KR101833213B1 - 저에너지형 여과장치 및 이의 운전방법 - Google Patents

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KR101833213B1
KR101833213B1 KR1020170014244A KR20170014244A KR101833213B1 KR 101833213 B1 KR101833213 B1 KR 101833213B1 KR 1020170014244 A KR1020170014244 A KR 1020170014244A KR 20170014244 A KR20170014244 A KR 20170014244A KR 101833213 B1 KR101833213 B1 KR 101833213B1
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최준영
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Abstract

본 발명은 저에너지형 여과장치 및 이의 운전방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부가 비어 있는 소정형상의 단면과 높이를 가지며, 벽면 소정 위치에는 여과수 배출관이 구비된 여과장치 본체부, 상기 여과장치 본체부 내부 소정 높이에 위치하며, 중앙부에는 여과용 원수 또는 역세척 폐수의 이동통로를 제공하는 제1 메인관로가 연결되는 제1 메인관로 연결공이 구비되고, 상기 제1 메인관로 연결공 외측으로는 관통관 제1 연결공이 형성된 상협하광 구조를 갖는 제1 경사판, 관통관 제2 연결공이 형성된 상협하광 구조를 갖는 상기 제1 경사판 아래 소정 거리 이격되어 위치하는 제2 경사판, 상기 제2 경사판과 소정 거리 이격되어 아래에 위치하는 여과재층, 상기 여과재층 아래에 위치하는 집수공간 및 상기 관통관 제1 연결공과 관통관 제2 연결공을 연결하도록 구비되되, 상기 여과재층을 관통하도록 수직으로 연장된 1개 이상의 관통관을 포함하는 여과장치 및 이의 운전방법에 관한 것이다.

Description

저에너지형 여과장치 및 이의 운전방법 {Low Energy Type Filtration Apparatus and Operation Method Thereof}
본 발명은 저에너지형 여과장치 및 이의 운전방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여과장치의 운전에 필요한 에너지를 최소화하면서도 효과적으로 여과 및 세척이 가능한 저에너지형 여과장치 및 이의 운전방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
UN 세계 수자원 개발 보고서에 의하면, 2025년에는 세계 인구의 40%인 약 27억 명이 물 부족에 직면할 것이고, 전 세계 국가의 약 20%는 심각한 물 부족 현상이 발생할 것으로 전망하였다. 이는 공급은 한정되어 있는 반면 인구증가, 소득수준 향상 등으로 인해 수요가 계속 증가하기 때문이다.
먹는 물로 공급하는 물은 하천수, 호소수, 해수 등을 정화하는 과정을 거치게 되고, 하천수나 호소수는 일반적으로 응집공정, 침전공정, 여과공정, 흡착공정, 산화공정, 소독공정 등을 실시하여 오염물질을 제거하고 있다.
한편 여과공정은 원수에 포함되어 있는 각종 입자상 오염물질을 분리하는 공정으로, 여과공정에서 이들 입자상 물질을 완벽하게 제거하여야 한다. 만약 입자상 물질들이 많이 포함되어 있는 경우, 흡착재들 사이의 공간을 막거나 흡착되어야 할 용존성 오염물질이 충분히 흡착되지 않아 운전상의 문제점을 야기시킬 뿐만 아니라 처리수질이 악화되기도 한다.
일반적인 여과공정은 모래층 및 자갈층 등의 여과재가 충진된 여과조가 이용되고 있으며, 모래층 상부에 원수를 주입하는 하향류 방식으로 여과를 진행하고, 주기적 또는 비주기적으로 자갈층, 모래층의 순으로 공급하여 이들 층들에 쌓인 입자상 물질을 제거하는 역세척 공정을 함께 실시하고 있는 실정이다.
그러나 모래층 상부로 원수를 공급하여 입자상 물질을 제거하는 경우, 원수가 모래층 표면의 일부로만 공급되는 경우가 종종 발생하고, 게다가 역세척 공정시에는 역세척에 필요한 물을 하부에서 상부로 강하게 유동시켜야 하기 때문에 고압 펌프 등에 의존하는 경우가 대부분이다.
