KR101629902B1 - 미생물 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 여과 장치에 관한 것으로서, 미생물을 포함하는 물로부터 미생물을 얻기 위하여 상기 물을 여과하는 미생물 여과 장치로서, 제1 공간과 제2 공간을 상하에 각각 구비하고 있는 용기로서, 물을 여과하는 여과지를 구비하고, 상기 제1 공간과 제2 공간은 상기 여과지에 의하여 공간적으로 분리되어 있는 여과기 본체; 상기 여과기 본체의 제1 공간의 내부에 수용된 물을 상기 여과지를 거쳐서 상기 제2 공간의 내부로 강제 이송하는 펌프; 상기 여과기 본체의 제2 공간과 연통되어 있는 용기로서, 상기 여과지에 의하여 여과된 물을 다량 저장하여 보관할 수 있는 저장 용기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 여과기 본체의 상단부와 하단부를 분리하지 않고 다량의 물을 연속적으로 여과할 수 있어, 주변 미생물에 의하여 여과지가 오염될 위험성이 없는 상태에서 신속하게 다량의 물을 여과할 수 있는 효과가 있다.

Description

미생물 여과 장치 {Apparatus for Filtering Biomass from Groundwater and Surfacewater }

본 발명은 미생물 여과 장치에 관한 것으로서, 특히 여과기 본체의 상단부와 하단부를 분리하지 않고 다량의 물을 연속적으로 여과할 수 있어, 주변 미생물에 의하여 여과지가 오염될 위험성이 없는 상태에서 신속하게 다량의 물을 여과할 수 있는 미생물 여과 장치에 관한 것이다.

지하수 또는 지표수 내에 존재하는 미생물의 역할을 규명하기 위해서, 지하수 또는 지표수로부터 미생물 시료인 바이매스(Biomass)를 확보하는 작업이 매우 중요하다.

일반적으로 지하수 또는 하천수와 같이 부유 물질이 적은 수중에는 존재하는 미생물의 개체수가 매우 적기 때문에, 상기 바이오매스를 얻기 위하여 약 20L 이상의 물을 여과해야할 필요가 발생하고, 미생물이 부착된 여과지를 바이매스 시료로 사용하는 것이 보통이다.

이렇게 미생물을 획득하는 이유 중 하나는, 지하수 또는 하천수에 비교적 소량으로 존재하는 병원성 미생물의 조성을 파악하여, 안전한 수자원을 확보하기 위함이다.

도 1에는 이러한 용도로 사용되는 미생물 여과 장치(1)가 도시되어 있으며, 상기 미생물 여과 장치(1)는 여과기 본체(2)와, 펌프(3)를 구비하고 있다.

상기 여과기 본체(2)는, 제1 공간(4)과 제2 공간(5)을 상하에 각각 구비하고 있는 용기로서, 잘 깨지지 않는 플라스틱 재질로 구성되어 있으며, 상기 제1 공간(4)과 제2 공간(5)은 여과지(6)에 의하여 공간적으로 분리되어 있다.

상기 여과기 본체(2)의 상측에 있는 제1 공간(4)에는 여과 대상인 물이 수용되며, 상기 여과기 본체(2)의 하측에 있는 제2 공간(5)에는 상기 여과지(6)에 의하여 미생물이 걸러지고 남은 물이 아래로 낙하하여 수용되는 공간이다.

상기 펌프(3)는, 사람의 악력에 의하여 수동으로 작동되는 진공 펌프로서, 상기 여과기 본체(5)의 제1 공간(4)의 내부에 수용된 물을 상기 제2 공간(5)의 내부로 강제 이송하기 위한 용도의 펌프이다. 도 1에서 상기 펌프(3)는 상기 제2 공간(5)의 압력을 상기 제1 공간(4)의 압력보다 낮춰 감압시키기 위하여 사용된다.

종래의 상기 미생물 여과 장치(1)는, 상기 제1 공간(4)의 용량 제한에 의하여 1회에 최대 약 500ml씩의 물이 여과될 수 있으며, 20L의 물을 여과를 위해서는 약 40회 동안 상기 펌프(3)의 작동을 반복해야 하는 문제점이 있습니다.

특히, 종래의 미생물 여과 장치(1)는, 여과하는 과정에서 상기 제2 공간(5)으로 배출된 물을 제거하기 위해, 상기 펌프(3)의 진공을 일시 해제하고 상기 여과기 본체(2)의 상단부(7)와 하단부(8)를 분리하여, 상기 제2 공간(5)의 물을 제거한 후, 다시 상기 펌프(3)의 진공을 반복해서 가해야 하므로 인력과 시간이 낭비되는 문제점도 있습니다.

