KR102433871B1 - Light-based water treatment device and water quality management system comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광기반 수처리 장치 및 이를 포함하는 수질 관리 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 수처리 장치는 광기능성 비드, 지지부재 및 지지부재에 마련된 블레이드를 구비함으로써, 미생물 및 화학물질에 대한 수처리 효율이 우수한 효과가 있으며, 본 발명에 따른 수질 관리 시스템은 감지 장치를 통해 실시간으로 정보를 수집하고, 자동으로 원수의 유량 및 광량을 조절함으로써 확장 및 운용이 용이하고, 설비 및 운영면에서 경제적인 수질 관리 시스템을 제공할 수 있다.The present invention relates to a light-based water treatment apparatus and a water quality management system including the same, wherein the water treatment apparatus according to the present invention includes a light-functional bead, a support member, and a blade provided on the support member, thereby increasing water treatment efficiency for microorganisms and chemicals There is an excellent effect, and the water quality management system according to the present invention collects information in real time through a sensing device, and automatically adjusts the flow rate and light amount of raw water, so that it is easy to expand and operate, and economical water quality management in terms of facilities and operation system can be provided.
Description
본 발명은 광기반 수처리 장치 및 이를 포함하는 수질 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a light-based water treatment device and a water quality management system including the same.
국내 수도보급률은 95%이상으로 높은 편임에도 불구하고, 도심 편중 현상으로 인해 농어촌 지역이나 벽지 등은 생활용수, 농업용수 또는 축산용수 등을 여전히 지하수에 의존하고 있는 실정이다. 현재 국내외에서 지하수의 오염에 관한 다양한 보고서가 제출되고 있으며, 대표적으로, 대장균(E. Coli: O157)에 오염된 지하수에 의한 채소의 2차오염으로 204명의 확증 환자가 발생하고, 이 중 3명이 사망하는 사고(US FDA, 2010)와, 살모넬라균에 오염된 지하수에 의해 8922명의 환자가 발생하고 이중 10명이 사망하는 사고(유럽식품안정청 (ECDC) 보고서,2007)가 있다. 특히, 오염된 지하수에 의한 농작물의 2차 오염의 경우, 범지역적으로 확대 재생산 우려가 있다는 점에서 문제가 심각하다(Natvig et al,. Appl. Environ. Microbiol. 68, 2737-2744, 2002). 더불어 대장균(E. coli), 살모넬라균(Salmonella spp), 황색포도상구균(S. aureus) 및 바실루스 세레우스(bacillus cereus) 등 전형적인 박테리아 외에도 최근에는 슈퍼박테리아를 포함한 다양한 변종 박테리아에 의한 오염 사례도 보고되고 있다(US FDA. 2017). 그럼에도 불구하고, 지하수 오염에 대한 사회적인 인식이 부족하며, 특히 영농축산시설에서조차 오염된 지하수에 대한 문제점 및 심각성에 대한 인식이 부족한 상태이다. Although the domestic water supply rate is high at over 95%, rural areas and remote areas still rely on groundwater for living water, agricultural water, or livestock water due to the urban concentration phenomenon. Currently, various reports on groundwater contamination are being submitted at home and abroad. Typically, 204 confirmed patients have occurred due to secondary contamination of vegetables by groundwater contaminated with E. coli (O157), of which 3 There are fatal accidents (US FDA, 2010) and 8922 patients and 10 deaths due to groundwater contaminated with Salmonella (European Food Safety Administration (ECDC) report, 2007). In particular, in the case of secondary contamination of crops by contaminated groundwater, the problem is serious in that there is a risk of regional expansion (Natvig et al,. Appl. Environ. Microbiol. 68, 2737-2744, 2002). In addition to typical bacteria such as E. coli, Salmonella spp, S. aureus and bacillus cereus, recently, cases of contamination by various strains of bacteria including super bacteria have also been reported. (US FDA. 2017). Nevertheless, social awareness of groundwater contamination is lacking, and awareness of the problems and seriousness of contaminated groundwater, especially in agricultural and livestock facilities, is insufficient.
또한, 인천 수돗물 깔따구 유충 오염사태(2020년) 및 낙동강 페놀 오염사태(1991년)와 같이 수도 정수 시설 역시 다양한 원인으로 오염이 발생하고 있으며, 그 안전성을 답보하기 어려운 실정이다. In addition, water purification facilities are also contaminated due to various causes, such as the Incheon tap water larvae pollution incident (2020) and the Nakdong River phenol pollution incident (1991), and it is difficult to ensure its safety.
한편, 최근 온난화와 같은 이상 기후로 인해 벽지, 농촌, 어촌 및 일부 소도시의 경우 식수난이 문제되고 있으며, 급격한 환경변화에 따른 물부족 현상은 국내뿐만 아니라 세계적인 문제로 대두되어 안정적이면서도 안전한 양질의 물을 확보하는 것이 미래를 위한 대표적인 생존과제로 부각되고 있다.On the other hand, recently, due to abnormal climates such as global warming, drinking water is a problem in remote areas, rural areas, fishing villages and some small towns. It is emerging as a representative survival task for the future.
상기와 같은 지하수 및 수도의 오염 문제를 해결하고, 안정적이면서도 안전한 양질의 물을 확보하기 위하여 수처리를 통한 다양한 방식이 물의 정수를 위하여 활용되고 있는데, 대표적으로, 필터를 이용하는 방법, 약품 처리를 통한 방법, 오존을 이용하는 방법 및 광촉매를 이용하는 방법 등이 있다.In order to solve the problem of contamination of groundwater and water supply as described above, and to secure stable and safe high-quality water, various methods through water treatment are used for water purification. Representatively, a method using a filter, a method through chemical treatment , a method using ozone and a method using a photocatalyst.
필터를 이용하는 방법은 오염수의 원인균 및 화학물질에 대하여 물리적 및/또는 전기적 특성을 이용하여 필터 표면에 오염 물질을 흡착함으로써 수처리하는 기술이다. 흡착 물질로는 제올라이트 또는 활성탄 등이 많이 사용되는데, 제올라이트 또는 활성탄은 그 내부에서 유충 등이 번식할 수 있어 자체 오염의 문제가 있다.The method of using a filter is a water treatment technique by adsorbing pollutants on the filter surface using physical and/or electrical characteristics with respect to causative bacteria and chemical substances in polluted water. As the adsorption material, zeolite or activated carbon is often used, and zeolite or activated carbon has a problem of self-contamination because larvae can breed therein.
약품 처리를 통한 방법은 염소 등을 이용하여 수처리하는 방법으로 수도 시설 및 수영장 등에서 광범위하게 사용되고 있다. 다만, 약품에 의한 구토 또는 두통을 유발하는 문제가 있으며, 일부 유충에 의한 오염수는 정수할 수 없다는 문제가 있다. The method through chemical treatment is a method of water treatment using chlorine, etc., and is widely used in water facilities and swimming pools. However, there is a problem of causing vomiting or headache due to the drug, and there is a problem that the water contaminated by some larvae cannot be purified.
오존을 이용하는 방법은 레이저 또는 고전압을 이용하는 플라즈마 처리를 통해 발생되는 오존을 이용하여 박테리아 사멸을 유도하는 수처리 기술이다. 활성 산소의 한 종류인 오존은 높은 활성에너지로 인해 멸균 효과가 높다는 장점이 있지만, 플라즈마 발생을 위해서는 고가의 장비와 전문인력의 운용이 필요하고, 발생된 오존은 구토 및 두통을 유발하며, 이의 수명이 대기상에서 짧게는 수시간에서 길게는 몇일간 지속되므로, 이에 따른 확산 범위가 매우 넓다는 문제가 있다. The method using ozone is a water treatment technology that induces bacterial death by using ozone generated through plasma treatment using laser or high voltage. Ozone, a type of active oxygen, has the advantage of having a high sterilization effect due to its high active energy, but expensive equipment and professional personnel are required to generate plasma, and the generated ozone causes vomiting and headache, and its lifespan Since it lasts from several hours to several days in the atmosphere in this atmosphere, there is a problem in that the diffusion range is very wide.
