KR950001402B1 - 물정화장치 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 본 발명의 실시예에 있어서의 물정화장치의 단면도.
제2도는 동 물정화장치의 요부분해단면도.
제3도는 동 물정화장치의 제어회로도.
제4도는 본 발명의 실시예에 있어서의 관상어(觀賞魚)정화장치의 구성단면도.
제5도는 동 관상어정화장치의 요부분해단면도.
제6도는 동 관상어정화장치의 제어회로도.
제7도는 본 발명의 물정화장치의 제1실시예에 있어서의 공기흐름검지수단의 구성단면도.
제8도는 동 공기흐름검지수단에 의한 제어회로도.
제9도는 본 발명의 물정화장치의 제2실시예에 있어서의 공기흐름검지수단의 구성단면도.
제10도는 동 공기흐름검지수단의 동작상태도.
제11도는 본 발명의 물정화장치의 안전확인의 제1실시예에 있어서의 순환유량가변수단의 물회로구성도.
제12도는 동 실시예에 있어서의 공기공급수단의 동작상태도.
제13도는 동 실시예에 있어서의 제어회로도.
제14도는 동 실시예에 있어서의 공기흡인 특성도.
제15도는 동 실시예에 있어서의 순환유량가변수단의 모우터제어회로도.
제16도는 본 발명의 물정화장치의 안전확인의 제2실시예에 있어서의 물정화장치의 요부분해단면도.
제17도는 동 물정화장치의 제어회로도.
제18도는 동 물정화장치의 공기흡인특성도.
제19도는 본 발명의 물정화장치의 안전확인의 제3실시예에 있어서의 제어블록도.
제20도는 동 물정화장치의 공기흡인특성도.
제21도는 본 발명의 실시예에 있어서의 물정화장치에 설치된 방조(防藻) 방균필터의 단면도.
제22도는 다른 실시예에 있어서의 공기공급수단의 단면도.
제23도는 본 발명의 실시예에 있어서의 공기공급수단과 종래예의 특성도.
제24도는 물의 PH와 NO2및 NO3의 생성속도 정수의 관계도.
제25도는 본 발명의 실시예에 있어서의 미생물고정화 담체의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 수조 2 : 물정화유닛
3 : 물압송수단(순환펌프) 4 : 공기공급수단
5 : 미생물배양조 5A : 혐기성(嫌氣性)미생물배양조
6 : 공기유입로 7 : 공기흐름검지수단
8 : 보조공기공급수단 9, 24 : 제어수단
10 : 공급로 11 : 공급노즐
12, 14, 60 : 유입구 13, 15, 62 : 유출기
16 : 물수용기 17 : 자기(自己)발열더어미스터
18, 28, 45 : 전자회로 19, 29, 31, 46 : 트라이액
20 : 알림수단 21 : 히이터
22 : 자외선램프 23 : 가열살균유닛
25, 42 : 전자밸브 25A : 방조성방균성필터유닛
26 : 수압용다이어프램 27 : 압력센서
30 : 더어미스터 32, 37 : 체크밸브
33 : 마그네트 34 : 플로우트
35 : 리이드스위치 36 : 절환릴레이
37A : 밸브시이트 37B : 홈
38 : 발광체 39 : 광센서
40 : 순환유로 41 : 바이패스로
43 : 안내벽 44 : 돌기
47 : 스위치 48 : 회전제어수단
49 : 펌프모우터 50 : 절환스위치
51 : 공기전자밸브 52 : 점검용스위치
53 : 제어신호 발생부 54 : 미분연산부
55 : 신호연산결과판정부 56 : 구동신호발생부
57 : 제1알림수단 58 : 제2알림수단
61 : 필터 63 : 필터케이스
64 : 덮개 65 : 공기펌프
66 : 기포미세화수단 66A : 철망
67 : 미생물고정화담체
본 발명은 물정화용 수조의 물이나 물고기 사육용 수조의 물의 더러움을 정화하는 물정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 저수조, 인공연못, 수영장등에 있어서는 외부로 부터의 혼입물에 의해 발생하는 유기물에 의한 오염이 있으며, 이 정화가 큰 과제였다.
또, 관상어용 수조에 있어서는, 수조속의 물은 물고기의 배설물과 먹고남긴 먹이의 분해등이 원인으로 암모니아나 더러움의 발생, 병원균의 번식에 의한 오염등의 과제가 있다. 또 암모니아등의 질소화합물이 분해하는 과정에서 발생하는 아질산이나 질산에 의한 오염도 큰 과제였다.
종래의 이런 종류의 물정화장치는, USP4240376에 표시한 바와같이 수조와 암모니아성분을 제거하는 필터, 유기물성분을 제거하는 필터를 가진 정화조와의 사이를 펌프에 의해서 수조의 물을 강제적으로 순환시켜서 물을 정화하는 방법이다. 필터재료로서 이온교환수지, 제올라이트, 활성탄, 실리카등이 사용되고 있다. 상기 정화부 하부에 공기를 보내는 에어블로우어가 장착되어 있다. 상기 구성에 의거한 정화작용은, 수조속에 함유되어 있는 암모니아성분, 유기물성분은 필터에 의해 탄산가스, 산성기에는 에어블로우어로부터 보내진 공기에 의해 제거된다.
그러나 상기 종래의 구성에서는, 암모니아성분, 유기물성분의 제거나 필터에 의한 포획이기 때문에 필터성능이 시간과 더불어 열화한다. 탄산가스, 산성기의 제거에 사용하는 에어블로우어는 장기의 연속운전에 의해 수명에 한계가 있다. 따라서, 필터나 에어블로우어의 교환빈도가 높다고 하는 문제가 있었다. 또 종래의 구성의 필터는 미생물의 부착이나 점액이 발생하기 쉬우므로 틈막힘이 일어나기 쉬웠다.
