KR20210096652A - 자연수 및 폐수 처리 방법 - Google Patents

자연수 및 폐수 처리 방법 Download PDF

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이고르 세메노비치 발레브
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디클라 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자연수 및 폐수 처리의 물리화학적인 방법으로 분류되고 에너지 공학, 화학, 석유화학, 식품 및 다른 산업에서, 특히 가공, 가정, 침전, 채광, 유전, 채석에서의 물 및 인공호의 물의 처리에 사용될 수 있다.
본 발명의 목적은 자연수 및 폐수 처리를 개선하고, 이동 베드 가압 필터의 용량을 증가시키고 또한 이동 베드의 세정의 높은 효율을 보장하는 것이다.
그 기술적인 결과는 저오염 자연수와 고도 오염 폐수 둘 다의 높은 처리 효율을 보장하는 이동 베드 가압 필터의 적용 범위의 확대이다.
이러한 결과는 수처리 동안 화학 처리(산화제, 탈유화제, 분말 흡착제)의 사용, 여러 형태들의 가압 응집 반응기, 서로 다른 입자 조성 및 밀도, 이동 베드의 4 단계 세정의 성능을 갖는 단일 이동 베드 및 이중 이동 베드 용의 입자들의 사용, 이중-흐름 이동 베드 가압 필터의 사용으로 인한 것과 함께, 가압 하이드로사이클론의 사용에 의한 심각한 오염의 제거 후의 추가의 가압 응집 반응기의 사용으로 인하여 수득된다.

Description

자연수 및 폐수 처리 방법
본 발명은 자연수 및 폐수 처리의 물리화학적인 방법으로 분류되고 에너지 공학, 화학, 석유화학, 식품 및 다른 산업에서, 특히 공정, 가정, 침전, 채광, 유전, 채석에서의 물 및 인공호의 물의 처리에 사용될 수 있다.
팽창 폴리스티렌 이동 베드(moving bed)를 수반하는 가압 여과기 및 중력 여과기들이 존재하고 있다. 가압 여과기는 상부 및 하부 분배 기구들을 수반하는 원통형 본체, 중간영역 배수 및 유수의 공급 및 배수를 위한 차단 밸브들을 수반하는 배관들을 갖는다. 급수의 여과 및 급수로의 이동 베드의 수세는 하향류로 수행된다. 이동 베드는 수세 동안 20 내지 30% 팽창한다(Water Treatment Plant Design Handbook SNiP　2.04.02-84,　1989,　p. 65-69를 참조하시오).
필터들이 화학약품들 없이 지표수의 정화를 위하여 설계되어 있고, 따라서 이러한 설비는 주로 수처리의 예비 단계에서 사용되기 때문에, 이들 필터들의 단점들은 급수의 낮은 등급의 처리(low-grade treatment)이다. 더욱이, 물 수세의 유량(flow rate)은 처리수의 용적에 비하여 상당한 부분을 차지한다.
필터 이동 베드의 재생 방법 및 그의 실행을 위한 기구가 존재하고 있고(1997년 2월 18일자 특허 제 RU　2112579호를 참조하시오), 이는 이동 베드를 수반하는 필터 본체, 원수의 공급 및 처리수의 배수를 위한 배관들, 밸브들 및 배수 및 분배 기구들을 포함한다. 급수가 이동 베드를 통하여 상향류에서 여과되고, 이동 베드의 정기적인 세정이 물 수세의 하향류에서 수행된다. 오염물질로부터의 이동 베드의 세정의 효율을 증가시키기 위하여, 진공 효과(vacuum effect)가 제공된다.
이러한 발명의 단점은 또한 급수의 낮은 등급의 비화학적 처리이고 진공 효과는 이동 베드의 처리 동안 특정한 복잡한 운전들에서 덜 유의미한 효과를 야기한다.
상단 및 하단 배수 및 분배 기구들을 포함하는 필터 본체를 수반하는 단일-챔버 필터가 존재하며(1989년 12월 5일자 특허 제 US　4885083호를 참조하시오), 그 안에 0.7 내지 0.9 g/㎤의 밀도를 갖는 이동 베드 알갱이들이 위치된다. 급수는 화학약품들을 수반하지 않는 이동 베드를 통하여 상향류에서 처리된다. 이동 베드를 세정하기 위하여, 맥동류(pulsed)의 그리고 압축된 공기 및 물 수세가 하향류에서 공급된다.
이러한 기구의 단점은 또한 급수의 낮은 등급의 비화학적 처리이다.
하나 또는 2개의 이동 베드 가압 필터들, 즉 플라스틱들, 발포 유리 또는 세라믹들로 만들어지는, 0.5 내지 1 ㎜의 입자 크기 및 0.05 내지 0.3 g/㎤의 밀도를 갖는 구형 입자들로 이루어지는 이동 베드 필터가 존재하고 있다(2007년 9월 18일자 특허 제 US　7270745호를 참조하시오). 급수는 화학약품들 없이 이동 베드를 통하여 상향류에서 처리된다. 필터가 완전히 물로 채워질 때까지 가압 필터의 배수 및 특별한 노즐들을 통한 물로의 수세에 의해 이동 베드의 정기적인 세정이 수행된다.
이러한 기구의 단점은 또한 급수의 낮은 등급의 비화학적인 처리, 발포 유리 또는 세라믹들로 만들어지는 이동 베드의 입자들의 취약성이다.
집중 수처리를 위한 이중-베드(double-bed) 가압 필터가 존재하고 있고(2009년 6월 1일자 실용신안 제 RU 105185호), 그의 하나의 본체는 서로 다른 특성들을 갖는 필터 재료들을 위한 적어도 1군의 챔버들, 역수세(back flushing)를 위한 베드 팽창 챔버, 급수의 공급을 위한 스크린 노즐 배수 시스템들, 여액 및 물 수세 배수 시스템을 갖고, 그에 의하여 서로 다른 특성들을 갖는 필터 재료들을 위한 1군의 챔버들은 팽창 폴리스티렌 이동 베드에 해당하는 필터 베드를 포함하는 상부 챔버와 물 보다 무거운 흡착 재료로 이루어지는 필터를 포함하는 하부 챔버로 이루어지며, 그에 의하여 역수세를 위한 배드 팽창 챔버가 서로 다른 특성들을 갖는 필터 재료들을 위한 1군의 상부 챔버와 하부 챔버들 사이에 위치된다.
이동 베드를 통한 여과가 하향류에서 수행되고, 이는 베드의 팽창, 오염물들의 하부 챔버에로의 투과 및 흡착 알갱이 베드를 통한 여과의 결과를 가져오고, 이는 오염되고 따라서 교체되어야 하기 때문에, 이러한 필터의 단점은 필터의 낮은 용량이다.
가장 최근의 동등한 기술적인 해결책인 프로토타입(prototype)은 하기 처리 단계들을 포함하는 수처리 플랜트(기사 "Experience of the Implementation of Dynamic Clarifiers for the Treatment of Natural and Waste Water" / Water Supply and Sanitary Engineering, No. 12, 2013, p. 46-53을 참조하시오)이다: 급수와 응결제(coagulant)의 혼합, 하항류에서 가압 탱크 내에서 5 내지 10 분 동안의 응집, 급수와 응집제(flocculant)의 혼합, 상향류에서 가압 청징기(clarifier) 내에서 3 내지 5 ㎜의 입자 크기 및 0.8 내지 0.9 g/㎤의 밀도를 갖는 이동 베드를 통한 여과, 이중 알갱이 베드(double granular bed)를 통한 여과의 경우 최종 처리 및 처리수의 차아염소산나트륨으로의 살균.
이러한 플랜트는 급수의 예비 화학 처리로 인하여 처리수의 높은 품질을 보장한다. 동시에, 이러한 기술의 실행의 경험은 다수의 단점들을 나타낸다:
1. 3 내지 5 ㎜의 크기의 입자들을 갖는 이동 베드는 급수의 처리의 공정에서 빠르게 오염되고, 이는 이동 베드에서의 오염물들의 빈번한 세정의 결과를 가져온다. 이동 베드는 압축된 공기로 그리고 이어서 반대방향에서의 물로 세정되나, 이는 이동 베드의 높은 정도의 세정을 제공하지 못한다. 동시에, 이러한 세정은 가압 청정기의 상부 분배 기구의 손상이라는 결과를 가져온다.
2. 10℃ 이하의 온도에서의 급수의 처리의 경우, 가압 탱크 내 하향류에서 5 내지 10 분 이내의 응집은 시간 내에 응집이 느슨해짐으로 인하여 효과적이지 않으며, 이는 급수 처리의 유효성의 감소의 결과를 가져온다.
3. 이러한 플랜트는 또한 물의 밀도 보다 더 낮은 밀도를 갖는 경질 오염물들(light contamination) 즉 석유 탄화수소들 및 오일들을 포함하는 급수의 처리에 효과적이지 않다.
4. 단점들 중의 하나는 또한 플랜트의 제한된 용량이다.
본 발명이 목표로 하는 기술적인 결과는 저오염 자연수와 고도 오염된 폐수 둘 다의 높은 처리 효율을 보장하는 이동 베드 가압 필터의 적용 범위의 확대이다.
본 발명의 목적들은 다음과 같다:
- 수처리 효율의 개선,
- 공정의 증가된 집중화,
- 남겨진 오염물들로부터의 이동 베드의 세정을 위한 유효한 방법의 개발,
- 이동 베드의 장수명을 제공하는 이동 베드의 재료들 및 그의 입자들의 성능 특성들의 선택,
- 이동 베드 가압 필터의 오염물 용량의 증가, 즉 이동 베드의 정기적인 세정들 간에 급수 중에 남겨진 오염물들의 용적 및 양의 증가,
- 이동 베드의 최적 높이의 선택,
- 처리수의 처리를 위한 화학약품들의 비용의 절감.
