KR20020005380A - 오수정화장치 - Google Patents

Abstract

오수정화시 잔류하는 미세고형물, 즉 이물을 수거할 때, 이러한 잔류 미세 고형물에 수분이 함유되지 않도록 하는 오수정화장치를 제공하기 위하여, 본 발명은 마이크로메쉬가 장착된, 중심축을 중심으로 회전하는 필터드럼과; 상기 필터드럼에 유입원수를 공급하는 유입원수 공급부와; 상기 필터드럼의 내부 상부에 위치한 고형물 용기와; 상기 고형물 용기에 수집된 고형물을 배출하는 배출 파이프 및 상기 배출파이프의 배출을 보조하기 위하여 부압을 발생하는 배출 보조파이프와; 상기 필터드럼의 바깥쪽 상부에 위치한 노즐과; 상기 노즐 및 배출보조파이프에 고압공기를 공급하는 공기공급부와; 상기 배출파이프로부터 배출된 고형물이 수집되는 수집조를 포함하는 오수정화장치를 제공한다.

Description

오수정화장치{Apparatus of cleaning dirty water}

본 발명은 오수정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로메쉬(mesh) 타입의 필터를 사용하는 오수정화장치에 관한 것이다.

최근 하수 및 각종 오폐수의 배출 기준치는 날이 갈수록 강화되어가고 있고, 이러한 오폐수(이하 "오수"로 통일함)의 정화를 위한 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같은 장치가 개발되었다.

필터드럼(10)은 적용물성에 따라 5㎛, 10㎛ 또는 20-100㎛ 대역의 개공을 갖는 초고장력 극세사 폴리에스터 직조의 마이크로-메쉬 타입의 필터가 사각 프레임형 카세트에 펼쳐 끼워져, 이 카세트들이 필터드럼의 몸체를 둘러가며 볼트 클램프에 의해 부착된 필터드럼이 회전하며 유입수 중의 미세고형물을 제거하는 장치이다.

즉, 유입원수공급부(1)로부터의 원수가 필터드럼(10)의 일측으로 들어오면, 필터가 장착된 회전하는 필터드럼(10)에 의해 미세고형물은 필터드럼(10)내에 잔류되고, 여과된 물만 빠져나가 여과수용기(30)에 저장된다. 이 여과된 물 중 일부는 펌프(P)에 의해 다시 가압되어 일부는 회전하는 필터드럼(10)의 외부의 상부에서 하방으로 물을 분사하여 필터드럼(10)에 붙어 있는 미세고형물을 깔데기 형상의 고형물 용기(20)에 떨어지도록 하는 제 1 분사파이프(15)로 보내어지고, 나머지는 상기 상부의 제 1 분사파이프(15)에서 떨어지지 않은 미세고형물을 다시 유입원수쪽으로 떨어뜨리는, 필터드럼의 내부에 위치한 제 2 분사파이프(25)로 보내어져진다. 이러한 제 1 분사 파이프 및 제 2 분사파이프를 통하여 필터드럼(10)은 필터로서의 기능을 유지할 수 있다.

여기서 정화된 물 중 상기 펌프(P)에 의해 가압되지 않은 물은 배출되고, 상기 깔데기 형상의 용기(20)에 모여진 고형물은 별도 처리된다.

도 2는 도 1과 유사한 기능을 하는 또 다른 일반적인 오수정화장치를 개략적으로 도시한 도면으로, 필터드럼내의 유입원수의 수위를 감지하는 레벨센서(27)를 두고, 이 레벨센서의 감지값 즉, 수위에 따라 상기 펌프(P)의 구동모터(미도시)의 회전속도를 변환시키는 방법을 채택하고 있는데, 이는 통상 필터드럼(10) 내부의 수위가 높아지는 정도에 따라 필터의 막힘 상태가 비례하므로, 이러한 필터드럼(10)내부의 수위를 감지하여 고형물 분리샤워기 즉, 제 1 및 제 2 분사파이프(15)(25a)의 분사압력을 높이고 있다.

또한 제 1 및 제 2 분사파이프(15)(25a)가 모두 필터드럼(10)의 외부상단에 설치되어 있는 점이 상이하다.

