KR20120054742A

KR20120054742A - 버블을 이용한 오/폐수 처리장치

Info

Publication number: KR20120054742A
Application number: KR20100116005A
Authority: KR
Inventors: 박동희; 김건환
Original assignee: 박동희; 김건환
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-05-31
Also published as: KR101183877B1

Abstract

본 발명은 버블(Bubble)을 이용한 오/폐수 처리장치에 관한 것으로, 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)을 이용하여 각종 오/폐수를 환경 친화적으로 정화 처리하도록 한 것이다.
또한 본 발명은 오/폐수 정화뿐 아니라, 오/폐수 부상 분리, 배관 스케일 제거, 애견목욕, 상수 및 음용수의 용존산소 증가 및 수질 개선, 쿨링 타워의 물떼 제거, 공중목욕탕 정화 및 수처리, 양식장의 어패류 종패 억제 및 방지, 반도체 세척, 도금효율 증진 등의 다양한 용도로 사용할 수 있으며, 화학약품 사용이 배제되어 환경오염이 방지되는 등의 효과가 있다.

Description

버블을 이용한 오/폐수 처리장치{WASTEWATER TREATMENT DEVICE USING BUBBLE}

본 발명은 버블(Bubble)을 이용한 오/폐수 처리장치에 관한 것으로, 상세하게는 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)을 이용하여 각종 오/폐수를 환경 친화적으로 정화 처리하도록 한 것이다.

일반적으로 산업현장의 도장이나 코팅 등의 공정에서 도장작업을 할 때 많은 분진과 먼지 페인트류, 각종 오염물질을 제거하기 위하여 물(상수나 공업용수)을 이용하고 있는바, 각종 오염물질을 제거할 때 오염된 물은 폐수탱크로 모은 다음 화학적인 정화방법으로 정화시켜 재사용한 후 산업용 폐수 또는 산업용 폐기물로 처리하고 있다.

또한 오염도가 적은 음용수 처리, 목욕수, 세척수, 공업용수와 같은 수처리에도 주로 화학적인 처리방법에 의존하고 있는 실정이다.

상기 화학적인 수처리 방법의 경우 고액의 화학적 처리비용이 소요되며, 제품 불량율이 증가하고, 인체에 유해하며, 정화효율이 낮아 주변 환경오염이 오염될 뿐 아니라 산업용 폐기물로 처리할 때에도 고비용이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 각종 산업현장에서 오염된 오/폐수를 화학적인 처리방법이 아닌 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)을 이용하여 각종 오염물질(이물질이나 잔류물 등을 포함한다)를 정화 처리시켜 깨끗한 순환수를 유지시킬 수 있도록 한 버블(Bubble)을 이용한 오/폐수 처리장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명 오/폐수 처리장치는, 바닥판 상부에 이격 설치되는 배합조 및 고압펌프와, 상기 고압펌프의 흡입구에 설치되는 흡입관과, 상기 흡입관의 단부에 차례로 설치되는 흡입호스 및 필터와, 상기 배합조의 상부와 고압펌프의 토출구를 연결하는 연결관과, 상기 배합조의 배출관에 차례로 연결되는 배출호스 및 버블 발생기와, 상기 배합조에 설치되는 릴리프밸브 및 압력계와, 상기 고압펌프에 설치되는 펌프모터와, 상기 흡입관 일단에 설치되는 체크밸브와, 상기 체크밸브에 설치되는 공기호스와, 상기 공기호스에 구비되는 유량제어수단을 포함하여 구성된다.

상기 배합조는, 수직 원통형 통체와, 상기 통체 하부에 형성되는 바닥판과, 상기 통체 하부 일측에 형성되는 배출구 및 배출관과, 상기 통체 상부에 형성되는 상부판과, 상기 통체 내부에 설치되는 수평판과, 상기 수평판의 가장자리 부분에 형성되는 복수의 통공과, 상기 수평판의 상부면 중앙에 설치되는 타공부재와, 상기 상부판 중앙에 수직으로 설치되는 유입관과, 상기 유입관의 하단에 형성되는 벤츄리부와, 상기 벤츄리부의 하단부에 형성되는 확산부를 포함하여 구성된다.

또한 상기 배합조는, 수직 원통형 통체와, 상기 통체 하부에 형성되는 바닥판과, 상기 통체 하부 일측에 형성되는 배출구 및 배출관과, 상기 통체 상부에 형성되는 상부판과, 상기 통체 내부에 설치되는 수평판과, 상기 수평판의 가장자리 부분에 형성되는 복수의 통공과, 상기 상부판 중앙에 수직으로 설치되는 유입관과, 상기 유입관의 하단에 형성되는 벤츄리부와, 상기 벤츄리부의 하단부에 형성되는 확산부와, 상기 통체의 수평판과 바닥판에 수직으로 축 설치되는 축봉과, 상기 축봉의 상/하부에 고정되는 복수의 수평부재와, 상기 수평부재에 설치되는 복수의 교반부재와, 상기 수평판 상부로 돌출되는 축봉 단부에 설치되는 프로펠러를 포함하여 구성된다.

