KR20000008888A - 여과장치 및 역세척 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하폐수에 함유된 고형물을 분리 제거하는 여과장치 및 역세척 방법에 관한 것으로, 원수유입구(3), 청정수유출구(4), 오탁수유출구(5)가 구비된 여과기케이스(1) 내부에 여과모듈(2)이 설치되어, 원수유입구(3)를 통하여 유입된 원수중의 고형물이 여과모듈(2)에서 여과되고, 청정수는 청정수유출구(4)를 통하여 처리수로서 유출되며, 상기 여과모듈(2)의 표면에 부착되는 고형물은 진동발생수단(7)에 의하여 발생되는 진동에 의하여 강제로 탈리되거나 또는 원수유입구(3a)를 통하여 여과모듈(2) 표면에 분사되는 수류의 세척력에 의하여 세척되어 오탁수유출구(5)를 통하여 분리유출되도록 하여 여과가 진행되는 동안에도 여과모듈(2)은 계속 역세척되어 연속여과가 가능하도록 한 것이다.

Description

여과장치 및 역세척 방법(Filter &Back Fresh Methods)

본 발명은 하폐수처리시설 및 정수처리시설에서 고형물을 분리하는 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과모듈을 이용하여 고형물을 여과분리하되, 진동발생수단에 의하여 여과모듈을 진동시켜서 여과모듈의 표면에 부착되는 고형물이 탈리제거되거나 유입되는 원수의 수류에 의하여 여과모듈이 세척되도록 하여 여과모듈의 폐쇄를 방지하고 역세척빈도를 감소시키는 여과장치 및 이를 이용한 역세척 방법에 관한 것이다.

하폐수에 포함되어 있는 고형물을 분리하는데에는 원심력을 이용하는 하이드로사이크론, 중력을 이용하는 침전지, 여과기 등 다양한 장치와 방법들이 개발되어 사용되고 있다. 그러나 하이드로사이크론은 비중이 작거나 입경이 미세한 고형물에 대한 제거효율이 낮고, 침전지는 부지소요면적이 큰 문제점이 있었다. 한편 여과장치는 미세한 입경도 효과적으로 제거할 수 있고 장치가 컴팩트하고 처리효율이 우수한 장점은 있었으나, 여과모듈의 표면에 고형물이 축적되어 여과속도가 감소되고 소요압력이 증가되는 문제점이 있었다. 따라서 종래의 여과장치에서는 청정유체를 여과와 반대방향으로 압송하여 여과모듈의 표면에 축적된 고형물을 빈번하게 역세척(Back Fresh)시키거나 여과모듈을 교환해야하므로 가동율이 낮고 상당량의 청정유체가 역세척과정에서 다시 오염되거나 여과모듈이 낭비될 뿐만 아니라 고형물의 함량이 높은 유체에서는 사용이 제한되었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 여과모듈의 망목이 고형물에 의하여 폐쇄되는 것을 방지하여 처리유량을 증대시키고 여과장치의 가동율을 높히며 고형물농도가 매우 높은 유체에도 효율적으로 사용할 수 있는 여과장치 및 이 여과장치를 이용하는 역세척 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 여과장치는, 하폐수가 유입되는 원수유입구와 고형물이 여과된 청정수가 유출되는 청정수 유출구 및 유입수에서 청정수가 분리되어 고형물의 농도가 증가된 오탁수가 유출되는 오탁수 유출구가 구비되어 있는 여과기 케이스와, 상기 여과기 케이스 내측에 소정의 간격을 두고 배치되고 상단과 하단이 각각 여과기 케이스 내부의 상면과 저면에 지지되며 하단은 여과기 케이스 저면에 형성된 청정수 유출구에 연결되어 있는 여과모듈과, 상기 여과모듈을 진동시키는 진동발생수단, 및 상기 진동발생수단에 의해 발생되는 진동을 여과모듈에 전달하는 진동전달수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 여과장치는, 측면 상단에 하폐수가 유입되는 원수유입구와 하단에 유입수에서 청정수가 분리되어 고형물의 농도가 증가된 오탁수가 유출되는 오탁수 유출구 및 상단에 청정수 유출구가 구비되어 있는 여과기 케이스와, 상기 여과기 케이스 내부에 현수수단에 의해 매달려 있는 청정수 저류통과, 상기 청정수 저류통 하부에 구비되어 있는 다수의 여과모듈, 및 상기 청정수 저류통에 연결되어 있는 진동발생수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 여과장치에 의한 역세척 방법은, 여과기 케이스에 구비된 원수유입구를 통하여 내부로 유입된 하폐수를 여과기 케이스 내부에 구비된 여과모듈을 통과시켜 고형물을 여과시키고 진동발생수단에 의한 진동으로 상기 여과모듈에 부착된 고형물을 탈리시켜 여과가 진행되는 동안에도 여과모듈이 계속 역세척되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 역세척 방법은, 여과모듈의 주변에 원수유입구로부터 다수의 지관이 연장된 원수유입관이 설치되고 상기 원수유입관에 원수유입구가 다수 천공되어 여과모듈 주변에 원수가 분사되도록 하여 진동에 의한 고형물의 탈리에 더하여 그 분사되는 수류의 세척력에 의하여 여과모듈의 세척력을 강화하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 역세척 방법은, 여과기 케이스 내부에 세제 또는 살균제를 주입하여 여과모듈을 세척하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 여과방법은, 여과기 케이스에 초음파발생장치를 설치하여 여과모둘에 부착된 고형물을 탈리시키는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 여과장치의 개략적인 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 또 다른 여과장치의 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 여과기 케이스 2 : 여과모듈