유기 오염물들의 파괴를 위한 산화제 및 응결제가 연속적으로 급수에 첨가된다는 이유로 설정 목표들이 달성된다. 이어서 급수는 응집을 위해 중압(intermediate pressure) 아래의 압력으로 흐르고, 그 양은 오염물들의 마이크로 플록들(micro flocks)이 생성되도록 급수가 2 내지 30 분 이내에서 유지되도록 하여야 한다. 응집 반응기 내에서의 급수의 유지 시간은 급수의 온도 및 오염도에 따른다. 급수의 온도가 10℃ 이하인 경우, 응집 반응기 내에서의 유지 시간은 10 내지 30분이고, 10℃ 이상 온도에서 그 시간은 2 내지 10 분이다. 가압 응집 반응기의 설비에 대한 완전히 새로운 접근법이 제공된다. 이러한 설비의 3가지 변형들이 제공된다.
제1 및 제2 경우들에서의 가압 응집 반응기는 급수의 균일한 흐름을 보장하도록 하는 상부 및 하부 분배 기구들을 갖는 수직 가압 용기(vertical pressure vessel)이다. 급수의 온도가 10℃를 초과하는 경우, 응집이 이 온도에서 가장 효과적이기 때문에, 급수가 응집 반응기를 통하여 하향으로 흐르는 것이 제안된다.
두 번째 경우에서, 급수의 온도가 10℃ 이하인 경우 그리고 낮은 탁도와 진한 색상의 물의 처리의 경우, 급수가 상향으로 흐르는 것이 제안된다. 응집 공정이 저온에서는 늦추어지기 때문에, 이러한 해결책은 응집 효과를 증가시킬 것이다. 상향류의 경우에서, 응집능 증가의 효과는 이전에 이미 생성되었고 현탁될 수 있고, 제1 변형에 비하여 응결제의 소모를 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있는 마이크로 플록들에 의해 생성될 것이다.
제3의 경우에서 급수를 수직 응집 반응기의 중간으로 공급하는 것이 제공된다. 이러한 해결책은 물의 밀도 보다 더 낮은 밀도를 갖는 경질 분획 오염물들(light fraction contaminants) 즉 석유 탄화수소들 및 오일들을 포함하는 급수의 처리에 최적일 것이다. 이 경우에서, 응집 반응기는 상단, 중간 및 하단 분배 기구들을 갖는 수직 가압 용기이다. 급수가 화학약품들, 즉 산화제들 및 응결제로 처리된 후, 이는 중간 분배 기구에 공급된다. 이어서 급수는 보다 낮은 분배 기구로 하향으로 흐른다. 물의 밀도 보다 더 낮은 밀도를 갖는 석유 탄화수소들과 같은 경질 오염물들(light contaminants)이 분리되고 중간 분배 기구로부터 응집 반응기의 상부로 위로 진행한다. 응집 반응기의 상부에 누적되기 때문에 상부 분배 기구를 통하여 경질 오염물들을 연속적으로 또는 정기적으로 제거하는 것이 제공된다.
급수로부터 경질 오염물들을 제거하는 효율을 개선하기 위하여, 응집 반응기 내에서의 처리 이전에 급수에 탈유화제(demulsifier)를 첨가하는 것이 제공된다.
이어서 반응기 내에서의 처리 이후에 응집제가 급수에 첨가되어 마이크로 플록들이 응집되도록 한다. 급수의 석유 탄화수소들 또는 다른 유기 물질들로의 과도한 오염의 경우에서, 급수에 응집제를 첨가하기 전에 분말 활성탄인 분말 흡착제 또는 다른 흡착제의 수용액을 첨가하는 것이 또한 제공된다. 급수는 마지막 화학약품들의 첨가 이후 이동 베드 가압 필터로 흐르고 응집제의 사용에 의한 응집 효과로 인하여 상향류에서 이동 베드를 통하여 오염물들의 마이크로 플록들이 입자들에 고착되어 여과된다.
분말 활성탄 또는 다른 흡착제의 수용액의 사용의 경우에서, 흡착제의 마이크로 입자들이 또한 이동 베드의 입자들의 표면에 고착되어 이동 베드의 입자들의 표면 상에 필름이 형성되고, 유기 화합물들 및 석유 탄화수소들을 급수로부터 제거하는 흡착 처리능을 제공하는 결과를 가져온다.
필터로부터의 이동 베드 입자들의 제거를 방지하는 공지의 슬롯을 갖는 기구들(slotted devices)을 수반하는 상부 및 하부 분배 기구들을 갖는 가압 필터 내에 이동 베드가 존재하고, 급수가 상향류에서 처리되기 때문에, 이동 베드는 죔쇠로 조여진 상태(clamped-up state)로 있을 수 있고 따라서 이동 베드 입자들의 표면 상의 응집제로 인하여 이동 베드 입자와 오염물들의 마이크로 플록들 간의 다수의 기공 접촉 및 이들의 응집으로 인하여 높은 정도의 급수의 처리를 제공한다.
공지의 디자인의 슬롯을 갖는 기구들을 수반하는 트레이-형 상부 및 하부 분배 기구들 또는 수집기 및 방사형 상부 및 하부 분배 기구들이 사용된다.
급수의 처리의 경우에서, 이동 베드에는 오염물들이 축적되고, 이는 이동 베드를 시멘트화하고(폐색 효과), 따라서 급수의 여과 동안 일정한 저항을 생성하고, 그 결과로서, 여과가 감소된다. 따라서, 가압 필터 내의 이동 베드의 정기적인 세정이 요구되고 이는 전통적으로 물의 하향류에 의해 수행된다. 실제로, 이러한 이동 베드의 세정은 효과적이지 않다. 이동 베드가 죔쇠로 조여진 상태로 존재하기 때문에, 압축 공기의 상향류로 이동 베드를 세정하는 것 또한 불가능하다.
남겨진 오염물들로부터 이동 베드의 세정을 위한 효과적인 방법의 개발의 목표는 이동 베드가 아래로 내려가도록 하고 가압 필터의 중간에 위치되고 이동 베드의 하부 경계와 하부 분배 기구 간에 10 ㎝ 초과의 거리를 제공하도록 하는 것과 함께 이동 베드의 상부 경계와 상부 분배 기구 간의 거리가 또한 10 ㎝ 초과의 거리가 되도록 하는 의도로 가압 필터의 부분적인 공백화(partial emptying)가 수행된다는 사실에 의하여 획득된다. 보다 더 작은 거리들에서 상향류에서의 압축 공기의 공급으로 인한 후속의 이동 베드의 세정의 경우에서, 수층(water layer) 내의 이동 베드의 입자들의 무작위 운동으로 인하여 상부 및 하부 분배 기구들에 대한 손상이 일어날 수 있다는 사실에 의하여 이러한 요건이 제공된다. 또한 단지 가압 필터의 부분 공백화가 완료된 후 그리고 이동 베드가 더 이상 죔쇠로 조여진 상태가 아닌 경우, 압축 공기가 하부 분배 기구를 통하여 2 내지 10 bar의 압력 하에서 3 내지 30 분 동안 공급되고, 그의 상향류가 이동 베드의 "시멘트화(cementation)"(폐색)을 파괴하고 동시에, 이동 베드 입자들이 수층 내에서 무작위로 이동하고 서로 마찰되어, 다른 한편으로는, 고착된 오염물들로부터의 이동 베드 입자들의 표면들의 집중적인 세정을 제공한다. 2 bar의 압축 공기 압력 하에서는 20 내지 30 분이 필요하고 10 bar의 압력 하에서는 3 내지 10 분이면 충분하다.
다음 단계는 가압 필터를 물의 상향류 또는 하향류 중 어느 하나로 채우는 것이고, 이 단계 동안 이동 베드는 위로 진행하고 가압 필터의 상부를 채운다.
가압 필터가 물로 채워진 후, 물 수세가 하향으로 공급되고, 이는 이동 베드 입자들을 세척하고 물의 비중 보다 더 무거운 밀도를 갖는 모든 오염물들의 제거를 보장한다. 따라서, 하향류에 의한 물로의 수세는 2 내지 20 분인 짧은 시간 동안에 종료되고, 그에 따라 물 수세의 용적을 감소시킨다. 물 수세의 선속도(linear velocity)는 15 내지 40 m/h(4 내지 11 l/s*㎡이다. 물 수세가 15 m/h의 속도로 공급되는 경우, 15 내지 20 분이 필요하고, 40 m/h의 속도인 경우 2 내지 7 분이면 충분하다. 물 수세는 필터로부터의 이동 베드 입자들의 제거를 방지하기 위한 공지의 슬롯을 갖는 기구들을 수반하는 하부 분배 기구를 통하여 가압 필터로부터 제거되나 이는 물 수세와 함께 오염물들이 통과하는 것을 허용한다.
수처리 공정의 집중화, 즉 이동 베드 필터의 용량을 증가시키기 위하여, 이동 베드를 통한 급수의 여과를 위한 신규한 방법의 개발이 제공된다. 이 방법은 다음과 같다. 급수가 화학약품들, 즉 산화제, 응결제 및 응집제로의 처리의 단계를 통과한 후 그리고 가압 응집 반응기를 통하여 통과한 후, 급수가 두 방향들 즉 상향 및 하향으로 이동 베드 가압 필터에로 공급되고, 개별적으로, 그 급수가 하향류 및 상향류로 이동 베드 입자들을 통하여 여과된다. 급수는 이동 베드의 중간에 위치되는 공지의 슬롯을 갖는 기구들을 수반하는 별도의 중간 분배 기구를 통하여 배수된다. 이러한 해결책은 이동 베드 필터의 용량의 2배 증가를 보장한다. 동시에, 수처리 사이클이 완결된 이후 그리고 이동 베드가 완전히 오염되고(폐색 효과) 그리고 급수의 여과가 감소하는 경우, 이동 베드를 세정하는 것이 필요하다.
