KR100509321B1 - 다용도 통합 정수처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원수를 공급받아 음용수, 건강수, 세안수, 세탁수, 세척수 등으로 각각 용도에 맞게 사용가능하도록 역삼투막분리를 포함하여 다양하게 정수처리하는 다용도 통합 정수처리시스템에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 수돗물, 지하수, 기타 염분이 함유된 물을 원수로서 냉수 및 온수로 구분하여 공급받는 저수조 및 활성탄여과기를 포함하여 이루어지는 전처리수단과 상기 전처리수단의 활성탄여과기에서 이송된 물을 통과시켜 유기성물질 등을 걸러내는 제1막분리기, 상기 제1막분리기에서 이송된 물을 투과시키되 역삼투압을 작용시켜 투과수 및 농축수로 분리하는 제2막분리기를 포함하여 이루어지는 막분리수단과 상기 막분리수단에서 분리된 투과수를 후처리하는 투과수처리장치, 상기 막분리수단에서 분리된 농축수를 후처리하는 농축수처리장치를 포함하여 이루어지는 후처리수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다용도 통합 정수처리시스템을 제공하여 원수를 각각의 용도에 맞게 다양하게 정수하고 버려지는 배수가 없으므로 수자원보호차원에서도 뛰어난 기여를 하고, 근본적으로 미생물의 증식이나 서식을 방지하여 월등한 품질의 음용수 및 생활용수를 제공하는 발명임.
Description
본 발명은 원수를 공급받아 정수하는 정수처리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원수를 공급받아 음용수, 건강수, 세안수, 세탁수, 세척수 등으로 각각 용도에 맞게 사용가능하도록 역삼투막분리를 포함하여 다양하게 정수처리하는 다용도 통합 정수처리시스템에 관한 것이다.
우리나라의 전반적인 산업은 매우 빠른 속도로 발전을 하여 상수도 보급률은 1961년도에 17.1%, 1인1일당 급수량은 102리터에서 2001년도에 87.8%, 1인1일당 급수량은 374리터로 증가하였으며, 정부(환경부)는 2005년도에 상수도 보급률을 95%까지 끌어 올릴 계획으로 있다.
그러나 우리나라 국민의 대다수가 음용수 및 생활용수로서 수돗물에 의존하고 있는 것에 비해 고도의 산업발달에 따라 각종 환경오염물질들이 우리가 마시는 물과 공기를 오염시키고 있다.
이에 1989년에는 정부에서 중금속오염 문제로 맑은 물 종합대책을 세웠으나, 1990년에는 수돗물에서 발암물질인 트리할로메탄이 검출파동이 있었고 이어 1991년에는 낙동강 폐놀사건, 1993년에는 크립토스포리디움의 위혐성제기, 1996년에는 가짜 이산화 염소사건, 1998년에는 바이러스 검출논란이 있어 왔다
상기 크립토스포리디움은 수인성질병과 관련이 큰 대표적인 병원성 원생동물로 현재 상수도에서 사용중인 염소소독에 있어서 대장균보다 약 24만배나 내성이 강하고 저온에서도 수 개월간 생존을 하므로 이에 대한 우리국민의 경각심이 어느 때 보다 크다.
더욱이 최근에 정부에서 발표한 수돗물내에 미량유해물질 함유 실태조사는 수돗물에 대하여 불신을 더욱더 증가시키고 있으며, 이는 1990년 수돗물의 트리할로메탄 검출파동 이후 2002년 아미트롤 등을 포함한 총 318종의 유해물질을 수돗물에서 조사를 한 결과 82종의 미량 유해물질이 함유 되어 있다고 발표를 하였으며 언론에서는 발암성이 있는 포름알데히드나 1,4-다이옥산 등이 상수원수 뿐만 아니라 정수된 수돗물에서도 검출된 것으로 보도하여 우리 국민에게 적잖은 근심을 주고 있는 게 현실이다.
이러한 유해성 물질의 검출은 인구 밀도가 높은 우리나라에서 각종 산업체에서 발생하는 폐수, 대기오염물질 배출과도 무관하지 않을 것이며, 종래의 상수처리방법으로는 이러한 물질의 관리가 어려우며 이에 따라 관련 정부 및 지자체에서는 효율적인 상수처리 기술 등을 개발하고 있다.
