KR20190028852A - 오염수 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
오염수 처리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오염수 처리 시스템은, 오염수가 유입되는 유입구 및 유입구를 통해 유입된 오염수가 유출되는 유출구가 형성된 본체; 본체 내부에 배치되어 오염수를 전기 화학 반응에 의해 정화하는 전기 화학 반응 유닛; 및 전기 화학 반응 유닛으로부터 이격되어 본체 내부에 배치되며, 전기 화학 반응 유닛에 의해 정화된 오염수를 여과하는 여과유닛을 포함한다.
Description
본 발명은, 오염수 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화학 세제의 사용없이 오염수를 처리할 수 있는 오염수 처리 시스템에 관한 것이다.
세계는 지금 기후 변화와 안전한 수자원의 고갈로 인해 국가 차원의 다양한 물관리 정책을 추진하고 있으며, 그 중 빗물을 저장해 재이용하는 방식이 많은 주목을 받고 있다.
하지만, 대기질 악화와 미세먼지에 따른 빗물 안전성을 크게 고려하고 있지 않다. 국내 연구 기관의 연구 결과에 따르면, 미세먼지에 섞인 중금속 농도가 심각한 수준인 것으로 보고되었으며, 세계 보건 기구는 이미 2013년에 미세먼지를 대기 오염 물질과 함께 1급 발암 물질로 분류하였다.
우리나라는 대기오염물질의 배출량 증가와 황사, 미세먼지, 초미세먼지 등의 유입으로 인해, 실제 도로에서 유출된 빗물속에서 다양한 독성물질과 함께 대장균까지 검출되었다는 조사결과가 발표된 바 있다.
그렇지만, 종래 대부분의 빗물 재이용 시설은 빗물을 모아 저장만 하거나, 단순한 여과장치로 낙엽 등의 이물질만을 거르는 수준으로 오염물질 제거를 위한 기술은 적용되고 있지 않은 실정이다.
한편, 강우시의 빗물이 공공수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 일으키는 주원인이 되고 있으며, 이에 따라 빗물과 지하수 등에 보다 효과적으로 대응하기 위해 빗물 또는 지하수와 같이 미세먼지와 중금속 등에 오염된 오염수의 처리 시스템이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 화학 세제의 사용없이 오염수에 포함된 미세먼지와 중금속뿐만 아니라 세균까지 제거할 수 있는 오염수 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 오염수가 유입되는 유입구 및 상기 유입구를 통해 유입된 상기 오염수가 유출되는 유출구가 형성된 본체; 상기 본체 내부에 배치되어 상기 오염수를 전기 화학 반응에 의해 정화하는 전기 화학 반응 유닛; 및 상기 전기 화학 반응 유닛으로부터 이격되어 상기 본체 내부에 배치되며, 상기 전기 화학 반응 유닛에 의해 정화된 오염수를 여과하는 여과유닛을 포함하는 오염수 처리 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 유입구에 연결되어 상기 오염수가 상기 본체로 이동할 수 있도록 마련되는 제1 배관과, 상기 제1 배관에 결합되며 상기 오염수가 유입된 후 상기 제1 배관으로 흘러가도록 마련되는 제2 배관을 포함하며, 상기 제1 배관은 지면을 기준으로 나란하게 배치되고, 상기 제2 배관은 상기 제1 배관에 교차하도록 배치되어 상기 오염수가 낙하할 수 있도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 제1 배관은 상기 지면으로부터 미리 설정된 높이를 가지도록 상기 제2 배관에 결합되며, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관이 결합되는 지점의 하측에는, 미리 설정된 양의 오염수를 상기 제2 배관의 하측으로 낙하시키기 위한 플로팅 볼 밸브가 설치될 수 있다.
또한, 상기 플로팅 볼 밸브는, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관이 결합되는 지점보다 하측에서 상기 제2 배관에 결합되는 볼 수용체; 및 상기 오염수가 상기 제2 배관의 하측으로 낙하하여 상기 제2 배관에 누적되는 경우 상기 오염수에 의해 상기 제2 배관을 따라 상승 후 상기 볼 수용체에 수용되어 상기 제2 배관을 폐쇄하는 플로팅 볼을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관이 결합되는 지점의 상측에서 상기 제2 배관의 내측에 결합되는 시브 스크린(Sieve Screen)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 배관에 설치되며, 상기 오염수의 유량에 기초하여 전기 화학 반응 유닛을 작동시키는 플로우 스위치를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전기 화학 반응 유닛은 상기 여과유닛의 상측에 배치되며, 상기 전기 화학 반응 유닛의 하측은 상기 제1 배관에 연결되고, 상기 제1 배관으로부터 공급되는 상기 오염수는 상기 전기 화학 반응 유닛의 하측으로부터 상기 전기 화학 반응 유닛에 유입되어 상측으로 이동하면서 정화되고, 상기 전기 화학 반응 유닛의 상측은 제3 배관에 연결되며, 상기 전기 화학 반응 유닛에 의해 정화된 상기 오염수가 상기 여과유닛에 의해 상향류식으로 여과될 수 있도록, 상기 제3 배관은 상기 오염수가 상기 본체의 바닥부로 이동하는 이동 경로를 제공할 수 있다.
