KR940009276B1 - 유체 처리 방법 및 이를 위한 매질 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

유체 처리 방법 및 이를 위한 매질 및 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 느슨한 금속 입상체 물질 층을 나타내는, 본 발명의 유체 처리 장치의 한 양태의 수직 단면도이다.

제2도는 서로 분리되었지만 통상적인 틀에 함유된 활성탄 층과 금속 입상체 물질 층을 나타내는, 본 발명의 유체처리 장치의 한 양태의 수직 단면도이다.

제3도는 일련의 활성탄 층과 금속 입상체 물질 층을 나타내는, 본 발명의 유체 처리 장치의 한 양태의 수직 단면도이다.

제4도는 통상적인 틀에 함유된 활성탄 층 및 금속입상체 물질 층과 같은 통상적인 처리 방법을 보이는, 본 발명의 유체 처리 장치의 한 양태의 수직 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경 및 설명]

본 특허원은 1984년 4월 30일 출원된 특허의 제605,652호의 연속 출원이다. 본 발명은 일반적으로 유체 처리방법에 관한 것이며, 더욱 특히 유체 처리를 개선시키는데 특히 적합한 장치 및 방법에 관한 것이다. 산업용 및 가정용 공급수는 종종 최종적으로 사용하기 전에 처리할 필요가 있는 바람직하지 못한 성분을 함유한다. 다양한 용도로 사용할 수 있지만, 본 발명은, 수 처리시, 예를 들면, 용해된 염소 및 박테리아 성분과 같은 내부에 함유된 바람직하지 못한 성분들을 제거하거나 그의 성장을 억제하는데 유리한 용도가 있다.

이러한 점에 있어서, 산업적 및 실용 공정에는 종종 다량의 냉각수가 필요하다. 대부분의 수 냉각 조작은 기본적인 열 조절을 위해 열 교환공정을 이용하는데, 그 결과 장치를 통과하는 냉각수의 온도가 증가한다. 이러한 온도 증가는 물속의 유기체의 성장을 촉진하여 시스템을 막히게 하거나, 열교환 표면상에 생물학적 점성층을 축적시킴으로써 장치를 오염시켜 이들의 효율을 매우 감소시킬 수 있다.

염소 처리는 음료수계에서 뿐만 아니라 냉각수계에서 박테리아를 조절하는 가장 통상적인 방법이다. 차아 염소산의 살균 특성이 박테리아를 소멸시키는데 유효하며, 차아염소산 자체는 사용되는 다른 장치 또는 처리 시스템에 유해할 수 있다. 또한, 음료수내의 과량의 염소가 종종 물에 바람직하지 못한 맛과 향을 부여하며, 유출수는 환경에 유해할 수 있다. 이와 관련하여, EPA는 잔여 염소에 대한 유출 한계를 설정하였고, 종종 EPA지침에 따르기 위해 염소처리시 나타나는 과량의 잔여 염소를 제거하기 위해 탈염소화 과정을 이용할 필요가 있다.

유체 처리분야, 및 특히 상업용, 산업용 및 가정용 수 처리분야에서 많은 시스템이 제안되었고, 이들 중 몇몇 또는 모두는 관련된 특정의 바람직하지 못한 특성, 단점 또는 불이익을 지닌다.

예를 들어, 물을 연수화하고 물로부터 특정 불순물을 선택적으로 제거하는데 통상적으로 이온 교환 시스템을 이용한다. 이온 교환제의 활성 매질은 유체로부터 바람직하지 못한 성분들을 제거하고 이들 바람직하지 못한 성분들을 보다 바람직한 성분으로 대체하기 위해 고안한 이온 교환 수지이다. 예를 들어, 칼슘 및 마그네슘의 경도 제공원을 제거하는데 사용되는 양이온 교환수지는 동시에 이온 교환제를 통과하는 물에 함유된 칼슘 및 마그네슘과의 교환시 나트륨을 제거하도록 고안할 수 있다. 사용되는 특정 이온 교환 수지와 관계없이, 결국 수지 층은 소모되고 그 장치는 시설로부터 제거하고 다시 유용하게 되도록 재생시켜야 한다. 화학적 소모 이외에, 철 박테리아는 이온 교환 수지 탱크를 신속하게 충전시키며, 화학물질 공급 노즐(nozzle)과 다른 오리피스를 막을 수 있다. 수지에 대해서는 또한 박테리아 처리 과정으로부터 발생하는 과량의 염소로 인한 것과 같은 화학적 분해가 야기되기 쉽다. 따라서, 이온 교환 장치를 주의깊게 유지시키고 검사하여 허용가능한 성능이 계속 유지되도록 해야 한다.

물을 처리하기 위한 또 다른 일반적인 형태의 공정은 미처리된 물을 통상적으로 상온하에 통상적인 삼투공정에서 관찰되는 것과 반대 방향으로 선택적인 막으로 통과시키기 위해 유체의 삼투압 이상의 압력을 사용하여 역삼투공정이다. 선택적인 막은 용해된 바람직하지 못한 성분들을 받아들이지 않는 반면, 물은 투과시키도록 고안된 것이다. 이러한 공정의 성공 여부는 적합한 막의 개발에 크게 좌우된다. 역삼투에 이용되는 막은 전형적으로 속도 및 용량 제한 뿐만 아니라 다양한 온도, 화학적 안정성 및 압력 안정성 문제에 직면하게 된다. 박테리아가 열 교환기를 오염시킬 수 있는 바와 같이 이를 역삼투막에 오염된 필름을 형성시킬 수 있다. 항균제로서 염소를 사용하여 공급수를 처리하면, 용해된 염소는, 박테리아를 퇴치하는데 매우 유효하나, 종종 역삼투에 유해한 영향을 준다. 역삼투장치는 또한 주의하여 설치하고, 유지시키고, 검사하여야 한다. 따라서, 사용된 기술의 이론에 관계없이 최종 사용자가 시스템을 유지시키고 시스템의 명세서를 작성하기 위해 작동하고 있음을 보장하는데 필요한 샘플링을 수행하는데 실패하면 처리시 고장이 발생할 수 있다.

