KR20070036032A - 유체 필터 시스템 및 관련 방법 - Google Patents

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KR20070036032A
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retainer
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filter
separation system
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KR1020067021950A
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노만 엘. 올슨
브리안 알. 맥클라우린
다니엘 피. 코비
바이코 피. Ⅱ 알렌
데렉 엠. 버그
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콘텍크 스토름워터 솔루션즈 인코포레이티드
아이.에스.씨. 인바이런멘탈 인코포레이티드
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Abstract

부유 및 비부유 미립자 및 포획된, 현탁된 및/또는 용해된 오염물들을 유체로부터 분리하기 위한 시스템 및 관련 방법이다. 시스템은 구속 데크에 의해 출구 또는 상부 챔버로부터 이격된 하부 챔버를 가지는 탱크를 포함한다. 데크는 유체 처리를 위해 하나 이상의 필터 유닛을 수용하기 위한 하나 이상의 소켓을 포함한다. 게다가, 탱크의 하부 챔버는 부유 및 비부유 미립자를 제거하여, 이에 의해 필터 유닛 상의 로드를 감소시키기 위한 예비 처리 섬프로서 작용한다. 필터 유닛은 하부 챔버로부터 유체의 방사상 및/또는 상향 유동을 위해 구성된다. 필터 유닛은 유체가 탱크를 나오기 전에 유체가 통과하는 하나 이상의 필터 매체를 포함할 수 있다. 필터 유닛은 필터 매체를 보유하기 위한 및/또는 비교적 큰 오염물을 차폐하기 위한 제거 가능한 차폐 리테이너를 포함한다. 필터 유닛은 용이한 탱크 유지 보수 및 필터 매체 교환을 위해 제거될 수 있다. 시스템은 리테이너를 통해 유체를 방사상 및/또는 상향으로 보내는 것에 의하여 가변 유동 상태 하에서 오염된 유체 처리 방법을 허용한다. 필터 유닛을 통하는 양 유형의 유동의 설립은 소정의 관통 유량을 희생하지 않고 여과를 향상시키고 필터 수명을 연장한다.
유체 여과 시스템, 필터 유닛, 수용 챔버, 구속 챔버

Description

유체 필터 시스템 및 관련 방법{Fluid filter system and related method}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 발명의 명칭이 "유체 필터 시스템 및 관련 방법"인 2004년 7월 23일자로 출원된 본 출원의 발명자의 미국 가특허출원 제60/590,776호의 우선권 이익을 청구한다. 선출원의 전체 내용은 본원에 참조로서 합체되어 있다.
본 발명은 하수(drain water) 및 우수(stormwater)와 같은 유체로부터 오염물을 여과하기 위한 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 필터 수단을 통해 유체의 상향 및/또는 방사상 유동을 강요함으로써 유체 흐름으로부터 오염물을 제거하기 위한 필터 시스템 및 관련 방법에 관한 것이다.
유체 전달 시스템은 자치단체의 시설(municipal services) 및 상업적 설비 관리의 중요한 관점이며, 이러한 중요한 관점으로 남아 있을 것이다. 지하수 및 천연하천(natural body of water)의 보호는 도로, 주차 구역 및 다른 인공 구조물에 접촉하는 물을 우회 및/또는 처리하기 위한 시스템을 필요로 한다. 이러한 우회 또는 처리 시스템이 제공되지 않으면, 이러한 구조물 상에 위치된 미립자 및 오염물 또는 구조물의 형성 부분은 하수 또는 우수에 의해 천연하천으로 운반되어 천연하천을 오염시킬 수 있다. 미국의 지방법, 주법 및 연방법과 규정은 이들의 관 리 하의 소유물로부터 천연하천으로 허용 가능하게 전달되는 미립자 및 용해 오염 물질 레벨을 감소시키기 위한 수단을 확립하도록 자치단체의 시설, 기업 및 몇몇 경우에는 민간 시설에 요구하고 있다. 특정 요건은 관할 구역마다 다양할 수 있지만, 모두 엄격해지는 경향이 있다.
종래, 자치단체의 물 전달 및 처리 설비는 자연 환경으로의 후속의 전달을 위한 처리 또는 유지를 위해 천연하천으로부터 멀리 오염된 물을 우회시키기 위한 기구만을 제공하였다. 일반적으로, 이 프로세스는 물을 파이프 도관의 시스템으로 진입시키기 위한 주차 구역 또는 거리 연석(street curb)에서와 같은 하수 시스템의 확립을 수반하고 또한 또한 계속 수반한다. 결국, 하수구로부터 수용된 물은 최종 출구 목적지에 도달하거나 오염물 제거를 위한 처리 시스템으로 보내진다. 본 발명의 설명을 위해, "오염수(contaminated water)"는 예를 들면 스티로폼TM 용기 및 오일과 같은 부유 미립자, 예를 들면 모래 및 미사(silt)와 같은 비부유 미립자, 예를 들면 미세 고체, 오일, 그리스, 비료, 제초제 및 살충제를 포함하는 유지 오염물, 및 금속과 같은 현탁 및 용해 오염물을 포함하는 임의의 물을 의미하는 것을 이해해야 한다.
육지 개발은 다량의 하수 및 우수 유거수(runoff)를 생성하여, 현존하는 물 전달 및 처리 기반 구조에서의 증가된 부담 및 천연하천 오염의 증가된 가능성을 초래한다. 천연 자원 및 자치단체의 시설에 대한 개발의 영향을 감소시키기 위한 시도에서, 초기 상류 유체 처리는 다수의 육지 개발, 복원 및 복구 프로젝트가 요 구되었다. 즉, 오염수가 자치단체의 물 전달 및/또는 처리 시스템 또는 천연하천으로 진입하기 전에 자치단체의 시스템 또는 천연하천으로 진입하는 오염물의 레벨을 감소시키는 방식으로 처리되어야만 하는 것을 보장하도록, 다양한 유형의 요구가 설립되어 왔다. 그러므로, 대부분의 새로운 육지 개발은 일반적으로 자치단체의 물 취급 기반 시설로의 연결을 위한 예비 분리 시스템의 삽입을 수반하는 현존의 포장 표면에 대해 계획되어 갱신된다. 다른 경우에, 분리 시스템으로부터의 유출은 천연하천으로 직접 전달될 수 있다.
임의의 예비 분리 시스템은 광범위한 유량으로 흐르는 유체를 수용하는 용량으로 설계되어야 한다. 예를 들면, 24시간 동안 6.35mm(0.25in) 보다 적은 강수량을 초래하는 약한 강우는 시스템을 통한 비교적 낮은 유량을 생성한다. 한편, 예를 들면 3시간 동안 50.8mm(2in) 보다 많은 강수량을 초래하는 폭우는 시스템을 통한 비교적 높은 유량을 생성한다. 따라서, 표면 상부의 물의 고임 및 범람의 감소된 가능성으로 가변적인 유체 유량을 취급할 수 있는 분리 시스템을 가지는 것이 필요하다.
적당한 유체 유동 처리 용량을 가지는 것에 부가하여, 분리 시스템은 의도되는 분리 기능을 수행할 수 있어야만 한다. 비교적 큰 부유 미립자 및 비교적 무거운 비부유 미립자는 다수의 방식으로 취급되어 왔고 취급되고 있다. 예를 들면, 생물여과 습지대, 침전지(settling pond), 유체/입자 밀도 분리기, 기계적 분리기 및 매체 흡수기와 필터가 이러한 형태의 오염물을 제거하는데 이용된다. 습지대 및 침전지는 중요한 부동산을 점유하므로, 일반적으로 다수의 설정에서 특히 바람 직하지는 않다. 분리기는 작은 작동 공간을 필요로 하지만, 비교적 고비용이고 정기적으로 상당한 수리를 필요로 한다. 현존하는 흡수기 및 필터 기구는 특정 오염물을 제거하는데 효과적일 수 있지만, 이들은 통과 유량의 희생으로 이를 수행하는 경향이 있다. 즉, 여과 효율은 요구되는 필요한 통과 물 유량에 비교하여 비교적 낮다. 이는 비교적 낮은 유량 하에서는 허용 가능할 수 있지만, 비교적 높은 유량 하에서는 그렇지 않다. 보테크닉스 인코포레이티드(Vortechnics, Inc.)에 양도되고 발명의 명칭이 "우수 하수로부터 부유 및 비부유 미립자를 분리하기 위한 방법 및 장치(Method and apparatus for separating floating and non-floating particulate from rainwater drainage)"인 1998년 6월 2일 아담스(Adams)에게 허여된 미국 특허 제5,759,415호에 개시된 것과 같은 보다 효율적인 시스템이 개발되어 처리 공간이 제한되는 영역에서의 물을 처리하기 위해 이용되었다. 그러나, 현탁/미세 고체 미립자 및/또는 용해된 및 용해되지 않은 화학 오염물 제거와 관련된 규정은 보충의 제거 장치에 대한 필요성을 초래하였다.
