KR101982796B1 - 자동 세척과 자동 여과 기능을 갖는 수처리용 자외선 소독 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동 세척과 자동 여과 기능을 갖는 수처리용 자외선 소독 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 자외선 소독 장치는 처리수 유입구와 처리수 유출구가 구비되며 내부에 처리수 소독 공간이 형성된 본체 하우징, 상기 본체 하우징의 소독 공간에 설치되는 램프 보호관과 상기 램프 보호관의 내부에 설치되는 자외선 램프, 및 상기 본체 하우징의 내부에 설치되고 처리수의 소독 공간으로 유입되고 배출되는 처리수에 의해 부력이 작용하여 승강 및 하강 하면서 상기 램프 보호관의 외부를 세척하는 부력식 무동력 세척기를 포함한다. 본 발명의 자동 세척과 자동 여과 기능을 갖는 수처리용 자외선 소독 장치 및 그 방법에 따르면 램프 보호관에 오염된 물질들은 자외선 소독 과정에 유입되고 유출되는 처리수로부터 부력을 받아서 동작하는 부력식 무동력 세척기에 의해 자동적으로 세척된다. 자외선 소독 과정을 중단하지 않고 세척 과정을 진행할 수 있기 때문에 수처리 효율을 높일 수 있다. 또한 램프 보호관에 충격이나 오염을 줄 수 있는 오염 물질들은 처리수 여과 필터에 의해서 먼저 걸러지기 때문에 램프 보호관이 파손되거나 급격히 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한 자외선 소독 기능과 여과 기능이 하나의 자외선 소독 장치에서 동시에 진행됨으로 중복된 재원을 설치할 필요가 없게 된다.

Description

자동 세척과 자동 여과 기능을 갖는 수처리용 자외선 소독 장치{ULTRAVIOLET DISINFECTION APPARATUS AND METHOD FOR WATER TREATMENT HAVING AUTOMATIC WASHING AND AUTOMATIC FILTRATION FUNCTION}

본 발명은 수처리용 자외선 소독 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 자동 세척 기능과 자동 여과 기능을 갖는 수처리용 자외선 소독 장치에 관한 것이다.

수처리에 사용되는 소독 설비의 종류는 크게 염소 소독, 자외선 소독, 오존 살균 방식으로 크게 세 가지 종류가 대표적이다. 이중에서 자외선 소독 방식이 가성비면에서 우수하여 가장 일반적으로 사용되고 있다. 자외선 소독 장치는 미생물 살균 기능이 우수한 UV-C 자외선 파장을 활용하여 수처리 전분야(하수, 중수, 우수, 상수)에서 후단 처리시설로 소독기능을 수행하며 미생물의 핵산(DNA, RNA)을 손상시켜 미생물의 번식을 억제하는 역할을 한다.

그러나 자외선 소독 장치는 자외선 램프를 둘러싸고 있는 램프 보호관의 오염도에 따라서 성능 효율의 저하가 심하기 때문에 주기적인 세척이 필요하다. 램프 보호관을 세척하는 동안 설비의 운영이 중단됨으로 장비 가동율이 낮아지는 문제가 있으며, 램프 보호관은 주로 석영관을 사용하여 구성되는데 충격에 약하기 때문에 소독이 진행되는 과정에 램프 보호관이 파손되는 문제가 야기되기도 한다.

한편, 수처리 단계에서 소독과 더불어 처리수를 여과하기 위한 여러 종류의 여과 장치가 사용되고 있다. 특히 처리수의 후처리 단계에서는 소독 장치와 여과 장치가 각기 별도의 장비로 제공되고 있어서 이중적 재원이 소비되는 문제가 있어 왔다.

