KR100869941B1 - 상수도용 압력식 정수시설 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 많은 공간이 필요없이 효율적으로 정수를 할 수 있고, 극세사천조각에 의하여 미세 물질들이 걸러질 뿐만 아니라 여러층의 거름수단을 구비하여 빠른 시간내에 정수가 가능하게 한 상수도용 압력식 정수시설 장치에 관한 것이며, 원수를 제1정수부(20)로 공급하도록 제1정수부(20)의 상부와 연결된 펌프(10); 일측면이 개방된 박스체(21)의 상면에 펌프(10)와 연결된 원수유입관(26)이 연결되고, 박스체(21)의 내측 벽면에 개방구를 향하여 가이드레일(22) 4쌍이 일정 간격으로 형성되며, 박스체(21)의 개방구에 인접한 외측벽면에 고정쇠(23)가 형성되고, 덮개판(24)의 내측면에 수밀판(25)이 형성되어 밀착된 상태에서 고정쇠(23)로 고정되면서 개방구가 밀폐되는 제1정수부(20); 제1정수부(20)의 박스체(21) 내부에 형성된 상부부터 3개의 가이드레일(22)에 설치되는 제1거름망(31), 제2거름망(32), 제3거름망(33)으로 이루어지고, 제1거름망(31), 제2거름망(32), 제3거름망(33)의 순서로 격자가 작아지는 거름망(30); 사각의 주머니 형상의 커버천(42) 내부에 극세사천조각(41)이 채워지고, 제1거름망(31)과 제2거름망(32) 사이에 설치되는 극세사천주머니(40); 제2거름망(32)과 제3거름망(33) 사이에 놓여지는 활성탄(45); 사각테두리(51)가 4개 구비되고, 사각테두리(51) 사이에 순차적으로 부직포(52), 은나노섬유(53), 극세사천(54)이 고정되고, 가장 아래 가이드레일(22) 위에 설치되는 거름천어셈블리(50); 원통형박스(61)의 상부에 입수연결관(62)의 일단이 고정되고, 입수연결관(62)의 타단은 제1정수부(20)에 연결되며, 입수연결관(62)과 통하도록 중앙관(64)이 내부 중앙에 수직으로 형성되고, 중앙관(64)을 중심으로 3개의 망체(67)와 하나의 격벽(66)이 90도 간격으로 형성되며, 중앙관(64)에 격벽(66)과 일측 망체(67) 사이 공간과 통하도록 개방구(65)가 형성되고, 반시계 방향으로 망체(67) 사이 공간에 맥반석(68)이 채워지며, 그 다음 망체(67) 사이 공간에 활성탄봉(69)이 세워져 채워지고, 반시계 방향의 다음 공간에 배수관(63)이 형성되며, 망체(67)는 고정테두리(67-1)에 은나노천(67-2)이 고정되어 이루어지는 제2정수부(60);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제1정수부, 제2정수부, 펌프, 활성탄, 극세사천

Description

상수도용 압력식 정수시설 장치{Apparatus of clean water using waterwork}

본 발명은 상수도용 압력식 정수시설 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 많은 공간이 필요없이 효율적으로 정수를 할 수 있고, 극세사천조각에 의하여 미세 물질들이 걸러질 뿐만 아니라 여러층의 거름수단을 구비하여 빠른 시간내에 정수가 가능하게 한 상수도용 압력식 정수시설 장치에 관한 것이다.

상수도의 정수는 수질이 좋은 지하수나 용출수는 염소 소독만을 하고 급수하는 경우가 많으나, 하천이나 호소를 수원으로 하는 수도에서는 탁도와 세균류 등의 유해불순물을 정성것 제거하지 않고서는 음료수로서 공급할 수 없다. 이와 같이 물을 정화하는 것을 정수라고 하며, 정수를 하는 장소를 정수장이라 한다.

정소의 방법에는 크게 완속여과법과 급속여과법이 있으며, 원수는 앞서의 어떤 방법으로든 정화의 목적을 달성할 수 있지만, 철 망간 기타 경도를 높이거나 냄새를 나게 하는 물질 등의 특수 성분을 제거하기 위해서는 그것에 적합한 특수처리 방법을 채택해야 한다.