근원지에 보다 가까운 지점에서 자치단체의 시스템 또는 천연하천에 진입하는 모든 유형의 오염물의 상당한 부분을 제거하도록 자치단체의 물 취급 시스템 및 천연하천으로의 하수 및 우수 도입과 관련된 분리 시스템에 대한 요구 및 요건이 증가하고 있다. 그러나, 분리 시스템은 이들 요구 및 요건에 대한 충족이 실행 가능한 것을 보장하기 위해 과도하게 고비용이지 않은 것이 중요하다. 이러한 분리 시스템은 비교적 유지 보수가 용이한 것이 또한 중요하다. 이들 분리 시스템은 다른 필요한 특성을 희생없이 현탁 고체 및/또는 화학 오염물을 제거하는 수단을 포 함하는 것이 매우 중요하게 된다. 모든 부유 및 비부유 미립자에 의한 필터의 로딩을 허용하도록 구성된 유체 필터 시스템은 비교적 짧은 간격에 걸쳐 유지 보수를 필요로 한다. 후속의 유체 처리 사이클에서, 필터 표면 상에 덩어리져 잔류하는 오염물은 유체 통과 유동 효율성을 감소시키고, 따라서 비교적 빈번히 제거되어야 한다. 게다가, 습한 덩어리진 필터는 매우 무겁고 따라서 이들이 유지 보수를 위해 제거되어야 할 때 크레인과 같은 보조 설비의 사용을 필요로 한다.
따라서, 더 큰 유체 취급 시스템의 일 부분일 수 있거나 일 부분이 아닐 수도 있는 분리 시스템의 일 부분으로서 유체 흐름으로부터 현탁 및/또는 화학 오염물을 제거하기 위한 분리 시스템 및 관련 방법이 요구되고, 분리 시스템은 가변적인 유체 유량을 수용하는데 효율적이다. 예를 들면 유지 보수 사이클을 단축시키고 유지 보수 곤란성을 증가시키는 필터 및 필터 장치 중량에서의 오염물 보유의 제한을 처리하는 것을 포함하는, 비용 효율적이고 유지 보수가 용이하도록 구성되는 분리 시스템이 또한 요구된다. 또한, 유체 유량에서의 최소 영향으로 확인된 오염물을 제거할 수 있는 필터 시스템을 포함하는 이러한 분리 시스템이 요구된다.
본 발명의 목적은 가변적인 유체 유량을 수용하는데 효과적인 분리 시스템을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 확립된 오염물 제거 요건에 부합하거나 실질적으로 부합하는 분리 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 비용 효율적이고 유지 보수가 용이하도록 구성된 분리 시스템을 제공하는 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 목적은 필터의 표면상에서의 보유를 최소화하면서 시스템 내에서의 오염물 보유를 최대화하고, 유지 보수 작업시에 필터 장치 중량을 감소시키는 것이다. 분리 시스템은 바람직하게 유체 유량에서의 최소의 영향으로 확인된 오염물을 제거할 수 있는 필터 시스템을 포함한다.
이들 및 다른 목적은 본 발명에 의해 성취된다. 본 발명은 시스템을 통한 유체 흐름 통로에서의 최소의 영향으로 유체 흐름으로부터 오염물의 어레이를 제거하기 위한 유체 분리 시스템 및 관련 방법이다. 이 방법은 분리 시스템을 통한 오염수의 전달 및 오염수에 있는 오염물의 분리를 수반한다. 분리 시스템은 유체 흐름으로부터 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 제거하도록 구성된 필터 시스템을 포함한다.
분리 시스템은 바람직하게 입구, 출구, 하나 이상의 필터 유닛 및 본 명세서에서 수용 챔버라 언급되는 예비 처리 섬프를 가지는 처리 챔버에 만들어진다. 입구는 유체와 직접 접촉할 수 있거나 또는 상류측 유체 전달 도관에 접속할 수 있다. 출구는 표면의 물 위치와 직접 접촉할 수 있거나 또는 하류측 유체 전달 도관에 접속할 수 있다. 적용 가능하면, 상류측 유체 전달 도관 및 하류측 유체 전달 도관은 공통의 자치단체의 물 취급 시스템의 부분일 수 있다. 예를 들면, 상류측 도관은 주차 구역 표면과 같은 표면으로부터 제거되는 표면상의 물을 위하여 구성된 배수구와 결합될 수 있고, 하류측 도관은 배수구로부터 자치단체의 처리 설비 또는 천연하천으로 물을 우회시키도록 설계된 물 전달 기구의 부분을 형성할 수 있다. 본 발명의 분리 시스템은 처리 설비 또는 천연하천에 물이 도달하기 전에 물로부터 오염물을 제거하도록 설계된다. 분리 시스템의 오염물 챔버는 필터 유닛에 접촉하기 전에 유체로부터 부유 및 비부유 미립자의 대부분 또는 전체를 제거하고, 또는 대안적으로 필터 유닛으로부터 멀리 오염물을 유지하는 방식으로 필터 유닛으로부터 로딩된 오염물의 소정 부분을 포획하는 것을 허용하기 위한 수단을 제공한다. 본 발명의 필터 유닛은 필터 유닛 내로 그리고 필터 유닛을 통한 유체의 상향 및/또는 방사상 유동을 위해 설계된다. 수용 챔버의 사용과 연계된 이러한 구조는 유체 유동이 침전할 때 그 위에 보유될 수 있는 다량의 오염물의 포획을 허용한다. 그 결과, 본 발명의 필터 유닛은, 모든 또는 실질적으로 모든 오염물이 필터 시스템으로의 로딩을 허용하거나 또는 그 밖에 필터 시스템상에 과잉의 오염물을 부과하는 종래의 장치와 비교할 때 주어진 기간에 걸쳐 훨씬 적은 오염물 로딩을 경험한다. 그 결과, 유지 보수 사이클이 본 발명의 분리 시스템에 의해 연장된다. 본 발명의 필터 유닛은 내부에 수용된 임의의 필터 매체가 처리 챔버로부터 필터 장치의 제거에 앞서 해제되는 것을 또한 허용한다. 이는 보조의 제거 설비의 필요 없이 간단한 유지 보수를 허용한다.
