KR20140122263A - 만족스러운 수질의 식수용 상수도를 제조하기 위하여 불만족스러운 수질의 중수도를 위생처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불만족스러운 수질의 처리수를 위생처리하여 만족스러운 수질의 식수용 위생처리된 물을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 물 위생처리 어셈블리에서 처리수를 여과시키고, 조사하고, 오존처리하여 처리수를 위생처리하는 단계를 포함한다. 이후, 위생처리된 물을 위생처리 물 탱크에 저장한다. 사용자에 의한 요구 시, 펌프는 위생처리 물 탱크로부터 탄소 필터를 거쳐 분배 출구로 위생처리된 물을 펌프질하도록 활성화된다.
Description
본 발명은 만족스러운 상수도(water supply)를 제조하기 위하여 불만족스러운 상수도를 위생처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 명세서에 걸쳐 용어 "상수도"는 임의의 유형의 중수도(treated water supply), 예컨대 지방 상수도, 부분 처리 중수도, 또는 국지적 급수, 예컨대 개인 우물을 포함하도록 이해되어야 한다. 상기 용어는 또한 호수 물 및 다른 이러한 담수 급수를 의미하는 것으로 이해되지만, 상기 용어는 빗물을 배제하는 것으로 해석된다.
지방 상수도가 보통의 종래의 기법을 이용하여 이미 처리되는 경우에도, 수질은 바람직한 것보다 낮은 수질을 가질 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이는 오래된 설비, 배관 손상, 또는 경제적 제한으로 인할 수 있고; 그 결과, 지방 상수도에 적용되는 처리의 품질은, 법적 요건을 만족시키기에는 충분하면서, 사용자에게는 형편없고 불만족스러운 것으로 생각될 수 있다.
지방의 지리학적으로 먼 위치에서의 특정한 문제점이 있는 것으로 밝혀졌고, 여기서는 광범위한 지역에 오직 비교적 적은 수의 사용자가 발견된다. 이러한 경우, 지방 상수도 화사들에서의 우선사항은 더 높은 인구밀도 지역에서 이의 설비 및 배관을 업그레이드하는 것이고, 이는 지방 지역이 무시되고 이 지역에서 불만족스러운 지방 급수를 공급한다.
허용되는 만족스러운 수준의 물을 생성하기 위해 상수도로부터 물을 처리하고 위생처리하기 위한 효과적이고 간편하고 비교적 단순한 방법 및 장치가 바람직하다. 일반적으로 말해서, 물이 적합한 식수로 고려되도록 지역 규제 요건을 만족시킨다는 점에서 물은 식수 가능해야 한다.
현재의 물 처리 시스템과 관련된 추가의 문제점은 처리된, 위생처리된 물은 사용자에 의한 요구 시 사용을 위해 위생처리 물 탱크에 보유된다는 점이다. 때때로, 위생처리된 물은 오랜 시간 동안 위생처리 물 탱크에 정체된 채 있어서, 결과적으로 위생처리된 물의 위생 및 감각 수용 품질은 사용자에게 불만족스러워진다. 허용되는 수준으로 위생처리된 물의 수질을 유지시키기 위해 위생처리 물 탱크 내에 화학물질, 예컨대 염소, 방사선 조사장치(irradiator) 및/또는 통풍기(aerator)를 사용하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이 해결책은 추가의 화학물질, 화학 분배 수단, 통풍기 및/또는 방사선 조사장치가 물 처리 시스템에 제공될 것을 요하고, 이에 의해 구성 비용, 가동 비용 및 시스템의 전체 복잡성을 부가한다.
더욱이, 물을 처리하고 이에 의해 물에서의 미생물 오염을 감소시키도록 물에 첨가되는 염소 및 다른 화학 소독제는 물을 마시기 안전하도록 보장한다. 그러나, 염소는 공중 건강을 위한 정제 수준을 유지시키기 위해 물에 지속되도록 허용되어야 하고, 처리수 시스템에서의 잔류 염소는 소독 부산물(DBP)을 형성시킬 수 있다. 이 DBP는 화학 소독제, 예컨대 염소의 반응에 의해 형성되고, 유기 물질이 처리수에 존재한다. 트라이할로메탄(THM)은 건강 관점으로부터 가장 중요한 유형의 DBP이다. 이는 클로로폼, 브로모폼, 다이브로모클로로메탄 및 브로모다이클로로메탄을 포함한다. 처리수에서의 THM은 가능한 인간 발암물질로서 건강 위험을 제시한다. 아일랜드에서, 2007년에 유럽 연합 (식수) 규제(European Communities (Drinking Water) Regulations)(2호)는 처리된 식수에서 오직 100㎍/ℓ 미만 수준의 전체 트라이할로메탄(THM)이 발견되어야 한다고 기술하였다. 2010년에, 아일랜드 공화국에서, 10.7%의 공공 식수 공급, 23.8%의 공조직 물 계획 및 14.5%의 사조직 물 계획이 이 100㎍/ℓ 한계를 초과하는 것으로 관찰되었다. 따라서, 처리수의 위생처리는 중요한 건강 문제이다.
선행 기술의 경우, 유럽 특허 출원 EP 1 695 939(HOMEFLOW SWITZERLAND DISTRIBUTION SA)는 처리수를 정제하는 디바이스를 개시하였고, 이에 의해 처리수의 수질은 허용되지 않는 것으로 추정된다. 처리수는 상수도로부터 수용되고 오존처리된다. 오존은 오존 생성기에 의해 생성되고 오존처리 탱크에 공급되고, 이 탱크에서 생성된 오존 및 처리수가 혼합되어 처리수의 수질을 개선한다. 이후, 오존처리된 물은 탄소 필터 및 알루미나 필터를 통과하고 오존처리 물 저장 저장소에 저장된다. 오존처리 물 저장 저장소는 또한 오존 생성기에 연결되고, 오존은 오존처리 물 저장 저장소로 도입되어 오존처리된 물을 재오존처리할 수 있다. 오존처리된 물은 사용자에 의한 요구 시 오존처리 물 저장 저장소로부터 출구 노즐을 통해 펌프질된다. 리프레싱 사이클은 또한 오존처리 물 저장 저장소로부터 다시 탄소 필터 및 알루미나 필터를 통해 오존처리된 물을 지시함으로써 제공된다. 리프레싱 공정은 오존처리 물 저장 저장소로부터로부터 다시 오존처리 탱크를 통해 오존처리된 물을 지시하지 않는다.
그러나, 오존이 1차 및 2차 살균제(잔류 살균제로도 공지됨) 둘 다로서 사용되는 시스템에 문제점이 존재하는 것으로 알려져 있다. 오존은 "광범위(catch-all)" 살균제로서 인정되지 않고; 처리되어야 하는 물의 특정한 배취(batch)에 대한 오존 요구는 처리되어야 하는 물의 배취의 화학 매개변수에 기초하여 결정된다. 모든 물 배취는 그 물 배취의 수질에 따라 약간 상이한 오존 요구를 가질 것이다. 직접적으로 또는 간접적으로 오존이 반응할 수 없는 물이 거의 없지만, 모든 오염물질이 오존과 반응하는 것은 아니다. 예를 들면, 불활성 가스는 오존에 의해 공격되지 않고, 일부 복합 살충제는 오존에 의해 완전히 파괴되지 않는다. 더욱이, 많은 다른 제조된 분자는 정상 물 처리 온도 및 압력에서 오존에 의해 파괴될 수 없다. 따라서, 오존이 1차 살균제로서 쾌 우수하지만, 이는 처리되어야 하는 물에서 발견될 수 있는 모든 유형의 오염물질을 처리할 수 없고, 이것이 오존이 "광범위" 살균제로서 생각될 수 없는 이유이다. 더욱이, 1차 살균제로서 오존을 사용하는 것은 다른 1차 살균제와 비교하여 비교적 고가이다.