상수도의 완속여과정수법은 영국에서 발명된 방법으로 유럽에서 널리 이용되 고 있다. 이 방법에서는 보통 침전지를 두어 여과속도 3~5 m/일 로 모래여과한다. 침전지는 수심을 약 4m로한 철근 콘크리트 못에 원수를 유입하고 정치시킨후 약 8시간만에 유출시켜 모래 및 비교적 거친 점토 등을 침전시키는 곳이다.

침전이 끝난 물은 완속여과지에 유입되어 모래층(두께 70 ~ 90 cm)을 통과하면서 여과되는데, 탁도 세균 등은 완전히 제거될 뿐 아니라 암모니아 철 망간과 같은 용해성 물질들도 매우 잘 제거된다. 여과의 지속시간이 길어지면 모래층의 표면에 무수한 세균과 조류를 포함하는 점질의 막이 형성되는데, 사면(砂面) 이하 수cm까지 세균을 주체로 한 적갈색 점착성 물질이 부착되어 있다.

말하자면 완속여과에서는 여과막과 사립을 내포한 점질막이 생겨야 비로소 정화력을 발휘하게 된다. 여과가 계속되면 생물막이 점점 두껍게 되어 통상 20 ~ 30일이 되면 모래의 공극이 폐쇄되어 여과의 능력이 저하된다.

이런 경우 모래층 표면을 1 ~ 2 cm 깍아내어 여과 기능을 회복시켜야 한다. 완속여과지에서 여과된 물은 세균의 99%가 제거되어 있으므로 염소소독만으로 정화의 목적을 달성할 수 있다.

이런 완속여과법은 안전하고 맛이 좋은 양질의 물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 관리하기 편하고, 약품이나 동력이 필요하지 않은 장점이 있다. 그러나 반면에 광대한 면적과 인력이 필요하며 자동화하기 어려운 결점이 있기 때문에 최근에 설치되는 것은 거의 이 방법을 사용하지 않고 있는 실정이다.

또한 상수도의 급속여과정수법은 미국에서 개발되었으며 기계여과라고도 한다. 이는 약품 침전지를 겸해야 하며, 여과의 속도는 120 ~ 150(m/일)이다. 사용되 는 약품으로는 황산알루미늄과 같은 응집제를 주입한 후 혼화지에서 약품을 혼화시키면 알루미늄의 수화물이 생겨 수중의 점토입자와 세균 등이 상호운동으로 결합되어 미소한 침전물을 만든다. 이것을 침전물 형성지에 도입한 후에 20 ~ 40분간 체류하게 하여 큰 침전물로 응집시켜 침전지에서 3 ~ 4시간 머물게 하면 그동안에 대부분의 부유물질이 침전하여 제거된다.

약품침전지에서 제거되지 않은 부유물은 다음 단계인 모래여과지에서 제거된다. 그러나 세균류와 미소한 생물은 완속여과법과는 달리 여과수 속에 새어나오게 된다. 이들 생물을 살균하기 위한 제3의 공정으로 염소소독을 하여야 한다. 전처리의 성적에 따라서도 다소 차이가 있으나 보통 급속여과에서는 1 ~ 2일 동안 계속적으로 여과를 하면 막혀서 여과가 되지 않는다.

이때 위에서 압력수를 이용하여 모래층 표면에 축적되어 있는 침전물의 막을 파괴함과 동시에 아래쪽에서는 정수를 내뿜어 여과층을 깨끗하게 역류 세척하여 여과의 기능을 회복시킨다. 사용되는 응집제로서는 황산알루미늄 폴리염화알루미늄 황산철과 염화철 등이 사용되고 보조제로서는 소석회 소다회 가성소다 알긴산나트륨 활성규산 등이 사용된다. 그리하여 이러한 약품 등을 적절히 조합하여 탁도를 단시간에 낮춘다.

