JP2013504415A

JP2013504415A - 流体浄化ユニット及びこれを含む流体浄化アセンブリ

Info

Publication number: JP2013504415A
Application number: JP2012528748A
Authority: JP
Inventors: ヘヤン、キ
Original assignee: Segi Environment Co Ltd
Current assignee: Segi Environment Co Ltd
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2013-02-07
Also published as: US8524076B2; WO2011031094A2; US20120181223A1; CN102365241A; WO2011031094A3; KR100959911B1; CN102365241B

Abstract

【課題】流体浄化ユニット及び前記流体浄化ユニットを含む流体浄化アセンブリを提供すること。
【解決手段】流体浄化ユニットは中空及び前記中空の内外部を連通しかつ流体が流出および流入するように具備した複数の通孔が形成されたケースを含み、前記ケースは第１面に形成され、第１断面積を有しかつ一定の第１間隔で第１方向に配列された結合突起と、前記第１面に向い合う第２面に形成され、前記第１断面積に対応する第２大きさを有して前記第１間隔に対応する第２間隔で配列された凹部と、を含む。

Description

本発明は、水質を浄化させる流体浄化ユニット及び前記流体浄化ユニットを含む流体浄化アセンブリに関する。より詳細には、本発明は微生物を用いる生物学的方法で流体を処理する流体浄化ユニット及び前記流体浄化ユニットを用いる流体浄化アセンブリに関する。

水質汚染及び大気汚染による環境的問題に対応して、微生物を用いる生物学的下水(廃
水、汚水を含む)の処理方法、または空気浄化方法の開発及び適用が増加しつつある。
一般的に、生物学的水処理方法は微生物を用いて下水を処理する。これとは相違に、化学的水処理方法は化学薬品を用いて下水を処理する。この際、前記生物学的水処理方法は化学的な薬品を用いないことで２次汚染の誘発を最小化することができる。これに伴い、前記生物学的水処理方法は人体に無害な水質浄化を達成するという長所を有しているため、応用分野が増加しつつある。前記生物学的水処理方法において、微生物を担持して汚染水との反応を起こすようにする担体(Ｍｅｄｉａ)の開発が重要である。このような生物学的廃水処理方法は主に汚染水に用いられているが、養魚場、水族館などの飼育水、水耕栽培における水質浄化及び飲水浄化などにも広範囲に用いられることが可能である。

廃水浄化に用いられる生物学的廃水処理の方法は、大きく好気性廃水処理方式と嫌気性廃水処理方式とに区分される。前記好気性廃水処理方式には微生物が廃水と反応することにおいて酸素を要する反面、前記嫌気性廃水処理方式には微生物は無酸素環境で廃水と反応するようになる。前記好気性廃水処理方式は嫌気性廃水処理方式に比べて反応時間が短く、有機物質の完全除去及び小さい面積を占めるなどの長所を有している。前記好気性廃水処理方法は細胞合成に必要な細胞構成成分とエネルギーを有機物から獲得して自由酸素を酸化剤として用いる好気性従属系細菌の物質代謝を用いる方法である。

本発明は大きさと形状を自由に変形することができるようにすることで、実用性と浄化効率を改善しうる流体浄化ユニットを提供することを目的とする。
延いては、本発明は好気性反応と嫌気性反応を複合的に同時に得ることができるようにして浄化効率を極大化しうる新しいタイプの流体浄化アセンブリを提供することを目的とする。

本発明の一実施例による流体浄化ユニットは、中空及び前記中空の内外部を連通しかつ流体が流出および流入するように具備された複数の通孔が形成されたケースを含み、前記ケースは第１面に形成され、第１断面積を有して一定の第１間隔で第１方向に配列された結合突起と、前記第１面に向い合う第２面に形成され、前記第１断面積に対応する第２大きさを有して前記第１間隔に対応する第２間隔で配列された凹部とを含む。ここで、前記凹部は、前記第２面を含むベースと、前記ベースの縁に沿って前記第２面から垂直方向に延びた第１突出部と、前記ベースの中央部で前記垂直方向に突出し、前記第１間隔と実質的に同一の第２間隔で前記第１方向に配列された第２突出部と、前記第１突出部の内側壁から前記第２突出部に向って垂直に延び、前記第１方向に前記第２間隔で配列された延長部を含むことができる。

