KR102376415B1 - 수처리 장치 - Google Patents

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폴 코포레이션
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Abstract

본 발명은 물로부터 미세 오염 물질, 특히 약물을 제거하기 위해 제공되는 수처리 장치로부터 출발하며, 상기 장치는 적어도 하나의 흡착 하우징(34a ~ 34d) 및 적어도 하나의 흡착 유닛(18a ~ 18d)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 흡착 유닛(18a ~ 18d)은 상기 흡착 하우징(34a ~ 34d) 내에 배열되고 적어도 하나의 작동 상태에서 미세 오염 물질들을 적어도 부분적으로 흡착하고 적어도 하나의 비특이적 흡착 요소(50a ~ 50d)를 포함한다. 흡착 유닛(18a-18d)은 적어도 하나의 특이적 흡착 요소(52a ~ 52d)를 포함하는 것이 제안된다.

Description

수처리 장치
본 발명은 청구항 1의 말미에 따른 수처리 장치에 관한 것이다.
물을 처리하여 오염 물질들을 제거하기 위해, 비특이적 흡착 요소를 포함하는 흡착 유닛을 사용하는 수처리 장치가 이미 제안되어 있다. 처리 효율은 물에 함유된 대부분의 오염 물질에 대해 충분하지만, 미세 오염 물질에 대한 이러한 종류의 수처리 장치의 처리 효율은 상당히 감소되는데, 이는 이들 오염 물질은 한편으로는 훨씬 낮은 농도로 존재하고 다른 한편으로는 적어도 실질적으로 더 낮은 분자량을 갖기 때문이다. 개개의 미세 오염 물질의 농도는 보통, 환경과 인간에 대한 임계 허용 한계 아래이지만, 다양한 미세 오염 물질의 합계 파라미터는 고려되지 않았다. 특히, 특정 미세 오염 물질을 선택적으로(selectively) 제거하는 것은 불충분하게만 이루어진다. 따라서, 증가된 효율로 이러한 오염 물질을 물로부터 제거하는 것은 중요한 관심사이다.
본 발명의 목적은 특히, 그 효율성, 특히 처리 효율과 관련하여 개선된 특성을 갖는 이러한 종류의 장치를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 청구항 1의 특징에 의해 본 발명에 따라 달성되는 한편, 본 발명의 유리한 구현예 및 개발품들은 그 종속항들로부터 도출될 수 있다.
본 발명은 물, 특히 식수로부터 미세 오염 물질, 특히 약물을 제거하기 위해 제공되는 수처리 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 적어도 하나의 하우징 및 적어도 하나의 흡착 유닛을 포함하며, 상기 적어도 하나의 흡착 유닛은 하우징 내에 배열되고 적어도 하나의 작동 상태에서 미세 오염 물질을 적어도 부분적으로 흡착하고, 또한 적어도 하나의 비특이적 흡착 요소를 포함한다.
흡착 유닛은 적어도 하나의 특이적 흡착 요소를 포함하는 것이 제안된다. 특히, 수처리 장치는 부가적으로 필터 유닛을 포함할 수 있다. 그 결과, 효율, 특히 처리 효율이 향상될 수 있다. 특히 수처리의 질을 높일 수 있다. 물은 또한 유리하게는 특정 미세 오염 물질에 대해 선택적으로(selectively) 처리될 수 있다.
"제공된"이라는 용어는 특히 특별히 설계된 및/또는 장착된 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 물체가 특정 기능을 위해 제공된다는 사실은, 특히, 물체가 적어도 하나의 적용분야 및/또는 작동 조건에서 이 특정 기능을 완수 및/또는 수행한다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "수처리 장치"는, 물, 특히 식수를 처리, 정제, 정화, 세정 및/또는 퍼징하기 위해, 유리하게는 미세 오염 물질을 제거하기 위해 제공되는 장치를 특히 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 이는 특히 이들이 물로부터 여과 및/또는 흡수되고, 특히 흡수 및/또는 특히 바람직하게는 흡착된다는 점에서 그러하다. 수처리 장치는 특히 수처리 카트리지, 수처리 시스템 및/또는 하수 처리 플랜트와 같은 수처리 플랜트의 적어도 일부분, 특히 서브 어셈블리(subassembly)이다. 특히, 수처리 장치는 수처리 카트리지, 수처리 시스템 및/또는 수처리 플랜트를 완전히 포함할 수 있다. 특히, 수처리 장치는 가정용 급수관에, 바람직하게는 수도꼭지에, 유리하게는 직접, 연결될 수 있으며, 특히 흐름 방향을 기준으로 하여 이들의 상류에 배치된다. 수처리 장치의 "작동 상태"는 특히 물이 수처리 장치를 통해 완전히 가로질러(fully) 흐르는 상태를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
"미세 오염 물질"이라는 용어는, 산업 화학 물질, 약물, 특히 카르바마제핀, 술파메톡사졸, 디클로페낙 및/또는 에티닐에스트라디올과 같은 약물, 중금속 및/또는 살충제 오염 물질과 같은 오염 물질을 의미하는 것으로 특히 이해될 것이며, 이것들은 물 내에 존재하는데, 특히 그 안에 저농도로, 더욱 구체적으로는, 특히 10,000 ppm 미만, 바람직하게는 1000 ppm 미만, 더욱 바람직하게는 100 ppm 미만, 및 특히 바람직하게는 10 ppm 미만의 저농도로 용해되어 있다. 특히, 미세 오염 물질은 100 kDa 미만, 바람직하게는 10 kDa 미만, 더욱 바람직하게는 1 kDa 미만, 특히 바람직하게는 0.1 kDa 미만의 분자량을 갖는다.
"흡착 유닛"은 특히 적어도 하나의 흡착 요소를 갖는 유닛을 의미하는 것으로 이해되어야 하는데, 흡착 요소는 미세 오염 물질, 특히 용해된 미세 오염 물질을 적어도 실질적으로 안전하게 결합 및/또는 흡착(특히 적어도 하나의 흡착제, 바람직하게는 복수의 흡착제에 의해, 더욱 구체적으로 특히 흡착제의 표면 상에서, 바람직하게는 공동 내에서, 및 특히 바람직하게는 기공 내에서, 결합 및/또는 흡착)하기 위해 제공된다. 특히, 미세 오염 물질을 결합시키는 기본 흡착 메커니즘은 공유 결합과 다르다. 흡착 요소는 유리하게는 쿨롱 및/또는 반 데르 발스(van der Waals) 상호작용에 의해 미세 오염 물질을 적어도 실질적으로 확실하게 결합시키기 위해 제공된다. "미세 오염 물질을 적어도 실질적으로 확실하게 결합시키는"이라는 표현은 특히, 흡착된 미세 오염 물질이, 물로 플러싱하는 방법에 의한 세척 시험에서, 적어도 1 시간, 유리하게는 적어도 2 시간, 및 바람직하게는 적어도 4 시간 내에, 결합된 물질 양의 최대 1 %, 유리하게는 최대 0.5%, 및 바람직하게는 최대 0.1 % 정도로, 씻겨나가는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 흡착 유닛은 특히 적어도 부분적으로 화학적으로 재생 가능하다. 용어 "화학적으로 재생 가능한"은 특히, 적어도 하나의 흡착제가 화학 반응에 의해 재생될 수 있음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 흡착제는 산 및/또는 잿물(lye), 바람직하게는 소듐 하이드록사이드에 의해 화학적으로 재생될 수 있다. 흡착제는 또한, 특히 염분 용액, 바람직하게는 NaCl 용액에 의해 화학적으로 재생 가능하다. 대안적으로 또는 부가적으로, 흡착제는 특히 에너지(예를 들어 열 및/또는 전자기 방사선의 형태)에 노출시킴으로써, 특히 빛, 바람직하게는 UV 광에 노출시킴으로써, 재생될 수 있다. 흡착 유닛은 특히 유익하게는 물-투과성 고체 블록 또는 충전제(fill)로서 형성되며, 이러한 블록/충전제는 적어도 부분적으로 적어도 하나의 흡착 요소에 의해 형성된다.
