KR200328682Y1 - 무동력일체형자동정수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 간이상수도용 무동력 일체형 자동 정수장치에 관한 것으로, 기존의 침전조와 여과조, 물탱크가 분리되어 있던 장치나 전력방식에 의한 장치에 비해 무동력 일체형으로 설계함으로써 설치공간을 줄이고, 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.

기존 농어촌에서 생활용수로 사용되는 간이상수도는 계곡수 혹은 지하수를 사용하는데, 계곡수인 경우 정수장치의 구성이 침전조, 여과조, 물탱크가 분리되어 설치공간을 많이 차지하고 설치비용 또한 비싸 큰 부담으로 작용했다. 이에 수많은 농어촌 주민들은 어쩔 수 없이 질 낮은 물을 공급 받아온게 현 실정이다. 이에 침전조와 여과조, 물탱크를 일체형으로 만들어서 설치공간과 비용을 줄이고 기존의 동력을 이용한 응집제 혼화 응집시설 대신에 유입원수가 갖는 자체의 위치에너지를 이용한 응집제 주입기와 와류를 발생시킬 수 있는 무동력 혼화 응집장치를 갖춤으로써 농어촌에서 보다 저렴하고 높은 정수효율의 맑은 물을 공급 시킬 수 있는 정수장치에 관한 것이다.

Description

무동력 일체형 자동 정수처리 장치 {needless power all in one self purifying device}

본 고안은 간이 상수도 정수 처리장치에 관한 것으로 특히 농어촌에서 생활용수로 사용되고 있는 지하수와 산간 계곡수에 무동력으로 응집제 주입, 침전, 여과, 배수탱크의 역할을 동시에 할 수 있는 일체형 간이상수도 정수장치에 관한 것이다.

현재 사용되는 간이 상수도는 계곡수와 지하수가 주를 이루고 있으며, 계곡수를 사용하는 간이 상수도는 역세척 기능, 응집ㆍ침전 기능이 없는 원시적인 여과장치 만으로 낙엽 및 곤충류만 걸러 상수도로 사용하고 있는 실정이며 우기시 흙탕물이 유입되면 탁도가 심해져 각 가정에서는 며칠간 이물질을 가라앉혀 상등수만 식수로 이용하고 있는 실정이다.

그러므로 계곡수의 사용은 지하수로 대체 되어 왔으며 그 수가 점차 늘어가고 있는 실정이며 지하수 또한 분별없는 개발로 점차 오염도가 심화되어 농어촌 지역에서는 지하수마저 음용수로 사용치 못하는 경우가 빈번히 발생하고 있다.

이에 본기기는 각 농어촌 단위 마을의 물탱크 소요면적에 무동력 응집, 침전 여과 및 저장 기능을 모두 갖춘 계곡수용 일체형 자동 정수 처리 장치와, 응집 및 침전 기능이 필요없는 지하수용 일체형 고도 정수 처리 장치를 제안하고자 한다.

도면1. 본 고안의 정수 처리장치 구성도

도면2. 침전조 입체도

도면3. 혼화 응집조 입체도

도면4. 여과조 입체도

도면5. 물탱크 입체도

도면6. 지하수용 정수 처리장치

도면7. 본 고안의 정수 처리장치 입체도

※ 도면의 주요부분 설명

① 원수 유입관, ② 무동력 응집제 주입기, ①-1 착수관, ③ 혼화실, ③-1 제1응집실, ③-2 제2응집실, ④ 침전실, ④-1 Trough, ⑤ 여과조 유입관, ⑤-1 여과사, ⑤-2 여과자갈, ⑤-3 정수 유도관, ⑥ Strainer, ⑦ 역세척수 저장조, ⑧지지 Pipe, ⑧-1 Overflow관, ⑧-2 Drain관, ⑨ Overflow유출구, ⑩ Airvent관, ⑪ 슬러지 배출관, ⑫ 역세척 Pit, ⑫-1 바램밸브, ⑬ Pilot관, ⑭ Syphone관, ⑭-1 Syphone break관, ⑮ 송수관

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

위와 같이 구성된 본 기기는 계곡수 또는 표류수(지표수)를 사용하는 간이 상수도용으로 콜로이드 입자상의 탁질을 제거하는 침전, 여과, 물탱크 기능의 정수장치로서 취수원인 계곡수가 부유물과 함께 ① 원수 유입관으로 유입되면 원수 유입관에 설치된 ② 응집제 주입기에서 유량에 비례하여 응집제가 주입되어 자동 희석되면서 ①-1 착수관을 통해 침전조의 ③ 혼화실로 원수가 유입된다.

침전조로 유입된 원수는 ③ 혼화실에서 응집제와 콜로이드 입자상의 탁질구성물질이 혼화된 후 ③-1, ③-2 응집실을 통과하면서 플럭(floc)은 가라앉고 상등수는 ④-1 트러프(trough)를 거쳐 ⑤ 여과조 유입관을 통해 여과조(도면4)로 유입된다.

이때 원수 유입관에 혼입 되어지는 응집제와 원수는 1차 교반되고, 혼화실 내부의 ①-1 착수관 끝단에서 유출되어 급격한 와류를 형성하면서 2차 교반되어 혼화실 상부에 위치한 90˚굽어진 노즐에 의해 일정한 방향으로 회전하면서 ③-1 제1응집실로 유출되고, 같은 방향으로 회전하면서 하강하여 응집실 하단에 위치한 같은 모양(90˚곡관)의 노즐에 의해 반대 방향으로 회전하면서 ③-2 제2응집실로 유출된다. 제2응집실에서 반대 방향으로 회전 상승하는 원수는 그 상단에 위치한 같은 모양(90˚곡관)의 노즐에 의해 다시 반대방향으로 침전실로 유출된다.

