KR100641065B1 - 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장방형의 유수조에 다수의 자외선 발생수단을 지그재그로 배열하고, 처리수를 상류측 하부에서 유입되도록 토출구를 배치하고, 토출구 근처에 산기관을 배치하여 미세기포(오존)를 발생시키고, 지그재그로 배치된 자외선 발생수단과 교차하도록 격판을 배치하고, 상기 격판이나 자외선 발생수단 및 유수조에 광촉매를 코팅하므로써, 유수조의 길이가 짧거나 처리수의 처리용량이 많아도 처리수를 용이하게 살균할 수 있는 효과가 있는 살균장치에 관한 것이다.
하수처리, 오폐수처리, 자외선, 오존, 미세기포, 광촉매, 이산화티타늄
Description
도1은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 정면도.
도2는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 평면도.
도3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 우측면도.
도4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 좌측면 투시도.
도5는 본 발명에서 사용하는 광촉매의 유기물 산화 분해과정 개념도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ***
10. 유수조 12. 드레인플러그 20. UV램프
30. 격판 32. 유수공 40. 유입부
42. 토출구 50. 산기관 52. 미세기포
60. 유출부 70. 처리수
본 발명은 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장방형의 유수조에 다수의 자외선 발생수단을 지그재그로 배열하고, 처리수를 상류측 하부에서 유입되도록 토출구를 배치하고, 토출구 근처에 산기관을 배치하여 미세기포(오존)를 발생시키고, 지그재그로 배치된 자외선 발생수단과 교차하도록 격판을 배치하고, 상기 격판이나 자외선 발생수단 및 유수조에 광촉매를 코팅하므로써, 유수조의 길이가 짧거나 처리수의 처리용량이 많아도 처리수를 용이하게 살균할 수 있는 효과가 있는 살균장치에 관한 것이다.
대한민국 공개특허 제2002-21367호(출원번호 10-2001-73546호)에는 하수종말처리장이나 축산분뇨폐수처리장등에서 처리 후 방류되는 처리수에 있는 대장균등의 미생물을 자외선과 미세기포를 이용하여 살균처리하되, 살균장치의 내통에 자외선램프 및 석영관을 설치하고, 하부에 미세기포 발생기를 설치하며, 상기 내통에 상기 석영관을 자동으로 세척할 수 있는 세척장치를 구비하는 유수살균장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기한 종래의 유수살균장치는 그 구조가 복잡하여 고장의 확률이 높고, 처리수가 내통을 통과하여야 하므로 처리용량이 적어 처리수의 용량이 많아지는 경우 바이패스하거나, 유수조의 면적을 늘려야 하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 장방형 의 유수조에 다수의 자외선 발생수단을 지그재그로 배열하고, 처리수를 상류측 하부에서 유입되도록 토출구를 배치하고, 토출구 근처에 산기관을 배치하여 미세기포(오존)를 발생시키고, 지그재그로 배치된 자외선 발생수단과 교차하도록 격판을 배치하고, 상기 격판이나 자외선 발생수단 및 유수조에 광촉매를 코팅하므로써, 유수조의 길이가 짧거나 처리수의 처리용량이 많아도 처리수를 용이하게 살균할 수 있는 효과가 있는 살균장치를 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치는,
유수조와; 상기 유수조의 바닥에 지그재그로 배열된 자외선을 발생시키는 자외선 발생수단과; 상기 자외선 발생수단과 교차로 배열되어 유수의 흐름을 상기 자외선 발생수단측으로 유도하는 격판과; 상기 유수조의 상류의 하부에 토출구가 위치하도록 설치된 유입부와; 상기 토출구 근처에 설치되어 미세기포를 발생시키는 산기관과; 상기 유수조의 하류의 상부에 설치된 유출부;를 갖는다.
상기 자외선 발생수단, 격판, 유수조의 측벽 및 바닥 중 어느 하나 또는 둘이상은 광촉매로 코팅된 것이 바람직하다.
상기 격판은 상부는 넓고 하부는 좁게 형성되어, 상부의 유수의 흐름보다 하부의 유수의 흐름이 빠르도록 한 것이 바람직하다.
상기 격판에는 다수의 유수공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 미세기포는 오존인 것이 바람직하다.
상기 자외선 발생수단은 자외선 LED를 사용하여, 그 교체주기를 길게할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도1은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 정면도이다.
도1을 살펴보면, 유수조(10)의 좌측에 토출구(42)가 하부에 위치한 유입부(40)가 위치하며, 우측에 유출부(60)가 위치한다. 유수조(10)의 내부에는 토출구(42)의 근처에 산기관(50)이 배치되어 미세기포(52)가 발생된다. 산기관(50)의 우측으로는 자외선 발생수단(20)이 다수 위치한다.