또 다른 일반적인 수 처리 방법은 활성탄을 사용하는 방법이 있으며, 이는 활성탄이 기체, 증기 및 콜로이드성 고체에 대한 고흡착성을 특징으로 하기 때문에 물로부터 유기 오염물을 흡수하여 제거하는 것 뿐만 아니라 맛 및 향기 조절용으로 널리 사용된다. 그러나, 이온 교환체 중의 수지와 유사하게, 탄소의 흡착력은 결국 고갈되며 탄소는 재생되거나 대체되야 한다. 그러므로, 활성탄을 혼입시키는 시스템은 또한 매질의 효율을 측정하기 위해 주의깊게 검사할 필요가 있다. 활성탄의 또 다른 단점은 활성탄이 유해한 박테리아를 포함하여 미생물을 수거하고 이러한 유해한 박테리아가 번식할 수 있는 매질을 제공한다는 점이다. 결과적으로, 물을 정제할 수 있는 것으로 생각되어지는 활성탄은 물을 유해한 박테리아로 오염시키는 것이 될 수도 있는 것이다. 이러한 단점을 극복하기 위한 노력으로, 제조업자는 활성탄을 은으로 함침시켜 세균 발육저지 활성탄 매질을 제공하려는 시도를 수행하였다. 그러나, 은이 유효한 세균 발육 저지 농도에 도달하는 것과 용해된 은 함량에 대한 EPA 지침 범위내에서 유지시키는 것이 어렵기 때문에 이러한 노력은 완전히 만족스럽지는 못하다. 또한, 은은 자체의 원가가 경제적인 수 처리시 과중할 수 있으므로 이와 사용과 관련하여 또 다른 단점이 있다.

본 발명은 금속 입상체 물질을 사용하는 유체 처리 장치 및 방법을 제공함으로써 선행 기술의 바람직하지 못한 특성, 단점 및 불이익을 극복한다. 이러한 금속 입상체 물질은 처리해야 할 바람직하지 못한 성분들의 산화 환산 전위에 관하여 금속과 바람직하지 못한 성분 사이의 자발적 산화 환원 반응을 허용하는 산화 환원 전위를 가지고/가지거나 처리해야 할 바람직하지 못한 성분이 박테리아인 경우에 세균 발육 저지 또는 살균 특성을 지닌다. 금속 입상체 물질은 어떤 바람직한 모양의 다양한 메쉬(mesh) 크기를 가질 수 있고, 바람직하게는 미합중국 표준 스크린 크기를 기준으로 하여 4 내지 400메쉬 크기이며, 통상적으로는 입상체 물질의 이탈을 방지하지만, 동시에 유체를 통과하게 하는 장치에 의해 처리용 탱크내에서 제한된 느슨한 층으로 배열된다. 또한, 자유롭게 노출된 표면적을 지니는 응집성 다공체에 입상체들을 접착시키는 기술을 이용할 수 있다. 이들 응집성 다공체를 형성하는데 적합한 기술에는 소결 입상체의 모든, 또는 거의 모든 표면적이 처리할 유체와 접속하도록 자유롭게 노출시키는 결합제를 이용하는 과정이 포함된다. 본 발명의 중요한 양태는, 염소 및 박테리아와 같은 바람직하지 못한 오염물을 제거하기 위해 아연 및 구리, 또한 이들이 혼합물 및 합금과 같은 금속 입상체 물질을 사용하는 수처리용 장치 및 수 처리 방법에 관한 것이다. 이러한 점에 있어서의 본 발명의 중요한 양태는, 이러한 방법이 이들 바람직하지 못한 오염물을 경제적 및 지속적으로 제거하고 이에 의해 대부분의 처리 시스템에서의 약한 연계를 현격하게 배제하는, 즉 비교적 빈번한 시스템을 보수하고 검사하는 것을 현격하게 배제할 수 있다는 발견을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징은 그러한 금속 입상체 물질층을 활성탄, 역 삼투 또는 이온 교환 방법에서와 같은 다른 형태의 유체 처리 장치와 함께 사용하는 방법을 포함한다. 이와 관련하여, 본 발명의 중요한 양태는 활성탄, 역 삼투 및 이온교환 방법과 같은 다른 처리 방법의 조작 및 수명에 유해할 수 있는 염소 및 박테리아와 같은 바람직하지 못한 성분 및 화합물의 제거를 포함한다.

본 발명의 또다른 특징적 양태는 이러한 금속 입상체 물질 층을 활성탄, 이온 교환 또는 역 삼투와 같은 다른 형태의 유체 처리 장치와 함께 사용하는 장치 및 방법의 제공을 포함한다. 이러한 점에 있어서, 본 발명의 중요한 양태는 이러한 매질상에서의 박테리아의 성장을 지연시키고/시키거나 그러한 매질상에 존재할 수 있는 박테리아의 파괴를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징적 양태는 유체의 pH를 조절한 다음 계속해서 유체를 위의 금속 입상체 물질 층을 통과시킴을 포함한다. 이러한 점에 있어서, 본 발명의 중요한 양태는 pH 의존적인 산화 환원 활성을 갖는 오염물의 제거를 증가시키기 위한 처리전에 유체의 pH를 조절하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징적 양태는 중간에 삽입된 pH 공급기와 함께 연속적으로 배열된 위에 기술한 바와 같은 금속 입상체 물질 층을 갖는 이중 용기를 함께 사용함을 포함한다. 이러한 유체 처리 방법은 사용자가 최초 유체원의 pH에서의 처리에 더욱 민감한 오염물을 처리하는데 제1용기의 입구에서의 유체원의 pH를 이용하게 하여 제2용기에서 유체를 다시 연속 처리하기 위해 다른 pH 치에서 더욱 유효하게 처리할 수 있는 오염물 처리를 위해 pH를 조절하게 한다.

그러므로, 개선된 유체 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이 본 발명의 중요한 목적이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용하기에 경제적인 유체 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이며, 이는 빈번한 유지 및 감지를 피하기 위해 비교적 수명이 길고, 처리용 매질을 재생시킬 필요가 없으며, 따라서 본래의 농축 오염물을 역 삼투 및 이온 교환 방법과 같은 다른 통상적인 처리 방법으로 처리할 필요가 없다.

