KR940005474B1 - 복합층 고도 여과방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

복합층 고도 여과방법 및 장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 복합층 고도 급속여과지의 단면도.

제2도는 급속여과지의 단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 복합층 고도 자동여과기의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 여과조 2, 3 : 스트레이너

4, 5 : 제1, 제 2 집수판 6, 7 : 제1, 제 2여과실

8 : 급속여과층 9 : 입상활성탄 여과층

10 : 하부실 11, 12, 13 : 유통관

14 : 헤드탱크 15 : 격판

16 : 정수저장실 17 : 수봉조

18 : 사이편관 20 : 역세척수 배출관

21, 22, 23 : 유통관 "S" : 활동제한공간

본 발명은 불순물이 함유된 하천수를 여과하는 여과방법과 여과장치에 관한 것으로, 특히 여과조의 내부에 제1, 제2여과실을 구분형성하고 제1여과실에는 안트라사이트를 포함한 여과사층을 형성함과 아울러 제2여과실에는 입상활성탄층을 형성하여, 원수에 함유된 탁질 및 유기물질을 한 여과조 내부에서 여과할 수 있게 하며, 역세척시 급속여과재와 입상활성탄의 혼합을 방지하도록한 복합층 고도 여과방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 상수도의 원수인 하천수가 급격한 공업발달에 의한 공장폐수와 하수로 인하여 적합한 원수 수질(2급수)이 3급수로 오염되어 통상의 정수시스템인 약품침전→급속여과→염소멸균으로는 음료수 수준에 알맞게 처리할 수 없는 상태에 이르렀다.

또한 생활수준이 향상되어 국민의 상수도 수질에 대한 기대치가 높아짐에 따라 현실적으로 통상처리 시스템에서 고도 정수시스템으로 상수도처리 시스템을 보완시키지 않으면 안되게 되었다.

여기서 고도 정수시스템이란 정부의 맑은 물 공급대책 사업의 일환으로 통상의 정수 처리시스템에 추가시설을 보완한 고급 정수처리 방식을 말하며, 이러한 고도 정수시스템에는 급속여과후 입상활성탄에 의하여 오염 유기물질을 제거하고 맛, 냄새, 색깔을 개선하는 방식이 알려지고 있다.

종래 서울지역의 한강 수질오염에 대한 대책의 일환으로 시도되어진 입상활성탄을 이용한 정수처리 방식의 한예는 급속여과지의 여재층 상부에 입상활성탄층을 적층하고 정수하는 것이었으나, 입상활성탄 급속여과재(여과사 및 안트라사이트등)보다 비중이 가벼워서 역세척, 즉 급속여과지의 하부에서 상부로 물을 통과시키어 여과층을 세척하는 경우 입상활성탄이 유실되는 것이 있었고, 더욱이 여과시에는 원수에 함유되어 원수를 혼탁하게 하는 불순물 즉, 탁질이 입상활성탄층에서 여과됨으로써 입상활성탄이 흡착력을 상실하여 오염물질 흡착처리에는 부적합한 것이었다.

그후 오염물질 흡착처리를 위하여 약품침전지에 분말활성탄을 투입하여 흡착침전처리를 일부 시행하고 있으나, 그 효과가 적고 분말활성탄의 과다 소비로 비경제적으로 운영되고 있는 실정이다.

그리고, 여과사 여과지의 주변에 입상활성탄 여과지를 별도로 설치하여 원수를 여과사 여과지의 여과사층에서 일차로 여과하여 탁질을 제거한 후 입상활성탄 여과지로 유입시키어 입상활성탄층에서 유기물질을 흡착 제거하는 방식이 최근에 실시되어 있으나, 이러한 정수처리방식은 여과사 여과지 외에 별도의 입상활성탄 여과지를 설치하여야 하므로 설치부지의 확보에 어려움이 있고, 추가시설에 대한 비용부담이 증대되는 것이었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반결함과 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 여과조 내부에 급속여과재층과 입상활성탄층을 상하로 설치하고, 하천수, 즉 원수를 급속여과재층과 입상활성탄층에 차례로 통과시키어 탁질제거와 유기물제거 공정을 행하고, 일정기간동안 정수공정을 진행시킨 후 급속여과재층과 입상활성탄층에 다량의 정수 잔류물이 집적됨으로써 정수저항이 증대되어 역세척하여야 할 때에는 상기 급속여과재층과 입상활성탄층을 서로 격리시킨 상태에 역세척함으로써 입상활성탄이 급속여과재와 혼합되지 않도록 하는 복합이 고도 여과방법 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 , 본 발명은 원수의 수질에 따라 원수를 급독여과재층과 입상활성탄층을 연속으로 통과시켜 여과하거나, 급속여과재층 또는 입상활성탄층을 선택적으로 통과시켜 여과하고, 또한 일정기간 정수작업을 계속한 후 역세척할시에도 필요에 따라 급속여과재층과 입상활탄성을상향 역세척수에 의하여 연속으로 역세척하거나, 급속여과재층을 선택적으로 역세척함으로써 원수의 수질에 적합하게 대응할 수 있는 복합층 고도 여과방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 여과방법은 여과조(여과탱크, 여과지)의 내부에 형성된 제1여과실의 급속여과층과 그 하부에 격리형성된 제 2여과실의 입상활성탄 여과층에 원수를 하향수류로 통과시키어 탁질과 유기물질을 제거하고, 역세척시에는 상기 입상활성탄 여과층과 급속여과층에 역세척수를 상향수류로 통과시키어 역세척하면서 입상활성탄을 급속여과재와 격리시켜 역세척하는 공정을 기본으로 하고 있다.

