KR20130110939A

KR20130110939A - 수처리용 여과장치

Info

Publication number: KR20130110939A
Application number: KR1020120033296A
Authority: KR
Inventors: 강상운
Original assignee: 주식회사 선양엔지니어링
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10
Also published as: KR101468655B1

Abstract

본 발명은 우수, 정수 및 오수, 폐수 등의 다양한 수처리 여과과정에서 필터역할을 수행하고, 필요에 따라 역세 및 스크래이핑에 의하여 필터부를 세척할 수 있는 수처리용 여과장치에 관한 것에 관한 것으로, 내부에 공간을 가지고, 하부에 침전부가 형성되며, 상기 침전부의 상측으로 중심관이 형성되는 케이싱; 상기 중심관의 하단부 주위로 형성되는 필터부; 상기 침전부 내부에 배치돼서 상기 필터부의 하부에 부착된 슬러지를 제거하는 스크레이핑부; 상기 필터부의 상측으로 배치돼서 상기 필터부에 대하여 하향으로 세척수를 분사하는 역세척부; 상기 중심관에 원수를 공급하는 원수유입관; 상기 케이싱의 상부에 형성돼서 여과된 처리수를 배출하는 처리수배출관을 포함한다.

Description

수처리용 여과장치{Filtering device for water treatment}

본 발명은 수처리용 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수, 정수 및 오수, 폐수 등의 다양한 수처리 여과과정에서 필터역할을 수행하고, 필요에 따라 역세 및 스크래이핑에 의하여 필터부를 세척할 수 있는 수처리용 여과장치에 관한 것에 관한 것이다.

일반적으로, 우수, 정수 및 오수, 폐수 등의 처리과정에 있어서는 여과장치를 사용하고 있으며, 이러한 여과 장치에는 필터부로써 종래 샌드 필터, 카트리지 필터, 앤스러사이트(Anthracite) 등이 사용된다. 그러나, 이러한 필터부를 사용하는 여과장치는 여과된 여과수의 수질, 역세척 효율 및 여재의 재이용 등에서 하나 이상의 단점을 가지고 있으며, 또한 케이크 현상으로 인하여 여과제의 교체 주기가짧고, 시설비가 고가인 문제점이 있다.

최근 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위하여, 섬유사를 여과재를 사용한 심층여과방식의 여과장치가 제안되어 상기 종래의 여러 여과장치에 비하여 여과된 여과수의 수질도 향상되고, 좁은 공간에서의 설치를 가능하게 하고 시설비를 낮추었다.

그러나, 상기 방식에서는 압력에 의하여 겹쳐지는 여과재층의 불균일한 산포로 인하여 폐수가 원할하게 여과되지 않아 여과효율이 떨어지고, 또한 여과장치 내부에 일정한 압력을 가하기 위하여 설치된 피스톤이 여과장치내부에 설치되어 있으므로 여과장치가 제대로 작동하지 않는 경우 이를 들어내고 다시 장입하여야 하는 번거로움이 있었고 여과기의 생명인 역세척의 효율이 종래방법인 여과재를 격렬히 흔들어서 역세척하는 방법은 물리적 기계장치의 복잡성과 여재의 수명을 단축시키고 전체를 한꺼번에 역세척하므로 효율이 저하될 수밖에 없었다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 한국특허공개 제10-2011-0094158호가 제시되었다. 상기 한국공개특허 제10-2011-0094158호는 여과장치 내에서 여재부를 수직방향으로 하여 여과장치 내부공간을 분할하고, 상기 여재부의 반대방향(즉, 원수 유입의 반대측)에 다수개의 역세격판을 45도 각도로 설치하였으며, 여재부쪽으로 고압의 에어를 발사하여 여재부에 붙은 찌꺼기 등을 떼어내는 공정에서 역세격판 때문에 고압의 에어가 유실되는 것을 방지하며 일부분씩 집중적으로 여재부를 세척하도록 하였다.

