수처리용 여재 및 그를 사용한 가변형 여과장치{MEDIA FOR WATER TREATMENT AND ADJUSTABLE FILTRATION USING THE MEDIA}
본 발명은 수처리용 여재 및 그를 사용한 가변형 여과장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 여과공정과 역세공정을 반복적으로 수행하거나 여재를 이송시켜 역세공정을 수행한 후 다시 여과공정을 수행하는 여과장치에서 역세가 효과적으로 이루어지도록 하여 여과공정의 효율이 안정적으로 유지되도록 하는 수처리용 여재 및 그를 사용한 가변형 여과장치에 관한 것이다.
산업사회의 발전과 함께 도시지역의 확대로 인해 발생되는 다양한 환경문제 중에서 물 오염문제는 인류의 장래를 위협할 수 있는 중요한 요인 중의 하나로 부각되고 있다. 그리고, 이를 해결하기 위한 방안으로 오염물질 배출허용기준이 강화되고, 생물학적 또는 물리화학적 고도처리시설이 확충되고 있으며, 특히 하폐수의 고도처리시설에서 최종 방류수의 수질을 높이기 위한 다양한 형태의 여과장치들이 제안되어 사용되고 있다.
이에 대해 본 발명자는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0937111호 "가변형 여과장치"를 통해 종래기술에 따른 여과장치의 문제점을 개선하기 위한 기술을 제안한 바 있다.
도 1은 본 발명자가 선출원을 통해 제안한 가변형 여과장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명자가 선출원을 통해 제안한 가변형 여과장치(100)는 여과조(110), 여과포(120), 여과 유니트(130), 권취 유니트(140) 및 (보조) 세척 유니트(150)를 구비하여 이루어진다.
이때, 여과 유니트(130)는 내부의 여과 수로가 외부와 연통되도록 하는 여과홀이 둘레로 형성되어 여과조(110)의 캐비티(cavity)내에 위치되는 챔버(132)를 구비하고, 외부의 구동력에 의해 챔버(132)가 정해진 방향으로 회동가능하도록 한다. 그리고, 권취 유니트(140)는 여과조(110)의 캐비티내에서 여과 유니트(130)의 챔버(132)와 대응되도록 배치되는 롤러를 갖고, 외부의 구동력에 의해 롤러가 정해진 방향으로 회동가능하도록 여과조(110)내에 설치된다.
이와 같은 구성을 통해, 가변형 여과장치(100)는 여과 유니트(130)의 챔버(132)에 감기는 여과포(120)의 감김 회수를 조절하여 여층두께를 변화시키므로써, 여과조(110)의 캐비티내에 수용되는 유입수가 여과포(120)에 의해 여과되고, 외부로 연장되는 배출축(134)을 통해 여과수가 외부로 배출되도록 한다.
또한, 이와 같은 가변형 여과장치(100)는 여과 공정을 진행하다가 오염물질이 여과공극을 막음으로서 여과효율이 저하되는 경우, 여과포(120)를 권취 유니트(140) 방향으로 감으면서 세척 유니트(150)를 사용하여 여과포(120)를 세척하도록 하므로써, 오염물로 인해 여과포(120)의 공극이 막혀서 여과효율이 저하되는 문제점을 해소하고자 하였다.
