KR101002476B1 - 마이크로 버블을 이용한 정수시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 마을상수도에서 사용하는 기술로서 마이크로 버블을 발생 물속에서 마이크로 버블이 터지면서 정전기와 초음파를 발생하는데 이 정전기와 초음파가 물속에 있는 바이러스 및 세균을 살균 소독하고 중금속 및 기타 이물질의 입자에 마이크로 버블이 붙어 부상하면 부상한 불순물을 월류선으로 넘치게 하고 여기서 처리된 물이 2차로 활성탄 필터를 통과하며 불순물을 걸러내고 물맛을 좋게 하며 3차로 세라믹필터를 통과하며 불순물을 걸러내고 물의 입자를 아주 작게 쪼개어 물맛을 살리면서 음용수를 정수하는 시스템으로서 전국농어촌 지역의 마을상수도 및 지하수와 계곡 수 등을 이용하는 급수시설에 상수도의 원수를 정수처리하여 수인성 질병을 예방하는 것은 물론 쾌적한 음용수를 공급하여 국민건강에 큰 이바지를 할 것임.

마이크로 버 블, 마을상수도 정수시스템, 버 블 발생기, 급수시설, 필터, 여과조

Description

마이크로 버블을 이용한 정수시스템{Water Purification System Using Microbubble}

본 발명은 마을상수도 또는 소규모 급수시설에서 사용하는 기술로서 취수원으로부터 유입되는 유입수 중의 각종 협잡 물을 마이크로 버블을 발생하여 정수를 하는 시스템으로서 (11)버블발생처리수탱크에 물이 가득 차면 (20)순환펌프가 가동이 되면서 물이 순환이 될 때 (19)버블발생기에서 발생 된 버블이 (28)버블공급노즐을 통하여 버블 발생처리 수 탱크로 버블이 공급된다.

이 수많은 마이크로 버블이 일부는 물속에서 터지면서 정전기와 초음파가 발생하는데 이 정전기와 초음파가 물속에 있는 바이러스와 세균을 살균소독하고 일부는 중금속 및 이물질의 입자에 붙어 이 불순물들을 부상하고 부상된 불순물이 (12)『불순물월류선』 외부로 넘치며 (15)불순물처리관을 통하여 불순물을 외부로 방출하여 1차 처리를 하고

1차로 처리된 물을 (26)1차처리수저장탱크로 이송하여 저장을 하고 있다가 물의 공급이 필요로 할 때 (27)급수펌프가 작동을 하면 공급 관을 흐르면서 (23)활성탄필터에서 다시 한번 거르면서 정수를 하며 물맛을 좋게 하여주고 (24)세라믹필터에서 최종적으로 한번 더 거르면서 물을 아주 작은 입자로 쪼개면서 물맛을 살려 주는 시스템의 마이크로 버블을 이용한 정수시스템임.

본 발명은 마을상수도 또는 소규모 급수시설에서 사용하는 기술로서 취수원으로부터 유입되는 유입수가 다양한 오염원으로부터 노출되어 있어 정수처리가 필수적이지만 지금까지의 정수기술은 다양한 유입수의 오염원을 모두 정수처리 하는데 어려움이 있는 것으로 조사되었다.

지금까지의 몇몇 업체들이 마을상수도의 정수기를 개발하여 공급하여 왔으나 거의 모두가 필터방식으로 과다한 유지보수비 문제나 또한 기능의 문제 때문에 어려움을 호소하고 있는 실정이다.

종래의 정수시스템들은 다양한 유입수에 관계없이 몇 개의 필터를 사용하여 정수를 함으로 유입수에 의하여 성능의 편차와 필터교환 주기의 변동이 있었으며 필터 교환주기도 짧아 유지관리하는데 많은 비용이 소요되고 있다.

이에 본 발명은 다양한 유입수에 영향을 받지않고 처리할 수 있는 기술로서 마이크로 버블을 발생하여 공급하면 이 수많은 마이크로 버블의 일부는 물속에서 터지면서 정전기와 초음파를 발생하는데 이 정전기와 초음파가 바이러스 및 세균을 살균소독하고 일부는 물속에 용해되어있는 이물질에 접촉하여 부상하는데 이 부상한 이물질들을 (12)불순물월류선 밖으로 넘치게 하여 걸려내는 시스템으로 물속에 용해되어 있는 불순물의 입자에 접촉 부상하여 분리하는 기술로서 이 시스템으로 1차 처리를 하면 다양한 유입수라 하더라도 이 시스템에 의하여 처리되어 나오는 상수도의 원수는 거의 성분이 같은 물이 되어 (26)1차 처리수저장탱크로 보내어 저장이 된단.