또, 관상어용 수조에 있어서는 물속의 암모니아가 분해하면 질산이 발생해서 미생물 배양조내의 PH를 낮게 하므로 암모니아 등의 질소화합물을 분해하는 미생물의 물정화능력이 저하한다고 하는 문제와, 수조속에 잡균이나 조류(藻類)가 발생한다고 하는 문제도 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 미생물에 의한 물정화방법을 사용하고, 장기간 정화능력을 유지하고 또, 미생물배양조내에 미생물을 대량으로 번식시키고, 그것을 최적번식상태로 유지하는 정화장치의 제공을 목적으로 한다.
또, 공기공급수단으로서, 순환물흐름의 제트류에 의한 공기 유인작용을 이용하므로서 수명에 한계가 있는 에어블로우어를 폐지하는 것을 목적으로 한다.
또 수조와 미생물처리수조와의 순환회로에 삽입되는 물압송수단, 공기공급수단 성능저하나, 물순환로저항의 증가등에 의한 물의 순환능력의 저하를 초기의 단계에서 검지하여 대책을 강구하므로서 미생물배양조의 급격한 정화성능저하를 방지하고 수질을 유지하는 물정화장치의 제공을 목적으로 한다.
또, 어류사육수조에 있어서는, 상기와 같이 수질을 유지하므로서 수조속에 사육되고 있는 어류의 사멸등을 방지하는 것을 목적으로 한다.
정화장치의 물순환회로계의 순환유량의 저하에 의한 정화성능이 저하한 경우에, 그 성능저하를 검지하고, 알림수단을 구동하여, 정화장치의 성능저하를 외부에 알리거나 또 알림수단의 구동과 함께, 성능저하의 대책으로서 보조공기공급수단을 공급해서 호기성(好氣性)미생물이나 사육수조속에서 사육되고 있는 어류에 대하여 산소부족상태가 되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다. 또 필터의 틈막힘을 방지하여, 안정된 순환수량을 확보하는 것을 목적으로 한다.
또, 미생물의 고정바닥에 염기성 광물질을 사용하여 물정화장치의 정화성능을 높이는 것 및 수조속에 잡균이나 조류의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 수조의 물을 순환시키는 강제순환유로에 직렬로 배설된 물압송수단, 미생물배양조와, 이 미생물배양조에 공기를 보내는 순환흐름의 유체에너지에 의해 공기를 유인하는 공기공급수단 및 상기 공기공급수단의 공기유입로에 공기흐름검지수단을 설치한 구성으로 한다.
또, 보조공기공급수단을 설치하고, 상기 공기흐름검지수단으로 부터의 신호에 의거하여, 외부알림수단이나 상기 보조공기공급수단을 작동시키는 제어수단을 설치한 구성으로 한다.
또, 순환유량가변수단을 가지고, 상기 순환유량가변수단을 제어해서 발생하는 상기 공기흐름검지수단으로 부터의 신호에 의거하여, 외부알림수단이나 보조공기공급수단의 작동을 확인하는 안전확인수단을 설치한 구성으로 한다.
수조의 물을 순환시키는 강제순환유로에 차례로 배설된 물압송수단, 반조성(防조性)필터모듀울, 호기성미생물 배양모듀울과, 이 미생물배양모듈에 공기를 보내는 순환흐름의 유체에너지에 의해 공기를 유인하는 공기공급수단으로 이루어지고, 상기 방조성필터모듀울의 필터는 스테인레스, 티탄, 구리, 은, 티아벤다졸, 10, 10'-옥시브스페녹아르신, 실리콘 제4급 암모늄염의 적어도 1종류 이상을 사용한 수정화장치.
또, 세균을 번식시키는 고정바닥은, CaO, SiO2, Al2O3, MgO, FeO의 주성분을 많이 함유한 염기성을 광물질로 구성한 것이다.
상기 구성에 의하면, 수조속의 오염물질은 물압송수단에 의해 공기공급수단으로 부터 미생물배양조에 보내진다. 보내진 오염물질은 공기공급수단에 의해서 순환흐름의 유체에너지에 의해 유인되어 분류부에서 미세화되고 공기와 함게 미생물배양조에 들어간다. 미생물배양조에 들어간 오염물질은 미생물의 작용에 의해 분해제거된다. 미생물의 움직임에 의한 분해제거작용은, 공급된 산소를 미세화하고, 미생물의 번식을 활발히 하므로서 한층 더 향상하여, 그 성능도 장기간 유지된다.
물 압송수단에 의해 물순환이 행해지면, 물고기의 배설물이나 먹고남긴 먹이등의 유기물 및 유기물이 분해되어 발생한 암모니아 질산염을 포함한 수조의 물은, 물압송수단인 펌프에 의해, 공기공급수단에 의해서 흡인된 공기를 혼입하면서 미생물배양조에 보내진다. 그래서, 수조속의 암모니아는 미생물배양조속의 광물질의 표면에 막형상으로 부착한 인공적으로 배양된 미생물군에 의해, 산소가 많은 분위기에서 효율좋게 질산염에 산화분해된다. 즉, 물은 정화된다.
또, 공기공급수단은 순환물흐름이 제트류에 의한 공기유인을 이용하기 때문에 회전부분이 없어 반영구적인 수명을 확보할 수 있다.
