KR102365005B1 - A Method For Water Purifying Using Ultrafine Bubble - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수질 정화 방법에 관한 것으로, 수중으로 물과 혼합된 에어 버블을 토출하여 수질을 정화시키는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water purification method, and to a water purification method using ultra-fine bubbles for purifying water by discharging air bubbles mixed with water into water.
일반적으로, 늪, 호수, 연못, 저수지와 같이 물이 흐르지 않고 고여 있거나 유속이 느린 강이나 하천 등의 일정수역에서는 용수의 흐름이 제대로 이루어지지 못하는 경우가 많으며, 이에 따라 일정수역의 용수에 대한 수질을 정화시키는 수처리가 반드시 필요하고, 수질 정화가 제대로 이루어지지 못하면 녹조나 부유 물질이 발생하여 악취가 심하게 발생하거나 또는 생태계가 교란되는 등의 문제점이 발생한다. In general, there are many cases where water does not flow properly in certain water areas such as swamps, lakes, ponds, and reservoirs, where water does not flow and is stagnant or slow flowing, such as rivers or streams. Water treatment to purify water is essential, and if water quality is not properly purified, problems such as algae or suspended matter are generated, causing a bad odor or disturbing the ecosystem.
이에 살조제와 응집제 살포, 영양염류 흡착 등의 화학적 수처리를 하거나, 영양염류 유입 지점에 수생 식물을 식재와 함께 질소 고정 등 영양염류를 흡수하는 생물학적 수처리를 하거나, 수온성층 형성을 억제와 용수의 물리적 강제순환 또는 폭기를 통한 용존산소(DO)를 증대시키는 물리적 수처리를 통해 일정수역에서의 녹조를 예방하였다.Therefore, chemical water treatment such as spraying of algae and coagulant, adsorption of nutrients, etc., biological water treatment to absorb nutrients such as nitrogen fixation together with planting of aquatic plants at the point of entry of nutrients, or physical water treatment by suppressing the formation of a thermophilic layer Green algae in certain waters was prevented through physical water treatment that increases dissolved oxygen (DO) through forced circulation or aeration.
등록특허 제10-1196945호는 마이크로 버블을 이용하여 수면 온도를 저온으로 유지시킴은 물론 녹조를 저감시키면서 용수의 저층에 산소를 공급하도록 하였으나, 수치로 대비할 수 있는 정도의 수질 정화 효과가 검증되지 않은 문제점이 있었다. 또한, 모터의 규격이 달라지는 경우에도 확실한 수질 정화 효과를 확보할 수 있는 기준이 마련되지 않은 문제점이 있었다.Registered Patent No. 10-1196945 uses microbubbles to maintain the surface temperature at a low temperature and to supply oxygen to the bottom layer of water while reducing algae, but the water quality purification effect that can be compared numerically has not been verified. There was a problem. In addition, there was a problem that a standard for securing a reliable water purification effect was not prepared even when the specifications of the motor were changed.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 수중으로 물과 혼합된 에어 버블을 토출하여 수중 용존 산소량을 증가시켜 수질을 정화시키며, 운용자가 달라져도 효율적인 수질 정화가 가능한 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, and it purifies the water quality by discharging air bubbles mixed with water into the water to increase the amount of dissolved oxygen in the water, and it is possible to efficiently purify the water even if the operator changes. An object of the present invention is to provide a water purification method using air bubbles.
상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 내부에 모터가 설치되고 모터축이 연장된 쪽으로 모터축에 결합된 흡입팬이 설치되는 혼합부가 형성된 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 물과 혼합된 에어 버블이 수중으로 토출되는 토출관과, 상기 케이스에 결합되며 상기 혼합부로 공기가 공급되는 통로가 되는 에어관을 포함하고, 상기 혼합부에는 측방으로 배출공이 형성되고 상기 토출관은 배출공이 형성된 위치에서 케이스에 결합되며, 상기 에어관에는 공급되는 공기량이 조절되는 에어밸브가 설치된 수질정화장치를 이용하여 수질을 정화하는 방법으로서;For the above purpose, the present invention provides a case in which a mixing part is formed in which a motor is installed therein and a suction fan coupled to the motor shaft is installed toward the extension of the motor shaft, and an air bubble coupled to the case and mixed with water. a discharge pipe discharged into the water, and an air pipe coupled to the case and serving as a passage through which air is supplied to the mixing unit, wherein the mixing unit has a side discharge hole and the discharge pipe is disposed in the case at a position where the discharge hole is formed A method of purifying water using a water purification device coupled to the air pipe and having an air valve for controlling the amount of supplied air;
상기 에어관의 개구면적에 따른 수질정화장치 세팅단계와, 수질정화장치가 구동되어 토출관을 통하여 물과 혼합된 에어 버블이 수중으로 토출되는 수질정화장치 작동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법을 제공한다.A water purification device setting step according to the opening area of the air pipe, and an operating step of the water purification device in which the water purification device is driven and air bubbles mixed with water are discharged into the water through the discharge pipe A method of purifying water using a cloth is provided.