이때 깔데기 모양의 고형물용기(20)를 통해 배출되는 미세고형물에는 원수의 약 2-6%에 해당하는 수분이 함유되는 것으로 관찰되고, 여과수는 약 94-98%에 해당하는 수분이 함유된다.

그런데 상기 도 1 및 도 2에 도시된 필터드럼 방식은 모두 미세고형물 즉, 이물(異物)을 떨어뜨리기 위해 고압의 물을 사용하고 있으므로 배출되는 미세고형물에는 전술한 바와 같은 정도의 수분이 함유되어 있고, 이러한 수분이 함유된 미세고형물은 또 다른 2차 처리를 필요하게 된다.

이러한 수분이 함유된 미세 고형물을 2차 처리하지 않고, 폐기하게 되면 또 다른 오염이 되며, 이를 2차 처리할 경우에 처리비용이 또 다시 필요한 문제점을 가지고 있다. 또한 낚시터와 같은 저수지 등에서는 수분량이 중요한 바, 2-6%의 물이 미세고형물과 함께 처리되므로 정화과정에서 수분이 낭비되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 미세고형물 즉, 이물을 수거할 때 수분이 함유되지 않도록 하는 오수정화장치를 제공한다.

기타 본 발명의 목적은 여러 가지가 있으나, 이는 이하 설명하는 상세한 설명과 도면을 통해 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 필터드럼식 오수정화장치의 개략구성도

도 2는 일반적인 필터드럼식 오수정화장치의 개략구성도

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 오수정화장치의 개략구성도

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 오수정화장치의 개략구성도

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 오수정화장치의 개략구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 필터드럼 20: 고형물용기

22 : 배출 파이프 22a : 제 1 수직부

22b : 수평부 22c : 제 2 수직부

30 : 여과수용기 40: 노즐

S: 공기공급부 35 : 배출 보조파이프

35a : 절곡부

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 마이크로메쉬단위의 필터가 장착되고, 중심축을 중심으로 회전하는 필터드럼과; 상기 필터드럼에 유입원수를 공급하는 유입원수 공급부와; 상기 필터드럼의 하부에 위치한 여과수용기와; 상기 필터드럼의 내부 상부에 위치한 고형물용기와; 상기 고형물 용기의 고형물을 배출하는 배출 파이프와; 상기 배출파이프의 하부에 위치하는 고형물 수집조와; 상기 필터드럼의 바깥쪽 상부에 위치한 노즐과; 상기 노즐에 고압공기를 공급하는 공기공급부와; 상기 공기공급부에서 공급되는 공기를 상기 배출파이프 내의 고형물 수집조 방향으로 분사하고, 상기 수집조 방향의 배출파이프 말단에 부압을 발생하는 부압발생장치를 그 내부에 가지고 있는 배출보조파이프를 포함하는 오수정화장치를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 여과수용기로부터 배출된 물을 가압하여 상기 공기공급부와 상기 노즐사이로 고압수를 공급하는 펌프와; 상기 노즐로 상기 펌프에서 공급된 물이 선택적으로 공급될 수 있도록 제어하는 제 1 밸브와; 상기 제 1 밸브와 연동하고, 상기 공기공급부와 상기 노즐사이에 위치하여 상기 공기공급부로부터의 공기가 선택적으로 공급될 수 있도록 제어하는 제 2 밸브와; 상기 배출파이프에서 분기한 농축수 배출관과; 상기 제 1, 2 밸브에 의해 상기 노즐에서 물이 분사될 때는 농축수배출관으로, 상기 노즐에서 공기가 분사될 때는 상기 수집조 방향의 배출파이프로 개방되는 3방향밸브를 더욱 포함하는 오수정화장치를 제공한다.

특히 본 발명은 상기 필터드럼의 바깥쪽 상부에 위치하는 분사샤워와;

상기 여과수 용기로부터 배출된 물을 가압하여, 상기 분사샤워를 통하여 필터드럼으로 분사하는 펌프와; 상기 배출파이프에서 분기한 농축수 배출관과; 상기 펌프가 작동될때는 농축수 배출관으로, 상기 공기공급부가 작동될 때는 상기 수집조 방향의 배출파이프로 개방되는 3방향 밸브를 더욱 포함하며, 상기 펌프와 상기 공기공급부는 둘 중 하나만 선택적으로 작동되는 오수정화장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이때 도 1, 2에 도시된 일반적인 오수처리장치와 유사한 기능을 하는 요소에 대해서는 동일, 유사한 참조부호를 부여한다.

