KR20210132180A - 역세척물 안내부를 갖는 로터리 디스크 필터 - Google Patents

역세척물 안내부를 갖는 로터리 디스크 필터 Download PDF

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KR20210132180A
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요한 구스타브 알렉산데르 이베르트
에밀 스벤손
필리프 튀셀
페르 라르손
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베올리아 워터 솔루션즈 앤드 테크놀러지스 써포트
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Abstract

로터리 디스크 필터가 로터리 드럼(40)에 고정된 하나 이상의 필터 디스크를 포함하고, 필터 디스크 내에 배치된 일련의 원주방향으로 이격된 역세척물 안내부들(12)을 포함한다. 역세척 중에, 역세척물 안내부는 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물과 결합되는, 그리고 그러한 혼합물을 디스크 필터 내에 배치된 슬러지 홈통으로 안내하거나 지향시키는 기능을 한다. 역세척물 안내부는 일반적으로 더 큰 백분율의 역세척물 및 현탁 고체 혼합물이 고체 홈통에 도달하도록 보장한다.

Description

역세척물 안내부를 갖는 로터리 디스크 필터
본 발명은 물 및 폐수를 필터링하는 로터리 디스크 필터에 관한 것이다.
로터리 디스크 필터는 물 또는 폐수와 같은 액체를 필터링하도록 설계되고, 전형적으로 드럼, 드럼에 고정된 복수의 필터 디스크, 및 필터 디스크의 일부를 형성하는 필터 매체를 역세척하기 위한 역세척 시스템을 포함한다. 필터링하고자 하는 액체가 드럼으로부터 필터 디스크 내로 전달되고, 필터 디스크는 그 대향 측면들 상에서 필터 매체를 포함한다. 필터 디스크 내의 액체는 필터 매체를 통해서 외측으로 유동한다. 이러한 프로세스에서, 액체 내의 현탁 고체(suspended solid)가 필터 매체의 내부 표면 상에서 포획되거나 보유된다. 때때로, 필터 매체는 역세척 동작에 의해서 세정된다. 역세척 동작에서, 필터 디스크의 외측에 배치된 노즐이 가압 역세척물을 필터 매체를 통해서 그리고 필터 디스크 내로 지향시킨다. 역세척물은 필터 매체의 내부 표면 상에서 보유되는 현탁 고체를 제거한다. 역세척물 및 제거된 현탁 고체의 혼합물은 중력에 의해서 필터 디스크로부터, 드럼 내의 개구부를 통해서, 그리고 드럼 내에 배치된 고체 홈통 내로 유동한다.
그러나, 모든 또는 실질적으로 모든 현탁 고체를 고체 홈통 내로 전달하는데 어려움이 있다. 현탁 고체의 축적이 드럼의 내측에서 그리고 필터 디스크의 내측에서 발생된다. 모든 크기의 입자가 이러한 지역 내에 축적된다. 이러한 축적의 원인은 다양하다. 주 원인은, 필터 매체에 의해서 필터링된 고체의 100%가 고체 홈통 내에 도달하지 못한다는 것이다. 고체의 일부는, 드럼 및 필터 디스크가 역세척 동작 중에 회전될 때, 물 표면을 돌파할 때 매체로부터 떨어진다. 역세척 중의 빠른 유입 물 속력 또는 필터 디스크의 빠른 회전 속력으로 인해서, 다른 현탁 고체는 고체 홈통에 도달하지 못한다. 또한, 필터 매체 상에서 포획 또는 보유되는 현탁 고체의 일부는 고체 홈통에 도달하지 못한다. 이들 모두는 불충분한 필터링 프로세스를 초래하는 경향이 있다.
그에 따라, 현탁 고체를 보다 효율적으로 수집하도록 그리고 이들을 고체 홈통 내로 지향시키도록 설계된 로터리 디스크 필터의 필요성이 있어 왔고 계속되고 있다.
본 발명은, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 필터 디스크를 통해서 그리고 필터 디스크의 내부 주변부 내의 개구부를 통해서 안내하도록, 그 후에 역세척물 및 현탁 고체를 드럼 내의 개구부를 통해서 그리고 드럼 내에 배치된 고체 홈통 내로 전달하도록 설계된 역세척물 안내부를 갖는 로터리 디스크 필터를 갖는다.
일 실시형태에서, 역세척물 안내부들은 필터 디스크의 대향 측면들로부터 내측으로 돌출되고, 필터 디스크를 중심으로 원주방향으로 이격된다. 필터 디스크의 대향 측면들 상에 배치된 역세척물 안내부 및 필터 매체는, 일반적으로 필터 디스크의 내부 주변부와 외부 주변부 사이에서 연장되는 일련의 역세척물 채널을 형성한다. 역세척물 채널의 내부 단부 부분들은 필터 디스크의 내부 주변부 내의 개구부들에 인접하여 배치된다. 역세척 동작 중에 필터 디스크가 회전됨에 따라, 역세척물 채널은, 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물을 포착 또는 수용하는 그리고 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물을 역세척물 채널을 따라서 그리고 필터 디스크의 내부 주변부 내에 형성된 개구부 내로 안내하는 경향을 갖는다. 그 후에, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 드럼 내의 개구부를 통해서 그리고 드럼 내에 배치된 고체 홈통 내로 전달된다.
