KR20060060446A - 물처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 및 생리활성수의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 산화 환원 전위 ORP(mV) 및 O¹⁷-NMR 반치폭의 물성을, 6만배 이상으로 희석하여도 기억 유지가 가능한 물을 제조하는 장치로서, 카본을 함유하는 물 침투성 세라믹스를 유로에 적층하여 이루어지는 활성통(20)과, 카본을 함유하지 않는 입자모양의 세라믹스를 유로에 충전하여 이루어지는 활성통(30)을 직렬로 배치한 순환로(1)에 순환 펌프를 구비하는 탱크(2)를 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 물처리 장치에 관한 것이다.

미생물, 생리활성수

Description

물처리 장치{WATER TREATMENT APPARATUS}

도 1은 본 발명에서의 생리활성수 제조시스템의 개략도이다.

도 2는 도 1의 제조시스템에서의 제 1 활성통의 내부를 나타내는 단면개요도이다.

도 3은 도 1의 제조시스템에서의 제 2 활성통의 내부를 나타내는 단면개요도이다.

도 4는 도 3의 제 2 활성통에서 사용되는 칸막이벽의 정면도이다.

도 5는 도 3의 제 2 활성통에서 사용되는 세라믹판 조합의 정면도이다.

도 6은 도 1의 제조시스템에서의 제 3 활성통의 내부를 나타내는 단면개요도이다.

도 7a 및 도 7b는 각각 제 2 및 제 3 활성통에서 사용되는 세라믹스 A 및 B의 현미경 사진이다.

도 8은 O¹⁷-NMR 스펙트럼 반치폭을 설명하기 위한 그래프이다.

도 9는 물의 ORP-pH의 관계를 나타내는 그래프이다.

***주요 도면부호의 부호설명***

1: 순환로 2: 순환펌프

10: 제 1 활성통 15: 스테인레스 체인

20: 제 2 활성통 26: 세라믹스판

30: 제 3 활성통 35: 세라믹스 볼

본 발명은 미생물 활성 및 생리 활성이 뛰어난 물의 처리장치에 관한 것으로, 6만배 이상으로 희석하여도 산화 환원 전위 및 O¹⁷-NMR 반치폭으로 나타내어지는 물성을 유지할 수 있는 물을 제조할 수 있는 장치를 제공한다는데 그 특징이 있다.

종래, 물처리 장치로서 이온수 생성장치, 물 자화(磁化) 장치, 세라믹스 처리장치 등의 여러가지 장치가 제안되고 있다. 특히, 세라믹스를 사용하는 것으로서, 오존가스 반응층에 알루미나세라믹스를 충전하여 접촉면적을 향상시키고 오존처리하는 장치(일본 특허공개 2001-121168호 공보), 바이오세라믹스를 사용하여 물을 이온화하는 장치(일본 특허공개 2003-305464호 공보)가 제안되고 있다.

종래의 방법은 물을 산화, 환원 또는 이온화하거나 미세화하는 것을 목적으로 하는 것이었지만, 물의 발본적인 물성 개질 방법이라고는 할 수 없었다. 왜냐하면, 이러한 물성은 그 물만이 소유하는 것으로, 전파되는 것이 아니며, 또한 시간 의 경과에 따라 또는 열처리에 의해 물성이 쉽게 변해버리기 때문이다.

예를 들어, 미생물을 육종하여 미생물이 효과적으로 작용하기 위한 환경이나 공생계를 만들어내는 방법이 제안되고 있지만, 미생물을 유효하게 활용하는 오니 처리법에서는, 어떻게 미생물이 활동하기 쉬운 환경을 제공할 것인가가 중요한 과제이다. 하지만, 미생물이 활성화하기 쉬운 환경을, 저가이면서 광범위하게 만들어내기 위해서는, 첨가하는 물 자신이 환경을 자동적으로 교정하는 능력을 가질 필요가 있는데, 종래의 물은 이것이 불가능하였다.

그래서, 본 발명은 바람직한 물성을 기억하여 전파하는 능력을 가지는 물을 제조할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 물을 시오자임(상품명) 등의 발효효소를 이용하여 숙성시킨 후 특정 세라믹스로 여과 또는 접촉 처리함으로써, 특정 산화 환원 전위 및 O¹⁷-NMR 반치폭으로 나타내어지는 물성이 형성되며, 그 영역의 물성은, 6만배 이상이라는 배율로 희석하여도 기억되고 전파되어 유지된다는 예측하기 어려운 효과에 직면하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은, 산화 환원 전위 및 O¹⁷-NMR 반치폭의 물성을, 6만배 이상으로 희석하여도 기억 유지할 수 있는 물을 제조하기 위한 장치로서, 카본을 함유하는 물 침투성 세라믹스를 유로에 적층하여 이루어지는 활성통(20)과, 카본을 함유하지 않는 입자모양의 세라믹스를 유로에 충전하여 이루어지는 활성통(30)을 직렬로 배치 한 순환로(1)에 순환 펌프를 구비하는 탱크(2)를 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 물처리 장치이다.

