KR101749937B1 - 여과 전처리 기능을 갖는 해수담수화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 여과 전처리 기능을 포함하는 해수담수화장치 에 관한 것으로, 그 목적은 구성이 단순하고, 부피가 작아 제작단가가 매우 저렴하고, 좁은 설치공간에도 용이하게 설치할 수 있고, 차량등에 간편하게 탑재시킬 수 있어 이동이 용이하면서도 운전비용이 매우 저렴한 해수담수화장치 를 제공하는 것이며, 그 구성은 해수유입구 및 해수배출구를 각각 갖고, 유입되는 해수내에 포함되어 있는 불순물을 필터링하기 위해 순차적으로 연통되게 연결되는 하나 또는 그 이상의 제1 전처리필터와; 상기 제1 전처리필터의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제1 전처리필터를 통과한 해수내에 포함되어 있는 인산염을 여과하는 제2 전처리필터와; 상기 제2 전처리필터의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제2 전처리필터를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속하는 저압압력밸브와; 상기 저압압력밸브의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 고압으로 펌핑하는 고압펌프와; 상기 고압펌프의 후방에 장착되어 고압펌프로 부터 펌핑하되는 전처리 해수의 수압을 조절하는 레귤레이터와; 상기 레귤레이터의 후방에 연통되게 연결되어 레귤레이터를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속하는 고압압력밸브와; 후단부측에 담수배출구 및 염수배출구를 갖고, 상기 고압압력밸브의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 역삼투압방식으로 정수처리하여 담수화하는 알오 멤브레인과; 상기 알오 멤브레인의 염수배출구와 연통되게 연결되는 농축염수 배수관과; 상기 알오 멤브레인의 담수배출구와 연통되게 연결되는 담수 배수관과; 상기 담수배수관 상에 장착되어 담수배수관을 단속하는 담수배수전자변과; 상기 알오 멤브레인과 담수배수전자변 사이의 담수 배수관 상에 배기되어 연통되게 연결되는 식수관과; 상기 식수관 상에 장착되어 담수량을 계량하는 유량계와; 상기 유량계를 통과한 담수를 살균하기 위해 상기 유량계의 후방측 식수관 상에 장착되는 살균장치와; 상기 살균장치의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수의 염도를 측정하는 염도계와; 상기 염도계의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수유압을 측정하는 담수압력센서와; 상기 식수관의 종단 상에 장착되어 식수관을 단속하는 담수전자변으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 여과 전처리 기능을 포함하는 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 담수화를 위한 해수 여과를 담수화 초두에 분산설치하여 담수화 성능을 대폭 향상시킴과 동시에 알오 멤브레인(R.O. Membrane)을 사용하여 구성이 단순하면서도 간편하게 해수를 담수화시킬 수 있는 구조를 갖도록 한 여과 전처리 기능을 포함하는 해수담수화장치 에 관한 것이다.
일반적으로, 지구가 온난화되면서 담수가 절대적으로 부족해지고, 특히 중동지역과 같은 사막지역에서는 담수의 확보가 그 무엇보다고 중요하다. 이 때문에 해수를 담수화설비를 도입하여 담수를 공급하고 있다.
해수를 담수화하는 방법에는 바닷물에 녹아있는 염분을 반투과막에 걸러내어 담수를 얻는 역삼투압법과, 바닷물을 끓여 증발된 수증기를 차갑게 냉각시켜 담수를 얻는 증발법, 해수를 냉동하여 물과 얼음으로 분리하는 냉동법, 이온교환막에 의한 전기투석법이 있다.
이러한 방법 중 역삼투압법이 보다 널리 퍼져있는데 그 이유는 화석연료를 사용하여 해수를 가열해야 하는 증발법이 역삼투압법에 비해 에너지 소비량이 3배나 더 많고 규모에도 제약이 따르기 때문이다.
통상적인 역삼투압법은 샌드 필터(큰 입자의 불순물 및 녹조류 제거)와, 유기물을 흡착하는 활성탄 필터와, 바닷물을 살균하는 UV살균장치와, 미생물의 단위까지 제거하는 UF장치와, 바닷물 속의 이온물질을 제거하는 역삼투압 장치와, PH조정과 미네랄을 투입하는 미네랄 투입장치로 구성된다.
