KR20160010904A - Apparatus for detecting microorganism, water treatment device having the same and method thereof - Google Patents

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KR20160010904A
KR20160010904A KR1020140090881A KR20140090881A KR20160010904A KR 20160010904 A KR20160010904 A KR 20160010904A KR 1020140090881 A KR1020140090881 A KR 1020140090881A KR 20140090881 A KR20140090881 A KR 20140090881A KR 20160010904 A KR20160010904 A KR 20160010904A
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주일
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코웨이 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a device for detecting microorganisms, an apparatus for water treatment having the same, and a method for water treatment. The device for detecting microorganisms in accordance with an embodiment of the present invention includes: a microorganism adsorbing unit including a first electrode and a second electrode, and controlling the electric potential between the first and second electrodes so as to adsorb microorganisms contained in raw water into one surface of the second electrode; a separation membrane attached to the other surface of the second electrode so as to allow hydrogen ions generated by the microorganisms to pass; a third electrode electrically connected to the second electrode and receiving the hydrogen ions passing through the separation membrane; an current detecting unit for detecting a current between the second and third electrodes; and a microorganism detecting unit for detecting the microorganisms contained in the raw water according to the detected current.

Description

미생물 감지 장치, 이를 갖는 수처리 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING MICROORGANISM, WATER TREATMENT DEVICE HAVING THE SAME AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microbial sensing device, a water treatment device having the microbial sensing device,

본 발명은 미생물 감지 장치, 이를 갖는 수처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a microbial sensing device, a water treatment device having the microbial sensing device, and a method therefor.

일반적으로, 수처리 장치는 내부 또는 외부적 환경에 의해 발생하는 미생물 등의 유해물질에 대한 감시 장치 및 지속적인 모니터링을 통하여 보다 맑은 물의 지속적인 공급의 요구 되고 있다.
Generally, a water treatment apparatus is required to continuously supply clear water through monitoring apparatus and continuous monitoring of harmful substances such as microorganisms caused by internal or external environment.

이러한 수처리 장치의 원수를 필터링 하기 위한 방법 중의 하나로 탈염기술이 있으며, 이러한 음용수의 탈염기술 중에서 이온성 물질을 제거하는 방법으로 이온 교환법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 이 방법은 이온 교환이 완료된 수지를 재생하는 과정에서 다량의 산, 염기 또는 고농도의 염 폐액이 발생한다는 큰 단점을 갖고 있다.
One of the methods for filtering the raw water of such a water treatment apparatus is desalination technology, and ion exchange method is widely used as a method for removing ionic substances from the desalination technique of such drinking water. However, this method has a major disadvantage in that a large amount of acid, base, or high concentration of salt waste liquid is generated in the process of regenerating the ion-exchanged resin.

또한, 이온교환법 이외에도 역삼투막법, 전기 투석법 등의 분리막 기술이 적용되고 있지만, 이들 공정들은 막의 주기적인 교체, 막 오염으로 인한 처리수의 급격한 감소, 운전과정에서 에너지 소모가 증가하는 문제점을 갖고 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 탈염기술로서 전기화학적 방법을 이용한 축전식 탈염(Capacitive Deioniztion, CDI) 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
In addition to the ion exchange method, separation membrane techniques such as reverse osmosis membrane method and electrodialysis method are applied. However, these processes have problems in that the membrane is periodically replaced, the membrane is contaminated, the treated water is drastically reduced, and the energy consumption is increased during the operation . As a new desalination technique capable of solving these problems, researches on capacitive deionization (CDI) using an electrochemical method have been actively carried out.

이러한 CDI 기술은 기존의 흡착과 이온 교환기구에 전기적인 구동력이 부가된 기술로서 전극전위를 변화시킴으로써 흡착과 탈착을 가역적으로 수행할 수 있는 탈염기술이다.
This CDI technology is a desalination technology capable of reversibly performing adsorption and desorption by changing the electrode potential as a technique of adding electric driving force to the conventional adsorption and ion exchange mechanism.

그러나, 이러한 CDI 기술은 단순히 원수에 포함된 이온물질 등을 전기적 인력을 이용하여 제거함으로써 정수를 생성하는 역할을 수행할 뿐, 원수에 포함되는 미생물 등의 유해 물질을 검출할 수 없는 바, 유해물질에 대한 감시 장치 및 지속적인 모니터링을 할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.
However, such CDI technology merely plays a role of generating water by removing the ionic substances contained in the raw water by using electrical attraction, and can not detect harmful substances such as microorganisms contained in the raw water, There is an urgent need for a monitoring device and a technique capable of continuous monitoring.