또한, 상기 전기 화학 반응 유닛의 전기 화학 반응으로부터 발생된 가스가 대기 중으로 배출될 수 있도록, 상기 제3 배관의 상측에는 개방구가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전기 화학 반응 유닛은, 오염수가 유입되는 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되는 적어도 하나의 전극부재; 및 상기 전극부재로부터 이격되도록 설치되어 상기 전극부재로 세정유체를 분사하는 노즐부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐부재는 상기 챔버에 결합되어 고정되며, 상기 전극부재는 회전축에 결합되어 상기 챔버 내부에서 회전할 수 있다.
그리고, 상기 전극부재는 상기 챔버에 결합되어 고정되며, 상기 노즐부재는 회전축에 결합되어 상기 챔버 내부에서 회전할 수 있다.
또한, 상기 회전축 내부는 관통되어 있으며, 상기 회전축을 통해 상기 노즐부재로 세정유체가 공급될 수 있다.
그리고, 상기 노즐부재로부터 이격되어 상기 회전축에 결합되며, 상기 노즐부재로부터 분사된 세정유체에 부딪혀 회전하도록 마련되는 임펠러부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 챔버에는 부유물 배출구가 형성되며 상기 오염수로부터 발생되는 부유물이 상기 부유물 배출구를 통해 배출될 수 있도록, 상기 챔버 내부에서 회전하도록 회전축에 결합되는 스크레이퍼를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 여과유닛은 상기 본체에 설치된 발포 폴리스틸렌, 발포 프로필렌 또는 발포 우레탄으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 여과유닛은 상기 제3 배관의 하측 단부보다 상측에 배치될 수 있다.
그리고, 제4 배관을 통해 상기 본체에 연결되며, 상기 여과유닛에 의해 여과된 물이 상기 본체로부터 상기 제4 배관을 통해 이동하여 저장되는 저장탱크를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 저장탱크와 상기 제1 배관에 각각 연결되는 제5 배관을 더 포함하며, 상기 저장탱크에 저장되어 소정 시간 경과된 물이 상기 제5 배관을 통해 상기 제1 배관으로 이동 후 상기 본체로 유입될 수 있다.
그리고, 살균을 위해 상기 저장탱크 내부에 설치되는 UV 램프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 오염수는 빗물 또는 지하수일 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 전기 화학 반응 유닛과, 여과유닛에 의해 화학 세제의 사용없이 오염수에 포함된 미세먼지와 중금속을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전기 화학 반응 유닛의 노즐부재를 통해 전극부재의 세척이 용이한 효과가 있다.
또한, 상향류식으로 마련된 여과유닛의 세척이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템의 개략적인 전체 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 정면에서 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 측면에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 오염수의 흐름을 개략적으로 도시하기 위해 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 측면과 배면이 보이도록 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛의 정면에서 바라본 단면도이다.
도 6은 도 5의 A-A'을 따라 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛의 정면에서 바라본 단면도이다.
도 8은 도 7의 B-B'을 따라 바라본 도면이다.
도 9는 도 7의 전기 화학 반응 유닛의 개략적인 분리도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 정면에서 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 측면에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 오염수의 흐름을 개략적으로 도시하기 위해 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 측면과 배면이 보이도록 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛의 정면에서 바라본 단면도이다.
도 6은 도 5의 A-A'을 따라 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛의 정면에서 바라본 단면도이다.
도 8은 도 7의 B-B'을 따라 바라본 도면이다.
도 9는 도 7의 전기 화학 반응 유닛의 개략적인 분리도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템의 개략적인 전체 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 정면에서 바라본 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 측면에서 바라본 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 오염수의 흐름을 개략적으로 도시하기 위해 전기 화학 반응 유닛과 여과유닛이 배치된 본체의 측면과 배면이 보이도록 바라본 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛의 정면에서 바라본 단면도이고, 도 6은 도 5의 A-A'을 따라 바라본 도면이다.
후술하는 본 실시예들에서 오염수는 다양할 수 있으며, 예를 들어, 미세먼지, 중금속 내지 세균에 오염된 빗물일 수 있고, 또는 황화수소가스 등이 포함된 지하수일 수 있다. 한편, 우리나라의 지하수의 경우 대체로 오염도가 낮은 편이지만, 광산 주변과 같은 특정 지역의 지하수는 중금속 등에 오염될 수 있으며, 또한 베트남과 같이 해외의 경우 지하수의 오염 정도가 심한 지역이 광범위하게 분포되어 있으므로, 본 실시예들의 오염수 처리 시스템(10)을 사용하여 빗물과 지하수의 오염된 물을 탁도 1 NTU 이하의 깨끗하고 안전한 물로 처리하여 먹는 물 수준으로 제공할 수 있다. 이하에서, 특히 지하수로 언급하는 경우를 제외하고, 오염수는 빗물인 경우를 중심으로 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템(10)은, 본체(100)와, 전기 화학 반응 유닛(200)과, 여과유닛(300)을 포함한다. 그리고, 각종 배관(400)을 포함할 수 있으며, 또한 본체(100)에 연결되는 제2 배관(420)에 설치된 플로팅 볼 밸브(600)와, 시브 스크린(Sieve Screen, 700)을 더 포함할 수 있다.