이러한 절차는 다음과 같이 수행된다. 먼저, 하부 분배 기구를 통한 물의 배수에 의하여 이동 베드 가압 필터의 부분 공백화가 수행되고 그에 따라 이동 베드가 하방으로 진행하고 하부 분배 기구 및 별도의 중간 분배 기구 사이의 중간에 위치된다. 바닥 이동 베드와 하부 분배 기구 간의 거리는 10 ㎝를 초과하여야 하고, 상부 이동 베드와 별도의 중간 분배 기구 간의 거리도 또한 10 ㎝를 초과하여야 한다. 보다 더 작은 거리들에서의 상향 흐름에 의한 압축 공기의 공급으로 인한 이동 베드의 후속 세정의 경우에서 수층 내에서의 이동 베드 입자들의 무작위 운동으로 인하여 하부 및 중간 분배 기구들에 손상이 일어날 수 있다는 사실에 의하여 이러한 요건이 제공된다.
이어서 부분 공백화가 중단되고 2 내지 10 bar의 압력 하의 압축 공기가 3 내지 30 분 동안 이동 베드 가압 필터의 하부 분배 기구에 공급되고, 그의 상향류가 이동 베드의 "시멘트화"(폐색)을 파괴하고 수층 내에서의 이동 베드 입자들의 무작위 운동을 보장하고, 이는 입자들의 마찰의 효과의 결과를 가져오고, 따라서 이동 베드 입자들의 표면에 고착된 오염물들의 집중적인 세정을 제공한다.
다음 단계는 가압 필터를 물의 상향 또는 하향류로 물로 채우는 것이고, 그 단계 동안 이동 베드는 상방으로 진행하고 가압 필터의 상부를 채운다.
가압 필터가 물로 채워진 후, 물 수세가 하향으로 공급되고, 이는 오염물들을 세척하고, 오염물들은 이동 베드 입자들의 표면으로부터 떨어지게 되고 가압 필터로부터의 오염물들의 제거를 보장한다. 오염물들이 물의 비중 보다 더 무거운 비중을 갖기 때문에, 이러한 오염물들의 제거는 물 수세를 보다 덜 필요로 하고 물로의 수세의 보다 더 짧은 시간을 필요로 하며, 이는 2 내지 20 분이다. 물 수세의 선속도는 15 내지 40 m/h(4 내지 11 l/s*㎡이다. 따라서, 처리수의 용적에 비하여 낮은 용적의 물 수세가 제공된다. 물 수세는 필터로부터의 이동 베드 입자들의 제거를 방지하기 위한 공지의 슬롯을 갖는 기구들을 수반하는 하부 분배 기구를 통하여 가압 필터로부터 제거되나 이는 물 수세와 함께 오염물들이 통과하는 것을 허용한다.
압축 공기로의 이동 베드의 세정의 제안된 방법은 한편으로는 오염물들로부터의 이동 베드 입자들의 표면의 고도로 효과적인 세정을 보장하나, 다른 한편으로는, 이동 베드 입자들의 파괴의 원인이 된다.
가압 필터 내의 이동 베드의 긴 운전 수명을 제공하는 이동 베드 입자들을 위한 재료들을 선택하는 설정 목표는 0.3 내지 0.98 g/㎤, 즉 물의 밀도 보다 낮은 밀도인 입자 밀도를 갖는 폴리머 재료들이라는 사실에 의하여 획득된다. 0.3 g/㎤ 미만의 밀도를 갖는 입자들을 사용하는 것은 이들의 높은 다공도 및 그에 따라, 내구성을 보장하지 못하는 이들의 비가역적인 압축성 및 형편없는 강도 때문에 권할 만한 일이 못된다. 0.98 g/㎤ 초과의 밀도를 갖는 입자들을 사용하는 것은 급수의 처리의 효율을 감소시키는 가압 필터의 바닥으로의 이들의 중력의 위험으로 인하여 권할 만한 일이 못된다.
팽창 폴리스티렌에 기반하는 이동 베드 및 통(roll)으로서의 재료들 또는 0.3 g/㎤ 미만의 입자들의 밀도를 갖는 다른 등가의 재료들의 사용의 경험은 이들 재료들이 단지 응결제들 및 응집제들로의 물의 예비 처리를 수반하지 않고도 수처리를 위하여 효과적인 것이라는 사실을 보여준다. 화학 처리(응결제, 응집제)의 경우에서, 이들 재료들은 비가역적으로 압축되고 입자들의 표면에의 오염물들의 고착으로 인하여 가압 필터 내에서의 상향류에서의 급수의 여과 공정 중에 파괴되고, 이는 가압 필터의 수명을 크게 감소시킨다.
고압 및 저압의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 여러 복합 재료들 및 이들의 팽창도를 포함하는 이들의 등가물들로 이루어지는 기본 재료들이 이동 베드 입자들의 소정의 밀도를 제공하도록 하기 위한 기본 재료들로서 제안된다.
그 표면들 상에 기공들 또는 봉입체들(inclusions)을 갖는 이동 베드 입자들의 사용은 급수의 여과 공정 동안 오염물들로 이들 기공들을 채우고 이동 베드의 중량화(weighting)의 결과를 가져오고, 따라서, 이는 이동 베드의 중질 베드(heavy bed)로의 이동, 즉 입자들의 가압 필터의 바닥으로의 중력 및 급수 처리의 효율의 손실의 결과를 가져온다. 이와 관련하여, 이동 베드 입자들의 형상의 선택의 문제는 매우 실질적이다. 따라서, 완만한 표면을 갖는 또는 작은 봉입체들을 갖는 입자들을 입자 용적의 최종 10%를 초과하지 않는 봉입체들의 총 용적으로 사용하는 것이 제공된다. 입자들의 형상은 구형, 반구형, 원통형 등과는 다를 수 있다.
이동 베드의 정기적인 세정들 간에 남겨진 급수의 오염물들의 용적 및 양이 증가되는 가압 필터의 이동 베드의 오염물 용량의 증가의 문제점들이 다음과 같이 해결된다.
단일 베드(single bed)의 사용의 경우에서, 즉 동일한 밀도를 갖는 입자들이 사용되는 경우, 3 내지 10 ㎜의 크기 범위를 갖는 입자들을 사용한다. 이 경우에서, 이동 베드의 입자들 간의 보다 더 큰 기공 크기로 인하여 크기에서 3 내지 5 ㎜의 입자들의 사용의 경우에 비하여 급수의 보다 더 많은 양의 오염물들이 남겨진다.
이동 베드의 오염물 용량의 증가와 동시에 급수의 높은 등급의 처리의 보장을 위한 제2 해결책은 가압 필터 내의 이중 이동 베드의 사용이다.
상부 이동 베드로서 1 내지 5 ㎜의 보다 더 작은 크기 범위를 갖는 0.3 내지 0.8 g/㎤ 범위 이내의 낮은 밀도를 갖는 입자들을 사용하는 것이 제공된다. 0.8 내지 0.98 g/㎤의 범위 이내의 보다 더 무거운 밀도와 3 내지 20 ㎜의 보다 더 큰 입자 크기를 갖는 입자들이 바닥 이동 베드로서의 사용을 위해 제안된다.
급수의 여과의 상향류의 경우에서, 바닥의 큰 입자 이동 베드 내에 보다 더 많은 양의 오염물들이 남겨지도록 하는 것이 가능할 수 있고 상부의 작은 입자 이동 베드는 급수의 오염물들 전부를 남기는 것을 보장할 수 있다.
특허청구된 방법에 따른 이동 베드의 처리의 경우에서, 이중 베드는 그의 세정 동안 압축 공기와 혼합되고 세정되고, 물 하향류로의 이동 베드의 수세의 경우에서, 상부 및 바닥 이동 베드의 서로 다른 입자 밀도로 인하여 베드들 내에 연속성이 제공될 수 있다.
이동 베드의 높이는 급수의 오염의 정도, 가압 필터의 직경 및 이동 베드를 통한 급수의 여과 속도에 의존적일 수 있다. 따라서, 베드의 높이는 3 내지 10 ㎜의 입자 크기를 갖는 단일 이동 베드를 수반하는 필터에 대하여 0.5 내지 2.3 m일 수 있다. 베드의 총 높이는 이중 이동 베드를 수반하는 가압 필터에 대하여 1.0 내지 2.5 m일 수 있고, 그의 상부 베드는 0.3 내지 1.5 m이고, 바닥 베드는 0.5 내지 1.5 m이다. 1.0 내지 3.5 m의 총 높이는 이중-흐름 이동 베드 가압 필터에 대하여 고려되어야만 하며 중간 분배 기구는 이 높이의 중간에 위치된다.
가압 응집 반응기를 통과한 후 그리고 분말 흡착제의 수용액과 응집제가 급수에 첨가된 후 급수의 처리를 위한 화학약품들의 비용들을 감소시키기 위하여, 급수는 제2 단계 응집 반응기 및 이어서 이동 베드 가압 필터로 흐른다.
제2 단계 가압 응집 반응기가 3가지 변형예들로 사용된다.
제1 및 제2 경우들에서 가압 응집 반응기는 급수의 균일한 흐름을 보장하도록 상부 및 하부 분배 기구들을 수반하는 수직 반응 용기이다. 급수의 온도가 10℃를 초과하는 경우, 이 온도에서 응집이 가장 효과적이기 때문에, 급수가 응집 반응기를 통하여 하향으로 흐르는 것이 제안된다.