유럽 특허 출원 EP 1 695 939의 디바이스는 상기 언급된 문제점을 겪는다. 특히 유럽 특허 출원 EP 1 695 939에 개시된 디바이스는 오존처리 물 저장 저장소에 추가의 통풍기가 제공될 것을 요한다. 더욱이, 이 추가의 통풍기에 대한 적절한 연결이 필요하고, 이는 디바이스의 구성 비용을 부가한다. 작동 시, 생성된 오존은 처리수를 오존처리하여 오존처리된 물을 제공하도록 사용되지만, 이는 또한 오존처리 물 저장 저장소에 오존을 제공하도록 사용된다. 오존처리 및 오존처리된 물 저장 작용 둘 다에 대한 이 오존 요구는 가공 비용을 증가시킨다. 모두에서, 유럽 특허 출원 EP 1 695 939에 개시된 디바이스의 전체 복잡성은 증가한다.
US 특허 5,683,576은 1차 및 2차 살균제로서 오존을 사용하는 것을 개시하면서 유사한 문제를 겪는다.
위생처리 물 탱크에서 정체된 물을 위생적이고 감각 기관에 만족스러운 수준으로 유지시키는 문제점에 대한 비용 효율적인 해결책이 추구되었다. 그러므로, 대부분의 가정용 및 상업용 빌딩에서 해결책이 요구되고, 해결책을 제공하는 데 사용되는 장치의 비용 및 크기는 중요한 인자이다.
본 발명의 추가의 양태에서, 특정한 상황에서, 지방 상수도는 특정 위치에서 제공되지 않거나, 다른 상황에서, 다른 수원을 위해 지방 상수도는 단순히 무시되는 것으로 또한 이해될 것이다.
따라서, 적절한 경우 중수도에만 의존하지 않을 수 있는 능력이 따라서 필요하고, 본 발명은 사용자에 의한 공급의 선택 및 사용자에 대한 이러한 공급의 보장을 수월하게 한다.
본 발명의 목표는 상기 언급된 문제점 중 적어도 하나를 극복하는 방법 및/또는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 불만족스러운 수질의 물을 위생처리하여 만족스러운 수질의 식수용 위생처리된 물을 제조하는 방법으로서, 상수도로부터의 물을 물 위생처리 어셈블리에 대한 입구에서 입수하는 단계; 입수된 처리수를 입구 입자 필터(inlet particle filter)에서 여과하여 물을 부분적으로 위생처리하는 단계; 여과된 물을 방사선 조사장치에서 조사하여 여과된 물을 추가로 위생처리하는 단계; 조사된 물을 통풍기에서 오존처리하여 조사된 물을 위생처리하는 단계; 위생처리된 물을 위생처리 물 탱크에 저장하는 단계; 및 사용자에 의한 요구 시, 제어 펌프를 활성화하여 위생처리된 물을 위생처리 물 탱크로부터 탄소 필터를 통해 펌프질하여 식수용 상수도를 따라 흐르게 해서 분배 출구에 도착시키게 하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시형태에서, 상수도로부터의 물은 처리수이다.
본 발명의 방법을 제공하는 것의 이점은 물을 조사하고 통기시키는 비교적 간단하고 비용 효율적이며 효과적인 방법을 이용하여 처리수의 수질을 개선하도록 상수도의 처리수가 위생처리될 수 있다는 점이다. 위생처리된 물은 처리수를 대형 주요 상수도 네트워크로부터 취할 때 달리 변할 수 있는 만족스러운 수질을 갖도록 보장될 수 있다. 방사선 조사장치는 물을 위생처리하고, 통풍기는 잔류 위생처리 장치로서 사용된다.
상기 방법은 소형 가정용 설치된 물 처리 어셈블리에서 사용되는 데 이상적이다. 이러한 유닛은 그 성질 상 설치하기 쉬워야 하고, 가정용 설치를 위한 소형 인수(small form factor)를 가져야 한다. 본 발명 및 하기 기재된 실시형태의 방법은 비교적 단순하고 효과적인 물 처리 및 위생처리 어셈블리가 가정 주거용으로 설치되게 한다.
본 발명에서 방사선 조사장치는 또한 위생처리되어야 하는 처리수와 위생처리된 물의 혼합을 피하기 위한 살균 장벽을 형성하도록 작용한다. 자외선 반응기는 가동 중이면서, 위생처리되어야 하는 처리수는 방사선 조사장치를 통과하고, 따라서 방사선 조사장치로부터 배출되는 임의의 물이 처리되면서 원치 않는 혼합이 일어나지 않는다.
바람직한 실시형태에서, 방사선 조사장치는 외부 슬리브 및 내부 슬리브에 의해 둘러싸인 자외선 램프를 포함하는 자외선 반응기의 사용에 의해 제공되어서; 처리수는 외부 슬리브와 내부 슬리브 사이의 외부 공간을 통과하고, 공기 또는 산소 함유 가스는 내부 슬리브와 외부 슬리브 사이의 내부 공간을 통과한다. 이 실시형태에서, 물은 자외선 반응기에 의해 조사되고, 조사된 물로 비말 동반되는 오존이 동일한 자외선 반응기에 의해 생성된다. 이 살균 장벽 효과는 자외선 반응기가 사용되어 수행되는 제3 역할이다. 선행 기술의 시스템에서, 살균 장벽은, 위생처리되어야 하는 처리수를 구별하는, 위생처리된 물 그 자체로부터의, 별개의 막 및/또는 필터에 의해 생성된다. 부품 파트 크기 관점으로부터, 조사를 통해 물을 위생처리하는 동일한 자외선 반응기를 사용하는 것은 잔류 위생처리에 필요한 오존을 생성하고, 또한 살균 장벽이 매우 유리하면서 작용한다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 방사선 조사장치 앞에 배치된 역류방지 밸브(non-return valve)를 통해 여과된 물을 통과시키는 것을 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 방사선 조사장치 뒤에 배치된 역류방지 밸브를 통해 여과된 물을 통과시키는 것을 추가로 포함한다.
역류방지 밸브의 사용은 위생처리되어야 하는 처리수와 위생처리된 물 그 자체 사이의 명확한 구별이 존재하도록 보장한다. 처리수가 역류방지 밸브를 통과하면, 위생처리되어야 하는 처리수만이 이후 방사선 조사장치를 통과하여 위생처리되고, 따라서 사용자가 소비하기에 적합하고 만족스럽게 된다. 더욱이, 역류방지 밸브가 실패하는 경우에도, 현재 살균 장벽으로서 작용하는 방사선 조사장치는 앞으로 흐르는 임의의 처리수가 어떤 경우에도 위생처리되게 보장한다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 식수용 상수도와 방사선 조사장치의 중간에 배열된 복귀 도관 상의 밸브를 여는 단계; 위생처리 물 탱크로부터 복귀 도관을 거쳐 방사선 조사장치로 불만족스러운 위생처리된 물을 펌프질하는 단계; 불만족스러운 위생처리된 물을 방사선 조사장치에서 조사하여 불만족스러운 위생처리된 물을 부분적으로 리프레싱하는 단계; 조사된 물을 통풍기에서 오존처리하여 조사된 물을 리프레싱하는 단계; 및 리프레싱된 물을 위생처리 물 탱크에 저장하는 단계를 취함으로써, 위생처리 물 탱크에 저장된 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 기재된 단순한 리프레싱 방법은 단순한 소형 물 위생처리 어셈블리가 구축되고 가정내 설치되게 한다.
추가의 실시형태에서, 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 방법은 방사선 조사장치 앞에 배치된 리프레시 역류방지 밸브를 통해 불만족스러운 위생처리된 물을 통과시키는 단계를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 식수용 상수도와 상기 통풍기의 중간에 배열된 복귀 도관 상의 밸브를 여는 단계; 위생처리 물 탱크로부터 복귀 도관을 거쳐 통풍기로 불만족스러운 위생처리된 물을 펌프질하는 단계; 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 통풍기에서 오존처리하여 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계; 및 리프레싱된 물을 위생처리 물 탱크에 저장하는 단계를 취함으로써, 위생처리 물 탱크에 저장된 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계를 추가로 포함한다.
