KR100739045B1 - 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자외선램프가 설치된 살균탱크 내에 다량의 미세 기포를 발생시켜 수중의 미생물을 살균 처리하기 위한 유수 살균장치에 관한 것으로, 자외선과 미세 기포를 이용하여 유수를 살균처리하기 위한 장치에 있어서, 물이 유입되는 입수 포트(111)와 물이 배출되는 출수 포트(112)가 양단에 서로 마주하여 설치되며, 상단에는 기체가 모이도록 확장 형성된 기체회수부(113)를 갖는 살균탱크(110)와; 상기 살균탱크(110) 내에 설치되어 자외선을 발생시키기 위한 자외선램프(120)와; 상기 살균탱크(110)에 설치된 벤츄리관(130)과; 출수 측이 상기 벤츄리관(130)과 연결되는 펌프(140)와; 상기 살균탱크(110)의 입수 포트(111)와 연결되는 입수관(151)에서 분기되어 상기 펌프(140)의 입수 측과 연결되는 배관부(150)와; 상기 배관부(150)와 연결되어 기체를 공급하기 위한 기체공급부(160)와; 일측 단부가 상기 벤츄리관(130)의 협착부와 연통되며, 타측 단부가 상기 기체회수부(113)에 위치하는 통기관(170)으로 구성되어, 자외선램프에 의해 살균이 이루어지는 살균탱크가 고압 상태이더라도 다량의 미세 기포를 연속적이며 균일하게 발생시켜 자외선에 의한 오염수 중의 미생물 살균력을 높일 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.
미생물, 자외선, 기포, 산소, 오존, 고압 탱크, 벤츄리관.

Description

자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치{Running water disinfection device by using UV rays and fine air bubbles}
도 1은 본 발명의 유수 살균장치의 구성을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명에 있어 벤츄리관의 일례를 보여주는 단면도,
도 3은 본 발명의 유수 살균장치의 다른 변형 예를 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 살균탱크 113 : 기체회수부
120 : 자외선램프 130 : 벤츄리관
140 : 펌프 150 : 배관부
160 : 기체공급부 170 : 통기관
본 발명은 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치에 관한 것으로, 특히 자외선램프가 설치된 살균탱크 내에 다량의 미세 기포를 발생시켜 수중의 미생물을 살균 처리하기 위한 유수 살균장치에 관한 것이다.
자외선에 의한 살균은 수질의 오염도에 따라 살균력에 큰 영향을 미친다. 특히 기존의 자외선 살균설비는 우리나라처럼 하수처리장의 방류수의 탁도가 높은 경우에는 하수처리장 방류탱크 전단에 여과지를 설치하여 충분히 정화시킨 후 살균해야 자외선 살균의 효율을 최적화할 수 있다. 하지만, 우리나라 대부분의 하수처리장에서는 대부분의 경우 여과지가 설치되어 있지 않은 실정이다.
자외선을 이용한 대장균의 살균은 자외선의 다양한 파장 중 살균에 유효한 253.7nm의 파장을 대장균에 직접 조사하여 대장균의 유전자 특성을 변형시켜 대장균의 번식을 막거나 대장균의 세포막을 투과하여 DNA를 손상시켜 살균하게 된다.
대장균수의 감소를 나타내는 비활성도는 자외선 램프에서 조사되는 자외선 강도와 접촉시간의 곱으로 나타내는 자외선의 조사량으로 표현할 수 있다.
그러나, 수중의 탁도와 자외선램프 표면의 오염도는 수중에서 자외선의 투과도를 급격히 저하시켜 자외선 본래의 강력한 살균력을 발휘할 수 없게 하며, 또한 높은 탁도 유발물질은 자외선램프의 표면에 용이하게 부착되어 고착되기 때문에 램 프 표면의 오염도가 급격히 증가되는 요인이 된다.
즉, 자외선을 이용한 오염수의 살균에 있어 자외선램프로부터 발생한 자외선이 물 속을 투과하는 과정에서 부유하고 있는 각종 부유물질로 인해 차단/흡수되어 대장균이 있는 곳까지 도달하지 못하거나 약화된 상태로 도달하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 자외선을 이용한 살균에 있어, 자외선에 의해 살균이 이루어지는 수조 내에 기포를 발생시켜 자외선램프의 오염을 최소화하며 살균력을 높이고자 하는 기술이 제안되어 있다.
