KR100476851B1 - 중력식 섬유여과기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중력식 섬유여과기에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 하수처리장이나 정수처리장등의 대량수류가 연속하여 흐르는 수로의 일부분을 차단하고 그곳에 침지시키는 여과조와; 상기 여과조의 내부에 충진되는 여과모듈과; 상기 여과조의 유출관에 연결되어, 상기 여과조 외측 상단방향으로 연장하되, 그 연장된 높이가 상기 여과조의 유입구보다 하단이어서, 그 연장된 높이가 유입되는 원수의 여과개시 수위로 결정되게 하는 유출관과; 역세수위체크센서와; 외부로부터 상기 여과조의 저부로 역세공기를 유입시키는 공기 유입관과; 상기 여과조의 저부로 역세수가 유입되도록 하는 제어수단과; 상기 여과조의 상단부에 형성된 역세배출관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기에 관한 것이다.

본 발명에 의하여 대용량 연속수류에 함유된 부유물질을 여과하는 중력식 섬유여과기가 제공되며, 특히 여과조를 상부로 인양할 수 있도록 하여 수로의 물을 뺄 필요없이 유지보수와 교환이 가능하고 그 유지보수와 교환이 손쉬운 중력식 섬유여과기가 제공되는 이점이 있다.

Description

중력식 섬유여과기{Gravity Flow filter using Fiber medium}

본 발명은 중력식 섬유여과기에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 하수처리장이나 정수처리장등의 대량수류가 연속하여 흐르는 수로의 일부분을 차단하여 침지시키며 상단일측에 역지변을 경유하여 원수를 내부로 유입시키는 유입구가 형성되고, 저면에 유출관이 형성된 여과조와; 상기 여과조의 내부에 충진되는 여과모듈과; 상기 여과조의 유출관에 연결되어, 상기 여과조 외측 상단방향으로 연장하되, 그 연장된 높이가 상기 여과조의 유입구보다 하단이어서, 그 연장된 높이가 유입되는 원수의 여과개시 수위로 결정되게 하는 유출관과; 상기 유출관에 의하여 여과가 개시된 후, 상기 여과조에서 여과가 진행되면서, 상기 여과모듈내에 축적되는 부유물질에 의하여 여과저항이 증가되어 여과조내의 수위가 상기 여과조의 유입구 높이만큼 상승되면 이를 감지하여 제어신호를 발생시키는 역세수위체크센서와; 외부로부터 상기 여과조의 저부로 연장형성되어, 상기 역세수위체크센서의 제어신호를 조건으로 내부로 역세공기를 유입시키는 공기 유입관과; 상기 유출관의 일측에 형성되어 상기 역세수위체크센서의 제어신호를 조건으로 상기 여과조로 역세수가 유입되도록 하는 제어수단과; 상기 여과조의 유입구보다 상단부에 형성되어, 공기의 기포진동과 역세수에 의하여 상기 여과모듈에 축적된 부유물질이 여과조의 상단으로 집중되면 이를 외측으로 배출시키는 역세배출관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기를 기술적 요지로 한다.

일반적으로 여과공정은 부유물질을 함유한 원수를 여과장치에 유입시켜 부유물질(SS)이 제거된 깨끗한 처리수를 배출시키는 공정으로, 원수중의 부유물질을 여과장치의 여과층 내의 공극에 체분리, 침전, 관성충돌, 차단, 흡착, 응집 등의 복잡한 메카니즘으로 억류·포획시키고, 깨끗한 물만 처리수로서 배출시키는 과정으로서, 상기 여과공정을 계속하게 되면 여과층 내의 공극은 점점 부유물질로 채워지고 여과저항이 증가하여 더 이상 여과공정을 계속할 수 없는 상태에 이르게 되며, 이때 깨끗한 세척수와 공기 등을 주입하여 공극에 포획된 부유물질을 배제시키기 위한 세척공정이 필요하다.

상기 부유물질 (浮游物質 :suspended solids(SS))은 오염된 물의 수질을 표시하는 지표로서, 현탁고형물(懸濁固形物)이라고도 한다.

도시 폐수 ·공장 폐수 중에는 유기질 및 무기질의 고형물이 현탁상태로 포함되어 있으며, 하천 ·호소 ·해역 등 자연수역에 방류되면 물의 탁도를 높이고 외관을 더럽히며, 그 중 생물분해 가능한 유기물질이 용존산소(溶存酸素)를 감소시키는 등 자연수질을 오염시킨다.

