KR101069776B1 - Ultra high molecular weight polyethylene density cylindrical buoyant filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수처리장 또는 우수관로로 유입되는 기름성분 및 부유물질 등의 비점오염물질이, 고밀도 고분자 폴리에틸렌 소재를 사용하여 원통형으로 제작된 필터의 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체되어 유적의 크기가 증가한 후 부상하여 물로부터 제거되는 메커니즘과 SS 성분의 고형물이 중력작용에 의해 처리조 아래로 침전 제거되는 원리를 이용한 필터에 관한 것이다.
본 발명의 고분자필터는 제작비용이 저렴하면서도 높은 유수분리성능 및 고형물제거성능을 발휘하고, 다양한 종류의 오일에 그 효과를 발휘하므로 범용성이 우수하며, 뛰어난 흡착력을 가지고, 내구성과 내마모성이 우수하며, 내열성 또한 갖춘 장점을 지니고 있다. 또한, 부피표면적당 넓은 표면적을 가지고 근접한 수로를 형성하도록 적층되어 미세한 오염물 입자를 포집 또는 합체하는 물리적 현상만으로 유수분리 및 비점오염물질을 분리하는 탁월한 효과가 있다.
본 발명은 고분자필터는 탄력적으로 변형과 복원을 반복함에 따라 필터와 합체된 기름성분의 부상이 더욱 원활해지고, 고형물을 필터통체 하부로 낙하시키는 것이 더욱 원활해지므로 유수분리성능 및 고형물제거성능이 더욱 향상되고, 나선형의 탄성변형과 복원작용이 필터 표면에 부착되는 고형물을 털어내므로 고형물의 부착이 최소화하게 되며, 이로써 필터의 자체 중량이 증가하는 것을 최소화시키므로 필터가 바닥으로 가라앉아 기능을 상실하는 것을 방지한다.
또한 본 발명의 고분자필터는 세척 시에도 필터를 필터통체로부터 꺼낼 필요 없이 고압의 공기나 물의 고압분사만으로 필터의 표면에 부착된 고형물을 제거할 수 있고, 고압 분사되는 공기나 물의 압력에 의해 필터가 탄성변형 및 복원작용을 반복하는 것에 의해 세척이 더욱 효율적으로 이루어진다.In the present invention, non-point pollutants such as oil and suspended solids flowing into a wastewater treatment plant or rainwater pipe are coalesced while moving between the surface and the space of a cylindrical filter made of high-density polymer polyethylene. The present invention relates to a filter using a mechanism of increasing and then floating to remove water from water, and the principle that the SS solid is precipitated down the treatment tank by gravity action.
The polymer filter of the present invention has a low production cost, high oil separation performance and solids removal performance, and its effect on various kinds of oils, so it has excellent versatility, has excellent adsorption, durability and wear resistance, Heat resistance also has the advantage. In addition, there is an excellent effect of separating the oil-water separation and non-point pollutants only by the physical phenomenon of collecting or coalescing fine contaminant particles, which are stacked to form a close channel with a large surface area per volume surface area.
According to the present invention, as the polymer filter elastically repeats deformation and restoration, the oil component combined with the filter is more smoothly floated, and it is more smooth to drop the solids into the lower part of the filter cylinder, so that the oil-water separation performance and the solids removal performance are further improved. Spiral elastic deformation and restoring action shake off the solids attached to the filter surface, minimizing the attachment of solids, thereby minimizing the increase of the filter's own weight, causing the filter to sink to the bottom and lose its function. To prevent them.
In addition, the polymer filter of the present invention can remove the solids attached to the surface of the filter only by the high pressure injection of high pressure air or water without washing the filter out of the filter cylinder even when washing, and the filter is The cleaning is made more efficient by repeating the elastic deformation and restoring action.
Description
본 발명은 원통형상의 나선형체 부유 초고분자 폴리에틸렌 필터에 관한 것으로, 구체적으로 폐수처리장 또는 우수관로로 유입되는 기름성분 및 부유물질 등의 비점오염물질이, 고밀도 고분자 폴리에틸렌 소재를 사용하여 원통형상 나선형으로 제작된 필터의 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체되어 유적의 크기가 증가한 후 부상하여 물로부터 제거되는 메커니즘과 SS 성분의 고형물이 중력작용에 의해 처리조 아래로 침전 제거되는 원리를 이용한 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical helical suspended ultra-high molecular polyethylene filter, specifically, non-point pollutants such as oil components and suspended solids flowing into a wastewater treatment plant or rain pipe, are manufactured in a cylindrical spiral shape using a high density polymer polyethylene material. It is related to a filter using the mechanism of coalescing while moving between the surface and the space of the used filter to increase the size of the remains and then float and remove from the water, and the solid matter of SS component is precipitated under the treatment tank by gravity action. .