제2 경우에서, 급수의 온도가 10℃ 미만인 경우 그리고 낮은 탁도 및 진한 색상의 물의 처리의 경우에서, 급수가 상향으로 흐르는 것이 제안된다. 응집 공정이 낮은 온도에서 늦추어지기 때문에, 이러한 해결책은 응집 효과를 증가시킬 수 있다. 상향류의 경우에서, 이전에 생성되고 현탁될 수 있는 마이크로 플록들에 의해 응집능 증가가 생성될 수 있고, 이는 제1 변형예에 비하여 응결제의 소모를 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다.
제3 경우에서 급수를 수직 응집 반응기의 중간에 공급하는 것이 제공된다. 이러한 해결책은 물의 밀도 보다 더 작은 밀도를 갖는 경질 분획 오염물들 즉 석유 탄화수소들 및 오일들을 포함하는 급수의 처리에 최적일 수 있다. 이 경우에서, 응집 반응기는 상부, 중간 및 하부 분배 기구들을 갖는 수직 가압 용기이다.
화학약품들, 즉 산화제들 및 응결제로의 처리 후 급수는 중간 분배 기구에 공급된다. 이어서 급수는 하부 분배 기구까지 하향으로 흐른다. 석유 탄화수소들과 같이 물의 밀도보다 더 낮은 밀도를 갖는 경질 오염물들이 분리되고 중간 분배 기구로부터 응집 반응기의 상부로 위로 진행한다. 오염물들이 응집 반응기의 상부에 누적됨에 따라 상부 분배 기구를 통하여 연속적으로 또는 정기적으로 경질 오염물들을 제거하는 것이 제공된다. 급수로부터의 경질 오염물들의 분리의 효율을 개선하기 위하여, 응집 반응기 내에서의 처리 이전에 급수에 탈유화제를 첨가하는 것이 제공된다.
제2 단계 응집 반응기의 차이는 이러한 제2 단계 반응기 내에서의 급수의 보다 더 짧은 유지 시간이며, 이는 급수의 오염의 정도 및 그의 온도에 따라 1 내지 10 분이다. 급수의 온도가 10℃ 미만인 경우, 제2 응집 반응기 내에서의 그의 유지 시간은 5 내지 10 분, 그리고 10℃ 초과에서는 1 내지 5 분이다.
제2 단계 응집 반응기의 사용은 응집제의 예비 첨가 및 이 반응기 내에서의 급수의 유지의 1 내지 10 분의 추가 시간으로 인하여 급수 중의 큰 크기의 오염물들의 플록들의 형성의 높은 효율성 및 그에 따른 화학약품들(응결제, 응집제)의 소모의 감소를 보장한다.
급수 내의 높은 농도의 중질 오염물들(heavy contaminants)의 경우에서, 이동 베드 가압 필터가 빠르게 오염되고 이동 베드의 빈번한 세정들이 요구되어 수세 폐수의 용적이 크게 증가하는 결과를 가져온다는 것을 추가로 주의할 만한 가치가 있다. 따라서, 고도의 오염(서로 다른 분산물, 진흙, 모래, 석탄분 등의 현탁된 고형분들)을 포함하는 급수의 처리를 보장하도록, 급수가 제2 단계 가압 응집 반응기를 통과한 후, 큰 크기의 오염물들의 플록들은 가압된 먼저 공지된 가압 하이드로사이클론(pressurized hydrocyclone)으로 그리고 이어서 이동 베드 가압 필터로 흐른다. 이러한 해결책은 공지의 가압 하이드로사이클론의 하부 원뿔형 기구를 통하여 중질 오염물들을 응결시키는 것을 포함하여 중질 오염물들을 제거하는 것을 가능하게 하여 이동 베드 가압 필터를 투과하는 오염물들의 양을 크게 감소시키는 결과를 가져오고 그에 따라 이동 베드의 세정 사이의 시간을 연장시키는 결과를 가져온다.
도 1은 이중-흐름 이동 베드 가압 필터를 포함하는 가압 필터의 사용을 수반하는 급수의 세정 옵션을 나타내고 있다(옵션 1).
도 2 - 가압 응집 반응기(옵션 1).
도 3 - 가압 응집 반응기(옵션 2).
도 4 - 가압 응집 반응기(옵션 3).
도 5 - 이동 베드 가압 필터.
도 6 - 가압 필터의 이동 베드의 세정 방법.
도 7 - 이중-흐름 이동 베드 가압 필터.
도 8 - 이중-흐름 가압 필터의 이동 베드의 세정 방법.
도 9 - 이중-흐름 이동 베드 가압 필터를 포함하는 가압 필터의 사용을 수반하는 급수 처리의 옵션(옵션 2).
도 10 - 이중-흐름 이동 베드 가압 필터를 포함하는 필터의 사용을 수반하는 급수 처리의 옵션(옵션 3).
도 1은 이동 베드 필터의 사용을 수반하는 급수 처리의 하나의 옵션을 나타낸다. 옵션 1.
압력 2 내지 16 bar 하의 급수가 펌프(1)로부터 파이프(2)를 통하여 가압 응집 반응기(3)로 공급된다. 응결 용액이 사전에 개별 탱크(5)로부터 파이프라인(2)에 응결 펌프(4)로부터의 압력 하에 첨가된다. 이러한 플랜트의 차이는 산화 용액의 파이프(2)에의 첨가이고, 이는 개별 탱크(7)로부터 펌프(6)에 의해 첨가된다. 응결제의 첨가 이전의 산화 용액의 첨가는 급수 내의 복합 유기 오염물들의 산화 및 파괴를 가능하게 하고 응집의 유효성을 증가시킨다. 급수와 산화제 및 응결제의 형태의 화학약품들의 더 나은 혼합을 위하여 공지의 혼합 기구(8)가 파이프라인(2)에 설치된다.
가압 응집 반응기의 여러 옵션들을 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내었다.
원칙적으로, 가압 응집 반응기는 하나의 용기이고, 급수가 산화제 및 응결제와 혼합된 후 그 용기에로 흐르고 그 용기 내에서 유지되는 경우, 오염물들의 마이크로 플록들이 급수 내에 생성된다.
가압 응집 반응기의 용적은 특정한 시간의 급수의 유지를 제공하여야 한다. 그 시간은 2 내지 30 분이고, 이는 급수의 온도 및 오염도에 의존적이다.
도 2는 통상의(공지의) 가압 응집 반응기(3)(옵션 1)를 나타내고, 이는 원통형 수직 본체(15) 및 개별적으로 상부 구형 헤드(16) 및 하부 구형 헤드(17)들로 이루어진다. 상부 구형 헤드(16) 내에는 가압 응집 반응기에의 급수의 공급을 위한 파이프라인(2)에 연결되는 상부 분배 기구(18)가 존재한다.
하부 구형 헤드(17) 내에는 가압 응집 반응기로부터의 급수의 제거를 위한 파이프(9)에 연결되는 하부 분배 기구(19)가 존재한다.
상부 분배 기구(18) 및 하부 분배 기구(19)들은 급수의 균일한 하향류를 보장하고, 반응기 용기의 내용적은 급수 내의 오염물들의 응집된 마이크로 플록들을 형성하도록 가압 응집 반응기 내에 급수의 유지의 지속시간을 보장한다.
동시에, 이러한 가압 응집 반응기의 구성은 여러 단점들을 갖는다.
특히 10℃ 미만의 온도의 급수의 세정의 경우에서, 응집 공정이 저해되고 물의 밀도 보다 더 큰 밀도를 갖는 오염물들의 미형성된 마이크로 플록들을 수반하는 급수의 하향류가 가압 응집 반응기를 통과하고 그에 따라 가압 필터의 이동 베드를 통한 후속의 여과의 단계에서 급수의 세정의 효율성의 손실의 결과를 가져온다.
따라서, 급수의 흐름 방향을 하향에서 상향으로 변경하는 것이 제공된다. 도 3은 유일한 차이점 만을 가지며 도 2에 나타낸 것들과 동일한 기구들을 수반하는 가압 응집 반응기를 나타내고 있다(옵션 2). 급수의 흐름이 파이프(2)를 통하여 가압 응집 반응기(3)의 하부 분배 기구(19)에로 공급되고 상부 분배 기구(18)를 통하여 제거되고 이어서 물은 파이프(9)를 통하여 이동 베드 필터로 흐른다.
이러한 해결책은 현탁되고 응집 공정 동안 촉매로 작용할 수 있는 사전에 형성된 마이크로 플록들로 인하여 응집 효과의 증가를 가능하게 한다.
도 4는 가압 응집 반응기를 나타내고 있고(옵션 3), 이는 물의 밀도 보다 더 낮은 밀도를 갖는 경질 오염물들, 특히 석유 탄화수소들 및 오일들을 포함하는 오염물들을 수반하는 급수의 처리를 위하여 사용하는 것이 고려된다.
이러한 기구는 화학약품들, 즉 산화제 및 응결제와 혼합된 후 급수가 파이프라인(2)을 통하여 별도의 중간 분배 기구(20)를 통하여 가압 응집 반응기(3)로 공급된다는 사실에 의하여 도 2 및 도 3에 나타낸 기구와는 상이하다.
기구(20)는 물의 밀도 보다 더 작은 밀도를 갖는 석유 탄화수소들 및 오일들과 같은 경질 오염물들을 분리하는 것을 가능하게 하며, 이러한 오염물들은 밀도들로 인하여 분배 기구(20)로부터 상방으로 진행하는 경향을 가질 수 있다.
경질 오염물들이 가압 응집 반응기(3)의 본체의 상부에 누적되는 한에서는, 이들은 외부 파이프라인(21)에 연결되는 상부 분배 기구(18)를 통하여 그리고 밸브(22)의 정기적인 개방의 경우에 제거된다.
급수는 중간 분배 기구 커머(comer)(20)의 통과 후 하부 분배 기구(19)로 하향으로 흐르고 이어서 외부 파이프라인(9)을 통하여 이동 베드 가압 필터인 후속 처리 단계로 제거된다.