(26)1차 처리수저장탱크에 저장되어 있는 물은 (27)급수펌프에 의해서 공급이 되면서 (23)활성탄 필터에서 한번 더 거르면서 물맛을 좋게 하고 최종적으로 (24)세라믹필터를 이용하여 불순물을 걸러내며 아주 작은 입자로 쪼개어 물맛을 살려내며 정수하는 마이크로 버블을 이용한 정수시스템으로 해결을 하였음.

이에 본 발명은 다양한 유입수에 영향을 받지않고 처리할 수 있는 기술로서 마이크로 버블을 발생하여 공급하면 이 수많은 마이크로 버블의 일부는 물속에서 터지면서 정전기와 초음파를 발생하는데 이 정전기와 초음파가 바이러스 및 세균을 살균소독하고 일부는 물속에 용해되어있는 이물질에 접촉하여 부상하는데 이 부상한 이물질들을 (12)불순물월류선 밖으로 넘치게 하여 걸려내는 시스템으로 물속에 용해되어 있는 불순물의 입자에 접촉 부상하여 분리하는 기술로서 이 시스템으로 1차 처리를 하면 다양한 유입수라 하더라도 이 시스템에 의하여 처리되어 나오는 상수도의 원수는 거의 성분이 같은 물이 되어 (26)1차 처리수저장탱크로 보내어 저장이 되면 활성탄과 세라믹필터를 이용하여 정수하는 시스템으로 더 상세하게는

(33)유입수솔레노이드밸브가 열리면서 (11)버블발생처리수탱크로 물이 유입되는데 (11)버블발생처리수탱크의 물이 (13)고수위감지센서의 수위까지 차면 고수위감지 신호에 의하여 (20)순환펌프가 가동되며 이때 (30)1차 솔레노이드밸브는 열리고 (31)2차 솔레노이드밸브는 잠기면서 순환이 되며 (19)버블발생기에서 발생한 버블이 (29)버블공급관을 통하여 (28)버블공급노즐로 버블이 공급되는데 그 양은 안개처럼 하얗게 되면서 틈이 없이 마이크로 버블이 공급된다.

공급된 버블은 그 효과를 증대하기 위하여 노즐을 밑으로 향하게 하면 버블은 밑에서부터 탱크 전체로 퍼지며 위로 향하여 올라가면서 일부는 터지고 일부는 불순물에 접촉하며 위로 부상한다,

이때 터지는 마이크로 버블은 정전기와 초음파를 발생하며 바이러스 및 세균을 살균소독하고 일부는 불순물에 접촉하여 부상하는데 약 1시간 정도 가동되면 탱크 안에 있는 물은 바이러스와 세균은 살균소독이 되고 불순물은 부상하게 된다

이때 (31)2차 솔레노이드밸브를 열고 (30)1차 솔레노이드밸브를 닫으면 (26)1차처리수저장탱크의 물이 (11)버블발생처리수탱크로 물이 공급되면서 (12)불순물월류선위로 물이 넘치면서 불순물이 넘쳐 (15)불순물처리관을 통하여 외부로 방출된다.

유입수의 성분에 따라 이 동작의 반복회수를 1~3회 정도 반복하게 하는데 반복 여부는 탱크내에 있는 물이 안정화가 된 후에 탁도 센서로 측정한 후 (34)탁도센서의 신호에 의하여 컨트롤러가 작동하며 처리된 물은 (16)처리수이송 솔레노이드밸브가 열리면서 (21)처리수이송관을 통하여 (26)1차처리수저장탱크로 이송하여 저장된다.

(26)1차처리수저장탱크에 저장되어있는 물은 필요량에 따라 (27)급수펌프가 작동되면서 (23)활성탄필터를 통과하며 불순물을 걸러내고 물맛을 좋게 하고 (24)세라믹필터를 통과하며 최종적으로 불순물을 한번 더 걸러내고 물을 아주 작은 입자로 쪼개면서 물맛을 살리면서 (25)공급 관을 통하여 물을 공급한다.

(32)컨트롤러는 (14)저수위센서 밑으로 수위가 내려가는 것이 감지가 되면 (16)처리수이송솔레노이드밸브를 잠그고 (33)유입수솔레노이드밸브를 열어 (11)버블발생처리수탱크로 물을 유입시킨다

유입된 물이 고수위감지센서에 도달하여 감지가 되면 (33)유입수솔레노이드밸브를 잠그고 (30)1차솔레노이드밸브를 개폐하고 (20)순환펌프를 작동하여 버블을 공급한다 이때 버블 공급시간은 탱크의 크기에 따라 컨트롤러에 입력을 시켜주면 그 시간에 의하여 작동이 되며 이 시간이 지나면 (30)1차솔레노이드밸브를 잠그고 (31)2차솔레노이드밸브를 열어 (20)순환펌프가 (26)1차처리수저장탱크의 물을 (11)버블발생처리수탱크로 공급하여 (12)불순물월류선으로 버블과 접촉되어 부상한 불순물을 (15)처리수이송관을 통하여 외부로 방출한다.