本発明の一実施例において、前記結合突起の外壁が平面上から見た時、相互隣接する３
つの前記第２突出部及び前記延長部と面で接するように配置されることが可能である。
本発明の一実施例において、前記第１面に相互隣接する結合突起の間に第１貫通孔が形成されることが可能である。

本発明の一実施例において、前記第２突出部各々には中心部に前記流体を収容するリせス部が形成されることが可能である。
本発明の一実施例において、前記第２面には相互隣接する前記延長部及び前記第２突出部の間に第２貫通孔が形成されることが可能である。

本発明の一実施例において、前記結合突起と前記第１及び第２突出部は相互同一の垂直高さを有することができる。
本発明の一実施例において、前記結合突起の中心部には、前記中空と連通する第３貫通孔が形成されることが可能である。

本発明の一実施例において、前記通孔は、前記結合突起の断面積と同一の大きさを有することで前記結合突起が前記通孔に締結されるよう構成されることが可能である。
本発明の一実施例において、前記ケースの内部に収容され、前記通孔を通じて流入される流体を浄化する生物膜を更に含むことできる。

本発明の一実施例による流体浄化アセンブリは、中空及び前記中空の内外部を連通しかつ流体が流出および流入するよう具備された複数の通孔が形成され、第１面に断面積を有しかつ第１方向に一定の第１間隔で配列された結合突起と、前記第１面に向い合う第２面に形成され、前記断面積に対応する第２大きさを有しかつ前記第１間隔に対応する第２間隔で配列された凹部と、を有するケースを含む第１流体浄化ユニットと、前記凹部に締結される結合突起を有し、前記第１流体浄化ユニットと同一の構成を有する第２流体浄化ユニットと、を含む。

本発明の一実施例において、前記凹部は、前記第２面を含むベースと、前記ベースの縁に沿って前記第２面から垂直方向に延びた第１突出部と、前記ベースの中央部で前記垂直方向に突出し、前記第１間隔と実質的に同一の第２間隔で前記第１方向に配列された第２突出部と、前記第１突出部の内側壁から前記第２突出部に向かって垂直に延び、前記第１方向に前記第２間隔で配列された延長部により構成され、前記結合突起各々は平面上から見た時、相互隣接する３つの第２突出部及び延長部と面で接するように配置され、前記中空の内部では好気性浄化作用が行われ、前記第１流体浄化ユニットに含まれた結合突起と前記第２流体浄化ユニットに含まれた凹部によって空間部が構成され、前記空間部内で嫌気性浄化作用が行われるように構成される。

本発明の一実施例において、前記第２面には相互隣接する前記延長部及び前記第２突出部の間に形成された第２貫通孔が形成されることが可能である。
本発明の一実施例において、前記第２突出部各々は、中心部に前記流体を収容するリセス部が形成されることが可能である。

本発明の一実施例において、前記第１面に相互隣接する結合突起の間に形成された第１貫通孔が形成されることが可能である。
本発明の一実施例において、前記第１及び第２流体浄化ユニット各々は、前記ケースの内部に収容され、前記通孔を通じて流入する流体を浄化する生物膜を更に含むことができる。

このような構成上の特徴を有する本発明の実施例による流体浄化ユニットは処理槽の容
量と特性により多様な大きさと形状からなるケースを簡便で迅速に提供することができることから、実用性と経済性の観点で特に効率的であるだけでなく、ケースの内部では好気性反応を得ると供に二つのケースの結合面の間では嫌気性反応を誘導することができるので、浄化処理の効率性を向上する効果がある。

