KR20060053539A - 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치 - Google Patents

광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치로서, 오폐수가 유입되는 유입관(111)이 형성된 유입프레임(110); 정화된 처리수가 배출되는 유출관(121)이 형성된 유출프레임(120); 상기 유입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에 설치되어, 오폐수의 유로를 형성하는 나선튜브(130); 상기 나선튜브(130)의 내부에 설치되어, 상기 유로를 따라 흐르는 오폐수와 접촉하는, 광촉매가 코팅된 비드체(140); 및 상기 나선튜브를 향해 자외선을 조사하는 복수의 자외선발생수단(150);을 포함하고, 상기 나선튜브(130)는 상기 복수의 자외선발생수단(150) 중 적어도 하나를 둘러싸도록 나선형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수질살균정화장치에 따르면, 오폐수가 여러 나선튜브의 경로를 통해 나뉘어지므로 자외선을 방해하지 않아 자외선램프의 조사효율이 매우 높고, 오폐수가 고속으로 흐름으로 인한 와류현상에 의하여 짧은 시간동안에 큰 표면적(반응면적)에 걸쳐 살균정수효과가 나타나며, 긴 거리의 나선튜브 경로를 거치므로 상대적으로 충분한 시간 동안 광촉매 반응효과를 거치도록 함으로써 오폐수를 효과적으로 정화할 수 있다.

Description

광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치{APPARATUS FOR STERILIZING AND PURIFYING WATER UTILIZING PHOTOCATALYST BEAD}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수질살균정화장치의 사시도.
도 3은 도 2의 측면도.
도 4는 도 2의 I-I선에서 보는 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수질살균정화장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수질살균정화장치의 단면도.
도 7 내지 도 10은 나선튜브내에 구비되는 광촉매 비드체의 배치를 나타낸 측면에서 본 투시도 및 광촉매 비드체의 단면도.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수질살균정화장치를 나타낸 측면도.
도 12는 본 발명에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치들을 복수개 채용한 수질살균정화시스템을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100 ... 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치
104 ... 지지대 110 ... 유입프레임
111 ... 유입관 120 ... 유출프레임
121 ... 유출관 130 ... 나선튜브
140 ... 광촉매 비드체 141, 142 ... 구형 비드
143 ... 마루와 골을 가진 원판형 비드
144 ... 다각형 비드 145 ... 엠보싱형 비드
150 ... 자외선발생수단 151 ... 제1자외선램프
152 ... 제2자외선램프 160 ... 투명관
170 ... 메인유입관 171 ... 제1메인밸브
172 ... 화학물질제어밸브 173 ... 제1세척밸브
174 ... 제어밸브 180 ... 메인유출관
181 ... 제2메인밸브 183 ... 제2세척밸브
184 ... 제어밸브 193 ... 세척부
본 발명은 광촉매를 이용하여 오폐수를 효과적으로 정화할 수 있는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치 및 그 장치를 채용한 수질살균정화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광촉매 비드체를 함유하는 나선형 튜브내에 오폐수를 흘리고 광촉매를 활성화시킴으로써 오폐수를 정화할 수 있는 수질살균정화장치 및 그 장치를 채용한 수질살균정화시스템에 관한 것이다.
광촉매란, 조사되는 자외선(UV)과 같은 빛에 의하여 촉매반응을 진행시키는 물질로서, 접촉되는 각종 오염물질들을 산화/분해시킴으로써 오염물질을 효과적으로 제거한다. 광촉매 물질로서는 TiO2, ZnO, CdS을 포함하는 여러 물질이 이용될 수 있다. 광촉매는 오염물질을 완전히 산화/분해시킴으로써 2차 오염을 배제시킬 수 있고, 액상 및 기상에서 오염물질을 처리할 수 있으며, 상온/상압 및 저온에서도 처리가 가능하고, BOD(Biochemical Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand) 및 색도, SS(Settleable Solids), 냄새 제거능력도 탁월하며, 중금속 제거, 난분해성 유기물질 제거, 각종 미생물의 살균효과가 우수하다. 광촉매를 이용한 살균장치는 처리 수량에 비하여 설치면적이 좁다는 장점까지 가지고 있어서 다양한 산업분야 및 실생활 분야에서 그 사용범위가 확대되고 있다.