이 과정을 거치는 동안 수류의 흐름에 의해 플럭(floc)의 형성이 좋아지며 침전실에서의 침전효과를 증대 시킬 수 있다.

여과조로 유입된 물은 세사, 중사, 왕사, 소자갈, 중자갈, 대자갈로 이루어진 ⑤-1, ⑤-2 여과층을 통과하면서 여과된 후 집수판에 부착된 ⑥ Strainer를 통과하여 ⑤-3 정수 유도관을 통해 ⑦ 역세척수 저장조를 채우고난 후 배수탱크(도면5)에 저장되며 수요에 따라 ⑮ 송수관을 통해 각 가정으로 송수되는 것이다.

배수탱크 내부는 중앙에 침전조를 지지하기 위한 ⑧ Pipe가 있으며 이 Pipe의 상단에는 ⑨ Overflow 유입구와 ⑩ Airvent관이 연결되는 구조로 되어 있고. 하단부에는 Overflow 되는 정수가 밖으로 유출될수 있도록 물탱크의 외부로 연결되어 ⑧-1 Overflow관이 위치하고 물탱크 바닥에서 연결된 ⑧-2 Drain 관과 연결되어 하나의 배관으로 배출되는 간단한 구조이다.

한편 침전실에 가라앉은 플럭(floc)은 ⑪ 슬러지 배출관을 통해 2~3일에 1회 수동으로 배출되게 되며, 여과조(도면4)를 통과하면서 걸러진 이물질이 여과층에 누적되면 여과 능력이 떨어지면서 손실수두가 높아지게 되고 침전조 트러프의 수위가 상승하게 되며 결국 상등수의 일부는 ⑬ Pilot관을 통해 ⑫ 역세척 Pit로 유입되게 된다. 역세척 Pit가 만수가 되면 ⑫-1 바램밸브가 작동하게 되어 여과시 점차 압축된 ⑭ Syphone관 내부의 공기를 배출하게 되고 내부 공기압이 대기압 상태가 되면서 여과조로 유입되는 상등수는 수압차에 의하여 ⑭ Syphone관을 흘러내리면서 역세척이 이루어진다. 이때 ⑦ 역세척 저장조에 있던 역세척수는 여과시와 반대로⑤-3 정수 유도관을 통하여 역으로 내려와서 ⑥ Strainer를 통하여 여과층을 씻어내면서 ⑭ Syphone관으로 배출된다. 역세척수 저장조 수위가 점점 낮아져서 ⑭-1 Syphone Break관 하단까지 낮아지면 ⑭ Syphone 최상부 곡관 부위에 공기를 유입시켜 역세척을 중단시키며 이 시점부터 다시 여과가 진행된다.

또한 지하수를 이용하는 간이 상수도용으로서 응집제 주입기와 침전조가 필요없는 정수장치(도면6)는 상기 계곡수용의 정수장치에서 응집제 주입기와 침전조가 없고 여과조의 여과층을 지하수의 수질에 따라 망간, 철 등 금속이온 물질의 제거 목적에는 여과사리층(자갈) 상부에 제철, 제망간사(ferox)를 포설 사용하고 색도, 맛, 미세탁도 등을 제거할 목적으로는 입상 활성탄 또는 안트라사이트 등을 포설하여 사용함으로써 고도 정수처리 기능을 갖출 수 있다.

본 고안은 무동력으로 유량 비례 응집제 주입 및 그동안 분리형으로 설치되었던 침전조, 여과조, 물탱크를 하나의 몸체에 통합하여 설치한 것과 혼화 응집실에서 물의 흐름에 방향을 줘서 와류를 일으켜서 교반기의 역할을 추가한 것이 특징이다.

본 기기는 종래 전력 방식의 설비나 분리형 장치에 비해 유지 및 개ㆍ보수 비용이 저렴하여 비싼 전기 요금과 설치 비용으로 인해 맑은 물을 공급받지 못하는 농어촌 지역에 아주 유용할 것이다.

또한 분리형 기기는 넓은 설치 장소를 필요로 하나 본 기기는 좁은 공간에서도 유용하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 상수도용으로 취수된 계곡수 및 지하수를 유도하는 원수유입관 및 착수관, 혼화실 및 응집실을 갖춘 침전조, 이물질을 여과하는 여과조 및 역세장치, 정수를 저수하는 물탱크를 포함하는 정수장치에 있어서 침전조, 여과조, 물탱크를 하나의 몸체로 이루어진것을 특징으로 하는 무동력일체형자동정수처리장치
2. 제 1항에 있어서 상기 원수유입관에 설치하여, 유입되는 원수의 유량에 비례하여 주입량을 조절할수 있는 무동력응집제 주입기를 포함한 무동력일체형자동정수처리장치
3. 제 1항에 있어서 혼화실 및 응집실을 갖춘 침전조는 상기 착수관을 통해 유입된 원수가 혼화실 상부에 위치한 90°굽어진 수개의 노즐에 의해 일정한 방향으로 유속을 갖고 응집실로 유출되며 제1응집실 하부와 제2응집실 상부에 같은 구조의 90°굽어진 수개의 노즐을 구비한 혼화실 및 응집실을 갖춘 침전조를 포함한 무동력일체형자동정수처리장치
4. 제 1항에 있어서 물탱크는 중앙에 침전조를 지지하기 위한 Pipe가 설치되며 이 지지 Pipe상단에 Overflow유입구와 Airvent관이 연결되는 구조이고 이 지지 Pipe 하단부에 연결된 Overflow유출배관은 물탱크 바닥에 설치된 Drain배관과 연결되어 있는 구조의 물탱크를 포함한 무동력일체형자동정수처리장치