이와 같은 본 발명의 복합층 고도 여과방법은 급속여과층과 입상활성탄 여과층을 단일 여과조 내부에 상하부에 위치하도록 배치하고 정수를 행하는 것과, 정수후 역세척시에는 역세척수에 의하여 부상되는 입상활성탄의 활동을 제2여과실로 한정되는 공간에 제한하고 역세척을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 복합층 고도 여과방법은 급속여과층과 입상활성탄 여과층을 이용한 정수공정과, 역세척공정을 원수의 수질에 따라 선택적으로 운용하여 정수 및 역세척함을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의한 복합층 고도 여과방법의 보다 구체적인 실시예는 여과조 내부의 급속여과층에 원수를 하향으로 통과시켜 탁질을 제거하는 탁질제거 과정과, 급속여과층 하부의 입상활성탄 여과층에 원수를 하향으로 통과시켜 유기물질을 흡착제거하는 유기물질 제거과정을 연속으로 행하거나 선택적으로 한 과정만 행하는 정수공정과, 상기 정수공정을 일정기간 행한 후 상기 활성탄 여과층에 역세척수를 상향으로 통과시켜 세척하면서 역세척수에 의하여 부상되는 입상활성탄이 급속여과재와 혼합됨을 방지하도록 입상활성탄을 활동제한공간에서 역세척하는 활성탄 역세척 과정과, 상기 급속여과층에 역세척수를 상향으로 통과시켜 세척하는 급속여과층 세척과정을 상기 정수공정과 대응하여 연속적으로 행하거나 선택적으로 한 과정만을 행하는 역세척 공정을 반복적으로 행하여, 한 여과조 내부에서 탁질과 유기물질을 제거하도록 구성함을 특징으로 하고 있다.

이하, 본 발명의 복합층 고도 여과방법을 수행하기 위한 장치를 첨부도면에 일실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 복합층 고도 여과지를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 여과조(여과지)(1) 내부에 다수개의 스트레이너(2)를 부착한 제1집수판(4)를 고정하여 그 상측부에 제1여과실(6)을 형성하고, 그 하부에 다수개의 스트레이너(3)를 부착한 제2집수판(5)을 고정하여 하동제한공간(S)을 가지는 제2여과실(7)을 제1여과실(6) 및 하부실(10)과 격리형성하며, 제1여과실(5)의 제1집수판(4)상측에 여과사리, 여과사 및 안트라사이트등의 급속여과재로 급속여과층(8)을 형성하고, 제2여과실(7)의 제2집수판(5) 상측에는 입상활성탄 여과층(9)을 그위에 유동을 위한 여유공간을 갖도록 형성하여 원수를 급속여과층(8)과/또는 입상활성탄 여과층(9)에 하향으로 통과시켜 정수를 행하고, 역세척수를 입상활성탄 여과층(9)과/또는 급속여과층 (8)에 상향으로 통과시켜 역세척을 행하여 역세척시 입상활성탄이 급속여과재와 혼합됨을 방지하도록 구성하였다.

또한, 상기 제1여과실(6)의 상부 일측에는 원수를 유입하거나 역세척수를 배출하는 유통관 A(11)를 연결하고 상기 제2여과실(7)의 상부 일측에는 원수 또는 역세척수를 유입하거나 정수 또는 역세척수를 배출하는 유통관 B(12)를 연결하고 여과지(1) 하부의 하부실(10) 일측에는 역세척수를 유입하거나 정수를 유출하는 유통관 C(13)을 연결하였다.