하기의 특허문헌 1은 CDI 전극 모듈에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
The following Patent Document 1 relates to a CDI electrode module, but does not provide a solution to the above-mentioned problem.

한국 등록특허공보 제10-0934161호Korean Patent Registration No. 10-0934161

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 축전식 탈염 기술과 미생물 연료 전지 기술을 이용함으로써, 원수에 포함된 미생물을 검출할 수 있는 미생물 감지 장치 및 이를 갖는 수처리 장치를 제공한다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a microorganism detection apparatus and a water treatment apparatus having the microorganism detection apparatus capable of detecting microorganisms contained in raw water by using a storage desalination technique and a microbial fuel cell technology.

본 발명의 제1 기술적인 측면은 미생물 감지 장치를 제안한다. 상기 미생물 감지 장치는, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 전위를 조절하여 원수에 포함된 미생물을 상기 제2 전극의 일면에 흡착하는 미생물 흡착부, 상기 제2 전극의 다른 일면에 부착되어 상기 미생물에 의해 발생하는 수소 이온을 통과시키는 분리막, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 분리막을 통과하는 수소이온을 제공받는 제3 전극, 상기 제2 전극과 제3 전극 사이의 전류를 검출하는 전류 검출부 및 상기 검출되는 전류에 따라 상기 원수에 포함되는 미생물을 감지하는 미생물 감지부를 포함한다.A first technical aspect of the present invention proposes a microbial sensing device. The microbial sensing device includes a first electrode and a second electrode, a microbial adsorption unit for regulating a potential between the first electrode and the second electrode to adsorb microorganisms contained in the raw water on one surface of the second electrode, A third electrode attached to the other surface of the second electrode and passing hydrogen ions generated by the microorganism, a third electrode electrically connected to the second electrode, receiving a hydrogen ion passing through the separation membrane, A current detector for detecting a current between the electrode and the third electrode, and a microorganism sensing unit for sensing microorganisms contained in the raw water according to the detected current.

일 실시예에서, 상기 미생물 감지부에 의해 미생물이 감지되면, 사용자에게 알람을 제공하는 알람부를 더 포함할 수 있다.
In one embodiment, when the microorganism is detected by the microorganism detection unit, the alarm unit may provide an alarm to the user.

본 발명의 제2 기술적인 측면은 수처리 장치를 제안한다. 상기 수처리 장치는, 원수가 통과하는 유로 또는 상기 원수를 저장하는 원수 저장부의 내부에 설치되어 상기 원수에 포함되는 미생물을 전기적 인력으로 흡착하거나, 상기 흡착된 미생물을 전기적 척력으로 탈착하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이의 전위를 조절하는 전위 조절부, 상기 제2 전극에 흡착된 상기 미생물에 의해 발생한 수소이온을 통과시키는 분리막, 상기 분리막을 통과하는 수소이온을 제공받는 제3 전극, 상기 제2 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 연결하는 전극 연결부 및 상기 전극 연결부에 흐르는 전류를 검출하여 상기 원수에 포함된 미생물을 감지하는 미생물 감지부를 포함한다.
A second technical aspect of the present invention proposes a water treatment apparatus. The water treatment apparatus includes a first electrode which is installed in a flow passage through which raw water flows or a raw water storage portion for storing the raw water to adsorb the microorganisms contained in the raw water with an electric force or to remove the adsorbed microorganisms by an electric repulsive force, A first electrode, a second electrode, a potential adjusting unit for adjusting a potential between the first electrode and the second electrode, a separation membrane for passing hydrogen ions generated by the microorganisms adsorbed on the second electrode, An electrode connection part electrically connecting the second electrode and the third electrode, and a microbial sensing part sensing the microbes included in the raw water by detecting a current flowing through the electrode connection part.

본 발명의 제3 기술적인 측면은 미생물 감지 방법을 제안한다. 상기 미생물 감지 방법은, 축전식 탈이온 필터의 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전위를 인가하여 원수에 포함된 미생물을 상기 제2 전극에 흡착하는 단계, 상기 흡착된 미생물에 의해 발생되는 전류를 감지하는 단계 및 상기 전류가 감지되면 상기 원수에 미생물이 포함된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.A third technical aspect of the present invention proposes a method for detecting microorganisms. The microorganism sensing method comprises the steps of: applying a potential between a first electrode and a second electrode of a storage deionization filter to adsorb microorganisms contained in raw water to the second electrode; And determining that the raw water contains microorganisms when the current is sensed.

