KR20050095938A - Dual-compressible synthetic media filter and secondary effluent reclamation system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하수처리장의 방류수 내에 포함되어 있는 탁도 물질 및 부유 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 양방향 압밀 여과장치 및 이를 이용한 방류수 재이용 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치는 밀폐형의 소정 공간을 갖는 여과조;와, 상기 여과조 내에 각각 구비되며 상기 여과조 내측벽에 밀착되어 상하 이동이 가능한 판형의 상부 및 하부 밀착판;과, 상기 상부 및 하부 밀착판 각각의 일측에 연결되어 상기 상부 및 하부 밀착판의 상하 이동을 독립적으로 수행하는 상부 및 하부 축;과, 상기 여과조 내의 상기 상부 및 하부 밀착판 사이에 구비되며 상기 여과조 내측벽에 밀착, 고정되어 있는 고정 통공판;과, 상기 상부 밀착판과 고정 통공판 사이의 공간에 충진되어 있는 제 1 여재층;과, 상기 하부 밀착판과 고정 통공판 사이의 공간에 충진되어 있는 제 2 여재층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a bidirectional consolidation filtration device capable of effectively removing turbidity and suspended matter contained in the effluent of the sewage treatment plant, and a effluent reuse system using the same. The bidirectional consolidation filtration device according to the present invention provides a predetermined space of a closed type. And an upper and lower contact plates each of which is provided in each of the filter baths and is attached to the inner wall of the filter tank and is movable up and down; and connected to one side of each of the upper and lower contact plates, and the upper and lower contact plates. An upper and lower shaft for independently performing vertical movement of the upper and lower shafts; and a fixed through-hole plate provided between the upper and lower contact plates in the filter tank and fixed to the inner wall of the filter tank and fixed to the upper wall. A first media layer filled in the space between the through plates; and the lower contact plate and the fixed through plate. It is characterized by including a second media layer filled in the space between.
Description
본 발명은 양방향 압밀 여과장치 및 이를 이용한 방류수 재이용 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수처리장의 방류수 내에 포함되어 있는 탁도 물질 및 부유 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 양방향 압밀 여과장치 및 이를 이용한 방류수 재이용 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a bidirectional consolidation filtration device and a effluent reuse system using the same, and more particularly, a bidirectional consolidation filtration device capable of effectively removing turbidity and suspended matter contained in the effluent of a sewage treatment plant and a effluent reuse system using the same. It is about.
하수처리는 하수 중에 포함된 오염물질의 제거를 목적으로 하며 그 처리방식에 따라 1차 처리, 2차 처리 및 3차 처리로 분류된다. 1차 처리는 하수 중에 부유하는 물질이나 침강성 물질을 물리적으로 제거하는 방법으로 중력침강, 부상분리 등의 시설이 이용되며 대개 하수처리장에서 최초 침전지까지의 공정이 이에 해당된다. 2차 처리는 하수 중에 용존되어 있는 유기물 및 1차 처리에서 처리되지 않는 유기성 고형물의 제거를 목적으로 생물학적 처리방식이 주로 이용된다. 3차 처리는 물리, 화학, 생물학적 처리 방식을 조합하여 2차 처리에서 제거되지 않은 유기물 이외에 질소, 인과 같은 영양물질을 제거하는 고도의 처리과정이다. Sewage treatment is aimed at removing contaminants contained in sewage and is classified into primary treatment, secondary treatment and tertiary treatment according to the treatment method. Primary treatment is a method of physically removing suspended solids or sedimentary substances in the sewage system, such as gravity sedimentation and flotation, which usually includes the process from the sewage treatment plant to the initial sedimentation basin. Secondary treatment is mainly used for biological treatment for the purpose of removing organic matter dissolved in sewage and organic solids not treated in the first treatment. Tertiary treatment is a highly advanced process that combines physical, chemical, and biological treatments to remove nutrients, such as nitrogen and phosphorus, in addition to organics not removed in the secondary treatment.
통상, 하수처리장에서 방류되는 방류수는 상기 2차 처리를 거친 것을 말하며, 2001년말 기준으로 국내 184개소 하수처리장에서 방류되는 2차 처리수는 하루 평균 약 2천만톤 정도로 연간 73억톤에 이른다. 그러나, 상기 방류되는 2차 처리수 중 재이용되는 2차 처리수는 약 1.74억톤으로 재이용률이 약 2.4% 밖에 되지 않는다. 이러한 2차 처리수의 재이용률을 5%로 올릴 경우, 약 3.6억톤 유효용량의 댐을 확보하는 효과가 발생된다. 이에 따라, 하수처리장 2차 처리수를 재이용하기 위해 다양한 노력들이 진행되고 있다.In general, the effluent discharged from the sewage treatment plant refers to the second treatment, and as of the end of 2001, the secondary treated water discharged from 184 sewage treatment plants in Korea reaches an average of about 20 million tons per day, reaching 7.3 billion tons per year. However, the secondary treated water recycled among the discharged secondary treated water is about 172 million tons, and the reuse rate is only about 2.4%. Increasing the reuse rate of the secondary treated water to 5%, there is an effect to secure a dam of about 600 million tons effective capacity. Accordingly, various efforts are being made to reuse secondary treatment water in sewage treatment plants.
