KR100454165B1 - 실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성음료 공급 장치 - Google Patents

실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성음료 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물에 오염된 수돗물이나 지하수를 손쉽고 안전하게 살균하여 음용 가능한 물로 복원 처리하고 약알카리성의 용존산소가 풍부한 음용수 전해 처리 장치에 관한 것으로, 그 목적은 높은 산화력과 살균력을 갖는 활성 수산기를 발생시키는 촉매성 산화물 전극이 이온 교환막, 전극 간격을 유지하기 위한 개스킷 (gasket) 형태의 스페이서 및 볼트와 너트 등을 사용하지 않고, 일련의 일정한 미세 간격의 홈을 갖는 홀더를 사용하여 전극체를 스택형으로 구성되게 함으로서 전극을 쉽게 장.탈착할 수 있게 하고, 이러한 구조에 의해 전극 간 용액 저항이 낮아져 미생물에 오염된 수돗물 및 지하수 등의 처리 시 추가적인 염화나트륨 등의 전해질의 공급 없이도 낮은 전해 전압 하에서 동작되게 하는 전해 처리와 이를 이용한 전해 반응 시 발생되는 산소 및 수소를 안전하게 처리하는 배기 구조를 갖는 음용 가능한 살균수 생산을 위한 전해 처리 장치를 제공함에 있다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 스택형 전극체 구조로 미세간격의 홈을 갖는 전해 반응기(10)와, 상기 전해 반응기(10)에서 살균된 음용수를 저장하는 저장부(20)와, 상기 전해 반응기(10)에서 발생되는 전해 반응 가스 축적을 방지하기 위한 배기부(30)와, 상기 전해 반응기(20)에 전원을 공급하고 배기부를 제어하며 수위에 따라 밸브를 제어하는 제어부(40)로 구성된 것을 요지로 한다.

Description

실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성 음료 공급 장치{Indoor electrolytic apparatus for treatment of microorganism- contaminated and functional drinking water}
본 발명은 미생물에 오염된 수돗물이나 지하수를 손쉽고 안전하게 살균하여 음용 가능한 물로 복원 처리하고 약알카리성의 용존산소가 풍부한 음용수 전해 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업구조의 발달과 인구 증가에 의해 발생되는 여러 오염원에 의해 수돗물, 지하수 등의 기존에는 안전하다고 생각되던 물에 대한 불신이 커져 안전한 음용수를 얻기 위한 경제적 지출이 급증하고 있다. 따라서 일반 가정에서는 역삼투압, 필터, 이온교환 수지, 오존, 전해처리 기술 등을 사용하는 정수기가 크게 보급되고 있는 실정이다. 정수기에 사용되는 기술은 각각의 고유 특징을 가지고 있으나 단점 또한 커 정수기의 제작 가격 및 유지 보수에 큰 영향을 미치고 있다.
종래의 역삼투압 방법은 세균등의 이 물질을 효과적으로 제거하나 인체에 필요한 미네랄까지 제거되며 고압을 유지하기 위한 동력이 많이 소모되고, 중공사막이나 세라믹 필터를 사용하는 경우는 용존 미네날은 제거하지 않지만 장시간 사용 시 막의 세균 오염 가능성이 커 정수기의 유지 관리가 까다롭고, 이온교환 처리 방법은 유기물의 제거에는 효과적이지 못하며 또한 용존 미네날의 과도한 제거가 일어나 음용수 처리에 부적합하며, 오존에 의한 방법은 오존의 높은 살균력과 산화력을 이용하나 오존량의 조절이 어려워 과다 생산 시 인체에 매우 해롭게 된다. 전해 처리법은 물을 전기 분해하여 알카리수와 산성수를 분류 생산하거나, 산균력을 높이기 위하여 소량의 염화나트륨(NaCl)를 첨가하는 방식을 가지기도 하며 복잡한 전극 조립 구조를 가지고 있어 제작 및 유지 보수가 어렵다.