일 실시예에서, 상기 원수에 미생물이 포함된 것으로 판단되면, 원수의 오염을 시각적 또는 청각적으로 나타내는 알람단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, if it is determined that the raw water contains microorganisms, it may further include an alarm step of visually or audibly indicating the contamination of the raw water.

일 실시예에서, 상기 원수에 미생물이 포함된 것으로 판단되면,상기 원수를 외부로 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
In one embodiment, if it is determined that the raw water contains microorganisms, it may further include discharging the raw water to the outside.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 축전식 탈염 기술을 이용하여 원수에 포함되는 미생물을 전극에 흡착하고, 흡착된 미생물에 의해 발생되는 전류를 검출함으로써 원수에 포함된 미생물을 감지할 수 있어, 보다 정확히 원수에 포함되는 미생물을 감지할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, microorganisms contained in raw water can be detected by adsorbing microorganisms contained in raw water to electrodes by detecting the electric current generated by the adsorbed microorganisms using a storage desalination technique, It is possible to accurately detect the microorganisms contained in the raw water.

나아가, 사용자에게 인체유해 미생물 오염에 대한 정보를 제공할 수 있다.Furthermore, the user can be provided with information on contamination of harmful microorganisms.

또한, 미생물을 흡착하는 축전식 탈염 전극과 미생물 연료전지 전극을 공통으로 사용함으로써 제품을 소형화할 수 있는 효과가 있다.
In addition, there is an effect that the product can be miniaturized by commonly using the storage type desalination electrode for adsorbing microorganisms and the electrode for microbial fuel cells.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치를 포함하는 수처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 미생물 흡착부의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치의 미생물에 의한 전류 발생과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a view for explaining a water treatment apparatus including a microorganism sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of the microbial adsorption unit of FIG. 1; FIG.
3 is a view for explaining a microorganism sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a microorganism sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a current generation process by a microorganism of the microorganism sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for detecting microorganisms according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
In the drawings referred to in the present invention, elements having substantially the same configuration and function will be denoted by the same reference numerals, and the shapes and sizes of the elements and the like in the drawings may be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치를 포함하는 수처리 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a view for explaining a water treatment apparatus including a microorganism sensing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a microorganism sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치(10)는 미생물 흡착부(100), 분리막(200), 제3 전극(300), 전류 검출부(400) 및 미생물 감지부(500)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 미생물 감지 장치(10)는 탈착된 미생물을 외부로 배출하는 배출구(620)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 미생물 감지 장치(10)는 수처리 장치에 장착되어 상기 수처리 장치 내부의 미생물을 감지하도록 할 수 있다.
1 to 3, a microorganism sensing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a microorganism adsorption unit 100, a separation membrane 200, a third electrode 300, a current detection unit 400, And a sensing unit 500. In one embodiment, the microorganism sensing device 10 may further include an outlet 620 for discharging the desorbed microorganism to the outside. Here, the microorganism sensing apparatus 10 may be mounted on a water treatment apparatus to detect microorganisms inside the water treatment apparatus.

미생물 흡착부(100)는 제1 전극(110), 제2 전극(120) 및 전위 조절부(130)를 포함할 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 수처리 장치 등의 정수 저장부(미도시) 또는 원수를 전달하는 연결관의 내부에 설치될 수 있다. 전위 조절부(130)는 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 전위를 조절할 수 있다. 이에 따라 미생물 흡착부(100)는 제2 전극(120)의 일면에 형성되는 전기 이중층에서의 흡착반응을 이용하여 원수에 포함되는 미생물을 흡착하거나 탈착할 수 있다.
The microbial adsorption unit 100 may include a first electrode 110, a second electrode 120, and a potential control unit 130. The first electrode 110 and the second electrode 120 may be installed in a purified water reservoir (not shown) such as a water treatment apparatus or a connection pipe for delivering raw water. The potential adjusting unit 130 may adjust the potential between the first electrode 110 and the second electrode 120. [ Accordingly, the microbial adsorption unit 100 can adsorb or desorb the microorganisms contained in the raw water by using the adsorption reaction in the electric double layer formed on one surface of the second electrode 120.

예를 들면, 전위 조절부(130)가 제1 전극(110)에 (-) 전압을 인가하고, 제2 전극(120)에 (+) 전압을 인가하는 경우, 제1 전극(110)에는 양이온(4)이 전기적 인력에 의해 흡착되고, 제2 전극(120)에는 미생물(2) 및 음이온(3)이 전기적 인력에 의해 흡착될 수 있다. For example, when the potential regulator 130 applies a negative voltage to the first electrode 110 and applies a positive voltage to the second electrode 120, The microorganisms 2 and the anion 3 can be adsorbed to the second electrode 120 by an electrical attraction.

