KR101289689B1

KR101289689B1 - 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치

Info

Publication number: KR101289689B1
Application number: KR1020120033502A
Authority: KR
Inventors: 이길용; 조수영; 윤윤열; 고경석
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-07-26

Abstract

원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치는 공급되는 처리수 중 일부는 내측 몸체부 내부의 와류 생성부로 공급시켜 와류를 형성하고, 처리수 중 일부는 내측 몸체부의 주입부로 공급시켜 산화제 또는 응집제를 주입하고, 내측 몸체부로 공급된 와류가 생성된 처리수는 외측 몸체부 바닥면에 충돌함으로써 비중차에 의해 중량 이물질이 포함된 처리수는 여과유닛에 의해 여과된 후 제1 배출부를 통해 외부로 배출하고, 경량 이물질이 포함된 처리수는 제2 배출부를 통해 외부로 배출하거나 다시 재여과시키고, 이물질이 제거된 여과수는 저장수조 내에 저장하도록 구성된다. 이와 같이 구성되는 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치에 의하면, 수처리 장치 내부로 유입되는 처리수를 비중에 따라 이물질을 제거함으로써 여과 효과를 극대화시킬 수 있고, 경량 이물질이 포함된 처리수를 재여과시키거나 낮은 수질의 급수원으로 사용할 수 있고, 여과유닛에 의해 처리수내에 잔존하는 이물질들을 제거할 수 있는 이점이 있다.

Description

원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치{HIGH EFFICIENCY WATER TREATMENT DEVICE FOR ARTIFICIAL RECHARGE USING CENTRIFUGE AND FILTRATION TECHNICQUES}

본 발명은 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공함양에 의해 지하에 함양된 지하수를 원심분리 및 여과기술에 의해 처리함으로써 생활용수로 사용할 수 있도록 하는 고효율 인공함양수 처리장치에 관한 것이다.

최근에는 각 가구에 수돗물을 공급하기 위한 노력의 결과로 수돗물을 이용하는 가구가 지속적으로 증가하고 있으나, 인구증가, 급속한 도시화 및 경제성장에 따른 산업활동 증가로 인해 용수 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 지형상의 위치나 경비 등의 문제로 농어촌 주민과 산업체에서는 지하수나 우수와 강수 등의 원수를 처리하여 식수, 생활용수 혹은 산업용수 등으로 사용하고 있다. 또한, 온실이나 비닐하우스에 지하수를 살수하여 보온 또는 가온 효과를 얻는 수막재배시설 단지에서는 고유가시대에 작물의 생산원가를 줄이기 위해서 지하수를 겨울철 난방용수로 사용하고 있으나, 지하수를 배수로를 통해 그냥 흘려보내는 비순환식으로 구성되어 지하수 자원의 낭비가 심하기 때문에 배출수를 지하에 주입하여 재이용하는 순환식 인공함양에 대한 연구가 진행되고 있다.

지하수 인공함양이란 자연적인 물의 순환계에서 하천을 통해 바다나 대기 중으로 방출되는 물의 일부를 자연환경을 파괴하지 않는 범위내에서 포획하여 인위적으로 땅속으로 주입함으로써 지속적으로 지하수 자원을 이용할 수 있도록 하는 녹색성장기술을 의미한다.

따라서, 정수처리장이 구비되지 않은 지방 지역에서는, 각 부락 단위로 대형 지하수 저장탱크를 설치하고, 인공함양된 지하수를 모아두는 대형 관정에서 양수된 물을 고지대의 대형 지하수 저장탱크 내에 저장함으로써, 각 가구에 지하수를 공급할 수 있도록 하고 있으며, 일부 대규모 산업단지나 대형건물 관리업계에서는 지하수뿐만 아니라 강물이나 빗물을 처리하여 산업용수나 생활용수로 사용하고 있다.

상기와 같은 지하수 저장탱크나 우수, 강수 처리시설은 장기간 원수를 저장하게 되고, 원수 자체에도 많은 이물질이 포함되기 때문에, 원수 내의 이물질을 제거하기 위한 많은 이물질 제거 장치 및 소독 장치를 사용하고 있다.

도 1에는 종래의 이물질 제거장치 중 원심분리 작용에 의해 이물질을 제거하는 수처리 장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 아래방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 원뿔형의 수처리 장치 내에 일정 수압을 가지는 처리수를 주입하면, 수처리 장치 내에 주입된 처리수가 원뿔형의 수처리 장치의 내부를 회전하면서 하방으로 내려간다.