도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 오수정화장치의 개략구성도로, 도시한 바와 같이 본 발명은 도 1, 2에 제시된 바와 같은 필터드럼식 오수정화장치에 관한 것이다. 도면 중 필터드럼(10)과 연결된 각 파이프는 모두 필터드럼의 회전축방향으로 연결된 것을 이해의 편의를 위하여 도시한 것이고, 이는 본 명세서에 첨부된 여타 도면도 동양(同樣)이다.

즉, 마이크로메쉬타입의 필터가 장착된 필터드럼(10)에 유입원수공급부(1)를 통하여 유입원수가 유입되고, 이 유입원수는 수위차로 인하여 회전하는 필터드럼(10)에 의하여 여과되어 여과수와 미세고형물로 분리된다. 이때 여과수는 필터드럼(10)의 외부로 빠져나가 여과수용기(30)에 수집되고, 미세 고형물은 필터드럼(10)의 내면에 잔류하게 된다.

이때, 필터드럼(10)의 내측에 붙어 있는 잔류 미세고형물을 제거하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 공기가 분사되는 노즐(40)이, 필터드럼(10)의 바깥쪽 상부에 설치되어 있는 점에 그 차이가 있다.

이 노즐(40)은 컴프레셔 또는 송풍기와 같은 공기공급부(S)에서 공급되는 공기를 분사하는 장치로서, 유입원수가 여과되는 과정에서 필터드럼(10)의 내측에 잔류 부착된 고형물 즉, 이물(異物)을 제거하여 필터로서의 기능을 다시 회복하도록 하는 역할을 한다.

한편, 상기 노즐(40)의 고압공기에 의해 떨어진 고형물은 필터드럼(10) 내부에 있는 고형물용기(20)로 낙하하여 배출파이프(22)를 통하여 수집조(50)로 배출하게 된다. 이 배출파이프(22)는 한 예로 고형물용기의 하단과 연결된 제 1 수직부(22a)와, 제 1 수직부(22a)의 말단과 일단이 연결된 수평부(22b)와, 이러한 수평부(22b)의 타단에서 아랫방향으로 연장된 제 2 수직부(22c)로 이루어질 수 있는데, 이러한 배출파이프(22)의 수평부(22b)의 소정의 위치에는, 바람직하게는 상기 공기공급부(S)로부터 배출파이프(22) 내부로 공기를 분사하는, 배출파이프(22)보다 작은 직경을 가지는 배출보조파이프(35)가 인입된다.

이러한 배출보조파이프(35)는 배출파이프(22)를 통한 고형 이물의 배출을 원활하게 하기 위함인데, 이를 위하여 그 말단은 배출파이프(22)의 내부에 인입된 상태에서 수집조 방향으로 절곡된 형상을 가지고 있다. 즉, 배출보조파이프(35)는 공기공급부(S)로부터 공급된 공기를 배출파이프(22)의 제 2 수직부(22c)쪽으로 분사하여, 수집조(50)로 배출되는 고형이물의 제 2 수직부(22c)의 흐름에 부압을 부여함으로써, 고형이물의 배출을 원활히 할 수 있도록 보조하는 역할을 하는데 이러한 배출보조파이프(22)의 절곡부(35a)에는 부압을 형성하기 위한 일반적인 부압발생장치가 포함될 수 있는데, 이는 한 예로 노즐(nozzle)형상이 될 수 있다.

즉, 필터드럼(10)의 내측에 부착된 상태에서, 노즐(40)로 분사되는 공기에 의하여 고형물 용기(20)로 떨어진 고형물은, 높이차에 의하여 배출파이프의 제 1 수직부(22a)와 수평부(22b) 및 제 2 수직부(22c)를 통하여 수집조(50)로 배출되는데, 이러한 고형물은 수분이 제거되어 유동성이 없는 상태이므로 배출파이프(22)와의 마찰이 크다. 이러한 고형물과 배출파이프(22)와의 마찰에 의하여 수집조(50)로의 배출이 원활하게 진행되지 않게 되므로, 본 발명에서는 부압을 발생할 수 있는배출보조파이프(35)를 더욱 포함하게 하여 고형이물의 배출을 보조할 수 있게 한다.