2차 처리수의 재이용 용도는 세정 용수, 살수 용수, 조경 용수, 하천유지 용수, 농업용 용수 및 냉각 용수 등이 있다. 2차 처리수의 재이용하는 3차 처리 과정의 처리 기준은 상기 용도에 따라 다소간의 차이가 있다. 예를 들어, 살수 용수나 조경 용수로 사용될 경우 색도 처리가 요구되지 않는 반면, 세정 용수의 경우 색도가 20도를 넘지 않아야 한다. Reuse of secondary treated water includes washing water, sprinkling water, landscaping water, river maintenance water, agricultural water and cooling water. The treatment criteria of the tertiary treatment process for reuse of the secondary treated water are somewhat different depending on the use. For example, when used as sprinkling water or landscaping water, no chromatic treatment is required, while for washing water the chromaticity should not exceed 20 degrees.
한편, 이러한 3차 처리 방법을 수행하는 방법으로는 응집침전법, 급속여과법, 활성탄 흡착법, 염소처리법, 역삼투압법, 막분리법 등이 있다. 하수처리장 2차 처리수의 재이용 사례가 많은 곳으로 알려진 미국 서부에서는 2차 처리수의 탁도 및 현탁물을 제거하여 소독, 산화 효과를 높이기 위한 목적으로 응집침전법 또는 사여과로 여과한 후 소독 처리하는 방법이 많이 적용되어 왔다. 그러나, 응집의 경우 추가적인 슬러지가 발생하는 단점이 있고, 사여과의 경우 계절별 처리수중의 부유물로 인한 막힘 현상에 대응하기 어려운 단점이 있다. 특히, 국내 하수처리장의 경우 숙련된 인력이 부족한 상황에서 스컴, 미세 플록, 조류 성장들로 인한 사여과 장치의 폐색이 쉽게 일어나는 문제점이 있다. On the other hand, the method of performing the tertiary treatment method includes agglomeration sedimentation method, rapid filtration method, activated carbon adsorption method, chlorine treatment method, reverse osmosis method, membrane separation method and the like. In the western United States, where there are many cases of reuse of secondary treatment water in sewage treatment plants, it is filtered by coagulation sedimentation or filtration to remove turbidity and suspension of secondary treatment water and to enhance the disinfection and oxidation effects. Many methods have been applied. However, in the case of flocculation, there is a disadvantage in that additional sludge occurs, and in the case of filtration, there is a disadvantage in that it is difficult to cope with clogging due to suspended matter in the seasonally treated water. In particular, the domestic sewage treatment plant has a problem that the occlusion of the filtration device due to scum, fine floc, algae growth easily occurs in a situation where skilled manpower is lacking.
2차 처리수를 염소로 소독하는 경우, 트리할로메탄(Tri halo methan ; THM)과 같은 소독부산물이 발생하여 수원을 오염시키는 문제점이 있어 하수처리장에 설치되어 있는 염소소독장치들까지도 사용하지 않고 있는 것이 현실이다. 또한, 염소처리로 소독 방법을 선택하는 경우, 상기 THM 문제를 해소할 수 있는 탈염소 설비를 설치하여 대책을 강구해야 하는 단점이 있다. 상기 소독부산물에 대한 문제점을 해결하고자 최근에는 자외선 소독 방법이 제안된 바 있으며, 자외선으로 소독을 하는 경우 소독부산물에 대한 문제를 발생시키지 않으며 처리장 시설용량을 접촉방식과 비접촉방식 중 설계인자에 맞게 채택시 시설비 및 관리비를 줄일 수 있게 된다.In case of disinfecting the secondary treated water with chlorine, disinfection by-products such as tri halo methan (THM) are generated, which contaminates the water source. Therefore, chlorine disinfection devices installed in the sewage treatment plant are not used. It is a reality. In addition, when the disinfection method is selected by chlorine treatment, there is a disadvantage in that measures should be taken by installing a dechlorination facility that can solve the THM problem. Recently, UV disinfection methods have been proposed to solve the problems of disinfection byproducts, and when disinfection with ultraviolet rays does not cause problems with disinfection byproducts, the treatment facility capacity is adopted according to the design factor among contact and non-contact methods. City facility costs and management costs can be reduced.
한편, 상기 활성탄, 역삼투압 및 막분리법과 같은 기술들의 경우 높은 처리 효율로 인하여 상용화되어 있으나 설치비 및 유지관리비가 워낙 높아 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.Meanwhile, technologies such as activated carbon, reverse osmosis, and membrane separation methods have been commercialized due to high processing efficiency, but have high installation and maintenance costs.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 하수처리장의 방류수 또는 오폐수 내에 포함되어 있는 탁도 물질 및 부유 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 양방향 압밀 여과장치 및 이를 이용한 방류수 재이용 시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a two-way consolidation filtration device that can effectively remove the turbidity and suspended solids contained in the effluent or waste water of the sewage treatment plant and effluent reuse system using the same. There is this.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치는 밀폐형의 소정 공간을 갖는 여과조;와, 상기 여과조 내에 각각 구비되며 상기 여과조 내측벽에 밀착되어 상하 이동이 가능한 판형의 상부 및 하부 밀착판;과, 상기 상부 및 하부 밀착판 각각의 일측에 연결되어 상기 상부 및 하부 밀착판의 상하 이동을 독립적으로 수행하는 상부 및 하부 축;과, 상기 여과조 내의 상기 상부 및 하부 밀착판 사이에 구비되며 상기 여과조 내측벽에 밀착, 고정되어 있는 고정 통공판;과, 상기 상부 밀착판과 고정 통공판 사이의 공간에 충진되어 있는 제 1 여재층;과, 상기 하부 밀착판과 고정 통공판 사이의 공간에 충진되어 있는 제 2 여재층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Two-way consolidation filtration device according to the present invention for achieving the above object is a filtration tank having a predetermined space of the closed type; and the upper and lower contact plates of the plate-shaped each provided in the filtration tank and in close contact with the inner wall of the filtration tank to move up and down And an upper and lower shafts connected to one side of each of the upper and lower contact plates to independently move up and down of the upper and lower contact plates, and between the upper and lower contact plates in the filter tank. A fixed through plate adhered to and fixed to the inner wall of the filtration tank; and a first media layer filled in a space between the upper contact plate and the fixed through plate; and a space between the lower contact plate and the fixed through plate. It is characterized by including the second filter layer is made.
