KR100520982B1

KR100520982B1 - 테프론튜브를 이용한 살균정화장치

Info

Publication number: KR100520982B1
Application number: KR10-2003-0059940A
Authority: KR
Inventors: 김태형
Original assignee: 김태형
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-10-12
Also published as: KR20050023596A; CN1842494A; CN100457642C

Abstract

본 발명은 테프론 튜브를 이용한 살균정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생활하수나 공장, 축산, 온천폐수 및 난분해성 염색폐수등 각종 폐수처리 시스템에 필요한 고도의 살균/정화처리를 위한 것으로서 유/무기질이나 탁도가 심한 경우에도 살균이 가능하고, 난분해성 폐수와 각종 유/무기 화합물이 함유된 폐수를 정화할 수 있도록 한 테프론튜브를 이용한 살균정화장치(1)로, 각종 생활하수, 공장폐수 및 난분해성 염색폐수 등이 유출입되는 폐수입/출수구(101)(102)를 가지며, 폐단부(103)에 의해 일정한 수납공간부(104)(105)가 각각 형성되고, 상기 폐수입수구(101)의 수납공간부(104)와 관통되게 설치되는 제1연결관(110)과; 상기 제1연결관(110)의 하부에 설치되며 살균/악취 및 중금속을 분해하기 위한 각종 처리제(10)(20)(30)(40)가 투입되기 위한 다수개의 투입연결관(120)과; 상기 제1연결관(110)과 대향되는 위치의 폐수출수구(102)쪽에 동일 형상으로 형성되는 제2연결관(130)으로 구성되는 지지대(100)와; 상기 지지대(100)의 외주연에 자외선살균처리수단(200)이 나선형상으로 적층되게 설치되도록 구성된다.

Description

테프론튜브를 이용한 살균정화장치{Tap of water purifier having sterilizing lamp}

본 발명은 테프론 튜브를 이용한 살균정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생활하수나 공장, 축산, 온천폐수 및 난분해성 염색폐수등 각종 폐수처리 시스템에 필요한 고도의 살균/정화처리를 위한 것으로서 유/무기질이나 탁도가 심한 경우에도 살균이 가능하고, 난분해성 폐수와 각종 유/무기 화합물이 함유된 폐수를 정화할 수 있도록 한 테프론튜브를 이용한 살균정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기존 하수 종말처리장에서의 염소소독방식은 잔류염소가 하천이나 강으로 유입시 수생물 생태계에 미치는 영향이 많기 때문에 점차 오존이나 자외선 방식으로 대체되고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같은 오존이나 자외선 살균방식에는 몇 가지의 문제점이 지적된다.

첫째, 수질 탁도에 의해 자외선의 투과율이 급격하게 감소되기 때문에, 이에 따른 살균력이 감소한다.

둘째, 폐수가 램프에 접촉하기 때문에 이물질이 램프에 오염되면서 자외선 파장이 물속에 전달되지 않아 살균효과가 매우 감소된다.

셋째, 물에 침지되는 램프는 기포세척 및 수동세척을 하여야 하며, 설비의 잦은 교체나 세척 효율이 미미하므로 안정적인 살균처리가 되지 않는다.

넷째, 수로형은 설치되는 자외선 램프의 설치수량이 많기 때문에 교체비용 및 관리 유지비용이 매우 많이 들고, 살균 처리 효율이 매우 낮은 단점이 있다.

다섯째, 기존 염소처리방식을 수로형 자외선 살균방식으로 개선하기가 어렵고, 넓은 설치공간이 필요하기 때문에 많은 비용이 든다.

여섯 번째, 화학공장 폐수나 난분해성 염색폐수 등 고도의 정수설비는 규모가 크고, 많은 비용 때문에 적용하지 않는 사례가 많고, 낮은 처리효율에 의해 완전히 정화되지 않고 방류하기 때문에 하천의 2차오염에 의해 생태계파괴는 물론 지하수로 스며들어 상수원이나 지하수 식수원의 오염이 매우 심각하다.

일곱 번째, 생활하수나 축산폐수 등 대장균이 많은 하수를 방류시 하천이나 호수에 녹조 현상이나 상수원 오염의 원인이 된다.