상기에서, 수질정화장치 세팅단계에서는 수질정화장치가 설치되고 모터가 작동되며 에어밸브의 개구가 조절되어, 토출관을 통하여 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블을 형성하는 공기의 흡입량이 조절되는 것을 특징으로 한다.In the above, in the water purification device setting step, the water purification device is installed, the motor is operated, the opening of the air valve is adjusted, and the intake amount of air forming air bubbles mixed with water through the discharge pipe and discharged into the water is adjusted. characterized in that
상기에서, 수질정화장치 세팅단계에서는 에어밸브의 개구 면적을 감소시켜 토출관을 통하여 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블을 형성하는 공기의 흡입량이 조절되며, 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블이 수면으로 상승하지 않게 되는 에어밸브의 개구 면적으로 세팅되는 것을 특징으로 한다.In the above, in the water purification device setting step, the intake amount of air forming an air bubble that is mixed with water through the discharge pipe and discharged into the water is adjusted by reducing the opening area of the air valve, and the air mixed with water and discharged into the water It is characterized in that it is set to the opening area of the air valve in which the bubble does not rise to the water surface.
상기에서, 수질정화장치 세팅단계에서는 에어밸브의 개구 면적을 증가시켜 토출관을 통하여 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블을 형성하는 공기의 흡입량이 조절되며, 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블이 수면으로 상승하게 되는 에어밸브의 개구 면적으로 세팅되는 것을 특징으로 한다.In the above, in the water purification device setting step, the intake amount of air forming an air bubble that is mixed with water through the discharge pipe and discharged into the water is adjusted by increasing the opening area of the air valve, and the air mixed with water and discharged into the water It is characterized in that it is set to the opening area of the air valve through which the bubble rises to the surface of the water.
상기에서, 수질정화장치 세팅단계에서는 에어밸브의 개구 면적이 조절되며 토출관을 통하여 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블이 수면으로 상승하거나 상승하지 않게 되는 불연속 포인트의 에어밸브 개구 면적으로 세팅되는 것을 특징으로 한다.In the above, in the water purification device setting step, the opening area of the air valve is adjusted, and the air bubble mixed with water through the discharge pipe and discharged into the water rises to the surface or does not rise to the surface. characterized in that
상기에서, 작동단계는 수질정화장치는 상기 수질정화장치 세팅단계에서 세팅된 에어밸브의 개구 면적에서 작동되는 것을 특징으로 한다.In the above, the operation step is characterized in that the water purification device is operated in the opening area of the air valve set in the water purification device setting step.
상기에서, 작동단계는 수질정화장치가 설치되는 설치단계와, 상기 수질정화장치 세팅단계에 세팅된 에어밸브의 개구 면적을 증가시키거나 감소시키면서 불연속 포인트의 에어밸브 개구 면적으로 재세팅되는 재세팅단계를 포함하고; 재세팅된 에어밸브의 개구 면적에서 작동되는 것을 특징으로 한다.In the above, the operation step includes an installation step in which the water purification device is installed, and a resetting step in which the air valve opening area is reset to a discontinuous point while increasing or decreasing the opening area of the air valve set in the water purification device setting step. comprising; It is characterized in that it operates in the opening area of the reset air valve.
상기에서, 흡입팬의 전방으로 연장되어 에어관의 내부까지 연장 구비되며, 상기 모터의 모터축 및 흡입팬과 함께 회전하여 에어관 내부에서 후방으로 유체 유동을 발생시키는 보조팬이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In the above, the auxiliary fan is further provided to extend forward of the suction fan and extend to the inside of the air pipe, and to rotate together with the motor shaft of the motor and the suction fan to generate a fluid flow to the rear inside the air pipe. do it with
상기에서, 작동단계는 수질정화장치는 상기 수질정화장치 세팅단계에서 세팅된 에어밸브의 개구 면적에서 작동되는 것을 특징으로 한다.In the above, the operation step is characterized in that the water purification device is operated in the opening area of the air valve set in the water purification device setting step.
상기에서, 작동단계는 수질정화장치가 설치되는 설치단계와, 상기 수질정화장치 세팅단계에 세팅된 에어밸브의 개구 면적을 증가시키거나 감소시키면서 불연속 포인트의 에어밸브 개구 면적으로 재세팅되는 재세팅단계를 포함하고; 재세팅된 에어밸브의 개구 면적에서 작동되는 것을 특징으로 한다.In the above, the operation step includes an installation step in which the water purification device is installed, and a resetting step in which the air valve opening area is reset to a discontinuous point while increasing or decreasing the opening area of the air valve set in the water purification device setting step. comprising; It is characterized in that it operates in the opening area of the reset air valve.
