KR20010085036A - 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법 - Google Patents

이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구리 및 은이온, 음전하(-)를 발생시켜 조류 또는 박테리아를 살균하고 제거할 수 있도록 한 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 보일러 및 냉각수, 폐하수 배출용 수로의 후단에 그 일단이 접속되며, 그 내부에 구리/은 합금전극이 용수내에 침수되게 결합된 전극 함체와; 상기 전극 함체의 타단과 배관에 의해 접속되어 전극 함체에서 전처리된 용수를 유입받으며, 그 내부에 은도금 막대가 침수되고, 그 타단에 배출구가 형성되어 은도금 막대로부터 음전하(-)을 방출시키는 음전하 방출조와; 상기 전극 함체에 구비된 구리/은 합금 전극과 상기 음전하 방출조의 용수에 직류전원을 공급하기 위하고, 그 내부에 공급되는 전원의 전압과 전류를 수동으로 조절하는 전압/전류 조절버튼이 형성된 전원공급장치로 구성됨으로써 구리 및 은이온에 의해 박테리아 등의 미생물을 제거하고, 음전하(-) 발생을 통해 슬러지와 녹 등의 양이온성분을 음이온화하여 배관내부에 대한 척력이 작용하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 본 발명은 비용이 저렴하고 유지관리가 용이하므로 호수나 하천 등의 조류제거 및 하폐수 처리장의 유출수중 조류 및 박테리아 제거, 배관 계통의 부식, 스케일 방지 등에 효과적으로 이용할 수 있다.

Description

이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING AN INDUSTRIAL POLLUTION MATERIAL BY COPPER AND SILVER ION}
본 발명은 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 구리 및 은이온을 이용하여 물속에 존재하는 각종 조류 및 박테리아를 살균하고 소독하기 위한 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 기존에는 호수나 하천 등지에 활성화된 조류나 박테리아를 제거하기 위해서 황산구리(CuSO4)나 염소 살균제 등의 화학 약품을 투여하는 방식이 주로 사용되어져 왔으나 염소 살균제의 경우에는 그 부산물로 염소 유기화합물을 생성시키므로 또 다른 2차 오염원으로 작용한다는 문제가 있다.
또한, 오존을 이용한 살균방법의 경우에는 하천이나 호수 등지에서 사용하기에는 그 살균을 위한 장치비용 및 유지 관리비용이 막대하게 소요된다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 구리 및 은이온, 음전하(-)를 발생시켜 조류 또는 박테리아를 살균하고 제거할 수 있도록 한 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생장치의 수로방향으로의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생을 위한 합금전극을 나타내는 정면도,
도 5는 도 4를 나타내는 측면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 음전하(-) 방출조를 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 은도금 막대를 나타내는 단면도,
도 8a, 8b는 본 발명에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치를 이용하기 전과 후의 수처리 상태를 도시한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10:전원공급장치, 20:전극함체,
31:구리/은 합금전극, 32:내부관찰용 투명판,
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 보일러 및 냉각수, 폐하수 배출용 수로의 후단에 그 일단이 접속되며, 그 내부에 구리/은 합금전극이 용수내에 침수되게 결합된 전극 함체와; 상기 전극 함체의 타단과 배관에 의해 접속되어 전극 함체에서 전처리된 용수를 유입받으며, 그 내부에 은도금 막대가 침수되고, 그 타단에 배출구가 형성되어 은도금 막대로부터 음전하(-)를 방출시키는 음전하 방출조와; 상기 전극 함체에 구비된 구리/은 합금 전극과 상기 음전하 방출조의 용수에 직류전원을 공급하기 위하고, 그 내부에 공급되는 전원의 전압과 전류를 수동으로 조절하는 전압/전류 조절버튼이 형성된 전원공급장치로 구성됨으로써 구리 및 은이온에 의해 박테리아 등의 미생물을 제거하고, 음전하(-) 발생을 통해 슬러지와 녹 등의 양이온성분을 음이온화하여 배관내부에 대한 척력이 작용하도록 하는 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 전원공급장치는 특정 이온값에 대한 각각의 전압 및 전류값이 테이블 DB로 기저장되어, 특정 이온값이 입력되면 해당 이온값을 유지시킬 수 있도록 해당 전압 및 전류값을 자동으로 조절해주는 전압 및 전류 프로그램이 구축된 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 전극 함체의 측면에는 상기 구리/은 합금전극에 의해 수처리되는 상태를 외부에서 확인할 수 있도록 관찰용 투명창이 부착된 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치가 제공된다.
또한, 상기 구리/은 합금전극은 구리 95%와 은 5%의 합금으로 이루어진 것을특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치가 제공된다.