본 발명의 또 다른 목적은 물과 같은 유체내에 존재하는 염소 및 박테리아와 같은 바람직하지 못한 성분들을, 처리 매질중에서 그러한 성분들을 농축시키지 않고 처리하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 바람직하지 못한 성분들을 함유하는 조 유체를, 처리할 바람직하지 못한 성분들의 산화 환원 전위에 대하여, 유체가 금속 입상체와의 접속시 금속 입상체 물질과 바람직하지 못한 성분들 사이에 자발적인 산화 및 환원 반응을 위한 조건을 설정하는 산화 환원 전위를 특징으로 하는 금속성 입상체 물질 층을 통과시킴으로써 유체를 처리함을 포함하는 유체 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 먼저 유체를 역 삼투 방법 또는 이온 교환 방법과 같은 통상적인 유체 처리 공정에 유해할 수 있는 염소와 같은 바람직하지 못한 성분들을 처리하기 위해 금속성 입상체 물질 층을 통과시킨 다음, 유체를 상기 통상적인 처리 공정으로 통과시키는 개선된 유체 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유체를 일단 활성탄 방법과 같은 통상적인 유체 처리 공정으로 통과시킨 다음, 유체를 유해한 박테리아와 같은 바람직하지 못한 성분들을 처리하기 위해 금속 입상체 물질 층으로 통과시키는 유체 처리용 장치 및 개선된 유체 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유체를, 바람직하지 못한 성분들을 처리하기 위해 활성탄, 이온 교환 수지, 또는 역 삼투막가 같은 통상적인 처리 매질 뿐만 아니라 금속 입상체 물질을 모두 함유하는 층으로 통과시키는 유체 처리용 장치 및 개선된 유체 처리 방법을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적 및 기타 목적 및 잇점들을 금속 입상체 물질 층을 포함하는 유체 처리용 장치 및 바람직하지 못한 성분 및 화합물을 함유하는 유체를 이러한 금속 입상체 물질층으로 통과시킴을 포함하는 유체 처리방법을 제공함으로써 달성된다. 입상체 물질은 바람직하게는 유체가 금속 입상체들과의 접속시 금속 입상체 물질과 바람직하지 못한 성분들 사이의 자발적인 산화 및 환원 반응을 위한 조건을 설정하도록 처리할 염소와 같은 바람직하지 못한 성분들에 관하여 허용할 수 있는 산화 환원 전위를 갖고/갖거나 처리할 바람직하지 못한 성분이 박테리아인 경우 세균 발육 저지 또는 살균 특성을 갖는 아연 및 구리 뿐만 아니라 이들의 혼합물 합금과 같은 금속으로부터 선택된다.

본 발명의 중요한 한 양태가 물, 특히 음료수의 처리를 나타낸다 하더라도, 본 발명의 장치 및 방법이 또한 여러가지 다른 바람직하지 못한 오염물을 함유하는 여러가지 다른 유체원의 처리시 유리하게 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 단지 설명할 목적으로, 본 발명은 대체로 물이 처리되어야 할 유체원인 양태에 관하여 기술될 것이다.

이제, 물을 알루미늄, 강철, 아연, 주석 및 구리 뿐만 아니라 이들의 혼합물 및 합금과 같은 금속과 접촉시킴으로써 주어지는 공급수의 조성을 용해된 염소 및 질산염과 같은 내부의 특정 오염물에 관하여 변화시킬 수 있음이 밝혀졌다. 예를들어, 고농도로 용해된 염소를 함유하는 물이 동과 같은 금속성 입상체 물질이 수용된 통을 통과할 때 유출수를 감지할 수 있는 염소 농도가 완전히 제거되거나 매우 감소됨을 알았다.

또한, 이러한 유체 처리 방법이 특정 작동 조건하에서 유출수의 질산염 농도를 상당히 감소시키고/시키거나 제거하기에 또한 효과적임을 밝혀졌다. 또한, 동 입상체 물질을 함유하는 유체 처리 매질이 이. 콜라이(E.coli) 및 슈도모나스(Pseudomonas)와 같은 통상의 박테리아 오염물에 관하여 유효한 살균제 및/또는 세균 발육 저지제로서 작용함이 밝혀졌다. 또한, 접촉시 의류를 오염시킬 수 있는 용해된 철[예 : 페러스 철(ferrous iron)]을 함유하는 물이 동 층을 통과할 때 유출수는 용해된 철을 함유하지 않고 접촉시 의류를 오염시키지 않음이 명백히 밝혀졌다. 또한, 탄닌으로 오염된 물이 동층을 통과할 때, 유출수는 깨끗하고 탄닌이 없는 것이 명백하다. 이러한 발견의 결과로서, 본 사실을 나열하자면 황화수소 및 이산화황과 같은 다른 형태의 무기 오염물 뿐만 아니라 소수의 유기 오염물에도 확장 적용할 수 있다고 생각된다.

또한, 정상 작동 조건하에서 이러한 유체 처리 방법의 유효 수명은 다른 통상적인 처리 시스템의 유효 수명을 훨씬 초과하는 것으로 믿어진다. 따라서, 이러한 발견은 통상적인 시스템의 주요한 단점들중의 하나, 즉 처리용 활성원의 빈번한 보급에 대한 필요성 및 동시에 시스템을 일정하게 유지시키고 감지할 필요성을 배제하는데 도움이 되는 것으로 본 분야에 상당한 진보를 제공하였다.

또한, 이러한 방법은 다양한 가정용, 상업용 및 산업용으로 광범위한 잠재적 적용성이 있다. 예를 들어, 염소 및 요오드가 유효한 항균제라는 사실을 주시하자면, 초기에 물을 염소화하거나 요오드화함으로써, 음료수를 특히 외부 장소에서 처리할 수 있고, 이어서 본 발명에 따른 금속 입상체와 염소화되거나 요오드화된 물을 접촉시킴으로써 처리된 물을 더욱 맛이 양호하고 안전한 형태로 변형시킬 수 있다.

위에서 기술한 바와 같이, 이러한 사실은, 다른 액체 및 기체 유체 매질 자체 뿐만 아니라 액체중에 용해된 기체 유체 매질 자체 뿐만 아니라 액체중에 용해된 기체 유체 매질을 포함하는 수 처리 이외의 다른 유체 매질 처리에 적용된다. 예를 들어, 유독성 기체, 특히 염소, 브롬 및 불소와 같은 할로겐 기체들을 금속성 물질 층이 함유된 통으로 통과시킴으로써, 본 발명에 의해, 그리고 본 발명의 범주내에서 제거한다. 이러한 적용은 기체 마스크에서와 같이 오염된 공기를 정제하는 대체 방법을 제공할 수 있거나, 또한 통상적인 세척 방법과 함께, 또는 대체 방법으로서 사용할 수 있다.