상기 유통관 A(11)는 원수가 유입되는 유입구 a와 역세척수가 배출되는 배출구 b를 가지고 있고, 상기 유통관 B(12)는 원수 또는 역세척수가 유입되는 유입구(C)와 정수 또는 역세척수가 배출되는 배출구(d)를 가지고 있으며 상기 유통관 C(13)는 역세척수가 유입되는 유입구(f)와 정수가 유출되는 배출구(e)로 가지고 있다.

제2도는 상기 급속여과층(8)과 입상활성탄 여과층(9)의 상세 예시도로서 이에 도시한 바와 같이, 급속여과층(8)은 여과사리층인 지지층(8a), 여과사층(8b) 및 안트라사이트층(8c)이 차례로 적층되고, 입상활성탄 여과층(9)은 지지층(9a)위에 입상활성탄(9b)이 적층된 구성으로 되어 있다.

도면에서 19는 집수트라프이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 여과장치는 상기 유통관 A,B,C(11)(12) (13)에 설치되는 다수개의 밸브등이 자동 콘트롤러의 제어에 의하여 조작되어 정수 및 역세척작용이 자동으로 실행되거나 인위적인 조작에 의하여 수동으로 행하여 지는바 이를 단계적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 원수지(도시되지 않음)로부터 유통구 A(11)의 유입구 a로 유입된 원수가 일정한 여과속도(약 200∼250M/D)로 제1여과실(6)내에서 안트라사이트와 여과사로된 급속여과층(8)을 통과하면서 탁질이 여과된다.

그리고 그 처리수가 즉시로 제1스트레이너 집수판(4)을 통과한후 제2여과실(7)로 하향하여 입상활성탄 여과층(9)을 일정한 여과속도(약 200∼ 250M/D)로 통과하면서 오염 유기물질이 흡착여과 처리된다.

그리하여 제1, 제2여과실(6)(7)을 통과한 원수는 차례로 탁질이 제거됨과 아울러 유기물질이 흡착처리되고 제2스트레이너 집수판(5)을 통과한후 하부의 하부실(10)을 경유하여 유통관(C)의 배출구(e)로 정수가 배출된다.

상기한 바와 같은 과정으로 정수공정을 일정기간 동안 행한 후 제1, 제2여과실 (6)(7)의 여과재가 오염되어 세척이 필요하게 되면, 유통관 A(11)을 통한 원수의 유입은 중단되고, 하부실(10) 일측에 형성된 유통관 C(13)의 유입구 f로 역세척수가 유입되어 제2여과실(7)의 입상활성탄층(9)을 세척하고 그 세척수가 제1여과실(6)로 상승하여 급속여과층(8)을 세척한후 유통관 A(11)로 배출된다.

그리고 제1, 제2여과실(6)(7)의 여과재층이 충분히 세척된 후에는 원상태로 복귀되어 정수공정이 다시 반복된다.

본 발명은 상기와 같이 정수 및 역세척이 행하여지는 과정에서 원수가 여과사와 안트라사이트등으로 된 급속여과층(8)과 입상활성탄 여과층(9)을 상향수류로 통과하면서 탁질 및 유기물질이 차례로 제거되는 것이므로 통상의 여과지에 비하여 정수효과가 현저하게 증대된다.

더욱이 본 발명은 역세척이 급속여과재층이 형성된 제1여과실(6)과 격리형성되어 활동제한공간(S)을 가지는 제2여과실(7)내부에서 입상활성탄이 유동하면서 역세척되므로 입상활성탄이 유실되거나 급속여과재와 혼합되는 결함이 완벽하게 배제된다.

또한 본 발명은 제1여과실(6)을 사용하여 탁질만을 정수하는 경우에는 유통관 A(11)의 유입구(a)로 원수가 유입되어 제1여과실(6)의 급속여과층(8)을 통과하면서 정수된후 이 정수가 유통관 B(12)의 배출구 (d)를 통하여 배출되고, 역세척시에는 역세척수가 유통관 B(12)의 유입구(C)를 통하여 유입되어 유통관 A(11)의 배출구(b)를 통하여 배출된다.

그리고 제2여과실(7)을 사용하여 유기물질만을 정수하는 경우에는 유통관 B(12)의 유입구 C를 통하여 원수가 유입되어 정수가 유통관 C(13)의 배출구(e)를 통하여 배출되고, 역세척시에는 역세척수가 유통관 C(13)의 유입구(f)로 유입되어 유통관 B(12)의 배출구(d)로 배출된다.

따라서, 본 발명은 제1여과실(6)과 제2여과실(7)의 독립된 운용이 가능하여 수질에 따라 적합한 정수처리를 행할 수 있다.