"비특이적 흡착 요소"는 특히 적어도 하나의 비특이적 흡착제를 포함하는 흡착 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 이때, 비특이적 흡착제는 화학적으로 비특이적으로 복수의 미세 오염 물질을, 특히 동일한 정도로, 바람직하게는 미세 오염 물질의 작용기 및/또는 미세 오염 물질의 전하와 독립적으로, 흡착하기 위해 제공된다. 비특이적 흡착제는 특히 다양한 미세 오염 물질을 공간 의존적 방식(sterically dependent manner)으로 흡착하기 위해 제공된다. 비특이적 흡착 요소는 유리하게는 복수의 비특이적 흡착제를 포함할 수 있다. "특이적 흡착 요소"는 특히 적어도 하나의 특이적 흡착제를 포함하는 흡착 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 이때, 특이적 흡착제는, 특정 미세 오염 물질들을, 화학적 또는 물리적인 특정 방법으로, 특히 상이한 정도로, 바람직하게는 미세 오염 물질의 작용기 및/또는 미세 오염 물질의 전하에 따라 상이한 정도로, 흡착하기 위해 제공된다. 특이적 흡착제는 특히, 특정 미세 오염 물질을 공간 독립적으로(sterically independently) 흡착하기 위해 제공된다. 특이적 흡착 요소는 유리하게는 복수의 흡착제를 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 흡착 유닛은 적어도 부분적으로 추가 몸체(예를 들어, 필터 유닛)와의 일체형으로, 더욱 특히 유리하게는 함침 및/또는 코팅의 형태로 형성될 수 있다. "적어도 부분적으로 일체형으로 형성된"이라는 표현은, 이 문맥에서, 특히 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 구성요소가 적어도 하나의 다른 물체의 적어도 하나의 구성요소와 일체화된 것을 의미하는 것으로 이해되어야 할 것이다. "일체형"이라는 용어는 특히, 적어도 물질 대 물질 결합에 의해, 예를 들어, 용접 공정, 접착 공정, 사출 성형 공정, 및/또는 당해 분야의 통상의 기술자에게 적합한 다른 공정에 의해, 연결되는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "일체형"이라는 용어는 유리하게는 또한 "하나의 부품으로(in one part)"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "하나의 부품으로"라는 용어는 특히, 단일 조각(single piece)으로 형성된 것을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 이때, 단일 조각은, 예를 들어, 주조(casting)로부터의 제조에 의해, 및/또는 유리하게는 개별 블랭크로부터의 단일 성분 또는 다중 성분 사출 성형 방법에 의한 제조에 의해, 특히 바람직하게는 방사(spinning) 방법, 특히 습식 방사 방법(예를 들면, 반응성 방사)에 의한 제조에 의해 형성되며, 여기서 필터 유닛은, 특히 상 반전(phase inversion) 공정에서 흡착제와 통합된 상태로 제조된다.
"필터 유닛"은 특히, 필터 멤브레인의 기공에 미세 오염 물질을 보유함으로써 물로부터 미세 오염 물질을 세정하기 위해 제공된 멤브레인 필터 유닛을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 필터 유닛은 특히 적어도 하나의 필터 요소, 바람직하게는 적어도 5개의 필터 요소, 바람직하게는 적어도 10개의 필터 요소, 및 특히 바람직하게는 적어도 20개의 필터 요소를 포함한다. 필터 요소는 특히, 필터 멤브레인으로서 및 유리하게는 중공-섬유 필터 멤브레인으로서 형성되며, 여기서 필터 요소의 벽이 멤브레인을 형성하고 중공 채널을 한정한다. 원칙적으로, 필터 요소는, 닫힌 중공 채널로부터 필터 요소를 통해 외부 공간으로 물이 통과할 때, 중공 채널 내부를 따라 안내되는 물의 세정을 수행함으로써, 중공 채널을 떠나는 물이 세정되도록 할 수 있거나, 또는 필터 요소는 바람직하게는 외부 공간으로부터 중공 채널로 들어가는 물의 세정을 수행함으로써, 물은 세정된 상태에서 중공 채널 내부를 따라 안내될 수 있다.
연속적인 흡착을 달성하고, 비특이적 흡착 요소와 특이적 흡착 요소 사이의 물의 오염을 피하기 위해, 비특이적 흡착 요소와 특이적 흡착 요소가 적어도 부분적으로 서로 접촉하는 것이 제안된다. 비특이적 흡착 요소와 특이적 흡착 요소는 특히, 서로에 직접 인접한다. 동일한 흐름 프로파일이 유리하게는, 적어도 실질적으로 동시에, 작동 상태에서, 비특이적 흡착 요소를 통해, 그리고, 특이적 흡착 요소를 통해 흐른다.
또한, 비특이적 흡착 요소와 특이적 흡착 요소가 서로의 내부에 적어도 부분적으로 배열되는 것이 제안된다. 본 명세서에서, 적어도 하나의 흡착 요소는 다른 흡착 요소의 담체(carrier)로서 형성될 수 있다. 비특이적 흡착 요소와 특이적 흡착 요소는 바람직하게는 서로 혼합되고, 특히 서로 균질하게 혼합된다. 이로써 특히, 비특이적 흡착 및 특이적 흡착이 동시에 수행될 수 있다. 비특이적 흡착 및 특이적 흡착의 균질성은 바람직하게 개선될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 흡착 요소는 최소 10% 내지 최대 98% 범위의 비특이적 흡착 요소로 구성되는 것이 제안된다. 흡착 요소는 유리하게는 최소 2% 내지 최대 90% 범위의 특이적 흡착 요소로 구성된다. 흡착 유닛은, 특히 흡착 유닛의 제조시에, 바람직하게는 흡착 유닛을 안정화시키기 위해 제공되는 보강제로, 특히 적어도 부분적으로, 이루어질 수 있다. 흡착 유닛은 특히 바람직하게는 특이적 흡착 요소 및 비특이적 흡착 요소에 의해 완전히 형성된다. 특이적 흡착 요소와 비특이적 흡착 요소의 비율은 유리하게는 이들이 합하여 100%의 흡착 유닛을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 흡착 유닛을 구성하는 비특이적 흡착 요소의 비율이 10%이면, 흡착 유닛을 구성하는 특이적 흡착 요소의 비율은 특히 90%이다. 특히, 비특이적 흡착 요소와 특이적 흡착 요소의 비율이 유리하게는 처리될 물을 오염시키는 미세 오염 물질의 조성과 일치될 수 있기 때문에, 이로써 수처리 장치의 처리 효율이 더욱 개선될 수 있다.