상기 버블 발생기는, 본체 입구에 형성되는 배출호스 체결공과, 상기 본체 상부에 형성되는 체결부와, 상기 체결부의 상부 중앙에 형성되는 수직홈와, 상기 수직홈에 끼워져 체결되는 조절구와, 상기 체결부 외주면에 형성되는 나사부와, 상기 체결부의 하부 외주면에 설치되는 오링과, 상기 체결부의 나사부에 나사 결합되고 상기 오링에 의해 수밀되면서 높낮이가 조절되는 조절관과, 상기 조절구와 조절관에 설치되는 버블 발생부와, 상기 조절관의 상부에 고정되는 토출관과, 상기 본체 단턱부에 고정되는 케이스와, 상기 토출관 상단부에 형성되는 홈과, 상기 케이스에 체결되어 토출관을 고정시키는 무두볼트를 포함하여 구성된다.

상기 버블 발생부는, 조절구 상부에 형성되는 돌출형 만곡부와, 상기 만곡부와 대응하는 위치의 조절관 상부에 형성되는 경사면과, 상기 만곡부와 경사면 사이에 형성되는 수압조절틈과, 상기 조절관 상부에 형성되는 바닥부와, 상기 바닥부의 가장자리 부분에 형성되는 원형 테두리부와, 상기 바닥부에 방사상으로 형성되는 복수의 돌기를 포함하여 구성된다.

상기 돌기와 원형 테두리부 사이의 바닥부에 제2 돌기를 형성하되, 상기 돌기 사이의 가상선 상에 제2 돌기가 위치하도록 함을 특징으로 한다.

상기 돌기는 사각형이고, 돌기의 상부는 유도부 방향으로 이행할수록 점차적 으로 낮아지는 경사면 구조임을 특징으로 한다.

본 발명은 마이크로 버블(micro bubble) 및/또는 나노 버블(nano bubble)에 의해 오/폐수가 효율적으로 정화 처리되어 정화효율이 높고, 화학약품의 사용이 배제되므로 비용이 절감되며 주변 환경 오염이 방지되어 환경친화적인 효과가 있다.

또한 버블 발생기는 토출관과 조절관의 회전방향에 따라 버블 발생부의 수압조절틈이 커지거나 좁아지면서 최적의 수압과 2차 버블링 정도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 인체나 가축의 모공 표면에 달라붙은 피지나 오래된 각질을 안전하게 단시간에 제거하고 장기간에 걸쳐서 피부를 청결하게 유지하고, 냄새의 발생을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 비듬, 가려움, 털 빠짐, 냄새 등이 없어 오랜 기간 피부를 청결하게 유지할 수 있으며, 피부질환이 있거나 민감한 피부의 사람이나 동물(애완동물)을 세정제 없이도 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 오/폐수 정화뿐 아니라, 오/폐수 부상 분리, 배관 스케일 제거, 애견목욕, 상수 및 음용수의 용존산소 증가 및 수질 개선, 쿨링 타워의 물떼 제거, 공중목욕탕 정화 및 수처리, 양식장의 어패류 종패 억제 및 방지, 반도체 세척, 도금효율 증진 등의 다양한 용도로 사용할 수 있으며, 화학약품 사용이 배제되어 환경오염이 방지되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 : 본 발명 일 예로 도시한 외관 사시도.
도 2 : 본 발명에서 케이스를 제거한 상태의 사시도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 배합조의 단면도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 타공판 부분 평면도.
도 5 : 본 발명 다른 예로 도시한 배합조의 단면도.
도 6 : 본 발명 일 예로 도시한 버블 발생기의 외관 사시도.
도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 버블 발생기의 분해 사시도.
도 8 : 본 발명 일 예로 도시한 버블 발생기의 단면도.
도 9 : 본 발명 일 예로 도시한 버블 발생기의 사시도.
도 10 : 본 발명 다른 예로 도시한 버블 발생기의 사시도.
도 11 : 본 발명 일 예로 도시한 버블 발생기의 평면도.
도 12 : 본 발명 일 예로 도시한 버블 발생기의 확대 단면도.
도 13 : 본 발명 일 예로 도시한 유량제어수단의 단면도.
도 14 : 본 발명 일 예로 도시한 수(水) 처리 원리도.
도 15 : 본 발명 일 예로 도시한 사용 상태 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.

도 1은 본 발명 일 예로 도시한 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)을 이용한 오/폐수 처리장치(1)의 외관 사시도 이고, 도 2는 케이스(2)를 제거한 상태의 사시도 이고, 도 3 및 도 4는 배합조(3)(3a) 부분 단면도이다.

본 발명 오/폐수 처리장치(1)는, 바닥판(4) 상부에 배합조(3)와 고압펌프(5)가 이격하여 설치되고, 고압펌프(5)의 흡입구에 흡입관(6)이 설치되고, 흡입관(6) 단부에는 흡입호스(11)와 필터(7)가 차례로 설치되고, 배합조(3)의 상부와 고압펌프(5)의 토출구는 연결관(8)으로 연결되고, 배합조(3)의 하부에 형성되는 배출구(24)에는 배출관(9)이 연결되고, 상기 배출관(9)에는 배출호스(12)와 버블 발생기(10)가 차례로 설치된다.