따라서 안정적인 수질을 확보하고 나아가 경제적으로 운전할 수 있는 여과장치의 개발이 필요한 상황이다.
한국등록실용신안 제0388784호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 여과공정과 여재층의 역세척 공정시 에너지 소모가 적어 경제적으로 가동할 수 있는 여과장치 및 이의 운전방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 여재층의 역세척 주기를 길게 함으로써 여과장치 단위 용적 당 투과수량을 최대한 확보할 수 있는 여과장치 및 이의 운전방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 여과장치는, 내부가 비어 있는 소정형상의 단면과 높이를 가지며, 벽면 소정 위치에는 여과수 배출관이 구비된 여과장치 본체부, 상기 여과장치 본체부 내부 소정 높이에 위치하며, 중앙부에는 여과용 원수 또는 역세척 폐수의 이동통로를 제공하는 제1 메인관로가 연결되는 제1 메인관로 연결공이 구비되고, 상기 제1 메인관로 연결공 외측으로는 관통관 제1 연결공이 형성된 상협하광 구조를 갖는 제1 경사판, 관통관 제2 연결공이 형성된 상협하광 구조를 갖는 상기 제1 경사판 아래 소정 거리 이격되어 위치하는 제2 경사판, 상기 제2 경사판과 소정 거리 이격되어 아래에 위치하는 여과재층, 상기 여과재층 아래에 위치하는 집수공간 및 상기 관통관 제1 연결공과 관통관 제2 연결공을 연결하도록 구비되되, 상기 여과재층을 관통하도록 수직으로 연장된 1개 이상의 관통관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 여과장치는, 상기 여과재층의 역세척 시, 에어 또는 역세용수를 분사하는 제2 메인관로와 연결된 노즐부가 상기 제2 경사판과 상기 여과재층 사이에 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 여과장치는, 상기 여과재층의 역세척 시, 역세용수를 가압하기 위한 상기 제1 경사판 상부에 가압부재가 더 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 가압부재는 소정의 크기를 갖는 팽창과 수축이 가능한 재질로 이루어지고, 상기 가압부재를 상기 여과장치 본체부에 고정하기 위한 상기 가압부재 상부에 위치하는 가압부재 고정부, 상기 여과장치 본체부 내부 벽면과 밀착하도록 수직으로 이동하는 상기 가압부재 아래에 위치하는 가압부재 이동부 및 상기 가압부재에 유체를 공급하기 위한 유체 공급관로가 구비되고, 상기 제1 메인관로로 유입된 여과용 원수가 상기 여과재층 표면에 균일하게 공급될 수 있도록, 중심부에서 외곽부로 갈수록 단면적이 증가하는 다수개의 급수공이 상기 제2 경사판 표면에 더 구비되는 것이 더욱 바람직하다.
게다가 본 발명의 여과장치는, 상기 제1 경사판 상부에는 가압부재의 팽창여부를 결정하기 위한 수위센서가 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 여과장치는, 상기 제1 메인관로 소정 위치에는, 여과재층의 역세척 폐수를 외부로 배출하기 위한 제1 보조관로, 및 상기 제2 메인관로와 연통되는 제2 보조관로가 더 구비되고, 상기 여과재층은 아래로 갈수로 입경이 작은 다층으로 이루어진 여과재가 충진될 수 있다.
상기 여과장치를 사용한 운전방법에 있어서, 여과용 원수를 상기 제1 메인관로로 소정시간 공급하여 여과공정을 수행하는 S-1 단계, 상기 여과용 원수의 공급을 중단하는 S-2 단계, 상기 에어 및 여과수로 여과재층의 세척을 수행하고, 발생한 역세척 폐수를 배출하는 S-3 단계, 및 상기 S-1 단계 내지 S-3 단계를 반복하여 실시하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 S-3 단계는, 상기 제1 경사판 상부의 수위를 수위센서로 측정하는 단계 및 측정한 수위가 소정범위 이하로 낮아진 경우, 상기 유체 공급관로로 유체를 공급하여 가압부재를 팽창시키는 단계를 더 포함하고, 여과용 원수를 상기 제1 메인관로로 소정시간 공급하는 S-1 단계에서는, 상기 유체 배출관로를 개방하여 가압부재를 수축시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 여과장치 및 이의 운전방법에 의하면, 여과재층의 역세척 시 수두차를 이용하여 여과수를 여과재층 하부로 유도하기 때문에 별도의 동력을 필요로 하지 않아 저에너지로 여과장치를 운전하는 것이 가능하다는 이점이 있다.