또한, 흡착 유닛은 적어도 하나의 흡착제를 포함하며, 이 흡착제는 상기 흡착 유닛의 본체의 적어도 대부분을 형성하는 것이 제안된다. 특히, 본체는 흡착 유닛의 일 블록(block) 및/또는 전체(fill)를 적어도 상당 부분 형성하고, 특히, 비특이적 흡착 요소 및/또는 특이적 흡착 요소를 위한 담체(carrier)로서 제공된다. 본 명세서에서 "적어도 대부분(at least to a large extent)"이라는 표현은 특히 50% 초과, 유리하게는 65% 초과, 바람직하게는 75% 초과, 특히 바람직하게는 85% 초과, 및 특히 유리하게는 적어도 95%를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이로써 제조가 단순화될 수 있다. 또한 컴팩트한 구조가 얻어질 수 있다.
또한, 비특이적 흡착 요소가 적어도 부분적으로 본체를 형성하는 것이 제안된다. 본체는 특히 비특이적 흡착제에 의해 적어도 대부분 및 유리하게는 완전히 형성된다. 특히, 본체는 보강제에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 본체는 특이적 흡착 요소의 다양한 특이적 흡착제에 대한 담체로서 다양한 방식으로 사용될 수 있기 때문에, 이로써 제조가 더욱 단순화될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 비특이적 흡착 요소는 적어도 하나의 유기 흡착제를 포함하는 것이 제안된다. 특히, 유기 흡착제는 활성탄, 바람직하게는 과립 활성탄이고, 특히 바람직하게는 소결된 과립 활성탄이다. 특히, 활성탄이 특히 서로 얽히고, 바람직하게는 서로 직조된 섬유의 형태로 존재하는 것이 고려될 수 있다. 특히, 유기 흡착제는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 적어도 대부분, 및 특히 바람직하게는 완전히 본체를 형성한다. 비특이적 흡착 요소는 또한, 복수의 바람직하게는 상이한 유기 흡착제를 포함할 수 있다. 이로써 제조 비용을 절약할 수 있다.
또한, 비특이적 흡착 요소는 적어도 하나의 미네랄 흡착제를 포함하는 것이 제안된다. 미네랄 흡착제는 바람직하게는 5% 내지 20% 까지의 범위로 비특이적 흡착 요소를 형성한다. 미네랄 흡착제는 특히 벤토나이트, 규조토, 실리카겔, 알루미나 및/또는 징크 옥사이드이다. 비특이적 흡착 요소는 또한, 복수의 미네랄 흡착제를 포함할 수 있다. 처리 효율은 이로써 더 개선될 수 있다. 또한, 미네랄 흡착제의 비율이 낮게 유지됨으로써 비용이 낮게 유지될 수 있다.
특히 약물의 특이적 흡착을 개선하기 위해, 특이적 흡착 요소는 적어도 하나의 역상 흡착제(reversed-phase adsorbent)를 포함하는 것이 제안된다. "역상 흡착제(reversed-phase adsorbent)"는 특히, 특히 작용화 리간드(functionalized ligand)를 포함하는 에틸 비닐벤젠과 같은, 유리하게는 가교 결합된 작용화 유기 폴리머를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 리간드는 유리하게는 소수성 작용화를 위해 제공될 수 있다. 특이적 흡착 요소는 특히, 상이한 특성, 특히 상이한 작용기를 갖는, 복수의 역상 흡착제를 포함할 수 있으며, 이들은, 적어도 하나의 미세 오염 물질, 특히 정확하게 하나의 미세 오염 물질을 흡착하기 위해 특별하게 제공되는 것이다.
특히, 산업 화학 물질, 약물 및/또는 살충제에 함유된 중금속 및 유리하게는 금속의 특이적 흡착을 개선하기 위해, 특이적 흡착 요소가 적어도 하나의 이온 교환 흡착제를 포함하는 것이 제안된다. "이온 교환 흡착제"는 특히 특이적 흡착제를 의미하는 것으로 이해되어야 하는데, 이것은 바람직하게는 쿨롱 상호작용(Coulomb interactions)을 흡착 원리로 사용하고 미세 오염 물질의 이온을 흡착 및/또는 교환하기 위해 특히 제공되며, 특히 액체 내에 용해되어 있다. 이온 교환 흡착제는 유리하게는 양이온 교환 흡착제 및/또는 음이온 교환 흡착제로서 형성될 수 있다. 이온 교환 흡착제는 특히 작용화 친수성 폴리머(예를 들어 작용화 실리카 겔, 작용화 셀룰로오스 및/또는 작용화 덱스트란)이다. 음이온 및/또는 양이온 교환 흡착제로서의 특이적 흡착제의 기능은 특히 작용화(functionalisation)에 의존한다. 특히, 암모늄기, 바람직하게는 4차 암모늄기, 디에틸아미노에틸(DEAE), 트리메틸하이드록시프로필(QA), 4차 아미노에틸(QAE), 4차 아미노메틸(Q), 트리에틸아미노메틸(TEAE), 트리에틸아미노프로필(TEAP) 및 폴리에틸렌이민(PEI)이, 음이온 교환 흡착제로서 사용되는 특이적 흡착제의 작용화를 위해 사용될 수 있다. 카르복실기, 술페이트기, 특히 술포네이트(S), 술포에틸(SE), 술포프로필(SP), 포스페이트기, 특히 오르토포스페이트(P), 메타크릴레이트 및/또는 카르복시메틸(CM)은, 유리하게는 특히 양이온 교환 흡착제로서 사용되는 특이적 흡착제의 작용화를 위해 사용될 수 있다. 이온 교환 흡착제는 특히 바람직하게는 적어도 하나의 작용화 아가로오스를 포함한다. 특히, 아가로오스는 가교 결합된 아가로오스, 더욱 특히 세파로오스로서, 바람직하게는 세파로오스 펠렛(특히, 세파로오스 비드라고도 알려져 있음)으로서, 형성된다. 아가로오스는 특히 바람직하게는 암모늄기, 바람직하게는 4차 암모늄기, 및 특히 바람직하게는 디에틸아미노에틸(DEAE)에 의해 작용화된다. 특이적 흡착제는 바람직하게는 음이온 교환 흡착제로서 형성된다. 특이적 흡착 요소는 또한, 특히 복수의, 바람직하게는 상이한 이온 교환 흡착제를 포함할 수 있다.