본 발명의 일 양태에서, 분리 시스템은 유체로부터 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 제거하기 위하여 제공된다. 상술한 바와 같이, 시스템은 입구, 출구, 구속 데크 및 구속 데크 아래에 있는 수용 챔버를 가지는 탱크와, 구속 데크에 제거 가능하게 보유되는 하나 이상의 필터를 포함하고, 입구를 통해 수용 챔버에 진입하는 유체가 하나 이상의 필터를 통해 출구로 가며, 하나 이상의 필터는 유체가 출구로 가기 전에 유체에 있는 현탁 및/또는 용해된 오염물들의 일부 또는 전체를 제거하도록 구성된다. 출구는 구속 데크의 상부의 유출 챔버의 부분일 수 있고, 하나 이상의 필터에서 나오는 유체는 출구로 가기 전에 유출 챔버에 진입한다. 출구는 또한 임의의 종류의 용기, 포트, 유동 전달 도관, 사이펀 도관, 개구 또는 필터 유닛 배출구(들)와 직접 또는 간접적으로 유체 연통하는 장치일 수 있다. 구속 데크는 과잉 유동 상태하에서 수용 챔버에 진입하는 유체가 하나 이상의 필터를 우회하여 출구로 가는 것을 허용하는 하나 이상의 개구를 포함할 수 있다. 개구는 수용 챔버 내로 그리고 유출 챔버 내로 연장하는 직립관을 포함할 수 있다. 이용된 필터의 수는 입구로부터 출구로 가는 유체의 필요한 유량 및/또는 오염물 레벨 및/또는 함량의 함수로서 선택될 수 있다. 필터는, 필터의 출구와 유체 연통하는 내부 리테이너 공간을 형성하도록 구성되고 유체가 주위 벽을 통해 내부 리테이너 공간 내로 유동하도록 구성된, 그 중 하나 또는 모두가 다공성일 수 있는 플로어 및 주위 리테이너 벽을 가지는 리테이너를 포함한다. 리테이너는 내부 리테이너 공간 내에 이격되어 출구와 유체 연통하는 다공성 내부 도관을 포함할 수 있다. 이 구성에서, 리테이너는 내부 리테이너 공간 내에 하나 이상의 필터 매체를 보유할 수 있지만 내부 도관 내에는 이를 보유하지 않는다. 필터 매체는 리테이너 내에 해제 가능하게 보유될 수 있다. 예를 들면, 리테이너 플로어는 주위 리테이너 벽에 힌지식으로 부착된 하나 이상의 매체 보유판를 가질 수 있다. 필터 유닛은 내부에 리테이너를 수용하는 하우징을 또한 포함할 수 있다. 다공성 주위 리테이너 벽이 사용될 때, 하우징은 바람직하게 유체가 그 사이로 유동하도록 그로부터 이격된다. 하우징을 가지는 필터 유닛은 하우징 주위 벽에 선회 가능하게 힌지 연결된 하나 이상의 매체 보유판을 리테이너 플로어가 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 유체로부터 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 제거하여 현탁 및/또는 용해된 오염물들이 상당히 제거된 처리 유체를 생성하도록 유체를 처리하기 위한 유체 처리 방법이 제공된다. 이 방법은 예비 처리가 수행되는 탱크의 구속 챔버로 유체를 보내는 단계, 하나 이상의 필터로 예비 처리된 유체를 보내는 단계로서, 처리된 유체를 생성하도록 처리를 위해 각각의 하나 이상의 필터로 방사상으로 및/또는 상향하여 예비 처리된 유체를 보내는 단계, 및 하나 이상의 필터로부터 출구로 처리된 유체를 보내는 단계를 포함한다. 부가적으로, 방법은 하나 이상의 필터의 하나 이상 내에 하나 이상의 필터 매체를 해제 가능하게 보유하는 단계를 부가로 포함할 수 있다. 구속 데크에 의해 출구로부터 분리되어 출구 아래에 이격되어 있는 수용 챔버를 가지는 탱크를 구비한 분리 시스템으로부터 유체, 필터 매체 및/또는 오염물을 제거하기 위한 방법이 또한 제공되고, 구속 데크는 하나 이상의 해제 가능하게 보유되는 필터 유닛을 포함하고, 각각의 필터 유닛은 내부에 필터 매체를 보유하고, 필터 유닛 소켓 내에 위치되는 것에 의하여 또는 다른 수단에 의해 구속 데크에 연결하는 것에 의하여 제거 가능하게 구속 데크에 보유된다. 이 방법은 제거 수단을 수용 챔버에 접근시키는 단계, 수용 챔버 내에 수용된 유체, 필터 매체 및/또는 오염물의 일부 또는 전체를 제거하는 단계, 구속 데크로부터 하나 이상의 필터 유닛을 제거하는 단계, 필터 유닛 소켓 및/또는 직립관과 같은 임의의 범람 수단 또는 포트를 통해 수용 챔버를 접근시키는 단계, 및 수용 챔버로부터 유체, 필터 매체 및/또는 오염물의 나머지를 제거하는 단계를 포함한다. 제거 방법은 또한 제거 수단을 수용 챔버에 접근시키는 단계, 구속 데크로부터 해제된 하나 이상의 필터 유닛 내에 새로운 필터 매체를 삽입하는 단계, 및 수용 챔버로부터 유체, 필터 매체 및/또는 오염물의 나머지를 제거하는 단계 후에 구속 데크 소켓 내로 충전된 필터 유닛을 재삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 특징은 첨부 도면과 이하의 설명에서 설명될 것이다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 이하의 설명 및 도면과 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 탱크 내부를 노출시키기 위해 탱크의 부분 절개도를 도시하는 본 발명의 분리 시스템의 사시도.
도 2는 필터 유닛을 가지는 구속 데크의 부분 절개도를 도시하는 분리 시스템의 탱크의 내부의 사시도.
도 3은 직립관 및 2개의 필터 유닛을 부분 단면도로 도시하는 분리 시스템의 구속 데크의 확대 사시도.
도 4는 본 발명의 탱크의 원통형 버전의 사시도.
도 5는 필터 유닛의 분해도.
도 5a는 선택적 다공성 내부 도관의 사시도.
도 5b는 제 1 리테이너 플로어 도어의 사시도.
도 5c는 제 2 리테이너 플로어 도어의 사시도.
도 6은 리테이너의 외부의 일부분을 도시하는 본 발명의 필터 유닛의 사시도.
도 7은 필터 매체로 충전된 리테이너를 도시하기 위해 하우징 및 리테이너의 부분 절개된 내부 도관을 도시하는 필터 유닛의 사시도.
도 8은 본 발명의 필터 유닛의 단면의 단순 입면도.
도 9는 하우징 및 리테이너의 부분 절개도로서, 구속 데크에 유지된 상태로 도시된 필터 유닛의 사시도.
도 10a는 상부로부터 본 하우징의 사시도.
도 10b는 저부로부터 본 하우징의 사시도.
도 11은 하우징의 단면도.
도 12는 구속 데크 및 매체 보유판이 개방된 상태의 복수의 필터 유닛을 포함하는 탱크의 내부를 도시하는 본 발명의 분리 시스템의 일 부분의 사시도.
도 13은 수용 챔버로부터의 필터 유닛 제거 중의 탱크 내부를 노출시키기 위해 탱크의 부분 절개도를 도시하는 본 발명의 분리 시스템의 사시도.
도 14는 필터 유닛이 제거된 상태로 탱크 내부를 노출시키기 위해 탱크의 부분 절개도를 도시하고 유체 및 필터 매체 제거를 위해 개방된 접근 해치를 도시하는 본 발명의 분리 시스템의 사시도.
도 15는 필터 매체 충전을 위해 전복된 상부의 제거된 필터 유닛을 도시하는 분리 탱크의 외부의 개략도.
도 16a는 대안적인 수용 챔버 출구 장치를 도시하는 본 발명의 분리 탱크의 평면도.
도 16b는 도 16a의 대안적인 수용 챔버 장치를 도시하는 분리 탱크의 입면 도.
도 17은 취수지를 포함하는 분리 탱크의 대안적인 실시예의 입면도.
도 18a는 구속 데크에 대한 필터 유닛의 대안적인 위치 설정을 도시하는 본 발명의 분리 탱크의 평면도.
도 18b는 섹션 A-A에서 도 18의 대안적인 필터 유닛 위치 설정을 도시하는 분리 탱크의 단면 입면도.
