KR19980049350A

KR19980049350A - 유동형 TiO₂코팅 충전물을 이용한 정수처리장치 모듈

Info

Publication number: KR19980049350A
Application number: KR1019960068051A
Authority: KR
Inventors: 이창소; 한상범
Original assignee: 이규철; 한국정수공업 주식회사
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR100196745B1

Abstract

본 발명은 유동형 TiO₂코팅 충전물을 이용하여, 물 속에 함유된 유기물, THM, 잔류 농약성분, 중금속 성분 등을 완전히 제거하여 정수된 물을 공급할 수 있는 정수처리장치 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른, 정수 처리장치 모듈은, 상부 일측에 처리수 출구(101)가 구비되고, 하부 일측에는 유입수 입구(102)가 구비되며, 그 상면 일측에는 충전물(300)을 충전하기 위한 충전물 입구(103)가 구비되고, 그 저면 일측에는 충전물(300)을 외부로 배출하기 위한 충전물 출구(104)가 구비된 모듈 몸체(100)와, 모듈 몸체(100)의 중앙부에 구비된 구멍을 통해 연직으로 삽입 설치되는 한편, 모듈 몸체(100) 내부의 중앙 하단에 부설된 램프 보호관 지지대(203) 상에 고정 지지된 자외선 램프 보호관(201)의 내부에 삽입 장착되고, 그 상단은 자외선 램프 고정부재(202)에 의해 모듈 몸체(100)에 고정 설치되어, 자외선을 모듈 몸체(100) 내부로 조사하기 위한 자외선 램프(200)와, 모듈 몸체(100)의 내부에 충전되고, 유입수 입구(102)를 통해 유입된 유체의 흐름에 의해 모듈 몸체(100) 내면과 자외선 램프 보호관(201) 사이의 공간부에서 자유롭게 유동될 수 있으며, 0.8 내지 1.2의 비중을 지닌 지지체의 표면에 TiO₂가 코팅되어 이루어진 다수의 충전물(300)로 구성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 정수처리장치 모듈은, 정수처리를 위한 표면적을 증가시켜 정수처리 효율을 대폭적으로 증대시킬 수 있으며, 충전물의 표면에 대한 이물질의 부착을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 충전물의 교체 및 장치의 유지보수를 원활히 수행할 수 있고, 촉매 물질이 손상된 경우에도 정수처리를 효과적으로 수행할 수 있다.

Description

유동형 TiO2코팅 충전물을 이용한 정수처리장치 모듈

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 정수처리장치 모듈의 사시도,

제2도는 제1도의 정수처리장치 모듈에 대한 정면도,

제3도는 제1도의 정수처리장치 모듈에 대한 종단면도,

제4도는 제1도의 정수처리장치 모듈에 대한 작동상태를 나타낸 종단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 모듈 업체101 : 처리수 출구

102 : 유입수 입구103 : 충전물 입구

104 : 충전물 출구105 : 관측창

106 : 반사물질200 : 자외선 램프

201 : 자외선 램프 보호관202 : 자외선 램프 고정부재

203 : 램프 보호관 지지대300 : 충전물

본 발명은 정수처리장치에 관한 것으로, 특히, 유동형 TiO₂코팅 충전물을 이용하여, 물 속에 함유된 유기물, THM(trihalo methane), 잔류 농약 성분, 중금속 성분 등을 완전히 제거하여 정수된 물을 공급할 수 있는 정수처리장치 모듈에 관한 것이다.

산업발전에 따라, 대기 및 수질오염과 같은 환경오염이 극도로 심화되고 있다. 이와 같이, 유기물, THM, 잔류 농약성분, 중금속 성분과 같은 유해한 물질들이 함유된 생활용수나 공업용수는, 사람이 음용하는 경우 인체에 유해한 결과를 초래할 뿐 아니라, 각종 제조공정에 투입되는 경우에는 여러 가지 공정상의 문제점을 야기시키므로, 생활용수나 공업용수의 정수처리가 필연적으로 요구된다.

물 속에 함유되어 있는 불순물을 제거하기 위하여, 종래에는, 여과막을 이용한 정밀 여과장치 및 초정밀 여과장치와, 역삼투압을 이용한 정수처리장치가 대부분 사용되어 왔다.

