KR101228564B1

KR101228564B1 - 지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법

Info

Publication number: KR101228564B1
Application number: KR1020100115072A
Authority: KR
Inventors: 임효종
Original assignee: 임효종
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: KR20120053780A

Abstract

본 발명은 지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법에 관한 것으로서, 종래에는 농촌이나 산간 지방에서 고가의 정수장 설비를 갖추기가 어려워 대부분 소형 정수기를 사용하였는 바, 이는 정수량이 적어 마을 공동수도 등으로 활용하지 못하였고, 고가의 정수용 필터를 수시로 교체해야 하므로 유지비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 공급되는 지하수 및 계곡물의 원수를 내부에 채워진 다수의 여과재층으로 걸러서 1차처리수를 공급하는 다층여과장치(100)와; 다층여과장치(100)에서 공급되는 1차처리수를 내부의 활성탄층(232)으로 걸러서 2차처리수를 공급하는 단층여과장치(200)와; 단층여과장치(200)에서 공급되는 2차처리수를 내부에 채워진 양이온수지로 정수처리하여 3차처리수로 만들어주는 양이온수지통(300)과; 양이온수지통(300)에서 공급되는 3차처리수를 내부에 채워진 음이온수지로 정수처리하여 4차처리수로 만들어주는 음이온수지통(400)과; 4차처리수를 받아 저장하며, 저장된 물을 다층여과장치(100)와 단층여과장치(200) 및 양이온수지통(300)과 음이온수지통(400)에 역세수로 공급하거나 다음 단계로 공급하는 물탱크(500)와; 공급된 4차처리수의 각종 세균과 바이러스를 양전하필터(630)로 제거하여 최종 처리수를 공급하는 양전하필터부(600); 로 이루어진 것을 특징으로 하는 것으로서, 전처리를 위한 필터교환이 필요없어 유지비가 저렴하고, 음용수로 사용하기 위한 정수량이 대용량으로 풍족하므로 대단위 농장이나 공장에 효율적으로 사용 가능하며, 군부대나 산간 오지마을 및 섬마을 등지에서 소규모 마을수도로 적용 가능한 것이다.

Description

지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법{Clean water system and clean water method for subterrarean water and valley water}

본 발명은 지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 각종 농장이 많은 농촌이나 산업 현장에서 많이 사용되고 있는 지하수 등의 원수에 포함된 각종 부유물과 탁도 및 중금속과 방사능물질 등의 오염물질 제거가 탁월하고, 바이러스 및 대장균을 제거하는 정수능력이 뛰어나며, 음용수로서의 물맛이 좋고 유지비가 저렴하게 소요되는 지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법에 관한 것이다.

일반적으로 가축 사육을 하는 양계농장, 양돈농장, 한우농장, 젓소농장 및 비닐하우스 등지에서 농작물을 재배하는 각종 농장에서는 가축 사육 및 농작물 재배를 위해 매일 많은 량의 음용수를 필요로 하며, 물을 많이 사용하는 탕제원이나 공장 등지의 산업현장에서는 지하수 등의 원수를 정수하여 된 물을 산업용수로 많이 사용하고 있다.

즉, 상수도가 설치되지 않은 농촌의 농장이나 산간 지역의 산업현장 및 이동이 잦은 군부대 등지에서는 지하수나 계곡 및 강줄기 등지에서 흐르는 물(이하 "원수"라 칭함)을 끌어다가 정수한 물을 음용수로 많이 사용하고 있다.

그리고, 상수도가 설치되어 있더라도 많은 량의 물을 필요로 하는 곳은 상수도만 사용할 경우 수도요금이 과다하게 나오게 되므로 대부분 계곡물이나 지하수 등의 원수를 찾아서 사용하고 있는 실정이다.

그런데, 요즈음의 원수는 부유물이 많아 탁하고 각종 중금속과 잔류농약 및 냄새가 심한 유기물질이 많이 함유되어 있어서 질산성 질소로의 오염으로 각종 암을 유발하는 원인이 되고 있으며, 식중독균 및 대장균 등이 많이 포함되어 있다.

따라서, 상기와 같이 각종 오염이 심한 원수를 깨끗하고 안전하게 음용수로 사용하려면 수십번의 단계를 거쳐서 정수를 하는 대형 정수장과 같은 설비를 갖추어야만 한다.

하지만, 이러한 대형 정수장을 갖추기 위한 설비는 매우 고가이기 때문에 일반 농가나 산업현장에서는 고가의 대형 정수설비를 갖출 엄두를 내지 못하고 있으며, 대부분 소형 정수기를 통해 정수한 물을 그대로 사용하고 있는데 이러한 소형 정수기는 정수 효과가 미미한 상태여서 안전성이 상당히 떨어진다.