일반적으로 기름성분이 함유된 폐수, 강우 시 우수관로로 유입되는 기름성분 및 비점오염물질들로부터 물속에 함유되어 있는 유분(油分) 또는 기름 속의 수분을 분리하기 위한 유수분리시설 및 비점오염저감시설(초기우수처리시설)은 기름과 물, 그리고 부유물질(SS)의 비중차에 의해 제거하는 방법과, 친유성 또는 친수성 소재를 이용한 플레이트 합체(coalescing plate)와 유체가 물체에 가하는 마찰력을 계산하는 공식인 스토크(stokes) 법칙에 의해 제거하는 방법을 많이 사용하고 있으며, 최근에는 샌드필터(sand filter) 개념의 여과방법으로 일라이트 안스라사이트, 활성탄, 피트 모스 등을 여과재로 이용한 처리시설이 있다.In general, oil-water separation facilities and non-point pollution reduction facilities for separating oil or water contained in water from oil-containing wastewater, oil components and non-point pollutants flowing into rainwater pipes during rainfall. The initial excellent treatment facility is a formula for calculating the removal method by the specific gravity difference between oil, water, and suspended solids (SS), and the coalescing plate using lipophilic or hydrophilic materials and the frictional force applied to the object. In many cases, a method of removing by the stokes law is used, and recently, there is a treatment facility using illite anthracite, activated carbon, pit moss, and the like as a filter medium in the sand filter concept.
기름과 물의 비중차에 의한 제거방법은 오일성분이 함유된 오염된 물을 처리조 안에 유입시켜 정치(定置)하는 방법으로, 오일은 물보다 가볍기 때문에 물위로 떠올라 응결하게 되어 기름과 물의 2액상으로 분리됨으로써 제거된다.The removal method by the specific gravity difference between oil and water is a method in which contaminated water containing oil is introduced into a treatment tank and settled. Since oil is lighter than water, it floats on water and condenses to form two liquid phases of oil and water. It is removed by separation.
이러한 방법은 오일방울의 크기가 1㎜ 이상이면 비교적 쉽게 분리되지만, 유체의 흐름을 통해 잘게 쪼개진 지름이 1∼1.5㎛인 상태의 오일방울은 부상응결분리에 오랜 시간이 소요되어 처리효율이 떨어진다.This method is relatively easy to separate the oil droplet size of 1mm or more, but oil droplets having a diameter of 1 ~ 1.5㎛ finely divided through the flow of the fluid takes a long time to separate the flocculation condensation, thereby reducing the treatment efficiency.
또한 친유성 또는 친수성 소재를 이용한 플레이트 합체와 유체가 물체에 가하는 마찰력을 계산하는 공식인 스토크 법칙에 의해 기름성분과 부유물을 제거하는 방법은 처리조 안에 여러 개의 수평판 또는 평행경사판을 설치하여 유효접촉면적을 넓히는 플레이트 합체 팩(coalescing plate pack) 타입이다. 즉, 기름성분이 함유된 오염된 물을 폴리프로필렌(poly propylene)재질의 골판이나 계란판 모양의 판재를 다단계로 배치한 결합체에 통과시키는 것이다.In addition, the method of removing oil and suspended solids by the Stokes law, which is a formula for calculating the friction force applied to an object and a plate coalescence using lipophilic or hydrophilic materials, is effective by installing several horizontal plates or parallel inclined plates in a treatment tank. Coalescing plate pack type to increase the area. In other words, the contaminated water containing oil is passed through a combination of polypropylene (poly propylene) corrugated board or egg-shaped plate in a multi-stage arrangement.
그러나 이러한 방법은 장기간 사용하게 되면 결합된 다단계의 골판이나 계란판 사이에 기름성분과 부유물이 결합된 점성을 지닌 슬러지가 침적되어 플레이트 합체 팩을 분리해 내지 않고는 기름성분과 부유물이 결합된 점성을 지닌 슬러지를 털어낼 수 없게 되어 많은 유지, 관리 비용이 투입되어야 하는 단점이 있다.However, in the long-term use of this method, viscous sludge combined with oil and suspended solids is deposited between the bonded multi-stage corrugated board or egg board, and the oil and suspended solids are not separated without separating the plate coalescence pack. It is impossible to shake off the sludge which has a disadvantage that a lot of maintenance and management costs must be put.
또한 샌드필터 개념의 여과방법은 대부분의 여재 입경이 1~5mm 굵기의 여과재를 사용하므로 초기 처리효율은 우수하나, 기름성분이 많이 발생하는 폐수나 도로오염물질이 다량 유입되는 도시형 비점오염저감시설의 경우 상, 하부 여과재 층에 쵸코무스 형태의 점막질이 형성되어 유체의 통과를 방해하게 된다.In addition, the filtration method of the sand filter concept has an initial treatment efficiency because most of the filter media have a particle size of 1 ~ 5mm, but the urban non-point pollution reduction facility in which a large amount of waste water or road pollutants are introduced. In this case, the mucosa in the form of chocolate mousse is formed in the lower filter media layer, which hinders the passage of the fluid.
이러한 유체흐름의 방해는 유수분리기 및 초기우수처리시설(비점오염저감시설)의 처리를 지연시키게 되고 결국 처리효율의 저하로 이어지게 된다. 특히 종래의 유수분리여재는 광물성유에 대해서만 유수분리기능을 수행할 수 있고, 그리스, 벙커C유, 동물성기름 등에는 점성물질로 인한 폐색현상이 발생하여 유수분리기능을 수행할 수 없어 범용성이 떨어지는 문제가 있다.This disruption of the fluid flow delays the treatment of the oil water separator and the initial excellent treatment facility (non-point pollution abatement facility), which leads to a decrease in treatment efficiency. In particular, the conventional oil-and-water separation media can perform oil-water separation functions only for mineral oils, and grease, bunker C oil, and animal oils may cause clogging due to viscous substances and thus cannot perform oil-water separation functions. There is.