이하의 설명 및 발명을 단순히 예시하는 첨부 도면의 검토로부터, 본 발명의 다른 목적 및 장점이 분명하고 명확해질 것이다.
도 1은 디스크 필터의 횡단면도이다.
도 1a는, 디스크 필터의 일부를 형성하는 필터 디스크의 일부를 도시하는 확대된 부분도이다.
도 1b는 도 1a의 일부를 도시하고 치수 및 각도 표시자(L, H 및 φ)의 위치를 식별한다.
도 2는 역세척물 안내부를 특히 도시하는, 필터 디스크의 일부의 개략적 횡단면도이다.
도 3은 역세척물 안내부가 통합된 필터 프레임 모듈의 사시도이다.
도 4는 디스크 필터의 특정 구성요소를 보다 양호하게 도시하기 위해서 부분들을 절취한 디스크 필터의 사시도이다.
도 5는 디스크 필터의 특정 구성요소를 보다 양호하게 도시하기 위해서 부분들을 절취한 디스크 필터의 후방 부분의 사시도이다.
도 6은, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 필터 디스크로부터 제거하는 것을 역세척물 안내부가 어떻게 촉진하는지를 도시하는, 디스크 필터의 일부의 부분 사시도이다.
도면 및 전술한 설명을 더 참조하면, 본 발명은 현탁 고체를 고체 홈통(14) 내에서 효과적으로 수집하도록 설계된 로터리 디스크 필터(10)에 관한 것이다. 이는, 로터리 드럼(40)에 장착된 필터 디스크(16) 내에 제공된 일련의 역세척물 안내부(12)에 의해서 달성된다. 도 1, 도 1a 및 도 2를 참조한다. 각각의 필터 디스크(16)는 필터 프레임(18) 및 필터 프레임 내에서 지지되는 필터 세그먼트(20)를 포함한다. 필터 세그먼트(20)는 필터 디스크(16)의 대향 측면들 상에 배치되는 필터 매체를 형성한다. 도 2를 참조한다. 역세척물 안내부(12)는 필터 세그먼트(20)로부터 내측으로 이격된다. 이러한 간격이 역세척물 안내부(12), 필터 프레임 및 필터 세그먼트(20)에 초래되어, 필터 디스크(16)의 내측부 주위에서 역세척물 채널(22)을 형성한다.
역세척 동작에서, 필터 디스크(16) 그리고 그에 따라 역세척물 채널(22)은 역세척 노즐(32)을 지나서 회전되며, 역세척 노즐은 역세척 시스템(30)의 일부를 형성하고 필터 디스크(16)의 대향 측면들 상에 배치된다. 노즐(32)로부터의 가압된 역세척물은 필터 세그먼트(20)를 침투하고 필터 디스크(16)에 진입하고, 그러한 프로세스에서, 현탁 고체가 필터 세그먼트(20)의 내부 측면으로부터 제거된다. 필터 세그먼트(20)에 침투하는 역세척물은 전형적으로 필터 디스크(16) 내측에서 동일한 방향으로 계속되지 않는다. 필터 세그먼트(20)의 내부 측면 상의 역세척물의 속도는 비교적 느리다. 필터 매체에 침투하는 역세척물은, 중력에 의해서, 필터 매체의 내부 측면을 따라서 아래쪽으로 이동하는 경향이 있다. 달리 표현하면, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 중력에 의해서 필터 세그먼트(20)의 내부 표면에 밀접하여 이동되는 경향이 있다. 역세척물 채널(22)은 필터 디스크(16)의 회전 방향에 대면되는 개방 측면을 포함한다. 필터 세그먼트(20)의 부분이 역세척 노즐(32)을 향해서 그리고 지나서 이동할 때, 역세척물 채널(22)은 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물을 포착 또는 떠내는(scoop) 경향이 있다. 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 상당한 부분이 필터 세그먼트(20)의 내부 표면에 인접하여 이동하기 때문에, 이는 혼합물의 효율적인 포획을 촉진한다. 예를 들어 도 1에서 관찰되는 바와 같이, 노즐(32)의 위치 및 필터 디스크(16)의 회전 방향으로 인해서, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 다가오는 역세척물 채널(22)을 향해서 그리고 그 내측으로 이동하는 경향이 있다. 역세척물 채널(22) 내에 위치되면, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 필터 프레임(18)의 내부 주변부(18B) 내에 형성된 개구부(18D)로 그리고 그러한 개구부를 통해서 내측으로 안내된다. 그로부터, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 드럼(40) 내의 개구부(40A)를 통해서 그리고 드럼 내에 배치된 고체 홈통(14) 내로 전달된다.