또한, 상기 제2 공간(5)의 내부에 수용된 물을 제거할 때, 상기 여과기 본체(2)의 상단부(7)와 하단부(8)를 분리하게 되므로, 상기 여과기 본체(2)의 내부에 장착된 여과지(6)가 외부에 노출이 됨으로써, 주변 미생물에 의하여 여과지(6)가 오염될 위험성이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 여과기 본체의 상단부와 하단부를 분리하지 않고 다량의 물을 연속적으로 여과할 수 있어, 주변 미생물에 의하여 여과지가 오염될 위험성이 없는 상태에서 신속하게 다량의 물을 여과할 수 있도록 구조가 개선된 미생물 여과 장치를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 미생물 여과 장치는, 미생물을 포함하는 물로부터 미생물을 얻기 위하여 상기 물을 여과하는 미생물 여과 장치로서, 제1 공간과 제2 공간을 상하에 각각 구비하고 있는 용기로서, 물을 여과하는 여과지를 구비하고, 상기 제1 공간과 제2 공간은 상기 여과지에 의하여 공간적으로 분리되어 있는 여과기 본체; 상기 여과기 본체의 제1 공간의 내부에 수용된 물을 상기 여과지를 거쳐서 상기 제2 공간의 내부로 강제 이송하는 펌프; 상기 여과기 본체의 제2 공간과 연통되어 있는 용기로서, 상기 여과지에 의하여 여과된 물을 다량 저장하여 보관할 수 있는 저장 용기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 펌프는, 사람의 악력에 의하여 수동으로 작동되는 진공 펌프인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 펌프는, 진공 펌프로서, 상기 제2 공간의 내부 압력을 상기 제1 공간의 내부 압력보다 미리 정한 값만큼 낮춰 감압시키는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 펌프는 상기 제2 공간의 일단부에 연결되어 있으며, 상기 저장 용기는 상기 제2 공간의 타단부에 연결되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 저장 용기는, 내부 저장 용량이 증가되는 사용 위치와 내부 저장 용량이 감소되는 보관 위치 사이에서 수축되거나 신장될 수 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 저장 용기는, 내부에 저장된 물을 배출하기 위하여 형성된 배출공; 상기 배출공에 탈착 가능하게 결합되는 마개;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 제1 공간과 제2 공간을 상하에 각각 구비하고 있는 용기로서 물을 여과하는 여과지를 구비하고, 상기 제1 공간과 제2 공간은 상기 여과지에 의하여 공간적으로 분리되어 있는 여과기 본체와, 상기 여과기 본체의 제1 공간의 내부에 수용된 물을 상기 여과지를 거쳐서 상기 제2 공간의 내부로 강제 이송하는 펌프; 상기 여과기 본체의 제2 공간과 연통되어 있는 용기로서, 상기 여과지에 의하여 여과된 물을 다량 저장하여 보관할 수 있는 저장 용기;를 포함함으로써, 상기 여과기 본체의 상단부와 하단부를 분리하지 않고 다량의 물을 연속적으로 여과할 수 있어, 주변 미생물에 의하여 여과지가 오염될 위험성이 없는 상태에서 신속하게 다량의 물을 여과할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 미생물 여과 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 여과기 본체의 분리 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 미생물 여과 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 저장 용기가 폴딩된 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예인 미생물 여과 장치의 구성도이며, 도 4는 도 3에 도시된 저장 용기가 폴딩된 상태를 나타내는 도면이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미생물 여과 장치(100)는, 지하수 또는 하천수와 같이 부유 물질이 적은 수중에 존재하는 미생물을 샘플링하기 위하여 물을 여과하는 장치로서, 여과기 본체(10)와, 펌프(20)와, 저장 용기(30)를 포함하여 구성된다.

상기 여과기 본체(10)는, 잘 깨지지 않는 플라스틱 재질로 구성되어 있는 용기로서, 상단부(11)와 하단부(12)와 여과지(15)를 포함한다.

상기 상단부(11)는 원통형 용기부로서 상측에 배치되어 있고, 상기 하단부(12)는 원통형 용기부로서 상기 상단부(11)의 하측에 배치되어 있다.

상기 상단부(11)의 내부에는 여과 대상인 물이 수용되는 제1 공간(13)이 형성되어 있으며, 상기 하단부(12)의 내부에는 상기 여과지(15)에 의하여 미생물이 걸러지고 남은 물이 아래로 낙하하여 수용되는 제2 공간(14)이 형성되어 있다.

