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KR900004581B1 - 거름대 정화방법 및 장치 - Google Patents

거름대 정화방법 및 장치 Download PDF

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KR900004581B1
KR900004581B1 KR1019860006199A KR860006199A KR900004581B1 KR 900004581 B1 KR900004581 B1 KR 900004581B1 KR 1019860006199 A KR1019860006199 A KR 1019860006199A KR 860006199 A KR860006199 A KR 860006199A KR 900004581 B1 KR900004581 B1 KR 900004581B1
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KR
South Korea
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backwash
manure
pump
liquid
shoe
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KR1019860006199A
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Inventor
에이. 워커 케네쓰
Original Assignee
엔빌론멘탈 엘레멘츠 코포레이션
제이. 시. 니콜스
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Publication date
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Abstract

내용 없음.

Description

거름대 정화방법 및 장치
제1도는 역세척조작사이클을 나타낸 개선된 거름대정화방법 및 장치의 블록도표.
제2도는 배출사이클을 나타낸 개선된 거름대정화방법 및 장치의 블록도표.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 거름대정화장치 12 : 역세척거르개펌프
14 : 역세척거르개펌프유입관 16 : 역세척거르개펌프유출관
18 : 첫째분류가감기밸브 20,20' : 둘째분류가감기밸브
22,24,36 : 유체가 흐르는 방향 26 : 유출차넬
28 : 역세척슈우 30 : 역세척펌프유입관
32 : 보조관 34 : 유체조절밸브
38 : 보조조절유체밸브유출관 40 : 역세척슈우유출관
42 : 관 44 : 배기조절밸브멤버
46 : 배기조절밸브멤버배출관
본 발명은 개선된 거름대정화장치 및 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 자동역세척거름장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 그 자체가 역세척사이클과 정화사이클을 포함하는 두개의 별개의 독특한 조작을 이용하여 거름대정화를 위한 개선된 장치를 제시한다. 더욱이, 본 발명은 역세척조작과 정화조작에서 같은 유체흐름요소의 이용을 실질적으로 허용하는 자동역세척거름장치에 관한 것이다.
자동역세척거름장치는 본 발명개념을 수탁자 법인에게 할당한 미합중국특허 3,239,061 및 4,133,766를 참고로 한 공지기술이다. 그러나, 그같은 자동역세척거르개는 거름대의 특이한 역세척조작을 제공한다. 이러한 공지기술장치에서 역세척조작뒤에는 거름대매체의 밑바닥에 미립고체오염물 또는 유기물이 발견될 가능성이 있다는것이 알려져있다. 그같은 공지된 기술장치에서 미립물은 거르개 암거를 통과하여 거른액을 오염시킬 가능성이 있다.
그같은 공지된 기술장치는 거름대로부터 오염물을 더욱더 제거키위하여 역세척조작뒤에 거름대를 정화하지 않는다. 그래서, 공지된 기술인 거름장치에서, 안전인자는 전체에 걸친 거름장치의 거름을 극대화하지 못한다.
부가하여, 정화사이클을 공지된 기술 거름장치에 삽입할 필요가 있으며, 그 거름장치는 그 공지장치의 비용을 증가시키는 하드웨어 및 펌핑기구가 부가되기 때문에 복잡하게 된다. 더욱이, 하드웨어첨부 및 펌핑요소의 첨부에 의하여 그같은 거름장치의 체적이 증가된다.
거름대를 정화하는 방법은 유입관 및 유출관을 가지는 역세척펌프를 가진다. 시초에, 거름대는 거름대로부터 오염물 제거를 위해 역세척된다. 역세척펌프는 유출 수로(effluent channel)로부터 유체를 흘려보낸다. 역세척사이클조작뒤에 거름대는 거름대로부터 오염물을 더욱더 제거하여 깨끗해진다.
제1도 및 제2도를 참고하면, 개선된 거름대정화장치(10)에 관한 블록도표가 보여진다. 거름대정화장치(10)은 개선된 정화장치를 나타낸 것이며, 정화장치(10)으로써 같은 수탁자 법인에게 할당된 미합중국특허 3,239,061 및 4,133,766에서 설명했다. 전체개념에서, 개선된 거름대정화장치(10)은 물과 폐수를 과립매체층을 통과시킴으로써 물과 폐수로부터 고체오염물을 제거하는 자동역세척거르개이다. 고체오염물이 거름대에 축적되었을 때, 거름대를 통과하는 유체는 축적된 미세물질을 제거하기 위하여 반대방향으로 흐른다. 상기 언급된 미합중국특허에서 보여지고 설명된 전체적인 역세척장치는 반대방향으로 유체를 매체를 통과하여 흐르게하는 역세척펌프(12)로 구성되며, 전체장치로부터 제거하기위하여 방출된 고체를 끌어모으는 2차펌프 및 수집후우드를 일반적으로 포함한다. 설명을 할 목적으로, 다음 구문의 본 정화조작은 역세척사이클로서 인용될 것이며 블록도표 제1도에 나타나있다.
