여과지의 역세척(Back Washing) 원리와 과정 및 장단점

역세척(Back Washing)이란?

여과지의 역세척은 여과층으로 물을 역류시켜 사층을 세척하는 공정입니다.

역세척은 여과층 내 탁질을 공기 상승기포의 미진동에 의해 부착 탁질을 떨어뜨린 다음 저속도로 배출시키는 방법으로 운영합니다.

역세척은 여과사층을 청결하게 유지하기 위해 양호하게 이루어져야 하며, 여과지의 하부집수장치, 역세척 방식, 적합한 여과사 부설이 최적의 상태로 시설되어야 합니다.

역세척은 공기만을 이용하는 여과층의 교란 및 오염물질 박리단계와, 공기와 소량의 역세수를 이용한 오염물질 분리단계와, 다량의 물을 이용한 오염물질의 제거 및 헹굼단계로 이루어지기도 합니다.

이러한 역세척 방법은 각종 형태의 급속여과지에 적용되어 여과지의 역세척 효율을 향상시키고, 역세척에 따른 여과재의 유실을 방지하여 여과층의 안정화에 기여할 수 있습니다.

역세척의 원리

역세척은 여과층을 세척하는 공정으로, 사층으로 물을 역류시켜 세척합니다. 역세척은 필터 매체가 너무 더러워지거나 사용할 수 없게 되는 것을 방지하기 위해 폐수 처리의 예방적 유지보수 형태로도 사용됩니다.

역세척의 제1단계

역세척 공기에 의한 미진동으로 여재와 오염물질을 박리시킵니다.

역세척수에 의해 여층을 유동상태로 만들고, 여재 상호의 충돌, 마찰, 수류의 전단력에 의해 부착 탁질을 분리시키는 것입니다.

역세척의 제2단계

공기 및 역세척수를 공급하여 여재와 오염물질을 추가로 분리시킵니다.

여층상에 배출된 탁질을 빨리 유출시키는 것으로, 트로프의 높이와 간격 등에 영향을 받습니다.

역세척의 제3단계

역세척수에 의해 분리된 오염물질을 제거, 세정합니다.

급속여과지의 역세척 공정은 공기만을 이용하는 여과층의 교란 및 오염물질 박리단계, 공기와 소량의 역세수를 이용한 오염물질 분리단계, 다량의 물을 이용한 오염물질의 제거 및 헹굼단계로 이루어집니다.

역세척의 과정

1. 역류(reverse flow): 역세척 과정에서는 필터를 통해 물을 반대 방향으로 흐르게 합니다. 즉, 원래 여과되는 방향과 반대 방향으로 물을 흐르게 하여 여과지에 축적된 오염물질을 제거합니다.

2. 여과지의 팽창(media expansion): 물을 역방향으로 흐르게 하면서 여과지가 팽창하고 느슨해져 여과지 사이에 끼어 있는 오염물질을 분리시킵니다.

3. 오염물질 제거(removal of contaminants): 역류하는 물이 여과지에 붙어 있는 오염물질을 분리해 씻어내어, 여과지의 바깥으로 밀어냅니다.

4. 배출(discharge): 역세척에 의해 제거된 오염물질은 배출구를 통해 시스템 밖으로 배출됩니다.

역세척의 장단점

역세척의 장점

여과지 수명 연장: 여과지에 축적된 오염물질을 주기적으로 제거하여 필터의 막힘 현상을 방지하고, 여과지의 수명을 연장시킵니다.
효율성 유지: 여과지가 막히지 않도록 하여 여과 시스템의 효율성을 유지합니다. 이는 특히 정수 처리와 같은 중요한 공정에서 매우 중요합니다.
비용 절감: 여과지를 자주 교체할 필요 없이, 주기적인 역세척을 통해 필터 교체 비용을 절감할 수 있습니다.

역세척의 단점

여과지의 통수저항이 커지고 역세척 빈도가 증가합니다.
역세척이 완전하지 못할 경우 여과지 내에 Mud Ball(진흙 덩어리)이 발생할 수 있습니다. 이는 여과 효율을 저하시킵니다.
역세척 과정에서 많은 양의 역세척수가 발생하므로 이를 처리하기 위한 별도의 시설이 필요합니다.
역세척 시 공기와 물의 사용으로 인한 운영비 증가가 있습니다.
역세척 과정에서 여과지 내 여과재가 교란되어 여과재 손실이 발생할 수 있습니다.

따라서 역세척 효율을 높이고 단점을 보완하기 위해서는 적절한 역세척 방식 선택과 운전 관리가 중요합니다.

역세척의 적용 분야

정수 처리: 마을이나 도시의 정수 처리 공정에서, 여과지는 물에서 불순물을 제거하는 중요한 역할을 합니다. 역세척을 통해 정수 처리의 효율성을 유지합니다.
폐수 처리: 산업 및 가정 폐수를 처리하는 과정에서도 여과지가 사용됩니다. 역세척을 통해 여과지의 효율성을 유지하고, 처리 공정을 원활하게 진행할 수 있습니다.
수영장: 수영장의 여과 시스템에서도 역세척을 통해 깨끗한 물을 유지합니다.
산업 공정: 다양한 산업 공정에서 여과지가 사용되며, 역세척을 통해 시스템의 효율성을 유지하고, 제품 품질을 보장합니다.

마무리

오늘은 여과지의 역세척(Back Washing) 원리와 과정 및 장단점에 대해 알아보았습니다.

역세척은 여과층으로 물을 역류시켜 여과재와 오염물질을 세척하고 분리하는 공정입니다. 이 과정은 여과지의 청결을 유지하고, 필터의 수명을 연장시키며, 여과 시스템의 효율성을 유지하는 데 중요합니다.

역세척은 크게 여과재와 오염물질의 박리, 추가 분리, 그리고 오염물질 제거와 세정의 세 단계로 구성됩니다. 이 과정은 정수 처리, 폐수 처리, 수영장 관리, 다양한 산업 공정 등에서 사용되며, 여과지의 막힘을 방지하고, 필터 교체 비용을 절감하는 등 여러 장점을 제공합니다.

그러나, 역세척 과정에서 여과지의 통수저항 증가, 불완전한 세척으로 인한 진흙 덩어리 발생, 역세척수 처리를 위한 별도 시설 필요, 운영 비용 증가, 여과재 손실 등의 단점도 있어, 적절한 역세척 방식 선택과 운영 관리가 중요합니다.