또한, 광촉매를 이용하는 방법은 무기 광촉매를 주로 활용하며, 무기 광촉매의 활성화 에너지를 이용하여 박테리아를 사멸하고, 유해화학물질을 분해하는 수처리 방법이다. 다만, 상기와 같은 무기 광촉매를 이용하는 경우, 소재의 광흡수 영역이 대부분 자외선 영역이므로 태양광을 활용할 수 없으며, 자외선 이용시 광피로도에 의한 주변 장비들의 광부식 현상이 발생되고, 무기물에 의한 2차 환경 오염의 발생 위험이 있으며, 광촉매의 회수가 어려운 문제가 있다. In addition, the method of using a photocatalyst mainly utilizes an inorganic photocatalyst, and is a water treatment method that uses the activation energy of the inorganic photocatalyst to kill bacteria and decompose harmful chemicals. However, in the case of using the inorganic photocatalyst as described above, most of the light absorption region of the material is in the ultraviolet region, so sunlight cannot be used. There is a risk of contamination, and there is a problem in that it is difficult to recover the photocatalyst.
따라서, 자체 오염 및 2차 오염이 없으며, 재사용이 가능하고, 화학물질은 물론 균과 같은 미생물의 처리도 가능하며, 확장 및 운용이 용이하고, 설비 및 운영면에서 경제적인 수처리 장치가 요구되고 있다.Therefore, there is no self-contamination and secondary pollution, it is reusable, it is possible to treat microorganisms such as bacteria as well as chemicals, and it is easy to expand and operate, and a water treatment device that is economical in terms of facilities and operation is required. .
본 발명은 자체 오염 및 2차 오염이 없으며, 재사용이 가능하고, 화학물질은 물론 균과 같은 미생물의 처리도 가능하며, 확장 및 운용이 용이하고, 설비 및 운영면에서 경제적인 수처리 장치 및 이를 포함하는 수질 관리 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has no self-contamination and secondary pollution, can be reused, can treat microorganisms such as chemicals as well as bacteria, is easy to expand and operate, and is economical in terms of facilities and operation, including a water treatment device and the same To provide a water quality management system that
본 발명은 유입구, 유출구 및 유입구와 유출구를 연결하는 제1 유로를 갖는 하우징; 제1 유로 내에 배치된 지지부재; 지지부재 외측으로 돌출하도록, 지지부재에 마련된 하나 이상의 블레이드; 및 제1 유로 내에 충진되는 광기능성 비드를 포함하는 수처리 장치를 제공한다.The present invention provides a housing having an inlet, an outlet, and a first flow path connecting the inlet and the outlet; a support member disposed in the first flow path; one or more blades provided on the support member so as to protrude outside the support member; And it provides a water treatment device comprising a photo-functional bead filled in the first flow path.
본 발명은 일 실시예로서, 상기 광기능성 비드는 고분자 지지체 및 광감응제를 포함할 수 있다. As an embodiment of the present invention, the photofunctional beads may include a polymer support and a photosensitizer.
본 발명은 일 실시예로서, 상기 광감응제는 아조계 색소, 크산트계 색소, 인디고이드계 색소, 트라이페닐메테인계 색소, 시아닌계 색소, 프탈로시아닌계 색소 및 포르피린계 색소로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. As an embodiment of the present invention, the photosensitizer is at least selected from the group consisting of azo-based dyes, xanthic dyes, indigoid-based dyes, triphenylmethane-based dyes, cyanine-based dyes, phthalocyanine-based dyes, and porphyrin-based dyes. can be one
본 발명은 일 실시예로서, 상기 고분자 지지체는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드), 키토산 하이드로겔 및 알긴산 하이드로겔로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.As an embodiment of the present invention, the polymer support is polydimethylsiloxane, polyurethane, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polymethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, poly(N-isopropyl acrylamide), it may be at least one selected from the group consisting of chitosan hydrogel and alginic acid hydrogel.
본 발명은 일 실시예로서, 상기 광기능성 비드는 표면에 돌기가 형성된 형태일 수 있다.As an embodiment of the present invention, the photo-functional beads may be in the form of protrusions formed on the surface.
본 발명은 일 실시예로서, 지지부재는 일부 영역이 제1 유로 내 원수의 유동방향을 따라 연장하도록 배치되고, 복수 개의 블레이드는 유동방향을 따라 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the support member may be disposed such that a partial region extends along the flow direction of the raw water in the first flow path, and the plurality of blades may be disposed at a predetermined interval along the flow direction.
본 발명은 일 실시예로서, 제1 유로 내에서 원수 유동 시 지지부재를 회전시키기 위한 구동부를 추가로 포함할 수 있다.As an embodiment, the present invention may further include a driving unit for rotating the support member when raw water flows in the first flow path.
본 발명은 일 실시예로서, 하우징의 내부에는 제1 유로 내 원수의 유동방향을 변경하기 위한 하나 이상의 격벽을 포함하고, 상기 격벽에 의해서 제1 유로는 서로 다른 방향으로 연장된 2개 이상의 제2 유로로 구분될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one or more partition walls for changing the flow direction of raw water in the first flow path are included in the housing, and the first flow path by the partition walls includes two or more second flow paths extending in different directions. can be denominated in euros.
본 발명은 일 실시예로서, 유동방향을 따라 인접한 2개의 제2 유로는 소정 각도로 구부러진 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the two second flow paths adjacent along the flow direction may be bent at a predetermined angle.
본 발명은 일 실시예로서, 상기 격벽에 의하여, 제1 유로는 유동방향을 따라 인접한 3개의 제2 유로가 소정 각도로 구부러진 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by the partition wall, the first flow path may be formed by bending three adjacent second flow paths along the flow direction at a predetermined angle.
본 발명은 일 실시예로서, 제1 유로의 내주면에는 유동 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열된 복수 개의 돌출부재를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the inner circumferential surface of the first flow path may include a plurality of protruding members arranged at a predetermined interval along the flow direction.
본 발명은 일 실시예로서, 하우징의 내부에 광원 조사 장치가 구비될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a light source irradiating device may be provided inside the housing.
본 발명은 일 실시예로서, 하우징의 일면은 유로의 적어도 일부 영역으로 빛을 집광시키기 위한 곡면부를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, one surface of the housing may include a curved portion for condensing light to at least a partial region of the flow path.
또한, 본 발명은 수질 및 수처리 환경을 감지하는 감지 장치; 원수를 수처리하는 제1항의 수처리 장치; 및 상기 감지 장치에서 제공된 정보를 이용하여 수처리 장치에 유입되는 원수의 유량 및 수처리 장치에 조사되는 광원의 세기를 조절하는 제어 장치를 포함하는 수질 관리 시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention is a sensing device for detecting water quality and water treatment environment; The water treatment device of
본 발명은 일 실시예로서, 상기 감지 장치는, 수처리 장치의 전단에 설치되는 제1 수질 감지 장치; 수처리 장치의 후단에 설치되는 제2 수질 감지 장치; 및 온도 감지 센서, 습도 감지 센서 및 태양광 감지 센서로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 감지 센서를 포함하는 환경 감지 장치를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the detection device includes: a first water quality detection device installed at the front end of the water treatment device; a second water quality detection device installed at the rear end of the water treatment device; and an environment sensing device including at least one sensing sensor selected from the group consisting of a temperature sensing sensor, a humidity sensing sensor, and a solar light sensing sensor.
본 발명은 일 실시예로서, 상기 제1 수질 감지 장치 및 제2 수질 감지 장치는, 임의의 파장의 광을 방출하는 광원; 및 상기 광원으로부터 방출된 광을 이용하여 시료의 흡광 또는 회절 특성을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first water quality detection device and the second water quality detection device may include: a light source emitting light of an arbitrary wavelength; and a detector configured to detect absorption or diffraction characteristics of the sample by using the light emitted from the light source.
본 발명은 일 실시예로서, 제1 수질 감지 장치의 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되며, 원수 유입관에서 유입된 원수를 용수관 또는 수처리관으로 연통시키는 제1 삼방 밸브를 포함할 수 있다. As an embodiment, the present invention may include a first three-way valve installed at the rear end of the first water quality sensing device and at the front end of the water treatment device, and communicating the raw water introduced from the raw water inlet pipe to the water pipe or the water treatment pipe.
본 발명은 일 실시예로서, 제2 수질 감지 장치의 후단에 설치되며, 수처리관에서 처리된 처리수를 용수관 또는 수처리관으로 연통시키는 제2 삼방 밸브를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the present invention may include a second three-way valve installed at the rear end of the second water quality sensing device and communicating the treated water treated in the water treatment pipe to the water pipe or the water treatment pipe.
