KR20180064007A - Hybrid water treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자외선 소독만으로는 제거가 어려운 박테리아, 바이러스, 미량오염물질, 난분해성 물질 등을 살균력이 뛰어난 염소를 이용하여 효과적으로 제거하고, 미반응 염소를 자외선 처리를 통해 제거함으로써 2차 오염을 예방할 수 있는 하이브리드 수처리 장치에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a hybrid water treatment apparatus which effectively removes bacteria, viruses, trace pollutants, and refractory substances, which are difficult to be removed only by ultraviolet disinfection, using chlorine having excellent sterilizing power, To thereby prevent secondary pollution.
현재 신종플루(Swine flu H1N1), 메르스 바이러스와 같은 집단 보건 문제뿐만 아니라, 노로바이러스(Norovirus)와 로타바이러스(Rotavirus)에 의한 식중독 사고로 인해 바이러스를 효과적으로 제어하는 기술의 필요성이 증가되고 있다.There is a growing need for techniques to effectively control viruses due to food poisoning accidents caused by Norovirus and Rotavirus, as well as collective health problems such as Swine flu H1N1 and Mervis virus.
숙주(Human pathogen의 경우 사람을 숙주로 사용하는 경우가 대부분임)를 매개로 하여 증식하고 감염이 확산되는 바이러스의 특성을 고려할 때, 인간과 동물의 분뇨를 처리하는 배출 시설(공공처리시설, 하수처리시설, 폐수처리시설 등)내에서의 바이러스 제어는 환경에서 병원성 바이러스에 의한 위험을 줄이기 위한 가장 기본적이 방법이라 할 수 있다. Considering the characteristics of the virus that propagates through the propagation of the host (human pathogen is mostly used as a host) and the spread of the infection, the discharge facility (public treatment facility, sewage Virus control in the environment (eg, treatment facilities, wastewater treatment facilities, etc.) is the most basic method to reduce the risk of pathogenic viruses in the environment.
우리나라 배출수 소독의 경우 대장균을 제어하는 것에 초점이 맞춰져 있는데, 하천이나 바다 등으로 배출되는 배출 설비의 경우 잔류성 있는 화학적 소독제의 사용에 제한이 있으며 잔류성이 없는 자외선 소독의 경우 기존의 박테리아 소독 설비는 바이러스를 제어하기에 전혀 충분치 않다는 한계를 가지고 있다.In the case of disinfection of effluent in Korea, the focus is on controlling E. coli. In the case of exhaust facilities discharged into rivers or the sea, there is a limitation in the use of persistent chemical disinfectants. In case of ultraviolet disinfection, Is not sufficient to control the < / RTI >
현재 수처리 장치는, 수로경사형과 관로형으로 분류되는데, 수로형은 처리시설 내에서 배출수가 수로를 따라 이동하는 방식으로, 수로 내부에 자외선 장치를 설치하게 되며, 이 경우 대규모 설비인 경우가 일반적이고 반응기 내에서 자외선 조사량이 상대적으로 일정하다. Currently, the water treatment system is divided into the water channel type and the channel type. In the water channel type, the ultraviolet ray device is installed inside the water channel in such a way that the water flows along the water channel in the treatment facility. In this case, And the amount of ultraviolet irradiation in the reactor is relatively constant.
이러한 수로형 처리시설은 일반적으로 하수 등에 적용되어 박테리아를 99.9% 불활성화 시키는 것으로 설계되어 있으나, 실제로 바이러스는 불과 20% 수준만 불활성화되며 (노로바이러스 기준) 노로바이러스를 99.9% 불활성화시키기 위해서는 기존 설비를 6~10배 확대하여야 하기 때문에 설치 및 운영 측면에서 경제성을 확보하기 어렵다는 문제가 있다.In general, this type of water treatment facility is designed to inactivate 99.9% of bacteria by applying to sewage, but in fact, only 20% of the virus is inactivated (based on Norovirus). In order to inactivate Norovirus by 99.9% There is a problem in that it is difficult to secure economical efficiency in terms of installation and operation because the facility must be expanded 6 to 10 times.
반면, 염소의 경우, 바이러스 제거에 효과적이지만, 배출수 내에 존재하는 다양한 오염물질과 반응하여 빠르게 염소가 감소되거나 발암물질을 발생시키며, 특히 하천이나 바다에 유출시 생태계 환경 파괴에 직접적인 영향을 줄 수 있기 때문에, 배출수 내에 염소를 사용하여 살균하는 것은 2차 오염을 유발하는 문제가 있다.Chlorine, on the other hand, is effective in removing viruses, but it reacts with various contaminants present in the effluent to rapidly reduce chlorine or generate carcinogens. Especially, when chlorine is released into rivers or oceans, it can directly affect ecosystem destruction Therefore, sterilization using chlorine in effluent water has a problem of causing secondary pollution.