도면에 있어서, 제1도는 일반적으로(10)으로 표시되는, 물과 같은 유체의 처리 장치로 도시한 대표적인 본 발명의 양태를 나타내며, 이 장치는 유입구(12), 배출구(14) 및 금속 입상체 물질 층(18)을 함유하는 유체 처리 탱크(16)를 포함함을 나타낸다. 유체 처리 탱크(16)는 목적하는 적용 분야에 따라 다양한 모양 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 처리 탱크(16)는 제1도에 도시된 것과 같은 통의 형태를 취할 수 있다.

제1도에 나타낸 바와 같이, 유체 처리 탱크(16)는 비투과성 측벽(20), 및 최상부 벽(22) 및 기저부 벽(24)을 포함한다. 최상부 벽(22) 및 기저부 벽(24)은 처리될 유체가 유체 처리 탱크(16) 내외로 각각 흐르게 하는 유입구(12) 및 배출구(14)를 포함한다. 유체 처리 탱크(16)는 또한 금속 입상체 물질(18)의 이탈을 방지하면서 유체를 유체 처리 탱크(16) 내외로 각각 통과시키는 다공성 또는 투과성 최상부판(26) 및 기저부 판(28)을 포함한다. 또한 본 발명의 추가의 양태에 따라, 금속 입상체 물질 층을 다른 유체 처리 매질과 함께 조합하여 사용하는 개선된 유체 처리 시스템이 제공될 수 있다.

제2도 내지 제4도는 이들 개선된 유체 처리 시스템을 예시한 것이다. 제2도에서, 장치(40)는 유체 처리 탱크(16)를 포함하며, 이는 또한 유체 처리 탱크(16)를 상부 챔버(upper chamber)(44)와 하부 챔버(lower chamber)(46)로 나누는 중간 다공성 또는 투과성 판(42)를 함유한다. 상부 챔버(44)는 활성탄과 같은 통상적인 유체 처리 매질(48)을 함유하고 하부실은 금속 입상체 물질 층(18)을 함유한다. 제4도에서 장치(50)는 금속 입상체물질(18)과 혼합된 활성탄과 같은 통상적인 유체 처리 매질(48)을 함유하는 유체 처리 탱크(16)를 포함한다. 또한, 유체 처리 매질(48)은 물질이고, 또 다른 예로, 미세한 메쉬 금속 입상체 물질(18)을 막상에 침전시킬 수 있는 역 삼투 매질과 같은 임의의 통상적인 유체처리 매질일 수 있다.

제3도에 있어서, 장치(60)는 연속적으로 연결된 2개의 유체 처리 탱크(62) 및 (16)을 포함한다. 유체 처리 탱크(62)는 유체 처리 탱크(16)의 유입구(12)와 연결된 유입구(64) 및 배출구(66)를 포함한다. 유체 처리 탱크(62)는 활성탄 층과 같은 통상적인 유체 처리 매질(66)을 함유한다. 유체 처리 탱크(62)는 비투과성 측벽(68), 및 최상부 벽(70) 및 기저부 벽(72)을 포함한다. 최상부 벽(70) 및 기저부 벽(72)은 처리할 유체가 유체 처리 탱크(62) 내외로 각각 흐르게 하는 유입구(64) 및 배출구(66)를 포함한다. 유체 처리 탱크(62)는 또한 활성탄(66)의 이탈을 방지하면서 유체 처리 탱크(62) 내외로 각각 유체를 통과시키는 다공성 또는 투과성 최상부 판(74) 및 기저부판(76)을 포함한다.

위에서 기술한 제2도 및 제3도에 도시된 유체 처리 매질의 상대적인 위치는 목적하는 적용분야에 따라 반대로 전환시킬 수 있다. 예를 들어, 위에서 기술한 바와 같이, 통상적인 유체 처리 매질이 활성탄인 경우, 활성탄 층을 이탈하는 유체내에 함유된 특성의 유해한 박테리아를 처리하기 위해 활성탄 하부에 금속 입상체 물질 층을 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 한편, 통상적인 유체 처리 매질이 역 삼투 또는 이온 교환 매질인 경우, 이러한 매질에 유해할 수 있는 용해된 염소와 같은 성분을 제거하기 위해 이러한 매질의 상부에 금속 입상체 물질 층을 포함시키는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 여러가지 다른 금속 뿐만 아니라 이들의 혼합물의 합금의 사용을 예기한다. 본 발명의 어떤 특정 이론에 제한하지 않고, 적어도 용해된 염소와 같은 무기 성분에 관하여, 본 발명의 처리 과정은 자발적인 산화 환원 반응에 의해 이루어진다고 가정된다. 따라서, 금속 입상체 물질은, 유체가 금속 입상체 물질과의 접촉시 금속 입상체 물질과 바람직하지 못한 성분들 사이에 자발적인 산화 및 환원 반응을 위한 조건을 설정하기 위해 처리하여야 할 바람직하지 못한 성분들에 대하여 비교적 우수한 산화 환원제인 금속들, 이들의 혼합물 및 합금 중에서 선택되어야 할 것으로 믿어진다.

환원 또는 산화되는 다른 종류들의 상대적인 경향은 이들의 표준 환원 전위(25℃에서의 E°값)으로부터 예견할 수 있다. 다른 종류들에 대한 E°값을 비교함으로써 산화 환원이 자발적으로 발생할 것인지를 검지할 수 있다. 본 발명에 따라, 처리해야 할 성분 또는 화합물에 관하여 상대적으로 우수한 산화환원제인 금속은 이러한 성분 및 화합물과 자발적으로 반응할 것으로 예기되는 금속이다.

예를 들어, pH가 약 7인 물에 용해된 염소는 25℃에서 HOCl 및 ClO^-로서 존재하며, 산성 부분에서는 HOCl이 우수하고 염기성 부분에서는 ClO^-가 우세하다. ClO^-가 반응 중이라고 간단히 가정하면, 다음 산화환원 반응이 본 발명에 의해 예기되는 대표적인 반응이다.