또한 본 발명 여과장치의 본체부 상부에는 여과수를 가압할 수 있는 가압부재를 구비하고 있어, 여과수의 수두차가 작더라도 여과재층의 역세에 필요한 충분한 압력을 가할 수 있어 역세효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
게다가 본 발명 여과장치에는, 상협하광 구조이면서 중심부에서 외각으로 갈수록 단면적이 증가하는 다수개의 급수공이 형성된 제2 경사판을 구비하고 있어, 여과재층에 공급하는 여과용 원수를 균일하게 공급하는 것이 가능하고, 따라서 여과재층의 역세척 주기를 길게 유지할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저에너지 여과장치의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 여과장치의 단면도로서, 여과용 원수를 여과하는 과정을 설명하기 위한 것이다.
도 3은 제2 경사판의 확대사시도이다.
도 4는 도 1에 도시한 여과장치의 단면도로서, 역세용수를 사용하여 여과재층을 역세하는 과정을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 가압부재의 확대단면도이다.
도 6은 본 발명의 여과장치를 이용한 운전방법 흐름도이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 저에너지 여과장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저에너지 여과장치의 개략 사시도, 도 2는 도 1에 도시한 여과장치의 단면도로서, 여과용 원수를 여과하는 과정을 설명하는 도면, 도 3은 제2 경사판의 확대사시도, 그리고 도 4는 도 1에 도시한 여과장치의 단면도로서, 역세용수를 사용하여 여과재층을 역세하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 저에너지형 여과장치는, 여과장치 본체부(100), 상기 여과장치 본체부(100) 내부에 위치하는 제1 경사판(110), 제2 경사판(120), 노즐부(130), 여과재층(140), 집수공간(150), 가압부재(160) 및 관통관(170) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 여과장치 본체부(100)는 단면이 원형 또는 다각형 등 소정 형상으로 이루어져 있으며, 제1 경사판(110), 제2 경사판(120), 노즐부(130), 여과재층(140), 집수공간(150), 가압부재(160) 및 관통관(170) 등을 수용할 수 있도록 내부가 비어 있는 소정의 높이를 갖는다. 여기서, 상기 여과장치 본체부(100)의 재질은 특별히 제한하지 않지만, 일예로 내식성 및 내구성을 갖는 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 여과장치 본체부(100) 내부의 소정 높이에는 제1 경사판(110)이 구비되고, 상기 제1 경사판(110)은 여과용 원수나 역세척 폐수가 이동하는 통로로 작용한다.
구체적으로, 상기 제1 경사판(110)의 중앙부에는 제1 메인관로 연결공(111)이 형성되어 있고, 상기 제1 메인관로 연결공(111) 외측으로는 1개 이상의 관통관 제1 연결공(112)이 구비되어 있다. 여기서, 제1 메인관로 연결공(111)에는, 여과용 원수을 공급하거나, 여과재층(140)에 쌓인 오염물질 입자층(141)을 배출시키기 위한 제1 메인관로(180)가 연결된다. 또 1개 이상의 관통관 제1 연결공(112)에는 후술할 관통관(170)이 장착된다.
상기 제1 경사판(110)은 정면에서 바라볼 때, 상부는 좁고 하부는 넓은 상협하광구조인 것이 바람직하다. 이는 여과재층(140) 역세척 시 발생하는 역세척 폐수를 용이하게 집수하기 위한 것이다.
상기 제1 경사판(110) 아래에는 상기 여과재층(140) 표면에 여과용 원수를 가 균일하게 공급하기 위한 제2 경사판(120)이 구비된다.