한편, 보일러 및 냉각수, 폐하수 배출용 수로의 후단에 설치되어 미생물을 제거하고, 배관 내부에 슬러지가 부착되거나 내부 관로가 산화되는 것을 방지하기 위한 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치에 있어서,
구리/은 합금전극에 일정 전원을 투입하여 구리 및 은이온이 수로를 통해 유입된 용수에 존재하는 박테리아 및 미생물 등을 제거토록 하는 1차 수처리 과정과;
상기 1차 수처리가 완료된 용수에 은도금 막대를 침수시키고, 그 은도금 막대에 일정 전원을 투입하여 그 은도금 막대로부터 발생된 음전하(-)에 의해 용수를 음이온화시켜 배관과의 척력으로 슬러지 및 녹 방지를 행하는 2차 수처리 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 1, 2차 수처리과정에서 구리/은 합금전극 및 은도금 막대로부터 방출되는 이온 방출치를 기설정값으로 조절하는 것은 전압 및 전류 조절에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리방법이 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 1, 2차 수처리과정에서 구리/은 합금전극 및 은도금 막대로부터 방출되는 이온 방출치를 기설정값으로 조절하는 것은 그 내부의 전압 및 전류 자동 조절 프로그램에 의해 전압 및 전류가 기설정값을 유지하도록 보상되면서 이루어지도록 하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생장치의 단면도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생장치의 수로방향으로의 단면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이온 발생을 위한 합금전극을 나타내는 정면도, 도 5는 도 4를 나타내는 측면도이다.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치는 크게 구리/은 이온을 발생시키는 발생장치와 음전하(-)를 발생시키는 음전하 방출조(40)와, 이온 발생장치 및 음전하 방출조(40)로 전원을 공급하기 위한 전원공급장치(10)로 이루어진다.
하수 처리장 유출수 등의 수로(23)에 구리/은 합금 전극(31)을 적어도 2조이상 설치하며, 그 구리/은 이온 발생장치에 직류전원을 공급할 수 있도록 하는 전원공급장치(10)를 장착하고 또한 전극을 통과한 물이 음전하(-) 방출조(40)를 통과하게 함으로써 물속에 구리 및 은이온을 용해시켜 조류와 박테리아를 제거할 수 있도록 한다.
먼저, 상기 이온 발생장치는 구리 및 은이온을 발생시키는 장치로서, 그 외부에 전극 함체(20)가 제공되며, 그 전극 함체(20)의 상부를 통해 그 내부로 구리 및 은의 합금 전극(31)이 삽입된다.
또한, 상기 구리/은 합금전극(31)의 상부 일단은 그 전극(31)을 고정시키는 결합부재(30)에 의해 상기 전극 함체(20)에 전극(31)을 고정시킨다. 그리고, 그 전극(31)을 함체와 고정시키며, 그 전극(31)으로 전원을 인가시키기 위한 볼트/너트(21)가 제공되어 상기 전원공급장치(10)로부터 전극(31)으로 통전 가능하게 한다.
한편, 상기 전극 함체(20)의 양측면에는 각각 수로(23)로부터 물을 유입시키고, 배출시키는 유입구 및 배출구가 각각 형성되어 있으며, 유입구 소정부에는 물의 유입을 제어하는 밸브(22)가 형성되고, 그 배출구의 후단에는 상기 음전하(-) 방출조(40)가 배출구와 연결되어 구성된다.
바람직하게, 상기 전극 함체(20)의 측면에는 구리/은 합금전극(31)의 이온화에 의한 수처리 상태를 관찰할 수 있도록 내부 관찰용 투명판(32)이 부착된다.
또한, 상기 전원공급장치(10)는 사각의 함체로 구성되며, 그 일단에 형성된 전원선(11)을 매개하여 전원이 유입되어 그 타단에 형성된 전원선(12)을 매개하여 상기 이온발생장치로 전원투입이 이루어진다.
한편, 상기 전원공급장치(10)의 전면 소정부에는 그 전원공급장치(10)의 시동 개시를 제어하는 전원 온/오프 버튼(13)이 형성되며, 그 내부에는 기설정 전압 및 전류값을 유지시키기 위한 변압수단이 마련된다. 또한, 전원 공급장치(10)의 전면에는 전압량 및 전류량을 특정치로 설정하기 위한 전력량 조절버튼(16)과 전류량 조절버튼(17)이 각각 마련된다.
이때, 상기 전원공급장치(10)의 내부에는 상기 이온발생장치 및 음이온(-) 방출조(40)로 기설정된 전압 및 전류가 인가되도록 하기 위한 전압/전류 조절 프로그램이 구축되어 있는 바, 상기 전압/전류 조절 프로그램은 상기 전력량조절버튼(16)과 전류량 조절버튼(17)에 의해 기설정된 전압/전류치를 유지하기 위한 보상 회로를 동작시키는 프로그램이다.