본 발명은 일 실시예로서, 상기 제어 장치는, 감지 장치에서 측정된 원수 또는 처리수의 오염도; 수처리 장치의 내부 및 외부 온도; 수처리 장치의 내부 및 외부 습도; 및 수처리 장치에 조사되는 태양 광량을 실시간으로 분석하여, 제1 수질 감지 장치 전단에 설치되어, 원수를 공급하는 펌프; 제1 수질 감지 장치의 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되는 제1 삼방 밸브; 제2 수질 감지 장치의 후단에 설치되는 제2 삼방 밸브; 제1 삼방 밸브 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되는 유속 조절 장치; 및 수처리 장치에 설치되는 광 조사 장치를 자동으로 제어하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the control device may include: the degree of contamination of raw water or treated water measured by the sensing device; internal and external temperature of the water treatment unit; internal and external humidity of the water treatment unit; and a pump that analyzes the amount of sunlight irradiated to the water treatment device in real time and is installed in front of the first water quality detection device to supply raw water. a first three-way valve installed at the rear end of the first water quality detection device and at the front end of the water treatment device; a second three-way valve installed at the rear end of the second water quality detection device; a flow rate control device installed at the rear end of the first three-way valve and at the front end of the water treatment device; And it may be to automatically control the light irradiation device installed in the water treatment device.
본 발명에 따른 수처리 장치는 광기능성 비드, 지지부재 및 지지부재에 마련된 하나 이상의 블레이드를 포함함으로써, 미생물 및 화학물질에 대한 수처리 효율이 우수한 효과가 있다.The water treatment apparatus according to the present invention has an excellent effect of water treatment efficiency against microorganisms and chemicals by including the photofunctional bead, the support member, and one or more blades provided on the support member.
또한, 본 발명에 따른 수질 관리 시스템은 감지 장치를 통해 실시간으로 정보를 수집하고, 자동으로 원수의 유량 및 광량을 조절함으로써 확장 및 운용이 용이하고, 설비 및 운영면에서 경제적인 수질 관리 시스템을 제공할 수 있다.In addition, the water quality management system according to the present invention collects information in real time through a sensing device, and automatically adjusts the flow rate and light amount of raw water, so that it is easy to expand and operate, and provides an economical water quality management system in terms of facilities and operation can do.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리 장치의 개략도이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 격벽이 형성된 수처리 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징의 상부 및 하부의 형태를 나타낸 수처리 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원수의 흐름을 보여주는 수처리 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수질 관리 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 수처리 장치를 이용하여 대장균의 생존수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 수처리 장치를 이용하여 포도상구균의 생존수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic diagram of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of a water treatment device having a partition wall according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a water treatment device showing the shape of the upper and lower portions of the housing according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a water treatment device showing the flow of raw water according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a water quality management system according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the results of measuring the number of viable E. coli using the water treatment apparatus of the present invention.
7 is a graph showing the results of measuring the number of viable Staphylococcus aureus using the water treatment apparatus of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.Accordingly, the configuration shown in the embodiment described in this specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application and variations.
본 발명에서 원수란 처리되지 않은 물을 말하며, 미생물 또는 화학물질을 포함하는 정수 처리, 여과 처리 또는 수처리 되지 않은 상태의 물을 의미한다. 또한, 정수 처리, 여과 처리 또는 수처리 되었더라도 목적하는 공업 용수, 농업 용수 또는 생활 용수로서 사용하기에 적합하지 않은 물을 포함한다. 상기 원수는 예를 들어, 지하수, 빗물 또는 수도 등일 수 있다.In the present invention, raw water refers to untreated water, and refers to water in a state that is not treated, filtered or water-treated containing microorganisms or chemicals. It also includes water that is not suitable for use as the intended industrial water, agricultural water or domestic water, even if it has been purified, filtered, or treated with water. The raw water may be, for example, groundwater, rainwater, or tap water.
본 발명에서 처리수란 상기 원수를 본 발명의 수처리 장치에 통과시켜 미생물 또는 화학물질의 함량이 감소된 상태인 것을 의미하고, 여기서 미생물 또는 화학 물질의 함량이란, 미생물 또는 화학 물질의 농도 또는 개체수를 의미할 수 있다.In the present invention, treated water means a state in which the content of microorganisms or chemicals is reduced by passing the raw water through the water treatment device of the present invention, wherein the content of microorganisms or chemical substances refers to the concentration or number of microorganisms or chemical substances. can mean
본 발명은 광기반 수처리 장치 및 이를 포함하는 수질 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a light-based water treatment device and a water quality management system including the same.
구체적으로, 본 발명은 자체 오염 및 2차 오염이 없으며, 재사용이 가능하고, 화학물질은 물론 균과 같은 미생물의 처리도 가능하며, 확장 및 운용이 용이하고, 설비 및 운영면에서 경제적인 수처리 장치 및 이를 포함하는 수질 관리 시스템을 제공할 수 있다.Specifically, the present invention is a water treatment device that has no self-contamination and secondary pollution, can be reused, can treat not only chemicals but also microorganisms such as bacteria, is easy to expand and operate, and is economical in terms of facilities and operation And it may provide a water quality management system including the same.
본 발명에 따른 광기반 수처리 장치는 미생물 또는 유해 화학물질을 포함하는 원수를 광기반 수처리 장치 내에 충진된 광기능성 비드의 활성산소를 이용하여 분해함으로써 수처리할 수 있다.The light-based water treatment device according to the present invention can treat water by decomposing raw water containing microorganisms or harmful chemicals using active oxygen of the photo-functional beads filled in the light-based water treatment device.
도 1을 참조하면, 본 발명은 유입구(20), 유출구(30) 및 유입구와 유출구를 연결하는 제1 유로(40)를 갖는 하우징(10); 제1 유로 내에 배치된 지지부재(50); 지지부재 외측으로 돌출하도록, 지지부재에 마련된 하나 이상의 블레이드(60); 및 제1 유로 내에 충진되는 광기능성 비드(70)를 포함하는 수처리 장치(1)를 개시한다.1, the present invention is a
본 발명은 상기 유로 내에 충진되는 광 기능성 비드(70)가 광 에너지를 흡수하여 활성산소를 발생시키며, 생성된 활성산소가 원수 내에 존재하는 화학물질 및 유해 미생물을 분해하여 원수를 수처리할 수 있다.In the present invention, the optical
상기 제1 유로(40)는 하우징(10)의 내부에 형성된 빈 공간으로서, 유입구(20)를 통해 유입된 원수가 유출구(30)로 배출되기 전까지 원수를 수용하는 역할을 한다. 상기 제1 유로(40)를 통해 원수는 유입구로부터 유출구로 흐름을 형성하고, 이때 원수는 광기능성 비드(70)에 의하여 수처리된다.The
상기 유입구(20)는 미생물 또는 유해 화학물질을 포함하는 원수를 상기 하우징(10) 내부로 공급하는 역할을 한다. 따라서, 상기 유입구(20)는 원수가 저장된 집수조에 배관 또는 호스 등으로 연결된 구조일 수 있다.The
상기 유입구(20)는 하우징 내부에 형성된 제1 유로의 단부에 형성되는데, 플랜지와 같은 결착구에 의해서 연결되거나, 용접과 같은 방법에 의하여 형성될 수 있다.The
상기 유출구(30)는 수처리 장치(1)에서 수처리된 처리수를 유출시키는 역할을 하는 것으로서, 수처리 장치를 통과한 처리수를 용수관 또는 처리수관으로 연통하는 역할을 한다. The
상기 유출구(30)는 하우징 내부에 형성된 제1 유로의 단부에 형성되는데, 플랜지와 같은 결착구에 의해서 연결되거나, 용접과 같은 방법에 의하여 형성될 수 있다.The
상기 미생물은 바이러스, 박테리아 또는 병원균일 수 있으며, 예를 들면, 수포성구내염 바이러스(Vesicular stomatitis virus), 인플루엔자 바이러스(Influenza virus), 대장균(Escherichia coli), 병원성 대장균(Escherichia coli O157), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA 및 MSSA), 살모넬라 타이피무리움(Salmonella typhimurium), 아시네토박터 바우마니(Acinetobaxter baumanii), 녹농균(Pseudomenas aeruginosa) 또는 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae) 등일 수 있다.The microorganism may be a virus, bacteria or pathogen, for example, Vesicular stomatitis virus, Influenza virus, Escherichia coli, Escherichia coli (Escherichia coli O157), Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus), methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA and MSSA), Salmonella typhimurium, Acinetobaxter baumanii, Pseudomenas aeruginosa or Klebsiella pneumoniae etc.