상기에서 제2여과실(7)은 입상활성탄이 역세척시 팽창 부상되면서 충분히 유동할 수 있도록 여유공간이 필요한 것이며, 이 여유공간은 수질의 조건과 사용 활성탄의 재질에 따라 결정되어진다.

통상 급속여과방식은 여과속도를 빠르게하여 여과량을 많게 하고 수질을 개선할 목적으로 사용하는 바, 이러한 급속여과방식중 보통의 여과사에 의한 급속여과의 여과속도는 120M/D이나, 제2도와 같이 여과사 보다 약간 적으며 입자가 굵은 안트라사이트층(8C)을 여과층(8b)상단에 형성하여 그 안트라사이트층(8C)에서 큰 탁질의 플록(floc)을 제거하고 하측의 여과사층(8b)에서 작은 탁질의 플록(floc)을 제거하도록 하면 여과속도가 200M/D 이상 가능하게 된다.

그리고 입상활성탄층(9)은 여과속도가 200M/D 이상으로서 상기 여과사를 이용한 급속여과방식과 입상활성탄(9)을 여과층을 동일 여과면적에 상하로 설치하여 여과하는 것은 여과속도에 차이가 있어 문제가 있으나, 여과사 및 안트라사이트를 이용한 급속여과방식의 급속여과층(8)과 입상활성탄 여과층(9)은 여과속도가 대략 200∼250M/D로서 비슷하기 때문에 동일 구조물의 동일 여과면적을 적용한 본 발명의 적용에는 전혀 문제가 없다.

또한, 역세척시 급속여과층(8)의 역세척조건은 1일 1회, 속도 6m/min 이하로 6분정도이고 입상활성탄 여과층(9)의 조건은 7∼10일당 1회, 속도 6m/min 이하로 20∼30분 정도이므로 급속여과층(8)의 역세척 조건에 맞게 역세척을 시행하면 입상활성탄 여과층(9)이 기준보다 자주 짧은 시간을 시행하게 되므로 결과적으로 역세척 조건은 같게 된다.

그리고, 역세척시 입상활성탄 여과층(9)은 기능상 탁질이 거의 없는 역세척수를 배출하게 되므로 역세척수로 제1여과실(6)과 제2여과실(7)을 연속으로 세척하여도 전혀 문제가 되지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 복합층 고도 여과지는 동일 여과조 내부에서 급속여과층에 의한 탁질 제거와 입상활성탄에 의한 유기물질 제거를 동시에 행하도록 되어 있으므로 막대한 시설비와 부지소요를 절감할 수 있으며, 이중의 정수공정을 동시에 행할 뿐 아니라 역세척 공정을 동시에 행할 수 있어 정수 및 역세척을 간편하게 행하고 유지관리 비용을 반감할 수 있는 이점이 있다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 복합층 고도 자동여과기를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와같이, 여과조(여과탱크) (1)의 내부에 다수개의 스트레이너(2)를 부착한 제1집수판(4)을 고정하여 그 상측부에 제1여과실(6)을 형성하고 그 하부에 다수개의 스트레이너(3)를 부착한 제2수집판(5)을 고정하여 활동제한공간(S)을 가지는 제2여과실(7)을 제1여과실(6)과 격리형성하며, 제2여과실(5)의 제1집수판(4) 상측에 급속여과층(8)을 형성하고 제2여과실(7)의 제2집수판(5) 상측에는 입상활성탄 여과층(9)을 그 위에 활성탄 유동여유공간을 갖도록 형성하여 구성한 것을 특징으로 하고 있으며, 상기 제1여과실(6)의 일측부에 원수가 유입되는 유통관 D(21)를 연결한 구성으로 되어 있다.

그리고 그외 구성은 통상의 고도 급속여과기와 동일한 구성으로 되어 있다.

즉, 여과조(1)의 제1여과실(6) 상부에는 격판(15)이 고정되어 그 상부에 정수저장실(10)이 형성되고, 격판(15)의 상부는 여과조(1) 외부 하측에 설치된 수봉조(17)와 사이편관(18)으로 연결되며, 정수가 배출되는 유통관 E(22)이 정수저장실(16) 일측에 형성되고, 상기 제2여과실(7) 하측의 하부(10)와 정수저장실(16) 사이에는 정수가 유통되는 유통관 F(23)이 연결된 구성으로 되어 있다.

도면에서 미설명 부호 14는 헤드탱크, 26은 공기배출관, 20은 역세척수 배출관을 보인 것이고, 24는 원수유입관, 25는 맨홀을 각각 보인 것이다.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 의한 복합층 고도 여과장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 원수를 여과할 경우에는 헤드탱크(14)에서 유통관 D(21)를 통하여 제1여과실(6) 상부로 공급되는 원수가 제1여과실(6)과 제2여과실(7)을 통과하면서 전기한 일실시예와 동일한 작용으로 정수되고, 정수는 유통관(23)을 통하여 정수저장실(16)에 집수되며 유통관 E(22)을 통하여 외부로 배출된다.