일반적으로 대부분의 가정에서 사용되는 정수기는 대상 처리수의 원천이 음용 기준으로 안전한 수돗물 또는 지하수 등으로 이들 물의 오염은 주로 이동 과정, 아파트 등의 저장조, 지하수 주변 등에서 세균에 의한 재 오염에 의해 음용수로 부적합하게 되는 경우가 많다. 따라서 현재 많은 수도관리 사업소에서는 공급과정에서 세균에 의한 재 오염을 방지하기 위하여 염소를 투입하는데 이것에 의해 물에는 살균력을 가지는 잔류 염소가 존재하게 되어 살균능을 가지게 되지만 최종 수돗물에서 이들 잔류염소가 지나치게 높으면 인체에 해롭게 되고 너무 낮게 되면 세균에 의한 오염 발생이 유발될 수 있다. 따라서 수돗물에 대한 불신으로 끓여 먹는 번거로움을 피하기 위하여 대상 처리수를 저렴한 방법으로 적절한 살균을 통해 원래의 음용 가능한 물로 복원할 수 있다. 대부분의 가정에서 사용되는 정수기는 과도한 수처리 기능에 의한 제작 단가가 고가며 유지 관리가 어려워 오히려 정수기에 의한 세균의 재 오염의 문제가 따른다.
일반적으로 수처리를 위한 전해 장치는 양극과 음극간의 적절한 전압이 걸리는 용액만이 대상이 되거나, 용액의 전도성(conductivity)을 높이며 산화성 물질인 차아 염소산 등을 생산하여 이들에 이한 살균 또는 유기물 분해를 하기 위하여 전해 반응기 내에 소금을 일정하게 주입하는 방법을 취하며, 대부분의 전해 장치는 음극과 양극을 분리하는 이온 교환막을 가지며 모든 경우 전해 반응기에 장착된 전극 또는 이온 교환막들이 연속적 층 구조를 갖도록 하기 위하여 스페이서 및 볼트와 너트를 이용하여 집합체를 스택(stack)형으로 조립된 구조를 가짐으로서 이들의 조립 장착과 유지 보수를 위한 세척 시 분해 조립이 용이하지 않는 형태이다. 이들 대부분의 전해 장치는 산업폐수나 공정수 처리, 수계로 방출되는 방류수 처리 등 대상 처리수가 대용량인 경우를 대상으로 하며 주로 개방된 장소에 설치하며, 이런 경우 전해 반응 과정 중에 발생되는 산소 및 수소를 처리하기 위한 개념이 없다.
따라서 기존의 전해 장치를 상기에 언급한 세균 등에 의해 단순 재 오염된 음용수의 살균 처리용으로는 구조적으로 적합하질 않다. 또한 소규모 살균수를 생산하기 위하여서는 이온 교환막을 가지고 양극에서 pH 2 이하의 강 산성수를 만들어 이에 의한 살균을 하거나, 브롬(Br) 염소(Cl) 화합물을 용수에 첨가하여 전해 반응에 의해 발생되는 살균력을 가지는 용존 차염 이온 등에 의한 살균을 하나 이들 물질은 물에 대한 잔류 시간이 길어 인체에 유해할 수 있어 직접적인 음용수로 사용하기에는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 속하는 분야의 종래 기술로 공개특허 특2001-0093147은 양극과 음극의 집합체를 볼트, 너트 및 전극 간극 유지 스페이서를 가지고 제작되어 조립 및 보수를 위한 분리가 어렵게 되어 있고 대상 수를 공급하는 전극체에 주입하는 위치가 전극체 옆면을 통해 스페이서를 통해 형성된 전극판 사이로 나오도록 되어 있으며 대용량 처리를 대상으로 전극체가 처리수 저장탱크 위에 떠 있는 개방 형태로 구성되어 본 발명과 구조 및 목적이 틀리다. 공개특허 특2000-0047427은 특2001-0093147과 동일한 구조로 처리 수 대상이 산업폐수 처리를 위한 것으로 본 발명의 목적과 구조가 틀리며, 공개 특허 특1999-0085959, 특1999-0072981 등은 전극체가 분리막 및 볼트와 너트를 이용한 집합체로 살균수를 얻기 위하여 전해 반응기 내에 소금을 주입하는 방법으로 본 발명과 원리 및 구조가 틀리고, 공개 특허1999-0071335는 의료 용구를 세정하기 위한 전해조로 구조 및 목적이 틀리다. 또한 공개특허 특1999-00043068, 특1999-018137, 특1998-087769등은 전해막 및 살균을 위한 차아염소산을 발생하기 위해 염화나트륨을 공급하여 살균수와 알카리수를 독립적으로 생산하기 위한 전해 장치로 구조 및 목적이 틀리며, 공개특허 특1998-083403, 특1998-029456 또한 장치 구조 및 목적이 다르다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로,높은 산화력과 살균력을 갖는 활성 수산기를 발생시키는 촉매성 산화물 전극이 이온 교환막, 전극 간격을 유지하기 위한 개스킷 (gasket) 형태의 스페이서 및 볼트와 너트 등을 사용하지 않고, 일련의 일정한 미세 간격의 홈을 갖는 홀더를 사용하여 전극체를 스택형으로 구성되게 함으로서 전극을 쉽게 장.