바람직하게는, 상기 상부 밀착판, 하부 밀착판 및 고정 통공판은 각각 일정 간격을 두고 공극이 형성된다.Preferably, the upper contact plate, the lower contact plate and the fixed through plate are each spaced apart from each other to form a gap.
바람직하게는, 상기 제 1 여재층은 복수개의 제 1 여재편으로 구성되며 상기 제 1 여재편은 섬유상 수지로 구성될 수 있다.Preferably, the first media layer is composed of a plurality of first media pieces and the first media pieces may be composed of fibrous resin.
바람직하게는, 상기 제 2 여재층은 복수개의 제 2 여재편으로 구성되며 상기 제 2 여재편은 스폰지상 수지로 구성될 수 있다.Preferably, the second media layer is composed of a plurality of second media pieces and the second media pieces may be composed of a sponge-like resin.
바람직하게는, 상기 제 1 여재편은 폴리에스터로 구성되고, 상기 제 2 여재편은 폴리우레탄으로 구성될 수 있다.Preferably, the first media piece may be composed of polyester, and the second media piece may be composed of polyurethane.
바람직하게는, 상기 여과조 일측과 연결되어 상기 여과조 내부에 공기를 소정의 압력으로 공급하는 공기 펌프를 더 포함하여 구성될 수 있다.Preferably, it may be configured to further include an air pump connected to one side of the filtration tank for supplying air to the inside of the filtration tank at a predetermined pressure.
바람직하게는, 상기 여과조 일측에 구비되어 상기 여과조 내로 방류수를 공급하는 방류수 공급관;과, 상기 여과조 일측에 구비되어 상기 여과조를 통해 여과된 처리수를 배출하는 여과수 배출관;과, 상기 여과조 일측에 구비되어 상기 여과조 내의 불순물을 배출하는 불순물 배출관을 더 포함할 수 있다.Preferably, the discharge water supply pipe is provided on one side of the filtration tank for supplying effluent water into the filtration tank; and a filtration water discharge pipe provided on one side of the filtration tank for discharging the treated water filtered through the filtration tank; and is provided on one side of the filtration tank It may further include an impurity discharge pipe for discharging the impurities in the filtration tank.
바람직하게는, 상기 상부 밀착판, 하부 밀착판 및 고정 통공판은 메탈 라스로 구성될 수 있다.Preferably, the upper contact plate, lower contact plate and the fixed through plate may be composed of a metal lath.
바람직하게는, 압축비 또는 여재의 크기를 달리하여 상기 제 1 여재층의 공극율은 상기 제 2 여재층의 공극율보다 낮도록 구성할 수 있다.Preferably, the porosity of the first media layer is lower than the porosity of the second media layer by varying the compression ratio or the size of the media.
본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치를 이용한 방류수 재이용 시스템은 상기 양방향 압밀 여과장치;와, 상기 양방향 압밀 여과장치의 전단에 구비되어 상기 양방향 압밀 여과장치로 방류수를 공급하는 유량 조절조;와, 상기 양방향 압밀 여과장치를 통해 여과된 방류수에 대하여 자외선을 방사하여 소독하는 자외선 소독 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The effluent reuse system using the bidirectional consolidation filtration device according to the present invention includes the bidirectional consolidation filtration device; and a flow rate adjustment tank provided at the front of the bidirectional consolidation filtration device to supply effluent water to the bidirectional consolidation filtration device; It characterized in that it comprises a ultraviolet disinfection device for disinfecting by radiating ultraviolet rays to the discharged water filtered through the consolidation filtration device.
본 발명의 특징에 따르면, 양방향 압밀 여과장치에 있어 여과조 내에 공극율이 서로 다른 제 1 및 제 2 여재층을 구비시키고 상기 제 1 및 제 2 여재층을 복수개의 여재편으로 구성되도록 하여 상기 제 1 및 제 2 여재층의 공극율을 독립적으로 가변시킬 수 있도록 함으로써 방류수 내에 포함되어 있는 부유 물질 및 탁도 물질을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 높은 공극율을 유지함에 따라 높은 여과 처리량을 담보할 수 있다. 또한, 상기 양방향 압밀 여과장치에 자외선 소독 장치를 부가한 방류수 재이용 시스템을 구성하여 자외선 소독 장치의 자외선 조사효율을 극대화할 수 있다.According to a feature of the present invention, in the bidirectional consolidation filtration apparatus, the first and second media layers having different porosities in the filtration tank are provided, and the first and second media layers are composed of a plurality of media pieces. By allowing the porosity of the second media layer to be varied independently, it is possible to effectively remove suspended matter and turbidity substances contained in the effluent, and to ensure high filtration throughput by maintaining a high porosity. In addition, it is possible to maximize the ultraviolet irradiation efficiency of the ultraviolet disinfection apparatus by configuring the effluent reuse system to add the ultraviolet disinfection apparatus to the two-way consolidation filtration device.
