KR101259384B1 - 비상수지역용 정수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비상수 지역에 설치되는 정수처리장치를 개시한다. 본 발명에 따른 정수처리장치는 땅속에 매설된 정수탱크; 상기 정수탱크의 내벽과 이격된 상태에서 하단부가 상기 정수탱크의 바닥에 고정된 제1여과층; 상기 제1여과층의 내측에 위치하며 하단부가 상기 정수탱크의 바닥에 고정된 제2여과층; 상기 정수탱크의 내벽과 상기 제1여과층 사이의 제1공간으로 지표수를 공급하는 물유입관; 상기 제2여과층의 내측에 형성된 제2공간에 설치되어 여과된 물을 외부로 배출시킴으로써 제1공간에서 제2공간으로 향하는 횡방향압력을 발생시키는 수중모터를 포함하며, 상기 제1공간으로 유입된 물이 상기 횡방향압력에 의해 상기 제1 여과층 및 상기 제2 여과층을 거치면서 여과되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정수처리장치는 그 구조가 간단하면서도 정수효율이 높기 때문에 농어촌 지역이나 산간지역에서 하천수, 계곡수, 용천수 등의 지표수를 간편하면서도 저렴한 비용으로 정수할 수 있어 이들 지역의 생활편의성을 크게 개선시킬 수 있다.

Description

비상수지역용 정수처리장치{Water purification apparatus for non-service area}

본 발명은 정수처리장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 상수도가 설치되지 않은 비상수지역에서 하천수, 계곡수, 용천수 등의 지표수를 간편하면서도 저렴한 비용으로 정수할 수 있는 정수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 상수도가 보급되지 않은 농어촌지역이나 산간지역에서는 지하수, 하천수 등을 생활용수로 사용하고 있다. 지하수는 지중으로 침투되는 과정에서 중금속이나 세균 등이 제거되므로 그대로 음용할 수 있는 경우가 많지만, 지하수 부존지역이 제한적인데다 개발비용이 과다하게 소모되는 단점이 있다.

반면에 하천수는 흔하기는 하지만 주변환경에 노출되어 있어 쉽게 오염되므로 간이정수장치를 설치하여 정수처리를 해야만 음용수로 사용할 수 있다. 종래의 간이정수장치에는 막분리장치, 이온교환수지장치, 역삼투압장치 등이 사용되는데 설치비용이 고가여서 농어촌이나 산간지역에 광범위하게 보급하는데 어려움이 있다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 농어촌 지역이나 산간지역에서 하천수, 계곡수, 용천수 등의 지표수를 간편하면서도 저렴한 비용으로 정수처리할 수 있는 방안을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 땅속에 매설된 정수탱크; 상기 정수탱크의 내벽과 이격된 상태에서 하단부가 상기 정수탱크의 바닥에 고정된 제1여과층; 상기 제1여과층의 내측에 위치하며 하단부가 상기 정수탱크의 바닥에 고정된 제2여과층; 상기 정수탱크의 내벽과 상기 제1여과층 사이의 제1공간으로 지표수를 공급하는 물유입관; 상기 제2여과층의 내측에 형성된 제2공간에 설치되어 여과된 물을 외부로 배출시킴으로써 제1공간에서 제2공간으로 향하는 횡방향압력을 발생시키는 수중모터를 포함하며, 상기 제1공간으로 유입된 물이 상기 횡방향압력에 의해 상기 제1 여과층 및 상기 제2 여과층을 거치면서 여과되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정수처리장치에서 상기 제1여과층과 상기 제2여과층은 각각 관통홀을 가지는 격벽에 의해 지지되는 모래여과층과 활성탄여과층인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 정수처리장치는 그 구조가 간단하면서도 정수효율이 높기 때문에 농어촌 지역이나 산간지역에서 하천수, 계곡수, 용천수 등의 지표수를 간편하면서도 저렴한 비용으로 정수할 수 있어 이들 지역의 생활편의성을 크게 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정수처리장치의 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정수처리장치의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정수처리장치에 슬러지수집부와 역세척공기관 등이 연결된 모습을 나타낸 단면도

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 정수처리장치(100)는 도 1의 단면도 및 도 2의 사시도에 도시된 바와 같이, 지중에 매설되는 정수탱크(110), 정수탱크(110)의 내부에 수직으로 설치되는 제1, 제2, 제3 격벽(121,122,123), 제1격벽(121)과 제2격벽(122)의 사이에 채워지는 모래여과층(130), 제2격벽(122)과 제3격벽(123)의 사이에 채워지는 활성탄여과층(140)을 포함한다. 또한 정수탱크(110)의 상부에는 덮개(112)가 장착된다.