약품침전지는 보통침전지와 같은 수심 4 m인 콘크리트조인데 침전된 오물(sludge)을 배제하기 위한 집니기를 설치하는 경우가 많다. 최근에는 침전지를 2 ~ 3층으로 건조하여 경사판을 설치하고 소형화시켜 사용하고 있다.

그리고 혼화지와 침전지를 일체로 한 고속 응집침전지가 있는데 관리하기 어 렵지만 용지가 적게 소요되므로 널리 이용되고 있다. 최근에는 급속여과조작의 자동화가 성행되어 단순한 원리로서 자동급속여과장치가 개발되고 있다. 이와 같은 급속여과법은 탁도와 색도가 높아도 정화가 가능하고 용지면적이 적게들며, 여과의 세정이 기계적으로 자동화되기 때문에 인력이 필요하지 않은 이점이 있다. 반면에 정화기능이 약품처리의 양부에 의하여 지배되므로 안전성이 적어 조작관리에 숙련된 인력이 요구된 다는 점, 정수의 수질이 완속여과법에 비해 뒤진다는 점, 암모니아 취기, 망간 등의 제거에는 효과가 없다는 점 등의 결점이 있다.

이렇게 종래의 상수도 정수시설은 광대하고 많은 약품을 필요로 하는 것으로 그에 따른 많은 예산과 시간을 들여서 넓은 대지에 건설하여야 하는 문제점이 있었다.

넓은 대지에 정수장을 건설하는 것은 뛰어난 품질의 정수를 구현하는데 효과가 있으나, 현실적으로 적용하기 어려운 점이 있어서 적은 공간에 뛰어난 품질의 정수를 구현하고자 하는 노력이 진행되고 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 펌프로 정수할 원수를 공급하되, 다수의 거름층을 형성하여 빠른시간내에 정수가 가능하게 하고, 정수를 위한 거름층은 제1정수부에서 쉽게 청소가 가능하게 하며, 제2정수부에서 은나노천으로 이루어진 망체를 통과하면서 살균이 될 뿐만 아니라 백금 활성탄봉을 이용하여 최종적인 흡착과 살균이 되도록 하는 상수도용 압력식 정수시설 장치를 제공하고자 하는 목적이 있다.

청소가 용이한 극세사천으로 이루어진 극세사천주머니를 원수가 통과하면서 미세먼지가 걸러지고, 활성탄에서 흡착되도록 하고자 한다.

또한 맥반석을 통과하도록 하여 이온교환과 중금속흡착이 되게 하고자 하는 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 원수를 제1정수부로 공급하도록 제1정수부의 상부와 연결된 펌프; 일측면이 개방된 박스체의 상면에 펌프와 연결된 원수유입관이 연결되고, 박스체의 내측 벽면에 개방구를 향하여 가이드레일 4쌍이 일정 간격으로 형성되며, 박스체의 개방구에 인접한 외측벽면에 고정쇠가 형성되고, 덮개판의 내측면에 수밀판이 형성되어 밀착된 상태에서 고정쇠로 고정되면서 개방구가 밀폐되는 제1정수부; 제1정수부의 박스체 내부에 형성된 상부부터 3개의 가이드레일에 설치되는 제1거름망, 제2거름망, 제3거름망으로 이루어지고, 제1거름 망, 제2거름망, 제3거름망의 순서로 격자가 작아지는 거름망; 사각의 주머니 형상의 커버천 내부에 극세사천조각이 채워지고, 제1거름망과 제2거름망 사이에 설치되는 극세사천주머니; 제2거름망과 제3거름망 사이에 놓여지는 활성탄; 사각테두리가 4개 구비되고, 사각테두리 사이에 순차적으로 부직포, 은나노섬유, 극세사천이 고정되고, 가장 아래 가이드레일 위에 설치되는 거름천어셈블리; 원통형박스의 상부에 입수연결관의 일단이 고정되고, 입수연결관의 타단은 제1정수부에 연결되며, 입수연결관과 통하도록 중앙관이 내부 중앙에 수직으로 형성되고, 중앙관을 중심으로 3개의 망체와 하나의 격벽이 90도 간격으로 형성되며, 중앙관에 격벽과 일측 망체 사이 공간과 통하도록 개방구가 형성되고, 반시계 방향으로 망체 사이 공간에 맥반석이 채워지며, 그 다음 망체 사이 공간에 활성탄봉이 세워져 채워지고, 반시계 방향의 다음 공간에 배수관이 형성되며, 망체는 고정테두리에 은나노천이 고정되어 이루어지는 제2정수부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 상수도용 압력식 정수시설 장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명은 거름망에서 큰 부유물이 제거될 뿐만 아니라 극세사천에 의하여 미세먼지나 부유물이 제거되고, 다시 활성탄에 의하여 더 작은 미세물질들이 흡착되어 제거되는 효과가 순차적으로 이루어지는 효과가 있다.

