KR20180094175A - 디스크 필터링 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 필터링 여과장치에 관한 것으로서, 여과보조제에서 프리코트된 디스크필터를 매개로 오염수를 여과하는 여과장치에 있어서, 상기 디스크필터는, 상기 오염수가 통과되는 관통공의 주변을 둘러싸도록 상면과 하면에 동심원형의 홈과 돌부가 각각 형성된 디스크필터요소를 적층시켜 구성하되, 홈과 돌부가 서로 접촉된 상태에서 여과보조제에 의해 프리코트되는 것을 특징으로 한다.
본 실시 예에 의하면, 디스크필터에 프리코트된 여과보조제의 박리 및 박락을 방지함과 동시에 여과속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

디스크 필터링 여과장치{Disk filtering apparatus}

본 발명은 디스크 필터링 여과장치에 관한 것이다.

환상의 여과용 디스크를 적층하여 형성한 여과체를 이용해 오·폐수인 원수를 정화하는 디스크 적층형 여과장치는 원래 군용기 작동액의 여과장치로서 개발되었으며, 농업용수와 공업용수의 여과장치로 그 적용 분야가 넓어졌다.

이러한, 디스크 적층형 여과장치는 액체로부터 오염입자를 신속하고 용이하게 제거할 수 있으며, 장치를 해체하지 않고도 손쉽게 포집된 오염입자를 세척 및 제거할 수 있는 장점 때문에 그 적용 분야는 더욱 확장되고 있다.

일 예로, 세차시 발생하는 폐수를 정화하는 장치가 있으며, 여기에는 프리코팅(프리코트) 탱크로부터 여과보조제 분산액이 공급되어 필터 외주면에 여과보조제가 프리코팅(프리코트) 된다.

그리고 폐수를 포함한 불순물은 필터 외주면에 프리코팅된 여과보조제에 의해 흡착되며, 이와 같은 필터로 디스크필터가 이용된다.

그런데 상기 종래의 디스크필터의 경우 외주면에 프리코팅된 여과보조제가 박리(剝離) 및 박락(剝落) 문제와 여과속도가 현저하게 떨어지는 문제가 있었다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1272805호 2. 대한민국 등록실용신안 제20-0440876호 3. 일본 공개특허공보 제2009-101981호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 디스크필터에 프리코트된 여과보조제의 박리 및 박락을 방지함과 동시에 여과속도를 향상된 디스크 필터링 여과장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

여과보조제에서 프리코트된 디스크필터를 매개로 오염수를 여과하는 여과장치에 있어서,

상기 디스크필터는,

상기 오염수가 통과되는 관통공의 주변을 둘러싸도록 상면과 하면에 동심원형의 홈과 돌부가 각각 형성된 디스크필터요소를 적층시켜 구성하되, 홈과 돌부가 서로 접촉된 상태에서 여과보조제에 의해 프리코트되는 것을 특징으로 한다.

본 실시 예에 의하면, 디스크필터에 프리코트된 여과보조제의 박리 및 박락을 방지함과 동시에 여과속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디스크 필터링 여과장치의 구성도면.
도 2a 및 도 2b는 여과과정을 설명하기 위한 도면.
도 3a 내지 3b는 디스크필터를 구성하는 디스크필터요소를 도시한 사시도 및 단면도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 2b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 본 발명의 디스크 필터링 여과장치는, 오염수가 유입되어 저장된 저수조의 토출구에 연결되는 여과처리부(20); 프리코트용 여과보조제를 여과처리부(20)에 공급하는 공급부(30); 공급부(30)와 연결되는 고도여과부(40); 장치전체를 일괄적으로 제어하는 제어부(50)로 구성된다.

상기 여과처리부(20)는 디스크필터(1)가 수용된 여과탑(21)과, 정수(淨水)가 저장되는 정수조(22)와, 여과탑(21)과 연결되는 배수라인과, 저수조 내의 오염수 또는 정수조(22)의 정수를 배수라인으로 압송하는 펌프(23)와, 여과탑(21)의 급수관에 수압을 측정하도록 된 압력계(24)로 구성된다.

상기 디스크필터(1)는 복수의 디스크필터요소(10)를 순차적으로 적층시켜 구성한 것으로서, 본 실시 예의 경우 여과탑(21)에 수용된다.

상기 디스크필터요소(10)는 중앙에 관통공(11)이 형성된 환형을 이루되, 상면(12)에는 관통공(11)의 주변을 둘러싸는 요철형태를 갖는 동심원형의 홈(12a)이 형성되고, 하면(13)에는 관통공(11)의 주변을 둘러싸는 굴곡지게 형성한 돌부(13a)가 일체로 형성된다.

여기서, 상기 상면(12)에 형성된 홈(12a)의 폭은 여과하는 오염수의 종류에 따라 결정되지만, 적어도 프리코트에 사용되는 여과보조제(filter aid)의 평균직경 보다는 작은 크기인 것이 바람직하다.

