KR100605676B1 - 하향류 여과기의 역세장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리공정에서 이용되는 여과입자를 충진한 여과기의 효율적인 역세척을 통하여 역세척수의 소모량을 줄이고, 효율적인 여재의 세척을 통하여 여과능을 향상시키고, 자동화를 통한 유지운전의 단순화를 도모할수 있는 하향류 여과기의 역세장치에 관한 것이다.

본 발명은 메인타워(10)와 하단이 연통하는 수두타워(2)에 유입수의 수두변화를 검지할수 있도록 3점식 레벨검출기(3)를 갖추고, 상기 메인타워(2)의 하부에 설치된 공기분사판(4a)으로 압축공기를 공급하는 콤프레셔(4)를 갖추며, 상기 메인타워(10)의 하부로 역세수를 공급하는 역세펌프(5)를 갖추고, 상기 여재(11)를 통과한 여과수와 역세수의 흐름을 제어하는 제 1,2솔레노이드밸브(6)(7)를 갖추는 한편, 상기 레벨검출기(3)의 수두감지신호를 받아 유입펌프(13), 콤프레셔(4), 역세펌프 (5)및 제 1,2솔레노이드밸브(6)(7)의 작동을 제어하는 제어기(8)를 갖추어 구성한 하향류 여과기의 역세장치를 제공한다.

메인타워, 수두타워, 레벨검출기, 콤프레셔, 역세펌프

Description

하향류 여과기의 역세장치{BACKWASHING DEVICE OF DOWNFLOW FILTER}

도 1은 본 발명에 따른 하향류 여과식 역세척장치를 도시한 개략구성도,

도 2는 본 발명에 따른 하향류 여과식 역세척장치의 역세시간을 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 ..... 수두타워 3 ..... 3점식 레벨검출기

3a,3b,3c ..... 프로브 4 ..... 콤프레셔

5 ..... 역세펌프 6 ..... 제 1솔레노이드밸브

6a .... 여과수배관 7 ..... 제 2솔레노이드밸브

7a .... 역세수배관 8 ..... 제어기

10 .... 메인타워 11 .... 여재

12 .... 유입수탱크 13 .... 유입펌프

본 발명은 수처리공정에서 이용되는 여과입자를 충진한 여과기의 효율적인 역세척을 통하여 역세척수의 소모량을 줄이고, 효율적인 여재의 세척을 통하여 여과능을 향상시키고, 자동화를 통한 유지운전의 단순화를 도모할수 있는 하향류 여 과기의 역세장치에 관한 것이다

일반적으로 수처리공정에서 이용되는 여과기는 단순여과처리와 흡착여과처리로 구분할수 있으며, 여과방향에 따라 상향류방식, 하향류방식으로 또한 압력여부에 따라 중력식과 압력식으로 구분할수 있다.

종래 여과기의 역세방식은 다음과 같은 몇가지로 구분할수 있다.

일반적으로 여과기의 형식은 구조가 간단하고 운전이 편리한 하향류 여과장치가 많이 이용되고 있다. 이때 여과기의 형태가 장방향구조의 개방형 여과기일 경우는 여과저항의 상승으로 인한 수두의 증가를 레벨게이지를 이용하여 역세시기를 판별하는 것이 보편적으로 시행하는 종래의 방법이다.

또한 소형 압력식 하향류 여과기의 경우에는 유입수배관에 압력게이지를 설치하여 압력이 일정치 이상으로 증가시 역세를 시행하는 방법을 이용하고 있다. 그러나 여과기의 형태가 소형의 타워형 중력식 여과기일 경우는 수두의 증가에 따른 레벨게이지를 설치하여 역세시기를 결정하여야 하나 소형의 여과기에서는 설치가 쉽지 않다.

그리고, 여과기에 채워진 여재를 역으로 세척하는 역세작업은 물만을 이용하여 수행하는 것이 일반적이며, 역세시 물과 더불어 외부로 여재가 방출되어 여재의 유실량이 많고 깨끗하게 역세가 수행되지 못하는 경우가 많다.