대한민국 특허공개공보 제1998-036723호에는 광촉매를 이용한 정수장치의 일례가 개시되어 있다. 상기 공보에 개시된 정수장치는, 일단에는 물이 유입되는 입수관이 구비되고, 타단에는 정수처리된 물을 배출하기 위한 배수관이 구비되며, 상기한 입수관으로부터 유입된 물로부터 불순물을 제거하기 위한 공간을 제공하는 반응용기; 지지체에 광촉매 물질을 코팅하여 형성되고, 상기한 반응용기 내부에 장착 되어, 광원으로부터 광촉매 활성을 위한 에너지를 공급받아 상기한 반응용기 내부의 물 속에 함유된 불순물을 광화학반응에 의해 제거하기 위한 광촉매; 및 상기한 반응용기의 외부에 구비되며, 상기한 광촉매의 광촉매 활성을 위한 에너지를 공급하기 위한 광원을 포함한다.
그러나, 기존의 광촉매 정수장치는 다량의 불투명한 오폐수가 흘러감으로 인하여 광원으로부터 방사되는 자외선이 오폐수에 방해받기 때문에 광촉매를 활성화시킬 수 없어 광촉매효율성이 매우 낮은 문제점이 있었다. 또한, 다량의 오폐수가 한꺼번에 흘러감으로 인하여 광촉매 활성화에 필요한 충분한 시간을 거치지 않기 때문에 살균정화효과가 낮은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술 및 이와 관련된 여러 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 광원으로부터 방사되는 자외선이 다량의 불투명한 오폐수에 의해 방해받지 않고 광촉매 반응효과를 일으키도록 함으로써 오폐수를 효과적으로 정화할 수 있는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 다량의 오폐수가 충분한 시간 동안 광촉매 반응효과를 거치도록 함으로써 오폐수를 효과적으로 정화할 수 있는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 오폐수와의 반응 면적이 큰 광촉매 비드체를 함유하는 나선형 튜브내에 오폐수를 흘리고 광촉매를 활성화시킴으로써 오폐수를 효 과적으로 정화할 수 있는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치는,
오폐수가 유입되는 유입관(111)이 형성된 유입프레임(110);
정화된 처리수가 배출되는 유출관(121)이 형성된 유출프레임(120);
상기 유입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에 설치되어, 오폐수의 유로를 형성하는 나선튜브(130);
상기 나선튜브(130)의 내부에 설치되어, 상기 유로를 따라 흐르는 오폐수와 접촉하는, 광촉매가 코팅된 비드체(140); 및
상기 나선튜브를 향해 자외선을 조사하는 복수의 자외선발생수단(150);을 포함하고,
상기 나선튜브(130)는 상기 복수의 자외선발생수단(150) 중 적어도 하나를 둘러싸도록 나선형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 나선튜브(130)에 의해 둘러싸이는 자외선발생수단(150)은, 상기 나선튜브(130)의 나선축(155)에서 가까이 배치되는 적어도 하나 이상의 제1자외선램프(151)와, 상기 나선튜브(130)의 나선축(155)에서 멀리 배치되는 적어도 하나 이상의 제2자외선램프(152)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 나선튜브(130)는 상기 자외선발생수단(150) 중 제1자외선램프(151)를 둘러싸 고, 상기 제1자외선램프(151)와 상기 제2자외선램프(152)의 사이에 개재되도록 나선형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 나선튜브(130)는 상기 나선튜브(130)의 중심을 따라 연장된 내심(130a)을 가지고, 상기 광촉매 비드체(140)는 상기 내심(130a)이 통과되는 통공(135a)을 가지고, 상기 통공(135a)을 중심으로 회전가능하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 광촉매 비드체는 구형 비드(141, 142, 146), 오폐수와의 접촉 면적을 증가시키기 위한 마루(143a)와 골(143b)를 가진 원판형 비드(143), 상기 광촉매 비드체는 다각형 비드(144), 엠보싱(145a)을 가지는 엠보싱형 비드(145) 등을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치는,
