상향류식 여과장치(Upflow Filtration Reactor)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2012년09월07일
(11) 등록번호 10-1180746
(24) 등록일자 2012년09월03일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B01D 24/16 (2006.01) B01D 24/46 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2010-0031351
(22) 출원일자 2010년04월06일
심사청구일자 2010년04월06일
(65) 공개번호 10-2011-0111992
(43) 공개일자 2011년10월12일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020050035716 A*
KR200222527 Y1*
JP3387696 B2*
KR100927836 B1
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
에스아이비(주)
대전광역시 유성구 관평동 702번지
(72) 발명자
주대성
대전광역시 유성구 농대로 41, 과기원아파트
102-502호 (궁동)
(74) 대리인
강성혜
전체 청구항 수 : 총 11 항 심사관 : 장성원
(54) 발명의 명칭 상향류식 여과장치
(57) 요 약
높은 여과효율을 가지며 역세척을 좀더 용이하고 확실하게 행하는 것이 가능하도록, 하단부에 원수(오수)가 유
입되는 유입구가 형성되고 상단부에 여과수(정수)가 배출되는 배출구가 형성되는 여과탱크와, 여과탱크의 내부
에 설치되며 섬유의 굵기가 다른 여재가 복수의 층을 이루며 배치되는 여재층과, 여재층의 상면과 하면에 설치
되어 여재의 이탈을 방지하며 다수의 미세한 구멍이 형성되는 복수의 스크린과, 여과탱크의 중앙을 상하로 가
로질러 설치되는 회전축과 여재층 내부에 설치되어 여재를 교반하도록 회전축에 설치되는 교반날개를 포함하는
교반장치와, 여재층의 내부로 역세수를 공급하여 역세척을 행하는 역세장치를 포함하는 상향류식 여과장치를
제공한다.
대 표 도 - 도2
등록특허 10-1180746
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특허청구의 범위
청구항 1
하단부에 원수(오수)가 유입되는 유입구가 형성되고 상단부에 여과수(정수)가 배출되는 배출구가 형성되는 여
과탱크와,
상기 여과탱크의 내부에 설치되며 하부에는 비중이 상대적으로 크고 섬유의 굵기가 상대적으로 굵은 섬유질
여재가 배치되고, 상부로 갈수록 비중이 상대적으로 작고 섬유의 굵기가 상대적으로 작은 섬유질 여재가 배치
되어 구성되는 복수의 여재층과,
상기 여재층의 상면과 하면에 설치되어 여재의 이탈을 방지하는, 다수의 미세한 구멍이 형성되는 복수의 스크
린과,
상기 여과탱크의 중앙을 상하로 가로질러 설치되며 모터의 회전력을 전달받아 정역회전하는 회전축과 상기 여
재층 내부에 설치되어 여재를 교반하도록 상기 회전축에 설치되는 교반날개를 포함하는 교반장치와,
상기 여재층의 내부로 역세수를 공급하여 역세척을 행하는 역세장치를 포함하는 상향류식 여과장치.
청구항 2
삭제
청구항 3
청구항 1에 있어서,
상기 여재층은 2~5개의 층으로 구성하는 상향류식 여과장치.
청구항 4
청구항 1에 있어서,
상기 여재층은 맨 하부층에 굵기가 10~20데니어인 섬유로 형성한 섬유질 여재를 배치하고, 맨 상부층에 굵기
가 1~5데니어인 섬유로 형성한 섬유질 여재를 배치하고, 중간층에 굵기가 6~10데니어인 섬유로 형성한 섬유질
여재를 배치하는 상향류식 여과장치.
청구항 5
청구항 1에 있어서,
상기 여과탱크의 내부에는 상기 여재층의 섬유의 굵기가 다른 섬유질 여재가 서로 혼합되지 않도록 구분하는
스크린을 여재층 내부를 가로질러 설치하는 상향류식 여과장치.
