KR20200136542A - Sediment purification and capping device using nano bubbles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에 대한 것으로서, 자연수계에 결합제와 나노기포를 결합시킨 후 침전시켜 자연수계의 바닥에 침전된 침전물을 격리시키는 침전물 정화 및 캐핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sediment purification and capping apparatus using nanobubbles, and relates to a sediment purification and capping apparatus for separating sediment precipitated at the bottom of a natural water system by binding a binder and nanobubbles to a natural water system and then sedimentation.
기포는 액체나 고체 내에 기체가 들어가 거품처럼 동그랗게 부풀어 있는 것을 의미한다. 이러한 기포 중 액체 내에 기체가 들어간 기포는 수처리 등에 이용될 때 미세 기포화되어 사용되며, 스플리터 탱크가 포함된 기포발생장치를 사용하여 기체와 액체가 혼합된 기액 혼합물을 기포화한다.Bubble means that gas enters into a liquid or solid and swells like a bubble. Among these bubbles, bubbles containing gas in the liquid are finely bubbled when used for water treatment, etc., and a gas-liquid mixture of gas and liquid is bubbled using a bubble generating device including a splitter tank.
이러한 기포는 자연수계 정화에 이용되고 있으며, 주로 부유물을 흡착시킨 후 수면으로 부상시켜 이를 수거하는 방식을 이용한다. 하지만, 이러한 방법으로는 물을 정화할 수는 있지만 자연수계의 바닥에 이미 침전된 침전물에 대해서는 아무런 정화작용을 할 수 없어 결과적으로 자연수계의 오염을 개선할 수 없는 문제가 있다.These bubbles are used to purify the natural water system, and mainly use a method of adsorbing floating matter and then floating it to the surface to collect it. However, although it is possible to purify water by this method, there is a problem in that it is not possible to perform any purification action on the sediment already deposited on the bottom of the natural water system, and consequently, the pollution of the natural water system cannot be improved.
또한, 이와 같이 자연수계의 정화에 기포발생장치를 이용할 경우, 기포 생성에 필요한 액체인 물을 주로 자연수계에서 공급하게 된다. 하지만, 이 경우 자연수계의 물에 포함된 부유물에 의한 노즐이 자주 막히게 되어 연속적으로 기포를 발생시킬 수 없는 문제가 있다.In addition, when a bubble generating device is used to purify a natural water system, water, which is a liquid required for bubble generation, is mainly supplied from the natural water system. However, in this case, there is a problem in that the nozzle is frequently clogged by the floating material contained in the water of the natural water system, and thus bubbles cannot be continuously generated.
본 발명의 목적은 침전물에 의한 환경오염을 방지할 수 있는 침전물 정화 및 캐핑 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a sediment purification and capping device capable of preventing environmental pollution by sediment.
본 발명의 다른 목적은 노즐의 막힘을 방지할 수 있는 침전물 정화 및 캐핑 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a sediment purification and capping device capable of preventing clogging of a nozzle.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by examples of the present invention. In addition, it will be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and combinations thereof.
본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치는, 나노기포와 결합제를 결합시켜 자연수계에 침전시키는 침전물 정화 및 캐핑 장치로서, 나노기포를 생성하여 토출하는 나노기포발생장치와, 나노기포와 결합되는 결합제를 토출하는 결합제 토출장치를 포함한다.The sediment purification and capping device using nano-bubbles according to the present invention is a sediment purification and capping device that combines nano-bubbles and a binder to precipitate in a natural water system, and a nano-bubble generator for generating and discharging nano-bubbles, and a nano-bubble and It includes a binder discharge device for discharging the binder to be combined.
결합제는 3가 이온 또는 중금속을 포함한다.The binder contains trivalent ions or heavy metals.