본체(100)는 유입구(110)와 유출구(120)를 포함한다(도 2 참조). 강우시 미세먼지와 중금속에 오염된 빗물은 다양한 방식으로 유입구(110)를 통해 본체(100)로 유입되며, 본체(100) 내부에 배치된 전기 화학 반응 유닛(200)과 여과유닛(300)에 의해 미세먼지와 중금속이 제거된 후 유출구(120)를 통해 본체(100) 외부로 유출된다.
본체(100)는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 배관(400)을 통해 다양한 건물(900)에 연결될 수 있으며, 건물(900)로 낙하한 빗물들이 배관(400)을 통해 본체(100)로 유입되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 배관(410)은 본체(100)의 유입구(110)에 연결되고(도 2 참조), 제2 배관(420)은 제1 배관(410)에 결합된다. 그리고, 제1 배관(410)은 지면을 기준으로 나란하게, 예를 들어 지면을 기준으로 수평하게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 배관(410)은, 후술하는 플로팅 볼 밸브(600)의 설치를 위해 지면으로부터 미리 설정된 높이를 가지도록 제2 배관(420)에 결합될 수 있다. 여기서, 제1 배관(410)의 높이는 반드시 지면을 기준으로 할 필요는 없으며, 지면에 대응될 수 있는 바닥 등 역시 기준이 될 수 있다. 제2 배관(420)은 제1 배관(410)에 교차하도록 배치, 예를 들어 제1 배관(410)에 수직으로 배치되어 제1 배관(410)에 결합될 수 있다. 예를 들어 건물(900)의 지붕의 배수로(910)가 제2 배관(420)에 연결되는 경우, 강우시 건물(900)로 낙하한 빗물은 지붕의 배수로(910)를 거쳐 제2 배관(420)을 통해 낙하한다. 그리고, 제2 배관(420)은 제1 배관(410)에 결합되어 있으므로, 빗물이 제2 배관(420)으로 유입된 후 제1 배관(410)으로 흘러가며 제1 배관(410)으로부터 본체(100)로 이동한다. 한편, 제1 배관(410)에는 플로우 스위치(800)가 설치될 수 있다. 플로우 스위치(800)는 제1 배관(410)을 통해 흐르는 빗물의 유량에 기초하여 전기 화학 반응 유닛(200)을 작동시키도록 마련될 수 있다.
전기 화학 반응 유닛(200)은 본체(100) 내부에 배치되며, 제1 배관(410)을 통해 본체(100) 내부로 유입되는 오염된 빗물을 전기 화학 반응에 의해 정화시킨다. 전기 화학 반응 유닛(200)은, 빗물에 직접 반응하여 산화제에 해당하는 하이드록시기와 하이드록실 라디칼을 발생시킨다. 여기서, 빗물 속에 잔존하는 중금속은 하이드록시기와 반응하여 산화 침전물이 되어 후술하는 여과유닛(300)의 예를 들어 대략 0.1mm의 미세 여과 입자를 통과하면서 제거된다. 그리고, 하이드록실 라디칼은 인체에 무해하며 강력한 산화력으로 각종 세균 등을 살균할 뿐만 아니라 후술하는 저장탱크(500) 내부의 자체 소독도 가능하다.