상기와 같은 문제로 인해 세 가지의 유수분리 및 부유물질 제거방식은 처리효율이 낮고, 처리효율을 높이기 위해서는 처리시설의 면적을 넓혀야 하기 때문에, 유지관리 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.Due to the above problems, the three oil-water separation and floating material removal methods are low in processing efficiency, and in order to increase the treatment efficiency, the area of the treatment facility needs to be widened.
또한 상기 종래의 방식은 플레이트 합체 팩이나 샌드필터 개념의 상, 하부 여과층의 막힘 현상으로 처리가 지연되어 유입 오염물이 넘쳐나게 되며, 유입수의 역류현상까지 발생하게 되어 정상적인 처리기능을 상실하는 문제가 있다.In addition, in the conventional method, the process is delayed due to clogging of the upper and lower filtration layers of the plate coalescing pack or sand filter concept, resulting in overflow of contaminants, and the inflow of backwater occurs. have.
이에 본 발명자는 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 유지관리가 간편하고 경제적이며 효율 높은 유수분리처리와 고형물제거처리가 가능한 원통형 부유 고분자 필터를 발명하였고, 이를 출원하여 대한민국 특허청에 등록번호 10-0907935로서 등록된 바 있다.In order to solve the above problems, the present inventors have invented a cylindrical suspension polymer filter which is easy to maintain, economical and efficient in oil and water separation treatment and solids removal treatment, and has filed a patent registration number 10-0907935 It was registered as.
이 고분자 필터는 고분자필터는, 처리수가 관통하여 흐를 수 있도록 타공판으로 제작된 필터통체 내에 다수를 채워 사용되고, 필터통체는 유수분리시설 및 비점오염방지시설(초기우수처리시설)의 처리조의 수로에 설치된다.This polymer filter is a polymer filter is used to fill a large number in the filter cylinder made of perforated plate so that the treated water can flow through, the filter cylinder is installed in the channel of the treatment tank of the oil water separation facility and non-point pollution prevention facility (initial excellent water treatment facility). do.
그러나 상기한 종래의 원통형 부유 고분자필터의 구조는 지름이 14 ~ 30㎜이며, 길이가 50 ~ 85㎝이므로, 필터의 지름에 비해 필터의 길이가 길어 필터통체에 필터를 수용하게 될 때, 필터가 원통형에서 길이 방향으로 느슨하게 풀어지는 현상이 발생하여 필터 청소를 위한 공기 투입 시 필터의 유동성이 떨어지고 필터끼리 엉키어 필터통체 아래로 침적되는 현상이 발생한다. 따라서 필터층 상부로 필터층을 거치지 않은 기름성분과 부유물들이 필터통체를 그대로 지나쳐 흘러가게 되므로 유수분리성능 및 SS성분의 고형물 제거성능을 저하시키게 된다. 또한 대용량처리시설의 경우 필터통체에 충진된 필터의 두께가 얇아 탄력을 상실하면서 필터통체를 이루고 있는 타공판의 타공구멍을 막게 되어 정상적인 유료 흐름을 차단하는 단점이 발생한다. 따라서 유수분리효율 및 부유물질 제거효율이 운전 시작일로부터 1년이 경과하면 원통형 부유 고분자필터가 탄력을 잃게 되어 필터 통체의 타공판이 자주 막히게 되기 때문에 유지, 관리 비용이 증가하는 단점이 발생한다.However, the structure of the conventional cylindrical suspended polymer filter has a diameter of 14 to 30 mm and a length of 50 to 85 cm, so that the length of the filter is longer than that of the filter and the filter is accommodated in the filter cylinder. Loose phenomena are loosened in the longitudinal direction from the cylinder, and when the air is injected for cleaning the filter, the fluidity of the filter is reduced and the filters are entangled and deposited under the filter cylinder. Therefore, oil components and suspended solids that do not pass through the filter layer pass through the filter cylinder as it is, thus degrading the oil-water separation performance and the solids removal performance of the SS component. In addition, in the case of a large-capacity treatment facility, the filter filled in the filter cylinder is thin so that it loses its elasticity and blocks the perforated hole of the perforated plate forming the filter cylinder, thereby blocking the normal pay flow. Therefore, after one year from the start of operation, the oil-water separation efficiency and the efficiency of removing the suspended solids lose the elasticity, and the perforated plate of the filter cylinder is frequently blocked, resulting in an increase in maintenance and management costs.
그리고 상기한 종래의 필터는 단위 입자당 부피표면적이 크기 때문에 장기간 사용하게 되면, SS성분의 고형물의 부착량이 과다하게 되어 필터의 침적을 가속화 시키는 단점이 발생되어 결국 필터는 물에 부유하지 못하고 바닥으로 가라앉게 되고, 유수분리기능 및 고형물 제거기능을 거의 상실하게 된다.In addition, since the conventional filter has a large volumetric surface area per unit particle, when used for a long period of time, the adhesion amount of solids of the SS component becomes excessive, which causes the disadvantage of accelerating the deposition of the filter. It sinks and almost loses oil separation and solids removal.