본 발명의 분리 시스템(100)이 첨부 도면에 도시된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은, 유출 챔버(111)와 구속 데크(200)에 의해 유출 챔버(111) 아래에 이격된 수용 챔버(112)를 갖는 탱크(110)를 포함한다. 수용 챔버(112)는 탱크 입구 포트(113)를 포함하며, 처리될 유체는 탱크 입구 포트를 통해 입구 도관(120)으로부터 수용 챔버(112)로 진입한다. 유출 챔버(111)는 탱크 출구 포트(114)를 포함하며, 처리된 유체는 탱크 출구 포트를 통해 출구 도관(130)을 거쳐 유출 챔버(111)를 나온다. 탱크(110)는 또한 바람직하게 유출 챔버(111)에서 탱크(110)의 내부에 접근하기 위한 접근 해치(115)와, 커버(117)를 구비한 맨홀(116)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예가 구속 데크(200)의 상부에 특정 유출 챔버(111)를 가지는 분리 시스템(100)을 설명하였지만, 대안적인 실시예에서, 유체가 수용 챔버(112)로부터 본원에 설명될 하나 이상의 필터 유닛을 통해 출구 도관(130) 또는 소정의 다른 형태의 처리된 유체 배출 수단으로 직접 보내질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
탱크(110)는 콘크리트로 만들어지는 것이 바람직하지만, 대안적으로 금속, 파이버글래스와 같은 플라스틱, 또는 다른 적합한 재료로 전체 또는 부분적으로 제조될 수 있다. 탱크는 직사각형, 원형, 타원형 또는 다른 적합한 형상일 수 있다. 입구 도관(120)은 탱크(110)를 상류측 유체 전달 시스템에 연결하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 출구 도관(130)은 탱크(110)를 하류측 유체 전달 시스템에 연결하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 상류측 유체 전달 시스템은 도로 또는 주차 구역, 또는 예비 분리 시스템으로부터의 하수 시스템을 포함할 수 있고, 하류측 유체 전달 시스템은 자치단체의 물 처리 설비 또는 천연 또는 인공의 표층수를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 계속 참조하면, 구속 데크(200)는 하나 이상의 개구(210)를 포함하고, 개구는 상대적으로 매우 높은 유체 유량 상태하에서 범람하는 유체가 수용 챔버(112)로부터 직접 유출 챔버(111)로 가는 것을 허용한다. 바람직하게, 하나 이상의 개구(210)는 내부에 직립관(220)을 보유한다. 직립관(220)은, 예를 들면 입구 도관(120)을 통한 유체 유량이 과도하게 높을 때 과잉의 미처리 유체가 처리됨이 없이 수용 챔버(112)로부터 유출 챔버(111)로 직접 가는 것을 허용한다. 그러나, 직립관은 부가적으로 하나 이상의 필터 유닛(300) 상에 구동 헤드를 형성하고, 바람직하게는 이러한 상태 하에서 부유 오염물이 수용 챔버(112)로부터 유출 챔버(111)로 직접 갈 수 없는 것을 보장하도록 충분히 멀리 수용 챔버(112) 내로 연장한다. 직립관(220)은 또한 맨홀(116)을 통해 접근하였을 때 수용 챔버(112)로부터 유체 및/또는 미립자의 제거를 위한 입구로서 사용될 수 있다. 구속 데 크(200)는 또한 필터 소켓의 각각에서 필터 유닛(300)을 제거 가능하게 보유하기 위한 하나 이상의 필터 소켓(230)을 포함한다. 하나 이상의 필터 클램프(240)가 이 목적으로 사용된다. 분리 시스템(100)의 의도된 작동의 일반적인 고려에 있어서, 수용 챔버(112)로 진입하는 처리되지 않은 유체는 불필요한 동반 및/또는 용해된 물질이 여과되는 곳에서 하나 이상의 필터 유닛(300)을 통과한다. 그런 다음, 처리된 물은 필터 유닛(들)(300)으로부터 유출 챔버(111)로 가서, 이 유출 챔버로부터 나온다. 도 1 내지 도 3의 탱크(110)가 직사각형 형상으로 도시되었지만, 탱크는 도 4의 탱크(110')로 도시된 바와 같이 원통형과 같은 다른 형상일 수도 있다. 탱크(110')와 같은 탱크로의 입구는, 탱크의 중심으로 부유 및 비부유 물질을 향하게 하는 것에 의하여 부유 및 비부유 물질의 분리를 더욱 향상시키도록 수용 챔버로 진입하는 유체의 와류 운동을 부여하도록 구성될 수 있다. 유체 와류를 유도하는 장점은 보테크닉스 인코포레이티드(Vortechnics, Inc.)에 양도되고 발명의 명칭이 "우수 하수로부터 부유 및 비부유 미립자를 분리하기 위한 방법 및 장치(Method and apparatus for separating floating and non-floating particulate from rainwater drainage)"인 1998년 6월 2일자 아담스(Adams)에 허여된 미국 특허 제5,759,415호에 설명되어 있다. 이 특허의 내용은 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다.
본 발명의 중요한 양태는 필터 유닛(300)의 설계이다. 도 5 내지 도 11을 참조하면, 필터 유닛(300)은 바람직하게 하우징 덮개(302) 및 하우징 주위 벽(303)을 구비한 하우징(301)을 포함한다. 필터 유닛(300)은 하우징(301) 내에 위치 가 능한 리테이너(305)를 부가적으로 포함한다. 리테이너(305)는 주위 리테이너 벽(306), 리테이너 플로어(307), 및 선택적으로 다공성 내부 도관(308)을 포함한다. 하우징 덮개(302)는 그 상부면에 있는 배출 포트(309)를 포함한다. 하우징(301)은 필터 소켓(230)에 대한 필터 유닛(300)의 삽입 및 제거를 위한 하나 이상의 승강 핸들(310)을 선택적으로 포함한다. 하우징(301)은 어떤 재료로도 제조될 수 있지만, 플라스틱과 같은 비금속 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 하우징 덮개(302)는 하우징 주위 벽(303)과 일체로 형성되거나, 또는 하우징 주위 벽(303)에 제거 가능하게 부착될 수도 있다. 하우징(301)은 필터 유닛(300) 뿐만 아니라 탱크(110)의 용이한 유지 보수를 위해 구속 데크(200)의 필터 소켓(230)으로 용이하게 삽입 가능하고 그로부터 용이하게 제거할 수 있도록 설계된다. 가스켓(304)이 구속 데크(200)에 대해 하우징(301)을 밀봉하도록 이용될 수 있다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 하우징 주위 벽(303)이 없을 수도 있고, 리테이너(305)가 간단히 덮개(302)에 부착되고, 유출 챔버(111) 또는 소정의 다른 유체 전달 수단으로 처리 유체를 보내기 위한 출구를 구비한다. 소켓(230)내의 적소에서, 하우징(301)은 수용 챔버(112) 내로 연장하여, 부유 오염물이 리테이너(305)에 도달하는 것을 차단하도록 작용한다. 그러나, 하우징 주위 벽(303)이 존재하지 않으면, 이러한 부유 오염물은 리테이너(305)에 의해 보유되게 된다. 설명의 목적을 위해, 하우징 주위 벽(303)은 단지 유체의 상향 유동이 필요할 때에만 효과적으로 주위 리테이너 벽(306)일 수 있다.
주위 리테이너 벽(306) 및 플로어(307)는 그 내부로 처리될 유체가 보내지는 내부 리테이너 공간(319)을 한정한다. 내부 리테이너 공간(319)은 탱크(110)의 출구(114)와 유체 연통한다. 리테이너(305)의 주위 리테이너 벽(306)은 바람직하게는 주위 리테이너 벽(306)을 하우징 덮개(302)에 부착하기 위한 상부 리테이너 벽 플랜지(311)를 포함한다. 리테이너(305) 내로의 유체의 상향 유동을 위해, 플로어(307)는 다공성이다. 리테이너 내로의 방사상 유동을 위해, 주위 리테이너 벽(306)은 다공성이다. 특히, 유체 유동 상태를 최대화하기 위해, 주위 리테이너 벽(306)은 다공성이고, 유체가 주위 리테이너 벽(306)을 통해 리테이너로 진입하기 전에 리테이너(305)의 주위의 주변에서 하우징에 진입하는 유체를 위한 공간을 형성하도록 하우징 주위 벽(303)의 내부로부터 이격된다. 상향 유동 및 방사상 유동이 필요하면, 주위 리테이너 벽(306) 및 플로어(307)는 모두 다공성이다. 다공성 내부 도관(308)은 단지 하나 이상의 필터 매체가 오염물을 제거하도록 채택되면 요구된다. 사용시에, 리테이너(305)의 다공성 내부 도관(308)은 바람직하게 하우징 덮개(302)의 배출 포트(309)에 대한 상대 위치에서 개략적으로 중심 설정된 하우징 덮개(302)에 다공성 내부 도관(308)을 부착하기 위한 도관 장착 플랜지(312)를 포함한다. 그러므로, 이러한 필터 유닛(300)의 실시예에서, 주위 리테이너 벽(306) 및 내부 도관(308)은 함께 연결되지 않지만, 대신에 하우징 덮개(302)에 개별적으로 연결된다. 주위 리테이너 벽(306), 플로어(307), 및 내부 도관(308)은 금속 또는 비금속 재료로 제조될 수 있다. 다공성으로 만들어질 때, 이들은 천공, 파형, 또는 주름형 스크린 요소, 또는 사용자에 의해 선택되는 바와 같은 다른 구성으로 만들어질 수 있다.