Zn(s)-Zn²+2e^-E°=0.76V

ClO^-(aq)+H₂O+2e^--Cl^-(aq)+2OH^-(aq) E°=0.89V

Zn(s)+ClO^-(aq)+H₂O-Zn²+Cl^-(aq)+2OH^-(aq) E=1.65V

Cu(s)-Cu²⁺(aq)+2e^-E°=-0.34V

ClO-(aq)+H₂O+2e^--Cl(aq)+2OH^-(aq) E_E=0.89V

Cu(s)+ClO-(aq)+H₂O-Cu⁺²(aq)+Cl^-+2OH E=+0.55V

위에서 계산된 바와 같이, 아연 및 구리 모두는 각각 하이폴클라이트(ClO^-)와 자발적으로 반응해야 하며, 이론적으로 아연이 보다 포지티브한 전위를 가지므로 더욱 자발적이다.

아연 및 구리는 둘다 악영향 없이 중간 농도로 용액내에서 허용될 수 있고, 염소와 같은 통상의 무기 오염물에 관하여 비교적 양호한 환원제이므로 바람직한 금속들이다. 철 및 알루미늄과 같은 다른 금속들도 이론적이로 우수한 환원제이기는 하나, 이러한 금속들은 그 적용이 알반 통상용으로 제한되는 단점이 있다. 예를 들어, 비교적 고농도의 철을 독성 효과없이 음료수 중에서 허용할 수 있으나, 이러한 농도는 철 기본 박테리아를 공급하는 경향이 있고 또한 가정용으로 사용되는 경우 의류와 같은 품목을 오염시키는 경향이 있다. 이러한 점에 있어서, 본 발명에 의해 접촉시 의류를 오염시킬 수 있는 페러스 철과 같은 용해된 철을 함유하는 물이 동 층으로 통과할 때 유출수는 용해된 철이 확실하게 부재하고 접촉시 의류를 오염시키지 않는 것으로 밝혀졌다. 또한, 철 기본 금속 입상체 층은 일찍 막히기가 쉽다. 이와 유사하게, 알루미늄 기본 처리층은 스켑(scab)으로 되기 쉽고, 즉 표면상에 옥사이드 필름이 형성되고, 따라서 단기간 사용한 후에는 실제적으로 무용해진다.

실제로, 아연과 구리 합금(예 : 동)이 순수한 아연 또는 순수한 구리 또는 이들의 불균일한 혼합물에 비해 용해된 염소 제거에 더욱 효과적임이 밝혀졌다. 동의 현저한 효과 이외에, 동은 또한 화학적 안정성의 견지에서 바람직한 금속이다. 이는 특히 동이 순수한 나트륨, 칼륨, 칼슘 또는 아연과 같은 금속처럼 수성 유체에 대해 격렬한 반응성을 갖지 않으므로 수성 매질중에서 사실이다.

동과 같은 구리/아연 합금은 또한 용해된 유출성 금속 농도의 견지에서 바람직한 금속이다. 이러한 점에 있어서, 아연 구리 및 이들의 합금과 용해된 염소와 같은 무기 오염물과 산화환원 반응의 부산물이 각각 용해된 아연, 용해된 구리 및 이들이 혼합물임이 주시된다. 과도하게 염소화된 음료수를 처리하기 위해 아연 또는 구리만을 사용하는 경우, 비교적 묽으면서 EPA권장 지침을 초과하는 용해된 금속 농도에 도달시킬 수 있다. 또한 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 생성된 임의의 바람직하지 못한 금속 농도는 이온 교환 또는 역삼투 방법과 같은 통상적인 처리 방법을 이용하여 추가로 처리함으로써 효과적으로 제거할 수 있으나, 동과 같은 구리/아연 합금을 유체 처리 매질로서 이용하는 경우, 용해된 금속 농도는 음료수 중에 용해된 아연 및 용해된 구리에 대한 현행 EPA 지침내에 속하는 것으로 밝혀졌다.

위에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 양태는 물을, 통과 같은 금속성 입상체 물질 층과 역삼투 또한 이온 교환 또는 활성탄과 같은 통상적인 처리 방법 모두를 통과시킴으로써 정제하는 방법이다. 이는 특히 역삼투 처리 방법에서 종종 사용되는 셀룰로즈 아세테이트와 같은 반투과막이 종종 이온-교환수지를 가교결합시키는데 사용하는 디비닐벤젠과 같이 용해된 염소에 의해 종종 분해되기 쉽다는 사실 때문에 유리하다. 역 삼투막 또는 이온 교환제와 함께 동 층을 이용하면, 수지막의 수명을 상당히 연장시킬 수 있다. 또한, 각각 통상적인 역 삼투, 이온 교환 및 활성탄 처리방법은 박테리아로 막히게 하고/하거나 박테리아를 축적시키기 쉽다.

이러한 점에 있어서, 처리 시스템에서 구리, 또는 동과 같은 구리 합금을 사용하면 하수구의 오염된 공급수에서 보통 발견되는 이. 콜라이와 같은 박테리아 뿐만 아니라 슈도모나스와 같은 다른 바람직하지 못한 유기물을 퇴치하는 데에도 유효한 것으로 본 발명에 의해 밝혀졌다.

본 명세서에서 사용된 용어, “동”은 일반적으로 구리-아연 합금을 나타내며, 이러한 합금은 다른 성분을 함유할 수 있고/있거나 보통 다른 명명법에 의해 명명될 수 있음을 인지해야 할 것이다. 예를 들어, 이로 제한되는 것은 아니나, 약 57% Cu-40% Zn-3% Pb로 이루어진 건축용 청동, 약 58.5% Cu-39% Zn-1.4% Fe-1% Sn-1% Mn으로 이루어진 망간 청동 A 및 65.5% Cu-23.3% Zn-4.5% Al-3.7% Mn-3% Fe로 이루어진 망간 청동 B와 같은, 통상적으로 구리와 아연을 함유하는 청동으로 일컬어지는 합금 뿐만 아니라, 60% Cu-40% Zn으로 이루어진 문츠 금속(Muntz metal)과 같은 다른 금속을 일반적으로 본 명세서에서 동으로 언급하며 이들은 본 발명의 범주내에 포함된다.

