KR200296868Y1 - Structure for UV lamp in water and wastewater treatment system - Google Patents

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KR200296868Y1
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임승주
홍천화
전지영
장형석
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대림산업 주식회사
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 고안은 상수 및 하수처리 시설에서의 처리수 소독을 위한 자외선램프에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet lamp for treatment water disinfection in water and sewage treatment facilities.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem the invention is trying to solve

자외선램프의 소독 효율을 증대시킬 수 있도록 한다.To increase the disinfection efficiency of UV lamps.

3. 고안의 해결방법의 요지3. Summary of solution of design

본 고안의 요지는 자외선 램프를 이용하여 살균을 수행하는 하수 및 상수처리 시스템의 자외선램프 설치 구조에 있어서, 반응조의 처리수에 잠겨 설치되는 직육면체 모양의 프레임을 가지는 랙에 상기 자외선 램프가 설치된 것으로, 상기 자외선램프는 상기 반응조 처리수의 흐름 방향에 소정 각으로 기울어져 설치되되, 하단에서 상단으로 소정각으로 기울어져 설치된 제1 자외선램프; 상단에서 하단으로 상기 소정각으로 기울어져 설치되어 상기 제1 자외선램프와 상호 교차되어 설치되는 제2 자외선램프; 및, 상기 랙의 상단에 설치되어 상기 제1 및 제2 자외선램프에 전원을 공급하는 안정기를 구비함을 특징으로 한다.The subject matter of the present invention is that the ultraviolet lamp is installed in a rack having a rectangular parallelepiped frame that is installed in the treatment tank of the reactor in the sewage and water treatment system for sterilization using an ultraviolet lamp, The ultraviolet lamp is installed inclined at a predetermined angle in the flow direction of the reaction tank treatment water, the first ultraviolet lamp installed at an angle from the lower end to the upper end; A second ultraviolet lamp installed at an upper end inclined at the predetermined angle to cross the first ultraviolet lamp; And a ballast installed at an upper end of the rack to supply power to the first and second ultraviolet lamps.

4. 고안의 중요한 용도4. Important uses of the devise

상하수처리 시설에 이용된다.Used for water and sewage treatment facilities.

Description

상수 및 하수 처리 시스템에서의 자외선램프 설치 구조{Structure for UV lamp in water and wastewater treatment system}Structure for UV lamp installation in water and sewage treatment system

본 고안은 자외선(Ultraviolet ray)소독에 관한 것으로 특히, 상수처리시설이나 하수처리시설과 같은 수처리시설의 처리수 소독에 대해 자외선을 이용한 미생물 소독공정에 관한 것이다.The present invention relates to ultraviolet (Ultraviolet ray) disinfection, and more particularly to a microbial disinfection process using ultraviolet light for disinfection of water treatment facilities, such as water treatment plants and sewage treatment plants.

종래에는 차아염소산나트륨, 이산화염소 등 염소계 화합물이나 오존을 주입하여 강한 산화력을 바탕으로 미생물의 세포성분을 산화시키는 방법과 자외선을 이용하여 DNA의 염기 중 티민의 분자구조를 집중적으로 파괴하는 방법으로 미생물을 소독하는 기술이 개발되어 이용되었다. 상수처리의 경우 급수 말단까지 소독효과를 지속시키기 위해 주로 염소계화합물을 이용하여 잔류염소가 2mg/L가 유지되도록 하고 있으나, 하수처리에서는 별도의 소독처리를 갖추지 않고 하천에 방류하였다.Conventionally, microorganisms are oxidized by injecting chlorine-based compounds such as sodium hypochlorite and chlorine dioxide or ozone to oxidize cellular components of microorganisms based on strong oxidizing power, and by intensively destroying the molecular structure of thymine in the base of DNA using ultraviolet rays. A technique for disinfecting was developed and used. In the case of water treatment, residual chlorine was maintained at 2mg / L mainly using chlorine compounds to maintain disinfection effect to the end of water supply. However, in sewage treatment, it was discharged to the stream without additional disinfection treatment.