또한, 기존 염소 투입방식은 살균이 아닌 소독이므로 바이러스에는 효과가 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점들에 의해 착안된 것으로서, 1개의 시스템 또는 여러개의 시스템을 복합적으로 구성하여 다양한 오/폐수처리에 모두 적용 가능한 시스템으로써, 상기 오/폐수가 챔버로 유입되는 정면 내부에 고출력 적외선 레이저 다이오드빔과 UV레이저 발생기를 장착하고, 자외선 램프를 감싼 테프론 코일튜브 내부로 처리수의 살균/정화 효율을 높이기 위한 분배구조로 효율을 극대화시키는 데에 있다.

다른 목적은 레이저빔을 이용함으로써, 출력밀도가 높아 거의 퍼지지 않은 빛의 직직성(평행광선)때문에 생성된 에너지는 피조사물(처리수)에 전달하는 과정에서 에너지스펙트럼 변화가 거의 없도록 하는 데에 있다.

또 다른 목적은 모듈에 장착된 레이저 발생기에 투과력이 우수한 석영렌즈를 이용함으로써, 물속에서 강력한 에너지를 골고루 분광시킬 수가 있으며, 탁도가 심하고 유/무기물질이 많은 처리수를 고효율 살균정화하기 위한 전처리시스템 및 단독으로 살균/정화할 수 있는 환경친화적 살균처리장치를 제공함에 있다.

또 다른 목적은 폐수 종류에 따라 AOP(Advanced Oxidation Process) 고급산화공법의 적용 및 산소, 오존, 과산화수소, 펜톤, 광촉매(TiO₂)등을 주입시켜 코일튜브의 회전에 의한 고속난류의 시너지 효과에 의해 반응이 매우 강력하게 작용하며, 탁도가 높은 폐수나 고형물질의 성상에 따라 적외선과 UV 레이저를 병행하여, 처리수의 고효율 살균 및 정화 처리를 하도록 하는 데에 있다.

예를들어, 테프론 튜브 코링의 감긴회수에 따라 체류시간을 길게 할 수 있고, 별도의 교반기나 설비 없이도 튜브코일의 흐름을 따라 와류 및 난류에 의한 자연적 효과가 좋기 때문에, 처리효과가 크게 향상되며, 적은 시스템으로 많은 양을 처리할 수 있는 편리성과 유지비용이 저렴한 매우 진보한 공법을 제공하는 데에 있다.

삭제

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 테프론튜브를 이용한 살균정화장치는, 각종 생활하수, 공장폐수 및 난분해성 염색폐수 등이 유입되는 폐수입수구를 가지는 제1연결관과; 상기 제1연결관에 설치되는 것으로서 살균/악취 및 중금속을 분해하기 위한 각종 처리제가 투입되기 위한 다수개의 투입연결관과; 상기 제1연결관과 대향되게 위치되는 것으로서 정화된 폐수가 출수되는 폐수출수구를 가지는 제2연결관과; 상기 제1연결관과 제2연결관을 상호 결합시키는 지지대와; 상기 지지대의 외주면을 따라 설치되는 다수개의 자외선램프로 이루어진 자외선램프군과, 상기 자외선램프군을 감싸며 설치되는 것으로서 일측이 상기 제1연결관과 연결되고 타측이 제2연결관과 연결되는 테프론튜브와, 상기 테프론튜브의 외주면에 설치되어 그 테프론튜브를 보호하는 보호지지부와, 상기 자외선램프를 감싸는 석영관을 가지는 자외선살균처리수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.이하, 본 발명에 따른 테프폰튜브를 이용한 살균정화장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 테프론튜브와 자외선을 이용한 살균정화장치를 일부 절결하여 나타낸 도이고, 도 2는 본 발명 테프론튜브가 감기기전의 상태를 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명의 자외선살균처리수단 중 보호지지부 및 살균램프만 일부 발췌하여 나타낸 도이고, 도 4a 또는 도 4b는 본 발명 살균정화장치를 일부 절결하여 나타낸 도로써, 도 4a는 측단면도이며, 도 4b는 일부 절결하여 나타낸 정면도이고, 도 5는 슈퍼레이져발생장치만 일부 발췌하여 나타낸 도이다.