한편, 최근에 국내 정수사업소에서 발표된 자료(표 1)를 보면 대도시 그리고 공장이 밀집한 곳일수록 정수에서 검출되는 물질도 차이가 있음을 알 수가 있다.
이와같이 낙동강 지역에서는 보론(B), 아연(Zn), 구리(Cu)등의 중금속이 기준치 이내로 검출이 되고 있으며, 상기 분석기준은 먹는물 기준인 55개항목에 대하여 공개된 자료로 이외에도 규명되지 않는 유해성 오염물질들이 많이 함유하고 있음을 알 수 있다.
이에 우리나라에서 수돗물을 공급받는 국민 중 10% 이내만 수돗물을 식수로 먹는다는 보도가 최근에 발표가 된 바 있으며, 이러한 문제들은 국민의 건강과 안전에 관한 문제로 더 이상 수돗물에 대하여 안전적인 홍보도 중요하지만 근본적인 오염원차단과 효율적처리 방법을 강구하지 않는다면 수돗물에 대한 국민들의 불안감은 더욱더 커지면서 파급되는 문제도 심각할 것이다.
또한, 수돗물을 먹는 국민들도 직접적으로 마시는 것이 아니라 옥수수차와 같이 끓여서 마시면 안전하다고 하나 취사나 채소 및 과일등을 씻을 때 그리고 세탁과 목욕 등에 사용되는 수돗물은 결국 우리인체로 들어가고 접촉을 하게 되는 문제점이 있다.
전술한 바와같이 상수도 보급률은 2001년 12월말 현재 전체인구의 87.8%로 약 4,240만명이 1일 2,775만톤을 공급을 받고 있으며, 이중에서 상수도 급수인원 4,240만명중 특별/광역시 인구 2,272만명과 시지역 인구 1,502만명이 전체 89%(3,774만명)를 차지하고 있다.
특별/광역시 및 시지역에 사는 사람들의 대부분은 수돗물을 직접 마시지 않고 정수기설치, 먹는물 구입, 약수 등을 인근에서 가져다 먹고 있는 게 현실이다.
그러나, 상기한 가정용 정수기는 대부분 역삼투막을 이용한 정수기로서 이러한 정수기는 십자형흐름(Crossflow)으로 물속에 용해성 염분들이 제거된 물(Permeate water)과 제거되지 않고 농축된 물(Concentrate water)로 나누어서 처리한다.
이때 역삼투막을 투과하는 물의 비율은 막(膜: Membrane)의 오염없이 정상적인 운전을 위해서 염이 제거된 깨끗한 투과수와 농축수의 비율이 20(%) : 80(%) 를 유지해야 한다.
즉, 시중에 시판되고 있는 역삼투막 정수기는 우리나라 국민 1인당 1일 물사용량이 374리터(2001년 환경부 발표기준)로 이중 50%가 수돗물을 제외한 다른 경로로 마시는 물이라고 할 때 약 180리터 정도가 수돗물과 같은 물 사용이 필요하나 여러기관 조사에서도 나타났듯이 국민의 90% 이상이 수돗물을 식수로 직접 사용치 않고 역삼투막분리정수기등을 구입내지 렌탈을 하여 사용함으로써 엄청난 양의 고가의 수돗물이 상기한 정수기에서 농축수로서 그대로 배수가 되고 있는 실정이다.
현재 우리나라에는 수백만대의 십자형흐름 형태의 역삼투막분리정수기를 이용하고 있는 것으로 추산되며, 이는 정수기에서 나오는 소위 농축수가 생활용수로 사용을 한다고 홍보되고는 있으나 현실질적으로 그대로 배수되고 있는 실정이다.
한편, 국내에 광범위하게 사용되고 있는 각종 정수기들은 물속에 함유된 냄새, 트리할로메탄, 세균류, 맛, 천연 유기물질, 이온성 물질 등이 정수기를 장기간 사용시에 배관등에 미생물 등에 의한 오염으로 수돗물보다 불안전한 물을 공급을 하게 되어 적잖이 사회적인 문제가 되고 있다.