본 발명은 자외선 소독만으로는 제거가 어려운 박테리아, 바이러스, 미량오염물질, 난분해성 물질 등을 살균력이 뛰어난 염소를 이용하여 효과적으로 제거하고, 미반응 염소를 자외선 처리를 통해 제거함으로써 2차 오염을 예방할 수 있는 하이브리드 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention effectively removes bacteria, viruses, micro-pollutants, and refractory substances, which are difficult to remove by ultraviolet disinfection only by using chlorine having excellent sterilizing power, and eliminates unreacted chlorine through ultraviolet treatment to prevent secondary contamination It is an object of the present invention to provide a hybrid water treatment apparatus.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 수처리 장치는,In the hybrid water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention,
일단에 하수가 유입되는 하수 유입구와 염소가 주입되는 염소 주입구가 형성되고, 타단에 하수 샘플을 인출하는 제1 인출구가 형성되며, 내부에는 유입된 하수와 염소를 혼합시키는 교반 날개가 형성된 염소 처리부; 일단은 상기 염소 처리부의 타단과 연결되며, 내부에 자외선 램프가 길이 방향으로 형성된 자외선 처리부; 상기 자외선 처리부의 타단과 연결되며, 일단에는 정화된 하수가 배출되는 하수 배출구가 형성되고 타단에는 하수 샘플을 인출하는 제2 인출구가 형성된 배출부; 및, 상기 제1 인출구와 제2 인출구에서 인출된 하수 샘플을 이용하여 염소 농도를 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A chlorine treatment section formed with a first inlet and a second inlet for introducing the sewage sample to the other end, and a stirrer for mixing the introduced sewage and chlorine; An ultraviolet processing unit having an end connected to the other end of the chlorine treatment unit and having an ultraviolet lamp formed in the longitudinal direction; A discharge port connected to the other end of the ultraviolet processing unit, having a sewage discharge port at one end for discharging purified sewage and a second discharge port for discharging a sewage sample at the other end; And a measuring unit for measuring chlorine concentration using the sewage water samples drawn from the first outlet and the second outlet.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 자외선 처리부는, 상방향으로 적층되어 연결되며 평행하게 배치된 적어도 2쌍 이상의 자외선 반응관을 포함하며, 상기 자외선 램프는 상기 적어도 2쌍 이상의 자외선 반응관 내부에 다수개로 각각 형성되며, 상기 다수개의 자외선 램프들 중 일부는 상기 자외선 반응관 내부의 제1 가상 동심원 상에 형성되고, 나머지는 상기 제1 가상 동심원과 직경이 상이한 제2 가상 동심원 상에 형성되며, 상기 제1 및 제2 가상 동심원에 형성되는 상기 다수개의 자외선 램프들은 상기 제1 및 제2 가상 동심원의 중심을 기준으로 서로 다른 각도로 어긋나도록 형성된 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the ultraviolet ray processing unit includes at least two pairs of ultraviolet ray reaction tubes stacked upward and connected in parallel and arranged in parallel, wherein the ultraviolet ray lamps are arranged in the at least two pairs of ultraviolet ray reaction tubes Wherein a plurality of ultraviolet lamps are formed on a first virtual concentric circle inside the ultraviolet ray tube and the remaining ones are formed on a second virtual concentric circle having a different diameter from the first virtual concentric circle, The plurality of ultraviolet lamps formed on the first and second virtual concentric circles are formed to be shifted at different angles with respect to the center of the first and second virtual concentric circles.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 염소 처리부 및 배출부는 유량을 제어하는 스톱 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the chlorination section and the discharge section include a stop valve for controlling the flow rate.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 자외선 처리부는, 상기 자외선 램프의 강도를 측정하는 자외선 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the ultraviolet processing unit includes an ultraviolet sensor for measuring the intensity of the ultraviolet lamp.