제1, 제2, 제3 격벽(121,122,123)은 정수탱크(110)의 형상에 대응하는 통 형상이며, 하단부는 정수탱크(110)의 바닥면에 용접 등으로 고정된다. 예를 들어 정수탱크(110)가 원통형이면 제1, 제2, 제3 격벽(121,122,123)도 원통형인 것이 바람직하다.

제1, 제2, 제3 격벽(121,122,123)은 물이 유동할 수 있는 관통홀을 가지는 금속판재로 제작될 수도 있고, 금속망으로 제작될 수도 있다. 어떠한 경우이든지 인접한 모래여과층(130)이나 활성탄여과층(140)의 내용물이 유출되지 않도록 관통홀이나 메쉬(mesh)의 직경을 모래입자나 활성탄의 입자보다 작게 형성해야 함은 물론이다.

정수탱크(110)의 내벽과 제1격벽(121)은 서로 이격되어 그 사이에 제1공간(S1)이 형성된다. 제1공간(S1)은 물유입관(114)을 통해 지표수가 최초로 유입되는 공간이다. 제3격벽(123)으로 둘러싸인 공간을 제2공간(S2) 이라고 하면, 제1공간(S1)으로 유입된 물은 횡방향 압력을 받아 모래여과층(130)과 활성탄여과층(140)을 순차적으로 통과하면서 제2공간(S2)으로 유입된다.

제2공간(S2)에는 정수된 물을 물배출관(152)을 통해 외부의 물탱크로 압송하는 수중펌프(150)가 설치된다.

모래여과층(130)은 제1공간(S)으로 투입된 물속에 포함된 이물질을 걸러내고, 활성탄여과층(140)은 미생물이나 세균을 흡착 제거하는 역할을 한다. 모래여과층(130)과 활성탄여과층(140)의 폭은 30~40cm 정도인 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

추가적인 정수를 위하여 물배출관(152)의 중간에 소독장치(160)를 추가로 설치할 수 있다. 상기 소독장치(160)는 자외선을 이용하여 세균 등을 제거하는 장치일 수도 있고, 약품 등을 이용하여 화학적 처리를 하는 장치일 수도 있다.

한편 본 발명에 따른 정수처리장치(100)에는 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이 슬러지수집장치, 역세척장치 등이 추가로 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 제1공간(S1)과 제2공간(S2)의 바닥에 슬러지수집부(170)를 설치하고 슬러지수집부(170)에 슬러지배출관(172)을 연결함으로써 제1공간(S1)과 제2공간(S2)의 바닥에 침전된 슬러지를 정기적으로 배출하는 것이 바람직하다. 슬러지수집부(170)는 다수의 분기관을 가지는 관체에 슬러지흡입홀이 다수 형성된 것일 수도 있고, 제1공간(S1)과 제2공간(S2)의 바닥을 오목하게 형성함으로써 구현될 수도 있다.

역세척장치는 모래여과층(130)이나 활성탄여과층(140)의 여과잔류물을 정기적으로 제거하는 장치로서, 제1격벽(121)과 제3격벽(123)의 하단 부근에 연결된 다수의 역세척공기관(180)과 도면에는 나타내지 않았지만 역세척공기관(180)에 연결된 컴프레셔를 포함한다.

한편 이상에서는 모래여과층(130)과 활성탄여과층(140)이 연속하여 배치된 경우를 설명하였으나, 격벽을 추가로 설치함으로써 모래여과층(130)과 활성탄여과층(140)의 사이에 공간을 추가로 형성할 수도 있다.