또한, 특이적 흡착 요소는 수소 결합에 의한 흡착을 위해 제공되는 적어도 하나의 흡착제를 포함하는 것이 제안된다. 특이적 흡착 요소는 바람직하게는 선형 및 특히 가교 결합된 폴리비닐피롤리돈(PVPP) 및/또는 그의 코폴리머(예를 들어, 비닐피롤리돈/비닐 아세테이트)를 포함하며, 이때, 이들은, 특히, 상이한 분자량 및 가교 결합도를 가질 수 있다. 환경적 및/또는 위생 적합성은 이로써 더 개선될 수 있다. 특이적 흡착 요소는 또한, 특히 수소 결합에 의한 흡착을 위해 제공되는 복수의, 바람직하게는 상이한, 흡착제를 포함할 수 있다. 이로써 약물 중에 출현하는 단백질의 특이적 흡착을 바람직하게 개선할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 특이적 흡착 요소는 적어도 하나의 착화제 흡착제(complexing agent adsorbent)를 포함하는 것이 제안된다. 착화제 흡착제는 특히, 적어도 하나의 대전된 리간드, 바람직하게는 복수의 대전된 리간드, 특히 카르복실기를 포함하는 물질을 의미하는 것으로 이해되어야 할 것이며, 대전된 리간드는 적어도 하나의 대전된 미세 오염 물질, 바람직하게는 중금속 이온을 흡착하고 특히 결합한다. 흡착 동안, 착화제 흡착제 및 미세 오염 물질은 특히 킬레이트 착물을 형성한다. 착화제 흡착제는 특히 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)일 수 있다. 특이적 흡착 요소는 또한, 특히 복수의, 바람직하게는 상이한, 착화제 흡착제를 포함할 수 있다. 특히, 산업 화학 물질, 약물 및/또는 살충제에 함유된 중금속 및 유리하게는 금속의 특이적 흡착은 이로써 더 개선될 수 있다.
수처리 장치를 포함하며, 흐름 방향을 기준으로 수처리 장치의 상류에 배열된 적어도 하나의 사전 여과 유닛(pre-filtration unit)을 포함하는 시스템이 또한 제안된다. 사전 여과 유닛은 바람직하게는, 수처리 장치에 도달하는 모든 물이, 수처리 장치에 도달하기 전에, 사전 여과 유닛을 통과하도록 배열된다. "사전 여과 유닛"은 수처리 장치의 막힘을 방지하기 위해, 특히, 수처리 장치에서 제거되는 미세 오염 물질보다 큰 입자, 특히 0.01 ㎛ 초과, 바람직하게는 0.1 ㎛ 초과, 바람직하게는 1 ㎛ 초과, 및 특히 바람직하게는 10 ㎛ 초과 크기의 입자를 갖는 오염물질을 제거하기 위해 제공되는 유닛을 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 향상된 처리 효율을 갖는 정수 시스템이 제공될 수 있다.
수처리 장치는, 본 명세서에서, 전술한 적용예 및 구현예에 한정되는 것으로 의도되지 않는다. 특히, 본 명세서에 기술된 바와 같은 작동 원리를 따르기 위해, 수처리 장치는 본 명세서에서 언급된 개수와 다른 개수의 개별 요소, 구성요소 및 유닛을 가질 수 있다. 또한, 명시된 범위 내에 있는 값들은 본 명세서에 개시된 것으로 간주되고, 또한 명시된 값 범위로부터 임의로 선택 가능한 것으로 간주된다.
추가의 이점은 다음의 도면의 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면은 본 발명의 예시적 구현예를 도시한다. 도면, 상세한 설명, 및 청구 범위는 다양한 특징들을 조합하여 포함한다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 또한 특징들을 개별적으로 적합하게 고려하고, 이들을 조합하여 유용한 추가 조합들을 형성할 것이다.
도면에서:
도 1은 수처리 장치를 갖는 수처리 카트리지의 단면도를 도시하고,
도 2는 수처리 장치의 카트리지의 분해도를 도시하고,
도 3은 수처리 장치의 일부분의 분해도를 도시하고,
도 4는 수처리 장치의 필터 유닛의 일부분의 투시도를 도시하고,
도 5는 수처리 장치의 흡착 유닛의 일부분의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 6은 수처리 장치 및 사전-여과 유닛(pre-filtration unit)을 포함하는 시스템의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 7은 추가 수처리 장치의 단면도를 도시하고,
도 8은 대안적인 수처리 장치의 단면도를 도시하고,
도 9는 다른 대안적인 수처리 장치의 단면도를 도시한다.
도 1은 수처리 장치를 갖는 수처리 카트리지(57a)의 단면도를 도시한다. 수처리 장치는 물, 특히 식수로부터 미세 오염 물질, 특히 약물을 제거하기 위해 제공된다. 이를 위해, 수처리 카트리지(57a)는 물을 처리하기 위한 시스템에 설치하기 위해 제공된다.
도 2는 수처리 장치의 카트리지(40a)를 도시한다. 카트리지(40a)는 튜브형으로 형성된다. 카트리지(40a)는 실린더 재킷(58a)을 포함한다. 실린더 재킷(58a)은, 그 내부에, 수용 공간(60a)을 한정한다. 수용 공간(60a)은 수처리 장치의 추가 유닛들을 수용하기 위해 사용된다. 카트리지(40a)는, 축방향(44a)에서 볼 때, 둘레 방향(46a)으로 서로에 대해 어긋나게(offset) 배치된 개구(42a)들을 포함한다. 개구(42a)는, 실린더 재킷(58a)에서, 컷-아웃(cut-outs), 특히 축방향(44a)에 수직인 컷-아웃에 의해 형성된다. 카트리지(40a)는 카트리지 커넥터(62a)를 포함한다. 카트리지 커넥터(62a)는 수처리 장치를 수도관에 연결하기 위해 제공된다. 카트리지 커넥터(62a)는 수처리 장치의 연결을 위한 나사산(screw thread)을 포함한다. 카트리지 커넥터(62a)는 실린더 재킷(58a)을 일 측면으로부터, 특히 축방향(44a)으로 폐쇄한다. 카트리지(40a)는 또한, 카트리지 폐쇄부(cartridge closure)(64a)를 포함한다. 카트리지 폐쇄부(64a)는 실린더 재킷(58a)을 특히 축방향(44a)의 다른 측면으로부터 폐쇄한다. 카트리지(40a)는 플라스틱 재료로 형성된다. 카트리지(40a)는 유리하게는 폴리프로필렌, 더욱 특히 바람직하게는 폴리프로필렌 호모폴리머(PP-H)로 형성된다.
도 3은 수처리 장치의 일부분의 분해도를 도시한다. 수처리 장치는 필터 하우징(32a)을 포함한다. 필터 하우징(32a)은, 조립 상태에 있을 때, 카트리지(40a)의 수용 공간(60a) 내에 배열된다. 수처리 장치의 필터 유닛(10a)은 적어도 부분적으로 필터 하우징(32a) 내에 배열된다. 필터 유닛(10a)은, 필터 유닛(10a)의 주 연장 방향에서 볼 때, 50% 미만의 범위로 필터 하우징(32a) 내에 배열된다. 필터 하우징(32a)은 중공 실린더 형태로 형성된다. 필터 하우징(32a)은 수처리 장치의 유지 요소(20a)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 실린더 재킷을 포함한다. 수처리 장치는 또한 흡착 하우징(34a)을 포함한다. 흡착 하우징(34a)은, 조립 상태에 있을 때, 카트리지(40a)의 수용 공간(60a)내에 배열된다. 수처리 장치의 흡착 유닛(18a)은 흡착 하우징(34a) 내에 배열된다. 흡착 하우징(34a)은 중공 실린더 형태로 형성된다. 흡착 하우징(34a)은 흡착 유닛(18a)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 실린더 재킷을 포함한다. 물이 수처리 장치를 통해 흐르는 작동 상태에서, 필터 하우징(32a)은 흐름 방향에서 볼 때 흡착 하우징(34a)의 상류에 배열된다.