급수가 가압 응집 반응기(3)(도 1)를 통과한 후, 이는 파이프라인(9)을 통하여 이동 베드 가압 필터(14)로 흐른다.
응집제 용액(11)이 파이프라인(9) 이전에서 응집제 용액 탱크(11)로부터 펌프(10)에 의해 혼합 기구(8)를 통하여 첨가된다.
광유 또는 다른 유기 물질들로의 급수의 심각한 오염의 경우에서, 응집제 용액의 첨가 이전에 제공되는 흡착제 용액 탱크(13)로부터 펌프(12)에 의하여 혼합 장치(8)를 통하여 파이프라인(9)에 분말 활성탄 또는 다른 흡착제의 수용액의 첨가가 제공된다.
도 5는 수직 원통형 본체(23) 및 개별적으로 상부 구형 헤드(24) 및 하부 구형 헤드(25)로 이루어지는 이동 베드(29)를 수반하는 가압 필터(14)를 나타내고 있다. 하부 구형 헤드(25) 내에는 하부 분배 기구(26)가 존재하고, 이 기구는 가압 응집 반응기(3)(도 1)의 통과 후 급수의 공급을 위한 파이프라인(9)에 연결된다.
상부 구형 헤드(24) 내에는 상부 분배 기구(27)가 존재하고, 이 기구는 급수 배수 파이프(28)에 연결된다. 가압 필터(14) 내부에 이동 베드(29)가 존재한다.
급수(30)의 공급, 물 수세(31)의 방출 및 부분 배수 그리고 압축 공기(32)의 공급을 위한 개별 밸브들이 파이프라인(9) 상에 존재한다.
급수(33)의 제거 그리고 물 수세(34)의 공급을 위한 개별 밸브들이 파이프라인(28) 상에 존재한다. 밸브(35)인 배기 공기-배출 기구(exhaust air-vent device)가 상부 구형 헤드(24) 상에 존재한다.
이동 베드(29)를 수반하는 가압 필터(14)의 운전의 경우에서, 급수는 개방 밸브(30)를 통하여 가압 필터(14)의 단면(section)을 따르는 균일한 상향류를 제공하는 하부 분배 기구(26)로 공급된다. 다음으로, 여러 화학약품들 즉 산화제, 응결제, 응집제 및 분말 흡착제의 용액으로 처리된 급수(도 1)가 이동 베드(29)를 통하여 여과되고, 그의 입자들의 표면 상에 가압 응집 반응기(3) 내에서 이미 형성된 마이크로 폴록들의 형태로 제지될 것이다(도 1).
급수는 상부 분배 기구(27)를 통하여 그리고 개방 밸브(33)를 수반하는 파이프라인(28)을 통하여 이동 베드(29)에서 제거된다.
이동 베드(29)가 오염되는 한에서는, 급수의 여과의 공정에 저항이 존재하고, 이는 가압 필터(14)의 용량의 감소의 결과를 가져온다. 밸브(33) 이후에 인출 파이프라인(outlet pipeline)(28) 상에 위치되는 유량계(36)에 의하여 가압 필터(14)의 운전능(operability)의 조절을 수행하는 것이 제공된다. 유량계(36)의 이러한 위치는 그의 운전 수명을 연장하는 것이 제공된다. 급수의 마이크로 플록들로의 유량계의 오염으로 인하여 유량계가 고장날 수 있기 때문에 인출 파이프라인(9) 상에는 유량계(39)를 설치하지 않는다.
압력 센서의 신호에 따라 특히 인입 파이프라인(9) 및 인출 파이프라인(28)들 간의 압력 강하에 따라 이동 베드(29)의 세정을 위하여 별도로 가압 필터(14)의 스위치를 끊는 것이 제공된다.
도 6은 본 발명에 따른 4 단계들로 수행되는 이동 베드의 세정 방법을 나타내고 있다.
이동 베드(29)를 수반하는 가압 필터(14)의 부분 공백화가 제1 단계에서 수행된다(도 6a). 밸브(31 및 35)가 개방되는 경우, 가압 필터(14)의 물이 방출되기 때문에 이동 베드(29)가 하방으로 진행한다.
이동 베드(29)의 하단이 하부 분배 기구(26)로부터 10 ㎝ 또는 그 이상의 거리에 존재하고 이동 베드의 상단이 상부 분배 기구(27)로부터 10 ㎝ 또는 그 이상의 거리에 존재하는 경우, 필터(14)의 부분 공백화가 완결된다. 그 후 밸브(31)가 폐쇄된다.
가압 필터(14) 밖으로의 물의 부분 방출의 단계를 제어하기 위하여, 감시창들(37)이 사용되고, 부분 방출의 경우에, 감시창들 중의 하부 감시창에는 이동 베드(29)의 하단이 보이고 상부 감시창에는 이동 베드(29)의 상단이 보인다. 급수의 여과 동안(도 5) 그리고 물 수세로 이동 베드(29)를 수세하는 동안 중간 감시창에는 이동 베드(29)의 하단이 보인다(도 6d).
공정의 자동화의 경우에서는, 이동 베드(29)를 수반하는 가압 필터(14)의 부분 공백화의 완결에 대한 정보를 제공할 수 있는 수준계(level parameter)(38)를 설치하는 것에 제공된다.
제2 단계에서 압력 2 내지 10 bar 하의 압축 공기가 개방 밸브(32)에 의하여 하부 분배 기구(26)로 공급되고(도 6b), 그 후 압축 공기의 상향류가 이동 베드(29)의 "시멘트화"(폐색)를 파괴하고 수층 내의 이동 베드의 입자들의 무작위 운동을 제공하여 입자들의 마찰이라는 결과를 가져오고 그에 따라 이동 베드(29)의 입자들의 표면에 고착된 오염물들의 집중적인 제거를 제공한다. 압축 공기는 개방 밸브(35)를 통하여 대기로 배기된다.
압축 공기는 3 내지 30 분 이내에 공급되고, 그 후 밸브(32)가 폐쇄된다.
제3 단계에서 이동 베드(29)를 수반하는 가압 필터(14)가 물로 채워지고(도 6c), 이를 위하여 급수의 공급을 위한 밸브(30)가 개방된다. 가압 필터(14)가 채워지는 경우, 이동 베드(29)가 상방으로 진행하고 상부 구형 헤드(24)로부터 공기를 치환하고, 이 공기는 밸브(35)를 통하여 대기로 제거된다. 가압 필터(14)가 완전히 채워진 경우, 이동 베드(29)는 상부 구형 헤드(24) 및 가압 필터(14)의 원통형 본체(23)의 상부를 점유한다. 이어서, 밸브들(30 및 35)이 폐쇄된다.
제4 단계에서 물 수세가 공급되고(도 6d), 이는 가압 하에서 개방 밸브(34), 파이프라인(28) 및 상부 분배 기구(27)를 통하여 공급된다. 이어서, 물 수세의 하향류가 오염물들을 수세하고, 이 오염물들은 이동 베드(29)의 입자들의 표면으로부터 떨어지게 되고 그들 자체의 중력 하에서 그리고 물 수세의 흐름 하에서 이동 베드(14)로부터 하부 분배 기구(26)를 통하여 개방 밸브(31)를 수반하는 파이프라인(9)을 통하여 제거된다. 이러한 운전은 2 내지 20 분 동안 지속되고, 그 후 밸브(34 및 31)들이 폐쇄된다.
이동 베드(29)의 앞서의 처리의 단계들을 통과하는 경우, 이동 베드(29)를 수반하는 가압 필터(14)는 운전에 투입되거나 또는 대기 상태에 있게 된다.
수처리 공정을 집중하기 위하여, 특히, 이동 베드 필터의 용량을 증가시키기 위하여, 이중-흐름 이동알갱이 베드 가압 필터인 신규한 기구가 제공되며, 이를 도 7에 나타내었다.
실제로, 이러한 필터(39)는 이동 베드(29)를 수반하는 가압 필터(14)(도 5)와 유사하고 수직 원통형 본체(23) 및 그에 따라 상부 구형 헤드(24)와 하부 구형 헤드(25)로 이루어진다. 하부 구형 헤드(25) 내에는 하부 분배 기구(26)가 존재하고, 이 기구는 가압 응집 반응기(3)(도 1)를 통과한 급수의 공급을 위한 하부 파이프라인(9)에 연결된다.
상부 구형 헤드(24) 내에는 상부 분배 기구(27)가 존재하고, 이 기구는 가압 응집 반응기(3)(도 1)를 통과한 급수의 공급을 위한 상부 파이프라인(9)에 연결된다.
이중-흐름 가압 필터(39)의 본체 내부에는 이동 베드(29)가 존재한다.
하부 파이프라인(9) 상에는 급수(30)의 공급, 물 수세 및 부분 배수(31)의 방출 그리고 압축 공기 공급(32)을 위한 개별 밸브들이 존재한다.
상부 파이프라인(9) 상에는 급수(30a)의 공급 및 물 수세(34)의 공급을 위한 연관 밸브들이 존재한다. 상부 구형 헤드(24) 상에는 벨브(35)인 공기-배출 기구가 존재한다.
처리수는 이동 베드(29)의 중간에 위치되는 중간 분배 기구(40)로부터 제거된다. 중간 분배 기구(40)는 파이프라인(28) 및 처리수 배수 밸브(33)에 연결된다. 또한 파이프라인(28) 상에서 밸브(33) 이후에 유량계(36)가 존재한다.
이동 베드(29)를 수반하는 이중-흐름 가압 필터(39)의 운전의 경우에서, 급수는 개방 밸브(30 및 30a)들을 수반하는 상부 및 하부 파이프라인(9)들을 통하여 상부 분배 기구(27) 및 하부 분배 기구(26)들에 공급된다.