전체적인 오폐수의 흐름을 제어하는 제1메인밸브(171), 소정의 화합물질의 유입을 제어하는 다수의 화학물질제어밸브(172), 수질살균정화장치(100)를 세척하기 위한 세척수의 유출을 제어하는 제1세척밸브(173a), 및 오폐수의 유입흐름을 개별적으로 제어하는 제어밸브(174)가 각각 설치되어 있는 메인유입관부(170);
정화된 처리수의 흐름을 제어하는 제2메인밸브(181), 오폐수의 유출흐름을 개별적으로 제어하는 제어밸브(184), 세척수의 유입을 제어하는 제2세척밸브(173b)가 각각 설치되어 있는 메인유출관부(180);
상기 제어밸브(174)와 상기 제어밸브(184)와의 사이에 설치되는 적어도 하나 의 수질살균정화장치(100)로서, 오폐수가 유입되는 유입관(111)이 형성된 유입프레임(110); 정화된 처리수가 배출되는 유출관(121)이 형성된 유출프레임(120); 상기 유입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에 설치되어, 오폐수의 유로를 형성하며, 적어도 하나의 자외선발생수단(150)을 둘러싸도록 나선형으로 형성된 나선튜브(130); 상기 나선튜브(130)의 내부에 설치되어, 상기 유로를 따라 흐르는 오폐수와 접촉하는, 광촉매가 코팅된 비드체(140); 상기 나선튜브를 향해 자외선을 조사하는 복수의 자외선발생수단(150);을 포함하는 수질살균정화장치(100); 및
상기 수질살균정화장치(100)의 상기 나선튜브(130) 또는 상기 비드체(140)에 부착된 오염물질을 제거하기 위하여, 상기 제1세척밸브(173a)와 상기 제2세척밸브(173b)와의 사이에 설치되는 세척부(193)를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적 및 구성상의 특징은 첨부된 도면 및 이하에서 기술되는 본 발명의 상세하고 바람직한 실시예들의 설명에 의하여 더욱 명확하게 될 것이다. 또한, 도면들에서 서로 동일 내지 유사한 부분들은 설명 및 이해의 편의상 동일 내지 유사한 참조 부호들로 기재되어 있는 점에 주목할 필요가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치의 사시도이다.
수질살균정화장치(100)는, 오폐수가 유입되는 유입관(111)이 형성된 유입프레임(110); 정화된 처리수가 배출되는 유출관(121)이 형성된 유출프레임(120); 유 입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에 설치되어 오폐수의 유로를 형성하는 나선튜브(130); 나선튜브를 향해 자외선을 조사하는 복수의 자외선발생수단(150);을 포함한다. 그리고, 도 1의 사시도에는 드러나 있지 않으나, 나선튜브(130)의 내부에는, 나선튜브의 유로를 따라 흐르는 오폐수와 접촉하는 광촉매가 코팅된 비드체(140)가 구비된다.
도시된 바와 같이, 나선튜브(130)는 복수의 자외선발생수단(150)을 둘러싸도록 나선형으로 형성된다. 그리고, 유입관(111) 및 유출관(121)의 단부는 플랜지 구조를 가짐으로써, 다른 배관과 용이하게 결합 및 분리될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
나선튜브(130)는 자외선이 잘 통과될 수 있도록 투명한 재질로 되는 것이 바람직하며, 예를 들면 석영관이나 유리관, 또는 불소수지(PFA)관 기타 투명 플라스틱 재질로 구현될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 메인튜브(130)는 유연성을 구비한 테프론 튜브로 형성되는 것이 좋다. 일 실시예에 있어서, 제1자외선램프(151)는 360nm의 자외선을 발생시키고, 제2자외선램프(152)는 253.7nm의 자외선을 발생시킬 수 있다.