그러나, 2003년부터 하수처리 방류수에도 대장균군을 수질규제항목에 추가하여 소독 공정이 필요하게 됨에 따라 자외선 등을 이용한 소독 공정이 설치될 예정인데, 염소계 화합물은 그 잔류성에 의해 추가적인 탈염소 과정이 필요하며 오존은 상대적으로 고가의 운영비가 소요되므로 자외선을 이용한 소독 공정이 많이 설치될 것으로 판단된다.However, since the disinfection process is required to add E. coli group to the water quality control items in 2003, the disinfection process using ultraviolet rays will be installed in sewage treatment effluent. Chlorine-based compounds need additional dechlorination process due to their residuals. In addition, ozone requires relatively expensive operating costs, and thus, many ultraviolet disinfection processes will be installed.

자외선 살균 시스템에서 미생물에게 영향을 주는 인자로는 자외선램프에서 방사되는 자외선의 강도와 미생물과 자외선과의 접촉시간을 들 수 있다. 자외선 소독은 미생물 종류에 무관하고 자외선 강도에 비례하는 1차반응으로 인식되고 있다. (Water Research, 19, 1985, International Association Water Quality, Qualls, R. G., and Johnson, J. D., Modeling and Efficiency of Ultraviolet Disinfection Systems, 1039; J. Water Pollut. Control Fed., 59, 1987, Water Pollut. Control Fed., Scheible, O. K., Development of a Rationally Based Design Protocol for the UV Light Disinfection Process, 25; J. Water Pollut.Control Fed., 56, 1984, Water Pollut. Control Fed., Severin, B. F., Suidan, M. T., Rittmann, B. E., and Engelbrecht, R. S., Inactivation kinetics in a Flow-Through UV Reactor, 164).Factors affecting microorganisms in the UV sterilization system include the intensity of ultraviolet rays emitted from the UV lamp and the contact time between the microorganisms and the UV rays. Ultraviolet disinfection is recognized as a primary reaction that is independent of the type of microorganism and proportional to the intensity of the ultraviolet. (Water Research, 19, 1985, International Association Water Quality, Qualls, RG, and Johnson, JD, Modeling and Efficiency of Ultraviolet Disinfection Systems, 1039; J. Water Pollut.Control Fed., 59, 1987, Water Pollut.Control Fed ., Scheible, OK, Development of a Rationally Based Design Protocol for the UV Light Disinfection Process, 25; J. Water Pollut. Control Fed., 56, 1984, Water Pollut.Control Fed., Severin, BF, Suidan, MT, Rittmann, BE, and Engelbrecht, RS, Inactivation kinetics in a Flow-Through UV Reactor, 164).

그러므로, 소독 대상인 미생물은 자외선의 조사량(UV dosage : 이하 '자외선 조사량'이라 함)이 증가함에 따라 지수적으로 감소하게 되며 자외선의 조사량은 다음 식과 같이 표현된다.Therefore, the microorganism to be sterilized decreases exponentially as the irradiation amount of ultraviolet rays (UV dosage: hereinafter referred to as 'ultraviolet radiation dose') increases and the irradiation dose of ultraviolet rays is expressed by the following equation.

자외선 조사량(Dosage) = 자외선 강도(I) ×접촉시간(t)여기서 자외선 강도가 상수가 아닌 시간의 함수일 경우 다음 식과 같이 표현된다. 상기 수학식에서 'D'는 자외선 조사량을 나타내며, 'I'는 자외선 강도를 나타낸다.UV dose = ultraviolet intensity (I) × contact time (t) where ultraviolet intensity is a function of time, not a constant, is expressed as In the above equation, 'D' represents an ultraviolet irradiation amount, and 'I' represents an ultraviolet intensity.