이어서, 디스크 필터(10)의 기본적인 구조 및 기능을 설명할 것이다. 그러나 첫 번째로, 필터 디스크(16) 및 역세척물 안내부(12)에 초점을 맞춘다. 도 1 및 도 1a는 로터리 드럼(40)에 장착된 필터 디스크(16)를 도시한다. 드럼(40)은 그 표면 내에 형성된 개구부(40A)의 어레이를 포함한다. 각각의 필터 디스크(16)는 필터 프레임(18) 및 필터 프레임 내에서 지지되는 필터 세그먼트(20)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 필터 프레임(18)은 복수의 원주방향으로 이격된 지지 아암(18A)을 포함한다. 지지 아암(18A)은 필터 프레임의 내부 주변부(18B)와 외부 주변부(18C) 사이에서 연장된다. 필터 프레임(18)의 내부 주변부(18B)는 또한 필터 디스크(16)의 내부 주변부를 형성한다. 개구부(18D)가 필터 디스크(16)의 내부 주변부 내에 형성된다. 개구부(18D)는 필터링 프로세스 중에 물 또는 액체가 드럼(40)으로부터 필터 디스크(16) 내로 유동할 수 있게 한다. 그러한 개구부는 또한, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물이 필터 디스크(16)로부터 드럼(40) 내의 개구부(40D)를 통해서 그리고 드럼 내에 배치된 고체 홈통(14) 내로 전달될 수 있게 한다. 도 1을 참조한다.
앞서 주목한 바와 같이, 일 실시형태에서, 역세척 동작 중에, 필터 디스크(16)는 도 1에서 확인되는 바와 같이 반시계방향으로 회전된다. 역세척물 안내부(12)는 필터 디스크(16)의 회전 방향으로 지지 아암(18A)의 일 측면으로부터 돌출된다. 역세척물 안내부(12)는 필터 프레임(18)과 그리고 특히 특정 필터 프레임 구조물에 부착되거나 체결된 지지 아암(18A)과 일체로 형성되거나, 필터 세그먼트(20)와 일체로 형성될 수 있다.
역세척 동작 중에, 노즐(32)은 필터 디스크(16)의 외측에 배치되고, 가압 역세척물을 필터 세그먼트(20)를 통해서 지향시킨다. 프로세스에서, 필터 세그먼트(20)에 의해서 필터링되고 그 내부 측면에서 보유되는 현탁 고체가 제거된다. 이는 필터 디스크(16) 내에서 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물을 초래한다. 역세척물 안내부(12) 및 역세척물 채널(22)의 기능은 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물을 필터 디스크(16)의 외부로 그리고 고체 홈통(14) 내로 안내하는 것이다.
역세척물 안내부(12) 및 그러한 역세척물 안내부가 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 효율적으로 포획하고 제거하는 것을 어떻게 촉진하는지를 보다 잘 설명하기 위해서, 도 2를 참조한다. 도 2는 필터 프레임(18), 필터 세그먼트(20) 및 역세척물 안내부(12)의 일부를 보여주는 개략적 횡단면도이다. 앞서 주목한 바와 같이, 필터 프레임(18)은 지지 아암(18A)을 포함하고, 지지 아암은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 지지 아암(18A)은 내부 부분(18A1), 외부 부분(18A2), 및 횡단 부분(18A3)을 포함한다. 도 2를 참조한다. 다시, 이는 개략도이고, 일 실시형태에서, 도 2에 도시된 횡방향으로 정렬된 지지 아암(18A)이 상호 연결될 수 있다. 어떠한 경우에도, 지지 아암(18A)은 밀봉부(54)를 수용하고 유지하는 후면-대-후면 홈(back-to-back groove)을 형성한다. 다음에, 주위 프레임 및 필터 매체를 포함하는 필터 세그먼트(20)가 밀봉부(54) 내에 수용되고 유지된다.
도 2를 계속 참조하면, 역세척물 안내부(12)는 내부 부분(18A1)의 일 단부로부터 돌출된다. 다시, 역세척물 안내부(12)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 역세척 중에 필터 디스크(16)의 회전 방향으로 돌출된다. 역세척물 안내부(12)가 또한 필터 디스크(16) 내로 내측으로 돌출된다는 것에 주목하여야 한다. 또한, 역세척물 안내부들(12)은 필터 디스크(16) 주위에서 원주방향으로 이격된다. 역세척물 안내부들(12)은 쌍으로 배열된다. 즉, 2개의 역세척물 안내부들(12)이 횡방향으로 정렬되고 서로 가로질러 배치된다. 도 2를 참조한다. 역세척물 안내부들(12)은 서로를 향해서 약간 돌출된다. 이는 역세척물 안내부들(12)의 각각의 쌍 사이에서 개방 공간(60)을 형성한다. 이러한 개방 공간은 필터 디스크(16)가 회전될 때, 물 또는 액체가 개방 공간을 통과할 수 있게 한다.
일 실시형태에서, 역세척물 안내부(12)는 필터 프레임(18)의 내부 주변부(18B)와 외부 주변부(18C) 사이에서 연장되는 세장형 연부를 효과적으로 형성한다. 또한, 역세척물 안내부(12)는 지지 아암(18A), 밀봉부(54) 및 필터 세그먼트(20)의 부분과 함께, 역세척물 채널(22)을 형성한다. 도 2를 참조한다. 역세척 동작 중에, 역세척물 채널(22)은 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물을 효과적으로 포획하고, 그러한 혼합물을 필터 프레임(18)의 내부 주변부(18B) 내에 형성된 개구부(18D)로 안내하거나 지향시킨다. 앞서 주목한 바와 같이, 이는, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물이 드럼(40) 내의 개구부(40A)의 어레이를 통해서 그리고 그 아래의 고체 홈통(14) 내로 전달될 수 있게 한다.