이와 같이 본 발명자가 선출원을 통해 제안한 가변형 여과장치(100)는 여과포(120)의 감김 회수를 조절므로써, 종래기술과 달리 여층두께의 변화를 통해 여과정도를 조절할 수 있도록 하여 처리해야 할 유입수의 수질 변동에 용이하게 대응하도록 하고, 여과정도를 향상시키면서 여과시간을 증대시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 이와 같은 본 발명자가 제안한 선출원에 따른 기술은 여과정도를 조절하는 특징을 가지고 있지만, 효과적인 역세를 통해 장기간의 운영에도 안정적인 여과효율을 유지하는데 있어서는 어려움이 있다는 것을 알 수 있었다. 즉, 도 2에서 보는 바와 같이, 이와 같은 선출원에 따른 가변형 여과장치에 용이하게 적용할 수 있는 여과포(120)는 그 구조의 특성상 가로의 섬유사(122; 위사)와 세로의 섬유사(124; 경사)를 엮어서 형성되는 구조를 가지게 되므로, 세척 효과를 높게 유지하기 어려운 문제점이 있는 것이다. 예컨대, 통상 세척 유니트(150)는 물 또는 공기(이하, '세척수'라 한다)를 고압으로 분사하여 이루어지게 되는데, 위사(122)와 경사(124)의 직조구조에 의해 세척수가 여과포(120)로 분사될 때 오염물이 여과포(120)에 가압되어 공극을 막는 현상이 발생하게 되는 것이다.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 여과공정과 역세공정을 반복적으로 수행하거나 여재를 이송시켜 역세공정을 수행한 후 다시 여과공정을 수행하는 여과장치에서 역세가 효과적으로 이루어지도록 하여 여과공정의 효율이 안정적으로 유지되도록 할 수 있는 새로운 형태의 수처리용 여재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 본 발명자가 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0937111호 "가변형 여과장치"를 통해 제안한 바 있는 기술을 더욱 발전시켜 여층두께의 조절과 여과공극의 조절이 가능하도록 함과 더불어 효과적인 역세를 통해 장기간의 운영에도 안정적인 여과효율을 유지할 수 있는 새로운 형태의 수처리용 여재를 사용한 가변형 여과장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 역세공정을 통해 여재를 세척한 후, 상기 여재를 사용하여 다시 여과공정을 수행하는 여과장치를 위한 수처리용 여재에 있어서, 길이 방향으로 정해진 길이로 형성되는 위사(12) 및; 상기 위사(12)를 가로질러 배치되어 상기 위사(12)와 엮이어 고정되는 경사(14)를 포함하되; 상기 경사(14)는 상기 위사(12)의 길이 방향으로 정해진 거리(L)만큼 이격되어 배치되어 상기 위사(12)에 결합되므로써, 상기 역세공정시 상기 경사(14) 사이에서 상기 위사(12)가 유동가능하도록 한다.
이와 같은 수처리용 여재에서 상기 경사(14)는 한 위치에서 정해진 개수의 섬유사가 연이어 배치될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 유입수가 수용되는 캐비티(21)를 형성하는 여과조(22)와; 내부의 여과 수로(31)가 외부와 연통되도록 하는 여과홀(33)이 둘레로 형성되는 챔버(32)를 갖고, 상기 챔버(32)가 상기 여과조(22)의 캐비티(21)내에 위치되도록 설치되되, 외부의 구동력에 의해 상기 챔버(32)가 정해진 방향으로 회동가능하도록 상기 여과조(22)에 설치되는 여과 유니트(30)와; 상기 여과조(22)의 캐비티(21)내에서 상기 여과 유니트(30)의 챔버(32)와 대응되도록 배치되는 롤러(52)를 갖고, 외부의 구동력에 의해 상기 롤러(52)가 정해진 방향으로 회동가능하도록 상기 여과조(22)에 설치되는 권취 유니트(50)와; 일단이 상기 여과 유니트(30)의 챔버(32)에 결합되고, 타단이 상기 권취 유니트(50)의 롤러(52)에 결합되며, 상기 롤러(52)에 정해진 길이로 감긴 상태에서 상기 챔버(32)와 롤러(52)의 회전에 의해 상기 챔버(32)에 감기고 풀리는 여재(10) 및; 상기 여과 유니트(30)의 챔버(32)와 상기 권취 유니트(50)의 롤러(52) 사이에서 상기 여재(10)와 근접되도록 설치되어 외부로부터 공급되는 역세척수가 상기 여재(10)로 분사되도록 하는 세척 유니트(70)를 포함하되; 상기 여재(10)는 길이 방향으로 정해진 길이로 형성되는 위사(12) 및, 상기 위사(12)를 가로질러 배치되어 상기 위사(12)와 엮이어 고정되는 경사(14)를 구비하고, 상기 경사(14)는 상기 위사(12)의 길이 방향으로 정해진 거리(L)만큼 이격되어 배치되어 상기 위사(12)에 결합된다.
