KR20030091230A - Sandwich type slow sand filters - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통상의 완속여과지의 개선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 완속여과지의 각각의 충진재층 사이에, 공극이 있는 차단재를 개재함으로써 여과효율을 증대시키고 유지보수를 용이하게 하는 샌드위치식 완속여과지에 관한 것이다.The present invention relates to the improvement of a conventional slow filter paper, and more particularly, sandwich type slow filter paper which increases the filtration efficiency and facilitates maintenance by interposing a barrier material with a gap between the filler layers of the slow filter paper. It is about.
완속여과법은 다층의 모래 내지 자갈이 적층된 완속 모래여과지의 상면으로 원수를 통과시켜 중력에 의해 정수는 하부로 이동하고 원수 중의 각종 이물질 내지 유기물 등은 적층된 모래에 의해 여과되는 무동력의 반영구적 정수방식이다.The slow filtration method is a semi-permanent water purification method in which raw water passes through the upper surface of a slow sand filter paper in which multilayered sand or gravel is stacked, and the purified water moves downward by gravity, and various foreign substances or organic matter in the raw water are filtered by the stacked sand. to be.
완속여과법은 취수원수의 탁도가 낮고, 수량변동이 적은 계곡수, 용천수 또는 지하수의 정수에 적합한 공정이지만 홍수기와 융설기에 점토분 및 실트 등에 의해 원수가 고탁도로 되면 완속여과지가 폐색되어 정수기능을 상실하게 된다는 단점이 있다.The slow filtration method is suitable for the purification of valley water, spring water, or ground water with low turbidity and low water fluctuations, but when the raw water becomes turbid due to clay powder and silt during flooding and snow melting, the slow filtration paper is blocked. There is a disadvantage that the loss.
기본적으로 완속여과법에 의한 시스템은 취수시설, 침전지, 완속여과지 및 살균/저수조로 이루어진다. 하지만 장마철에 고탁도의 원수가 유입되는 환경에 설치된 완속여과시스템의 경우 침전지의 전단에 응집/혼화/플록형성지가 추가되어 있어, 탁도 유발물질에 의한 완속여과지의 급속폐색을 방지하도록 하고 있다. 즉, 지하수, 계곡수처럼 비교적 청정하고 탁도가 낮은 원수를 이용할 수 있는 할 경우에는 취수(조)-침전지-완속여과지-살균/저수조로 이루어진 완속여과시스템이 적용되며, 우기에 원수의 탁도가 높아지는 경우에는 취수(조)-침전지-완속여과지-살균/저수조로 이루어진 완속여과시스템이 적용된다. 도 1은 응집/혼화/플록형성지가 추가된 일반적인 완속여과시스템의 공정의 구성도이다.Basically, slow filtration system consists of intake facility, sedimentation basin, slow filtration basin and sterilization / reservoir. However, in the slow filtration system installed in the environment where raw water of high turbidity is introduced during the rainy season, flocculation / mixing / floc forming paper is added at the front of the sedimentation basin to prevent rapid blockage of the slow filtration paper by the turbidity-inducing substance. In other words, slow filtration system consisting of water intake (tank)-sedimentation-slow filtration paper-sterilization / water tank is applied when relatively clean and low turbid water such as groundwater and valley water can be used. In this case, a slow filtration system consisting of intake (tank), sedimentation, slow filtration paper, sterilization and reservoirs is applied. 1 is a block diagram of a process of a general slow filtration system to which a flocculation / mixing / floc forming paper is added.
도 1에서 취수시설에 의해 도수된 원수는 침전지로 유입되어 무거운 고형물을 침전시키고, 상징수는 완속여과지로 유입된다. 완속여과지는 보통 3∼5 m/일의 완속으로 원수가 통과되면서 모래층과 모래표면에 증식한 미생물군에 의해 수중의 불순물이 포착되고, 산화분해되는 생물여과막의 작용을 하게 된다.In Figure 1, the raw water taken by the intake facility is introduced into the sedimentation basin to precipitate heavy solids, and the symbolic water is introduced into the slow filter. Slow filtration is usually 3 ~ 5 m / day slow water passes through the sand layer and the surface of the sand by the microorganisms multiplied on the sand surface is trapped in the water and acts as a biofiltration membrane oxidative decomposition.