버블 공급이 끝나고 탱크 내의 물이 안정화되면 (34)탁도 센서는 물속의 탁도를 측정하여 기준수치이상이 감지되면 재가동하고 기준수치 이하가 되면 종료를 하여 (16)처리수이송솔레노이드밸브를 열어 처리가 된 물을 (26)1차처리수저장탱크로 처리 수를 보내어 저장한다.

(26)1차처리수저장탱크의 수위가 만수위에 도달하면 (22)볼탑의 부구가 올라가면서 물의 공급을 차단하고 수위가 내려가면 공급을 하는데 (14)저수위감지센서에 신호가 감지되면 (16)처리수이송솔레노이드밸브를 잠그고 (33)유입수솔레노이드밸브를 열어 물을 다시 공급하는 동작을 반복하며 가동된다.

위와 같이 마이크로 버블을 이용 마이크로 버블이 터지면서 정전기와 초음파를 발생하여 바이러스 및 세균을 살균소독하고 일부의 마이크로 버블은 불순물에 접촉 부상하여 불순물 월류선으로 넘쳐 외부로 분리되며 1차 처리를 한다.

2차 활성탄 필터와 3차 세라믹필터를 통과하며 정수가 되는데 1차에서 처리된 물이 2차 3차의 필터를 통과하기 때문에 필터의 수명은 타 방식보다 3~5배 이상 연장되어 유지관리비가 절약되며 다양한 유입수에 영향을 미치지 않고 처리할 수 있는 마이크로 버블을 이용한 정수기를 마을상수도 및 소규모 급수시설에 설치하여 수인성 질병을 예방하는 것은 물론 항상 쾌적한 물을 공급하여 국민건강에 큰 이바 지를 할 것이다.

(11)버블발생처리수탱크는 (26)1차처리수탱크의 고수위보다 50㎝이상 높이 설치하여 자연유하가 되게 하고 (23)활성탄필터와 (25)세라믹필터는 (26)1차처리수저장탱크의 높이와 같이 설치를 하고 도 1의 계통도와 같이 배관을 한다.

컨트롤러의 프로그램은 (13)고수위센서 (14)저수위센서 (16)처리수이송솔레노이드밸브 (20)순환펌프 (30)1차솔레노이드밸브 (31)2차솔레노이드밸브 (33)유입수솔레노이드밸브 (34)탁도센서의 신호에 의해 위의 기능에 적합하게 동작할 수 있는 프로 그램을 미리 입력하여 신호가 감지되면 작동하게 한다.

(11)버블발생처리수탱크의 물이 (13)고수위감지센서의 수위까지 차면 고수위감지 신호에 의하여 (20)순환펌프가 가동된다 순환펌프가 가동되면서 (30)1차 솔레노이드밸브는 열고 (31)2차 솔레노이드밸브는 잠그면 (11)버블발생처리수탱크의 물이 순환이 되며 (19)버블발생기에서 발생한 버블이 (29)버블공급관을 통하여 (28)버블공급노즐로 버블이 공급되는데 그 양은 안개처럼 하얗게 되면서 틈이 없이 마이크로 버블이 공급된다.

공급된 버블은 그 효과를 증대하기 위하여 노즐을 밑으로 향하게 하면 버블은 밑에서부터 탱크 전체로 퍼지며 위로 향하여 올라가면서 일부는 터지고 일부는 불순물에 접촉하며 위로 부상하게 한다.,

탱크의 용량과 버블발생기의 효력에 맞게 순환펌프의 가동시간을 설정 한다음 이 시간이 지나면 프로그램에 의하여 (31)2차 솔레노이드밸브를 열고 (30)1차 솔레노이드밸브를 닫으면 (26)1차처리수저장탱크의 물이 (11)버블발생처리수탱크로 물이 공급되면서 (12)불순물월류선위로 물이 넘치면서 불순물이 넘쳐 (15)불순물처리관을 통하여 외부로 방출된다.

이때 정확한 처리를 하기 위하여 반복장치를 하는데 (34)탁도센서의 신호가 기준치 이상이면 반복 작동을 하게 하고 기준치 이하이면 (26)1차처리수저장탱크로 이송하여 저장을 하는데 컨트롤러는 (16)처리수이송 솔레노이드밸브를 열어 (21)처리수이송관을 통하여 (26)1차처리수저장탱크로 이송하여 저장한다.