나노기포발생장치는 흡입된 물과 공기로 기포를 생성하는 다공질 노즐을 포함하고, 다공질 노즐은, 기둥형상이되 개폐 가능하며, 일측에 물과 공기가 유입되는 연결로가 연결되고, 타측에 기포를 토출하는 토출로가 연결된 하우징과, 하우징 내에 구비된 기둥형상의 다공질 부재를 포함할 수 있다.The nano-bubble generator includes a porous nozzle that generates bubbles with inhaled water and air, and the porous nozzle has a column shape but can be opened and closed, and a connection path through which water and air are introduced is connected to one side, and bubbles are formed on the other side. A housing to which a discharge path for discharge is connected, and a columnar porous member provided in the housing may be included.
본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치는 결합제와 나노기포를 결합한 후 이를 침전시켜 자연수계의 퇴적물을 격리시킴으로써 환경오염을 예방할 수 있다.The sediment purification and capping apparatus using nano-bubbles according to the present invention can prevent environmental pollution by separating the sediment of the natural water system by combining the binder and the nano-bubbles, and then sedimenting them.
또한, 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치는 내부의 다공질 부재를 쉽게 교체할 수 있는 다공질 노즐을 이용하여 노즐의 막힘을 쉽게 해결할 수 있다.In addition, the sediment purification and capping device using nanobubbles according to the present invention can easily solve clogging of the nozzle by using a porous nozzle that can easily replace the porous member inside.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 스플리터 탱크의 변형예에 따른 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 스플리터 탱크 및 연결로의 변형예에 따른 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 다공질 노즐의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 다공질 부재의 단면도이다.1 is a conceptual diagram of a sediment purification and capping apparatus using nanobubbles according to the present invention.
2 is a perspective view according to a modified example of the splitter tank in the sediment purification and capping device using nanobubbles according to the present invention.
3 is a perspective view according to a modified example of a splitter tank and a connection path in the sediment purification and capping device using nano bubbles according to the present invention.
4 is a perspective view of a porous nozzle in a sediment purification and capping device using nano bubbles according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of a porous member in the sediment purification and capping apparatus using nanobubbles according to the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar elements.
도 1은 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a sediment purification and capping apparatus using nanobubbles according to the present invention.
본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 자연수계에 나노기포를 토출하는 나노기포발생장치(BG)와, 자연수계에 결합제를 토출하는 결합제 토출장치(400)를 포함한다.The apparatus for purifying and capping sediment using nano-bubbles according to the present invention includes a nano-bubble generator (BG) for discharging nano-bubbles into a natural water system, and a binder discharging device for discharging a binder into the natural water system ( 400).
나노기포발생장치(BG)는 공기와 자연수계의 물을 이용하여 나노기포를 발생시킨다. 이를 위해서, 나노기포발생장치(BG)는 물이 유입되는 물 유입로(110)와, 공기가 유입되는 공기 유입로(120), 물 유입로(110)와 공기 유입로(120)로 물과 공기가 유입되도록 하는 펌프(200), 펌프(200)에 의해 유입된 공기과 물을 혼합하는 스플리터 탱크(300), 스플리터 탱크(300)에서 생성된 기포를 토출하는 토출로(140)를 포함한다.The nano-bubble generator (BG) generates nano-bubbles using air and natural water. To this end, the nano-bubble generator (BG) includes water through the
물 유입로(110)는 기포 생성에 사용할 물을 유입시킨다. 일반적으로 기포발생장치를 자연수계 정화 목적으로 사용할 경우 해당 자연수계의 물을 사용한다. 이와 같이 자연수계의 물을 사용할 경우 자연수계에 포함된 부유물이 물 유입로(110)로 물과 함께 유입될 수 있다. 따라서, 본 발명은 후술될 볼밸브형 노즐(400)을 통해 부유물을 제거한다.The