본 발명 테프론튜브를 이용한 살균정화장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이,각종 생활하수, 공장폐수 및 난분해성 염색폐수 등이 유입되는 폐수입수구(101)를 가지며, 폐단부(103)에 의해 일정한 수납공간부(104)가 형성되어 그 폐수입수구(101)의 수납공간부(104)와 관통되게 설치되는 제1연결관(110)과; 제1연결관(110)의 하부에 설치되며 살균/악취 및 중금속을 분해하기 위한 각종 처리제(10)(20)(30)(40)가 투입되기 위한 다수개의 투입연결관(120)과; 제1연결관(110)과 대향되게 위치되는 것으로서 정화된 폐수가 출수되는 폐수출수구(102)를 가지는 제2연결관(130)과; 제1연결관(110)과 제2연결관(130)을 상호 결합시키는 지지대(100)와; 지지대(100)의 외주면을 따라 설치되는 다수개의 자외선램프군과, 상기 자외선램프군을 감싸며 설치되는 것으로서 일측이 상기 제1연결관(110)과 연결되고 타측이 제2연결관(130)과 연결되는 테프론튜브와, 상기 테프론튜브의 외주면에 설치되어 그 테프론튜브를 보호하는 보호지지부를 가지는 자외선살균처리수단(200);을 포함한다.

이때, 상기 처리제(10)는 과산화수소이고, 20은 펜톤, 30은 광촉매(Tio₂), 40은 액화산소/오존이다.

삭제

자외선살균처리수단(200)을 자세히 설명하면, 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이, 지지대(100)의 둘레면을 따라 설치되는 다수개의 제1자외선램프군(210)과; 상기 제1자외선램프군(210)을 감싸며 일측이 폐수입수구 쪽에 형성된 소 제1연결관(111)에 연결되고, 타측이 소 제2연결관(131)에 연결설치되는 소 테프론튜브(300)와; 상기 소 테프론튜브(300)의 외주면에 이들을 보호하기 위해 설치되는 제1보호지지부(220)와; 상기 제1보호지지부(220)의 외부면을 따라 설치되는 다수개의 제2자외선램프군(210')과; 상기 제2자외선램프군(210')을 감싸며 일측이 폐수입수구 쪽에 형성된 중 제1연결관(112)에 연결되고, 타측이 중 제2연결관(132)에 연결설치되는 중 테프론튜브(310)와; 상기 중 테프론튜브(310)의 외주면에 이들을 보호하기 위해 설치되는 제2보호지지부(230)와; 상기 제2보호지지부(230)의 외부면을 따라 설치되는 다수개의 제3자외선램프군(210")과; 상기 제3자외선램프군(210")을 감싸며 일측이 폐수입수구 쪽에 형성된 대 제1연결관(113)에 연결되고, 타측이 대 제2연결관(133)에 연결설치되는 대 테프론튜브(320)와; 상기 대 테프론튜브(320)의 외주면에 이들을 보호하기 위해 설치되는 제3보호지지부(240)와; 상기 대 테프론튜브(320) 및 제3보호지지부(240)를 감싸고 있는 외부하우징(400)과; 상기 외부하우징(400)의 양단에 각각의 보호지지부(220)(230)(240)가 체결수단(도시하지 않음)에 의해 고정되기 위한 고정부재(500)와; 상기 각각의 자외선램프군(210)(210')(210")에 전원을 인가하기 위한 전원공급수단(600)과; 상기 전원공급수단(500) 및 처리제(10)(20)(30)(40)를 일정량 투입하기 위한 제어부(700)로 이루어진다.

상기 체결수단은 통상의 볼트 너트, 나사 등으로 이루어지기 때문에 그에 대한 설명은 생략한다.

또한, 상기 제1 내지 제3자외선램프군(210)(210')(210")은 도 4a에 의 요부확대도에 도시된 바와같이, 석영관에 의해 감싸도록 형성된다.

이때, 상기 제1 내지 제3자외선램프군(210)(210')(210")의 자외선램프는 파장이 253.7nm와 184.9nm가 혼합설치 된다.

또한, 상기 제1연결관(100) 및 제2연결관(130)의 폐단부(103)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 슈퍼레이져 발생장치(700)가 설치된다.

상기 슈퍼레이져 발생장치(700)는 기판(710)상에 유브레이져(720)와 적외선레이져(730)가 혼합배열된 것으로, 유브이레이져(720)는 파장이 253.7nm 이고, 적외선레이져(730)의 파장은 1,064nm이다. 이때, 상기 레이져 빔은 출력밀도가 높아 거의 퍼지지 않는 직직선(평행광선) 때문에 생성된 에너지는 오,폐수에 전달하는 과정에서 에너지 스펙트럼의 변화가 없어 살균정화 능력이 우수한 것이다.