또한 필터는 정기적으로 세척하여 침적된 고형물을 제거할 필요가 있고, 필터의 세척은 통상 필터통체에 고압의 공기나 물을 분사하여 이루어진다. 그러나 필터 단위 입자당 길이가 길어 고압의 공기나 물을 분사하여도 쉽게 유동하지 않아 필터층 사이사이에 침적된 고형물을 제거하는 것이 용이하지 않았다. 이를 위해 필터통체로부터 필터를 모두 꺼내 세척할 수도 있지만, 이러한 작업은 매우 번거롭기 때문에 유지관리에 많은 어려움이 있다.
In addition, the filter needs to be periodically cleaned to remove the deposited solids, and the cleaning of the filter is usually performed by injecting high pressure air or water into the filter cylinder. However, the long length per particle of the filter did not flow easily even by spraying high pressure air or water, and thus it was not easy to remove the solids deposited between the filter layers. For this purpose, it is also possible to take out all the filters from the filter cylinder and wash them, but this operation is very cumbersome, which is difficult to maintain.
이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 분자량 900만 이상의 폴리에틸렌재질이며 두께 0.01 내지 0.1㎜, 폭 8 내지 30㎜, 길이 60 내지 200㎜인 띠가 가상의 원통체에 나선형으로 감긴 형태로 형성되는 나선형 부유 고분자필터를 사용하면, 상기와 같은 기존 고분자필터의 문제점을 해결할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have diligently researched to overcome the problems of the prior arts. As a result, a band of virtual cylindrical body having a molecular weight of 9 million or more polyethylene and having a thickness of 0.01 to 0.1 mm, a width of 8 to 30 mm, and a length of 60 to 200 mm Using a spiral suspended polymer filter formed in a spiral wound form, it was confirmed that the problems of the existing polymer filter as described above can be solved and completed the present invention.
따라서 본 발명의 주된 목적은 고분자 폴리에틸렌 소재를 사용하여 원통형상의 나선형체로 제작된 필터에 있어서, 필터 상호간에 엉키는 것을 방지하고, SS성분의 고형물이 필터에 부착되어 침적되는 것을 최소화하며, 단위 용적당 필터의 표면적을 최대화하여 유수분리성능 및 고형물제거성능을 향상시킬 수 있고, 필터의 세척 시 필터통체 내에 필터가 충진되어 있는 상태에서 고압의 공기나 물을 분사하는 것만으로 필터에 침적된 고형물을 용이하게 제거할 수 있어 유지관리가 용이한 필터를 제공하는데 있다.
Therefore, the main object of the present invention is to prevent the tangling between the filters in the filter made of a cylindrical spiral body using a polymer polyethylene material, to minimize the deposition of solids of SS components attached to the filter, the filter per unit volume Maximizes the surface area of water to improve oil-water separation and solids removal performance, and easily wash solids deposited on the filter simply by spraying high-pressure air or water while the filter is filled in the filter cylinder when the filter is washed. It provides a filter that can be removed and is easy to maintain.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 분자량 900만 이상의 폴리에틸렌재질이며 두께 0.01 내지 0.1㎜, 폭 8 내지 30㎜, 길이 60 내지 200㎜인 띠가 가상의 원통체에 나선형으로 감긴 형태로 형성되어, 외력에 의해 외형이 탄력적으로 변형 및 복원되도록 구성되며, 상기 가상의 원통체는 지름이 10 내지 20㎜인 것을 특징으로 하는 나선형 부유 고분자필터를 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention is a polyethylene material of more than 9 million molecular weight and has a thickness of 0.01 to 0.1 mm, width of 8 to 30 mm, length of 60 to 200 mm is formed in the form of a spiral wound around the imaginary cylindrical body It is configured to be elastically deformed and restored by the external force, the virtual cylindrical body provides a spiral suspended polymer filter, characterized in that the diameter of 10 to 20mm.
본 발명의 고분자필터에 있어서, 상기 고분자필터는 가상의 원통체의 길이방향으로 띠와 띠 사이의 간격이 5 내지 25㎜인 것이 바람직하다.In the polymer filter of the present invention, the polymer filter preferably has an interval between 5 and 25 mm in the longitudinal direction of the virtual cylindrical body.
본 발명의 고분자필터에 있어서, 상기 고분자필터는 나선형의 경사각이 가상의 원통체의 중심축선에 대하여 45 내지 65도인 것이 바람직하다.In the polymer filter of the present invention, the polymer filter preferably has a spiral inclination angle of 45 to 65 degrees with respect to the central axis of the virtual cylindrical body.
본 발명의 고분자필터에 있어서, 상기 고분자필터는 비중이 0.9 내지 0.95인 것이 바람직하다.
In the polymer filter of the present invention, the polymer filter preferably has a specific gravity of 0.9 to 0.95.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 나선형 부유 고분자필터를 나타낸 사시도로서, 본 발명의 고분자필터는 분자량 900만 이상의 초고분자량의 폴리에틸렌재질로 제작한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a perspective view showing a spiral suspended polymer filter of the present invention, the polymer filter of the present invention is made of an ultra-high molecular weight polyethylene material of more than 9 million molecular weight.