청구항 6
청구항 1에 있어서,
상기 회전축에 각 교반날개의 상부와 하부가 서로 다른 방향의 나사가 위치하도록 왼나사 및 오른나사를 배치
하여 형성하고,
상기 여재층의 상부와 하부 및 중간에 설치되는 스크린을 회전이 구속된 상태에서 상기 회전축의 왼나사 또는
오른나사에 각각 결합되도록 구성하는 상향류식 여과장치.
청구항 7
청구항 1에 있어서,
상기 회전축에 각 교반날개의 상부와 하부에 서로 피치가 다른 나사를 배치하여 형성하고,
상기 여재층의 상부와 하부 및 중간에 설치되는 스크린을 회전이 구속된 상태에서 상기 회전축의 나사에 각각
결합되도록 구성하는 상향류식 여과장치.
등록특허 10-1180746
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청구항 8
청구항 1에 있어서,
상기 회전축의 각 교반날개 상부와 하부에 대응하는 위치의 상기 여과탱크 내면에 서로 다른 방향의 나사가
위치하도록 왼나사 및 오른나사를 배치하여 형성하고,
상기 여재층의 상부와 하부 및 중간에 설치되는 스크린을 상기 회전축에 함께 회전하면서 미끄럼이동이 가능
하도록 각각 결합하여 구성하는 상향류식 여과장치.
청구항 9
청구항 1에 있어서,
상기 회전축의 각 교반날개 상부와 하부에 대응하는 위치의 상기 여과탱크 내면에 서로 다른 피치의 나사를
배치하여 형성하고,
상기 여재층의 상부와 하부 및 중간에 설치되는 스크린을 상기 회전축에 함께 회전하면서 미끄럼이동이 가능
하도록 각각 결합하여 구성하는 상향류식 여과장치.
청구항 10
청구항 1에 있어서,
상기 스크린 중 하나 이상의 스크린을 상하로 이동시키는 스크린이동장치를 더 포함하고,
상기 스크린이동장치는 상기 여과탱크의 외부에 설치되는 실린더와, 상하로 이동되는 스크린을 서로 일체로
이동하도록 연결하는 복수의 연결막대와, 상기 실린더에 결합되고 상기 연결막대로 연결된 스크린 중의 하나
에 로드의 끝부분이 결합되는 피스톤을 포함하는 상향류식 여과장치.
청구항 11
청구항 1에 있어서,
상기 역세장치는 역세수와 공기를 혼합하여 공급하는 이젝터와, 상기 이젝터와 연결되고 상기 여재층 내부의
복수의 지점에 공기가 혼합된 역세수를 분사하는 역세수 공급관을 포함하는 상향류식 여과장치.
청구항 12
청구항 1에 있어서,
상기 여과탱크의 내부 상기 여재층의 하부에 설치되는 경사침전판 또는 경사침전관을 더 포함하는 상향류식
여과장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 상향류식 여과장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굵기가 서로 다른 섬유로 이루어진 여재를[0001]
복수의 층으로 설치하여 여과효율을 향상시킴은 물론 교반날개를 설치하여 역세척을 용이하고 확실하게 행하
는 것이 가능한 상향류식 여과장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
생활용수와 산업용수를 생산하는 정수과정과 하수와 폐수를 처리하는 수처리 과정에서 물에 존재하는 입자성[0002]
오염물질을 제거하는 대표적인 공정이 여과이다.
예를 들면, 정수장에서는 약품(응집제)을 원수와 혼화(혼합), 교반하면서 원수에 포함된 오염물질(인산염[0003]
등)을 응집제와 반응시켜 고형체(플록(floc)) 형태로 석출 시킨 다음, 침전지로 옮겨 침전 과정을 거치고, 모
래여과지에서 여과 과정을 거쳐 최종 정화 처리된 물을 용수로 활용한다.
하수와 폐수처리장의 경우 생물학적 처리와 화학적 처리를 거친 물은 통상 모래여과지로 보내어지는데, 여과[0004]
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재층이 오염물질로 인하여 쉽게 폐색되어 이를 역세척하기 위하여 많은 시간과 비용이 소요된다.