상기 유해 화학물질은 살충제, 의약품, 화장품, 난연제, 향수, 방수제, 가소제 및 단열재와 같은 유기화학물질일 수 있으며, 예를 들어, 환경호르몬을 유발하는 비스페놀 A(Bisphenol A)일 수 있다. The harmful chemicals may be organic chemicals such as pesticides, pharmaceuticals, cosmetics, flame retardants, perfumes, waterproofing agents, plasticizers and heat insulating materials, for example, bisphenol A (Bisphenol A) that induces environmental hormones.
상기 하우징(10)은 원수를 수용하고, 수용된 원수를 정수하는 수처리 장치의 몸체 역할을 하며, 하우징(10)의 크기와 부피는 특별히 제한되지 않고, 원수의 유입량 및 처리 시간을 고려하여 적절하게 설정할 수 있다.The
하우징(10)의 내부에는 유입구(20)를 통해 공급되는 원수가 유동할 수 있는 제1 유로(40)가 형성되어 있다. A
하우징(10)은 광투과성을 나타내는 물질인 것이 바람직하고, 예를 들어, 광기능성 필름 또는 광감응제 합금 필름으로 구성될 수 있다. 광기능성 필름은 광감응제 및 광경화성 고분자 수지가 혼합된 필름을 의미할 수 있다. 상기 광경화성 고분자 수지는 실리콘, 라텍스, 폴리우레탄 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 광감응제 합금 필름은 금속 표면에 광감응제가 에스테르 결합되어 있는 필름을 의미할 수 있다. 상기 금속은 스테인레스 스틸, 알루미늄, 마그네슘, 주석, 티탄, 텅스텐 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The
상기 광기능성 비드(70)는 광원에 의해 항균작용 또는 화학물질의 분해작용을 하는 것일 수 있다. 구체적으로, 광기능성 비드는 광을 조사하는 경우, 활성산소를 생성하고, 이를 통해 미생물을 사멸하거나 화학물질을 분해하는 물질일 수 있다.The photo-
상기 광기능성 비드(70)는 고분자 지지체 및 광감응제(photosensitizer)를 포함할 수 있다. The
상기 고분자 지지체는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate)), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(poly(2-hydroxyethyl methacrylate)), 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드), 키토산(Chitosan) 하이드로겔 및 알긴산(Alginic acid) 하이드로겔로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The polymer support is polydimethylsiloxane, polyurethane, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polymethyl methacrylate (Poly (methyl methacrylate)), 2-hydroxy It may be at least one selected from the group consisting of hydroxyethyl methacrylate (poly(2-hydroxyethyl methacrylate)), poly(N-isopropylacrylamide), chitosan hydrogel, and alginic acid hydrogel.
고분자 지지체는 광기능성 비드의 지지체 역할 및 바인더 역할을 하며, 광기능성 비드에 강성을 부여할 수 있다.The polymer support serves as a support and a binder of the photofunctional bead, and may impart rigidity to the photofunctional bead.
상기 광감응제는 광을 흡수하여 단일항 산소 또는 슈퍼옥사이드 음이온과 같은 활성산소(Reactive Oxygen)를 생성시킬 수 있으며, 구체적으로, 외부에서 특정파장의 광을 조사하여 광감응제로부터 활성산소를 발생시키고, 발생된 활성산소가 미생물 또는 화학물질에 산화 스트레스를 가하여 사멸 또는 분해를 유도할 수 있다.The photosensitizer can generate reactive oxygen such as singlet oxygen or superoxide anion by absorbing light. Specifically, the photosensitizer generates active oxygen from the photosensitizer by irradiating light with a specific wavelength from the outside. and the generated active oxygen may induce oxidative stress on microorganisms or chemicals to induce death or decomposition.
광감응제는 상기 광감응제는 아조계 색소, 크산트계 색소, 인디고이드계 색소, 트라이페닐메테인계 색소, 시아닌계 색소, 프탈로시아닌계 색소 및 포르피린계 색소로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The photosensitizer may be at least one selected from the group consisting of an azo dye, a xanth dye, an indigoid dye, a triphenylmethane dye, a cyanine dye, a phthalocyanine dye, and a porphyrin dye. .
예를 들어, 상기 광감응제는 페오피틴-a (pheophytin-a), 10-하이드록시 페오피틴-a (10-Hydroxy pheophytin-a), [5,10,15-트리페닐-20-(4메톡시카르보닐페닐)-포르피린] 플래티늄 ([5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum, PtCP), 페오포바이드-a 프로필에스터 (Pheophorbide-a propyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 프로필에스터 (10-Hydroxylpheophorbide-a propyl ester), 페오포바이드-a 메틸에스터 (Pheophorbide-a methyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 메틸에스터 (10-Hydroxyl pheophorbide-a methyl ester), 메조-테트라키스(p- 설포내이토페닐) 포르피린(meso-tetrakis (p-sulfonatophenyl) porphyrin), 5,10,15,20-테트라키스(3,5-비스카르복실-페닐) 포르피린 (5,10,15,20-tetrakis(3,5-biscarboxyl-phenyl)porphyrin) 및 이들의 유도체일 수 있다. 또한, 상기와 같은 광감응제를 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다.For example, the photosensitizer is pheophytin-a (pheophytin-a), 10-hydroxy pheophytin-a (10-Hydroxy pheophytin-a), [5,10,15-triphenyl-20- (4methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum ([5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum, PtCP), Pheophorbide-a propyl ester ), 10-hydroxylpheophorbide-a propyl ester, pheophorbide-a methyl ester, 10-hydroxylpheophorbide-a methyl ester ( 10-Hydroxyl pheophorbide-a methyl ester), meso -tetrakis ( p -sulfonatophenyl) porphyrin), 5,10,15,20-tetrakis (3,5- Biscarboxyl-phenyl) porphyrin (5,10,15,20-tetrakis(3,5-biscarboxyl-phenyl)porphyrin) and derivatives thereof. In addition, two or more of the above photosensitizers may be mixed and used.
상기 광기능성 비드(70)의 평균 크기는 0.5 내지 50mm일 수 있으며, 예를 들어, 1 내지 40mm, 10 내지 35mm 또는 15 내지 30mm일 수 있다.The average size of the photo-
또한, 제1 유로의 부피에 대한 광기능성 비드의 부피로 나타내는 충진율이 10 내지 90% 이상일 수 있으며, 예를 들어, 80% 이상, 70% 이상, 60% 이상, 10 내지 80% 이상, 20 내지 70% 이상 또는 30 내지 60% 이상일 수 있다.In addition, the filling ratio represented by the volume of the photofunctional beads with respect to the volume of the first flow path may be 10 to 90% or more, for example, 80% or more, 70% or more, 60% or more, 10 to 80% or more, 20 to 70% or more or 30 to 60% or more.
상기 충진율은 원수의 오염도, 유입되는 원수의 유량 및 유속을 고려하여 적절하게 설정할 수 있으나, 상기 범위를 초과하는 경우, 유속이 너무 느려지는 문제가 있으며, 상기 범위 미만에서는 수처리 효율이 떨어지는 문제가 있다. The filling rate can be appropriately set in consideration of the contamination level of the raw water, the flow rate and flow rate of the incoming raw water, but when it exceeds the above range, there is a problem that the flow rate is too slow, and below the range, there is a problem that the water treatment efficiency is lowered .
또한, 상기 광기능성 비드(70)는 표면에 돌기가 형성된 형태일 수 있다. 상기와 같이 표면에 돌기가 형성된 광기능성 비드는 넓은 표면적을 제공함으로써, 수처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 원수의 유속 및 유량이 증가하는 경우에도 표면에 형성된 돌기가 광기능성 비드끼리 맞물리게 함으로써, 원수의 유동 방향으로 광기능성 비드가 쏠리는 현상을 방지할 수 있다.In addition, the photo-
상기와 같이 표면에 돌기가 형성된 광기능성 비드는 상기 광감응제, 상기 고분자 지지체, 개시제 및 계면활성제를 혼합 및 교반한 후, 상기 혼합 용액을 광 조사 조건에서 액체 매질에 떨어뜨리며 제조할 수 있다. 이때, 상기 개시제는 광 개시제 또는 열 개시제일 수 있다.After mixing and stirring the photosensitive agent, the polymer support, the initiator and the surfactant, the photofunctional beads with protrusions formed on the surface as described above can be prepared by dropping the mixed solution into a liquid medium under light irradiation conditions. In this case, the initiator may be a photoinitiator or a thermal initiator.