제2정수부에서 은나노천에 의해 살균될 뿐만 아니라 백금 활성탄봉에 의해 살균되는 효과가 있다.

그리고 맥반석을 통과하면서 미네랄 용출 작용, 수질(pH )조절 및 정수작용, 풍부한 산소함량을 가지게 해주는 효과가 있다.

펌프로 물을 공급하여 빠른 시간 내에 정수할 뿐만 아니라 다단의 거름수단을 통과하면서 정수효과가 뛰어난 효과가 있고, 청소 또한 간편한 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석하여서는 되지 않고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 펌프(10)로 원수를 제1정수부(20)로 공급하고, 제1정수부(20)에서 정수된 물은 제2정수부(60)로 보내져 정수될 뿐만 아니라 살균되도록 구성되며, 제1정수부(20)는 내부에 다수의 거름망(30)이 설치되고, 거름망(30)의 사이에 극세사천주머니(40)와 활성탄(45)이 설치되며, 그 아래에 거름천어셈블리(50)가 설치되고, 제1정수부(20)의 박스체(21)는 일측면이 덮개판(24)에 의하여 개폐가능하게 형성되며, 제2정수부(60)는 맥반석(68)과 활성탄봉(69)이 은나노천(67-2)으로 이루어진 망체(67) 사이에 설치되는 것을 주요 구성으로 한다.

본 발명에서 원수는 펌프(10)를 통하여 제1정수부(20)로 공급하도록 제1정수 부(20)의 상부와 펌프(10)가 연결된다.

제1정수부(20)는 일측면이 개방된 박스체(21)의 상면에 펌프(10)와 연결된 원수유입관(26)이 연결되고, 박스체(21)의 내측 벽면에 개방구를 향하여 가이드레일(22) 4쌍이 일정 간격으로 형성된다. 개방구는 박스체(21)의 전방을 향하여 형성되고, 박스체(21)의 개방구에 인접한 외측 벽면에 고정쇠(23)가 형성된다.

개방구를 개폐가능하게 밀폐시키도록 덮개판(24)의 내측면에 수밀판(25)이 형성되어 밀착된 상태에서 고정쇠(23)로 고정된다. 고정쇠(23)는 일단에 걸림단이 형성되고, 타단은 회전하면서 압력이 가해지는 일반적인 공지의 압력식 고정고리를 사용하면 된다. 그리고 덮개판(24)의 둘레에는 돌기부가 형성되어 개방부에 형성되는 홈부와 맞물려 수밀되게 형성하고, 이러한 일반적인 수밀구조는 통상의 방식에 의한다.

제1정수부(20)의 박스체(21) 내부에 형성된 상부부터 3개의 가이드레일(22)에 설치되는 제1거름망(31), 제2거름망(32), 제3거름망(33)으로 이루어지고, 제1거름망(31), 제2거름망(32), 제3거름망(33)의 순서로 격자가 작아지는 거름망(30);

사각의 주머니 형상의 커버천(42) 내부에 극세사천조각(41)이 채워져 극세사천주머니(40)가 제작되고, 극세사천주머니(40)를 원수가 통과하게 되면 원수에 포함된 이물질들이 극세사천주머니(40)를 통과하지 못하고 걸러진다. 극세사천주머니(40)는 제1거름망(31)과 제2거름망(32) 사이에 두개가 겹쳐져 설치된다.