여과 속도를 높여 여과지 체적을 줄이고 여과과정에 포집된 이물질의 제거과정인 역세척을 효과적으로 수행할[0005]
수 있는 여과장치가 전반적인 수처리과정에서 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0519680호 및 제10-0406190호 등에는 종래 침전지에 비하여 상대적으로 적은 공[0006]
간에 설치하는 것이 가능하고, 여과와 역세척을 용이하게 행하는 것이 가능한 여과조에 대한 기술이 공개되어
있다.
또 대한민국 등록실용신안공보 제20-0339212호에는 다층 여재를 이용하는 상향류 부상식 오폐수 처리장치에[0007]
대한 기술이 공개되어 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 종래 용수 여과기 및 오폐수 처리장치의 기술을 바탕으로 좀더 높은 여과효율을 가지며 여재에 대[0008]
한 역세척을 좀더 용이하고 확실하게 행하는 것이 가능한 상향류식 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
과제의 해결 수단
본 발명이 제안하는 상향류식 여과장치는 하단부에 원수(오수)가 유입되는 유입구가 형성되고 상단부에 여과[0009]
수(정수)가 배출되는 배출구가 형성되는 여과탱크와, 상기 여과탱크의 내부에 설치되며 섬유의 굵기가 다른
여재가 복수의 층을 이루며 배치되는 여재층과, 상기 여재층의 상면과 하면에 설치되어 여재의 이탈을 방지하
며 다수의 미세한 구멍이 형성되는 복수의 스크린과, 상기 여과탱크의 중앙을 상하로 가로질러 설치되는 회전
축과 상기 여재층 내부에 설치되어 여재를 교반하도록 상기 회전축에 설치되는 교반날개를 포함하는 교반장치
와, 상기 여재층의 내부로 역세수를 공급하여 역세척을 행하는 역세장치를 포함하여 이루어진다.
상기 여재층은 하부에는 비중이 상대적으로 크고 섬유의 굵기가 상대적으로 굵은 여재가 배치되고, 상부에는[0010]
비중이 상대적으로 작고 섬유의 굵기가 상대적으로 작은 여재가 배치되도록 구성한다.
상기 여재층은 2개 이상의 층으로 구성하며, 바람직하게는 2~5개의 층으로 구성하는 것이 좋다.[0011]
상기 여과탱크의 내부에는 상기 여재층의 섬유의 굵기가 다른 여재가 서로 혼합되지 않도록 구분하는 복수의[0012]
스크린을 여재층 내부를 가로질러 설치하는 것도 가능하다.
상기 교반장치는 모터와, 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하며 상기 여과탱크의 중앙을 상하로 가로질러[0013]
설치되는 회전축과, 상기 회전축에 일체로 설치되고 상기 여재층의 여재를 교반하도록 설치되는 복수의 교반
날개를 포함하여 이루어진다.
상기 역세장치는 역세수와 공기를 혼합하여 공급하는 이젝터와, 상기 이젝터와 연결되고 상기 여재층 내부의[0014]
복수의 지점에 공기가 혼합된 역세수를 분사하는 역세수 공급관을 포함하여 이루어진다.
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치는 상기 여과탱크의 내부 상기 여재층의 하부에 설치되고 다수의 경[0015]
사침전판 또는 경사침전관을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치는 유입구로 공급되는 원수(오수)가 여재층을 위쪽으[0016]
로 통과하면서 오염물질에 대한 여과가 이루어지고, 여과수(정수)는 배출구를 통하여 배출된다.
발명의 효과
본 발명에 따른 상향류식 여과장치에 의하면, 여재층을 복수의 층으로 형성하면서 아래쪽에는 섬유의 굵기가[0017]
굵은 여재를 배치하고 위쪽으로 갈수록 섬유의 굵기가 작은 여재를 순차적으로 배치하는 것에 의하여, 오염물
질을 단계적으로 여과하게 되므로, 여과효율이 크게 향상되고, 여과 부담이 크게 감소된다.