정수공정을 상당기간동안 행한후 역세척할시에는 사이편관(18)의 작용에 의하여 정수저장실(16)에 저장된 정수가 유통관 F(23)을 통하여 하부실(10)로 유입되고 하부실(10)에서 제2여과실(7)과 제1여과실(6)을 차례로 통과하면서 전기한 일실시예와 동일한 작용으로 역세척한후 사이편관(18)과 역세척수 배출관(20)을 통하여 배출된다.

이와같은 본 발명 다른 실시예의 작용 및 효과는 전기한 일실시예와 유사하다.

Claims (4)

1. 여과조 내부의 급속여과층에 원수를 하향으로 통과시켜 탁질을 제거하는 탁질 여과과정과, 급속여과층 하부의 입상활성탄 여과층에 원수를 하향으로 통과시켜 유기물질을 흡착 제거하는 유기물질 여과과정을 연속으로 행하거나 선택적으로 한 과정만 행하는 정수공정과, 상기 정수공정을 일정기간 행한후 상기 활성탄여과층에 역세척수를 상향으로 통과시켜 세척하면서 역세척수에 의하여 부상되는 입상활성탄이 급속여과재화 혼합됨을 방지하도록 입상활성탄을 활동제한공간에서 역세척하는 활성탄 역세척 과정과, 상기 급속여과층에 역세척수를 상향으로 통과시켜 세척하는 급속여과층 세척과정을 상기 정수공정과 대응하여 연속적으로 행하거나 선택적으로 한 과정만 행하는 역세척 공정을 반복적으로 행하여, 한 여과조 내부에서 탁질을 제거함과 아울러 유기물질을 제거하도록 구성함을 특징으로 하는 복합층 고도 여과방법.
2. 급속여과지에 있어서, 여과조(1) 내부에 다수개의 스트레이너(2)를 부착한 제1집수판(4)을 고정하여 그 상측부에 제1여과실(6)을 형성하고, 그 하부에 다수개의 스트레이너(3)를 부착한 제2집수판(5)을 고정하여 활동제한공간(S)을 가지는 제2여과실(7)을 제1여과실(6) 및 하부실(10)과 격리 형성하며, 제1여과실(5)의 제1집수판 (4) 상측에 여과사리, 여과사 및 안트라사이트등의 급속여과재로 급속여과층(8)을 형성하고, 제2여과실(7)의 제2집수판(5) 상측에는 입상활성탄 여과층(9)을 형성하여 구성함을 특징으로 하는 복합층 고도 여과장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1여과실(6)의 상부 일측에는 원수를 유입하거나 역세척수를 배출하는 유통관 A(11)를 연결하고, 상기 제2여과실(7)의 상부 일측에는 원수 또는 역세척수를 유입하거나 정수 또는 역세척수를 배출하는 유통관 B(12)를 연결하며, 여과지(1)하부의 하부실(10)일측에는 역세척수를 유입하거나 정수를 유출하는 유통관(13)을 연결하여 구성함을 특징으로 하는 복합층 고도 여과장치.
4. 여과조(1)의 제1여과실(6) 상부에 격판(15)을 고정하여 그 상부에 정수저장실 (16)을 형성하고, 격판(15)의 상부에는 사이편관(18)을 연결하며, 상기 정수저장실 (16)과 하부실(10) 사이에는 정수가 유통되는 유통관 F(23)을 연결하고, 상기 정수저장실(16)의 일측에는 정수가 배출되는 유통관 E(22)을 연결한 자동급속여과기에 있어서, 여과조(1) 내부에 다수개의 스트레이너(2)를 부착한 제1집수판(4)을 고정하여 그 상측부에 제1여과실(6)을 형성하고, 그 하부에 다수개의 스트레이너(3)를 부착한 제2집수판(5)을 고정하여 활동제한공간(S)을 가지는 제2여과실(7)을 제1여과실(6) 및 하부실(10)과 격리형성하며, 제1여과실(5)의 제1집수판(4) 상측에 여과사리, 여과사 및 안트라사이트등의 급속여과재로 급속여과층(8)을 형성하고, 제2여과실(7)의 제2집수판(5) 상측에는 입상활성탄 여과층(9)을 형성하며, 상기 제1여과실(6)의 일측부에는 원수가 유입되는 유통관 D(21)을 연결하여 구성함을 특징으로 하는 복합층 고도 여과장치.