한편 대용량의 수처리가 필요한 연속수류에 대한 상기 부유물질의 여과공정(방류수의 여과공정)은 수류의 흐름에 따라 구분하여 횡류 연속 중력식과 하향류 연속중력식 또는 하향류 연속 압력식으로 분류된다.

상기 횡류 연속중력식으로는 카페트형 섬유여과포를 이용하여 중력에 의한 저압수두방식으로 원수를 탱크 또는 수조로 유입시켜 여과시키는 아쿠아 디스크 필터(Aqua Disk Filter : 미국식)와 가변저속의 연속회전 센터드럼에 부착된 미세망을 원수가 내부에서 외부로 통과하며 여과되는 마이크로 디스크 필터(Micro Disk Filter : 스웨덴식)이 있다.

상기 횡류연속중력식의 경우에는 처리수질이 우수하고 설치공간이 작아 소요부지 면적이 적고, 설비가 단위기기별로 제작되어 유지보수가 쉬운 장점이 있으나, 유입수질 및 유량변동에 따른 개별기기의 대처가 힘들고, 회전드럼의 회전수를 감소시키거나 디스크의 세척빈도를 줄이면 여과효율은 증가되나 처리용량은 감소되며, 각 디스크의 세척시 고압에 의한 필터엘러멘터의 손상으로 인하여 수명이 감소되고 정비나 여재 교환시 운전을 중단하고 전체배수가 필요한 등의 단점이 있다.

상기 하향류 연속 중력식은 원수를 여재층 상부로 유입시켜 여재층을 하향으로 통과한 후, 하부 집수장치로 유출시키는 중력식 사여과지(미국식, 프랑스식)가 있으며 이때에 상기 여재층은 주로 모래로 구성되며, 여재의 수명은 약 5년정도이다.

상기 중력식 사여과지는 머드 볼(MUD BALL)등에 의한 여재폐색이 발생되지 않고 손실수두가 적어 자연유하로 여과가 가능하다는 장점이 있으나, 소요면적이 대단히 크고, 초기 투자비용이 비쌀 뿐만 아니라, 태양광에 의한 조류성장 촉진 및 역세수량이 많아 반송부하에 영향을 미치며, 무엇보다도 여재(모래)의 용량이 많아 교환이 매우 번거롭고, 필터의 세척을 위하여 운전을 중단하고 여과조를 전체배수해야 하는 등의 애로사항이 지적되고 있다.

따라서 대용량의 연속수류 즉, 방류수의 수처리 여과에 대한 연구개발은 여전히 개선되어야 할 과제를 안고 있다고 할 것이다.

본 발명은 상기한 대용량 연속수류에 잔존하는 부유물질을 여과하는 새로운 방식의 중력식 섬유여과기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 상기 횡류연속중력식의 처리수질이 우수하고 설치공간이 작아 소요부지 면적이 적고, 설비가 단위기기별로 제작되어 유지보수가 쉬운 장점을 유지하고, 그 단점을 개선시키는 중력식 섬유여과기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하수처리장이나 정수처리장등의 대량수류가 연속하여 흐르는 수로의 일부분을 차단하여 그곳에 침지시키며, 상단일측에 역지변을 경유하여 원수를 내부로 유입시키는 유입구가 형성되고, 저면에 유출관이 형성된 여과조와; 상기 여과조의 내부에 충진되는 여과모듈과; 상기 여과조의 유출관에 연결되는 유연성 관으로서, 상기 여과조 외측 상단방향으로 연장하되, 그 연장된 높이가 상기 여과조의 유입구보다 하단이어서, 그 연장된 높이가 유입되는 원수의 여과개시 수위로 결정되게 하는 유출관과; 상기 유출관에 의하여 여과가 개시된 후, 상기 여과조에서 여과가 진행되면서, 상기 여과모듈내에 축적되는 부유물질(SS) 등의 부유물질에 의하여 여과저항이 증가되어 여과조내의 수위가 상기 여과조의 유입구 높이만큼 상승되면 이를 감지하여 제어신호를 발생시키는 역세수위체크센서와; 외부로부터 상기 여과조의 저부로 연장형성되는 유연성 관으로서, 상기 역세수위체크센서의 제어신호를 조건으로 내부로 역세공기를 유입시키는 공기 유입관과; 상기 유출관의 일측에 형성되어 상기 역세수위체크센서의 제어신호를 조건으로 상기 여과조로 역세수가 유입되도록 하는 제어수단과; 상기 여과조의 유입구보다 상단부에 형성되어, 공기의 기포진동과 역세수에 의하여 부유물질이 여과조의 상단으로 집중되면, 이를 외측으로 배출시키는 역세배출관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기를 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 중력식 섬유여과기는 수로의 일부분을 차단하여 일렬 또는 일렬 이상 복수개 배열시켜 침지시키고, 상단에 유지보수 필요시 각 단위 중력식 섬유여과기를 독립적으로 인양하는 승강기를 형성시키는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기로 되는 것이 바람직하다.