더욱이, 방사선 조사장치가 자외선 반응기에 의해 제공되는 바람직한 실시형태에서, 자외선 반응기는 리프레싱 동안, 통풍기에 의해 사용되는, 생성되어야 하는 오존에 가동 중이어야 한다. 자외선 반응기가 가동 중이면서, 자외선 반응기는 리프레싱 동안 또한 살균 장벽으로서 작용한다. 따라서, 처리수가 방사선 조사장치를 통과하면서, 자외선 반응기는 가동 중이고 살균 장벽으로서 작용하고; 이미 위생처리된 물이 리프레싱을 위해 바로 다시 통풍기를 통과할 때, 자외선 반응기는 오존을 생성하여 계속해서 살균 장벽으로서 작용하도록 가동되어야 한다는 것을 볼 수 있다. 이러한 방식으로, 방사선 조사장치가 자외선 반응기에 의해 제공되는 바람직한 실시형태는 자외선 반응기가 조사에 의해 상수도를 위생처리하고, 잔류 위생처리를 위한 오존을 생성하고, 리프레싱(여기서, 바로 통풍기가 이미 위생처리된 물을 리프레싱하도록 사용됨)을 위한 오존을 생성하고, 작동 모드(여기서, 위생처리가 수행되고 리프레싱이 수행됨)에서 살균 장벽으로서 작용하므로 특히 유리하다. 이들은 물이 흐르는 단지 2가지 작동 모드이므로, 자외선 반응기가 필요한 살균 장벽인 것으로 볼 수 있다. 부품 파트가 상기 방법 내에 4개의 상이한 역할을 수행하는 경우가 유리하다.
추가의 실시형태에서, 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 방법은 통풍기 앞에 배치된 리프레시 역류방지 밸브를 통해 불만족스러운 위생처리된 물을 통과시키는 단계를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 압력 센서를 사용하여 식수용 상수도에서의 압력을 모니터링하여 사용자에 의한 요구량을 표시하는 압력 하강을 검출하는 단계; 및 이러한 압력 하강 시 펌프를 활성화하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은 추가로 불만족스러운 수질의 물을 위생처리하여 만족스러운 수질의 식수용 위생처리된 물을 제조하기 위한 물 위생처리 어셈블리에 관한 것으로, 물 위생처리 어셈블리는 상수도로부터 물을 입수하기 위한 입구; 입수된 물을 여과시켜 처리수를 부분적으로 위생처리하기 위한 입구 입자 필터; 여과된 물을 조사하여 여과된 물을 추가로 위생처리하기 위한 방사선 조사장치; 조사된 물을 오존과 비말 동반하여 물을 오존처리하고 이렇게 하여 조사된 물을 위생처리하기 위한 통풍기; 위생처리된 물을 수용하고 저장하기 위한 위생처리 물 탱크; 및 위생처리 물 탱크로부터 탄소 필터를 통해 위생처리된 물을 펌프질하여 식수용 상수도를 따라 분배 출구로 흐르도록 하는 제어 펌프를 포함한다. 바람직하게는, 상수도로부터의 물은 처리수, 즉 법적으로 허용되는 수준, 예를 들면 식수 가능 수준으로 이전에 처리된 처리수이지만, 소비자가 마시기에 불만족스럽다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 방사선 조사장치 앞에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 방사선 조사장치 바로 앞에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 방사선 조사장치 뒤에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 방사선 조사장치 바로 뒤에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 식수용 상수도와 방사선 조사장치의 중간에 배열된 복귀 도관을 포함하고; 밸브는 개방되고 폐쇄될 수 있는 복귀 도관을 따라 배치되어 복귀 도관을 각각 개방하고 폐쇄하여, 위생처리 물 탱크에서 위생처리된 물의 정기적인 리프레싱을 허용한다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 복귀 도관에서 리프레시 역류방지 밸브를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 복귀 도관에서의 리프레시 역류방지 밸브는 방사선 조사장치 직전에 배치된다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 식수용 상수도와 통풍기의 중간에 배열된 복귀 도관을 포함하고; 개방되고 폐쇄될 수 있는 복귀 도관을 따라 밸브가 배치되어 복귀 도관을 각각 개방하고 밀폐하여, 위생처리 물 탱크에서 위생처리된 물의 정기적인 리프레싱을 허용한다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 복귀 도관에서 리프레시 역류방지 밸브를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 복귀 도관에서의 리프레시 역류방지 밸브는 통풍기 직전에 배치된다.
추가의 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리는 식수용 상수도에서의 압력을 모니터링하고 사용자에 의한 위생처리된 물에 대한 요구량을 표시하는 식수용 상수도에서의 압력 하강을 검출하는 압력 센서; 및 압력 센서에 의한 이러한 압력 하강의 검출 시 펌프를 활성화하기 위한 수단을 추가로 포함한다.
본 발명은 추가로 식수용 상수도를 제조하기 위해 상수도를 위생처리하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 입구 필터를 통해 상수도를 통과시키는 단계; 여과된 물을 자외선으로 조사하는 단계; 조사된 물을 가스와 비말 동반하여 물을 위생처리하는 단계; 위생처리된 물을 위생처리 물 탱크에 저장하는 단계; 및 위생처리 물 탱크로부터 출구 필터를 통해 위생처리된 물을 펌프질하여 식수용 상수도를 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법을 제공하는 것의 이점은 이미 처리되고 식수용 지방 상수도로서 제공되는 상수도가 위생처리될 수 있어서 상수도를 조사하고 통기시키는 비교적 간단하고 비용 효율적이고 효과적인 방법을 이용하여 수질을 개선할 수 있다는 점이다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 위생처리 물 탱크로부터 복귀 도관을 통해 위생처리된 물을 펌프질하여 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계; 복귀 도관에 배치된 역류방지 밸브를 통해 펌프질된 물을 통과시키는 단계; 펌프질된 물을 자외선으로 조사하는 단계; 조사된 물을 가스와 비말 동반하여 물을 리프레싱하는 단계; 및 리프레싱된 물을 위생처리 물 탱크로 복귀시키는 단계를 추가로 포함한다.
허용되는 위생 및 감각 수용 수준으로 사용자에 의한 온디맨드식(on-demand) 사용을 위해 저장된 위생처리된 물을 유지시키기 위해 위생처리 물 탱크에서의 임의의 정체된 위생처리된 물이 물 위생처리 시스템을 통해 재순환되도록 보장하기 위해, 규칙적인 간격으로 이미 위생처리된 물을 리프레싱하기 위해 단순한 복귀 도관이 사용될 수 있으므로, 이러한 피처는 특히 유리한 것으로 보인다.
본 발명의 추가의 이점은 염소와 같은 화학물질을 사용하지 않고 물이 위생처리되고 리프레싱될 수 있다는 점이다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 위생처리 물 탱크로부터 복귀 도관을 통해 위생처리된 물을 펌프질하여 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계; 복귀 도관에 배치된 역류방지 밸브를 통해 펌프질된 물을 통과시키는 단계; 펌프질된 물을 가스와 비말 동반하여 물을 리프레싱하는 단계; 및 리프레싱된 물을 위생처리 물 탱크로 복귀시키는 단계를 추가로 포함한다. 이 실시형태에서, 이미 위생처리된 물은 유리하게는 리프레싱되어야 하는 통풍기 및 방사선 조사장치 둘 다를 통해 공급될 필요가 없어서; 물 위생처리 방법은 이 실시형태에서 단순화된다. 통풍기에 대한 오존을 생성하기 위해 자외선 반응기가 사용되는 바람직한 실시형태에서, 자외선 반응기는 리프레싱 동안 살균 장벽으로서 작용하여 원치 않는 혼합이 발생하지 않는다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 입구 필터로부터 역류방지 밸브를 통해 물을 통과시킨 후 여과된 물을 자외선으로 조사하는 단계를 추가로 포함한다. 역류방지 밸브의 사용은 물 위생처리 어셈블리에 유입되는 물과 물 위생처리 어셈블리의 위생처리 물 탱크에 저장된 이미 위생처리된 물 사이에 살균 장벽을 생성한다.