이처럼 미량의 중금속(수은, 구리등)과 자연에 존재치 않는 포화 및 불포화 탄화수소계 유기물질 그리고 할로겐 화합물의 효과적인 제거와 내항성세균등을 제거하는 정수기는 아직까지 소개가 된 것이 없으며 이러한 미량의 유해성 물질은 갈수록 상수도 등과 같이 먹는 물에서는 심각한 문제로 잠재되어 있다.
또한 종래 정수기에 사용되는 역삼투막모듈은 주로 수온이 40℃이하에서 사용되므로 장기간 사용 시에는 정수기 배관속이나 저장탱크내 그리고 전, 후처리 정수필타 및 멤브레인 등에 미생물 등이 서식 및 증식을 하여 슬라임(Slime)이나 물때(Incrustation)등의 발생으로 불쾌한 냄새등과 함께 인체 건강상에 심각한 손상을 끼친다.
따라서 본 발명은, 일반적으로 널리 알려지고 많이 사용중인 역삼투막분리방식을 이용하는 정수처리시스템을 운용하되, 역삼투막을 투과한 투과수 및 투과하지 못하고 버려지는 농축수를 다양하게 정수처리하여 각각의 용도에 맞게 사용가능하도록 하고, 정수기의 정수과정에서 발생되는 미량의 유해성 물질도 제거할 수 있는 다용도 통합 정수처리시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수돗물, 지하수, 기타 염분이 함유된 물을 원수로서 냉수 및 온수로 구분하여 공급받는 저수조, 상기 저수조에 저장된 원수를 여과하여 통과시키도록 입자상이나 섬유상을 단일형태 또는 그 이상이 직렬이나 병렬형태로 구성되는 활성탄여과기를 포함하여 이루어지는 전처리수단; 상기 전처리수단의 활성탄여과기에서 이송된 물을 통과시켜 다가이온류나 유기성물질을 걸러내도록 나노여과기 또는 정밀여과기 또는 한외여과기가 장착되는 제1막분리기와 상기 제1막분리기에서 이송된 물을 투과시키되 역삼투압을 작용시켜 투과수 및 농축수로 분리하는 제2막분리기로 이루어지는 한편, 상기 제1막분리기 및 상기 제2막분리기는 스텐레스스틸 또는 폴리비닐디플루오라이드(PVDF) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 재질로 형성되는 스페이서(spacer)가 각각 구비되는 막분리수단; 상기 막분리수단에서 분리된 투과수가 음용수나 생활용수 등으로 공급되도록 후처리하는 투과수처리장치, 상기 막분리수단에서 분리된 농축수가 세안수나 건강수나 세척수나 세탁수로 공급되도록 후처리하는 농축수처리장치를 포함하여 이루어지는 후처리수단;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 구성 및 작용효과를 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 다용도 통합 정수처리시스템의 정수처리도이다.
도 1에서 실선으로 표시된 화살표는 물의 이송경로를 나타내는 것이고, 점선으로 표시된 화살표는 경우에 따라 중간과정을 생략하고 건너 뛸 수 있음을 나타낸 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 다용도 통합 정수처리시스템을 구성하는 대부분 구성부품들은 냉수나 온수 또는 냉수와 온수가 혼용된 혼용수를 원수로 사용가능하도록 피브씨(PVC), 피브디에프(PVDF), 폴리에틸렌(PE), 스텐레스스틸 재질이나 황동 재질로 제작된다.
또한, 각 구성부품을 연결하는 공급관에는 수조작에 의하여 개폐되는 수동밸브(M1~M16), 전기나 공기에 의하여 자동으로 개폐되는 자동밸브(V1~V8)를 설치하여 물의 흐름을 수동 또는 자동으로 단속한다.
본 발명의 일실시예에 의한 전처리수단(100)은 저수조(1)와 원수펌프(2)와 활성탄여과기(3)가 순차적으로 설치되어 이루어지고, 최초 원수로서 저수조(1)에 냉수 또는 온수가 공급되도록 공급관에 자동밸브(V1), (V2)를 각각 설치하고 물의 정량 조절과 안전을 목적으로 자동밸브 뒤에 피브씨(PVC), 피브디에프(PVDF), 폴리에틸렌(PE) 또는 스텐레스스틸이나 황동의 재질로 제작된 수동밸브(M1), (M2)를 설치한다.