상기 광기능성 비드(70)는 중공형상일 수 있으며, 속이 빈 중공형상을 가짐으로써, 표면적의 증가는 물론, 유속의 저하를 방지할 수 있다.The
본 발명에 따른 수처리 장치(1)는 제1 유로 내에 배치된 지지부재(50)와 지지부재 외측으로 돌출하도록, 지지부재에 마련된 하나 이상의 블레이드(60)를 포함할 수 있다. The
상기 지지부재(50)는 일부 영역이 제1 유로 내 원수의 유동방향을 따라 연장하도록 배치되고, 복수 개의 블레이드는 유동방향을 따라 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다.The
또한, 상기 적어도 하나의 블레이드(60)는 원수의 유동 시 원수를 선회시키는 나선형 블레이드를 포함할 수 있다.In addition, the at least one
이때, 상기 지지부재(50)의 일부 영역은 제1 유로 내 유동 단면적의 중심을 통과하도록 배치될 수 있으며, 복수의 지지부재(50)가 동시에 제1 유로에 배치될 수 있다. In this case, a partial region of the
또한, 상기 복수 개의 블레이드(60)의 간격은 상기 광감응성 비드(70)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 상기와 같이 복수 개의 블레이드(60)의 간격이 상기 광감응성 비드(70)의 평균 직경 크기보다 크게 형성되는 경우, 광감응성 비드가 원수의 흐름에 따라 유동방향으로 쏠리는 현상을 방지할 수 있다.In addition, the interval between the plurality of
이때, 제1 유로 내에서 원수 유동 시 지지부재(50)를 회전시키기 위한 구동부를 추가로 포함할 수 있다.In this case, a driving unit for rotating the
상기 지지부재(50)는 회전함으로써, 원수와 광기능성 비드(70)의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증가시킬 수 있다. 특히, 원수의 유속, 원수의 유량 또는 중심축의 회전수가 증가하는 경우, 원수와 광기능성 비드의 접촉 면적 및 접촉 시간이 증가하여 수처리 효율이 향상될 수 있다.By rotating the
또한, 상기 지지부재(50)는 블레이드(60)를 가짐으로써, 상기 원수와 광기능성 비드의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증가시키는 효과는 물론, 원수에 의해 광기능성 비드가 원수의 흐름 방향으로 쏠림으로써, 수처리 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 원수에 와류를 발생시킴으로써, 수처리 효율을 증가시키는 효과를 가질 수 있다.In addition, since the
이때, 지지부재(50)는 구동부에 의해 회전할 수 있으며, 상기 구동부는 외부 전력을 이용할 수 있으나, 태양광과 같은 재생 에너지를 이용하여도 좋다.At this time, the
또한, 본 발명에 따른 수처리 장치(1)는 하우징(10)의 내부에는 제1 유로 내 원수의 유동방향을 변경하기 위한 하나 이상의 격벽(80)을 포함할 수 있으며, 상기 격벽(80)에 의해서 제1 유로는 서로 다른 방향으로 연장된 2개 이상의 제2 유로로 구분될 수 있다.In addition, the
이때, 유동방향을 따라 인접한 2개의 제2 유로는 소정 각도로 구부러질 수 있으며, 예를 들어, 상기 각도는 직각일 수 있고, 이 경우 유동방향을 따라 인접한 2개의 제2 유로는 직교 형태를 나타낼 수 있다.In this case, two second flow paths adjacent along the flow direction may be bent at a predetermined angle, for example, the angle may be a right angle, and in this case, two second flow paths adjacent along the flow direction may have an orthogonal shape. can
또한, 상기 격벽(80)에 의하여, 제1 유로는 유동방향을 따라 인접한 3개의 제2 유로가 소정 각도로 구부러질 수 있으며, 예를 들어, 상기 각도는 직각일 수 있고, 이 경우 유동방향을 따라 인접한 3개의 제2 유로는 'ㄷ' 형태를 나타낼 수 있다.In addition, by the
상기와 같이 격벽(80)이 형성되는 경우, 수처리 장치 내부에서 원수의 수처리 시간을 증가시킬 수 있으며, 원수에 와류를 형성함으로써 수처리 효율을 증가시킬 수 있다.When the
상기 격벽의 위치 및 크기는 한정되지 않으나, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 형태를 가질 수 있다.The location and size of the partition wall are not limited, but may have, for example, a shape as shown in FIG. 2 .
구체적으로, 하우징은 유로를 형성하는 제1 면(81a) 및 제1면과 마주하는 제2 면(81b)을 갖고, 이때, 격벽이 하우징의 제1면으로부터 제2 면 측으로 연장되는 제1 격벽(80a) 및 상기 제2 면에서 제1 면 측으로 연장되는 제2 격벽(80b)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 격벽 및 제2 격벽을 복수 개로 배치할 수 있다.Specifically, the housing has a
이때, 제1 격벽은 제2 면과 접촉하지 않고, 제2 격벽은 제1 면과 접촉하지 않으므로써, 유동방향을 따라 인접한 복수개의 제2 유로를 형성할 수 있다.In this case, since the first barrier rib does not contact the second surface and the second barrier rib does not contact the first surface, a plurality of adjacent second flow paths along the flow direction may be formed.
또한, 도 2에 나타낸 예시에서는 격벽(80)이 하우징의 측면으로 부가되는 형태만을 도시하였으나, 격벽이 하우징의 측면은 물론, 하우징의 상부 또는 하부로 형성되거나, 이들을 조합함으로써 형성되는 경우를 상정하는 것도 쉽게 도출할 수 있다.In addition, in the example shown in FIG. 2, only the form in which the
또한, 상기 격벽(80)은 광투과성을 나타내는 물질인 것이 바람직하고, 예를 들어, 광기능성 필름 또는 광감응제 합금 필름으로 구성될 수 있다. 광기능성 필름은 광감응제 및 광경화성 고분자 수지가 혼합된 필름을 의미할 수 있다. 상기 광경화성 고분자 수지는 실리콘, 라텍스, 폴리우레탄 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 광감응제 합금 필름은 금속 표면에 광감응제가 에스테르 결합되어 있는 필름을 의미할 수 있다. 상기 금속은 스테인레스 스틸, 알루미늄, 마그네슘, 주석, 티탄, 텅스텐 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the
상기 제1 유로(40)의 내주면(82)에는 유동 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열된 복수 개의 돌출부재(90)를 포함할 수 있다.The inner
이때, 상기 돌출부재(90)는 제1 유로(40)의 내주면(82)과 원수의 흐름 방향에 대하여 예각을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출부재는 원수의 흐름 방향에 대하여 내주면(82)과 0 내지 85°, 10 내지 70°, 20 내지 60°또는 30 내지 50°의 각도로 형성될 수 있다. In this case, the protruding
상기와 같이 돌출부재(90)가 형성되는 경우, 원수에 와류를 발생시켜 광기능성 비드와 원수의 접촉 면적 및 시간을 증가시키고, 수처리 효율을 증가시킬 수 있다.When the
본 발명의 수처리 장치(1)는 상기 하우징(10)의 내부에 광원 조사 장치(95)가 구비될 수 있다. 상기 광기능성 비드(70)는 태양광 범위에서 활성산소를 생성할 수 있으므로, 태양광을 이용하여 원수를 수처리하는 것이 가능하지만, 태양광을 이용할 수 없는 경우 또는 수처리 효율 증가를 위하여 하우징의 내부에 광원 조사 장치(95)를 구비할 수 있다.In the
이때, 상기 광원 조사 장치(95)를 격벽의 내부에 구비할 수 있다. In this case, the light
상기 광원 조사 장치(95)는 광을 발생시킬 수 있는 장치라면 한정되지 않으며, 예를 들어, LED 또는 OLED일 수 있다. 또한, 상기 발생되는 광의 파장 범위는 400 내지 1200nm일 수 있으며, 예를 들어, 400 내지 800nm일 수 있다.The light
상기 하우징(10)의 일면은 도 3에 나타낸 바와 같이, 유로의 적어도 일부 영역으로 빛을 집광시키기 위한 곡면부(83)를 포함할 수 있다. 상기 곡면부(83)를 형성함으로써 광 효율을 증가시켜 수처리 효율이 향상될 수 있다.As shown in FIG. 3 , one surface of the
본 발명은 수질 및 수처리 환경을 감지하는 감지 장치; 원수를 수처리하는 상기 수처리 장치(1); 및 상기 감지 장치에서 제공된 정보를 이용하여 수처리 장치에 유입되는 원수의 유량 및 수처리 장치에 조사되는 광원의 세기를 조절하는 제어 장치(110)를 포함하는 수질 관리 시스템을 제공할 수 있다. The present invention provides a sensing device for detecting water quality and water treatment environment; the water treatment device (1) for water treatment of raw water; and a
일 실시예로서, 상기 감지 장치는, 도 5에 나타낸 바와 같이 수처리 장치의 전단에 설치되는 제1 수질 감지 장치(200); 수처리 장치의 후단에 설치되는 제2 수질 감지 장치(210); 및 온도 감지 센서(220), 습도 감지 센서(230) 및 태양광 감지 센서(240)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 감지 센서를 포함하는 환경 감지 장치를 포함할 수 있다.In one embodiment, the detection device, as shown in FIG. 5, a first water
이때, 상기 제1 수질 감지 장치(200) 및 제2 수질 감지 장치(210)는, 임의의 파장의 광을 방출하는 광원; 및 상기 광원으로부터 방출된 광을 이용하여 시료의 흡광 또는 회절 특성을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.In this case, the first water
상기 광원은 레이저 또는 램프일 수 있으며, 구체적으로 초소형 레이저 또는 광대역 파장의 램프일 수 있다.The light source may be a laser or a lamp, specifically, a micro-laser or a lamp of a broadband wavelength.