本発明の流体浄化アセンブリを説明するための斜視図である。本発明の一実施例によるケースを示した斜視図である。図２に示したケースの第２面を説明するための斜視図である。図２のケースを垂直方向に切断した部分切開斜視図である。本発明の一実施例による流体浄化アセンブリを説明するための斜視図である。図５の流体浄化アセンブリを垂直方向に切断した部分切開斜視図である。本発明の一実施例による流体浄化アセンブリを説明するための斜視図である。

以下、本発明は本発明の実施例を示す添付の図面を参照してより詳細に説明する。しかし、本発明は下記で説明される実施例に限定されなく、その他の多様な形態に具体化することができる。下記の実施例は本発明が完全に完成されるように提供されるというより、本発明の技術分野において熟練した当業者に本発明の範囲を十分に伝達するために提供される。

一つの要素が他の一つの要素または層上に配置されるまたは連結されるものとして説明される場合、前記要素は前記他の一つの要素上に直接的に配置されるか連結されることも可能であり、他の要素または層がこれらの間に介在されることも可能である。これとは相違に、一つの要素が他の一つの要素上に直接的に配置されるか連結されるものとして説明される場合、それらの間には更に他の要素が存在しない。多様な要素、造成、領域、層及び/または、部分のような多様な項目を説明するために、第１、第２、第３等の用語が用
いられることがあるが、前記項目はこれらの用語により限定されない。

下記で使われた専門用語は単に特定の実施例を説明するための目的として使われ、本発明を限定することではない。なお、異なるものとして構成しない限り、技術的であるか科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に用いられる辞典に構成されているもののような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有することと解釈すべきであり、本出願で明白に構成されない限り、異常的であるか過度に形式的な意味に解釈されない。

本発明の実施例は本発明の理想的な実施例の概略的な図面である断面図を参照して説明される。これにより、前記図面の形状からの変化、例えば、製造方法及び/または許容誤
差の変化は予想される。従って、本発明の実施例は図面として説明された領域の特定形状に限定された通り説明されるのではなく形状における偏差を含み、図面に説明された領域は全的に概略的なものであり、これらの形状は領域の正確な形状を説明するためのものでないかつ本発明の範囲を限定するものでもない。

以下、本発明による望ましい実施例を添付の図面を基準にして詳細に説明する。
図１は、本発明の流体浄化アセンブリを説明するための斜視図である。
図１を参照すると、チタニウムとゼオライトが混合されたケースのような生物膜ボール１０の内面４に生物膜を入れ、前記ケースに形成された複数の孔３を通じて流入する流体
が前記生物膜に付いて増殖する微生物と反応して流体(例えば、下水)を浄化させる流体浄化アセンブリに関する技術が開示されている。前記ケースの外表面にはチタニウム塗布層２が形成される。

前記流体浄化アセンブリは、適用分野に応じてケースの大きさと形状を相違にして製作することができる。例えば、小規模の処理システムに適合したケースはその大きさが小さいものが効率的である反面、大容量の処理システムの処理槽には大きさが大きいケースを用いることが効率的である。

また、ケースの形状において、ボール(ｂａｌｌ、球)形態が有利な環境がある反面、不規則な非対称型で構成して流体の流れ特性によりケースの動きを多様化することができる。

図２は、本発明の一実施例によるケースを示した斜視図である。図３は、図２のケースの第２面を説明するための斜視図である。図２及び図３を参照すると、本発明の一実施例による流体浄化ユニットはケース及び生物膜を含む。

前記ケース１００はその内部に形成された中空及び前記中空の内部と外部を連通する通孔１３１、１４１が形成される。前記ケース１００の内部には前記通孔１３１、１４１を通じて流入する流体を浄化する生物膜１５０が収容されている。

前記ケース１００は複数の面１１０、１２０、１３０、１４０を有する。例えば、前記ケース１００は、図２に示されたように正六面体、図３に示されたように直六面体であることが可能である。一方、本発明におけるケースは多様な面を有する多面体の形状に製作されることが可能である。