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치에 의하면, 섬유의 굵기가 다른 여재층의 심층여과 효과에 의해 여[0018]
과지속시간이 길어지고 역세척 주기가 늘어나면서 역세척에 필요한 역세척수의 소모가 적고 역세척 결과 발생
하는 배출수 발생량도 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치에 의하면, 역세장치를 통하여 공기가 포함된 역세수를 공급하면서[0019]
교반장치를 작동시켜 교반날개에 의하여 여재를 교반시키므로, 여재에 부착된 오염물질에 대한 세척이 용이하
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고 확실하게 이루어진다. 나아가 여재에 대한 역세척을 단시간에 수행하는 것이 가능하므로, 역세척에 따르
는 비용과 시간을 현저히 줄이는 것이 가능하다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.[0020]
도 2는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제3실시예를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제3실시예에 있어서 여과탱크에 스크린이 결합된 상태를 나타내
는 횡단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제3실시예에 있어서 역세척하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제4실시예를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제5실시예를 나타내는 종단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제6실시예를 나타내는 종단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제6실시예를 나타내는 횡단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제7실시예를 나타내는 종단면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
다음으로 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.[0021]
먼저 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제1실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 여과탱크(10)와, 여재층[0022]
(20)과, 스크린(42)과, 교반장치(30)와, 역세장치(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 여과탱크(10)는 하단부에 원수(오수)가 유입되는 유입구(14)가 형성되고, 상단부에 여과수(정수)가 배출[0023]
되는 배출구(16)가 형성된다.
따라서 원수(오수)는 여과탱크(10) 하부의 유입구(14)로 유입된 다음, 상향으로 여과탱크(10) 내부를 통과하[0024]
면서 오염물질에 대한 여과가 이루어진 여과수(정수)가 상부의 배출구(16)로 배출되는 상향류를 형성한다.
상기 여재층(20)은 상기 여과탱크(10)의 내부에 복수의 층으로 설치된다.[0025]
상기 여재층(20)은 상기 여과탱크(10)의 내부 공간 전체의 1/2 내지 2/3 정도 채워지도록 설치한다.[0026]
상기 여재층(20)은 섬유의 굵기가 다른 섬유질 여재(예를 들면 PP, PE 또는 PET 등의 합성섬유로 제조한[0027]
여재)가 복수의 층으로 배치되어 구성된다.
예를 들면, 상기 여재층(20)의 하부에는 섬유의 굵기가 굵은 여재(22)가 배치되고, 상부에는 섬유의 굵기가[0028]
작은 여재(26)가 배치되며, 중간에서 섬유의 굵기가 중간인 여재(24)가 배치된다.
상기에서 여재(22), (24), (26)를 구성하는 섬유의 굵기는 데니어(denier)로 표시되며, 일례를 들자면 맨 하[0029]
부에 위치하는 여재(22)는 10~20데니어의 섬유로 형성하고, 맨 상부에 위치하는 여재(26)는 1~5데니어의 섬유
로 형성하고, 중간에 위치하는 여재(24)는 6~10데니어의 섬유로 형성한다.
상기와 같이 여재층(20)을 섬유의 굵기가 다른 여재(22), (24), (26)를 층을 이루며 배치하게 되면, 원수(오[0030]
수)가 상향류로 통과할 때에 오염물질이 단계적으로 여과되며, 여과부담이 크게 경감된다. 예를 들면, 크기가
큰 오염물질은 맨 아래층의 여재(22) 사이를 통과할 때에 여과되고, 크기가 작은 오염물질은 맨 위층의 여재
(26) 사이를 통과할 때에 여과되므로, 각 층의 여재(22), (24), (26)가 여과 기능을 분담하여 전체적인 여과
부담이 크게 경감된다.
상기에서 섬유의 굵기별(데니어별)로 여재(22), (24), (26)의 비중을 서로 다르게 구성하는 것도 가능하다.[0031]
예를 들면, 하부에 위치하는 섬유의 굵기가 굵은 여재(22)의 비중은 크고, 상부에 위치하는 섬유의 굵기가 작
은 여재(26)의 비중은 작고, 중간에 위치하는 섬유의 굵기가 중간인 여재(24)의 비중은 중간값을 갖도록 구성
하는 것이 바람직하다.