수처리 장치는 스크린 유닛(38a)을 포함한다. 스크린 유닛(38a)은 필터 하우징(32a)과 흡착 하우징(34a)을 서로 분리시킨다. 스크린 유닛(38a)은 또한, 적어도 일 측면으로부터 흡착 하우징(34a)을 적어도 부분적으로 폐쇄한다. 스크린 유닛(38a)은 스크린 커버(68a)를 포함한다. 스크린 커버(68a)는 일 측면으로부터 흡착 유닛을 적어도 부분적으로 폐쇄한다. 스크린 커버(68a)는 또한, 흡착 유닛(18a)을 필터 유닛(10a)으로부터 분리시킨다. 스크린 커버(68a)는 포지티브 체결(positive engagement)로 흡착 하우징(34a)에 연결된다. 스크린 커버(68a)는 또한, 마찰-잠금 방식(force-locking manner) 및/또는 물질 대 물질 결합(substance-to-substance bond)으로 흡착 하우징(34a)에 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스크린 커버(68a)는 흡착 하우징(34a)과 일체로 형성될 수 있다. 스크린 커버(68a)는 복수의 관통 개구(through-openings)를 포함한다. 관통 개구는 필터 유닛(10a)과 흡착 유닛(18a) 사이에 물의 흐름을 가능하게 하기 위해 제공된다.
스크린 유닛(38a)은 적어도 하나의 프릿(frit)(70a)을 포함한다. 프릿(70a)은 다공성 재료로 제조된다. 프릿(70a)은 디스크(disc)의 형태를 갖는다. 프릿(70a)은 가교 결합된 폴리에틸렌으로 제조된다. 프릿(70a)은, 흡착 유닛(18a)을 바라보는 스크린 유닛(38a)의 일면에 배열된다. 프릿(70)은 흡착 하우징(34a) 내에 배열된다. 프릿(70a)은, 흐름 방향에서 볼 때, 스크린 커버(68a) 다음에, 특히 흡착 유닛(18a) 앞에 배열된다. 프릿(70a)은 흡착 유닛(18a)의 오염을 방지하기 위해, 그리고, 바람직하게는 흡착 유닛(18a)이 흡착 하우징(34a)으로부터 적어도 부분적으로 탈출하는 것을 방지하기 위해 제공된다.
스크린 유닛(38a)은 추가 스크린 커버(72a)를 포함한다. 추가 스크린 커버(72a)는 스크린 커버(68a)와 적어도 실질적으로 동등하게 형성된다. 추가 스크린 커버(72a)는 흡착 하우징(34a)과 일체로 형성된다. 추가 스크린 커버(72a)는 흡착 하우징(34a)과 분리되어 형성되고, 특히 마찰 및/또는 포지티브 잠금 방식으로 거기에 연결되는 것을 상정할 수 있다. 추가 스크린 커버(72a)는 적어도 하나의 추가 측면으로부터 적어도 부분적으로 흡착 하우징(34a)을 폐쇄한다. 추가 스크린 커버(72a)는 흐름 방향에서 볼 때 흡착 유닛(18a) 뒤에 배열된다. 스크린 유닛(38a)은 또한 추가 프릿(74a)을 포함한다. 추가 프릿(74a)은 제1 프릿(70a)과 적어도 실질적으로 동등하게 형성된다. 추가 프릿(74a)은 흡착 하우징(34a) 내에 배열된다. 추가 프릿(74a)은 흐름 방향에서 볼 때, 흡착 유닛(18a) 다음에, 특히 추가 스크린 커버(72a)의 앞에 배열된다.
수처리 장치는 연결 유닛(36a)을 포함한다. 연결 유닛(36a)은 조립된 상태에 있을 때, 특히 포지티브 체결 방식으로, 흡착 하우징(34a)과 필터 하우징(32a)을 서로 연결한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 연결 유닛(36a)은 또한 마찰-잠금 연결 및/또는 물질 대 물질 결합을 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 연결 유닛(36a)이 추가적인 마찰-잠금 연결을 위한 나사산을 포함하는 것을 상정할 수 있다. 연결 유닛(36a)은 적어도 하나의 연결 요소(76a)를 포함하며, 이 연결 요소는 조립된 상태에 있을 때 필터 하우징(32a)을 흡착 하우징(34a)에 연결한다. 연결 요소(76a)는 흡착 하우징(34a) 및/또는 필터 하우징(32a)과는 분리되어 형성된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 연결 요소(76a)는 필터 하우징(32a) 및/또는 흡착 하우징(34a)과 적어도 부분적으로 일체형으로 형성될 수 있다. 연결 요소(76a)는 슬리브로서 형성된다.
연결 유닛(36a)은, 연결 요소(76a)를 수용하기 위해 제공된, 적어도 하나의 연결 요소 리셉터클(78a)을 포함한다. 연결 요소 리셉터클(78a)은 연결 요소(76a)에 대응하여 형성된다. 연결 요소 리셉터클(78a)은 흡착 하우징(34a)에 오목부로서 형성된다. 연결 유닛(36a)은 추가 연결 요소 리셉터클(80a)을 포함한다. 추가 연결 요소 리셉터클(80a)은 연결 요소 리셉터클(78a)과 적어도 실질적으로 동등하게 형성된다. 추가 연결 요소 리셉터클(80a)은 필터 하우징(32a) 내에 오목부로서 형성된다.
수처리 장치의 조립시, 추가 프릿(74a)이 흡착 하우징(34a) 내에 배열된다. 흡착 유닛(18a)은 또한 흡착 하우징(34a) 내에 배열되는데, 흐름 방향에서 볼 때, 특히 추가 프릿(70a) 다음에 배열된다. 프릿(70a)은 흡착 하우징(34a) 내에 배열되는데, 흐름 방향에서 볼 때, 특히 흡착 유닛(18a) 다음에 배열된다. 스크린 커버(68a)는 흡착 하우징(34a)을 폐쇄한다. 필터 유닛(10a)은 필터 하우징(32a) 내에 배열된다. 필터 하우징(32a)은 흐름 방향에서 볼 때 흡착 하우징(34a) 다음에 배열된다. 연결 유닛(36a)은 흡착 하우징(34a)과 필터 하우징(32a)을 연결한다. 연결 요소(76a)는 연결 요소 리셉터클(78a)에 맞물린다. 연결 요소(76a)는 추가 연결 요소 리셉터클(80a)에 맞물린다. 필터 하우징(32a)과 흡착 하우징(34a)은 카트리지(40a)의 수용 공간(60a)에 배열된다. 실린더 재킷(58a)은 카트리지 폐쇄부(64a)에 의해 폐쇄된다. 실린더 재킷(58a)은 또한 카트리지 커넥터(62a)에 연결된다. 카트리지(40a)는 또한 상위 하우징(superior housing)(82a) (도 6 참조) 내에 배열될 수 있다.