상기 고압펌프(5)는 상부에 설치되거나 일측에 설치되는 펌프모터(13)에 의해 동작하면서 오/폐수(78)를 고압(3~5㎏/㎠)으로 펌핑 및 순환시키게 되며, 필터(7)는 탈부착할 수 있게 설치되며, 흡입관(6)의 일단에는 흡입력에 의해 외부 공기(Air)가 자연스럽게 흡입되어 혼합되는 공기호스(15a)가 설치되고, 상기 공기호스(15a)와 흡입관(6) 사이에는 체크밸브(15)가 설치되어 흡입관(6)으로 흡입되는 오/폐수 중의 일부가 공기호스(15a)로 역류하는 현상이 방지된다.

상기 공기호스(15a)를 통하여 정화처리에 필요한 적정량의 공기(空氣)가 흡입관(6)으로 흡입되어 용존되며, 상기 공기호스(15a)에는 흡기량을 조절하는 유량제어수단(74)이 설치되고, 배합조(3)(3a)의 상부판(26)에는 과도한 압력에 대비한 릴리프밸브(14)가 설치되며, 바닥판(4)의 모서리 저부에는 캐스터(17)가 각각 설치되어 오/폐수 처리장치(1)의 이동이 쉽도록 구성된다.

상기 공기호스(15a)에 구비되는 유량제어수단(74)은 도 13과 같이 복원력이 우수한 공기호스(15a)의 상/하부에 사용자에 의해 소정거리로 왕복 이동하는 상하롤러(74a)(74b)에 의해 공기호스(15a)가 눌러지거나 복귀되면서 공기 흡입량이 적절히 조절된다.

즉, 도 1의 제어패널(16)에 설치되는 유량제어수단(74)은 도 13과 같이 손잡이를 일측 위치(P1)로 이동시키면 상기 상하롤러(74a)(74b)가 서로 가까워지면서 흡입관(6)으로 유입되는 공기량이 줄어들거나 차단되며, 상기 손잡이를 타측 위치(P3)로 이동시키면 상기 상하롤러(74a)(74b)가 서로 벌어지면서 흡입관(6)으로 유입되는 공기량이 증가하게 되며, 도 13과 같이 적당한 위치(P2)에 상하롤러(74a)(74b)를 위치시키면 적당량의 공기가 흡입관(6)으로 흡입되며, 공기호스(15a)와 연결관(6) 사이에 위치하는 체크밸브(15)에 의해 흡입관(6)으로 흡입되는 오/폐수(78)가 공기호스(15a)로 역류하는 현상이 방지된다.

상기 흡입관(6)과, 연결관(8) 및 배출관(9)에는 압력계(64)(65)(66)가 각각 설치되어 흡입압력과 토출압력과 배출압력이 각각 표시되며, 상기 압력계(64)(65)(66)에는 압력감지센서(64a)(65a)(66a)가 각각 설치되어 감지된 압력이 제어패널(16)의 제어기(C)로 입력되어 미리 설정된 기준압력과 비교 제어되고 표시되며, 이상 압력이 발생되면 경보부(도시안됨)로 경보되므로 작업자는 상기 이상 압력에 대처할 수 있게 된다.

도면상 미 설명부호 (71)(76)은 표시램프이고, (72)는 OFF 스위치이고, (73)은 키 스위치이며, (65)는 압력계이고, (74)는 공기호스(15a)의 유량제어수단이다. 물론 압력계(64)(65)(66)는 제어패널(16) 상에 설치된다. 상기 부품이나 소자들은 위치가 변경되거나 추가 및 삭제할 수 있으며, 때에 따라서는 기능(예컨대 표시램프+스위치)을 겸용할 수 있음은 물론이다.

도 3은 배합조(3)의 단면 구성도로, 수직 원통형 통체(21)와, 통체(21) 하부에 형성되는 바닥판(22)과, 통체(21) 하부 일측에 형성되는 배출구(24)와, 배출관(9)이 연결될 수 있게 배출구(24) 단부에 설치되는 플랜지(25)와, 통체(21) 상부에 형성되는 상부판(26)과, 통체(21)의 실내(32) 상부에 설치되는 수평판(30)과, 수평판(30)의 가장자리 부분에 형성되는 복수의 통공(31)과, 상부판(26) 중앙에 수직으로 설치되어 배합조(3) 상부로 오/폐수(78)를 유입시키는 유입관(27)과, 유입관(27)의 하단에 형성되는 벤츄리부(28)와, 벤츄리부(28)의 하단부에 형성되는 확산부(29)와, 통체(21) 상부로 노출된 유입관(27)과 연결관(8)을 연결하는 플랜지(69) 및 체결수단(70)으로 구성된다.