일반적으로 가장 쉽게 여과기내의 여재를 역세하는 작업은 일정 시간간격을 설정하고 이 간격에 따라 역세를 수행하는 것이 일반적이나 그 역세주기를 짧게 잡을 경우에는 역세척수의 사용량이 많아져 용수소모량이 많아지고, 여재의 유실량이 증가하는 문제점이 있었다. 또한 역세주기가 적정주기보다 길 경우에는 여과효율성을 저하시키는 문제가 발생하게 된다.

또한 물만을 이용하여 역세를 하게 될 경우 여과기내의 여재가 불순물에 의해서 덩어리형태로 뭉치는 현상을 유발하여 역세공정이 제대로 수행되지 못하며, 개방형 여과기의 경우 많은 양의 여재가 일시에 외부로 유실되는 사고도 생길수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은, 여과기에서 적절한 역세시기의 판정을 통하여 역세수의 사용량을 절감하고, 여과기의 효율성을 향상시키며, 물만을 이용한 역세에서 발생할수 있는 불충분한 역세현상을 제거할수 있고, 완전자동으로 역세공정을 간편하게 수행할수 있는 하향류 여과기의 역세장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은,

입자성 여재를 중공형 메인타워내에 일정량 충진하여 외부로부터 유입되는 유입수를 여과하는 하향류 여과기에 있어서,

상기 메인타워와 하단이 연통하는 수두타워에 유입수의 수두변화를 검지할수 있도록 3점식 레벨검출기를 갖추고, 상기 메인타워의 하부에 설치된 공기분사판으로 압축공기를 공급하는 콤프레셔를 갖추며, 상기 메인타워의 하부로 역세수를 공급하는 역세펌프를 갖추고, 상기 여재를 통과한 여과수와 역세수의 흐름을 제어하 는 제 1,2솔레노이드밸브를 갖추는 한편, 상기 레벨검출기의 수두감지신호를 받아 유입펌프, 콤프레셔, 역세펌프및 제 1,2솔레노이드밸브의 작동을 제어하는 제어기를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 하향류 여과기의 역세장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 하향류 여과기의 역세장치를 도시한 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하향류 여과식 역세척장치의 역세시간을 도시한 그래프로서, 본 발명의 역세장치(1)는 중력식 하향류 여과기에 적용되며, 도시한 바와같이 여재(11)가 일정높이 채워지는 중공원통형의 메인타워(10)에는 유입수탱크 (12)의 유입수가 유입펌프(13)에 의해서 이송공급된다.

이러한 메인타워(10)에는 하단이 연통연결되며, 몸체가 상기 메인타워(10)와 나란하게 수직한 수두타워(2)를 일체로 갖추며, 상기 수두타워(2)에는 유입펌프(13)에 의해서 메인타워(10)에 채워진 유입수의 다양한 수두, 즉 정상, 역세 및 저위수두(H)(H1)(H2)변화를 검지할수 있도록 길이가 서로 상이한 복수개의 프로브(3a)(3b)(3c)를 갖는 3점식 레벨검출기(3)를 갖추어 구성한다.

그리고, 상기 메인타워(10)의 하부에는 공기분사판(4a)을 갖추고, 이에 압축공기를 강제 공급하여 상기 메인타워(10)내에 채워진 여재(11)를 압축공기로서 강제 버블링시켜 혼합시키는 콤프레셔(4)를 설치하며, 상기 메인타워(10)의 하부측에서 상기 여재(11)를 세척하는 역세수를 유입수의 반대방향으로 공급할수 있도록 역세펌프(5)를 설치한다.

또한, 상기 여재(11)를 통과한 여과수가 여과수탱크(14)로 배수되는 여과수배관(6a)에는 상기 여과수의 흐름을 용이하게 제어할수 있도록 제 1솔레노이드밸브(6)를 갖추고, 역세작업시 역세수에 의해서 세척된 역세수가 배수되는 역세수배관(7a)에는 제 2솔레노이드밸브(7)를 갖추어 구성한다.