나선튜브(130)의 외측에는 또 다른 여러개의 자외선발생수단(150)이 유입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에 개재된다. 따라서, 나선튜브(130)는 자외선발생수단(150)의 중심축에 가까운 자외선발생수단(150)과 중심축에서 먼 자외선발생수단(150)의 사이에 개재되게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수질살균정화장치의 사시도이며, 도 3은 그 측면도이고, 도 4는 도 2의 I-I선에서 보는 단면도이다.
도 2에 도시된 수질살균정화장치(100)는 도 1의 그것보다도 나선튜브(130)가 자외선발수단(150)을 둘러싸는 밀도가 작게 도시되어 있다. 도 2의 수질살균정화장치(100)는 자외선발생수단(150) 및 지지대(104)가 외부에서 보이므로, 이하에서는 도 2의 수질살균정화장치(100)를 기준으로 설명한다.
도 2와 같이, 유입프레임(110)과 유출프레임(120)간의 견고한 지지를 위하여 지지대(104)가 양자간에 고정되는 것이 바람직하다. 이 경우, 지지대(104)는 가급적 자외선발생수단(150)으로부터 방사되는 자외선이 나선튜브(130)에 조사되는 것을 방해하지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조에 있어서, 유입관(111)을 통하여 오폐수가 유입되면, 이 오폐수는 도 3의 화살표로 표시한 바와 같이, 나선튜브(130)의 유로를 따라 흐른 후 유출관(121)을 통하여 외부로 유출된다.
나선튜브(130) 내에는 도 4의 단면도에 도시된 것과 같이, 광촉매 비드체(140)가 구비되어 있다. 광촉매 비드체(140)는 자외선발생수단(150)으로부터 방사되는 자외선을 흡수하여 광촉매반응을 발생시킨다. 나선튜브(130)의 유로를 따라 흐르는 오폐수가 광촉매반응을 발생시키는 광촉매 비드체(140)와 짧은 시간동안에 넓은 면적에 걸쳐 접촉하면서 흐르므로, 본 발명의 살균정화장치는 살균 및 정화효과가 탁월하다.
도 4의 단면도를 참조하면, 자외선발생수단(150)은 나선튜브(130)의 나선축(155)에서 가까이 배치되는 자외선램프(151)와, 나선튜브(130)의 나선축(155)에서 멀리 배치되는 자외선램프(152)를 포함할 수 있다. 그리고, 나선축(155)에서 가까이 배치되는 자외선램프들(151)의 둘레 외측에는 나선튜브(130)가 걸쳐져 휘감길 수 있도록 투명관(160)이 설치될 수 있다. 또한, 유입프레임(110)과 유출프레임(120)의 사이에는 견고한 지지를 위하여 지지대(104)가 양자간에 고정되어 있다. 상기 투명관(160)이 필수적인 것은 아니며, 나선튜브(130)가 지지대(104)에 걸쳐져 휘감길 수도 있다.
도 4와 같이, 지지대(104)는 가급적 자외선발생수단(150)으로부터 방사되는 자외선이 나선튜브(130)에 조사되는 것을 방해하지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 나선축(155)으로부터 멀리 배치되는 자외선램프(152)는, 일 실시예에 있어서, 도 4와 같이 나선튜브(130)로부터 나선축(155)의 반대측에 배치될 수 있다.
