KR200242570Y1 - 오폐수 처리용 여과기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상향류식 오폐수 처리용 여과기에 관한 것으로, 더 상세하게는 물 속에 용존되어 있는 불용성 부유 고형물을 효과적이며 경제적으로 여과하기 위하여 여과기 내부에서 응집침전과 여과를 동시에 수행할 수 있는 상향류식 오폐수 처리용 여과기를 제공할 목적으로, 원통형 관으로 된 여과기 소정의 높이에 원수 유입관이 구비되고, 원수 배출구의 하부측으로 차단막 및 경사판을 구비하고, 경사판 내부에는 모터에 의해 회전 가능한 스크래퍼와 침전물배출구를 구비하고, 여과기 몸체 상부측에 모터에 의해 회전 및 상하 유동이 가능한 여재층을 구비함으로서, 여과기 내에 응집제를 투입하여 여과기 하부측에서 응집침전을 이룰 수 있고, 상부측에 구비된 여재층으로써 응집되지 않고 부상하는 부유 고형물을 효과적으로 포집할 수 있도록 하였으며, 또한 역세정의 공정이 삭제되어 연속 운전을 가능하게 한 오폐수 처리용 여과기를 제공한다.

Description

오폐수 처리용 여과기{FILTER FOR TREATMENT OF WASTEWATER}

본 고안은 오폐수 처리용 여과기에 관한 것으로, 더 상세하게는 물 속에 용존되어 있는 불용성 부유 고형물을 효과적이며 경제적으로 여과할 수 있는 상향류식 여과기에 관한 것이다.

산업 사회가 발전함에 따라 산업 발전의 지속 및 인간의 삶을 영위하기 위하여 물은 필요 불가결한 요소가 되었고, 따라서 강을 중심으로 인구가 집중되어 크고 작은 도시를 형성하였다. 산업 사회가 확대되고 인구의 도시 집중 현상이 두드러지게 나타나고 있으나, 사회 간접 자본 투자의 미비로 공해는 더욱 심화되고, 특히 하천이나 강으로 부유 고형물(SUSPENDED SOLIED)이 그대로 방출됨으로써, 하천이나 강의 바닥에서 고형물이 쌓여 부패되고 그로 인하여 질소, 인등의 2차적인 오염물질이 발생하여 부영양화의 원인이 되고 있으며, 하천이나 강물의 부영양화의 진행은 커다란 사회적 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 부영양화의 원인이 되는 오폐수에 함유된 부유 고형물의 여과 방법이 다양하게 개발되고 있는데, 보편적으로 하향류식 여과 방법과 상향류식 여과 방법이 사용되고 있다.

종래의 일 예인 하향류식 여과 방법은 1차로 침전지에서 응집제에 의한 응집침전을 거치고, 2차로 여과기의 내부에 모래나 무연탄을 재료로 하여 여과층을 형성한 여과실에서 여과층의 상단에서 원수를 흐르게 하여 부유 고형물을 여과하는 것으로서, 사용이 지속되어 부유 고형물의 과다한 포집으로 여과층이 막히는 현상을 해결하기 위하여 여과층의 하단에서 펌프에 의해 공급되는 세정수가 여과층을 역으로 통과하게 하여 포집된 부유 고형물을 제거하는 역세정 과정이 필요하게 된다.

그러나, 하향류식 여과 방법은 고농도의 고형물이 함유된 오폐수의 처리시는 독립된 하나의 여과기로는 처리가 불가능하여 침전과 여과의 과정을 분리하여 사용하게 되는데, 이는 설치 면적이 크고 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 여과층의 세정을 위한 역세정 과정은 여과 운전을 중단하고 시행해야 하므로 시간적 손실과물적 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있다.

종래의 또 다른 예인 상향류식 여과 방법은 여과실의 내부에 여과층을 형성하고 원수를 여과층의 하부측에서 균일한 분포로 상승하게 하여 여과를 이루고, 고형물을 포집한 여과층의 세정을 위하여 공기펌프에 의해 관로를 통해 여과층의 하부로 유입된 공기가 여재를 밀어 올려 상향류하는 여과수에 의해 세정하게 한 것으로, 여과와 세정을 동시에 할 수 있도록 했다.

그러나, 상기한 상향류식 여과 방법은 하향류식에서의 역세정과 동일한 것이어서 세정의 효과를 높이기 위해 유입되는 압력을 높이게 되면 여과층의 균열된 틈으로 고형물이 여과되지 않고 통과하여 여과능력을 상실하게 되므로 저속 소용량의 여과는 가능하나 급속 여과 및 대용량의 여과는 불가능한 문제점이 있다.

