KR20010079252A - 주름형 드럼을 갖는 드럼 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 여재 오염 제거용 고액 분리 시스템에 사용되는 고효율 드럼 필터에 관한 것으로, 드럼 필터 본체부의 구성 요소인 원통형 드럼에 축방향으로 연속되는 주름을 형성함으로써, 기존의 고효율 드럼필터가 갖는 설치 부지 과대, 여재오염 제거의 비효율성, 역세수의 낭비등의 제반 문제를 해결하고, 하수처리장의 침사지, 침전조, 산업폐수처리장의 침전조 또는 상향류 연속식 모래여과기를 대체할 수 있을 뿐만아니라, 제지공정의 펄프농축, 백수정화, 원료회수등 다목적 여과장치로 적용이 가능한 드럼 필터를 제공한다.

Description

주름형 드럼을 갖는 드럼 필터{DRUM FILTER OF WHICH DRUM IS WRINKLED}
본 발명은 여재 오염 제거용 고액 분리 시스템에 사용되는 고효율 드럼 필터에 관한 것으로, 더 상세하게는 드럼 필터 본체부의 구성 요소인 원통형 드럼에 축방향으로 연속되는 주름을 형성함으로써, 기존의 고효율 드럼필터가 갖는 설치 부지 과대, 여재오염 제거의 비효율성, 역세수의 낭비등의 제반 문제를 해결하고, 하수처리장의 침사지, 침전조, 산업폐수처리장의 침전조 또는 상향류 연속식 모래여과기를 대체할 수 있을 뿐만아니라, 제지공정의 펄프농축, 백수정화, 원료회수등 다목적 여과장치로 적용이 가능한 드럼 필터에 관한 것이다.
일반적인 고액분리 시스템에서 여재오염의 최소화, 처리수 수질 안정화 및 역세수 최소화는 동시에 고려해야 하는 과제이다. 그러나, 여재오염 문제를 해결하려 하면 처리수가 불안정하고 역세수의 양이 증가하게 되며, 처리수의 수질을 개선하려 하면 여재오염문제, 역세수의 증가 문제가 발생하게 된다.
종래의 고액분리 시스템으로는 드럼스크린, 진공여과기, 디스크필터, 상향류연속식 모래여과기 등이 있으며 드럼필터는 드럼스크린의 여재오염 문제, 진공여과기와 디스크필터의 운전비 상승, 역세수량 증가 문제와 부산물 발생의 문제, 연속식 모래여과기의 여재의 막힘현상과 역세수의 양이 증가하는 문제점을 보완하였다.
보완방법으로는 여재의 두께가 얇고 기공크기가 작은 다양한 고분자 재질의 여과포를 사용함으로써 여재의 장력을 증가시키고, 여과수를 사용하여 높은 압력으로 노즐에서 분사시키는 연속적 역세방식을 채택함으로써 여재의 오염을 확실히 제거하고 역세수량을 감소시키며, 또한 처리방식을 수두차에 의한 자연여과방식 및 여과포 표면에 부착한 입자들이 새로운 막을 형성하여 여과포의 기공크기보다 훨씬 미세한 입자까지 제거가 가능한 여과방식을 채택함으로써 처리수의 수질 안정화를 달성하였으나 드럼이 원통형으로 구성되어 장치의 설치시 부지를 크게 차지하는 문제점이 있으며 여재오염물을 더 효율적으로 제거하는 방법과 역세수를 더욱 최소화하는 방안을 강구할 필요가 있으므로 이의 방안을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 여과의 효율성을 유지 하면서 좁은 설치 부지 면적에서도 설치가 가능한 드럼필터를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자는 두번째 기술적 과제는 여재의 오염을 최소화할 수 있는 드럼 및 역세수 분사 구조를 갖는 드럼필터를 제공하는데 있다.
도 1은 드럼필터의 원리를 도시한 개념도이다.
도 2는 드럼필터의 정면을 도시한 정단면도이다.
도 3은 드럼필터의 개략적인 우측면도이다.
도 4a는 종래 드럼필터에 채용되고 있는 원통형 드럼 구조 및 역세 노즐의 배치 구조를 보여 주는 개략도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 주름형 드럼을 갖는 드럼필터의 주름형 드럼 구조 및 역세 노즐의 구조를 보여 주는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 탱크 2 : 유입수 배관
3 : 유입부 수조 4 : 드럼
5 : 여과포 6 : 드럼구동축
7 : 드럼회전모터 8 : 수문
9 : 고형물 배출구 10 : 고형물제거용 호퍼
11 : 역세노즐 12 : 역세펌프
13 : 고무패킹 14 : 처리수 배출구a
15 : 처리수 배출구b 16 : 배수용 배출구
본 발명에 따른 주름형 드럼을 갖는 드럼 필터는 외주면에 여과포가 구비되고 탱크 내부에 설치되는 드럼, 상기 드럼 내부에 고형물을 포함한 원수를 유입하는 유입부, 상기 드럼을 회전 시키는 구동부, 상기 드럼의 회전에 의하여 분리 수거된 고형물을 취합 배출하는 고형물제거부, 드럼 상부에 설치되어 물을 분사하면서 고형물을 여과포에서 분리하는 역세부, 처리수 및 탱크 저장수 배출을 위한 배출부로 구성되는 드럼필터에 있어서, 상기 드럼은 드럼축 방향으로 연속되는 주름이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 주름은 그 단면이 연속적인 골과 산을 갖도록 형성되되, 상기 골의 양면은 어느 정도의 경사를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 역세부는 상기 주름의 골 양면 경사에 동시에 역세수를 분사할 수 있도록 골의 중앙 상방향에 설치된 역세노즐과 상기 역세 노즐에 물을 공급하는 역세펌프를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 고효율 드럼필터의 원리를 나타내는 개념도이다.