한편, 상기 레벨검출기(3)의 수두검지신호가 수신되는 제어기(8)는 유입수탱크(12)의 유입수를 메인타워(10)로 강제 이송하는 유입펌프(13), 압축공기를 공급하는 콤프레셔(4), 역세수를 공급하는 역세펌프(5) 및 여과수와 역세수의 흐름을 단속하는 제 1,2솔레노이드밸브(6)(7)의 동작을 제어할수 있도록 이들과 각각 전기적으로 연결구성된다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 하향류 여과기의 역세장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정상운전시 메인타워(10)내로 공급되는 유입수의 유입유량이 일정하도록 유입펌프(13)를 이용하여 유입수를 공급하고 이때 정상수두(H)를 유지하고 있는 메인타워(10)의 수두 레벨검출기(3)의 일측 프로브(3a)에 의하여 검지된다.

이러한 상태에서 상기 메인타워(10)의 여재(11)가 유입수의 이물질을 여과처리하는 양이 증가하면, 이물질이 여재(11)에 포집되어 처리되는 여과수의 양이 감소하기 때문에, 여과수의 양을 일정하게 유지하고, 메인타워(10)내에서의 수두를 일정하게 유지할수 있도록 여과수배관(6a)의 제 1솔레노이드밸브(6)를 서서히 개방 조절하면서 유입수의 여과작업을 지속한다.

그러나, 상기 제 1솔레노이드밸브(6)를 최대로 개방한 상태에서도 상기 여재(11)에 부착되는 이물질량의 증가에 의해 여재(11)를 통과한 여과수의 배수량을 줄어드는 반면에 메인타워(10)에 채워지는 유입수의 수두는 지속적으로 증가하게 된다.

이러한 경우 유입수의 수두가 역세수두(H1)의 높이에 도달하여 레벨검출기(3)의 일측 프로브(3b)에 검지되고, 이때 발생하는 검지신호가 제어기(8)로 전송되면, 역세수두로의 변화를 감지한 레벨검출기(3)의 검지신호에 의해서 유입수를 메인타워(10)로 공급하는 유입펌프(13)의 작동은 정지된다. 그리고, 상기 메인타워(10)내의 유입수가 모두 여과수배관(6a)을 통해 여과수탱크(14)로 배수되는 동안 상기 제 1솔레노이드밸브(6)는 타이머(미도시)의 설정시간 동안 개방상태를 유지한다(이때 제 2솔레노이드밸브(7)는 닫힘상태).

이어서, 상기 콤프레셔(4)를 작동시켜 압축공기를 상기 메인타워(10)의 하부에 설치된 공기분사판(4a)으로 일정시간동안, 총역세시간의 1/2정도 공급하면, 상기 메인타워(10)내에서 부착된 이물질에 의해서 덩어리형태로 뭉쳐있던 여재(11)는 압축공기에 의해서 혼합되면서 잘게 분쇄된다. 이는 여재(11)가 덩어리형태로 뭉쳐있으면 역세시 제대로 세척이 이루어지지 않으며, 여재(11)의 유출도 심해지기 때문이다.

이러한 압축공기의 공급과 동시에 역세펌프(5)를 가동하여 일정시간동안 역세수를 공급하면, 여재(11)가 충분히 혼합되기 때문에 여재(11)를 효율적으로 이용할수 있는 것이다.

그리고, 압축공기를 공급하던 콤프레셔(4)의 가동을 중지하고, 역세펌프(5) 를 통하여 역세수만 일정시간동안 공급한다. 이때 공급되는 역세수의 유량은 여재(11)는 외부로 유출되지 않고 세척된 오염물과 역세수만 메인타워(10)상부에 마련된 드레인배관(15)을 통해 외부로 배출되도록 상기 여재(11)의 팽창율을 30 내지 50%로 적절히 조정하며, 상기 역세수의 공급시간은 역세수의 상부에 이물질이 부유하지 않을때까지로 설정한다.

그리고, 상기 역세펌프(5)의 운전은 중지하고, 개방되어 있던 제 1솔레노이드밸브(6)는 닫고, 닫혀져 있던 제 2솔레노이드밸브(7)를 개방하여 메인타워(10)내로 공급된 역세수가 상기 역세수배관(7a)을 통하여 완전히 배수될 때 까지 기다린다.