활성탄(45)은 사각 박스체 형상으로 형성되어 제2거름망(32)과 제3거름망(33) 사이에 놓여진다. 활성탄(45)에는 원수가 통과할 수 있는 미세한 구멍이 다 수개 형성되어 있다.

활성탄(45)은 유기물 제거 및 감소에 유효하고, 여러종류의 촉매 활성탄의 경우 실제로 살균효과도 가지고 있다.

야자나무의 야자껍질, 톱밥, 나무 등을 450 ~ 500도에서 1차로 태운 다음 그 탄화물은 1000 ~1200도의 증기 상태를 거쳐 기체화할 수 있는 모든 물질의 기화하는 과정을 활성화라고 한다. 여기서 활성이란 빛이나 기타 에너지의 작용에 따라 물질의 반응 속도가 활발하고 빨라지는 일과 화학 반응에서 촉매가 반응을 촉진하는 능력을 이르는 말이다. 이 과정이 끝나면 미세한 구멍이 많이 생겨 흡착 능력이 있는 물질이 되는데 이를 활성탄이라고 한다.

거름천어셈블리(50)는 제3거름망(33) 아래의 가이드레일(22)에 설치되고, 사각테두리(51)가 4개 구비되며, 사각테두리(51) 사이에 순차적으로 부직포(52), 은나노섬유(53), 극세사천(54)이 고정되어 이루어진다. 이때 부직포(52)에 은나노섬유를 포함시켜 내부에 균이 자라지 못하게 한다.

제2정수부(60)는 원통형박스(61)의 상부에 입수연결관(62)의 일단이 고정되고, 입수연결관(62)의 타단은 제1정수부(20)에 연결된다.

입수연결관(62)과 통하도록 중앙관(64)이 내부 중앙에 수직으로 형성되고, 중앙관(64)을 중심으로 3개의 망체(67)와 하나의 격벽(66)이 90도 간격으로 원통형박스(61) 내벽면에 고정되어 형성된다.

중앙관(64)에 격벽(66)과 일측 망체(67) 사이 공간과 통하도록 개방구(65)가 형성되고, 반시계 방향으로 망체(67) 사이 공간에 맥반석(68)이 채워지며, 그 다음 망체(67) 사이 공간에 활성탄봉(69)이 세워져 채워진다.

이때 활성탄봉(69)은 백금 활성탄으로 이루어져 살균이 이루어질 수 있게 한다. 백금활성탄은 살균 필터로 사용되는 것으로 종래의 것을 사용한다.

맥반석(68)은 이온 교환작용, 유해물질 제거 및 중금속 분해작용을 하는 것으로 알려졌고, 1㎤당 3만-15만개의 다층다공질로 구성되어 있으며 오염물질, 세균, 중금속 등을 흡착. 분해하는 작용을 하고 또한 시멘트 독성 중화, 항균, 방충 및 강한 탈취력을 가지고 있다.

대표적인 맥반석의 효능을 보면, 미네랄 용출 작용이 있는데, 이는 인체에 활력을 주는 40여종이상의 미네랄이 용출되어 신진대사와 피부건강 관리에 매우 효과가 좋다.

그리고 맥반석은 수질(pH )조절 및 정수작용을 하므로 산성이나 강알칼리성물을 약알칼리성(pH 7.2-7.4)으로 조절하며 수질을 활성화시켜 정수작용을 한다. 그러므로 물의 연도 및 경도가 조정된다.

또한 맥반석은 풍부한 산소함량을 가지게 한다. 맥반석을 물에 담그면 생물학적산소요구량(BOD : Biochemical Oxygen Demand) 및 화학적산소요구량 (COD : Chemical Oxgen Demand) 이 감소하여 방부작용은 물론 활성화에 따른 생체에 활력을 준다.