앞서 주목한 바와 같이, 역세척 동작 중에, 드럼(40) 및 필터 디스크(16)가 회전될 수 있다. 필터 세그먼트(20)는 노즐(32)이 배치된 디스크 필터(10) 상의 상부 위치까지 회전된다. 역세척물 안내부(12)가 노즐(32)에 접근하고 노즐을 지나서 이동할 때, 노즐(32)로부터의 역세척물이 필터 세그먼트(20)를 침투하고 필터 디스크(16)의 내측부에 진입한다. 이러한 것이 일어날 때, 역세척물 및 제거된 현탁 고체가 혼합물을 형성한다. 역세척물 안내부(12)는 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 역세척물 채널(22) 내로 압박하는 경향을 갖는다. 역세척물 안내부(12) 및 역세척물 채널(22)은 필터 디스크(16) 내측에 도달하는 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 포착하거나 떠내는 경향이 있다. 역세척물 채널(22) 내에 위치되면, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 채널(22)을 따라서 지향된다. 역세척물 채널(22)의 내부 부분은 필터 프레임 또는 필터 디스크의 내부 주변부(18B) 내의 개구부(18D)에 인접하여 종료된다. 따라서, 역세척물 채널(22)은 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 필터 프레임(18)의 개구부(18D) 내로 효과적으로 안내하거나 지향시킨다. 그로부터, 전술한 바와 같이, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 드럼(40) 내의 개구부(40A)를 통해서 그리고 고체 홈통(14) 내로 전달된다.
일부 실시형태에서, 필터 프레임(18)은 모듈형이고, 상호 교환 가능한 모듈로 구성된다. 모듈은 플라스틱 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 필터 프레임(18)에서 이용되는 모듈(80) 중 하나가 도시되어 있다. 이러한 예에서, 모듈(80)은 플라스틱으로 구성되고 기부(82)를 포함한다. 모듈의 기부(82)는 필터 프레임(18)의 내부 주변부(18B)를 형성한다. 기부들(82)이 후면-대-후면 관계로 상호 연결되고 드럼(40)의 주위에서 드럼에 고정된다는 것에 주목하여야 한다. 각각의 기부(82)는 대향 측면들 상에서 개구부들을 포함한다. 이러한 개구부들은 필터 프레임의 내부 주변부(18B) 내의 개구부들(18D)을 형성한다. 전술한 지지 아암(18A)이 기부(82)로부터 위쪽으로 연장된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 커버들(86)이 인접 모듈들(80) 사이에 상호 연결된다. 따라서, 모듈(80)은, 외부 커버(86)와 함께, 도 1에 도시된 필터 프레임(18)을 형성한다.
각각의 모듈(80)의 대향 측면들 상에 필터 홈의 쌍이 형성된다. 이러한 필터 홈은 각각의 필터 세그먼트(20)의 주위 프레임을 수용한다. 밀봉부가 필터 세그먼트(20)와 필터 홈 사이에 개재될 수 있다.
도 3은, 역세척물 안내부(12)가 모듈(80) 내로 통합될 수 있는 하나의 방식을 도시한다. 역세척물 안내부(12)의 쌍이 모듈(80)의 지지 아암(18A)의 선행 측면을 따라서 연장된다는 것에 주목하여야 한다. 특히, 각각의 역세척물 안내부(12)는 지지 아암(18A)의 일부와 일체로 형성되고, 도 2에 도시된 방식으로 그로부터 약간 내측으로 돌출된다. 그에 따라, 지지 아암(18A)의 상당한 길이에 걸쳐 연장되는 역세척물 안내부(12)의 쌍이 각각의 지지 아암(18A)의 선행 측면 상에 제공된다. 이러한 역세척물 안내부(12)가, 모듈(80) 및 필터 세그먼트(20)와 함께, 역세척물 채널(22)의 쌍을 지지 아암의 선행 측면 상에 또한 형성한다는 것에 주목하여야 한다. 역세척물 채널(22)은 기부(82) 내의 개구부에 인접하여 종료되는 내부 말단 단부를 포함한다. 따라서 전술한 바와 같이, 역세척 동작 중에 역세척물 채널(22)은 역세척물 및 현탁 고체의 혼합물을 모듈(80)의 기부(82) 내에 형성된 개구부로 안내하고 지향시키는 기능을 한다. 그리고 전술한 바와 같이, 기부(82) 내의 개구부는 드럼(40)의 개구부(40A)와 정렬되고, 그에 따라 기부(82) 내의 개구부로부터 전달되는 역세척물 및 현탁 고체 혼합물은 개구부(40A)를 통해서 하부의 고체 홈통(14) 내로 유동한다.