추가의 실시형태에서, 상기 방법은 조사된 물을 역류방지 밸브를 통해 통과시킨 후 조사된 물을 가스와 비말 동반하여 물을 위생처리하는 단계를 추가로 포함한다. 역류방지 밸브의 사용은 물 위생처리 어셈블리에 유입되는 물과 물 위생처리 어셈블리의 위생처리 물 탱크에 저장된 이미 위생처리된 물 사이에 살균 장벽을 생성하는 것을 돕는다.
추가의 실시형태에서, 중간 상수도에 배치된 압력 스위치로부터의 제어 신호에 응답하여 위생처리 물 탱크로부터 출구 필터를 거쳐 식수용 상수도로 위생처리된 물을 펌프질하는 단계를 수행한다.
추가의 실시형태에서, 위생처리 물 탱크로부터 출구 필터를 통해 위생처리된 물을 펌프질하는 단계는 위생처리 물 탱크로부터 탄소 필터를 통해 위생처리된 물을 펌프질하는 단계를 포함한다. 탄소가 통풍기, 바람직하게는 벤츄리 관에서 물의 비말 동반의 결과로서 물 중에 남은 임의의 잔류 오존을 산소로 전환시키는 촉매로서 작용하므로, 탄소 필터의 사용은 특히 유리한 것으로 보인다. 탄소 필터는 또한 물의 맛을 개선하는 것을 돕는다.
추가의 실시형태에서, 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계는 위생처리 물 탱크로부터 모터 장착 셧오프 밸브를 통해 위생처리된 물을 펌프질한 후 역류방지 밸브를 통해 펌프질된 물을 통과시키는 단계를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 물을 가스와 비말 동반하는 단계는 물을 자외선을 이용하여 형성된 살균제와 동반하는 단계를 포함한다.
추가의 실시형태에서, 살균제는 자외선 전에 공기 또는 산소를 순환시킴으로써 형성된 오존이다.
본 발명은 추가로 상수도로부터 식수용 상수도를 제조하기 위한 물 위생처리 어셈블리에 관한 것으로, 이 어셈블리는 상수도를 입구 필터에 연결하는 상수도 입구; 입구 필터에 연결되어, 입구 필터로부터 여과된 물을 입수하고, 여과된 물을 조사하기 위한 자외선을 포함하는 방사선 조사장치; 방사선 조사장치에 연결된 통풍기(이에 의해 통풍기는 방사선 조사장치로부터 조사된 물을 수용하고 조사된 물을 가스와 비말 동반하여 물을 위생처리함); 위생처리된 물을 저장하기 위한 통풍기에 연결된 위생처리 물 탱크; 및 식수용 상수도를 제조하기 위해 출구 필터를 통해 위생처리된 물을 펌프질하기 위한 위생처리 물 탱크의 외부에 있는 공급 펌프를 포함한다.
본 발명의 방법을 제공하는 것의 이점은 이미 처리되고 식수용 지방 상수도로서 제공되는 상수도가 위생처리될 수 있어서 물을 조사하고 통기시키는 비교적 간단하고 비용 효율적이고 효과적인 방법을 이용하여 수질을 개선할 수 있다는 점이다.
추가의 실시형태에서, 어셈블리는 식수용 상수도로부터 방사선 조사장치로의 복귀 도관을 추가로 포함하고, 복귀 도관은 역류방지 밸브를 포함한다.
추가의 실시형태에서, 어셈블리는 식수용 상수도로부터 통풍기로의 복귀 도관을 추가로 포함하고, 복귀 도관은 역류방지 밸브를 포함한다.
허용되고 만족스러운 위생 수준으로 사용자에 의한 온디맨드식 사용을 위해 저장된 위생처리된 물을 유지시키기 위해 위생처리 물 탱크에서의 임의의 정체된 위생처리된 물이 물 위생처리 시스템을 통해 재순환되도록 보장하기 위해, 규칙적인 간격으로 이미 위생처리된 물을 리프레싱하기 위해 단순한 복귀 도관이 사용될 수 있으므로, 이러한 피처는 특히 유리한 것으로 보인다. 역류방지 밸브는 어셈블리에서 통풍기 및 방사선 조사장치 뒤에 배치된, 물 위생처리 어셈블리의 출구 측에 인접하게 발견될 수 있는 위생처리된 물과; 물 위생처리 어셈블리의 입구 측에서 상수도로부터 입수된 위생처리되지 않은 물 사이의 살균 장벽의 일부를 형성한다.
추가의 실시형태에서, 어셈블리는 입구 필터와 방사선 조사장치 사이에 역류방지 밸브를 추가로 포함한다. 역류방지 밸브의 사용은 물 위생처리 어셈블리에 유입된 물과 물 위생처리 어셈블리의 위생처리 물 탱크에 저장된 이미 위생처리된 물 사이의 살균 장벽을 생성한다.
추가의 실시형태에서, 어셈블리는 공급 펌프의 작동을 제어하기 위해 식수용 상수도의 출구에 배치된 압력 스위치를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 출구 필터는 탄소 필터를 포함한다. 탄소가 통풍기에서 물의 비말 동반의 결과로서 물 중에 남는 임의의 잔류 오존을 산소로 전환시키는 촉매로서 작용하므로, 탄소 필터의 사용은 특히 유리하다. 탄소 필터는 또한 물의 맛을 개선하도록 보조한다.
추가의 실시형태에서, 복귀 도관은 역류방지 밸브 앞의 복귀 도관에 배치된 모터 장착 셧오프 밸브(shut-off valve)를 추가로 포함한다.
추가의 실시형태에서, 물을 비말 동반한 가스는 자외선을 사용하여 형성된 살균제이다.
추가의 실시형태에서, 살균제는 자외선 앞에 공기 또는 산소를 순환시킴으로써 형성된 오존이다.
본 발명은 도면을 참조하여 예의 방식으로 제공된 이의 몇몇 실시형태의 하기 설명으로부터 더 명확히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 도식도;
도 2는 본 발명의 추가의 실시형태에 따라 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 도식도;
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 도식도.
도 1은 본 발명에 따라 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 도식도;
도 2는 본 발명의 추가의 실시형태에 따라 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 도식도;
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 도식도.
도 1을 참조하면, 식수용 상수도를 제조하기 위해 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 어셈블리가 제공되고, 물 위생처리 어셈블리는 일반적으로 참조 번호 (100)으로 표시된다.
물 위생처리 어셈블리(100)는 모터 장착 입구 밸브(104)를 통해 물 위생처리 어셈블리(100)로 유입되는 상수도(102)를 수용한다. 유량계(106)는 상수도(102)로부터 물 위생처리 어셈블리(100)로 진입하는 물의 유속을 측정하고, 이 유속 정보는 중앙 제어기(164)로 전달되어 중앙 제어기(164)가 물 위생처리 어셈블리(100)의 작동과 관련한 결정을 하는 것을 돕는다. 예를 들면, 유량계(106)는, 물 위생처리 어셈블리(100)의, 하기 기재된, 부품 파트가 정확히 작동하기에 물 위생처리 어셈블리(100)에서의 물의 유속이 너무 낮은지를 물 위생처리 어셈블리(100)의 사용자에게 충고하도록 사용될 수 있고; 낮은 유속은 상수도(102)의 결함에 의해 생성될 수 있다.