반대로, 제1 전극(110)에 (+) 전압을 인가하고, 제2 전극(120)에 (-) 전압을 인가하는 경우, 제1 전극(110)에 흡착된 양이온(4)이 전기적 척력에 의해 탈착될 수 있고, 제2 전극(120)에 흡착된 미생물(2) 및 음이온(3)이 전기적 척력에 의해 탈착될 수 있다.
Conversely, when a positive voltage is applied to the first electrode 110 and a negative voltage is applied to the second electrode 120, the positive ions 4 adsorbed on the first electrode 110 are electrically repulsive And the microorganisms 2 and the anion 3 adsorbed to the second electrode 120 can be desorbed by an electrical repulsive force.

일 실시예에서, 미생물 흡착부(100)는 제1 전극(110)에 음이온을 선택적으로 통과시킬 수 있는 음이온 교환막(112)을 부착하고, 제2 전극(120)에 양이온을 선택적으로 통과시킬 수 있는 양이온 교환막(122)을 부착하여 전극의 효율을 향상시킬 수 있다. In one embodiment, the microbial adsorber 100 may include an anion exchange membrane 112 that selectively permits anion to pass through the first electrode 110, and may selectively pass positive ions through the second electrode 120 The cation exchange membrane 122 can be attached to improve the efficiency of the electrode.

상기와 같은 실시예에 따르면, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)에 역전위가 인가되는 경우, 각 전극에서 탈착되는 이온들이 반대전극에 흡착되는 것을 이온 교환막(112, 122)에서 막아주기 때문에 전극의 효율이 향상되게 된다.According to the above-described embodiment, when a reverse potential is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120, the ions desorbed from the respective electrodes are adsorbed to the opposite electrode, The efficiency of the electrode is improved.

여기서, 제2 전극(120)에 흡착되는 미생물(2)은 원수에 포함되는 유기물을 전자와 수소이온으로 분해하는 전자 방출균(Exoelectrogen)일 수 있다.
Here, the microorganisms 2 adsorbed on the second electrode 120 may be an electron-emitting microorganism (exoelectrogen) that decomposes the organic matter contained in the raw water into electrons and hydrogen ions.

분리막(200)은 제2 전극(120)의 다른 일면에 부착되어 제2 전극(120)에 흡착된 미생물에 의해 발생하는 수소 이온(H+)을 통과시켜 제3 전극(300)에 전달할 수 있다. 또한, 분리막(200)은 제3 전극(300) 측의 산소(O2)가 제2 전극(120) 측으로 유입되지 않도록 차단하는 역할을 한다.
The separation membrane 200 may be attached to the other surface of the second electrode 120 and may transmit the hydrogen ions H + generated by the microorganisms adsorbed on the second electrode 120 to the third electrode 300 . Also, the separation membrane 200 functions to prevent oxygen (O 2 ) on the third electrode 300 side from flowing into the second electrode 120 side.

제3 전극(300)은 미생물(2)에 의해 생성된 전자(e-)와 수소 이온(H+)를 제공 받을 수 있다. 제3 전극(300)은 분리막(200) 및 제2 전극(120)과 미생물 연료 전지(Microbial Fuel Cell, MFC)로 동작할 수 있다. The third electrode 300 may receive electrons e - and hydrogen ions H + generated by the microorganisms 2. The third electrode 300 may operate as a separation membrane 200 and the second electrode 120 and a microbial fuel cell (MFC).

제3 전극(300)은 제2 전극(120)과 전극 연결부(310)에 의해 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 전극(120)에서 미생물(2)에 의해 생성된 전자(e-)가 전극 연결부(310)를 통해 제3 전극(300)으로 전달될 수 있다. The third electrode 300 may be electrically connected to the second electrode 120 through the electrode connection 310 and electrons e - generated by the microorganisms 2 in the second electrode 120 may be electrically connected to the electrode connection portion 310. [ To the third electrode (300) through the second electrode (310).

또한, 제2 전극(120)에서 미생물(2)에 의해 생성된 수소 이온(H+)이 분리막(200)을 통해 제3 전극(300)으로 제공될 수 있다. The hydrogen ions (H + ) generated by the microorganisms 2 in the second electrode 120 may be supplied to the third electrode 300 through the separation membrane 200.