도 5 내지 도 11을 계속 참조하면, 하우징 주위 벽(303)의 내부는 바람직하게 하우징 덮개(302)의 하우징 덮개 구멍(315)을 통해 연장하는 회전 가능한 해제 로드(316)를 해제 가능하게 보유하기 위한 수단을 포함한다. 해제 가능하게 보유하기 위한 수단은 보유 클립(도시되지 않음)일 수 있으며, 해제 로드(316)가 클립에 클립핑되어, 보유 수단에서 회전하는 것을 허용한다. 회전 가능한 해제 로드(316)는 하우징 덮개(302)에 인접한 해제 핸들(317)을 가지는 제 1 단부 및 보유 레그(318)에 있는 제 2 단부에서 종료한다. 보유 레그(318)는 필터 유닛(300)이 작동 중일 때 제 1 위치에서, 필터 유닛(300)이 유지 보수 중일 때 제 2 위치에서 리테이너 플로어(307)를 고정하도록 설계된다. 보유 레그(318)는 해제 핸들(317)을 회전시키는 것에 의하여 제 1 및 제 2 위치 사이에서 회전될 수 있다.
상술한 바와 같이, 주위 리테이너 벽(306), 사용된다면 선택적인 내부 도관(308) 및 리테이너 플로어(307)에 의해 한정된 공간은 내부 리테이너 공간(319)을 형성하고, 공간 내에 하나 이상의 여과 매체(320)가 위치될 수 있다. 하나 이상의 필터 매체는 퍼얼라이트(perlite), 제오라이트(zeolite), 입상 활성화 탄소, 토탄(peat), 또는 제거될 오염물의 함수로서 선택 가능한 다른 적합한 필터 매체를 포함할 수 있다. 여과 매체(320)는 바람직하게 처리될 유체로부터 동반 및/또는 용해된 물질을 제거하는 그 효율성을 위하여 선택되지만, 특정 유동 조건에서는 유체가 리테이너(305)의 외부로부터 내부 도관(308)의 내부로 통과되는 것을 허용한다. 상이한 필터 매체의 조합이 다공성, 오염물 친화성 등에 기초하여 이용될 수 있다. 이러한 조합은 혼합되거나 또는 수직으로 또는 수평으로 층상화될 수 있다. 주위 리테이너 벽(306), 리테이너 플로어(307) 및 내부 도관(308)의 다공성은 또한 고려되는 목적 모두를 위해 설계되어야만 한다. 일부의 경우에, 리테이너(305)에 대한 기밀하게 패킹된 필터 매체 및/또는 비교적 작은 기공 크기가 요구되거나 요망될 수 있는 반면, 다른 경우에, 리테이너(305)에 대한 느슨하게 패킹된 및/또는 큰 기공 크기가 요구될 수도 있다. 유출 챔버(111)(또는 다른 유형의 유출 장치)에 진입하기 전에 유체로부터 비교적 큰 미립자를 분리하기 위한 전체적인 여과 장치로서 작용하는 상황에서, 리테이너(305)가 어떠한 필터 매체(320)도 없이 사용될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 필터 매체(320)가 사용되지 않는 구성에서, 내부 도관(308)이 요구되지 않고, 리테이너(305)는 단순히 주위 리테이너 벽(306) 및 리테이너 플로어(307)를 포함한다. 필터 매체(320)가 상향 유동 전용 시스템에 사용되는 구성에서, 배출에 앞서 출구 공간(360)으로 필터 매체(320)가 빠져나가는 것을 차단하도록 상부 스크린이 사용될 수 있고, 상부 스크린 및 출구 공간(360)은 내부 도관으로서 효과적으로 작용한다.
필터 유닛(300) 뿐만 아니라 시스템(100)을 유지 보수하는 목적을 위한 리테이너(305)의 설계의 중요한 양태는 리테이너 플로어(307)의 구성이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 리테이너 플로어(307)는 바람직하게는 힌지 구조이고, 더 바람직하게는 중심-힌지식 구조이다. 리테이너 플로어(307)는 선회축(321), 선회축(321)에 힌지 연결된 제 1 매체 보유판(322) 및 선회축(321)에 힌지식으로 부착된 제 2 매체 보유판(323)을 포함한다. 각각의 매체 보유판들(322, 323)은 천공 또는 다공성 본체(325) 및 선택적인 외부 플랜지(326)를 포함한다. 매체 보유판들(322, 323)은, 리테이너(305)에 의해 보유될 임의의 필터 매체를 위한 구조적 지지를 제공하고 필터 유닛(300)이 사용중에 있을 때 경험될 정수압을 견디도록 선택되고 설계된다. 선회축(321)이 피벗하고 하우징 주위 벽(303)의 개구(328) 내에 보유된다. 선회축(321)은 선회하고 하우징 주위 벽(303)의 개구(328)에서 보유된다. 리테이너 플로어(307)는 금속 또는 비금속 재료로 제조될 수 있다. 하우징(301)이 없이 단지 리테이너(305)만 있는 구성에서, 매체 보유판들(322, 323)은 주위 리테이너 벽(306)의 대향하는 구멍들로 선회축(321)을 삽입하는 것에 의하여 적소에 보유될 수 있다. 이러한 구성에서, 해제 로드(316) 및 해제 핸들(317)은 필터 매체가 해제될 때까지 적소에서 매체 보유판들(322, 323)을 해제 가능하게 보유하도록 이용될 수 있다. 또한, 필터 매체(320)가 사용되지 않으면, 힌지식 매체 보유판들(322, 323)은 불필요하고, 리테이너 플로어(307)는 주위 리테이너 벽(306)에 해제 가능하게 또는 영구적으로 부착될 수 있다.
작동시에, 시스템(100)은 입구 도관(120)으로부터 출구 도관(130)으로의 유체의 통과 동안 유체 흐름으로부터 불필요한 물질의 제거를 가능하게 한다. 수용 챔버(112)에 진입하는 처리되지 않은 유체(330)는 이 수용 챔버(112)를 충전하고 필터 유닛(300)의 하측에 도달하고, 그동안, 부유 및 비부유 오염물은 필터 유닛(300)의 하측에 도달하는 예비 처리된 유체로부터 분리된다. 이러한 것은 필터 유닛(300) 상에서 정수압을 생성하고, 이에 의해 예비 처리된 유체를 리테이너(305)로 강제 이동시킨다. 바람직하게, 비교적 큰 크기의 부유 및 비부유 오염물은 하우징(301), 주위 리테이너 벽(306), 직립관(220) 또는 이들의 하나 이상의 임의의 조합에 의해 수용 챔버(112)에 걸러져 남는다. 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 예비 처리된 유체(330)는 리테이너 플로어(307)를 통해 하우징(301)에 진입한다. 정수압이 수용 챔버(112)의 충전에 의해 필터 유닛(300)에서 증가함에 따라, 예비 처리된 유체(330)는 하우징 주위 벽(303)과 주위 리테이너 벽(306) 사이의 방사상 유동 공간(340)으로 이동한다. 예비 처리된 유체(330)는 방사상 유동 공간(340)을 거쳐 그리고 리테이너 플로어(307)의 천공 본체(325)를 직접 통해서 주위 리테이너 벽(306)에 의해 공간(319)으로 진입한다. 공간(319)에 필터 매체(320)가 없으면, 처리된 유체(350)는 배출 포트(309)를 나오기 전에 공간(319)을 통해서 유출 챔버(111)로 직접 통과한다. 동반된 비교적 큰 입자들은 주위 리테이너 벽(306) 및 리테이너 플로어(307) 중 하나 또는 모두에 의해 걸러질 수 있다. 공간(319)에 필터 매체(320)가 있으면, 처리된 유체(350)는 내부 도관(308)을 통해 출구 공간(360)으로 통과하기 전에 그리고 배출 포트(309)를 빠져 나와 유출 챔버(111)로 통과하기 전에 동반, 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 걸러 내기 위하여 공간(319)에 위치한다. 수용 챔버(112) 내의 예비 처리된 유체(330)가 줄어들 때, 리테이너(305) 및/또는 하우징(301)의 외부에서 걸러진 오염물은 덩어리져 잔류하기보다는 수용 챔버(112) 내로 다시 낙하될 가능성이 있다. 이는 필터 유닛(300)을 유지 보수하기 위한 유체 전달 공정을 정지시킬 필요 없이 후속의 여과 작업을 수행하기 위해 필터 유닛(300)을 충분히 청결하게 있도록 하는 기회를 향상시킨다.