이러한 물처리 장치는 상기 활성통(20)의 상류에 스테인레스 체인을 감은 유로를 가지는 보조활성통(10)을 배치하는 것이, 제조되는 물의 물성상 바람직하다.

어떻게, 상기 장치에 의해 6만~360만배 희석하여도 원수(原水)의 산화 환원 전위, O¹⁷-NMR 반치폭의 물성을 유지할 수 있는지는 분명하지 않다.

이러한 물성이 물의 클러스터 크기와의 관계를 나타내는 것인지 여부는 분명하지 않지만, 적어도 O¹⁷-NMR의 신호폭은 사중극 모멘트가 가지는 핵의 NMR(핵자기공명) 신호의 스펙트럼 반치폭(도 8 참조)이며, 관측 핵에 대한 화학결합이나 배위자의 차이에 의해 변하기 때문에, 관측핵, 즉 물을 구성하고 있는 전자상태를 반영하고 있어, 물의 활성도가 높고, 반응이나 흡수에 기여하고 있다고 생각된다. 한편, 물의 ORP(산화 환원 전위)는 pH의 함수로서 도 9에 나타내는 바와 같이 나타내어진다. 즉, 네른스트(Nernst)의 식에 근거하여, 물의 산화 분해: O₂+4H⁺+4e ⇔ 2H₂O는 식 1의 ORP=1.23-0.059pH로 나타내어지며, 물의 환원 분해: 2H⁺+2e ⇔ H₂ 는 식 2의 ORP=-0.059pH로 나타내어지지만, 이것에 관련하여 물의 평형 ORP-pH 관련식은 실험적으로 식 3의 ORP=0.84-0.047pH로 주어지기 때문에, 이러한 값 이하의 ORP에서는 환원계 영역에 있어, 활성 수소의 존재를 나타내는 지표가 될 것으로 생각된다. 따라서, pH7 이상이고 산화 환원 전위 ORP(mV)가 840-47pH 이하로 나타내어 지는 환원계에 있어서, O¹⁷-NMR 반치폭 100Hz 이하인 물성은, 우리가 목표로 하는 물의 미생물 활성 및 생리 활성을 나타내는 물성 지표로서 적당한 것이라고 생각된다.

이러한 물성에 의해, 상기 물성 기억 능력을 가지는 원수를 6만~360만배로 희석하여 이루어지는 희석수는, 발효균을 포함하는 미생물에 대하여 활성을 가지기 때문에, 오니 분해 처리용 물로서 유용하다. 따라서, 하천에 계속 적하 또는 단속적(斷續的)으로 투여함으로써, 하천을 정화할 수 있다. 또한, 오니 처리 설비에 있어서, 계속 적하 또는 단속적으로 투여함으로써 미생물을 활성화하여, 오니를 분해처리할 수 있다. 가정용 정화조에서도 마찬가지이다.

한편, 상기 희석수는 생리활성을 가지기 때문에, 특히 음료수로서 사용되어, 체내 세포로의 뛰어난 침투력을 가지는 결과로, 여러가지 체질개선 효과를 나타낸다. 따라서, 경구 또는 점적 주사용 약제 담지용 액으로 사용하고, 콜라겐, 인삼 등의 추출액, 각종 미네랄, 각종 약제를 첨가하여 사용하면, 체내 세포 흡수성이 높아져, 약효의 향상에 효과적이다. 또한, 상기 물성 기억 능력을 가지는 원수를 6만~360만배로 희석하여 이루어지는 희석수를 포함하는 화장품은, 희석수를 매체로 하는 약제의 피부 침투기능이 뛰어나다. 따라서, 수용성 콜라겐을 필수 성분으로 하는 미용 마스크제, 경피용 약제를 필수 성분으로 하는 경피용 접착제의 담지체로서 유용하다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명한다.

상기 물성을 가지는 활성수는, 아래의 방법으로 제조하는 것이 바람직하며, 아래의 제조장치가 사용된다.

그 방법은, 물에 대하여 발효효소를 중량비로 10:1~5의 비율로 혼합하고, 5~10일동안 UV 광 또는 태양광 조사하에서 보유하여 숙성하는 공정과,

이 숙성수를, 스테인레스 체인을 감은 유로를 가지는 제 1 활성통(10)과, 정삼각형의 판모양 세라믹스를 유로에 적층하여 이루어지는 제 2 활성통(20)과, 입자모양 세라믹스를 유로에 충전하여 이루어지는 제 3 활성통(30)을 직렬로 배치한 순환로(1)에 순환 펌프를 구비하는 탱크(2)를 배치하여 이루어지는 처리장치(도 1 참조)로 처리하는 공정과,

얻어진 처리수를 원수로 하여 6만~360만배로 희석하는 공정을 구비한다.

