KR100979810B1

KR100979810B1 - 정수장치

Info

Publication number: KR100979810B1
Application number: KR1020100007227A
Authority: KR
Inventors: 박병재; 김성수; 권혁윤; 배광일
Original assignee: 주식회사 시노펙스; 주식회사 시노펙스케미코아
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2010-09-02

Abstract

본 발명은 원수공급원에서 공급되는 원수를 여과막모듈(60)에 의해 여과처리하는 정수장치에 관한 것으로서, 상기 여과막모듈(60)의 상류측에 접촉막모듈(30)이 배치되어 있으며, 상기 접촉막모듈(30)은 관 형상의 하우징(31) 내에 상기 하우징(31)과 평행하게 배치되어 액체는 투과시키기 않고 기체는 투과시키는 성질을 가지고 있는 다수의 중공사형 접촉막(32)을 포함하고 있는 접촉막 모듈로서, 상기 원수공급원에서 공급된 원수로 하여금 접촉막 내부(S) 및 외부 중 어느 하나를 접촉막 투과없이 지나가서 상기 여과막모듈(60)에 유입되게 하고, 그리고 산화유발가스원(80)의 산화유발가스로 하여금 일부는 접촉막을 투과하여 상기 원수에 용존가스로서 함유되게 하고, 나머지는 접촉막 내부(S) 및 외부 중 다른 하나를 지나가게 하여 외부로 통기되게 하는 것으로 되어 있다.

Description

정수장치{water purifing apparatus}

본 발명은 정수장치에 관한 것이다.

일반적으로 원수로서 사용되는 지하수, 계곡수, 하천, 강물 등에는 일반세균, 대장균, 분원성 대장균 뿐만 아니라 철, 망간 등의 금속이온, 유기물 등이 주로 많아 포함되어 있어서, 상기 원수는 먹는 물의 기준에 부적합하다.

특히, 철과 유기물은, 0.01~ 수㎛정도의 미립자 및 미생물을 여과에 의해 분리하기 위해 사용되는 분리막인 정밀여과막(microfiltration membrane) 및 수 nm에서 수십 nm 정도의 공경을 갖고서 분자량 수백에서 수백만정도의 용질 또는 입자를 여과에 의해 분리하기 위해 이용되는 막인 한외여과막(ultrafiltration membrane)으로는 처리되지 않기 때문에, 이온교환수지나 흡착제가 상기 철과 유기물을 여과에 의해 분리하는 데 사용되고 있다.

하지만, 상기 철과 유기물을 여과에 의해 분리하는 데 상기 이온교환수지나 흡착제가 사용되는 경우에는 상기 이온교환수지나 흡착제가 다량 소모되어 빈번하게 교체되어야 하는 문제점을 가지고 있다.

막의 내외 측의 용액들 간에 삼투압차 이상의 압력을 고농도액측에 가하여 용매 또는 물을 용질로부터 선택적으로 저농도액측으로 이행시킴에 의해 물질을 분리하는데 이용되는 분리막인 역삼투막(reverse osmosis membrane)이 상기 원수를 정수시키는 데 사용될 수 있지만, 이 또한, 고가이고 막의 구멍이 자주막혀 비경제적이라는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가지고 있다.

본 발명은 원수로서 사용되는 물에 함유된 일반세균, 대장균, 분원성 대장균 등을 한외여과막 또는 정밀여과막에 의해 제거하고, 철, 망간 등의 금속이온 및 유기물을 접촉막을 투과하는 산화유발가스에 의해 산화시켜서 제거함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제 해결수단에 의해, 접촉막을 비투과하여 지나가는 원수에 함유된 금속이온이 접촉막을 투과하는 용존가스(산소, 오존, 공기)에 의해서 반응하여 불용성 형태인 금속산화물로 되게 하여, 후처리필터 또는 여과막모듈에서 여과처리되게 할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기와 같은 과제 해결수단에 의해, 접촉막을 투과하는 용존가스(산소, 오존, 공기)에 의해서 접촉막을 비투과하여 지나가는 원수에 함유된 유기물을 산화시켜, 예를 들면 암모니아성 질소를 아질산성 질소로 산화시키고, 이 아질산성 질소를 질산성 질소로 산화시키고, 이 질산성 질소를 최종적으로 질소가스와 암모니아 가스로 산화시켜, 접촉막의 투과없이 접촉막 모듈 외부로 배출시켜 후처리에서 통기시켜서 공기중으로 날아가버리게 하거나 후처리 여과부에서 여과할 수 있다.

도 1은 본 실시예의 개념도, 및
도 2는 도 1의 접촉막 모듈에 대한 상세도.