상기 통공(31)은 도 4와 같이 수평판(30)의 중앙에는 형성되지 않고 가장자리에 가까운 부분에 소정 간격으로 형성되며, 수평판(30)의 상부면 중앙에는 소정 메쉬의 철망이나 또는 요철이 상향 형성된 타공부재(34)가 설치된다.

상기 수평판(30)에 설치되는 타공부재(34)의 메쉬는 유입관(27)으로 유입되는 수량과 수압에 따라 상이하지만, 보다 효과적으로 1차 버블이 발생될 수 있도록 와이어(34a)의 크기는 2~20㎜의 사각형이나 직사각형 또는 다각형 단면이며, 와이어(34a) 사이에 형성되는 공간(34b)의 크기는 10~50㎜ 범위가 바람직하며, 물론 상기 수치를 크게 벗어나지 않는 범위에서 상기 수치 이상이거나 이하일 수 있음은 물론이다.

따라서, 고압펌프(5)로부터 압송되는 오/폐수(78)가 연결관(8)을 통하여 배합조(3)의 유입관(27)으로 압송 공급된 다음 벤츄리부(28)에 의해 유속(流速)이 증가하고 확산부(29)에서 고압으로 확산 분출되고 수평판(30) 상부의 타공부재(34)와 그 주변에 충돌 및 비산하면서 버블링되어 1차 버블링수(33)가 발생된다.

본 발명에서 강력한 고압펌프(5)에 의해 흡입 및 압송되는 오/폐수(78)는 공기호스(15a)를 통하여 흡입된 공기가 혼합(mix)되어 용존산소가 크게 증가 된 상태이며, 배합조(3)에서 벤츄리부(28)와 확산부(29)에 의해 고압으로 확산 분출되면서 타공부재(34)의 와이어(34a) 및 와이어(34a) 사이의 공간(34b)을 강타하는 폭포수 원리로 1차 버블(bubble)이 효과적(효율적)으로 발생 된다.

1차 버블링수(33)는 복수의 통공(31)을 통하여 수평판(30) 하부의 실내(32)로 유입되고, 실내(32)로 유입된 1차 버블링수(33)는 배출구(24)와 배출관(9)을 통하여 버블 발생기(10)로 유입되어 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble) 상태로 2차 버블링 된 2차 버블링수(Bubble Water)(79)는 토출구(55)를 통하여 0.3 ~ 4㎏/㎠의 압력으로 토출되면서 수조(77)의 오/폐수(78)에 혼합되어 오/폐수(78)가 정화 처리된다.

즉, 수조(77)의 오/폐수(78)로 혼합된 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)은 도 14와 같이 크기와 부력(浮力)이 매우 작아 천천히 부상하다가 수중에서 파열 및 소멸 되며, 오/폐수(78) 중의 오염물질 표면에 마이너스로 대전(帶電)하여 흡착되며, 고온 고압에 의해 처리수 중에서 용해되면서 진동파가 발생되고 음이온이 발생 되어 상기 오염물질들이 상승하게 된다.

또한 수조(77)의 오/폐수(78) 중으로 혼합되는 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)에 의해 오/폐수(78)로부터 분리되는 오염물질 및 크기와 부력(浮力)이 큰 일반 기포의 경우 수면 위로 빠르게 상승하여 소멸하거나 일부는 머물게 되지만, 크기와 부력(浮力)이 매우 작은 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)은 폭발하면서 순간적인 고열(약 5,500℃)과 매우 느리게 천천히 부상하면서 대전 된 오염물질을 분해 처리하게 된다.

상기 오염물질 들은 미세기포에 의해 크게 증가하는 용존산소량에 의해 물과 분리되고 정화되며, 또한 살균 및 세정 되며, 부상하는 오염물질 등은 수조(77)로부터 떠내 제거하거나 흡착시트로 흡착시켜 제거하면 되며, 일부의 정화 대상 오/폐수(78)는 고압펌프(5)에 의해 상기 필터(7)로 유입되어 순환하면서 정화처리된다. 상기에서 오/폐수(78)가 순환할 때 흡입관(6)에 설치된 흡기호스(15a)에 의해 적절한 량의 공기가 오/폐수(78) 중으로 공급되어 정화 처리된다.

도 5는 본 발명 다른 예로 도시한 배합조(3a)의 단면 구성도로, 수평판(30)과 바닥판(22)에 수직 축봉(35)을 축 설치하고, 축봉(35)의 상/하부에 복수의 수평부재(38)를 고정하고, 상기 수평부재(38)에는 복수 개의 교반부재(39)를 수직 또는 경사지게 설치하고, 수평판(30) 상부로 돌출된 축봉(35) 단부에는 임펠러 또는 프로펠러(37)를 수평으로 설치하여 유입관(27)을 통하여 고압으로 분출되는 수압에 의해 임펠러 또는 프로펠러(37)가 회전하는 방향으로 축봉(35)이 회전하도록 하고, 복수의 교반부재(39)가 실내(32)로 유입되는 1차 버블링수(33)를 교반시키도록 함으로써 더욱 많은 량의 버블이 발생 된다.

도 6 ~ 도 12는 본 발명 일 예로 도시한 버블 발생기(10)의 사시도 및 단면도이다.

