KR20040070365A - 간이상수도 복합 정수장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간이상수도의 원수를 처리하는데 있어 서로의 다른 정수방법들을 하나의 정수설비탱크에서 일괄처리하게 함으로 최소공간에서 적은 설치비용으로 간단편이하게 상수를 생산하는 복합정수방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 복합정수장치에 유입되는 원수의 침전물질을 중간위치의 1단계 콘형구조 걸름판에서 분리한 다음 아래의 2단계 SAND여과층을 통과하면서 부유 현탁 물질을 제거하고 하단부 저장조로 내려온 후 다시 최상층부로 연결된 수직관을 통해 상등수가 올라와 물이 다시 저장되면서 배출구로 설치된 활성탄 섬유필터관을 거치면서 유기 용존물질을 흡착제거하여 하나의 정수설비탱크에서 서로 다른 정수과정이 연속적으로 이루어지도록 한 것이다.

Description

간이상수도 복합 정수장치{General clean water equipment for Small water supplies}
본 발명은 광역상수가 공급되지 아니하는 도심변방 및 농촌지역의 간이상수도 정수처리장치에 관한 것으로 지하수 또는 계곡수를 식수로 이용하는데 간단편이하게 여러 정수단계를 하나의 정수설비탱크에서 복합처리하는 방법이다. 소형정수기의 경우 필터교환방법으로 다양한 정수과정을 복합으로 처리할 수 있으나 대형정수시설의 경우 역세척을 하여 지속 사용하는 관계로 대부분 규모가 커지고 입상여재를 사용해야 했었다. 이는 정수탱크 하나에 한가지 정수방법을 가지는 것으로 수질, 수량을 계산하여 탱크크기와 여재량을 결정하였다. 즉 수질 및 통수속도가 매개변수로 입상여재의 종류와 수량 그리고 크기가 결정되곤 하였다. 따라서 처리량에 따른 여과사 용적율 증가 때문에 그 규모가 커지고 압력 및 무게 때문에 콘크리트구조나 철강구조물에 의한 스테인레스나 강판으로 만들지 않으면 불가능하게 되고 이런 점 때문에 고비용, 설치난이도등 문제가 있어 간이상수도에 정수장치가 특이한 경우 이외는 거의 보급되지 못하였다. 따라서 지금까지 대부분 여과처리 없이 저수탱크에 송수하고 이를 그대로 공급하고 있는 것이 현재의 실정이다. 일부 실용신안출원된 간이여과장치의 경우 여러 단계별 격막 안에 모래, 자갈 또는 맥반석, 목탄등 입상여재를 적층하고 원수를 통과시키면서 여과하는 방법은 그 통수속도와 수량에 대해 입상여재가 갖는 낮은 정수효율 때문에 유기 용존물질이 그대로 처리수에 남게 된다. 이런 경우 간이상수도의 특성상 각종 현탁 부유물질과 유기용존물질이 완전 제거되지 않고 공급되므로써 식수의 질을 떨어뜨리고 있다. 특이 유기용존물질이 제거되지 않고 염소투입시 트리할로메탄 같은 발암물질 생성우려도 있어 간이상수의 완벽한 정수는 매우중요하다 할 것이다. 일반적으로 광역상수는 강이나 호소수 같은 원수질이 떨어지는 지표수를 사용한다하더라도 정수처리장에서 혼화, 응집, 침전, 여과, 소독등 처리공정을 거치면서 양질이 상수가 생산되는데 반하여 간이상수도의 경우는 위와 같은 규모의 공정을 갖춘 처리장시설이 현실적으로 불가능하기 때문에 응집제를 사용하지 않고 관리자 없이도 실현되는 완벽한 정수장치가 매우 필요하다. 문제는 간이상수가 원수의 질이 지표수에 비하여 좋다는 지하수, 계곡수를 취수원으로 한다는 것 때문에 대부분 정수를 하지 않거나 하더라도 완벽처리를 못하고 모래, 자갈등의 단순여과나 입상 활성탄층에 흐르면서 정수되는 여과처리를 함으로써 유기 용존물질의 실제 제거효율이 매우 낮게 된다는 사실이다. 이러한 여재를 적층하고 하향식으로 통과하는 정수방법은 원수의 처리량이 많고 수질까지 나쁠 때 정수효율은 극히 낮아질 수밖에 없으며 정수된 처리수의 불신을 가져오는 요인이 된다. 이는 갈수록 취수원부근의 오염도가 심화되는 작금의 현실에서 우려할 상황이라 할 수 있다. 즉 지하수라 하더라도 폐공관리부실, 환경 오염등 여러 요인에 의해 유해 용존물질이 음용수 수질기준을 초과하는 경우가 허다하며 특히 계곡수는 강우량, 대기오염, 낙엽부식질 등 직접요인에 의해 그 위험도가 매우 높기 때문이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착안한 방법으로 원수의 침전물질을 필터나 여재를 통한 여과처리를 하지 않고 1차 저장조 콘형 걸름판에서 자연적으로 이물질을 취합 분리 제거하여 다음단계의 여과사의 오염도를 감소하고 정수율을 높여주게 되며 다시 여과사 표면의 부유현탁물질을 세척수 노즐로 세척 배수케 하여 여과사의 지속사용이 가능케 한 다음 이어 여과처리수를 하부저수조에 담았다가 상향류관를 통한 맨 위 상부저장조로 상등수만 이송하여 여기에서 활성탄소섬유에 의한 유기용존물질을 물의 담수상태에서 흡착 제거케 하여 일반적인 하향식 정수방법에서 원수가 급속으로 흘러내리면서 여과사 및 입상 활성탄에 정수되는 낮은 정수효율을 극복하여 보편적으로 현탁 부유물질과 유기 용존물질이 많은 간이상수에 맞는 적절하고 경제적인 정수 시스템을 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 따른 대표도이다.