(26)1차처리수저장탱크에 있는 물은 저장하고 있다가 필요량의 신호에 의하여 (27)급수펌프가 작동되면 (23)활성탄필터를 통과하며 불순물을 걸러내며 물맛을 좋게 하고 (24)세라믹필터를 통과하며 최종적으로 불순물을 한번 더 걸러내고 물을 아주 작은 입자로 쪼개면서 물맛을 살리면서 (25)공급 관을 통하여 물을 공급한다.

(32)컨트롤러는 (14)저수위센서 밑으로 수위가 내려가는 것이 감지가 되면 (16)처리수이송솔레노이드밸브를 잠그고 (33)유입수솔레노이드밸브를 열어 (11)버블발생처리수탱크로 물을 유입시킨다

유입된 물이 고수위감지센서에 도달하여 감지가 되면 (33)유입수솔레노이드밸브를 잠그고 (30)1차솔레노이드밸브를 개폐하고 (31)2차솔레노이드밸브는 잠그고 (20)순환펌프를 작동하여 버블을 공급하는 방법으로 반복하여 가동한다.

컨트롤러는 버블 공급과 불순물 처리가 끝나면 물의 안정화 시간을 준 다음 (34)탁도센서로 물속의 탁도를 측정하여 기준수치이상이 감지되면 재가동하고 기준수치 이하가 되면 종료를 하여 (16)처리수이송솔레노이드밸브를 열어 처리가 된 물을 (26)1차처리수저장탱크로 처리 수를 보내어 저장한다.

(26)1차처리수저장탱크의 수위가 만수위에 도달하면 (22)볼탑의 부구가 올라가면서 물의 공급을 차단하고 수위가 내려가면 공급을 하는데 (14)저수위감지센서에 신호가 감지되면 (16)처리수이송솔레노이드밸브를 잠그고 (33)유입수솔레노이드밸브를 열어 물을 다시 공급하는 동작을 반복하며 물을 처리하여 공급한다.

도-1 마이크로 버블을 이용한 정수기의 계통도

(11)버블발생처리수탱크 (12)불순물월류선

(13)고수위감지센서 (14)저수위감지센서

(15)불순물처리관 (16)처리수이송솔레노이드밸브

(17)청소솔레노이드밸브 (18)청소관

(19)버블발생기 (20)순환펌프

(21)처리수이송관 (22)볼탑

(23)활성탄필터 (24)세라믹필터

(25)공급관 (26)1차처리수저장탱크

(27)급수펌프 (28)버블공급노즐

(29)버블공급관 (30)1차 솔레노이드밸브

(31)2차 솔레노이드밸브 (32)컨트롤러

(33)유입수솔레노이드밸브 (34)탁도센서

Claims (2)

1. (11)버블발생처리수탱크의 물이 (13)고수위감지센서의 수위까지 차면 고수위감지 신호에 의하여 (20)순환펌프가 가동되고 이때 (30)1차 솔레노이드밸브는 열리고 (31)2차 솔레노이드밸브는 잠기면서 (20)순환펌프가 가동되며 물이 순환이 될 때 (19)버블발생기에서 발생한 버블이 (29)버블공급관을 통하여 (28)버블공급노즐로 버블이 공급되고 공급된 버블은 그 효과를 증대하기 위하여 노즐을 밑으로 향하게 하면 버블은 밑에서부터 탱크 전체로 퍼지며 위로 향하여 올라가면서 일부는 터지고 일부는 불순물에 접촉하며 위로 부상하게 되며 위로 향하여 올라가면서 터진 일부의 상기 마이크로 버블은 정전기와 초음파를 발생함으로써 바이러스 및 세균을 살균소독하고 일부는 불순물에 접촉하여 부상하여 부상한 불순물은 (31)2차 솔레노이드밸브를 열고 (30)1차 솔레노이드밸브를 닫으면 (26)1차처리수저장탱크의 물이 (11)버블발생처리수탱크로 물이 공급되면서 (12)불순물월류선위로 물이 넘치면서 불순물이 넘쳐 (15)불순물처리관을 통하여 외부로 방출되며 불순물이 분리되며 처리하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 정수시스템.
2. 제1항에 있어서, 물속의 탁도를 측정하는 (34)탁도 센서를 더 포함하고,

   불순물 처리가 끝나고 일정한 시간이 흐르면 물이 안정화되는데 상기 (34)탁도센서에 의하여 측정된 탁도가 기준수치이상이 감지되면 재가동하고 기준수치 이하가 되면 종료를 하여 (16)처리수이송솔레노이드밸브를 열어 처리가 된 물을 (26)1차처리수저장탱크로 처리 수를 보내어 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 정수시스템.

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