즉, 지하수 등의 원수를 정수하는 기존의 정수기 시스템은 대부분 침전물을 걸러 여과시켜 주는 세디멘트필터(Sediment filter)나 박막형의 멤브레인필터(Membrane filter), 역삼투압필터를 사용하여 정수하는 구조로 되어 있다.

그러나 상기 세디멘트필터나 멤브레인필터는 밀도가 큰 것일 경우 미세 탁도 및 중금속, 잔류농약 등의 이물질을 잘 여과시키지를 못하므로 정수효과가 떨어진다.

그리고, 밀도가 상당히 미세한 세디멘트필터나 멤브레인필터를 사용할 경우는 필터의 막힘현상이 수시로 발생하여 관리가 어렵고 많은 정수량을 보장할 수 없어서 대용량의 용수를 필요로 하는 곳에서는 여러 개의 필터를 사용하여야 하므로 비용과 효율성이 많이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 역삼투압필터는 고가이면서도 많은 량의 원수(60~70%)를 버려야 하기 때문에 지하수 고갈 및 필터교환에 따른 유지보수비가 많이 소요되어 영세한 농장주가 많은 농가 및 산업현장에서 사용하기에는 현실에 맞지 않아 적합하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 지하수나 계곡 및 강줄기 등지에서 흐르는 물(이하 "원수"라 칭함)이 갖고 있는 부유물과 탁도 및 미세 오염물질과 같은 각종 오염원을 깨끗이 제거하여 음용수로 물맛이 좋고 전처리를 위한 필터 교환이 필요 없어 유지비가 저렴한 지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 원수를 연수로 만들고 아질산염 발생을 억제하면서 인체와 가축 및 각종 농작물에 유익한 물을 대용량으로 정수 처리하여 음용수로 제공할 수 있는 지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적으로는 각 시,군,구의 소규모 마을수도로 활용할 수 있어 소비자 모두가 만족할 수 있는 지하수 및 계곡물의 정수시스템 및 정수방법을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 내부에 자갈층과 왕사층과 중사층과 세사층과 안트라사이트층과 가네트층이 구비된 다층여과장치(전처리탑), 내부에 왕사층과 활성탄층이 구비된 단층여과장치(카본탑), 양이온수지가 구비된 양이온수지통, 음이온수지통, 정수된 물이 저장되는 물탱크, 각종 세균과 바이러스를 걸러주는 양전하필터부를 구비하여 지하수 및 계곡물의 정수시스템을 구성한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 입구로 유입되는 원수를 다층여과장치(전처리탑)에서 내부에 채워진 각종 여과재층으로 걸러서 1차처리수를 배출하는 제1단계와; 단층여과장치에서 1차처리수를 활성탄층과 왕사층으로 걸러서 2차처리수로 만들어 배출하는 제2단계와; 양이온수지통에서 양이온수지로 3차처리수를 만들어 배출하는 제3단계와; 음이온수지통에서 음이온수지로 4차처리수를 만들어 배출하는 제4단계와; 4차처리수를 탱크입구에 저장하였다가 양전하필터부에서 각종 중금속과 세균 및 바이러스를 여과 정수한 최종처리수를 사용자에게 공급하거나, 또는 4차처리수를 양전하필터부에서 먼저 정수 처리한 후 최종처리수를 물탱크에 저장하였다가 사용자에게 공급하는 제5단계와; 일정기간 가동 후 물탱크에서 공급되는 역세수를 이용하여 다층여과장치와 단층여과장치 및 양이온수지통과 음이온수지통 내부를 역세작업하는 제6단계;로 이루어진 지하수 및 계곡물의 정수방법을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 상수도가 설치되지 않은 농촌의 각종 농장이나 산간 지역의 산업현장 및 이동이 잦은 군부대 등지에서 지하수나 계곡 및 강줄기 등지에서 흐르는 원수를 음용수로 사용하기 위해 정수 처리할 때 전처리를 위한 필터교환이 필요없어 각종 오염원을 저렴한 비용에 깨끗이 제거할 수 있으므로 유지비가 저렴한 효과가 있다.

또한, 일반 정수장 시스템처럼 대량의 음용수를 신속하게 정수할 수 있어 정수량이 풍족하고 원수에 포함된 각종 이물질과 세균, 바이러스 및 라돈, 우라늄 등의 물질이 95~99% 정도로 제거된 고도 처리의 음용수를 제공할 수 있으므로 본 발명은 각 시(도), 군, 구의 농가나 섬 등지에서 소규모 마을수도로 적용 가능한 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 의해 제공되는 음용수는 대단위 농장이나 공장 등지에서 일반 생활용수나 산업용수로 사용하여도 되는 것이므로 기대 이상의 효율로 사용 가능한 것이다.