구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제2 경사판(120)은 상기 제1 경사판(110)과 유사한 상협하광 구조이며, 후술할 관통관(170)이 장착되는 1개 이상의 관통공 제2 연결공(122)과 다수개의 급수공(121)이 형성되어 있다.
특히, 상기 다수개의 급수공(121)은 중심부, 즉 단면적이 상대적으로 좁은 상부에 형성된 급수공(121)의 단면적은 작고, 외곽부인 하부로 갈수록 급수공(121)의 단면적이 점진적으로 커지도록 형성되는 것이 바람직하다.
여과재를 사용한 여과공정의 경우, 입자상 물질은 여과재 표면에서 주로 제거되며 따라서 여과시간을 늘이거나 입자상 물질의 여과 효율을 향상시키기 위해서는 여과재 표면에 원수를 균일하게 공급하는 것이 매우 중요하다. 본 발명에서는 전술한 바와 같은 상협하광 구조이고 게다가 중심부에서 외각으로 갈수록 단면적이 증가하는 다수개의 급수공(121)이 형성된 제2 경사판(120)을 구비하고 있어, 여과재층(140)에 공급하는 여과용 원수를 매우 균일하게 공급하는 것이 가능하다. 즉, 제2 경사판(120) 중심부근으로 공급된 여과용 원수는 단면적이 상대적으로 작은 급수공(121)으로 일부만 통과하고, 나머지는 경사판(120)을 따라 흘러가면서 급수공(121)을 통과하기 때문에 여과재층(140)의 모든 표면을 활용할 수 있다는 이점이 있다.
상기 제2 경사판(120) 아래에는 여과재층(140)이 충진된다. 상기 여과재층(140)은 여과용 원수에 포함되어 있는 조대입자 및 미세입자를 제거하기 위한 것으로 아래로 갈수록 입경이 작은 여과재가 충진될 수 있다. 일예로, 상기 여과재는 자갈, 모래, 안트라사이트 및 활성탄 중 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
상기 여과재층(140) 아래에는 소정의 공간부를 갖는 집수공간(150)이 구비된다. 상기 집수공간(150)에는 여과재층(140)을 통과하면서 입자상 물질이 제거된 깨끗한 여과수가 모이는 곳으로, 이렇게 모인 여과수는 후술할 관통관(170)을 경유하여 제1 경사판(110) 상부로 이동한 후 외부로 배출된다.
상기 제2 경사판(120)과 여과재층(140) 사이에는 노즐부(130)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 여과용 원수를 여과재층(140)으로 통과시키면 여과용 원수에 포함되어 있던 입자상 물질이 여과재층(140)에서 제거되지만, 여과재층(140)에서 제거된 입자상 물질이 여과재의 공극을 폐쇄하게 되어 여과용 원수가 여과재층(140)을 잘 통과하지 못하게 되다. 따라서 일정시간 또는 일정량의 여과용 원수를 공급한 이후에는 주기적 또는 비주기적으로 여과재층(140)을 세척하는 역세과정을 실시하는 것이 일반적이고, 이때 여과용 원수의 공급방향과 반대방향으로 여과수를 공급하면 여과재층(140)의 표면에 쌓인 오염물질 입자층(141)과 여과재 사이 공극을 막고 있는 입자들이 떨어져 여과성능을 회복하게 된다.
그러나 여과재층(140) 상부에 축적된 오염물질 입자층(141)의 양이 너무 많은 경우에는, 여과재층(140) 하부로 공급되는 역세수가 잘 통과하지 못하게 되고 따라서 역세효율이 떨어지는 결과를 초래한다. 본 발명에서는 오염물질 입자층(141)을 용이하게 파쇄, 분산시킬 수 있도록 여과재층(140) 상부에 에어 또는 물을 분사할 수 있는 노즐부(130)를 더 구비하고 있어, 여과재층(140)의 역세를 매우 효율적으로 수행할 수 있다는 이점이 있다.