거름조의 역세척뒤에, 극히 미세한 고체오염물 또는 유기물은 어지럽혀진 거름대매체의 밑바닥으로 운반되어질 가능성이 있으며 본 물질은 거르개암거를 통과하여 유독하게 마지막 거른액을 오염시킬 가능성이 있다는것이 이제 알려졌다. 몇몇 거르개장치 응용에서, 거르개암거를 통과하여 마지막 거른액을 오염시키는 물질은 비루스제거응용에서와 같이 위험하다는 것이 밝혀졌다. 그래서 제1도에 나타낸 바와같이 각 거름조가 역세척을 전부마친 후 예정한 시간간격으로 거른액을 폐수로 전환시킴으로써 전체 거르개장치의 안전인자를 증가시키는 것이 여러응용에서 중요하다고 결정을 내렸다. 각 거름조가 역세척을 끝낸 후 불규칙한 시간간격으로 거른액을 폐수로 전환하기 위하여, 블록도표 제2도에서 나타낸 정화사이클이 이용되어져야 한다고 결정을 내렸다. 여기서 설명했듯이 정화사이클에 수용하기 위해서, 현존하는 자동역세척거르개장치에 편입된 단일역세척거르개펌프(12)를 이용하는 것은 중요하다. 제1도에 나타낸 역세척사이클과 제2도에 나타낸 정화사이클을 수용하기 위하여 단일역세척거르개펌프(12)를 이용함으로써 전체거르개장치를 작은부피로 제한시킬뿐아니라 복잡하고 부가적인 펌프요소가 제거될 수 있다는 점에서 중요하다. 특이한 역세척거르개펌프(12)를 사용하는 것이 중요하다는 사실에 기인하여, 정상거르개유동율이 역세척유동율보다 매우 낮으므로 문제가 생긴다. 그래서 제2도에 나타낸 정화단계 또는 사이클동안 매체를 통해 과량의 유체를 끌어내는 것을 막기위해서, 역세척 거르개펌프(12)는 감속하거나 재순환해야 한다. 매체를 통과한 과량의 유체는 거름대매체를 통과한 오염물의 돌파를 야기시키며 거름장치의 효율성을 떨어뜨린다.
정성 역세척거르개펌프(12)의 감속은 커다란 압력수두차이로 얻어질 수 없기때문에 역세척펌프(12)의 유체의 방향을 고치는 대다수의 조정밸브를 포함하는 새로운 배관계통이 거른액의 유체가 역세척조작동안 정화된 거름조로부터 끌어내어지도록 고안된다. 조작을 간단히 하기위하여, 제1도에서 나타낸 바와같은 역세척사이클 및 제2도에서 나타낸 바와같은 정화사이클조작을 위한 같은 기본조작요소를 제공하는 것이 필요하다는 것이 밝혀졌다. 앞서 여기서 설명한 바와같이, 억제와 연관된 문제범위의 연결은 기본조작요소 및 제1도 및 제2도에서 나타낸 연결된 유체전환방법을 이용함으로써 해결할 수 있다.
제2도의 정화사이클 뿐만아니라 제1도의 각 역세척조작사이클에서 이용된 동형의 기구를 허용하는 조작기구의 결합을 이용한 제1도에서 나타낸 역세척사이클을 참고하면, 역세척거르개펌프유입관(14) 및 역세척거르개펌프유출관(16)을 가지는 역세척거르개펌프(12)가 보여진다. 첫째 및 둘째분류가감기밸브(18) 및 (20)이 거름대정화장치(10)에 편입된다. 제2도에서, 역세척사이클조작 및 정화사이클조작 사이의 다른 유체경로를 제공을 위한 분류가감기의 조작방식을 미분화하기 위하여, 분류가감기는 요소번호(18') 및 (20')로 주어진다.