상수도(102)는 입구 필터(110)를 통과한다. 입구 필터(110)는 상수도(102)로부터 임의의 미세한 현탁된 고체를 제거하기 위해 사용되는 입자 필터, 바람직하게는 5마이크론의 입자 필터이다. 수동 셧오프 밸브(108, 112)는 입구 필터(110)의 어느 한 측에 제공된다. 흐름 제어기(114)는 물 위생처리 어셈블리(100) 또는 물 위생처리 어셈블리(100)의, 하기 기재된, 부품 파트의 최대 유속보다 낮거나 이와 같은 유속을 유지시키도록 입구 필터(110)로부터 배출된 물의 유속을 제어한다. 입구 필터(110)가 시간이 지남에 따라 차단되는 경우, 입구 필터(110)에서의 이 봉쇄는 또한 상기 언급된 낮은 유속을 발생시킬 수 있다. 흐름 제어기(114)는, 일반적으로 참조 번호 (118)로 표시되는, 방사선 조사장치를 통해 최대 물 유속을 설정하여서, 물의 철저하고 완전한 위생처리가 방사선 조사장치(118) 및 물 위생처리 어셈블리(100)의 나머지에서 수행될 수 있다. 유속이 너무 높은 경우, 이는, 하기 추가로 기재된 것처럼, 방사선 조사장치(118)를 통과하는 물로 처리되는, 방사선 조사장치(118)로부터의 불충분한 선량의 조사 UV 광을 발생시킨다.
역류방지 밸브(116)는 방사선 조사장치(118)의 입구 측에 제공된다. 역류방지 밸브(116)는 방사선 조사장치(118)로 통과하는 임의의 물이 물 위생처리 어셈블리(100)에 걸쳐 그 지점으로부터 앞으로만 진행할 수 있게 하고, 식수용 상수도(154) 또는 오버플루 덤프(overflow dump)(138)를 통해서만 배출될 수 있도록 보장한다. 이러한 방식으로, 이전에 위생처리된 물의 오염을 피한다.
방사선 조사장치(118)는, 수원(102)으로부터의 물이 방사선 조사장치(118)의 외부 슬리브(120)와 방사선 조사장치(118)의 내부 슬리브(122) 사이에 형성된 외부 공간(119)을 통과하면서, 이 물을 조사하는 자외선을 제공하는 자외선 램프(121)를 포함하는 자외선 반응기에 의해 제공되는 것이 바람직하다. 외부 공간(119)은 실질적으로 환형인 가로 횡단면을 갖는다. 자외선 램프(121)는 파장이 실질적으로 254㎚이고 실질적으로 185㎚인 자외선을 방출한다. 내부 슬리브(122)는 용융 석영 관, 바람직하게는 예컨대 185㎚ 생성 파장의 전파를 차단하는 등록 상표 GE214 하에 시판되는 용융 석영 관으로 이루어진다. 내부 슬리브(122)는 파장이 실질적으로 254㎚인 자외선이 내부 슬리브(122)를 통과하여 외부 공간(119)에 걸쳐 흐르는 상수도(102)로부터의 물을 조사하도록 한다. 최고 실행에 따라, 상수도(102)로부터의 물은 파장이 실질적으로 254㎚인 자외선의 선량으로 적어도 40mJ/㎠의 양으로 이 외부 공간(119)에서 조사된다. 더욱이, 내부 슬리브(122)는 파장이 실질적으로 185㎚인 자외선이 최고 실행에 따라 이 외부 공간(119)을 진입하는 것을 차단한다.
방사선 조사장치(118)는 이 실시형태에서 자외선 반응기에 의해 제공되는 것이 바람직하고, 자외선 반응기는 또한 내부 슬리브(122)와 자외선 램프(121) 사이의 내부 공간(124)을 포함하고; 내부 공간(124)은 또한 실질적으로 환형인 가로 횡단면을 갖는다. 산소 함유 가스, 예컨대 공기는 처음에 바람직하게는 여과되고(비도시), 이후, 물 위생처리 어셈블리(100)에서 방사선 조사장치(118) 뒤에 배치된 통풍기(130)에 의해 발생하는 압력차의 결과로서, 내부 슬리브(122)와 자외선 램프(121) 사이의 내부 공간(124)을 통해 인출된다. 산소 또는 공기가 내부 공간(124)을 통해 인출되면서, 산소 그 자체 또는 공기 중의 산소는 파장이 실질적으로 185㎚인 자외선과 반응하여 산소를 오존으로 전환시킨다. 이후, 이 오존은 오존 공급부(132)를 통해 통풍기(130)로 제공된다.
밸러스트(ballast)(126)는 자외선을 방출하는 자외선 램프(121)를 제어한다.
조사된 물은 방사선 조사장치(118)로부터 배관(128)을 따라 통풍기(130)로 통과한다. 통풍기(130)는 조사된 물을 가스와 비말 동반하여 물을 위생처리한다. 바람직하게는, 물의 비말 동반은 자외선을 이용하여 형성된 살균제로 성취되고, 도 1에 도시된 대부분의 바람직한 실시형태에서, 살균제는 상기 기재된 방사선 조사장치(118)를 통해 공기 또는 산소를 인출함으로써 생성된 오존이다. 오존은 오존 공급부(132)를 통해 통풍기(130)로 공급되고, 조사된 물은 오존과 비말 동반되어 물을 위생처리하여 물은 식수 가능하고 사용자에게 만족스러운 수준이다.
이후, 위생처리된 물은 위생처리 물 탱크(134)(또는 처리수 탱크로도 공지될 수 있음)로 통과한다. 위생처리된 물은 도 1에 도시된 위생처리 물 탱크(134)에서 임의의 잔존하는 위생처리된 물과 혼합된다. 오버플루 덤프(138)는 위생처리 물 탱크(134)의 최상부에 인접하게 제공된다. 수위 스위치(136)가 위생처리 물 탱크(134)에 제공되어, 저장된 위생처리된 물의 수위가 위생처리 물 탱크(134) 내에 미리 결정된 역치 아래로 하강할 때 중앙 제어기(164)에 신호전송한다. 위생처리 물 탱크 출구(140)가 위생처리 물 탱크(134)의 최하부에 인접하게 제공되고, 위생처리 물 탱크(134)로부터 위생처리된 물을 펌프질하는 부스터 펌프(142)에 연결된다.
부스터 펌프(142)를 빠져나온 펌프질된 물은 바람직하게는 도 1에 도시된 탄소 필터인 출구 필터(146)를 통과한다. 수동 셧오프 밸브(144, 148)는 출구 필터(146)의 어느 한 측에 제공된다. 출구 필터(146)로부터 배출되는 위생처리되고, 펌프질되고 여과된 물은 바람직하게는 압력 스위치(비도시)를 포함하는 펌프 제어기(150)를 통과하고, 이후 앞으로 진행하여 분배 출구를 통해 식수용 상수도(154)를 제조한다. 펌프 제어기(150)는 펌프 제어기 공급부(152)에 의해 부스터 펌프(142)에 연결된다.
복귀 도관(156)은 식수용 상수도(154)로부터 분기하고, 모터 장착 밸브(158), 흐름 제어기(160) 및 방사선 조사장치(118)의 입구 면에 연결된 역류방지 밸브(162)를 통과한다. 이러한 방식으로, 이미 위생처리된 물은 모터 장착 밸브(158)를 열음으로써 복귀 도관(156)을 따라 방사선 조사장치(118)로 다시 흘러 자외선으로 조사되고 통풍기(130)를 통과하여, 물은 재오존처리되고 위생처리 물 탱크(134)로 통과한다. 재오존처리된 물은 위생처리 물 탱크(134)에서의 물과 혼합되어 위생처리 물 탱크(134)에서의 물의 적어도 일부를 리프레싱한다. 역류방지 밸브(162)는 중요한 장벽을 생성하여, 위생처리되는 통풍기(130) 및 방사선 조사장치(118)를 통과하지 않은 물이 식수용 상수도(154)의 일부를 형성하는 복귀 도관(156)을 따라 통과하지 않도록 보장한다. 상기처럼, 흐름 제어기(160)는 방사선 조사장치(118)에 걸친 최대 물 유속을 설정하여서, 방사선 조사장치(118)를 통과하는 물의 철저하고 완전한 위생처리가 방사선 조사장치(118) 또는 이미 위생처리된 물을 리프레싱하는 데 사용되는 물 위생처리 어셈블리(100)의 파트에서 수행될 수 있다.