상기 노즐부(130)에 일측에는 제2 메인관로(190)가 연결되어 있고, 또 상기 제2 메인관로(190)에는 제1 메인관로(180)와 연통되도록 제2 보조관로(182)와 제3 밸브(191)가 구비된다. 따라서 노즐부(130)에 에어만 공급하는 경우에는 제2 보조관로(182)를 폐쇄하고 콤프레서(미도시)로부터 이송되는 압축공기를 공급하며, 역세용수를 공급하는 경우에는 제2 보조관로(182)를 개방함으로써, 에어 또는 역세용수를 선택할 수 있다.
본 발명의 여과장치는 상기 제1 경사판(110), 제2 경사판(120) 그리고 여과재층(140)을 순차적으로 관통하는 수직으로 연장된 1개 이상의 관통관(170)을 더 구비하고 있다.
구체적으로 상기 관통관(170)은 상기 제1 경사판(110)의 관통관 제1 연결공(112)과 제2 경사판(120)의 관통관 제2 연결관(122)을 관통한 후, 다시 여과재층(140)을 통과하도록 위치한다. 여기서 상기 관통관(170)은 상부와 하부는 개방되고 측면은 폐쇄된 원기둥 또는 사각기둥일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
따라서 여과재층(140) 아래에 위치하는 집수공간(150)의 여과수가 상기 제1 경사판(110) 상부로 이동하거나, 또는 제1 경사판(110) 상부의 여과수가 집수공간(150)으로 이동하는 것은 가능하지만, 제1 경사판(110)과 제2 경사판(120) 사이 또는 제2 경사판(120)과 여과재층(140) 사이에 공급되는 여과용 원수와 역세척 폐수는 관통관(170) 내부로 유입될 수 없다.
본 발명의 여과장치는, 여과재층(140)의 역세효과를 향상시키고 또 저에너지로 여과장치의 운전이 가능하도록 제1 경사판(110) 상부에 가압부재(160)를 더 포함하고 있다.
가압부재의 확대단면도인 도 5를 참고하면서 구체적으로 설명하면, 상기 가압부재(160)는 여과장치 본체부(100) 내부 상측에 위치하며, 소정의 크기를 가지고 팽창과 수축이 가능한 고무 등의 탄성재질로 이루어져 있다.
또 상기 가압부재(160) 상부에는 일측이 여과장치 본체부(100)에 고정된 가압부재 고정부(163)가 구비되고, 가압부재(160) 아래에는 가압부재 이동부(164)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 가압부재 고정부(163)는 상기 가압부재(160)가 여과장치 본체부(100) 소정 위치에 고정되도록 지지하고, 가압부재 이동부(164)는 상기 가압부재(160)의 수축과 팽창을 자유롭게 허용할 수 있도록 가압부재(160)에만 고정되어 있다.
여기서, 상기 가압부재 이동부(164)는 제2 경사판(120) 상부의 여과수를 하방으로 가압할 수 있도록 여과장치 본체부(100) 내부 벽면과 밀착하는 것이 바람직하고, 소정의 두께를 가지며 탄성을 갖는 고무 또는 실리콘재질로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 가압부재(160)의 팽창과 수축을 위하여, 유체 공급관로(161)와 유체 배출관로(162)가 가압부재(160) 일측에 연결되고, 여과장치 본체부(100) 내부에는 수위센서(101)가 구비된다. 즉, 여과재층(140) 역세척 시, 제1 경사판(110) 상부의 수위를 수위센서(101)가 연속적으로 측정하고, 소정 수위 이하로 낮아지면 유체 공급관로(161)를 개방하여 유체를 공급하여 가압부재(160)를 팽창시킨다. 반대로 여과재층(140)의 역세가 종료되면, 유체 공급관로(161)를 폐쇄하고 유출 배출관로(162)를 개방하여 가압부재(160)가 자연 수축하도록 유도한다.
한편, 제1 경사판(110)의 제1 메인관로 연결공(111)에는 여과용 원수를 공급하거나 역세척 폐수를 외부로 배출하기 위한 제1 메인관로(180)가 연결되고, 상기 제1 메인관로(180)에는 제1 및 제2 보조관로(181, 182)가 구비되어 있다.