3, 3a : 원수유입구 4, 4a : 청정수유출구

5 : 오탁수유출구 7 : 진동발생수단

8 : 진동전달수단 9,9a : 밀봉수단

10 : 청정수저류통 11 : 원수유입관

12 : 현수수단

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 여과장치의 개략적인 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 여과장치는, 다수개의 여과모듈(2)이 구비되어 있는 여과기 케이스(1)가 포함되어 있고, 이 여과기 케이스(1)에는 하폐수가 유입되는 원수유입구(3)와 처리된 청정수가 유출되는 청정수 유출구(4) 및 유입수에서 청정수가 분리되어 고형물의 농도가 증가된 오탁수가 유출되는 오탁수 유출구(5)가 구비되어 있다.

상기 여과모듈(2)은 여과기 케이스 내부에 원주방향을 따라 상호 소정간격을 두고 배치되어 있다. 각 여과모듈은 금속을 천공하거나 금속사를 엮어서 이루어진 금속망이나 다공성의 세라믹 또는 부직포나 섬유를 직조하여 이루어진 것일 수 있고, 이들이 여러겹 적층될 수도 있으며 여과하고자 하는 고형물 및 유체의 특성에 따라 적절한 여과모듈이 선정된다. 또한 상기 여과모듈의 상단 및 하단은 각각 여과기 케이스 내부의 상면과 저면에 지지되어 있으며 하단은 여과기 케이스 저면에 형성된 청정수저류통(10)에 연결되어 있다.

또한 본 발명에 따른 여과장치에는, 편축회전캠, 햄머, 바이브레이터 등의 진동발생수단(7)이 구비되어 있으며, 이 진동발생수단(7)이 상기 여과모듈(2)을 상하 또는 좌우로 빠르고 강하게 진동시키거나 충격을 가하는 구조로 이루어져 있다.

상기 진동발생수단(7)은 여과기 케이스(1) 내부에 설치될 수도 있으나 여과기 케이스(1)의 내부는 물로 채워진 상태이므로 여과기 케이스의 외부에 분리하여 설치되는 것이 일반적이다. 따라서 외부에 설치된 상기 진동발생수단(7)에서 발생되는 진동을 내부에 설치된 여과모듈로 전달할 수 있는 진동전달수단(8)과 진동이 여과기 케이스(1)로는 전달되지 않고 동시에 누수를 방지할 수 있는 밀봉수단(9, 9a)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 진동전달수단(8)은 에너지손실이 적고 효과적으로 진동을 전달할 수 있도록 탄성계수가 큰 강성재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 반면에 여과기케이스(1)에는 진동이 전달되지 않고 동시에 외부로 누수가 되거나 오탁수와 청정수가 섞이지 않도록, 상기 밀봉수단(9, 9a)은 신축성이 큰 합성고무 또는 주름관 등으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 여과장치를 이용한 역세척 방법은, 원수유입구를 통하여 케이스 내부로 유입되는 원수중의 고형물이 여과모듈에 의하여 여과되어 청정수는 청정수유출구를 통하여 처리수로서 외부로 유출되고, 여과모듈의 표면에 부착되는 고형물은 공압햄머, 전동햄머, 바이브레이터 등의 진동발생수단에 의하여 발생되는 충격 또는 진동에 의하여 상기 여과모듈의 표면에 적층되기 전에 강제로 탈리되며, 탈리된 고형물은 잔여 원수와 혼합되어 오탁수유출구를 통하여 분리유출되는 것이다. 이로써 여과가 진행되는 동안에도 여과모듈은 계속 역세척되어 연속적인 여과가 가능하다.