동이 선택된 금속인 경우, 예를 들어 염산 용액으로 동을 세척한 다음 동일 헹구어내면, 동의 활성을 방해할 수도 있는 철 줄 또는 다른 외부 물질과 같은 오염물로 오염된 동 표면이 정화되는 것으로 본 발명에 의해 밝혀졌다. 그러나, 대기 또는 물과 같은 유체원에 노출된 동의 표면이 탄삼염 및/또는 산화물 착화합물일 수 있는 녹색을 띤 녹을 생성시킬 수 있음도 또한 알려져 있다. 녹색을 띤 녹을 제거하기 위해 표면자체를 물리적으로 문질러 닦을 경우, 또한 제거되는 녹은 탁월한 정제 경향을 나타낸다.

염소를 가하고 동 층으로 통과시킴으로써 처리한 물의 정성 분석은 이러한 처리가 수중의 염소량을 일정하게 감소시킴을 나타낸다. 물을 처리하기 위해 사용된 동 조성물 및 처리된 물을 각각 처리 전후에 독립적인 실험에 의해 정량분석을 수행한 결과를 다음의 실시예 Ⅰ 및 Ⅱ에 나타내었다. 다음이 실시예 Ⅰ에 기술된 바와 같은 동 분석은, 산화 환원 과정이 발생하는 경우 예기되는 바와 같이 동 층을 통한 물의 통과가 동의 조성을 바꾸지 못함을 나타낸다. 다음의 실시예 Ⅱ에서 나타낸 바와 같이 동 층을 통과하는 유입수 및 유출수의 독립적인 실험실 분석이 유입수에 함유된 염소를 실제적으로 제거함은 확실하다.

[실시예 Ⅰ]

물을 동의 이탈을 방지하기 위해 체 사이에 트랩핑(trapping) 시킨 14×30mesh 동의 3in×6in층이 수용된 실린더로 통과시킨다. 염소처리하지는 않았으나, 용해된 질산염을 약 10 내지 13ppm 함유하는 미시간주의 콘스탄틴 마을의 공급수로부터 공급된 물을 동 층으로 통과시킨다. 약 2 내지 13ppm의 염소량을 염소 농도의 감소도를 시험하기 위해 유입수로 도입시킨다. 약 51,000gal의 물을 동 층으로 통과시키면, 층의 높이가 약 1/2in 감소되는 것으로 관찰된다. 층을 구성하고 있는 새로운 동 샘플을 약 51,000gal의 물을 통과시킨 후 층으로부터 취한 동 샘플과 같이 분석한다.

이러한 샘플들의 원소 조성을 벡크만 스펙트라스팬 VI 분광법(Beckman Spectraspan Ⅵ Spectroscopy)을 이용하여 직접 연결된 프라즈마-원자 방사 스펙트로스코피(Directed Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy)로 측정한다. 50/50진한 질산/증류수 혼합물 200㎖에 0.1000g을 용해시킴으로써 플라즈마 방사 분석용 샘플을 제조한다. 이어서, 증류수를 가하여 용액 총 중량을 100.00g을 100.00g으로 만든다.

원소 조성은 각 원소에 대해 다음 방사선으로부터 수득된 평균값으로 측정하였다 : 구리, 213.598㎚, 233.008㎚ ; 철 238.204㎚, 259.940㎚, 371.994㎚ ; 아연 213.85㎚, 206.220㎚, 202.548㎚ ; 납, 405.783㎚, 283.306㎚, 368.348㎚.

결과는 다음과 같다.

[동 분석]

주석 및 알루미늄에 대한 방사 파장을 또한 시험하였으나, 이러한 원소들은 1 내지 1000의 샘플 희석으로 감지할 수 없었다.

[실시예 Ⅱ]

약 51,000gal의 물을 처리하기 위해 사용한 후 실시예 1의 동 층으로 통과시킨 유입수 및 유출수의 2가지 샘플을 독립적인 실험실에서 분석한다. 샘플 A는 미시간주 콘스탄틴 마을의 공급수에 의해 공급되는 염소 처리하지 않은 수돗물이고 샘플 B는 염소를 가한 수돗물이다.

분석 결과는 다음과 같다.

[샘플 A]

[샘플 B]

위의 실시예들은 본 발명의 방법 및 이에 의해 생성되는 효과를 설명하기 위해 제공되었고, 본 발명의 일반적인 범주를 제한하려는 것은 아니다. 실시예 Ⅱ의 샘플 B의 결과에 의해 가장 잘 나타내어지는 바와 같이, 본 발명의 방법은 용해된 염소와 같은 바람직하지 못한 오염물을 제거하는데 효과적이다. 아연 및 구리 양이온과 같은 양이온의 농도는 산화 환원 공정이 수행되는 경우 예기되는 바와 같이 유출물내에서 증가한다.

또한, pH가 약 6.9인 유입성 수돗물은 동 층으로 통과한 후의 pH가 약 7.2가 되는 것으로 관찰되었다. 또한, 일반적으로 물 및 특히 산성 pH 값을 갖는 물의 pH 값은 동처리 층으로 통과시킨 결과 증가함을 알았다. 이는 염화물 이온이 통상 음료수에 존재하고, 염화물이 염소가 목표 오염물인 경우 동으로 처리한 후에 생성되는 이온이므로 본 발명의 특히 유리한 양태이다. 염화물 이온은 산성 매질 중에서 잠재적인 부식제이다. 물이 처리됨에 따라 동시에 처리된 물의 pH 값이 증가하여 특정적으로 존재하는 염화물 이온의 잠재적인 부식 효과가 중화되는 경향이 있다.

실시예 Ⅱ의 샘플 A 및 B의 결과로서 나타낸 바와 같이 처리 과정은 또한 수중에 용해된 질산염의 농도를 감소시킨다. 유체 매질의 pH가 6.5미만인 바와 같이 적어도 약산성인 경우 본 처리 공정에 의해 용해된 질산염의 변형도는 증가되고 용해된 질산염의 농도는 상당히 감소되는 것으로 본 발명에 의해 밝혀졌다. 산성 매질중에 용해된 질산염의 변형은 어느 정도는 가역적이며, 따라서 계속되는 유출물의 pH 값의 증가에 의해 용해된 질산염의 존재를 감지할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 점에 있어서, 전혀 예기치 않게도, 질산염의 제거는 또한 효과적으로, 그리고 명백하게 비가역적으로, 예를들어, 10 내지 12의 pH 값과 같이 비교적 높은 pH 값에서 수행할 수 있음이 밝혀졌다.