본 발명의 일 양상에 의하면, 염소를 저장하는 염소 저장부와, 상기 염소 저장부에 저장된 염소를 펌핑하여 상기 염소 주입구로 공급하는 공급 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for purifying chlorine, comprising: a chlorine storage section for storing chlorine; and a supply pump for pumping chlorine stored in the chlorine storage section and supplying the chlorine to the chlorine inlet.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 염소 처리부 및 배출부는 유량을 제어하는 스톱 밸브를 포함하고, 상기 염소 처리부는 유량계 또는 유속 센서를 더 포함하고, 상기 유량계 또는 유속 센서의 측정값에 따라 상기 공급 펌프 또는 스톱 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the chlorination section and the discharge section include a stop valve for controlling the flow rate, and the chlorination section further includes a flow meter or a flow rate sensor, Or a control unit for controlling the operation of the stop valve.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 염소 처리부 및 배출부는 유량을 제어하는 스톱 밸브를 포함하고, 상기 염소 처리부는 유량계 또는 유속 센서를 더 포함하고, 상기 유량계 또는 유속 센서의 측정값에 따라 알림 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the chlorine treatment section and the discharge section include a stop valve for controlling the flow rate, and the chlorine treatment section further includes a flow meter or a flow rate sensor, And a control unit for generating the control signal.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific embodiments of various aspects of the present invention are included in the detailed description below.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 자외선 소독만으로는 제거가 어려운 박테리아, 바이러스, 미량오염물질, 난분해성 물질 등을 살균력이 뛰어난 염소를 이용하여 효과적으로 제거하고, 미반응 염소를 자외선 처리를 통해 제거함으로써 2차 오염을 예방할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to effectively remove bacteria, viruses, trace pollutants, refractory substances and the like which are difficult to remove by ultraviolet disinfection only by using chlorine having excellent sterilizing power, and to remove unreacted chlorine through UV treatment, Pollution can be prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수처리 장치가 도시된 도면이다.
도 2는 교반 날개가 형성된 염소 처리부를 보여 주는 사진이다.
도 3은 자외선 처리부가 도시된 사시도이다.
도 4는 자외선 반응관 내에 배치되는 다수의 자외선 램프가 도시된 단면도이다.1 is a view showing a hybrid water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing a chlorine treatment section in which a stirring blade is formed. FIG.
3 is a perspective view showing an ultraviolet processing unit.
4 is a cross-sectional view showing a plurality of ultraviolet lamps disposed in an ultraviolet reaction tube.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 수처리 장치를 설명한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprises" or "having" are used to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. Hereinafter, a hybrid water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수처리 장치가 도시된 도면이다. 도 2는 교반 날개가 형성된 염소 처리부를 보여 주는 사진이다. 도 3은 자외선 처리부가 도시된 사시도이다. 도 4는 자외선 반응관 내에 배치되는 다수의 자외선 램프가 도시된 단면도이다.1 is a view showing a hybrid water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a photograph showing a chlorine treatment section in which a stirring blade is formed. FIG. 3 is a perspective view showing an ultraviolet processing unit. 4 is a cross-sectional view showing a plurality of ultraviolet lamps disposed in an ultraviolet reaction tube.
본 발명의 하이브리드 수처리 장치는, 자외선 소독만으로는 제거가 어려운 박테리아, 바이러스, 미량오염물질, 난분해성 물질 등을 살균력이 뛰어난 차아염소산(HOCl)을 이용하여 효과적으로 제거하고, 미반응 염소를 자외선 처리를 통해 제거함으로써 2차 오염을 예방할 수 있는 하이브리드 수처리 장치이다.The hybrid water treatment apparatus of the present invention effectively removes bacteria, viruses, trace pollutants, and refractory substances, which are difficult to be removed only by ultraviolet disinfection, by using hypochlorous acid (HOCl) having excellent sterilizing power, Which is a hybrid water treatment device capable of preventing secondary contamination.
이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수처리 장치는, 염소 처리부(100), 자외선 처리부(200), 배출부(300), 측정부(400)를 포함한다.1, a hybrid water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 염소(Cl2)는 아래 식과 같이 물과 반응하여 차아염소산(HOCl)을 형성한다. 차아염소산(HOCl)은 유리잔류염소로서 강한 살균 효과를 갖고 있다. 이하의 설명에서, 차아염소산나트륨(NaOCl)과 염소(Cl2)를 통칭하여 “염소”로 표기한다. Sodium hypochlorite (NaOCl) or chlorine (Cl2) reacts with water to form hypochlorous acid (HOCl) as shown below. Hypochlorous acid (HOCl) is a free residual chlorine and has a strong germicidal effect. In the following description, sodium hypochlorite (NaOCl) and chlorine (Cl2) are collectively referred to as " chlorine ".