그러나, 대부분의 간이상수도 시설처럼 완속여과법에 의한 시스템도 비훈련된 관리자 및 지방예산의 미지원으로 허술하게 관리되고 있는 실정이다. 또한 가장 중요한 여과지의 모래교체작업이 시기 적절하게 이루어지지 않고 있으며, 원수의 수량·수질적 변동에 의해 제 기능을 못하고 있다.However, like most abnormal water supply facilities, the slow filtration system is poorly managed by untrained managers and local budgets. In addition, the most important filter paper sand replacement work is not done in a timely manner and is not functioning due to the fluctuations in the quantity and quality of raw water.
이에 본 발명은 기존 완속여과지 시설에서 큰 문제가 되고있는 고탁도 원수유입시 또는 평시에 경제적이고 관리가 쉬운 장치의 도입으로 완속여과지의 폐색을 감소시키는 동시에 유지관리비용의 절감이 가능한 개선된 완속여과지를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention is an improved slow filter paper that can reduce the blockage of slow filter paper and reduce the maintenance cost at the same time by introducing the economical and easy-to-manage device at the time of high turbidity inflow of water or the usual slow filter paper facility. To provide.
즉, 본 발명은 새로운 공정을 개발하거나, 진보적인 단위기술을 삽입하는 방식보다는 기존 시설을 최대한 활용하여 정수능을 극대화시킬 수 있는 개선된 완속여과지를 제공하고자 한다.That is, the present invention is to provide an improved slow filter that can maximize the water purification capacity to maximize the existing facilities, rather than to develop a new process, or insert the advanced unit technology.
도 1은 종래의 완속여과법에 의한 정수 공정 흐름도.1 is a flow chart of a water purification process using a conventional slow filtration method.
도 2는 본 발명에 의한 샌드위치식 완속여과지의 개략적인 구성단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the sandwich-type slow filter paper according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 샌드위치식 완속여과지에서 격자형의 차단재 지지수단 및 그의 확대모습을 보여주는 개념도.Figure 3 is a conceptual view showing a grid-shaped barrier member support means and sandwiched in the sandwich type slow filter according to the present invention.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상이한 특성을 가지는 충진재가 층상으로 형성되어 있는 통상의 완속여과지를 개선한 것으로서, 상기 충진재층 사이의 어느 하나 또는 둘 이상의 곳에, 공극이 있는 차단재를 개재한 샌드위치식 완속여과지에 관한 것이다.The present invention for achieving the above object is an improvement of a conventional slow filter in which fillers having different properties are formed in layers, and through any one or two or more of the filler layers through a blocking material having voids. It is about sandwich type slow filter paper.
본 발명에서 충진재란 통상 완속여과지에 적용되는 세사, 중사, 왕사, 세자갈, 중자갈, 왕자갈 및 각종의 흡·탈취제 등을 의미한다.In the present invention, the filler means sesa, jungsa, wangsa, sejagal, jungjagal, wangjagal and various deodorant and deodorant which are usually applied to slow filter paper.
통상 완속여과지는 상기와 같은 충진재가 층상으로 적층되어 있는데, 본 발명은 상기 적층된 충진재층 사이에 공극이 있는 차단재를 설치한 것이다. 차단재가 반복적으로 충진재층 사이에 개재되었다는 의미에서 "샌드위치식"이라는 용어를 사용하는 것이다.Normal slow filter is a filler is laminated in the above layer, the present invention is to provide a barrier material with a gap between the laminated filler layer. The term "sandwich" is used in the sense that the barrier material is repeatedly interposed between the filler layers.