본 발명에 따르는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 의하면, 사용되는 수질 정화 장치에 맞는 기준이 마련되고, 운용자가 달라져도 효율적인 수질 정화가 가능하며, 부유 물질이 제거되고 용존 산소가 획기적으로 증가하며, 인과 질소와 같은 오염원인 물질과 조류도 현저하게 감소하는 효과가 있다.According to the water purification method using ultra-fine bubbles according to the present invention, standards suitable for the water purification device used are provided, efficient water quality purification is possible even if the operator changes, suspended substances are removed and dissolved oxygen is dramatically increased, Substances that are pollutants such as phosphorus and nitrogen and algae are also significantly reduced.
도 1은 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법이 실행되는 수질정화장치를 도시한 개략적인 측면도이며,
도 2는 도 1에 도시한 수질정화장치를 설명하기 위하여 도시한 개략적인 측면 단면도이며,
도 3은 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 포함된 수질정화장치 세팅단계를 설명하기 위한 실험그래프이며,
도 4 및 도 5는 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 포함된 수질정화장치 세팅단계를 설명하기 위하여 첨부된 실험 사진이다.1 is a schematic side view showing a water purification apparatus in which the water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention is executed;
2 is a schematic side cross-sectional view illustrating the water purification device shown in FIG. 1;
Figure 3 is an experimental graph for explaining the setting step of the water purification device included in the water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention,
4 and 5 are attached experimental photos to explain the setting step of the water purification device included in the water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention.
본 발명의 설명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.All technical and scientific terms used in the description of the present invention, unless otherwise defined, have the meanings commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. All terms used in the present disclosure are selected for the purpose of more clearly describing the present disclosure and not to limit the scope of the present disclosure.
본 발명의 설명에 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.As used in the description of the present invention, expressions such as "comprising", "including", "having" and the like imply the possibility of including other embodiments, unless otherwise stated in the phrase or sentence in which the expression is included. It should be understood in open-ended terms.
본 발명의 설명에 사용되는 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.Expressions in the singular used in the description of the present invention may include the meaning of the plural unless otherwise indicated, and the same applies to expressions in the singular in the claims.
본 발명의 설명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In the description of the present invention, when a component is referred to as being “connected” or “coupled” to another component, it means that the component can be directly connected or coupled to another component, or a new other component. It should be understood that the components may be connected or coupled through the medium.
본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에서 세팅포인트는 세팅 공차를 포함하는 범위에서는 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다. In the water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention, the set point should be interpreted as belonging to the scope of the present invention in the range including the setting tolerance.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail with respect to the water purification method using the ultra-fine bubbles of the present invention.
도 1은 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법이 실행되는 수질정화장치의 예를 도시한 개략적인 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시한 수질정화장치를 설명하기 위하여 도시한 개략적인 측면 단면도이며, 도 3은 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 포함된 수질정화장치 세팅단계를 설명하기 위한 실험그래프이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 포함된 수질정화장치 세팅단계를 설명하기 위하여 첨부된 실험 사진이다.1 is a schematic side view showing an example of a water purification device in which the water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention is executed, and FIG. 2 is a schematic side view illustrating the water purification device shown in FIG. It is a cross-sectional view, and FIG. 3 is an experimental graph for explaining the setting step of a water purification device included in the water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention It is an attached experimental photo to explain the setting step of the water purification device included in the .