토출구(42)로 유입된 처리수는 유수조(10)의 내부를 통과하면서 미세기포(52)와 자외선 발생수단(20)에 의하여 살균되어 유출부(60)로 유출된다.
유출부(60)의 전단에는 처리수를 월류되도록 하는 월류장치를 배치하여 유수조(10)를 통과한 처리수가 월류되어 유출부(60)로 유출되도록 할 수도 있다.
격판(도2의 30)은 자외선 발생수단(20)에 가려 도시되지 않았다.
자외선 발생수단(20), 격판(도2의 30), 유수조(10)의 측면 및 바닥면 등은 광촉매(바람직하게는 이산화티타늄 TiO2)로 코팅되어 있다. 광촉매는 자외선 발생수단의 자외선(20)이 조사되면, 강한 산화력을 가진 하이드록시 라티칼(-OH)과 슈퍼 옥사이드를 생성하여 각종 유기화합물과 세균등을 분해시킨다.
드레인플러그(12)는 청소를 하는 등 필요시에 유수조의 처리수를 제거하기 위해 사용한다.
미설명부호 70은 처리수를 표시한다.
도2는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 평면도이다.
도2를 살펴보면, 유수조(10), 유입부(40), 유출부(60)은 도1의 설명과 동일하다.
산기관(50)은 상류측에 길게 배열되어 처리수 전체에 미세기포(52)를 공급함을 알 수 있다.
자외선 발생장치(20)는 지그재그로 배열되어 있으며, 그 사이사이에 격판(30)이 배열되어 있음을 알 수 있다.
격판(30)은 미세기포(52) 및 처리수의 흐름을 자외선 발생장치(20)쪽으로 유도하는 역할을 한다.
격판(30) 및 유수조의 측벽, 자외선 발생장치(20)에는 광촉매가 코팅되어 있어, 처리수는 미세기포(오존)과 자외선에 의하여 직접살균되기도 하며, 자외선을 받은 광촉매에 의해 생성되는 하이드록시 라티칼(-OH)과 슈퍼 옥사이드에 의하여 간접살균되기도 한다.
도3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 우측면도이다.
도3을 살펴보면, 유수조(10)의 상부에 유출부(60)가 형성되어 있으며, 하부 에는 드레인플러그(12)가 형성되어 있다.
도4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 살균장치의 좌측면 투시도이다.
도4를 살펴보면, 유수조(10)에는 처리수(70)가 채워져 흐르고 있으며, 좌측벽에는 격판(30)이 부착되어 있고, 우측에는 자외선 발생수단(20)이 배치되어 있다.
도4는 유수조(10)에서 최상류측의 자외선 발생수단(20)과 격판(30)을 도시한 것이며, 하류측으로 다음에는 자외선 발생수단(20)이 좌측에 배치되고 격판(30)이 중앙선을 기준으로 대칭되게 우측벽에 부착되며, 도2의 평면도와 같이 지그재그 형태로 배열된다.
격판(30)은 전체적으로 처리수의 흐름을 방해하여 처리수를 자외선 발생수단(20)쪽으로 유도하는 역할을 한다.
격판(30)은 상부측은 넓고 하부측은 좁은 형상으로 되어 있다. 상부측이 넓은 격판(30)은 상부측의 유수의 흐름을 방해하므로써, 상대적으로 하부측의 처리수의 흐름을 빨리한다. 전체 처리수의 흐름의 속도가 일정한 경우에는 도1 또는 도2의 미세기포가 상류측에서 많이 부상하여 유수조(10) 전체에 확산되지 않으나, 하부측의 처리수의 흐름이 빠르므로 도1 또는 도2의 미세기포가 유수조(10)의 전체에 균등하게 확산되도록 하여 미세기포에 의한 살균효율을 높인다.
격판(30)에는 광촉매(이산화티타늄)가 코팅되어 있어, 자외선 발생수단(20)에서 발생한 자외선을 받아 하이드록시 라티칼(-OH)과 슈퍼 옥사이드를 발생시켜 유기화합물을 분해하거나 세균을 사멸시킨다. 격판(30)에 유수공(32)이 없는 경우에는 격판(30)에 부딪힌 처리수가 격판(30)을 따라 상하부 또는 측면으로 흐르므로 유기화합물 또는 세균이 분해된 상태의 처리수가 계속 격판(30)에 접촉된다. 따라서, 격판(30)에 유수공(32)을 형성시켜 격판(30)에 접촉한 처리수가 유수공(32)을 통하여 하류로 흐르므로써, 처리수가 균등하게 격판(30)에 접촉할 수 있도록 하여, 처리수의 살균효율을 높인다.