이하, 본 발명에 따른 실시예가 도 1 및 도 2를 참조하여 설명될 것이다.

도 1에는 본 실시예의 정수장치가 부호 100으로 지시되어 있다.

상기 정수장치(100)는 원수저장탱크(10), 카트리지 필터(20), 접촉막모듈(30), 후처리필터(40), 중간저장탱크(50), 후처리 여과장치인 여과막모듈(60) 및 정수탱크(70)를 포함하고 있다.

상기 원수저장탱크(10)는, 상기 카트리지 필터(20)에 일단이 접속되어 있고, 그리고 도중에 제1펌프(P1)가 개재되어 있는 원수공급라인(L1)의 타단에 접속되어 있다.

상기 접촉막모듈(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 관 형상의 하우징(31) 내에 상기 하우징(31)과 평행하게 배치된 다수의 중공사형 접촉막(32)을 포함하고 있다.

또한, 상기 접촉막모듈(30)에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 산화유발가스원(80)에 접속되어 산화유발가스(예를 들면 산소, 오존, 공기)가 유입되는 유입구(31a)가 상기 하우징(31)의 일측에 형성되어 있고, 그리고 상기 하우징(31) 내로 유입된 산화유발가스 중에서 상기 접촉막(32)을 통과하지 못한 성분 등을 배출하는 통기구(31b)가 상기 하우징(31)의 타측에 형성되어 있다.

또한, 상기 하우징(31)의 양쪽 말단에는 각각 상기 중공사형 접촉막(32)의 내부(S)와 유통하는 캡(34)이 결합되어 있다. 상기 복수의 접촉막(32)은 상기 내부(S)를 제외한 부분이 우레탄 혹은 에폭시 수지층(33)에 의해 자세유지되어서 상기 하우징(31) 내에 고정된다. 상기 접촉막(32)은 액체는 투과시키기 않고 기체를 투과시키는 성질을 가지고 있으며, 이러한 접촉막은 공지되어 시중에 판매되고 있다.

상기 캡(34)들중 일측에 배치된 하나의 캡(34)에는, 일단이 상기 카트리지 필터(20)에 접속되어 있고 그리고 도중에 전자제어밸브(V1)가 개재된 1차여과원수공급라인(L2)의 타단에 접속된 입수구(36)가 마련되어 있다.

또한, 상기 캡(34)들중 타측에 배치된 다른 하나의 캡(34)에는, 일단이 후처리필터(40)에 접속되어 있는 2차여과원수공급라인(L3)의 타단에 접속된 출수구(37)가 마련되어 있다.

상기 후처리필터(40)는 금속산화물이 침전하게 되는 침수조로서, 그 일측상단 내부가 상기 2차여과원수공급라인(L3)에 접속되어 있고, 그 타측상단 내부가 중간저장탱크(50)에 일단이 접속되어 있는 3차여과원수공급라인(L4)의 타단에 접속되어 있다.

상기 여과막 모듈(60)은 예를 들면 정밀여과막모듈 또는 한외여과막모듈로서, 상기 여과막 모듈(60)의 흡입측은 일단이 상기 중간저장탱크(50)의 하단에 접속되어 있고 도중에 제2펌프(P2)가 개재되어 있는 4차여과원수공급라인(L5)의 타단에 접속되어 있고, 그리고 토출측은 일단이 상기 정수탱크(70)에 접속되어 있는 정수라인(L6)의 타단에 접속되어 있다.

상기와 같이 구성된 정수장치는 다음과 같이 작동될 수 있다.

지하수, 계곡수, 하천, 강물 등의 원수가 저장된 원수저장탱크(10)에 저장되어 있다.

이 상태에서, 상기 제1펌프(P1)가 가동되고 상기 전자제어밸브(V1)가 개방되면, 상기 원수저장탱크(10)의 원수가 상기 원수공급라인(L1)을 경유하여 카트리지 필터(20)에 유입되어, 카트리지 필터(20)에 의해 원수에 있는 큰 입자의 이물질이 여과되어 1차여과원수공급라인(L2)를 경유하여 접촉막모듈(30)의 중공사형 접촉막(32)의 내부(S)를 관통하게 된다.

이때, 산화유발가스원(80)이 가동되면, 산화유발가스인 공기, 산소, 오존 등이 상기 유입구(31a)를 통하여 상기 접촉막의 외부의 공간을 통하여 통기구(31b)로 배출되게 되며, 이 상태에서, 상기 산화유발가스의 일부가 상기 접촉막(32)을 투과하여 상기 접촉막(32)의 내부(S)로 들어가 용존가스가 되어서 상기 접촉막(32) 내부를 지나가게 되는 원수에 함유된 금속이온과 유기물과 산화반응하게 된다.