도 2에서 모터(120)로부터 설치부재(115)를 향하는 방향을 "전방"이라 하고, 그 반대 방향을 "후방"이라 한다.In FIG. 2 , the direction from the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수질정화장치(100)는 케이스(110)와, 모터(120)와, 흡입팬(130)과, 토출관(150)과, 에어관(140)을 포함하여 이루어진다.1 and 2 , the
상기 케이스(110)에는 내부에 모터(120)가 밀폐되어 설치되고, 모터(120)의 모터축(121)은 전방을 향하여 돌출된다. 케이스(110)의 후방에는 개폐 가능한 덮개가 구비되고, 덮개에 손잡이가 구비되고, 모터(120)로 구동 전원을 공급하기 위한 전선(160)이 연결된다.The
상기 케이스(110)에는 모터축(121)이 연장된 쪽으로 모터축(121)에 결합된 흡입팬(130)이 설치되는 혼합부(110a)가 형성된다. 상기 혼합부(110a)는 전방으로 개구된 중공의 원통형이고, 상기 혼합부(110a)의 측방에는 반경 방향으로 관통된 배출공(117)이 형성된다.The
상기 케이스(110)에는 상기 혼합부(110a)의 전방 측에 구비된 커버(113)와, 상기 커버(113)의 전방측에 구비된 설치부재(115)가 구비된다.The
상기 커버(113)는 원판 형상이며 중앙부에 전후방으로 관통된 홀이 형성된다. 상기 홀의 크기는 에어관(140)의 지름보다 크게 형성된다. The
상기 설치부재(115)는 후방으로 개구된 원통 형상이다. 상기 설치부재(115)에는 원주 방향을 따라 이격되면서 반경 방향으로 관통된 복수의 통공(115a)이 형성된다. 상기 설치부재(115)는 커버(113)의 전방으로 구비된다.The
상기 모터(120)의 모터축(121)은 혼합부(110a)로 연장된다. 상기 모터축(121)은 케이스(110) 내부에 구비된 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되며, 베어링의 전방으로 모터축(121)과 혼합부(110a)의 내경 사이는 씰링된다. 상기 모터축(121)의 단부는 혼합부(110a) 내에 위치하며, 상기 모터축(121)의 단부에 흡입팬(130)이 구비된다.The
상기 흡입팬(130)은 모터(120)의 모터축(121)과 일체로 회전되고 혼합부(110a)로 연장된 모터축(121)에 설치되어 혼합부(110a) 내에 회전 가능하게 설치된다. 상기 흡입팬(130)은 회전시 혼합부(110a)에서 반경 방향으로 유동이 발생되도록 하는 작용을 한다. 상기 흡입팬(130)은 혼합부(110a)의 반경 방향으로 추력이 발생하도록 모터축(121)에 결합되어 구비되는 것으로서, 원판 형상의 회전판부와, 회전판부의 전방으로 돌출 구비된 복수의 회전날개부로 구성될 수 있다. 상기 흡입팬(130)은 상기와 같은 형태에 한정되는 것은 아니며, 반경 방향 외측으로 유체 유동을 발생시키는 구조는 가능하다.The
상기 토출관(150)은 혼합부(110a)의 측방에 형성된 배출공(117)에 연결되어 설치되는 관체인 중공체로서, 상기 혼합부(110a)에서 물과 혼합된 에어 버블이 토출관(150)을 통하여 수중으로 토출된다. 상기 토출관(150)은 상기 배출공(117)에 연통되도록 연결되어 혼합부(110a)의 반경 방향으로 연장되고 후방으로 절곡되어 구비된다. 상기 토출관(150)은 케이스(110)의 측방에 위치할 수도 있고, 도 1에 점선으로 도시한 바와 같이 케이스(110)의 하부에 위치할 수도 있다.The
상기 에어관(140)은 상기 케이스(110)에 결합되며 상기 혼합부(110a)로 공기가 공급되는 통로가 된다. 상기 에어관(140)은 설치부재(115)에 결합되며 전방에서 후방으로 관통하여 구비된다. 상기 에어관(140)의 일측 단부는 혼합부(110a)로 연장되어 위치하며, 타측 단부는 설치부재(115)의 외측에서 반경 방향으로 연장된다. 상기 상기 에어관(140)의 타측 단부는 설치시 대기 중에 노출된다.The
상기 에어관(140)은 절곡된 구조인 중공의 유입탭부를 구비하여, 유입탭부의 양측으로 중공인 관체가 연결되는 구조로 할 수 있다. 상기 에어관(140) 설치시 상기 혼합부(110a)에 위치하는 에어관(140)의 일측 단부는 길이 방향으로 연장되어 흡입팬(130)을 향하며, 타측 단부는 반경 방향으로 연장되어 수면으로부터 대기 중으로 노출된다.The
상기 에어관(140)의 일측 단부는 커버(113)의 홀에 인접하게 커버(113)의 전방으로 위치할 수 있고, 커버(113)의 홀을 관통하여 혼합부(110a) 내에 위치할 수도 있다.One end of the
상기 에어관(140)에는 공급되는 공기량이 조절되는 에어밸브(141)가 설치된다. 상기 에어관(140)을 통하여 혼합부(110a)로 유입된 공기와, 커버(113)의 중심에 형성된 홀을 통하여 혼합부(110a)로 유입된 물은 흡입팬(130)의 회전에 의하여 혼합되면서 에어 버블을 형성하며 반경 방향으로 유동한다.An
도 2에 확대 도시된 바와 같이, 상기 흡입팬(130)에는 모터(120)의 모터축(121)과 일체로 회전하도록 흡입팬(130)의 전방으로 돌출된 보조팬(131)이 더 구비될 수 있다.2 , the
상기 보조팬(131)은 흡입팬(130)의 전방으로 연장되어 에어관(140)의 내부까지 연장됨으로써, 모터(120)의 모터축(121) 및 흡입팬(130)과 함께 회전하여 에어관(140)의 내부에서 후방으로 유체에 유동을 발생시킨다.The