이때 미설명부호 17의 레벨센서는 종래의 레벨센서와 같이 필터드럼(10)의 마이크로메쉬 필터의 필터성능을 유지하기 위한 요소로서, 필터드럼(10)내의 수위가 높으면 필터가 막혀서 잘 여과되지 않게 되므로 이럴 경우에 레벨센서의 감지에 의하여 상기 공기공급부(S)에서 공급되는 공기의 압력을 높이거나 공기공급부(S)에서 노즐(40)로 향한 분사빈도를 늘리게 된다.

본 실시예로 인하여 고형물용기(20)와 수집조(50)에 저장되는 고형물은 수분함량이 거의 없는 고형물이 수집되므로 별도의 2차 처리가 거의 필요 없으므로, 일례로 축산폐수 처리에 적용 될 경우에 거름 등으로 즉시 사용 가능하게 된다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 개략 구성도로서, 도 3의 실시예와 다른 점은, 상기 여과수용기(30)에서 배출되는 여과수 중 일부를 가압하는 펌프(P)를 추가하여 상기 공기공급부(S)와 상기 노즐(40) 사이에 여과수를 공급하는 구성을 이루고 있다. 이때 여과수는 상기 공기공급부(S)에서 공급되는 공기와 선택적으로 공급되도록 펌프(P)와 상기 노즐(40) 사이에 제 1 솔레노이드밸브(48)와, 공기공급부(S)와 노즐(40) 사이에 제 2 솔레노이드밸브(43)를 각각 개재하고 있다. 여기서 솔레노이드밸브를 채택하고 있으나, 밸브역할을 하는 어떠한 밸브라도 무관하다.

상기 제 1, 2 솔레노이드밸브(48)(43)은 둘 중 하나 또는 동시 개방되어 필요에 따라 물 또는 공기가 노즐(40)로 공급되도록 한다.

또한 이러한 노즐(40)에서 분사되는 공기 또는 여과수에 의하여 고형물용기로 떨어진 고형물이 배출되는 배출 파이프의 수평부에서 분기될 수 있으며, 여기에 장착된 3방향 밸브에 의하여 제어되는 농축수 파이프를 더욱 포함한다.

이때 여과수가 노즐(40)을 통해 분사될 때는, 상기 고형물용기(20)에 저장되는 고형물이 어느 정도의 수분을 함유하고 있으므로, 상기 고형물배출파이프(22)와 농축수 파이프 사이에 3방향밸브(42)를 개재하여 미도시된 농축수저장조 방향(46)으로 오픈하고, 노즐(40)로 공기가 분사되는 경우에는 3방향밸브(42)는 배출 파이프(22)의 제 2 수직부(22c)쪽으로 오픈하여 수집조(50)로 고형물을 배출한다.

여기서 상기 제 1, 2 솔레노이드밸브(48)(43)에 의해 선택 제어되는 여과수 또는 공기의 분사와, 3방향밸브(42)는 서로 연동되는 것이 바람직하다. 즉, 전술한 본 발명의 제 1 실시예와 같이 공기에 의해서만 필터에 부착된 고형물을 제거하는 경우에 필터재생능력이 떨어질 경우가 있으므로, 이러한 본 발명의 제 2 실시예에서는 소정의 시간간격으로 여과수를 노즐(40)을 통해 공급해 줌으로써 필터재생능력을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다. 이 때에는 고형물에 수분이 어느 정도 함유되어 있으므로 배출파이프(22)의 제 2 수직부(22c)를 통하여 수집조(50)로 가기 전에 3방향밸브(42)를 이용하여 배출방향을 농축수 파이프를 통하여 농축수 저장조(46)로 향하도록 구성되어 있다.