그러나 종래의 해수담수화설비는 담수의 처리를 온전히 멤브레인에 의존함에 따라 멤브레인이 염분 이외의 다른 불순물까지 모두 걸러내야 하므로 멤브레인에 부하가 많이 걸리는 문제가 있고, 그로 인해 담수의 생산성이 떨어지며, 고가의 멤브레인 유지보수비용이 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 고려하여 창안한 것으로서, 그 목적은 담수화설비의 초기에 각종 이물질을 걸러내는 전처리 공정을 더 구비하여 최대한 걸러낼 수 있는 물질을 걸러내도록 함에 따라 멤브레인의 성능을 최상의 여건으로 유지할 수 있어 담수 생산성을 향상시키고, 또 그에 고가의 멤브레인 유지보수비를 대폭 절감할 수 있는 여과 전처리기능을 포함하는 해수담수화장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 구성이 단순하고, 부피가 작아 제작 단가가 매우 저렴하고, 좁은 설치공간에도 용이하게 설치할 수 있고, 차량 등에 간편하게 탑재시킬 수 있어 이동이 용이하면서도 운전비용이 매우 저렴한 전처리 기능을 갖는 해수담수화장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 해수유입구 및 해수배출구를 각각 갖고, 유입되는 해수내에 포함되어 있는 불순물을 필터링하기 위해 순차적으로 연통되게 연결되는 하나 또는 그 이상의 제1 전처리필터와; 상기 제1 전처리필터의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제1 전처리필터를 통과한 해수내에 포함되어 있는 인산염을 여과하는 제2 전처리필터와; 상기 제2 전처리필터의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제2 전처리필터를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속하는 저압압력밸브와; 상기 저압압력밸브의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 고압으로 펌핑하는 고압펌프와; 상기 고압펌프의 후방에 장착되어 고압펌프로 부터 펌핑하되는 전처리 해수의 수압을 조절하는 레귤레이터와; 상기 레귤레이터의 후방에 연통되게 연결되어 레귤레이터를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속하는 고압압력밸브와; 후단부측에 담수배출구 및 염수배출구를 갖고, 상기 고압압력밸브의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 역삼투압방식으로 정수처리하여 담수화하는 알오 멤브레인과; 상기 알오 멤브레인의 염수배출구와 연통되게 연결되는 농축염수 배수관과; 상기 알오 멤브레인의 담수배출구와 연통되게 연결되는 담수 배수관과; 상기 담수배수관 상에 장착되어 담수배수관을 단속하는 담수배수전자변과; 상기 알오 멤브레인과 담수배수전자변 사이의 담수 배수관 상에 배기되어 연통되게 연결되는 식수관과; 상기 식수관 상에 장착되어 담수량을 계량하는 유량계와; 상기 유량계를 통과한 담수를 살균하기 위해 상기 유량계의 후방측 식수관 상에 장착되는 살균장치와; 상기 살균장치의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수의 염도를 측정하는 염도계와; 상기 염도계의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수유압을 측정하는 담수압력센서와; 상기 식수관의 종단 상에 장착되어 식수관을 단속하는 담수전자변으로 구성되는 것을 특징으로 하는 여과 전처리 기능을 포함하는 해수담수화장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 여과 전처리 기능을 포함하는 해수담수화장치는, 해수담수화장치 초기에 각종 미립자나 이물질을 걸러내는 전처리단계를 구성하여 필터링 기능을 분산시킴에 따라 멤브레인의 담수 처리 생산성을 대폭 향상시킬 수 있고, 또, 고가의 멤브레인의 유지보수에 따른 교환 수리 주기를 대폭 연장시킴에 따른 비용 절감효과를 얻을 수 있다.
또한, 구성이 단순하고, 작은 부피로 제작할 수 있고, 전력소모량이 매우 적어 저렴한 비용으로 다량의 위생적인 담수(식수)를 확보할 수 있고, 소형의 제작하여 차량에 탑재하여 이동을 용이하게 함으로서, 긴급상황 시 신속하게 해수담수화장치 를 필요지역에 이동시켜 담수를 공급할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 해수담수화장치 의 구성 및 구성요소 간의 상호 유기적인 상관관계를 예시하는 계통도.
도 2는 제1 전처리필터의 외부 구조를 나타낸 예시도,
도 3은 제1 전처리필터의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 제1 전처리필터의 외부 구조를 나타낸 예시도,
도 3은 제1 전처리필터의 구조를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 해수담수화장치 의 바람직한 실시 예를 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 해수담수화장치 (10)는 제1 및 제2 전처리필터(11)(12)와, 저압압력밸브(13)와, 입구압력센서(13a)와, 입구온도센서(13b)와, 고압펌프(14)와, 레귤레이터(15)와, 고압압력밸브(16)와, 펌프압력센서(16a)와, 알오 멤브레인(R.O Membrane)(17)과, 농축염수 배수관(18)과, 담수배수관(19)과, 담수배수전자변(20)과, 식수관(21)과, 유량계(22)와, 살균장치(23)와, 염도계(24)와, 담수전자변(26)과, 미네랄투입장치(27)로 구성된다.