자외선 소독공정에서 자외선램프의 강도는 램프 제작사와 램프에 공급되는 전압에 의해 거의 일정한 값으로 유지되기 때문에 자외선 조사량을 높이기 위해서는 접촉시간을 최대한 증가시켜야 한다. 특히 미생물의 DNA 중 티민이 시토신과 눌러 붙게 되어 복제가 불가능하게 된 후라도 일정 파장의 가시광선을 쬐면 회복 효소가 분비되어 손상된 DNA가 회복됨으로써 소독의 효과가 없어지므로 일정량 이상의 조사량 유지는 필수적인 공정 운영요소이며 이러한 적정 자외선 조사량은 미생물 종에 따라 다르다. 기존의 기술들은 자외선램프를 유입수 흐름 방향과 평행하게 설치하여 유입수 중 미생물을 자외선에 노출시킴으로써 소독 효과를 얻게 하는 공정이었다. 이는 소독공정에서 플러그(plug) 흐름을 유지하여 미생물과 자외선 간의 반응을 최대한 효율적으로 유지하기 위한 방법으로 실제 수리학적 측정에 의해 플러그 흐름이 생성됨을 확인할 수 있었다(J. Environ. Eng., 121, 1995, American Society of Civil Engineering, Blatchley, E. R. Ⅲ, Wood, W. L., and Schuerch, p., UV Pilot Testing: Intensity Distribution and Hydrodynamics, 3).In the UV disinfection process, the intensity of the UV lamp is maintained at almost constant value by the lamp manufacturer and the voltage supplied to the lamp. Therefore, the contact time should be increased as much as possible to increase the UV irradiation amount. In particular, even after thymine is stuck to cytosine in the microbial DNA and replication becomes impossible, even if a certain wavelength of visible light is exposed, recovery enzyme is secreted and damaged DNA is recovered so that the effect of disinfection is lost. And the appropriate dose of UV radiation depends on the microbial species. Existing technologies have been used to install UV lamps in parallel with the influent flow direction to achieve disinfection by exposing microorganisms in the influent to ultraviolet light. This is a method for maintaining the plug flow in the disinfection process to maintain the reaction between the microorganism and the ultraviolet rays as efficiently as possible to confirm that the plug flow is generated by the actual hydraulic measurement (J. Environ. Eng., 121, 1995, American Society of Civil Engineering, Blatchley, ER III, Wood, WL, and Schuerch, p., UV Pilot Testing: Intensity Distribution and Hydrodynamics, 3).

그러나, 이러한 UV system은 UV lamp 표면에 전단력(shear stress)을 일으키는 경계층(boundary layer)을 넓게 형성하여 대부분의 유입수가 자외선램프 표면으로부터 멀리 떨어진 곳에서 빠른 유속으로 통과되는 단점이 있었고, 유속이 느린 경우 경계층이 두꺼워지는 효과는 더욱 증대되었다(J. Environ. Eng., 123, 1997, American Society of Civil Engneering, Iranpour, R., UV Pilot Testing: Intensity Distribution and Hydrodynamics, 5).However, such a UV system has a disadvantage in that a wider boundary layer is formed on the surface of the UV lamp to cause shear stress, so that most of the inflow water passes at a high velocity away from the surface of the UV lamp. In this case, the thickening of the boundary layer was further enhanced (J. Environ. Eng., 123, 1997, American Society of Civil Engneering, Iranpour, R., UV Pilot Testing: Intensity Distribution and Hydrodynamics, 5).