여기에서 금속이온은 용존가스와 반응하여, 불용성 형태인 금속산화물(고체형태의 입자)로 되어, 원수에 존재한 상태에서, 원수와 함께 상기 출수구(37)를 경유하여 후처리필터(40)로 유입되게 되고, 그리고 유기물은 예를 들면 암모니아성 질소는 상기 용존가스와 반응하여 아질산성 질소로 산화되고, 이 아질산성 질소는 질산성 질소로 산화되고, 이 질산성 질소는 최종적으로 질소가스와 암모니아 가스로 산화되어, 상기 접촉막(32)의 내부에서 외부로 투과되지 않고, 상기 접촉막모듈(30)의 출수구(37)를 경유하여 중간저장탱크(50)에서 도시되지 않은 통기구를 통하여 대기 중으로 날아가 버리거나, 후처리 여과부에서 제거되게 된다.

상기 후처리필터(40)에 유입된 원수는 원수에 함유된 염이되어 침수된 금속이온물질이 자중에 의해 상기 후처리필터(40) 내에서 침전되어 여과된 후 월류하여 상기 중간저장탱크(50)에 저장되게 된다.

그리고 중간저장탱크(50)에 저장된 원수는 제2펌프(P2)가 가동됨에 따라 여과막모듈(60)에 유입되어, 원수에 함유된 일반세균, 대장균, 분원성 대장균 등을 한외여과막 또는 정밀여과막에 의해 제거하고, 상기 후처리필터(40)에서 여과처리되지 못한 금속이온도 재차 여과시킨 후 상기 정수탱크(70)에 저장되게 된다.

상기 실시예의 접촉막 모듈(30)에 대한 설명에서, 원수가 입수구(36), 접촉막 내부(S) 및 출수구(37)을 경유하여 상기 접촉막 모듈(30)을 통과하게 되고, 산화유발가스가 유입구(31a), 접촉막의 외부 및 통기구(31b)를 경유하여 상기 접촉막 모듈(30)을 통과하게 되는 것으로 설명되었지만, 원수가 유입구(31a), 접촉막의 외부 및 통기구(31b)를 경유하여 상기 접촉막 모듈(30)을 통과하게 하고, 산화유발가스가 입수구(36), 접촉막 내부(S) 및 출수구(37)을 경유하여 상기 접촉막 모듈(30)을 통과하게 하되, 입수구(36)에 접속된 2차여과원수공급라인(L2)를 유입구(31a)에 접속시키고, 상기 유입구(31a)에 접속된 산화유발가스원(80)을 입수구(36)에 접속시키고, 그리고 출수구(37)에 접속된 3차여과원수공급라인(L3)를 통기구(31b)에 접속시키고, 출수구(37)를 통기시키면, 상기 실시예에서 상기 접촉막 모듈(30)이 수행하였단 작용과 동일한 작용을 하게 할 수 있다.

상기 실시예의 설명에서, 후처리 여과장치인 여과막 모듈(60)은 예를 들면, 분리막(MF, UF, NF, RO 등)모듈, UV살균기, 흡착탑(활성탄소 등), 이온교환수지, 전기적 흡착 분리장 등으로 대체될 수 있다.

10:원수저장탱크, 20:카트리지 필터, 30:접촉막모듈, 31:하우징, 31a:유입구, 31b:통기구, 32:중공사형 접촉막, 33:수지층, 34:캡, 36:입수구, 37:출수구, 40:후처리필터, 50:중간저장탱크, 60:여과막모듈, 70:정수탱크, 80:산화유발가스원, 100:정수장치, L1:원수공급라인, L2:1차여과원수공급라인, L3:2차여과원수공급라인, L4:3차여과원수공급라인, L5:4차여과원수공급라인, L6:정수라인, P1:제1펌프, P2:제2펌프,S:내부, V1:전자제어밸브