상기 버블 발생기(10)는, 1차 버블링수(33)가 유입될 수 있도록 본체(40) 입구에 형성되는 배출호스(12)의 체결공(41)과, 본체(40) 상부에 형성되는 체결부(45)와, 상기 체결부(45)의 상부 중앙에 형성되는 수직홈(45a)과, 상기 수직홈(45a)에 끼워지는 조절구(46)의 하단부(46a)와, 상기 수직홈(45a)에 끼워진 조절구(46) 하단부(46a)를 체결시켜 고정하는 볼트(43)와, 체결부(45) 외주면에 형성되는 나사부(45c)와, 체결부(45)의 하부(45b) 외주면에 설치되는 오링(44)과, 상기 체결부(45)의 나사부(45c)에 나사 결합되고 상기 오링(44)에 의해 수밀되면서 높낮이가 조절되는 조절관(48)과, 조절관(48) 상부에 체결 및/또는 용접(52d)되는 토출관(52)과, 본체(40) 단턱부(40a)에 결합 및 고정되는 케이스(54)와, 토출관(52)의 상단부에 형성되는 홈(52a)을 이용하여 토출관(52)과 조절관(48)의 높낮이를 조절하는 방법으로 버블 발생부(50)의 수압조절틈(49)을 조정하여 2차 버블링 정도를 조절할 수 있게 구성된다.

상기 조절구(46)와 조절관(48)에 설치되는 버블 발생부(50)는, 도 8, 도 12와 같이 조절구(46) 상부에 형성되는 돌출형 만곡부(46a)와, 조절관(48) 내부에 형성되는 공간부(47)를 따라 수직으로 상승하는 고압수의 진행방향을 수평 바깥으로 변경되게 유도하는 원판형 유도부(58)와, 상기 만곡부(46a)와 대응하는 위치의 조절관(48) 상부에 형성되는 경사면(48c)과, 상기 만곡부(46a)와 경사면(48c) 사이에 형성되는 수압조절틈(49)과, 조절관(48) 상부에 형성되는 바닥부(61)와, 바닥부(61)의 가장자리 부분에 형성되는 원형 테두리부(59)와, 테두리부(59)의 외주면에 형성되는 나사부(59a)와, 상기 나사부(59a)에 체결되는 토출관(52)의 나사부(52c)와, 바닥부(61)에 소정 간격을 유지하면서 방사상으로 형성되는 복수의 돌기(51)로 구성된다.

상기 돌기(51)는 테두리부(59)와 유도부(58) 사이에 경사지게 설치되며, 도 9, 도 11과 같이 방사상으로 이격하여 형성된다. 상기 돌기(51)의 상부는 유도부(58) 방향으로 이행할수록 점차적으로 낮아지는 경사면(51b)이 형성되며, 따라서 유도부(58)와 수평 공간부(62)에 의해 직각방향 또는 직각과 비슷한 방향으로 진로가 변경된 1차 버블링수(33)가 돌기(51)의 전면부(51a)에 가장 먼저 강하게 충돌하면서 2차 버블링 되며, 돌기(51) 사이 공간을 통과한 1차 버블링수(33)는 테두리부(59)의 내주면(60)에 강하게 충돌하면서 2차 버블링 되며, 경사면(51b) 위로 상승하는 1차 버블링수(33)는 테두리부(59)의 내주면(60)이나 토출관(52)의 나사부(52c)에 강하게 충돌하면서 2차 버블링 된 다음 토출구(55)로 배출(0.3 ~ 4㎏/㎠의 압력)되어 수조(77)의 오/폐수(78) 중으로 혼합되어 정화 처리된다.

상기 1차 버블링수(33)는 버블 발생기(10)에 의해 2차 버블링되면서 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble) 상태의 2차 버블링수(79)로 되어 오/폐수(78)가 분리 및 정화 처리되며, 도 14와 같이 오/폐수(78)로부터 분리되는 오염물질과 크기와 부력(浮力)이 큰 일반 기포의 경우 수면 위로 빠르게 상승하여 소멸하거나 일부는 머물게 되지만, 크기와 부력(浮力)이 매우 작은 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)은 폭발하면서 순간적인 고열(약 5,500℃)과 매우 느리게 천천히 부상하면서 오염물질이 분해 처리된다.

상기 돌기(51)는 도 10과 같이 2중 방사상으로 설치하여 더욱 효율적으로 2차 버블링 될 수 있게 구성할 수 있다. 즉, 바닥부(61)에 형성된 돌기(51)와 테두리부(59) 사이의 바닥부(61)에 제2 돌기(57)를 형성하되 돌기(51) 사이의 가상선 상에 제2 돌기(57)가 각각 위치하도록 함으로써 2차 버블링 효율이 배가된다.