필터의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지름(D4)이 10 ~ 20㎜인 가상의 원통체(11)에 두께(D1) 0.01 내지 0.1㎜, 폭(D2) 8 내지 30㎜, 길이(D3) 60 내지 200㎜인 폴리에틸렌재질의 띠가 나선형으로 감긴 형태로 부피표면적 대비 중량을 최소화한다.As shown in Figs. 1 and 2, the filter has a thickness D1 of 0.01 to 0.1 mm and a width D2 of 8 to 30 mm in a virtual
필터의 사이즈는 상기한 사이즈보다 크게 형성하면 중량이 물의 비중보다 커져 물에 부유하지 않고 가라앉기 때문에 유수분리 및 고형물제거기능을 수행할 수 없게 된다. 반대로 사이즈를 너무 작게 형성하면 표면적이 작아 유수분리성능 및 고형물제거성능이 저하되고, 무게가 너무 가볍게 되면 필터가 수면 위로 완전히 부상하므로 역시 유수분리효율을 저하시키게 된다. 상기 두께가 0.1㎜에 가깝도록 형성되면 탄력 유지 효과가 높아져, 필터가 외압에 의하여 쉽게 변형되지 않거나 복원력이 높아질 수 있다.If the size of the filter is larger than the above-mentioned size, the weight is greater than the specific gravity of the water, so that it does not float in the water and sinks, and thus the oil-water separation and solids removal functions cannot be performed. On the contrary, if the size is made too small, the surface area is small and the oil separation performance and the solids removal performance are deteriorated. If the weight is too light, the filter floats completely over the surface of the water, thus decreasing the oil separation efficiency. If the thickness is formed to be close to 0.1mm, the elasticity maintaining effect is increased, the filter is not easily deformed by the external pressure or the restoring force can be increased.
또한 필터의 나선형 구조는, 유체의 흐름압력으로 인한 외력 또는 근접한 필터 간의 밀착력이 필터에 작용할 때 필터의 외형이 탄력적으로 변형하고, 외력이 제거되면 필터의 외형이 탄력적으로 복원되도록 하는 기능을 수행한다. 이때 원통체 길이방향으로 띠와 띠 사이의 간격(D5)이 5 내지 25㎜인 것이 바람직하다. 띠와 띠 사이의 간격을 상기 간격보다 넓게 형성하면 필터끼리 서로 엉키는 현상이 발생할 수 있으며, 필터를 운용할 때 사용하는 필터통체의 벽면에 붙어 유수의 흐름을 방해할 수 있고, 반대로 좁게 형성하면 유수가 필터 표면에 용이하게 접촉할 수 없어 유수분리효율이 저하될 수 있다.In addition, the helical structure of the filter performs a function to elastically deform the outer shape of the filter when the external force due to the flow pressure of the fluid or the adhesion between adjacent filters acts on the filter, and the outer shape of the filter is elastically restored when the external force is removed. . At this time, it is preferable that the space | interval D5 between a strip | belt and a strip | belt in the cylindrical longitudinal direction is 5-25 mm. If the gap between the band and the band is formed wider than the above gap, the filters may be entangled with each other.The filter may be attached to the wall of the filter cylinder used when the filter is operated. Can not easily contact the filter surface can reduce the oil-water separation efficiency.
상기 필터의 탄력적인 변형은, 도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이 외력의 방향에 따른 중심축선(X-X)에 대하여 휨 또는 굴곡변형을 한다. 또한 외력을 받는 부분이 외력의 작용방향에 따라 중심축선(X-X)에 대하여 편심변형을 한다. 이러한 필터의 변형과 필터의 원래 형태로 되돌아 가려는 복원의 정도는 나선형의 경사각에 따라 달라지게 되는데, 이때 나선형 경사각(θ)은 원통체의 중심축선에 대하여 45 내지 65도인 것이 바람직하다. 나선형의 경사각(θ)이 45도 정도로 일정하게 되면 복원력이 떨어지고, 너무 커지게 될 경우에는 원래대로 복원되지 않는다는 것을 현장 설치를 통해 확인한 바 있다.The elastic deformation of the filter, as shown in Figs. 3 to 5, bends or deflects about the central axis X-X along the direction of the external force. In addition, the portion subjected to the external force is eccentrically deformed with respect to the center axis line (X-X) according to the direction of action of the external force. The deformation of the filter and the degree of restoration to return to the original shape of the filter depend on the inclination angle of the spiral, where the inclination angle? Is preferably 45 to 65 degrees with respect to the central axis of the cylindrical body. When the inclination angle (θ) of the spiral is about 45 degrees, the restoring force falls, and when it becomes too large, it has been confirmed through the field installation that the original state is not restored.
상기의 구조를 가지는 고분자필터는, 처리수가 관통하여 흐를 수 있도록 타공판으로 제작된 필터통체 내에 다수 채워 사용되고, 필터통체는 유수분리시설 및 초기우수처리시설(비점오염저감시설)의 처리조의 수로에 설치된다.The polymer filter having the above structure is used in a large number of filter cylinders made of perforated plates so that the treated water can flow therethrough, and the filter cylinders are installed in the channel of the treatment tank of the oil-water separation facility and the initial excellent treatment facility (non-point pollution reduction facility). do.