전기 화학 반응 유닛(200)은 본체(100) 내부의 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 동력없이 중력에 의해 전기 화학 반응 유닛(200)으로부터 정화된 빗물이 여과유닛(300)으로 자연스럽게 이동할 수 있도록, 전기 화학 반응 유닛(200)은 여과유닛(300)의 상측에 배치될 수 있다. 다만, 전기 화학 반응 유닛(200)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
전기 화학 반응 유닛(200)이 여과유닛(300)의 상측에 배치되는 경우, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 전기 화학 반응 유닛(200)의 하측은 제1 배관(410)에 연결되고, 제1 배관(410)으로부터 본체(100)로 이동하는 빗물이 전기 화학 반응 유닛(200)의 하측으로부터 전기 화학 반응 유닛(200)에 유입(도 2 내지 도 4의 일점쇄선 참조)되며, 빗물은 전기 화학 반응 유닛(200)의 하측으로부터 상측으로 점점 차오르면서 전기 화학 반응 유닛(200)에 의해 정화된다. 그리고, 이때, 전기 화학 반응 유닛(200)의 상측은 제3 배관(430)에 연결되는데, 제3 배관(430)은 빗물이 본체(100)의 바닥부(130)로 이동할 수 있도록 이동 경로를 제공한다. 즉, 전기 화학 반응 유닛(200)에 의해 정화된 빗물은 제3 배관(430)을 통해 본체(100)의 바닥부(130)로 이동(도 2 내지 4의 점선 참조) 후 본체(100)의 바닥부(130)로부터 점점 차오르면서 바닥부(130) 상측의 여과유닛(300)을 통과하며, 이에 의해 중금속의 산화 침전물 등이 여과될 수 있다. 즉, 후술하는 여과유닛(300)은 전기 화학 반응 유닛(200)에 의해 정화된 빗물이 하측으로부터 상측으로 차오르면서 여과되는 상향류식으로 마련된다. 여기서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 전기 화학 반응 유닛(200)의 전기 화학 반응으로부터 발생된 가스가 대기 중으로 배출될 수 있도록, 제3 배관(430)의 상측에는 개방구(431)가 형성될 수 있다. 즉, 전기 화학 반응 유닛(200)에서 전기 화학 반응이 진행되면 전기 화학 반응의 부산물인 기포 내지 가스가 발생된다. 이러한 기포 내지 가스가 제3 배관(430)을 통해 여과유닛(300)으로 이동하면 여과층에 쌓이면서 여과효율이 감소될 수 있는데, 이를 해결하기 위해 제3 배관(430)의 상측에는 개방구(431)가 형성되며, 전기 화학 반응의 부산물인 기포 내지 가스를 제3 배관(430)의 상측에 형성된 개방구(431)를 통해 외부로 배출시켜서 여과유닛(300)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
전기 화학 반응 유닛(200)은, 도 5 및 도 6을 참조하면, 챔버(210)와, 전극부재(220)와, 노즐부재(230)를 포함할 수 있다. 챔버(210)에는 오염된 빗물이 유입되며, 챔버(210) 내부에 배치된 전극부재(220)가 오염된 빗물을 전기 화학적으로 처리하여 정화한다. 여기서, 오염된 빗물에는 예를 들어 기름과 같이 물에 뜨는 물질이 포함될 수 있는데, 이러한 물에 뜨는 물질들을 제거하기 위해 챔버(210)에는 부유물 배출구(211)가 형성되고, 챔버(210) 내측에는 스크레이퍼(260)가 회전가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 스크레이퍼(260)는, 모터(270) 등의 동력원에 연결된 회전축(240)에 결합되어 회전축(240)과 함께 회전하면서 오염된 빗물의 상측에 부유하는 부유물을 부유물 배출구(211)측으로 밀어내며, 이에 의해 부유물이 부유물 배출구(211)를 통해 배출될 수 있도록 구성된다. 전극부재(220)는 하나 이상, 바람직하게는 복수로 마련되어 챔버(210) 내부에 배치된다. 다만, 하나의 전극부재(220)를 설치하는 실시예를 배제하는 것은 아니다. 전극부재(220)는 챔버(210)로 유입된 오염된 빗물을 전기화학적으로 처리하여 정화시킨다. 여기서, 오염된 빗물이 전기 화학 반응에 의해 정화되는 구체적인 내용은 이미 알려져 있으므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다. 노즐부재(230)는 전극부재(220)로부터 이격되도록 설치되며, 전극부재(220)로 세정유체를 분사한다. 여기서, 세정유체는 전극부재(220)를 세척할 수 있는 다양한 유체가 포함될 수 있으며, 다만 설명의 편의를 위해 이하에서는 세정유체가 소정의 압력으로 분사되는 물에 해당하는 고압수인 것을 중심으로 설명한다. 여기서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 노즐부재(230)는 챔버(210)에 결합되어 고정되며, 전극부재(220)는 회전축(240)에 결합되어 챔버(210) 내부에서 회전하도록 마련될 수 있다. 