상기에서 돌기(51) 사이의 공간을 통과한 1차 버블링수(33)는 제2 돌기(57)의 전면부(57a)에 충돌하면서 2차 버블링 되며, 제2 돌기(57)의 상면에 형성된 경사면(57b) 위로 상승하는 1차 버블링수(33)는 테두리부(59)의 내주면(60)이나 토출관(52)의 나사부(52c)에 강하게 충돌하면서 2차 버블링된 다음 토출구(55)로 배출되고 수조(77)의 오/폐수(78) 중으로 혼합 처리된다.

상기 돌기(51)와 제2 돌기(57)는 전면부(51a)(57a)와 측면부(51c)(57c)와 후면부(51d)(57d)와 경사면(51b)(57b)이 각각 형성되고, 모서리가 분명하게 형성된 사각형상으로 구성하여 1차 버블링수(33)의 충돌 효과와 2차 버블링이 크게 향상되도록 함이 바람직하다.

상기 수압조절틈(49)은, 토출관(52)과 조절관(48)의 회전 방향에 따라 커지거나 좁아지면서 수압과 2차 버블링 정도가 조절된다. 즉, 토출관(52)의 상단부에 체결된 무두볼트(67)를 이완시켜 토출관(52)이 회전할 수 있도록 한 상태에서, 토출관(52)의 상단부에 형성된 홈(52a)으로 도구를 결합시킨 다음 토출관(52)을 시계방향으로 회전시키면 체결 및 용접으로 일체화된 조절관(48)도 시계방향으로 회전하면서 체결부(45)의 나사부를 따라 하강하게 되며(도 12의 B방향), 조절구(46)의 만곡면(46a)은 고정되어 있는 상태이므로, 수압조절틈(49)이 커지면서 수압이 떨어지게 되며, 반대로 토출관(52)을 반 시계방향으로 회전시키면 체결 및 용접으로 일체화된 조절관(48)도 반 시계방향으로 회전하면서 체결부(45)의 나사부를 따라 상승하게 되며(도 12의 A방향), 조절구(46)의 만곡면(46a)은 고정되어 있는 상태이므로, 수압조절틈(49)이 작아지면서 수압이 증가하게 되며, 적정 수압으로 조절되면 이완시켰던 무두볼트(67)를 죄임시켜 토출관(52)과 조절관(48)의 회전을 방지하면 수압 조절이 완료되고, 그에 따른 2차 버블링 조절이 완료된다.

즉, 조절관(48)의 높낮이를 조절하는 방법으로 버블 발생부(50)의 2차 버블링 정도를 조절할 수 있게 되며, 조절관(48)과 체결부(45)는 오링(44)으로 수밀이 유지되므로, 1차 버블링수(33)의 누수가 방지된다.

상기 버블 발생기(10)는 1차 버블링수(33)가 통공(42)과 틈(49)을 통과하면서 원심분리의 회오리 바람 형태로 진행하게 되며, 원심력으로 진행하는 유체가 지그재그 형태로 돌출된 돌기(51)(57)에 강하게 충돌하면서 2차 마이크로 버블 및/또는 나노 버블이 효과적(효율적)으로 발생한다.

또한 고압의 오/폐수(79)가 1겹 또는 여러 겹의 미세 타공부재(34)에 충돌하면서 초미세 1차 버블링수(33)가 발생한다.

또한 1차 버블링수(33)는 버블 발생기(10)에 의해 2차 버블링되면서 발생되는 크기와 부력(浮力)이 매우 작은 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)은 폭발하면서 순간적인 고열(약 5,500℃)과 매우 느리게 천천히 부상하면서 오/폐수(78)의 각종 오염물질에 흡착되어 부상하게 되며, 수조(77) 내의 오염물질(이물질이나 잔류물등을 포함한다)들이 완벽하게 부상하여 탁도까지 맑게 변화된다. 상기 오염물질은 미세기포에 의해 크게 증가하는 용존산소량에 의해 물과 분리되고 정화되고 살균 및 세정 된다.

상기 오/폐수(78)는 고압펌프(5)에 의해 필터(7) → 흡입호스(11) → 흡입관(6)으로 유입된 다음 고압펌프(5) → 연결관(8) → 배합조(3) → 배출관(9) → 배출호스(12) → 버블 발생기(10)를 통하여 방출되는 크기와 부력(浮力)이 매우 작은 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble) 상태의 2차 버블링수(79)는 수조(77)로 혼입되어 오/폐수(78)가 정화처리되며, 일부의 정화 대상 오/폐수(78)는 고압펌프(5)에 의해 상기 필터(7)로 유입되어 순환하면서 정화처리된다. 상기에서 오/폐수(78)가 순환할 때 흡입관(6)에 설치된 흡기호스(15a)에 의해 적절한 량의 공기가 오/폐수(78) 중으로 공급되어 정화 처리된다.

오염물질이 부상(浮上)하는 원리는 도 14와 같이 크기와 부력(浮力)이 큰 일반 기포의 경우 수면 위로 빠르게 상승하여 소멸하게 되지만, 본 발명 마이크로 버블(Micro Bubble) 및/또는 나노 버블(Nano Bubble)은 크기와 부력(浮力)이 매우 작아 천천히 부상하다가 수중에서 파열 및 소멸되며, 오염물질의 표면에 마이너스로 대전(帶電)하여 흡착되며, 고온 고압에 의해 처리수 중에서 용해되면서 진동파가 발생되고 음이온이 발생되어 오염물질의 대부분이 정화되고 일부는 상승하게 되며, 상승하는 오염물질은 수조(77)로부터 제거시키거나 흡착시트 등을 이용하여 흡착제거하면 된다.