이어서 산화제, 응결제, 응집제 및 분말 흡착제 용액인 여러 화학약품들로 사전에 처리된 급수(도 1)는 이동 베드(29)를 통한 상향류 및 하향류에 의해 여과되고, 그의 표면 상에서 입자들이 사전에 가압 응집 반응기(3) 내에서 생성된 마이크로 플록들의 형태로 제지될 것이다(도 1).
처리수가 중간 분배 기구(40)를 통하여 그리고 개방 밸브(33)을 수반하는 파이프라인(28)을 통하여 이동 베드(29)에서 제거된다.
이동 베드(29)가 오염되는 한에서는, 급수의 여과의 공정에 저항이 존재하고, 이는 이동 베드(29)를 수반하는 이중-흐름 가압 필터(39)의 용량의 감소의 결과를 가져온다. 밸브(33) 이후에 인출 파이프라인(28) 상에 위치되는 유량계(36)에 의하여 가압 필터(39)의 운전능의 조절을 수행하는 것이 제공된다. 유량계(36)의 이러한 위치는 그의 운전 수명을 연장하는 것이 제공된다. 급수의 마이크로 플록들로의 유량계의 오염으로 인하여 유량계가 고장날 수 있기 때문에 인출 상부 및 하부 파이프라인(9)들 상에는 유량계(39)를 설치하지 않는다.
압력 센서의 신호에 따라 특히 인입 파이프라인(9) 및 인출 파이프라인(28)들 간의 압력 강하에 따라 이동 베드(29)의 세정을 위하여 별도로 이중-흐름 가압 필터(39)의 스위치를 끊는 것이 제공된다.
도 8은 본 발명에 따라 4 단계들로 수행되는 이중-흐름 가압 필터의 이동 베드의 세정 방법을 나타내고 있다.
밸브들(31 및 35)의 개방으로 인하여 이동 베드(29)를 수반하는 이중-흐름 가압 필터(39)의 부분 공백화가 제1 단계에서 수행되고(도 8a) 그리고 물 수세 배출로 인하여 이동 베드(29)가 하방으로 진행한다.
이동 베드(29)의 하단이 하부 분배 기구(26)로부터 10 ㎝ 또는 그 이상의 거리에 존재하고, 게다가 이동 베드의 상단이 중간 분배 기구(40)로부터 10 ㎝ 또는 그 이상의 거리에 존재하는 경우 즉 분배 기구들(26 및 40) 간의 중간에 존재하는 경우, 필터의 부분 공백화가 완결된다. 그 후 밸브(31)가 폐쇄된다.
물의 부분 방출의 단계를 제어하기 위하여 감시창들(37)이 사용되고, 부분 방출의 경우에, 감시창들 중의 하부 감시창에는 이동 베드(29)의 하단이 보이고 상부 감시창에는 이동 베드(29)의 상단이 보인다. 급수의 여과 동안(도 7) 그리고 물 수세로 이동 베드(29)를 수세하는 동안 중간 감시창에는 이동 베드(29)의 하단이 보인다(도 8d).
공정의 자동화의 경우에서는, 이동 베드(29)를 수반하는 이중-흐름 가압 필터(39)의 부분 공백화의 완결에 대한 정보를 제공할 수 있는 수준계(level parameter)(38)를 설치하는 것이 제공된다.
제2 단계에서 압력 2 내지 10 bar 하의 압축 공기가 개방 밸브(32)에 의하여 하부 분배 기구(26)로 공급되고(도 8b), 그 후 압축 공기의 상향류가 이동 베드(29)의 "시멘트화"(폐색)를 파괴하고 수층 내의 이동 베드의 입자들의 무작위 운동을 제공하여 입자들의 마찰이라는 결과를 가져오고 그에 따라 이동 베드(29)의 입자들의 표면에 고착된 오염물들의 집중적인 제거를 제공한다. 압축 공기는 개방 밸브(35)를 통하여 대기로 배기된다.
압축 공기는 3 내지 30 분 이내에 공급되고, 그 후 밸브(32)가 폐쇄된다.
제3 단계에서 이동 베드(29)를 수반하는 이중-흐름 가압 필터(39)가 물로 채워지고(도 8d), 이를 위하여 하부 파이프(9) 및 하부 분배 기구(26)를 통한 급수의 공급을 위한 밸브(30)가 개방된다. 상향류에 의하여 급수가 공급되는 경우, 이동 베드(29)가 상방으로 진행하고 수직 원통형 본체(23)의 상부로부터 그리고 상부 구형 헤드(24)로부터 공기를 치환하고, 이 공기는 밸브(35)를 통하여 대기로 제거된다.
이중-흐름 가압 필터(39)가 물로 완전히 채워진 경우, 이동 베드(29)는 상부 구형 헤드(24) 및 원통형 본체(23)의 상부를 점유하고 이어서 밸브(30 및 35)들이 폐쇄된다.
제4 단계에서 이동 베드(29)가 물 수세로 세정되고(도 8d), 이는 가압 하에서 개방 밸브(34)를 통하여, 그리고 이어서 상부 분배 기구(27)를 통하여 공급된다. 이어서, 물 수세의 하향류가 오염물들을 수세하고, 이 오염물들은 이동 베드(29)의 입자들의 표면으로부터 떨어지게 되고 그들 자체의 중력 하에서 그리고 물 수세의 흐름 하에서 하부 분배 기구(26)를 통하여 파이프라인(9)을 통하여 그리고 개방 밸브(31)를 통하여 제거된다. 이러한 운전은 2 내지 20 분 동안 지속되고, 그 후 밸브들(34 및 31)이 폐쇄된다. 이동 베드(29)의 앞서의 처리의 단계들을 통과하는 경우, 이동 베드(29)를 수반하는 이중-흐름 가압 필터(39)는 운전에 투입되거나 또는 대기 상태에 있게 된다.
도 9는 이중-흐름 이동 베드 가압 필터를 포함하는 가압 필터의 사용으로 급수를 처리하기 위한 옵션을 나타내고 있다. 옵션 2.
이러한 옵션은 제2 단계 가압 응집 반응기(41)가 가압 응집 반응기(3) 이후에 가압 필터(14)의 이전에 또는 이중-흐름 이동 베드 가압 필터(39) 앞에 설치된다는 사실로 옵션 1(도 1)과는 상이하다.
이러한 해결책은 급수 내의 오염물들의 매우 효과적인 마이크로 플록들의 생성을 보장하고 또한 급수의 처리를 위한 화학약품들의 소모의 감소를 보장하고, 이는 보다 더 낮은 운전 비용들의 결과를 가져올 수 있다.
제2-단계 가압 응집 반응기는 도 2, 도 3, 도 4들에 나타낸 3가지 변형들을 설계하는 것에 관해서 나타낼 수 있다.
제2 단계 가압 응집 반응기의 차이점은 이러한 제2 단계 반응기 내에서의 급수의 유지 시간이 더 적고, 이 시간은 급수의 오염의 정도 및 급수의 온도에 따라 1 내지 10 분이다.
급수가 제2 단계 가압 응집 반응기(41)를 통과한 후, 급수는 이동 베드 가압 필터(14)로 또는 이중-흐름 가압 필터(39)로 흐른다. 이중-흐름 이동 베드 가압 필터를 포함하는 가압 필터의 변형들 및 이동 베드의 세정 방법을 도 5, 도 6, 도 7, 도 8에서 앞서 나타내었다.
도 10은 이중-흐름 이동 베드 가압 필터를 포함하는 가압 필터의 사용으로 급수를 처리하기 위한 옵션을 나타내고 있다. 옵션 3.
이러한 옵션은 공지의 디자인들의 가압 하이드로사이클론(42)이 제2 단계 가압 응집 반응기(41) 이후에 가압 필터(14) 앞에 또는 이중-흐름 이동 베드 가압 필터(39) 앞에 설치된다는 사실로 도 9에 나타낸 옵션 2와는 상이하다. 이러한 해결책은 가압 하이드로사이클론(42)의 하부 원뿔형 기구를 통하여 중질 오염물들을 응결시키는 것을 포함하여 가장 심각한 오염의 제거를 가능하게 하고, 그에 따라 가압 필터 또는 이중-흐름 이동 베드 가압 필터(39)를 투과하는 오염물들의 양을 감소시키는 결과를 가져오고, 이는 이동 베드의 세정 사이의 시간을 연장시키는 결과를 가져온다.
도 1, 도 9 및 도 10에 나타낸 수처리 플랜트들의 여러 변형예들에 대한 가압 응집 반응기들, 가압 하이드로사이클론들 및 이동 베드 가압 필터들의 수는 플랜트의 용량, 설비의 크기 및 용적, 운전되거나, 수세되거나 또는 대기 중인 설비의 양에 따라 선택된다.
본 발명은 하기 실시예들로 설명된다.
실시예 1
80 ㎥/h의 양의 식수를 생산하기 위한 저장소의 물의 처리의 경우에서, 처리 플랜트에서의 수처리의 하기 연속적인 단계들이 사용된다.
- 응결 용액(황산알루미늄)을 급수의 가압 파이프에 첨가;
- 응결된 물을 2.0 m의 직경 및 3.0 m의 높이를 갖는 수직 가압 응집 반응기(PFR)에 하향류로 공급하고 그 안에서 물을 7 분 동안 유지;
- 응집 용액(Seurvey)을 PFR 이후에 파이프라인에 첨가;
- 상향류에서 화학약품들로 처리된 급수를 2.6 m의 직경을 갖는 이동 베드 가압 필터(MBPF)에 공급. 이 경우에서, 2개의 MBPF 필터들이 존재하고, 그 중의 하나는 운전 중이고, 두 번째 것은 이동 베드의 세정의 조건들 하에 있거나 또는 대기 중임;
- 차아염소산나트륨을 첨가하여 처리수를 소독하고, 이어서 처리수를 식수로서 가정용 수요에 공급.