これとは相違に、前記ケース１００は半球形、求形、円柱形状または円錐形状を有することもできる。
前記生物膜１５０は多様な種類の担体に担持して適用することができる。例えば、微細繊維(ｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒ）で構成された担体に担持してケース１００の内部に収容
されることも可能である。これとは相違に、前記生物膜１５０は炭素糸(ｃａｒｂｏｎ
ｆｉｂｅｒ)担体に担持してケース１００の内部に収容されることも可能である。本発明
の一実施例において、前記ケース１００は第１面１１０に形成された結合突起１１１と、第２面１２０に形成された凹部１２７及び流体が連通される通孔１３１，１４１が形成された複数の平面１３０、１４０を含む。

前記結合突起１１１各々は一定の断面積を有するように形成される。また、前記結合突起１１１は第１方向に第１間隔で一定に配列される。前記凹部は前記結合突起１１１各々の断面積に対応する大きさを有する。また、前記凹部は前記第１間隔と実質的に同一の第２間隔で前記第１方向に配列される。従って、前記結合突起１１１が他のケースに含まれた凹部に挟まれるようになる。

前記凹部はベース１２２、第１突出部１２１，第２突出部１２４及び延長部１２３で構成される。
前記ベース１２２は第２面１２０を含む。前記第１突出部１２１は前記第２面１２０の縁に沿って形成される。即ち、前記第１突出部１２１はベース１２２の周辺部に沿って形成される。前記第１突出部１２１は前記ベース１２２の周辺部から垂直方向に突出する。

前記第２突出部１２４は前記ベース１２２の中央部で垂直方向に突出する。前記第２突出部１２４各々は、例えばディスク形状を有することができる。前記第２突出部１２４は
前記第１間隔と実質的に同一の第２間隔で前記第１方向に配列される。前記第２突出部１２４各々は前記ベース１２２の表面から垂直方向に測定して前記第１突出部１２１と同一の高さを有するように形成される。

前記延長部１２３は前記第１突出部１２１の内側壁から前記第２突出部１２４に向かって垂直方向に延びる。前記延長部１２３は前記第１方向に前記第２間隔で配列されることが可能である。

前記結合突起１１１各々は平面上で見た時、相互隣接する３つの前記第２突出部１２４及び前記延長部１２３と面で接する外壁を有するように配置されることが可能である。従って、前記第２突出部１２４及び前記延長部１２３の間に形成された凹部１２７が形成される。これによって、他のケースに形成された結合突起が前記凹部１２７に挿入されることが可能である。従って、互いに異なるケースが相互結合されることが可能である。

本発明の一実施例において、前記第２突出部１２４各々にはリセス部１２５が形成されることが可能である。前記リセス部１２５は前記流体を一時的に保存することができる。これとは相違に、前記第２突出部１２４各々には前記中空が連通するように通孔が形成されることも可能である。

前記平面１３０、１４０に形成される通孔１３１、１４１は流体がケース内の外部に流動させる通路役割を果たすことができる。
また、前記通孔１３１、１４１は前記結合突起１１１の断面積と同一の大きさで構成することによって他のケースに含まれた結合突起が挿入される結合孔としての機能を有するようにして、前記ケース相互間の結合をより自在に行われるようにすることも可能である。

また、前記第１面１１０上に、第１貫通孔１１２が形成されることが可能である。前記第１貫通孔１１２は相互隣接する結合突起１１１の間に形成されて結合突起１１１と干渉されないように構成される。従って、流体と前記微生物膜１５０を構成する微生物との接触がより円滑になることができる。

前記結合突起１１１の中心部に前記ケース１１０の内部に形成された中空と連通される第３通孔１１１ａが更に追加で形成されることが可能である。従って、流体が前記ケース１１０の内部の生物膜１５０にコーティングされた微生物との接触を活性化させることができる。