역세척물 채널(22)의 부피 및 치수가 다양할 수 있다. 이는 특히 필터 디스크(16)의 폭이 디스크 필터마다 상이하기 때문에 그러하다. 도 1b는 L, H 및 φ를 이용하여, 역세척물 안내부(12)에 대한 치수 및 각도를 나타낸다. 다시 L 및 H의 길이뿐만 아니라 각도 φ가 다를 것이다. 그러나, 예시적인 실시형태에서, L은 전형적으로 5 내지 85 mm일 수 있고, H는 3 내지 40 mm일 수 있고, φ는 2°내지 83°일 수 있다.
도 6은, 어떻게 역세척물 안내부(12) 및 역세척물 채널(22)이 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 회수를 촉진하는지 그리고 어떻게 이들이 혼합물을 고체 홈통(14) 내로 안내하고 지향시키는지를 도시한다. 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 유동이 도 6에서 두꺼운 점선 및 화살표에 의해서 도시되어 있다. 도 6은 역세척물 채널(22)을 도시하지 않는다. 그러한 점선 및 화살표는 단순히 각각의 필터 디스크(16)를 통한 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 유동을 나타낸다는 의미를 갖는다. 또한, 도 6에서, 혼합물의 유동이 필터 프레임의 내부 주변부 내의 개구부(18D)를 통해서 그리고 그로부터 드럼 내에 형성된 개구부(40A)의 어레이를 통해서 그리고 이어서 하부의 고체 홈통(14) 내로 전달된다는 것에 주목하여야 한다.
필터 디스크(16), 드럼(40)은, 역세척물 안내부(12) 및 역세척물 채널(22)과 함께, 디스크 필터(10) 내로 통합된다. 예시적인 디스크 필터의 기본적인 설계를 간략히 검토하는 것이 유리할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 디스크 필터(10)는 하우징을 포함한다. 일부 로터리 디스크 필터(제2 유형)는 실질적인 하우징 구조물을 구비하지 않는다. 이러한 디스크 필터는 종종 프레임-유형의 디스크 필터로 지칭되는데, 이는 그러한 디스크 필터가 미리-형성된 콘크리트 베이슨(basin) 내에 설치되도록 설계되기 때문이다. 또한, 하단부 및 측면을 갖는 절반 탱크 또는 프레임을 포함하고 디스크 필터의 드럼의 중심 주위에만 도달하는, 제3 유형 또는 버전의 디스크 필터가 있다.
어떠한 경우에도, 양쪽 유형의 디스크 필터는 디스크 필터를 구성하는 여러 구성요소를 지지하기 위한 프레임 구조물을 구비한다. 이와 관련하여, 드럼(40)은 디스크 필터의 프레임 구조물 상에 회전 가능하게 장착된다. 일반적으로, 드럼이 유입구 개구부 및 전술한 개구부(40A)의 어레이를 포함한다는 것을 제외하고, 드럼(40)은 폐쇄된다. 필터 디스크(16)는 드럼(40)에 고정되고, 역세척 동작 중에 그와 함께 회전될 수 있다. 물 또는 액체의 필터링 중에, 유입 물 또는 액체는 드럼(40)의 유입구 내로 그리고 드럼으로부터 드럼에 고정된 필터 디스크(16) 내로 지향된다. 드럼에 고정된 필터 디스크(16)의 수가 변경될 수 있다. 디스크 필터(10)로 필터링하고자 하는 물 또는 액체를 수용하고 유지하기 위해서, 물 유지 지역이 각각의 필터 디스크(16) 내측에 형성된다. 유입 액체 또는 물과 연관된 헤드 압력(head pressure)에 의해서, 물 또는 액체는 필터 디스크(16)로부터 외측으로 그리고 필터 세그먼트(20)를 통해서 효과적으로 유동된다. 필터 디스크(16)를 빠져 나가는 물은 필터링된 물 또는 여과액이다. 전술한 바와 같이, 이는, 물 또는 액체 내의 현탁 고체가 필터 세그먼트(20)의 내부 표면 상에서 포획되거나 보유되는 결과를 초래한다.
필터 디스크(16)를 빠져 나가는 필터링된 물 또는 액체는, 필터 디스크 아래의 유지 챔버 내에서 수집된다. 이러한 유지 챔버 또는 지역은 배출구를 포함하고, 그러한 배출구는 필터링된 물 또는 액체가 디스크 필터(10)로부터 방출되게 할 수 있다.
역세척 동작 중에, 드럼(40) 및 그에 장착된 필터 디스크(16)가 회전될 필요가 있다. 디스크 필터(10)는 드럼(40) 및 필터 디스크(16)를 회전 구동하기 위한 구동 시스템을 구비한다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시형태의 경우에, 드럼(40)이 장착되는 샤프트에 연결된 스프로켓 또는 활차(sheave)를 구동하도록 동작되는 드럼 모터(90)가, 디스크 필터(10)의 후방 부분 주위의 패널 또는 벽 구조물에 장착된다. 도 5를 참조한다. 드럼(40)을 회전시키기 위해서, 다양한 수단이 드럼 모터(90)와 스프로켓 또는 활차 사이에 동작 가능하게 상호 연결될 수 있다. 일 예에서, 체인 구동부를 이용하여, 드럼(40)을 회전시키는 샤프트에 고정된 스프로켓을 구동할 수 있다. 다양한 다른 유형의 구동 시스템을 이용하여, 드럼 및 필터 디스크(16)를 회전시킬 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어, 기어 모터로부터 드럼 샤프트 상으로의 직접적인 구동부가 있을 수 있다.