또한, 본 양방향 압밀 여과 장치의 전단에 응집처리시설을 설치하여 보다 나은 정화능력을 갖출 수 있어 방류수뿐만 아니라 오폐수의 응집효과에도 이용할 수 있다.In addition, by providing a coagulation treatment facility at the front end of the two-way consolidation filtration device can be equipped with a better purification capacity can be used for the coagulation effect of not only effluent water but waste water.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치 및 이를 이용한 방류수 재이용 시스템을 상세히 설명하기로 한다. 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치의 사시도 및 정면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치의 동작 원리를 설명하기 위한 참고도이며, 도 3은 본 발명의 양방향 압밀 여과장치를 이용한 방류수 재이용 시스템의 구성도이다.Hereinafter, a bidirectional consolidation filtration device and a effluent reuse system using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1A and 1B are perspective and front views of a bidirectional consolidation filtration apparatus according to the present invention, and FIGS. 2A to 2C are reference diagrams for explaining the operation principle of the bidirectional consolidation filtration apparatus according to the present invention, and FIG. The configuration of the effluent reuse system using the bidirectional consolidation filtration apparatus of the
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치(100)는 먼저, 내부에 소정의 여과 공간을 갖는 여과조(101)를 구비한다. 상기 여과조(101) 내부에는 3개의 판이 형성되어 있는데 상기 3개의 판은 상기 여과조(101) 내측벽에 밀착되어 있다. 상기 3개의 판은 구체적으로 상부 밀착판(103), 하부 밀착판(104) 및 고정 통공판(102)을 일컫는다. 상기 고정 통공판(102)은 상기 여과조(101)의 중앙 부위에 고정된 상태로 설치되며 상기 고정 통공판(102)을 중심으로 상부와 하부에 각각 상부 밀착판(103)과 하부 밀착판(104)이 구비된다. 상기 고정 통공판(102)과 달리 상기 상부 및 하부 밀착판(103)(104) 각각의 일측에는 상하 이동을 가능하도록 하는 축(105)(106) 및 구동 모터(107)(108)가 구비되어 있어 임의적으로 상기 상부 및 하부 밀착판(103)(104)을 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 상부 밀착판(103), 하부 밀착판(104) 및 고정 통공판(102)은 일정 간격을 두고 복수개의 공극이 형성되어 그물망 형태를 갖는데 바람직한 공극의 크기는 3∼10mm 정도이다. 상기 상부 밀착판(103), 하부 밀착판(104) 및 고정 통공판(102)의 구체적인 실시 수단으로 메탈 라스(Metal lath)를 들 수 있다. As shown in FIGS. 1A and 1B, the bidirectional consolidation filtration apparatus 100 according to the present invention first includes a filtration tank 101 having a predetermined filtration space therein. Three plates are formed in the filtration tank 101, and the three plates are in close contact with the inner wall of the filtration tank 101. Specifically, the three plates refer to the upper contact plate 103, the lower contact plate 104, and the fixed through plate 102. The fixed through plate 102 is installed in a state fixed to the central portion of the filtration tank 101, the upper contact plate 103 and the lower contact plate 104 in the upper and lower portions around the fixed through plate 102, respectively. ) Is provided. Unlike the fixed through-hole plate 102, one side of each of the upper and lower contact plates 103 and 104 is provided with shafts 105 and 106 and a driving motor 107 and 108 to enable vertical movement. There can be optionally moving the upper and lower contact plates 103, 104. In addition, the upper contact plate 103, the lower contact plate 104 and the fixed through-hole 102 are formed with a plurality of voids at regular intervals to have a mesh form, the preferred size of the pores is about 3 to 10mm. Metal lath may be cited as the specific means for implementing the upper contact plate 103, the lower contact plate 104, and the fixed through plate 102.