図３を参照すると、前記第２面１２０のベース１２２には前記中空と連通する第２貫通孔１２６が形成されることが可能である。前記第２貫通孔１２６は相互隣接する延長部１２３及び前記第２突出部１２４の間に形成されることが可能である。前記第２貫通孔１２６は複数のケースを結合して浄化機として用いる時に特に有用である。

図４は図２のケースを垂直方向に切断した部分切開斜視図である。
図４を参照すると、前記ケース１００の内部に収容された生物膜１５０が形成される。前記ケース１００の上部と下部及び側面に形成された通孔を通じて流体が流入または流出されながら好気性生物学的浄化効果を得ることができる。本発明による流体浄化ユニットは一つの独立した部分品そのものとしても十分な浄化機能を有するが、複数の流体浄化ユニットが、結合突起と凹部によって相互結合されて一つの流体浄化アセンブリで構成されることでより大きい作用効果を有することができる。

図５は、本発明の一実施例による流体浄化アセンブリを説明するための斜視図である。
図６は、図５の流体浄化アセンブリを垂直方向に切断した部分切開斜視図である。
図５及び図６を参照すると、上部ケース１００Ａは下部ケース１００Ｂの内部には生物膜１５０が各々収容されていて、前記上部及び下部ケースの上部と下部及び側面に形成された貫通孔を通じて流体が流入または流出する状態を矢印で示した説明図である。

前記上部及び下部ケース（１００Ａ、１００Ｂ）が結合される結合面には流体の流れが非常に弱い空間(Ａ、Ｂ)ができるようになるが、この空間では空気の供給が円滑に行われないため嫌気性反応が起こるようになる。

即ち、本発明の一実施例による流体浄化アセンブリは上部ケース１００Ａの第２面１２０と、下部ケース１００Ｂの第１面１１０の間には、上部ケース１００Ａの第１突出部１２１とベース１２２、下部ケース１００Ｂの第１面１１０により形成される空間（Ａ）では流体の流れが非常に制限を受けるようになる。上部ケース１００Ａのベースに形成された第２貫通孔１２６を通じて流体が流入するが下部ケース１００Ｂの結合突起１１１により流体の流れが制約を受けるため流入量が極めて少なく、空間の内部には第２突出部１２４と延長部１２３が複数形成されていて流体の流動に制約が伴うようになるので、この空間の内部では自然に嫌気性反応が起こるようになる。

また、第２突出部１２４の内部１２５により区画される空間(Ｂ)にも、下部ケース１００Ｂの第１貫通孔１１２を通じて流体が流入するが、流体の流れに影響を少なく受けるためこの空間でも嫌気性生物学的反応を得ることができる。

前記空間(Ａ)または空間(Ｂ)は部分的に密閉されたものと説明したが、これとは相違に完全に密閉された空間であってもよい。
このように結合突起と凹部によって自由に結合が可能な流体浄化アセンブリは、酸素供給が不必要で、エネルギーとして可燃性メタンガスを得ることができる嫌気性処理方法の長所を極大化しながらも、反応期間が長く臭いが発生する嫌気性処理方法の短所に対しては好気性処理方法で補完することができるので、優秀な浄化作用の効果を得ることができる。図７は本発明の一実施例による流体浄化アセンブリを説明するための斜視図である。

図７を参照すると、不規則な形状の流体浄化アセンブリは流体の流れに対応した流動性が、同一の形状のみで形成されたケースに比べて更に優秀であって好気性浄化作用の効率を上げることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明で適用される生物膜は多様な種類の担体に担持されて本発明の実施例として適用されることが可能であるものの、微細繊維(ｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒ)で構成された担体に担持して本発明のケースの内部に収容されることも可能であり、炭素糸(ｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ)担体に担持して本発明に適用することもできる。また、本発明による浄化機は
汚廃水や河川水の処理用としては勿論、養魚場、水族館などの飼育数、水耕栽培時の水質浄化及び飲水の浄化などにも用いることができ、空気浄化の用途にも広範囲に用いることができる。