KR 10-2001-0076488 B1 2001.12.05 KR 10-2009-0084544 A 2009.09.08

본 발명의 목적은 자외선 소독 장치의 가동 중에 램프 보호관을 별도의 전원 공급 없이 자동으로 세척할 수 있으며 램프 보호관의 오염이나 충격을 방지하며 오염물을 자동적으로 필터링 할 수 있는 새로운 수처리용 자외선 소독 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 자동 세척과 자동 여과 기능을 갖는 수처리용 자외선 소독 장치에 관한 것이다. 본 발명의 자외선 소독 장치는 처리수 유입구와 처리수 유출구가 구비되며 내부에 처리수 소독 공간이 형성된 본체 하우징; 상기 본체 하우징의 소독 공간에 설치되는 램프 보호관과 상기 램프 보호관의 내부에 설치되는 자외선 램프; 및 상기 본체 하우징의 내부에 설치되고 처리수의 소독 공간으로 유입되고 배출되는 처리수에 의해 부력이 작용하여 승강 및 하강 하면서 상기 램프 보호관의 외부를 세척하는 부력식 무동력 세척기를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 처리수 유입구에 연결되어 유입되는 처리수를 여과하여 상기 본체 하우징의 내부로 유입시키는 처리수 여과 필터를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 부력식 무동력 세척기는 무게추와 부력실과 와이퍼 뭉치가 계층적 판형상으로 구성되고 상기 램프 보호관이 끼워지는 삽입공이 구비된다.

일 실시예에 있어서, 상기 본체 하우징에 연결된 침전물 배출구와 상기 침전물 배출구에 장착되어 침전물 배출을 제어하기 위한 배출 제어 밸브를 포함한다.

본 발명의 다른 일면은 수처리용 자외선 소독 장치의 자동 세척 및 여과 방법에 관한 것이다. 본 발명의 수처리용 자외선 소독 장치의 자동 세척 및 여과 방법은 처리수 유입구와 처리수 유출구가 구비되며 내부에 처리수 소독 공간이 형성된 본체 하우징으로 처리수가 유입되는 단계; 상기 본체 하우징의 소독 공간에 설치된 램프 보호관과 상기 램프 보호관의 내부에 설치되는 자외선 램프에 의해서 상기 처리수 소독 공간에 유입된 처리수로 자외선을 조사하여 소독하는 단계; 자외선 램프로부터 조사된 자외선에 의해 소독된 처리수가 상기 처리수 유출구를 통해서 배출되는 단계; 및 상기 본체 하우징의 내부에 설치된 부력식 무동력 세척기가 상기 처리수의 소독 공간으로 유입되고 배출되는 처리수에 의해 부력이 작용하여 승강 및 하강 하면서 상기 램프 보호관의 외부를 세척하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 처리수 유입구에 연결된 처리수 여과 필터에 의해 상기 본체 하우징의 내부로 유입되는 처리수가 여과되는 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 본체 하우징에 연결된 침전물 배출구를 통해서 상기 본체 하우징의 내부에 침전된 침전물이 배출되는 단계를 포함한다.

본 발명의 자동 세척과 자동 여과 기능을 갖는 수처리용 자외선 소독 장치 및 그 방법에 따르면 램프 보호관에 오염된 물질들은 자외선 소독 과정에 유입되고 유출되는 처리수로부터 부력을 받아서 동작하는 부력식 무동력 세척기에 의해 자동적으로 세척된다. 자외선 소독 과정을 중단하지 않고 세척 과정을 진행할 수 있기 때문에 수처리 효율을 높일 수 있다. 또한 램프 보호관에 충격이나 오염을 줄 수 있는 오염 물질들은 처리수 여과 필터에 의해서 먼저 걸러지기 때문에 램프 보호관이 파손되거나 급격히 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한 자외선 소독 기능과 여과 기능이 하나의 자외선 소독 장치에서 동시에 진행됨으로 중복된 재원을 설치할 필요가 없게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 자외선 소독 장치의 단면 구조 및 평면 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 부력식 무동력 세척기의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 자외선 소독 장치의 동작 과정을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 자외선 소독 장치의 단면 구조 및 평면 구조를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 자외선 소독 장치(10)는 내부에 처리수의 소독 공간(21)이 마련된 본체 하우징(20)이 구비된다. 본체 하우징(20)은 중공의 원통형 구조를 갖고 상단 일측으로 처리수 유입구(22)와 상단 타측으로 처리수 유출구(24)가 구비된다. 본체 하우징(20)의 구조적 형태는 원통형으로 한정되는 것은 아니며 처리수의 소독 효율을 높이기 위해 여러 형태로 변형이 가능하다. 본체 하우징(20)의 하단에는 침전물 배출구(26)와 침전물 배출을 제어하기 위한 배출 제어 밸브(28)가 구비된다.