공기 유입로(120)는 기포 생성에 사용할 공기를 유입시킨다. 여기서, 공기 유입로(120)로 유입되는 기체는 필요에 따라 공기 외에 질소 등의 다른 기체가 유입될 수도 있다.The
펌프(200)는 물 유입로(110)와 공기 유입로(120)로 물과 공기가 흡입되도록 한다. 이를 위해서, 펌프(200)는 물 유입로(110)와 공기 유입로(120)에 직접 연결되며, 펌프(200)를 통해 유입된 물과 공기는 펌프(200)와 스플리터 탱크(300) 사이에 형성된 연결로(130)를 통해 스플리터 탱크(300)로 이동한다.The
스플리터 탱크(300)는 펌프(200)를 통해 물 유입로(110)와 공기 유입로(120)로 유입된 물과 공기를 혼합고 쪼개어 기포를 생성한다. 이를 위해서, 스플리터 탱크(300)의 내부에는 일부 영역이 개방되도록 서로 이격된 다수개의 플레이트나, 스플리터 탱크(300) 내부를 구획하는 다수개의 다공판 등이 구비될 수 있다. 물론, 본 발명은 스플리터 탱크(300)의 후단, 즉, 토출로(140)의 끝에 더욱 작은 기포를 생성하기 위한 노즐을 추가적으로 구비할 수도 있다.The
결합제 토출장치(400)는 결합제를 토출하여 나노기포와 결합되도록 한다. 여기서, 결합제는 3가 이온 또는 중금속을 포함하며, 이는 Al(III), Fe(III) 등을 포함할 수 있다. 또한, 결합제 토출장치(400)에서 토출된 결합제는 나노기포발생장치(BG)에서 토출된 나노기포와 결합한다. 나노기포는 자연수계의 수면으로 부상하지 않고 수중에 머물러 있는 성질이 강한데, 여기에 결합제를 결합시켜 자연수계의 바닥, 즉, 침전물 상에 쌓이도록 함으로써 침전물을 자연수계와 격리시킨다. 또한, 이에 따라 캐핑된 자연수계 바닥은 혐기조건이 되어 침전물이 부식 및 정화된다.The
상술한 바와 같이, 본 발명은 결합제와 나노기포를 결합한 후 이를 침전시켜 자연수계의 퇴적물을 격리시킴으로써 환경오염을 예방할 수 있다.As described above, the present invention can prevent environmental pollution by separating the sediment of natural water by separating the binder and the nano-bubbles after combining the binder and the nano-bubbles.
한편, 본 발명은 전술된 스플리터 탱크(300)의 구조를 변경하여 노즐과 같이 작동하도록 할 수 있다.Meanwhile, according to the present invention, by changing the structure of the
도 2는 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 스플리터 탱크의 변형예에 따른 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 스플리터 탱크 및 연결로의 변형예에 따른 사시도이다.2 is a perspective view according to a modified example of the splitter tank in the sediment purification and capping apparatus using nano bubbles according to the present invention, and FIG. 3 is a modification of the splitter tank and the connection path in the sediment purification and capping apparatus using nano bubbles according to the present invention It is a perspective view according to an example.
다공질 노즐(300)은 유입된 물과 공기로 기포를 생성한다. 이를 위해서, 다공질 노즐(300)은 하우징(310)과, 하우징(310) 내에 구비된 다공질 부재(320)를 포함한다.The
하우징(310)은 물과 공기를 유입시켜 내부에 수납된 다공질 부재(320)를 통해 생성된 기포를 배출시킨다. 여기서, 본 발명은 하우징(310) 내부에 구비된 다공질 부재(320)를 교체 가능하도록 하기 위해서, 하우징(310)의 상부가 개폐되도록 제작하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 하우징(310)은 하부가 폐쇄되고 상부가 개방된 중공의 관 형상인 하우징 몸체(311)와, 하우징 몸체(311)의 개방된 상부를 개폐하는 덮개(312)를 포함한다. 여기서, 덮개(312)가 하우징 몸체(311)를 폐쇄할 경우 하우징(310) 내부로 유입된 물과 공기가 외부로 유출되지 않도록 기밀성을 유지하는 것이 바람직하다. 한편, 본 실시예는 하우징(310)이 관 형상, 즉, 원기둥 형상인 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하우징(310)은 타원기둥이나 삼각기둥 및 사각기둥을 포함하는 다각기둥으로 형성될 수 있으며, 이 경우, 후술될 다공질 부재(320)의 외형도 하우징(310)에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.The
한편, 본 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이 다공질 부재(320)의 홀에 구비된 연결로(130)의 측면에 적어도 하나 이상의 연결로 홀(131)을 형성할 수 있다. 이 경우, 다공질 부재(320)의 홀 바닥으로 기액혼합물을 토출하는 것보다 기포 생성 효율을 증가시킬 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, at least one
도 4는 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 다공질 노즐의 사시도이다.4 is a perspective view of a porous nozzle in a sediment purification and capping device using nano bubbles according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 다공질 노즐(300)은 전술된 제1 실시예의 다공질 노즐(300)과는 상이하게 다공질 부재(320)에 홀이 생략된다. 이에 따라, 하우징(310)의 상부, 즉 덮개(312)에 연결로(130)가 연결되고 하우징(310)의 하부, 즉, 하우징 몸체(311)의 하부에 토출로(140)가 형성된다. 또한, 이 경우, 대부분의 기액혼합물이 다공질 부재(320)를 통과하도록, 다공질 부재(320)는 하우징(310) 내부를 빈틈없이 채우도록 하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4, in the
도 5는 본 발명에 따른 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치에서 다공질 부재의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a porous member in the sediment purification and capping apparatus using nanobubbles according to the present invention.