삭제

따라서, 상기와 같이, 구성되는 살균처리장치(1)는 각종 생활하수, 공장폐수 및 난분해성 염색폐수 등이 폐수입수구(101)를 통하여 제1연결관(110)에 유입되면 상기 오폐수가 유입되는 정면에 설치된 슈퍼레이져 발생장치(700) 즉, 유브레이져(720)와 적외선레이져(730)에 의해 1차적으로 폐수처리를 하고, 상기 폐수는 제1연결관(110)의 소 제1연결관(111)을 거쳐 나선형상의 소 테프론튜브(300)를 따라 천천히 흐르고, 최종적으로 제2연결관(130)의 소 제2연결관(131)을 거쳐 배출구(102)로 배출되는 동안 제1자외선램프군(210)에 의해 2차 살균처리된다.

이때, 폐수는 코일형상의 소 테프론튜브(300)를 걸침으로서, 와류현상이 발생하여 튜브를 통과하는 체류시간이 늘어나 폐수가 자외선의 조사면적을 넓게 받아 살균처리효과가 상승하게 되는 것이다.

또한, 상기 테프론튜브의 특징인 비점착성(테프론에 거의 모든 물질이 달라붙지 않는다)과, 저 마찰계수(테프론은 매우 낮은 마찰계수를 갖는다.)와, 비유성(테프론의 표면은 물이나 기름이 잘 묻지 않기 때문에 청소가 용이하다.)과, 내화학성(테프론은 일반적으로 화확적 환겨에 영향을 받지 않는다.)과, 내열성(테프론은 최고 290 ℃/550 ℉까지 연속 사용이 가능하다.)을 가지며, 코일형상으로 감겨져 있기 때문에, 감긴 회수에 따라 체류시간을 길게 할 수가 있으며, 적은 양으로 많은 량의 폐수를 처리할 수가 있다.

또한 중,대 테프론튜브(310)(320)를 통과하는 폐수도 상기와 같은 원리에 의해 살균, 정화처리된다. 따라서, 본 발명은 비부식성이면서, 오염물질이 전혀 부착되지 않는 테프론튜브의 특성을 이용함으로써, 자외선램프에 폐수가 접촉하지 않기 때문에 자외선의 투과율감소가 없고, 유지비용이 적게 든다.

삭제

또한, 처리수의 용량에 따라 각각의 단일 테프론튜브를 단독으로 사용할 수가 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 대,중,소 연결관을 복합적으로 구성하여 대용량의 폐수처리를 할 수가 있어, 살균 및 정화효율을 높일 수가 있다.

당업자라면, 앞에 설명된 내용만으로도 본 명세서에 제공된 본 발명의 구체적인 실현이 이루어질 수 있고, 상기의 설명이 결코 제한적 의도가 아니며, 다양한 변형과 변화가 가능할 뿐만 아니라, 이하에 첨부된 청구범위에 기재한 본 발명의 사상과 영역이내에서 균등한 변형이 실시될 수 있음을 당연히 인식할 수 있을 것이다.

이와 같이, 본 발명의 테프론튜브를 이용한 살균정화장치는 종래방식의 문제점인 염소 소독방식으로 죽이지 못하는 바이러스를 비롯하여 대장균, 원생동물까지 완전하게 제거 가능한 시스템이며, 가장 자연친화적인 살균방식으로 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

첫째, 기존 염소소독 방식 대체시 간편한 설비 개선과 저비용으로 살균처리하여 방류 할 수 있다.

둘째, 살균처리 효율이 매우 높기 때문에 완벽한 살균처리를 할 수가 있다.

셋째, 테프론 코일튜브 방식은 이물질이 붙지 않는 특성으로 램프나 튜브의 오염이 없고, 비부식성이며, 자외선 투과율이 높아 살균력을 크게 향상시킬 수가 있다.

넷째, 코일튜브가 상하, 좌우로 자외선이 조사되므로 자외선 램프 조사효율이 매우 높고, 적은 수량으로도 고효율 살균이 가능하다.

다섯째, 램프 세척이 필요 없음으로 지속적인 살균력이 유지된다.

여섯 번째, 설비면적이 적게 필요하고, 관리의 편의성을 제공할 수가 있다.

일곱 번째, 폐수의 종류에 따라 소형시스템부터 초대형시스템까지 적용이 편리하다.

여덟 번째, 코일형상의 튜브를 이용함으로써, 자연적으로 와류현상에 따른 체류시간이 길어지고 접촉효율이 높아 고효율의 살균력을 얻을 수가 있다.