종래의 자외선과 기포를 이용한 살균장치는 살균이 이루어지는 수조 바닥에 기포를 공급함으로써 부력에 의해 상승하면서 자외선램프의 표면에 오염물이 고착되는 것을 방지하며, 또한 자외선램프에서 발생된 자외선이 기포를 통해 산란되면서 자외선의 투과도를 높이고자 하는 것이다.
그러나, 종래의 이러한 살균장치는 수조 내에 항상 일정한 기포를 발생시켜야 하나, 수조 내에서 기포가 연속적이고 균일하게 발생되지 못하여 충분한 살균 효과를 얻지 못하고 있다.
특히, 종래의 살균장치는 다량의 오염수를 살균하기 위한 대용량의 수조 내에 대기압 이상의 수압이 작용하는 경우에는 연속적이며 균일하게 기포를 발생시키는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 자외선램프가 설치된 살균탱크 내에 다량의 미세 기포를 발생시켜 수중의 미생물을 살균 처리하기 위한 유수 살균장치에 있어, 대기압 이상의 고압 살균탱크 내에서 효과적인 살균이 이루어질 수 있도록 다량의 미세 기포를 연속적이며 균일하게 발생시킬 수 있는 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치를 제공하고자 한다.
이러한 본 발명의 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치는, 자외선과 미세 기포를 이용하여 유수를 살균처리하기 위한 장치에 있어서, 물이 유입되는 입수 포트와 물이 배출되는 출수 포트가 양단에 서로 마주하여 설치되며, 상단에는 기체가 모이도록 확장 형성된 기체회수부를 갖는 살균탱크와; 상기 살균탱크 내에 설치되어 자외선을 발생시키기 위한 자외선램프와; 상기 살균탱크에 설치된 벤츄리관과; 출수 측이 상기 벤츄리관과 연결되는 펌프와; 상기 살균탱크의 입수 포트와 연결되는 입수관에서 분기되어 상기 펌프의 입수 측과 연결되는 배관부과; 상기 배관부과 연결되어 기체를 공급하기 위한 기체공급부와; 일측 단부가 상기 벤츄리관의 협착부와 연통되며, 타측 단부가 상기 기체회수부에 위치하는 통기관으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참고하면, 유수의 살균이 이루어지는 살균탱크(110)에는 물이 유입되 는 입수 포트(111)와 물이 배출되는 출수 포트(112)가 양단에 서로 마주하여 구비된다.
입수 포트(111)에는 입수관(151)이 연결되며, 입수관(151)을 통해 유입되는 물은 정수장, 양어장, 수영장 등에서 다량으로 배출되는 오염수로서 일정 수압 이상을 가지며 살균탱크(110) 내에 유입된다. 따라서, 살균탱크(110)는 통상적으로 대기압 이상의 압력이 작용하며 경우에 따라서는 상당한 압력이 작용할 수가 있다.
살균탱크(110) 내에 유입된 오염수 출수 포트(112)로 배출되는 동안에 살균이 이루어지므로, 충분한 살균이 이루어질 수 있도록 살균탱크(110)의 길이는 긴 것이 바람직하다.
살균탱크(110)의 상단에는 기체가 모이도록 확장 형성된 기체회수부(113)를 갖는다. 기체회수부(113)는 살균탱크(110)의 크기에 따라서 한 개소 또는 두 개소 이상이 구비될 수 있다.
또한, 살균탱크(110)의 하부에서 발생된 미세 기포가 기체회수부(113)로 쉽게 모일 수 있도록 살균탱크(110)의 상부는 기체회수부(113) 측이 높게 경사면이 형성될 수 있다.
살균탱크(110) 내에는 수평 방향으로 자외선을 발생시키기 위한 자외선램프(120)가 설치된다. 자외선램프(120)에는 전원을 공급하기 위한 전원단자가 연결됨은 자명하다.
자외선램프(120)는 가능하면 살균탱크(110)의 중앙에 살균탱크(110)의 길이 방향으로 설치됨으로써, 살균탱크(110)에 저장된 오염수는 자외선램프(120)에서 발생된 자외선에 충분히 노출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
살균탱크(110)에는 벤츄리관(130)이 구비된다.
벤츄리관(130)은 살균탱크(110) 내에 기포를 발생시키기 위한 것으로, 살균탱크(110)의 크기에 따라 두 개 이상의 벤츄리관이 설치될 수 있다.