또한 여과모듈(2)의 표면 또는 망목에는 미생물이 부착증식되어 망목이 폐쇄되기도 하므로 이러한 경우 단순한 물리적인 힘에 의해서 미생물이 쉽게 탈리되지 않을 수도 있다. 따라서 미생물을 제거하기 위해서는 살균제 또는 세제를 주입하여 여과모듈(2)을 세척하는 방법을 사용할 수도 있다.

또한 상기 여과기 케이스(1)에는 초음파발생장치가 설치되어 이 초음파발생장치로부터 발생되는 초음파를 이용하여 상기 여과모듈(2)의 표면에 부착되는 고형물을 탈리제거할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 또 다른 여과장치의 개략적인 단면도이다.

도 2에서 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 여과장치는, 측면 상단에 하폐수가 유입되는 원수유입구(3)와 하단에 여과되지 않는 고형물이 유출되는 오탁수 유출구(5) 및 상단에 청정수 유출구(4)가 구비된 여과기 케이스(1)와, 상기 여과기 케이스 내부에 현수수단(12)에 의해 매달려 있는 청정수 저류통(10)과, 상기 청정수 저류통 하부에 구비되어 있는 다수개의 여과모듈(2), 및 상기 청정수 저류통에 연결되어 있는 진동발생수단(7)을 포함하여 구성된다.

또한 상기 여과모듈(2)의 주변에는 다수의 지관으로 구성된 원수유입관(11)이 설치되고 상기 원수유입관에는 다수의 원수유입구(3a)들이 천공되어 원수유입구(3a)를 통하여 분사되는 수류의 세척력과 진동에 의하여 여과모듈(2)이 역세척되는 구조이다.

상기 현수수단(12)은 스프링 등의 탄성체로 구성되어 있다.

이 여과장치를 이용하는 역세척 방법은 , 여과기케이스(1) 내부로 유입된 원수는 여과모듈(2)을 통과하면서 고형물이 분리되고 청정수는 청정수유출구(4, 4a), 청정수저류통(10)을 통하여 외부로 유출된다.

이때 원수중에 함유된 고형물은 여과모듈(2)에 의하여 걸러지고 모듈의 표면에 부착된다. 편축회전캠, 햄머, 바이브레이터 등의 진동발생수단(7)에 청정수저류통(10)에 가해지는 진동 또는 충격력이 여과모듈(2)에 전달되어 여과모듈(2)의 표면에 부착되는 고형물이 적층되기 전에 탈리된다. 따라서 도 1의 여과장치와는 달리 별도의 진동전달수단이 불필요하며 청정수저류통(10)이 진동전달수단을 대체하게 된다. 진동이 여과기케이스로 전달되지 않도록 상기 현수수단(12)은 스프링 등의 탄성체로 구성되고 청정수저류통(10)과 청정수유출구(4) 사이는 신축성이 큰 합성고무 또는 주름관 등으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 여과모듈(2)을 진동발생수단에 의해 진동시키는 방법에 추가하여 세척력을 강화시키기 위하여 여과모듈(2)의 주변에는 원수유입구(3)로부터 다수의 지관을 연장하여 원수유입관(11)이 설치되고, 상기 원수유입관(11)에는 원수유입구(3a)가 다수 천공되어 여과모듈(2)의 주변에 원수가 분사되도록 되어 있다. 이 원수유입구(3a)로부터 분사되는 수류의 세척력에 의하여 상기 여과모듈의 표면이 세척된다. 또한 원수의 유입압력이 효과적으로 유속으로 전환될 수 있도록 상기 원수유입구(3a)는 노즐로 구성할 수도 있다.

원수유입관(11)의 배치가 용이하도록 상기 여과모듈(2)은 원통형보다는 장방형의 상자형이 유리하며 여과모듈(2)의 표면에서 탈리된 고형물이 원활하게 낙하될 수 있도록 여과모듈의 하부폭이 점감되도록 구성되는 것이 유리하다. 또한 청정수저류통(10)이 여과기케이스(1)의 상부에 현수되어 있으므로 도 1의 여과장치에 의한 여과보다 고형물의 배출이 원활하게 이루어질 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 여과장치 및 여과방법을 고형물 회수공정 또는 수처리목적으로 이용하면, 다음과 같은 효과가 기대된다.

① 여과장치의 폐쇄를 방지하여 여과모듈의 역세척이 불필요하거나 빈도를 줄일 수 있게 되어 장치의 가동율을 증대시킬 수 있다.