사실상, 역류방지 밸브(116, 162) 및 방사선 조사장치(118)는 조합되어 살균 장벽을 생성하여, 물 위생처리 어셈블리(100)에서 위생처리된 물과 다른 유형의 물 사이의 오염이 일어나지 않게 보장한다. 이는 물 위생처리 어셈블리의 일체성이 유지될 수 있도록 특히 중요하고, 이는 식수용 상수도(154)에서의 분배 출구로부터 배출되는 모든 위생처리된 물이 필요한 수질을 갖도록 보장한다. 역류방지 밸브(116, 162)가 실패하는 경우에도, 살균 장벽으로서만 작용하는 방사선 조사장치(118)가 충분할 것이다. 이러한 방식으로, 안전장치 대리기능부(safety redundancy)가 본 발명으로 구축되는 한편, 별도의 막 또는 필터가 살균 장벽으로서 작용할 필요성이 존재하지 않는다.
방사선 조사장치(118)에 인접한, 바람직하게는 바로 인접한 역류방지 밸브(116, 162)의 배열은 살균 장벽이 형성되게 하고, 이는 식수용 상수도(154)에서의 분배 출구로부터 배출되는 모든 위생처리된 물이 필요한 수질을 갖도록 보장한다.
사용 시, 상수도(102)로부터의 물은 입구 필터(110)에 의해 여과되고, 방사선 조사장치(118) 및 통풍기(130)를 사용하여 위생처리된 후 위생처리 물 탱크(134)에 저장된다.
사용자가 식수용 물을 필요로 하면서, 사용자가 탭(tap) 또는 다른 이러한 밸브를 열고, 식수용 물은 식수용 상수도(154)로부터 흐르기 시작한다. 펌프 제어기(150)는 식수용 물에 대한 요구량을 검출하고 펌프 제어기 공급부(152)를 따라 부스터 펌프(142)에 신호전송하여 위생처리 물 탱크(134)로부터 출구 필터(146)를 거쳐 식수용 상수도(154)로 위생처리된 물을 펌프질하기 시작한다. 펌프 제어기(150)는 바람직하게는 식수용 상수도(154)에서의 압력 하강을 검출할 수 있는 압력 스위치(비도시)를 포함할 수 있어서, 사용자에 의한 식수용 물에 대한 요구량을 표시한다.
위생처리 물 탱크(134)에서의 수위 스위치(136)가 위생처리 물 탱크(134)에서의 위생처리된 물의 양이 미리 결정된 역치 아래로 떨어지는지를 검출하는 경우, 수위 스위치(136)는 이를 중앙 제어기(164)에 신호전송하고 충전 사이클이 시작한다. 충전 사이클 동안, 중앙 제어기(164)는 우선 밸러스트(126)가 자외선 램프를 시작하도록 명령하고, 프리셋 가온 시간이 지난 후, 중앙 제어기(164)는 이후 모터 장착 밸브(104)를 열음으로써 상수도(102)로부터 물이 물 위생처리 어셈블리(100)로 유입되게 한다.
이러한 방식으로, 물 위생처리 어셈블리(100)는 방사선 조사장치(118)가 정확히 작동하도록 보장하여, 방사선 조사장치(118)를 통과한 임의의 물은 규제, 법적 및 최고 실행 요건 하에 필요한 충분한 양의 자외선으로 조사된다. 유량계(106)는 물이 상수도(102)로부터 물 위생처리 어셈블리로 진입하도록 보장하고, 낮은 유속 또는 0의 유속이 검출되는 경우 중앙 제어기(164)에 신호전송할 수 있다. 상수도(102)로부터의 물이 역류방지 밸브(116)를 통과하면, 물은 방사선 조사장치(118)를 사용하여 조사되고 통풍기(130)를 사용하여 오존과 비말 동반되어 물을 위생처리할 것이다.
이러한 방식으로, 위생처리된 물의 일정한 공급이 위생처리 물 탱크(134)에서 유지될 수 있고, 위생처리된 물은 위생처리 물 탱크(134)로부터 식수용 상수도로 사용자에 의한 온디맨드식으로 펌프질될 수 있다.
사용자가 소비하기에 불만족스럽게 되는 위생처리 물 탱크(134)에서의 정체된 위생처리된 물의 문제점을 극복하기 위해, 이미 위생처리된 물은 리프레싱 사이클 동안 정기적으로 리프레싱된다. 리프레싱 사이클 동안, 이미 위생처리된 물은 복귀 도관(156)을 통해 다시 공급되어, 이미 위생처리된 물은 방사선 조사장치(118)로 다시 통과하여 조사되고 앞으로 통풍기(130)로 진행하여 오존처리되고 결과적으로 리프레싱된다.
리프레싱 사이클을 시작하기 위해, 중앙 제어기(164)는 복귀 도관(156)에서의 모터 장착 밸브(158)를 정기적으로 열어 위생처리된 물이 방사선 조사장치(118)로 흐르게 한다. 펌프 제어기(150)는 위생처리된 물에 대한 수요가 있는지를 결정하고, 결과적으로 부스터 펌프(142)를 작동시켜 위생처리 물 탱크(134)로부터 복귀 도관(156)을 따라 방사선 조사장치(118)로 위생처리된 물을 펌프질하여 수요를 만족시킨다.
이러한 리프레싱 사이클 동안, 중앙 제어기(164)는 우선 밸러스트(126)가 자외선 램프를 시작하도록 명령하고, 프리셋 가온 시간이 지난 후, 중앙 제어기(164)는 이후 모터 장착 밸브(158)를 열음으로써 위생처리 물 탱크(134)로부터의 이미 위생처리된 물이 방사선 조사장치(118)로 펌프질되게 한다. 상기 언급된 바대로, 이는 자외선 램프가 정확한 가동 용량에서 작동하여 물을 정확히 조사하도록 보장한다.
부스터 펌프(142)는 사용자가 식수용 상수도(154)를 통해 위생처리된 물을 소비하도록 충분히 강력해야 하고 동시에 이미 위생처리된 물을 다시 방사선 조사장치(118) 및 통풍기(130)를 통해 펌프질하여 복귀 도관(156)을 통해 펌프질되는 이미 위생처리된 물을 재오존처리하고 리프레싱한다. 다시 위생처리 물 탱크(134)로 통과한 리프레싱된, 재오존처리된 물이, 위생처리 물 탱크(134)에서의 이미 위생처리된 물을 혼합하고 재오존처리함으로써, 위생처리 물 탱크(134)에서의 위생처리된 물의 적어도 일부를 리프레싱하면서, 시스템 주위로 다시 펌프질되지 않는 위생처리 물 탱크(134)에서의 이미 위생처리된 물은 또한 리프레싱된다.
상기 동일한 파트가 동일한 참조 번호를 갖는 것으로 기재된 도 2를 참조하면, 식수용 상수도를 제조하기 위해 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 추가의 실시형태가 제공되고, 이 장치는 일반적으로 참조 번호 (200)으로 표시된다.