더불어, 상기 전원공급장치(10)의 전원선(12)을 매개하여 상기 이온발생장치로 투입되는 전압 및 전류량을 디스플레이시키기 위한 전압 및 전류량 디스플레이부(15)가 각각 형성된다.
바람직하게, 상기 전력량 조절버튼(16) 및 전류량 조절버튼(17)에 의해 상기 이온발생장치 및 음전하(-) 방출조(40)로 인가되는 전압 및 전류량을 조절할 수 도 있으며, 별도의 키입력버튼(도시는 생략)에 의해 은이온과 구리이온의 농도값을 기설정하면 그 농도값과 연계된 전압 및 전류량이 자동으로 조절되도록 하는 것도 가능하고, 그에 대한 프로그램을 상기 전압/전류 조절 프로그램에 구축함과 동시에 각 이온의 농도값과 연계된 전압 및 전류량 테이블 DB를 구축하는 것도 충분히 가능하다.
한편, 상기 이온발생장치의 배출구와 연결된 음전하(-) 방출조(40)는 상기 이온발생장치로부터 처리된 물을 투입받아 그 물 성분내에 음이온(-)을 발생시키기 위한 것이다. 상기 전원공급장치(10)로부터 인가된 전원은 상기 음전하(-) 발생장치의 저면에 형성된 접지선(42)에 의해 접지된다.
보다 바람직하게, 상기 이온발생장치의 전극 함체(20)는 수처리 계통이나 냉각수, 보일러수 계통의 수로(23)상에 장착되어 그 수로 내벽에 발생 가능한 녹이나 부식의 방지로 이용될 수 있다.
이하, 상기 음전하(-) 발생장치(40)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다상세하게 기술한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 음전하(-) 방출조를 나타내는 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 은도금 막대를 나타내는 단면도이다.
이를 참조하면, 상기 음전하(-) 방출조(40)는 상기 이온발생장치의 배출구 수로(23)와 연결된 상태에서, 그 이온발생장치를 통해 처리된 물을 유입시켜 저장하기 위한 방출조(40)가 원통형으로 형성되며, 그 방출조(40)의 내부로 수로(23)가 연장되고, 그 방출조(40)의 타단에는 배출 수로(23)가 형성된다.
또한, 상기 방출조(40)의 내부 저장수에는 은도금 막대(41)가 침수상태로 구비되는 바, 그 은도금 막대(41)는 특수 활성합금(51)으로 이루어지며, 그 외면에 은(50)이 도금된다. 또한, 그 은도금 막대(41)는 그 상하단에 커버(52)가 부착된다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치의 기능과 동작을 첨부된 도면을 참조하여 기술한다.
먼저, 상기 이온발생장치의 전극함체(20)로부터 용출되는 구리 및 은이온에 의해 조류 및 박테리아 제거가 이루어진다. 구리/은 합금전극(31)은 구리 95%와 은 5%의 비율로 혼합되어 형성된다. 따라서, 수중에 구리이온이 0.2∼0.3ppm, 은이온이 0,01∼0.015ppm 정도 존재하도록 하여 조류 제거 및 살균작용이 효과적으로 이루어지도록 한다.
이때, 상기 구리 및 은이온은 그 이온발생량이 기설정치로 상시 유지되어야 하는 바, 이를 위하여 상기 전력량 조절버튼(16) 및 전류량 조절버튼(17)을 수동으로 조작하여 그 이온발생량을 유지시키거나, 소망하는 이온값을 입력하고 그 입력값에 따른 전류 및 전압량 조절 프로그램에 의해 자동으로 이온값을 유지시키는 것도 가능하다.
또한, 상기 구리/은 합금전극(31)으로부터 구리 및 은이온이 지속적으로 용출됨에 따라 전극(31)도 점차적으로 소모되는 바, 이때 구리/은의 합금 전극 어셈블리(30)를 발생장치로부터 분리 및 교환이 용이하도록 이온발생장치(20)와 전극 어셈블리(30)는 플랜지타입으로 볼트/너트로 고정된다. 또한, 이온발생장치(20) 내부의 구리/은 합금전극(31)은 그 함체(20) 외부를 통해 형성된 내부 관찰용 투명판(32)을 매개하여 그 내부의 이온발생 상황을 관찰한다.