도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템(100)의 설계는 시스템(100) 자체의 용이한 유지 보수 뿐만 아니라 유체의 효과적인 처리를 가능하게 한다. 필터 매체(320)가 사용 중에 있을 때 시스템(100)을 유지 보수하는 공정은 필터 매체(320)가 수용 챔버(112) 내로 낙하하는 것을 허용하도록 리테이너 매체 보유판들(322, 323) 중 하나 또는 모두를 해제하는 단계를 포함한다. 이 해제 단계는 힌지 연결된 매체 보유판들(322, 323)이 선회축(321)을 중심으로 선회하도록 제 2 위치로 해제 핸들(317)을 회전시키는 것에 의하여 달성될 수 있다. 필터 매체가 사용되지 않으면, 이 단계는 생략될 수 있고, 실제로 힌지 연결된 매체 보유판들(322, 323)은 이로부터 필터 매체(320)를 제거할 필요가 없음에 따라서 요구되지 않는다. 다음 단계에서, 예비 처리된 유체, 걸러진 오염물 및 임의의 해제된 필터 매체를 흡인하기 위해 진공 수단과 같은 제거 수단을 사용하여 수용 챔버(112)로부터 예비 처리된 유체, 걸러진 오염물 및 임의의 해제된 필터 매체는 제거된다. 이러한 제거는 직립관(220)을 통하여, 또는 직립관(220)이 없는 경우에는 포트(210)를 통해 맨홀(116) 내로 제거 수단을 삽입하는 것에 의하여 달성될 수 있다. 제거 단계를 수행하는 동안 또는 그 후에, 필터 소켓(230)에서 구속 데크(200)에 보유된 하나 이상의 필터 유닛(300)은 하우징 덮개(302)에 고정된 도 1 및 도 12에 도시된 필터 유닛 클램프(240)(또는 구속 데크에 대해 다른 연결 수단에 의해)를 해제하고 바람직하게 승강 핸들(310)을 사용하여 구속 데크(200)로부터 필터 유닛(300)을 제거하는 것에 의하여 제거될 수 있다. 적소의 필터 유닛(300)은 접근 해치(115)를 거쳐 접근될 수 있다. 필터 유닛(300)을 제거하기 전에 리테이너(305)로부터 필터 매체(320)를 제거하는 이 방법은 유지 보수될 필터 유닛(300)의 중량을 실질적으로 감소시키고, 이에 의해 크레인과 같은 보조 기계 설 비를 사용하지 않고 이러한 제거를 허용한다.
구속 데크(200)로부터 하나 이상의 필터 유닛(300)의 제거시, 동일 또는 부가의 제거 수단이 수용 챔버(112)로부터 처리되지 않은 유체 및/또는 필터 매체를 제거하도록 사용될 수 있다. 부가의 제거 단계는 수용 챔버(112)의 실질적으로 모든 내부에 접근하도록 하나 이상의 소켓(230)을 통해 접근 해치(115) 내로 제거 수단을 삽입하는 것에 의하여 달성될 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제거된 필터 유닛(300)은 하우징 덮개(302) 상에 놓이도록 반전될 수 있다. 필터 매체의 새로운 배치(batch)가 개방된 매체 보유판들(322, 323) 중 하나 또는 모두를 거쳐 공간(319) 내로 삽입될 수 있다. 그런 다음, 도어(들)(322 및/또는 323)는 도어(들)(322 및/또는 323)를 보유 위치(들)에 클램핑하도록 제 1 위치로 해제 핸들을 회전시키는 것에 의하여 폐쇄될 수 있다. 그런 다음, 충전되고 폐쇄된 필터 유닛(들)은 구속 데크(200)에 재설치될 수 있고, 접근 해치(115)는 폐쇄되고, 시스템(100)은 유체를 처리하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 여과 방법의 부가의 선택 단계는 수용 챔버(112)에서 낮은 또는 비유동 상태 하에서 필터 매체(320)를 비교적 건조하게 유지하도록 수용 챔버(112) 에서 유체를 밑으로 배수하는 단계를 수반한다. 이 단계 동안, 수용 챔버 출구(400)는 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이 수용 챔버(112)에 위치된다. 수용 챔버 출구(400)는 또한 출구 포트(401)를 거쳐 유출 챔버(111)를 위한 출구로서 작용하며, 출구 포트는 유출 챔버(111)로부터 구속 데크(200)를 통해 수용 챔버 출구(400)로의 유체 연통을 제공하며, 출구 도관(130)을 효과적으로 대체한다. 선택 적인 수용 챔버 수직 홈통(402)이 부유 미립자를 걸러 내는 한편, 수용 챔버(112)로부터 출구(400)로 유체를 보내기 위해 이 장치에 포함될 수 있다. 수직 홈통(402)의 천공부(403)와 같은 유동 제어 수단은 수용 챔버(112) 내로의 유동이 침전할 때 필터 유닛(들)(300)으로부터의 유체 유동을 규정화할 수 있다. 작동시에, 도 16a 및 도 16b의 시스템은 상술한 바와 같이 예비 처리된 유체가 수용 챔버(112)로 유동할 수 있게 한다. 직립관(220)은 또한 상술한 바와 같이 예비 처리된 유체가 비교적 높은 유량 상태 하에서 유체 유닛(들)(300)을 우회할 수 있게 한다. 그러나, 구속 데크(200)의 하부 아래에 위치된 수용 챔버(112)에 있는 출구(400)는 수용 챔버(112)에서의 직립 유체 표면이 필터 매체(320)의 바닥 아래에 있는 것을 보장한다. 하우징(301)이 존재하면, 출구(400)는 바람직하게 직립 유체 표면이 필터 매체(320)의 바닥 바로 아래에 그러나 하우징(301)의 바닥 바로 위에 있도록 위치된다. 이러한 구성은 수용 챔버(112) 내에 구속되고 필터 매체(320)로부터 이격된 상태로 미리 분리된 부유물을 유지한다. 필터 유닛(들)(300)을 통과하는 처리된 유체는 배출구(309)를 나와서 구속 데크(200)의 상부측을 따라 통과하고, 이어서 배출을 위해 수용 챔버 출구(400)로 출구 포트(401) 내로 강하한다.
도 17에 도시된 시스템(100")의 다른 대안적인 구성은, 출구 도관(130)이 입구 도관(120) 바로 위에 위치될 수 없을 때 또는 필터 유닛(300)으로부터 멀리 있는 거대 오염 물질의 구속이 요구될 때, 수용 챔버(112")로부터 탱크 입구 도관(120)을 격리하는 예비 처리 취수지(500)를 포함한다. 이 상황에서, 취수지(500)는 배플(501)에 의해 수용 챔버(112")로부터 부분적으로 이격되고, 탱크 벽(502)에 의해 유출 챔버(111")로부터 완전히 격리된다. 유체가 직립 유체 레벨(505)에 도달하여 초과할 때, 취수지 출구 도관(503)은 수용 챔버(112")의 부분을 형성하는 중간 공간(504)을 거쳐 수용 챔버(112")로 진입하도록 취수지(500)로 진입하는 유체를 위한 통로를 제공한다. 취수지 출구 도관(503)의 입구는 부유 가능한 것들이 취수지(500)에서 보유되도록 물에 잠기고 배플(501)에 밀봉된다. 매우 높은 유동 상태하에서, 유체는 배플(501)의 상부의 레벨로 상승하여, 유출 챔버(111")에 도달함 없이 중간 공간(504)으로 유체 전체에 걸쳐 강하한다. 배플(501)은 또한 적어도 유체 유량이 취수지(500) 내의 유체 레벨이 배플의 상부를 초과할 때까지 부유 미립자를 보유한다. 그로부터, 처리되지 않은 유체가 상술된 동일한 여과 공정을 받게 된다. 이러한 구성을 위하여, 수용 챔버(112")에 직접 도달함 없이 과잉 오염물의 제거를 허용하도록 취수지 맨홀(506)이 취수지(500)의 바로 위에 제공되는 것이 바람직하다. 도시되지 않았지만, 시스템(100")의 탱크(110")는 또한 상기된 우회를 위한 직립관을 포함할 수 있다.