등록특허 10-1180746
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상기와 같이 여재(22), (24), (26)의 비중을 하부로부터 상부로 갈수록 단계적으로 감소하도록 구성하여 배치[0032]
하면, 자연스럽게 비중에 의하여 섬유의 굵기별로 여재(22), (24), (26)가 층을 이루며 배치된다.
상기 여재층(20)은 2개 이상의 층으로 구성하며, 바람직하게는 2~5개의 층으로 구성하는 것이 좋다.[0033]
상기 여재(22), (24), (26)는 구형, 타원구형, 정육면체, 직육면체, 십자날개형 등의 다양한 입체형상으로 형[0034]
성하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 여재(22), (24), (26)는 친수성의 재질을 사용하여 제조하며, 표면이 소수성을 띠는 재질인 경우에는 친[0035]
수성 물질로 표면을 코팅하여 사용하는 것이 오염물질에 대한 여과가 효율적으로 이루어지므로 바람직하다.
상기 스크린(42)은 상기 여재층(20)의 상면과 하면에 설치되어 여재(22), (24), (26)의 이탈을 방지한다.[0036]
상기 스크린(42)에는 여재(22), (24), (26)의 이동은 방지하고 원수(오수)의 이동은 가능하도록 다수의 미세[0037]
한 구멍을 형성한다.
상기 스크린(42)은 타공판이나 다공질의 판재, 메시(mesh)형태의 판재 등을 이용하여 구성한다.[0038]
상기 스크린(42)은 여과탱크(10)의 내부에 설치되며, 상기 유입구(14)의 위치로부터 소정의 높이 위쪽에 하부[0039]
스크린(42)을 설치하고, 상기 배출구(16)의 위치로부터 소정의 높이 아래쪽에 상부 스크린(42)을 설치한다.
본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제2실시예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 여재층(20)의 각 층을 구분하도[0040]
록 여재층(20) 중간에 스크린(42)을 설치한다.
예를 들면, 상기 여과탱크(10)의 내부에 상기 여재층(20)의 섬유의 굵기가 다른 여재(22), (24), (26)가 서로[0041]
혼합되지 않도록 구분하는 복수의 스크린(42)을 여재층(20) 내부를 가로질러 설치한다.
상기 교반장치(30)는 상기 여과탱크(10)의 중앙을 상하로 가로질러 설치되는 회전축(34)과, 상기 여재층(10)[0042]
내부에 설치되어 여재(22), (24), (26)를 교반하도록 상기 회전축(34)에 설치되는 복수의 교반날개(36)와, 상
기 회전축(34)을 회전시키는 모터(32)를 포함하여 이루어진다.
상기 모터(32)가 정역회전 함에 따라 상기 회전축(34)은 회전력을 전달받아 정역회전하게 된다.[0043]
상기 교반날개(36)는 상기 여재층(20)의 각 층에 대응하여 하나씩 위치하도록 배치하여 설치하는 것이 효과적[0044]
으로 여재(22), (24), (26)에 대한 교반을 행할 수 있으므로 바람직하다.
상기 역세장치(50)는 상기 여재층(20)의 내부로 역세수를 공급하여 역세척을 행하는 기능을 수행한다.[0045]
상기 역세장치(50)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 것이면 특별한 제한[0046]
은 없으나, 바람직하게는 역세수와 공기를 혼합하여 공급하는 이젝터(52)와, 상기 이젝터(52)와 연결되고 상
기 여재층(20) 내부의 복수의 지점에 공기가 혼합된 역세수를 분사하는 역세수 공급관(54)을 포함하여 이루어
진다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제1실시예 및 제2실시예는 상기 여과탱크(10)의[0047]
유입구(14)로 공급되는 원수(오수)가 여재층(20)을 위쪽으로 통과하면서 오염물질에 대한 여과가 이루어지고,
여과수(정수)는 배출구(16)를 통하여 외부로 배출된다.
상기와 같은 여과 과정을 장시간 수행하여 여과효율이 급격하게 저하되거나 여재층(20)이 폐색되는 경우에는[0048]
상기 역세장치(50)를 작동시켜 여재(22), (24), (26)에 대한 세척을 행한다.