상기 제1 전처리필터(11)는 하나 또는 그 이상의 구성되며, 해수유입구 및 해수배출구를 각각 갖고, 유입되는 해수내에 포함되어 있는 불순물을 필터링하기 위해 순차적으로 연통되게 연결된다.
상기 제1 전처리필터(11)는 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 단면이 삼각형인 링을 미세 틈새를 형성하도록 적층하여 필터를 구성한 것이다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이 상하가 막힌 물탱크(111)를 구성한다. 상기 물탱크(111)의 내부에 단면이 삼각형인 링(r)을 일정한 미세 간격으로 적층구성하고 이를 고정하여 하부가 막히고 상부가 개방된 형태의 필터유니트(112)로 구성하여 축회전 가능하게 설치하고, 물탱크(111)의 상부에 구동모터(M)와 축으로 연결하여 필요시 구동모터(M)를 구동시켜 필터유니트(112)를 축 회전하도록 설치한다. 또한, 상기 필터유니트(112)의 상부를 기준으로 물탱크(111)의 내부를 분할 하는 분할판(113)을 구성하고, 상기 분할판(113)을 기준하여 물탱크(111) 하부 일측에는 정수될 물을 유입하는 공급구(114)를 그리고 분할판(113) 상부의 물탱크(111) 측부에는 필터유니트(112)에 의해 정수된 물이 배출되는 배출구(115)가 구비되며, 상기 물탱크(111)의 하부에는 정수되어 걸러진 불순물이나 오수를 배출시키는 드레인밸브(116)가 설치되어 있다.
특히 제1 전처리필터(11)는 필터유니트(112)의 둘레에 걸러져 부착된 이물질을 긁어 탈락시키는 스크레이퍼(117)가 복수개 설치되어 있으며, 상기 스크레이퍼(117)는 수직방향 또는 나선방향으로 설치되어 있다.
또한, 상기 스크레이퍼(117)로 세척을 실시할 때에는 정수시의 역방향으로 물을 고압 공급하여 스크레이퍼(117)로 이물질을 탈락시키면서 역수압을 가하여 필터유니트(112)의 틈새 도는 둘레에 끼거나 부착된 이물질을 탈락시킨다. 이때에는 공급구(114)를 차단하고, 드레인밸브(116)를 개방시켜 이물질로 오염된 세척수를 배출시킨다.
이와 같이 상기 제1 전처리필터(11)를 세척할 때에는 필터기능을 수행할 수가 없으므로 시스템 전체가 정지되어야 한다. 이를 방지하기 위해 상기 제1 전처리필터(11)는 복수개가 병렬로 설치하여 세척작업과 정수 작업을 번갈아가면서 실시하여 연속적인 정수기능을 수행하도록 한다.
제1 전처리필터(11)의 작동은 공급구(114)로 고압의 물이 유입되면 그 압력에 의해 필터유니트(112)의 내부로 침투하게 되고, 도 그 압력에 의해 상부의 배출구(115)로 배출된다.
참조부호 118은 제1 전처리필터(11)를 지지대이고, 119는 다이이다.
상기 제2 전처리필터(12)는 폴리인산염필터로서, 상기 제1 전처리필터(11)의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제1 전처리필터(11)를 통과한 해수내에 포함되어 있는 인산염을 여과한다.
상기 저압압력밸브(13)는 상기 제2 전처리필터(12)의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제2 전처리필터(12)를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속한다.
상기 고압펌프(14)는 상기 저압압력밸브(13)의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 고압으로 펌핑한다.
상기 입구압력센서(13a) 및 입구온도센서(13b)는 상기 저압압력밸브(13)와 고압펌프(14) 사이에 해수라인 상에 순차적으로 장착되어 해수의 압력 및 온도를 측정한다.
상기 레귤레이터(15)는 상기 고압펌프(14)의 후방에 장착되어 고압펌프(14)로 부터 펌핑하되는 전처리 해수의 수압을 조절한다,
상기 고압압력밸브(16)는 상기 레귤레이터(15)의 후방에 연통되게 연결되어 레귤레이터(15)를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속한다.
상기 알오 멤브레인(17)은 후단부측에 담수배출구 및 염수배출구를 갖고, 상기 고압압력밸브(16)의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 역삼투압방식으로 정수처리하여 담수화한다.