복귀 도관(156)은 위생처리 물 탱크(134)로부터 펌프질된 이미 위생처리된 물을 통풍기(130)로 통과시켜 이미 위생처리된 물을 리프레싱한다. 이 실시형태에서, 방사선 조사장치(118)는 리프레싱 공정 동안 사용되지 않는다. 역류방지 밸브(202)는 통풍기(130)의 입구 측에 위치하고, 방사선 조사장치(118)에 의해서만 조사되고 배관(128)을 통해 통풍기(130)의 입구 측으로 제공된 물이 식수용 상수도(154)의 일부를 형성하는 복귀 도관(156)을 통과할 수 없도록 보장한다. 이러한 방식으로, 역류방지 밸브(202)는 방사선 조사장치(118) 및 역류방지 밸브(116)와 함께 조합되어 물 위생처리 어셈블리(200)에서 위생처리된 물과 다른 유형의 물 사이에 살균 장벽을 생성한다. 이는 방사선 조사장치가 리프레싱 사이클 동안 이미 위생처리된 물을 조사하도록 사용될 필요가 없으므로 유리하지만, 방사선 조사장치는 통풍기(130)에 대한 오존을 생성해야 하므로 리프레싱 동안 가동 중이고, 따라서 방사선 조사장치(118)는 부품 실패, 예컨대 역류방지 밸브(116)의 고장으로 인해 사고로 방사선 조사장치(118)를 통과할 수 있는 임의의 물을 위생처리할 것이다.
상기 동일한 파트가 동일한 참조 번호를 갖는 것으로 기재된 도 3을 참조하면, 식수용 상수도를 제조하기 위해 상수도로부터 물을 위생처리하기 위한 장치의 추가의 실시형태가 제공되고, 이 장치는 일반적으로 참조 번호 (300)으로 표시된다.
역류방지 밸브(302)는 통풍기(130)의 입구 측에 연결된 배관(128) 앞에 복귀 도관(156)에 제공된다. 더욱이, 역류방지 밸브(304)는 방사선 조사장치(118)의 출구 측에, 출구 측과 배관(128) 사이에, 위치한다. 역류방지 밸브(302, 304)는 조합되어 배관(128)으로 통과한 임의의 물이 방사선 조사장치(118)를 통해 다시 상수도(102)로 흐르거나; 복귀 도관(156)을 통해 다시 식수용 상수도(154)로 흐르는 것을 방지하는 살균 장벽을 형성한다.
방사선 조사장치(118) 및 통풍기(130)는 리프레싱되어야 하는 이미 위생처리된 물의 공급물 및 처음에 위생처리되어야 하는 상수도(102)로부터의 물의 공급물을 동시에 각각 조사하거나 비말 동반할 수 있는 것으로 고안된다. 더욱이, 방사선 조사장치(118)는 산소, 또는 공기를 조사할 수 있어서, 충분한 양의 오존을 생성하여, 통풍기(130)가 리프레싱되어야 하는 이미 위생처리된 물의 공급물 및 처음에 위생처리되어야 하는 상수도(102)로부터의 물의 공급물 둘 다를 비말 동반하는 경우, 통풍기(130)의 오존 수요를 만족시킨다.
중앙 제어기(164)가 유량계(106) 및/또는 흐름 제어기(114, 160)를 사용하여 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)에 걸쳐 다양한 지점에서 유속을 모니터링할 수 있어서, 봉쇄 및 오작동 설비가 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)의 정상 작동에 문제를 야기하지 않도록 보장한다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 임의의 이러한 봉쇄 또는 오작동 설비는 바람직하게는 디스플레이일 수 있는 인간 기계 인터페이스(비도시)를 통해 사용자와 소통될 수 있다.
역류방지 밸브의 사용을 통해 살균 장벽을 생성하는 기본적인 원칙이 고수되는 한, 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)의 정확한 레이아웃이 변경될 수 있는 것으로 추가로 이해될 것이다. 예를 들면, 상수도(102)로부터의 물이 우선 오존과 비말 동반된 후 자외선으로 조사되도록 방사선 조사장치(118) 및 통풍기(130)는 위치 전환될 수 있다.
더욱이, 추가의 실시형태에서, 공기 갭(비도시)은 상수도(102)에 제공되어 위생처리된 물(이 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)에서의 임의의 물인 것으로 정의됨)과 위생처리되지 않은 물(이 실시형태에서, 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)로 진입하지 않은 임의의 물인 것으로 정의됨) 사이의 분리 살균 장벽을 제공할 수 있다. 이 공기 갭은 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)와 입구 상수도(102) 사이에 물리적 장벽을 제공하므로 유리하다.
더욱이, 상기 공정은 빗물 처리 어셈블리에 적용될 수 있고, 복귀 도관(156)을 통한 처리된 빗물의 내부 리프레싱은 쉽게 실행될 수 있다.
부품 파트, 예컨대 모터 장착 밸브, 수동 셧오프 밸브 등은 솔레노이드 밸브 또는 입구 펌프(공기 갭을 갖는 실시형태에서 사용됨) 또는 다른 이러한 널리 공지된 대안품을 사용하여 대안적으로 대체될 수 있다. 널리 공지된 보호성 부품은 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)에 일체화될 수 있어서, 부스터 펌프에 걸쳐 흐르는 충분한 양의 물 없이는 부스터 펌프(142)가 작동하지 않도록 보장한다. 이 목적을 위해 건식 펌프질을 방지하는 안전 셧오프 피처(feature)가 사용되는 것이 유리하다. 이러한 안전 셧오프 피처가 펌프 제어기(150)의 파트를 형성하는 것이 유리하다.
자외선 램프가 시작하지 않는 경우, 오차 신호가 중앙 제어기(164)에 전송되어 중앙 제어기(164)에 경보 발생하고 모터 장착 밸브(104, 158)가 열리는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)의 인간 기계 인터페이스를 통해 사용자에게 시각 및/또는 청각 경보가 제공될 수 있다.
물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)는 바람직하게는 이미 위생처리된 물을 2시간, 4시간 또는 6시간마다 1회 정기적으로 리프레싱할 수 있다.
통풍기(130)는 바람직하게는 벤츄리 관 또는 벤츄리 효과를 발생시키는 다른 이러한 제한 흐름 어셈블리의 방식으로 제공될 수 있다.
상기 기재된 물 위생처리 공정은 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)에서 물을 위생처리하고, 프레싱하고, 악취 제거하고, 오존처리하고, 산소 처리한다고 이해될 것이다.
상기 기재된 리프레싱 공정은 물 위생처리 어셈블리(100, 200, 300)에서 이미 위생처리된 물을 재 위생처리하고, 리프레싱하고, 재오존처리하고, 재 산소 처리한다고 이해될 것이다.
상기 명세서에 걸쳐, 용어 "위생처리" 및 "처리", 및 문법상 임의의 이의 변형어는 상수도로부터 입자를 제거하고 상수도를 법적으로 허용되는 식수 가능 수준으로 프레싱하고, 악취 제거하고, 재 산소 처리하는 공정을 의미하도록 상호 교환되어 사용된다.
명세서에 걸쳐 사용되는 용어 "만족스러운"은 소비자에 대한 맛 및 냄새에 관한 허용되는 감각 수용 특성을 갖고 식수 가능한 위생처리된 물의 수질을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 용어 "불만족스러운"은 마찬가지로 이미 처리되고 허용되는 감각 수용 품질 수준을 갖지 않고 또한 법적으로 허용되는 수질을 갖지 않는 물을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 이는 박테리아 및 오염물질을 확립시키는 물 정체(또는 물 연령)로 인할 수 있다. 분배 시스템 수질에 대한 물 연령의 US EPA 효과(US EPA Effects of Water Age on Distribution System Water Quality)(2002)는 직접적으로 가능한 공중 건강에 영향을 미치는 특정 수질 문제점을 갖는 화학적, 생물학적 및 물리적 관점을 포함하는 정체의 문제를 구체적으로 확인하였다. 예를 들면, 화학 문제는 브로메이트, 브로모다이클로로메탄, 브로모폼, 클로레이트, 클로라이트, 클로로폼, 다이브로모아세토나이트릴, 다이브로모클로로메탄, 다이클로로아세테이트, 다이클로로아세토나이트릴, 모노클로로아세테이트, N-나이트로소다이메틸아민, 트라이클로로아세테이트, 트라이할로메탄, 할로아세트산, 할로아세토나이트릴, 할로케톤, 클로로하이드레이트 또는 클로로피크린과 같은 소독 부산물 형성을 포함한다.