이때, 처리수 내의 무거운 이물질은 하방으로 가라앉으므로, 수처리 장치의 하단의 개구를 통해 무거운 이물질이 빠져나가고, 무거운 이물질보다 상대적으로 비중이 작은 처리수는 회전하면서 다시 상방으로 상승하여 수처리 장치 상단의 개구를 통해 배출된다. 따라서, 이러한 비중 차를 이용하여 처리수 내의 이물질을 제거할 수 있도록 구성된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 수처리 장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 처리수 내의 무거운 이물질은 수처리 장치의 하단으로 배출되나, 이보다 상대적으로 가벼운 이물질은 부력에 의해 다시 상승하므로 이물질이 모두 제거되지 못하는 문제점이 있다.

그리고, 처리수 내의 이물질을 최대한 제거하기 위해서는 다수개의 수처리 장치를 이용하거나 별도의 필터를 이용하여 제거해야 하므로 여과시간이 증가하고 그에 따른 부대비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인공함양된 지하수 내의 이물질을 단계별로 구분하여 제거하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인공함양된 지하수 내에 미처리된 이물질을 여과유닛을 통해 제거하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 제1 관점에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치는 하우징; 상기 하우징에 연결되고, 내부에서 처리된 여과수를 외부로 배출하는 외측 몸체부; 상기 외측 몸체부에 연결되고, 공급펌프에 의해 외부로부터 처리수를 공급받는 내측 몸체부; 상기 내측 몸체부에 구비되고, 상기 내측 몸체부로 공급되는 처리수에 와류를 생성하는 와류 생성부; 상기 외측 몸체부의 하단에 연결되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 중량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하는 제1 배출부; 상기 내측 몸체부에 연결되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 경량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하는 제2 배출부; 상기 외측 몸체부에 의해 배출되는 여과수를 저장하는 저장수조;및 상기 외측 몸체부와 상기 내측 몸체부 사이에 구비되고, 처리수 내의 이물질을 여과하는 여과유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 관점에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치는 하우징; 상기 하우징에 연결되고, 내부에서 처리된 여과수를 외부로 배출하는 외측 몸체부; 상기 외측 몸체부에 연결되고, 공급펌프에 의해 외부로부터 처리수를 공급받는 내측 몸체부; 상기 내측 몸체부에 구비되고, 상기 내측 몸체부로 공급되는 처리수에 와류를 생성하는 와류 생성부; 상기 외측 몸체부에 연결되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 중량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하는 제1 배출부; 상기 내측 몸체부에 구비되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 경량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하여 다시 상기 내측 몸체부로 공급하는 제2 배출부; 상기 외측 몸체부에 의해 배출되는 여과수를 저장하는 저장수조;및 상기 외측 몸체부와 상기 내측 몸체부 사이에 구비되고, 처리수 내의 이물질을 여과하는 여과유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 내측 몸체부는 상기 내측 몸체부의 상단에 연결되고, 상기 공급펌프에 의해 공급되는 처리수에 산화제 또는 응집제를 주입하는 주입부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 주입부는 상기 내측 몸체부의 상단과 연결되고, 중단부의 폭이 상대적으로 좁게 형성된 결합챔버가 형성되고, 상기 결합챔버를 통해 상기 산화제 또는 응집제가 주입되는 제1 주입부와, 상기 공급펌프에 의해 공급되는 처리수가 공급되고, 상기 제1 주입부의 결합챔버에 삽입되어 상기 제1 주입부와 연결되는 제2 주입부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 주입부는 상기 주입부의 하단과 연결되고, 상기 주입부로부터 공급되는 처리수를 상기 내측 몸체부로 공급하는 공급부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 배출부는 상기 내측 몸체부의 내부 중앙에 위치하는 하면이 개방된 원통형으로 형성되고, 일측면에 연결된 제3 배출관을 통해 상기 경량 이물질이 포함된 처리수를 배출시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 배출부는 상기 내측 몸체부의 내부 중앙에 위치하는 하면이 개방된 원통형으로 형성되고, 일측면에 연결된 제3 배출관을 통해 상기 경량 이물질이 포함된 처리수를 배출시키고, 상기 제3 배출관은 상기 내측 몸체부로 처리수를 공급하는 제2 공급관과 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 와류 생성부는 상기 제2 배출부의 외주면을 나선형태로 감아지는 공급관으로 형성되고, 상기 공급펌프와 연결되는 제1 공급관과 연결됨으로써 처리수를 공급받는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 배출부는 상기 제2 배출부의 상면에 구비되고, 상기 내측 몸체부의 상면으로부터 공급되는 처리수를 상기 내측 몸체부의 내주면으로 분산시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 원심분리형 수처리 장치는 내측 몸체부의 하단에 연결되고, 상기 외측 몸체부의 바닥면과 일정한 간격을 가지도록 설치되는 확장부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 확장부는 하방으로 갈수록 폭이 넓어지는 원뿔형상으로 형성되고, 상기 외측 몸체부의 바닥면에 고정되는 지지대에 의해 지지되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 배출부는 상기 확장부를 통해 배출되는 처리수의 포집을 용이하도록 하는 포집 보조부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 공급펌프는 제2 연결관에 의해 상기 내측 몸체부와 연결되고, 상기 제2 연결관으로부터 분기되는 제1 연결관에 의해 상기 와류 생성부와 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 외측 몸체부는 상기 외측 몸체부의 상면에 형성되는 외측 몸체부 배출공에 연결되는 제1 배출관과 연결되고, 상기 제1 배출관은 상기 저장수조와 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 배출부는 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔 형상의 호퍼로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 내측 몸체부는 상기 내측 몸체부의 내주면에 형성되는 와선형태의 와선홈을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 여과 유닛은 내부공간이 둘레 부분과 코어 부분으로 구획되는 유닛 본체; 상기 둘레 부분에 구비되는 회전수차;및 상기 코어 부분에 구비되는 여과층을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 여과층은 상방으로부터 하방으로 갈수록 입도가 커지는 여재를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치에 의하면, 수처리 장치 내부로 유입되는 처리수에 와류를 형성하여 비중차에 의해 중량 이물질이 포함된 처리수를 제1 배출부로 배출하고, 경량 이물질이 포함된 처리수를 제2 배출부로 배출하여 비중에 따라 이물질을 분리시킴으로써 여과 효과를 극대화시킬 수 있고, 경량 이물질이 포함된 처리수를 재여과시키거나 낮은 수질의 급수원으로 사용할 수 있고, 여과유닛을 이용하여 처리수 내에 잔존하는 이물질들을 모두 제거할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 원심분리를 이용한 수처리장치를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 바람직한 실시예를 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 하우징의 측면도.
도 4는 도 3의 상면도.
도 5는 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 외측 몸체부의 측면도.
도 6은 도 5의 상면도.
도 7은 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 제1 배출부 및 분리촉진부를 보인 분해사시도.
도 8은 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 주입부를 보인 단면도.
도 9는 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 여과유닛을 보인 부분 단면도.
도 10은 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 제2 실시예를 보인 단면도.
도 11은 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 수처리 과정을 보인 단면도.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