미생물(2)에 의해 생성된 전자가 제2 전극(120)에서 제 3 전극(300)으로 전달되는 과정은 미생물 연료 전지에서의 산화 환원 반응에 의해 설명될 수 있으며, 이에 대한 설명은 도 5를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
The process of transferring the electrons generated by the microorganisms 2 from the second electrode 120 to the third electrode 300 can be explained by the redox reaction in the microbial fuel cell, Which will be described in more detail below.

전류 검출부(400)는 제2 전극(120)과 제3 전극(300) 사이의 전류를 검출할 수 있다. 구체적으로, 전류 검출부(400)는 제2 전극(120)과 제3 전극(300)을 전기적으로 연결하는 전극 연결부(310)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
The current detection unit 400 may detect a current between the second electrode 120 and the third electrode 300. Specifically, the current detecting unit 400 may detect a current flowing in the electrode connection unit 310 that electrically connects the second electrode 120 and the third electrode 300. [

미생물 감지부(500)는 전류 검출부(400)에 의해 검출되는 전류에 따라 미생물의 감지 여부를 판단할 수 있다. The microorganism sensing unit 500 can determine whether the microorganism is detected based on the current detected by the current detection unit 400. [

원수에 미생물(2)이 포함되면, 미생물(2)에 의해 제2 전극(120)과 제3 전극(300)에서 산화, 환원 반응이 일어나고, 이에 따라 전극 연결부(310)에 전류가 흐르게 된다. When the microorganisms 2 are contained in the raw water, oxidation and reduction reactions occur in the second electrode 120 and the third electrode 300 by the microorganisms 2, and current flows through the electrode connection part 310.

따라서, 미생물 감지부(500)는 전류 검출부(400)에 의해 전류가 검출되면 원수(1)에 미생물(2)이 포함된 것으로 판단할 수 있으며, 전류의 양에 따라 미생물(2)의 포함 정도를 판단할 수 있다.
Therefore, the microorganism sensing unit 500 can determine that the microorganism 2 is included in the raw water 1 when the current is detected by the current detection unit 400, and can determine the inclusion degree of the microorganism 2 Can be determined.

배출구(610)는 미생물(2)이 검출되면, 미생물(2)을 포함하는 원수(1)를 외부로 배출하는 경로를 제공할 수 있다. 여기서, 원수(1)의 배출은 전위 조절부(130)가 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)에 역전압을 인가함으로써, 각 전극에 흡착된 이온성 물질(1, 3) 및 미생물(2)을 탈착한 후에 수행될 수 있다.The outlet 610 may provide a path for discharging the raw water 1 including the microorganisms 2 to the outside when the microorganisms 2 are detected. The discharge of the raw water 1 is performed by applying a reverse voltage to the first electrode 110 and the second electrode 120 so that the ionic substances 1, Can be carried out after desorbing the microorganism (2).

이상에서 설명한 미생물 감지 장치(10)의 구성은 동일하게 수처리 장치에 적용될 수 있다. 즉, 수처리 장치는, 미생물 흡착부(100), 분리막(200), 제3 전극(300), 전류 검출부(400) 및 미생물 감지부(500)를 포함하여 수처리 장치의 원수에 포함되는 미생물을 감지할 수 있다.
The configuration of the microorganism sensing apparatus 10 described above can be applied to the water treatment apparatus in the same manner. That is, the water treatment apparatus includes a microorganism adsorption unit 100, a separation membrane 200, a third electrode 300, a current detection unit 400, and a microorganism detection unit 500 to detect microorganisms contained in raw water of the water treatment apparatus can do.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a microorganism sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치(10)는 미생물 흡착부(100), 분리막(200), 제3 전극(300), 전류 검출부(400), 미생물 감지부(500) 및 알람부(700)를 포함할 수 있다.
4, a microorganism sensing apparatus 10 according to another embodiment of the present invention includes a microorganism adsorption unit 100, a separation membrane 200, a third electrode 300, a current detection unit 400, (500) and an alarm unit (700).

알람부(700)는 미생물 감지부(500)로부터 미생물(2)이 감지 신호를 수신하면, 미생물 감지 여부를 시각적 또는 청각적으로 나타낼 수 있다. The alarm unit 700 can visually or audibly indicate whether the microorganism 2 senses microorganisms when the microorganism 2 receives the sensing signal from the microorganism sensing unit 500.