탈착할 수 있게 하고, 이러한 구조에 의해 전극 간 용액 저항이 낮아져 미생물에 오염된 수돗물 및 지하수 등의 처리 시 추가적인 염화나트륨 등의 전해질의 공급 없이도 낮은 전해 전압 하에서 동작되게 하는 전해 처리와 이를 이용한 전해 반응 시 발생되는 산소 및 수소를 안전하게 처리하는 배기 구조를 갖는 음용 가능한 살균수 생산을 위한 전해 처리 장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 스택형 전극체 구조로 미세간격의 홈을 갖는 전해 반응기(10)와, 상기 전해 반응기(10)에서 살균된 음용수를 저장하는 저장부(20)와, 상기 전해 반응기(10)에서 발생되는 전해 반응 가스 축적을 방지하기 위한 배기부(30)와, 상기 전해 반응기(20)에 전원을 공급하고 배기부를 제어하며 수위에 따라 밸브를 제어하는 제어부(40)로 구성된다.
도 1 은 본 발명에 따른 미세 간극 유지 홀더를 갖는 전해 반응기로 (A)는 미세 간극 유지 홀더와 전극체이고, (B)는 미세 간극 유지 홀더에 전극체가 장착된 실시 예이며, (C)는 미세 간극이 유지되는 전극 다발체를 갖는 전해 반응기
도 2 는 본 발명에 따른 전해 발생 가스 처리 및 미세 간극을 갖는 다발체에 의한 음용수 전해 처리 장치의 내부 구성도
도 3, 4 는 본 발명에 따른 전해 살균 처리 실시 예
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(A) 전극다발체 (10) 전해 반응기
(11) 전극홀더 (11a) 가로홈
(12) 양극 (13) 음극
(14) 전극연결 클램프 (15) 오염수 유입구
(16) 처리수 방류구 (17) 반응기 케이스
(20) 저장부 (21) 안정화 조
(21a, 22b) 잔여 발생 기체 방류관
(22) 처리수 저장조 (22a) 처리수 방류 밸브
(22c) 오버 프로우 관
(30) 배기부 (31) 흡입 필터(31)
(32) 기체 방류팬 (33) 전자식 전류 제어 센서
(40) 제어부 (41) DC 전원 공급기
(42) 수위 조절기 (43) 솔레노이드 밸브
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 기존 수돗물 또는 지하수 등의 음용수가 미생물 등에 의해 오염되거나 과도한 잔류 염소 등에 의해 오염되었을 때 이를 손쉬운 처리를 통하여 다시 음용수로 회복하기 위하여 산화력과 살균력이 오존보다 강하면서 수명이 매우짧아 물 속에서 잔류되지 않고 바로 소멸되는 활성 수산기(OH*)를 물로부터 발생시킬 수 있는 촉매성 산화물 양극과 이에 대응하는 음극을 스페이서 및 볼트와 너트를 이용하여 복잡한 집합체를 스택(Stack)형으로 조립하는 것이 아닌, 전극을 일련의 일정한 미세 간격의 홈을 갖는 홀더를 사용하여 전극체를 스택형으로 구성함으로서 전극을 쉽게 장.탈착할 수 있고, 이러한 구조에 의해 전극 간 용액 저항이 낮아져 미생물에 오염된 수돗물 및 지하수 등의 처리 시 추가적인 염화나트륨 등의 전해질의 공급 없이 낮은 전해 전압 하에서 동작되도록 하며, 처리된 물은 인체에 이로운 pH 8~9를 약 알카리 성인 용존산소가 풍부한 물을 제조하는 것을 특징으로 한다. 여기서 대상수는 전해 반응기 하부로 유입되어 미생물을 살균하거나 용존 차염 등을 처리한 후 처리수가 상부 방류관으로 넘치도록 하는 것으로, 이때 본 발명에서는 처리되는 음용수가 외부 공기와 접촉하지 않도록 전해반응기와 처리수 저장조가 밀폐식으로 되어 있는 상태에서 전해 반응 중에 발생하는 산소와 수소의 발생을 안전하게 처리하기 위한 발생가스 희석 배출기를 장착하였다. 또한 이 발생가스 희석 배출기가 동작하는 상태에서만 전해 반응이 일어나도록 고안이 되어 음용수 처리장치 내에 축적이 되지 않도록 하여 안정성을 확보하도록 하였다.