물의 순환능력이 저하해서 공기공급수단으로부터의 공기흡입량이 저하 또는 정지하면 공기흐름검지수단으로부터의 신호에 의해 알림수단이 작동하여 정화성능의 저하상황이 외부로 부터 인지된다. 또 동시에 보조공기공급수단을 작동시켜 부족한 공기를 보급한다.
안전운전의 확인수단으로서는, 순환유량가변수단에 의해서 물의 순환량을 강제적으로 저하시키고, 이때에 발생하는 공기흐름검지수단으로부터의 신호에 의해 공기공급수단으로부터의 공기흡입량저하의 진행상황을 점검할 수 있다.
또, 수조속의 미세조류, 원생동물, 먼저, 조개류, 병원미생물에 의해 발생하는 점액등의 이물은 물압송수단의 상류에 배설한 방조, 방균성 필터모듀울에 의해서 제거된다.
또, 수조속의 암모니아의 미생물배양조에서 산화분해되어서 질산이 발생해도 염기성 광물질에 의해서 중화되어 PH의 저하를 방지한다.
다음에 수조속에 발생한 잡균이나 조류는 미생물배양조로부터 유출한 후, 자외선램프에 의해서 살균, 살조된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조해서 설명한다. 제1도에 있어서, 물정화유닛(2)은 물압송수단(3), 순환흐름의 유체에너지를 이용해서 제트류에 의해 공기를 유인하는 이젝터작용에 의해 외부공기를 유수속으로 공기를 도입하는 공기공급수단(4)과 상기 공기공급수단(4)의 하류에 광물질로 이루어진 미생물고정바닥이 봉입된 미생물배양조(5)에 의해서 정화순환회로를 구성해서 수조(1)의 물을 정화한다. (5A)는 공기공급없이 미생물이 번식하는 혐기성 미생물배양조로서 물순환로에 직렬로 접속되어 있다.
상기 공기공급수단(4)의 공기유입로(6)에는 공기흐름검지수단(7), 보조공기공급수단(8)이 삽입되어 있다. 물압송수단(3), 공기흐름검지수단(7) 및 보조공기공급수단(8)은 각각 제어수단(9)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 구성에 의하면, 물의 순환능력이 저하하면, 공기흐름검지수단(7)이 공기유량의 저하상태를 검출하고, 제어수단(9)의 지령에 의해 보조공기공급수단(8)이 작동해서 부족한 공기를 보급해서 미생물을 배양하는 미생물배양조(5)의 정화능력을 급격하게 저하시키는 일이 없어진다.
제2도는 상기 물정화유닛(2)내의 물흐름 및 공기흐름의 경로도이다. (10)은 물압송수단(3)에 연통하는 공급로, (11)은 순환흐름을 고속화하는 공급노즐, (12)는 고속제트류에 의해 발생하는 이젝터작용에 의해 유입하는 공기유입구, (13)은 흡인된 공기와 순환흐름의 혼합흐름이 유출되는 유출로이다. 상기 공기유입구(12)에는 공기유입로(6)가 접속되고, 이 공기유입로(6)에는 공기흐름검지수단(7) 및 보조공기공급수단(8)이 직렬로 접속되어 있다.
상기 공기흐름검지수단(7)은 공기의 유입구(14), 유출구(15)를 가진 물수용기(16)와 그속에 배설된 자기 발열더어미스터(17)로 구성되어 있다.
제3도는 본 장치의 제어계통도이다. 전자회로(18)는 공기흐름검지수단(7)을 구성하는 자기발열더어미스터(17)의 신호에 의해 제어수단(9)의 회로부에 구동신호를 낸다. 이 전자회로(18)로부터 발신하는 구동신호에 의해 트라이액(19)이 작동하여 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)을 ON, OFF한다.
상기 구성에 있어서, 정상운전의 경우는, 순환펌프(3)를 운전하면, 공기공급수단(4)은 이젝터작용에 의해 공기를 흡입하면, 공기는 보조공기공급수단(8)속을 통과하여, 공기흐름검지수단(7)의 유입구(14)로부터 유출구(15)로 흐른다. 그러면, 공기흐름검지수단(7)의 용기(16)내는 공기가 채워지는 상태가 되고, 자기발열더어미스터(17)로부터의 방열은 비교적 적고 자기발열더어미스터(17)의 온도는 높고, 따라서 저항은 낮아진다. 이 낮은 저항치가 공기공급수단(4)이 정상으로 작동하고 있는 상태라는 신호가 되어서, 전자회로(18)에 입력되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 OFF가 된다. 알림수단(20)이 OFF인 것은 정상운전의 의미한다.
다음에, 수조의 물의 순환회로계가 물고기의 배설물이나 먹고남긴 먹이등에 의해서 순환회로의 유로저항이 증가하여 순환유량이 저하한 경우는, 분류의 유속이 내려가고 공기공급수단(4)의 이젝터작용의 성능이 저하해서 공기유입구(12)로부터는 반대로 물이 흘러나온다. 유출된 물은 공기유입로(6)로부터 공기흐름검지수단(7)에 역류하고, 용기(16)내가 물로 채워진다. 자기발열더어미스터(17)의 방열은 커지고 자기발열더어미스터(17)의 온도는 내려가고, 따라서 저항은 높아진다. 이 높아진 저항치가 공기공급수단(4)에서의 공기의 흡입이 정지했다는 신호가 되어서, 전자회로(18)에 입력되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 ON된다. 알림수단(20)이 ON되면 이상운전표시가 나온다. 이 결과 보조공기공급수단(8)은 공기를 공기흐름검지수단(7) 및 공기공급수단(4)내에 압송해서 부족되는 공기를 보급한다.