상기 상부 밀착판(103)과 고정 통공판(102) 사이 및 상기 고정 통공판(102)과 하부 밀착판(104) 사이의 공간에는 각각 제 1 여재층(120)과 제 2 여재층(130)이 구비되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 여재층(120)(130)은 소정의 단위 크기를 갖는 복수개의 여재편으로 구성된다. 여기서, 상기 제 1 여재층(120)과 제 2 여재층(130)은 공극율이 서로 다르게 설정하는 것이 바람직하며 구체적으로 상기 제 1 여재층(120)의 공극율이 상기 제 2 여재층(130)의 공극율보다 낮은 것이 바람직하다. 이와 같은 조건을 만족시키기 위해 상기 제 1 여재층(120)을 구성하는 제 1 여재편(120a)은 섬유상 수지(도 4a 참조)가 바람직하며 상기 섬유상 수지의 예로 폴리에스터를 적용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 여재편(120a)의 바람직한 크기는 높이 1∼3mm, 길이 12∼18mm, 폭 12∼18mm 정도이다. 상기 제 2 여재층(130)을 구성하는 제 2 여재편(130a)은 스폰지상 수지(도 4b 참조)가 바람직하며 상기 스폰지상 수지의 예로 폴리우레탄을 사용할 수 있다. 상기 제 2 여재편(130a)의 바람직한 크기는 높이 10∼14mm, 길이 10∼14mm, 폭 10∼14mm 정도이다. The first filter layer 120 and the second filter layer 130 are respectively disposed in the space between the upper contact plate 103 and the fixed through plate 102 and between the fixed through plate 102 and the lower contact plate 104. It is provided. The first and second media layers 120 and 130 are composed of a plurality of media pieces having a predetermined unit size. Here, it is preferable that the porosity of the first filter layer 120 and the second filter layer 130 are set to be different from each other, and specifically, the porosity of the first filter layer 120 is equal to that of the second filter layer 130. It is preferable that it is lower than a porosity. In order to satisfy such conditions, the first filter piece 120a constituting the first filter layer 120 is preferably a fibrous resin (see FIG. 4A), and polyester may be used as an example of the fibrous resin. Moreover, the preferable magnitude | size of the said 1st media piece 120a is about 1-3 mm in height, 12-18 mm in length, and about 12-18 mm in width. The second filter element 130a constituting the second filter layer 130 is preferably a sponge-like resin (see FIG. 4B), and polyurethane may be used as an example of the sponge-like resin. The preferred size of the second media piece 130a is about 10 to 14 mm in height, about 10 to 14 mm in length, and about 10 to 14 mm in width.
공극율이 서로 다른 제 1 여재층(120)과 제 2 여재층(130)을 여과재로 복합 구성하는 이유는 상향류로 운전되는 여과조(101) 내부에서 부유물질 축적률을 높여 상대적으로 하나의 여재를 사용하는 것보다 세정 횟수를 줄일 수 있으며, 상향류의 운전으로 역세 후 큰 입자가 먼저 제 1 여재편(120a) 상에 침적하고 이후 작은 입자가 제 2 여재편(130a) 상에 침적하도록 하여 여재층이 쉽게 막히는 단점을 방지하기 위함이다. The reason for composing the first filter layer 120 and the second filter layer 130 having different porosities with the filter medium is to increase the accumulation rate of suspended solids in the filter tank 101 operated in the upflow to increase the accumulation of a single filter medium. It is possible to reduce the number of cleaning than using, and after backwashing by the operation of the upflow, large particles are first deposited on the first media piece 120a and then small particles are deposited on the second media piece 130a. This is to avoid the disadvantage that the layer is easily clogged.
또한, 본 발명에 적용되는 제 1 및 제 2 여재층(120)(130)은 복수개의 여재편으로 구성됨에 따라 여재편의 압밀정도 및 여재크기에 따라 각 여재층의 공극율을 조절 가능하게 된다. 더욱이, 종래의 복합 여과재를 사용하는 방식 예를 들어, 모래와 무연탄(anthracite)을 여과재로 사용하는 방식의 경우 각 여과재의 공극율을 조절할 수 없으나 본 발명에서는 제 1 및 제 2 여재층(130)의 공극율을 독립적으로 조절할 수 있다. In addition, the first and second media layers 120 and 130 applied to the present invention can be adjusted to the porosity of each media layer according to the degree of consolidation and the media size of the media pieces as a plurality of media pieces. Furthermore, in the case of using a conventional composite filter medium, for example, sand and anthracite as a filter medium, the porosity of each filter medium cannot be adjusted, but in the present invention, the first and second media layers 130 Porosity can be adjusted independently.
한편, 상기 여과조(101) 일측에는 상기 여과조(101) 내로 방류수를 공급하는 방류수 공급관(109), 상기 여과조(101)를 통해 여과된 처리수를 배출하는 여과수 배출관(110), 상기 여과조(101) 내의 불순물을 배출하는 불순물 배출관(111) 등이 구비된다. 상기 방류수 공급관(109) 일측에는 여과조(101) 내부로 공급되는 방류수의 유량 및 압력을 각각 조절할 수 있는 유량계(114) 및 압력계(115)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 여과수 배출관(110) 일측에는 상기 여과수의 탁도를 측정할 수 있는 탁도계(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 한편, 본 발명의 양방향 압밀 여과장치(100)가 상향류식을 채택함에 따라 상기 방류수 공급관(109)은 여과조(101)의 하측에, 상기 여과수 배출관(110) 및 불순물 배출관(111)은 여과조(101)의 상측에 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, one side of the filtration tank 101, the discharge water supply pipe 109 for supplying the discharge water into the filtration tank 101, the filtration water discharge pipe 110 for discharging the treated water filtered through the filtration tank 101, the filtration tank 101 And an impurity discharge tube 111 for discharging the impurities therein. One side of the discharge water supply pipe 109 may be provided with a flow meter 114 and a pressure gauge 115 to adjust the flow rate and pressure of the discharge water supplied into the filtration tank 101, respectively. In addition, one side of the filtered water discharge pipe 110 may be provided with a turbidimeter (not shown) that can measure the turbidity of the filtered water. On the other hand, as the bidirectional consolidation filtration device 100 of the present invention adopts an upflow type, the effluent water supply pipe 109 is below the filtration tank 101, and the filtration water discharge pipe 110 and the impurity discharge pipe 111 are the filtration tank 101. It is preferable that it is installed above.