자외선램프에서 방사되는 자외선은 대상 매체의 투과도와 불순물의 유무에 영향을 받으며, 자외선의 강도는 투과도가 높고 불순물이 없을수록 높게 유지되며 사방으로 전파된다. 따라서 동일한 매체에 자외선이 방사될 때 자외선램프에 가까울수록 높은 강도의 자외선이 조사되기 때문에 자외선램프 주변에 경계층이 형성되어 대부분의 유입수가 자외선램프에서 멀어지는 경우에는 높은 강도의 자외선 조사가 불가능해진다. 또한 일정 유량의 유입수가 소독반응조를 통과하는 경우 자외선램프가 차지하는 면적 외에도 경계층의 두께에 따라 반응조의 유효 단면적이 감소하여 실제 반응조 접촉시간은 경계층의 두께에 반비례하게 된다(Water Environment Research, 71, 1, 1999, Water Environment Federation, Iranpour, R., Garnas, G., Moghaddam, O., Taebi, A., Hydraulic Effects on Ultraviolet Disinfection: Modification of Reactor Design, 114).Ultraviolet rays emitted from UV lamps are affected by the permeability of the target medium and the presence or absence of impurities, and the intensity of UV rays is high as the transmittance is high and no impurities are maintained and propagated in all directions. Therefore, when ultraviolet rays are radiated to the same medium, the higher intensity ultraviolet rays are irradiated closer to the ultraviolet lamps, so that a boundary layer is formed around the ultraviolet lamps, so that most of the inflow water is far from the ultraviolet lamps. In addition, when the inflow water flows through the disinfection reactor, the effective cross-sectional area of the reactor decreases depending on the thickness of the boundary layer in addition to the area occupied by the UV lamp, and the actual reaction time of the reactor is inversely proportional to the thickness of the boundary layer (Water Environment Research, 71, 1). , 1999, Water Environment Federation, Iranpour, R., Garnas, G., Moghaddam, O., Taebi, A., Hydraulic Effects on Ultraviolet Disinfection: Modification of Reactor Design, 114).

하수처리시설에서 소독 대상 미생물은 단일 개체로 존재하는 경우보다 플록(floc)을 이루어 부유물질에 붙어있는 경우가 더 많다. 그러므로 부유물질이 많은 유입수에 대해 자외선소독공정 적용시 강도가 높은 자외선램프 표면에서 층류가 형성될 경우 플록의 회전이 거의 없이 소독 공정이 이루어지기 때문에 플록에 존재하는 미생물이 골고루 자외선에 조사되지 않아 소독효과는 저감된다. 이를 보완하기 위해 유입수 흐름 방향에 수직으로 자외선램프를 설치하여 소독하는 공정이 개발되었다. 수직으로 자외선램프를 배열할 경우 자외선램프 표면에서의 층류 형성을 억제하고 경계층의 두께를 최소한으로 줄일 수 있어 소독 반응조의 유효단면적을 증가시키는 효과를 얻을 수 있으나, 유입수 흐름 방향과 수직으로 배열되어 있기 때문에 유입수가 자외선램프를 거치고 지나가는 접촉시간이 유입수 흐름방향에 평행하게 배열할 경우에 비해 확연하게 줄어들게 되는 단점이 있다.In sewage treatment plants, the microorganisms to be disinfected are more likely to floc and adhere to suspended solids than are single individuals. Therefore, if laminar flow is formed on the surface of high intensity UV lamp for the influent with a lot of suspended solids, the disinfection process is performed with little rotation of the floc, so the microorganisms in the floc are not evenly irradiated with UV rays. The effect is reduced. To compensate for this, a process of disinfecting by installing UV lamps perpendicular to the influent flow direction has been developed. When the UV lamps are arranged vertically, it is possible to suppress the laminar flow formation on the surface of the UV lamps and to reduce the thickness of the boundary layer to the minimum, thereby increasing the effective cross-sectional area of the disinfection tank, but they are arranged perpendicular to the inflow flow direction. As a result, the contact time passing through the UV lamp is significantly reduced compared to the case in which the influent flows in parallel with the influent flow direction.