설명에 앞서, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예(들)에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시 예(들)은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않는다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시 예(들)을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다.

통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시 예(들)은 본 발명의 이상적인 실시 예(들)의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시 예(들)은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 11에는 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

도 2에는 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치의 전체 외관이 단면도로서 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 수처리 장치는 하우징과, 상기 하우징에 연결되고 외부의 공급펌프로부터 처리수를 공급받는 외측 몸체부와, 상기 외측 몸체부 내부에 구비되는 내측 몸체부와, 상기 내측 몸체부 내부에 구비되어 처리수에 와류를 발생시키는 와류생성부와, 처리수 내의 중량 이물질을 외부로 배출하기 위한 제1 배출부와, 처리수 내의 경량 이물질을 외부로 배출하기 위한 제2 배출부와, 상기 외측 몸체부에 연결되어 처리수 내에 산화제 내지 응집제를 주입하는 주입부와, 상기 처리수 내의 이물질이나 처리된 여과수를 저장하기 위한 저장수조와, 외측 몸체부와 내측 몸체부 사이에 구성되어 제1 배출부에 의해 반사되어 상방으로 상승하는 처리수 내의 이물질을 여과하는 여과유닛을 포함한다.

상기와 같이 구성되는 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치는 처리수 내에 포함되는 알갱이, 부유물질, 금속이온 및 유기화합물과 같은 불순물을 원심분리에 의한 원심력을 이용하여 가벼운 불순물은 제2 배출부를 통해 상부로 배출시키고, 무거운 불순물은 제1 배출부를 통해 외부로 배출시키도록 구성된다.