상기 여과조(101) 일측에는 공기 펌프(112)가 구비되는데 상기 공기 펌프(112)는 상기 여과조(101) 내부의 세정시 상기 여재편에 흡착되어 있는 물질들이 탈착되도록 산기관(113)을 통해 상기 여과조(101) 내부로 공기를 주입하는 역할을 수행한다. 한편, 도면에 도시하지 않았지만 상기 양방향 압밀 여과장치에 약품주입조를 더 구비시켜 응집 여과가 가능하도록 할 수도 있다.An air pump 112 is provided at one side of the filtration tank 101, and the air pump 112 is provided through the diffuser 113 to desorb substances adsorbed to the filter medium during cleaning of the filtration tank 101. It serves to inject air into the filtration tank 101. On the other hand, although not shown in the figure may be further provided with a chemical injection tank in the two-way consolidation filtration device to enable coagulation filtration.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치(100)의 동작 원리를 살펴보면 다음과 같다. 상기 양방향 압밀 여과장치(100)의 동작은 크게 여과, 폭기(aeration) 및 세정, 폴리싱(polishing) 단계로 구분할 수 있다.Looking at the operation principle of the two-way consolidation filtration device 100 according to the present invention configured as described above are as follows. The operation of the two-way consolidation filtration device 100 can be largely divided into filtration, aeration, cleaning, and polishing steps.
먼저, 여과 단계(도 2a 참조)는 방류수 공급관(109)을 통해 여과조(101) 내부로 방류수 즉, 2차 처리수가 공급되어 2차 처리수 내에 포함되어 있는 부유 물질 및 탁도 물질이 여과되는데 이 때, 상기 상부 및 하부 밀착판(104)은 상기 고정 통공판(102)을 향하여 압밀된 상태이다. 상기 상부 밀착판(103)과 고정 통공판(102) 사이 및 하부 밀착판(104)과 고정 통공판(102) 사이의 공간에는 각각 제 1 여재층(120)과 제 2 여재층(130)이 충진되어 있고 상기 제 1 및 제 2 여재층(120)(130)은 전술한 바와 같이 수지 계열의 여재편으로 구성됨에 따라 임의적으로 압밀의 정도를 조절할 수 있다. 실험적으로 정상 상태의 상기 공간 대비 10∼90%까지 압밀이 가능하며 30% 이상 압밀하는 경우에도 부유 물질 및 탁도 물질 제거가 효과적으로 수행되나 여과조(101) 내의 압력이 증가하는 문제가 발생하므로 압밀율은 30% 이하로 유지하는 것이 바람직하다. First, in the filtration step (see FIG. 2A), the effluent water, that is, the secondary treated water is supplied into the filtration tank 101 through the effluent supply pipe 109 to filter the suspended matter and the turbidity material contained in the secondary treated water. The upper and lower contact plates 104 are consolidated toward the fixed through plate 102. In the space between the upper contact plate 103 and the fixed through-hole plate 102 and between the lower contact plate 104 and the fixed through-hole plate 102, the first filter layer 120 and the second filter layer 130 are respectively formed. As described above, the first and second media layers 120 and 130 may be arbitrarily adjusted to the degree of consolidation, as described above. Experimentally it is possible to consolidate up to 10-90% of the space in a steady state, and even when consolidating more than 30%, the removal of suspended matter and turbidity is effectively performed, but the consolidation rate is increased because the pressure in the filtration tank 101 increases. It is desirable to keep it at 30% or less.
상기 방류수 공급관(109)을 통해 여과조(101) 내부로 방류수가 공급되면 압밀 상태의 상기 제 2 및 제 1 여재층(130)(120)을 거치게 되고 이 때, 상기 방류수 내에 포함되어 있는 부유 물질 및 탁도 물질이 제 1 및 제 2 여재층(120)(130)의 여재편에 흡착된다. 부유 물질 및 탁도 물질이 제거된 여과수는 상기 여과수 배출관(110)을 통해 배출되어 일련의 여과 과정이 완료된다. 이 때, 상기 여과수 배출관(110)에 구비되어 있는 탁도계를 통해 여과수의 탁도를 주기적으로 체크하여 상기 탁도에 따라 상기 제 1 및 제 2 여재층(120)(130)의 압밀율을 조절할 수 있다. When the effluent is supplied into the filtration tank 101 through the effluent supply pipe 109, the effluent is passed through the second and first media layers 130 and 120 in a consolidated state, and the suspended solids contained in the effluent and Turbidity material is adsorbed on the media pieces of the first and second media layers 120 and 130. Filtrate from which suspended matter and turbidity material is removed is discharged through the filtered water discharge pipe 110 to complete a series of filtration processes. At this time, the turbidity of the filtered water is periodically checked through a turbidimeter provided in the filtered water discharge pipe 110 to adjust the consolidation ratio of the first and second media layers 120 and 130 according to the turbidity.