나선튜브(130)는 자외선발생수단(150) 중 나선축(155)에 가까운 자외선램프(151)를 둘러싸고, 자외선램프(151)와 나선축(155)에서 먼 자외선램프(152)의 사이에 개재되도록 나선형으로 형성되어 있다. 이로써, 나선튜브(130)는 나선축(155) 부근의 자외선램프(151)와 나선축의 반대측의 자외선램프(152)의 사이에 개재되어, 효과적으로 자외선을 흡수할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수질살균정화장치의 단면도로서, 지지대(104) 뿐 아니라 자외선램프(151)도 나선튜브(130)를 지지하고 있다는 점이 도 4의 단면도와 다른 점이다. 도 5에는 투명관(160)이 표시되어 있지만, 투명관(160)이 설치되어 있지 않아도 지지대(104)와 자외선램프(151)에 의하여 나선튜브 (130)는 거의 원형에 가깝게 유지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수질살균정화장치의 단면도로서, 지지대(104)가 자외선램프(151)보다도 나선축(155)에 가까이 배치되는 점이 도 4의 단면도와 다른 점이다. 따라서, 나선튜브(130)는 지지대(104)가 아니라 자외선램프(151) 및/또는 투명관(160)에 의하여 지지된다. 도 6의 실시예의 경우에는, 지지대(104)가 자외선램프(151)보다도 나선축(155)에 가까이 있으므로, 자외선램프(151)로부터 방사되는 자외선이 지지대(104)에 의해 전혀 방해받지 않는 장점이 있다.
그 밖에, 도 5 및 도 6의 수질살균정화장치의 작용 및 효과는 도 4의 그것과 대동소이하므로, 그 중복되는 설명은 생략한다.
도 7 내지 도 10은 나선튜브(130)내에 구비되는 광촉매 비드체(140)의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 7(a), 도 8(a), 도 9(a), 도 10(a)는 나선튜브(130)를 일자로 펼친 모습을 측면에서 본 투시도이고, 도 7(b), 도 8(b), 도 9(b), 도 10(b)는 광촉매 비드체의 단면도이다.
도 7(a)와 같이, 나선튜브(130)는 그 중심을 따라 연장된 내심(130a)을 가질 수 있다. 내심(130a)는 스테인레스 재질의 금속으로 된 철사일 수 있다. 그리고, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 광촉매 비드체(140)는 내심(130a)이 통과되는 통공(135a)을 가질 수 있다. 내심(130a)은 복수의 광촉매 비드체들(140)의 통공(135a)을 통과하여, 광촉매 비드체들(140)을 고정하는 동시에, 광촉매 비드체들(140)이 통공(135a)을 중심으로 회전가능하도록 하는 작용을 한다.
일 실시예에 따르면, 도 7(a), 도 7(b)와 같이, 광촉매 비드체는 내심(130a)에 의하여 회전가능한 구형 비드(141, 142)로 형성될 수 있다.
나선튜브(130)는 나선형으로 휘감겨 있으므로, 나선튜브(130)의 유로를 따라 흐르는 오폐수는 와류를 일으키면서 구형 광촉매 비드(141, 142)와 접촉하면서 지나간다. 이 과정에서 와류현상으로 인하여 오폐수가 구형 광촉매 비드(141, 142)에 접촉되는 표면적이 실질적으로 길어지므로, 짧은 시간에 큰 접촉 면적을 유도해낼 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 8(a), 도 8(b)와 같이, 광촉매 비드체는 내심(130a)에 의하여 회전가능하고, 마루(143a)와 골(143b)을 가진 원판형 비드(143)를 포함할 수 있다. 마루(143a)와 골(143b)을 가진 원판형 비드(143)는 톱니바퀴와 비슷한 모양을 가지므로, 단순한 원판형 비드에 비하여 오폐수와의 접촉 면적이 비교적 크다. 더욱이, 원판형 비드(143)는 내심(130a)에 의하여 회전가능하므로, 와류현상에 의한 효과 뿐 아니라 큰 접촉 면적 구조에 의한 효과를 겸비하므로, 오폐수와 광촉매 비드체와의 접촉되는 표면적이 실질적으로 매우 길어지므로, 짧은 시간에 큰 접촉 면적을 유도해낼 수 있다.