본 발명에 따른 수처리용 여재에 의하면, 일정한 간격으로 경사(14)가 설치되므로, 여재(10)의 품질이 일정하게 제작할 수 있도록 함과 동시에 역세 공정시 위사(12)의 유동이 가능하도록 한다. 따라서, 역세 공정시 여재(10)로부터 오염물의 분리효과를 더욱 높일 수 있으므로, 효과적인 역세 공정을 통해 장기간 동안 안정적인 여과효능을 유지할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 수처리용 여재를 사용한 가변형 여과장치는 이와 같은 여재(10)를 여과 유니트(30)의 챔버(32)에 자동으로 감아서 여층두께를 조절하여 여과공정을 진행하고, 공극의 막힘에 따라 역세공정을 진행하게 되므로, 여과정도를 일정하게 유지하면서 유입수의 수질이 변동되는 경우 또는 서로 다른 환경의 수처리 시설에 효과적으로 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명자가 선출원을 통해 제안한 가변형 여과장치를 설명하기 위한 도면;
도 2는 도 1에 따른 가변형 여과장치에 주로 적용한 여과포의 문제점을 설명하기 위한 도면;
도 3 및 도 4는 본 발명의 기술 사상에 따른 수처리용 여재를 설명하기 위한 사시도 및 평면도;
도 5는 본 발명에 따른 수처리용 여재의 역세시 작용을 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재를 설명하기 위한 도면;
도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재를 사용한 가변형 여과장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 기술 사상에 따른 수처리용 여재를 설명하기 위한 사시도 및 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 수처리용 여재(10)는 위사(12)와 경사(14)를 구비하여 이루어진다. 이때, 본 발명에 따른 수처리용 여재(10)는 역세공정을 통해 세척한 후, 이를 사용하여 다시 여과공정을 수행하는 여과장치를 위해 제공된다. 즉, 본 발명에 따른 수처리용 여재(10)는 역세를 통해 여재를 세척한 후, 그 여재를 사용하여 여과공정을 다시 수행할 수 있도록 구성하는 어떠한 형태의 여과장치에 유용하게 적용할 수 있는 것이다.
좀 더 구체적으로 보면, 본 발명에 따른 수처리용 여재(10)는 위사(12)와 경사(12)로 이루어지는데, 위사(12)는 길이 방향으로 정해진 길이로 형성되고, 경사(14)는 위사(12)를 가로질러 배치되어 위사(12)와 엮이어 고정된다. 이때, 경사(14)는 위사(12)의 길이 방향으로 정해진 거리(L)만큼 이격되어 배치되어 위사(12)에 결합되므로써, 역세공정시 경사(14) 사이에서 위사(12)가 유동가능하도록 하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 경사(14)는 본 발명에 따른 작용과 함께 여재(10)의 기본 크기와 형태를 유지하도록 하므로써, 제조를 편리하게 하고, 운송 및 보관의 편의를 제공하며, 설치의 편의를 도모한다. 예컨대, 여재(10)가 위사(12)만으로 이루어지는 경우, 일정한 크기(폭)와 형태의 유지가 어려워 제조, 운송 및 보관이 어렵고, 설치시 평평한 형태로 설치하기 어려운 문제점이 있는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 수처리용 여재(10)에서 위사(12)와 경사(14)의 소재는 이미 이 분야에서 여과장치의 여재로 적용하는 다양한 소재의 섬유사를 적용할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에서 길이 방향이라 함은 위사(12)의 방향을 지칭하는 것으로, 이와 같은 길이 방향은 여재(10)의 양단 사이의 방향이 된다. 즉, 도 7 및 도 8의 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 여과장치(20)에서 양단은 여과 유니트(30)의 챔버(32)와 권취 유니트(50)의 롤러(52)에 각각 고정되고, 길이 방향으로 챔버(32)에 감기거나 풀리게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 수처리용 여재의 역세시 작용을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 수처리용 여재(10)는 여재 전체의 길이 방향에 대해 경사(14)가 종래 직조구조와 달리 위사(12)의 움직임이 가능하도록 일정한 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 한다. 즉, 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리용 여재(10)는 역세시 세척 유니트(150)의 노즐(152)을 통해 분사되는 세척수가 위사(12)의 유동{도 5에서 보는 바와 같이, 길이 방향에 대해 수직되는 방향으로 유동가능하게 된다}에 의해 반대측으로 흐르도록 하므로써, 오염물이 여재(10)로부터 효과적으로 탈리되도록 하는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 6 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하고, 도 3 내지 도 8에서 있어서 동일한 기술적 요소에는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 본 발명자가 선출원을 통해 제안한 여과장치로부터 통상 이 분야의 관련 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재(10)는 위사(12)와 경사(14)를 구비하여 역세공정을 통해 세척한 후, 이를 사용하여 다시 여과공정을 수행하는 여과장치에 적용할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 수처리용 여재(10)는 위사(12)와 경사(12)로 이루어지는데, 위사(12)는 길이 방향으로 정해진 길이로 형성되고, 경사(14)는 위사(12)를 가로질러 배치되어 위사(12)와 엮이어 고정된다. 이때, 경사(14)는 위사(12)의 길이 방향으로 정해진 거리(L)만큼 이격되어 배치되어 위사(12)에 결합되므로써, 역세공정시 경사(14) 사이에서 위사(12)가 유동가능하도록 한다.