이때 원수로는 수돗물, 지하수, 기타 염분이 함유된 일반적인 물이 사용된다.
일례로 저수조(1)는 히터(도면에 표현되지 않음)가 장착되어 온도조절이 가능토록 하였고, 이에 온수공급이 여의치 않는 곳에서도 온수사용이 가능하다.
원수펌프(2)는 수압이 1㎏/㎠ 이하로 낮아 원수 공급이 어렵거나 저수조(1)가 설치된 곳에서 수압을 상승시킬수 있도록 설치한 것이다.
활성탄여과기(3)는 입자상 또는 섬유상을 사용하여 하나 또는 그 이상의 여과기를 직렬 또는 병렬형태로 구성하고 하부에서 상부로 또는 상부에서 하부로 물을 통과 시킨다.
막분리수단(200)은 제1막분리기(4)와 전처리수조(5), 승압펌프(6), 제2막분리기(7)가 순차적으로 설치되어 이루어진다.
일례로 막분리수단(200)은 전처리수단(100)의 활성탄여과기(3)를 통과한 물을 나노여과기 또는 정밀여과기 또는 한외여과기가 장착된 제1막분리기(4)에 투과시키거나, 경우에 따라 활성탄여과기(3)만을 통과한 물을 직접 제2막분리기(7)에 투과시킬 수 있다.
제1막분리기(4)는 원수로 사용되는 물이 수돗물이 아닌 지하수등을 사용하였을 시에 탁도나 후밋산(Humic acid)과 같이 유기성물질을 포함하여 다가이온류 등이 함유된 물질들을 제거하도록 적용된 것이고, 제2막분리기(7)는 상수도나 지하수 등에 적용시에는 염분(TDS)농도의 범위가 100~500㎎/ℓ까지 처리가 가능한 압력용기가 사용되고 바닷물 등과 같이 고농도염분에 적용시에는 35,000㎎/ℓ까지 처리가 가능한 압력용기가 구비되며 역삼투막분리모듈을 압력용기에 1개를 삽입하여 1단 또는 2단으로 배열될 수 있다.
한편, 제2막분리기(7)는 제1막분리기(4)에서 나노여과기의 설치를 생략하고 제2막분리기(7)에 역삼투막분리모뮬과 함께 나노여과기를 설치하여 바닷물과 같은 고농도염분에 적용하도록 할 수 있다.
전처리수조(5)는 대용량의 정수시설 등에서 안정적으로 물을 공급하기 위하여 설치하는 것으로, 가정과 같이 물을 소량 소비하는 곳에서는 전처리 수조(5)를 경유치 않아도 된다.
승압펌프(6)는 그 용량이 원수의 총용해성고형물질의 농도에 따라 결정되고, 또한, 원수의 염분농도 즉 승압펌프(6)의 용량 기준에서 농축수를 수동밸브(M3)와 자동밸브(V3)를 통하여 순환하여 투과수의 회수율을 향상하도록 하였고, 자동밸브(V4)는 막의 표면에서 농도분극(Concentration poralization)을 최소화하여 막의 수명에 이상이 없는 농축수 농도내에서 배출되도록 하였다.
또한, 제1막분리기(4)의 나노여과기 또는 정밀여과기 또는 한외여과기 및 제2막분리기(7)의 역삼투막분리모듈에 구비되는 스페이서(Spacer)는 종래의 스페이서가 재질이 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌등을 사용하여 적용원수(유입수)가 40℃이하로 사용이 제한되던 것에 비해 80℃이상의 고온에서도 사용되도록 재질이 스텐레스스틸, 폴리비닐디플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 등으로 형성되고, 그 형태는 중공사 또는 원판형 또는 관형 또는 나권형으로 형성된다.
이에 제2막분리기(7)의 역삼투막을 투과한 투과수와 투과하지 못한 농축수는 분리되어 각각 후술할 후처리수단(300)의 투과수조(8)과 농축수조(15)로 수집된다.
후처리수단(300)은 투과수를 처리하는 투과수처리장치(310)와 농축수를 처리하는 농축수처리장치(320)로 구성된다.