도 1 은 본 발명의 정수시스템 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도
도 2 는 본 발명의 정수시스템 전체 구성을 다른 실시예로 보인 구성도
도 3 은 본 발명에 설치된 다층여과장치 내부 구성을 보인 단면도
도 4 는 본 발명에 설치된 단층여과장치 내부 구성을 보인 단면도
도 5 는 본 발명의 양이온수지와 음이온수지통의 구성을 보인 단면도
도 6 은 본 발명에 설치된 양전하필터부 구성을 보인 단면도

이하에서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성과 작용 및 효과를 바람직한 실시예로 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 정수시스템을 다층여과장치, 단층여과장치, 양이온수지통, 음이온수지통, 물탱크, 양전하필터부의 순서로 배치시킨 구조를 보인 도면이고, 도 2 는 본 발명의 정수시스템을 다층여과장치, 단층여과장치, 양이온수지통, 음이온수지통, 양전하필터부, 물탱크의 순서로 배치시킨 구조를 보인 도면이다.

도시된 도 1 및 도 2 에서는 지하수나 계곡 등지에서 흐르는 물(이하 "원수"라 칭함)을 모터펌프(11)로 펌핑하여 일단 저장탱크(20)에 저장시켰다가 다시 모터펌프(21)로 저장탱크(20)의 원수를 펌핑하여 원수공급라인(10)으로 공급하는 것으로 도시하였으나, 모터펌프(11)를 이용하여 원수를 원수공급라인(10)에 직접 공급되게 하여도 된다.

이러한 본 발명의 정수시스템은 원수공급라인(10)을 통해 원수가 공급되는 다층여과장치(100), 활성탄이 채워진 단층여과장치(200), 양이온수지통(300), 음이온수지통(400), 물탱크(500), 양전하필터부(600)로 구성됨을 특징으로 하는 것으로서, 이하에서는 실시예별로 설명하기로 한다.

<제1실시예>

다층여과장치(100)는 도 3 과 같이 상부의 원수입구(110)를 밸브(111a)(112a)가 설치된 원수공급관(111)과 역세수배출관(112)으로 분기시켜 설치하고, 하부의 전처리수출구(120)는 밸브(121a)(122a)(123a)로 개폐되는 1차처리수배출관(121)과 하부드레인관(122) 및 역세관(123)으로 분기시켜 설치하며, 내부에는 하단의 스트레이너(130)(Strainer) 위로 자갈층(131), 왕사층(132), 중사층(133), 세사층(134), 안트라사이트층(135), 가네트층(136)이 차례로 적층시켜 구성한다.

단층여과장치(200)는 도 4 와 같이 상부의 단층여과장치입구(210)를 밸브(211a)(212a)가 설치된 1차처리수유입관(211)과 역세수배출관(212)으로 분기시켜 설치하고, 하부의 단층여과장치출구(220)는 밸브(221a)(222a)(223a)가 설치된 2차처리수배출관(221)과 하부드레인관(222) 및 역세관(223)을 분기시켜 설치하며, 내부에는 하단의 스트레이너(230) 위로 왕사층(231)과 활성탄층(232)이 차례로 적층되게 구성한다.

양이온수지통(300)은 도 5 와 같이 상부의 양이온수지통입구(310)를 밸브(311a)(331a)로 개폐되는 2차처리수유입관(311)과 소금물통(330)의 소금물공급관(331)으로 분기시켜 설치하고, 상부의 양이온수지통출구(320)에는 밸브(321a)(322a)(323a)가 설치된 3차처리수배출관(321)과 드레인관(322) 및 역세관(323)을 분기시켜 설치하며, 작은 알갱이의 양이온수지(340)가 일정 높이 채워진 내부에는 양이온수지(340)에 하단이 묻힌 상태에서 처리수를 상향 순환시키는 안내관(350)을 양이온수지통출구(320)와 연결되게 구성한다.

음이온수지통(400)은 도 5 와 같이 상부의 음이온수지통입구(410)에 밸브(411a)(431a)로 개폐되는 3차처리수유입관(411)과 소금물통(430)의 소금물공급관(431)을 분기시켜 설치하고, 상부의 음이온수지통출구(420)에는 밸브(421a)(422a)(423a)가 설치된 4차처리수배출관(421)과 드레인관(422) 및 역세관(423)을 분기시켜 설치하며, 작은 알갱이의 음이온수지(440)가 일정 높이 채워진 내부에는 음이온수지(440)에 하단이 묻힌 상태에서 처리수를 상향 순환시키는 안내관(450)을 음이온수지통출구(420)와 연결시켜 구성한다.

여기서, 소금물공급관(331)(431)이 닫혀있을 때는 2차 및 3차처리수유입관(311)(411)으로 처리수만이 유입되고, 소금물공급관(331)(431)이 열리면 처리수가 유입될 때의 압력에 의해 소금물이 함께 들어가도록 되어 있다.