이하 본 고안의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 미세 간극 유지 홀더를 갖는 전해 반응기로 (A)는 미세 간극 유지 홀더와 전극체이고, (B)는 미세 간극 유지 홀더에 전극체가 장착된실시 예이며, (C)는 미세 간극이 유지되는 전극 다발체를 갖는 전해 반응기이고, 도 2 는 본 발명에 따른 전해 발생 가스 처리 및 미세 간극을 갖는 다발체에 의한 음용수 전해 처리 장치의 내부 구성도이며, 도 3, 4 는 본 발명에 따른 전해 살균 처리 실시 예로서,
본 발명은 스택형 전극체 구조로 미세간격의 홈을 갖는 전해 반응기(10)와, 상기 전해 반응기(10)에서 살균된 음용수를 저장하는 저장부(20)와, 상기 전해 반응기(10)에서 발생되는 전해 반응 가스 축적을 방지하기 위한 배기부(30)와, 상기 전해 반응기(20)에 전원을 공급하고 배기부를 제어하며 수위에 따라 밸브를 제어하는 제어부(40)로 구성된다.
상기 전해 반응기(10)는 중앙부가 서로 연결되고 전극의 간격을 미세하게 유지할 수 있는 다수의 가로홈(11a)이 구비된 전극 홀더(11)에 양극(12)과 음극(13) 전극이 번갈아가며 삽입되어 고정되며, 상기 양극(12)과 음극(13) 전극을 단극식으로 연결하는 전극연결 클램프(14)로 구성된 전극 다발체(A)와,
상기 전극 다발체(A)가 삽입되고 오염수 유입구(15)가 저면에 형성되며, 일측면에 처리수 방류구(16)가 형성된 반응기 케이스(17)로 구성된 구조이다.
상기 저장부(20)는 전해 반응기의 처리수 방류구(16)와 연결되고 상부에 잔여 발생 기체 방류관(21a)이 구비된 안정화 조(21)와, 상기 안정화 조(21)와 연결되고 처리수 방류 밸브(22a)에 의해 사용되며 상부에 잔여 발생 기체 방류관(22b)이 구비되고 상부 일측면에 오버 프로우 관(22c)이 구비된 처리수 저장조(22)로 구성된다.
상기 배기부(30)는 공기를 유입하는 흡입 필터(31)와, 상기 흡입 필터를 통해 유입되어 희석된 기체를 배출하는 기체 방류팬(32)과, 상기 기체 방류팬의 전류 부하를 측정하는 전자식 전류 제어 센서(33)로 구성된다.