전극부재(220)는 도 6을 참조하면, 원형으로 형성되어 양전극(221)과 음전극(222)이 교대로 배치되고, 회전축(240)에 결합되어 있는 고정대(280)에 결합되도록 마련될 수 있다. 즉, 회전축(240)이 회전하면 회전축(240)에 결합된 고정대(280)가 이에 연동되어 회전하며, 고정대(280)에 결합된 전극부재(220) 역시 회전축(240)과 함께 회전한다. 그리고, 노즐부재(230)는 전극부재(220)의 상측에서 하나 이상, 바람직하게는 복수의 노즐이 구비되도록 구성되며, 복수의 노즐이 전극부재(220)측을 향하도록 배치될 수 있다. 그리고, 전극부재(220)는 극성 변환, 예를 들어 양전극(221)과 음전극(222)의 극성을 반대로 역전시켜 전극부재(220)에 스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있는데, 노즐부재(230)는 전극부재(220)의 극성 변환시에 고압수를 분사하여 전극부재(220)를 세척할 수 있다. 이와 같이, 전극부재(220)가 회전축(240)에 결합되어 회전하므로 노즐부재(230)가 고정되어 있더라도 노즐부재(230)로부터 분사되는 고압수를 통해 전극부재(220) 전체를 용이하게 세척할 수 있는 효과가 있다. 한편, 도 5의 하측에는 빗물이 유입될 수 있는 유입구가 형성되어 있으며, 정화된 빗물이 유출되는 유출구는 도시 생략되어 있다. 여과유닛(300)은 전기 화학 반응 유닛(200)으로부터 이격되어 본체(100) 내부, 예를 들어 본체(100) 내부의 전기 화학 반응 유닛(200) 하측에 배치되며, 전기 화학 반응 유닛(200)에 의해 정화된 빗물을 여과하도록 마련된다. 전술한 바와 같이, 여과유닛(300)은 전기 화학 반응 유닛(200)에 의해 정화된 빗물이 하측으로부터 상측으로 차오르면서 여과되는 상향류식으로 마련될 수 있다. 이와 같이 여과유닛(300)이 상향류식으로 구성되면 여과유닛(300)에 의해 걸려진 이물질을 제거하기가 용이해지는 효과가 있다. 여기서, 여과유닛(300)은 이물질을 제거할 수 있는 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 발포 폴리스틸렌, 발포 프로필렌 또는 발포 우레탄으로 마련되어 본체(100)에 설치될 수 있다. 도 1 내지 도 4에는 2개의 여과유닛(300)이 본체(100) 내부에 배치되도록 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 여과유닛(300)의 개수는 달라질 수 있다. 한편, 도 4에서와 같이, 여과유닛(300)의 발포 폴리스틸렌, 발포 프로필렌 또는 발포 우레탄은 플레이트 형상으로 형성될 수도 있으며, 또는 도면에 도시되지는 않았지만 여과유닛(300)이 알갱이 형태로 형성되고, 복수의 발포 폴리스틸렌, 발포 프로필렌 또는 발포 우레탄의 알개이들이 도 4의 2개의 여과유닛(300) 사이 공간의 90% 내지 98% 정도를 채우도록 마련될 수도 있다. 그리고, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 여과유닛(300)은 제3 배관(430)의 하측 단부보다 상측에 배치될 수 있다. 즉, 여과유닛(300)이 제3 배관(430)의 하측 단부보다 상측에 배치되는 경우 제3 배관(430)을 통해 본체(100)의 바닥부(130)로 이동한 빗물이 본체(100)의 바닥부(130)로부터 차오르면서 제3 배관(430)의 하측 단부보다 상측에 배치된 여과유닛(300)을 통과하며, 이에 의해 다양한 이물질이 여과될 수 있다. 그리고, 이와 같은 방식에 의해 여과유닛(300)은 상향류식으로 마련될 수 있다.
저장탱크(500)는 제4 배관(440)을 통해 본체(100)의 유출구(120)에 연결(도 1 참조)되며, 여과유닛(300)에 의해 여과된 물이 본체(100)로부터 제4 배관(440)을 통해 저장탱크(500)로 이동하여 저장탱크(500)에 저장된다. 전기 화학 반응 유닛(200)과 여과유닛(300)에 의해 처리된 빗물이 다양한 용도로 직접 바로 이용될 수도 있지만, 저장탱크(500)에 보관된 후 이용될 수도 있다. 여기서, 저장탱크(500)에 저장된 빗물은 소정 시간이 경과하면 세균이 번식할 수도 있고 이물질이 발생될 수도 있다. 따라서, 저장탱크(500)에 저장된 물을 다시 전기 화학 반응 유닛(200)과 여과유닛(300)을 통과하도록 구성하여 저장탱크(500)에 저장된 물을 다시 정화하고 여과할 수 있다. 이를 위해, 제5 배관(450)은 저장탱크(500)와 제1 배관(410)에 각각 연결되며, 저장탱크(500)에 저장되어 소정 시간 경과된 물은 제5 배관(450)을 통해 제1 배관(410)으로 이동 후 본체(100)로 유입되어 처리될 수 있다. 그리고, 저장탱크(500)에는 펌프를 포함하는 용수공급설비가 결합될 수 있으며, 이에 의해 정화 및 여과된 빗물이 사용될 수 있는 다양한 위치로 공급될 수 있다. 여기서, 저장탱크(500) 내부에는 살균을 위해 UV 램프(510)가 설치될 수 있다. 그리고, 저장탱크(500)는 지상에 설치될 수도 있고, 또는 지하에 매설될 수도 있다.