Claims

원수공급원에서 공급되는 원수를 여과장치에 의해 여과처리하는 정수장치에 있어서,
상기 여과장치의 상류측에 접촉막모듈(30)이 배치되어 있으며,
상기 접촉막모듈(30)은 관 형상의 하우징(31) 내에 상기 하우징(31)과 평행하게 배치되어 액체는 투과시키기 않고 기체는 투과시키는 성질을 가지고 있는 다수의 중공사형 접촉막(32)을 포함하고 있는 접촉막 모듈로서, 상기 원수공급원에서 공급된 원수로 하여금 접촉막 내부(S) 및 외부 중 어느 하나를 접촉막 투과없이 지나가서 상기 여과장치에 유입되게 하고, 그리고 산화유발가스원(80)으로부터 공급되는 산화유발가스로 하여금 일부는 접촉막을 투과하여 상기 원수에 용존가스로서 함유되게 하고, 나머지는 접촉막 내부(S) 및 외부 중 다른 하나를 지나가게 하여 외부로 통기되게 하며,
상기 여과장치와 상기 접촉막모듈(30) 사이에는 후처리필터(40)가 개재되어 있고,
상기 후처리필터(40)는 금속이 침전하게 되는 침수조인 것을 특징으로 하는 정수장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 여과장치와 상기 접촉막모듈(30) 사이에는 중간저장탱크(50)가 개재되어 있고,
상기 여과장치의 흡입측은 일단이 상기 중간저장탱크(50)의 하단에 접속되어 있고 도중에 펌프가 개재되어 있는 여과원수공급라인의 타단에 접속되어 있고, 그리고 토출측은 일단이 정수탱크(70)에 접속되어 있는 정수라인(L6)의 타단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정수장치.
원수저장탱크(10), 카트리지 필터(20), 접촉막모듈(30), 후처리필터(40), 중간저장탱크(50), 후처리 여과장치 및 정수탱크(70)를 순서적으로 포함하고 있는 정수장치로서,
상기 원수저장탱크(10)는, 상기 카트리지 필터(20)에 일단이 접속되어 있고, 그리고 도중에 제1펌프(P1)가 개재되어 있는 원수공급라인(L1)의 타단에 접속되어 있고,
상기 접촉막모듈(30)은 관 형상의 하우징(31) 내에 상기 하우징(31)과 평행하게 배치되어 액체는 투과시키기 않고 기체는 투과시키는 성질을 가지고 있는 다수의 중공사형 접촉막(32)을 포함하고 있는 접촉막 모듈로서, 상기 카트리지 필터(20)에 의해 여과된 원수를 1차여과원수공급라인(L2)를 경유하여 공급받아 이 원수로 하여금 접촉막 내부(S) 및 외부 중 어느 하나를 접촉막 투과없이 지나가서 2차여과원수공급라인(L3)를 경유하여 후처리필터(40)에 유입되게 하고, 그리고 산화유발가스원(80)에 접속된 공급되는 산화유발가스로 하여금 일부는 접촉막을 투과하여 상기 원수에 용존가스로서 함유되게 하고, 나머지는 접촉막 내부(S) 및 외부 중 다른 하나를 지나가게 하여 외부로 통기되게 하고,
상기 후처리필터(40)는 금속이 침전하게 되는 침수조로서, 그 일측상단 내부가 상기 2차여과원수공급라인(L3)에 접속되어 있고, 그 타측상단 내부가 중간저장탱크(50)에 일단이 접속되어 있는 3차여과원수공급라인(L4)의 타단에 접속되어 있고,
상기 후처리 여과장치의 흡입측은 일단이 상기 중간저장탱크(50)의 하단에 접속되어 있고 도중에 제2펌프(P2)가 개재되어 있는 4차여과원수공급라인(L5)의 타단에 접속되어 있고, 그리고 토출측은 일단이 상기 정수탱크(70)에 접속되어 있는 정수라인(L6)의 타단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정수장치.
제 4항에 있어서,
상기 접촉막 모듈(30)에는 산화유발가스원(80)으로부터 공급되는 산화유발가스가 유입되는 유입구(31a)가 상기 하우징(31)의 일측에 형성되어 있고, 그리고 상기 하우징(31) 내로 유입된 산화유발가스 중에서 상기 접촉막(32)을 통과하지 못한 성분을 배출하는 통기구(31b)가 상기 하우징(31)의 타측에 형성되어 있고,
상기 하우징(31)의 양쪽 말단에는 각각 상기 중공사형 접촉막(32)의 내부(S)와 유통하는 캡(34)이 결합되어 있고,
상기 캡(34)들중 일측에 배치된 하나의 캡(34)에는, 일단이 상기 카트리지 필터(20)에 접속되어 있고 그리고 도중에 전자제어밸브(V1)가 개재된 1차여과원수공급라인(L2)의 타단에 접속된 입수구(36)가 마련되어 있고,
상기 캡(34)들중 타측에 배치된 다른 하나의 캡(34)에는, 일단이 후처리필터(40)에 접속되어 있는 2차여과원수공급라인(L3)의 타단에 접속된 출수구(37)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 정수장치.
제 4항에 있어서,
상기 복수의 접촉막(32)은 상기 내부(S)를 제외한 부분이 우레탄 혹은 에폭시 수지층(33)에 의해 자세유지되어서 상기 하우징(31) 내에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 정수장치.