역세척 Hydrodynamic Separator Filter를 이용한 미세입자 제거 특성 분석

The main purpose of this study is to evaluate of backwash system of hydrodynamic separator filter (HSF) with solar powered submerged pumps. It consists of a photovoltaic solar array, control electronics, battery, and two submersible pump powered by a 12 voltage DC motor. The laboratory scale study on treatable potential of micro particles using backwash HSF that was a combined with perlite filter cartridge and backwash nozzles. Since it was not easy to use actual storm water in the scaled-down hydraulic model investigations, it was necessary to reproduce ranges of particle sizes with synthetic materials. The synthesized storm runoff was made with water and addition of particles; ion exchange resin partices, silica gel particles, and commercial area manhole sediment particles. HSF was made of acryl resin with 250 mm of diameter filter chamber and overall height of 800 mm. Four case test were performed with different backwashing conditions and determined the SS removal efficiency with various surface loading rates. The operated range of surface loading rate was about 308~$1,250m^3/m^2/day$. It was found that SS removal efficiency of HSF using two submersible pumps improved by about 18% compared with HSF without backwash. Nonpoint control devices with solar water pumping systems would be useful for backwashing the filter in areas with not suppling electricity and reduce filter media exchange cost. 본 연구는 여재를 장착한 수리동역학적 여과분리장치(HSF)와 태양전지 구동형 수중펌프를 조합한 장치의 여재 역세척 가능성에 대하여 분석하였다. 수중펌프는 12볼트 직류모터로 구동되며 태양전지와 축전지로 가동된다. 수리동력학적 분리장치와 펄라이트 여재를 충진한 카트리지에 역세척용 노즐을 장착하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환수지 입자, 실리카젤 입자, 그리고 상업지역 맨홀퇴적물질 입자 등이다. HSF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 유입수 SS 농도와 입경, 다양한 수면적 변화를 변화에 대한 역세척 방법별 SS 처리효율을 산정하였다. 전체적인 수면적부하율 범위는 308~$1,250m^3/m^2/day$이다. 태양전지를 이용한 최소한의 전력으로 구동되는 펌프를 이용하여 역세척을 실시한 결과 2대의 수중 펌프를 가동하여 역세척 시 역세척하지 않은 여재와 비교하여 약 18% 처리효율 증가효과를 나타내었다. 비점오염 처리장치에 소규모 태양전지를 활용하여 여재를 역세척할 경우 처리효율을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.