이러한 상향류식 여과 방법의 개선책으로 원수를 하향류 하도록 하고 여재의 세정은 펌프의 흡입력으로 여과층의 하부에 있는 여재를 관로를 통하여 끌어 올려 여과수에 의해 세정하는 것이 있으나, 이 또한 고속 여과 처리가 불가능하고 대용량의 여과 처리시 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

오폐수의 부유 고형물을 제거하기 위한 방법의 주요 과제는 단시간 내에 얼마나 많은 양의 부유 고형물의 여과를 수행할 수 있는가 하는 것이다. 이러한 조건을 만족하기 위해서는 역세정과 같은 시간적 손실 없이 연속 운전이 가능해야 하고, 여과층의 균열이나 파괴가 발생하지 않는 구조이어야 하며, 부가적으로 경제적인 면을 고려하여 설치 면적이 최소화되면 더욱 바람직할 것이다.

이에 따라, 본 고안은 상기와 같은 종래의 하향류식 여과 방법 및 상향류식 여과 방법이 갖는 제반 문제점을 해결하고 보다 바람직하게 오폐수에 용존된 부유 고형물의 여과를 할 수 있도록 하기 위하여 창출된 것으로서, 펌프로 유입되는 원수가 여과기 내에 투입될 때 응집제를 직접 투입하여 여과기 하부측에서 부유 고형물과 응집 반응하게 하여 응집침전을 이루게 하고, 상부측에는 여재층을 구비하여 응집되지 않고 부상하는 부유 고형물을 효과적으로 포집할 수 있도록 하며, 여재층은 회전 및 상하 왕복 운동을 실행함으로써 자동으로 세정되도록 하여 여재층의 사용 수명을 연장시킴과 동시에 여재층을 교체 가능한 수단으로 함으로서, 여과기 내에서 응집침전과 여과를 동시에 수행할 수 있으며, 역세정의 공정이 삭제되어 연속 운전이 가능하고 대용량 및 고속 여과 처리가 가능한 오폐수 처리용 여과기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 하향류식 여과기의 여과 방법을 대략적으로 나태낸 구성도.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 상향류식 여과기를 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 여과기 11 : 원수배출구

12 : 경사판 14 : 차단막

15 : 배출밸브 21 : 스크래퍼

31 : 여재층 32 : 여재축

40 : 여과수배출구

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 하향류식 여과기의 여과 방법을 대략적으로 나태낸 구성도이다. 하향류식 여과기의 운전은 오폐수가 유입되는 관로인 원수유입관(100)으로부터 원수가 유입되어 침전지(101)로 모이고, 침전지(101) 내부에 응집제를 투입하여서 원수에 함유된 부유 고형물과 응집반응을 일으켜 침전물은 침전지(101)의 하단으로 쌓이게 된다. 침전지(101) 내부의 상승된 침전수는 침전수펌프(110)에 의해 여과실(111)로 이동되고, 침전수는 여과실(111) 내부에 구비된 여과층(112)에 의해 여과되어 여과수배출관(120)을 통하여 적절한 곳으로 배출되는 것이다.

상기 여과층(112)은 여과의 운전이 지속됨에 따라 침전지(101)에서 응집되지 않은 부유 고형물이 계속 포집되고 포집량이 증가함에 따라 여과 기능을 상실하게 되어 여과층(112)을 이룬 여재의 교체가 요구되는데, 여과층(112)의 구성은 모래 또는 무연탄 등으로 되어 사실상 교체하기에는 어려움이 많다. 따라서 여과실(111)의 하단에 세정수유입관(114)을 구비하여 여과 운전중에는 3방콕크밸브(115)를 세정수유입관(114)이 차단되도록 제어하고, 여과층(112)을 세정하기 위해서는 3방콕크밸브(115)를 여과수배출관(120)이 차단되도록 제어하며, 세정펌프(113)를 가동하여 세정수를 압입시켜 여과층(112)의 하단으로부터 고압력으로 상승시키는 것으로 역세정을 할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 하향류식 여과 방법은 침전지와 여과실이 서로 분리되어 설치되므로 설치 공간이 크게 소요되고, 역세정을 운전하는 시간동안은 여과 운전을 할 수 없으며, 세정수는 역세정펌프(113)로부터 고압력으로 압입되어야 함으로 큰 동력의 펌프를 필요로 한다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 상향류식 여과기를 나타낸 구성도이다. 본 고안은 종래의 예인 도 1에 도시된 하향류식 여과 방법에서 발생하는 문제점을 해결하고 더욱 발전된 여과 방법으로서, 원통형 관으로 된 여과기(1)와, 여과기(1)의 하단으로부터 3분의 1 지점의 일측에 오폐수가 유입되는 원수유입관(10)이 구비되고, 원수 유입관(10)을 통하여 유입된 원수는 여과기(1)의 하향으로 배출되는 원수배출구(11)를 형성하며, 여과기(1)의 바닥과 원수배출구(11) 사이에는 원수에 포함된 부유 고형물이 응집제와 응집 반응한 침전물이 자연스럽게 가라앉을 수 있도록 유도하는 경사판(12)이 구비되고, 경사판(12)으로 유도된 침전물은 침전물축적실(13)로 쌓이게 되며, 침전물축적실(13)의 하부 일측에는 배출밸브(15)를 구비한 침전물배출구(16)가 구비되어 배출밸브(15)의 개방시에는 축적된 침전물이 여과기 외부로 배출이 되게 할 수 있다.