그러므로, 바람직하지 못한 성분이 산성 매질내에서 보다 효과적으로 제거된다면, 통상적인 산 공급제를 수 처리 공정에 가할 수 있다. 또 다른 방법으로 바람직하지 못한 성분이 염기성 매질중에서 보다 효과적으로 제거된다면, 통상적인 염기 공급제를 사용하여 예비 처리할 수 있다. 다른 pH 값들이 필요한 다중 원소 또는 화합물을 처리하는 경우, 처리해야 할 물을, 중간에 적절한 통상의 산 또는 염기 공급체를 삽입하여 배열한 일련의 동과 같은 금속 입상체 물질의 연속층으로 통과시킬 수 있다.

또한, 오염물의 제거 속도 및 제거도는 유체와 금속과의 접촉 시간에 좌우된다. 따라서, 더 작은 금속 메쉬를 사용함으로써 층의 접촉 표면적을 증가시키면, 제거속도 및 제거도가 증가할 것이다. 또 다른 방법으로, 또는 상기 방법과 함께, 유기체의 유속을 보다 긴 접촉 시간을 허용하도록 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 유체를 통해 공기를 버블링시키거나 금속 입상체 물질층을 대기에 노출시킴으로써, 유체 또는 금속 입상체 물질에 산소를 공급하면 처리 공정을 향상시킬 수 있음이 밝혀졌다.

금속 입상체 물질의 메쉬 크기는 다소 변화시킬 수 있고 유체 처리에 여전히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 예를 들어 금속 입상체 물질의 전형적인 메쉬 크기는 미합중국 표준 스크린 크기를 기준으로 하여 4 내지 40메쉬 범위일 것이며, 이러한 범위의 상한 및 하한의 메쉬 크기 모두를 이용할 수 있으나, 항상 4 내지 30메쉬의 메쉬 크기가 대부분의 적용에 바람직할 것이다. 금속 입상체 물질은 임의의 목적하는 형태의 다공체에 입상체 물질을 접착시킴으로써 응집성 다공체와 같은 다른 대체 형태로 공급할 수 있음을 인지해야 할 것이다. 이러한 응집성 다공체를 형성하는 적합한 기술은 소결 및 입상체의 모든, 또는 거의 모든 표면적을 처리할 유체와 접촉하도록 자유롭게 노출시키는 결합체를 이용하는 방법들을 포함한다.

본 발명에 의해, 각각의 중량%의 구리 및 아연으로 이루어진 동은 상이한 유출 농도의 용해된 금속들을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 점에 있어서, 그리고 현행의 유출 제한에 대해, 약 1 : 1 비율의 구리 : 아연을 함유하는 동이 바람직하고, 약 3 : 2 비율의 구리 : 아연을 함유하는 동이 더욱 바람직하고, 약 7 : 3 비율의 귀 : 아연을 함유하는 동이 가장 바람직하다. 물론, 구리는 아연보다 더욱 우수한 살균제 및 세균발육 저지제이므로, 동 중 구리의 퍼센트를 증가시키면 증가된 살균/세균 발육 저지 처리 매절이 생성됨을 인지할 수 있을 것이다.

직경이 6in인 실린저에 수용된 14×30메쉬 동의 20in층은 가정용으로 충분한 압력의 물 유속을 제공할 수 있고, 동 층을 대체하지 않고 수년 동안 유입되는 염소 처리수를 효과적으로 처리할 수 있는 것으로 예상된다.

이 콜라이 및 슈도모나스 박테리아를 주입한 물을 각각의 동, 50% 동과 50% 활성탄의 혼합물, 아연, 구리 및 활성탄으로 처리하기 전후에 각각 독립된 실험실에서 정량 분석을 수행한 결과를 아래의 실시예 Ⅲ 및 Ⅳ에 기술하였다.

[실시예 Ⅲ]

초기 접종원 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli)를 표준 방법으로 한천 배양기에서 일야 저장 배양 성장시키고 인산염 완충 식염수에 현탁시켜 제조한다. 박테리아를 성장시키는데 충분하게 이용할 수 있는 영향을 제공하기 위해 단일 농도의 트립신 분해 대두 브로쓰(broth)를 접종원 현탁액에 가하여 최종 트립신 분해 대두 브로쓰 농도가 10%에 달하게 된다. 다음 각각의 시험 물질 약 100㎤를 각 400㎖ 용량의 비이커에 넣는다 :

[시험물질]

1. 동을 깍아낸 것(대략의 원소 조정 : 70중량% Cu 및 30중량% Zn) :

2. 동(위와 같음)과 통상적인 활성탄 입상체 50 : 50 혼합물 :

3. 아연 입상체 :

4. 구리 입상체 :

5. 통상적인 활성탄.

(위에서 기술한 바와 같이 제조한) 접종원을 유체 높이가 시험 물질의 표면 바로 아래에 오기에 충분한 각각의 비이커에 가한다. 시험 물질을 가하기 전에 접종원의 미생물 수를 세어둔다. 각 비이커를 실온에서 16시간 동안 배양시키고, 이어서 이용가능한 유체 1㎖에 대해 미생물 수를 센다.

결과는 다음과 같다 :

동, 50% 동/50% 활성탄, 아연 및 구리를 사용하여 동일한 날에 동일한 접종원을 사용하여 시험한다. 위에서 기술한 바와 같은 방법으로 제조한 다른 접종원을 사용하여 다음날 같은 독립된 실험실에서 활성탄을 상용하여 시험한다.

[실시예 Ⅳ]

초기 접종원 슈도모나스를 표준 방법으로 한천 배양기에서 일야 저장 배양 성장시키고 인산염 완충 식염수에 현탁시켜 제조한다. 박테리아를 성장시키는데 충분한 이용가능한 영향을 제공하기 위해 단일 농도트립신 분해 대두 브로쓰를 접종원 현탁액에 가하여 최종 트립신 분해 대두 브로쓰 농도가 10%에 달하게 한다.

다음 각각의 시험 물질 약 100㎤를 각 400㎖ 용량의 비이커에 넣는다 :

[시험 물질]

1. 동을 깍아낸 것(대략의 원소 조성 : 70중량% Cu 및 30중량% Zn) :

2. 동(위와 같음)과 통상적인 활성탄 입상체 50 : 50 혼합물 :

3. 아연 입상체 :

4. 구리 입상체 :

5. 통상적인 활성탄.