본 발명에서 상기 차단재는 차단재 상하에 위치하는 충진재가 혼합되어 순차적인 여과기능이 상실되는 것을 방지하기 위한 것이다.In the present invention, the barrier material is to prevent the sequential filtration function is lost by mixing the fillers located above and below the barrier material.
한편, 일반적으로 기존 완속여과지의 최상 충진재(일반적으로 세사)는 3∼6개월 마다 주기적으로 삭취하여 제거하고 새로운 충진재로 교체하게 된다. 기존 완속여과기의 충진재 삭취·교체작업은 하부의 충진재층을 손상시키지 않고 이루어져야 하기 때문에 상당히 까다로운 일로서 전문가의 손을 요하게 되며, 이 점이 종래 완속여과기 운영의 최대 단점의 하나로 인식되고 있다. 이에 본 발명은 촤상 충진재의 하면에 차단재를 설치하여 하부 충진재층과 공간적으로 차단함으로써 충진재의 삭취·교체작업을 비 전문가라도 매우 신속하고 경제적으로 수행할 수 있게 한다.On the other hand, the best fillers (usually sesa) of existing slow filter papers are usually removed every three to six months and removed and replaced with new fillers. Since cutting and replacing the filler of the existing slow filter should be performed without damaging the lower filler layer, it requires a professional's hand as a very demanding task, and this is recognized as one of the biggest disadvantages of the conventional slow filter operation. Accordingly, the present invention provides a barrier material on the lower surface of the thin filler to spatially block the lower filler layer so that the cutting and replacement of the filler can be performed very quickly and economically even by non-professionals.
또한 본 발명에 의하면, 충진재층 사이 뿐 아니라 완속여과지의 최상단 충진재층의 표면에도 상부차단재가 추가로 포설되는 것이 바람직하다. 이에 의해 취수원수에 존재하는 상당한 분량의 유기성, 무기성 고형물을 1차적으로 여과하게 되어 최상 충진재(예를들면, 세사)층의 폐색을 방지하는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면 최상 충진재층의 삭취·교체 주기를 연장시키는 것이 가능하게 된다. 나아가 상기 상부차단재를 주기적으로 간단하게 걷어낸 다음 교체하거나, 세척 후에 재설치함으로써 최상 충진재층의 삭취·교체 주기를 더욱 연장시킬 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, it is preferable that an upper barrier material is additionally installed not only between the filler layers but also on the surface of the uppermost filler layer of the slow filter paper. As a result, a significant amount of organic and inorganic solids present in the intake water is primarily filtered to prevent blockage of the best filler (eg, sesa) layer. Therefore, according to the present invention, it is possible to extend the cutting and replacement cycle of the topmost filler layer. Furthermore, by simply removing the upper barrier material periodically and then replacing or reinstalling it after cleaning, the cutting and replacement cycle of the top filler layer can be further extended.
본 발명에서 상기 차단재의 공극의 직경은 그의 상면에 충진된 충진재가 하부로 유출되지 않을 정도의 크기로, 상면에 충진된 충진재 최소직경의 0.5∼1.0배인 것이 바람직하다.In the present invention, the diameter of the voids of the barrier material is such that the filler filled in the upper surface thereof does not flow out to the bottom, and preferably 0.5 to 1.0 times the minimum diameter of the filler filled in the upper surface.
한편, 상기 최상단 충진재층의 표면에 포설되는 상기 상부차단재는 비교적 큰 유기성, 무기성 고형물을 1차로 여과하는 기능을 하는 것이기 때문에 그 공극의 직경은 그의 하면에 충진된 충진재 최소직경의 1.0∼3.0배 정도인 것이 바람직하다.On the other hand, since the upper barrier material installed on the surface of the uppermost filler layer functions to filter relatively large organic and inorganic solids firstly, the diameter of the voids is 1.0 to 3.0 times the minimum diameter of the filler filled in the lower surface thereof. It is preferable that it is about degree.