도2는 본 발명에 따른 침전물질 분리 콘형걸름판도이다.
도3은 본 발명에 따른 SAND 여과층 표면세척 노즐도이다.
도4는 본 발명에 따른 세척수 노즐 상세도로 하부와 측면도이다.
도5는 본 발명에 따른 활성탄 섬유필터와 배수관 구성도이다.
도1의 주요부분에 대한 부호의 설명.
(1) 원수유입관 (2) 원수유입 개폐밸브 (3) 세척수 개폐밸브 (4) 침전물 제거 콘형걸름판 (5) 체크 스트레나 (6)침전물제거 찻집관 (7) 침전물 배출밸브 (8) 세척수 노즐관 (9) SAND 여과층 (10) 세척수 배수밸브 (11) 여과처리수 침전물 배수밸브 (12) 처리수 저장조 (13) 상향류관 (14) 상등수 저장조 (15) 활성탄 섬유 필터 배수관 (16) 최종 정수처리 배출관 (17) 상부 출입부 (18) 하부 출입부 (19) 압력게이지 (20) 압력해소밸브 (21) 상층부감시창 (22) 하층부감시창 (23) 여과 체크 스트레나 (24) 상등수저장조 경사면 지지판 (25) 여과층 지지판 (26) 노즐 (27) 삼각 지지대
이하 본 발명의 첨부된 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 구조 및 대표도이며 도2는 본 발명에 따른 1차 정수과정으로 원수를 저장조에 담수하면서 침전물질이 자연적으로 콘형걸름판(4)에 모아지고 하부에 있는 이물질을 취합하는 침전물 제거 차집관(6)에 쌓이면서 침전물질배수밸브(7)를 통해 배출되게 하고 저장된 원수는 콘형판에 설치된 체크 스트레나(5)를 통해 하부로 내려오도록 구성했다. 도3은 체크 스트레나(5)를 통해 내려온 물이 2차 정수과정인 여과조에 쌓인 SAND여과층(9)을 통해 여과되면서 현탁물질이 걸러지고 하부저수조(12)에 내려오게 된다. 이때 여과사층에 쌓인 이물질의 제거는 세척수 노즐관(8)의 부착된 노즐에 의하여 분사압으로 부상시켜 배수시키므로써 여과사를 재사용할 수 있도록 구성했다. 다음으로 도5는 여과된 처리수가 3개의 상향류관(13)을 통해 상층부에 있는 상등수 저수조(14)에 올라오게 되고 여기에 담수되면서 3차정수과정인 서로 통로가 연결된 4개의 활성탄 섬유필터관(15)을 통해 스며들면서 유기 용존물질이 제거된 최상의 상수가 상수배수관(16)을 통해 나오게 된다.