또한 상기 여과모듈은 원통체로서 외주면에 여과수 유입공이 조밀형성된 다공관과; 상기 다공관 상부에 방사형 가지로 형성되며, 상기 다공관과는 회전되게 결합된 상부 여재걸대와; 상기 다공관에 고정 결합된 방사형 가지의 하부 여재걸대 및; 상기 상부 여재걸대와 하부 여재걸대에 슬라이딩 되도록 고리로 연결된 섬유사 다발로서, 상기 상부 여재결대의 회전에 의한 조임과 풀림에 의해 공극이 조절되는 여과층을 형성시켜, 상기 여과조에 연결된 원수 유입관을 통하여 원수가 유입되어 상기 다공관 외주면의 여과수 유출공으로 유류가 형성되면 원수를 여과시키는 섬유여재와; 상기 여과조의 상측 외부로 연장형성된 상부 여재걸대의 축과; 기어결합과 피스톤으로 구성되며, 상기 여과조의 상측 외부에서 상기 상부 여재걸대의 축에 기어결합되어 상기 상부 여재걸대를 회전시키는 회전수단으로; 구성되어 상기 회전수단으로 상기 여재걸대를 회전시킴으로써, 상기 섬유여재의 공극을 제어시키는 회전식 공극제어 여과기인 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기로 되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 여과모듈은 원통체로서 외주면에 여과수 유입공이 조밀형성된 다공관과; 상기 다공관 상부에 마운트되고 단부에는 고리가 삽입된 상부 지지대와; 상기 다공관에 고정 결합된 하부 여재걸대 및; 상기 다공관의 상측 중심에 마련된 무게추와; 상기 다공관을 에워싸는 섬유사 다발들로서, 각 섬유사 다발의 상측은 상기 상부 지지대의 고리들을 통과하여 상기 무게추에 집중연결되고 하측은 하부여재걸대에 각각 연결되는 섬유여재와; 상기 무게추의 저부에 연결되며 역세수의 수위에 따라 상기 무게추를 부력으로 승강시켜 상기 섬유여재의 공극을 제어시키는 부표로; 구성되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기로 되는 것이 바람직하다.

또한 상기 여과모듈은 여과조내에 섬유여재를 깊이에 따라 차별을 두어 하단부로 갈수록 충진율이 커지도록 장입시킨 심층여과기인 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기로 되는 것이 바람직하다.

또한 상기 여과모듈은 원통체로서 외주면에 여과수 유입공이 조밀형성된 다공관과; 여과조의 상단 외측에 형성된 실린더에 의하여 여과조 상단 내측에서 승강되는 피스톤로드와; 상기 다공관을 에워싸는 섬유사 다발들로서, 상기 각 섬유사 다발의 하측은 상기 다공관 하부에 방사형 가지로 형성된 하부 여재걸대에 고정결합되고 상측은 상기 피스톤 로드의 단부에 집중연결되는 섬유여재로; 구성되어 상기 실린더와 피스톤로드의 운동에 의하여 섬유여재의 공극이 제어되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기로 되는 것이 바람직하다.

이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 살펴보기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 그 정의는 중력식 섬유여과기를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기의 구조도이며, 도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기의 실시예시도이며 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기의 실시를 설명하는 상태도이며, 도 7는 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기를 복수개 침지시킨 사용상태도이며 도 8은 본 발명의 중력식 섬유여과기의 또 다른 실시예시도이며, 도 9는 본 발명의 중력식 섬유여과기의 또 다른 실시예시도이다.