상기 제1 수질 감지 장치(200) 및 제2 수질 감지 장치(210)에서 시료의 흡광을 측정함으로써 원수 또는 처리수의 화학적 오염 정도를 검출할 수 있으며, 시료의 회절 특성을 측정함으로써 원수 또는 처리수의 미생물에 의한 오염정도를 검출할 수 있다. The degree of chemical contamination of raw water or treated water can be detected by measuring the absorbance of the sample in the first water
도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 제1 수질 감지 장치(200)의 후단 및 수처리 장치(1)의 전단에는 제1 삼방 밸브(300)를 설치할 수 있다. 제1 삼방 밸브는 원수 유입관에서 유입된 원수를 용수관 또는 수처리관으로 연통시킬 수 있다. 4 and 5 , the first three-
상기 제1 삼방 밸브(300)는, 제1 수질 감지 장치(200)에서 감지된 원수의 수질이 수처리를 필요로 하지 않는 경우, 용수관(620)으로 밸브가 개방되어 원수를 용수관(620)으로 이송하고, 제1 수질 감지 장치(200)에서 감지된 원수의 수질이 수처리를 필요로 하는 경우, 수처리관(610)으로 밸브가 개방되어 원수를 수처리 장치(1)로 이송하는 역할을 할 수 있다.The first three-
또한, 제2 수질 감지 장치(210)의 후단에는 제2 삼방 밸브(310)를 설치할 수 있다. 제2 삼방 밸브는 수처리관에서 처리된 처리수를 용수관 또는 수처리관으로 연통시킬 수 있다. In addition, a second three-
상기 제2 삼방 밸브는, 제2 수질 감지 장치(210)에서 감지된 수처리 된 처리수의 수질이 수처리를 추가로 필요로 하지 않는 경우, 용수관(620)으로 밸브가 개방되어 처리수를 용수관으로 이송하고, 제2 수질 감지 장치(210)에서 감지된 수처리 된 처리수의 수질이 수처리를 추가로 필요로 하는 경우, 수처리관(610)으로 밸브가 개방되어 처리수를 수처리 장치(1)로 재이송하는 역할을 할 수 있다.The second three-way valve is, when the water quality of the treated water detected by the second water
이때, 상기 제1 삼방 밸브(310) 및 제2 삼방 밸브(320)의 개방을 조절하는 수처리를 추가로 필요로 하는지 여부는 요구되는 처리수의 수준을 감안하여 제어 장치(110)를 설정함으로써 적절하게 조절할 수 있다.At this time, whether or not water treatment for controlling the opening of the first three-
상기 제어 장치(110)는, 감지 장치에서 측정된 원수 또는 처리수의 오염도; 수처리 장치의 내부 및 외부 온도; 수처리 장치의 내부 및 외부 습도; 및 수처리 장치에 조사되는 태양 광량을 실시간으로 분석하여, 제1 수질 감지 장치 전단에 설치되어, 원수를 공급하는 펌프; 제1 수질 감지 장치의 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되는 제1 삼방 밸브; 제2 수질 감지 장치의 후단에 설치되는 제2 삼방 밸브; 제1 삼방 밸브 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되는 유속 조절 장치; 및 수처리 장치에 설치되는 광 조사 장치를 자동으로 제어하는 것일 수 있다.The
본 발명에 따른 수질 관리 시스템은 상기 제어 장치(110)를 통한 자동화를 위하여 특정한 통신 수단을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 인터넷 또는 무선 통신 등을 이용할 수 있다.The water quality management system according to the present invention may use a specific communication means for automation through the
상기 제어 장치(110)는 감지 장치로부터 감지 정보의 수신, 수신된 정보의 분석 및 분석된 내용을 이용하여 다른 장치를 제어하기 위하여 전파 송신기, 전파 수신기, 테이터 분석 장치 및 운영 소프트웨어를 구비할 수 있다.The
또한, 감지 장치로부터 수신된 정보 및 분석된 내용을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 더 구비할 수 있다.In addition, a display device for displaying the information received from the sensing device and the analyzed content may be further provided.
또한, 제어 장치(110)는 외부 단말기로부터 수질 관리 시스템의 운영 정보에 대한 요청을 수신하는 경우, 상기 외부 단말기로 수질 관리 시스템의 각 장치 및 배관별로 수질 상태, 온도, 습도, 광량 및 유속 정도 등을 제공할 수 있다. In addition, when the
상기 제어 장치(110)는 특정 통신 수단을 통해 감지 장치에서 획득된 감지 정보를 수신할 수 있다. 상기 제어 장치(110)는 수신된 감지 정보를 이용하여 물의 수질 상태, 수처리 장치(1) 내부 및 외부 온도, 습도 및 태양 광량을 분석하고, 이를 통해 원수의 유량 및 유속을 조절할 수 있으며, 수처리 장치(1) 내부에 설치된 광원 조사 장치의 광량을 조절할 수 있다. The
예를 들어, 제1 수질 감지 장치에서 검출한 수질 정보를 수신하여 미생물 또는 화학물질의 농도가 소정 값 이상인 경우에, 제어 장치(110)는 용수로 사용이 부적합하다고 판단하고, 제1 삼방 밸브(300)를 수처리관으로 개방할 수 있다.For example, when receiving the water quality information detected by the first water quality detection device and the concentration of the microorganism or chemical is greater than or equal to a predetermined value, the
또한, 제어 장치(110)는 온도 감지 센서(220), 습도 감지 센서(230) 및 태양광 감지 센서(240)로부터 수신된 수처리 장치(1) 내부 및 외부 온도, 습도 및 태양 광량 정보를 이용하여, 유속 조절 장치의 유속 및 수처리 장치 내부의 광 조사 장치의 광량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 광량이 소정 값 이하인 경우, 광 조사 장치의 세기를 설정한 수치로 증가시킬 수 있다.In addition, the
수처리 장치 내부에서 수처리를 거친 처리수에 대하여 제2 수질 감지 장치는 처리수의 수질을 감지하고 이를 제어 장치(110)로 송신할 수 있다. 제어 장치(110)에서는 수신된 수질 정보가 용수로 사용이 적합한 경우, 제2 삼방 밸브를 용수관으로 개방할 수 있으며, 제어 장치(110)에서는 수신된 수질 정보가 용수로 사용이 부적합한 경우, 제2 삼방 밸브를 수처리관으로 개방하여 처리수를 다시 수처리하도록 조절할 수 있다.With respect to the treated water that has undergone water treatment in the water treatment device, the second water quality sensing device may detect the quality of the treated water and transmit it to the
또한, 본 발명에 따른 수질 관리 시스템은 수처리 장치를 통과한 처리수를 용수관으로 공급하는 것 외에도, 용수관에서 분지되는 회수관을 설치하여 회수조(800)에 저장 후 농업 용수, 공업 용수 또는 생활 용수와 같은 각종 용수로 사용한 후 이를 다시 회수하여 수질 관리 시스템의 유입관으로 이송하여도 좋다. In addition, in the water quality management system according to the present invention, in addition to supplying the treated water that has passed through the water treatment device to the water pipe, a recovery pipe branching from the water pipe is installed and stored in the
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, etc. according to the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the examples presented below.