그리고, 상기 이온발생장치의 전극 함체(20)에서 1차 수처리가 이루어진 물은 다시 그 함체(20)의 배출구를 통해 음전하(-) 방출조(40)로 유입되는 바, 상기 전원공급장치(10)와 접속된 음전하(-) 방출조(40)의 은도금막대(41)는 접지선과 전기적으로 통전됨에 따라 전원이 투입되게 되고, 그 전원을 매개로 상기 은도금 막대(41)로부터 저장수로 음전하(-)가 지속적으로 방출된다.
따라서, 상기한 음전하(-)는 양전하(+)를 띠는 수중의 미생물이나 슬러지 등과 같은 고형물과 반응하여 전기적으로 음전하(-)화시켜 음전하(-)를 띠는 배관 등의 금속표면에 대하여 척력이 작용되게 함으로써 금속표면 등에 고형물이 부착되는 것을 방지한다.
또한, 은도금이 이루어진 상기 특수활성합금(51) 표면의 은(50)은 살균작용 뿐만 아니라, 이온화 전도성을 증가시켜 음전하(-)의 방출을 가속화할 수 있다.
도 8a, 8b는 본 발명에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치를 이용하기 전과 후의 수처리 상태를 도시한 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치를 이용하여 처리된 물과 처리전의 물을 비교하면 대장균군 측정용 배지에서 배양한 결과, 대장균의 량이 급속하게 감소되어 수처리가 용이하게 이루어졌음을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치 및 그 방법은 장치의 구성이 단순하여 기존의 수로에 용이하게 장착하여 사용할 수 있으며, 운전 관리가 용이하다는 장점이 있으며, 화학 약품을 사용하여 미생물을 제거하지 않으므로 2차 오염의 염려가 없고, 조류 제거 및 살균 뿐 아니라 관로의 부식이나 스케일의 제거 및 방지에도 그 효과가 높다.

Claims (7)

  1. 보일러 및 냉각수, 폐하수 배출용 수로의 후단에 그 일단이 접속되며, 그 내부에 구리/은 합금전극이 용수내에 침수되게 결합된 전극 함체와;
    상기 전극 함체의 타단과 배관에 의해 접속되어 전극 함체에서 전처리된 용수를 유입받으며, 그 내부에 은도금 막대가 침수되고, 그 타단에 배출구가 형성되어 은도금 막대로부터 음전하(-)를 방출시키는 음전하 방출조와;
    상기 전극 함체에 구비된 구리/은 합금 전극과 상기 음전하 방출조의 용수에 직류전원을 공급하기 위하고, 그 내부에 공급되는 전원의 전압과 전류를 수동으로 조절하는 전압/전류 조절버튼이 형성된 전원공급장치로 구성됨으로써 구리 및 은이온에 의해 박테리아 등의 미생물을 제거하고, 음전하(-) 발생을 통해 슬러지와 녹 등의 양이온성분을 음이온화하여 배관내부에 대한 척력이 작용하도록 하는 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원공급장치는 특정 이온값에 대한 각각의 전압 및 전류값이 테이블 DB로 기저장되어, 특정 이온값이 입력되면 해당 이온값을 유지시킬 수 있도록 해당 전압 및 전류값을 자동으로 조절해주는 전압 및 전류 프로그램이 구축된 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 함체의 측면에는 상기 구리/은 합금전극에 의해 수처리되는 상태를 외부에서 확인할 수 있도록 관찰용 투명창이 부착된 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 구리/은 합금전극은 구리 95%와 은 5%의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치.
  5. 보일러 및 냉각수, 폐하수 배출용 수로의 후단에 설치되어 미생물을 제거하고, 배관 내부에 슬러지가 부착되거나 내부 관로가 산화되는 것을 방지하기 위한 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리장치에 있어서,
    구리/은 합금전극에 일정 전원을 투입하여 구리 및 은이온이 수로를 통해 유입된 용수에 존재하는 박테리아 및 미생물 등을 제거토록 하는 1차 수처리 과정과;
    상기 1차 수처리가 완료된 용수에 은도금 막대를 침수시키고, 그 은도금 막대에 일정 전원을 투입하여 그 은도금 막대로부터 발생된 음전하(-)에 의해 용수를 음이온화시켜 배관과의 척력으로 슬러지 및 녹 방지를 행하는 2차 수처리 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 1, 2차 수처리과정에서 구리/은 합금전극 및 은도금 막대로부터 방출되는 이온 방출치를 기설정값으로 조절하는 것은 전압 및 전류 조절에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 1, 2차 수처리과정에서 구리/은 합금전극 및 은도금 막대로부터 방출되는 이온 방출치를 기설정값으로 조절하는 것은 그 내부의 전압 및 전류 자동 조절 프로그램에 의해 전압 및 전류가 기설정값을 유지하도록 보상되면서 이루어지도록 하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 이온 발생과 이온치 제어를 통한 수처리방법.
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