이때 필터의 충진밀도는 외압이 없는 자연상태에서 필터통체 용적의 80 ~ 85％ 범위로 하여 유속에 따른 초고분자필터의 유동성을 보장한다. 상기와 같이 설정된 초고분자필터의 충진밀도는 필터가 상호 근접한 간격을 이루면서 형성되는 필터와 필터 사이에 공간을 형성하고, 이 공간은 처리수가 흐르는 유로가 된다. 또한 필터의 속이 빈 내부공간에 의해서도 처리수가 흐르는 유로를 형성한다.At this time, the filling density of the filter is in the range of 80 to 85% of the volume of the filter cylinder in a natural state without external pressure, thereby ensuring the fluidity of the ultra high molecular filter according to the flow rate. The filling density of the ultrahigh molecular filter set as described above forms a space between the filter and the filter formed while the filters are formed at close intervals, and this space is a flow path through which the treated water flows. In addition, the inner space of the filter also forms a flow path through which the treated water flows.
따라서 처리조의 수로로 흐르는 기름성분 및 비점오염물질이 포함된 처리수가 필터통체를 통과하게 되면, 기름성분은 고밀도 고분자 폴리에틸렌 소재로 제작된 고분자필터의 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체된다. 합체된 기름액적의 크기가 증가하면 부상하여 물로부터 제거되고, SS 성분의 고형물은 침전에 의해 필터통체의 하부로 낙하하여 제거된다.Therefore, when the treated water containing the oil component and non-point pollutant flowing to the water treatment tank passes through the filter cylinder, the oil component is coalesced while moving between the surface and the space of the polymer filter made of high density polymer polyethylene material. As the size of the coalesced oil droplets increases, it floats and is removed from the water, and the solids of the SS component are dropped and removed to the lower part of the filter cylinder by precipitation.
이때, 본 발명의 필터는 나선형으로 형성되어 있기 때문에 유체의 흐름압력에 의한 외력 또는 근접한 필터간의 밀착력이 작용하게 되면, 필터 외형이 탄력적인 변형과 복원을 반복하게 된다. 이러한 탄성변형작용은 필터의 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체된 기름성분의 부상을 더욱 원활하게 하고, 필터의 표면에 부착되는 고형물을 털어내므로 고형물의 부착을 최소화하게 되며, 고형물을 필터통체 하부로 낙하시키는 것을 더욱 원활하게 한다.At this time, since the filter of the present invention is formed in a helical shape, when the external force due to the flow pressure of the fluid or the close contact force between the adjacent filters is applied, the filter shape is repeatedly elastically deformed and restored. This elastic deformation action moves smoothly between the surface and the space of the filter to smooth out the flotation of coalesced oil components, and minimizes the attachment of solids by shaking off the solids attached to the surface of the filter. Falling to the bottom is more smooth.
본 발명의 필터는 기타의 첨가물이 없는 초고분자 폴리에틸렌(ultra high molecular weight polyethylene) 소재로 제작되므로 일반적으로 알려진 PE의 물리화학적 특성과 같은 내마모성, 내충격성 및 자기 윤활성이 높고, 내약품성 및 내기후성이 강하며, 무독성, 비흡수성, 전기 절연성 및 고주파특성을 가진다.
Since the filter of the present invention is made of ultra high molecular weight polyethylene material without other additives, it has high abrasion resistance, impact resistance and self-lubrication properties such as physicochemical properties of commonly known PE, and chemical resistance and weather resistance. Strong, non-toxic, non-absorbent, electrical insulation and high frequency characteristics.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 나선형 부유 고분자필터에 의하면, 제작비용이 저렴하면서도 높은 유수분리성능 및 고형물제거성능을 발휘하고, 다양한 종류의 오일에 그 효과를 발휘하므로 범용성이 우수하다.As described above, according to the spiral floating polymer filter of the present invention, it has low versatility, shows high oil / water separation performance and solids removal performance, and exerts its effects on various kinds of oils, thereby providing excellent versatility.
또한 본 발명의 나선형 부유 고분자필터는, 분자량 900만 이상의 초고분자량 폴리에틸렌을 소재로 하여 뛰어난 흡착력을 가지고, 내구성과 내마모성이 우수하며, 내열성 또한 갖춘 장점을 지니고 있다.In addition, the helical suspended polymer filter of the present invention is made of ultra high molecular weight polyethylene with a molecular weight of 9 million or more, has excellent adsorption power, excellent durability and wear resistance, and also has advantages of having heat resistance.
본 발명의 고분자필터는 나선형으로 형성되어 부피표면적당 넓은 표면적을 가지고 근접한 수로를 형성하도록 적층되어 미세한 오염물 입자를 포집 또는 합체하는 물리적 현상만으로 유수분리 및 비점오염물질을 분리하는 탁월한 효과가 있다.The polymer filter of the present invention has an excellent effect of separating oil-water and non-point contaminants by only forming a spiral and physically collecting and coalescing fine contaminant particles by stacking them to form a contiguous channel with a large surface area per volume surface area.
본 발명의 고분자필터가 탄력적으로 변형과 복원을 반복함에 따라 나선형 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체된 기름성분의 부상이 더욱 원활해지고, 고형물을 필터통체 하부로 낙하시키는 것이 더욱 원활해지므로 유수분리성능 및 고형물제거성능이 더욱 향상된다.As the polymer filter of the present invention elastically repeats deformation and restoration, the floating of coalescing oil component is smoothed while moving between the spiral surface and the space, and it is more smooth to drop the solids under the filter cylinder. Performance and solids removal performance are further improved.