보다 구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수처리 장치는 하우징(10)을 포함한다. 상기 하우징(10)은 대략 장방형의 골조체로 구성되어 지반에 설치된다. 그리고, 상기 하우징(10)의 상면에는 아래에서 설명할 외측 몸체부(20)의 형상에 대응되어 상기 외측 몸체부(20)를 고정시키기 위한 고정부(11)를 포함할 수 있다.

상기 하우징(10)에는 외부로부터 처리수를 공급받아 처리하는 외측 몸체부(20)가 연결된다. 상기 외측 몸체부(20)는 대략 원통형으로 형성되고, 그 하단에는 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 호퍼형태로 형성되는 제1 배출부(30)가 연결된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성된 외측 몸체부(20)의 상면의 중앙부에는 외측 몸체부 관통공(21)이 형성된다. 상기 외측 몸체부 관통공(21)에는 아래에서 설명할 내측 몸체부(40)가 삽입된다.

그리고, 상기 외측 몸체부(20)의 상면의 일측에는 외측 몸체부 배출공(23)이 형성된다. 상기 외측 몸체부 배출공(23)에는 제1 조절밸브(25)가 연결되고, 상기 제1 조절밸브(25)에는 제1 배출관(27)이 연결된다. 상기 외측 몸체부(20) 내에서 처리된 여과수는 상기 배출관(27)을 통해 저장수조(130)로 유입된다.

상기 외측 몸체부(20)의 하단에는 호퍼 형태의 제1 배출부(30)가 연결된다. 상기 제1 배출부(30)는, 도 7에 도시된 바와 같이 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔형의 호퍼 형태로 형성된다. 그리고, 상기 제1 배출부(30)의 상단은 상기 외측 몸체부(20)의 하단과 연결되고, 하단은 개구되어 제1 배출부 배출공(31)이 형성되어 제2 배출관(32)과 연결된다.

상기 제1 배출부(30)의 내부에는 상기 제1 배출부(30)의 내측면에서 상방으로 일정거리 이격되어 지지대(33)에 의해 지지되는 확장부(35)가 구비된다. 상기 확장부(35)는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔형태로 형성되고, 상단은 아래에서 설명할 내측 몸체부(40)의 하단과 연결된다.

상기 외측 몸체부(20)의 외측 몸체부 관통공(21)에는 내측 몸체부(40)가 삽입된다. 상기 내측 몸체부(40)는 상기 외측 몸체부 관통공(21)을 통해 상단부가 상기 외측 몸체부(20)의 외부로 노출되고, 하단이 상기 외측 몸체부(20) 내부에 삽입된다. 상기 확장부(35)의 하단과 상기 외측 몸체부(20)의 내면은 일정 간격으로 이격되어 처리수가 이동할 수 있는 공간을 형성한다.

상기 내측 몸체부(40)의 상면 일부는 개구되어 내측 몸체부 관통공(41)이 형성되고, 상기 내측 몸체부 관통공(41)에는 아래에서 설명할 주입부(90)가 연결된다.

상기 내측 몸체부(40)의 내부에는 상기 확장부(35)로부터 배출되는 처리수를 포집하기 위한 제2 배출부(50)가 구비된다. 상기 제2 배출부(50)는 상기 내측 몸체부(40)의 내부 중앙에 위치되는 것으로서, 상기 제2 배출부(50)의 외주면에 고정되는 커버부(60)에 의해 상기 내측 몸체부(40)와 고정된다. 상기 커버부(60)는 상기 내측 몸체부(40)의 내주면에 고정된다.

상기 제2 배출부(50)는 하면이 개방된 대략 원통형으로 형성되고, 상기 제2 배출부(50)의 측면에는 제2 배출부 관통공(51)이 형성된다. 상기 제2 배출부 관통공(51)에는 제3 배출관(53)이 연결된다. 상기 제3 배출관(53)에는 제2 조절밸브(55)가 구비되고, 상기 제3 배출관(53)은 외부와 연결된다.

상기 제2 배출부(50)의 외주면에는 처리수에 와류를 생성하기 위한 와류생성부(70)가 연결된다. 즉, 상기 와류생성부(70)는 상기 제2 배출부(50)의 외주면과 상기 커버부(60)의 내면 사이에 위치된다.