일 예로, 양식장, 양어장, 수족관, 공업용수, 도시하수 등을 여과하는데 사용되는 경우 홈폭을 대략 10㎛로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 하면(13)의 돌부(13a)는 디스크필터요소(10) 적층시 홈(12a)과 돌부(13a)가 서로 교차될 수 있도록 형성함이 바람직하며, 이 돌부(13a)의 높이는 프리코트에 사용되는 여과보조제(filter aid)의 평균직경 보다는 상대적으로 크게(예: 0.5mm) 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구조를 갖는 디스크필터요소(10) 여러 장을 적층한 상태에서 축방향으로 누르게 되면 각 디스크필터요소(10)의 상면(12) 홈(12a)에 산이 이웃하는 디스크필터요소(10)의 하면(13) 돌부(13a)에 밀착되며, 돌부(13a)의 외측(디스크필터요소의 외주측)으로부터 내측(관통구 측)으로 물이 유입될 수 있는 개구부가 마련된다.

그리고 상기 개구부를 통과하지 못하는 큰 불순물은 돌부(13a)의 외주면에 에 걸리기 때문에 볼순물이 제거된 물이 연속해서 관통구(11)를 통해 배출된다.

특히, 디스크필터요소(10)의 가장자리와 관통구(11)의 가장자리 사이에 구불구불하게 형성된 돌부(13a)의 길이를 길게 형성해 줌으로서 종래의 디스크필터요소에 비해 넓은 여과면적을 확보하는 것이 가능하며, 더욱이 디스크필터요소(10)의 사이즈를 변경하지 않아도 되므로 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 여과속도 또한 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기 여과보조제(filter aid)는 돌부(13a)의 외주면에 프리코트되어 이웃한 디스크필터요소(10) 사이에 구속되며, 이에 따라 프리코트된 여과보조제의 박리(剝離) 및 박락(剝落)을 방지하는 것이 가능해 진다.

상기 배수라인은 3방향으로 방향을 변환하는 2개의 제1·2전환밸브(3 - way valve:V1,V2)와, 3개의 제1·2·3개폐밸브(V3,V4,V5) 및 각 밸브(V1,V2,V3,V4,V5)와 상호 연결되는 다수의 배수관(P1∼P12)으로 구성된다.

상기 배수관(P1∼P12)에는 3방향으로 변환하는 제1전환밸브(V1)와 펌프(23)를 연결하는 제1관(P1)과, 제1전환밸브(V1)와 정수조(22)를 연결하는 제2관(P2)과, 제1전환밸브(V1)와 저수조(오염수가 저장된 통)를 연결하는 제3관(P3)과, 펌프(23)와 제2전환밸브(V2)를 연결하는 제4관(P4)과, 제2전환밸브(V2)와 여과탑(21)을 연결하는 제5관(P5)과, 제5관(P5)으로부터 분기되어 제1개폐밸브(V3)에 연결되는 제6관(P6)과, 제3개폐밸브(V5)에 설치되는 제7관(P7)과, 제1개폐밸브(V3)와 고도여과부(40)를 연결하는 제8관(P8)과, 여과탑(21)과 제1개폐밸브(V3)를 연결하는 제9관(V9)과, 제9관(P9)으로부터 분기되어 제2전환밸브(P2)와 연결되는 제10관(P10)과, 제9관(P9)으로부터 분기되어 제2개폐밸브(V4)와 연결되는 제11관(P11)과, 제2개폐밸브(V4)와 정수조(22)를 연결하는 제12관(P12)으로 구성된다.

이를 일 예로 들어 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 1·2·3개폐밸브(V3,V4,V5) 중 제2개폐밸브(V4)만 개방한 상태에서 정수조(22)와 펌프(23) 간에 유로 형성 및 펌프(23)와 여과탑(21) 간에 유로가 형성되도록 제1·2전환밸브(V1,V2)를 전환시켜 주게 되면, 도 1에 도시된 화살표와 같이, 정수조(22)와 펌프(23) 및 여과기(201)를 연결하는 순환로가 형성된다.

또한, 상기 1·2·3개폐밸브(V3,V4,V5) 중 고도여과부(40)와 연결된 제8관(P9)의 제1개폐밸브(V3)만을 개방함과 동시에 제1·2전환밸브(V1,V2)를 전환하여 제3관(P3)과 펌프(23) 간의 유로 및 펌프(23)와 여과탑(21) 간의 유로를 열게 되면, 도 2a에 도시된 화살표와 같이, 저수조와 연결된 제3관(P3)으로부터 여과탑(21)을 통하여 제8관(P8)에 연결되는 유로를 형성하게 된다.

또한, 상기 1·2·3개폐밸브(V3,V4,V5) 중 제7관(P7)의 제3개폐밸브(V5)만을 개방함과 동시에 제1·2전환밸브(V1,V2)를 전환하여 정수조(22)와 펌프(23) 간의 유로 및 펌프(23)와 여과탑(21)의 유로를 열게 되면, 도 2b에 도시된 화살표와 같이, 정수조(22)로부터 여과탑(21)을 통하여 제7관(P7)에 연결되는 유로를 형성하게 된다.