상기 농축연수 배수관(18)은 상기 알오 멤브레인(17)의 염수배출구와 연통되게 연결되어 상기 알오 멤브레인(17)에서 걸러진 농축염수를 배수한다.
상기 담수배수관(19)은 상기 알오 멤브레인(17)의 담수배출구와 연통되게 연결되어 상기 알오 멤브레인(17)에서 걸러진 담수를 배수한다.
알오 멤브레인(17)은 복수개로 구성하여 병열로 연결함으로써 세척을 요할 때에 정수 공정을 멈추지 않고 다른 알오 멤브레인(17)으로 번갈아 가면서 정수토록하여 담수의 생산을 연속적으로 실시할 수 있도록 한다.
상기 담수배수전자변(20)은 상기 담수배수관(19) 상에 장착되어 담수배수관(19)을 단속한다.
상기 식수관(21)은 상기 알오 멤브레인(17)과 담수배수전자변(20) 사이의 담수배수관(19) 상에 배기되어 연통되게 연결되며, 상기 담수배수전자변(20)에 의해 상기 담수배수관(19)이 닫힌 상태일 때 담수배수관(19)내의 담수가 식수관(21)내로 유입된다.
상기 유량계(22)는 상기 식수관(21) 상에 장착되어 담수량을 계량한다.
상기 살균장치(23)는 자와선(UV)살균장치로서, 상기 유량계(22)를 통과한 담수를 살균하기 위해 상기 유량계(22)의 후방측 식수관(21) 상에 장착된다.
상기 염도계(24)는 상기 살균장치(23)의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수의 염도를 측정한다.
상기 담수압력센서(25)는 상기 염도계(24)의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수유압을 측정한다.
상기 담수전자변(26)은 상기 식수관(21)의 종단 상에 장착되어 식수관을 단속한다.
상기 미네랄투입장치(27)는 상기 식수관(21) 상에 장착되어 식수관내의 담수에 미네랄을 첨가한다. R.O 멤브레인(17)을 통과한 담수는 거의 순수한 물과 같기 때문에 이를 음용하는 것은 증류수를 마시는 것과 같아 설사와 같은 부작용을 초래할 우려가 있다. 이를 극복하기 위해 물에 포함되어야 할 각종 미네랄을 인공적으로 투입하여 오히려 사람에게 필요한 종합적인 각종 미네랄을 첨가함으로써 건강에 긍정적인 효과를 발휘하도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 여과 전처리 기능을 포함하는 (10)는 종래의 해수담수와 설비와 비교하여 그 구성이 매우 단순하고, 제작단가가 저렴함은 물론 소형으로 제작할 수 있어 저렴한 비용으로 고품질의 담수(식수)을 생산할 수 있는 것이다.
10: 해수담수화장치 11: 제1전처리필터
12: 제2 전처리필터 13: 저압압력밸브
13a: 입구압력센서 13b: 입구온도센서
14: 고압펌프 15: 레귤레이터
16: 고압압력백브 16a: 펌프압력센서
17: 알오 멤브레인 18: 농축염수 배수관
19: 담수배수관 20: 담수배수전자변
21: 식수관 22: 유량계
23: 살균장치 24: 염도계
25: 담수압력센서 26: 담수전자변
27: 미네랄투입장치
12: 제2 전처리필터 13: 저압압력밸브
13a: 입구압력센서 13b: 입구온도센서
14: 고압펌프 15: 레귤레이터
16: 고압압력백브 16a: 펌프압력센서
17: 알오 멤브레인 18: 농축염수 배수관
19: 담수배수관 20: 담수배수전자변
21: 식수관 22: 유량계
23: 살균장치 24: 염도계
25: 담수압력센서 26: 담수전자변
27: 미네랄투입장치
Claims (3)
- 해수유입구 및 해수배출구를 각각 갖고, 유입되는 해수내에 포함되어 있는 불순물을 필터링하기 위해 순차적으로 연통되게 연결되되, 상하가 막힌 물탱크(111)의 내부에 단면이 삼각형인 링(r)을 일정한 미세 간격으로 적층구성함과 동시에 하부가 막히고 상부가 개방된 형태의 필터유니트(112)로 구성하여 축회전 가능하게 설치하고, 물탱크(111)의 상부에 구동모터(M)와 축으로 연결하여 필요시 구동모터(M)를 구동시켜 축 회전 가능하도록 하고, 상기 필터유니트(112)의 둘레에 이물질을 긁어 탈락시키는 스크레이퍼(117)를 복수개 구비하고, 상기 필터유니트(112)의 상부를 기준으로 물탱크(111)의 내부를 분할 하는 분할판(113)을 구성하여, 상기 분할판(113)을 기준하여 물탱크(111) 하부 일측에는 정수될 물을 유입하는 공급구(114)를 그리고 분할판(113) 상부의 물탱크(111) 측부에는 필터유니트(112)에 의해 정수된 물이 배출되는 배출구(115)가 구비하고, 상기 물탱크(111)의 하부에는 정수되어 걸러진 불순물이나 오수를 배출시키는 드레인밸브(116)를 설치한 제1 전처리필터(11)와;
상기 제1 전처리필터(11)의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제1 전처리필터(11)를 통과한 해수내에 포함되어 있는 인산염을 여과하는 제2 전처리필터(12)와;