변형된 구속 데크(200')에 대한 필터 유닛(300')의 대안적인 구성이 탱크(600)의 일 부분으로서 도 18a 및 도 18b에 도시되어 있다. 필터 유닛(300')은 실질적으로 수용 챔버(112) 보다는 실질적으로 출구 챔버(111)에 위치된다. 각각의 필터 유닛(300')은 필터 포트(601)를 통해 수용 챔버(112)의 예비 처리된 유체와 유체 연통한다. 각각의 필터 포트(601)는 예비 처리된 유체가 단지 필터 포트를 통해서만 필터 유닛(300')에 진입하도록 바람직하게 밀봉된다. 필터 유닛(300')은 하우징 주위(306') 및 하우징 플로어(307')를 포함하는 변형된 하우 징(301')을 포함한다. 하우징 플로어(307')는 구속 데크 포트(601)와 유체 연통하는 포트(305)를 포함하고, 구속 데크 포트는 필터 유닛(300')을 진입하는 예비 처리된 유체가 상향 및 방사상 유동 중 하나 또는 모두를 위해 필터 영역(320)으로 지나가도록 강요되는 것을 보장하도록 구성된다. 필터 유닛(300')에 진입하는 것으로 유체의 여과는 필터 유닛(300)에 대해 이전에 기술된 방식으로 달성된다. 탱크(600)의 대안적인 구성은 한정된 영역에서의 더 많은 필터 유닛(300')의 배치를 가능하게 하고, 유체가 침전할 때 필터 매체의 습윤을 제한하고, 구속 데크(200')에 대한 필터 유닛(300')의 밀봉은 보다 용이하게 달성될 수 있다. 필터 유닛(300')은 필터 유닛(300')으로부터 처리된 유체의 흡인을 돕는 필터 출구 연장부(360)를 포함할 수 있다.
상술한 단계는 본 발명의 주 양태를 나타내도록 의도된 것이고 부가의 단계가 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 이들 공정의 일 부분으로서 예시된 단계들의 순서는, 단계들이 다른 순서로 수행될 수 있고 하나 이상의 단계가 연속하여 또는 하나 이상의 다른 단계와 병행하여 수행될 수 있음에 따라, 본 명세서에 설명된 순서에 한정되는 것은 아니다. 부가적으로, 필터 유닛(300)의 대안적인 실시예에서, 리테이너(305)는 제거 가능한 필터 유닛(300)의 유일한 구성 요소인 반면에, 하우징(301)이 없고 리테이너(305)가 구속 데크(200)에 직접 부착되거나, 또는 하우징(301)이 구속 데크(200)에 영구적으로 부착된다.
본 발명이 분리 시스템의 특정 실시예를 특히 참조하여 설명되었지만, 이하의 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 그 모든 적당한 등가물을 포함한다는 것을 이해해야 한다.

Claims (53)

  1. 유체로부터 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 제거하기 위한 분리 시스템으로서,
    a. 입구, 출구, 구속 데크, 및 상기 구속 데크 밑에 있는 수용 챔버를 가지는 탱크; 및
    b. 상기 구속 데크에 제거 가능하게 보유되는 하나 이상의 필터를 포함하고,
    상기 입구를 통해 상기 수용 챔버에 진입하는 유체는 상기 하나 이상의 필터를 통해 상기 출구로 가며,
    상기 하나 이상의 필터는 상기 유체가 상기 출구로 가기 전에 상기 유체에 있는 현탁 및/또는 용해된 오염물들의 일부 또는 전체를 제거하도록 구성되는 분리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구속 데크 위에 있는 유출 챔버를 부가로 포함하고, 상기 하나 이상의 필터를 나오는 유체는 상기 출구로 가기 전에 상기 유출 챔버에 진입하는 분리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 구속 데크로 통하는 하나 이상의 개구를 부가로 포함하고, 상기 하나 이상의 개구는 상기 유체가 과잉 유동 상태하에서 상기 수용 챔버에 진입하여 상기 하나 이상의 필터를 우회해서 상기 유출 챔버로 직접 가도록 하는 분리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 개구에 있는 하나 이상의 직립관을 부가로 포함하고, 상기 하나 이상의 직립관은 상기 수용 챔버 내로 그리고 상기 유출 챔버 내로 연장하는 분리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터의 수는 상기 입구로부터 상기 출구로 가는 유체의 소정의 유량 및/또는 오염 레벨 및/또는 함량에 선택적으로 의존하는 분리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상은 상기 출구와 유체 연통하는 내부 리테이너 공간을 형성하도록 구성된 다공성 주위 리테이너 벽 및 플로어를 구비한 리테이너를 포함하고, 상기 리테이너는 유체가 상기 주위 벽을 통해 상기 내부 리테이너 공간안으로 유동하는 것을 허용하도록 구성되는 분리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 리테이너의 플로어는 다공성이고, 상기 유체는 상기 다공성 플로어 및 상기 주위 리테이너 벽을 통해 상기 내부 리테이너 공간안으로 유동하도록 허용되는 분리 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 리테이너는 상기 내부 리테이너 공간 내에서 이격되고 상기 출구와 유체 연통하는 다공성 내부 도관을 부가로 포함하는 분리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상은 상기 내부 리테이너 공간 내에는 보유되지만 상기 내부 도관 내에는 보유되지 않는 하나 이상의 필터 매체를 포함하는 분리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 매체는 상기 리테이너 내에 해제 가능하게 보유되는 분리 시스템.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 주위 리테이너 벽에 힌지식으로 부착되는 분리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 주위 리테이너 벽에 선회 가능하게 힌지 연결된 하나 이상의 매체 보유판을 포함하는 분리 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상은 상기 출구와 유체 연통하는 내부 리테이너 공간을 형성하도록 구성된 주위 리테이너 벽 및 다공성 플로어를 구비한 리테이너를 포함하고, 상기 리테이너는 유체가 상기 플로어를 통해 상기 내부 리테이너 공간안으로 유동하는 것을 허용하도록 구성되는 분리 시스 템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 주위 리테이너 벽은 다공성이고, 유체는 상기 다공성 플로어 및 상기 다공성 주위 리테이너 벽을 통해 상기 내부 리테이너 공간으로 유동하도록 허용되는 분리 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 리테이너는 상기 내부 리테이너 공간 내에서 이격되고 상기 출구와 유체 연통하는 다공성 내부 도관을 부가로 포함하는 분리 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상은 상기 내부 리테이너 공간 내에는 보유되지만 상기 다공성 내부 도관 내에는 보유되지 않는 하나 이상의 필터 매체를 포함하는 분리 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 매체는 상기 리테이너 내에 해제 가능하게 보유되는 분리 시스템.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 주위 리테이너 벽에 힌지식으로 부착되는 분리 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 주위 리테이너 벽에 선회 가능하게 힌지 연결된 하나 이상의 매체 보유판을 포함하는 분리 시스템.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상은 하우징, 및 상기 하우징 내의 리테이너를 포함하고, 상기 리테이너는 상기 출구와 유체 연통하는 내부 리테이너 공간을 형성하도록 구성된 주위 리테이너 벽 및 플로어를 구비하고, 상기 주위 리테이너 벽은 그 사이에서 유체가 유동하는 것을 허용하도록 상기 하우징으로부터 이격되고, 상기 플로어, 상기 주위 리테이너 벽 또는 양자 모두는 유체가 상기 내부 리테이너 공간으로 유동하는 것을 허용하도록 다공성인 분리 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 하우징은 하우징 주위 벽 및 배출구를 포함하고, 상기 리테이너는 상기 내부 리테이너 공간 내에서 이격되고 상기 배출구와 유체 연통하는 다공성 내부 도관을 부가로 포함하는 분리 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상은 상기 내부 리테이너 공간 내에는 보유되지만 상기 다공성 내부 도관 내에는 보유되지 않는 하나 이상의 필터 매체를 포함하는 분리 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 매체는 상기 리테이너 내에 해제 가능하게 보유되는 분리 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 하우징 주위 벽에 힌지식으로 부착되는 분리 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 하우징 주위 벽에 선회 가능하게 힌지 연결된 하나 이상의 매체 보유판을 포함하는 분리 시스템.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 탱크 및 입구는 상기 탱크에 진입하는 유체에 와류 운동을 부여하도록 구성되는 분리 시스템.