상기 하단부(12)의 상측 양단부에는 제1 관통공(16) 및 제2 관통공(17)이 각각 형성되어 있다.

상기 제1 관통공(16) 및 제2 관통공(17)은, 상기 제2 공간(14)과 연통되어 있으며, 손잡이가 달리 밸브(미도시)가 장착되어 수동으로 개폐 가능하다.

상기 하단부(12)의 하측 일단부에는 유출구(18)가 형성되어 있다. 상기 유출구(18)는 상기 여과지(15)에 의하여 걸러진 물을 외부로 배출하기 위한 용도로 마련된 구멍이다.

상기 유출구(18)는, 상기 제2 공간(14)과 연통되어 있으며, 손잡이가 달리 밸브(미도시)가 장착되어 수동으로 개폐 가능하다.

상기 상단부(11)와 상기 하단부(12)는 서로 분리 가능하게 나사 결합되어 있으며, 상기 상단부(11)와 하단부(12)의 사이에 상기 여과지(15)가 탈착 가능하게 장착된다.

상기 여과지(15)는, 0.2㎛ 규격의 다수 개의 기공을 구비한 얇은 멤브레인 필터(membrane filter)로서, 내약품성과 내열성이 우수한 폴리술폰(Polysulfone) 재질이 사용되고 있다.

상기 여과기 본체(10)의 제1 공간(13) 및 제2 공간(14)은, 상기 여과지(15)에 의하여 공간적으로 분리되어 있다.

본 실시예에서 상기 여과기 본체(10)의 내부 구조는 도 2에 도시된 여과기 본체(2)의 내부 구조와 거의 동일하다.

상기 펌프(20)는, 상기 여과기 본체(10)의 제1 공간(13)의 내부에 수용된 물을 상기 여과지(15)를 거쳐서 상기 제2 공간(14)의 내부로 강제 이송하기 위한 펌프로서, 본 실시예에서는 사람의 악력에 의하여 수동으로 작동되는 진공 펌프가 사용되고 있다.

상기 펌프(20)는 호스(21)에 의하여 상기 여과기 본체(10)의 하단부(12) 제1 관통공(16)에 연결되어 있다.

본 실시예에서 상기 펌프(20)는, 상기 제2 공간(14)의 내부 압력을 상기 제1 공간(13)의 내부 압력보다 미리 정한 값만큼 낮춰 감압시키기 위하여 사용되는 펌프이다.

상기 저장 용기(30)는, 상기 여과지(15)에 의하여 여과된 물을 다량 저장하여 보관할 수 있는 용기로서, 유입구(31)와 배수공(32)과 마개(33)를 포함한다. 본 실시예에서 상기 저장 용기(30)는 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 재질의 투명 또는 반투명 용기로 제조된다.

상기 유입구(31)는, 상기 여과기 본체(10)의 제2 공간(14)에 저장된 물이 흘러 들어오는 구멍으로서, 상단부 일측에 형성되어 있으며 호스(34)에 의하여 상기 여과기 본체(10)의 유출구(18)와 연결되어 있다.

상기 배수공(32)은, 상기 저장 용기(30)의 내부에 다량 저장된 물을 배출하기 위하여 형성된 구멍으로서, 상기 저장 용기(30)의 상면에 형성되어 있다.

상기 마개(33)는, 상기 배출공(32)에 탈착 가능하게 결합되어 상기 배수공(32)을 폐쇄하기 위한 마개로서, 본 실시예에서는 상기 배수공(32)에 나사결합되어 있다.

본 실시예에서 상기 저장 용기(30)는, 내부 저장 용량이 증가되는 사용 위치와 내부 저장 용량이 감소되는 보관 위치 사이에서 상하로 수축되거나 신장될 수 있도록, 외주면에 다수 개의 고리형 주름이 상하로 배열된 폴딩(folding) 구조를 가지고 있다.

이하에서는, 상술한 구성의 미생물 여과 장치(100)를 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 미생물 여과 장치(100)를 구성한 후, 상기 제1 관통공(16)에 장착된 밸브를 개방하고 상기 제2 관통공(17) 및 유출구(18)에 장착된 밸브를 폐쇄한 후, 상기 여과기 본체(10)의 상단부(11)의 제1 공간(13)의 내부로 여과 대상인 물을 약 500ml정도 넣는다.