NaOCl+H2O ⇔ HOCl+NaOH (1)NaOCl + H 2 O ⇔ HOCl + NaOH (1)
Cl2+H2O ⇔ HOCl+HCl (2)Cl 2 + H 2 O ⇔ HOCl + HCl (2)
HOCl ⇔ OCl-+H+ (3)HOCl ⇔ OCl - + H + (3)
염소 처리부(100)는 이러한 염소를 주입 받고, 이 염소를 물과 반응시켜서 생성된 차아염소산(HOCl)으로 하수 유입구(110)를 통해 유입된 하수를 살균한다.The
염소 처리부(100)는 소정의 형상, 예를 들어 원통 형상의 중공형 파이프로 형성될 수 있으며, 하수 유입구(110)는 중공형 파이프의 일단이 개구되어 형성된다. The
하수 유입구(110) 부근에는 염소 주입구(120)가 형성된다. 예를 들어, 염소 주입구(120)는 중공형 파이프의 일측 상면에 하나 또는 복수의 홀 형상으로 형성될 수 있다. 염소 주입구(120)의 개수는 처리해야 할 수처리 용량에 따라 선택적으로 설계 가능하다. 본 발명에서 ‘염소 주입구(120)’로 명명되기는 하지만, 염소만 주입하는 것이 아니라, 차아염소산나트륨을 주입할 수도 있다.A
염소 주입구(120)는 공급 펌프(620), 염소 저장부(610)와 연결된다. 공급 펌프(620)는 염소 저장부(610)에 저장된 염소를 펌핑하여 염소 주입구(120)로 공급한다.The
염소 처리부(100)의 타단에는 하수 샘플을 인출하는 제1 인출구(130)가 형성된다. 제1 인출구(130)는 염소 처리부(100) 내부를 유동하는 하수 샘플을 인출한다. 인출된 하수 샘플은 측정부(400)로 보내지고, 측정부(400)는 하수에 포함된 염소의 량을 측정한다.At the other end of the
염소 처리부(100) 내부에는 교반 날개(140)가 형성된다. 교반 날개(140)는 중공형 파이프 내부 일부를 차단하는 경사면을 구비하고, 나머지 부분은 통과되도록 개구를 구비하여, 하수 유입구(110)로 유입된 하수와 염소 주입구(120)로 주입된 염소가 잘 혼합되도록 한다. A stirrer (140) is formed in the chlorine treatment part (100). The stirring
교반 날개(140)는 파이프 내부에 고정된 형태로 설치되거나, 또는 파이프 내부에서 하수의 흐름에 의해 회전 가능한 형태로 설치될 수 있다.The stirring
염소 처리부(100) 소정 부위에는 하수의 유량을 제어하는 스톱 밸브(150)가 형성된다. 스톱 밸브(150)를 완전히 잠그면 염소 처리부(100) 내부의 하수 흐름은 차단되어 하이브리드 수처리 장치를 유지 보수할 수 있다. 또한, 하수의 유량이 많을 경우, 스톱 밸브(150)를 조금 열어서 염소의 살균을 위한 시간 확보 및 자외선 처리부(200)에서의 자외선 처리 효율 향상을 도모할 수 있다. 또한, 하수의 유량이 적을 경우, 스톱 밸브(150)를 더 많이 개방하여 처리 시간을 단축하도록 할 수 있다.A stop valve (150) for controlling the flow rate of sewage is formed at a predetermined portion of the chlorine treatment section (100). When the
자외선 처리부(200)는 염소 처리부(100)를 통해 살균된 하수에 대해 자외선 처리를 하여, 잔류하는 세균, 바이러스 등을 살균 처리하고, 염소 처리부(100)에서 미반응되어 잔류하는 염소를 제거하여 2차 오염을 예방한다.The ultraviolet
이러한, 자외선 처리부(200)는 소정의 형상, 예를 들어 원통 형상의 중공형 파이프로 형성될 수 있으며, 그 일단은 염소 처리부(100)의 타단과 연결되며, 내부에 자외선 램프(210)가 길이 방향으로 형성된다. 또한, 길이 방향으로 소정 거리 이격된 다수개의 자외선 센서(230)가 배치된다. 자외선 센서(230)는 자외선 램프(210)의 자외선 강도를 감지하여, 작업자가 자외선 강도를 조절할 수 있도록 한다.One end of the ultraviolet
자외선 처리부(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상방향으로 적층되어 연결되며 평행하게 배치된 적어도 2쌍 이상의 자외선 반응관(201 ~ 206)을 포함한다. 도 3에서 좌측의 자외선 반응관(201 ~ 203)은 염소 처리부(100) 측에 배열되고 우측의 좌외선 처리관(204 ~ 206)은 배출부(300) 측에 배열된다. 각각의 자외선 반응관 사이에는 연결관(207)이 형성된다. As shown in FIG. 3, the
도 3과 같은 적층 평행 배치는 6개의 자외선 반응관(201 ~ 206)을 직렬로 배치하여 한정된 공간에서 최대의 자외선 처리 공간을 제공할 수 있게 한다. 도 3에서 자외선 반응관은 6개로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것을 아니다.3, the six parallel
각각의 자외선 반응관(201 ~ 206)의 일단에는 다수의 자외선 램프(210)가 설치되는 지지플레이트(220)가 설치된다. 염소 처리부(100)의 타단과 직접 연결되는 자외선 반응관(201)의 지지플레이트(220)에는 염소 처리부(100)에서 염소 처리된 하수가 유입될 수 있는 개구가 형성되고, 배출부(300)의 타단과 직접 연결되는 자외선 반응관(206)의 지지플레이트에는 자외선 처리된 하수가 배출부(300)로 유동할 수 있는 개구가 형성된다.A plurality of