그러나, 상기 선행기술에서는 여재부의 원수측에 노출된 면에 부착되는 슬러지 등을 제대로 제거할 수 없을 뿐 아니라, 별도의 에어공급장치를 구비해야만 하는 문제점이 있다. 또, 공기방울은 세척수 내에서 부력에 의해 쉽게 상승하기 때문에 강하게 분사하는 것과 동시에 에어의 상승을 방지하는 역세격판을 두어도 여재부의 세척성능을 보장할 수 없는 문제점이 있다. 특히, 여재부의 하측은 침전물의 누적되는 침강으로 인해, 여재부의 원수유입측 표면에 붙은 슬러지를 제거하는 것이 불가능하여 원수가 유입되는 부분이 결국 폐색되는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 우수, 정수 및 오수, 폐수 등의 다양한 수처리 여과과정에서 필터역할을 수행하고, 필요에 따라 역세 및 스크래이핑에 의하여 필터부를 세척할 수 있는 수처리용 여과장치를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 공간을 가지고, 하부에 침전부가 형성되며, 상기 침전부의 상측으로 중심관이 형성되는 케이싱; 상기 중심관의 하단부 주위로 형성되는 필터부; 상기 침전부 내부에 배치돼서 상기 필터부의 하부에 부착된 슬러지를 제거하는 스크레이핑부; 상기 필터부의 상측으로 배치돼서 상기 필터부에 대하여 하향으로 세척수를 분사하는 역세척부; 상기 중심관에 원수를 공급하는 원수유입관; 상기 케이싱의 상부에 형성돼서 여과된 처리수를 배출하는 처리수배출관을 포함하는 수처리용 여과장치이다.

상기 중심관 내부에는 선회안내판이 나선형상으로 형성돼서 유입되는 원수를 선회시키는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 필터부는, 상부망과 하부망 사이에 삽입되는 섬유사여재를 가지는 필터카트리지와, 상기 필터카트리지를 상기 케이싱 내부에서 지지하는 다공의 필터지지판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 역세척부는, 상기 케이싱 내면에 설치되는 환형공급관과, 상기 환형공급관에 일단이 연결되고 하부에 역세척노즐이 형성되는 제2세척수분배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 스크레이핑부는, 날개프레임에 고정돼서 상기 필터부의 하부에 접촉하도록 회전하는 회전날개와, 상기 회전날개에 세척수를 분사하여 회전시키도록 상기 침전부의 일측에 형성되는 날개구동노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 필터카트리지는 2이상의 세그먼크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 통하여, 필터부의 세척이 용이하고 확실할 뿐만 아니라, 특히 원수에 접하는 필터부 표면을 세척하여 원수가 유입되는 공간이 폐색되는 것을 방지할 수 있다.

또, 필터부의 교체가 용이하여, 필터부 교체에 따른 비용 및 시간을 절약할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 다른 수처리용 여과장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 수처리용 여과장치의 부분 사시도이다.
도 3은 도 1의 수처리용 여과장치에서 A-A의 하측으로 바라 본 평면도이다.
도 4는 도 1의 수처리용 여과장치의 필터카트리지의 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 필터카트리지의 분해 정단면도이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 여과장치를 지시한다.

상기 수처리용 여과장치(100)는 우수, 정수 및 오수, 폐수 등의 원수를 하향으로 이송시킨 후, 다시 상승시키면서 여과를 시키고, 또한 일정 시간 후에 필터부를 스크래이핑과 역세척을 통해 세척시키는 구성을 가진다.

이러한 수처리용 여과장치(100)는, 내부에 공간을 가지는 상기 케이싱(102)과, 상기 케이싱(102)의 하부의 침전부(114)에 설치되는 스크레이핑부(146)와, 상기 스크레이핑부의 상측으로 배치되는 필터부와, 상기 필터부의 상측으로 배치되는 역세척부와, 원수가 유입되는 원수유입관(122) 및 처리수가 배출되는 처리수배출관(132)을 포함한다.

상기 케이싱(102)은 단면이 대략 원형으로 형성되며, 상기 케이싱(102)의 하부에 형성된 침전부(114)는 슬러지의 수집이 용이하도록 하측으로 갈수록 단면이 점점 좁아지는 원뿔형으로 형성된다. 상기 케이싱(102)의 상부에는 상기 케이싱(102) 내부에서 발생된 가스 등을 배출하기 위한 가스배출관(108)이 형성될 수 있다. 상기 가스배출관(108)의 상부에는 외부로부터의 이물질 등이 유입을 방지하는 가스배출관캡(110)이 형성될 수 있다. 또, 상기 케이싱(102)의 내부의 수위를 점검하기 위한 레벨센서(112)가 상기 케이싱(102) 내부에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 케이싱(102)의 내부를 점검하기 위해, 상기 케이싱(102)의 상부에 커버캡(106)이 설치될 수 있다.