그리고, 드레인관(322)(422)의 밸브(322a)(422a)는 양이온수지통입구(310) 및 음이온수지통입구(410)와도 통하도록 선택적인 개폐동작을 하므로 양이온수지통입구(310) 및 음이온수지통입구(410) 쪽으로 선택되어 열리면 역세수를 배출시키도록 되어 있다.

물탱크(500)는 일단에 정수된 물을 공급받아 저장하기 위한 탱크입구(510)가 구비되고, 타단에는 저장된 물을 모터펌프(521)(531)로 펌핑하여 다층여과장치(100)와 단층여과장치(200) 및 양이온수지(340)와 음이온수지(440)의 역세관(123)(223)(323)(423)에 역세수로 공급하는 역세수출구(520) 및 다음 단계로 공급하는 처리수출구(530)가 구비되게 구성한다.

양전하필터부(600)는 도 6 과 같이 물탱크(500)의 처리수출구(530)로부터 처리수를 공급받는 필터부입구(610)가 상부에 형성되고, 내부에 다수개의 양전하필터(Nano ceram filter)(630)가 설치되며, 하부에는 최종처리수를 배출시키는 필터부출구(620)가 구비되어 형성된 것이다.

<제2실시예>

이러한 본 발명은 상기 구성 중에서 도 2 에서와 같이 양전하필터부(600)를 음이온수지통(400)과 물탱크(500) 사이에 설치하여, 다층여과장치(100) ⇒ 단층여과장치(200) ⇒ 양이온수지통(300) ⇒ 음이온수지통(400) ⇒ 양전하필터부(600) ⇒ 물탱크(500)의 순서로 구성할 수도 있다.

상기 제2실시예로 구성할 때는 음이온수지통출구(420)를 양전하필터부(600)의 필터부입구(610)에 연결하고, 양전하필터부(600)의 필터부출구(620)는 물탱크(500)의 탱크입구(510)로 연결하여 최종 처리수가 물탱크(500)의 처리수출구(530)를 통해 사용자에게 공급되게 하여야 한다.

이러한 본 발명은 다층여과장치(100)의 원수입구(110)와; 단층여과장치(200)의 단층여과장치입구(210); 및 양전하필터부(600)의 필터부입구(610) 아래쪽에 일정 간격을 두고 확산판(113)(213)(613)을 각각 설치하는 것이 바람직하다.

상기 확산판(113)(213)(613)은 원수입구(110)와 단층여과장치입구(210) 및 필터부입구(610)를 통해 각 탱크의 내부로 떨어지는 물이 부딪혀 확산되게 하는 것으로서, 내부에 고르게 확산되면서 낙하되게 하므로 정수 효과를 높혀준다.

이러한 본 발명에 의해 원수를 여과 정수하는 과정을 각 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1단계(원수의 전처리단계)

원수를 전처리할 때는 다층여과장치(100)의 원수공급관(111)과 1차처리수배출관(121)의 밸브(121a)는 열어주고 나머지 역세수배출관(112)과 하부드레인관(122) 및 역세관(123)의 밸브(112a)(122a)(123a)는 모두 닫은 상태로 동작시킨다.

따라서, 상기 제1단계는 원수입구(110)와 연결된 원수공급관(111)을 통해 원수가 다층여과장치(100) 내부로 공급되면 내부에 적층된 가네트층(136), 안트라사이트층(135), 세사층(134), 중사층(133), 왕사층(132), 자갈층(131)을 차례로 통과하는 동안 원수의 미세 탁도를 효과적으로 제거하고 부유물질을 여과하여 원수를 1차처리수로 만들어주며, 1차처리수는 밸브(121a)가 열려있는 1차처리수배출관(121)을 통해 배출되는 단계이다.

여기서, 가네트층(136)을 구성하는 가네트(Garnet)는 비중이 2~2.5에 달하는 여과재이며, 부유물질과 현탁물질을 걸러서 제거하는 여과재이다.

안트라시이트층(135)을 구성하는 안트라사이트(Anthracite)는 석탄을 원료로 한 탁도 제거용 여과재이며, 일반 여과재보다 비중이 1.4 정도로 가볍기 때문에 역세척시 부유물질과 현탁물질이 잘 분리된다.

세사층(134)과 중사층(133) 및 왕사층(132)을 구성하는 세사, 중사, 왕사는 입자 크기가 상이한 모래로서, 자갈과 더불어 부유물질 및 현탁물질을 걸러준다.