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 자외선 반응관(201 ~ 206) 내부에 설치되는 다수개의 자외선 램프들 중 일부(211, 212, 213)는 자외선 반응관 내부의 제1 가상 동심원(C1) 상에 형성되고, 나머지(214, 215, 216)는 제1 가상 동심원과 직경이 상이한 제2 가상 동심원(C2) 상에 형성되도록 한다.4, some of the plurality of
또한, 제1 및 제2 가상 동심원에 형성되는 다수개의 자외선 램프들(211 ~ 216)은 상기 제1 및 제2 가상 동심원의 중심을 기준으로 서로 다른 각도로 형성되도록 한다.In addition, the plurality of
이렇게 함으로써 한정된 공간의 자외선 반응관 내에 다수의 자외선 램프들을 효율적으로 배치할 수 있게 되어 자외선 반응관 내를 유동하는 하수는 골고루 자외선을 조사받게 된다.By doing so, it is possible to efficiently dispose a plurality of ultraviolet lamps in the ultraviolet ray reaction tube of a limited space, and the wastewater flowing in the ultraviolet ray tube is uniformly irradiated with ultraviolet rays.
또한, 이러한 자외선 반응관을 도 3과 같이 상방향으로 적층 연결되며 평행하게 배치하여 하수 유동의 불균일함을 최대한 감소시키고, 유동의 혼합이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, the ultraviolet reaction tubes are connected in parallel and arranged in a stacked manner in the upward direction, thereby minimizing the unevenness of the sewage flow and smoothly mixing the flows.
한편, 본 발명의 하이브리드 수처리 장치에 사용되는 자외선 램프(210)는 저압, 저압-고출력, 저압 아말감 램프, 중압, 고압 램프 중 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.Meanwhile, the
저압 램프는 두개의 텅스텐 필라멘트와 그 두 필라멘트 사이의 진공공간을 구성하는 석영관으로 이루어진다. 석영관 내의 진공압은 10torr (0.013bar) 이하의 저압으로 약 60mg의 수은을 함유하고 있다. 이러한 저압 램프는 253.7nm 파장대의 단일 광선을 방출한다. 저압 램프의 출력은 온도에 의해 매우 큰 영향을 받으며 차거나 뜨거운 수온에서는 최대 출력이 나오는 데에 400초 이상이 소요된다.The low-pressure lamp consists of two tungsten filaments and a quartz tube which constitutes a vacuum space between the two filaments. Vacuum pressure in a quartz tube contains about 60 mg of mercury at a low pressure of less than 10 torr (0.013 bar). These low-pressure lamps emit a single beam at a wavelength of 253.7 nm. The output of the low-pressure lamp is very much influenced by the temperature and it takes more than 400 seconds to get the maximum output at cold or hot water temperature.
저압-고출력 램프는 일반적인 특성이 저압 램프와 거의 동일하나 소모전력과 출력 전력이 저압에 비해 약 2배 정도 높아서 동일한 용량을 처리함에 있어 램프의 소요 개수가 약 반 정도만 필요하게 되어 설비의 크기를 줄일 수 있다.Low-pressure-high-power lamps have almost the same general characteristics as low-pressure lamps, but their power consumption and output power are about twice as high as low-pressure lamps. .
저압-아말감 램프는 석영관 내부에 약 120mg의 수은을 함유하고 있다. 저압 램프에 비해 수온의 영향을 덜 받으며 램프의 소모전력 및 출력이 3배 이상이다. 램프가 최대 출력을 내는 시간은 수온에 따라 매우 달라지나 일반적으로 800초 이상 소요된다. 아말감 램프 또한 저압 램프와 마찬가지로 단일 파장의 자외선을 방출한다.The low-pressure amalgam lamp contains about 120 mg of mercury inside the quartz tube. Compared to a low-pressure lamp, it is less influenced by water temperature and its power consumption and power are more than three times higher. The maximum output time of the lamp depends on the water temperature, but generally takes more than 800 seconds. Amalgam lamps also emit a single wavelength of ultraviolet light like low-pressure lamps.