그러나, 상기한 종래의 정수처리장치 중에서 여과막을 이용한 정밀여과장치는 물 속에 용해되어 있는 유기물이나, 잔류 농약성분, THM, 중금속 성분 등의 극히 일부분 제거할 수 있을 뿐, 대부분의 유해 성분을 제거할 수 없다는 한계를 지니고 있었다. 또한, 역삼투막을 이용한 종래의 정수처리장치는, 상기한 유해 성분 이외에, 인체에 필요한 필수 미네랄 성분까지도 대부분 제거하여, 정수처리장치로는 적합하지 않다는 논란이 일고 있다.

아울러, 상기한 종래의 정수처리장치는 막을 이용하여 정수처리를 수행하는 장치로, 그 유지보수가 어려울 뿐 아니라, 적정한 시기에 막을 교체하지 않을 경우에는, 막에 여과되어 잔류하는 유기물 성분과 이물질에 의해 미생물의 증식이 빈번하게 일어나, 오히려 오염된 물이 배출됨으로써, 인체에 각종 부작용을 유발할 수 있다는 문제점을 지니고 있었다.

따라서, 상기한 막을 이용한 정수처리장치의 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 수행되어 왔으며, 최근에는, 이러한 연구의 일환으로, 자외선 등의 광원과 TiO₂와 같은 광촉매를 이용하여 정수처리를 행하는 정수처리 장치가 제시된 바 있다. 이러한 정수처리장치는, 유리판과 같은 평판 형태의 지지체의 TiO₂가 코팅된 충전물을 일정한 모듈 몸체 내에 고정 설치하고, 상기한 충전물 사이로 정수처리하고자 하는 유체를 통과시키면서 자외선을 조사하여 충전물의 표면에 코팅된 TiO₂의 작용에 의해 정수처리를 행하도록 구성되었다.

그러나, 상기한 정수처리장치는, 유리판과 같은 평판 형태의 지지체에 TiO₂를 코팅한 충전물을 모듈 몸체 내의 일정된 위치에 고정 장착하여 정수처리를 행하도록 구성되어, 정수처리를 위한 표면적이 상대적으로 작기 때문에, 정수처리 효율이 떨어진다는 문제점을 지니고 있었다.

또한, 상기한 종래의 정수처리장치는, 평판 형태의 충전물을 고정된 상태로 사용하기 때문에, 유체에 포함된 이물질이 분해되지 않고 충전물의 표면에 부착될 수 있고, 이에 따라, 충전물의 표면에 코팅된 촉매 성분이 자외선을 받지 못하여, 시간 경과에 따라 정수처리 효율이 점차로 저하된다는 단점을 지니고 있었다.

아울러, 상기한 종래의 정수처리장치는, 모듈 몸체 내에 고정 장착된 평판 형태의 충전물을 교체하기 위해서는, 구성 부품 전체를 분해해야 하기 때문에, 충전물의 교체와 장치의 유지 보수에 많은 어려움이 있었다.

더욱이, 종래의 정수처리장치는, 평판 형태의 충전물이 모듈 몸체 내에 고정되어 있어, 충전물의 표면에 코팅된 촉매 물질이 손상되는 경우에는, 이 부분에 대한 정수처리 효율이 급격히 저하된다는 문제점을 지니고 있었다.