제조예 1Preparation Example 1
용매로 에탄올(ethanol) 10g, 고분자 지지체로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 10g 및 광감응제로 10-Hydroxy pheophytin-A, 7mM 을 25℃, 암실 조건에서 1시간 교반하였다. 상기 교반된 용액에 광개시제로 TPO(2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl phosphine oxide) 0.3g과 계면활성제(F-477, 10%) 0.2g을 첨가한 후 25℃, 암실 조건에서 1시간 교반하였다. 이후 진공 오븐에 넣고 45℃, 암실 조건에서 2시간 방치 한 후 용매를 제거하였다. 위 용액을 성형틀에 넣고 UV를 조사하여 광감응성 비드를 제조하였다. 제조된 광감음성 비드는 평균 직경이 13mm이고, 구형상이었다.10 g of ethanol as a solvent, 10 g of polyethylene terephthalate (PET) as a polymer support, and 10-Hydroxy pheophytin-A, 7 mM as a photosensitizer were stirred for 1 hour at 25° C. in the dark. To the stirred solution, 0.3 g of 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl phosphine oxide (TPO) and 0.2 g of a surfactant (F-477, 10%) were added as a photoinitiator, followed by stirring at 25° C. in the dark for 1 hour. Thereafter, it was placed in a vacuum oven and left for 2 hours at 45° C. in a dark room, and then the solvent was removed. The above solution was placed in a mold and irradiated with UV to prepare photosensitive beads. The prepared photosensitive beads had an average diameter of 13 mm and a spherical shape.
제조예 2
고분자 지지체로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 10g 및 광감응제로 10-Hydroxy pheophytin-A, 7mM, 광개시제로 TPO(2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl phosphine oxide) 0.3g과 계면활성제(F-477, 10%) 0.2g을 첨가한 후 25℃, 암실 조건에서 1시간 교반하였다. 이후 상기 용액을 UV를 조사하며 수용액에 스포이드로 떨어뜨려 평균 직경이 13mm이고, 표면에 돌기가 형성된 광감응성 비드를 제조하였다.Polyethylene terephthalate (PET) 10g as a polymer support, 10-Hydroxy pheophytin-A, 7 mM as a photosensitizer, 0.3g TPO (2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl phosphine oxide) as a photoinitiator, and a surfactant (F-477, 10%) After adding 0.2 g, the mixture was stirred for 1 hour at 25° C. in the dark. Thereafter, the solution was irradiated with UV and dropped into an aqueous solution with a dropper to prepare photosensitive beads having an average diameter of 13 mm and protrusions formed on the surface.
제조예 3
광감음성 비드를 중공형태로 제조한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that the photosensitive beads were prepared in a hollow form.
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
가로 200mm, 세로 200mm, 높이 30mm의 하우징을 제작한 후, 광기능성 비드의 유무, 광기능성 비드의 충진율, 중심축의 유무, 중심축 외표면에 블레이드 형성 유무, 격벽의 수 및 돌출벽 유무를 하기 표 1과 같이 조절하여 수처리 장치를 제조하였다. After manufacturing a housing with a width of 200 mm, a length of 200 mm, and a height of 30 mm, the presence or absence of optical functional beads, the filling rate of the optical functional beads, the presence or absence of the central axis, the presence or absence of blade formation on the outer surface of the central axis, the number of partition walls and the presence or absence of protruding
이때, 격벽은 길이 170mm 및 높이 30mm인 것을 사용하였으며, 돌출벽은 하우징의 내벽 또는 격벽과 원수 흐름과 반대되는 방향으로 60°로 형성하였다.In this case, the bulkhead was 170mm in length and 30mm in height, and the protruding wall was formed at 60° in the direction opposite to the inner wall or bulkhead of the housing and the flow of raw water.
실험예Experimental example
도 6 및 도 7에는 대장균(도 6) 및 포도상구균(도 7)에 대하여 비교예 1, 광 조사를 실시하지 않은 실시예 7 및 광 조사를 실시한 실시예 7을 사용하여, 유량 및 광량을 조절하며, 생존수(Viable count)를 측정한 결과를 나타내었다.6 and 7, using Comparative Example 1, Example 7 without light irradiation, and Example 7 with light irradiation for E. coli (FIG. 6) and Staphylococcus aureus (FIG. 7), the flow rate and light amount were adjusted and the result of measuring the viable count is shown.
유속이 느릴수록, 광 조사량이 강할수록 대장균 및 포도상구균의 생존율이 낮아짐을 확인할 수 있으며, 광기능성 비드 및 지지부재가 없는 비교예 1 및 광 조사를 실시하지 않은 실시예 7은 대장균 및 포도상구쥰의 사멸 효과가 미미하였다.It can be seen that the slower the flow rate, the stronger the light irradiation amount, the lower the survival rate of E. coli and Staphylococcus. Comparative Example 1 without photofunctional beads and support member and Example 7 without light irradiation are of E. coli and Staphylococcus aureus. The killing effect was insignificant.
또한, 상기 실시예 1 내지 9 및 비교에 1 내지 6을 사용하여, 1L/min의 유속, 5mW/cm2의 세기를 가지는 광을 1시간 조사하는 조건에서 대장균, 포도상구균, MRSA(Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus), VRSA(Vancomycin-Resistant Staphylococcus Aureus), O-157(atcc 700927), VRE(vancomycin-Resistance Enterococcus), PA(Pantoea agglomerans), PF(Pseudomonas fluorescens), PC(Pectobacterium carotovorum) 및 비스페놀 A에 대하여 생존수(Viable count)를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.In addition, E. coli, Staphylococcus aureus, and MRSA (Methicillin-Resistant Staphylococcus (MRSA) under the conditions of irradiating light with a flow rate of 1L/min and an intensity of 5mW/cm2 for 1 hour using Examples 1 to 9 and 1 to 6 for comparison Aureus), VRSA (Vancomycin-Resistant Staphylococcus Aureus), O-157 (atcc 700927), VRE (vancomycin-Resistance Enterococcus), PA (Pantoea agglomerans), PF (Pseudomonas fluorescens), PC (Pectobacterium carotovorum) and bisphenol A Viable count was measured. The results are shown in Table 2 below.
표 2에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 9의 경우 미생물 및 화학물질의 감소가 비교예 1 내지 6에 비하여 현저하게 감소하였음을 알 수 있다.As shown in Table 2, in the case of Examples 1 to 9, it can be seen that the reduction of microorganisms and chemicals was significantly reduced compared to Comparative Examples 1 to 6.
특히, 제조예 2 및 3을 사용하는 실시예 3 내지 9에서 생존수가 훨씬 적었는데, 이는 제조예 1의 경우 낮은 유속에도 불구하고, 광감응성 비드가 원수의 흐름에 따라 뒤로 쏠림 현상이 나타남으로써, 수처리 효율이 떨어진 것에 기인한다.In particular, in Examples 3 to 9 using Preparation Examples 2 and 3, the number of survivors was much less, which in the case of Preparation Example 1, despite the low flow rate, the photosensitive beads were tilted backward according to the flow of raw water. This is due to the decrease in water treatment efficiency.
또한, 중심축이 형성되지 않거나, 외표면에 블레이드를 형성하지 않거나 또는 돌출벽이 없는 비교예 3 내지 6은 수처리 효율이 떨어지는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that Comparative Examples 3 to 6 in which a central axis is not formed, a blade is not formed on the outer surface, or a protruding wall is not provided, has poor water treatment efficiency.