본 발명은 연속으로 흐르는 수로내에 여과모듈(30)을 침지시켜 연속수류를 여과시키는 장치로서, 도면에 도시된 바와 같이 크게 여과조(10)와 여과모듈(30)과 유출관(20)과 역세수위체크센서(50)와 공기 유입관(40)과 제어수단(21)과 역세배출관(13)으로 구성되며, 상기 공기 유입관(40)에는 부유물질 배출제어밸브(41)가 더 포함하여 구성된다.

상기 여과조(10)에 장입되는 여과모듈(30)은 다공관(31)과 여재걸대(33, 34)와 섬유여재(32)와 회전수단(36)으로 구성되는 회전식 공극제어 여과기(도 2의 30-a), 또는 단층여과기(미도시)나 심층여과기(도 3의 30-b)를 예로 들수 있다.

이하 도 1을 참조하여 살펴보면 본 발명에 있어서 상기 여과조(10)는 하수처리장 등의 대량수류가 연속하여 흐르는 수로의 일부분을 차단하여 침지시키도록 구성된다.

상기 수로에 침지되는 여과조(10)는 여과가 실시되어야 할 원수가 유입되는 유입부와 유출부에 특징적인 부분이 있는데, 중력에 의한 수류의 흐름이 발생(더욱 정확하게는 후술하는 수위차이에 의해 수류가 발생됨)되도록 상단일측에 역지변(12)을 경유하여 원수를 내부로 유입시키는 유입구(11)가 형성되고, 저면에 유출관(20)이 형성된다.

상기 여과모듈(30)은 상기 여과조(10)의 내부에 충진되는 여과부로서, 여과조(10) 내부에 장입되는 여과모듈(30)의 종류를 특정한 것으로 한정하는 것은 아니며, 여과와 역세의 효율이 우수하고 필터만을 단위교체 할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

이와 같은 여과모듈(30)로는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 공극제어 여과기(30-a)나 심층여과기(30-b)가 고려된다.

상기 공극제어 여과기(30-a)는 여과수 유입공이 조밀형성된 다공관(31)을 원통중심에 설치하고 여과조(10)와 다공관(31) 사이에 상기 상부 여재걸대(34)와 하부 여재걸대(33)에 슬라이딩 되도록 고리로 연결된 섬유여재(32)를 조이거나 풀어 공극을 제어하는 장치이다.

이하, 상기 공극제어 여과기(30-a)는 선등록(0362594) 된 공지의 기술 내용이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한 상기 여과모듈(30)은 여과조(10)내에 섬유여재(32)를 깊이에 따라 차별을 두어 하단부로 갈수록 충진율이 커지도록 장입시킨 심층여과기(30-b)로서 선등록된 0401937의 공지 기술 내용이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 상기 유출관(20)은 상기 여과조(10)의 유출관에 연결되어, 여과된 여과수를 외부로 유출시키는 관로이며 본 발명에 있어서는 상기 여과조의 승강시 함께 승강될 수 있도록 유연성 소재(예를들어 고무호스)인 것이 특징이다.

이하 도 2 및 도 4와 함께 살펴보면 상기 유출관(20)은 특히 상기 여과조 외측 상단방향으로 연장되어 형성되되, 그 연장된 높이(WL1)가 상기 여과조(10)의 유입구(11)보다는 하단에 형성된다.

이에 의해 상기 여과조(10)로 유입된 원수는 상기 유출관(20)의 형성높이(이하 수위레벨 1(Water Level 1)의 의미에서 WL1 이라고 함)까지 수위상승하면서 차오르게 되고, 상기 WL1에서야 수위차와 중력에 의하여 여과조(10) 내부에 채워진 원수가 유출관(20)을 통하여 이동될 것이므로 상기 유출관(20)의 연장된 높이 WL1이 유입되는 원수의 여과개시 수위로 결정된다.

본 발명에 있어서 상기 여과모듈(30)을 예시한 공극제어 여과기(30-a)를 실시예로 하여 설명하며, 이러할 경우에 실제에 있어서는 도 5와 같이 섬유여재(32)를 회전 압착시켜 공극의 크기를 작게하여 실행할 것인데, 도 4의 도면상에는 도 5의 상태를 해칭의 간격및 섬유여재부의 두께로 표현하였다.