전술한 역세척 시스템(30)을 다시 참조하면, 그러한 시스템은 역세척 펌프(33), 디스크 필터(10)의 측면 부분을 따라서 연장되는 매니폴드(34), 및 매니폴드(34)에 연결되고 그로부터 내측으로 돌출되는 일련의 공급 관(35)을 포함한다. 내부 파이프로 종종 지칭되는, 공급 관(35)은 매니폴드(34)로부터, 각각의 필터 디스크들(16) 사이의 지역 내로 돌출된다. 일련의 노즐 홀더 또는 노즐 바아(nozzle bar)(36)가 공급 관(35)에 고정된다. 노즐(32)은 노즐 바아(38) 상에 장착된다. 바람직한 실시형태에서, 역세척 펌프(33)는 디스크 필터의 일부를 형성한다. 다른 실시형태에서, 가압된 역세척물이, 디스크 필터(10)의 일부를 형성하는 역세척 펌프 이외의 공급원으로부터 제공될 수 있다.
매니폴드(34)는 디스크 필터(10)의 일 측면을 따라서 고정적으로(rigidly) 장착되거나 회전 가능하게 장착될 수 있다. 일부 경우에, 매니폴드(34)는, 드럼 모터(90)로부터 간접적으로 구동될 수 있는 구동부(미도시)에 동작 가능하게 연결된다. 어떠한 경우에도, 매니폴드(34)는, 세정 동작 중에, 전후로 진동할 수 있고, 이는, 노즐(32)이 필터 디스크들(16) 사이에서 전후로 쓸어 내고 그에 따라 필터 디스크(16)의 대향 측면들 상에 배치된 필터 세그먼트(20)의 특정 지역을 역세척하는 결과를 초래한다. 다른 경우에, 매니폴드(24)는 고정적으로 장착되고, 역세척 동작 중에 전후로 진동하지 않는다.
역세척물 안내부(12)에는 많은 장점이 있다. 역세척물 안내부는 더 큰 백분율의 역세척물 및 현탁 고체 혼합물이 고체 홈통(14) 내에 도달하도록 보장한다. 역세척물 안내부(12)의 효율성에 대한 하나의 척도는, 본원에서 "현탁 고체의 분리 속도"(mg의 분리된 현탁 고체/s)로 지칭되는 것을 조사하는 것으로부터 파악될 수 있다. 현탁 고체의 분리 속력을 결정하기 위해서, 제1 단계는, 디스크 필터(10)에 의해서 방출되는 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 유동을 측정하는 것이다. 두 번째로, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 유동의 샘플을 취하고, 총 현탁 고체(TSS) 테스트를 실시하며, 그러한 테스트는 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 현탁 고체의 농도(mg/L)를 제공한다. 현탁 고체의 분리 속력은 유동과 현탁 고체 농도의 곱으로서 정의된다. 역세척물 안내부(12)의 이용은, 대부분의 경우에, 현탁 고체의 분리 속력을 증가시킬 것이다.
본원에서, "~로 구성된"이 사용된다. "~로 구성된"이라는 용어는 "~하도록 설계된"을 의미한다.
본 발명은, 물론, 본 발명의 범위 및 본질적인 특성으로부터 벗어나지 않고도, 본원에서 설명된 것과 다른 특정 방식으로 실행될 수 있다. 그에 따라, 본 실시형태는 모든 양태에서 예시적인 것으로 그리고 비제한적인 것으로 해석되고, 첨부된 청구항의 의미 및 균등론 범위 내의 모든 변화를 포함하도록 의도된다.