상기 역세장치(50)를 작동시키게 되면, 역세수 공급관(54)을 통하여 역세수가 상기 여재(22), (24), (26)쪽으[0049]
로 분사되어 세척을 행하게 된다.
상기에서 역세 과정에서는 상기 역세장치(50)와 동시에 상기 교반장치(30)를 작동시킨다.[0050]
따라서 역세수가 분사되어 세척을 행할 때에, 상기 교반장치(30)의 교반날개(36)가 정역회전하면서 상기 여재[0051]
(22), (24), (26)를 교반시키게 되므로, 세척 작업이 보다 용이하고 확실하게 이루어진다.
상기 역세수는 하향류를 형성하도록 구성하는 것도 가능하고, 상향류를 형성하도록 구성하는 것도 가능하다.[0052]
일반적으로는 상기 역세수는 하향류를 형성하도록 구성하는 것이 섬유의 굵기가 순차적으로 굵게 여재(22),[0053]
(24), (26)가 배치되므로, 여재(22), (24), (26)로부터 탈락한 오염물질의 배출이 좀더 용이하게 이루어지게
된다.
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그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제3실시예는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 회전축(3[0054]
4)에 왼나사(33) 및 오른나사(35)를 형성하고, 상기 스크린(42)을 회전이 구속된 상태에서 회전축(34)의 왼나
사(33) 또는 오른나사(35)에 각각 결합되도록 구성한다.
예를 들면 맨 위의 스크린(42)은 맨 위 교반날개(36) 위쪽의 회전축(34)에 형성된 왼나사(33)와 결합되고, 위[0055]
에서 2번째의 스크린(42)은 맨 위 교반날개(36)와 중간 교반날개(36) 사이의 회전축(34)에 형성된 오른나사
(35)에 결합되고, 아래에서 2번째 스크린(42)은 중간 교반날개(36)와 맨 아래 교반날개(36) 사이의 회전축
(34)에 형성된 왼나사(33)에 결합되고, 맨 아래의 스크린(42)은 맨 아래 교반날개(36) 아래쪽의 회전축(34)에
형성된 오른나사(35)에 결합되도록 구성한다.
그리고 각각의 스크린(42)은 여과탱크(10) 내면에 형성된 홈(18)에 외주면의 돌기(48)가 삽입되도록 설치하여[0056]
회전축(34)을 따라 회전하지 않도록 회전이 구속된 상태로 설치한다.
상기와 같이 구성하게 되면, 회전축(34)이 정역회전을 함에 따라 스크린(42)의 상향 또는 하향으로 상하방향[0057]
으로 왕복 이동하게 되고, 이웃하는 스크린(42) 사이의 간격이 멀어졌다가 가까워지는 상태를 반복(도 5에서
실선으로 표시한 상태와 이점쇄선으로 표시한 상태를 반복)하게 된다.
따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 역세 과정에서 각 층의 여재(22), (24), (26) 사이의 간격이 넓어졌다가[0058]
좁아지는 조밀이 반복되므로, 교반날개(36)에 의한 교반작용과 함께 역세척 작업이 보다 효과적으로 이루어지
는 효과가 얻어진다. 즉 각 층의 여재(22), (24), (26)는 상하좌우로 서로 움직이면서 충돌하는 확률이 크게
증가하고, 세척효과가 크게 증대된다.
아울러 여재(22), (24), (26)로부터 탈락된 오염물질을 배출도 보다 용이하게 이루어진다.[0059]
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제4실시예는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 여과탱크(10)의 내[0060]
부 상기 여재층(20)의 하부에 경사침전판(60)을 더 설치한다.
상기 경사침전판(60)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 구조이면 특[0061]
별한 제한은 없으며, 다수의 경사침전판에 측판을 형성하고, 측판에 물이 통과할 수 있는 다수의 구멍을 형성
할 수 있다.
상기와 같이 경사침전판(60)을 설치하게 되면, 유입구(14)로 유입되는 원수(오수)가 여재층(20)으로 유입되기[0062]
전에 경사침전판(60)을 통과하면서 침전작용이 이루어지게 되고, 여과부담이 감소하는 효과가 얻어진다.