이어서, 상기 펌프(20)를 악력으로 반복해서 쥐었다 폈다 하면, 상기 하단부(12)의 제2 공간(14)의 내부 압력이 미리 정한 압력 이하로 감압되어, 상기 상단부(11)의 제1 공간(13)에 수용된 물이 상기 제1 공간(13)과 제2 공간(14) 사이의 내부 압력 차이에 의하여 상기 여과지(15)를 관통하여 상기 제2 공간(14)로 낙하하여 수용된다. 이때 상기 여과지(15)에는 샘플링하고자하는 미생물들이 서서히 부착하게 된다.

이렇게 약 500ml정도의 물이 여과되면, 상기 제1 공간(13)에 수용된 물은 상기 제2 공간(14)으로 모두 흘러내리게 된다. 이어서, 제2 관통공(17)에 장착된 밸브 및 상기 유출구(18)에 장착된 밸브를 개방하게 되면, 상기 제2 공간(14)에 수용된 물이 상기 호스(34)를 통하여 상기 저장 용기(30)의 내부로 흘러 가게 된다.

상기 제2 공간(14)의 내부에 수용된 물이 상기 저장 용기(30)으로 모두 이동된 후에는, 다시 상기 제2 관통공(17)에 장착된 밸브 및 상기 유출구(18)에 장착된 밸브를 폐쇄하고, 상기 여과기 본체(10)의 상단부(11)의 제1 공간(13)의 내부로 여과 대상인 물을 추가로 약 500ml정도 넣고 상기 펌프(20)를 악력으로 작동하면, 상기 여과지(15)에 의하여 물이 여과된다.

상기 과정을 20회 정도 반복하게 되면, 대략 2L정도의 물을 연속으로 여과할 수 있게 되며, 여과된 2L의 물은 상기 저장 용기(30)에 저장된다. 마지막으로, 여과 작업이 모두 끝나면, 상기 저장 용기(30)를 상기 여과기 본체(10)로부터 분리한 후, 상기 마개(33)를 개방하여 상기 배수공(32)을 통하여 여과된 물을 외부로 버리고, 상기 여과기 본체(10)의 상단부(11)와 하단부(12)를 서로 분리하여 내부에서 미생물이 부착된 여과지(15)를 회수함으로써, 전체적인 여과 작업이 완료된다. 이때, 상기 여과지(15)는 50mL 무균 용기에 넣어 4C이하의 온도에 보관하게 되며, 필요한 경우에는 추후 냉동보관을 하게 된다.

상술한 구성의 미생물 여과 장치(100)는, 제1 공간(13)과 제2 공간(14)을 상하에 각각 구비하고 있는 용기로서 물을 여과하는 여과지(15)를 구비하고, 상기 제1 공간(13)과 제2 공간(14)은 상기 여과지(15)에 의하여 공간적으로 분리되어 있는 여과기 본체(10)와, 상기 여과기 본체(10)의 제1 공간(13)의 내부에 수용된 물을 상기 여과지(15)를 거쳐서 상기 제2 공간(14)의 내부로 강제 이송하는 펌프(20); 상기 여과기 본체(10)의 제2 공간(14)과 연통되어 있는 용기로서, 상기 여과지(15)에 의하여 여과된 물을 다량 저장하여 보관할 수 있는 저장 용기(30);를 포함하므로, 상기 여과기 본체(10)의 상단부(11)와 하단부(12)를 분리하지 않고 다량의 물을 연속적으로 여과할 수 있어, 주변 미생물에 의하여 여과지(15)가 오염될 위험성이 없는 상태에서 신속하게 다량의 물을 여과할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 미생물 여과 장치(100)는, 상기 펌프(20)가 사람의 악력에 의하여 수동으로 작동되는 진공 펌프이므로, 전기 공급이 원활하지 못한 야외에서도 간편하게 상기 펌프(20)를 작동시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한 상기 미생물 여과 장치(100)는, 상기 펌프(20)가 진공 펌프로서, 상기 제2 공간(14)의 내부 압력을 상기 제1 공간(13)의 내부 압력보다 미리 정한 값만큼 낮춰 감압시키므로, 간단한 구조에 의하여 상기 제1 공간(13) 및 제2 공간(14) 사이의 압력 차이를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 미생물 여과 장치(100)는, 상기 펌프(20)가 상기 제2 공간(14)의 일단부에 연결되어 있으며, 상기 저장 용기(30)는 상기 제2 공간(14)의 타단부에 연결되어 있으므로, 상기 펌프(20)가 상기 제2 공간(14)의 내부를 감압시킬 때 상기 유출구(18)에 장착된 밸브를 폐쇄함으로써 상기 펌프(20)가 상기 저장 용기(30)의 내부 압력에 영향을 주지 않도록 할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 미생물 여과 장치(100)는, 상기 저장 용기(30)가, 내부 저장 용량이 증가되는 사용 위치와 내부 저장 용량이 감소되는 보관 위치 사이에서 수축되거나 신장될 수 있으므로, 상기 저장 용기(30)를 사용하지 않을 때 상기 저장 용기(30)의 보관 부피를 감소시킬 수 있어, 상기 저장 용기(30)의 휴대성이 증가하는 장점이 있다.