상기 제2 전처리필터(12)의 후방에 연통되게 연결되어 상기 제2 전처리필터(12)를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속하는 저압압력밸브(13)와;
상기 저압압력밸브(13)의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 고압으로 펌핑하는 고압펌프(14)와;
상기 저압압력밸브(13)와 고압펌프(14) 사이에 해수라인 상에 순차적으로 장착되어 해수의 압력 및 온도를 측정하는 입구압력센서(13a) 및 입구온도센서(13b)와;
상기 고압펌프(14)의 후방에 장착되어 고압펌프(14)로 부터 펌핑하되는 전처리 해수의 수압을 조절하는 레귤레이터(15)와;
상기 레귤레이터(15)의 후방에 연통되게 연결되어 레귤레이터(15)를 통과한 전처리 해수의 흐름을 단속하는 고압압력밸브(16)와;
후단부측에 담수배출구 및 염수배출구를 갖고, 상기 고압압력밸브(16)의 후방에 연통되게 연결되어 전처리 해수를 역삼투압방식으로 정수처리하여 담수화하는 알오 멤브레인(17)과;
상기 알오 멤브레인(17)의 염수배출구와 연통되게 연결되는 농축염수 배수관(18)과;
상기 알오 멤브레인(17)의 담수배출구와 연통되게 연결되는 담수배수관(19)과;
상기 담수배수관(19) 상에 장착되어 담수배수관(19)을 단속하는 담수배수전자변(20)과;
상기 알오 멤브레인(17)과 담수배수전자변(20) 사이의 담수배수관(19) 상에 배기되어 연통되게 연결되는 식수관(21)과;
상기 식수관(21) 상에 장착되어 담수량을 계량하는 유량계(22)와;
상기 유량계(22)를 통과한 담수를 살균하기 위해 상기 유량계(22)의 후방측 식수관 상에 장착되는 살균장치(23)와;
상기 살균장치(23)의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수의 염도를 측정하는 염도계(24)와;
상기 염도계(24)의 후방측 식수관 상에 장착되어 담수유압을 측정하는 담수압력센서(25)와;
상기 식수관(21)의 종단 상에 장착되어 식수관을 단속하는 담수전자변(26)과;
상기 담수전자변(26) 이전의 식수관 상에 장착되어 식수관내의 담수에 미네랄을 첨가하는 미네랄투입장치(27)로 구성되는 것을 특징으로 하는 여과 전처리 기능을 포함하는 해수담수화장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 스크레이퍼(117)는 나선구조을 이루고, 상기 필터유니트(112)를 회전하여 상기 스크레이퍼로 이물질을 탈락시킬 때에는 필터유니트(112)의 내부에서 역방향으로 물을 고압 역세하여 필터유니트(112)의 틈새 도는 둘레에 끼거나 부착된 이물질을 탈락하도록 한 것을 특징으로 하는 여과 전처리 기능을 포함하는 해수담수화장치.
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| KR1020150088731A KR101749937B1 (ko) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | 여과 전처리 기능을 갖는 해수담수화장치 |
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| KR1020150088731A KR101749937B1 (ko) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | 여과 전처리 기능을 갖는 해수담수화장치 |
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| KR20160150557A KR20160150557A (ko) | 2016-12-30 |
| KR101749937B1 true KR101749937B1 (ko) | 2017-06-22 |
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ID=57737416
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| KR1020150088731A KR101749937B1 (ko) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | 여과 전처리 기능을 갖는 해수담수화장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20230086835A (ko) | 2021-12-08 | 2023-06-16 | 한국건설기술연구원 | 생산수량 변동형 해수담수화 시스템 및 그 가변운전 방법 |
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| KR100966079B1 (ko) * | 2010-01-05 | 2010-06-28 | 박홍규 | 해수 및 지하수, 상수도 고도 정수장치 |
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2015
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