경사침전판 대신 경사침전관을 설치하는 것도 가능한데, 경사침전관은 관을 여러 개 병렬 연결하여 비스듬하[0063]
게 경사지도록 설치함으로써 상기 경사침전판과 같이 물이 관을 타고 상승하면서 물 속에 포함된 오염물질은
침전하게 되어 수처리 효율을 높일 수 있다.
또한 상기 여재층(20)에 대한 역세척을 행할 때에 여재(22), (24), (26)로부터 탈락한 오염물질이 경사침전판[0064]
(60)을 따라 아래쪽으로 수집되므로, 역세척된 오염물질의 배출이 보다 용이하게 이루어진다.
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제5실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 회전축(34)에 다단[0065]
으로 피치를 다르게 나사(33)를 형성하고, 상기 스크린(42)을 회전이 구속된 상태에서 회전축(34)의 나사(3
3)에 각각 결합되도록 구성한다.
예를 들면 맨 위의 스크린(42)은 맨 위 교반날개(36) 위쪽의 회전축(34)에 형성된 나사(33)는 피치가 작고,[0066]
맨 위 교반날개(36)와 중간 교반날개(36) 사이의 회전축(34)에 형성된 나사(33), 중간 교반날개(36)와 맨 아
래 교반날개(36) 사이의 회전축(34)에 형성된 나사(33), 맨 아래 교반날개(36) 아래쪽의 회전축(34)에 형성된
나사(33)로 점차 아래쪽으로 갈수록 피치가 커지도록 구성한다.
상기와 같이 나사(33)의 피치를 단계적으로 피치가 변화하도록 구성하게 되면, 회전축(34)이 회전함에 따라[0067]
각 단의 스크린(42)이 이동하는 거리가 서로 다르게 되므로, 회전축(34)의 정회전 또는 역회전함에 따라 스크
린(42) 사이의 간격이 좁아졌다가 멀어지는 상태를 반복하게 된다.
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제6실시예는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 여과탱크[0068]
(10)의 내면에 나사(19)를 형성하고, 상기 스크린(42)은 상기 회전축(34)과 함께 회전하도록 키(35) 등을 통
하여 결합하여 구성한다.
상기 각 스크린(42)은 상기 여과탱크(10)의 나사(19)에 외주면이 결합되는 상태로 설치한다.[0069]
등록특허 10-1180746
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상기와 같이 구성하게 되면, 회전축(34)이 회전함에 따라 스크린(42)이 회전하게 되고, 스크린(42)의 여과탱[0070]
크(10)의 나사(19)를 따라 상하로 이동하게 된다.
상기와 같이 회전축(34)이 회전함에 따라 스크린(42)이 회전하게 되면, 역세 공정에서 여재(22), (24), (26)[0071]
의 회전이 와류를 형성하면서 보다 역동적으로 이루어지고, 여재(22), (24), (26)에 부착된 오염물질의 세척
이 효과적으로 이루어진다.
상기 여과탱크(10)에 형성되는 나사(19)의 경우에도, 스크린(42)의 단계별로 왼나사와 오른나사를 교대로 형[0072]
성하거나 단계별로 나사의 피치를 점차 증가하도록 형성하는 것이 스크린(42) 사이의 간격을 변화시킬 수 있
으므로 바람직하다.
상기한 제3실시예 및 제5실시예 내지 제6실시예에 있어서, 맨 위의 스크린(42) 또는 맨 아래의 스크린(42)을[0073]
상하이동이 구속된 상태로 설치하는 것도 가능하고, 중간에 설치되는 스크린(42)만 상하로 이동하게 설치하는
것도 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 제7실시예는 도 10에 나타낸 바와 같이, 맨 위의 스크린(42)을[0074]
제외한 중간에 설치된 스크린(42)과 맨 아래의 스크린(42)을 상하로 이동시키는 스크린이동장치(70)를 더 포
함한다.