상기 역세수배관(7a)을 통하여 메인타워(10)내의 역세수가 전량 배수되면, 상기 제 1솔레노이드밸브(6)는 다시 개방하고, 상기 제 2솔레노이드밸브(7)는 다시 닫은 상태에서 상기 유입펌프(13)를 재가동하여 유입수를 상기 메인타워(11)내로 재공급하여 유입수의 이물질을 제거하는 여과작업을 수행한다.

하기 표 1은 메인타워(10)내에서의 역세작업시 활성탄 팽창율을 130%로 기준하였을 경우에 필요한 역세수의 유량을 측정한 결과를 나타내는 것이다.

	유량(L/min)	활성탄충진고(m)
A	2.7	1.8
B	2.2	1.8

여기서, A는 물만을 이용하여 역세를 수행하는 경우이며, B는 공기와 물을 같이 투입하여 역세를 수행한 경우이다. 상기 표 1에서 공기와 물을 같이 투입하여 역세를 수행하면 역세수의 사용량이 약 20%정도 절감됨을 알수 있다.

또한 하기 표 2는 본 발명을 이용하여 역세를 수행한 경우와 물만을 이용하여 역세를 동일한 시간동안 수행한 경우 메인타워(10)의 상부에서의 수두변화를 조사한 결과이다.

		여과지속시간(일)
		1	2	3	4	5	6	7
수두 (cm)	A	10	18	31	48	56	68	80
	B	11	20	29	41	47	55	68

여기서, A는 물만을 이용하여 역세한 경우이며, B는 본 발명을 이용하여 역세를 수행한 경우이다. 상기 표에서 알수 있듯이 본 발명의 역세장치를 채용하여 역세를 수행할 때 수두증가가 현저히 적게 나타남으로 역세빈도를 줄일수 있는 것이다. 이와 같이 역세빈도를 줄임으로서 역세수의 사용량 및 여재(11)의 유출량을 줄일수 있는 것이다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 여재에 부착된 이물질로 인한 유입수의 수두변화를 감지하여 역세시기를 판단하여 역세수와 더불어 압축공기를 동시에 투입하여 이물질을 제거하여 외부로 방출할수 있기 때문에, 역세수의 사용량과 여재의 유출량을 줄여 설비유지비를 감소시킬수 있고, 설비의 자동화로 인하여 유지운전이 간단해지는 효과가 얻어진다.

Claims (3)

1. 입자성 여재(11)를 중공형 메인타워(10)내에 일정량 충진하여 외부로부터 유입되는 유입수를 여과하는 하향류 여과기에 있어서,

   상기 메인타워(10)와 하단이 연통하는 수두타워(2)에 유입수의 수두변화를 검지할수 있도록 3점식 레벨검출기(3)를 갖추고, 상기 메인타워(2)의 하부에 설치된 공기분사판(4a)으로 압축공기를 공급하는 콤프레셔(4)를 갖추며, 상기 메인타워(10)의 하부로 역세수를 공급하는 역세펌프(5)를 갖추고, 상기 여재(11)를 통과한 여과수와 역세수의 흐름을 제어하는 제 1,2솔레노이드밸브(6)(7)를 갖추는 한편, 상기 레벨검출기(3)의 수두감지신호를 받아 유입펌프(13), 콤프레셔(4), 역세펌프 (5)및 제 1,2솔레노이드밸브(6)(7)의 작동을 제어하는 제어기(8)를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 하향류 여과기의 역세장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 3점식 레벨검출기(3)는 유입펌프(13)에 의해서 메인타워(10)에 채워진 유입수의 다양한 수두, 즉 정상, 역세 및 저위수두(H)(H1)(H2)변화를 검지할수 있도록 길이가 서로 상이한 복수개의 프로브(3a)(3b)(3c)를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 하향류 여과기의 역세장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 역세펌프(5)에 의해 상기 메인타워(10)내로 공급되는 역세수의 유량은 여재(11)가 외부로 유출되지 않고 역세척된 오염물과 역세수만 메인타워(10)상부에 마련된 드레인배관(15)을 통해 외부로 배출되도록 상기 여재(11)의 팽창율을 30 내지 50%로 적절히 조정함을 특징으로 하는 하향류 여과기의 역세장치.

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