그리고, 자외선램프를 유입수의 흐름 방향과 수평으로 배열하게 되면 유속이 증가하게 되어 소독 효율이 떨어지는 단점이 있다.In addition, when the UV lamp is arranged horizontally with the flow direction of the inflow water, the flow rate is increased and the disinfection efficiency is lowered.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 목적은 자외선램프 표면의 경계층 형성을 최소화하여 층류 발생을 억제하고, 램프 주변에서 난류를 발생하여 대상 미생물에 대해 골고루 자외선이 조사되도록 하며, 유효단면적을 최대한 넓게 확보하여 장시간동안 자외선이 조사되도록 시스템을 고안하여 보다 효과적으로 미생물을 소독하는 방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to minimize the formation of the boundary layer of the UV lamp surface to suppress laminar flow, to generate turbulence around the lamp so that the ultraviolet light is evenly distributed to the target microorganisms, and the effective cross-sectional area is as wide as possible It is to provide a method for disinfecting microorganisms more effectively by designing a system so that ultraviolet light is irradiated for a long time by securing.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 자외선램프의 설치를 나타낸 간략 측면도이다.1 is a simplified side view showing the installation of an ultraviolet lamp according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 자외선램프의 조사량 설명을 위한 도면이다.2 is a view for explaining the radiation dose of the ultraviolet lamp according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 제1 자외선램프 20 : 제2 자외선램프10: first ultraviolet lamp 20: second ultraviolet lamp

30 : 안정기 40 : 랙30: ballast 40: rack

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 자외선 램프를 이용하여 살균을 수행하는 하수 및 상수처리 시스템의 자외선램프 설치 구조에 있어서, 반응조의 처리수에 잠겨 설치되는 직육면체 모양의 프레임을 가지는 랙(40)에 상기 자외선 램프가 설치된 것으로, 상기 자외선램프는 상기 반응조 처리수의 흐름 방향에 소정 각으로 기울어져 설치되되, 하단에서 상단으로 소정각으로 기울어져 설치된 제1 자외선램프; 상단에서 하단으로 상기 소정각으로 기울어져 설치되어 상기 제1 자외선램프와 상호 교차되어 설치되는 제2 자외선램프; 및, 상기 랙(40)의 상단에 설치되어 상기 제1 및 제2 자외선램프에 전원을 공급하는 안정기를 구비함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the ultraviolet lamp installation structure of the sewage and water treatment system using the ultraviolet lamp sterilization, rack 40 having a rectangular parallelepiped frame that is installed submerged in the treated water of the reaction tank The ultraviolet lamp is installed in the, the ultraviolet lamp is installed inclined at a predetermined angle in the flow direction of the reaction tank treatment water, the first ultraviolet lamp installed at a predetermined angle from the lower end to the upper end; A second ultraviolet lamp installed at an upper end inclined at the predetermined angle to cross the first ultraviolet lamp; And a ballast installed at an upper end of the rack 40 to supply power to the first and second ultraviolet lamps.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 자외선램프의 설치를 나타낸 간략 측면도이고, 도 2는 본 고안의 실시예에 따른 자외선램프의 조사량 설명을 위한 도면이다.1 is a simplified side view showing the installation of an ultraviolet lamp according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining the radiation dose of the ultraviolet lamp according to an embodiment of the present invention.

종전의 기술과는 달리 자외선램프(10, 20)의 배열을 유입수의 흐름 방향에 평행하게 설치하지 않고 소정각으로 기울어지게 설치하여 소독을 실시하게 된다. 자외선 조사량은 자외선램프(10, 20)의 강도와 접촉시간에 비례하므로 램프를 이와 같이 유입수 흐름 방향에 기울어지게 설치할 경우, 자외선램프(10, 20)로부터 같은 거리에 떨어진 소독 대상 미생물에 대해 자외선 강도가 증가하는 효과를 얻을 수 있고 자외선램프와의 접촉시간 역시 기존에 램프를 수직으로 세웠던 것보다 증가하게 된다.Unlike the prior art, the array of ultraviolet lamps 10 and 20 is inclined at a predetermined angle without being installed in parallel with the flow direction of the inflow water to disinfect. Since the amount of ultraviolet radiation is proportional to the intensity and contact time of the ultraviolet lamps 10 and 20, when the lamp is inclined in the inflow direction, the ultraviolet light intensity of the microorganisms sterilized at the same distance from the ultraviolet lamps 10 and 20 is the same. The effect of increasing the time and the contact time with the UV lamp is also increased compared to the conventional vertical lamp.