상기 침전부(114)의 하측으로는 수집관(116)이 연결되서 슬러지이 적층되는 공간으로 활용될 수 있다. 그리고, 상기 수집관(116)의 하부에는 드레인밸브(118) 및 드레인관(120)이 설치돼서, 상기 수집관(116) 내부에 모인 슬러지 및 세척수를 배출한다.

상기 침전부(114)의 내부에는 상기 침전부(114)의 내벽면 및 상기 필터부의 저면을 접촉하여 긁을 수 있는 회전날개(150)가 배치된다. 상기 회전날개(150)에 대해서는 아래에 다시 설명한다.

그리고, 상기 침전부(114)의 상측으로 상기 케이싱(102)의 중심에는 중심관(126)이 배치된다. 상기 중심관(126)은 하부가 개방된 관체이며, 상부는 개방될 수도 있고, 폐쇄될 수도 있다. 상기 중심관(126)의 내부에는 내벽면을 따라 선회안내판(128)이 설치된다. 따라서, 원수유입관(122)을 통해 유입된 원수가 상기 선회안내판(128)에 의해 흐름이 유도되면서 상기 중심관(126) 내부에서 선회하면서 하강하게 된다. 또, 상기 원수의 선회성을 향상시키기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원수유입관(122)의 중심축은 상기 중심관(126)의 중심축에 대하여 편위되도록하며, 바람직하게는 상기 중심관(126)의 내벽면에 접선 방향으로 원수가 유입되도록 상기 원수유입관(122)이 배치된다.

상기 원수유입관(122)은 원수를 그대로 공급하거나, 도 1에 도시된 바와 같이 원수유입펌프(124)에 의해 압력을 가하여 공급하는 것도 가능하다.

상기 중심관(126)의 주위로는 주변관(130)이 설치된다. 상기 주변관(130)은 상기 케이싱(102)의 내벽면과 상기 중심관(126)의 외벽면 사이의 공간을 분할하여, 상승하는 처리수가 정류화되도록 하는 역할을 한다. 따라서, 상기 주변관(130)의 높이가 상기 중심관(126)의 높이보다 낮거나, 상기 중심관(126)의 상단부가 폐쇄되어 상기 중심관(126)의 내부로 여과된 처리수가 유입되지 않도록 하여야 한다.

또, 상기 처리수배출관(132)은 상기 케이싱(102)의 상부에 설치된다. 상기 처리수배출관(132)의 높이는 원수유입관(122)의 높이와 같거나 낮게 설치될 수 있으며, 상기 원수유입펌프(124)에 의해 압력이 가해지는 경우에는 상기 원수유입관(122)보다 높게 설치될 수 있다.

상기 스크레이핑부(146)는 날개프레임(148)에 고정돼서 상기 필터부의 하부에 접촉하도록 회전하는 회전날개(150)와, 상기 회전날개(150)에 세척수를 분사하여 회전시키도록 상기 침전부(114)의 일측에 형성되는 날개구동노즐(141)을 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 중심관(126)으로부터 공급된 원수는 상기 날개프레임(148)과 상기 회전날개(150)에 의해 구분되는 공간을 통해 자유롭게 상기 침전부(114) 내부로 유입될 수 있다. 특히, 상기 중심관(126)을 거친 원수의 선회류는 상기 회전날개(150)에 부딪히는 것에 의해 침전물의 침강이 더욱 활발해지며, 또 선회류의 압려겡 따라 상기 회전날개(150)를 회전시키는 것도 가능하다.

상기 회전날개(150)의 외주에는 상기 침전부(114)의 내벽면 및 상기 필터부에 접촉될 수 있는 접촉부재(152,154)가 설치되며, 상기 접촉부재(152,154)는 고분자 수지로 제작될 수 있다.