특히, 본 실시예에서 경사(14)는 한 위치에서 정해진 개수의 섬유사가 연이어 배치되도록 하므로써, 위사(12)를 더욱 안정적으로 고정하도록 한다. 물론, 이와 같은 경사(14)를 이루는 섬유사의 개수는 제한된 수{바람직하게는 1 내지 5}로 설정하여 가능한 면적이 넓게 되지 않도록 한다. 그리고, 경사(14) 사이의 간격(L)은 1cm 내지 20cm 정도로 하여 간격이 너무 짧아서 발생되는 오염물의 잔류를 방지하고, 간격이 너무 길어서 발생되는 위사(12)의 흐트러짐을 방지하도록 한다.
이때, 본 실시예에서 위사(12)와 경사(14)에 사용된 섬유사는 PP(Polypropylene) 재질의 모세관 구조를 갖는 프로펠린사(aty사)를 적용하였는데, 이와 같은 위사(12)와 경사(14)를 위한 섬유사는 이 분야에서 사용되는 다양한 소재를 적용할 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재(10)는 가장 바람직하게 본 발명자가 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0937111호 "가변형 여과장치"를 통해 제안한 여과장치에 가장 바람직하게 적용할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재를 사용한 가변형 여과장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재를 사용한 가변형 여과장치(20)는 전술한 여재(10)를 사용하고, 여과수를 형성하기 위한 챔버(32)에 여재(10)가 감기는 회수의 조절을 통해 여과조건(두께)을 제어할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 가변형 여과장치(20)는 여재(10), 여과조(22), 여과 유니트(30), 권취 유니트(50), 세척 유니트(70)를 구비하여, 여과 유니트(30)의 챔버(32)에 감기는 여재(10)를 조절하므로써, 여과조(22)의 캐비티(21)내에 수용되는 유입수가 여재(10)에 의해 여과되고, 챔버(32)의 여과 수로(31)로 수용된 여과수가 외부로 배출되도록 한다.
좀 더 구체적으로 보면, 본 실시예에서 여과조(22)는 유입수가 수용되는 캐비티(21)를 형성한다. 여과 유니트(30)는 내부의 여과 수로(31)가 외부와 연통되도록 하는 여과홀(33)이 둘레로 형성되는 챔버(32)를 갖는다. 이와 같은 여과 유니트(30)는 챔버(32)가 여과조(22)의 캐비티(21)내에 위치되도록 설치된다. 그리고, 도시하지는 않았지만, 여과 유니트(30)는 여과조(22)의 외측에 설치되는 액추에이터(모터)의 구동력에 의해 챔버(32)가 정해진 방향으로 회동가능하도록 여과조(22)에 결합된다. 즉, 본 실시예에서 여과 유니트(30)에는 회동축(36)이 설치되어 이 회동축(36)이 챔버(32)의 일측에 결합되어 여과조(22)의 외측으로 연장되므로써 캐비티(21) 외측에 설치되는 액추에이터와 접속되도록 구성할 수 있을 것다. 그리고, 회동축(36)의 반대측에서 챔버(32)의 타측에 결합되어 여과조(22)의 외측으로 연장되고, 챔버(32)의 여과 수로(31)와 연통되어 여과수의 배출 통로를 형성하는 배출축(34)을 갖는다. 물론, 이와 같은 회동축(36)과 배출축(34)은 비교적 간단한 구조를 통해 챔버(32)를 회전시키고, 여과수가 외부로 배출되도록 하기 위한 구성으로서, 이는 이 분야에서 알려진 다른 구성을 적용할 수도 있는 것이다.
또한, 권취 유니트(50)는 여과조(22)의 캐비티(21)내에서 여과 유니트(30)의 챔버(32)와 대응되도록 배치되는 롤러(52)를 갖고, 외부의 구동력에 의해 롤러(52)가 정해진 방향으로 회동가능하도록 여과조(22)에 설치된다. 그리고, 권취 유니트(50)는 롤러(52)의 일측에 결합되어 여과조(22)의 외측으로 연장되므로써, 캐비티(21) 외측에 설치되는 액추에이터와 접속되는 회동축(56)을 갖는다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 여과장치(20)는 여재(10)의 역세를 위한 세척 유니트(70)가 설치된다. 이와 같은 세척 유니트(70)는 여과 유니트(30)의 챔버(32)와 권취 유니트(50)의 롤러(52) 사이에서 여재(10)와 근접되도록 배치되어 설치되어 외부로부터 공급되는 역세척수가 여재(10)로 분사되도록 한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리용 여재 및 그를 사용한 가변형 여과장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : (수처리용) 여재
12 : 위사 14 : 경사
20 : (수처리용 여재를 사용한) 가변형 여과장치
21 : 캐비티 22 : 여과조
30 : 여과 유니트 32 : 챔버
50 : 권취 유니트 52 : 롤러
70 : 세척 유니트 |