상기 보조팬(131)은 흡입팬(130)의 회전에 의해 발생하는 흡입력에 추가적인 흡입력을 제공하여, 수질정화장치(100)의 시동 초기에 특히 에어관(140) 내에 채워진 물이 원활히 후방으로 배출되도록 한다.The
이하에서는 상기 수질정화장치(100)로부터 발생되는 초미세기포를 이용하여 수질을 정화하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of purifying water using ultra-fine bubbles generated from the
본 발명에 따르는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법은 에어관(140)의 개구면적에 따른 수질정화장치 세팅단계와, 수질정화장치(100)가 구동되어 토출관(150)을 통하여 물과 혼합된 에어 버블이 수중으로 토출되는 수질정화장치 작동단계를 포함하여 이루어진다.The water purification method using ultra-fine bubbles according to the present invention includes the steps of setting the water purification device according to the opening area of the
상기 수질정화장치 세팅단계에서 수질정화장치(100)는 세팅장소와 설치장소가 다르거나 같을 수 있다.In the setting step of the water purification device, the setting location and the installation location of the
상기 수질정화장치(100)의 세팅장소와 설치장소가 다른 경우, 수질정화장치를 실내 등에 설치된 수조(이하, 세팅장소)에 설치하고, 세팅을 한 후 세팅된 상태에서 수질을 정화하기 위한 장소(호수, 댐 등)로 이동시켜 설치하고 작동시켜 수질을 정화할 수 있다.When the setting place and the installation place of the
세팅장소의 수질과 실제 수질을 정화하기 위한 장소(호수, 댐 등)의 수질에 차이가 있는 등 설치 환경의 차이가 있으므로, 실제 수질을 정화하기 위한 장소(호수, 댐 등)에 설치한 후 에어밸브(141)의 개구 면적을 조절하여 다시 수질정화장치를 세팅한다(재세팅). 세팅된 수질정화장치를 재세팅하므로 에어밸브(141)의 개구면적의 변화는 크지 않을 수 있게 된다.Since there is a difference in the installation environment, such as the difference between the water quality of the setting place and the water quality of the place (lake, dam, etc.) to purify the actual water quality, after installing it in the place (lake, dam, etc.) By adjusting the opening area of the
상기 수질정화장치(100) 세팅장소와 설치장소가 같은 경우에는 수질정화장치를 수질을 정화하기 위한 장소(호수, 댐 등)로 이동시켜 설치하고 에어밸브(141)의 개구 면적을 조절하여 수질정화장치를 세팅하고, 세팅된 상태에서 작동시켜 수질을 정화할 수 있다.When the setting place and the installation place of the
상기 수질정화장치 세팅단계에서는 세팅장소 또는 설치장소에 수질정화장치(100)가 설치되고 모터(120)가 작동되며 에어밸브(141)의 개구가 조절되고, 에어밸브(141)의 조절에 따라 공기의 흡입량이 조절되며, 상기 토출관(150)을 통하여 혼합부(110a)에서 물과 혼합된 에어 버블이 수중으로 배출된다. 수중으로 토출되는 에어 버블은 에어밸브(141)의 조절에 따른 공기 흡입량에 따라 달라진다.In the water purification device setting step, the
상기 수질정화장치 세팅단계에서 수질정화장치(100)의 세팅방법은 에어밸브(141)의 개구 면적을 감소시키면서 하는 방법과 에어밸브(141)의 개구 면적을 증가시키면서 하는 방법이 있다.In the setting step of the water purification device, the setting method of the
에어밸브(141)의 개구 면적을 감소시키면서 하는 방법은 도 3의 화살표 A로 도시한 바와 같이 에어밸브(141)를 열어 놓은 상태에서 에어밸브(141)의 개구 면적을 감소시키면서 수중으로 물과 함께 토출되는 에어 버블이 수면으로 상승하지 않을 때(엄밀하게 설명하면 물과 함께 토출되는 에어 버블이 수면으로 상승하지 않기 시작할 때)의 에어밸브(141) 개구 면적(A1)이 에어밸브(141) 세팅포인트가 된다. The method of reducing the opening area of the
본 발명자는 상기 세팅포인트에서 토출되는 에어 버블의 크기가 초미세기포화(예를 들면 0.3마이크터 이하)로 되어 변곡점이 형성되는 것으로 추정한다. The present inventor estimates that the size of the air bubble discharged at the set point becomes ultra-fine bubble (for example, 0.3 micron or less) to form an inflection point.