그리고 상기 미생물 여과 장치(100)는, 상기 저장 용기(30)가 내부에 저장된 물을 배출하기 위하여 형성된 배출공(32)과, 상기 배출공(32)에 탈착 가능하게 결합되는 마개(33)를 포함하므로, 여과 작업이 모두 끝나면 상기 마개(33)를 개방하여 상기 배수공(32)을 통하여 여과된 다량의 물을 신속하게 외부로 버릴 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 여과기 본체(10)의 상단부(11) 제1 공간(13)에 여과 대상인 물을 약 500ml씩 반복적으로 투입하고 있으나, 여과 대상인 물이 연속적으로 흘러나오는 수도 꼭지를 상기 여과기 본체(10)의 제1 공간(13)에 연결하여, 별도의 수작업 없이 여과 대상인 물을 상기 제1 공간(13)의 내부로 연속적으로 공급할 수 있도록 구성할 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 펌프(20)가 상기 제2 공간(14)의 일단부에 연결되어 있으며 상기 저장 용기(30)는 상기 제2 공간(14)의 타단부에 연결되어 있는 병렬적 구성이나, 상기 저장 용기(30)를 상기 제2 공간(14)의 타단부에 연결한 상태에서, 상기 펌프(20)를 상기 저장 용기(30)에 연결하는 직렬적 구성도 가능함은 물론이다. 이때는 상기 저장 용기(30)의 내부를 감압시킴으로써 상기 여과기 본체(10)의 제2 공간(14)이 감압되는 작동 원리를 가지게 된다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 미생물 여과 장치 10 : 여과기 본체
11 : 상단부 12 : 하단부
13 : 제1 공간 14 : 제2 공간
15 : 여과지 16 : 제1 관통공
17 : 제2 관통공 18 : 유출구
20 : 펌프 21 : 호스
30 : 저장 용기 31 : 유입구
32 : 배수공 33 : 마개
34 : 호스 1 : 미생물 여과 장치
2 : 여과기 본체 3 : 펌프
4 : 제1 공간 5 : 제2 공간
6 : 여과지

Claims (6)

1. 미생물을 포함하는 물로부터 미생물을 얻기 위하여 상기 물을 여과하는 미생물 여과 장치로서,
   제1 공간과 제2 공간을 상하에 각각 구비하고 있는 용기로서, 물을 여과하는 여과지를 구비하고, 상기 제1 공간과 제2 공간은 상기 여과지에 의하여 공간적으로 분리되어 있는 여과기 본체;
   상기 여과기 본체의 제1 공간의 내부에 수용된 물을 상기 여과지를 거쳐서 상기 제2 공간의 내부로 강제 이송하는 펌프;
   상기 여과기 본체의 제2 공간과 연통되어 있는 용기로서, 상기 여과지에 의하여 여과된 물을 다량 저장하여 보관할 수 있는 저장 용기;
   를 포함하며,
   상기 여과기 본체는, 통형 용기부로서 상측에 배치되어 있는 상단부와, 통형 용기부로서 상기 상단부의 하측에 배치되어 있는 하단부를 포함하며,
   상기 여과기 본체의 상단부와 하단부는 서로 분리 가능하게 나사 결합되어 있으며, 상기 여과기 본체의 상단부와 하단부의 사이에 상기 여과지가 탈착 가능하게 장착되며,
   상기 펌프는, 사람의 악력에 의하여 수동으로 작동되는 진공 펌프이며, 상기 제2 공간의 내부 압력을 상기 제1 공간의 내부 압력보다 미리 정한 값만큼 낮춰 감압시키며,
   상기 저장 용기는, 내부 저장 용량이 증가되는 사용 위치와 내부 저장 용량이 감소되는 보관 위치 사이에서 수축되거나 신장될 수 있는 것을 특징으로 하는 미생물 여과 장치
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 펌프는 상기 제2 공간의 일단부에 연결되어 있으며, 상기 저장 용기는 상기 제2 공간의 타단부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 여과 장치
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 저장 용기는, 내부에 저장된 물을 배출하기 위하여 형성된 배출공; 상기 배출공에 탈착 가능하게 결합되는 마개;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 여과 장치

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