첫째 및 둘째분류가감기밸브(18) 및 (20)은 상업적으로 이용할 수 있는 조작 솔레노이드 밸브부재이고 밸브의 각 세트는 모형번호 8335B13인 Florham, Park', New Jersey 자동스위치회사에 의하여 제조되었다. 일반적으로 분류가감기밸브(18) 및 (20)은 제1도에서 화살표방향(22) 및 제2도에 나타낸 화살표방향(24)에 나타낸 액체유체통로의 방향을 잡아주기 위한 투-웨이 밸브이다.
제1도를 참고하면, 역세척조작은 유체를 유출차넬(26)으로부터 첫번째분류가감기밸브(18)를 통하여 역세척거르개펌프유입관(14) 및 역세척거르개(12) 내부안으로 끌어내면서 초기에 오염물을 역세척펌프(12)를 가진 거름대로부터 제거하기 위하여 거르개장치 거름대를 역세척한다. 액체는 그때 역세척거르개펌프유출관(16)을 통해 빠져나간다. 보여진대로 그때 액체유체(22)는 액체의 첫째부분이 역세척펌프유출관(16)으로부터 역세척펌프유입관(30)을 통과하여 역세척슈우(28)로 펌프되면서 갈라진다.
역세척 슈우유입관(30)을 통과하여 빠져나간 첫번째액체부분의 압력수두를 조절하기 위하여, 액체의 둘째부분은 보조관(32) 및 둘째분류가감기밸브(20)를 빠져나가 유체화살표방향(36)에 그려졌듯이 보조유체조절밸브(34)를 통과해 빠져나간다. 유체는 보조관조절유체밸브유출관(38)을 통과하여 보조조절유체밸브(34)로 빠져나가며, 본 유체는 재순환되거나 유출차넬(26)으로 다시 배출된다. 그래서, 나타낸 바와같이 암거로 흐른 유체는 보조조절밸브(34)를 열므로써 어떤 유체는 재순환되도록 조절되고 공지기술에서 나타낸 바와같이 역세척슈우(28)로 흘러든 유체(22)는 암거로 흐른다.
제2도에 나타낸 정화사이클조작을 참조하면, 이 정화사이클조작은 제1도에 나타낸 역세척조작후에 시작된다. 일반적으로, 첫번째 역세척펌프(12)에 의해 펌프된 액체의 첫번째정화부분은 역세척펌프유출관(16) 및 역세척슈우유입관(30)상에서 역세척슈우(28)로 재순환하며 역세척슈우유출관(40)을 통하여 역세척펌프(12)로 돌아온다. 액체유체의 재순환부분은 역세척펌프(12) 및 역세척슈우(28)를 포함한 폐쇄루프를 형성한 화살표방향요소(24)에 의해 나타나진다. 그래서, 역세척펌프(12)는, 역세척펌프(12) 및 역세척슈우(28)사이의 유체연결을 제공하기 위해서 첫번째분류가감기밸브(18')가 제2도에 보이는 위치에 놓여짐에 의하여 역세척슈우(28)에 유체연결된다.
앞서 설명한 바와같이, 제1도에서 첫번째분류가감기밸브(18)의 유체흐름위치에 의하여 나타냈듯이, 거름대의 역세척동안 첫번째분류가감기밸브(18)가 유출차넬(26) 및 역세척(12)사이에 유체연결을 만든다. 부가적으로, 첫번째분류가감기(18')은, 제2도에서 보여진 첫번째분류가감기밸브(18')의 위치로써 제시되었듯이, 거름대의 정화동안 역세척슈우(28) 및 역세척펌프(12)사이의 유체연결을 만든다.
역세척펌프유출관(16)상에서 역세척펌프(12)에 의해서 펌프된 액체의 둘째정화부분은, 보조관(32)로 빠지며, 정화조절밸브유입관(42)로 통과를 위한 둘째분류가감기밸브(20')에 의해 행해진다. 여기서 설명하였듯이 본 발명의 개념에서는 중요하지 않으나, 빠져나가는 액체의 둘째부분은 배기조절밸브멤버(44)를 통해 빠져나가며 재 거름을 위한 거름멤버로 통과를 위한 배기조절밸브멤버배출관(46)으로 배출되거나 배수탱크로 빠져나간다.
제1도에서 그려진 역세척 사이클조작에서, 액체는 역세척을 통한 유출차넬(26)으로부터 역세척펌프(12)를 통하여 역세척슈우(28)로 밀려난다. 액체의 첫째부분은 관(32)와 둘째분류가감기밸브(20)를 통하여, 역세척액체를 밀어내는 것을 허용하며, 유출차넬(26)으로 재순환을 위한 보조조절유체밸브유출관(38)상에 배출을 위한 보조조절유체밸브(34)을 관통하여 흐른다.