도 3에서 A1은 수질정화장치 세팅단계에서 에어밸브(141)의 개구 면적을 감소시키면서 에어 버블이 수면으로 상승하지 않기 시작할 때의 에어밸브(141) 개구 면적(A1)이며, 에어 버블이 수면으로 상승하지 않는 변곡점이 된다. In FIG. 3, A1 is the
본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법은 상기와 같은 수질정화장치 세팅단계를 구비하여 수질정화장치의 에어밸브(141)의 개구 면적을 변곡점(A1)을 세팅포인트로 하여 작동되도록 한다.The water purification method using ultra-fine bubbles of the present invention includes the setting step of the water purification device as described above so that the opening area of the
세팅포인트보다 개구 면적을 작게 하는 경우 혼합부(110a)로 유입되는 공기량도 감소하게 되므로 모터(120)를 구동하는 입력 대비 수질 정화 효율이 떨어지게 되며, 세팅포인트보다 개구 면적을 크게 하는 경우 혼합부(110a)로 유입되는 공기량은 증가하게 되나 수중으로 물과 함께 투입되는 에어 버블의 전부 또는 일부가 수면으로 상승하여 다시 대기로 방출되므로 수질 정화 효율이 떨어진다.When the opening area is smaller than the set point, the amount of air flowing into the
상기 수질정화장치 작동단계는 수질정화장치(100)가 설치장소에 설치되는 설치단계와, 상기 수질정화장치 세팅단계에 세팅된 에어밸브(141)의 개구 면적을 증가시키거나 감소시키면서 변곡점(A1)에 해당하는 에어밸브(141) 개구 면적으로 재세팅되는 재세팅단계를 포함한다.The operation step of the water purification device includes an installation step in which the
상기 재세팅단계는 상기 수질정화장치(100)의 세팅장소와 설치장소가 다른 경우 이루어진다. 상기 수질정화장치(100)는 수질 정화를 위한 장소(예, 호수나 댐)에 설치 전에 수질정화장치(100)의 세팅 시간을 단축시키기 위하여, 수질정화장치 세팅단계에서 미리 세팅된 수질정화장치(100)를 재세팅한다. 상기 수질정화장치 세팅단계를 통해 수질정화장치(100)가 미리 세팅됨으로써 실제 설치 장소에서는 에어밸브(141)를 미세하게 조정하여 수질정화장치(100)가 재세팅된 에어밸브(141)의 개구 면적에서 작동된다.The resetting step is performed when the setting location and the installation location of the
본 발명자의 수질 정화 실험에 따르면 수질 정화시키려는 물의 오염 정도에 따라 도 3의 제1구간의 기울기가 영향을 받고, 변곡점(A1)에 해당하는 에어밸브(141) 개구 면적도 달라지게 된다.According to the present inventor's water purification experiment, the slope of the first section of FIG. 3 is affected according to the degree of contamination of the water to be purified, and the opening area of the
상기 변곡점(A1)의 에어밸브(141) 개구 면적은 에어관(140)의 면적, 토출관(150)의 토출구 깊이, 모터(120)의 출력, 케이스(110)의 설치 깊이 등에 영향을 받는 것으로 확인된다.The opening area of the
[실험예][Experimental example]
도 3의 그래프는 5마력의 모터를 사용하고, 토출관(150)의 토출구 지름이 75㎜, 에어관(140)의 지름이 15㎜, 도 1에 도시된 케이스(110)의 상단의 설치 깊이(H1)가 200㎜, 토출관(150)이 케이스(110)의 측방으로 위치되도록 수평 설치되고 토출관(150)의 토출구 깊이(H)를 450㎜로 한 상태에서 에어밸브(141) 개구 면적에 따라 에어 버블이 수면으로 상승할 때까지의 시간과의 관계이다.The graph of FIG. 3 uses a motor of 5 horsepower, the discharge port diameter of the
도 3의 그래프에서 에어밸브(141)의 개구 면적이 변곡점(A1)보다 넓어지면 도 4와 같이 에어 버블이 수면으로 상승하고, 에어밸브(141)의 개구 면적이 변곡점(A1)과 같거나 변곡점(A1)보다 좁아지면 도 5와 같이 에어 버블이 수면으로 상승하지 않는다.In the graph of FIG. 3, when the opening area of the
상기 수질정화장치(100)를 적용한 본 발명에 따르는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법으로 수질을 정화한 사례를 설명한다. 본 발명에 따르는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법은 종래 방법에 비하여 다양한 오염원인 물질이 감소하는 것이 확인되었고, 감소 상태로 유지되는 한편, 물에 포함된 산소량도 증가하고 증가한 상태로 유지되는 것이 확인되었다.A case in which the water quality is purified by the water quality purification method using ultra-fine bubbles according to the present invention to which the
[사례 1][Case 1]
천안 ○○호(담수량 1,500톤, 투입된 수질정화장치의 구동 모터 10마력, 변곡점(A1)에서 실시) 실험 사례는 아래 표와 같다. 대비를 위하여, 본 발명과 같이 에어 버블을 공급하기 전 상태에서 개선된 다양한 수질 항목에 대하여 감소율을 백분율로 표시하였다.The test case of Cheonan No.○ (1,500 tons of fresh water, 10 horsepower driving motor of the input water purification device, conducted at the inflection point (A1)) is shown in the table below. For comparison, the reduction rate was expressed as a percentage for various water quality items improved in the state before air bubble supply as in the present invention.
