세척퇴수관을 따라 배출되는 것을 특징으로 하는 고속 응집 침전 여과 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 표면세척부는,
    상기 원수조분배관과 연결되는 헤드탱크로부터 연장되고, 상기 여과수저류조 내부로 삽입되어 상기 여과층에 대향되게 배치되는 표면세척관; 및
    상기 표면세척관의 내측 단부에 복수 개의 측 방향으로 간격을 유지하며 배치되어 상기 헤드탱크로부터 공급되는 침전수를 상기 여과층에 분사하는 복수 개의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 응집 침전 여과 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 여과수저류조에는, 역세척공정이 진행되어 상기 여과수저류조 상부의 수위가 설정치까지 낮아지면 상기 여과수저류조 내부에 공기를 공급하여 사이펀 현상을 해제시켜 역세척공정을 종료시키는 사이펀브레이커가 구비되는 것을 특징으로 하는 고속 응집 침전 여과 시스템.
  6. (a) 바닥면과 간격을 유지하여 하부집수부를 제공하도록 여과층이 설치되는 여과수저류조에 침전수를 공급하는 단계;
    (b) 상기 여과수저류조에 공급되는 침전수가 상기 여과층을 통과하면서 침전수에 포함되는 이물질이 걸러지고, 상기 하부집수부에 여과수가 충전되면 상기 여과층을 관통하여 상부로 연장되는 여과역세배관을 따라 상기 여과수저류조의 상부로 이동되고, 상기 여과수저류조의 상부로부터 연장되는 여과수배출관을 따라 여과수를 다음 공정으로 공급하는 단계;
    (c) 상기 (a)단계 및 상기 (b)단계가 반복되어 상기 여과층에 막힘이 발생되면 상기 여과층과 상기 여과수저류조의 상면 사이의 공간을 상부 및 하부로 구획하는 역세척퇴수관을 따라 침전수가 충진되고, 상기 역세척퇴수관에 구비되는 수두확인센서에 의해 상기 여과층 막힘상태가 출력되는 단계;
    (d) 상기 (c)단계의 출력신호를 확인한 작업자가 역세척공정을 개시하면 표면세척부가 구동되어 상기 여과층 상면에 침전수가 분사되어 상기 여과층으로부터 이물질을 분리시킴과 동시에 상기 여과층과 상기 역세척퇴수관 사이에 공간에 압력을 상승시키는 단계; 및
    (e) 상기 (d)단계가 지속되어 상기 역세척퇴수관의 압력이 설정치까지 상승되면 상기 역세척퇴수관에 구비되는 역세척퇴수밸브가 개방되어 상기 여과수저류조 상부에 담수된 여과수가 상기 하부집수부로 이동된 후에 상기 여과층을 역방향으로 통과하면서 상기 여과층에 누적되는 이물질을 분리시키고, 상기 역세척퇴수관을 따라 배출되는 단계를 포함하고,
    상기 (c)단계는,
    상기 여과수저류조 내부로 삽입되는 내측 단부가 확관되어 상기 여과수저류조를 상부 및 하부로 구획하고, 상기 여과수저류조 상단 측으로 연장된 후에 상기 여과수저류조 외측으로 연장된 후에 하측 방향으로 굴곡되어 지면에 대향되게 배치되고, 외측 단부에 역세척퇴수밸브가 설치되는 상기 역세척퇴수관; 및
    상기 역세척퇴수관의 굴곡부위에 설치되고, 상기 역세척퇴수관의 수위를 감지하는 수두확인센서를 포함하는 감지부에 의해 이루어지고,
    상기 여과수저류조(8) 내부에서 상측으로 연장되는 상기 역세척퇴수관(10)은 상기 여과수저류조(8) 외측으로 연장된 후에 지면 측으로 굴곡되어 하측 방향으로 경사지게 설치되고, 상기 역세척퇴수관(10)의 굴곡부위에서 분기되는 오버플로우관(12)이 지면에 구비되는 배수로 연결되고, 상기 오버플로우관(12)에는 상기 수두확인센서가 설치되어 침전수가 상기 여과층(5)을 통과하지 않고 상기 여과수저류조(8) 내부에 충진되어 여과층(5) 막힘 여부를 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 고속 응집 침전 여과 시스템을 이용하는 수처리공법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040076111A (ko) * 2003-02-24 2004-08-31 주식회사 한경 이-텍 일체형 중력 자동 여과장치
KR101412689B1 (ko) * 2014-02-21 2014-06-27 주식회사 대진환경산업 여재의 세척 및 정체수 배출이 가능한 비점오염원 처리장치

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