도 1은 본 발명 테프론튜브와 자외선을 이용한 살균정화장치를 일부 절결하여 나타낸 도,

도 2는 본 발명 테프론튜브가 감기기전의 상태를 나타낸 정면도,

도 3은 본 발명 자외선살균처리수단 중 보호지지부 및 살균램프만 일부 발췌하여 나타낸 도,

도 4a 또는 도 4b는 본 발명 살균정화장치를 일부 절결하여 나타낸 도로써,

도 4a는 측단면도이며, 도 4b는 일부 절결하여 나타낸 정면도,

도 5는 슈퍼레이져발생장치만 일부 발췌하여 나타낸 도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호 설명〉

1 :살균정화장치 10,20,30,40 :처리제

100 :지지대 101 :폐수입수구

102 :폐수출수구 103 :폐단부

104,105 :수납공간부 110 :제1연결관

111,112,113 :소,중,대 제1연결관 120 :투입연결관

130 :제2연결관 131,132,133 : 소,중,대 제1연결관

200 :자외선살균처리수단 210,210',210":자외선램프군

220,230,240 :보호지지부 300,310,320 :테프론튜브

400 :외부하우징 500 :고정부재

600 :전원공급수단 700 :제어부

삭제

Claims

각종 생활하수, 공장폐수 및 난분해성 염색폐수 등이 유입되는 폐수입수구를 가지는 제1연결관과;

상기 제1연결관에 설치되는 것으로서 살균/악취 및 중금속을 분해하기 위한 각종 처리제가 투입되기 위한 다수개의 투입연결관과;

상기 제1연결관과 대향되게 위치되는 것으로서 정화된 폐수가 출수되는 폐수출수구를 가지는 제2연결관과;

상기 제1연결관과 제2연결관을 상호 결합시키는 지지대와;

상기 지지대의 외주면을 따라 설치되는 다수개의 자외선램프로 이루어진 자외선램프군과, 상기 자외선램프군을 감싸며 설치되는 것으로서 일측이 상기 제1연결관과 연결되고 타측이 제2연결관과 연결되는 테프론튜브와, 상기 테프론튜브의 외주면에 설치되어 그 테프론튜브를 보호하는 보호지지부와, 상기 자외선램프를 감싸는 석영관을 가지는 자외선살균처리수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 테프론튜브를 이용한 살균정화장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2연결관에는 그 직경이 소, 중, 대로 이루어진 제1 내지 제3연결관이 형성됨을 특징으로 하는 테프론튜브를 이용한 살균정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자외선살균처리수단은,

상기 지지대의 둘레면을 따라 설치되는 다수개의 제1자외선램프군과;

상기 제1자외선램프군을 감싸며 일측이 폐수입수구 쪽에 형성된 소 제1연결관에 연결되고, 타측이 소 제2연결관에 연결설치되는 소테프론튜브와;

상기 소테프론튜브의 외주면에 이들을 보호하기 위해 설치되는 제1보호지지부와;

상기 제1보호지지부의 외부면을 따라 설치되는 다수개의 제2자외선램프군과;

상기 제2자외선군을 감싸며 일측이 폐수입수구 쪽에 형성된 중 제1연결관에 연결되고, 타측이 중 제2연결관에 연결설치되는 중 테프론튜브와;

상기 중 테프론튜브의 외주면에 이들을 보호하기 위해 설치되는 제2보호지지부와;

상기 제2보호지지부의 외부면을 따라 설치되는 다수개의 제3자외선램프군과;

상기 제3자외선군을 감싸며 일측이 폐수입수구 쪽에 형성된 대 제1연결관에 연결되고, 타측이 대 제2연결관에 연결설치되는 대 테프론튜브와;

상기 대 테프론튜브의 외주면에 이들을 보호하기 위해 설치되는 제3보호지지부와;

상기 대 테프론튜브 및 제3보호지지부를 감싸고 있는 외부하우징과;

상기 외부하우징의 양단에 각각의 보호지지부가 체결수단에 의해 고정되기 위한 고정부재와;

상기 각각의 자외선램프에 전원을 인가하기 위한 전원공급수단과;

상기 전원공급수단 및 처리제를 투입하기 위한 제어부로 이루어짐을 특징으로 하는 테프론튜브를 이용한 살균정화장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1연결관 및 제2연결관의 폐단부에 슈퍼레이져 발생장치가 설치됨을 특징으로 하는 테프론튜브를 이용한 살균정화장치.
제5항에 있어서, 상기 슈퍼레이져 발생장치는 기판 상에 유브레이져와 적외선레이져가 혼합배열 된 것을 특징으로 하는 테프론튜브를 이용한 살균정화장치.