또한 본 발명은 마이크로 버블 및/또는 나노 버블에 의해 입욕자의 혈행이 개선되고, 피부에 부착되는 마이크로 버블 및/또는 나노 버블이 보호막이 되어 물의 수압이나 열 등에 의해 입욕자의 혈압 상승 등이 방지되고, 마이크로 버블 및/또는 나노 버블이 파열하면서 발생되는 초음파와 파열 충격파에 의해 입욕자의 피부에 고속으로 충돌하면서 피하 지방층을 부드럽게 자극하면서 전신을 마사지할 뿐 아니라, 미세 진동으로 뭉쳐 있던 근육이 풀어지고 혈행이 더욱 개선되면서 마사지 효과와 건강 증진효과가 있다.

본 발명에서 마이크로 버블 및/또는 나노 버블은 음이온으로 대전(帶電)되며 수중의 노폐물, 세균, 찌꺼기 등에 부착되면서 제거된다.

본 발명은 상기 마이크로 버블 및/또는 나노 버블 파열시에 발생하는 미세진동과 용존산소 증가에 의해 목욕수가 정화될 뿐 아니라, 입욕자의 피부 표면의 각질이나 모공 깊숙히 쌓여 있는 노폐물과 찌꺼기들이 제거되며, 비누나 목욕타월을 사용하지 않고도 욕조에 가만히 앉아 있는 것만으로도 피부 곳곳을 세정할 수 있어서 비누나 샴푸 없이도 세정되는 효과가 있으며, 비누 샴푸를 사용하지 않아도 되므로, 이들의 화학적 작용에 의한 피부 트러블이 발생하지 않아 아토피와 같이 자극에 약한 피부를 가진 입욕자도 안심하고 입욕할 수 있다.

또한 본 발명은 모공을 막고 있는 노폐물이 제거되어 외부로부터의 영양분과 산소 공급이 원활해지면서 피부 세포가 활성화되며, 마이크로 버블 및/또는 나노 버블이 부드럽게 피부를 자극하여 탄력 있고 윤택한 피부를 만들어주며, 고농도 산소 기포가 피부에 부착하여 수분침투를 도와 피부가 더욱 촉촉해지는 피부미용효과가 있다.

또한 본 발명은 몸을 담글 때 혈행이 개선되고 몸속 깊은 곳부터 따뜻함을 느끼게 되며, 피부에 부착된 마이크로 버블 및/또는 나노 버블이 보호막이 되어 물의 수압, 열(40℃ 전후의 입욕수 온도) 등이 피부에 직접적으로 자극을 전달하게 되므로 입욕 후 혈압 상승이 억제된다.

또한 본 발명은 공기의 비타민 C로 불리는 음이온에 의해 편안하고 상쾌한 기분을 느낄 수 있으며, 피곤함과 스트레스가 해소된다.

본 발명은 마이크로 버블 및/또는 나노 버블에 의해 비듬, 가려움, 털 빠짐, 냄새 등이 없어 오랜 기간 피부를 청결하게 유지할 수 있으며, 피부질환이 있거나 민감한 피부의 사람이나 동물(애완동물)을 세정제 없이도 세정할 수 있게된다.

또한 본 발명은 오/폐수 정화뿐 아니라, 오/폐수 부상 분리, 배관 스케일 제거, 애견목욕, 상수 및 음용수의 용존산소 증가 및 수질 개선, 쿨링 타워의 물떼 제거, 공중목욕탕 정화 및 수처리, 양식장의 어패류 종패 억제 및 방지, 반도체 세척, 도금효율 증진 등의 다양한 용도로 사용할 수 있으며, 화학약품 사용이 배제되어 환경오염이 방지된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

(1)--오/폐수 처리장치 (2)--케이스
(3)(3a)--배합조 (3)(22)--바닥판
(5)--고압펌프 (6)--흡입관
(7)--필터 (8)--연결관
(9)--배출관 (10)--버블 발생기
(11)(12)--호스 (13)--펌프모터
(14)--릴리프밸브 (15)--체크밸브
(15a)--공기호스 (17)--캐스터
(21)--통체 (24)--배출구
(25)(69)--플랜지 (26)--상부판
(27)--유입관 (28)--벤츄리부
(29)--확산부 (30)--수평판
(31)--통공 (32)--실내
(33)--1차 버블링수 (34)--타공부재
(34a)--와이어 (34b)--공간
(35)--축봉 (37)--프로펠러
(38)--수평부재 (39)--교반부재
(40)--본체 (40a)--본체 단턱부
(41)--체결공 (43)--볼트
(44)--오링 (45)--체결부
(45a)--수직홈 (45b)--체결부 하부
(45c)(52c)(59a)--나사부 (46)--조절구
(46a)--조절구 하단부 (46a)--만곡부
(47)(62)--공간부 (48)--조절관
(58)--유도부 (48c)--경사면
(49)--수압조절틈 (50)--버블 발생부
(51)--돌기 (51a)(57a)--전면부
(51b)(57b)--경사면 (51c)(57c)--측면부
(51d)(57d)--후면부 (52)--토출관
(52a)--홈 (54)--케이스
(55)--토출구 (57)--제2 돌기
(59)--테두리부 (60)--내주면
(61)--바닥부 (64)(65)(66)--압력계
(64a)(65a)(66a)--압력센서 (67)--무두볼트
(70)--체결수단 (74)--유량제어수단
(74a)(74b)--롤러 (77)--수조
(78)--오/폐수 (79)--2차 버블링수
(16)--제어패널 (P1)(P2)(P3)--위치