이하 본 발명을 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저 간이상수도의 원수수질은 침전물질이 많고 부유 현탁 물질과 유기 용존물질이 다량 섞여 있는 것이 특징이다. 물론 무기 용존물질도 다수 포함되지만 기준치 이상이 아닐 경우 음용수로 큰문제가 되지 않는다. 따라서 도2에 나타난 바와 같이 1차 침전물질을 필터교환이나 역세척을 하지 않고 1차 원수 저장조 하부에 있는 콘형걸름판을 통해 아래로 모아진 침전물질 취합 배수관에 부착된 침전물 배출밸브(7)의 정기적인 개폐작용으로 제거하게 된다. 도3은 콘형걸름판에 부착된 체크스트레나(5)의 미세한 틈새로 저장된물이 아래로 빠져나오면서 SAND여과층을 통과하면서 현탁물질이 여과사 표면에 쌓이게 된다. 이후 주기적인 세척시간이 오면 원수유입밸브(2)가 닫히고 세척밸브(3)가 열리면서 세척수 노즐(26)의 분사압에 의해 여과사 표면의 현탁물질이 부유하게 되고 이때 세척수 배수밸브(10)가 열리면서 빠져나가게 된다. 이때는 침전물 배수밸브(7)는 닫혀있게 된다. SAND여재(9)를 통과한 처리수가 여과 체크 스트레나(23)를 통해 빠져나오면서 정수장치 맨 하단부에 있는 처리수저장조(12)에 담겨지게 된다. 바닥면 역시 완만한 콘형으로 하고 여과처리수침전물배수밸브(7)를 두어 부정기적인 개폐를 통해 침전물을 빼낼 수 있게 하였다. 도5는 처리수저장조(12)에 담긴 여과처리수가 3개의 수직 상향류관(13)을 통해 정수장치 탱크 맨 위의 상등수저장조(14)에 올라오게 된다. 밀폐된 저장조에는 내부가 공동관으로 흡수율과 흡착력이 좋은 활성탄 섬유필터관(15)을 서로 연결하여 이를 배수관(16)으로 통하게 하면 활성탄 섬유필터막을 통과한 최상의 상수가 서로 이어진 내부공동관을 통해 배출케 되는 것이다. 이는 담수상태에서 활성탄 섬유필터막에 투과됨으로써 기존의 입상 활성탄의 여재사이로 통수되면서 여과되는 방법에 비해 유기 용존물질 흡착능력이 뛰어나고 최상의 상수를 생산할 수 있게 된다. 활성탄 섬유 필터 표면에 침적될 유기용존물질 상태를 판별할 상층부감시창(21)과 압력게이지(19) 및 압력해소밸브(20)를 설치하여 활성탄 섬유필터의 교환시기와 안전성을 확보하였다. 최상부에 필터교환 상부출입부(17)와 SAND여재 교환 하부출입부(18)가 있으며 복합정수장치를 바쳐 줄 삼각 지지대(27)가 하단부에 고정화된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 간이상수 생산에서 응집제를 사용하지 않고 하나의 정수탱크에서 분리, 여과, 흡착을 통한 침전물질과 현탁 부유물질 그리고 유기용존물질을 연속적으로 제거함으로써 기존방식에 비해 여과방법을 달리하여 정수효율을 높이면서도 설치비용과 면적을 줄일 수 있고 관리가 어려운 농촌현실에서 간단편이하게 양질의 상수를 생산할 수 있게 하였다.

Claims (3)

  1. 하나의 탱크에서 복합정수기능을 갖는 것으로써 원수의 부유물질 분리를 위해 장치중간부분에 콘형걸름판(4)과 침전물 제거 차집관(6)을 설치하고 체크 스트레나(5)를 거친 원수가 아래의 SAND여과재(9)층을 통과하면서 현탁물질이 제거되고 이어 하단부의 처리수 저장조(12)에서 담겨지고 다시 3개의 상향류관(13)을 통해 올라온 처리수가 상단부의 상등수 저장조(14)에 저장되면서 4개의 활성탄 섬유필터관(15) 내부의 공동관을 통해 유기용존물질이 제거되면서 최종 정수처리 배출관(16)으로 양질의 상수를 공급하는 간이상수도 복합정수장치.
  2. 제1항에 있어서 밸브는 수동 개폐하거나 이를 공압 또는 전동밸브로 작동하는 것과 침전물 배출 밸브(7)와 세척수 개폐밸브를 통해 부유물질과 현탁물질을 배출하고 세척하거나 밀폐된 상등수 저장조의 압력을 통해 활성탄 섬유필터의 교환시기를 알려 주고 압력해소밸브(20)를 작동케하는 간이상수도 복합정수장치.
  3. 제1항에 있어서 SAND여과재를 다른 여과재로 하여 적층량을 달리할 수 있으며 수압 및 처리량에 맞는 상향류관 숫자의 증감과 활성탄소섬유관의 사각배치를 복층설치하거나 수량을 달리할 수 있는 간이상수도 복합정수장치.
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