본 발명의 상기 역세수위센서(50)는 상기 여과조(10)내의 수위가 WL1에서 상승하여 정하는 일정수위에 이르렀을 때, 이를 감지하는 수위감지 센서이다.

상기 정하는 일정수위(이하 WL2라고 함)란, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 여과모듈(30)에 부유물질이 축적되어 여과저항이 증가됨에 따라 여과조(10) 내의 수위가 상승되므로, 상승된 수위는 여과모듈(30)의 오염정도를 지시하는 것이 되어, 상기 여과모듈(30)의 세척요구도에 따라 가변적으로 정해지는 것이다.

그런데 상기 WL2가 상기 여과조(10)에 형성된 유입구(11)와 같거나 높아지면 상기 원수로 여과조(10) 내의 물이 역류하게 된다.

상기 유입구(11)에 형성된 역지변(12)은 이와같은 역류를 방지하기 위하여 형성된 것이다.

상기 WL2는 상기한 바와 같이 가변적으로 정할 수 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 여과해야 할 원수가 더 이상 들어오지 않는 수위인 유입부 형성 높이와 동일하게 정하는 것이 바람직하며, 이에 의하면 본 발명의 여과실행 시간은 WL2-WL1에 해당되는 높이에 의하여 정하여 질 것이다.

상기 역세수위체크센서(50)는 WL2를 감지하여 이를 감지하여 제어신호로 발생시킨다.

상기 역세수위체크센서(50)의 제어신호에 의하여 역세공정이 개시되는데, 도 6과 함께 상기 역세공정을 살펴보면, 상기 역세공정은 상기 공기 유입관(40)으로부터 유입되는 역세공기(45)와 상기 유출구(20)로 부터 역류되어 들어오는 역세수에 의하여 이루어 진다.

자세하게는 상기 공기 유입관(40)은 외부로부터 상기 여과조(10)의 저부로 연장형성되어, 상기 역세수위체크센서(50)의 제어신호를 조건으로 내부로 역세공기(45)를 유입시킨다.

상기 공기 유입관(40) 역시 상기 여과조(10)의 승강시 함께 승강되도록 유연성 소재이어야 할 것이다.

상기 여과조(10) 저부에 형성된 공기 유입관(40)은 여과조(10) 저부에 균등하게, 또는 여과모듈(30)에 집중되게 공기가 분사될 수 있도록 공기가 분사되는 통공을 배치시킨다.

상기 공기 유입관(40)으로부터 분사된 공기는 여과조(10) 하부에서 기포를 형성시키며 역세수를 상승시키고, 이에 의해 상기 여과모듈(30)은 역세공기(45)에 의해 발생되는 강한 기포의 진동으로 털어지게 된다.

또한 상기 유출관(20)의 일측에는 상기 역세수위체크센서(50)의 제어신호를 조건으로 상기 여과조(10)로 역세수가 유입되도록 하는 제어수단(21)이 형성되는데, 상기 제어수단(21)이 작동되어 역세수가 유입되면, 상기 기포의 진동으로 털어진 부유물질을 상측으로 이송시키면서 수위를 올리게 된다.

상기 제어수단(21)의 구체적 예로서는 유출관에 연결되는 저수조에 의한 자연역류제어를 이용하거나, 상기 저수조에 제어신호에 의하여 구동되는 펌프를 포함시켜 역세수의 인입력을 보조시키는 것을 들 수 있다.

상기 자연역류제어란 상기 저수조가 상기 여과조에 연결되었을 때, 상기 역세공기(45)의 유입으로 저수조내의 물이 역류하여 여과조 내의 수위를 상승시키는것을 의미한다.

상기 저수조의 역류력이 부족할 경우에는 펌프에 의하여 상기 여과조 내로 역세수를 유입시키면 될 것이다.

이때, 예시한 공극제어 여과기(30-a)를 사용할 경우에는 도 6과 같이 섬유여재(32)의 꼬임을 풀어(상기 섬유여재의 풀림과 꼬임은 상기 섬유여재걸대에 연결된 실린더 또는 모터의 제어에 의한다. 이하 공지기술이므로 생략함) 공극이 큰 상태가 되도록하여 역세공기(45)와 역세수에 섬유여재(32)의 틈에 축적된 부유물질(SS)이 충분히 세척될 수 있는 상태가 되도록 한다.