상기 제어부(40)는 외부AC 전원이 DC 전원 공급기(41)를 통해 전해반응기(10)에 공급되고, 상기 DC 전원 공급기(41)는 기체 방류팬(32)의 전류부하를 측정하는 전류제어 센서(33)와 처리수 저장조(22)에 설치된 수위 조절기(42)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(43)에 연결되어 구성되는 구조이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 일반 수돗물이나 지하수 등의 용액 전기 전도성이 비교적 낮은 경우의 소용량 전해 처리 시 전극 간격을 좁혀 전극 간의 용액 저항을 작게 하고 이에 따라 전극에 걸리는 전압을 낮추어 20 volt 미만의 정류기로 동작할 수 있게 한다. 또한 본 발명에서는 이온 교환막을 사용하지 않고 있으며, 전극 간격을 유지하기 위하여 개스킷 (gasket) 형태의 스페이서 및 볼트와 너트를 사용하지 않고 전극을 스택(Stack)형으로 손쉽게 조립 및 장착을 할 수 있도록 밑면이 개방되어 있으며 일련의 일정한 미세 간극을 유지하게 할 수 있는 홈을 가진 전극 홀더를 사용한다. 본 발명에서 사용되는 양극 전극으로는 오염 음용수 살균을 일반적으로 전해 처리에 많이 사용되는 염소 이온의 산화에 의한 생성되는 차아염소산 등에(HOCl, OCl-)의해 처리하는 것이 아닌, 산화력과 살균력이 오존보다 강하면서 차아염소산에 비하여 수명이 매우 짧아 물 속에서 잔류되지 않고 바로 소멸되는 활성 수산기(OH+)를 발생시키는 촉매성 산화물 양극(IrO2, RuO2, SnO2또는이들의 복합 산화물 전극)을 사용하며, 음극으로는 환원반응이 안정적으로 일어나며 내구성이 있는 재질(Ti, SUS, Ni)을 사용한다. 양극 전극에서는 하기와 같은 산소 발생이 일어나는 과정에서 전극 표면으로부터 활성 수산기가 발생하게 된다.
2H2O → 4H++ O2+ 4e-(1)
4OH-→ 2O2+ 4H++ 4e-(2)
한편 음극에서는 하기와 같이 수소가스 와 수산이온 등이 발생한다.
2H2O + 2e-→ H2+ 2OH-(3)
2H++ 2e-→ H2 (4)
용액이 거의 중성에 가까운 경우 양극에서는 반응식 (1)이, 음극에서는 반응식(3)의 반응이 일어나 두 전극에서 같은 전류가 흐를 때 전해 반응기 내에 이온 분리막이 없는 경우 전해액은 약 알카리 수로 변화될 수 있다. 또한 처리수 내에 과도한 잔류 염소가 존재 시 전극 산화 반응과 전극에서의 격렬히 발생되는 미세 크기의 기포에 의해 잔류염소가 제거 처리될 수 있다.
또한 본 발명에서는 음용수를 처리하는 전해 반응조와 전해 살균 처리된 물이 통과하게 되는 안정화 조와 처리수 저장조가 밀폐식으로 분리되어 있고 밀폐된 전해 반응조 공간 내에 전해 반응 중에 발생한 산소와 수소가 축적되지 않도록 하기 위하여 필터를 거친 공기가 전해 반응실로 유입되어 수소와 산소를 희석하여 배출하도록 고안이 되어 있다. 이 발생가스 희석 배출기가 동작하는 상태에서만 전해 반응기에 전류가 공급되도록 고안이 되어 음용수 살균 처리장치 내에 수소 가스가 축적이 되지 않도록 하여 안정성이 확보되도록 하였다.