그리고 반시계 방향의 다음 공간 즉 망체(67)와 격벽(66) 사이 공간에 배수관(63)이 형성되고, 망체(67)는 고정테두리(67-1)에 은나노천(67-2)이 고정되어 이루어진다. 따라서 은나노천에 의한 살균이 이루어진다.

도 1은 본 발명의 상수도용 압력식 정수시설 장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 상수도용 압력식 정수시설 장치를 도시한 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 상수도용 압력식 정수시설 장치를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 상수도용 압력식 정수시설 장치를 도시한 횡단면도.

도 5는 본 발명의 상수도용 압력식 정수시설 장치의 거름천 어셈블리를 도시한 분해 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

10 : 펌프 20 : 제1정수부

21 : 박스체 22 : 가이드레일

23 : 고정쇠 24 : 덮개판

25 : 수밀판 26 : 원수유입관

30 : 거름망 31 : 제1거름망

32 : 제2거름망 33 : 제3거름망

40 : 극세사천주머니 41 : 극세사천조각

42 : 커버천 45 : 활성탄

50 : 거름천어셈블리 51 : 사각테두리

52 : 부직포 53 : 은나노섬유

54 : 극세사천 60 : 제2정수부

61 : 원통형박스 62 : 입수연결관

63 : 배수관 64 : 중앙관

65 : 개방구 66 : 격벽

67 : 망체 67-1 : 고정테두리

67-2 : 은나노천 68 : 맥반석

69 : 활성탄봉

Claims (1)

1. 원수를 제1정수부(20)로 공급하도록 제1정수부(20)의 상부와 연결된 펌프(10);

   일측면이 개방된 박스체(21)의 상면에 펌프(10)와 연결된 원수유입관(26)이 연결되고, 박스체(21)의 내측 벽면에 개방구를 향하여 가이드레일(22) 4쌍이 일정 간격으로 형성되며, 박스체(21)의 개방구에 인접한 외측벽면에 고정쇠(23)가 형성되고, 덮개판(24)의 내측면에 수밀판(25)이 형성되어 밀착된 상태에서 고정쇠(23)로 고정되면서 개방구가 밀폐되는 제1정수부(20);

   제1정수부(20)의 박스체(21) 내부에 형성된 상부부터 3개의 가이드레일(22)에 설치되는 제1거름망(31), 제2거름망(32), 제3거름망(33)으로 이루어지고, 제1거름망(31), 제2거름망(32), 제3거름망(33)의 순서로 격자가 작아지는 거름망(30);

   사각의 주머니 형상의 커버천(42) 내부에 극세사천조각(41)이 채워지고, 제1거름망(31)과 제2거름망(32) 사이에 설치되는 극세사천주머니(40);

   제2거름망(32)과 제3거름망(33) 사이에 놓여지는 활성탄(45);

   사각테두리(51)가 4개 구비되고, 사각테두리(51) 사이에 순차적으로 부직포(52), 은나노섬유(53), 극세사천(54)이 고정되고, 가장 아래 가이드레일(22) 위에 설치되는 거름천어셈블리(50);

   원통형박스(61)의 상부에 입수연결관(62)의 일단이 고정되고, 입수연결관(62)의 타단은 제1정수부(20)에 연결되며, 입수연결관(62)과 통하도록 중앙 관(64)이 내부 중앙에 수직으로 형성되고, 중앙관(64)을 중심으로 3개의 망체(67)와 하나의 격벽(66)이 90도 간격으로 형성되며, 중앙관(64)에 격벽(66)과 일측 망체(67) 사이 공간과 통하도록 개방구(65)가 형성되고, 반시계 방향으로 망체(67) 사이 공간에 맥반석(68)이 채워지며, 그 다음 망체(67) 사이 공간에 활성탄봉(69)이 세워져 채워지고, 반시계 방향의 다음 공간에 배수관(63)이 형성되며, 망체(67)는 고정테두리(67-1)에 은나노천(67-2)이 고정되어 이루어지는 제2정수부(60);로 구성되는 것을 특징으로 하는 상수도용 압력식 정수시설 장치.

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