거름대정화장치(10)의 수력학에 의하여, 역세척 조작동안, 유체의 실제양이 거름장치의 암거에서 유출차넬(26)로부터 흘러서 역세척슈우(28)로 배출되는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다. 역세척조작은 정화하는 거름대의 피트제곱당 대략 15.0갈론의 유체가 요구된다. 그러나 정상거름 순환동안에는 거르개에서 액체의 유량은 오직 거름대의 피트제곱당 대략 2.0갈론이다. 역세척펌프(12)가 15갈론/피이트2의 통상역세척 흐름 속도에서 정화사이클 동안에 액체를 끌어들이는 것이 가능한 경우에는 통상거름대흐름과 반대로, 정화흐름의 실제적인 억제 또는 증가가 있다. 액체는 거름대를 통하여 통상거름사이클 동안에 얻어지는 약 2.0갈론/분.피이트2속도에 비하여 1.5갈론/분.피이트2속도로 끌어내어진다.
유체의 이러한 증가에 의하여 고체를 거름대를 통하여 밀어내려는 경향이 생기고 장치의 거르는 능력이 실질적인 정도로 감소한다. 그래서, 개선된 거름대정화장치(10)의 목적의 하나는 유체를 끌수 있게하는 것이고 정상거르개 순환동안 거르개가 유체를 빠져나가게 허용하는 것과 필수적으로 같은 비율로 잠정적으로 유체와 물이 오염되는 암거에서 거름대로부터 유체를 비운다. 개선된 거름대정화장치(10)은 역세척순환동안 피트제곱당 분당 대략 15.0갈론의 비율로 거르개를 통하여 역세척되어지는 물을 허용하고 배기순환에서 각 순환의 경우 이용되는 동형의 역세척거르개펌프를 가지고 피트제곱당 분당 대략 2.0갈론을 흘려보낸다.
상업적으로 이용되는 역세척거르개펌프(12)는 펌프유체특성곡선의 불안전한 부분에서 조작되는 경향이 있으므로 실제방법에서는 그같은 펌프를 감소하는 것을 허용치않는다.
제2도에서 서술된대로 정화사이클동안에, 역세척펌프(12)는 폐쇄루프방식으로 액체를 관통유출관(16) 및 (30)을 통하여 역세척슈우(28)로 펌프시키고 나서, 역세척펌프(12)내로 재삽입하기 위한 관통관(40)으로 펌프한다. 동시에 그 액체의 다른부분은 기술된대로 관(46)으로 배출하기 위하여, 관통선(32) 둘째분류가감기밸브(20'), 관(42), 관통정화조절밸브(44)를 통하여 흐른다. 정화조절밸브부재(44)는 약 2.0갈론/분.피이트2의 속도로 배출되어 관통유출관(46)으로 빠져나가도록 조절된다. 그래서, 역세척펌프(12)는 약 15.0갈론/분.피이트2속도로 펌프하여, 약 2.0갈론/분.피이트2의 속도로 암거로부터 역세척슈우(28)를 통하여 유효 제거를 일으켜서, 앞서 제시한 바와같이 이것을 관련된 파이프요소를 통하여 배출시킨다.
비록 여러밸브기계론이 상업적으로 이용되고 개선된 거름대정화장치(10)의 조작에서 받아들여지고 있지만, 배기조절밸브(44) 및 보조조절유체밸브(34)는 모형 No. 8335B45인 뉴저어지소재 프로람(Florham)의 자동스위치회사에 의해서 조제된 것이다.
비록 본 발명을 상세한 형태 및 구현과 연관하여 설명하였지만, 상기 설명된것과 다른 여러변형도 본 발명의 개념 또는 범위에 벗어나지 않는다는 것을 알 수 있다. 예를들면, 첨부된 청구범위로써 본 발명의 개념 또는 범위에 벗어나지 않으므로써, 동일요소는 상세히 나타내 설명한 것으로 대신하며, 어떤 특징은 다른 특징에 독립적으로 사용했으며, 어떤 경우에 특별한 요소위치는 반대로 하거나 또는 삽입시켰다.