중압 램프는 석영관 내의 진공압이 1000torr(1.3bar)에 이르며 3.5kW 램프의 경우 약 300mg의 수은을 함유하고 있다. 또한 수중의 병원성 미생물들은 종류별로 각각의 자외선 흡수율이 파장대에 따라 달라지는데 (예를 들어, MS-2 Coliphage는 210nm에서 가장 자외선 흡수율이 높다) 이러한 미생물들의 효율적인 살균을 감안한다면 넓은 파장대의 중압 램프는 실제로 훨씬 높은 살균 효율을 가진다.The medium pressure lamp has a vacuum pressure of 1000 torr (1.3 bar) in a quartz tube and about 300 mg of mercury in a 3.5 kW lamp. For example, the MS-2 Coliphage has the highest ultraviolet absorption rate at 210 nm. Considering the efficient sterilization of these microorganisms, the broad-band medium-pressure lamp is actually used It has much higher sterilization efficiency.
배출부(300)는 자외선 처리부(200)에서 살균 처리 및 미반응 잔류 염소가 제거된 하수를 배출한다.The discharge unit 300 discharges the sterilized and unreacted residual chlorine from the ultraviolet
이러한 배출부(300)는 소정의 형상, 예를 들어 원통 형상의 중공형 파이프로 형성될 수 있으며, 하수 배출구(310)는 중공형 파이프의 일단이 개구되어 형성된다. The discharging unit 300 may be formed of a hollow pipe having a predetermined shape, for example, a cylindrical shape, and the
배출부(300)의 타단은 자외선 처리부(200)의 타단과 연결되며, 하수 샘플을 인출하는 제2 인출구(330)가 형성된다. 제2 인출구(330)는 자외선 처리부(200)에서 배출된 하수 샘플을 인출한다. 인출된 하수 샘플은 측정부(400)로 보내지고, 측정부(400)는 하수에 포함된 염소의 량을 측정한다. 측정부(400)의 측정 결과값은 제어부(500)로 전송된다. The other end of the discharge part 300 is connected to the other end of the
제1 인출구(130)에서 인출된 하수 샘플에 포함된 염소의 양이 적은 경우, 제어부(500)는 공급 펌프(620)의 동작을 제어하여 염소 주입구(120)를 통해 더 많은 염소가 주입되도록 제어한다. 또한, 반대의 경우, 염소 주입량이 작아지도록 공급 펌프(620)의 동작을 제어한다.The
배출부(300) 소정 부위에는 하수의 유량을 제어하는 스톱 밸브(350)가 형성된다. 스톱 밸브(350)를 완전히 잠그면 배출부(300) 내부의 하수 흐름은 차단되어 하이브리드 수처리 장치를 유지 보수할 수 있다. 또한, 하수의 유량이 많을 경우, 스톱 밸브(350)를 조금 열어서 자외선 처리부(200)에서의 자외선 처리 효율 향상을 도모할 수 있다. 또한, 하수의 유량이 적을 경우, 스톱 밸브(150)를 더 많이 개방하여 배출 시간을 단축하도록 할 수 있다.A
배출부(300)는 배출되는 하수의 유량을 측정하는 유량계(320)를 더 포함할 수 있다. 유량계(320)가 하수의 유량을 측정하면, 측정값을 제어부(500)로 전송하고, 제어부(500)는 측정값에 따라 공급 펌프(620) 및/또는 스톱 밸브(350)의 동작을 제어할 수 있다.The discharge unit 300 may further include a
즉, 유량계(320)에 의해 측정된 하수의 유량이 기설정된 기준치보다 크면, 제어부(500)는 공급 펌프(620)에 의한 염소의 공급이 더 빨라지도록 공급 펌프(620)의 동작을 가속하고, 하수의 유량이 기설정된 기준치보다 작으면, 공급 펌프(620)에 의한 염소의 공급이 느려지도록 공급 펌프(620)의 동작을 감속한다.That is, if the flow rate of the sewage measured by the
아울러, 유량계(320)에 의해 측정된 하수의 유량이 기설정된 기준치보다 크면, 제어부(500)는 파이프 내부의 하수 유동 공간이 작아지도록 스톱 밸브(350)를 제어하고, 반대의 경우 제어부(500)는 파이프 내부의 하수 유동 공간이 커지도록 스톱 밸브(350)를 제어한다.If the flow rate of the sewage water measured by the
여기서, 기설정된 기준치는 어느 하나의 기준 유량일 수 있고, 또는 여러 단계로 세분화된 기준 유량일 수 있다. 기준치가 여러 단계로 세분화된 경우, 다양한 유량에 따른 제어를 더욱 정확하게 할 수 있다.Here, the preset reference value may be any reference flow rate, or it may be a reference flow rate subdivided into several steps. If the reference value is subdivided into several stages, control according to various flow rates can be made more accurate.