한편, 본 실시예에 따른 다공질 부재(320)는 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 가이드(322)가 형성될 수 있다. 이 경우, 다공질 부재 몸체(321) 내부를 통과하는 기액혼합물의 경로를 더욱 길게 하여 기포 생성 효율을 극대화할 수 있다. 더욱이 본 실시예는 가이드(322)와 함께, 기액혼합물이 유입되는 다공질 부재 몸체(321) 상부의 일부만 개방하고, 기포가 토출되도록 다공질 부재 몸체(321) 하부의 일부만 개방된 외부 케이스를 구비함으로써 기포 생성 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.Meanwhile, the
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above with reference to the drawings illustrated for the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification, and various by a person skilled in the art within the scope of the technical idea It is obvious that transformation can be made. In addition, even if not explicitly described and described the effects of the configuration of the present invention while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the predictable effects of the configuration should also be recognized.
110: 물 유입로
120: 공기 유입로
130: 연결로
131: 연결로 홀
140: 토출로
200: 펌프
300: 다공질 노즐
310: 하우징
311: 하우징 몸체
312: 덮개
320: 다공질 부재
321: 다공질 부재 몸체
322: 가이드
400: 결합제 토출 장치110: water inlet passage 120: air inlet passage
130: linkage 131: linkage hole
140: discharge path 200: pump
300: porous nozzle 310: housing
311: housing body 312: cover
320: porous member 321: porous member body
322: guide 400: binder discharge device
Claims (3)
상기 나노기포를 생성하여 토출하는 나노기포발생장치와,
상기 나노기포와 결합되는 결합제를 토출하는 결합제 토출장치를 포함하는 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치.
As a sediment purification and capping device that combines nanobubbles and a binder to precipitate in a natural water system,
A nano-bubble generating device for generating and discharging the nano-bubbles,
Sediment purification and capping device using nano-bubbles comprising a binder discharge device for discharging a binder bonded to the nano-bubbles.
상기 결합제는 3가 이온 또는 중금속을 포함하는 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치.
The method of claim 1,
The binder is a precipitate purification and capping device using nanobubbles containing trivalent ions or heavy metals.
상기 나노기포발생장치는 흡입된 물과 공기로 기포를 생성하는 다공질 노즐을 포함하고,
상기 다공질 노즐은, 기둥형상이되 개폐 가능하며, 일측에 물과 공기가 유입되는 연결로가 연결되고, 타측에 기포를 토출하는 토출로가 연결된 하우징과, 상기 하우징 내에 구비된 기둥형상의 다공질 부재를 포함하는 나노기포를 이용한 침전물 정화 및 캐핑 장치.The method of claim 2,
The nano-bubble generating device includes a porous nozzle that generates bubbles with sucked water and air,
The porous nozzle has a columnar shape but can be opened and closed, a connection path through which water and air are introduced is connected to one side, a discharge path for discharging air bubbles is connected to the other side, and a columnar porous member provided in the housing. Sediment purification and capping device using a nano-bubble containing.
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