본 발명은 허용되는 가정용 식수용 물을 제조하도록 불만족스러운 수질의 중수도가 재처리되거나 위생처리되는 가정용 소형 물 처리 장치에 관한 것이지만, 상기 장치는 상업용 빌딩 등에 설치될 수 있는 것으로 쉽게 이해될 것이다. 더욱이, 상기 장치는 담수 공급원, 예컨대 우물 또는 호수 물 또는 다른 이러한 담수 상수도로부터 물을 처음에 처리하거나 위생처리하기 위해 사용될 수 있다.
용어 "함유한다" 및 "포함한다", 및 문법상 이유로 필요한 임의의 이의 변형어는 상호 교환 가능한 것으로 생각되고 가장 넓은 가능한 해석에 부합해야 한다.
본 발명은 구성 및 상세내용 둘 다에서 변할 수 있는 상기 기재된 실시형태로 제한되지 않는다.
Claims (20)
- 만족스러운 수질의 위생처리된 물을 제조하기 위하여 불만족스러운 수질의 처리수를 위생처리하는 방법으로서,
- 상수도(water supply)로부터의 처리수를 물 위생처리 어셈블리에 대한 입구에서 입수하는 단계;
- 입수된 상기 처리수를 입구 입자 필터(inlet particle filter)에서 여과하여 상기 처리수를 부분적으로 위생처리하는 단계;
- 여과된 물을 방사선 조사장치(irradiator)에서 조사하여 상기 여과된 물을 추가로 위생처리하는 단계;
- 조사된 물을 통풍기(aerator)에서 오존처리하여 상기 조사된 물을 위생처리하는 단계;
- 위생처리된 물을 위생처리 물 탱크에 저장하는 단계; 및
- 사용자에 의한 요구 시, 제어 펌프를 활성화하여 상기 위생처리된 물을 상기 위생처리 물 탱크로부터 탄소 필터를 통해 펌프질하여 식수용 상수도를 따라 흐르게 해서 분배 출구에 도착시키게 하는 단계를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 방사선 조사장치 앞에 배치된 역류방지 밸브(non-return valve)를 통해 상기 여과된 물을 통과시키는 단계를 추가로 포함하는, 처리수를 위생처리하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 방사선 조사장치 뒤에 배치된 역류방지 밸브를 통해 상기 여과된 물을 통과시키는 단계를 추가로 포함하는, 처리수를 위생처리하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은,
- 상기 식수용 상수도와 상기 방사선 조사장치의 중간에 배열된 복귀 도관 상의 밸브를 여는 단계;
- 상기 위생처리 물 탱크로부터 상기 복귀 도관을 거쳐 상기 방사선 조사장치로 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 펌프질하는 단계;
- 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 상기 방사선 조사장치에서 조사하여 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 부분적으로 리프레싱하는 단계;
- 조사된 물을 상기 통풍기에서 오존처리하여 상기 조사된 물을 리프레싱하는 단계; 및
- 상기 리프레싱된 물을 상기 위생처리 물 탱크에 저장하는 단계
를 취함으로써, 상기 위생처리 물 탱크에 저장된 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계를 추가로 포함하는, 처리수를 위생처리하는 방법. - 제4항에 있어서, 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 방법은 상기 방사선 조사장치 앞에 배치된 리프레시 역류방지 밸브를 통해 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 처리수를 위생처리하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은,
- 상기 식수용 상수도와 상기 통풍기의 중간에 배열된 복귀 도관 상의 밸브를 여는 단계;
- 상기 위생처리 물 탱크로부터 상기 복귀 도관을 거쳐 상기 통풍기로 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 펌프질하는 단계;
- 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 상기 통풍기에서 오존처리하여 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계; 및
- 리프레싱된 물을 상기 위생처리 물 탱크에 저장하는 단계
를 취함으로써, 상기 위생처리 물 탱크에 저장된 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 단계를 추가로 포함하는, 처리수를 위생처리하는 방법. - 제6항에 있어서, 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 리프레싱하는 방법은 상기 통풍기 앞에 배치된 리프레시 역류방지 밸브를 통해 상기 불만족스러운 위생처리된 물을 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 처리수를 위생처리하는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 압력 센서를 사용하여 상기 식수용 상수도에서의 압력을 모니터링하여 사용자에 의한 요구량을 표시하는 압력 하강을 검출하는 단계; 및 이러한 압력 하강의 검출 시 상기 펌프를 활성화하는 단계를 추가로 포함하는, 처리수를 위생처리하는 방법.
- 만족스러운 수질의 식수용 위생처리된 물을 제조하기 위하여 불만족스러운 수질의 처리수를 위생처리하기 위한 물 위생처리 어셈블리로서,
- 상수도로부터 처리수를 입수하기 위한 입구;
- 입수된 물을 여과시켜 상기 처리수를 부분적으로 위생처리하기 위한 입구 입자 필터;
- 여과된 물을 조사하여 상기 여과된 물을 추가로 위생처리하기 위한 방사선 조사장치;
- 조사된 물을 오존과 비말 동반하여 물을 오존처리하고 이렇게 하여 상기 조사된 물을 위생처리하기 위한 통풍기;
- 위생처리된 물을 입수하여 저장하기 위한 위생처리 물 탱크; 및
- 상기 위생처리 물 탱크로부터 탄소 필터를 통해 상기 위생처리된 물을 펌프질하여 식수용 상수도를 따라 분배 출구로 흐르게 하기 위한 제어 펌프를 포함하는, 물 위생처리 어셈블리. - 제9항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 방사선 조사장치 앞에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함하는, 물 위생처리 어셈블리.
- 제9항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 방사선 조사장치 바로 앞에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함하는, 물 위생처리 어셈블리.
- 제9항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 방사선 조사장치 뒤에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함하는, 물 위생처리 어셈블리.
- 제9항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 방사선 조사장치 바로 뒤에 배치된 역류방지 밸브를 추가로 포함하는, 물 위생처리 어셈블리.
- 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 식수용 상수도와 상기 방사선 조사장치의 중간에 배열된 복귀 도관을 포함하고; 밸브가 개방되고 폐쇄될 수 있는 복귀 도관을 따라 배치되어 상기 복귀 도관을 각각 개방하고 폐쇄하여 상기 위생처리 물 탱크에서 상기 위생처리된 물의 정기적인 리프레싱을 허용하는 것인, 물 위생처리 어셈블리.
- 제14항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 복귀 도관에서 리프레시 역류방지 밸브를 추가로 포함하는, 물 위생처리 어셈블리.
- 제15항에 있어서, 상기 복귀 도관 상의 리프레시 역류방지 밸브는 상기 방사선 조사장치 직전에 배치되는 것인, 물 위생처리 어셈블리.
- 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 식수용 상수도와 상기 통풍기의 중간에 배열된 복귀 도관을 포함하고; 밸브가 개방되고 폐쇄될 수 있는 복귀 도관을 따라 배치되어 상기 복귀 도관을 각각 개방하고 폐쇄하여 상기 위생처리 물 탱크에서 상기 위생처리된 물의 정기적인 리프레싱을 허용하는 것인, 물 위생처리 어셈블리.
- 제17항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 복귀 도관에서 리프레시 역류방지 밸브를 추가로 포함하는 것인, 물 위생처리 어셈블리.
- 제18항에 있어서, 상기 복귀 도관에서의 리프레시 역류방지 밸브는 상기 통풍기 직전에 배치되는 것인, 물 위생처리 어셈블리.
- 제9항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물 위생처리 어셈블리는 상기 식수용 상수도에서의 압력을 모니터링하여 사용자에 의한 상기 위생처리된 물에 대한 요구량을 표시하는 상기 식수용 상수도에서의 압력 하강을 검출하는 압력 센서; 및 상기 압력 센서에 의한 이러한 압력 하강 검출 시 상기 펌프를 활성화하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것인, 물 위생처리 어셈블리.
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