부유 고형물이 응집제와 응집 반응한 침전물은 고체화되어 있기 때문에 침전물배출구(16)를 통하여 배출이 원할하지 않은 경우나 경사판(12)에 고착되는 경우가 있으므로, 응집침전물의 배출과 침전을 좀 더 원할이 하기 위해서 경사판(12)의 내부에는 스크래퍼(21)가 구비되고, 상기 스크래퍼(21)의 중앙에 스크래퍼축(22)이 구비되어 스크래퍼모터(23)에 의해 회전 가능하도록 되어 있으며, 상기 스크래퍼(21)의 회전으로 비교적 비중이 낮은 침전물이 부상하는 것을 일부 차단하기 위하여 스크래퍼(21) 상단에 다수개의 차단막(14)이 설치된다.

또한, 응집제와 응집 반응하지 못하고 부상하는 부유 고형물들을 유출시키지 않고 여과기(1) 내부에서 효과적으로 여과하기 위하여 여과기(1)의 상부측에는 1000mm 정도의 층을 이룬 여재층(31)이 구비되어 부상하는 미세 고형물을 완벽하게 제거할 수 있도록 하였고, 여재층(31)을 이루는 재료는 비중이 매우 낮은 천연 재료인 부석 알갱이의 집합체를 사용한다. 여재층(31)은 표면이 매우 거칠고 각이 선명해서 여과 효과를 더욱 상승시킬 수 있으며, 비중이 매우 낮기 때문에 여과기(1) 내의 압력이 상승될 경우 여재층(31)의 여재 공극이 좁아져서 여과 효율은 더욱 높아지게 된다. 상기 여재층(31)도 사용이 지속될 경우에는 여재의 공극에 부유 고형물의 포집량이 증대되기 때문에 여과 기능을 상실하게 된다. 따라서, 여재층(31)을 세정해야 하는데, 여재층(31)의 여재를 담고 있는 용기가 카트리지 타입(CARTRIDGE TYPE)으로 되고, 중심에는 나사산이 형성된 여재축(32)이 상향으로 되며, 여재축(32)은 여재모터(33)와 연결되도록 하여서, 여재모터(33)의 동작으로 여재층(31)이 회전하며 상하 운동을 하게 되어 여재층(31)의 세정을 자동적으로 할 수 있게 된다. 이러한 여재층(31)의 회전 및 상하 동작에 의한 세정은 여재층(31)의 교환 시기를 대폭 지연할 수 있고, 여재층(31)을 이루는 여재가 용기에 저장된 카트리지 타입이어서 여재층(31)의 교체도 용이하게 할 수 있다. 이때, 여재층(31)의 면적은 가능한 여과기(1) 면적의 전부를 막는 것이 바람직하다.

상기와 같이 여재층(31)의 상향류 여과에 의해 부유 고형물이 완전 제거된 여과수는 여재층(31)의 상부에 위치한 여과수배출구(40)를 통하여 적절한 곳으로 배출되게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 오폐수 부유 고형물의 여과 방법은 침전지와 여과실이 서로 분리되지 않고 여과기 내부에서 응집침전과 여과를 동시에 수행할 수 있게 되므로 여과 장치의 설치 면적이 최소화되어 설치비 절감 및 시공이 간단하게 되고, 여재층의 역세정 과정이 필요 없이 여재층이 상하 운동하게 한 것으로 자동 세정이 가능하므로 세정에 따른 시간적 손실과 물적 낭비를 막을 수 있으며, 여과 운전의 중단 없이 연속 운전이 가능하게 되어 여과 효율이 크게 향상되고, 대용량의 여과 능력 및 고속 여과 처리도 가능하게 한 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 상향류식 여과기에 있어서,

   원수유입구 상부측에 여재층을 위치시켜 상향류하는 오폐수를 여과하여 여과수배출구를 통해 배출시키고,

   원수유입구 하부측에 일정 간격으로 하는 다수개의 차단막을 위치시키며,

   상기 차단막의 하부에 공지의 회전 가능한 스크래퍼와 경사판을 구성하고,

   상기 경사판 하부에서 응집된 침전물을 배출밸브를 통해 유출시킴을 특징으로 하는 오폐수 처리용 여과기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 여재층은 모터에 의해 회전하며 상하 동작이 가능하게 한 것을 특징으로 하는 오폐수 처리용 여과기.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 여재층은 부석알갱이의 집합이 일체로 된 것을 특징으로 하는 오폐수 처리용 여과기.