투과수처리장치(310)는 제2막분리기(7)에서 분리된 투과수가 수집되는 투과수조(8), 투과수조(8)에서 이송된 물을 통과시켜 음용수로 공급하도록 살균하는 자외선살균기(10), 자외선살균기(10)에서 이송된 순수(純水)한 물을 통과시켜 미네랄이 용출되고 물맛과 수소이온농도가 조정되도록 맥반석재질의 여재가 포함된 미네랄여과기(11), 미네랄여과기(11)에서 이송된 물을 통과시킬 때 물속에 포함된 여재 등의 파편을 걸러내는 정밀여과기(12), 정밀여과기(12)에서 이송된 물을 분리하여 식수용 온수로 공급하도록 저장하는 가온수조(13) 및 식수용 냉수나 제빙수로 공급하도록 저장하는 냉수조(14)가 구비되는 한편 자외선살균기(10)에서 이송되는 물을 분기시켜 샤워용 또는 화장실비데용 또는 가습기용 또는 세탁용 용수 등의 생활용수로 공급한다.
또한 공급펌프(9)가 투과수조(8)와 자외선살균기(10)의 사이에 설치되어 투과수가 다음 과정인 자외선살균기(10)로 원활하게 이송되도록 한다.
제2막분리기(7)의 역삼투막을 투과한 물은 순수(純水)하여서 물속에 유익한 칼슘 등의 미네랄이 제거된 상태이고 pH 또한 약산성을 나타내어 사람 건강에 영향을 주므로 자외선살균기(10)를 통과시킨 후 볼(Ball)형이나 입자상으로 성형하여 구운 맥반석 재질의 여재를 압력용기에 넣은 미네랄여과기(11)에 통과시킨다.
다음 미네랄여과기(11)를 통과한 물은 1∼5㎛의 정밀여과필터가 장착된 정밀여과기(12)에 통과시켜 장기간 사용에 따른 맥반석재질의 여재 등의 파편(Bead)을 걸러내고 최종적으로 가온수조(13)와 냉수조(14)로 보내어 음용수로 공급된다.
가온수조(13)와 냉수조(14)의 물은 수동밸브(M5), (M6)를 통하여 이용하도록 하고, 냉수조(14)는 수동밸브(M7)를 통하여 얼음도 사용가능하게 제빙시설을 내장한다.
또한, 냉수조(14)에서 식수용 냉수를 공급하는 공급관에는 식수의 온도를 조절하는 온도조절장치 등을 부가설치하여 식수용 냉수의 온도를 조절가능하다.
이처럼 가온수조(13)에 수집된 물은 뜨거운 음료(커피, 이유식 등) 등을 만드는데 공급되고, 냉수조(14)는 스텐레스스틸 또는 티타늄, 구리, 은(銀) 그리고 놋쇠 등의 금속성소재 재질을 사용하여 형성하되 이산화티타늄(TiO2)이나 은을 코팅하여 미생물 서식이 억제되도록 형성되는 한편 미생물의 서식 및 번식을 억제하고 정기적으로 살균이 가능하게 수동밸브(M4)를 잠그고 수동밸브(M15)를 열어 온수공급관을 따라 가온수조(13)의 물을 냉수조(14)로 공급하여 그 내부를 살균한 후 수동밸브(M16)을 열어 배수관을 따라 배수가 되도록 한다.
또한, 냉수조(14)는 그 내부의 공기를 배출하는 자동공기배출기(18)기가 냉수조(14)의 상부 덮개부에 설치되어 수동밸브(M15)를 열면 온수공급관을 따라 가온수조(13)의 물이 중력에 의해 유입되도록 한다.
한편, 자외선 살균기(10)를 통과한 물은 생활용수로서 용도에 따라 사용되도록 분기시켜 밸브(M8, M9, V5, V6)를 통하여 공급된다.
사워수로 사용되는 생활용수의 경우 수동밸브(M8)를 통하여 물공급이 개폐되는 한편 수동밸브(M8)가 설치된 공급관에는 샤워용으로 사용시에 순간적으로 많은 물이 소요되므로 온수조(19)를 추가로 설치하고 안정적으로 수량조절되게 온수조(19) 뒤에 이송펌프를 추가 설치하거나, 온수조(19)만 추가설치하고 하부에 자동온도조절이 가능한 전기히타 또는 순간온수기 등을 장착하여 물의 온도가 사용하고자 하는 온도로 조작 가능하도록 한다.