위 실험은 천안시청과 공동으로 실시하면서 모니터링한 결과이며, 본 발명 실시 후 7일째 되는 날에 실시 전과 대비하기 위하여 4개의 항목에 대하여 측정하여 본 발명 실시 전 데이터와 대비하였다. 위 표에서와 같이 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법을 적용하는 경우, 특정 항목이 아닌 모든 항목에서 수질이 개선되는 것이 확인되었다.The above experiment is the result of monitoring while jointly conducted with Cheonan City Hall, and on the 7th day after the implementation of the present invention, four items were measured and compared with the data before implementation of the present invention. As shown in the table above, when the water quality purification method using the ultrafine bubbles of the present invention is applied, it was confirmed that the water quality was improved in all items, not specific items.
[사례 2][Case 2]
천안 ○○공원 호수(투입된 수질정화장치의 구동 모터 10마력, 변곡점(A1)에서 실시) 실험 사례는 아래 표와 같다. 대비를 위하여, 본 발명과 같이 에어 버블을 공급하기 전 상태에서 개선된 다양한 수질 항목에 대하여 감소율을 백분율로 표시하였다.The test case of the Cheonan ○○ Park lake (10 horsepower driving motor of the input water purification device, conducted at the inflection point (A1)) is shown in the table below. For comparison, the reduction rate was expressed as a percentage for various water quality items improved in the state before air bubble supply as in the present invention.
위 실험도 천안시청과 공동으로 실시하면서 모니터링한 결과이며, 본 발명 실시 후 7일째 되는 날에 실시 전과 대비하기 위하여 4개의 항목에 대하여 측정하여 본 발명 실시 전 데이터와 대비하였다. 위 표에서와 같이 본 발명의 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법을 적용하는 경우, 특정 항목이 아닌 모든 항목에서 수질이 개선되는 것이 확인된다. The above experiment is also the result of monitoring while conducting jointly with Cheonan City Hall, and on the 7th day after the implementation of the present invention, four items were measured and compared with the data before implementation of the present invention. As shown in the table above, when the water quality purification method using the ultrafine bubbles of the present invention is applied, it is confirmed that the water quality is improved in all items, not specific items.
[사례 3][Case 3]
인천 ○○공원 호수(담수량 25,000톤, 투입된 수질정화장치의 구동 모터 20마력, 변곡점(A1)에서 실시) 실험 사례는 아래 표와 같다. 대비를 위하여, 본 발명과 같이 에어 버블을 공급하기 전 상태에서 개선된 다양한 수질 항목에 대하여 감소율을 백분율로 표시하였다.The test case of Incheon ○○ Park lake (25,000 tons of fresh water, 20 horsepower driving motor of the input water purification device, conducted at the inflection point (A1)) is shown in the table below. For comparison, the reduction rate was expressed as a percentage for various water quality items improved in the state before air bubble supply as in the present invention.
(측정 제1 지점의 샘플 측정 결과)(Sample measurement result at the first measurement point)
(측정 제2 지점의 샘플 측정 결과)(Sample measurement result at the second measurement point)
위 실험은 인천시설공단과 공동으로 실시하면서 모니터링한 결과이며, 본 발명 실시 후 1개월째 되는 날에 실시 전과 대비하기 위하여 5개의 항목에 대하여 측정하여 본 발명 실시 전 데이터와 대비하였다. 개선 효과의 확실한 확인을 위하여 서로 멀리 떨어진 임의의 2지점에서 샘플을 채취하여 측정하였다.The above experiment is the result of monitoring while jointly conducted with Incheon Facilities Corporation, and on the first day after the implementation of the present invention, five items were measured and compared with the data before implementation of the present invention in order to prepare for it. In order to confirm the improvement effect, samples were taken and measured at random two points far away from each other.