본 발명에서 상기 차단재는 전술한 바와 같이 적절한 공극을 가지며, 상부와 하부의 충진재층을 물리적으로 차단할 수 있는 것이라면 어떠한 재질의 것이라도 적용이 가능하다.In the present invention, the barrier material has appropriate pores as described above, and any material may be applied as long as it can physically block the upper and lower filler layers.
예를들면, 적절하게 공극이 형성된 금속판이나 합성수지판을 적용할 수 있다. 그러나 설치 및 교체작업의 편의성을 위해 자유롭게 접거나 절단할 수 있는 직물형태의 여과포인 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 여과포를 하나 또는 복수개의 층(즉, 한겹 또는 여러겹의 여과포)으로 하여 사용할 수 있다.For example, a metal plate or a synthetic resin plate having appropriately formed voids can be used. However, it is preferable that the filter cloth of the fabric form that can be folded or cut freely for the convenience of installation and replacement. In the present invention, the filter cloth may be used as one or a plurality of layers (that is, one or more layers of filter cloth).
한편, 본 발명에서는 상기 차단재를 지지하고 설치를 편리하게 하기 위해 상기 차단재의 하면에 격자형의 차단재 지지수단을 추가하는 것이 가능하다. 즉, 완속여과지의 평면을 일정한 크기로 격자화하고 프레임을 설치하여 맨홀뚜껑처럼 차단재를 덮을 수 있게 하면 차단재의 설치 및 교체작업을 용이하게 할 수 있다(도 3).On the other hand, in the present invention, it is possible to add a grid-shaped barrier member support means to the lower surface of the barrier member in order to support the barrier member and to facilitate installation. In other words, by lattice the plane of the slow filter paper to a certain size and install the frame to cover the blocking material like a manhole cover can facilitate the installation and replacement of the blocking material (Fig. 3).
본 발명에서 상기 충진재층의 충진재는, 상부로부터 세사, 왕사, 세자갈, 왕자갈인 것이 바람직하다. 이때 왕사∼왕자갈 또는 세자갈∼왕자갈로 이루어지는 충진재층은 거의 영구적으로 사용되므로 상기 차단재는 세사 충진재층과 왕사 충진재층 사이, 왕사충진재층과 세자갈 충진재층 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는 중사 및 중자갈 충진재층이 상기 세사-왕사 충진재층 사이 및 세자갈-왕자갈 충진재층 사이에 추가로 설치될 수도 있다. 이 경우 중사 충진재층 상하에 차단재가 설치되는 것이 바람직하다.In the present invention, the filler of the filler layer is preferably sesa, royal, sejagal, prince brown from the top. At this time, since the filler layer consisting of Wangsa ~ Princegal or Sejagal ~ Princegal is almost permanently used, the barrier material is preferably installed between the sesa filler layer and Wangsa filler layer, between the royal filler layer and Sejagal filler layer. In some cases, heavy and heavy gravel filler layers may be additionally installed between the sesa-wangsa filler layers and between the three gravel-prince gravel layers. In this case, the barrier material is preferably installed above and below the neutral yarn filler layer.
또한 본 발명에서는 정수의 악취, 악미 성분을 흡착·제거하기 위하여 상기 충진재층 중 어느 하나 또는 복수개 층의 충진재를 숯, 목탄 또는 입상활성탄을 사용할 수 있다. 이들의 적층 위치는 취수원수의 특성에 따라 최상층 또는 최하층이 될 수 있을 것이다.In addition, in the present invention, any one or a plurality of layers of fillers may be charcoal, charcoal, or granular activated carbon in order to adsorb and remove odors and odor components of purified water. These stacking positions may be the top layer or the bottom layer depending on the characteristics of the water source.
나아가 완속여과지 한 측면을 개폐식으로 하여 상부 충진재층을 삭취·교체시 작업을 용이하게 할 수 있도록 할 수도 있다.Furthermore, one side of the slow filter paper may be opened and closed to facilitate the work of cutting and replacing the upper filler layer.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서는 구체적인 충진재를 적시하였으나, 이는 본 발명의 한 예일 뿐 다양한 특성을 가지는 충진재를 선택하여 사용할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 전문가에게는 용이한 일일 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Although specific fillers have been shown in the present embodiment, this is only an example of the present invention, and it can be easily used by those skilled in the art to select and use fillers having various characteristics.