대상 오염수 처리를 위한 본 발명의 전해 반응기 구조는 도 1에서 보는 것과 같이 분리막, 전극 간격을 유지하기 위하여 개스킷 (gasket) 형태의 스페이서 및 볼트와 너트를 사용하지 않고 전극을 스택(stack)형으로 손쉽게 조립 및 장착을 할 수 있도록 전극이 0.5~2mm 정도로 미세 간극을 유지하게 할 수 있는 홈과 밑면이 개방되어 있는 구조를 가진 미세간극유지 홀더에 양극과 음극 전극을 번갈아 삽입 가능하게 하며, 양극과 음극의 전류 공급 터미날은 각 전극의 양끝에 위치하고 이들 양극들과 음극들을 연결하는 클램프 등을 이용하여 서로 단극식(monopolar)으로 연결할 수 있게 한다. 이렇게 전극이 배열된 상태에서 반응기에서는 수돗물 및 지하수 등의 미생물 오염 대상수가 20 volt 미만에서 전해 분극 반응이 일어나 활성 수산기를 발생시킬 수 있게 된다. 도 1 의 (A),(B),(C)에서와 같이 양극과 음극을 미세 간극을 유지하게 하는 전극 홀더에 삽입하여 구성된 전극 다발체는 전해 반응기 홀더에 장착되고, 살균 처리 대상 수가 전해 반응기 홀더 하부에 오염수 유입구 통해 들어와 전극에서 발생되는 활성 수산기에 의해 살균된 후 전극 홀더 상부의 처리수 방류구을 통해 나가게 한다. 전해 반응조를 떠난 처리수는 1차로 안정화 조에 체류하며 전해 반응조에서 미처 다 포말(bubbling) 되지 않고 용액에 잔류된 미세 기포가 제거 되게 하며 이 안정화 조를 통과하는 물은 최종 처리수 저장조에 저장되어 처리수 방류 밸브을 통하여 사용되도록 한다. 전해 반응기에 물의 유입은처리수 저장조에 설치된 수위 조절기에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브에 의해 조절된다. 전해 반응기가 위치하는 공간 내에 전해 반응 과정에서 발생하는 수소와 산소를 안전하게 희석 배출을 하기 위하여 흡입 필터를 통해 공기를 유입하여 발생 가스와 희석 할수 있도록 하고 희석된 기체는 기체 방류 팬을 통해 대기로 배출되어 전해 반응조 내 수소가 축적 되지 않도록 한다. 이때 기체 방류 팬이 동작하지 않는 상태에서 전해 반응기가 동작하여 전해 반응 가스가 장치 내에 축적되는 것을 방지하기 위하여, 기체 방류팬의 전류 부하를 측정하는 전자식 전류 제어 센서과 AC외부 전원에 의해 DC 전원 공급기가 동작하도록 한다. 본 발명은 상술한 고안과 같이 미생물에 의해 오염된 전도성이 낮은 수돗물이나 지하수 등의 음용수에 대하여 낮은 공급 전압 하에서도 추가적인 염화나트륨 등의 전해질의 공급 없이도 전해 반응에 의한 대상수를 살균 처리하며 이온 교환막이 없이도 처리된 용액이 약 알카리 수로 변화되게 할 수 있게 하며, 전해 반응 시 발생되는 산소 및 수소를 안전하게 처리하기 위한 배기 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 살균 음용수를 생산하기 위한 실내용 소형 전해 장치 구조를 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
실험 1
본 발명의 살균 효과를 보기 위하여 양극으로 IrO2-RuO2복합 산화물 전극(12 x 6mm mesh 형 3 x 4cm)과 음극으로 SUS (3 x 4cm) 각 3조씩을 장착한 전해 반응기를 사용하여 대장균(E.Coli XL-Blue)이 존재하는 수돗물의 살균처리 실험이 실시되었고, 이때 유입되는 오염수의 유량과 전해 반응기에 공급되는 전류 및 전압 그리고 유입수와 처리수내의 대장균 수의 결과가 표 1에 나타나 있다. 유입수와 처리수에 존재하는 대장균 수를 확인하기 위하여 배양 배지(badge)(DIFCO (sigma 24011) LB agar)를 사용하여 대장균을 12시간 배양 후 (그 개)균수를 측정하였다. 도3과 도4에는 표1의 실험 2와 실험 7의 전해 처리 전후의 대장균의 배양 결과를 보이는 실시 예가 나타나 있다. 일반적으로 상용화 된 DC 정류기 공급 전압인 5~20volt에서 전해 반응기는 미세 간극에 의해 충분히 동작을 하여 공급전류 밀도가 3.7 ~ 18mA/cm2되었고 이때 반응기에 주입되는 유량이 18.5ml/min일 때 유입되는 대장균은 모두 살균되어 전혀 검출이 되지 않음을 볼 수 있다. 공급전위를 15 volt로 하여 주입되는 유량을 220ml/min까지 증가시켜도 유입수의 대장균은 모두 살균됨을 볼 수 있다. 이러한 전해 살균 실시 예로부터 본 발명이 미생물에 오염된 수돗물 및 지하수 등의 음용수를 처리하는데 효과적임을 알 수 있다.