제2단계(활성탄을 이용한 정수단계)

단층여과장치(200)는 내부에 많은 량의 활성탄이 채워져 있으며, 1차처리수의 오염원이라고 할 수 있는 냄새 및 탁도를 흡착 제거할 때는 1차처리수유입관(211)과 2차처리수배출관(221)의 밸브(211a)(221a)는 열어주고 나머지 역세수배출관(212)과 하부드레인관(222) 및 역세관(223)의 밸브(212a)(222a)(223a)는 모두 닫은 상태로 동작시킨다.

즉, 1차처리수가 단층여과장치입구(210)를 통해 단층여과장치(200) 내부로 유입되면 내부에 적층된 활성탄층(232)과 왕사층(231)을 차례로 거치는 동안 1차처리수에 포함된 냄새와 미세 탁도가 활성탄에 효과적으로 흡착 제거되므로 각종 오염원을 깨끗하게 정수 제거하여 2차처리수로 만들어 주며, 2차처리수는 밸브(221a)가 열린 2차처리수배출관(221)을 통해 배출된다.

제3단계(양이온수지를 이용한 정수단계)

양이온수지통(300)은 정수작업시 소금공급관(331)과 드레인관(322) 및 역세관(323)의 밸브(331a)(322a)(323a)는 모두 닫고, 2차처리수유입관(311)과 3차처리수배출관(321)의 밸브(311a)(321a)는 열어준 상태로 동작시킨다.

그러면, 양이온수지통입구(310)를 통해 내부로 유입된 2차처리수는 작은 알갱이 형태의 양이온수지(340)를 통과하게 되며, 양이온수지(340)는 처리수의 칼륨과 마그네슘을 일정 량으로 유지시켜 주므로 처리수는 경도를 낮추어 부드러운 연수로 변하는 3차처리수가 된다.

그리고, 연수로 변한 3차처리수는 하단이 양이온수지(340)에 묻혀있는 안내관(350)을 따라 상향으로 이동되어 양이온수지통출구(320)의 열려있는 3차처리수배출관(321)을 통해 외부로 배출된다.

제4단계(음이온수지를 이용한 정수단계)

음이온수지통(400)은 정수작업시 소금물공급관(331)과 드레인관(422) 및 역세관(423)의 밸브(331a)(422a)(423a)는 닫고, 3차처리수유입관(411)과 4차처리수배출관(421)의 밸브(411a)(421a)는 열어준 상태로 동작시킨다.

즉, 음이온수지통입구(410)를 통해 내부로 유입된 3차처리수는 작은 알갱이 형태의 음이온수지(440)를 통과하게 되며, 음이온수지(440)는 원수의 오염 주요인이라고 할 수 있는 질산성질소를 제거하여 기준치(10mg/L) 이하인 5mg/L 정도로 유지시켜서 인체에 유익한 4차처리수를 만들게 된다.

그리고, 상기 4차처리수는 하단이 음이온수지(440)에 묻혀있는 안내관(450)을 따라 상향으로 이동되어 음이온수지통출구(420)의 열려있는 4차처리수배출관(421)을 통해 외부로 배출된다.

제5단계(최종 정수처리 및 공급단계)

이 단계는 도 1 과 같이 4차처리수를 탱크입구(510)로 공급받아 물탱크(500)에 저장하였다가 양전하필터부(600)에서 각종 중금속과 세균 및 바이러스를 여과 정수하여 제거한 최종처리수를 사용자에게 공급하거나 또는 도 2 와 같이 4차처리수를 먼저 양전하필터부(600)에서 각종 중금속과 세균 및 바이러스를 정수하여 제거한 후 그 최종처리수를 물탱크(500)에 저장하였다가 사용자에게 공급하는 단계이다.

즉, 양전하필터부(600)의 내부에 설치된 양전하필터(630)는 강한 양전하를 띄는 부직포 형태의 필터로서, 4차처리수에 포함되어 있는 각종 중금속이나 일반세균 및 바이러스 등을 완전히 제거하여주므로 보다 안전하고 깨끗한 물을 제공할 수 있다.

제6단계(역세수를 이용한 역세단계)

원수를 최종처리수로 여과 정수하는 다층여과장치(100), 단층여과장치(200), 양이온수지통(300), 음이온수지통(400) 내부에는 각종 현탁물질과 부유물질 및 중금속과 세균이 많이 묻게 되므로 일정기간 사용후에는 역세수를 이용하여 세척하는 작업을 하는 역세단계를 행하여야 한다.

즉, 상기 역세단계는 물탱크(500)의 역세수출구(520)를 통해 배출되는 역세수를 다층여과장치(100)와 단층여과장치(200) 및 양이온수지통(300)과 음이온수지통(400)의 역세관(123)(223)(323)(423)으로 각각 공급하여 역세작업을 행하는 단계이다.

이러한 역세작업을 행하는 과정을 보다 상세히 언급하면 다음과 같다.