또한, 온수조(19)는 ph(수소이온농도)측정계, 산화환원전위계(DRP meter), 전기전도도계(Conductivity meter), 유량계, 경보기, 온도지시계, 압력계 등의 각종 계측기가 설치되어 온수조(19)내의 샤워용 용수의 Ph, 산화환원전위, 전기전도도, 유량 등이 수동 또는 자동제어되도록 할 수 있다.
일례로 프로그램 로직카드(PLC)에 소프트를 작성하여 입력하고 각 계측기에서 출력(인피던스; mA)을 이용하여 원하는 설치값(셋팅값)을 사전에 설정을 하여두면 한계치를 초과하거나 미달시는 경보기(알람)가 작동되며 자동의 밸브에 의해 차단을 하는 것이다.
비데수로 사용되는 생활용수의 경우 자동밸브(V5)가 양변기에 부착된 비데의 물공급 터치 버튼 또는 터치 스위치 등을 조작하면 연동하여 물이 공급되도록 한다.
가습기용으로 사용되는 생활용수의 경우 수동밸브(M9)를 통하여 무균수의 정수(淨水)가 실내에 설치된 가습기로 공급되고, 이에 따라 가습기는 습도를 자동관리하게 된다.
세탁기의 세탁수로 사용되는 생활용수의 경우 자동밸브(V6)가 세탁기의 작동에 연동하여 작동되도록 한다.
또한, 세탁수로 사용되는 물이 지하수나 수돗물인 경우 소독냄새, 이물질, 경도성분이 함유되어 있어 정전기가 심하거나 유연성이 떨어지게 되어 세탁물에 영향을 주고 특히, 비누나 세제사용량이 부정확해도 세탁기는 자동지정 프로그램에 의해 자동세탁됨으로써 세탁물에 세제 및 비눗물이 잔존되고 충분하게 헹굼이 일어나지 않게되어 결국 속옷이나 의류에 영향을 주어 신생아 및 유아를 포함하여 착용자의 피부에 의류에 의한 손상을 줄 수가 있으므로 세탁기용으로 공급되는 세탁수는 세탁기 안이나 밖에 별도로 물탱크를 두어 최종헹굼을 원활하게 하는 것 뿐만아니라 세탁물에 잔존된 세제나 비눗물 등을 예방하기 위하여 수소이온농도나 산화환원전위 그리고 전기전도도(또는 총용해성 고형물질)등을 측정하고 원하는 측정치를 설정(입력)하는 것으로 오염없는 세탁물을 제공받도록 하여 최종적으로 유연제를 사용하지 않게 하거나 절약함으로써 환경오염예방에도 효과 및 기여를 할 수 있다.
농축수처리장치(320)는 제2막분리기(7)에서 분리된 농축수가 수집되는 농축수조(15), 농축수조(15)에서 이송된 물을 저장하고 전기분해하여 생성되는 수산화이온이 함유된 산성수는 세안수로 공급하고 금속이온이 함유된 알칼리수는 건강수로 공급하는 전기분해실(17)이 구비되는 한편 농축수조(15)에서 저장된 물을 분기시켜 양변기수세를 위한 세척수 또는 세탁을 위한 중간과정 세탁수로 공급한다.
이처럼 농축수조(15)의 물은 이송펌프(16)를 거쳐서 수동밸브(M10)를 통과하여 전기분해실(17)로 유입된 후 전기분해실(17)의 내장용기에 백금이나 티타늄 또는 백금티타늄의 합금을 소재로 형성된 전극봉을 (+), (-)극으로 설치하여 직류전압을 걸면 전기분해에 의해 (-)전극측은 수산화 이온등이 증가하여 알카리성수가 수동밸브(M13), 자동밸브(V7)를 통하여 세안수 등으로 공급되고, (+)전극측은 수소이온이 증가하여 산성수가 수동밸브(M14), 자동밸브(V8)를 통하여 몸에 좋은 건강수 등으로 공급된다.
즉, 산성수는 황산이온, 염소이온, 질산이온 등이 함유되어 아스트로젠트효과(세안수등)와 살균 및 소독효과가 있고, 알카리성수는 칼슘이온, 마그네슘이온, 칼륨이온 등의 금속이온이 함유되어 건강수로서 위장기능 강화(위산과다, 만성설사, 소화불량등), 가공음료(차나 술 혼합), 요리(밥,찌개등)에 사용된다.