이동 베드가 MBPF의 운전 동안 오염되고, 그에 따라, 압축 공기의 상향류 및 이어서 15 분 동안 150 ㎥/h의 유속으로 물 수세의 하향류를 예비 공급하여 이동 베드는 1 일 1 회 세정되었다.
수처리 플랜트의 용량은 플랜트의 운전 1 개월에 80 ㎥/h에서 30 ㎥/h로 감소되었다. 이동 베드를 검사하고 이동 베드의 용적의 30%가 “시멘트화”(폐색)되었다는 것이 발견되었다. 이동 베드의 반복된 세정들로는 플랜트 용량의 증가를 제공하지 못하였다.
이동 베드를 4 단계들로, 즉, 이동 베드의 부분 공백화, 이어서 압축 공기의 상향류의 공급, 가압 필터를 물로 채움 및 이어서 하향류에서 물로 수세하는 것으로 세정하는 것이 제안되었다(도 6). 이들 단계들의 통과들의 결과로서 이동 베드가 완전히 세정되고 플랜트는 80 ㎥/h의 정격 용량을 제공하였다.
저장소의 겨울 동안 그리고 여름 개화기에서의 SanPiN "식수(Drinking Water)"의 표준 목표 매개변수들을 만족하는 문제들이 또한 존재하며, 이를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00001
응집 공정을 개선하기 위하여, PFR 내에서의 하향류를 상향류로 전환시켰고, 이는 PFR 내에서 현탁되고 이들의 확대를 위한 촉매인 사전에 생성된 마이크로 플록들로 인하여 급수의 낮은 온도에서(3 내지 5℃) 응집 공정을 개선하는 것을 가능하게 하였다.
이것에 더하여 산화제(차아염소산나트륨)이 급수에 첨가된 후 하절기에는 응결제를 첨가하였고, 이는 저장소의 개화기 동안 유기 철 착화합물들의 산화를 보장하였고 응결 공정을 개선하였다는 사실이다.
이러한 조치들을 취한 이후의 급수 및 처리수의 품질을 표 2에 나타내었다.　
Figure pct00002
실시예 2
20 내지 50 ㎎/dm3　의 석유 탄화수소들을 포함하고 200 ㎥/h의 용량의 산업용수의 처리의 경우에서, 하기 수처리의 연속적인 단계들이 사용되어 급수를 공급하여 정유공장의 워터 사이클들(water cycles)을 순환시켰다.
- 응결 용액(폴리염화알루미늄(polyoxychloride　aluminum))을 급수의 가압 파이프라인 및 폐수 파이프라인에 첨가;
- 응결된 물을 각각 3.0 m의 직경 및 3.0 m의 높이를 갖는 2 개(2 pcs.)로 된 수직 가압 응집 반응기(PFR)에 하향류로 공급하고, 그 안에서 물을 13 분 동안 유지;
- 응집 용액(Seurvey)을 PFR 이후에 파이프라인에 첨가;
- 상향류에서 처리된 폐수를 각각 3.0 m의 직경 및 3 m의 높이를 갖는 3 개로 된 이동 베드 가압 필터들(MBPF)에 공급. 이 경우에서, 2개의 MBPF들은 세정의 조건들 하에 있고 제3 MBPF는 세정의 조건들 하에 있거나 또는 대기 중임.
- 차아염소산나트륨을 첨가하여 처리수를 소독하고, 이어서 순환하는 워터 사이클들을 급수하도록 처리수를 공급함.
MBPF의 운전 동안 잔여 석유 탄화수소들로 인한 처리수의 낮은 품질의 문제에 직면하였다.
폐수 및 처리수의 품질과 함께, 순환하는 워터 사이클들의 물을 구성하기 위한 요건들이 표 3에 주어졌다.
Figure pct00003
폐수 처리의 공정에서 석유 탄화수소들의 제거를 개선하기 위하여, 추가의 중간 분배 기구가 PFR 내에 제공되었고, 이는 PFR의 중간에 위치된다. 또한, 응결제가 첨가된 후, 계면활성제들에 기반하는 탈유화제가 PFR의 통과 이전에 첨가되었다.
결과로서, 폐수가 응결제 및 탈유화제로 처리된 후, 이는 PFR의 중간 분배 기구에로 흐르고, 그를 통과한 후 석유 탄화수소들이 PFR의 상부로 진행하고 상부 분배 기구(도 4)를 통하여 PFR로부터 제거되고(도 4), 그리고 낮은 함량의 석유 탄화수소들(8 내지 15 ㎎/dm3)을 수반하는 주류(main flow)가 하부 분배 기구를 통하여 PFR의 하방으로 빠져나간다.
PFR의 통과 후 처리수에 응집제가 첨가되고, 이어서 처리수는 MBPF로 흐른다.
이러한 해결책의 결과로서, MBPF에서 폐수 처리가 제공되었고 처리수 내의 석유 탄화수소들의 함량은 5 ㎎/dm3 이었다.
실시예 3
주로 석탄 가루로 이루어지는 높은 함량의 현탁 고형분들(500 내지 1500 ㎎/dm3)을 갖는 채광 폐수의 처리의 경우에서, 하기 단계들을 사용하여 이러한 폐수를 1000 ㎥/h의 용량으로 처리하여 표면 저수(surface impoundment)의 표준들을 만족하도록 하였다:
- 응결 용액(폴리옥시염화알루미늄)을 폐수 가압 파이프라인에 첨가;
- 응집된 물을 각각 3.4 m의 직경 및 4.5 m의 높이를 갖는 5 개로 된 수직 가압 응집 반응기(PFR)에 하향류로 공급하고, 그 안에서 물을 12 분 동안 유지;
- 응집 용액(Seurvey)을 PFR 이후에 가압 파이프라인에 첨가;
- 상향류에서 처리된 폐수를 각각 3.4 m의 직경 및 3.0 m의 높이를 갖는 8 개로 된 이동 베드 가압 필터들(MBPF)에 공급. 이 경우에서, 7개의 MBPF 필터들은 세정의 조건들 하에 있고 제8 MBPF는 세정의 조건들 하에 있거나 또는 대기 중임. 5 내지 8 ㎜ 및 0.9 g/㎤의 밀도를 갖는 폴리머 입자들이 이동 베드로서 사용되었고 이동 베드의 높이는 2.0 m임;
- 차아염소산나트륨을 첨가하여 처리수를 소독하고 이를 표면 저수(강)로 흘려보냄.
처리수의 높은 품질은 채광수의 이러한 플랜트 처리의 운전 동안 모든 표준 매개변수들에 따라 확인되었다.
유일한 문제는 각 MBPF에서의 이동 베드의 세정들 간의 수처리의 짧은 주기(필터 주기)이고(2시간 이하), 폐수 수세의 양은 플랜트 용량의 최대 30%이었다.
채광 폐수, 처리수의 품질 및 처리수이 배출에 대한 요건들이 표 4에 주어졌다.
Figure pct00004
상기 문제를 해결하기 위하여, 각각 3.4 m의 직경 및 4.5 m의 높이를 갖는 2개의 수직의 제2 단계 가압 응집 반응기들(제2 단계 PFR)을 설치하였고, 여기에 PFR을 통과한 후 응집제로 처리된 물을 공급하여 현탁 물질들의 응집된 플록들을 확대시켰다.
물이 제2 단계 PFR을 통과한 후, 이를 각각 0.8 m의 직경을 갖는 2개의 새로이 설치된 가압 하이드로사이클론들에 공급하였고, 그의 하부 원뿔형 기구를 통하여 응집된 오염물들(현탁 고형분들)이 제거되었다.
10 내지 30 ㎎/dm3의 현탁 고형분들의 잔류 함량을 갖는 부분적으로 청징화된 물이 하이드로사이클론들의 통과한 후 현존하는 MBPF(8 개)로 흐르고, 그를 통과한 후 처리수는 표면 저수 요건을 만족한다. 이 경우, 각 MBPF에 대한 이동 베드의 세정들 간의 수처리의 시간(필터 주기)가 1.5 내지 2 시간에서 23 내지 28 시간으로 증가되었고, 폐수 수세의 양이 플랜트 용량의 30%에서 2 내지 3%로 감소하여 채광 폐수처리 플랜트의 높은 효율의 운전을 보장한다.
실시예 4
이동 베드의 오염물 용량(이동 베드의 특정한 용적만큼 남겨진 물 오염물들의 양)을 증가시키는 것과 함께, 처리를 개선하기 위하여, 단일 베드 및 이중 베드의 비교 실험실 시험들이 수행되었다.
실험실-규모의 플랜트에서의 하기 급수의 연속적인 처리의 단계들이 시험들을 위하여 사용되었다:
- 응결제를 급수의 가압 파이프라인에 첨가;
- 응집된 물을 0.2 m의 직경 및 2.0 m의 높이를 갖는 수직 가압 응집 반응기(PFR)에 하향류로 공급하고 PFR 내에서 물을 13 분 동안 유지;
- 응집제를 PFR의 통과 후의 급수에 첨가, 그리고 이어서 이를 0.2 m의 직경 및 2.5 m의 높이를 갖는 이동 베드 가압 필터(MBPF)로 흐르게 함;
- 급수를 상부 분배 기구를 통하여 MBPF로부터 제거.
실험실-규모의 플랜트를 통하는 유속은 300 내지 400 l/h의 범위 내에서 유지시켰다.
2가지 시리즈들의 시험들이 수행되었다. 3 내지 5 ㎜ 및 0.9 g/㎤의 밀도의 입자 조성을 갖는 폴리머 입자들을 시험들 중의 첫 번째 시리즈에서 이동 베드로 사용하였다. 이동 베드의 높이는 1.8 m이었다.