본 발명 고분자필터의 탄성변형과 복원작용이 필터 표면에 부착되는 고형물을 털어내므로 고형물의 부착이 최소화하게 되고, 이로써 고분자필터의 자체 중량이 증가하는 것을 최소화시키므로 고분자필터가 바닥으로 가라앉아 기능을 상실하는 것을 방지한다.Since the elastic deformation and the restoring action of the polymer filter of the present invention shake off the solids attached to the filter surface, the adhesion of the solids is minimized, thereby minimizing the increase in the weight of the polymer filter and thus the polymer filter sinks to the bottom. To prevent loss.
또한 본 발명의 고분자필터에 의하면, 나선형의 구조 인해 세척 시에도 필터를 필터통체로부터 꺼낼 필요 없이 고압의 공기나 물의 고압분사만으로 필터의 표면에 부착된 고형물을 제거할 수 있고, 고압 분사되는 공기나 고압수의 압력에 의해 필터가 탄성변형 및 복원작용을 반복하는 것에 의해 세척이 더욱 효율적으로 이루어진다.In addition, according to the polymer filter of the present invention, the solid structure attached to the surface of the filter can be removed only by high pressure injection of high pressure air or water without washing the filter out of the filter cylinder due to the spiral structure. The washing of the filter is made more efficient by repeating the elastic deformation and restoring action by the pressure of the high pressure water.
본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허등록청구범위에 속한다 할 것이다.
Although the present invention has been described only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the spirit and scope of the invention, and such modifications or changes will belong to the appended claims. .
도 1은 본 발명에 따른 고분자필터를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 고분자필터의 평면화한 상태를 나타낸 정면도.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 고분자필터의 탄성변형상태를 나타낸 정면도.
도 6은 난방유 오일에 모터 오일을 섞는 장면을 나타낸 사진.
도 7은 혼합 오일에 백색토를 투입하는 장면을 나타낸 사진.
도 8은 혼합 오일에 백색토를 투입하여 고속교반기로 혼합하는 장면을 나타낸 사진.
도 9는 조제한 유류폐수를 시험장비에 투입하는 장면을 나타낸 사진.
도 10은 본 발명의 고분자필터를 이용한 시험결과를 나타낸 표.
도 11 내지 도 20은 본 발명의 고분자필터를 이용한 시험결과에 따른 분석증명서.1 is a perspective view showing a polymer filter according to the present invention.
Figure 2 is a front view showing a planarized state of the polymer filter according to the present invention.
3 to 5 is a front view showing an elastic deformation state of the polymer filter according to the present invention.
Figure 6 is a photograph showing a scene of mixing motor oil with heating oil oil.
7 is a photograph showing a scene in which white earth is added to the mixed oil.
Figure 8 is a photograph showing a scene of mixing with a high speed stirrer by adding white earth to the mixed oil.
Figure 9 is a photograph showing a scene of putting the prepared oil wastewater into the test equipment.
10 is a table showing the test results using the polymer filter of the present invention.
11 to 20 is an analysis certificate according to the test results using the polymer filter of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Since these examples are only for illustrating the present invention, the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.
실시예 1. Example 1.
본 발명의 고분자필터에 대한 유수분리성능을 규명하기 위하여 시간당 1㎥ 처리용량의 별도 처리조를 제작하였다. 이 처리조의 수로에 본 발명의 고분자필터를 충진한 필터통체를 배치하였다. 난방유 오일과 모터 오일이 혼합된 시험오일 90%에 백색토 10%를 포함시켜 조제한 유류폐수(표 1 참조)를 처리조에 유입시키면서, 최종 유출수를 각각 채취하여 처리수의 상태를 조사하였다.In order to identify the oil-water separation performance of the polymer filter of the present invention, a separate treatment tank having a treatment capacity of 1
(SALE 15/W40)Heating oil + motor oil 6
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실험을 위하여 시험장비에 물을 가득 채운 후 고분자필터가 필터챔버 통체에 고르게 분포되도록 한 후 인위적으로 일정량의 물을 처리조 내부로 유입시키면서 실험용 액체를 지정한 비율로 연속적으로 유입시켰으며, 공정을 기하기 위하여 시험장소는 본 발명인의 에이젼트사인 일본국 오카야마에 소재하는 다니구치상회에서 실시하여 표 2 및 도 10과 같은 시험결과가 나타났다(도 11 내지 도 20 참조).After the test equipment was filled with water for the experiment, the polymer filter was evenly distributed in the filter chamber cylinder, and the experimental liquid was continuously introduced at a specified ratio while artificially introducing a certain amount of water into the treatment tank. In order to test the test place was carried out at the Taniguchi Sangyo, located in Okayama, Japan, an agent of the present inventors, and the test results shown in Table 2 and FIG. 10 were shown (see FIGS. 11 to 20).