본 실시예에 의하면, 공기공급수단에 의해서 흡인된 공기는 공급노즐로 부터의 고속분류에 의해 미세화되는 동시에, 균일하게 물속으로 분산한다. 이 결과 미생물의 활성도가 높아지는 동시에 미생물배양밀도를 크게 할 수 있다.
제4도, 제5도는 본 발명에 의한 물정화장치를 관상어장치에 응용한 실시예를 표시한다. 물정화유닛(2)은 물압송수단인 순환펌프(3), 순환흐름의 유체에너지에 의해 외부공기를 유인하는 공기공급수단(4)과 상기 공기공급수단(4)의 하류에 광물질로 이루어진 미생물고정바닥이 봉입된 미생물배양조(5), 또 하류에 히이터(21), 자외선램프(22)가 장착된 가열살균유닛(23)이 배설되어 정화순환회로를 구성하고 있다.
상기 공기공급수단(4)의 공기유입로(6)에는 공기흐름검지수단(7), 보조공기공급수단(8)이 직렬로 삽입되어 있다. 제어수단(24)에는 순환펌프(3), 보조공기공급수단(8), 알림수단(20), 히이터(21), 자외선램프(22), 전자밸브(25) 및 공기흐름검지수단(7)속에 배설된 자기발열더어미스터(17)가 결선되어 있다. (25A)는 방조성, 방균성필터유닛으로서 순환물속의 큰 고형물을 제거한다.
미생물배양조(5)에는 호기성미생물이 배양되어 있다. 미생물고정바닥으로서 고로슬래그(blast furnaceslag)를 원료로 한 새들록형 세라믹스를 사용하고 있다. 이 고로슬래그는 제철소로부터 용철 1.0톤당 약 0.5톤 발생하는 슬래그를 급냉해서 제조되며, 주로 시멘트의 원료나 토양개량재로서 사용되는 것이다. 고로슬래그는 다공질의 유리질로서 CaO, SiO2, Al2O3을 주성분으로 하고 이밖에 MgO, FeO등을 함유하고 있다.
제5도는 공기흐름검지수단(7)의 다른 구조를 표시하며, 공기흐름검지수단(7)은 공기의 유입구(14), 유출구(15)를 가진 용기(16)내에 수압용 다이어프램(26)을 개재해서 압력센서(27)을 배설한 구성이다.
제6도는 본 장치의 제어계통도이다. (28)은 제어수단(9)의 회로부에 구동신호를 내는 전자회로이며, 공기흐름검지수단(7)내의 압력센서(27)로부터의 신호에 의해 트라이액(28)을 조작하여, 보조공기공급수단(8) 및 알림수단(20)을 ON, OFF한다. 또 상기 전자회로(28)는 수조내의 수온 검지수단인 더어미스터(30)로부터의 신호에 의해, 트라이액(31)을 조작하여, 가열살균유닛(23)내의 히이터(21)을 ON, OFF한다.
상기 구성에 있어서, 정상운전의 경우는, 순환펌프(3)를 운전하면, 공기공급수단(4)은 이젝터작용에 의해 공기를 흡입하면, 공기는 보조공기공급수단(8)속을 통과하여, 공기흐름검지수단(7)의 유입구(4)로부터 유출구(15)에 흐르고, 공기흐름검지수단(7)의 용기(16)내의 압력은 마이너스압이 된다. 이 마이너스압을 압력센서(27)가 검지하고, 공기공급수단(4)이 정상으로 작동하고 있다는 신호로 되어서 전자회로(28)에 입력되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 OFF가 된다. 알림수단(20)이 OFF인 것은 정상운전을 의미한다.
정상운전상태가 되면 수조(1)속의 물고기의 배설물이나 먹고남긴 먹이등의 유기물, 및 유기물로부터 발생하는 암모니아나 질산염을 함유한 수조의 물은 전자밸브(25) 및 필터유닛(25A)을 경유해서 순환펌프(3)에 들어온 후, 펌프에 의해서 가압되고, 공기공급수단(4)에 의해서 흡인미세화된 공기를 혼입하고, 미생물배양 모듀울(5), 가열살균유닛(23)을 통과해서 수조(1)에 순환한다. 이 순환계에 있어서, 수조(1)속의 물고기의 배설물이나 먹고남긴 먹이등의 유기물 및 유기물로부터 발생하는 암모니아나 질산염을 함유한 수조의 물은 광물질고정바닥의 표면에 최초부터 부착하고 있는 인공적으로 배양된 호기성미생물 및 그들의 활성화물질과, 순환물속에 흡인된 공기속에 함유되는 산소에 의해 산화분해되어 질산염이 된다. 이 암모니아의 질산염으로의 산화분해반응은 다음에 표시한 반응식으로 표시된다.
NH4 ++1.5 O2→ NO2 -+H2O+H+......................................................... ①
NO2 -+0.5 O2→ NO3............................................................................②
이와같이 해서 수조(1)속의 물고기의 배설물이나 먹고남긴 먹이등의 유기물 및 유기물로부터 발생하는 암모니아가 질산에 산화되어 무해한 것으로 되어 수조의 물은 정화된다.
또, 수조(1)속에 번식한 물고기의 병원균은 상기 가열살균유닛(23)의 자외선에 의해서 살균된다. 또, 상기 가열살균유닛(23)의 자외선은 유리염소를 제거하는 작용도 있어, 물고기의 사육환경을 더한층 높이는 작용을 하고 있다.