결국, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 정수처리를 위한 표면적을 증가시켜 정수처리 효율을 대폭적으로 증대시킬 수 있으며, 충전물의 표면에 대한 이물질의 부착을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 충전물의 교체 및 장치의 유지보수를 원활히 수행할 수 있고, 촉매 물질이 손상된 경우에도 정수처리를 효과적으로 수행할 수 있는, 정수처리장치 모듈울 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는, 본 발명에 따른, 정수처리장치 모듈은, 상부 일측에 처리수 출구가 구비되고, 하부 일측에는 유입수 입구가 구비되며, 그 상면 일측에는 충전물을 충전하기 위한 충전물 입구가 구비되고, 그 저면 일측에는 충전물을 배출하기 위한 충전물 출구가 구비된 모듈 몸체와, 상기한 모듈 몸체의 중앙부에 구비된 구멍을 통해 연직으로 삽입 설치되는 한편, 상기한 모듈 몸체 내부의 중앙 하단에 부설된 램프 보호관 지지대 상에 고정 지지된 자외선 램프 보호관의 내부에 삽입 장착되고, 그 상단은 자외선 램프 고정부재에 의해 상기한 모듈 몸체에 고정 설치되고, 자외선을 모듈 몸체 내부로 조사하기 위한 자외선 램프와, 상기한 모듈 몸체의 내부에 충전되고, 상기한 유입수 입구를 통해 유입된 유체의 흐름에 의해 상기한 모듈 몸체 내면과 상기한 자외선 램프 보호관 사이의 공간부에서 자유롭게 유동될 수 있으며, 0.8 내지 1.2의 비중을 지닌 지지체의 표면에 TiO₂가 코팅되어 이루어진 다수의 충전물로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 유동형 TiO₂코팅 충전물을 이용한 정수처리장치 모듈의 구성에 대하여 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 정수처리장치 모듈의 사시도이고, 제2도는 제1도의 정수처리장치 모듈에 대한 정면도이다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정수처리장치 모듈은, 원통형의 모듈 몸체(100)의 상부 일측에는 정수처리된 처리수가 배출되는 처리수 출구(101)가 구비되고, 하부 일측에는 정수처리하고자 하는 유입수가 유입되는 유입수 입구(102)가 구비된다. 또한, 모듈 몸체(100)의 상면 일측에는 충전물(200)을 모듈 몸체의 내부에 충전하기 위한 충전물 입구(103)가 구비되고, 그 저면 일측에는 충전물(200)을 외부로 배출하기 위한 충전물 출구(104)가 구비된다.

또한, 상기한 모듈 몸체(100)의 중앙부에는, 자외선을 모듈 몸체(100) 내부로 조사하기 위한 자외선 램프(200)가 삽입 장착되며, 상기한 모듈 몸체(100)의 내부에는 다수의 충전물(300)이 충전된다.

이때, 상기한 충전물(300)로는, 상기한 유입수 입구(102)를 통해 유입된 유체의 흐름에 의해 상기한 모듈(100) 내에서 자유롭게 유동될 수 있도록, 0.8 내지 1.2의 비중, 보다 바람직하게는, 0.9 내지 1.1의 비중을 지닌 지지체의 표면에 TiO₂가 코팅되어 이루어진 충전물을 사용하는데, 상기한 지지체로는, 내·외부가 동일하지 않은 재질로 이루어진, 즉, 내부에 공기가 충전되거나 내부가 진공으로 유지된, 중공형 유리 비드, 중공형 유리 막대, 중공형 세라믹 비드, 중공형 세라믹 막대, 중공형 플라스틱 비드, 중공형 플라스틱 막개, 중공형 금속 비드, 중공형 금속 막대 등이 사용될 수 있다.

한편, 상기한 모듈 몸체(100)에는 외부에서 모듈 몸체(100)의 내부를 용이하게 관측할 수 있도록, 관측창(105)을 추가로 부설하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 유입수 입구(102)를 통해 모듈 몸체(100) 내부로 유입된 유체가 모듈 몸체(100)의 내부를 회전하면서 유입되어, 모듈 몸체(100) 내부에서 와류를 형성하면서 충전물(300)과의 접촉이 원활히 이루어지도록, 상기한 유입수 입구(102)를 원통형 모듈 몸체(100)의 외주면과 접하는 방향으로 부설하는 것이 바람직하다.