Claims (18)

  1. (a) 거름대로부터 오염물을 제거하기 위하여 거름대를 역세척하고, 역세척펌프가 유출차넬로부터 유체를 끌어들이며; (b) 거름대로부터 그 이상의 오염물을 제거하기 위하여 역세척후에 거름대를 깨끗이하고, 거름대를 정화하는 단계는, 역세척펌프에 의하여 펌프되어진 액체의 첫번째 정화부분이 역세척펌프유출관을 지나서 복귀용 역세척슈우를 통과하고, 이어서 역세척펌프유입관을 지나 역세척펌프에 이르는 재순환 단계를 포함하는; 상기 (a), (b)의 단계를 포함하는 유입관과 유출관을 가지는 역세척펌프를 포함하는 거름대정화방법.
  2. 제1항에 있어서, 역세척단계가 펌프되어지는 액체의 첫번째부분이 역세척펌프유출관을 지나서, 역세척펌프유출관과 연결되는 역세척슈우유입관을 통하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  3. 제2항에 있어서, 역세척단계가 역세척슈우유입관을 통하여 흐르는 액체의 첫번째부분의 압력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  4. 제3항에 있어서, 액체의 첫번째부분을 조절하는 단계는 펌프되어지는 액체의 두번째부분이 역세척펌프유출관을 지나서 보조흐름조절밸브멤버를 통과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  5. 제1항에 있어서, 액체의 첫번째정화부분을 재순환시키는 단계가 역세척펌프를 역세척슈우에 유체연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  6. 제5항에 있어서, 유체연결단계는, 역세척펌프와 역세척슈우사이에 유체교환을 제공하기 위하여 첫번째분류가감기밸브가 역세척펌프유입관과 역세척슈우유출관사이에 삽입되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  7. 제6항에 있어서, 첫번째분류가감기밸브가 투-웨이 분류가감기밸브인것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  8. 제7항에 있어서, 첫번째분류가감기밸브가 역세척펌프유입관, 역세척슈우유출관 및, 유출차넬과 유체교환이 있는것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  9. 제8항에 있어서, 첫번째분류가감기밸브가, (1) 거름대역세척동안에 유출차넬과 역세척펌프사이에 유체연결을 이루게하고, (2) 거름대정화동안에, 역세척슈우와 역세척펌프사이에 유체연결을 이루게하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  10. 제1항에 있어서, 거름대를 정화하는 단계가 역세척펌프에 의하여 펌프된 액체의 둘째정화부분이 역세척펌프유출관으로 배출되고, 그 정화부분이 필터멤버 또는 폐수로 흘러가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  11. 제10항에 있어서, 액체의 둘째정화부분의 배출단계가 액체의 둘째정화부분을 정화조절밸브멤버로 전환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  12. 제11항에 있어서, 전환단계가 정화조절밸브멤버를 역세척펌프에 유체연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  13. 제3항에 있어서, 유체연결단계가 둘째분류가감기밸브를 정화조절밸브멤버와 역세척펌프유출관사이에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  14. 제13항에 있어서, 둘째분류가감기밸브가 투-웨이 분류가감기밸브인 것을 특징으로 하는 거름대정화방법.
  15. 다수의 셀로 분리된 거르개탱크, 셀내에 설치된 지지판상에 놓여진 거르개매체의 대, 처리될 유체를 거르개매체대의 상부로 전달하는 유출수단 및, 거름대내에 포함된 오염물을 제거하기 위하여 역세척유체를 거름대를 통하여 위방향으로 구동시키는 역세척수단을 가지는 거름대정화장치에 있어서, (a) 역세척펌프로부터의 정화액체의 첫번째부분을 역세척슈우 및 역세척펌프의 유입관으로 재순환시키는 수단; 그리고 (b) 역세척펌프의 유출관으로부터 외부거르개 또는 폐수정화기까지의 정화액체의 둘째부분을 깨끗이 하는 수단으로 구성되는 특징을 가지는 매체거르개정화장치.
  16. 제15항에 있어서, 재순환수단이 (a) 역세척슈우와 유체교환하는 역세척슈우유출관멤버; 및 (b) 역세척슈우유출관을 역세척펌프유입관에 유체연결시키기 위한 첫번째분류가감기밸브멤버를 포함하는 것을 특징으로 하는 매체거르개정화장치.
  17. 제16항에 있어서, 첫번째분류가감기밸브멤버가 투-웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 매체거르개정화장치.
  18. 제16항에 있어서, 첫번째분류가감기밸브멤버가 (a) 거르개매체를 역세척하는 동안에 역세척펌프를 유출차넬에 유체연결시키고, (b) 정화조작동안에 역세척슈우를 역세척펌프에 유체연결시키는 것을 특징으로 하는 매체거르개정화장치.
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