유량계(320)에 의해 측정된 하수의 유량의 단계가 변화하면 제어부(500)는 작업자에게 알림 신호를 보낼 수 있다. 알림 신호는 빛, 소리, 진동일 수 있으며, 작업자의 스마트 기기로 보낼 수도 있다. 이 경우, 제어부(500)가 공급 펌프(620)나 스톱 밸브(350)를 자동으로 제어하는 것이 아니라, 작업자가 수동으로 제어하도록 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 유량에 따른 수처리 효율의 향상으로 도모함과 동시에 제조 비용을 절감할 수 있게 된다.When the flow rate of the sewage measured by the
한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 염소 처리부(100)도 유입되는 하수의 유량을 측정하는 유량계를 포함할 수 있으며, 염소 처리부(100)에 설치되는 유량계는 배출부(300)의 유량계(320)와 실질적으로 동일한 기능을 수행할 수 있다. 이때, 제어부(500)는 유량계의 측정값에 따라 공급 펌프(620) 및/또는 스톱 밸브(150)의 동작을 제어할 수 있다.The
또한, 유량계(320)를 대신하여 유속 센서를 사용할 수도 있다. 유속 센서로 하수의 유속을 감지하여 감지신호를 제어부(500)로 전송하면, 제어부(500)는 감지신호를 기초로 공급 펌프(620) 및/또는 스톱 밸브(350)의 동작을 제어할 수 있다.Alternatively, a flow rate sensor may be used instead of the
측정부(400)는 제1 인출구(130) 및 제2 인출구(330)에서 인출된 하수 샘플을 이용하여 하수에 포함된 염소 농도를 측정한다. 제1 인출구(130)에서 인출된 하수 샘플은 자외선 처리부(200)를 거치기 전이므로, 염소가 제거되지 않은 샘플이고, 제2 인출구(330)에서 인출된 하수 샘플은 자외선 처리부(200)를 거친 후 이므로, 염소가 제거된 샘플이다. 측정부(400)는 제1 인출구(130) 및 제2 인출구(330)의 하수 샘플로부터 염소 농도를 측정하여 자외선 처리부(200)가 제대로 동작하는 지를 확인할 수 있다. 만약, 측정부(400)의 측정 결과가, 배출 기준치를 만족하지 못하는 경우, 자외선 램프(210)의 강도를 높여서 배출 기준치를 만족하도록 조절한다.The measuring
제어부(500)는 하이브리드 수처리 장치 전반의 동작을 제어하는데, 특히, 유량계(320)의 측정값을 수신하여 공급 펌프(620) 또는 스톱 밸브(150)의 동작을 제어한다. 또한, 측정부(400)의 측정값을 수신하여 공급 펌프(620)의 동작을 제어한다.The
다음, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수처리 장치의 동작 과정을 설명한다.The operation of the hybrid water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will now be described.
하수 유입구(110)를 통해 염소 처리부(100)로 하수가 유입되면, 염소 주입구(120)를 통해 염소가 주입된다. 유입된 하수와 염소는 교반 날개(140)를 유동하면서 혼합되고, 물과 염소가 반응하여 차아염소산(HOCl)이 생성된다. 차아염소산(HOCl)은 하수에 포함된 박테리아, 바이러스, 미량오염물질, 난분해성 물질 등을 살균한다.When sewage flows into the
차아염소산(HOCl)으로 1차 살균된 하수는 염소 처리부(100)를 거쳐서 자외선 처리부(200)로 유동한다. 1차 살균된 하수는 자외선 처리부(200)를 유동하면서 자외선 램프(210)에 의해 자외선을 조사받고, 이 자외선에 의해 하수는 2차 살균되고, 또한 하수에 포함된 미반응 염소가 제거된다. 자외선 램프로부터 조사된 자외선은 미생물의 DNA 및 RNA를 파괴함으로서 미생물의 신진대사 또는 증식을 불활성화시켜서 1차 살균된 하수를 2차 살균한다. 자외선에 의해 하수에는 라디칼 이온이 발생하고, 이 라디칼 이온은 염소와 반응하여 미반응 염소가 제거된다.The sewage sterilized first with hypochlorous acid (HOCl) flows to the
자외선 처리부(200)에 의해 2차 살균되고 염소가 제거된 하수는 배출부(300)를 통해 배출된다. 측정부(400)는 제1 인출구(130) 및 제2 인출구(330)에서 인출된 하수 샘플로부터 하수에 포함된 염소 농도를 측정하여 자외선 처리부(200)가 제대로 동작하는 지를 확인한다. 물론, 유량계(320)가 설치되는 경우, 제어부(500)에 의해 공급 펌프(620) 및/또는 스톱 밸브(350)의 동작이 제어된다.The sewage that has been secondarily sterilized and dechlorinated by the
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
100 : 염소 처리부
200 : 자외선 처리부
300 : 배출부
400 : 측정부
500 : 제어부100: chlorine treatment unit 200: ultraviolet ray treatment unit
300: discharging part 400: measuring part
500:
Claims (7)
일단은 상기 염소 처리부의 타단과 연결되며, 내부에 자외선 램프가 길이 방향으로 형성된 자외선 처리부;
상기 자외선 처리부의 타단과 연결되며, 일단에는 정화된 하수가 배출되는 하수 배출구가 형성되고 타단에는 하수 샘플을 인출하는 제2 인출구가 형성된 배출부; 및,
상기 제1 인출구와 제2 인출구에서 인출된 하수 샘플을 이용하여 염소 농도를 측정하는 측정부
를 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
A chlorine treatment section formed with a first inlet and a second inlet for introducing the sewage sample to the other end, and a stirrer for mixing the introduced sewage and chlorine;
An ultraviolet processing unit having an end connected to the other end of the chlorine treatment unit and having an ultraviolet lamp formed in the longitudinal direction;
A discharge port connected to the other end of the ultraviolet processing unit, having a sewage discharge port at one end for discharging purified sewage and a second discharge port for discharging a sewage sample at the other end; And