상기 날개프레임(148)의 회전은 상기 수집관(116)의 상단 및 상기 중심관(126)의 하단에 접촉하며 지지된다. 이 때, 회전을 용이하게 하기 위하여 접촉면에 표면조도가 좋은 금속제로 이루어진 미끄럼패드를 설치하는 것이 가능하다.

상기 회전날개(150)를 회전시키기 위한 날개구동노즐(141)은 상기 침전부(114)의 벽변에 설치되며, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 침전부(114)의 중심축에 대하여 편위하게 설치돼서, 상기 날개구동노즐(141)에 의해 공급된 세척수가 상기 회전날개(150)에 부딪혀 토크를 발생하기 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 날개구동노즐(141)은 제1세척수분배부(140)에 연결되서, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개가 수직방향으로 일렬로 배치될 수 있다. 상기 제1세척수분배부(140)는 제1세척수공급관(139)에 연결되며, 상기 제1세척수공급관(139)은 전환밸브(138)를 지나 세척수유입펌프(136)와 연결된다.

상기 필터부는 필터지지판(134)와 상기 필터지지판(134)의 상측에 배치되는 필터카트리지(160)로 구성된다. 상기 필터지지판(134)은 상기 회전날개(150)에 접촉되면서, 1차적으로 원수 중에 포함된 플록 등을 여과시키며, 상기 필터카트리지(160)에 설치된 섬유사여재(164)와 상기 회전날개(150)의 직접접촉에 의한 손상을 방지한다. 따라서, 상기 필터지지판(134)은 금속 또는 강화플라스틱 등으로 제작된 다공의 플레이트로써, 내구성을 가지는 것이 바람직하다.

상기 필터카트리지(160)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부망(162)과, 하부망(166)과, 상기 상부망(162) 및 상기 하부망(166) 사이에 개재되는 섬유사여재(164)를 포함하여 이루어진다. 상기 상부망(162)과 상기 하부망(166)은 서로 체결가능하다. 본 발명에서는 상기 하부망(166)에서 링형상의 프레임은 단면을 원형으로 하고, 상기 하부망(162)에서 링형상의 프레임은 단면을 반원형으로 하여, 양자를 서로 끼우는 것으로 조립하였다. 상기 상부망(162)과 상기 하부망(164)의 결합방식은 공지의 기술을 사용할 수 있으며, 도 4 및 도 5에 도시된 방법에 한정되지 않는다.

또, 상기 필터카트리지(160)는 교체를 용이하게 하기 위하여, 2 이상의 세그먼트로 분할되는 것이 바람직하다. 따라서, 사용자는 상기 케이싱(102)에 설치된 개방도어(미도시)를 열고 상기 필터카트리지(160)를 손쉽게 교체할 수 있다.

상기 섬유사여재(164)는 여재로 사용되는 공지의 섬유사여재를 사용할 수 있으며, 부직포 등이 사용될 수 있다.

상기 필터카트리지(160)는 상기 케이싱(102)의 내벽면에 형성된 필터카트리지자리에 설치하여, 처리수의 상승압력에 대해 저항할 수 있도록 한다.

상기 역세척부는, 상기 필터부의 상측에 배치된다. 상기 역세척부는 상기 케이싱(102) 내면에 설치되는 환형공급관(144)과, 상기 환형공급관(144)에 일단이 연결되고 하부에 역세척노즐(145)이 형성되는 가지상의 제2세척수분배관(142)을 포함한다.

그리고, 상기 환형공급관(144)은 상기 케이싱(102)을 관통하여 외부의 제2세척수공급관(143)과 연결되며, 상기 제2세척수공급관(143)은 상기 전환밸브(138)와 연결된다. 따라서, 상기 전환밸브(138)의 작용으로 상기 제1세척수공급관(139)과 상기 제2세척수공급관(143)으로의 세척수 공급이 선택적으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수처리용 여과장치(100)는 기본적으로 상술한 바와같이 구성된다. 이하, 상기 수처리용 여과장치(100)의 작동방법에 대해 설명한다.