플로팅 볼 밸브(600)는 제1 배관(410)과 제2 배관(420)이 결합되는 지점의 하측에 설치되며(도 1 참조), 미리 설정된 양의 빗물, 예를 들어 초기 우수(雨水)를 제2 배관(420)의 하측으로 낙하시켜 배출할 수 있도록 마련된다. 일반적으로 초기 우수는 대기 중의 오염물질과 상업, 공업, 주택단지 및 도로면의 오물, 먼지, 오일 또는 그리스(Grease), 흙, 모래 등을 포함하고 있으므로 오염 정도가 높다. 따라서, 소정량의 초기 우수는 정화 내지 여과하지 않고 바로 배출시키는 것이 유리할 수 있다. 다만, 초기 우수를 반드시 배출시키는 것은 아니며, 지역에 따라 초기 우수를 처리하여 사용할 수도 있고, 또는 바로 배출시킬 수도 있다. 여기서, 초기 우수를 처리하지 않고 바로 배출할 수 있도록 하기 위해 제2 배관(420)에 플로팅 볼 밸브(600)가 설치될 수 있다.
플로팅 볼 밸브(600)는 볼 수용체(610)와, 플로팅 볼(620)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 배관(410)은 플로팅 볼 밸브(600)의 설치를 위해 지면으로부터 미리 설정된 높이를 가지도록 제2 배관(420)에 결합될 수 있다. 볼 수용체(610)는 제1 배관(410)과 제2 배관(420)이 결합되는 지점보다 하측에서 제2 배관(420)에 설치되며, 플로팅 볼(620)을 수용하도록 마련된다. 플로팅 볼(620)은 물에 뜨도록 마련되며, 초기 우수가 제2 배관(420)의 하측으로 낙하하여 제2 배관(420)에 누적되면 초기 우수에 의해 제2 배관(420)을 따라 상승하며 상측에 위치하고 있는 볼 수용체(610)에 수용되어 제2 배관(420)을 폐쇄한다. 그리고, 플로팅 볼 밸브(600)가 설치된 제2 배관(420)이 폐쇄되면 건물(900)의 지붕의 배수로(910)를 통해 제2 배관(420)으로 유입된 빗물이 더이상 제2 배관(420)을 통해 하측으로 낙하하지 않고, 제2 배관(420)에 연결된 제1 배관(410)을 통해 본체(100)로 이동한다. 여기서, 제2 배관(420)의 하측 단부는 개폐가능하도록 마련되어 제2 배관(420)에 저장된 초기 우수를 배출할 수 있다.
시브 스크린(700)은 제1 배관(410)과 제2 배관(420)이 결합되는 지점의 상측에서 제2 배관(420)의 내측에 결합되며, 낙엽 등의 크기가 큰 이물질을 걸러낸다. 이를 위해 시브 스크린(700)은 이물질을 걸러낼 수 있는 '체' 또는 '망'을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 우리나라 광산 주변의 지하수 또는 베트남과 같은 해외 지역의 지하수는 중금속 등에 오염될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템(10)은 중금속 등에 오염된 지하수를 처리하기 위해서도 사용될 수 있다. 즉, 도 1에서 제5 배관(450)에 대응될 수 있도록, 제1 배관(410)에 연결된 제6 배관(미도시)이 지하수에 연결되고 펌프를 통해 지하수가 끌어올려져 제6 배관(미도시)으로부터 제1 배관(410)으로 이동하며, 제1 배관(410)을 통해 본체(100)로 유입된 후 정화 및 여과 처리될 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 건물(900)로 떨어진 빗물은 건물(900) 지붕의 배수로(910)가 연결된 제2 배관(420)을 통해 낙하하며, 제2 배관(420)을 채우게 된다. 여기서, 제2 배관(420)에는 플로팅 볼 밸브(600)가 설치될 수 있으며 소정량의 초기 우수는 플로팅 볼 밸브(600)에 의해 버려질 수 있다. 그리고, 소정량의 초기 우수가 버려지면 플로팅 볼 밸브(600)가 제2 배관(420)을 차단하며 빗물은 제2 배관(420)에 연결된 제1 배관(410)을 통해 본체(100)로 유입된다. 본체(100) 내부에는 전기 화학 반응 유닛(200)과 여과유닛(300)이 배치되며 전기 화학 반응 유닛(200)에서 전기 화학 반응에 의해 중금속 등이 침전되도록 정화되며 여과유닛(300)으로 이동한 빗물은 여과유닛(300)에 의해 여과된 후 저장탱크(500)로 이동하여 저장될 수 있다. 여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템(10)을 구동하는 동력은 태양광 에너지를 이용하도록 마련될 수 있다.