본 발명의 상기 역세배출관(13)은 상기 여과조(10)의 유입구(11)보다 상단부에(즉, WL2보다 상단에) 형성되어, 공기의 기포진동과 역세수에 의하여 수위가 상승되고 상기 여과모듈(30)에 축적된 부유물질이 여과조(10)의 상단으로 집중되면 이를 외측으로 배출시킨다.

본 발명에서는 또한 도 2에 도시된 바와 같이 상기 여과조(10)의 상단에 역세수가 역세배출관(13)으로 쉽게 전달되도록 깔내기형 역세가이드(300)를 형성시키는 것도 고려할 만 하다.

상기 역세가이드(300)이 더 추가된다면, 여과조(10) 내에서 역세수의 수위가 상승되면 상기 역세가이드(300)에 부딪히면서 역세수의 진행각도가 여과조의 측벽방향으로 변경되어 역세배출관(13)으로 자연스럽게 안내될 것이다.

이상의 본 발명에 의하면 부유물질을 상측으로 이송시켜 배출시키게 된다.

이때 농축 부유물질의 배출효율을 상승시키기 위하여 상기 역세배출관은 반드시 관에 한정되는 것은 아니며, 여과조 상측으로 흘러넘치는 역세수를 외부로 가이드시키는 수로가 고려될 수 있다.

그런데 여과조(10)에 유입된 부유물질은 그 종류가 다양하여, 가벼운 부유물질은 역세수와 공기에 의하여 상승될 수 있으나, 무기질 부유물질이나 점성이 있는 유기질 부유물질처럼 농축 부유물질(100)의 경우에는 하측으로 가라 앉을 수 있다.

따라서 도 4에 도시된 바와 같이 역세공정 시작전 하측으로 침전되는 농축 부유물질(100)은 여과조(10)의 저부에 형성된 상기 공기 유입관(40)을 통하여 외측으로 배출하며, 이를 위하여 상기 공기 유입관(40)에는 공기의 유입경로와 부유물질 배출경로를 선택적으로 개폐시킬 제어밸브(41)가 필요하다.

도 8은 본 발명에 사용되는 공극제어여과기의 또 다른 실시예이다.

도 8에 도시된 실시예에 있어서는 공극제어섬유여과기의 섬유여재 상측단을 상부 지지대(320)를 거쳐 무게추(310)에 연결시키고, 상기 무게추(310)의 저부에는 부표(340)가 연결된다.

이러한 구조에 의하여 여과시에는 무게추(310)가 중력으로 당기는 힘에 의하여 섬유여재의 공극이 작아지게 되고, 역세척시에는 역세수의 부력에 의하여 부표(340)가 상승되면서 무게추(310)를 들어올려 섬유여재의 공극을 크게 할 수 있게 된다.

이하 도 9의 또 다른 실시예에 관하여 살펴보기로 한다.

도 9는 상기 여과모듈은 여전히 섬유사 다발로 이루어진 섬유여재이나 상기 섬유여재의 공극제어는 실린더(360)와 피스톤로드(350)에 의하여 이루어진다.

즉, 상기 섬유여재(30-a)의 상부가 피스톤로드(350)에 연결 결합되며, 여과조의 외측상단에 형성된 실린더의 승강에 의하여 상기 섬유여재의 공극을 제어시킨다.

이를 위해 상기 실린더는 역세수위체크센서의 제어신호에 따라 가동될 것이다.

이러한 실시예의 구조는 섬유여재의 공극을 수위에 따라 자동제어시키는 효과가 있다.

이상 설명한 본 발명은 단위체로 수로내에 침지시켜 사용할 수 있으나 도 7에 도시된 바와 같이 상기 여과조(10)를 승강기(400) 등에 의해서 인양되는 단위체로 형성하여 수로의 일부분을 차단하여 복수개 침지시켜 사용하는 것을 고려할 수 있다.

즉 본 발명은 상기 유출관과 공기유입관을 유연한 호스로 형성시킴에 따라, 상기 여과모듈을 각 단위체 별로 수조내에 침지시키거나 보수등을 위하여 들어올릴 수 있는 특징이 있다.