상기 와류생성부(70)는 원통형의 제2 배출부(50)의 외주면을 나선방향으로 감아지도록 형성되는 관 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 와류생성부(70)를 통해 공급되는 처리수는 나선방향으로 하방으로 이동하면서 와류를 생성할 수 있다.

상기 와류생성부(70)는 내측 몸체부(40)의 일측면을 관통하여 외부로 연장되어 제1 공급관(111)과 연결된다. 상기 제1 공급관(111)에는 제3 조절밸브(71)가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제2 배출부(50)의 외측에는 상기 커버부(60)가 위치되고, 상기 커버부(60)의 상방에는 상기 주입부(90)와 연결되는 공급부(83)가 위치된다. 따라서, 상기 공급부(83)로부터 공급되는 처리수는 상기 커버부(60)의 상면에 충돌함으로써 상기 내측 몸체부(40)의 내측면으로 유도됨으로써, 처리수가 상기 내측 몸체부(40)의 내측면을 따라 하방으로 낙하한다.

상기 내측 몸체부(40)의 상단에는 주입부(90)가 구비된다. 상기 주입부(90)는 상기 내측 몸체부(40)의 내부로 공급되는 처리수에 산화재 또는 응집제를 주입하기 위한 역할을 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 주입부(90)는 상기 내측 몸체부(50)의 상단에 연결되는 제1 주입부(91)와, 상기 제1 주입부(91)의 내측면에 끼워지도록 구성되는 제2 주입부(93)를 포함한다.

상기 제1 주입부(91)의 내부는 상기 제2 주입부(93)에 대응되도록 형성된 결합챔버(95)가 구비된다. 상기 결합챔버(95)는 상기 제1 주입부(91)의 내부를 관통하도록 형성되는데, 중단부의 지름이 양단부의 지름보다 작도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 주입부(91)의 일측 또는 양측에는 외부와 연통된 주입공(97)이 형성된다. 상기 주입공(97)은 주입공 연결관(101)에 의해 외부에 구비되는 산화제 탱크(103) 또는 응집제 탱크(105)와 연결된다.

상기 제1 주입부(91)의 내부에는 제2 주입부(93)가 삽입되어 연결된다. 상기 제2 주입부(93)의 내부에는 공급유로(94)가 형성된다. 상기 공급유로(94)를 통해 유입되는 처리수는 상기 제2 주입부(93)의 결합챔버(95)로 인입된다.

따라서, 상기 제1 주입부(91)와 제2 주입부(93)를 결합시킨 상태에서, 상기 제2 주입부(93)를 통해 처리수가 유입되어 상기 결합챔버(95) 내에서 상대적으로 지름이 작은 중단부를 통과하면, 베르누이 원리에 의해 압력이 낮아지므로 상기 제1 주입부(91)의 주입공(97)을 통해 산화제 또는 응집제가 유입된다. 상기 제1 주입부(91)의 하면에는 상기에서 설명한 공급부(83)가 연결된다.

상기 주입부(90)의 상단에는 제2 공급관(113)이 연결된다. 상기 제2 공급관(113)은 상기 하우징(10)에 연결되는 공급펌프(120)와 연결된다. 따라서, 상기 공급펌프(120)에 의해 공급되는 처리수 중 일부는 상기에서 설명한 제1 공급관(111)을 통해 와류 생성부(70)로 유입되고, 나머지 일부는 상기 제2 공급관(113)을 통해 상기 주입부(90)로 공급된다.

상기 제1 공급관(111)은 상기 제2 공급관(113)으로부터 분기되어 상기 와류 생성부(70)로 유입된다. 상기 제2 공급관(113)을 통해 유입되는 처리수는 상기 주입부(90)로 유입되는데, 상기 주입부(90)의 공급유로(94) 및 결합챔버(95)는 협소하여 처리수를 충분하게 유입시킬 수 없다. 따라서, 상기 제1 공급관(111)으로 처리수의 일부가 분기되어 수처리 장치 내로 공급되므로 처리수를 충분하게 유입시킬 수 있다.

상기 하우징(10)의 하부에는 저장수조(130)가 구비된다. 상기 저장수조(130)는 상기 제1 배출관(27)과 연통된다. 따라서, 상기 제1 배출관(27)을 통해 배출되는 여과수는 상기 저장수조(130)에 저장된다.