또한, 일 실시예에서, 알람부(700)는 무선 통신을 통해 상기 미생물 감지 여부를 포함하는 신호를 미리 등록된 사용자 단말 장치(20)로 송신할 수 있다.
In addition, in one embodiment, the alarm unit 700 may transmit a signal including whether or not the microorganism is detected to the registered user terminal 20 through wireless communication.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 장치의 미생물에 의한 전류 발생과정을 설명하기 위한 도면이다.
5 is a view for explaining a current generation process by a microorganism of the microorganism sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 미생물(2)에 의한 전류 발생 과정은 제2 전극(120)에서의 산화 반응과 제3 전극(300)에서의 환원 반응에 의해 설명될 수 있다.
Referring to FIG. 5, the current generation process by the microorganism 2 can be explained by the oxidation reaction in the second electrode 120 and the reduction reaction in the third electrode 300.

구체적으로, 먼저 제2 전극(120)에 흡착된 미생물(2)이 원수(1)에 포함된 유기물(5)을 수소 이온(H+)과 전자(e-)로 분해할 수 있다. Specifically, the microorganisms 2 adsorbed on the second electrode 120 can decompose the organic matter 5 contained in the raw water 1 into hydrogen ions (H + ) and electrons (e - ).

여기서, 생성된 수소 이온(H+)은 분리막(200)을 통해 제3 전극(300)으로 제공될 수 있으며, 전자(e-)는 전극 연결부(310)를 통해 제3 전극(300)으로 제공될 수 있다. The generated hydrogen ions H + may be supplied to the third electrode 300 through the separation membrane 200 and the electrons e - may be supplied to the third electrode 300 through the electrode connection unit 310 .

제3 전극(300)으로 제공된 수소 이온(H+)은 산소(O2) 및 전극 연결부(310)를 통해 제공되는 전자(e-)와 만나 촉매반응에 의해 환원되어 물이 생성된다. The hydrogen ions (H + ) provided to the third electrode 300 are reduced by the catalytic reaction with water (O 2 ) and the electrons (e - ) provided through the electrode connection part 310 to produce water.

이러한 과정을 통해 전극 연결부(310)를 통해 제2 전극(120)에서 제3 전극(300)로 이동하는 전자(e-)의 흐름에 의해 전기 에너지가 발생할 수 있다.
Electric energy can be generated by the flow of electrons (e - ) moving from the second electrode 120 to the third electrode 300 through the electrode connection part 310 through this process.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
6 is a flowchart illustrating a method for detecting microorganisms according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 미생물 감지 방법의 일 실시예는, 도 1내지 도 5를 참조하여 상술한 미생물 감지 장치(10) 또는 수처리 장치에서 수행되므로, 상술한 내용과 동일하거나 또는 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 서술하지 아니한다.
6 is performed in the microorganism sensing apparatus 10 or the water treatment apparatus described above with reference to Figs. 1 to 5, and therefore, for the same or corresponding contents as the above-mentioned contents, It shall not be duplicated.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 감지 방법은 먼저, 축전식 탈이온 필터(100)의 제1 전극(110)에 (-) 전위를 인가하고, 제2 전극(120)에 (+) 전위를 인가하여 원수(1)에 포함된 미생물(2)을 제2 전극(120)에 흡착한다(S100).
6, a method of sensing a microorganism according to an embodiment of the present invention includes the steps of applying a negative potential to a first electrode 110 of a storage deionization filter 100, The microorganisms 2 contained in the raw water 1 are adsorbed to the second electrode 120 (S100).

다음으로, 전류 감지부(400)가 제2 전극(120)과 제3 전극(300) 사이의 전류를 감지한다(S200). Next, the current sensing unit 400 senses a current between the second electrode 120 and the third electrode 300 (S200).

구체적으로, 제2 전극(120)에 흡착된 미생물(2)이 원수(1)에 포함된 유기물(5)을 분해하여 수소 이온(H+)과 전자(e-)를 생성하고, 상기 생성된 수소 이온(H+)은 분리막(200)을 통해 제3 전극(300)으로 제공되고, 전자(e-)는 전극 연결부(310)를 통해 제3 전극(300)으로 제공될 수 있다. 여기서, 제3 전극(300)에는 수소 이온(H+)과 전자(e-) 및 외부로부터 제공되는 산소(O2)가 만나 물(H2O)이 생성됨으로써 제2 전극(120)과 제3 전극(300)의 산화 환원 반응이 완결될 수 있다. 전류 감지부(400)는 전극 연결부(310)의 경로 상에서, 상기 산화 환원 반응에 의해 발생하는 전류를 검출할 수 있다.
Specifically, the microorganisms 2 adsorbed on the second electrode 120 decompose the organic matter 5 contained in the raw water 1 to generate hydrogen ions (H + ) and electrons (e - ), The hydrogen ions H + may be supplied to the third electrode 300 through the separator 200 and the electrons e - may be supplied to the third electrode 300 through the electrode connection 310. Here, hydrogen (H + ), electrons (e - ) and oxygen (O 2 ) provided from the outside meet with the third electrode 300 to generate water (H 2 O) The redox reaction of the three-electrode 300 can be completed. The current sensing part 400 can detect the current generated by the oxidation-reduction reaction on the path of the electrode connection part 310. [