이에 의해 개별 보수가 필요한 단위 중력식 섬유여과기는 승강기로 들어올려 유지보수를 실시하며, 상기 유지보수중에도 타 단위 중력식 섬유여과기에 의하여 여과 및 역세공정은 계속된다.

이상 도면에 도시된 실시예는 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.즉, 예를들어 도 10에 도시된 바와 같이 상기 여과모듈을 원통형이 아닌 직사각형 격자로 형성시키고 그 외주벽에 실린더 등에 의해 공극이 제어되는 섬유여재로 실시하는 것을 들 수 있다.

이상 설명한 본 발명에 의하여 연속하여 흐르는 수로의 일부를 차단하여 침지시킴으로써 수로내 물을 여과시키는 새로운 방식의 중력식 섬유여과기가 제공되는 이점이 있다.

또한, 설비가 단위기기(단위여과모듈)별로 제작되어 유지보수가 쉬운 중력식 섬유여과기가 제공되는 이점이 있다.

그리고 차단된 수로내의 물을 뺄 필요없이 단위필터의 교환이 가능한 중력식 섬유여과기가 제공되는 이점이 있다.

또한 손실수두가 적고 초기 투자비용이 싸며, 역세척시 별도의 전체배수가 필요없는 중력식 섬유여과기가 제공되는 이점이 있다.

또한 오수, 폐수, 하수 등의 처리후 방류수는 방류기준에 적합하지 않거나, 재활용이 필요할 경우 입자상 물질을 제거하는 여과공정이나 이온, 용해성 물질을 제거하는 이온교환이나 고급 막분리 공정을 거치는데, 본 발명에 의하는 경우에는 수위차에 의하여 여과가 발생되므로 여과 대상인 방류수를 펌핑(pumping)할 필요가 없어져 전력비 절감에 따른 유지관리비를 줄일 수 있는 중력식 섬유여과기가 제공되는 이점이 있다.

즉, 일례로 1일 100,000m³ (15mH)의 하수처리장을 기준하면 펌핑동력이 220 kw정도이어서 1년 전력비가 약 1억원 내외이며, 펌프나 부대설비 등의 보수, 교환에도 막대한 비용이 소요되는데 비하여, 본 발명에 의할 경우에는 이러한 비용을 절감시킬 수 있는 중력식 섬유여과기가 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기의 구조도

도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기의 실시예시도

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기의 실시를 설명하는 상태도

도 7는 본 발명에 따른 중력식 섬유여과기를 복수개 침지시킨 사용상태도

도 8은 본 발명의 중력식 섬유여과기의 또 다른 실시예시도

도 9는 본 발명의 중력식 섬유여과기의 또 다른 실시예시도

*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*

10 : 여과조 13 : 역세배출관

20 : 유출관 21 : 제어수단

30 : 여과모듈 30-a : 공극제어 여과기

30-b : 심층여과기 31 : 다공관

32 : 섬유여재 33 : 하부 여재걸대

34 : 상부 여재걸대 35 : 회전수단

40 : 공기 유입관 41 : 제어밸브

45 : 역세공기 50 : 역세수위체크센서

100 : 농축 부유물질 300 : 역세가이드

310 : 무게추 320 : 상부지지대

340 : 부표 350 : 피스톤로드

360 : 실린더

Claims (7)

1. 하수처리장이나 정수처리장등의 대량수류가 연속하여 흐르는 수로의 일부분을 차단하여 그곳에 침지시키며, 상단일측에 역지변을 경유하여 원수를 내부로 유입시키는 유입구가 형성되고, 저면에 유출관이 형성된 여과조와;

   상기 여과조의 내부에 충진되는 여과모듈과;

   상기 여과조의 유출관에 연결되는 유연성 관으로서, 상기 여과조 외측 상단방향으로 연장하되, 그 연장된 높이가 상기 여과조의 유입구보다 하단이어서, 그 연장된 높이가 유입되는 원수의 여과개시 수위로 결정되게 하는 유출관과;

   상기 유출관에 의하여 여과가 개시된 후, 상기 여과조에서 여과가 진행되면서, 상기 여과모듈내에 축적되는 부유물질(SS) 등에 의하여 여과저항이 증가되어 여과조내의 수위가 상기 여과조의 유입구 높이만큼 상승되면 이를 감지하여 제어신호를 발생시키는 역세수위체크센서와;