이 경우, 원판형 비드들(143) 사이에는 원활한 와류현상을 위하여 다각형 비드(144)가 개재될 수 있으며, 그외에도 도 7(b)의 작은 구형 비드(142)가 개재될 수도 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 9(a), 도 9(b)와 같이, 광촉매 비드체는 내심(130a)에 의하여 회전가능하고, 엠보싱(145a)을 가지는 엠보싱형 비드(145)를 포함 할 수 있다. 엠보싱(145a)을 가지는 엠보싱형 비드(145)는 단순한 원판형 비드(143)에 비하여 오폐수와의 접촉 면적이 비교적 크다. 더욱이, 원판형 비드(143)는 내심(130a)에 의하여 회전가능하므로, 와류현상에 의한 효과 뿐 아니라 큰 접촉 면적 구조에 의한 효과를 겸비하므로, 오폐수와 광촉매 비드체와의 접촉되는 표면적이 실질적으로 매우 길어지므로, 짧은 시간에 큰 접촉 면적을 유도해낼 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 10(a), 도 10(b)와 같이, 광촉매 비드체(140)는 나선튜브(130)내에서 복수의 구형 비드들(145)이 겹쳐서 채워지는 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우에는 나선튜브(130) 내에 내심(130a)이 구비되지 않으며, 구형 비드들(145)은 통공(135a)을 구비하고 있지 않다. 따라서, 도 10(a), 도 10(b)의 구형 비드들(145)은 회전하지 않는 점이 상기 실시예들과 상이하다. 이 실시예에 있어서도, 나선튜브(130) 내에는 구형 비드들(145)이 밀집하여 배치되어 있기 때문에, 오폐수와 광촉매 비드체와의 접촉되는 표면적이 실질적으로 매우 길어지므로, 짧은 시간에 큰 접촉 면적을 유도해 낼 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수질살균정화장치를 나타낸 측면도이다. 도 11은 복수개의 수질살균정화장치(100)가 결합하여 이용될 수 있다는 것을 나타낸 실시예이다. 유입프레임(110)은, 자외선발생수단(150)과 지지체(104)와 결합되는 제1유입프레임(110a)과, 복수개의 수질살균정화장치들(100)의 제1유입프레임들(110a)을 결합시키고 유입관(111)이 형성된 제2유입프레임(110b)을 포함한다. 또한, 유출프레임(120)은, 자외선발생수단(150)과 지지체(104)와 결합되는 제1유출프레임(120a)과, 복수개의 수질살균정화장치들(100)의 제1유출프레임들(120a) 을 결합시키고 유출관(121)이 형성된 제2유출프레임(120b)을 포함한다.
그리고, 나선튜브(130)가 유입프레임(110)과 프레임(120) 사이에 설치되어, 오폐수의 유로를 형성하고, 자외선발생수단(150)을 둘러싸도록 나선형으로 형성되어 있다. 그리고, 나선튜브(130)의 내부에는 유로를 따라 흐르는 오폐수와 접촉하는 광촉매가 코팅된 비드체(140)가 구비된다.
유입관(111)에는 전체적인 오폐수의 흐름을 제어하는 제1메인밸브(171)와, 소정의 화합물질의 유입 및 유출을 제어하는 다수의 화학물질제어밸브(172)와, 세척을 위한 세척수의 유출을 제어하는 제1세척밸브(173a)가 설치될 수 있다. 또, 메인유출관(180)에는 정화된 처리수의 흐름을 제어하는 제2메인밸브(181)와, 세척수의 유입을 제어하는 제2세척밸브(173b)가 설치될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 자외선발생수단(150)과 나선튜브(130)의 사이에는, 자외선이 투과할 수 있는 투명관(160)이 배치될 수 있다.