상기 공급부(30)에는 적당한 여과정도(예:0.5㎛)의 여과보조제(예:규조토)를 포함한 슬러리가 모인 여과조(31)와, 여과조(31) 내에 슬러리를 교반하도록 된 교반기(32) 및 여과조(31) 내에 슬러리를 여과처리부(20)의 정수조(22)로 압송하는 펌프(33)로 구성된다.

상기 고도여과부(40)에는 최종적인 여과수에 요구되는 수질에 따라 한계여과막(UF), 나노여과막(NF), 역침투막(RO) 등의 카트리지(41)가 장착된다.

상기 제어부(50)는 공급부(30)의 교반기(32)과 펌프(33), 여과처리부(20)의 펌프(33) 및 각 밸브(V1∼V5)를 각각 동작제어하여 프리코트공정(precoat process), 여과공정(filtration process), 역세정공정(backwash)이 순차적으로 진행되도록 한다.

상기 프리코트공정(precoat process)은 동작버튼을 누르게 되면, 공급부(30)의 펌프(33)를 구동하여, 소정의 시간, 여과보조제를 포함한 슬러리를 여과처리부(20)의 펌프(23)에 공급하며, 이에 따라 정수조(22) 내의 정수에 소량의 여과보조제(또는 거름보조제:filter aid)가 첨가되고 교반기(32)의 교반에 의해 정수조(22) 내에서 적당한 농도의 여과보조분산액이 조정된다.

이후, 제어부(50)는 3개의 제1·2·3개폐밸브(V3,V4,V5) 중에 정수조(22)로부터 제2개폐밸브(V4)만을 개방함과 동시에 2개의 제1·2방향전환밸브(V1,V2)의 전환에 의해 정수조(22)와 펌프(23) 간의 유로 및 펌프(23)와 여과탑(21) 간의 유로를 열게 된다.

더욱이, 여과처리부(20)의 펌프(23)를 구동함으로써 적당한 시간(예: 60초간), 정수조(22)와 여과탑(21) 사이에 여과보조제분산액을 순환시키게 된다.

이에 의해 여과탑(21)으로 흘러들어온 여과보조제분산액에 포함된 여과보조제가 이웃한 디스크필터요소(10) 사이로 흘러들어 돌부(13a)의 여과면에 프리코트되는 것이다.

상기 여과공정(filtration process)은 프리코트공정이 완료되면 제어부(50)는 정수조(22)의 제3개폐밸브(V5)를 닫고, 고도여과부(40)에 연결된 제8관(P8)의 제1개폐밸브(V3)를 개방함과 동시에 제1전환밸브(V1)의 전환에 의해 제3관(P3)으로부터 펌프(23) 간의 유로를 연다.

이에 따라 저수조로부터 여과탑(21)을 통하여 제8관(P8)에 연결되는 유로가 형성되기 때문에 저수조로부터 오염수가 여과탑(21) 내에 프리코트된 디스크필터(1)를 매개로 여과되고, 정수가 프리코트된 디스크필터(1)의 관통구(11)를 통과하여 고도여과부(40)로 공급된다.

상기와 같은 여과공정 중에도 제어부(50)는 압력계(24)의 계측치를 실시간으로 감시하게 된다.

상기 역세정공정(backwash)은 여과처리 중에 압력계(24)의 계측치가 필터눈막힘을 표시하는 수치보다 이상인 경우, 제어부(50)는 고도여과부(40)이 연결된 제8관(P8)의 제1개폐밸브(V3)를 닫고, 제7관(P7)의 제3개폐밸브(V5)만을 개방함과 동시에 제1·2방향전환밸브(V1,V2)의 전환에 의해 정수조(22)와 펌프(23) 간의 유로 및 펌프(23)와 여과탑(21) 간의 유로를 개방하게 된다.

이에 의해 정수조(22)로부터 여과탑(21)을 통하여 제7관(P7)에 연결되는 유로가 형성되어 정수조(22)로부터 정수(淨水)가 여과탑(21)에 공급되고, 디스크필터요소(10)에 잔존하는 불순물(Impurity)과 여과보조제(Filter aid)를 포함하는 케이크(cake)는 제7관(P7)을 통해 배출된다.

본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1: 디스크필터 10: 디스크필터요소 11: 관통공
12: 상면 12a: 홈 13: 하면
13a: 돌부 20: 여과처리부 21: 여과탑
22: 정수조 23: 펌프 24: 압력계
V1,V2: 제1·2전환밸브 V3,V4,V5: 제1·2·3개폐밸브
P1∼P12: 배수관 30: 공급부 31: 여과조
32: 교반기 33: 펌프 40: 고도여과부
50: 제어부

Claims (1)

1. 여과보조제에서 프리코트된 디스크필터를 매개로 오염수를 여과하는 여과장치에 있어서,
   상기 디스크필터는,
   상기 오염수가 통과되는 관통공의 주변을 둘러싸도록 상면과 하면에 동심원형의 홈과 돌부가 각각 형성된 디스크필터요소를 적층시켜 구성하되, 홈과 돌부가 서로 접촉된 상태에서 여과보조제에 의해 프리코트되는 것을 특징으로 하는 디스크 필터링 여과장치.
   

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