실험 2
본 발명에 의한 전해 처리수가 알카리 수로 변화되는 것을 보기 위한 실험이 실시되었다. 양극으로 IrO2-RuO2복합 산화물(12 x 6mm mesh 형 3 x 4cm)과 음극으로 SUS (3 x 4cm) 각 3조씩을 장착한 전해 반응기를 사용하여 공급전압이 12volt이고 전류 밀도가 약 11mA/cm2일 때 유입 대상수의 유량에 따른 pH 변화 실시 예가 표2에 나타나 있다. 유입수의 pH가 7.68이고 유량이 220ml/min일 때 처리수의 pH는 8.4 정도로 변화되며, 처리수의 전해 반응기 내의 체류시간이 짧아지는 유량 17ml/min에서는 pH가 8.8정도로 증가하여 전체적으로 전해처리 후 처리수는 인체에 유익한 약 알카리 수로 변화됨을 볼 수 있다.
[표 1]
No 유량(ml/min) 공급전위(Volt) 공급전류(A)(전류밀도:mA/cm2) 전해 처리전 균수(cfu/ml) 전해 저리후 균수(cfu/ml)
1 18.5 5 0.134(3.72) 31,500 0
2 18.5 10 0.35(9.72) 119,000 0
3 18.5 15 0.54(15.0) 38,200 0
4 18.5 18 0.62(17.2) 29,500 0
5 42 15 0.54(15.0) 135,000 0
6 123 15 0.54(15.0) 40,000 0
7 220 15 0.54(15.0) 24,000 0
[표 2]
유 량 (ml/min) pH
원수 (no DC) 7.68
17 8.85
42 8.53
123 8.50
220 8.39

Claims (5)

  1. 스택형 전극체 구조로 미세간격의 홈을 갖는 전해 반응기(10)와, 상기 전해 반응기(10)에서 살균된 음용수를 저장하는 저장부(20)와, 상기 전해 반응기(10)에서 발생되는 전해 반응 가스 축적을 방지하기 위한 배기부(30)와, 상기 전해 반응기(20)에 전원을 공급하고 배기부를 제어하며 수위에 따라 밸브를 제어하는 제어부(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성 음료 공급 장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해 반응기(10)는 중앙부가 서로 연결되고 전극의 간격을 미세하게 유지할 수 있는 다수의 가로홈(11a)이 구비된 전극 홀더(11)에 양극(12)과 음극(13) 전극이 번갈아가며 삽입되어 고정되며, 상기 양극(12)과 음극(13) 전극을 단극식으로 연결하는 전극연결 클램프(14)로 구성된 전극 다발체(A)와,
    상기 전극 다발체(A)가 삽입되고 오염수 유입구(15)가 저면에 형성되며, 일측면에 처리수 방류구(16)가 형성된 반응기 케이스(17)로 구성된 것을 특징으로 하는 실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성 음료 공급 장치
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장부(20)는 전해 반응기의 처리수 방류구(16)와 연결되고 상부에 잔여 발생 기체 방류관(21a)이 구비된 안정화 조(21)와, 상기 안정화 조(21)와 연결되고 처리수 방류 밸브(22a)에 의해 사용되며 상부에 잔여 발생 기체 방류관(22b)이 구비되고 상부 일측면에 오버 프로우 관(22c)이 구비된 처리수 저장조(22)로 구성된 것을 특징으로 하는 실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성 음료 공급 장치
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기부(30)는 공기를 유입하는 흡입 필터(31)와, 상기 흡입 필터를 통해 유입되어 희석된 기체를 배출하는 기체 방류팬(32)과, 상기 기체 방류팬의 전류 부하를 측정하는 전자식 전류 제어 센서(33)로 구성된 것을 특징으로 하는 실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성 음료 공급 장치
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부(40)는 외부AC 전원이 DC 전원 공급기(41)를 통해 전해반응기(10)에 공급되고, 상기 DC 전원 공급기(41)는 기체 방류팬(32)의 전류부하를 측정하는 전류제어 센서(33)와 처리수 저장조(22)에 설치된 수위 조절기(42)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(43)에 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 실내용 미생물 오염 음용수 전해 살균 처리 및 기능성 음료 공급 장치
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