And a measuring unit for measuring chlorine concentration using the sewage water samples taken out from the first outlet and the second outlet,
The hybrid water treatment apparatus comprising:
상방향으로 적층되어 연결되며 평행하게 배치된 적어도 2쌍 이상의 자외선 반응관을 포함하며,
상기 자외선 램프는 상기 적어도 2쌍 이상의 자외선 반응관 내부에 다수개로 각각 형성되며,
상기 다수개의 자외선 램프들 중 일부는 상기 자외선 반응관 내부의 제1 가상 동심원 상에 형성되고, 나머지는 상기 제1 가상 동심원과 직경이 상이한 제2 가상 동심원 상에 형성되며, 상기 제1 및 제2 가상 동심원에 형성되는 상기 다수개의 자외선 램프들은 상기 제1 및 제2 가상 동심원의 중심을 기준으로 서로 다른 각도로 어긋나도록 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 수처리 장치.
The ultraviolet ray treatment apparatus according to claim 1,
At least two pairs of ultraviolet reaction tubes stacked and connected in an upward direction and arranged in parallel,
Wherein the ultraviolet lamps are formed in a plurality of at least two pairs of ultraviolet reaction tubes,
Wherein some of the plurality of ultraviolet lamps are formed on a first virtual concentric circle inside the ultraviolet ray tube and the remainder are formed on a second virtual concentric circle having a different diameter from the first virtual concentric circle, Wherein the plurality of ultraviolet lamps formed on the virtual concentric circle are formed to be shifted at different angles with respect to the center of the first and second virtual concentric circles.
상기 염소 처리부 및 배출부는 유량을 제어하는 스톱 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the chlorine treatment section and the discharge section include a stop valve for controlling the flow rate.
상기 자외선 램프의 강도를 측정하는 자외선 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수처리 장치.
The ultraviolet ray treatment apparatus according to claim 1,
And an ultraviolet sensor for measuring the intensity of the ultraviolet lamp.
염소를 저장하는 염소 저장부와,
상기 염소 저장부에 저장된 염소를 펌핑하여 상기 염소 주입구로 공급하는 공급 펌프
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수처리 장치.
The method according to claim 1,
A chlorine storage section for storing chlorine,
A chlorine storage unit for storing the chlorine stored in the chlorine storage unit;
And a controller for controlling the hybrid water treatment system.
상기 염소 처리부 및 배출부는 유량을 제어하는 스톱 밸브를 포함하고,
상기 염소 처리부는 유량계 또는 유속 센서를 더 포함하고,
상기 유량계 또는 유속 센서의 측정값에 따라 상기 공급 펌프 또는 스톱 밸브의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수처리 장치.
The method of claim 5,
Wherein the chlorination section and the discharge section include a stop valve for controlling the flow rate,
Wherein the chlorine treatment section further comprises a flow meter or a flow rate sensor,
A control unit for controlling the operation of the supply pump or the stop valve according to the measured value of the flow meter or the flow rate sensor,
And a controller for controlling the hybrid water treatment system.
상기 염소 처리부 및 배출부는 유량을 제어하는 스톱 밸브를 포함하고,
상기 염소 처리부는 유량계 또는 유속 센서를 더 포함하고,
상기 유량계 또는 유속 센서의 측정값에 따라 알림 신호를 생성하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수처리 장치.The method of claim 5,
Wherein the chlorination section and the discharge section include a stop valve for controlling the flow rate,
Wherein the chlorine treatment section further comprises a flow meter or a flow rate sensor,
A controller for generating a notification signal according to the measured value of the flow meter or the flow rate sensor,
And a controller for controlling the hybrid water treatment system.
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2016
- 2016-12-05 KR KR1020160164074A patent/KR101890486B1/en active IP Right Grant
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