그리고, 상기 제2 배출관(32)을 통해 배출되는 중량 이물질을 포함하는 처리수 및 상기 제3 배출관(53)을 통해 배출되는 경량 이물질을 포함하는 처리수는 외부로 배출된다. 이때, 경량 이물질을 포함한 처리수는 세척이나 농사를 위한 저수질의 용수로 이용될 수 있다.

한편, 상기 외측 몸체부(20)와 내측 몸체부(40) 사이에는 상기 제1 배출부(30)에 의해 반사되어 상방으로 상승되는 처리수 내의 이물질을 제거하는 여과유닛(140)이 구비된다. 상기 여과유닛(140)은 처리수 내의 이물질을 제거하기 위한 일반적인 여과장치의 구조를 포함할 수 있다.

도 9에는 상기 여과유닛(140)에 대한 일 실시예를 도시하고 있으나, 도 9의 실시예는 여과유닛(140)을 설명하기 위한 예시에 불과할 뿐이며, 본 발명의 여과유닛(140)이 도 9에 도시된 구성에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 여과유닛(140)의 일 실시예에 대하여 도 9를 참조하여 이하에서 설명하되. 이는 어디까지나 하나의 예시적인 실시예임을 분명히 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 여과유닛(140)은 상기 외측 몸체부(20)의 내측면과 상기 내측 몸체부(40)의 외측면 사이에 대응되도록 형성되는 유닛본체(141)를 포함한다.

상기 유닛본체(141)의 상면과 하면에는 다수개의 통공이 형성됨으로써 처리수가 하면으로 유입되어 상면으로 배출될 수 있다. 그리고, 상기 유닛본체(141)의 내부 공간은 상기 유닛본체(141)의 둘레 부분(141a)과 코어 부분(141b)으로 구획된다.

상기 둘레 부분(141a)과 코어 부분(141b)은 격막(141c)에 의해 구분되는데, 상기 격막(141c)의 양단은 상기 유닛본체(141) 내부와 일정거리만큼 이격되므로 처리수가 상기 둘레 부분(141a)과 코어 부분(141b)을 서로 왕래할 수 있다.

상기 둘레 부분(141a)은 회전수차(143)가 구비되는 공간이고, 상기 코어 부분(141b)은 여과층(145)이 구비되는 공간이다. 상기 회전수차(143)는 회전력에 의해 유수의 흐름이 아래에서 위로 향하도록 함으로써 처리수의 이동을 보조하는 역할을 한다.

상기 여과층(145)은 상기 코어 부분(141b)을 통과하는 유수 내의 이물질을 제거하기 위한 역할을 하는 것으로서, 모래, 펄라이트(perlite), 활성탄(activated carbon), 또는 제오라이트(zeolite), 및 다공성 여과재 등으로 구성될 수 있다.

상기 여과층(145)은 상부에서 하부로 갈수록 입도가 큰 여재로 형성될 수 있다. 즉, 상부에는 작은 입도의 여재로 구성되고, 하부에는 큰 입도의 여재로 구성될 수 있다. 따라서, 하부로부터 유입되는 처리수가 큰 입도의 여재 사이를 통과한 후 점차 작은 입도의 여재 사이를 통과함으로써 여과 속도를 조절할 수 있다.

도 10에는 본 발명에 의한 수처리 장치의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 내측 몸체부(40)의 내주면에는 와선방향으로 홈이 형성된 와선홈(42)이 더 형성될 수 있다. 상기 와선홈(42)은 상기 내측 몸체부(40)의 내주면을 따라 흐르는 처리수에 와류를 형성하는 것을 보조할 수 있다.

그리고, 상기 제2 배출부(50)의 하단에는 하방으로 갈수록 폭이 넓어지는 포집 보조부(57)가 더 구비될 수 있다. 상기 포집 보조부(57)는 상기 확장부(35)를 통해 배출되는 처리수의 포집을 용이하도록 하는 역할을 한다.

그리고, 제2 실시예에 의한 수처리 장치의 제3 배출관(53)은 제1 실시예와 같이 저장수조(130)로 연결되지 않고, 제2 공급관(113)과 연결된다. 따라서, 상기 제3 배출관(53)을 통해 배출되는 경량 이물질을 포함하는 처리수는 다시 제2 공급관(113)을 통해 수처리장치 내부로 인입되어 재여과과정을 거치므로 처리수 내의 이물질 제거율을 상승시킬 수 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치에 대해 도 11을 기초로 상세하게 설명한다.