그 밖에, 복수개의 수질산균정화장치(100)가 결합되어 이용됨에 따른 작용, 효과는 상기한 실시예들과 동일하므로 그 중복된 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치들을 복수개 채용한 수질살균정화시스템(200)을 도시한 도면이다. 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치는 단독으로 사용될 수도 있고, 도 12에 도시된 바와 같이 2 개 이상을 사용할 수도 있다. 이 경우, 보다 많은 양의 오폐수를 효과적으로 정화할 수 있으며, 이를 위하여 여러개의 수질살균정화장치를 배관으로 연결하는 것이다. 본 실시예에서는 설명을 위하여, 2개의 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치 를 예로 들어 설명하면, 2개의 수질살균정화장치를 메인유입관(170)과, 메인유출관(180)에 동시에 연결시킨다.
이때, 메인유입관(170)에는 전체적인 오폐수의 흐름을 제어하는 제1메인밸브(171)와, 소정의 화합물질의 유입 및 유출을 제어하는 다수의 화학물질제어밸브(172)와, 세척을 위한 세척수의 유출을 제어하는 제1세척밸브(173a)가 설치된다. 여기서, 화학물질제어밸브(172)는 처리하고자 하는 오폐수의 성질에 따라 정화효율을 높이기 위하여 오존이나, 펜톤, 또는 과산화수소를 제공하는 배관들과 연결됨으로써, 이들 화학물질들의 유입 및 유출을 제어한다.
또, 메인유출관(180)에는 정화된 처리수의 흐름을 제어하는 제2메인밸브(181)와, 세척수의 유입을 제어하는 제2세척밸브(173b)가 설치된다. 한편, 수질살균정화장치(100)와 메인유입관(170), 그리고 수질살균정화장치(100)와 메인유출관(180) 사이의 배관에는 각각의 수질살균정화장치로 유입되는 오폐수의 흐름을 개별적으로 제어하는 제어밸브(174,184)가 각각 설치된다.
수질살균정화장치(100)의 나선튜브(130)내에 부착된 오염물질을 제거하기 위하여, 제1세척밸브(173a)와 제2세척밸브(173b)와의 사이에 오존 및/또는 기포를 발생시키는 세척부(193)가 설치된다.
이와 같은, 수질살균정화시스템(200)은 양식장, 정화처리소, 공장내 정수장, 아파트단지용 정수장치 및 가정용 정수장치 등에 이용될 수 있으며, 오폐수가 여러 나선튜브의 경로를 통해 나뉘어지므로 자외선을 방해하지 않아 자외선램프의 조사효율이 매우 높다. 또한, 오폐수가 고속으로 흐름으로 인한 와류현상으로 짧은 시 간동안에 큰 표면적에 걸쳐 살균정수효과가 나타난다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치는 다음과 같은 효과를 가져올 수 있다.
첫째, 오폐수가 통과되는 튜브 내부에 광촉매가 코팅된 비드체로 구성된 광촉매비드체를 배치하고, 자외선을 조사하는 자외선램프를 배치함으로써, 보다 효과적이고 유지 관리가 용이한 오폐수 처리를 구현할 수 있다.
둘째, 광원으로부터 방사되는 자외선이 다량의 불투명한 오폐수에 의해 방해받지 않고 오폐수가 여러 나선튜브의 경로를 통해 나뉘어지므로 자외선을 방해하지 않아 자외선램프의 조사효율이 매우 높다.
셋째, 오폐수가 고속으로 흐름으로 인한 와류현상에 의하여 짧은 시간동안에 큰 표면적(반응면적)에 걸쳐 살균정수효과가 나타나며, 긴 거리의 나선튜브(130) 경로를 거치므로 상대적으로 충분한 시간 동안 광촉매 반응효과를 거치도록 함으로써 오폐수를 효과적으로 정화할 수 있다.
이상, 도면을 참조한 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었으나 이는 본 발명을 쉽게 이해하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다. 또한, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 목적 및 구성으로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 도출하는 것이 가능하지만, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다는 점을 이해할 것이다.