즉, 도2에서와 같이 ① 자외선램프에 접근하는 부분, ② 자외선램프 표면을 지나는 부분, ③ 소정각 기울였을 때만 자외선램프 표면을 지나는 부분, ④ 자외선램프에서 멀어지는 부분의 4단계로 나누어 고찰해 볼 수 있는데, 자외선램프에서 조사되는 자외선 강도는 Lambert-Beer의 법칙에 따라 다음 식으로 표현된다.That is, as shown in Fig. 2, the part that approaches the UV lamp, ② the part that passes the surface of the UV lamp, ③ the part that passes the UV lamp surface only when tilted at a predetermined angle, and ④ the part away from the UV lamp The ultraviolet intensity irradiated from the ultraviolet lamp is expressed by the following equation according to Lambert-Beer's law.

상기 수학식에서 'Iout'은 일정 거리 x만큼 떨어진 곳에서의 자외선 강도를 나타내며,In the above equation, 'I out ' represents ultraviolet intensity at a distance x apart,

'Iin'은 자외선램프(10, 20) 표면에서의 자외선 강도를 나타내고,'I in ' represents the intensity of ultraviolet rays on the surface of the ultraviolet lamps 10 and 20,

'k'는 비례상수를 나타내며,'k' represents proportional constant,

'x'는 자외선램프(10, 20)와 떨어진 거리를 나타낸다.'x' represents a distance away from the ultraviolet lamps 10 and 20.

상기 수학식에서 자외선 강도는 자외선램프(10, 20)에서 점차 멀어질수록 중간 매질에 의한 흡수, 산란, 반사 작용으로 점차 약해지는 것을 알 수 있다.In the above equation, it can be seen that the UV intensity gradually weakens due to absorption, scattering, and reflection by an intermediate medium as the UV intensity increases from the UV lamps 10 and 20.

상기 수학식을 바탕으로 ① 일정거리 X만큼 자외선램프(10, 20)에서 떨어진 곳에서 자외선램프(10, 20)에 접근할 때의 강도, 접촉시간 및 dosage는 다음 식으로 표현된다.Based on the above equation, ① intensity, contact time and dosage when approaching the ultraviolet lamps 10 and 20 at a distance X away from the ultraviolet lamps 10 and 20 are expressed by the following equation.

상기 수학식에서 'I1'은 유입수의 흐름 방향에 수직으로 자외선램프(10, 20)를 설치하였을 경우 x만큼 떨어진 거리에서의 자외선 강도를 나타내며,'I2'는 유입수의 흐름 방향에 θ만큼 기울여지게 자외선램프(10, 20)를 설치하였을 경우 x만큼 떨어진 거리에서의 자외선 강도를 나타낸다.'Io'는 자외선램프(10, 20) 표면에서의 자외선 강도를 나타내고,'D1'은 유입수의 흐름 방향에 수직으로 자외선램프(10, 20)를 설치하였을 경우 자외선 조사량을 나타내며,'D2'는 유입수의 흐름 방향에 θ만큼 기울여지게 자외선램프(10, 20)를 설치하였을 경우 자외선 조사량을 나타낸다.'k'는 비례상수를 나타내며,'x'는 유입수의 흐름방향으로 자외선램프(10, 20)와 떨어진 거리를 나타내며 거리이므로 |x|를 적용하고,'v'는 유속을 나타낸다.자외선램프(10, 20)를 기울여 설치할 경우 0o< θ<90o이므로 0<sin θ<1이 되어 dosage가 증가됨을 알 수 있다.② 자외선램프(10, 20) 표면을 지나는 부분의 강도, 접촉시간 및 dosage는 다음 식으로 표현된다. In the above equation, 'I 1 ' represents UV intensity at a distance separated by x when UV lamps 10 and 20 are installed perpendicular to the inflow direction, and 'I 2 ' is inclined by θ in the inflow direction. When the fork ultraviolet lamps 10 and 20 are installed, the UV intensity at a distance separated by x is represented. 'I o ' represents the ultraviolet intensity at the surface of the UV lamps 10 and 20, and 'D 1 ' represents the influent water. When the ultraviolet lamps 10 and 20 are installed perpendicular to the flow direction, the ultraviolet irradiation amount is indicated, and 'D 2 ' indicates the ultraviolet irradiation dose when the ultraviolet lamps 10 and 20 are installed to be inclined by θ in the inflow direction. 'k' represents the proportionality constant, 'x' represents the distance away from the UV lamps 10 and 20 in the direction of the influent flow, so | x | is applied, and 'v' represents the flow rate. When tilting (10, 20) for installation 0 o <θ <90 o so 0 <sin θ <1 is the dosage it can be seen that the increased .② ultraviolet lamp (10, 20) intensity, the contact time and the dosage of the portion that passes through the surface is expressed by the following equation.