자외선 발생수단(20)은 자외선램프(22)와 석영관(24)으로 구성되어 있다. 석영관(24)의 내부는 밀폐되어 있으므로 처리수는 자외선램프(22)와 직접 접촉하지 않는다. 자외선 발생수단(20)에 코팅되는 광촉매는 처리수가 접촉되는 석영관(24)에 코팅된다.
자외선램프(22)는 자외선 LED로 대체될 수 있다. 자외선 LED로 대체되는 경우 석영관(24)은 생략될 수도 있다. 석영관(24)이 생략되는 경우 광촉매는 자외선 LED에 직접 코팅될 수 있다.
자외선 발생수단(20)은 유수조(10)의 측면에 부착될 수도 있다.
도5는 본 발명에서 사용하는 광촉매의 유기물 산화 분해과정 개념도이다.
광촉매는 광(光)을 받으면 촉매 반응을 일으키는 물질이다. 광촉매중 이산화티타늄이 가장 많이 사용되고 있다. 이는 이산화티타늄이 내산성, 내알카리성 등이 좋으며 인체에 무해하기 때문이다.
이산화티타늄 광촉매는 n형 반도체로서 자외선(400nm)을 받으면 전자 (Electron), 전공대(Electron Hole)가 형성되어 강한 산화력을 가진 하이드록시 라티칼(-OH)과 슈퍼 옥사이드를 생성한다. 이 하이드록시 라디칼과 슈퍼 옥사이드가 유기 화합물을 산화 분해시켜 물과 탄산가스로 변화시킨다. 이런 원리로 공기중 오염물질을 산화 분해시켜 무해한 물과 탄산가스로 변화시키고 수중의 오염 물질인 유기화합물을 분해시켜 물과 탄산가스로 변화시키게 된다. 또한 세균도 유기 화합물이므로 광촉매의 강한 산화작용에 의해 산화분해되어 살균된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 장방형의 유수조에 다수의 자외선 발생수단을 지그재그로 배열하고, 처리수를 상류측 하부에서 유입되도록 토출구를 배치하고, 토출구 근처에 산기관을 배치하여 미세기포(오존)를 발생시키고, 지그재그로 배치된 자외선 발생수단과 교차하도록 격판을 배치하고, 상기 격판이나 자외선 발생수단 및 유수조에 광촉매를 코팅하므로써, 유수조의 길이가 짧거나 처리수의 처리용량이 많아도 처리수를 용이하게 살균할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 격판은 상부는 넓고 하부는 좁게 하므로써, 상부의 유수의 흐름보다 하부의 유수의 흐름이 빠르도록 하여, 미세기포가 유수조의 상류측에만 존재하지 않고, 유수조 전체적으로 분포하여 반응하는 효과가 있다.
또한, 상기 격판에는 다수의 유수공이 형성되어 있어, 처리수가 격판의 유수공을 통과하여 흐르므로 격판에 코팅된 광촉매에 처리수가 접촉될 확률을 높이므로써, 처리효율을 향상시킨다.
Claims (5)
- 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치에 있어서,유수조와;상기 유수조의 바닥에 지그재그로 배열된 자외선을 발생시키는 자외선 발생수단과;상기 자외선 발생수단과 교차로 배열되어 유수의 흐름을 상기 자외선 발생수단측으로 유도하는 격판과;상기 유수조의 상류의 하부에 토출구가 위치하도록 설치된 유입부와;상기 토출구 근처에 설치되어 미세기포를 발생시키는 산기관과;상기 유수조의 하류의 상부에 설치된 유출부;를 갖되,상기 격판은, 상부는 넓고 하부는 좁게 형성되어, 상부의 유수의 흐름보다 하부의 유수의 흐름이 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치.
- 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치에 있어서,유수조와;상기 유수조의 바닥에 지그재그로 배열된 자외선을 발생시키는 자외선 발생수단과;상기 자외선 발생수단과 교차로 배열되어 유수의 흐름을 상기 자외선 발생수단측으로 유도하는 격판과;상기 유수조의 상류의 하부에 토출구가 위치하도록 설치된 유입부와;상기 토출구 근처에 설치되어 미세기포를 발생시키는 산기관과;상기 유수조의 하류의 상부에 설치된 유출부;를 갖되,상기 격판에는, 다수의 유수공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치.
- 제1항에 있어서,상기 격판에는, 다수의 유수공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는는 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 자외선 발생수단, 격판, 유수조의 측벽 및 바닥 중 어느 하나 또는 둘이상은 광촉매로 코팅된 것을 특징으로 하는 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치.
- 제4항에 있어서,상기 미세기포는 오존인 것을 특징으로 하는 자외선과 미세기포를 이용한 살균장치.
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