즉, 이 실시예는 필터의 재생능력을 보다 향상시키면서, 농축수 발생을 최소화하고, 수집조에는 수분이 거의 없는 고형물상태의 이물(異物)이 수집되도록 할 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시한 대략 구성도로서, 도 4에 개재된 본 발명의 제 2 실시예에서는 노즐(40)을 통해 공기와 여과수가 선택적으로 공급되었지만, 노즐(40)에 문제가 발생할 여지가 있는 경우에, 별도의 여과수 공급라인(49)을 두어 이물(異物)을 분리해낼 수 있도록 구성한 것이고, 이때에는 상기 펌프(P)와 상기 공기공급부(S)가 둘 중 하나만 선택적으로 작동되도록 하는 것이 바람직하다.

이때 3 방향밸브(42)의 작동원리는 제 2 실시예에서 설명한 바와 같다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오수정화장치로 인하여, 낚시터와 같이, 수분이 부족한 저수지 등의 물을 정화함에 있어, 걸러진 배출물의 수분함량을 최소화하여 수분의 불필요한 낭비를 억제할 수 있는 이점이 있다. 또한 축산폐수 정화 등에 이용될 경우 수집된 고형이물에는 최소화된 수분만 포함되므로(실제로 수집조에 수집된 고형이물에는 수분이 거의 없게 된다), 별다른 2차 처리없이 고형물을 거름 등으로 활용할 수 있는 이점이 있다.

아울러 농축수 배출이 최소화되므로 농축수 처리문제가 해결될 수 있는 장점을 가지고 있어, 연삭장비용 연삭유 여과장치, 공장내 세정기용 필터 등에 적용될 경우에 별다른 액 보충이 불필요하게 된다.

이러한 본 발명은 부유물이 포함된 액체의 여과등이 필요한 모든 분야에 적용이 가능한 반영구적 필터 무교환 장치가 될 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 방법을 설명하였으나, 이는 예시이며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이는 모두 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같다.

Claims (3)

1. 마이크로메쉬단위의 필터가 장착되고, 중심축을 중심으로 회전하는 필터드럼과;

   상기 필터드럼에 유입원수를 공급하는 유입원수 공급부와;

   상기 필터드럼의 하부에 위치한 여과수용기와;

   상기 필터드럼의 내부 상부에 위치한 고형물용기와;

   상기 고형물 용기의 고형물을 배출하는 배출 파이프와;

   상기 배출파이프의 하부에 위치하는 고형물 수집조와;

   상기 필터드럼의 바깥쪽 상부에 위치한 노즐과;

   상기 노즐에 고압공기를 공급하는 공기공급부와;

   상기 공기공급부에서 공급되는 공기를 상기 배출파이프 내의 고형물 수집조 방향으로 분사하고, 상기 수집조 방향의 배출파이프 말단에 부압을 발생하는 부압발생장치를 그 내부에 가지고 있는 배출보조파이프

   를 포함하는 오수정화장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 여과수용기로부터 배출된 물을 가압하여 상기 공기공급부와 상기 노즐사이로 고압수를 공급하는 펌프와;

   상기 노즐로 상기 펌프에서 공급된 물이 선택적으로 공급될 수 있도록 제어하는 제 1 밸브와;

   상기 제 1 밸브와 연동하고, 상기 공기공급부와 상기 노즐사이에 위치하여 상기 공기공급부로부터의 공기가 선택적으로 공급될 수 있도록 제어하는 제 2 밸브와;

   상기 배출파이프에서 분기한 농축수 배출관과;

   상기 제 1, 2 밸브에 의해 상기 노즐에서 물이 분사될 때는 농축수배출관으로, 상기 노즐에서 공기가 분사될 때는 상기 수집조 방향의 배출파이프로 개방되는 3방향밸브

   를 더욱 포함하는 오수정화장치
3. 청구항 1 에 있어서,

   상기 필터드럼의 바깥쪽 상부에 위치하는 분사샤워와;

   상기 여과수 용기로부터 배출된 물을 가압하여, 상기 분사샤워를 통하여 필터드럼으로 분사하는 펌프와;

   상기 배출파이프에서 분기한 농축수 배출관과;

   상기 펌프가 작동될때는 농축수 배출관으로, 상기 공기공급부가 작동될 때는 상기 수집조 방향의 배출파이프로 개방되는 3방향 밸브를 더욱 포함하며,

   상기 펌프와 상기 공기공급부는 둘 중 하나만 선택적으로 작동되는 오수정화장치