  27. 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 유체로부터 여과하기 위한 필터로서,
    출구, 다공성 플로어, 및 상기 출구와 유체 연통하는 내부 공간을 형성하도록 구성된 다공성 주위 리테이너 벽을 구비하는 리테이너를 포함하며, 상기 리테이너는 유체가 상기 플로어 및 상기 리테이너의 주위 리테이너 벽을 통해 상기 내부 공간안으로 유동하는 것을 허용하도록 구성되는 필터.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 리테이너는 다공성 내부 도관과, 상기 리테이너의 내부 공간 내에는 보유되지만 상기 다공성 내부 도관 내에는 보유되지 않는 하나 이상의 필터 매체를 포함하는 필터.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 매체는 상기 리테이너 내에 해제 가능하게 보유되는 필터.
  30. 제 27 항에 있어서, 상기 리테이너를 수용하기 위해 이격된 하우징을 부가로 포함하고, 상기 하우징은 상기 리테이너의 내부 공간과 유체 연통하는 배출 포트를 포함하는 필터.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 하우징에 힌지식으로 부착되는 필터.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 하우징에 선회 가능하게 힌지 연결된 하나 이상의 매체 보유판을 포함하는 필터.
  33. 제 30 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 주위 리테이너 벽에 힌지식으로 부착되는 필터.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 플로어는 상기 주위 리테이너 벽에 선회 가능하게 힌지 연결된 하나 이상의 매체 보유판을 포함하는 필터.
  35. 유체로부터 오염물을 제거하여 오염물이 실질적으로 제거된 처리 유체를 생 성하도록 유체를 처리하기 위한 방법으로서,
    a. 탱크의 수용 챔버로 유체를 보내는 단계;
    b. 하나 이상의 필터에 유체를 보내는 단계로서, 상기 처리된 유체를 생성하도록 처리하기 위해 상기 각각의 하나 이상의 필터안으로 방사상으로 및/또는 상향으로 상기 유체를 보내는 단계; 및
    c. 상기 하나 이상의 필터로부터 출구로 상기 처리된 유체를 보내는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상 내에 하나 이상의 필터 매체를 보유하는 단계를 부가로 포함하는 유체 처리 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 매체는 상기 하나 이상의 필터 내에 해제 가능하게 보유되는 유체 처리 방법.
  38. 제 36 항에 있어서, 상기 필터 매체보다 낮은 레벨로 상기 수용 챔버 내에 있는 유체를 배수하는 단계를 부가로 포함하는 유체 처리 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 유체를 배수하는 단계는 상기 수용 챔버 내에 상기 출구를 위치시키는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  40. 내부에 필터 매체를 보유하고 필터 유닛 소켓들 내에 제거 가능하게 위치된 하나 이상의 필터 유닛을 포함하는 구속 데크에 의해, 출구로부터 분리되어 상기 출구 밑에서 이격되어 있는 수용 챔버를 구비한 탱크를 가지는 분리 시스템으로부터 유체, 필터 매체 및/또는 오염물을 제거하기 위한 방법으로서,
    a. 상기 하나 이상의 필터 유닛으로부터 상기 필터 매체를 해제하는 단계;
    b. 제거 수단을 상기 수용 챔버에 접근시키는 단계; 및
    c. 상기 수용 챔버 내에 수용된 상기 유체, 필터 매체 및/또는 오염물의 일부 또는 전체를 제거하는 단계를 포함하는 오염물 제거 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    a. 상기 구속 데크로부터 상기 하나 이상의 필터 유닛을 제거하는 단계;
    b. 상기 필터 유닛 소켓들을 통해 상기 수용 챔버에 접근하는 단계; 및
    c. 상기 수용 챔버로부터 상기 유체, 필터 매체 및/또는 오염물의 나머지를 제거하는 단계를 부가로 포함하는 오염물 제거 방법.
  42. 제 40 항에 있어서,
    a. 상기 구속 데크로부터 제거된 상기 하나 이상의 필터 유닛에 새로운 필터 매체를 삽입하는 단계; 및
    b. 상기 수용 챔버로부터 상기 유체, 필터 매체 및/또는 오염물의 나머지를 제거하는 단계 후에 상기 필터 유닛 소켓 내로 상기 충전된 필터 유닛을 재설치하 는 단계를 부가로 포함하는 오염물 제거 방법.
  43. 유체로부터 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 제거하기 위한 분리 시스템으로서,
    a. 구속 데크;
    b. 상기 구속 데크 아래에 위치하고, 입구 및 출구를 가지는 수용 챔버; 및
    c. 상기 구속 데크에 제거 가능하게 보유되는 하나 이상의 필터를 포함하며;
    상기 입구를 통해 상기 수용 챔버에 진입하는 유체는 상기 하나 이상의 필터를 통과하고, 상기 하나 이상의 필터들 각각은 배출 포트를 포함하며,
    상기 하나 이상의 필터는 상기 유체가 상기 배출 포트로부터 상기 출구로 가기 전에 상기 유체에 있는 현탁 및/또는 용해된 오염물들의 일부 또는 전체를 제거하도록 구성되는 분리 시스템.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 구속 데크는 상기 하나 이상의 필터들 중 하나 이상의 배출 포트로부터 상기 수용 챔버의 출구로의 유체 연통을 제공하는 출구 포트를 포함하는 분리 시스템.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 수용 챔버 및 입구는 상기 수용 챔버로 진입하는 유체에 와류 운동을 부여하도록 구성되는 분리 시스템.
  46. 유체로부터 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 제거하기 위한 분리 시스템으로서,
    a. 입구, 출구, 구속 데크, 상기 입구와 유체 연통하는 취수지, 및 상기 취수지와 유체 연통하는 상기 구속 데크 아래에 위치한 수용 챔버를 가지는 탱크; 및
    b. 상기 구속 데크에 제거 가능하게 보유된 하나 이상의 필터를 포함하며;
    상기 취수지로부터 상기 수용 챔버에 진입하는 유체는 상기 하나 이상의 필터를 통해 상기 출구로 가며,
    상기 하나 이상의 필터는 상기 유체가 상기 출구로 가기 전에 상기 유체에 있는 현탁 및/또는 용해된 오염물들의 일부 또는 전체를 제거하도록 구성되는 분리 시스템.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 취수지는 상기 취수지로부터 상기 수용 챔버로의 유체의 통과를 위한 취수지 출구 도관을 포함하고, 상기 취수지 출구 도관은 상기 취수지에서의 유체의 직립 레벨보다 낮게 위치된 입구를 포함하는 분리 시스템.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 수용 챔버로부터 취수지를 분리하는 배플을 부가로 포함하는 분리 시스템.
  49. 제 46 항에 있어서, 상기 취수지 및 입구는 상기 취수지에 진입하는 유체에 와류 운동을 부여하도록 구성되는 분리 시스템.
  50. 제 46 항에 있어서, 상기 수용 챔버는 진입 유체에 와류 운동을 부여하도록 구성되는 분리 시스템.
  51. 유체로부터 현탁 및/또는 용해된 오염물들을 제거하기 위한 분리 시스템으로서,
    a. 출구를 가지는 출구 챔버;
    b. 상기 출구 챔버 아래에서 이격되고 구속 데크에 의해 상기 출구 챔버로부터 이격되며, 입구를 가지는 수용 챔버; 및
    c. 상기 출구 챔버 내에 위치되도록 상기 구속 데크에 제거 가능하게 연결된 하나 이상의 필터를 포함하며;
    상기 입구를 통해 상기 수용 챔버에 진입하는 유체는 상기 하나 이상의 필터를 통과하고, 상기 하나 이상의 필터들 각각은 상기 출구 챔버로 유체를 배출하기 위한 배출 포트를 포함하고,
    상기 하나 이상의 필터는 상기 유체가 상기 배출 포트로부터 상기 출구로 가기 전에 상기 유체에 있는 현탁 및/또는 용해된 오염물들의 일부 또는 전체를 제거하도록 구성되는 분리 시스템.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터는 이를 통해 유체의 방사상 및 상향 유동을 위해 구성되는 분리 시스템.
  53. 제 51 항에 있어서, 상기 수용 챔버 및 상기 입구는 상기 수용 챔버에 진입하는 유체에 와류 운동을 부여하도록 구성되는 분리 시스템.
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