도면 부호 103은 여과수 배출관으로 여과장치 본체부(100)의 소정 높이에 구비되며 벽면을 관통하도록 구비되어 있고, 도면 부호 102는 기체를 배출하기 위한 배출관이다.
이하에서는 도 2, 4 및 6을 참조하면서 전술한 여과장치를 사용한 운전방법에 관해 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 운전방법은, 여과용 원수를 상기 제1 메인관로(180)로 소정시간 공급하여 여과공정을 수행하는 S-1 단계, 상기 여과용 원수의 공급을 중단하는 S-2 단계, 및 상기 에어 및 여과수로 여과재층(140)의 세척을 수행하고, 발생한 역세척 폐수를 배출하는 S-3 단계를 포함하며, 이들 S-1 단계 내지 S-3 단계가 반복된다.
구체적으로, S-1 단계에서는 제1 메인관로(180)의 제1 밸브(183)는 개방하고, 나머지 제2 밸브(184)와 제3 밸브(191)는 폐쇄시켜, 여과용 원수를 제2 경사판(120) 상부면으로 공급한다. 여과재층(140)을 통과하면서 입자상 물질이 제거된 여과수는 집수공간(150) 및 관통관(170)을 경유한 후, 여과수 배출관(103)을 통해 외부로 배출된다. 물론, 역세척 시 가압부재(160)를 팽창시킨 경우에는 여과용 원수를 공급하기 전 또는 공급과 함께 유체 배출관로(162)를 개방하여 가압부재(160)를 수축시켜야 함은 자명하다.
여과용 원수를 일정 시간 공급한 이후에는 여과재층(140)에 쌓인 오염물질 입자층(141)을 제거하기 위한 역세척이 요구되고 따라서 여과용 원수의 공급을 중단한다(S-2 단계).
S-3 단계에서는, 제1 메인관로(180)의 제1 밸브(183)를 폐쇄하고, 제2 밸브(184)를 개방한다. 또 제3 밸브(191)는 에어를 공급할 것인지 아니면 역세용수를 공급할 것인지 선택하여 밸브의 개폐 각도를 조절한다. 만약 에어만을 공급하는 경우에는 제2 메인관로(190)와 제2 보조관로(182)가 연통되지 않도록 제3 밸브(191)의 개폐 각도를 조절하고, 반대로 역세용수를 공급하는 경우에는 제2 메인관로(190)와 제2 보조관로(182)가 연통되도록 제3 밸브(191)의 개폐 각도를 조절한다.
그러면 제2 메인관로(190)로 공급되는 에어 또는 역세용수는 노즐부(130)를 통해 여과재층(140) 상부로 분사되고, 이와 동시에 또는 이후에 제1 경사판(110) 상부의 여과수가 관통관(170)과 집수공간(150)을 경유한 후, 여과재층(140) 아래에서 위로 이동하고, 오염물질이 포함된 역세척 폐수는 제1 메인관로(180)와 제1 보조관로(181)로 배출된다.
여기서, 상기 제1 경사판(110) 상부의 여과수가 관통관(170)으로 이동하는 단계에서는, 제1 경사판(110) 상부의 수위를 수위센서(101)로 측정하고, 만약 수위가 소정범위 이하로 낮아진 경우에는 유체 공급관로(161)로 유체를 공급하여 가압부재(160)를 팽창시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 가압부재(160)를 팽창시켜 여과수를 가압하게 되면, 여과수의 수위가 낮더라도 여과재층(140)의 역세에 필요한 충분한 압력을 가할 수 있어 역세효율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 여과장치 본체부
101 : 수위센서 102 : 기체 배출관
103 : 여과수 배출관
110 : 제1 경사판
111 : 제1 메인관로 연결공 112 : 관통관 제1 연결공
120 : 제2 경사판
121 : 급수공 122 : 관통관 제2 연결공
130 : 노즐부
140 : 여과재층
141 : 오염물질 입자층
150 : 집수공간
160 : 가압부재
161 : 유체 공급관로 162 : 유체 배출관로
163 : 가압부재 고정부 164 : 가압부재 이동부
170 : 관통관
180 : 제1 메인관로
181 : 제1 보조관로 182 : 제2 보조관로
183 : 제1 밸브 184 : 제2 밸브
190 : 제2 메인관로
191 : 제3 밸브

Claims (9)

  1. 내부가 비어 있는 소정형상의 단면과 높이를 가지며, 벽면 소정 위치에는 여과수 배출관(103)이 구비된 여과장치 본체부(100);