다층여과장치(100)와 단층여과장치(200)는 원수공급관(111), 1차처리수배출관(121), 하부드레인관(122)(222) 및 1차처리수유입관(211), 2차처리수배출관(221)을 닫고 역세관(123)(223), 역세수배출관(112)(212)을 열어준 상태로 물탱크(500)의 역세수출구(520)에서 공급되는 역세수를 역세관(123)(223)으로 공급한다.

그러면 역세관(123)(223)을 통해 유입된 역세수는 스트레이너(130)(230)를 통해 상향으로 분출되어 올라가면서 내부의 여과재층(자갈층(131), 왕사층(132), 중사층(133), 세사층(134), 안트라사이트층(135), 가네트층(136), 왕사층(231), 활성탄층(232))에 묻어 있는 각종 현탁물질과 부유물질을 분리시켜 씻어낸 다음 열려있는 상부의 역세수배출관(112)(212)을 통해 배출시킨다.

그 후 다층여과장치(100)는, 역세작업이 완료되면 원수공급관(111), 하부드레인관(122)을 열어주고 역세관(123)과 역세수배출관(112)을 닫아준 상태로 원수공급관(111)으로 원수를 공급한다.

그러면 역세작업으로 뒤섞였던 자갈, 왕사, 중사, 세사, 안트라사이트, 가네트는 서로의 비중이 다르므로 내부에 채워진 원수가 하부드레인관(122)을 통해 배출되는 동안 원래의 자리를 찾아가 각자의 층을 이루게 된다.

단층여과장치(200)는, 역세작업이 완료되면 1차처리수유입관(211), 하부드레인관(222)을 열어주고 역세관(223)과 역세수배출관(212)을 닫아주며, 이때 다층여과장치(100)는 하부드레인관(122)을 닫고 1차처리수배출관(121)을 열어준다.

그러면 1차처리수가 1차처리수유입관(211)을 통해 단층여과장치(200) 내부에 채워졌다가 열려있는 하부드레인관(222)을 통해 배출되는 동안 단층여과장치(200) 내부의 비중이 서로 다른 여과재(왕사, 활성탄) 또한 원래의 자리를 찾아가 각자의 층을 다시 이루게 된다.

양이온수지통(300)과 음이온수지통(400)의 역세수 단계는, 나머지 관들은 모두 닫고 역세관(323)(423)과 드레인관(322)(422)만을 열어준 상태로 물탱크(500)의 역세수출구(520)에서 공급되는 역세수를 안내관(350)(450)을 거쳐 내부에 채워지도록 역순환시키면 알갱이의 양이온수지(340)와 음이온수지(440)에 달라붙어 있던 각종 이물질과 불순물들이 역세수에 의해 쉽게 떨어진 후 역세수와 함께 드레인관(322)(422)으로 배출된다.

그 후 내부에 먼저 채워진 후 안내관(350)(450)을 통해 드레인관(322)(422)으로 배출되도록 정상순환시키면서 소금물공급관(331)(431)의 밸브(331a)(431a)를 열어주면 소금물통(330)(430)의 소금물이 함께 투입되면서 양이온수지(340)와 음이온수지(440)의 불순물을 양호하게 제거해 준다.

그런 다음 소금물공급관(331)(431)을 닫고 정상순환수만을 공급하면 양이온수지(340)와 음이온수지(440)에 묻어있던 소금성분이 깨끗하게 세척되어 드레인관(322)(422)으로 배출되므로 양이온수지(340)와 음이온수지(440)의 본래 기능을 양호하게 재생시켜 준다.

그 후 소금물공급관(331)(431)을 열고 정상순환되는 물의 일부를 소금물통(330)(430)으로 보내고 소금을 투입하면 일정 높이의 소금물이 다음 역세단계를 위해 준비된다.

이러한 본 발명에서 밸브들은 모두 수동형 밸브로 설치하여도 되고 또는 콘트롤부에 입력된 프로그램에 의해 단계별로 자동 조절되는 전자밸브로 설치하여도 된다.

본 발명은 원수의 오염 요인이라고 할 수 있는 질산성질소를 전용수지로 제거하여 인체에 유익하면서도 보다 깨끗하게 정수된 물을 풍족한 정수량의 음용수로 제공할 수 있어 대단위 농장 및 산업단지 등에서 널리 활용할 수 있는 것이다.