제3도는 제1도의 정수처리장치 모듈에 대한 종단면도로서, 제3도에 도시된 바와 같이, 상기한 본 발명의 정수처리장치의 모듈 몸체(100) 중앙부에는 자외선 램프(200)를 삽입할 수 있도록 구멍이 구비되어 있고, 상기한 자외선 램프(200)를 보호하기 위한 유리관 등으로 구성된 자외선 램프 보호관(201)이 상기한 구멍을 통해 모듈 몸체(100)의 중앙부에 연직으로 삽입 설치되는 동시에, 모듈 몸체(100) 내부의 중앙 하단에 부설된 램프 보호관 지지대(203) 상에 고정 지지되며, 상기한 자외선 램프(200)는 상기한 자외선 램프 보호관(201)의 내부에 삽입 장착된 후, 그 상단이 별도의 자외선 램프 고정부재(202)에 의해 상기한 모듈 몸체(100)에 고정 설치되는 한편, 상기한 모듈 몸체(100) 내면과 상기한 자외선 램프 보호관(201) 사이의 공간부에는 다수의 충전물(300)이 충전된다.

이때, 상기한 자외선 램프(200)로부터 조사된 빛이 상기한 모듈 몸체(100) 내부에 충전된 충전물(300)에 효과적으로 조사될 수 있도록, 상기한 모듈 몸체(100)의 내면에는 자외선이 잘 반사될 수 있는 반사물질(106)을 코팅하는 것이 바람직하다.

이하, 상기한 구성을 지닌 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 정수처리장치 모듈의 작용 효과에 대하여 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제4도는 제1도의 정수처리장치 모듈에 대한 작동상태를 나타낸 종단면도이다.

제4도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정수처리장치 모듈에 있어서는, 정수처리장치하고자 하는 유입수가 유입수 입구(102)를 통해 모듈 몸체(100)의 하부로부터 유입되면, 유입되는 유체의 유속 및 유량에 의해, 모듈 몸체(100) 내부에 충전되어 있는 다수의 충전물(300)을 유동시키게 되며, 자외선 램프(200)가 위치하고 있는 모듈 몸체(100)의 중앙부를 주축으로 회전하면서 유입수와 접촉하게 된다.

이때, 모듈 몸체(100)의 중앙부에 위치한 자외선 램프(200)로부터의 자외선이 충전물(300)로 방사되고, 이와 같이 조사된 자외선은 모듈 몸체(100) 내에서 유동되는 다수의 충전물(300)의 표면에 코팅된 TiO₂와의 상호 작용에 의하여, 모듈 몸체(100) 내의 유입수에 함유된 불순물 성분 중 유기물, THM, 잔류 농약성분 등을 분해 제거하는 한편, 중금속 성분을 흡착 제거한 후, 정수처리된 처리수를 모듈 몸체(100) 상부 일측에 구비된 처리수 출구(101)를 통해 외부로 배출하게 된다.

이때, 상기한 유체의 흐름에 따라, 다수의 충전물(300)은 모듈 몸체(100) 내부의 공간에서 자유롭게 유동되면서 그 위치가 수시로 변환되기 때문에, 유입수 내에 함유된 오염 성분은 연속적으로 분해가 이루어지면서, 정수 처리 효율이 대폭적으로 증가된다.

한편, 상기한 본 발명의 정수처리장치 모듈에 있어서, 충전물(300)을 교체하고자 할 때에는, 모듈 몸체(100)의 저면 일측에 구비된 충전물 출구(104)를 개방하여 충전물(300)을 제거한 후, 모듈 몸체(100) 상면 일측에 구비된 충전물 입구(103)를 통해 새로운 충전물(300)을 모듈 몸체(100) 내부에 충전시킴으로써, 충전물(300)을 간단히 교체할 수 있다.

상기한 본 발명의 정수처리장치 모듈은 종래기술에 비하여 다음과 같은 장점을 지니고 있다.

첫째, 본 발명의 정수처리장치 모듈에 있어서는, 충전물의 지지체로서, 평판 형태의 지지체 대신에 중공형 유리 비드와 같은 다수의 유동형 지지체를 사용하기 때문에, 정수처리시 유입수와의 접촉면적이 증가되어, 정수처리 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명의 정수처리장치 모듈에서는, 평판 형태의 충전물을 고정된 상태로 사용하는 종래기술과 달리, 유동형의 충전물을 사용하므로, 정수처리 과정에서 유입수에 의해 다수의 충전물이 서로 유동되면서 마찰되기 때문에, 유체에 포함된 이물질이 충전물의 표면에 부착되는 것을 방지할 수 있어, 정수처리 효율의 저하를 효과적으로 막을 수 있다.