    상기 여과장치 본체부(100) 내부 소정 높이에 위치하며, 중앙부에는 여과용 원수 또는 역세척 폐수의 이동통로를 제공하는 제1 메인관로(180)가 연결되는 제1 메인관로 연결공(111)이 구비되고, 상기 제1 메인관로 연결공(111) 외측으로는 관통관 제1 연결공(112)이 형성된 상협하광 구조를 갖는 제1 경사판(110);
    관통관 제2 연결공(122)이 형성된 상협하광 구조를 갖는 상기 제1 경사판(110) 아래 소정 거리 이격되어 위치하는 제2 경사판(120);
    상기 제2 경사판(120)과 소정 거리 이격되어 아래에 위치하는 여과재층(140);
    상기 여과재층(140) 아래에 위치하는 집수공간(150); 및
    상기 관통관 제1 연결공(112)과 관통관 제2 연결공(122)을 연결하도록 구비되되, 상기 여과재층(140)을 관통하도록 수직으로 연장된 1개 이상의 관통관(170)을 포함하되,
    상기 여과재층(140)의 역세척 시, 역세용수를 가압하기 위한 상기 제1 경사판(110) 상부에 소정의 크기를 갖는 팽창과 수축이 가능한 재질로 이루어진 가압부재(160)가 더 구비되고,
    상기 가압부재(160)를 상기 여과장치 본체부(100)에 고정하기 위한 상기 가압부재(160) 상부에 위치하는 가압부재 고정부(163); 상기 여과장치 본체부(100) 내부 벽면과 밀착하도록 수직으로 이동하는 상기 가압부재(160) 아래에 위치하는 가압부재 이동부(164); 및 상기 가압부재(160)에 유체를 공급하기 위한 유체 공급관로(161)가 구비되고,
    상기 제1 메인관로(180)로 유입된 여과용 원수가 상기 여과재층(140) 표면에 균일하게 공급될 수 있도록, 중심부에서 외곽부로 갈수록 단면적이 증가하는 다수개의 급수공(121)이 상기 제2 경사판(120) 표면에 더 구비된 것을 특징으로 하는 여과장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 여과재층(140)의 역세척 시, 에어 또는 역세용수를 분사하는 제2 메인관로(190)와 연결된 노즐부(130)가 상기 제2 경사판(120)과 상기 여과재층(140) 사이에 더 구비된 것을 특징으로 하는 여과장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사판(110) 상부에는 가압부재(160)의 팽창여부를 결정하기 위한 수위센서(101)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 여과장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 메인관로(180) 소정 위치에는, 여과재층(140)의 역세척 폐수를 외부로 배출하기 위한 제1 보조관로(181), 및 상기 제2 메인관로(190)와 연통되는 제2 보조관로(182)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 여과재층(140)은 아래로 갈수로 입경이 작은 다층으로 이루어진 여과재가 충진된 것을 특징으로 하는 여과장치.
  8. 제2항 또는 제6항의 여과장치를 사용한 운전방법에 있어서,
    여과용 원수를 상기 제1 메인관로(180)로 소정시간 공급하여 여과공정을 수행하는 S-1 단계;
    상기 여과용 원수의 공급을 중단하는 S-2 단계;
    에어 및 여과수로 여과재층(140)의 세척을 수행하고, 발생한 역세척 폐수를 배출하는 S-3 단계; 및
    상기 S-1 단계 내지 S-3 단계를 반복하여 실시하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치의 운전방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 S-3 단계는,
    상기 제1 경사판(110) 상부의 수위를 수위센서(101)로 측정하는 단계; 및
    측정한 수위가 소정범위 이하로 낮아진 경우, 상기 유체 공급관로(161)로 유체를 공급하여 가압부재(160)를 팽창시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치의 운전방법.

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