먼저, 공급펌프(120)에 의해 공급되는 처리수 중 일부는 제1 공급관(111)을 통해 와류 생성부(70)로 유입되고, 일부는 제2 공급관(113)을 통해 주입부(90)로 공급된다.

상기 제1 공급관(111)을 통해 와류 생성부(70)로 유입된 처리수는 와선형태의 와류 생성부(70)를 따라 흐르면서 와류를 생성하고, 와류가 생성된 처리수는 상기 와류 생성부(70)로부터 배출되어 내측 몸체부(40)의 내주면을 따라 와선 방향으로 흐른다.

그리고, 상기 제2 공급관(113)을 통해 주입부(90)로 주입된 처리수는 상기 주입부(90)를 통과하면서 압력차이에 의해 산화제 또는 응집제를 유입시킨다. 상기 산화제 또는 응집제는 처리수를 살균하거나 정화시키는 작용을 한다.

상기 주입부(90)를 통과한 처리수는 상기 주입부(90) 하단의 공급부(83)를 통해 내측 몸체부(40) 내로 공급되고, 상기 공급부(83)를 통과한 처리수는 상기 커버부(60)의 상면에 충돌하여 주변으로 비산함으로써 상기 내측 몸체부(40)의 내측면을 따라 하방으로 낙하한다.

상기와 같이 상기 내측 몸체부(40)의 내주면을 따라 와류를 형성하며 하방으로 이동하는 처리수는 상기 외측 몸체부(20) 바닥면에 충돌한다. 이때, 상대적으로 비중이 낮은 이물질이 제거된 여과수는 상기 확장부(35)와 외측 몸체부(20) 사이의 틈새로 빠져나간다.

그리고, 이물질이 제거된 여과수는 상방으로 이동하면서 여과유닛(140)을 통과한다. 상방으로 이동하는 여과수에는 물과 비중이 유사한 이물질이 일부 혼입될 수 있다. 따라서, 상방으로 이동하는 여과수가 여과유닛(140)을 통과하면서 여분의 이물질들이 모두 여과될 수 있다.

여과수는 상기 여과유닛(140)의 하면으로부터 상방으로 이동하는데, 상기 여과유닛(140) 내부의 회전수차(143)가 여과수의 이동을 보조하기 때문에 여과수가 다시 하방으로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 여과유닛(140)을 통과한 여과수는 상기 외측 몸체부(20) 상면에 형성된 외측 몸체부 배출공(23)을 통해 제1 배출관(27)으로 이동한다. 상기 제1 배출관(27)을 통과한 여과수는 저장수조(130)에 저장된다.

한편, 상기 외측 몸체부(20)의 바닥면에 충돌한 이물질을 포함하는 처리수는 하방으로 낙하하여 제1 배출부(30)로 포집된다. 이때, 상기 내측 몸체부(40)의 내주면에는 와류가 형성되어 하방으로 낙하하므로 상대적으로 중앙부는 상방으로 이동하는 흐름이 형성된다. 따라서, 상기 제1 배출부(30)로 포집된 이물질을 포함하는 처리수 중 경량 이물질을 포함하는 처리수는 와류의 중앙부를 통해 상방으로 이동하는 흐름을 따라 다시 상방으로 이동한다.

그리고, 상방으로 이동한 처리수는 제2 배출부(50)의 내부로 유입되어 제3 배출관(53)을 통해 외부로 배출되거나 다시 제2 연결관(113)으로 유입되어 여과과정을 반복한다.

한편, 상기 제1 배출부(30)로 포집된 처리수 중 중량 이물질을 포함하는 처리수는 상기 제1 배출부 배출공(31)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 하우징 20 : 외측 몸체부
30 : 제1 배출부 35 : 확장부
40 : 내측 몸체부 50 : 제2 배출부
70 : 와류생성부 90 : 주입부
120 : 공급펌프 130 : 수조부
140 : 여과 유닛