상기 원수유입관(122)을 통해 원수가 유입되면, 상기 중심관(126)의 선회안내판(128)을 통해 하향하면서 선회하게 되고, 이러한 선회운동을 하는 원수가 상기 날개프레임(148)의 중심측으로 나아가게 된다. 이후, 상기 원수는 상기 날개프레임(148)과 상기 회전날개(150)가 한정하는 공간으로 퍼져나가고, 상기 침전부(114)를 돌아서 상기 중심관(126)의 외측과 상기 케이싱(102)의 내벽면 사이의 공간으로 상승하게 된다. 이 때, 상기 원수는 상기 필터부를 통과하면서 여과되고, 여과된 원수는 상승하여 상기 처리수배출관(132)을 통해 외부로 배출된다.

일정시간이 지난 후에 여과성능이 저하되면, 상기 원수유입펌프(124)의 가동을 정지하고, 상기 세척수유입펌프(136)를 가동하여 상기 제1세척수공급관(139) 또는 상기 제2세척수공급관(143)으로 세척수를 교대로 공급한다. 따라서, 상기 제1세척수공급관(139)에 세척수가 유입되면, 상기 회전날개(150)가 회전하여 상기 필터지지판(134)의 저면 및 상기 침전부(114)의 내벽면에 부착된 슬러지 등을 제거하며, 상기 제2세척수공급관(143)에 세척수가 유입되면 상기 역세척노즐(145)을 통해 상기 필터카트리지(160)에 세척수를 분사하여 상기 섬유사여재(164)에 부착된 슬러지 등을 하측으로 배출하게 된다.

이와 같은 과정을 반복하고, 제거된 슬러지 등을 상기 드레인관(120)을 통해 외부로 배출한다. 그리고 다시, 상기 세척수유입펌프(136)를 멈추고 상기 원수유입펌프(124)를 가동하여 원수의 여과를 개시한다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 수처리용 여과장치 102: 케이싱
104: 케이싱커버 106: 커버캡
108: 가스배출관 110: 가스배출관캡
112: 레벨센서 114: 침전부
116: 수집관 118: 드레인밸브
120: 드레인관 122: 원수유입관
124: 원수유입펌프 126: 중심관
128: 선회안내판 130: 주변관
132: 처리수배출관 134: 필터지지판
136: 세척수유입펌프 138: 전환밸브
139: 제1세척수공급관 140: 제1세척수분배부
141: 날개구동노즐 142: 제2세척수분배관
143: 제2세척수공급관 144: 환형공급관
145: 역세척노즐 146: 스크레이핑부
148: 날개프레임 150: 회전날개
152,154: 접촉부재 160: 필터카트리지
162: 상부망 164: 섬유사여재
166: 하부망

Claims

내부에 공간을 가지고, 하부에 침전부가 형성되며, 상기 침전부의 상측으로 중심관이 형성되는 케이싱;
상기 중심관의 하단부 주위로 형성되는 필터부;
상기 침전부 내부에 배치돼서 상기 필터부의 하부에 부착된 슬러지를 제거하는 스크레이핑부;
상기 필터부의 상측으로 배치돼서 상기 필터부에 대하여 하향으로 세척수를 분사하는 역세척부;
상기 중심관에 원수를 공급하는 원수유입관;
상기 케이싱의 상부에 형성돼서 여과된 처리수를 배출하는 처리수배출관을 포함하는 수처리용 여과장치.
제1항에 있어서, 상기 중심관 내부에는 선회안내판이 나선형상으로 형성돼서 유입되는 원수를 선회시키는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
제1항에 있어서, 상기 필터부는, 상부망과 하부망 사이에 삽입되는 섬유사여재를 가지는 필터카트리지와, 상기 필터카트리지를 상기 케이싱 내부에서 지지하는 다공의 필터지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
제1항에 있어서, 상기 역세척부는, 상기 케이싱 내면에 설치되는 환형공급관과, 상기 환형공급관에 일단이 연결되고 하부에 역세척노즐이 형성되는 제2세척수분배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
제1항에 있어서, 상기 스크레이핑부는, 날개프레임에 고정돼서 상기 필터부의 하부에 접촉하도록 회전하는 회전날개와, 상기 회전날개에 세척수를 분사하여 회전시키도록 상기 침전부의 일측에 형성되는 날개구동노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
제3항에 있어서, 상기 필터카트리지는 2이상의 세그먼크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.