이중 이동 베드가 시험들 중의 두 번째 시리즈에서 사용되었으며, 그 상부 베드는 2 내지 3 ㎜의 크기 및 0.7 g/㎤의 밀도를 갖는 폴리머 입자들로 이루어지고, 바닥 베드는 5 내지 7 ㎜의 크기 및 0.9 g/㎤의 밀도를 갖는 폴리머 입자들로 이루어졌다. 이중 베드의 총 높이는 또한 1.8 m로 이루어졌고, 그 중 0.9 m는 상부 베드였고 0.9 m는 바닥 베드였다.
급수 및 처리수의 품질과 함께, 수행된 시험들의 시리즈들에 따른 이동 베드의 세정들 간의 처리수의 양(필터 주기)이 표 5에 주어졌다.
화학약품들(응결제, 응집제)들의 첨가에 대한 유사한 조건들의 공정한 평가(unbiased assessment)를 위하여 각 시험 시리즈들에서 5회의 필터 주기들이 완료되었다. 상향류/하향류 압력차인 1 bar 초과의 압력 강하에서의 세정을 위하여 MBPF의 스위치를 끊었다.
Figure pct00005
표 5의 결과들은 이중 이동 베드가 급수의 보다 효율적인 처리를 제공하고 또한 처리수의 양을 단일 이동 베드에 비하여 거의 2 배로 증가시키는 것을 가능하게 한다는 결론을 허용한다.
이는 이중 베드의 바닥 베드가 큰 입자들(5 내지 7 ㎜)로 인한 높은 오염물 용량을 제공하고, 상부 베드가 작은 입자들(2 내지 3 ㎜)로 인한 처리수의 높은 품질을 보장한다는 사실로 설명될 수 있다. 입자 크기는 상부 베드에서 3 내지 5 ㎜이다.
실시예 5
실시예 4에 나타낸 실험실 플랜트에서 이동 베드 가압 필터를 통한 여과를 집중화시키기 위하여, 즉, 그의 용량을 증가시키기 위하여, 2가지 시리즈들의 실험실 시험들이 또한 수행되었다.
시험들 중의 첫 번째 시리즈가 실시예 4에서의 시험들 중의 첫 번째 시리즈와 동일한 방법으로 수행되었다.
시험들 중의 두 번째 시리즈의 차이점은 0.2 m의 직경을 갖는 MBPF가 사용되었으나 그의 높이는 2.5 m 대신 3.5 m로 증가되었다는 것이다. 추가의 중간 분배 기구가 MBPF 내의 상부 분배 기구로부터 0.9 m의 높이에 설치되었다. 3 내지 5 ㎜의 크기 및 0.9 g/㎤의 밀도를 갖는 폴리머 입자들이 시험들 중의 첫 번째 및 두 번째 시리즈에서 이동 베드로 사용되었고 이동 베드의 높이는 1.8 m이었다.
공정한 평가를 위하여 시험들 중의 각 시리즈들에서 5회의 필터 주기들이 완료되었다. 상향류/하향류 압력차인 1.0 bar 초과의 압력차 하에서 이동 베드를 세정하기 위하여 MBPF의 스위치를 끊었다.
급수 및 처리수의 품질, MBPF의 이동 베드의 세정들 간의 필터 주기들과 함께, MBPF의 정격 용량 및 최대 용량인 실험실 시험들의 2가지 시리즈의 결과들이 표 6에 주어졌다.
Figure pct00006
실험실 시험들의 비교 결과들은 단일-흐름 MBPF에 비하여 이중-흐름 MBPF의 이점에 대한 하기 결론들을 허용한다.
- 처리수의 품질이 동일함;
- 용량이 배가됨;
- 처리수의 양(필터 주기)이 2 배로 증가됨;
- 이동 베드의 세정 동안 물 수세의 양이 동일하나, 처리수의 양의 관점에서 2 배로 감소됨.

Claims (9)

  1. 하기 처리 단계들:
    급수와 응결제의 혼합, 가압 접촉 탱크 내에서의 응집, 급수와 응집제의 혼합, 가압 청징화 필터 내의 이동 알갱이 베드를 통한 여과 후 이동알갱이 베드의 수세, 이중 이동알갱이 베드를 통한 정밀 정제 및 차아염소산나트륨으로 급수의 살균
    을 포함하며,
    여기에서
    - 산화제가 급수에 첨가된 후 응결제와 혼합되고,
    - 수직 용기 또는 상부 분배 기구 및 하부 분배 기구들을 수반하는 수직 용기 또는 상부 분배 기구, 하부 분배 기구 및 중간 분배 기구를 수반하는 수직 용기의 형태로 이루어지는 가압 반응기 내에서 2 내지 30 분 동안 응집이 수행되고, 그에 의하여:
    - 10℃ 초과의 온도를 갖는 급수가 응집 반응기를 통하여 하방으로 흐르거나, 또는
    - 낮은 탁도 및 짙은 색상의 물, 게다가 10℃ 미만의 온도를 갖는 급수가 응집 반응기를 통하여 상방으로 흐르거나, 또는
    - 탈유화제가 추가로 물의 밀도 보다 작은 밀도를 갖는 경질 오염물들을 포함하는 급수의 흐름에 첨가되고, 산화제 및 응결제로의 처리 후, 이어서 물이 수직 응집 반응기의 중간 분배 기구로, 그리고 하방으로 하부 분배 기구까지 흐르고, 경질 오염물들이 상부 분배 기구를 통하여 제거되고,
    - 응집 반응기 내에서의 처리 후 응집제가 급수에 첨가되고, 그 물은 이어서 상방으로 이동 베드 가압 필터까지 흐르고, 그에 의하여:
    - 3 내지 10 ㎜의 크기 및 0.3 내지 0.98 g/㎥의 범위 이내의 입자 밀도의 폴리머 입자들이 이동 베드의 입자로 사용되고 이동 베드의 높이는 0.5 내지 2.3 m이거나, 또는
    - 이동 베드가 이중이고, 0.3 내지 0.8 g/㎥의 범위 이내의 낮은 밀도 및 1 내지 5 ㎜의 입자 크기를 갖는 폴리머 입자들이 상부 베드로 사용되고 0.8 내지 0.98 g/㎥의 밀도 및 3 내지 20 ㎜의 입자 크기를 갖는 폴리머 입자들이 하부 이동 베드로 사용되어, 이중 이동 베드의 총 높이가 1.0 내지 2.5 m이고, 그에 의하여 상부 베드의 높이가 0.3 내지 1.5 m이고, 하부 베드가 0.5 내지 1.5 m이고,
    - 가압 필터의 부분 공백화에 의하여, 남겨진 오염물들로부터 가압 필터 이동 베드의 수세가 수행되어, 이동 베드가 아래로 진행하고 가압 필터의 중간에 위치되고 이동 베드의 하부 경계와 하부 분배 기구 간에 10 ㎝ 초과의 거리가 제공되고, 이동 베드의 상부 경계들과 상부 분배 기구 간의 거리가 또한 10 ㎝ 초과이고, 이어서 2 내지 10 bar의 압력을 갖는 압축 공기가 3 내지 30 분 동안 하부 분배 기구를 통하여 공급되고, 이어서 가압 필터가 상향 또는 하향류에 의해 물로 채워지고, 가압 필터를 물로 채운 후 2 내지 20 분 동안 물 수세가 하방으로 공급되고, 물 수세가 가압 필터의 하부 분배 기구를 통하여 배수되는 것을 특징으로 하는, 자연수 및 폐수 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 응집제가 첨가된 이후, 급수가 두 방향들 즉 상향 및 하향으로 이중-흐름 이동 알갱이 베드 가압 필터로 흘러 하향류 및 상향류에 의하여 이동 베드의 입자들을 통하여 여과되도록 하고, 1.0 내지 3.5 m의 높이의 이동 베드의 중간에 위치되는 중간 분배 기구를 통하여 급수가 배수되고, 그에 의하여 3 내지 10 ㎜의 범위 이내의 입자 크기 및 0.3 내지 0.98 g/㎥의 범위 이내의 입자 밀도를 갖는 폴리머 입자들이 이동 베드의 입자들로서 사용되고, 가압 필터의 부분 공백화에 의하여 남겨진 오염물들로부터 가압 필터 이동 베드의 수세가 수행되어, 이동 베드가 하강하고 이동 베드의 하부 경계와 하부 분배 기구 간에 10 ㎝ 초과의 거리가 제공되는 것과 함께 이동 베드의 상부 경계들과 중간 분배 기구 간의 거리가 10 ㎝ 초과가 되도록 하고, 이어서 2 내지 10 bar의 압력을 갖는 압축 공기가 3 내지 30 분 동안 하부 분배 기구를 통하여 공급되고, 이어서 가압 필터가 상향 또는 하향류에 의하여 물로 채워지고, 물로 가압 필터의 충진 이후 2 내지 20 분 동안 물 수세가 하방으로 공급되도록 하고, 물 수세가 가압 필터의 하부 분배 기구를 통하여 배수되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 응집제가 첨가되기 전에, 분말 흡착제 용액인 추가의 흡착제가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고압 또는 저압 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 유사체들에 기반하는 복합 재료들이 이동 베드를 위한 재료로 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구형, 반구형, 원통형, 입방형의 형상으로 매끄러운 표면 및 입자 용적의 10% 이하의 총 용적을 갖는 작은 봉입체들을 갖는 입자들이 이동 베드로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이동 베드의 수세를 모니터링하기 위한 상부, 하부 및 중간 감시창들과 수준 지시계가 가압 필터에 장착되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 단계 응집 반응기가 가압 응집 반응기 이후에 이동 베드 가압 필터 앞에 설치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 가압 하이드로사이클론이 제2 단계 응집 반응기 이후에 이동 베드 가압 필터 앞에 설치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유량계가 이동 베드 가압 필터 이후에 급수의 흐름 내에 설치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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