벤츄리관(130)으로는 기체와 함께 물이 통과되며, 벤츄리관(130)을 통과하는 과정에서 기체는 다량의 미세한 기포 형태로 배출된다.
도 1을 참고하면, 횡방향으로 길이가 긴 살균탱크(110)에는 탱크 내 하부의 입수 포트(111)와 출수 포트(112) 측에 각각 벤츄리관이 설치됨으로써, 살균탱크(110) 전체에 기포가 균일하게 발생될 수 있다.
이러한 벤츄리관의 숫자와 위치는 살균탱크의 크기나 형태에 따라 적절히 결정될 수 있으며, 바람직하게는 최소한 두 개 이상의 벤츄리관이 살균탱크 내에 대칭되게 설치되는 것이 좋다.
도 2는 본 발명에 있어 벤츄리관의 일례를 보여주는 단면도로써, 벤츄리관(130)의 협착부(131)에는 통기관(170)의 일측 단부가 고정되며, 이 통기관(170)은 살균탱크의 기체회수부로 연결된다.
앞서 설명한 바와 같이 살균탱크(110) 내에 투입되는 다량의 오염수는 통상적으로 입수관(151)에 연결된 고압 펌프(미도시)에 의해 살균탱크(110) 내로 전달되며, 따라서 살균탱크(110)는 통상적으로 대기압 이상의 압력이 작용한다.
따라서, 살균탱크(110) 내부의 압력은 상당히 크므로, 벤츄리관(130)의 배수측 압력(P1)은 상당히 높은 상태를 유지한다.
한편, 높은 압력 상태의 살균탱크(110) 내에 벤츄리관(130)을 통해 오염수를 투입하기 위해서는 벤츄리관(130)의 입수측 압력(P2)은 살균탱크(110)의 내부 압력보다 커야만 한다.
특히, 살균탱크(110)의 내부 압력이 클수록 벤츄리관(130)의 입수측 압력(P2)은 상당히 커야만 하므로, 벤츄리관(130)에 입수 측 수압을 발생시키기 위한 모터(140) 역시도 대용량일 것을 요구한다.
본 발명의 출원인은 이러한 경우에 단순히 벤츄리관의 입수측에 수압만을 높이는 경우에는 벤츄리관을 통과한 기체가 다량의 미세한 기포 형태로 배출되지 못함을 확인하였다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명에서는 벤츄리관(130)의 협착부(131) 측에 살균탱크의 기체회수부(113)와 연결되도록 통기관(170)을 설치하는 것을 기술적인 특징으로 한다.
이러한 경우에 살균탱크(110) 내의 기체회수부(113)에 모인 기체는 벤츄리관(130)의 협착부(131)에서 발생된 부압에 의해 통기관(170)을 통해 벤츄리관(130)의 협착부(131)로 유입되며, 유입된 기체는 협착부(131)를 통과하면서 미세 기포 형태로 살균탱크(110) 내에 배출된 후에 부력에 의해 다시 살균탱크(110) 상부의 기체회수부(113)로 모인다.
또한, 벤츄리관(130)의 협착부(131)와 살균탱크(110)의 기체회수부(113)를 서로 연결함으로써, 벤츄리관(130)의 협착부(131)에 발생되는 부압은 고압 상태인 살균탱크(110)의 기체회수부(113) 압력보다 항상 작으므로 안정되게 다량의 미세 기포가 연속적으로 발생된다.
다시 도 1을 참고하면, 살균탱크(110)의 입수 포트(111)에 연결되는 입수관(151)에는 분기된 배관부(150)가 연결되며, 이 배관부(150)에는 펌프(140)가 연결되어 일정 크기 이상의 수압으로 벤츄리관(170)을 통해 살균탱크(110) 내에 물을 공급한다.
한편, 배관부(150)에는 기체를 공급하기 위한 기체공급부(160)가 연결된다.
기체공급부는 산소 또는 오존 등의 기체를 공급하기 위한 것으로, 산소 또는 오존이 충전된 산소탱크 또는 오존탱크일 수 있으며, 또는 산소나 오존을 자체적으로 발생시키기 위한 산소발생장치 또는 오존발생장치가 이용될 수 있다.
기체공급부(160)에서 발생된 기체는 배관부(150)를 흐르는 물과 함께 펌프(140)를 거쳐 벤츄리관(170)을 통해 살균탱크(110) 내로 공급된다.