고형분을 포함한 원수는 드럼내부로 유입된다. 드럼내부로 유입된 원수중의 고형분은 여과포에 의하여 여과되고, 여과포를 통과한 처리수는 처리수라인을 따라 이송된다. 여과포에 걸러진 고형분은 드럼의 회전(0∼4 rpm)에 의하여 여과포 표면에 부착되면서 일종의 새로운 막을 형성하며, 이로 인하여 여과포 기공크기보다 훨씬 미세한 입자까지 제거가 가능하다. 드럼의 회전방향으로 여과포에 부착되는 고형물의 양은 증가하게 된다. 여과방식은 진공이나 압력과 같은 외부의 강제적인 힘에 의한 것이 아니라 여과포 내부와 외부의 수두차에 의한 자연여과이다. 여과포 표면에 부착된 고형물은 드럼회전시 탱크상부에 위치한 고압역세수 또는 고압공기에 의하여 드럼내부의 호퍼로 이동하여 농축수라인으로 이송된다. 사용되는 역세수는 처리된 여과수를 이용하여 순환시킨다.
도 2는 고효율 드럼필터를 도시한 단면도이며, 도 3은 측단면도이다. 도 4a 및 4b는 본 발명을 설명할 고효율 드럼필터의 본체 드럼을 원통형에서 주름형으로 변화시켰을 경우의 차이를 설명한 도면이다.
고효율 드럼필터는 탱크(1)를 포함하는 본체부; 유입수 배관(2) 및 유입부 수조(3)를 포함하는 유입부; 드럼(4) 및 여과포(5)를 포함하는 처리부; 드럼구동축(6), 드럼회전모터(7) 및 고무패킹(13)을 포함하는 구동부; 수문(8)을 포함하는 수위조절부; 고형물 배출구(9) 및 고형물제거용 호퍼(10)를 포함하는 고형물제거부; 역세노즐(11) 및 역세펌프(12)를 포함하는 역세부 및; 처리수배출구a(14), 처리수 배출구b(15) 및 배수용 배출구(16)를 포함하는 배출부로 구성되어 있다.
상기 탱크(1) 내부에는 원기둥 형태의 드럼(4)이 설치되어 있다. 상기 드럼(4)의 양쪽 끝단 원형부분 중 한쪽 끝단은 철판으로 막혀있으며, 다른 한쪽 끝단은 개공되어 있다. 드럼(4)의 개공부는 유입부 수조(3)와 연결되어 있으며, 드럼(4)과 유입부 수조(3)는 탱크(1)내에서 밀폐된 상태로 있다. 드럼(4)의 양쪽 끝단 원형부분은 철망으로 연결되어 있으며, 철판의 중심부에 드럼구동축(6)이 설치되어 있다. 드럼(4)의 철망 둘레에는 장력이 크게 걸린 상태로 고분자 여과포(5)가 부착되어 있다. 드럼(4) 내부에는 걸려진 고형물제거를 위한 깔대기 모양의 고형물제거용 호퍼(10) 및 고형물 배출구(9)가 설치되어 있다. 직팔면체 모양의 탱크(1) 양쪽 벽부위 안쪽에는 수문(8)이 설치되어 내부의 수위를 조절할 수 있다. 탱크(1)의 양쪽 끝단부위 중 한쪽 끝단은 드럼구동축(6)이 연결되어 있으며, 탱크(1) 외부에 드럼회전모터(7)가 설치되어 있다. 탱크(1)의 다른 한쪽 끝단은 직사각형의 일부 상부가 개공되어 있으며, 또한 드럼(4)의 개공부와 패킹으로 연결되어 있다. 여과포(5)에 부착된 고형물을 제거하기 위한 역세노즐(11)이 드럼(4) 상부와 탱크(1) 상단면 사이에 설치되어 있으며, 처리된 여과수를 재사용하기 위한 역세펌프(12)가 탱크(1) 외부에 설치되어 있다. 탱크(1) 내의 물을 방출하기 위하여 배수용 배출구(16)가 탱크(1) 하단부에 설치되어 있으며, 드럼구동축(6)과 탱크(1)와 연결된 부위의 누수를 방지하기 위하여 고무패킹(13)이 설치되어 있다.