다음으로, 전류 검출부(400)에 의해 전류가 감지되면 미생물 감지부(500)에서 원수(1)에 미생물(2)이 검출 되었음을 판단할 수 있다(S300).
Next, when a current is detected by the current detection unit 400, the microorganism detection unit 500 may determine that microorganisms 2 have been detected in the raw water 1 (S300).

미생물이 검출되면, 사용자에게 알람을 제공하고(S400), 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 역전위를 인가하여 각 전극에 흡착된 미생물(2) 및 이온성 물질(3, 4)을 탈착하고, 이를 포함하느 원수(1)를 배출구(620)를 통해 외부로 배출할 수 있다(S500).
When a microorganism is detected, an alarm is provided to the user (S400), and a reverse potential is applied between the first electrode 110 and the second electrode 120 to remove the microorganisms 2 and the ionic substances 3 , 4), and the raw water 1 including the water can be discharged to the outside through the discharge port 620 (S500).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 미생물 흡착부
110: 제1 전극
120: 제2 전극
130: 전위 조절부
200: 분리막
300: 제3 전극
310: 전극 연결부
400: 전류 검출부
500: 미생물 감지부
610: 유입구
620: 배출구
700: 알람부100: Microorganism adsorption part
110: first electrode
120: second electrode
130:
200: separator
300: Third electrode
310: electrode connection portion
400: current detector
500: microorganism detection unit
610: Inlet
620: Outlet
700: Alarm section

Claims (14)