본체 하우징(20)의 소독 공간에는 수직된 길이 방향으로 봉 형상의 램프 보호관(40)이 설치되고, 그 내부에는 봉 형상의 자외선 램프(42)가 장착된다. 램프 보호관(40)은 자외선 투과도가 좋은 재료를 사용하여 구성되는데 예를 들어 석영관을 사용한다. 본 실시예에서는 4개의 램프 보호관(40)과 자외선 램프(42)가 사방으로 배치된 구조로 설치된다. 자외선 보호관(40)과 자외선 램프(42)의 설치 형태와 개수는 필요에 따라 변경이 가능하다.

본체 하우징(20)의 내부에는 부력식 무동력 세척기(50)가 설치된다. 부력식 무동력 세척기(50)는 처리수 소독 공간(21)으로 유입되고 배출되는 처리수에 의해 부력이 작용하여 승강 및 하강 하면서 램프 보호관(40)의 외부를 세척한다. 부력식 무동력 세척기(50)는 부력에 의해 승하강 동작을 하기 때문에 별도의 구동 전력이 필요하지 않다.

본 발명의 자외선 소독 장치(10)는 처리수 유입구(22)에 연결된 처리수 여과 필터(30)를 구비한다. 처리수 여과 필터(30)는 본체 하우징(20)의 내부에서 처리수 유입구(22)의 일단에 연결되며 처리수가 통과되기 위한 다공성 표면을 갖고 교환 가능한 필터 부재(32)가 장착되어 있다. 처리수 여과 필터(32)는 처리수 유입구(22)를 통해서 유입되는 처리수에 포함된 오염물들을 여과하여 본체 하우징(20)의 내부로 유입시킨다. 그러므로 램프 보호관(40)은 오염물로 인행 손상과 급격한 오염을 최소화 할 수 있다.

도 3은 부력식 무동력 세척기의 구조를 보여주는 단면도이다.

도 3을 참조하여, 부력식 무동력 세척기(50)는 아래에서부터 무게추(51)와 부력실(53) 그리고 와이퍼 뭉치(54)가 계층적 판형상으로 구성된다. 부력식 무동력 세척기(50)는 부력에 의해 승하강 될 수 있도록 다수개의 램프 보호관 삽입공(52)과 필터 패스 영역(56)이 형성된 원반 형상을 갖는다. 그리고 와이퍼 뭉치(54)는 부력에 의한 승하강하는 동작 과정에서 램프 보호관(40)과 본체 하우징(20)의 내측벽을 세척할 수 있도록 와이퍼 날개(55)가 구비된다. 부력식 무동력 세척기(50)의 형상은 본체 하우징(20)의 내부 소독 공간의 구조와 램프 보호관의 형상 및 설치 개수 그리고 처리수 여과 필터(30)의 설치 위치와 구조 등을 고려하여 설계된다.

도 4a 내지 도 4c는 자외선 소독 장치의 동작 과정을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 처리수가 유입되기 전 부력식 무동력 세척기(50)는 본체 하우징(20)의 내부 하단에 위치하고, 침전물 배출구(26)의 배출 제어 밸브(28)는 닫혀 있다(도 4a 참조). 처리수 유입구(22)를 통해서 유입되는 처리수는 처리수 여과 필터(30)를 통해서 오염물이 여과되어 본체 하우징(20)의 처리수 소독 공간(21)에 채워진다. 이어 부력식 무동력 세척기(50)는 부력을 받아서 상승하기 시작한다(도 4b 참조). 자외선 램프(42)로부터 조사된 자외선에 의해서 처리수 소독 공간(21)에 채워지는 처리수는 자외선 소독이 진행된다. 소독된 처리수는 처리수 유출구(24)를 통해서 배출된다.