유입수 배관(2)을 통하여 유입수 수조(3)로 처리하고자 하는 고형분을 포함한 원수가 유입되어 드럼(4) 내부로 이동한다. 드럼(4) 내부로 유입된 원수는 회전하는 드럼(4)에 부착된 여과포(5)를 통과하면서 탱크(1) 내부로 유입된다. 탱크(1)와 드럼(4) 사이의 공간에 설치된 수위조절장치인 수문(8)에 의하여 드럼(4) 내부의 원수와 탱크(1) 내부의 여과수는 일정한 수위와 수두차를 유지하게 된다. 유입된 원수만큼 드럼(4)에 설치된 여과포(5)를 통하여 고형분은 여과되면서 여과액은 드럼(4) 외부와 탱크(1) 내부사이로 유로를 형성하며 수위조절 장치인 수문(8)를 통하여 탱크(1) 외부의 처리수 배출구(14, 15)로 배출된다. 처리수 배출구a(14)로 배출되는 처리수는 드럼(4)의 회전방향에 따라 여과포(5)에 부착되는 고형물농도가 적은 드럼(4) 방향에 위치하기 때문에 처리수 배출구b(15)로 배출되는 처리수보다 잔존하는 고형물의 농도가 적은 편이다. 탱크(1) 하단에 존재하는 여과수를 역세펌프(12)로 재순환시켜 드럼(4) 상부에 설치된 역세노즐(11)로 분사시킴으로써 고형물을 여과포(5)에서 분리시키며, 상기 고형물은 드럼(4) 내부에 설치된 고형물제거용 호퍼(10)에 축적되면서 고형물 배출구(9)를 통하여 외부로 배출된다.
도4b를 참조하면, 상기 주름은 그 단면이 연속적인 골과 산을 포함하여 형성되되, 상기 골의 양면은 어느 정도의 경사(4a, 4b)를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 역세수에 의한 고형물 제거의 효율을 높일 수 있다.
고액분리 시스템 기술의 핵심은 설치부지의 최소화와 여재의 오염없이 처리수의 수질를 안정적으로 계속 유지시키는 것이며, 여재의 오염을 제거하기 위한 역세수량을 최소화하는 것이다. 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 고효율 드럼필터의 여과방식을 채택함과 동시에 도 4b와 같이 고효율 드럼필터의 본체부중 원통형 드럼을 주름형 드럼으로 제작하여 여과면적을 동일한 크기에서 3배 이상 크게하므로써 설치시의 부지면적을 1/3∼1/5로 작게하며, 여과수를 사용하여 높은 압력으로 노즐에서 분사시키는 연속적 역세방식을 채택시 노즐을 주름형 드럼의 산과 산의 중간 부분에 각각 설치 분사함으로써 경사가 형성되어 여재의 오염을 확실히 제거하고 역세수량을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 드럼필터를 사용하여 실제폐수를 처리한 결과, 처리수질은 비슷하나 표 1에 나타낸 바와 같이, 원통형 드럼필터에 비교하여 주름형 드럼필터는 설치부지의 1/3에서 같은 처리유량을 보였고, 역세수량은 원통형 드럼필터와 비교하여 주름형 드럼필터는 1/4의 수량을 보이는 우수한 효과를 나타내었다.
〔표 1〕
본 발명에 따른 원통형 드럼필터와 주름형 드럼필터의 동일한 여과면적(7.5m2)에서의 설치면적과 역세수량 비교.
원통형 드럼필터 주름형 드럼필터 비 고
설치면적(m2) 7.5 2.3 150m3/day 처리기준
역세수량(m3/day) 30 7.5
이상 본 발명의 구성을 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 고효율 드럼필터의 본체부중 원통형 드럼을 주름형 드럼으로 제작하여 여과면적을 3배 이상 크게하므로써 설치시의 부지면적을 작게하며, 역세를 효율적이고 역세수량을 감소시키는 효과가 있으므로 하수처리장의 침사지, 침전조, 산업폐수처리장의 침전조 또는 상향류 연속식 모래여과기를 대체할 수 있는 뛰어난 효과가 있으며, 제지공정의 펄프농축, 백수정화, 원료회수 등에 적용이 가능한 다목적 여과장치로 적용을 확대할 수 있으므로 수처리산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 외주면에 여과포가 구비되고 탱크 내부에 설치되는 드럼, 상기 드럼 내부에 고형물을 포함한 원수를 유입하는 유입부, 상기 드럼을 회전 시키는 구동부, 상기 드럼의 회전에 의하여 분리 수거된 고형물을 취합 배출하는 고형물제거부, 드럼 상부에 설치되어 물을 분사하면서 고형물을 여과포에서 분리하는 역세부, 처리수 및 탱크 저장수 배출을 위한 배출부로 구성되는 드럼필터에 있어서, 상기 드럼은 드럼축 방향으로 연속되는 주름이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주름은 그 단면이 연속적인 골과 마루를 갖도록 형성하되, 상기 골 양면은 경사면을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 드럼 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 역세부는 상기 주름의 경사진 골 양면에 동시에 역세수를 분사할 수 있도록 골의 중앙 상방향에 설치된 적어도 하나 이상의 역세노즐과, 상기 역세 노즐에 물을 공급하는 역세펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드럼 필터.
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