이때, 물과 함께 벤츄리관(170)을 거쳐 살균탱크(110) 내에 투입되는 기체는 다량의 미세 기포 형태로 살균탱크(110) 내에 투입된다.
다음으로, 본 발명에서는 입수관(151)으로부터 유입되는 유수의 압력을 감압하기 위기 위한 감압밸브(180)가 배관부(150)에 추가로 구성되는 것이 바람직하며, 이는 오염수가 입수관을 통해 공급되는 과정에서 펌프(140)의 입수측에 과다한 수압이 작용하는 것을 방지하며, 또한 과다한 수압에 의해 기체공급부에서 정상적인 기체 공급이 이루어지지 못하는 것을 방지한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 유수 살균장치에 의한 살균과정을 설명하면 다음과 같다.
오염수는 입수관(151)을 통해 살균탱크(110) 내에 투입되며, 그 일부는 배관부(150)를 거쳐 기체공급부(160)에서 공급되는 기체와 함께 펌프(140)를 통해 벤츄리관(130)으로 전달된다.
벤츄리관(130)으로 전달된 오염수는 협착부(131)를 거치면서 포함된 기체가 미세 기포의 형태로 살균탱크(110) 내에 투입된다.
벤츄리관(130)의 배수측에서 발생된 미세 기포는 부력에 의해 살균탱크(110)의 기체회수부(113)에 모인다.
기체회수부(113)에 모인 기체는 통기관(170)을 통해 다시 벤츄리관(130)으로 유입되어 미세 기포 형태로 배출된다.
한편, 살균탱크(110) 내에 발생된 미세 기포는 자외선램프(120)에서 발생된 자외선을 산란시켜 오염수 중에 있는 미생물의 살균을 돕는다.
또한, 자외선램프(120)의 하부에서 발생된 기포는 부력에 의해 상승하면서 자외선램프(120)의 표면에 이물질이 고착하는 것을 방지하므로, 정기적인 자외선램프의 청소를 자주할 필요가 없다.
도 3은 본 발명의 유수 살균장치의 다른 변형 예를 보여주는 도면으로, 필요 에 따라서는 두 개 이상의 살균탱크를 직렬로 연결하여, 제1살균탱크(100)에서 살균이 이루어진 유수를 다시 제2,3,4살균탱크(200)(300)(400)로 순차적으로 전달하여 살균력을 높일 수가 있다.
이는 오염수의 오염 정도나 살균탱크의 용량 등을 고려하여 결정되며, 이때 필요한 기체공급부나 모터는 살균탱크의 용량 등에 따라 두 개 이상의 살균탱크가 하나의 기체공급부나 모터를 공유하여 사용할 수 있음은 자명하다.
이상과 같은 본 발명의 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치는, 자외선램프에 의해 살균이 이루어지는 살균탱크가 고압 상태이더라도 다량의 미세 기포를 연속적이며 균일하게 발생시켜 자외선에 의한 오염수 중의 미생물 살균력을 높일 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 자외선과 미세 기포를 이용하여 유수를 살균처리하기 위한 장치에 있어서,
    물이 유입되는 입수 포트와 물이 배출되는 출수 포트가 양단에 서로 마주하여 설치되며, 상단에는 기체가 모이도록 확장 형성된 기체회수부를 갖는 살균탱크와;
    상기 살균탱크 내에 설치되어 자외선을 발생시키기 위한 자외선램프와;
    상기 살균탱크에 설치된 벤츄리관과;
    출수 측이 상기 벤츄리관과 연결되는 펌프와;
    상기 살균탱크의 입수 포트와 연결되는 입수관에서 분기되어 상기 펌프의 입수 측과 연결되는 배관부과;
    상기 배관부과 연결되어 기체를 공급하기 위한 기체공급부와;
    일측 단부가 상기 벤츄리관의 협착부와 연통되며, 타측 단부가 상기 기체회수부에 위치하는 통기관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배관부에는 입수관으로부터 유입되는 유수의 압력을 감압하기 위한 감압밸브가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 벤츄리관은 상기 살균탱크 하부에 두 개 이상이 대칭되게 설치되는 것을 특징으로 하는 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치.
KR1020060055438A 2006-06-20 2006-06-20 자외선과 미세 기포를 이용한 유수 살균장치 KR100739045B1 (ko)

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