위 표에서 TOC는 총 유기 탄소량(Total Organic Carbon)을, T-N은 총 질소량을, T-P는 총 인량, SS는 부유물질량을, COD는 화학적 산소 요구량을, Chl-a는 조류 판정을 위한 엽록소 크로리필-a의 양을 의미한다.In the table above, TOC is Total Organic Carbon, TN is Total Nitrogen, TP is Total Phosphorus, SS is Suspended Matter, COD is Chemical Oxygen Demand, and Chl-a is Chlorophyll Chloride for Algae Determination It means the amount of refill-a.
본 발명에 따르는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법에 의하면, 특정 오염 원인 물질의 개선이 아니고 다양한 오염 원인 물질의 감소가 확인되며, 수중 산소 함유량도 개선되고 개선된 상태에서 지속되는 것이 확인된다.According to the water purification method using ultrafine bubbles according to the present invention, it is confirmed that the reduction of various polluting substances is not improved, but the improvement of the specific polluting substances, and the oxygen content in water is also improved and maintained in an improved state.
100: 수질정화장치
110: 케이스 120: 모터
130: 흡입팬 140: 에어관
150: 토출관 160: 전선100: water purification device
110: case 120: motor
130: suction fan 140: air pipe
150: discharge pipe 160: electric wire
Claims (10)
상기 에어관(140)의 개구면적에 따른 수질정화장치 세팅단계와, 상기 수질정화장치 세팅단계에서 세팅된 에어밸브(141)의 개구 면적에서 수질정화장치가 구동되어 토출관(150)을 통하여 물과 혼합된 에어 버블이 수중으로 토출되는 수질정화장치 작동단계를 포함하며;
상기 수질정화장치 세팅단계에서는 수질정화장치가 설치되고 모터(120)가 작동되며 에어밸브(141)의 개구가 조절되어, 토출관(150)을 통하여 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블을 형성하는 공기의 흡입량이 조절되며;
상기 수질정화장치 세팅단계에서는 에어밸브(141)의 개구 면적을 감소시켜 토출관(150)을 통하여 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블을 형성하는 공기의 흡입량이 조절되며, 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블이 수면으로 상승하지 않게 되는 에어밸브(141)의 개구 면적으로 세팅되며;
상기 수질정화장치 작동단계는 수질정화장치가 설치장소에 설치되는 설치단계와, 상기 수질정화장치 세팅단계에 세팅된 에어밸브(141)의 개구 면적이 조절되어 물과 혼합되어 수중으로 배출되는 에어 버블이 수면으로 상승하지 않게 되는 에어밸브(141) 개구 면적으로 재세팅되는 재세팅단계를 포함하고; 재세팅된 에어밸브(141)의 개구 면적에서 작동되는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 수질 정화 방법.The case 110 in which the motor 120 is installed and the mixing part 110a in which the suction fan 130 coupled to the motor shaft 121 is installed toward the extending side of the motor shaft 121 is formed, the case ( A discharge pipe 150 coupled to 110 , through which air bubbles mixed with water are discharged into the water, and an air pipe 140 coupled to the case 110 and serving as a passage through which air is supplied to the mixing unit 110a. Including, a discharge hole 117 is formed laterally in the mixing unit 110a, and the discharge pipe 150 is coupled to the case 110 at a position where the discharge hole 117 is formed, and the air tube 140 ) as a method of purifying water quality using a water purification device 100 installed with an air valve 141 for controlling the amount of supplied air;
In the setting step of the water purification device according to the opening area of the air pipe 140 and the opening area of the air valve 141 set in the setting step of the water purification device, the water purification device is driven and water is passed through the discharge pipe 150 and a water purification device operating step in which air bubbles mixed with the water are discharged into the water;
In the water purification device setting step, the water purification device is installed, the motor 120 is operated, and the opening of the air valve 141 is adjusted to form an air bubble that is mixed with water through the discharge pipe 150 and discharged into the water. The amount of air intake is controlled;
In the water purification device setting step, the opening area of the air valve 141 is reduced to adjust the intake amount of air that forms an air bubble that is mixed with water through the discharge pipe 150 and discharged into the water, and is mixed with water and mixed with water. is set to the opening area of the air valve 141 in which the air bubble discharged to the surface does not rise to the surface;
The operation step of the water purification device includes an installation step in which the water purification device is installed at an installation location, and the opening area of the air valve 141 set in the setting step of the water purification device is adjusted so that the air bubble is mixed with water and discharged into the water. a resetting step of resetting the air valve 141 opening area not to rise to the water level; Water purification method using ultra-fine bubbles, characterized in that operated in the opening area of the reset air valve (141).
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KR101569450B1 (en) | 2014-01-29 | 2015-11-19 | (주)황산 | Areation Aapparatus |
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