   외부로부터 상기 여과조의 저부로 연장형성되는 유연성 관으로서, 상기 역세수위체크센서의 제어신호를 조건으로 내부로 역세공기를 유입시키는 공기 유입관과;

   상기 유출관의 일측에 형성되어 상기 역세수위체크센서의 제어신호를 조건으로 역세척이 시작되며, 상기 여과조로 역세공기와 역세수가 동시 또는 순차적으로 유입되도록 하는 제어수단과;

   상기 여과조의 유입구보다 상단부에 형성되어, 공기의 기포진동과 역세수에 의하여 부유물질이 여과조의 상단으로 집중되면, 이를 외측으로 배출시키는 역세배출관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기.
2. 제1항에 있어서 상기 중력식 섬유여과기는

   수로의 일부분을 차단하여 일렬 또는 일렬 이상 복수개 배열시켜 침지시키고, 상단에 유지보수 필요시 각 단위 중력식 섬유여과기를 독립적으로 인양시키는 승강기를 형성시키는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기.
3. 제1항에 있어서 상기 여과모듈은

   원통체로서 외주면에 여과수 유입공이 조밀형성된 다공관과;

   상기 다공관 상부에 방사형 가지로 형성되며, 상기 다공관과는 회전되게 결합된 상부 여재걸대와;

   상기 다공관에 고정 결합된 방사형 가지인 하부 여재걸대 및;

   상기 상부 여재걸대와 하부 여재걸대에 슬라이딩 되도록 고리로 연결된 섬유사 다발로서, 상기 상부 여재결대의 회전에 의한 조임과 풀림에 의해 공극이 조절되는 여과층을 형성시켜, 상기 여과조에 연결된 원수 유입관을 통하여 원수가 유입되어 상기 다공관 외주면의 여과수 유출공으로 유류가 형성되면 원수를 여과시키는 섬유여재와;

   상기 여과조의 상측 외부로 연장형성된 상부 여재걸대의 축과;

   기어결합과 피스톤으로 구성되며, 상기 여과조의 상측 외부에서 상기 상부 여재걸대의 축에 기어결합되어 상기 상부 여재걸대를 회전시키는 회전수단으로;

   구성되어 상기 회전수단으로 상기 여재걸대를 회전시킴으로써, 상기 섬유여재의 공극을 제어시키는 회전식 공극제어 여과기인 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기.
4. 제1항에 있어서 상기 여과모듈은

   원통체로서 외주면에 여과수 유입공이 조밀형성된 다공관과;

   상기 다공관 상부에 마운트되고 단부에는 고리가 삽입된 상부 지지대와;

   상기 다공관에 고정 결합된 하부 여재걸대 및;

   상기 다공관의 상측 중심에 마련된 무게추와;

   상기 다공관을 에워싸는 섬유사 다발들로서, 각 섬유사 다발의 상측은 상기 상부 지지대의 고리들을 통과하여 상기 무게추에 집중연결되고 하측은 하부여재걸대에 각각 연결되는 섬유여재와;

   상기 무게추의 저부에 연결되며 역세수의 수위에 따라 상기 무게추를 부력으로 승강시켜 상기 섬유여재의 공극을 제어시키는 부표로;

   구성되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기.
5. 제1항에 있어서 상기 여과모듈은

   여과조내에 섬유여재를 깊이에 따라 차별을 두어 하단부로 갈수록 충진율이 커지도록 장입시킨 심층여과기인 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기.
6. 제1항에 있어서 상기 여과모듈은

   원통체로서 외주면에 여과수 유입공이 조밀형성된 다공관과;

   여과조의 상단 외측에 형성된 실린더에 의하여 여과조 상단 내측에서 승강되는 피스톤로드와;

   상기 다공관을 에워싸는 섬유사 다발들로서, 상기 각 섬유사 다발의 하측은 상기 다공관 하부에 방사형 가지로 형성된 하부 여재걸대에 고정결합되고 상측은 상기 피스톤 로드의 단부에 집중연결되는 섬유여재로;

   구성되어 상기 실린더와 피스톤로드의 운동에 의하여 섬유여재의 공극이 제어되는 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기.
7. 제2항에 있어서 상기 여과모듈의 다공관은

   외주면에 여과수 유입공이 조밀형성된 직육방체 격자인 것을 특징으로 하는 중력식 섬유여과기.