Claims (9)

  1. 오폐수가 유입되는 유입관(111)이 형성된 유입프레임(110);
    정화된 처리수가 배출되는 유출관(121)이 형성된 유출프레임(120);
    상기 유입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에 설치되어, 오폐수의 유로를 형성하는 나선튜브(130);
    상기 나선튜브(130)의 내부에 설치되어, 상기 유로를 따라 흐르는 오폐수와 접촉하는, 광촉매가 코팅된 비드체(140); 및
    상기 나선튜브를 향해 자외선을 조사하는 복수의 자외선발생수단(150);을 포함하고,
    상기 나선튜브(130)는 상기 복수의 자외선발생수단(150) 중 적어도 하나를 둘러싸도록 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나선튜브(130)에 의해 둘러싸이는 자외선발생수단(150)은,
    상기 나선튜브(130)의 나선축(155)에서 가까이 배치되는 적어도 하나 이상의 제1자외선램프(151)와, 상기 나선튜브(130)의 나선축(155)에서 멀리 배치되는 적어도 하나 이상의 제2자외선램프(152)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나선튜브(130)는 상기 자외선발생수단(150) 중 제1자외선램프(151)를 둘러싸고, 상기 제1자외선램프(151)와 상기 제2자외선램프(152)의 사이에 개재되도록 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 나선튜브(130)는 상기 나선튜브(130)의 중심을 따라 연장된 내심(130a)을 가지고,
    상기 광촉매 비드체(140)는 상기 내심(130a)이 통과되는 통공(135a)을 가지고, 상기 통공(135a)을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 광촉매 비드체는 구형 비드(141, 142, 146)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광촉매 비드체는 오폐수와의 접촉 면적을 증가시키기 위한 마루(143a) 와 골(143b)를 가진 원판형 비드(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 광촉매 비드체는 다각형 비드(144)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 광촉매 비드체는 그 표면에 오폐수와의 접촉 면적을 증가시키기 위한 엠보싱(145a)을 가지는 엠보싱형 비드(145)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 비드체를 이용한 수질살균정화장치.
  9. 전체적인 오폐수의 흐름을 제어하는 제1메인밸브(171), 소정의 화합물질의 유입을 제어하는 다수의 화학물질제어밸브(172), 수질살균정화장치(100)를 세척하기 위한 세척수의 유출을 제어하는 제1세척밸브(173a), 및 오폐수의 유입흐름을 개별적으로 제어하는 제어밸브(174)가 각각 설치되어 있는 메인유입관부(170);
    정화된 처리수의 흐름을 제어하는 제2메인밸브(181), 오폐수의 유출흐름을 개별적으로 제어하는 제어밸브(184), 세척수의 유입을 제어하는 제2세척밸브(173b)가 각각 설치되어 있는 메인유출관부(180);
    상기 제어밸브(174)와 상기 제어밸브(184)와의 사이에 설치되는 적어도 하나 의 수질살균정화장치(100)로서, 오폐수가 유입되는 유입관(111)이 형성된 유입프레임(110); 정화된 처리수가 배출되는 유출관(121)이 형성된 유출프레임(120); 상기 유입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에 설치되어, 오폐수의 유로를 형성하는 나선튜브(130); 상기 나선튜브(130)의 내부에 설치되어, 상기 유로를 따라 흐르는 오폐수와 접촉하는, 광촉매가 코팅된 비드체(140); 상기 나선튜브를 향해 자외선을 조사하는 복수의 자외선발생수단(150);을 포함하고, 상기 나선튜브(130)는 상기 복수의 자외선발생수단(150)중 적어도 하나를 둘러싸도록 나선형으로 형성된 수질살균정화장치(100); 및
    상기 수질살균정화장치(100)의 상기 나선튜브(130) 또는 상기 비드체(140)에 부착된 오염물질을 제거하기 위하여, 상기 제1세척밸브(173a)와 상기 제2세척밸브(173b)와의 사이에 설치되는 세척부(193)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질살균정화시스템.
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