(위에서 기술한 바와 같이 제조한) 접종원을 유체 높이가 시험 물질의 표면 바로 아래에 오기에 충분한 각 비이커에 가한다. 시험 물질을 가하기 전에 접종원의 미생물 수를 세어둔다. 각 비이커를 실온에서 16시간 동안 배양시키고, 이어서 이용가능한 유체 1㎖에 대해 미생물 수를 센다.

결과는 다음과 같다 ;

위의 실시예들은 본 발명의 방법 및 이에 의해 생성된 효과를 설명하기 위해 제공되었으며, 이의 일반적인 범주를 제한하려는 것은 아니다. 위에 나타낸 바와 같이, 구리 및 동 모두는 처리 매질로서 단독적으로 사용되는 경우 예외적으로 유효한 살균제인 것으로 밝혀졌다. 실시예 Ⅲ에 의해 가장 잘 설명되는 바와 같이, 활성탄은 박테리아 성장에 대한 번식장을 제공하고, 활성탄만을 사용하는 경우 박테리아가 100배 이상 증가한다. 그러나, 동을 깍아낸 것을 활성탄과 혼합함으로써, 효과적인 세균 발육 저지 매질을 수득한다. 물론, 구리 또는 동을, 유사한 살균/세균 발육 저지 매질을 수득하기 위해 이온 교환 및 역 삼투 방법과 같은 다른 유체 처리방법과 함께 사용할 수 있음을 인지해야 할 것이다. 또한, 금속 살균제를 다른 유체 처리용 매질로부터 분리시키거나, 활성탄에 구리 또는 동을 주입하여 배합할 수 있음을 인지해야 할 것이다. 실시예 Ⅳ는 본 발명이 또한 슈도모나스와 같은 살균제에 대해 보다 큰 저항력을 갖는 유기체의 성장을 조절하는데 효과적임을 설명한다.

바람직하지 못한 성분들을 화학적으로 처리하는 것 이외에, 본 발명의 방법은 또한 바람직하지 못한 현탁 고체를 물리적으로 여과시키는데 적용된다. 본 발명의 이러한 양태는 특히 연소 처리와 같은 예비 처리의 결과로서, 또는 본 발명 방법에서 이용되는 금속성 입상체 층과의 반응 결과로서 철이 자연적으로 존재하는 물로부터 현탁된 철을 제거하는데 적용된다. 용해된 철을 처리하기 위해, 물을 염소로 예비 처리하는 경우, 본 발명 방법은 생성되는 현탁된 철을 여과시킬 뿐만 아니라 물에 남아 있는 염소를 처리할 것이다. 금속 입상체 물질 층이 수용된 통은 층내에서 수거된 모든 여과 물질을 제거하고, 층이 막히지 않게 하기 위해 주기적으로 역 세척할 수 있다. 그러나, 역 삼투 방법 및 이온 교환 방법과 같은 다른 처리 방법과는 달리, 이러한 역 세척은 농축된 바람직하지 못한 성분들을 덤핑시키지 않는다.

본 발명의 또 다른 양태는 물을 동과 같은 금속성 입상체 물질 및/또는 바람직하지 못한 현탁된 물질의 여과를 증진시키기 위한 모래와 같은 여과 보조층을 통과시킴으로써 정제하는 방법이다.

본 분야의 숙련인은 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어나지 않는 다양한 변형 및 변화를 수행할 수 있음을 인지해야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위의 범주로 제한될 것이다.

Claims (19)

1. 바람직하지 못한 박테리아 성분들을 함유하는 유체를 구리를 포함하는 금속 입상체 층으로 통과시킴으로써 당해 성분들을 제거하고 억제함을 특징으로 하여, 유체에 함유된 바람직하지 못한 박테리아 성분들을 제거하고 억제하기 위한 유체 처리방법.
2. 제1항에 있어서, 금속 입상체가 아연을 추가로 포함하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 금속 입상체가 구리와 아연의 금속 합금을 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 합금의 구리 : 아연의 중량비가 약 1 : 1인 방법.
5. 제3항에 있어서, 합금의 구리 : 아연의 중량비가 약 3 : 2인 방법.
6. 제3항에 있어서, 합금의 구리 : 아연의 중량비가 약 7 : 3인 방법.
7. 구리 입상체 물질에 활성탄을 혼입시킴을 개선점으로 하는 활성탄 유체 처리 물질.
8. 제7항에 있어서, 구리를 활성탄과 긴밀하게 혼합시킨 활성탄 유체 처리 매질.
9. 제7항에 있어서, 구리가 활성탄과 함께 조합체를 이루는 활성탄 유체 처리 매질.
10. 제7항에 있어서, 아연 입상체 물질을 추가로 포함하는 활성탄 유체 처리 매질.
11. 제7항에 있어서, 구리 및 아연이 구리와 아연의 합금의 형태로 존재하는 활성탄 유체 처리 매질.
12. 유체 처리장치를 처리해야 할 유체의 공급물에 연결시키는 유입 수단, 구리 금속 입상체 물질을 포함하는 제1유체 처리 매질과 통상적인 유체 처리 매질인 제2유체 처리 매질을 함유하는 챔버(chamber) 수단, 층(bed)을 통해 유체가 유동하도록 하고 위의 유체 처리 매질의 이탈을 방지하도록 조립되고 배열된 챔버 수단과 연결된 유체 유입 통로 및 배출 통로를 포함하는 유체 처리장치.
13. 제12항에 있어서, 제1유체 처리 매질이 아연 금속 입상체 물질을 추가로 포함하는 장치.
14. 제13항에 있어서, 제1유체 처리 매질이 구리와 아연의 합금 금속 입상체 물질을 추가로 포함하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 제2유체 처리 매질이 활성탄 유체 처리 매질인 장치.
16. 제14항에 있어서, 제2유체 처리 매질이 이온 교환 유체 처리 매질인 장치.
17. 제14항에 있어서, 제2유체 처리 매질이 역삼투 처리 매질인 장치.
18. 유체를 아연과 구리의 합금을 포함하는 금속 입상체 층으로 통과시킴을 특징으로 하여, 유체의 pH를 증가시키기 위한 유체 처리방법.
19. 용해된 철을 함유하는 유체를 아연과 구리의 합금을 포함하는 금속 입상체 층으로 통과시켜 용해된 철을 제거함을 특징으로 하여, 유체에 함유된 철을 제거하기 위한 유체 처리 방법.

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