② 역세척에 소요되는 청정수의 낭비를 방지하거나 여과모듈을 폐기하지 않고 장기간 사용할 수 있게 된다.

③ 가동상태에서도 오탁수를 계속 외부로 배출시키므로 고형물농도가 높은 유체도 여과시킬 수 있다.

④ 여과모듈이 계속 세척되므로 소요압력이 균일하고 동력이 절약된다.

Claims (16)

1. 하폐수를 여과모듈에 통과시켜 하폐수에 포함된 고형물을 여과 분리하는 고형물 여과장치에 있어서, 상기 여과장치는, 하폐수가 유입되는 원수유입구와 고형물이 여과된 청정수가 유출되는 청정수 유출구 및 유입수에서 청정수가 분리되어 고형물의 농도가 증가된 오탁수가 유출되는 오탁수 유출구가 구비되어 있는 여과기 케이스와, 상기 여과기 케이스 내부에 소정의 간격을 두고 배치되고 상단과 하단은 각각 여과기 케이스 내부의 상면과 저면에 지지되며 하단은 여과기 케이스 저면에 형성된 청정수 유출구에 연결되어 있는 여과모듈과, 상기 여과모듈을 진동시키는 진동발생수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동발생수단은 여과기 케이스 외부에 설치되며 진동전달수단에 의해 여과모듈에 연결되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 진동발생수단은 편축회전캠, 햄머, 바이브레이터등에서 선택된 것인 것을 특징으로 하는 여과장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 진동발생수단에서 발생되는 진동이 상기 여과기 케이스로는 전달되지 않고 여과모듈에만 전달되며 누수를 방지할 수 있도록 진동전달수단과 여과모듈의 연결부분에 밀봉수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 밀봉수단은 신축성이 큰 합성고무 또는 주름관인 것을 특징으로 하는 여과장치.
6. 하폐수를 여과모듈에 통과시켜 하폐수에 포함된 고형물을 여과분리하는 여과장치에 있어서, 상기 여과장치는, 측면 상단에 하폐수가 유입되는 원수유입구와 하단에 유입수에서 청정수가 분리되어 고형물의 농도가 증가된 오탁수가 유출되는 오탁수 유출구 및 상단에 청정수 유출구가 구비된 여과기 케이스와, 상기 여과기 케이스 내부에 현수수단에 의해 매달려 있는 청정수 저류통과, 상기 청정수 저류통 하부에 구비되어 있는 다수개의 여과모듈, 및 상기 청정수 저류통에 연결되어 있는 진동발생수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 여과모듈의 주변에는 다수의 지관으로 구성된 원수유입관이 설치되어 있고 상기 원수 유입관에는 천공된 다수의 원수유입구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 여과장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 현수수단은 스프링 등의 탄성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 청정수저류통과 청정수유출구의 연결부분은 신축성이 큰 합성고무 또는 주름관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 여과모듈은 장방형의 상자형이고 여과모듈의 하부의 폭이 점점 감소하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 여과장치.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 진동발생수단은 편축회전캠, 햄머, 바이브레이터등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
12. 여과기 케이스에 구비된 원수유입구를 통하여 내부로 유입된 하폐수를 여과기 케이스 내부에 구비된 여과모듈을 통과시켜 고형물을 여과시키고, 진동발생수단에 의한 진동으로 상기 여과모듈에 부착된 고형물을 탈리시켜 여과가 진행되는 동안에도 여과모듈이 계속적으로 역세척되는 것을 특징으로 하는 여과방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 진동발생수단은 여과기 케이스 외부에 설치되고 진동전달수단에 연결되며 상기 진동전달수단과 여과모듈사이에 밀봉수단이 구비되어 상기 진동발생수단에 의해 발생되는 진동을 여과모듈로만 전달하고 누수가 방지되는 것을 특징으로 하는 여과방법.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 진동발생수단을 여과기 케이스 내부에 설치된 청정수저류통과 연결되도록 하여 진동발생수단에 의해 청정수저류통에 가해지는 진동 또는 충격력이 여과모듈에 전달되어 여과모듈의 표면에 부착되는 고형물을 탈리하는 것을 특징으로 하는 여과방법.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 여과모듈의 주변에 원수유입구로부터 다수의 지관이 연장된 원수유입관이 설치되고 상기 원수유입관에 원수유입구가 다수 천공되어 여과모듈 주변에 원수가 분사됨으로써 여과모듈의 세척력을 강화하는 것을 특징으로 하는 여과방법.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 여과기 케이스에 초음파발생장치를 설치하여 상기 여과모듈에 부착된 고형물을 탈리시키는 것을 특징으로 하는 여과방법.