한편, 지하수는 펌프에 의해 제6 배관(미도시)으로부터 제1 배관(410)으로 이동 후 본체(100)로 유입되어 정화 및 여과되도록 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오염수 처리 시스템에서 전기 화학 반응 유닛의 정면에서 바라본 단면도이고, 도 8은 도 7의 B-B'을 따라 바라본 도면이며, 도 9는 도 7의 전기 화학 반응 유닛의 개략적인 분리도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 오염수 처리 시스템(10)의 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염수 처리 시스템(10)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
본 발명의 제2 실시예의 경우 전기 화학 반응 유닛(200)에서 전극부재(220)가 고정되고 노즐부재(230)가 회전한다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 전극부재(220)는 챔버(210)에 결합되어 고정되며, 노즐부재(230)가 회전축(240)에 결합되어 챔버(210) 내부에서 회전하도록 마련된다. 전극부재(220)는 챔버(210)의 외벽에 결합되고 회전축(240)으로부터는 이격되어 있다. 그리고, 도 9를 참조하면, 노즐부재(230)는 예를 들어 회전축(240)의 상부에 결합되어 회전축(240)과 함께 회전한다. 다만, 노즐부재(230)가 반드시 회전축(240)의 상부에 결합될 필요는 없으며, 예를 들어 회전축(240)의 측면 가장자리에 노즐부재(230)가 결합될 수도 있다. 여기서, 회전축(240) 내부는 관통될 수 있으며, 전극부재(220)를 세정하기 위한 고압수는 회전축(240)을 통해 노즐부재(230)로 공급될 수 있다. 즉, 회전축(240)이 고압수의 이동 통로가 될 수 있다. 이러한 방식에 의하면, 전극부재(220)가 고정되어 있더라도 노즐부재(230)가 회전하면서 고정된 전극부재(220)로 고압수를 분사할 수 있으므로 전극부재(220) 전체를 용이하게 세척할 수 있는 효과가 있다.
한편, 회전축(240)에는 임펠러부재(250)가 결합될 수 있는데, 임펠러부재(250)는 노즐부재(230)로부터 이격되어, 예를 들어 노즐부재(230)의 하측에서 회전축(240)에 결합된다. 그리고, 상측의 노즐부재(230)로부터 분사된 고압수가 임펠러부재(250)에 부딪히면 임펠러부재(250)가 회전하게 되며, 이에 의해 임펠러부재(250)에 결합된 회전축(240)은 회전하는 동력을 임펠러부재(250)로부터 제공받는다. 즉, 회전축(240)을 회전하는데 필요한 동력이 임펠러부재(250)로부터도 제공되므로, 회전축(240)을 회전하기 위한 동력에 필요한 비용이 절감되는 효과가 있다. 임펠러부재(250)는 케이싱(251)과, 케이싱(251)에 설치되며 고압수에 부딪혀 회전하는 임펠러(252)를 포함할 수 있다.
한편, 도 7의 하측에는 빗물이 유입될 수 있는 유입구가 형성되어 있으며, 정화된 빗물이 유출되는 유출구는 도시 생략되어 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 오염수 처리 시스템 100 : 본체
110 : 유입구 120 : 유출구
130 : 바닥부 200 : 전기 화학 반응 유닛
210 : 챔버 211 : 부유물 배출구
220 : 전극부재 230 : 노즐부재
240 : 회전축 250 : 임펠러부재
251 : 케이싱 252 : 임펠러
260 : 스크레이퍼 300 : 여과유닛
400 : 배관 410 : 제1 배관
420 : 제2 배관 430 : 제3 배관
431 : 개방구 440 : 제4 배관
450 : 제5 배관 500 : 저장탱크
510 : UV 램프 600 : 플로팅 볼 밸브
610 : 볼 수용체 620 : 플로팅 볼
700 : 시브 스크린 800 : 플로우 스위치
900 : 건물 910 : 배수로
110 : 유입구 120 : 유출구
130 : 바닥부 200 : 전기 화학 반응 유닛
210 : 챔버 211 : 부유물 배출구
220 : 전극부재 230 : 노즐부재
240 : 회전축 250 : 임펠러부재
251 : 케이싱 252 : 임펠러
260 : 스크레이퍼 300 : 여과유닛
400 : 배관 410 : 제1 배관
420 : 제2 배관 430 : 제3 배관
431 : 개방구 440 : 제4 배관
450 : 제5 배관 500 : 저장탱크
510 : UV 램프 600 : 플로팅 볼 밸브
610 : 볼 수용체 620 : 플로팅 볼
700 : 시브 스크린 800 : 플로우 스위치
900 : 건물 910 : 배수로
Claims (20)
- 오염수가 유입되는 유입구 및 상기 유입구를 통해 유입된 상기 오염수가 유출되는 유출구가 형성된 본체;
상기 본체 내부에 배치되어 상기 오염수를 전기 화학 반응에 의해 정화하는 전기 화학 반응 유닛; 및
상기 전기 화학 반응 유닛으로부터 이격되어 상기 본체 내부에 배치되며, 상기 전기 화학 반응 유닛에 의해 정화된 오염수를 여과하는 여과유닛을 포함하는 오염수 처리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 유입구에 연결되어 상기 오염수가 상기 본체로 이동할 수 있도록 마련되는 제1 배관과, 상기 제1 배관에 결합되며 상기 오염수가 유입된 후 상기 제1 배관으로 흘러가도록 마련되는 제2 배관을 포함하며,
상기 제1 배관은 지면을 기준으로 나란하게 배치되고, 상기 제2 배관은 상기 제1 배관에 교차하도록 배치되어 상기 오염수가 낙하할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 제1 배관은 상기 지면으로부터 미리 설정된 높이를 가지도록 상기 제2 배관에 결합되며,
상기 제1 배관과 상기 제2 배관이 결합되는 지점의 하측에는, 미리 설정된 양의 오염수를 상기 제2 배관의 하측으로 낙하시키기 위한 플로팅 볼 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 플로팅 볼 밸브는,
상기 제1 배관과 상기 제2 배관이 결합되는 지점보다 하측에서 상기 제2 배관에 결합되는 볼 수용체; 및