한편 농축수조(15)의 농축수는 수동밸브(M11)를 통하여 직접 수세화장실 양변기에 부착된 집수조로 이송되어 세척수로 공급되고, 수동밸브(M12)를 통해서 손세탁용수나 세탁기의 세탁수로 공급되어 중간세탁용수로 사용된다.
상기와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 다용도 통합 정수처리시스템은 수동밸브(M5, M6, M7)를 통하여 사용하는 물에는 정밀여과기(12) 이후에 수소이온농도 또는 산화환원전위(ORP)를 확인하게 측정기를 설치하고, 수동밸브(M13), (M14)의 세안수나 건강수 용도를 위해 산화환원전위계를 설치하여 신뢰성 있는 물로 사용할 수 있게하며, 가온수조(13)와 냉수조(14)에는 자동온도조절장치를 설치하여 과열이나 과냉을 예방하는 기능을 부가할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 의한 다용도 통합 정수처리시스템은 근본적으로 미생물이 증식이나 서식하지 못하게 구성되었고, 각 공정의 필터나 멤브레인 등이 수명이 다하게 되면 압력이 증가에 의한 수압에 의해 경보기(Buzzer)가 울리게 설치하여 사용자에게 교체시기가 되었음을 경고할 수도 있으며, 각종 소모품을 교체시는 각 장치의 하부판이 분리되어 360도 회전가능하게 제품화하거나 바퀴를 장착하여 움직일 수 있도록 제작하여 누구나 손쉽게 부품교체 및 이상유무를 점검을 할 수 있도록 응용할 수 있다.
또한, 모든 배관은 외부노출이나 고온 및 저온에서도 누수나 파손이 되지 않도록 구리나 스텐레스재질의 배관재를 사용하고 부득이 피브이씨, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌등의 재질을 사용할시에는 충격이나 압력 등에 의한 내구성이 향상되도록 외부를 철제나 스텐레스스틸등과 같은 금속재질로 코팅하거나 피복이 된 재질을 사용할 수 있다.
상기한 바와같이 본 발명은, 최초 공급되는 원수를 각각의 용도에 맞게 다양하게 정수하여 제공하므로 버려지는 배수가 없으므로 수자원보호차원에서도 뛰어난 기여를 하고, 근본적으로 미생물의 증식이나 서식을 방지하므로 월등한 품질의 음용수 및 생활용수를 제공하여 사용자에게 신뢰성을 주면서도 한 대의 수처리장비에 의하여 각각의 용도에 맞는 다양한 정수가 가능하므로 경제적이라는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 다용도 통합 정수처리시스템의 정수처리도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 저수조 2 : 원수펌프
3 : 활성탄여과기 4 : 제1막분리기
5 : 전처리수조 6 : 승압펌프
7 : 제2막분리기 8 : 투과수조
9 : 공급펌프 10 : 자외선살균기
11 : 미네랄여과기 12 : 정밀여과기
13 : 가온수조 14 : 냉수조
15 : 농축수조 16 : 이송펌프
17 : 전기분해실 18 : 자동공기배출기
19 : 온수조
100 : 전처리수단 200 : 막분리수단
300 : 후처리수단 310 : 투과수처리장치
320 : 농축수처리장치
M1~M16 : 수동밸브 V1~V8 : 자동밸브
Claims (8)
- 수돗물, 지하수, 기타 염분이 함유된 물을 원수로서 냉수 및 온수로 구분하여 공급받는 저수조, 상기 저수조에 저장된 원수를 여과하여 통과시키도록 입자상이나 섬유상을 단일형태 또는 그 이상이 직렬이나 병렬형태로 구성되는 활성탄여과기를 포함하여 이루어지는 전처리수단;상기 전처리수단의 활성탄여과기에서 이송된 물을 통과시켜 다가이온류나 유기성물질을 걸러내도록 나노여과기 또는 정밀여과기 또는 한외여과기가 장착되는 제1막분리기와 상기 제1막분리기에서 이송된 물을 투과시키되 역삼투압을 작용시켜 투과수 및 농축수로 분리하는 제2막분리기로 이루어지는 한편, 상기 제1막분리기 및 상기 제2막분리기는 스텐레스스틸 또는 폴리비닐디플루오라이드(PVDF) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 재질로 형성되는 스페이서(spacer)가 각각 구비되는 막분리수단;상기 막분리수단에서 분리된 투과수가 음용수나 생활용수 등으로 공급되도록 후처리하는 투과수처리장치, 상기 막분리수단에서 