이상과 같이, 원수속에 함유되어 있는 유리염소나 수조(1)소게 발생한 유기물이나, 암모니아, 물고기의 병원균등은, 광물질의 표면에 부착한 인공적으로 배양한 미생물군에 의해 분해되거나 자외선살균되거나 한다.
한편, 상기한 공기공급수단(4)은 공급노즐(1)에 의해서 형성된 제트분류에 의한 이젝트효과에 의해서 공기유입로(6)로부터 대기를 흡인하고, 공기를 순환물속으로 보내준다. 여기서, 흡인된 공기속의 산소량을 ①②식의 암모니아의 산화분해에 필요한 양보다 많게하면 산소를 많이 함유한 물이 수조(1)에 보내지게 되고, 종래의 수조에서 행해지고 있는 공기펌프에 의한 통기(aeration)가 불필요해진다.
다음에, 수조의 물의 순환회로계가 물고기의 배설물이나 먹고남긴 먹이등에 의한 순환회로의 유로저항증 가나 펌프성능의 저하에 의해서 순환유량이 저하한 경우는, 분류의 유속이 내려가고, 공기공급수단(4)의 이젝터작용의 성능이 저하해서 공기유입구(12)로부터는 반대로 물이 흘러나와, 공기흐름검지수단(7)의 용기(16)내는 플러스압이 된다. 이 플러스압을 압력센서(27)가 검지하고, 공기공급수단(4)에서의 공기의 흡입이 정지했다는 신호가 되어서, 전자회로(28)에 입력되고, 그 출력에 의해 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 ON된다. 알림수단(20)이 점등하여 이상운전이 표시되고 동시에 보조공기공급수단(8)의 운전에 의해서 가압된 공기는 공기흐름검지수단(7) 및 공기공급수단(4)내에 압송되어 부족되는 공기를 보급한다.
광물질로서 사용되는 고로슬래그는 다공질의 유리질로서, 표 1에 표시한 바와같이 CaO, SiO3, Al2O3을 주성분으로 하고, 이밖에 MgO, FeO등을 함유하고 있다. 이 주성분인 CaO는 미생물배양조(5)에서의 암모니아의 산화분해시에 발생하는 H+(반응식 ①, ②)에 대하여 중화반응을 행하고, 수조(1)내의 물의 값이 PH값의 저하를 억제하는 작용을 한다.
또, CaO등을 주성분으로 하는 광물질의 표면에는 물속에서 칼슘등의 2가지 플러스이온이 존재하고, 이것은 미생물군이 일반적으로는 마이너스로 대전되어 있으므로 플러스이온으로 덮인 광물질표면은, 인공적으로 배양한 미생물군의 최적의 고정바닥이 된다.
이 실시예의 구성에 의하면, 흡인된 공기는 제트류의 이젝터작용에 의해서 발생하는 저압분위기속에서의 고속분류의 기포분쇄작용에 의해서 미세화되어, 물속에 균일하게 혼입한다. 그때문에 호기성미생물의 배양이 활성화된다.
또, 물정화장치에 산소부족이라는 고장이 발생해도 백업기능이 작용하여, 호기성미생물이나 어류등의 생태에는 전혀 영향주는 일없이 정화유닛에 발생한 이상은, 이상운전표시에 의해 발견되고, 장치는 정비되어 정상운전으로 복귀된다는 효과가 있다.
제7도, 제8도는 공기흐름검지수단(7)의 다른 실시예를 표시하며, 제7도에 있어서 (16)은 공기의 유입구(14), 유출구(15)를 가진 물수용기이며, 이 물수용기(16)내에는 비중 1이하의 보올로 이루어진 체크밸브(32)와 마그네트(33)가 봉입된 비중 1이하의 플로우트(34)와 리이드스위치(35)가 배설되어 있다.
공기흐름검지수단(7)의 리이드스위치(35)는 제8도에 표시한 바와같이 보조공기공급수단(8) 및 알림수단(20)을 ON, OFF하는 절환릴레이(36)의 여자회로에 삽입되어 있다.
상기 구성에 있어서, 정상운전의 경우는, 순환펌프(3)를 운전하고, 공기공급수단(4)이 이젝터작용에 의해 공기를 흡입하면, 공기는 공기흐름검지수단(7)의 유입구(14)로부터 유출구(15)로 흐르고 공기흐름검지수단(7)의 물수용기(16)내는 공기로 채워진 상태가 된다. 이때 플로우트(34)는 리이드스위치(35)의 동작점아래쪽에, 체크밸브(32)는 물수용기(16)의 바닥부에 위치하고, 리이드스위치(35)는 OFF가 된다. 이 OFF상태는 공기공급수단(4)이 정상으로 작동하고 있다는 신호가 되며, 릴레이(36)의 접점은 정상폐쇄(NC)쪽으로 접속되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 OFF가 된다. 알림수단(20)이 OFF인 것은 정상운전을 의미한다.
다음에, 순환유량이 저하한 경우는 분류의 유속이 내려가고 공기공급수단(5)의 이젝터작용의 성능이 저하해서 공기유입구(12)로부터는 반대로 물이 유출한다. 유출한 물은 공기흐름검지수단(7)을 향해서 흐른다. 물이 물수용기(16)에 흘러들면, 플로우트(34)는 리이드스위치(35)의 동작점위쪽에, 체크밸브(32)는 물수용기(16)의 유입구(14)를 막는 방향으로 부상하고, 리이드스위치(35)는 ON된다. 이 ON상태는 공기공급수단(5)에서의 공기의 흡입이 정지했다는 신호가 되어서, 절환 릴레이(36)의 접점은 정상개방(NO)쪽으로 접속되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 ON이 된다. 알림수단(20)이 점등하여 이상운전이 표시되고, 동시에 보조공기공급수단(8)의 운전에 의해서 가압된 공기는 공기흐름검지수단(7) 및 공기공급수단(4)내에 압송되어서 부족되는 공기를 보급한다.