실시예Example
도 2에 도시되어 있듯이, 하부로부터 왕자갈-세자갈-왕사 충전재층을 만들고, (이들은 반영구적으로 사용되므로) 왕사 충전재층의 상면에 합성수지 재질의 여과포를 깔았다. 그 위에 조립활성탄 충전재층을 추가하고 재차 여과포를 덮은 다음 그 위에 세사(또는 다른 특수담체)를 충진하였다.As shown in Figure 2, from the bottom was made a prince-galja-cejagal-wangsa filler layer, and (since they are used semi-permanently) was laid on the top of the filler layer of synthetic resin material. A granulated activated carbon filler layer was added thereon, and the filter cloth was again covered, and then fine yarn (or other special carrier) was filled thereon.
중간에 개재되어 있는 여과포가 세사-활성탄-세사 충진재간의 교란 및 뒤섞임을 방지하며, 따라서 충전재층 삭취·교체작업시 작업을 용이하게 하고 충진재의 불균화를 방지하는 기능을 하게 된다.The interposed filter cloth prevents disturbance and agitation between fine yarn-activated carbon-fine yarn fillers, thereby facilitating the work during the cutting and replacement of the filler layer and preventing the filler from disproportionation.
또한 최상부에 1∼5cm 두께의 여과포를 깔아 고탁도의 취수원수 유입시 하부 충진재의 급속폐색을 방지하게 된다.In addition, a 1-5 cm thick filter cloth is placed on the top to prevent rapid clogging of the lower filler when inflowing water with high turbidity.
완속여과기의 여과면적을 50 m2로, 생산수량을 100톤/일로 가정할 때, 종래 기술에 의한 완속여과기와 본 발명에 의한 개선된 샌드위치식 완속여과기의 상부 충전재층 삭취·교체작업에 소요되는 연간비용과 본 제안에 의한 비용을 개략적으로 비교하여 표 1에 나타내었다.Assuming that the filter area of the slow filter is 50 m2 and the production quantity is 100 tons / day, the annual annual time required for cutting and replacing the upper filler layer of the slow filter according to the prior art and the improved sandwich type slow filter according to the present invention. Table 1 shows a rough comparison between the cost and the cost of this proposal.
표에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 의하면 종래 기술을 적용한 경우에 비교하여 세사(상부 충전재층)의 삭취·교체횟수를 대폭 줄일 수 있으며, 운영비용도 50% 이하로 절약할 수 있게 된다.As can be seen from the table, according to the present invention, the number of times of cutting and replacing the fine yarn (upper filler layer) can be greatly reduced, and the operating cost can be reduced to 50% or less as compared with the case of applying the prior art.
본 발명에 의한 샌드위치식 완속여과지를 적용하는 경우, ① 충진재층 간의 뒤섞임을 방지하여 여과효과를 장기간 유지시킬 수 있고 ② 상부 충진재층(세사)의 삭취·제거 횟수를 대폭 줄일 수 있으며 ③ 상부 충진재층(세사)의 삭취·제거를 비 전문가가 용이하게 작업할 수 있게 된다.When the sandwich type slow filter according to the present invention is applied, ① it can prevent the mixing between the filler layer to maintain the filtration effect for a long time ② can significantly reduce the number of times of cutting and removal of the upper filler layer (fine thread) and ③ the upper filler layer The non-professional can easily work on the removal and removal of the fine thread.
따라서 본 발명에 의하면 완속여과지가 적용된 간이상수도의 정수처리시설의 운영 및 관리·유지보수를 저렴하고 용이하게 할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the operation, management, and maintenance of the purified water treatment facility of the Gansu water supply system to which the slow filter paper is applied can be made inexpensively and easily.
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |