KR20040054833A - 직수형 나노여과 가정용 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수기의 주여과부 필터로 나노여과막 필터를 사용하고 저장조 없이 정수된 물을 그대로 취수하여 음용할 수 있는 구조의 직수형 가정용 정수기에 관한 것이다.
역삼투막 등을 이용한 기존의 정수 방식은 정제수의 수질은 양호하나 유량이 적어서 별도의 저장조를 채용해야 되기 때문에 장기간 저장에 따라 미생물에 의한 2차 오염의 우려가 있고 정수기의 용량을 증대시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 일 방법으로 정수기의 정수시스템 중에서 주여과부 필터로 대략 0.1∼10nm 크기의 공극을 지닌 나노여과막 필터를 사용하는 것을 특징으로 한 직수형 가정용 정수기를 제안한다.
Description
본 발명은 직수형 나노여과 가정용 정수기에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는, 정수된 물을 저장조에 저장하여 사용시 취수하여 음용하는 종래의 정수기 구조와 달리 저장조가 없는 정수기에서 정수된 물을 그대로 취수하여 음용하는방식의 직수형 정수기에 관한 것이다.
산업화의 진전에 따라 수질오염과 이에 따른 수자원 부족이 심각한 문제로 떠오르고 있다. 산업구조가 고도화되고 인구 증가, 생활 수준의 향상 등으로 인해 보다 양질의 용수에 대한 요구 및 수요가 급증하고 있는 반면, 생활오수가 산업폐수 등으로 인한 수질오염은 갈수록 심각해져 오히려 사용 가능한 물은 더욱 부족해 지고 있는 실정이다. 한정된 수자원을 효율적으로 활용하기 위해서는 오염의 원천 방지와 공급수의 정수 후 사용이 필수적이다.
기존의 정수기들은 필터의 종류에 따라 여러가지 정수 방식을 취하고 있으나, 분리막을 이용한 정수방식이 세균, 중금속 등과 같은 미세물질까지 제거할 수 있기 때문에 가장 효과적인 방식으로 평가되고 있다.
정수기에 채용되고 있는 분리막으로는 한외여과막, 나노여과막, 역삼투막 등이 대표적으로 알려져 있다. 그 중에서 한외여과막은 주로 콜로이드입자 크기의 물질을 제거하는데 사용되는 막으로서 나노여과막이나 역삼투막보다 공극이 크기 때문에 유량이 많다는 장점은 있으나 세균이나 중금속 같은 미세물질까지 제거하는데에는 한계가 있다.
한편, 역삼투막은 세균이나 중금속과 같은 미세물질을 거의 제거할 수 있기 때문에 최근들어 정수기에 많이 채용되고 있는 막으로서, 이를 채용한 선행 기술로 USP 4,626,346, USP 6,190,558 등 다수가 공지되어 있는 실정이다. 그러나 이러한 역삼투막은 유량이 부족하기 때문에 이를 채용한 정수기들은 대부분 저장조를 장착하여 정수된 물을 저장해서 취수하는 방식을 채택하고 있다. 따라서 역삼투막을채용한 정수기들은 저장조를 장착함에 따라 정수기 부피가 증가되는 구조적인 문제점과 함께 장시간 보존에 의해 미생물이 증식하는 등의 2차오염의 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 세균이나 중금속과 같은 오염물질을 대부분 제거하면서도 저장조가 없는 정수기에서 정수된 물을 곧바로 취수할 수 있는 구조의 직수형 정수기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정수기의 정수 시스템을 보인 공정 개략도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 수도수 배관 2 : 급수 밸브
3 : 급수 배관 4 : 전처리 여과필터
5 : 가압펌프 6 : 전처리 카본필터
7 : 나노 여과막필터 8 : 역류방지 밸브
9 : 후처리 카본필터 10 : 정수취수밸브
11 : 유량제어 밸브 12 : 정수배관
13 : 농축수 배관
본 발명은 상기 목적을 달성하는 일 방법으로, 전처리 여과필터 및 전처리 카본필터로 구성된 전처리 여과부, 주여과부 필터 및 후처리 여과부 필터를 정수 시스템으로 채용하는 정수기에 있어서, 주여과부 필터로 적정수준의 유량을 갖는 나노여과막을 사용하는 것을 특징으로 하는 직수형 나노여과 가정용 정수기를 제시한다.
본 발명에 사용되는 나노여과막은 공극크기(pore size)가 대략 0.1∼10nm 범위의 것이 적합하며, 이는 대략 역삼투막과 한외여과막의 중간 크기의 범위에 해당되는 크기로서, 이를 사용해 정수하는 경우 인체에 무해한 1가 이온은 일부만 선택적으로 투과시키는 한편 다가 이온이나 저분자 유기물, 세균 등은 거의 분리 제거할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 즉, 나노여과막은 역삼투막에 비해 공극이 크기 때문에 가압펌프의 압력이나 모듈의 유효막 면적을 조절하면 정수 취수밸브에서 곧바로 취수할 수 있는 정도의 유량을 얻을 수 있으며, 또한 한외여과막과 같이 공극크기에 의한 체거름(sieve) 효과 외에 막 표면에서 이온과의 반응에 의해 1가 이온이나 칼슘이온 등을 대략 30∼60%정도 제거할 수 있고 다가 이온이나 황산염과 같은 염화합물은 대략 90%이상 제거할 수 있어 미네랄이 적정량 함유된 음용수를 얻을 수 있다.
나노 여과막은 그 제조방법에 따라 나권형 모듈(spiral wound type module)이나, 중공사형 모듈(hollow fiber type module)로 구분되나 본 발명에서는 이들 모두 적용가능하며, 또한 막의 재질에 따라 폴리아미드계 분리막이나 폴리비닐알콜계 분리막 등으로 구분될 수 있으나, 막의 공경이 0.1∼10nm 범위이면 재질에 구분없이 사용될 수 있다. 일반적으로 폴리아미드계 분리막은 미세 다공성 지지체상에서 피페라진이나 메타페닐렌디아민과 같은 다가 아민을 트리메조일클로라이드 등과 계면중합시켜 제조하며, 폴리비닐알코올계 분리막은 미세 다공성 지지체상에 폴리비닐알코올을 도포하고 가교(curing)시켜 제조한다.
본 발명에서는 나노여과막 중에서도 특히 유효막 면적이 대략 8∼50ft2이고, 외경이 1.5∼4.5inch, 그리고 길이가 8∼18inch인 나노여과막 모듈을 사용하여 취수량을 대략 0.5∼3.5ℓ범위로 한 직수형의 가정용 정수기를 제안한다. 이때 취수량이 0.5ℓ미만인 경우에는 취수량이 적어 직수형에는 적합하지 않으며, 취수량을 3.5ℓ범위를 초과시키는 경우에는 펌프용량이 커지고 모듈의 크기가 과다하게 커지는 문제점이 있다.
이하에서 첨부된 도면에 의거 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명에 채용되는 정수 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이 급수배관(3), 전처리 여과필터(4), 전처리카본 필터(6), 주여과부필터인 나노여과막필터(7), 역류방지밸브(8), 후처리여과필터(9) 및 정수취수밸브(10)로 구성되며, 또한 상기 정수과정에서 나노여과막필터(7)부에서 농축된 농축수는 유량제어밸브(11)에 의해 농축수 배관(13)을 거쳐 배수되는 시스템으로 되어 있다.
본 발명에서 전처리 여과필터(4)는 금속이나 플라스틱 재질의 마이크로 침전필터, 그래뉼활성탄소필터, 분말활성탄소필터, 막대활성탄소필터 등의 카본필터를 각각 또는 조합하여 사용할 수 있으며, 후처리 여과필터(9)는 자외선소독장치, 활성탄소필터, 세라믹 필터, 은 성분 함유 활성탄소필터, 한외여과막필터, 자화필터 등을 각각 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 정수시스템에서 주여과부 필터인 나노여과막 필터(7)는 공극크기가 대략 0.1∼10nm 범위의 나노여과막을 사용하는데, 0.1nm 미만인 경우는 유량이 적어 직수형에 적합치 않고 10nm 초과시에는 중금속이나 세균등의 오염물질의 제거가 충분치 않은 문제점이 있다. 주여과부 필터에 의해 정수된 물은 역류방지밸브(8)를 거쳐 후처리 여과필터(9)로 유입되어 최종 정수과정을 거치게 되며, 최종 정수된 물은 정수취수밸브(10)를 통하여 저장조에 저장되지 않고 곧바로 취수가 이루어지게 되는 것이다.
본 발명에서는 수도압 또는 가압펌프(5)에 의해 가압하는데, 구동압력의 압력조건은 대략 15∼120psi범위이고 공급되는 원수 유입수량은 대략 0.5∼12ℓ/min 범위에서 선택조절이 가능하도록 설계될 수 있다.
이하에서 실시예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
도 1에 나타낸 구조의 정수 시스템으로서, 주여과부 필터인 나노여과막 필터(7)로 공극 크기가 1.5nm, 유효막 면적이 23ft2, 외경이 3.5inch, 그리고 길이가 12inch인 나노여과막 모듈을 사용하였고, 가압펌프(5)의 구동압력을 30psi로 하여 정수 시스템을 가동한 후 유량 및 염제거율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
이때 NaCℓ은 공급수의 원수농도가 500ppm 인 경우이고 MgSO4는 공급수의 원수농도가 2000ppm인 경우이다.
[실시예 2∼6]
구동압력을 하기 표 1에서와 같이 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였고 정수 성능을 측정하여 하기 표1에 나타내었다.
[표 1]
상기 실시예에서도 확인되듯이 본 발명에 따른 정수 시스템을 채용한 정수기는 1가 이온을 적정 수준으로 제거할 수 있고 또한 2가 이온 이상의 염들도 거의 제거되기 때문에 고유의 물맛을 유지하면서 중금속이나 세균과 같은 오염물질이 제거된 양질의 음용수를 얻을 수 있으며, 취수량이 대략 0.5∼3.5ℓ/min 범위에 있어 저장조에 저장하지 않고도 충분히 직접 취수하여 음용할 수 있는 이점을 지닌다.
Claims (5)
- 전처리 여과필터(4), 전처리카본 필터(6), 주여과부필터(7), 역류방지밸브(8), 후처리여과필터(9)로 구성된 정수 시스템을 지니고 정수 저장조가 없이 정수취수밸브(10)에서 곧바로 취수가 가능한 구조의 직수형 가정용 정수기에 있어서, 주여과부 필터(7)로 공극의 크기가 0.1∼10nm인 나노여과막 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 직수형 나노 여과막 가정용 정수기.
- 제1항에 있어서, 나노여과막 필터는 유효막 면적이 8∼50ft2, 외경이 1.5∼4.5inch, 길이가 8∼18inch 범위에 있는 모듈을 사용하여 취수량을 0.5∼3.5ℓ범위로 하는 것을 특징으로 하는 직수형 나노여과막 가정용 정수기.
- 제 1항에 있어서, 나노여과막 필터는 미세다공성 지지체상에서 피페라진 또는 메타페닐렌 디아민을 트리메조일클로라이드와 계면중합시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 직수형 나노여과막 가정용 정수기.
- 제 1항에 있어서, 나노여과막 필터는 나권형 나노분리막 필터 및 중공사형 나노분리막 필터 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 직수형 나노여과막 가정용 정수기.
- 제 1항에 있어서, 전처리여과필터(4)와 전처리카본 필터(6)의 사이에는 가압펌프(5)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 직수형 나노여과막 가정용 정수기.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020020081138A KR20040054833A (ko) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 직수형 나노여과 가정용 정수기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020020081138A KR20040054833A (ko) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 직수형 나노여과 가정용 정수기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040054833A true KR20040054833A (ko) | 2004-06-26 |
Family
ID=37347583
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040054833A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100717867B1 (ko) * | 2005-12-30 | 2007-05-14 | 위니아만도 주식회사 | 직수방식 정수기, 이온수기 및 직수방식 이온수기의정수방법 |
| WO2009139531A1 (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Woongjincoway Co., Ltd. | Spiral wound type filter cartridge |
| KR101466330B1 (ko) * | 2013-04-10 | 2014-12-01 | 주식회사 퓨어엔비텍 | 간이 정수 장치 |
-
2002
- 2002-12-18 KR KR1020020081138A patent/KR20040054833A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
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| KR100717867B1 (ko) * | 2005-12-30 | 2007-05-14 | 위니아만도 주식회사 | 직수방식 정수기, 이온수기 및 직수방식 이온수기의정수방법 |
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| US8506807B2 (en) | 2008-05-15 | 2013-08-13 | Woongjincoway Co., Ltd. | Spiral wound type filter cartridge |
| KR101466330B1 (ko) * | 2013-04-10 | 2014-12-01 | 주식회사 퓨어엔비텍 | 간이 정수 장치 |
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