상기 실시예의 구성에 의하면, 전자회로를 사용하지 않고 제어회로를 구성할 수 있고, 전기 노이즈에 의해서 발생하기 쉬운 제어회로의 오동작을 방지할 수 있다.
제9도, 제10도는 공기흐름검지수단의 다른 실시예를 표시하며, 제9도에 있어서, 공기의 유입구(14), 유출구(15)를 가진 물수용기(16)내부에 물이하의 비중이고 비투과성의 보올로 이루어진 체크밸브(37)가 가동 자재하게 봉입되어 있다. 유입구(14)의 아래쪽에 밸브시이트(37A), 유출구(15)의 물수용기(16)쪽 개구부에는 공기유로를 형성하는 홈(37B)이 형성되어 있다. 물수용기(16)의 양측벽에 서로 대향해서 발광체(38)와 광센서(39)가 배설되어 있다.
상기 구성에 있어서, 정상운전의 경우는, 순환펌프(3)를 운전하면, 공기공급수단(4)은 이젝터작용에 의해 공기를 흡입한다. 공기는 공기흐름검지수단(7)의 유입구(14)로부터 홈(37B), 유출구(15)로 흐르고, 물수용기(16)내에는 공기로 채워진 상태가 된다. 이때 체크밸브(37)는 제9도와 같이 물수용기(16)의 바닥부에 위치하고 있기 때문에, 광센서(39)는 수광상태가 된다. 이 수광상태는 공기공급수단(4)이 정상으로 작동하고 있다는 신호가 되어서 제어회로에 보내진다.
다음에, 순환유량이 저하한 경우는, 분류의 유속이 내려가고 공기공급수단(4)의 이젝터작용의 성능이 저하해서 공기공급수단(4)의 공기유입구(12)로부터는 반대로 물이 유출한다. 물이 물수용기(16)에 유입하면, 체크밸브(37)는 제10도와 같이 부상하여 물수용기(16)의 공기의 유입구(14)를 막는 동시에, 발광체(38)와 광센서(39)사이를 차폐하고, 광센서(39)는 비수광상태가 된다. 이 비수광상태는 공기공급수단(4)에서의 공기의 흡입이 정지했다는 신호가 되어서 전자회로(28)에 보내진다.
이 실시예의 구성에 의하면 배브와 검지부가 물수용기(16)내에 복합화되어, 형상이 소형으로 된다. 제11도, 제12도, 제13도, 제14도는 공기공급점검시스템 및 공기공급수단의 다른 실시예를 표시하며, 제11도에 있어서, 물정화유닛부는 물압송수단인 순환펌프(3), 이젝터작용에 의해 외부공기를 유수속으로 공기를 도입하는 공기공급수단(4)과 상기 공기공급수단(4)의 하류에 배설한 호기성 미생물배양모듀울(5)로 이루어진 순환회로와, 상기 공기공급수단(4)의 공기유입로(6)에 설치한 공기흐름검지수단(7)과 보조공기공급수단(8)을 기본구성요소로 하고 있다. 순환펌프(3)의 토출쪽에는 순환유로(40)를 바이패스하는 패스바이패스로(41)에 유량가변수단인 전자밸브(42)가 장착되어 있다.
공기공급수단(4)은 순환펌프(3)에 연통하는 공급로(10), 순환흐름을 고속화하는 공급노즐(11), 고속제트류의 이젝터작용에 의해 대기를 흡인하는 공기유입구(12), 점차 확대하는 안내벽(43)으로 포위되고 흡인된 공기와 순환흐름의 혼합흐름이 유출되는 유출로(13)와 상기 확대안내벽(43)의 공기유입구(12)쪽에는 돌기(44)를 형성한 구성이다. 공기유입구(12)에는 공기유입로(6)가 접속되어 있다.
공기공급수단(4)의 공기압을 검출하는 방식의 공기흐름검지수단(7)은 공기의 유입구(14) 유출구(15)를 가진 물수용기(16)내에 수압용(受庄用) 다이어프램(26)을 개재해서 압력센서(27)가 배설된 구성이다.
제12도(a), 제12도(b)는 공기공급수단(4)의 분류패턴을 표시하며, F1은 정상시의 비부착분류패턴을, F2는 이상시의 부착분류패턴을 표시한다.
V는 분류부착시에 발생한 부착소용돌이이다. 제13도는 상기 실시예에 의한 물정화장치의 제어회로이다. 도면에 있어서, (45)는 공기흐름검지수단(7)의 압력센서(27)의 신호에 의해 회로부에 구동신호를 내는 전자회로이다. 이 전자회로(45)로부터 발신되는 구동신호에 의해 트라이액(46)이 작동하여 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)을 ON, OFF한다. (47)은 전자밸브(42)를 ON, OFF하는 스위치이다. 수조의 물의 수온검지수단인 더어미스터로부터의 정보에 의해 전지회로(45)는 트라이액(31)에 제어신호를 입력하고 히이터(21)를 ON, OFF한다.
제14도는 상기 실시예에 있어서의 공기공급수단(4)의 공기흡인 특성도이며, 순환유량 Qw를 파라미터로 흡인공기유량 Qa-흡인압력 Pi특성과 공기 유입로(6)의 유로저항특성 L를 표시한다.