Claims

中空及び前記中空の内外部を連通しかつ流体が流出および流入するように具備された複数の通孔が形成されたケースを含み、
前記ケースは第１面に形成され、第１断面積を有して一定の第１間隔で第１方向に配列された結合突起と、前記第１面に向い合う第２面に形成され、前記第１断面積に対応する第２大きさを有して前記第１間隔に対応する第２間隔で配列された凹部とを含む流体浄化ユニット。
前記凹部は、
前記第２面を含むベースと、
前記ベースの縁に沿って前記第２面から垂直方向に延びた第１突出部と、
前記ベースの中央部で前記垂直方向に突出し、前記第１間隔と実質的に同一の第２間隔で前記第１方向に配列された第２突出部と、
前記第１突出部の内側壁から前記第２突出部に向って垂直に延び、前記第１方向に前記第２間隔で配列された延長部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の流体浄化ユニット。
前記結合突起の外壁が平面上から見た時、相互隣接する３つの前記第２突出部及び前記延長部と面で接するように配置されることを特徴とする請求項２に記載の流体浄化ユニット。
前記第１面に相互隣接する結合突起の間に第１貫通孔が形成されることを特徴とする請求項２に記載の流体浄化ユニット。
前記第２突出部各々には中心部に前記流体を収容するリせス部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の流体浄化ユニット。
前記第２面には相互隣接する前記延長部及び前記第２突出部の間に第２貫通孔が形成されることを特徴とする請求項２に記載の流体浄化ユニット。
前記結合突起と前記第１及び第２突出部は相互同一の垂直高さを有することを特徴とする請求項２に記載の流体浄化ユニット。
前記結合突起の中心部には、前記中空と連通する第３貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載ので流体浄化ユニット。
前記通孔は、前記結合突起の断面積と同一の大きさを有することで前記結合突起が前記通孔に締結されるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の流体浄化ユニット。
前記ケースの内部に収容され、前記通孔を通じて流入される流体を浄化する生物膜を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の流体浄化ユニット。
中空及び前記中空の内外部を連通しかつ流体が流出および流入するよう具備された複数の通孔が形成され、第１面に断面積を有しかつ第１方向に一定の第１間隔で配列された結合突起と、前記第１面に向い合う第２面に形成され、前記断面積に対応する第２大きさを有しかつ前記第１間隔に対応する第２間隔で配列された凹部と、を有するケースを含む第１流体浄化ユニットと、
前記凹部に締結される結合突起を有し、前記第１流体浄化ユニットと同一の構成を有する第２流体浄化ユニットと、を含む流体浄化アセンブリ。
前記凹部は、
前記第２面を含むベースと、
前記ベースの縁に沿って前記第２面から垂直方向に延びた第１突出部と、
前記ベースの中央部で前記垂直方向に突出し、前記第１間隔と実質的に同一の第２間隔で前記第１方向に配列された第２突出部と、
前記第１突出部の内側壁から前記第２突出部に向かって垂直に延び、前記第１方向に前記第２間隔で配列された延長部により構成され、
前記結合突起各々は平面上から見た時、相互隣接する３つの第２突出部及び延長部と面で接するように配置され、
前記中空の内部では好気性浄化作用が行われ、前記第１流体浄化ユニットに含まれた結合突起と前記第２流体浄化ユニットに含まれた凹部によって空間部が構成され、前記空間部内で嫌気性浄化作用が行われるように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の流体浄化アセンブリ。
前記第２面には相互隣接する前記延長部及び前記第２突出部の間に形成された第２貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の流体浄化アセンブリ。
前記第２突出部各々は、中心部に前記流体を収容するリセス部が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の流体浄化アセンブリ。
前記第１面に相互隣接する結合突起の間に形成された第１貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の流体浄化アセンブリ。
前記第１及び第２流体浄化ユニット各々は、前記ケースの内部に収容され、前記通孔を通じて流入する流体を浄化する生物膜を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の流体浄化アセンブリ。