필터 유닛(10a)의 일부분이 도 4에 개략적으로 도시된다. 필터 유닛(10a)은 수처리 장치의 작동 상태에서 물을 적어도 한번은 여과하기 위해 제공된다. 필터 유닛(10a)은 멤브레인 필터 유닛으로서 형성된다. 필터 유닛(10a)은 적어도 하나의 필터 요소(12a)를 포함한다. 필터 유닛(10a)은 특히 다수의 필터 요소(12a, 22a)를 포함하는데, 명확성을 위해, 서로 동등한 2개의 필터 요소(12a, 22a)만을 도 4에 나타냈다. 필터 요소(12a)는 튜브형이다. 필터 요소(12a)는 필터 멤브레인으로서 형성된다. 필터 멤브레인은 중공 섬유 필터 멤브레인이다. 필터 요소(12a)는 벽을 포함한다. 벽은 필터 멤브레인을 형성한다. 벽은 필터 요소(12a)의 중공 채널을 한정한다. 필터 요소(12a)는 제1 단부(14a) 및 제2 단부(16a)를 포함한다. 단부(14a, 16a)는 필터 요소(12)를 따라 최대 5cm에 걸쳐서 연장된다. 단부(14a, 16a)는 수처리 장치의 유지 요소(20a)에 의해 서로에 대해 고정적으로 배열된다. 필터 요소(12a)의 단부(14a, 16a)는 유지 요소(20a)에 고정적으로 연결된다. 유지 요소(20a)는 편평한 블록으로서 형성된다. 유지 요소(20a)는 물질 대 물질 결합에 의해 필터 하우징(32a)에 연결된다. 유지 요소(20a)는 유리하게는 바인더(86a)로부터 형성된다. 바인더(86a)는 에폭시 수지이다. 다른 바인더(86a), 예를 들어 접착제 및/또는 플라스틱 재료가 사용될 수 있는 것으로 상정된다. 단부(14a, 16a)는 바인더(86a)가 필터 요소(12a), 특히 필터 요소(12a)의 벽을 오염시키지 않도록 필터 요소(12a)의 조립 전에 밀봉된다. 조립시에, 필터 하우징(32a)은 바인더(86a)로 채워진다. 필터 요소(12a)의 단부(14a, 16a)는 여전히 액체인 바인더(86a) 내에 배열된다. 바인더(86a)는 경화되어 유지 요소(20a)를 형성한다. 경화된 바인더(86a)는 또한 필터 요소(12a)의 단부(14a, 16a)의 개구가 노출되도록 연마된다.
필터 요소(12a)는 조립된 상태에 있을 때 적어도 부분적으로 구부러져 있으며, 특히 루프(loop) 형태를 갖는다. 필터 요소(12a)는 필터 요소(12a)의 단부(14a, 16a)가 0° 내지 90°의 내각을 둘러싸는 방식으로 구부려진다. 일 경우에 있어서, 단부(14a, 16a)는, 필터 요소(12a)가 바람직하게는 U 자형으로 굴곡되도록, 적어도 실질적으로 평행하거나 또는 바람직하게는 서로 역평행(antiparallel)하다. 이 경우, 내각은 결과적으로 약 0°가 된다. 필터 요소(12a)는 특히 주 연장 평면(24a)을 갖는다. 필터 요소(12a)는 필터 요소(12a)의 전체 범위에 걸쳐 주 연장 평면(24a)과 교차한다.
필터 유닛(10a)은 또한 적어도 하나의 추가 필터 요소(22a)를 포함한다. 추가 필터 요소(22a)는 필터 요소(12a)와 적어도 실질적으로 동등하게 형성되고, 특히 이에 동등한 형상이며, 유리하게는 유지 요소(20a)에 동등하게 고정된다. 필터 요소(12a)와 추가 필터 요소(22a)는 길이가 서로 상이하다. 추가 필터 요소(22a)는 필터 요소(12a)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 추가 필터 요소(22a)는 추가 주 연장 평면(26a)을 갖는다. 조립된 상태에 있을 때, 추가 필터 요소(22a)의 추가 주 연장 평면(26a)은 필터 요소(12a)의 주 연장 평면(24a)과 다르다. 필터 요소(12a)의 주 연장 평면(24a) 및 추가 필터 요소(22a)의 추가 주 연장 평면(26a)은 서로 각도를 이루도록 배열된다. 본 경우에 있어서, 필터 요소(12a)의 주 연장 평면(24a) 및 추가 필터 요소(22a)의 추가 주 연장 평면(26a)은 서로 적어도 실질적으로 수직이다. 주 연장 평면(24a, 26a)은 또한 서로 다양한 각도로, 특히 20° 내지 160°로 배열될 수 있거나, 또는 대안적으로 서로 적어도 실질적으로 평행하게 배열될 수 있다.
필터 유닛(10a)은 또한 필터 요소(12a)의 군(28a)(도 2 참조)을 포함한다. 필터 요소(12a)의 군(28a)은 적어도 하나의 부가적인 필터 요소(12a), 특히 필터 요소(12a)와 적어도 실질적으로 동등하게 형성되는 복수의 부가적인 필터 요소(12a)(들)를 포함한다. 군(28a)의 필터 요소들(12a)은 특히 수처리 장치의 메쉬(mesh)에 의해 묶여 있다. 필터 유닛(10a)은 추가 필터 요소(22a)의 추가 군(30a)(도 2 참조)을 포함한다. 추가 필터 요소(22a)의 추가 군(30a)은 적어도 하나의 부가적인 추가 필터 요소(22a), 특히 복수의 부가적인 추가 필터 요소(22a)를 포함하는데, 이것(들)은 추가 필터 요소(22a)와 적어도 실질적으로 동등하다. 군(30a)의 필터 요소들(22a)은 특히 수처리 장치의 추가 메쉬에 의해 묶여진다. 대안적으로 또는 부가적으로, 필터 유닛(10a)은 군(28a, 30a) 중 하나 만을 포함하거나, 또는 부가적인 군을 포함할 수 있다.
도 5에는 흡착 유닛(18a)의 단면이 개략적으로 도시되어 있다. 흡착 유닛(18a)은 비특이적 흡착 요소(50a)를 포함한다. 흡착 유닛(18a)은 최소 10% 내지 최대 98%의 범위에서 비특이적 흡착 요소(50a)로 구성될 수 있다. 이 경우에, 흡착 유닛(18a)은 80% 범위까지 비특이적 흡착 요소(50a)로 구성된다. 특히, 흡착 유닛(18a)은 또한 비특이적 흡착 요소(50a)에 의해 10% 내지 98%의 추가 값의 범위까지 구성될 수도 있다.