(혼합유류)투입량Experimental Liquid
(Mixed oil)
(투입 후)Sampling time
(After injection)
(n-H 추출물질)Measurement result (mg / ℓ)
(nH extract)
본 발명의 고분자필터를 이용한 시험결과에서 나타나듯이 시험장비의 처리용량에 대해 정량 투입 시 실험용 액체 투입 후 30분 후, 1시간 후의 n-H 처리결과는 동일하게 나타났다. 실험용액체(혼합유류) 투입량 1%는 일반적으로 유수분리 설계 시 적용하는 양으로 다른 유수분리기들에 비해 월등한 처리효율을 나타내고 있으며, 특히 시험결과표 ⑤, ⑥의 결과를 보면, 시험장비의 처리용량과 동일 유량이 유입될 때 오염물질 농도가 10배 증가하더라도 최종 처리효율은 변함이 없다는 것이 결과물로 나타났으며, 기존 고분자 부유필터의 n-H 처리효율 69.6 ~ 94.8%에 비해 본 발명의 고분자필터를 사용한 결과 99.8% 이상의 제거율을 나타내고 있다는 것이 본 발명의 가장 큰 특징이라 할 수 있다(표 3 참조).As shown in the test results using the polymer filter of the present invention, the results of n-H treatment after 30 minutes and 1 hour after the addition of the experimental liquid during the quantitative injection of the treatment capacity of the test equipment were the same. 1% of experimental liquid (mixed oil) is generally applied to oil and water separation design and shows superior treatment efficiency compared to other oil and water separators. The result shows that the final treatment efficiency does not change even if the pollutant concentration increases 10 times when the same flow rate is introduced. As a result, it is a feature of the present invention that the removal rate is 99.8% or more (see Table 3).
성분
ingredient
(㎥/h)inflow
(㎥ / h)
(㎥/h)inflow
(㎥ / h)
(mg/L)Influent
(mg / L)
(mg/L)Runoff
(mg / L)
(%)Processing efficiency
(%)
(mg/L)Influent
(mg / L)
(mg/L)Runoff
(mg / L)
n-Hexane
추출물
n-Hexane
extract
상기 표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 n-Hexane 추출물에 대한 처리효율은 본 발명이 종래기술에 비하여 5 ~ 30.2% 향상되었음을 확인하였다. 또한 오염물질의 유입량이 10배 증가하였을 때에도 처리효율은 변함이 없어 본 발명의 처리효율은 종래기술보다 전반적으로 향상됨을 알 수 있었다.As can be seen from the results of Table 3, the treatment efficiency of the n-Hexane extract was confirmed that the present invention is improved by 5 to 30.2% compared to the prior art. In addition, even when the inflow of pollutants increased by 10 times, the treatment efficiency did not change, and thus the treatment efficiency of the present invention was found to be improved overall compared to the prior art.
또한 시험장비로 유입되는 유량이 2배 증가할 때에도 오염물질 유입량이 일정할 경우에는 처리효율에 변함이 없으며, 유입 유량이 2배 증가하고 오염물질의 유입량이 10배 증가할 경우 최종 유출수의 n-H 추출물질의 농도는 증가하나 처리효율의 변화는 거의 없었다는 것이 종래 기술에 비해 개선된 본 발명 고분자필터의 특징이라 할 수 있다.
In addition, even when the flow rate to the test equipment is doubled, the treatment efficiency does not change when the inflow of pollutants is constant, and the nH extract of the final outflow is increased when the inflow rate is increased twice and the inflow of the pollutants increases by 10 times. It is a feature of the polymer filter of the present invention that the quality of the polymer filter is improved compared to the prior art that the concentration of the quality is increased but there is little change in the treatment efficiency.
10 : 고분자필터
11 : 띠
12 : 가상의 원통체
D1 : 띠의 두께
D2 : 띠의 폭
D3 : 띠의 길이
D4 : 가상의 원통체의 지름
D5 : 띠와 띠 사이의 간격10: polymer filter
11: strip
12: virtual cylinder
D1: thickness of the strip
D2: width of the strip
D3: length of the strip
D4: diameter of imaginary cylindrical body
D5: gap between strips
Claims (4)
상기 가상의 원통체는 지름이 10 내지 20㎜인 것을 특징으로 하는 나선형 부유 고분자필터.A strip of polyethylene with a molecular weight of 9 million or more and a thickness of 0.01 to 0.1 mm, a width of 8 to 30 mm, and a length of 60 to 200 mm is formed in the form of a spiral wound around an imaginary cylinder, and the shape is elastically deformed and restored by an external force. Is configured to
The imaginary cylindrical body is a spiral suspended polymer filter, characterized in that the diameter of 10 to 20mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110054112A KR101069776B1 (en) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Ultra high molecular weight polyethylene density cylindrical buoyant filter |
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|---|---|
| KR101069776B1 true KR101069776B1 (en) | 2011-10-04 |
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ID=45032249
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| KR (1) | KR101069776B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101612451B1 (en) | 2013-09-30 | 2016-04-26 | 장학섭 | Density filter |
| KR101654582B1 (en) * | 2016-05-12 | 2016-09-06 | 그린로드(주) | Conical Shaped Buoyant Polymer Filter and Apparatus for Manufacturing the same and Method for Manufacturing the same and Water Treatment Filter including the same |
Citations (2)
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| JP3109660B2 (en) | 1990-07-30 | 2000-11-20 | ポール・コーポレーション | filter |
| KR100907935B1 (en) | 2007-07-18 | 2009-07-16 | (주) 해동에이앤씨 | Cylindrical Suspended Polymer Filter |
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2011
- 2011-06-03 KR KR1020110054112A patent/KR101069776B1/en not_active IP Right Cessation
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