Claims (19)

  1. 액체를 필터링하기 위한 로터리 디스크 필터이며:
    표면에 형성된 복수의 개구부를 가지는, 상기 액체를 수용하기 위한 로터리 드럼;
    상기 드럼 내에 배치되고 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 수용하도록 구성된 고체 홈통;
    상기 드럼에 고정되는 하나 이상의 필터 디스크로서, 상기 드럼으로부터 액체를 수용하도록 그리고 상기 액체가 필터 디스크로부터 필터 디스크의 일부를 형성하는 필터 매체를 통해서 외측으로 유동할 때 상기 액체를 필터링하도록 구성되고, 상기 필터 디스크의 내부 주변부 내에 형성된 복수의 개구부를 포함하는, 하나 이상의 필터 디스크;
    상기 드럼을 회전 구동하기 위한 그리고 상기 필터 디스크를 상기 드럼과 함께 회전시키기 위한 구동부;
    상기 필터 매체를 역세척하기 위한 역세척 시스템으로서, 복수의 노즐을 포함하고, 상기 복수의 노즐은 상기 필터 디스크의 외측에 배치되고 상기 역세척물을 상기 필터 매체를 통해서 그리고 상기 필터 디스크 내로 지향시키도록 구성되고, 상기 필터 디스크에서 상기 역세척물은 현탁 고체를 상기 필터 매체로부터 제거하고 상기 역세척물 및 현탁 고체 혼합물이 형성되는, 역세척 시스템;
    상기 필터 디스크의 대향 측면들로부터 상기 필터 디스크의 내측부 내로 내측으로 돌출되는 복수의 역세척물 안내부를 포함하고;
    상기 역세척물 안내부 및 상기 필터 디스크의 일부는 상기 필터 디스크를 통해서 연장되는 일련의 역세척물 채널을 형성하고;
    상기 역세척물 채널은 일반적으로 상기 필터 디스크의 내부 둘레부 내의 개구부를 향해서 연장되고; 그리고
    역세척 동작 중에, 상기 역세척물 채널은, 역세척물 및 현탁 고체 혼합물의 적어도 일부를 수용하도록 그리고 역세척물 및 현탁 고체를 상기 필터 디스크의 내부 둘레부 내의 개구부로 지향시키도록 구성되고, 상기 필터 디스크에서 상기 역세척물 및 현탁 고체가 상기 드럼 내의 개구부를 통해서 그리고 상기 고체 홈통 내로 전달되는, 로터리 디스크 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역세척물 안내부는 상기 필터 디스크의 대향 측면들 사이에서 중간에 종료되는 말단 연부를 포함하는, 로터리 디스크 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터 디스크의 일 측면으로부터 돌출되는 상기 역세척물 안내부는 상기 필터 디스크의 다른 측면으로부터 돌출되는 역세척물 안내부와 횡방향으로 정렬되는, 로터리 디스크 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 횡방향으로 정렬된 역세척물 안내부들은, 상기 횡방향으로 정렬된 역세척물 안내부들 사이에 개방 지역이 형성되도록, 이격되는, 로터리 디스크 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 역세척물 채널은 일반적으로 상기 필터 디스크의 외부 주변부와 내부 주변부 사이에서 연장되고, 상기 역세척물 채널은 내부 단부 부분을 포함하고, 상기 역세척물 채널의 내부 단부 부분은 상기 필터 디스크의 내부 주변부 내의 개구부에 인접하여 종료되는, 로터리 디스크 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 역세척물 채널은 쌍으로 배치되고, 상기 역세척물 채널의 쌍은 횡방향으로 정렬되고 상기 필터 디스크의 주위에서 원주방향으로 이격되는, 로터리 디스크 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터 디스크는 대향 측면들 상에서 상기 필터 매체를 지지하는 필터 프레임을 포함하고; 상기 역세척물 안내부는 상기 필터 프레임에 고정되거나 그와 일체로 형성되고 그로부터 내측으로 상기 필터 디스크 내로 돌출되는, 로터리 디스크 필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필터 매체는 상기 필터 프레임 내에서 지지되는 일련의 필터 세그먼트를 포함하고, 상기 필터 세그먼트 및 상기 필터 프레임은 상기 필터 디스크 주위에서 일련의 격실을 형성하고; 상기 역세척물 안내부 및 상기 역세척물 채널은 상기 격실의 선행 연부 상에 형성되는, 로터리 디스크 필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 필터 디스크의 대향 측면들로부터 돌출되는 상기 역세척물 안내부는 상기 필터 매체에 대해서 내측으로 각도를 형성하는 세장형 연부를 포함하는, 로터리 디스크 필터.
  10. 로터리 디스크 필터 내에서 액체를 필터링하고 필터 매체를 역세척하는 방법이며:
    상기 액체를 로터리 드럼 내로 지향시키는 단계;
    상기 액체를 상기 로터리 드럼으로부터, 상기 로터리 드럼에 고정되고 필터 디스크의 대향 측면들에 배치된 필터 매체를 가지는 하나 이상의 필터 디스크 내로 지향시키는 단계;
    상기 액체를 상기 필터 디스크로부터 외측으로 상기 필터 매체를 통해서 지향시켜, 상기 액체 내의 현탁 고체의 적어도 일부가 상기 필터 매체의 내부 표면 상에서 보유되게 하는 것에 의해서, 상기 액체를 필터링하고 현탁 고체를 상기 액체로부터 제거하는 단계;
    상기 필터 매체를 역세척하는 단계로서:
    상기 필터 매체의 부분이 상기 필터 디스크의 외부에 배치된 노즐에 의해서 역세척되는 위치로 회전되도록, 상기 드럼 및 상기 필터 디스크를 회전시키는 것;
    역세척물을 상기 노즐로부터 상기 필터 매체를 통해서 그리고 상기 필터 디스크의 내측부 내로 지향시키는 것 그리고 그러한 프로세스에서, 상기 필터 디스크 내에서 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 발생시키는, 상기 필터 매체의 내부 표면 상에서 보유되는 현탁 고체의 적어도 일부를 제거하는 것;
    상기 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 상기 필터 디스크 내에 배치된 일련의 역세척물 채널 내에 수용하는 것;
    상기 필터 디스크가 회전될 때, 상기 역세척물 채널의 선행 부분이 이동 방향으로 개방되는 것; 그리고
    상기 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 상기 역세척물 채널을 통해서 그리고 상기 역세척물 채널로부터 상기 필터 디스크의 내부 주변부 내의 개구부를 통해서 그리고 상기 드럼 내의 개구부를 통해서 그리고 상기 드럼 내에 배치된 고체 홈통 내로 지향시키는 것에 의해서, 상기 필터 매체를 역세척하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 드럼, 필터 디스크 및 역세척물 채널이 회전될 때 상기 필터 매체를 역세척하는 단계; 및 상기 드럼, 필터 디스크 및 역세척물 채널이 회전될 때, 상기 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 상기 역세척물 채널 내로 쓸어 내는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 역세척물 채널과 연관된 일련의 역세척물 안내부가 제공되는, 방법.