비특이적 흡착 요소(50a)는 적어도 하나의 유기 흡착제를 포함한다. 이 경우에, 유기 흡착제는 활성탄이다. 유기 흡착제는 여기서 실린더형 블록의 형태로 존재한다. 유기 흡착제는 활성탄, 특히 소성된 과립 활성탄이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 유기 흡착제는 충전제 형태로, 특히 과립 형태로 존재할 수 있다. 비특이적 흡착 요소(50a)는 본체(54a)를 포함한다. 본체(54a)는 흡착 유닛(18a)의 대부분을 형성한다. 흡착 유닛(18a)는 흡착제를 포함하는데, 흡착체는 흡착 유닛(18a)의 본체(54a)를 적어도 부분적으로 형성한다. 일 경우에 있어서, 유기 흡착제는 본체(54a)를 적어도 부분적으로 형성한다. 대안적으로, 유기 흡착제는 본체(54a)를 완전히 형성할 수 있다.
비특이적 흡착 요소(50a)는 또한 적어도 하나의 미네랄 흡착제를 포함한다. 비특이적 흡착 요소(50a)는 미네랄 흡착제를 적어도 5% 내지 20% 함유한다. 본 명세서에서, 비특이적 흡착 요소(50a)는 미네랄 흡착제를 5% 범위까지 함유한다. 이 경우에, 광물 흡착제는 벤토나이트이다. 또한, 미네랄 흡착제는 비특이적 흡착 요소(50a)의 본체(54a)를 적어도 부분적으로 형성한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 비특이적 흡착 요소(50a)는 미네랄 흡착제로서 규조토, 실리카겔, 알루미나 및/또는 징크 옥사이드를 포함할 수 있다.
흡착 유닛(18a)은 특이적 흡착 요소(52a)를 포함한다. 흡착 유닛(18a)은 최소 2% 내지 최대 90%의 범위에서 특이적 흡착 요소(52a)로 구성될 수 있다. 이 경우에, 흡착 유닛(18a)은 20%의 범위까지 특이적 흡착 요소(52a)로 구성된다. 특히, 흡착 유닛(18a)은 2% 내지 90%의 추가 값의 범위에서 특이적 흡착 요소(52a)로 구성될 수 있다. 특이적 흡착 요소(52a)는 적어도 하나의 특이적 흡착제를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 흡착 유닛(18a)의 본체(54a)는 특이적 흡착제로 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.
특이적 흡착 요소(52a)는, 가교 결합된 작용화 유기 폴리머와 같은, 적어도 하나의 역상(reversed-phase) 흡착제를 포함한다. 특이적 흡착 요소(52a)는 바람직하게는 역상 흡착제로서 가교 결합된 에틸비닐벤젠을 포함한다. 특이적 흡착 요소(52a)는 적어도 하나의 이온 교환 흡착제를 더 포함한다. 이온 교환 흡착제는 양이온 교환제 또는 음이온 교환제로서 형성될 수 있다. 일 경우에 있어서, 이온 교환 흡착제는 음이온 교환제로서 형성된다. 이온 교환 흡착제는 아가로오스이고, 이는 암모늄 기, 바람직하게는 4차 암모늄 기, 및 특히 바람직하게는 디에틸아미노에틸(DEAE)에 의해 작용화된다. 또한, 특이적 흡착 요소(52a)는 수소 결합에 의한 흡착을 위해 제공되는 적어도 하나의 흡착제를 포함한다. 일 경우에 있어서, 수소 결합에 의한 흡착을 위해 제공되는 흡착제는 선형 및/또는 가교 결합된 폴리비닐피롤리돈(PVPP)이다. 특이적 흡착 요소(52a)는 또한, 적어도 하나의 착화제 흡착제를 포함한다. 일 경우에 있어서, 착화제 흡착제는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 특이적 흡착제(52a)는 추가 특이적 흡착제를 포함할 수 있다.
비특이적 흡착 요소(50a)와 특이적 흡착 요소(52a)는 적어도 부분적으로 서로 접촉한다. 비특이적 흡착 요소(50a) 및 특이적 흡착 요소(52a)는 적어도 부분적으로 서로의 내부에 배열되고, 특히 서로 혼합된다.
작동 상태에서, 세척될 물은 수처리 장치를 통해 완전히 가로질러(fully) 흐르게 된다(도 1 참조). 물이 수처리 장치에 진입하는 방향은 특히, 물이 수처리 장치를 떠나는 방향과 적어도 실질적으로 수직이다. 물은 카트리지(40a)의 개구를 통해, 특히 축방향(44a)에 적어도 실질적으로 수직으로, 수처리 장치로 들어간다. 물은 또한, 축방향(44a)에 적어도 실질적으로 수직으로 필터 유닛(10a)에 들어간다. 물은 적어도 부분적으로 필터 요소(12a)를 통해, 특히 필터 요소(12a)의 벽을 통해 통과한다. 물은 벽에 의해 여과된다. 물은 필터 요소(12a) 내부, 특히 중공 채널 내에 수집된다. 중공 채널은 물을 흡착 유닛(18a)의 방향으로 안내한다. 물은 특히 축방향(44a)으로 흡착 유닛(18a)을 투과한다. 물에 함유된 미세 오염 물질은 흡착 유닛(18a)에 의해 흡착된다. 물은, 특히 축방향(44a)으로, 카트리지 커넥터(62a)를 통해 수처리 장치를 떠난다.
도 6은 수처리 장치 및 사전 여과 유닛(56a)을 구비한 시스템을 도시한다. 사전 여과 유닛(56a)은 흐름 방향을 기준으로 수처리 장치의 상류에 배열된다. 이 시스템은 물 파이프라인에 설치하기 위해 제공된다. 사전 여과 유닛(56a)은 필터 멤브레인을 갖는 마이크로여과 유닛으로서 형성되며, 적어도 5 ㎛ 크기의 거친 오물 입자를 보유하기 위해 제공된다. 대안적인 구현예에서, 다른 크기, 예를 들어 20 ㎛를 갖는 거친 오물 입자를 보유하기에 적합한 필터 멤브레인이 사용될 수 있다. 그런 다음 미세 오염 물질은 수처리 장치에서 제거된다.
수처리 장치는 상위 하우징(82a) 내에 배치된다. 상위 하우징(82a)은 물 파이프라인에 연결하기 위한 나사산이 있는 출구를 포함한다. 사전 여과 유닛(56a)은 추가 상위 하우징(84a) 내에 배열된다. 추가 상위 하우징(84a)은 물 파이프라인에 연결하기 위한 나사산이 있는 커넥터를 포함한다. 사전 여과 유닛(56a)과 수처리 장치는 서로에 대해 상대적으로 배열되되, 추가 상위 하우징(84a)에 진입한 물이 먼저 사전 여과 유닛(56a)을 통과한 다음 상위 하우징(82a) 내로 전달된 후, 여기서 수처리 장치에 의해 물이 처리되도록, 배열된다.
본 발명의 다른 예시적 구현예가 도 7 내지 도 9에 도시된다. 다음의 설명 및 도면은 주로 예시적 구현예들 간의 차이점에 국한되며, 여기서, 유사하게 표시된 구성 요소들과 관련하여, 특히 동일한 참조 부호들을 갖는 구성 요소들과 관련하여, 다른 예시적 구현예들의 도면 및/또는 설명(특히 도 1 내지 도 6)을 원칙적으로는 또한 참조할 수 있다. 예시적 구현예를 구별하기 위해, 문자 "a"는 도 1 내지 도 6의 예시적 구현예의 참조 부호를 따른다. 문자 "a"는 도 7 내지 도 9에서 문자 "b" 내지 "d"로 대체된다.