셋째, 본 발명의 정수처리장치 모듈은, 충전물의 교체를 위해 구성부품 전체를 분해해야 하는 종래기술과 달리, 충전물을 모듈 몸체 내부로부터 간단히 제거할 수 있는 동시에 모듈 몸체 내에 재충전시킬 수 있을 뿐 아니라, 장치의 유지보수를 간편하게 수행할 수 있다.

넷째, 충전물의 표면에 코팅된 촉매 물질이 손상되는 경우, 이 부분에 대한 정수처리 효율이 급격히 저하되는 종래기술과 달리, 본 발명의 정수처리장치 모듈에서는, 촉매 물질이 코팅된 다수의 충전물이 유체의 유동에 따라 그 위치가 수시로 변동되기 때문에, 일부의 코팅 물질이 손상되는 경우라도, 자외선을 조사받는 위치가 아닌 경우에는 처리효율의 저하가 없으므로, 정수처리 효율이 저하되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 정수처리장치 모듈은 각종 생활용수 뿐만 아니라 공업용수를 정수처리하기 위한 정수처리장치로서 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims

상부 일측에 처리수 출구가 구비되고, 하부 일측에는 유입수 입구가 구비되며, 그 상면 일측에는 충전물을 충전하기 위한 충전물 입구가 구비되고, 그 저면 일측에는 충전물을 외부로 배출하기 위한 충전물 출구가 구비된 모듈 몸체와,

상기한 모듈 몸체의 중앙부에 구비된 구멍을 통해 연직으로 삽입 설치되는 한편, 상기한 모듈 몸체 내부의 중앙 하단에 부설된 램프 보호관 지지대 상에 고정 지지된 자외선 램프 보호관의 내부에 삽입 장착되고, 그 상단은 자외선 램프 고정부재에 의해 상기한 모듈 몸체에 고정 설치되어, 자외선을 모듈 몸체 내부로 조사하기 위한 자외선 램프와,

상기한 모듈 몸체의 내부에 충전되고, 상기한 유입수 입구를 통해 유입된 유체의 흐름에 의해 상기한 모듈 몸체 내면과 상기한 자외선 램프 보호관 사이의 공간부에서 자유롭게 유동될 수 있으며, 0.8 내지 1.2의 비중을 지닌 지지체의 표면에 TiO₂가 코팅되어 이루어진 다수의 충전물로 구성된 것을 특징으로 하는, 정수처리장치 모듈.
제1항에 있어서,

상기한 지지체로는, 내·외부가 동일하지 않은 재질로 이루어진 중공형 지지체를 사용하는 것을 특징으로 하는,

정수처리장치 모듈.
제2항에 있어서,

상기한 중공형 지지체는, 중공형 유리 비드, 중공형 유리 막대, 중공형 세라믹 비드, 중공형 세라믹 막대, 중공형 플라스틱 비드, 중공형 플라스틱 막대, 중공형 금속 비드 및 중공형 금속 막대로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는,

정수처리장치 모듈.
제1항에 있어서,

외부에서 모듈 몸체의 내부를 용이하게 관측할 수 있도록, 상기한 모듈 몸체에서 관측창이 추가로 부설된 것을 특징으로 하는,

정수처리장치 모듈.
제1항에 있어서,

상기한 유입수 입구를 통해 모듈 몸체 내부로 유입된 유체가 모듈 모체의 내부를 회전하면서 유입되어, 모듈 몸체 내부에서 와류를 형성하면서 충전물과의 접촉이 원활히 이루어지도록, 상기한 유입수 입구는 모듈 몸체의 외주면과 접하는 방향으로 부설된 것을 특징으로 하는,

정수처리장치 모듈.
제1항에 있어서,

상기한 자외선 램프로부터 조사된 빛이 상기한 모듈 몸체 내부에 충전된 충전물에 효과적으로 조사될 수 있도록, 상기한 모듈 몸체의 내면에는 자외선이 잘 반사될 수 있는 반사물질이 추가로 코팅된 것을 특징으로 하는,

정수처리장치 모듈.