1 : 수처리 장치 10 : 하우징
20: 유입구 30 : 유출구
40 : 제1 유로 50 : 지지부재
60 : 블레이드 70 : 광기능성 비드
80 : 격벽 80a : 제1 격벽
80b : 제2 격벽 81a : 제1 면
81b : 제2 면 82 : 내주면
90 : 돌출부재 100 : 수질 관리 시스템
110 : 제어 장치 200 : 제1 감지 장치
210 : 제2 감지 장치 220 : 온도 감지 장치
230 : 습도 감지 장치 240 : 태양광 감지 장치
300 : 제1 삼방 밸브 310: 제2 삼방 밸브
400 : 유속 조절 장치 500 : 펌프
600 : 원수 유입관 610 : 수처리관
700 : 집수조 800 : 회수조1: water treatment device 10: housing
20: inlet 30: outlet
40: first flow path 50: support member
60: blade 70: optical functional bead
80:
80b:
81b: second surface 82: inner peripheral surface
90: protrusion member 100: water quality management system
110: control device 200: first detection device
210: second sensing device 220: temperature sensing device
230: humidity detection device 240: solar detection device
300: first three-way valve 310: second three-way valve
400: flow rate regulator 500: pump
600: raw water inlet pipe 610: water treatment pipe
700: water collection tank 800: recovery tank
Claims (19)
제1 유로 내에 배치된 지지부재;
지지부재 외측으로 돌출하도록, 지지부재에 마련된 하나 이상의 블레이드; 및
제1 유로 내에 충진되는 광기능성 비드를 포함하며,
제1 유로의 내주면에는 유동 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열된 복수 개의 돌출부재를 포함하는 수처리 장치.
a housing having an inlet, an outlet, and a first flow path connecting the inlet and the outlet;
a support member disposed in the first flow path;
one or more blades provided on the support member so as to protrude outside the support member; and
It includes a photo-functional bead filled in the first flow path,
A water treatment device including a plurality of protruding members arranged at a predetermined distance apart from each other along a flow direction on an inner circumferential surface of the first flow path.
상기 광기능성 비드는 고분자 지지체 및 광감응제를 포함하는 수처리 장치
According to claim 1,
The photofunctional bead is a water treatment device comprising a polymer support and a photosensitizer
상기 광감응제는 아조계 색소, 크산트계 색소, 인디고이드계 색소, 트라이페닐메테인계 색소, 시아닌계 색소, 프탈로시아닌계 색소 및 포르피린계 색소로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나인 수처리 장치.
3. The method of claim 2,
The photosensitizer is at least one selected from the group consisting of an azo-based dye, a xanth-based dye, an indigoid-based dye, a triphenylmethane-based dye, a cyanine-based dye, a phthalocyanine-based dye, and a porphyrin-based dye.
상기 고분자 지지체는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드), 키토산 하이드로겔 및 알긴산 하이드로겔로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나인 수처리 장치.
3. The method of claim 2,
The polymer support is polydimethylsiloxane, polyurethane, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polymethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, poly (N-isopropyl acrylamide), chitosan hydrogel and At least one water treatment device selected from the group consisting of alginic acid hydrogel.
상기 광기능성 비드는 표면에 돌기가 형성된 형태인 수처리 장치.
The method of claim 1,
The photo-functional bead is a water treatment device in the form of a protrusion formed on the surface.
지지부재는 일부 영역이 제1 유로 내 원수의 유동방향을 따라 연장하도록 배치되고,
복수 개의 블레이드는 유동방향을 따라 소정 간격 떨어져 배치된 수처리 장치.
The method of claim 1,
The support member is arranged so that a partial region extends along the flow direction of the raw water in the first flow path,
A water treatment device in which a plurality of blades are spaced apart from each other by a predetermined distance along the flow direction.
제1 유로 내에서 원수 유동 시 지지부재를 회전시키기 위한 구동부를 추가로 포함하는 수처리 장치.
7. The method of claim 6,
A water treatment device further comprising a driving unit for rotating the support member when the raw water flows in the first flow path.
하우징의 내부에는 제1 유로 내 원수의 유동방향을 변경하기 위한 하나 이상의 격벽을 포함하고,
상기 격벽에 의해서 제1 유로는 서로 다른 방향으로 연장된 2개 이상의 제2 유로로 구분되는 수처리 장치.
The method of claim 1,
The inside of the housing includes one or more partition walls for changing the flow direction of raw water in the first flow path,
A water treatment device in which the first flow path is divided into two or more second flow paths extending in different directions by the partition wall.
유동방향을 따라 인접한 2개의 제2 유로는 소정 각도로 구부러진 수처리 장치.
9. The method of claim 8,
Two adjacent second flow paths along the flow direction are bent at a predetermined angle.
상기 격벽에 의하여, 제1 유로는 유동방향을 따라 인접한 3개의 제2 유로가 소정 각도로 구부러진 수처리 장치.
9. The method of claim 8,
A water treatment device in which three adjacent second flow paths in the first flow path are bent at a predetermined angle by the partition wall.
하우징의 내부에 광원 조사 장치가 구비된 수처리 장치.
The method of claim 1,
A water treatment device provided with a light source irradiation device inside the housing.
하우징의 일면은 유로의 적어도 일부 영역으로 빛을 집광시키기 위한 곡면부를 포함하는 수처리 장치.
The method of claim 1,
One surface of the housing includes a curved portion for condensing light to at least a partial region of the flow path.
원수를 수처리하는 제1항의 수처리 장치; 및
상기 감지 장치에서 제공된 정보를 이용하여 수처리 장치에 유입되는 원수의 유량 및 수처리 장치에 조사되는 광원의 세기를 조절하는 제어 장치를 포함하는 수질 관리 시스템.
a sensing device for detecting water quality and water treatment environment;
The water treatment device of claim 1 for water treatment of raw water; and
and a control device for adjusting the flow rate of raw water flowing into the water treatment device and the intensity of the light source irradiated to the water treatment device by using the information provided by the sensing device.
상기 감지 장치는,
수처리 장치의 전단에 설치되는 제1 수질 감지 장치;
수처리 장치의 후단에 설치되는 제2 수질 감지 장치; 및
온도 감지 센서, 습도 감지 센서 및 태양광 감지 센서로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 감지 센서를 포함하는 환경 감지 장치를 포함하는 수질 관리 시스템.
15. The method of claim 14,
The sensing device is
a first water quality detection device installed at the front end of the water treatment device;
a second water quality detection device installed at the rear end of the water treatment device; and
A water quality management system comprising an environment sensing device including at least one sensing sensor selected from the group consisting of a temperature sensing sensor, a humidity sensing sensor, and a solar light sensing sensor.
상기 제1 수질 감지 장치 및 제2 수질 감지 장치는,
임의의 파장의 광을 방출하는 광원; 및
상기 광원으로부터 방출된 광을 이용하여 시료의 흡광 또는 회절 특성을 검출하는 검출부를 포함하는 수질 관리 시스템.
16. The method of claim 15,
The first water quality detection device and the second water quality detection device,
a light source emitting light of any wavelength; and
A water quality management system including a detector for detecting absorption or diffraction characteristics of a sample using the light emitted from the light source.
제1 수질 감지 장치의 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되며, 원수 유입관에서 유입된 원수를 용수관 또는 수처리관으로 연통시키는 제1 삼방 밸브를 포함하는 수질 관리 시스템.
16. The method of claim 15,
A water quality management system including a first three-way valve installed at the rear end of the first water quality detection device and at the front end of the water treatment device, and communicating the raw water introduced from the raw water inlet pipe to the water pipe or the water treatment pipe.
제2 수질 감지 장치의 후단에 설치되며, 수처리관에서 처리된 처리수를 용수관 또는 수처리관으로 연통시키는 제2 삼방 밸브를 포함하는 수질 관리 시스템.
16. The method of claim 15,
A water quality management system including a second three-way valve installed at the rear end of the second water quality detection device and communicating the treated water from the water treatment pipe to the water pipe or the water treatment pipe.
상기 제어 장치는,
감지 장치에서 측정된 원수 또는 처리수의 오염도; 수처리 장치의 내부 및 외부 온도; 수처리 장치의 내부 및 외부 습도; 및 수처리 장치에 조사되는 태양 광량을 실시간으로 분석하여,
제1 수질 감지 장치 전단에 설치되어, 원수를 공급하는 펌프;
제1 수질 감지 장치의 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되는 제1 삼방 밸브;
제2 수질 감지 장치의 후단에 설치되는 제2 삼방 밸브;
제1 삼방 밸브 후단 및 수처리 장치의 전단에 설치되는 유속 조절 장치; 및
수처리 장치에 설치되는 광 조사 장치를 자동으로 제어하는 것인 수질 관리 시스템.
16. The method of claim 15,
The control device is
the degree of contamination of raw or treated water as measured by the sensing device; internal and external temperature of the water treatment unit; internal and external humidity of the water treatment unit; And by analyzing the amount of sunlight irradiated to the water treatment device in real time,
a pump installed in front of the first water quality detection device to supply raw water;
a first three-way valve installed at the rear end of the first water quality detection device and at the front end of the water treatment device;
a second three-way valve installed at the rear end of the second water quality detection device;
a flow rate control device installed at the rear end of the first three-way valve and at the front end of the water treatment device; and
A water quality management system that automatically controls a light irradiation device installed in a water treatment device.
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Legal Events
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---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |