다층여과지

정의와 개요

다층여과지는 여재의 밀도와 입경을 깊이 방향으로 줄여 배열한 입상 심층여과지다.

여재가 하나면 단층, 둘이면 이층, 셋 이상이면 다층여과로 나눈다.

표면에만 쌓이는 여과와 달리 여재 깊이 전체에서 탁질을 잡는 것이 핵심이다.

기존 급속여과지의 탁질 누출 한계를 개선하는 대표 방안이다.

여재의 층상 배열

여재는 상층 무연탄, 중층 모래, 하층 석류석 순서로 배열한다.

상층은 밀도가 낮고 입경이 커서 큰 탁질을 먼저 잡는다.

하층은 밀도가 높고 입경이 작아 미세 탁질을 최종 포집한다.

역세척 후에는 밀도 차이로 층이 다시 나뉘어 원래 배열로 돌아간다.

단층과 다층의 차이

단층 여과지는 탁질이 표층에 몰려 빨리 막힌다.

다층 여과지는 여재 깊이 전체에서 탁질을 나누어 포집한다.

그 결과 손실수두 증가가 완만하고 여과 지속시간이 길어진다.

역세척과 재층화

여과 중 손실수두가 설정값에 도달하거나 탁도가 누출되면 역세척한다.

표면세척 후 하부에서 역세수를 공급해 여층을 팽창시킨다.

팽창이 끝나면 밀도 차이로 층이 재배열되어 여과를 재개한다.

설계 점검 예

예로 상층 무연탄 0.6m, 하층 모래 0.6m인 여층을 가정한다.

여재 총 깊이는 1.2m이고, 유량 1,200m³/day면 여과 속도 120m/day에서 면적은 10m²다.

층 두께와 여과 속도 조건을 모두 만족하는 설계다.

흔한 실수와 채점 포인트

가장 흔한 실수는 다층여과를 보통여과지와 같은 원리로 설명하는 것이다.

여과속도는 급속과 완속의 기준이 다르므로 반드시 구분해 쓴다.

채점은 여재 배열, 역세척 후 재배열, 누출 지연, 손실수두 억제를 본다.

정리와 직접 풀기

정리하면 다층여과지는 여재를 밀도와 입경 차로 층상 배열한 심층여과지다.

탁질을 여층 전체에서 포집하므로 여과 지속시간이 늘어나고 누출이 지연된다.

이어서 직접 풀어 보자.

정답은 길어진다. 깊이 방향 포집으로 손실수두 증가가 완만하기 때문이다.