  13. 액체를 필터링하기 위한 로터리 디스크 필터이며:
    표면에 형성된 복수의 개구부를 가지는, 상기 액체를 수용하기 위한 로터리 드럼;
    상기 드럼 내에 배치되고 역세척물 및 현탁 고체 혼합물을 수용하도록 구성된 고체 홈통;
    상기 드럼에 고정되는 하나 이상의 필터 디스크로서, 상기 드럼으로부터 액체를 수용하도록 그리고 상기 액체가 필터 디스크로부터 상기 필터 디스크의 일부를 형성하는 필터 매체를 통해서 외측으로 유동할 때 상기 액체를 필터링하도록 구성되고, 상기 필터 디스크의 내부 주변부 내에 형성된 복수의 개구부를 포함하는, 하나 이상의 필터 디스크;
    상기 필터 매체를 역세척하기 위한 역세척 시스템으로서, 복수의 노즐을 포함하고, 상기 복수의 노즐은 상기 필터 디스크의 외측에 배치되고 역세척물을 상기 필터 매체를 통해서 그리고 상기 필터 디스크 내로 지향시키도록 구성되고, 상기 필터 디스크에서 상기 역세척물은 상기 필터 매체 상에서 보유되는 현탁 고체를 제거하는, 역세척 시스템;
    역세척 동작 중에 상기 드럼 및 필터 디스크를 회전 구동하기 위한 구동부;
    상기 필터 디스크 내에 배치되는 복수의 역세척물 안내부로서, 역세척 동작 중에 상기 역세척물 및 현탁 고체 혼합물에 결합되도록 그리고 상기 역세척물 및 현탁 고체를 상기 필터 디스크의 내부 주변부 내에 형성된 개구부로 안내하도록, 그 후에 상기 역세척물 및 현탁 고체를 상기 드럼 내의 개구부를 통해서 그리고 상기 고체 홈통 내로 유동시키도록 구성되는, 복수의 역세척물 안내부를 포함하고;
    상기 역세척물 안내부는, 상기 역세척물 안내부와 상기 필터 매체 사이에 개방 공간이 형성되도록, 상기 필터 매체로부터 내측으로 이격되고; 그리고
    상기 역세척 동작 중에 상기 역세척물 및 현탁 고체 혼합물이 상기 개방 공간을 통해서 그리고 상기 필터 디스크를 통해서 상기 필터 디스크의 내부 주변부 내에 형성된 개구부로 유동하도록, 상기 역세척물 안내부 및 상기 형성된 개방 공간이 구성되는, 로터리 디스크 필터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 역세척물 안내부는 상기 필터 매체로부터 멀리 각도를 형성하는, 로터리 디스크 필터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 필터 디스크는 필터 프레임 및 상기 필터 프레임 내에서 지지되는 일련의 필터 세그먼트를 포함하고, 상기 역세척물 안내부 및 상기 필터 세그먼트는 상기 필터 디스크 내에서 내측으로 연장되는 개방 공간을 형성하는, 로터리 디스크 필터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 필터 디스크 내에 배치된 상기 역세척물 안내부는 횡방향으로 정렬되는 역세척물 안내부의 쌍을 포함하고, 서로에 대해서 이격된 관계로 종료되는 말단 연부들을 포함하는, 로터리 디스크 필터.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 필터 디스크는 필터 프레임 및 상기 필터 프레임 내에서 지지되는 복수의 필터 세그먼트를 포함하고; 상기 역세척물 안내부는 상기 필터 프레임에 고정되거나 그와 일체로 형성되고 그로부터 상기 필터 디스크 내로 돌출되는, 로터리 디스크 필터.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 개방 공간은 상기 필터 디스크를 통해서 연장되는 일련의 역세척물 채널의 적어도 일부를 형성하고, 상기 역세척물 채널은 상기 역세척 동작 중의 상기 필터 디스크의 이동 방향에 대면되는 개방 측면을 가지는, 로터리 디스크 필터.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 역세척물 채널은 상기 필터 디스크의 외부 주변부와 상기 필터 디스크의 내부 주변부 사이에서 연장되고, 상기 역세척물 채널은 상기 필터 디스크의 내부 주변부 내의 개구부에 인접하여 종료되는 내부 단부 부분을 포함하는, 로터리 디스크 필터.
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