상기 숙성 공정에서 사용하는 발효효소와 점토를 발효시키기 위하여 혼합하는 발효효소는 동종의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 발효효소로서는 시오자임 등, 파인애플 효소를 제올라이트에 담지시킨 것을 적절히 사용할 수 있다.

상기 처리공정에서 사용되는 제 1 활성통(10)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 세로로 긴 내통(11)과 외통(12)으로 이루어지고, 한 쪽 단부에 입구(13)를, 다른 쪽 단부에 출구(14)를 가지며, 내외통으로 형성되는 유로(16)에는 내통(11)에 스테인레스 체인(316L)(15)을 감아 배치하여 유로를 흐르는 피처리수와 접촉하도록 되어 있다.

제 2 활성통(20)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 세로로 긴 외통(21)의 양끝에 입구부(22) 및 출구부(23)를 도 4에 나타내는 다수의 천공을 가지는 칸막이판 (24)으로 구획하여 설치하고, 그 중간에는 세로 방향으로 연장되는 중심축(25)을 설치하며, 이것에 정삼각형의 세라믹판(26)을 도 5에 나타내는 바와 같이 60°씩 회전시킨 상태로 조합하여 설치하고, 길이 방향으로 여러 장 쌓아 배치하여, 둘레에 6개의 유로(27)를 형성한다.

상기 세라믹판(26)은 일본 히로시마켄 사이조 지방산 점토에 카본 입자 및 발효효소를 3:1:1로 혼합하여 1주일 정도 발효시킨 후, 두께 10mm의 정삼각형으로 조형하고, 500~600℃ 전후에서 가열 소결하여 조제한다.

이러한 세라믹스는 미세한 다공질 구조를 이루어, 물 침투성이 뛰어난 것이 특징이며(도 7a의 현미경 사진), 아래의 표 1에 나타내는 원소를 함유한다(단, 탄소분은 제외한다).

표 1

SiO₂: 71.4wt% Al₂O₃: 22.9wt%

K₂O: 2.32wt% CaO: 1.11wt%

Fe₂O₃: 1.02wt% TiO₂: 0.452wt%

Na₂O: 0.414wt% MgO: 0.119wt%

V₂O₅: 0.0718wt% P₂O₅: 0.0704wt%

SO₃: 0.0639wt% Cr₂O₃: 0.0241wt%

MnO: 0.0155wt% NiO: 0.0135wt%

Cl: 0.0116wt% ZrO₂:CuO:SrO:ZnO:Rb₂O: 미량

상기 제 3 활성통(30)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 세로로 긴 외통(31)의 양끝에는 도 4에 나타내는 다수의 천공을 가지는 칸막이판(34)으로 구획하여 입구부(32) 및 출구부(33)를 설치하고, 그 중간에는 상기와 마찬가지의 다수의 천공을 가지는 칸막이판(34)으로 구획하며, 각 구획실에 가부시키가이샤 제이비아이 제품인 입자모양의 세라믹스 BRC-22(직경 10mm)(35)를 충전한다. 도 7b에 그 현미경 사진을 나타낸다. 상기 세라믹스는 아래의 표 2에 나타내는 원소를 함유한다.

표 2

SiO₂: 57.6wt% Al₂O₃: 34.7wt%

K₂O: 4.16wt% Na₂O: 1.21wt%

CaO: 0.918wt% Fe₂O₃: 0.491wt%

TiO₂: 0.407wt% MgO: 0.217wt%

P₂O₅: 0.185wt% ZnO: 0.0743wt%

ZrO₂: 0.0562wt% Rb₂O: 0.0167wt%

SrO: 미량

피처리수로서는 물 20ℓ당 상기 숙성수 50~150㎖를 첨가하여 준비하고, 이 물을 상기 제 1~제 3 활성통을 가지는 순환로(1)에서 30분~1시간 순환시켜 처리한다. 이것을 원수로 한다.

이 원수를 접촉시켜 원수를 제조하고, 이것을 6만~360만배로 희석한다.

상기 희석수로서는 염소처리된 수돗물을 사용하여도 좋지만, 희석수 안의 활성수소를 유지 보관하기 위해서는, 염소처리되지 않은 지하수 또는 미네랄수인 것이 바람직하다.

(실시예 1)

상기 제 1, 제 2 및 제 3 활성통에서 처리된 원수를 지하수로 희석하면, pH7 이상이고 산화 환원 전위 ORP(mV)가 840-47pH 이하로 표시되는 환원계에 있어서, O¹⁷-NMR 반치폭 100Hz 전후의 물성을 나타내고, 6만배~360만배 희석하여도 상기 물성을 기억 유지할 수 있으며, 반치폭은 희석에 의해 양호한 값이 얻어진 경우가 보인다.