Claims

하우징;
상기 하우징에 연결되고, 내부에서 처리된 여과수를 외부로 배출하는 외측 몸체부;
상기 외측 몸체부에 연결되고, 공급펌프에 의해 외부로부터 처리수를 공급받는 내측 몸체부;
상기 내측 몸체부에 구비되고, 상기 내측 몸체부로 공급되는 처리수에 와류를 생성하는 와류 생성부;
상기 외측 몸체부의 하단에 연결되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 중량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하는 제1 배출부;
상기 내측 몸체부에 연결되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 경량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하는 제2 배출부;
상기 외측 몸체부에 의해 배출되는 여과수를 저장하는 저장수조;및
상기 외측 몸체부와 상기 내측 몸체부 사이에 구비되고, 처리수 내의 이물질을 여과하는 여과유닛을 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
하우징;
상기 하우징에 연결되고, 내부에서 처리된 여과수를 외부로 배출하는 외측 몸체부;
상기 외측 몸체부에 연결되고, 공급펌프에 의해 외부로부터 처리수를 공급받는 내측 몸체부;
상기 내측 몸체부에 구비되고, 상기 내측 몸체부로 공급되는 처리수에 와류를 생성하는 와류 생성부;
상기 외측 몸체부에 연결되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 중량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하는 제1 배출부;
상기 내측 몸체부에 구비되고, 상기 와류 생성부에 의해 생성되는 와류에 의해 분리된 경량 이물질이 포함된 처리수를 외부로 배출하여 다시 상기 내측 몸체부로 공급하는 제2 배출부;
상기 외측 몸체부에 의해 배출되는 여과수를 저장하는 저장수조;및
상기 외측 몸체부와 상기 내측 몸체부 사이에 구비되고, 처리수 내의 이물질을 여과하는 여과유닛을 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내측 몸체부는
상기 내측 몸체부의 상단에 연결되고, 상기 공급펌프에 의해 공급되는 처리수에 산화제 또는 응집제를 주입하는 주입부를 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제3항에 있어서,
상기 주입부는
상기 내측 몸체부의 상단과 연결되고, 중단부의 폭이 상대적으로 좁게 형성된 결합챔버가 형성되고, 상기 결합챔버를 통해 상기 산화제 또는 응집제가 주입되는 제1 주입부와,
상기 공급펌프에 의해 공급되는 처리수가 공급되고, 상기 제1 주입부의 결합챔버에 삽입되어 상기 제1 주입부와 연결되는 제2 주입부를 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제3항에 있어서,
상기 주입부는
상기 주입부의 하단과 연결되고, 상기 주입부로부터 공급되는 처리수를 상기 내측 몸체부로 공급하는 공급부를 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 배출부는
상기 내측 몸체부의 내부 중앙에 위치하는 하면이 개방된 원통형으로 형성되고, 일측면에 연결된 제3 배출관을 통해 상기 경량 이물질이 포함된 처리수를 배출시키는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 배출부는
상기 내측 몸체부의 내부 중앙에 위치하는 하면이 개방된 원통형으로 형성되고, 일측면에 연결된 제3 배출관을 통해 상기 경량 이물질이 포함된 처리수를 배출시키고,
상기 제3 배출관은 상기 내측 몸체부로 처리수를 공급하는 제2 공급관과 연결되는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제6항에 있어서,
상기 와류 생성부는
상기 제2 배출부의 외주면을 나선형태로 감아지는 공급관으로 형성되고,
상기 공급펌프와 연결되는 제1 공급관과 연결됨으로써 처리수를 공급받는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내측 몸체부의 하단에 연결되고, 상기 외측 몸체부의 바닥면과 일정한 간격을 가지도록 설치되는 확장부를 더 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제9항에 있어서,
상기 확장부는
하방으로 갈수록 폭이 넓어지는 원뿔형상으로 형성되고, 상기 외측 몸체부의 바닥면에 고정되는 지지대에 의해 지지되는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 배출부는
상기 확장부를 통해 배출되는 처리수의 포집을 용이하도록 하는 포집 보조부를 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 외측 몸체부는
상기 외측 몸체부의 상면에 형성되는 외측 몸체부 배출공에 연결되는 제1 배출관과 연결되고,
상기 제1 배출관은 상기 저장수조와 연결되는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 배출부는
하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔 형상의 호퍼로 구성되는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내측 몸체부는
상기 내측 몸체부의 내주면에 형성되는 와선형태의 와선홈을 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 여과 유닛은
내부공간이 둘레 부분과 코어 부분으로 구획되는 유닛 본체;
상기 둘레 부분에 구비되는 회전수차;및
상기 코어 부분에 구비되는 여과층을 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.
제15항에 있어서,
상기 여과층은
상방으로부터 하방으로 갈수록 입도가 커지는 여재를 포함하는
원심분리와 여과기술을 이용한 고효율 인공함양수 처리장치.