상기 구성에 있어서, 정상운전의 경우에는, 점검시스텝제어회로의 스위치(47)를 ON하여 순환유량가변수단인 전자밸브(42)를 개방한다. 전자밸브(42)를 개방시에는 물순환회로저항은 작으며, 이 상태에서 순환펌프(3)를 운전하며 순환유량은 설정치 이상이 되고, 공기 공급수단(4)의 공급노즐(11)로부터의 분류는 제12도(a)에서 F1로 표시한 바와같이 대략 직진하고, 공기공급수단(4)은 이젝터작용에 의해 공기를 흡인한다. 이 결과, 공기유입구(12)는 마이너스압이 되고, 압력센서(27)는 마이너스압(제14도 : P1)을 검지하여, 공기공급수단(4)이 정상으로 작동하고 있다는 신호가 되어서, 전자회로(45)에 입력되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 OFF가 된다. 알림수단(20)의 OFF는 정상운전표시이다.
다음에 정화시스템의 순환회로계의 성능점검은 전자밸브제어회로의 스위치(47)를 OFF하고, 순환유량가변수단인 전자밸브(42)를 폐쇄로한다. 이 상태에서 순환펌프(3)를 운전하면, 물순환회로계의 유로저항은 중가한 것으로 되어서, 순환유량이 예를들면 제14도에 표시한 바와같이 Qw1에서, Qw2로 감소한다. 이 순환 유량저하상태에서도, 공기공급수단(4)의 공급노즐(11)로부터의 분류가 제12도(a)에서 F1로 표시한 바와같이 대략 직진하면, 공기흡인은 유지되고, 공기유입구(12)는 마이너스압이 된다. 압력센서(27)은 마이너스압(제14도 : P2)을 검지하고 이것은 정상운전상태와 동일하며, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 OFF가 된다. 알림수단(20)의 OFF는 순환회로계로서는 정상이라고 판단된다. 이 판정하에, 스위치(47)를 ON하고 순환유량가변수단인 전자밸브(42)를 개방하여 정상운전으로 복귀시킨다.
또, 전자밸브(42)를 폐쇄하는 상기 성능점검에 있어서, 순환수조의 물의 순환회로계가 순환회로의 유로저항의 증가나 순환펌프의 성능의 저하에 의해 순환유량이 제14도에 표시한 바와같이, 운전상태의 Qw2로부터 설정치이하의 Qw3으로 감소하면, 공급노즐로부터의 분류는 제12도(b)에서 F2를 표시한 바와같이 안내벽에 부착한다. 이 부착은 돌기와 분류를 포위된 영역에서 강고한 소용돌이 V를 형성한다. 이 소용돌이 V는 정압을 높이기 때문에, 공기 유입구(12)는 플러스압이 된다. 이 플러스압(제14도 : P3)을 압력센서(27)가 검지하여, 공기공급수단(4)에서의 공기의 흡인이 정지했다는 신호가 되어서, 전자회로(45)에 입력되며, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 ON된다. 알림수단(20)에 의해 성능저하가 알려지는 동시에, 보조공기공급수단(8)은 공기를 공기흐름검지수단(7) 및 공기공급수단(4)내에 압송해서 부족되는 공기를 보급한다.
이 알림수단(20)의 표시에 의거해서 정화유닛의 성능저하원인을 제거하여 정상운전을 할 수 있도록 한다. 이 점검을 정기적으로 행하므로서 성능변화의 추정이 가능해지고, 확실한 정화장치의 보수점검, 안전운전을 확보할 수 있다.
제15도는 본 발명에 의한 공기공급수단을 사용한 물정화장치의 점검시스템의 다른 실시예를 표시한다. 제15도는 제어회로를 표시하며, (48)은 순환유량가변수단인 순환펌프(3)의 회전제어수단이다. 상기 회전수제어수단(48)은 펌프모우터(49)의 여자전류를 바꾸기 위한 저항 R1, R2가 직렬로 접속되고, 절환스위치(50)에 의해 점검 a의 R1, 접점 b의 R1+R2의 저항치설정을 할수 있도록 되어 있다. 이 실시예의 작동은, 정상운전의 경우는 점검시스템제어회로의 절환스위치(48)를 접점 a쪽에 접속한다. 이 상태에서 순환펌프(3)를 운전하면, 순환펌프(3)는 정상회전을 하고, 설정치이상의 순환량이 흐른다. 이 경우, 공기 공급수단(4)의 공급노즐(11) 로부터의 분류는 제12도(a)에서, F1로 표시한 바와 같이 대략 직진하고, 공기공급수단(4)은 이젝터작용에 의해 공기를 흡입하고 있는 상태가 된다.
다음에, 정화시스템의 순환회로계의 성능점검은, 점검시스템제어회로의 절환스위치(50)를 점검 b쪽에 접속한다. 즉, 여자회로 저항을 R1+R2로 높게하고 여자전류가 저하하는 회로가 되고, 순환펌프(4)의 회전수가 저하한 운전이 된다. 이 회전수저하에 의해, 순환유량이 감소한다. 이에 의해 상기한 구성의 유로저항의 절환에 의해 순환유량의 감소와 동일동작을 하며, 정화장치의 점검, 안전운전의 확인을 할 수 있다.
이 구성에 의하면, 순환유량가변수단이 전기회로의 절환이며, 순환유로중에 밸브등의 가동부가 사용되고 있지 않기 때문에 신뢰성이 향상한다는 효과가 있다.
제16도, 제17도, 제18도는 본 발명의 공기공급수단을 사용한 다른 물정화장치의 점검시스템의 실시예를 표시하고, 제16도에 있어서, (51)은 공기 유입로의 부하를 바꾸는 유로저항가변수단인 공기전자밸브이다.