분리된 농축수가 세안수나 건강수나 세척수나 세탁수로 공급되도록 후처리하는 농축수처리장치를 포함하여 이루어지는 후처리수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다용도 통합 정수처리시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 막분리수단은 대용량의 정수처리시설 등에서 안정적인 물공급을 하도록 상기 제1막분리기와 상기 제2막분리기의 사이에 전처리수조가 추가로 설치되는 한편 상기 제2막분리기를 투과하지 못하고 상기 농축수처리장치로 이송되는 농축수를 분기시켜 재차 상기 제2막분리기로 유입하여 투과수의 회수율을 높이도록 이루어진 것을 특징으로 하는 다용도 통합 정수처리시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 투과수처리장치는 상기 제2막분리기에서 분리된 투과수가 수집되는 투과수조, 상기 투과수조에서 이송된 물을 통과시켜 음용수로 공급하도록 살균하는 자외선살균기, 상기 자외선살균기에서 이송된 순수(純水)한 물을 통과시켜 미네랄이 용출되고 물맛과 수소이온농도가 조정되도록 맥반석재질의 여재가 포함된 미네랄여과기, 상기 미네랄여과기에서 이송된 물을 통과시켜 여재 등의 파편을 걸러내는 정밀여과기, 상기 정밀여과기에서 이송된 물을 분리하여 식수용 온수로 공급하도록 저장하는 가온수조 및 식수용 냉수나 제빙수로 공급하도록 저장하는 냉수조가 구비되는 한편 상기 자외선살균기에서 이송되는 물을 분기시켜 샤워용 또는 화장실비데용 또는 가습기용 또는 세탁용 용수 등의 생활용수로 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 다용도 통합 정수처리시스템.
- 제 4항에 있어서, 상기 냉수조는 스텐레스스틸 또는 금속성재질로 형성하되 이산화티타늄(TiO2)이나 은을 코팅하여 미생물 서식이 억제되도록 형성되는 한편 상기 가온수조의 온수를 공급받는 온수공급관과 상기 냉수조의 하부에서 상기 냉수조의 물을 배수하는 배수관과 상기 냉수조의 상부 덮개부에서 상기 냉수조내의 공기를 배출하는 자동공기배출기가 설치되고 상기 가온수조의 하부에 설치되어,상기 가온수조의 물이 중력에 의해 상기 온수공급관을 따라 유입되고 그 내부를 살균한 후 상기 배수관으로 배수되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 다용도 통합 정수처리시스템.
- 제 4항에 있어서, 상기 자외선살균기에서 분기되어 샤워용 용수를 공급하는 공급관에는 전기히터 또는 순간온수기가 장착된 온수조가 추가로 설치되는 한편 상기 온수조에는 ph(수소이온농도)측정계, 산화환원전위계(DRP meter), 전기전도도계(Conductivity meter), 유량계, 경보기, 온도지시계, 압력계 등의 각종 계측기가 설치되어 상기 온수조내의 샤워용 용수의 Ph, 산화환원전위, 전기전도도, 유량 등이 수동 또는 자동제어되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 다용도 통합 정수처리시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 농축수처리장치는 상기 제2막분리기에서 분리된 농축수가 수집되는 농축수조, 상기 농축수조에서 이송된 물을 저장하고 전기분해하여 생성되는 수산화이온이 함유된 산성수는 세안수로 공급하고 금속이온이 함유된 알칼리수는 건강수로 공급하는 전기분해실이 구비되는 한편 상기 농축수조에서 저장된 물을 분기시켜 양변기수세를 위한 세척수 또는 세탁을 위한 중간과정 세탁수로 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 다용도 통합 정수처리시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 전처리수단과 상기 막분리수단과 상기 후처리수단을 구성하는 각 구성부품 사이에는 안정적인 물공급을 위한 펌프가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 다용도 통합 정수처리시스템.
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