본 발명의 양방향 압밀 여과장치(100)는 전술한 바와 같이 여과재로서 섬유상 수지 및 스폰지상 수지를 사용하여 높은 공극율(88∼90%)을 구현할 수 있어 여과 처리량이 종래의 여과장치에 비해 월등히 높다. 종래의 사여과와 무연탄의 공극율은 각각 40∼46%, 50∼56% 정도이며 본 발명의 양방향 압밀 여과장치(100)와 종래의 여과장치를 통한 여과 처리량의 차이는 아래의 <표 1>에 도시한 바와 같다.As described above, the bidirectional consolidation filtration device 100 of the present invention can realize a high porosity (88 to 90%) by using fibrous resin and sponge resin as the filter material, so that the filtration throughput is much higher than that of the conventional filtration device. The porosity of the conventional filtration and anthracite is about 40 to 46% and 50 to 56%, respectively, and the difference in the filtration throughput through the bidirectional consolidation filtration device 100 and the conventional filtration device of the present invention is shown in Table 1 below. As shown.
또한, 본 발명의 양방향 압밀 여과장치(100)를 통해 여과된 여과수의 탁도는 아래의 <표 2>에 도시한 바와 같이 현저히 낮은 수준을 유지한다.In addition, the turbidity of the filtrate filtered through the bidirectional consolidation filtration device 100 of the present invention maintains a significantly low level as shown in Table 2 below.
한편, 일련의 여과 과정이 완료된 상태에서 상기 여재편에 흡착되어 있는 물질들을 제거하기 위한 폭기 및 세정 단계가 진행된다. 상기 폭기 및 세정 단계(도 2b 참조)에서는 여과를 위해 압밀되었던 상기 상부 및 하부 밀착판(104)의 압밀 상태를 해제한다. 또한, 상기 여과수 배출관(110)은 잠그고 상기 불순물 배출관(111)은 열어야 한다. 이와 같은 상태에서, 상기 방류수 공급관(109)을 통해 세정수를 상기 여과조(101) 내부로 공급함과 동시에 상기 공기 펌프(112)를 이용하여 상기 산기관(113)을 통해 상기 여과조(101) 내부로 공기를 공급한다. 세정수 내에 공기가 주입됨에 따라 세정수의 운동성이 더욱 상승되어 상기 여재편에 흡착되어 있는 물질들의 탈착이 가속된다. On the other hand, the aeration and washing step to remove the substances adsorbed on the filter medium in a state of complete filtration process is carried out. The aeration and cleaning step (see FIG. 2B) releases the consolidation of the upper and lower contact plates 104 that were consolidated for filtration. In addition, the filtered water discharge pipe 110 should be locked and the impurity discharge pipe 111 should be opened. In such a state, the washing water is supplied into the filtration tank 101 through the discharge water supply pipe 109 and simultaneously into the filtration tank 101 through the diffuser 113 using the air pump 112. Supply air. As air is injected into the washing water, the mobility of the washing water is further increased to accelerate desorption of substances adsorbed on the media piece.
상기 폭기 및 세정 단계가 완료되면 폴리싱 단계를 수행하는데 상기 폴리싱 단계(도 2c 참조)에서는 여과 단계에서와 마찬가지로 상기 상부 및 하부 밀착판(104)을 압밀한다. 이에 따라, 상기 여재로부터 탈착된 불순물들은 여과조(101) 상부로 부유하게 되고 최종적으로 상기 불순물 배출관(111)을 통해 배출된다. 상기 폴리싱 단계가 완료되면 재차 여과 단계가 진행된다.When the aeration and cleaning steps are completed, a polishing step is performed. In the polishing step (see FIG. 2C), the upper and lower contact plates 104 are consolidated as in the filtration step. Accordingly, impurities desorbed from the filter medium are suspended above the filter tank 101 and finally discharged through the impurity discharge pipe 111. After the polishing step is completed, the filtration step is performed again.
한편, 본 발명의 목적에 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치(100)는 하수처리장 방류수 즉, 2차 처리수 내에 포함되어 있는 탁도 물질 및 부유물질을 효과적으로 제거하는데 사용되는 장치이며 본 발명의 양방향 압밀 여과장치(100)는 3차 처리 시스템 즉, 방류수 재이용 시스템 내에 포함되어 그 효율을 극대화시킬 수 있다. 본 발명의 양방향 압밀 여과장치(100)를 적용한 방류수 재이용 시스템을 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, as described in the object of the present invention, the bidirectional consolidation filtration apparatus 100 according to the present invention is an apparatus used to effectively remove turbidity substances and suspended solids contained in sewage treatment plant effluent, that is, secondary treatment water. The bidirectional consolidation filtration device 100 of the present invention may be included in a tertiary treatment system, that is, effluent reuse system to maximize its efficiency. Referring to the effluent reuse system using the two-way consolidation filtration device 100 of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 방류수 재이용 시스템은 크게 유량 조절조(301), 양방향 압밀 여과장치(100), 자외선 소독 장치(302)로 구성된다. 종래의 경우 방류수 재이용 시스템으로 상기 자외선 소독 장치(302)만을 단독으로 구성하여 방류수에 대한 3차 처리를 진행하였으나 방류수 내에 부유 물질 및 탁도 물질이 과다 포함되어 있는 경우에는 자외선 조사 효율이 떨어지는 문제점이 있다.As shown in FIG. 3, the effluent recycling system according to the present invention includes a flow control tank 301, a bidirectional consolidation filtration device 100, and an ultraviolet disinfection device 302. In the conventional case, only the ultraviolet disinfection device 302 was configured as the discharge water reuse system alone to perform the third treatment for the discharged water, but when the suspended solids and the turbidity material are excessively contained in the discharged water, there is a problem in that the ultraviolet irradiation efficiency is lowered. .