상기 스크린이동장치(70)는 상기 여과탱크(10)의 외부에 설치되는 실린더(72)와, 상기 실린더(72)에 결합되고[0075]
맨 아래의 스크린(42)에 로드의 끝부분이 결합되는 피스톤(74)과, 맨 위의 스크린(42)을 제외하고 중간에 설
치된 스크린(42)과 맨 아래의 스크린(42)을 서로 일체로 이동하도록 연결하는 복수의 연결막대(76)를 포함하
여 이루어진다.
상기 연결막대(76)는 스크린(42)이 상하로 이동할 때에 한쪽으로 기울어지지 않도록, 대칭되는 위치 또는 등[0076]
각도로 분할되는 위치에 배열하여 설치하는 것이 바람직하다.
상기에서 맨 위에 위치하는 스크린(42)은 위치가 고정된 상태로 설치한다.[0077]
상기와 같이 스크린이동장치(70)를 설치하면, 맨 위의 스크린(42)을 제외한 나머지 스크린(42)이 이동함에 따[0078]
라 여재(22), (24), (26) 사이의 간격에 변화가 발생하고, 보다 효과적인 역세가 이루어진다.
상기에서는 실린더(72)를 여과탱크(10)의 저면쪽에 설치하는 것으로 설명하였지만, 실린더(72)를 여과탱크[0079]
(10)의 상면쪽에 설치하는 것도 가능하다. 이 경우에는 맨 아래의 스크린(42)을 위치가 고정된 상태로 설치
하고, 중간에 위치하는 스크린(42)과 맨 위의 스크린(42)이 동시에 상하로 이동하도록 구성한다.
상기 스크린이동장치(70)는 하나이상의 스크린(42)을 이동시키도록 구성한다. 예를 들면, 상기 연결막대(7[0080]
6)를 2개 이상의 스크린(42)이 함께 이동하도록 연결 설치하고, 상기 피스톤(74)을 상기 연결막대(76)가 연결
설치된 스크린(42) 중의 하나에 로드의 끝부분이 연결되도록 설치한다.
상기에서 연결막대(76)를 어느 하나의 스크린(42)에만 연결하는 경우에는 연결막대(76)를 피스톤(74)의 로드[0081]
와 연결하여 해당된 스크린(42)이 상하로 이동되도록 구성한다.
그리고 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 실시예는 도면에 나타내지 않았지만, 혼화조 및 응집조를 상기[0082]
유입구(14)쪽에 연결하여 설치하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 실시예는 대규모의 약품 혼화, 응집지, 침전지,[0083]
여과지를 필요로 하지 않으므로, 하수처리장 부지 확보의 어려움이 없으며, 약품처리와 침전, 여과가 고속으
로 수행될 수 있고, 대규모 하수처리장뿐만 아니라 폐수처리에도 유용하며, 소규모 하수 또는 폐수 처리에도
매우 유용하다. 특히 하폐수 처리장의 방류수내에 존재하는 잔류 영양염류중 인의 농도를 낮추기 위해 약품주
입과 혼화응집과정을 거쳐 AlSO4 또는 FeSO4 형태로 석출된 입자를 경사판을 통과하면서 우선 조대입자가 침전
하고 나머지 미세입자는 여과층을 거치면서 포집 제거시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 상향류식 여과장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한[0084]
정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것
이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
부호의 설명
등록특허 10-1180746
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10 - 여과탱크, 14 - 유입구, 16 - 배출구, 20 - 여재층, 22,24,26 - 여재[0085]
30 - 교반장치, 32 - 모터, 34 - 회전축, 36 - 교반날개, 42 - 스크린
50 - 역세장치, 52 - 이젝터, 54 - 역세수 공급관, 60 - 경사침전판
70 - 스크린이동장치, 72 - 실린더, 74 - 피스톤, 76 - 연결막대
도면
도면1
등록특허 10-1180746
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도면2
등록특허 10-1180746
- 10 -
도면3
도면4
등록특허 10-1180746
- 11 -
도면5
등록특허 10-1180746
- 12 -
도면6
등록특허 10-1180746
- 13 -
도면7
등록특허 10-1180746
- 14 -
도면8
도면9
등록특허 10-1180746
- 15 -
도면10
등록특허 10-1180746
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