10 : 원수공급라인 20 : 저장탱크
100 : 다층여과장치 110 : 원수입구
112,212: 역세수배출관 122,222: 하부드레인관
113,213,613: 확산판 121 : 1차처리수배출관
123,223,323,423: 역세관 135 : 안트라사이트층
136 : 가네트층 200 : 단층여과장치
210 : 단층여과장치입구 220 : 단층여과장치출구
232 : 활성탄층 300 : 양이온수지통
330,430: 소금물통 321 : 3차처리수배출관
350,450: 안내관 400 : 음이온수지통
421 : 4차처리수배출관 500 : 물탱크
520 : 역세수출구 530 : 처리수출구
600 : 양전하필터부 620 : 필터부출구

Claims

원수공급라인(10)에 구비된 모터펌프(11)(21)를 이용하여 지하수 및 계곡물이 직접 공급되거나 또는 저장탱크(20)에 저장되었다가 공급되는 원수의 정수시스템에 있어서,
원수입구(110)는 밸브가 설치된 원수공급관(111)과 역세수배출관(112)으로 분기시키고, 하부의 전처리수출구(120)는 각각 밸브로 개폐되는 1차처리수배출관(121)과 하부드레인관(122) 및 역세관(123)으로 분기시키며, 내부에는 스트레이너(130) 위로 자갈층(131), 왕사층(132), 중사층(133), 세사층(134), 안트라사이트층(135), 가네트층(136)이 차례로 적층된 다층여과장치(100)와;
단층여과장치입구(210)는 밸브가 설치된 1차처리수유입관(211)과 역세수배출관(212)으로 분기시키고, 하부의 단층여과장치출구(220)는 밸브가 설치된 2차처리수배출관(221)과 하부드레인관(222) 및 역세관(223)으로 분기시키며, 내부에는 스트레이너(230)위로 왕사층(231)과 활성탄층(232)이 차례로 적층된 단층여과장치(200)와;
양이온수지통입구(310)는 밸브가 설치된 2차처리수유입관(311)과 소금물통(330)의 소금물공급관(331)으로 분기시키고, 양이온수지통출구(320)는 밸브가 설치된 3차처리수배출관(321)과 역세관(323)으로 분기시키며, 드레인관(322)은 밸브(322a)에 의해 양이온수지통입구(310) 및 양이온수지통출구(320)에 선택되어 연결되고, 내부의 양이온수지(340)에 하단이 묻힌 상태로 처리수를 상향순환시키는 안내관(350)의 상단을 양이온수지통출구(320)와 연결시킨 양이온수지통(300)과;
음이온수지통입구(410)는 밸브로 개폐되는 3차처리수유입관(411)과 소금물통(430)의 소금물공급관(431)으로 분기시키고, 음이온수지통출구(420)는 밸브가 설치된 4차처리수배출관(421)과 역세관(423)으로 분기시키며, 드레인관(422)은 밸브(422a)에 의해 음이온수지통입구(410) 및 음이온수지통출구(420)에 선택되어 연결되고, 내부의 음이온수지(440)에 하단이 묻힌 상태에서 처리수를 상향 순환시키는 안내관(450)의 상단을 음이온수지통출구(420)와 연결시킨 음이온수지통(400)과;
일단에는 정수된 물을 공급받아 저장하기 위한 탱크입구(510)가 구비되고, 타단에는 저장된 물을 다층여과장치(100)과 단층여과장치(200) 및 양이온수지통(300)과 음이온수지통(400)의 역세관(123)(223)(323)(423)에 역세수로 공급하거나 다음 단계로 공급하기 위해 모터펌프(521)(531)가 구비된 역세수출구(520)와 처리수출구(530)로 분기시켜 설치한 물탱크(500)와;
상부에는 물탱크(500)의 처리수출구(530)로부터 처리수를 공급받는 필터부입구(610)가 형성되고, 내부 중앙에는 다수개의 양전하필터(630)가 설치되며, 하부에는 필터부출구(620)가 구비되어 각종 세균과 바이러스가 제거된 최종 처리수를 필터부출구(620)로 배출시켜 공급하는 양전하필터부(600);
로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하수 및 계곡물의 정수시스템.
제 1 항에 있어서,
양전하필터부(600)를 음이온수지통(400)과 물탱크(500) 사이에 배치하여 음이온수지통출구(420)를 양전하필터부(600)의 필터부입구(610)에 연결하고, 필터부출구(620)는 물탱크(500)의 탱크입구(510)에 연결하여
다층여과장치(100) ⇒ 단층여과장치(200) ⇒ 양이온수지통(300) ⇒ 음이온수지통(400) ⇒ 양전하필터부(600) ⇒ 물탱크(500)의 순서로 구성된 것을 특징으로 하는 지하수 및 계곡물의 정수시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
원수입구(110)와 단층여과장치입구(210) 및 필터부입구(610)의 아래쪽에는