본 발명의 방류수 재이용 시스템은 자외선 소독 장치(302)로 방류수를 유입시키기 이전에 본 발명의 양방향 압밀 여과장치(100)를 거치도록 하여 방류수 내에 포함되어 있는 부유 물질 및 탁도 물질을 최소화함으로써 자외선 소독 장치(302)의 자외선 조사 효율을 극대화할 수 있다. The effluent recycling system of the present invention passes through the bidirectional consolidation filtration device 100 of the present invention before introducing the effluent to the ultraviolet disinfection device 302 to minimize the suspended substances and turbidity substances contained in the effluent. Ultraviolet irradiation efficiency of 302 can be maximized.
또한, 본 발명의 방류수 재이용 시스템에 있어 상기 유량 조절조(301)를 구비시킴으로써 방류수의 대장균, 냄새 및 색도에 따라 상기 양방향 압밀 여과장치(100) 및 자외선 소독 장치(302)에서의 방류수 체류 시간을 조절할 수 있게 된다.In addition, in the effluent reuse system of the present invention, by providing the flow control tank 301, the effluent retention time in the bidirectional consolidation filtration device 100 and the ultraviolet disinfection device 302 according to the E. coli, odor and chromaticity of the effluent water is adjusted. It can be adjusted.
본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치 및 이를 이용한 방류수 재이용 시스템은 다음과 같은 효과가 있다. Two-way consolidation filtration device and the effluent reuse system using the same according to the present invention has the following effects.
양방향 압밀 여과장치에 있어 여과조 내에 공극율이 서로 다른 제 1 및 제 2 여재층을 구비시키고 상기 제 1 및 제 2 여재층을 복수개의 여재편으로 구성되도록 하여 상기 제 1 및 제 2 여재층의 공극율을 독립적으로 가변시킬 수 있도록 함으로써 방류수 내에 포함되어 있는 부유 물질 및 탁도 물질을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 높은 공극율을 유지함에 따라 높은 여과 처리량을 담보할 수 있다. 또한, 상기 양방향 압밀 여과장치에 자외선 소독 장치를 부가한 방류수 재이용 시스템을 구성하여 자외선 소독 장치의 자외선 조사효율을 극대화할 수 있다.In the bidirectional consolidation filtration apparatus, the porosity of the first and second media layers is provided by providing the first and second media layers having different porosities in the filtration tank and the first and second media layers composed of a plurality of media pieces. By making it independently variable, it is possible not only to effectively remove suspended matter and turbidity material contained in the effluent, but also to ensure high filtration throughput by maintaining high porosity. In addition, it is possible to maximize the ultraviolet irradiation efficiency of the ultraviolet disinfection apparatus by configuring the effluent reuse system to add the ultraviolet disinfection apparatus to the two-way consolidation filtration device.
이에 더불어, 본 발명의 양방향 압밀 여과장치는 종래의 사여과 장치에 비해 단위면적당 방류수 처리 능력이 뛰어나 소형화가 가능하며 부지이용 면적을 최소화할 수 있으며 활성탄 흡착법, 역삼투압법, 막분리법과 같은 유지비용 및 설치비가 비싼 공정과는 달리 유지 관리가 용이하며 경제성이 우수하다. In addition, the bi-directional consolidation filtration device of the present invention is more compact than the conventional filtration device because the effluent treatment capacity per unit area can be miniaturized and the land use area can be minimized and maintenance costs such as activated carbon adsorption method, reverse osmosis method, membrane separation method And unlike the expensive installation process is easy to maintain and economical.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치의 사시도 및 정면도.1A and 1B are perspective and front views, respectively, of the bidirectional consolidation filtration apparatus according to the present invention;
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 양방향 압밀 여과장치의 동작 원리를 설명하기 위한 참고도.Figure 2a to 2c is a reference diagram for explaining the principle of operation of the two-way consolidation filtration device according to the present invention.
도 3은 본 발명의 양방향 압밀 여과장치를 이용한 방류수 재이용 시스템의 구성도.Figure 3 is a block diagram of the effluent reuse system using a two-way consolidation filtration device of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 여재편 및 제 2 여재편에 상응하는 섬유상 수지 및 스폰지상 수지의 실물을 나타낸 사진.Figure 4a and 4b is a photograph showing the real of the fibrous resin and sponge-like resin corresponding to the first and second media pieces of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
100 : 양방향 압밀 여과장치 101 : 여과조100: two-way consolidation filtration device 101: filtration tank
102 : 고정 통공판 103 : 상부 밀착판 102: fixed through plate 103: upper contact plate
104 : 하부 밀착판 105 : 상부 축104: lower contact plate 105: upper shaft
106 : 하부 축 107 : 상부 모터106: lower shaft 107: upper motor
108 : 하부 모터 109 : 방류수 공급관108: lower motor 109: discharge water supply pipe
110 : 여과수 배출관 111 : 불순물 배출관110: filtered water discharge pipe 111: impurity discharge pipe
112 : 공기 펌프 113 : 산기관112: air pump 113: diffuser
114 : 유량계 115 : 압력계114: flow meter 115: pressure gauge
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|---|---|---|---|---|
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2004
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