상기 오염수가 상기 제2 배관의 하측으로 낙하하여 상기 제2 배관에 누적되는 경우 상기 오염수에 의해 상기 제2 배관을 따라 상승 후 상기 볼 수용체에 수용되어 상기 제2 배관을 폐쇄하는 플로팅 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 제1 배관과 상기 제2 배관이 결합되는 지점의 상측에서 상기 제2 배관의 내측에 결합되는 시브 스크린(Sieve Screen)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 제1 배관에 설치되며, 상기 오염수의 유량에 기초하여 전기 화학 반응 유닛을 작동시키는 플로우 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 전기 화학 반응 유닛은 상기 여과유닛의 상측에 배치되며,
상기 전기 화학 반응 유닛의 하측은 상기 제1 배관에 연결되고, 상기 제1 배관으로부터 공급되는 상기 오염수는 상기 전기 화학 반응 유닛의 하측으로부터 상기 전기 화학 반응 유닛에 유입되어 상측으로 이동하면서 정화되고,
상기 전기 화학 반응 유닛의 상측은 제3 배관에 연결되며, 상기 전기 화학 반응 유닛에 의해 정화된 상기 오염수가 상기 여과유닛에 의해 상향류식으로 여과될 수 있도록, 상기 제3 배관은 상기 오염수가 상기 본체의 바닥부로 이동하는 이동 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 전기 화학 반응 유닛의 전기 화학 반응으로부터 발생된 가스가 대기 중으로 배출될 수 있도록, 상기 제3 배관의 상측에는 개방구가 형성된 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 전기 화학 반응 유닛은,
오염수가 유입되는 챔버;
상기 챔버 내부에 배치되는 적어도 하나의 전극부재; 및
상기 전극부재로부터 이격되도록 설치되어 상기 전극부재로 세정유체를 분사하는 노즐부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 노즐부재는 상기 챔버에 결합되어 고정되며, 상기 전극부재는 회전축에 결합되어 상기 챔버 내부에서 회전하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 전극부재는 상기 챔버에 결합되어 고정되며, 상기 노즐부재는 회전축에 결합되어 상기 챔버 내부에서 회전하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 회전축 내부는 관통되어 있으며, 상기 회전축을 통해 상기 노즐부재로 세정유체가 공급되는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 노즐부재로부터 이격되어 상기 회전축에 결합되며, 상기 노즐부재로부터 분사된 세정유체에 부딪혀 회전하도록 마련되는 임펠러부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 챔버에는 부유물 배출구가 형성되며 상기 오염수로부터 발생되는 부유물이 상기 부유물 배출구를 통해 배출될 수 있도록, 상기 챔버 내부에서 회전하도록 회전축에 결합되는 스크레이퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 여과유닛은 상기 본체에 설치된 발포 폴리스틸렌, 발포 프로필렌 또는 발포 우레탄으로 마련되는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 여과유닛은 상기 제3 배관의 하측 단부보다 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제2항에 있어서,
제4 배관을 통해 상기 본체에 연결되며, 상기 여과유닛에 의해 여과된 물이 상기 본체로부터 상기 제4 배관을 통해 이동하여 저장되는 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 저장탱크와 상기 제1 배관에 각각 연결되는 제5 배관을 더 포함하며, 상기 저장탱크에 저장되어 소정 시간 경과된 물이 상기 제5 배관을 통해 상기 제1 배관으로 이동 후 상기 본체로 유입되는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제17항에 있어서,
살균을 위해 상기 저장탱크 내부에 설치되는 UV 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 오염수는 빗물 또는 지하수인 것을 특징으로 하는 오염수 처리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170115650A KR20190028852A (ko) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 오염수 처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170115650A KR20190028852A (ko) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 오염수 처리 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190028852A true KR20190028852A (ko) | 2019-03-20 |
Family
ID=66036035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170115650A KR20190028852A (ko) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 오염수 처리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190028852A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102368346B1 (ko) * | 2021-11-25 | 2022-02-25 | 한현관 | 빗물 재활용 장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101350617B1 (ko) | 2013-05-24 | 2014-01-15 | 주식회사 한국종합기술 | 우수처리 장치 |
-
2017
- 2017-09-11 KR KR1020170115650A patent/KR20190028852A/ko active IP Right Grant
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