또한 이상에서는 모래여과층(130)과 활성탄여과층(140)만이 여과층으로 사용된 경우를 설명하였으나 다른 성분의 여과층이 추가로 설치될 수도 있을 것이다.

또한 낙엽, 부유물 등의 이물질이 물유입관(114)을 통해 정수탱크(110)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 물유입관(114)의 상류측에 낙엽, 부유물 등의 이물질을 제거할 수 있는 침전장치나 여과장치를 별도로 설치한 후 여기서 1차로 걸러진 물이 물유입관(114)을 통해 정수탱크(110)로 공급되도록 할 수도 있다.

또한 정수탱크(110) 내부에서 제1공간(S1)의 물이 여과층(130,140)을 거치지 않고 제1 내지 제3 격벽(121,122,123)의 상단으로 오버플로우(overflow)되는 것을 방지하기 위하여 물유입관(114)의 단부에는 부레와 연결된 수량조절밸브를 설치할 수도 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정수처리장치의 동작을 설명한다.

먼저 물유입관(114)을 통해 제1공간(S1)으로 공급된 물은 횡방향의 압력을 받아 모래여과층(130)과 활성탄여과층(140)을 통과하여 제2공간(S2)으로 유입된다. 이 과정에서 물속에 포함된 이물질, 미생물, 세균 등이 흡착 제거된다.

수중펌프(150)는 제2공간(S2)으로 유입된 물을 외부로 압송시켜 제2공간(S2)의 수위를 지속적으로 낮추게 되고, 이로 인해 제1공간(S1)에서 제2공간(S2)으로 횡방향 압력이 지속적으로 가해져 물이 여과층을 통과할 수 있게 한다.

수중펌프(150)를 통해 배출된 물은 소독장치(160) 등을 거치면서 소독처리된 후 물탱크로 저장된다.

본 발명의 정수처리장치(100)를 일정기간 사용한 후에는 슬러지배출관(172)을 통해 슬러지수집부(170)에 수집된 슬러지를 배출시켜 주어야 한다. 또한 역세척공기관(172)을 통해 고압공기를 분사하여 모래여과층(130) 및 활성탄여과층(140)의 여과잔류물들을 세척해 주는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 보다 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며, 이와 같이 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

100: 정수처리장치 110: 정수탱크
112: 덮개 114: 물유입관
121, 122, 123: 제1, 제2, 제3 격벽
130: 모래여과층 140: 활성탄여과층
150: 수중모터 152: 물배출관
160: 소독장치 170: 슬러지수집부
180: 역세척공기관 S1: 제1공간
S2: 제2공간

Claims (2)

1. 농어촌이나 산간지역과 같은 비상수지역에서 지표수를 간편하게 정수처리하는 정수처리장치에 있어서,
   땅속에 매설된 정수탱크;
   상기 정수탱크의 내벽과 이격된 상태에서 하단부가 상기 정수탱크의 바닥에 고정된 제1여과층;
   상기 제1여과층의 내측에 위치하며 하단부가 상기 정수탱크의 바닥에 고정된 제2여과층;
   상기 정수탱크의 내벽과 상기 제1여과층 사이에 형성된 제1공간으로 지표수를 공급하는 물유입관;
   상기 제2여과층의 내측에 형성된 제2공간에 설치되어 여과된 물을 외부로 배출시킴으로써 제1공간에서 제2공간으로 향하는 횡방향압력을 발생시키는 수중모터;
   상기 물유입관을 통해 상기 제1공간으로 유입되는 지표수의 수량을 조절하는 수량조절수단;
   상기 제1공간의 바닥에 침전된 슬러지를 제거하는 슬러지 수집수단
   을 포함하며, 상기 제1공간으로 유입된 지표수가 상기 횡방향압력에 의해 상기 제1 여과층 및 상기 제2 여과층을 거치면서 여과되는 것을 특징으로 하는 정수처리장치
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1여과층과 상기 제2여과층은 각각 관통홀을 가지는 격벽에 의해 지지되는 모래여과층과 활성탄여과층인 것을 특징으로 하는 정수처리장치

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