1) 원수를 지하수로 1000배 희석한 물, 2) 자화수(磁化水) , 3) 히타의 물, 4) 수돗물, 5) 원수를 지하수로 150만배 희석한 물, 6) 원수를 지하수로 6만배 희석한 물, 7) 지하수, 8) AC5(원수에 생석회물 10~30% 첨가하여 6만배 희석)의 8종류의 물의 산화 환원 전위와 O¹⁷-NMR 반치폭을 측정하면, 아래와 같았다.

원수를 지하수로 희석한 물 1),5) 및 6)은 거의 중성영역으로 산화 환원 전위가 160~300mV였다. 특히 6)의 6만배로 희석한 물이 가장 낮은 산화 환원 전위를 나타내었다. 이러한 값은 다른 천연수와 거의 동등하거나 낮은 값으로, 다른 처리수보다는 압도적으로 낮은 값을 나타내고, 또한 수돗물에서는 600mV를 나타내었다.

한편, O¹⁷-NMR 반치폭은, 원수를 지하수로 희석한 물인 1),5) 및 6)은 100Hz 이하고, 특히 6) 6만배 희석수는 60Hz 전후의 값을 나타내었다. 다른 물에서는 히타의 물이 100Hz 근방의 값을 나타내었지만, 그 밖에는 거의 120~130Hz였다.

상기 희석수를 수돗물(산화 환원 전위 250mV)로 바꾸면, 산화 환원 전위는 200~250mV로 이 수돗물과 큰 차이는 없었지만, O¹⁷-NMR 반치폭 측정치의 대부분은 100Hz 이하였다. 수돗물의 반치폭이 125~130Hz인 것을 생각하면, 수돗물의 경우에도 6만에서 360만배 희석하더라도 물성의 변동이 없고, 바람직한 물성을 유지하는 것이 확인되었다.

이상으로부터 본 발명의 원수를 희석한 물은, pH 7이상이고 산화 환원 전위 ORP(mV)가 840-47pH 이하로 표시되는 환원계에 있어서, O¹⁷-NMR 반치폭 100Hz 이하의 물성을, 6만배~360만배 희석하여도 기억 유지가 가능하다는 것을 알게 되었다.

이상의 설명에서 분명해지듯이, 본 발명에 따른 제조장치에 따르면, 물성 기억 기능을 가지는 물을 제조할 수 있다.

Claims (7)

1. 6만배 이상으로 희석하여도 물성을 기억 유지할 수 있는 물을 제조하는 장치로서, 카본을 함유하는 물 침투성 세라믹스를 유로에 적층하여 이루어지는 활성통(20)과, 카본을 함유하지 않는 입자모양의 세라믹스를 유로에 충전하여 이루어지는 활성통(30)을 직렬로 배치한 순환로(1)에 순환 펌프를 구비하는 탱크(2)를 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 물처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 활성통(20)의 상류에 스테인레스 체인을 감은 유로에 가지는 활성통(10)을 배치하는 물처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 활성통(20)은 세로로 긴 외통(21)의 양끝에 입구부(22) 및 출구부(23)를 다수의 천공을 가지는 칸막이판(24)으로 구획하여 설치하고, 그 중간에는 세로 방향으로 연장되는 중심축(25)을 설치하며, 이것에 정삼각형의 세라믹판(26)을 60°씩 회전시킨 상태로 조합하여 설치하고, 길이 방향으로 여러 장 쌓아 배치함으로써, 둘레에 6개의 유로(27)를 형성하여 이루어지는 물처리 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 세라믹판(26)은 점토에 카본 입자 및 발효효소를 혼합하여 발효시킨 후, 500~600℃ 전후에서 가열 소결하여 조제하여 이루어지는 물처리 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 활성통(30)은 세로로 긴 외통(31)의 양끝에 다수의 천공을 가지는 칸막이판(34)으로 구획하여 입구부(32) 및 출구부(33)를 설치하고, 그 중간에는 다수의 천공을 가지는 칸막이판(34)으로 구획하며, 각 구획실에 입자모양의 세라믹스(35)를 충전하여 이루어지는 물처리 장치.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 활성통(10)은 세로로 긴 내통(11)과 외통(12)으로 이루어지고, 한 쪽 단부에 입구(13)를, 다른 쪽 단부에 출구(14)를 가지며, 내외통으로 형성되는 유로(16)에는 내통(11)에 스테인레스 체인(316L)(15)을 감아 배치하여 유로를 흐르는 피처리수와 접촉하도록 되어 있는 물처리 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   피처리수가 발효효소에 의해 자외선 조사하에 숙성된 물인 물처리 장치.

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