각 입구를 통해 내부로 떨어지는 물이 부딪혀 확산되게 하는 확산판(113)(213)(613)을 각각 설치한 것을 특징으로 하는 지하수 및 계곡물의 정수시스템.
원수공급라인(10)에 구비된 모터펌프(11)(21)를 이용하여 지하수 및 계곡물이 직접 공급되거나 또는 저장탱크(20)에 저장되었다가 공급되는 원수의 정수방법에 있어서,
제1항 또는 제2항의 정수시스템을 이용하여
다층여과장치(100)의 원수공급관(111)과 1차처리수배출관(121)의 밸브는 열어주고 나머지 역세수배출관(112)과 하부드레인관(122) 및 역세관(123)의 밸브는 모두 닫은 상태로 동작켜서 원수입구(110)로 유입된 원수가 여과재인 가네트층(136), 안트라시이트층(135), 세사층(134), 중사층(133), 왕사층(132), 자갈층(131)으로 정수되어 1차처리수배출관(121)으로 배출되는 제1단계와;
단층여과장치(200)의 1차처리수유입관(211)과 2차처리수배출관(221)의 밸브는 열어주고 역세수배출관(212)과 하부드레인관(222) 및 역세관(223)의 밸브는 닫은 상태로 동작시켜서, 단층여과장치입구(210)로 유입된 1차처리수가 활성탄층(232)과 왕사층(231)에 의해 2차처리수로 정수되어 2차처리수배출관(221)으로 배출되는 제2단계와;
양이온수지통(300)의 소금물공급관(331)과 드레인관(322) 및 역세관(323)의 밸브는 닫고, 2차처리수유입관(311)과 3차처리수배출관(321)의 밸브는 열어준 상태로 동작시켜서 양이온수지(340)에 의해 정수된 3차처리수를 3차처리수배출관(321)으로 배출하는 제3단계와;
음이온수지통(400)의 소금물공급관(431)과 드레인관(422) 및 역세관(423)의 밸브는 모두 닫고, 3차처리수유입관(411)과 4차처리수배출관(421)의 밸브는 열어준 상태로 동작시켜서 음이온수지(440)로 질산성수지를 제거한 제4차처리수를 4차처리수배출관(421)으로 배출하는 제4단계와;
4차처리수를 탱크입구(510)로 공급받아 물탱크(500)에 저장하였다가 양전하필터부(600)에서 각종 중금속과 세균 및 바이러스를 여과 정수하여 제거한 최종처리수를 사용자에게 공급하거나, 또는 4차처리수를 양전하필터부(600)에서 각종 중금속과 세균 및 바이러스를 정수하여 제거한 후 그 최종처리수를 물탱크(500)에 저장하였다가 사용자에게 공급하는 제5단계와;
일정기간 가동 후 물탱크(500)의 역세수출구(520)를 통해 배출되는 역세수를 다층여과장치(100)와 단층여과장치(200) 및 양이온수지통(300)과 음이온수지통(400)의 역세관(123)(223)(323)(423)으로 각각 공급하여 역세작업을 행하는 제6단계;
로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하수 및 계곡물의 정수방법.
제 4 항에 있어서,
제6단계의 역세작업시 다층여과장치(100)와 단층여과장치(200)는,
원수공급관(111), 1차처리수배출관(121), 하부드레인관(122)(222) 및 1차처리수유입관(211), 2차처리수배출관(221)을 닫고 역세관(123)(223), 역세수배출관(112)(212)을 열어준 상태로 역세수를 공급하여 역세작업한 후,
원수공급관(111), 1차처리수유입관(211), 하부드레인관(122)(222)을 열어주고 역세관(123)(223)과 역세수배출관(112)(212)을 닫아준 상태로 원수공급관(111)으로 원수를 공급하여 각 여과재들이 원래의 자리를 찾아가도록 한 것을 특징으로 하는 지하수 및 계곡물의 정수방법.
제 4 항에 있어서,
양이온수지통(300)과 음이온수지통(400)의 역세수 단계는,
역세관(123)(223)과 드레인관(122)(222)만을 열어준 상태로 물탱크(500)의 역세수출구(520)에서 공급되는 역세수를 안내관(350)(450)으로 역순환시켜 양이온수지(340)와 음이온수지(440)에 달라붙은 각종 이물질과 불순물들을 드레인관(422)으로 배출시켜 제거하는 단계와;
2차처리수유입관(311)와 3차처리수유입관(411)으로 물을 정상 순환시킬 때 소금물통(330)(430)의 소금물이 함께 투입되게 하여 양이온수지(340)와 음이온수지(440)의 불순물을 제거하는 단계와,
소금물 투입을 정지하고 정상 순환수만을 공급하여 양이온수지(340)와 음이온수지(440)에 묻은 소금성분을 세척하면서 양이온수지(340)와 음이온수지(440)의 본래 기능을 재생시키는 단계와;
소금물통(330)(430)으로 정상 순환수와 소금을 투입하여 일정 높이의 소금물이 준비되게 하는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 및 계곡물의 정수방법.