상기 수학식에서 'd'는 자외선램프(10, 20)의 직경을 나타낸다.'D' in the above equation represents the diameter of the ultraviolet lamp (10, 20).

③ 소정각 기울였을 때만 자외선램프(10, 20) 표면을 지나는 경우 일정거리 X만큼 자외선램프(10, 20)에서 떨어진 곳에서 자외선램프(10, 20)에서 멀어질 때의 강도, 접촉시간 및 dosage는 다음 식으로 표현된다.③ When passing the surface of the UV lamps 10 and 20 only when the predetermined angle is inclined, the intensity, contact time and dosage when the UV lamps 10 and 20 are separated from the UV lamps 10 and 20 by a certain distance X. Is expressed by the following equation.

자외선램프(10, 20)를 기울여 설치할 경우 0o<θ<90o이므로 0<sinθ<1이 되어 dosage가 증가됨을 알 수 있다.When the UV lamps 10 and 20 are installed at an inclined angle, since 0 o <θ <90 o , the dosage is increased to 0 <sinθ <1.

④ 자외선램프에서 멀어지는 부분에서의 강도, 접촉시간 및 dosage는 다음 식으로 표현된다.④ Intensity, contact time and dosage in the part far away from UV lamp are expressed by the following formula.

자외선램프(10, 20)를 기울여 설치할 경우 0o<θ<90o이므로 0<sinθ<1이 되어 dosage가 증가됨을 알 수 있다. When the UV lamps 10 and 20 are installed at an inclined angle, since 0 o <θ <90 o , the dosage is increased to 0 <sinθ <1.

그러므로, 미생물 소독에 영향을 미치는 자외선 조사량의 차는 각 구간에서 구한 조사량 만큼이며 다음과 같이 표현될 수 있다.Therefore, the difference in the amount of ultraviolet radiation that affects microbial disinfection is as much as the dose obtained in each section and can be expressed as follows.

따라서, 램프의 직경과 유속 등을 고려하여 상기 수학식의 값이 최대값이 되는 각으로 자외선램프(10, 20)를 설치하게 되면 최적의 소독 효율을 얻을 수 있는 장점이 있다.Therefore, when the UV lamps 10 and 20 are installed at angles in which the value of the above equation becomes the maximum value in consideration of the diameter and the flow rate of the lamp, there is an advantage that an optimum disinfection efficiency can be obtained.

한편, 도1에서와 같이 자외선램프(10, 20)를 랙(40, rack)안에 고정하여 설치하도록 하여 램프 고장시 반응조의 운전을 정지하고 램프를 교체했던 것과는 달리 랙(40)을 수직으로 들어 올려 손쉽게 램프를 교체할 수 있는 장점이 있으며 안정기(30)를 랙(40) 위에 설치하여 별도의 안정기(30) 공간이 불필요하게 됨에 따라소독 공정이 이루어지는 현장에서 안정기(30)의 조작 및 유지관리가 가능하다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the ultraviolet lamps 10 and 20 are fixed in the racks 40 and racks so that the racks 40 are vertically lifted, unlike the operation of the reactor when the lamp is broken and the lamps are replaced. There is an advantage that the lamp can be easily replaced, and the ballast 30 is installed on the rack 40 so that a separate ballast 30 becomes unnecessary, and thus the operation and maintenance of the ballast 30 is performed at the site where the sterilization process is performed. Is possible.