Claims

바닥판 상부에 이격 설치되는 배합조 및 고압펌프;
상기 고압펌프의 흡입구에 설치되는 흡입관;
상기 흡입관의 단부에 차례로 설치되는 흡입호스 및 필터;
상기 배합조의 상부와 고압펌프의 토출구를 연결하는 연결관;
상기 배합조의 배출관에 차례로 연결되는 배출호스 및 버블 발생기;
상기 배합조에 설치되는 릴리프밸브 및 압력계;
상기 고압펌프에 설치되는 펌프모터;
상기 흡입관 일단에 설치되는 체크밸브;
상기 체크밸브에 설치되는 공기호스;
상기 공기호스에 구비되는 유량제어수단;
을 포함하는 버블을 이용한 오/폐수 처리장치.
청구항 1에 있어서;
배합조는,
수직 원통형 통체;
상기 통체 하부에 형성되는 바닥판;
상기 통체 하부 일측에 형성되는 배출구 및 배출관;
상기 통체 상부에 형성되는 상부판;
상기 통체 내부에 설치되는 수평판;
상기 수평판의 가장자리 부분에 형성되는 복수의 통공;
상기 수평판의 상부면 중앙에 설치되는 타공부재;
상기 상부판 중앙에 수직으로 설치되는 유입관;
상기 유입관의 하단에 형성되는 벤츄리부;
상기 벤츄리부의 하단부에 형성되는 확산부;
를 포함하는 버블을 이용한 오/폐수 처리장치.
청구항 1에 있어서;
배합조는,
수직 원통형 통체;
상기 통체 하부에 형성되는 바닥판;
상기 통체 하부 일측에 형성되는 배출구 및 배출관;
상기 통체 상부에 형성되는 상부판;
상기 통체 내부에 설치되는 수평판;
상기 수평판의 가장자리 부분에 형성되는 복수의 통공;
상기 상부판 중앙에 수직으로 설치되는 유입관;
상기 유입관의 하단에 형성되는 벤츄리부;
상기 벤츄리부의 하단부에 형성되는 확산부;
상기 통체의 수평판과 바닥판에 수직으로 축 설치되는 축봉;
상기 축봉의 상/하부에 고정되는 복수의 수평부재;
상기 수평부재에 설치되는 복수의 교반부재;
상기 수평판 상부로 돌출되는 축봉 단부에 설치되는 프로펠러;
를 포함하는 버블을 이용한 오/폐수 처리장치.
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서;
버블 발생기는,
본체 입구에 형성되는 배출호스 체결공;
상기 본체 상부에 형성되는 체결부;
상기 체결부의 상부 중앙에 형성되는 수직홈;
상기 수직홈에 끼워져 체결되는 조절구;
상기 체결부 외주면에 형성되는 나사부;
상기 체결부의 하부 외주면에 설치되는 오링;
상기 체결부의 나사부에 나사 결합되고 상기 오링에 의해 수밀되면서 높낮이가 조절되는 조절관;
상기 조절구와 조절관에 설치되는 버블 발생부;
상기 조절관의 상부에 고정되는 토출관;
상기 본체 단턱부에 고정되는 케이스;
상기 토출관 상단부에 형성되는 홈;
상기 케이스에 체결되어 토출관을 고정시키는 무두볼트;
를 포함하는 버블을 이용한 오/폐수 처리장치.
청구항 4에 있어서;
버블 발생부는,
조절구 상부에 형성되는 돌출형 만곡부;
상기 만곡부와 대응하는 위치의 조절관 상부에 형성되는 경사면;
상기 만곡부와 경사면 사이에 형성되는 수압조절틈;
상기 조절관 상부에 형성되는 바닥부;
상기 바닥부의 가장자리 부분에 형성되는 원형 테두리부;
상기 바닥부에 방사상으로 형성되는 복수의 돌기;
를 포함하는 버블을 이용한 오/폐수 처리장치.
청구항 5에 있어서;
돌기와 원형 테두리부 사이의 바닥부에 제2 돌기를 형성하되, 상기 돌기 사이의 가상선 상에 제2 돌기가 위치하도록 함을 특징으로 하는 버블을 이용한 오/폐수 처리장치.