처리수 소독 공간(21)으로 유입되는 처리수는 처리수 여과 필터(30)에 의해서 일차적으로 오염물이 제거된다. 그럼으로 램프 보호관(40)은 충격이 가해질 수 있는 오염물에 의해 손상되는 것이 방지되며 또한 램프 보호관(40)의 외벽이 급격히 오염되는 것도 방지된다. 처리수 소독 공간(21)에 처리수가 유입되고 배출되는 과정에서 부력식 무동력 세척기(50)는 승강 동작과 하강 동작이 무동력으로 이루어진다. 이때 와이퍼 뭉치(54)의 와이퍼 날개(55)는 램프 보호관(40)의 외측과 몸체 하우징(20)의 내측벽도 세정된다. 몸체 하우징(20)의 내부에 잔류되는 침전물은 하단부에 모이게 되며, 배출 제어 밸브(28)를 개방함으로써 침전물 배출구(26)를 통해서 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 자외선 소독 장치는 미생물(대장균)뿐만 아니라 SS(부유물질), T-P(총인) 유기성 BOD등 처리수처리분야 3대 항목에 대한 처리 기작을 가지고 있다. 특히, 처리수 여과 필터(30)를 구비함으로서 석영관으로 구성되는 램프 보호관(40) 오염의 근본적인 원인 물질인 유기성의 바이오 필름(Bio film)을 차단하여 자외선 소독 효율을 높일 수 있다. 또한 펌프 압송 유입시에 처리수가 강하게 유입되는 경우 램프 보호관(40)이 파손될 수 있는데 처리수 여과 필터(30)에 의해 유압이 일차적으로 감압됨으로 파손을 방지할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 자외선 소독 장치는 수처리 분야에 전반적으로 쓰일 수 있다. 특히, 처리수 여과 기능을 포함하기 때문에 공공 수처리 시설에서 후처리 시설에 적용하기에 매우 적합하며, 수처리 시설의 처리 성능 향상 및 이중제원을 줄일 수 있고 유지 보수 효율을 높일 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 부력에 의한 자동 세척 기능을 갖는 처리수 처리용 자외선 소독 장치 및 그 방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 자외선 소독 장치 20: 본체 하우징
21: 소독 공간 22: 처리수 유입구
24: 처리수 유출구 26: 침전물 배출구
28: 배출 제어 밸브 30: 처리수 여과 필터
32: 필터 부재 40: 램프 보호관
42: 자외선 램프 50: 부력식 무동력 세척기
51: 무게추 52: 램프 보호관 삽입공
53: 부력실 54: 와이퍼 뭉치
55: 와이퍼 날개 56: 필터 패스 영역

Claims (7)

1. 중공의 원통형 구조를 갖고 상단 일측으로 처리수 유입구와 상단 타측으로 처리수 유출구가 구비되며 내부에 처리수 소독 공간이 형성된 본체 하우징;
   상기 본체 하우징의 소독 공간에 설치되는 4개의 램프 보호관과 상기 램프 보호관의 내부에 설치되는 자외선 램프;
   상기 본체 하우징의 내부에 설치되고 처리수의 소독 공간으로 유입되고 배출되는 처리수에 의해 부력이 작용하여 승강 및 하강 하면서 상기 램프 보호관의 외부를 세척하는 부력식 무동력 세척기;
   펌프 압송 유입시에 처리수가 일정 압력 이상으로 유입되는 경우 유압이 일차적으로 감압됨으로 인해 램프 보호관이 파손됨을 방지하기 위한 형상으로,
   상기 본체 하우징의 내부에서 처리수 유입구의 일단에 연결되며 처리수가 통과되기 위한 다공성 표면을 갖고 교환 가능한 필터 부재가 장착되며, 상기 처리수 유입구에 연결되어 유입되는 처리수를 여과하여 상기 본체 하우징의 내부로 유입시키는 처리수 여과 필터;를 포함하며,
   상기 부력식 무동력 세척기는 무게추와 부력실과 와이퍼 뭉치가 계층적 판형상으로 구성되며, 부력에 의해 승하강 될 수 있도록 다수개의 램프 보호관 삽입공과 필터 패스 영역이 형성된 원반 형상을 갖고,
   상기 와이퍼 뭉치는 부력에 의한 승하강하는 동작 과정에서 램프 보호관과 본체 하우징의 내측벽을 세척할 수 있도록 와이퍼 날개가 구비되며,
   상기 본체 하우징에 연결된 침전물 배출구와 상기 침전물 배출구에 장착되어 침전물 배출을 제어하기 위한 배출 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 자외선 소독 장치.
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