제1 전극 및 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 전위를 조절하여 원수에 포함된 미생물을 상기 제2 전극의 일면에 흡착하는 미생물 흡착부;
상기 제2 전극의 다른 일면에 부착되어 상기 미생물에 의해 발생하는 수소 이온을 통과시키는 분리막;
상기 제2 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 분리막을 통과하는 수소이온을 제공받는 제3 전극;
상기 제2 전극과 제3 전극 사이의 전류를 검출하는 전류 검출부; 및
상기 검출되는 전류에 따라 상기 원수에 포함되는 미생물을 감지하는 미생물 감지부;
를 포함하는 미생물 감지 장치.
A microbial adsorption unit including a first electrode and a second electrode, the microbial adsorption unit adsorbing microorganisms contained in raw water on one surface of the second electrode by regulating a potential between the first electrode and the second electrode;
A separation membrane attached to the other surface of the second electrode to pass hydrogen ions generated by the microorganisms;
A third electrode electrically connected to the second electrode and receiving hydrogen ions passing through the separation membrane;
A current detector for detecting a current between the second electrode and the third electrode; And
A microorganism sensing unit sensing microorganisms contained in the raw water according to the detected current;
And a microbial sensing device.
제1항에 있어서, 상기 미생물 흡착부는,
상기 제1 전극의 일면에 부착되는 음이온 교환막; 및
상기 제2 전극의 일면에 부착되는 양이온 교환막; 을 더 포함하는 미생물 감지 장치.
The microorganism adsorption apparatus according to claim 1,
An anion exchange membrane attached to one surface of the first electrode; And
A cation exchange membrane attached to one surface of the second electrode; Further comprising a microbial sensing device.
제1항에 있어서, 상기 미생물 흡착부는,
상기 미생물이 감지되면, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 역 전압을 인가하여 상기 미생물을 탈착하는 미생물 감지 장치.
The microorganism adsorption apparatus according to claim 1,
And a reverse voltage is applied to the first electrode and the second electrode to desorb the microorganisms when the microorganisms are detected.
제3항에 있어서,
상기 탈착된 미생물을 포함하는 원수를 외부로 배출하는 배출구를 더 포함하는 미생물 감지 장치.
The method of claim 3,
And an outlet for discharging raw water containing the desorbed microorganism to the outside.
제1항에 있어서,
상기 미생물 감지부에 의해 미생물이 감지되면, 사용자에게 알람을 제공하는 알람부를 더 포함하는 미생물 감지 장치.
The method according to claim 1,
And an alarm unit for providing an alarm to the user when the microorganism is detected by the microorganism detection unit.
제5항에 있어서, 상기 알람부는,
무선 통신을 통해 미리 등록된 단말기로 알람 신호를 송신하는 미생물 감지 장치.
6. The apparatus according to claim 5,
And transmits an alarm signal to a terminal registered in advance via wireless communication.
원수가 통과하는 유로 또는 상기 원수를 저장하는 원수 저장부의 내부에 설치되어 상기 원수에 포함되는 미생물을 전기적 인력으로 흡착하거나, 상기 흡착된 미생물을 전기적 척력으로 탈착하는 제1 전극 및 제2 전극;
상기 제1 전극과 제2 전극 사이의 전위를 조절하는 전위 조절부;
상기 제2 전극에 흡착된 상기 미생물에 의해 발생한 수소이온을 통과시키는 분리막;
상기 분리막을 통과하는 수소이온을 제공받는 제3 전극;
상기 제2 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 연결하는 전극 연결부; 및
상기 전극 연결부에 흐르는 전류를 검출하여 상기 원수에 포함된 미생물을 감지하는 미생물 감지부;
를 포함하는 수처리 장치.
A first electrode and a second electrode provided in a flow passage through which raw water passes or a raw water storage portion storing the raw water to adsorb the microorganisms contained in the raw water with an electric force or to remove the adsorbed microorganisms by an electric repulsive force;
A potential adjusting unit for adjusting a potential between the first electrode and the second electrode;
A separation membrane for passing hydrogen ions generated by the microorganisms adsorbed on the second electrode;
A third electrode receiving hydrogen ions passing through the separation membrane;
An electrode connection part electrically connecting the second electrode and the third electrode; And
A microbial sensing unit detecting a current flowing through the electrode connection unit to sense microorganisms contained in the raw water;
.
제7항에 있어서, 상기 전원 조절부는,
상기 미생물이 감지되면, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 역 전압을 인가하여 상기 제2 전극에 흡착된 미생물을 탈착하는 수처리 장치.
[8] The apparatus of claim 7,
And a reverse voltage is applied to the first electrode and the second electrode to detach the microorganisms adsorbed on the second electrode when the microorganisms are detected.
제8항에 있어서,
상기 탈착된 미생물을 포함하는 원수를 외부로 배출하는 배출구를 더 포함하는 수처리 장치.
9. The method of claim 8,
And a discharge port for discharging the raw water including the desorbed microorganisms to the outside.
제7항에 있어서,
상기 미생물이 감지되면, 사용자에게 알람을 제공하는 알람 제공부를 더 포함하는 수처리 장치.
8. The method of claim 7,
And an alarm providing unit for providing an alarm to the user when the microorganism is detected.
제7항에 있어서,
상기 제1 전극의 일면에 부착되는 음이온 교환막; 및
상기 제2 전극의 일면에 부착되는 양이온 교환막; 을 더 포함하는 수처리 장치.
8. The method of claim 7,
An anion exchange membrane attached to one surface of the first electrode; And
A cation exchange membrane attached to one surface of the second electrode; Further comprising:
축전식 탈이온 필터의 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전위를 인가하여 원수에 포함된 미생물을 상기 제2 전극에 흡착하는 단계;
상기 흡착된 미생물에 의해 발생되는 전류를 감지하는 단계; 및
상기 전류가 감지되면 상기 원수에 미생물이 포함된 것으로 판단하는 단계;
를 포함하는 미생물 감지 방법.
Applying a potential between the first electrode and the second electrode of the capacitive deionization filter to adsorb microorganisms contained in the raw water to the second electrode;
Sensing a current generated by the adsorbed microorganisms; And
Determining that the raw water contains microorganisms when the current is sensed;
/ RTI >
제12항에 있어서, 상기 원수에 미생물이 포함된 것으로 판단되면,
원수의 오염을 시각적 또는 청각적으로 나타내는 알람단계;를 더 포함하는 미생물 감지 방법.

13. The method of claim 12, wherein if it is determined that the raw water contains microorganisms,
And an alarm step of visually or audibly indicating the contamination of the raw water.

제12항에 있어서, 상기 원수에 미생물이 포함된 것으로 판단되면,
상기 원수를 외부로 배출하는 단계;를 더 포함하는 미생물 감지 방법.

13. The method of claim 12, wherein if it is determined that the raw water contains microorganisms,
And discharging the raw water to the outside.

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