상기와 같이 본 고안은 자외선소독용 램프를 유입수의 흐름방향에 소정각으로 기울여 설치함으로써, 자외선램프(10, 20) 표면의 경계층 형성을 최소화하여 층류 발생을 억제하고, 램프 주변에서 난류를 발생하여 대상 미생물에 대해 골고루 자외선이 조사되도록 하며, 유효 단면적을 최대한 넓게 확보하여 장시간동안 자외선이 조사되도록 하는 장점이 있다.As described above, the present invention is installed by tilting the UV disinfection lamp at a predetermined angle in the flow direction of the inflow water, thereby minimizing the formation of boundary layers on the surfaces of the UV lamps 10 and 20 to suppress laminar flow and generate turbulence around the lamp. Ultraviolet rays are uniformly irradiated to the target microorganisms, and the effective cross-sectional area is secured to the widest possible, and thus ultraviolet rays are radiated for a long time.

Claims (2)

자외선 램프를 이용하여 살균을 수행하는 상수 및 하수 처리 시스템의 자외선램프(10, 20) 설치 구조에 있어서,In the structure of the installation of the ultraviolet lamps 10, 20 of the constant and sewage treatment system for sterilization using the ultraviolet lamp, 반응조의 처리수에 잠겨 설치되는 직육면체 모양의 프레임을 가지는 랙(40)에 상기 자외선 램프가 설치된 것으로, 상기 자외선램프(10, 20)는 상기 반응조 처리수의 흐름 방향에 소정 각으로 기울어져 설치되되, 하단에서 상단으로 소정각으로 기울어져 설치된 제1 자외선램프(10, 20);The ultraviolet lamp is installed in a rack 40 having a rectangular parallelepiped frame that is immersed in the treated water of the reactor, and the ultraviolet lamps 10 and 20 are inclined at a predetermined angle in the flow direction of the reactor treated water. First ultraviolet lamps 10 and 20 installed at an angle from a lower end to an upper end; 상단에서 하단으로 상기 소정각으로 기울어져 설치되어 상기 제1 자외선램프(10, 20)와 상호 교차되어 설치되는 제2 자외선램프(10, 20); 및,A second ultraviolet lamp (10, 20) installed at an angle from the upper end to the predetermined angle so as to intersect with the first ultraviolet lamp (10, 20); And, 상기 랙(40)의 상단에 설치되어 상기 제1 및 제2 자외선램프(10, 20)에 전원을 공급하는 안정기(30)를 구비함을 특징으로 하는 상수 및 하수 처리 시스템에서의 자외선램프 설치 구조.UV lamp installation structure in the constant and sewage treatment system, characterized in that provided on the top of the rack 40 is provided with a ballast 30 for supplying power to the first and second ultraviolet lamps (10, 20) . 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 소정각은 하기 수학식을 최대값으로 하는 각임을 특징으로 하는 상수 및 하수 처리 시스템에서의 자외선램프 설치 구조.The predetermined angle is an ultraviolet lamp installation structure in a constant and sewage treatment system, characterized in that the angle to the maximum value of the following equation. D1: 유입수 흐름 방향에 수직으로 자외선램프가 설치된 경우 자외선 조사량D 1 : UV irradiation dose when UV lamp is installed perpendicular to the influent flow direction D2: 유입수 흐름 방향에 θ만큼 기울여 자외선램프(10, 20)를 설치하였을 경우 자외선 조사량D 2 : UV irradiation amount when UV lamps 10 and 20 are installed inclined by θ in the influent flow direction v : 유속 k : 비례상수v: flow rate k: proportionality constant d : 자외선램프(10, 20)의 직경d: diameter of ultraviolet lamps 10 and 20
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