도 7은 다른 수처리 장치를 도시한다. 도 7의 예시적 구현예는 수처리 장치의 흡착 유닛(18b)에 의해 적어도 근본적으로 이전의 예시적인 구현예와 상이하다. 일 경우에 있어서, 흡착 유닛(18b)은 적어도 실질적으로 튜브형이다. 흡착 유닛(18b)은 튜브 벽(88b)을 갖는다. 튜브 벽(88b)은 튜브 채널(90b)을 한정한다. 작동 상태에서, 처리될 물은 축방향(44b)에 적어도 실질적으로 수직으로 흡착 유닛(18b)을 투과한다. 물은 필터 유닛(10b)으로부터 축방향(44b)으로 튜브 채널(90) 내로 안내된다. 튜브 채널(90b)은 한 단부가 폐쇄되어, 물이 흡착 유닛(18b)의 튜브 벽(88b)을, 축방향에 적어도 실질적으로 수직으로, 투과하도록 한다. 일단 물이 튜브 벽(88b)을 통과하면, 물은 흡착 하우징(34b)으로 들어간다. 흡착 하우징(34b)은 물을 축방향(44b)으로 방향 전환시킨다.
도 8은 대안적인 수처리 장치를 도시한다. 도 8의 예시적 구현예는 적어도 근본적으로 수처리 장치의 필터 유닛(10c)이 튜브형인 점에서 이전의 예시적 구현예와 다르다. 필터 유닛(10c)은 튜브 벽(92c)을 포함한다. 튜브 벽(92c)은 적어도 부분적으로 필터 유닛(10c)의 필터 요소들(12c)의 군(28c)에 의해 형성된다. 필터 요소(12c)는 원형으로 배열된다. 필터 요소(12c)가 그 안에 배열된 수처리 장치의 유지 요소(20c)는 원형 디스크로서 형성된다. 원형 디스크는 개구를 갖는다. 튜브 벽(92c)은 튜브 채널(94c)을 한정한다. 수처리 장치의 흡착 하우징(34c)은 튜브 채널(94c) 내에 배열된다. 필터 유닛(10c)이 적어도 부분적으로 그 안에 배열되는 필터 하우징(32c)은 축방향(44c)으로 폐쇄된다. 작동 상태에 있는 물이 축방향(44c)으로 필터 요소(12c)를 떠날 경우, 물은 필터 하우징(32c)에 의해 반대 방향으로 방향 전환된다. 물은 유지 요소(20c)의 개구를 통해 흡착 하우징(34c)으로, 특히 축방향(44c)으로 들어간다.
도 9는 다른 대안적인 수처리 장치를 도시한다. 도 9의 예시적 구현예는, 수처리 장치의 흡착 유닛(18d)이 흐름 방향을 기준으로 하여 수처리 장치의 필터 유닛(10d)의 상류에 배열되어 있다는 점에서, 적어도 실질적으로 이전의 예시적 구현예와 상이하다. 일 경우에 있어서, 수처리 장치는 흡착 하우징 대신에 유연한 흡착 케이싱(96d)을 포함한다. 흡착 케이싱(96d)은 특히 튜브형 백(tubular bag)으로서 형성된다. 흡착 케이싱(96d)은 부직포와 같은 재료로 형성된다. 수처리 장치의 흡착 유닛(18d)은 흡착 케이싱(96d) 내에 배열된다. 일 경우에 있어서, 흡착 케이싱(96d)은 또한, 수처리 장치의 필터 하우징(32d)을 둘러싸고 있다. 본 명세서에서, 필터 하우징(32d)은 축방향(44d)에 수직인 방향으로 물-투과성이다. 필터 하우징(32d)은 필터 유닛(10d)과 흡착 유닛(18d) 사이의 스페이서(spacer)로서의 역할을 한다. 필터 유닛(10d)은 필터 요소들(12d)의 군(28d)을 포함한다. 필터 요소(12d)는 곧게 뻗어 있다. 일 경우에 있어서, 수처리 장치는 필터 요소(12d)의 단부(14d, 16d)를 위한 2개의 유지 요소(20d, 98d)를 포함한다.

Claims (14)

  1. 물로부터 미세 오염 물질을 제거하기 위해 제공되는 수처리 장치로서,
    상기 수처리 장치는 흡착 하우징(34a ~ 34d) 및 적어도 하나의 흡착 유닛(18a ~ 18d)을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 흡착 유닛(18a ~ 18d)은 상기 흡착 하우징(34a ~ 34d) 내에 배열되고, 또한 작동 상태에서 상기 미세 오염 물질을 적어도 부분적으로 흡착하며, 또한 적어도 하나의 비특이적 흡착 요소(non-specific adsorption element)(50a ~ 50d)를 포함하며,
    상기 비특이적 흡착 요소(50a ~ 50d)는 활성탄(activated carbon) 및/또는 미네랄 흡착제를 포함하고, 상기 미네랄 흡착제는 벤토나이트, 규조토, 실리카겔, 알루미나, 징크 옥사이드 및 이들의 혼합물로부터 선택되고,
    상기 흡착 유닛(18a ~ 18d)은 적어도 하나의 특이적 흡착 요소(specific adsorption element)(52a ~ 52d)를 포함하고, 상기 특이적 흡착 요소(52a ~ 52d)는 적어도 하나의 역상 흡착제(reversed-phase adsorbent)를 포함하고, 상기 특이적 흡착 요소(52a ~ 52d)는 적어도 하나의 이온 교환 흡착제 및/또는 수소 결합(hydrogen bridge)에 의한 흡착을 위해 제공되는 적어도 하나의 흡착제를 포함하는 수처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비특이적 흡착 요소(50a ~ 50d) 및 상기 특이적 흡착 요소(52a ~ 52d)는 적어도 부분적으로 서로 접촉하고 있는, 수처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 비특이적 흡착 요소(50a ~ 50d) 및 상기 특이적 흡착 요소(52a~52d)는 적어도 부분적으로 서로의 내부에 배열되는, 수처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비특이적 흡착 요소(50a ~ 50d)는 상기 흡착 유닛(18a ~ 18d)의 본체(main body)(54a ~ 54d)를 적어도 부분적으로 포함하는, 수처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 특이적 흡착 요소(52a ~ 52d)는 적어도 하나의 착화제 흡착제(complexing agent adsorbent)를 포함하며, 상기 착화제 흡착제는 하나 또는 복수의 대전된 리간드를 포함하는, 수처리 장치.
  6. 제 1 항에 따른 수처리 장치를 포함하며, 흐름 방향을 기준으로 상기 수처리 장치의 상류에 배열된 적어도 하나의 사전 여과 유닛(pre-filtration unit)(56a)을 포함하는 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 수처리 장치 또는 제 6 항에 따른 시스템을 사용하여 물로부터 약물(medicaments) 형태의 미세 오염 물질을 제거하기 위한 수처리 방법.
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