제17도는 상기 점검시스템의 제어회로이며, (52)는 점검시에 공기전자밸브(51)를 폐쇄하는 점검용스위치이다.
제18도는 동 상기 공급수단의 특성도이며, 순환유량 Qw를 파라미터로 흡인공기유량 Qa-흡인압력 Pi특성과, 공기유입로(6)의 유로저항특성 L을 표시한다. 유로저항특성은 유로저항이 작을때는 La, 클때는 Lb가 된다.
상기 구성에 있어서의 실시예의 작동은 정상운전의 경우는, 점검시스템제어회로의 점검용 스위치(52)의 접점을 폐쇄로하고, 공기 유입로(6)를 개방상태로해서 순환펌프(3)를 운전한다. 순환유량이 설정치이상이면, 공기공급수단(4)의 공급노즐(11)로부터의 분류는 대략 직전하며, 이 젝터작용에 의해 공기공급수단(4)의 흡인압특성은 제18도 : Qw4가 되고, 공기공급수단(4)은 공기유로(6)의 유로저항특성 L의 교점에서 공기를 흡입하고 있는 상태가 된다. 따라서, 공기 유입로(6)는 마이너스압이 되고, 이 마이너스압(제18도 : P4)을 압력센서(27)가 검지하여, 공기공급수단(4)이 정상으로 작동하고 있다는 신호가 되어서 전자회로(45)에 입력되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 OFF가 된다. 알림수단(20)의 OFF는 정상운전신호가 나오고 있는 것이 된다.
다음에 정화시스템의 순환회로계의 성능점검은, 점검시스템제어회로의 점검용 스위치(52)의 접점을 개방하고, 공기전자밸브(51)를 폐쇄로 한다. 이 상태에서 순환유량이 예를들면 제18도에 표시한 바와같이 초기 순환유량 Qw4로부터 Qw5로 감소했다고 가정하자. 이 순환 유량이 저하한 상태에 있어서도 공기공급수단(4)의 공급노즐(11)로부터의 분류가 대략직진하며, 공기공급수단(4)의 흡인압특성이 제18도의 Ww5라고하면, 공기공급수단(4)은 공기유입로(6)가 폐쇄된 유로저항 즉, Y축상에서도 이젝터작용에 의해 공기를 흡입하고 있는 상태가 된다. 따라서, 공기유입로(6)는 마이너스압이 되고, 이 마이너스압(제18도 : P5)을 압력센서(27)가 검지하여, 공기공급수단(4)이 정상으로 작동하고 있다는 신호가 되어서 전자회로(45)에 입력되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)은 OFF가 된다. 알림수단(20)의 OFF는 정상운전표시이며, 정화시스템의 순환회로계로서는 정상이라고 판단된다. 이 판정하에 점검용 스위치(52)를 폐쇄로하고, 정상운전으로 복귀시킨다.
또, 순환유량이 제18도에 표시한 바와같이 고장등에 의해, 초기순환유량 Qw4로부터 Qw6으로 감소했다고 가정하자. 순환유량 Qw6에서의 공기공급수단(4)의 공급노즐(11)로부터의 분류는 공기유입로(6)의 부하가 증가하면 안내벽에 부착한다. 이 부착은 돌기와 분류로 포위된 영역에서 강고한 소용돌이 V를 형성한다. 부착소용돌이는 정압을 높이기 위하여, 공기공급수단(4)의 흡인압특성은 제18도 : Qw6이 된다. 이 결과 공기유입로(6)가 폐쇄된 유로저항 즉, Y축상에서 압력은 제18도 : P6이 되고, 공기유입구(12)로부터 반대로 물이 흘러나오고, 공기유입구(12)는 플러스압이 된다. 압력센서(27)는 압력(제18도 : P6)을 검지하고, 공기공급수단(5)에서의 공기의 흡입이 정지했다는 신호가 되어서, 전자회로(45)에 입력되고, 보조공기공급수단(8), 알림수단(20)을 ON한다. 알림수단(20)에 의해 성능저하가 알려지는 동시에, 보조공기공급수단(8)은 동작하여 공기를 공기흐름검지수단(7) 및 공기공급수단(4)내에 압송해서 부족되는 공기를 보급한다.
이 알림수단(20)의 표시에 의거해서 정화유닛의 성능저하원인을 제거하여, 정상운전을 할 수 있도록 한다. 이 점검을 정기적으로 행하므로서 성능변화의 추정이 가능해지고 확실한 정화장치의 보수점검, 기기성능을 확보할 수 있다.
제19도, 제20도는 점검시스템의 다른 실시예를 표시하고, 물정화유닛(2)의 기기부의 구성은 제16도와 동일하다.
제19도의 제어블록도에 있어서, (53)은 점검지시신호등의 제어신호발생부, (54)는 미분연산부, (55)는 신호연산결과 판정부, (56)은 외부구동장치를 작동시키기 위한 구동신호발생부이다. 구동장치는 보조공기공급수단(8), 공기전자밸브(51), 제1알림수단(57), 제2알림수단(58) 및 물압송수단(3)으로 구성되어 있다. 제1알림수단(57)은 순환유량의 저하를, 제2알림수단(58)은 공기유입로(6)의 저항증가를 알린다. 센서는 제16도에 표시한 압력센서(27)이다.
제20도는 동 상기 공기공급수단의 공기유입로(6) 폐쇄시의 시간경과 T와 흡인압력 Pi특성을 표시한다. 특성도에서 PiA, PiB, PiC는 특성치의 일예를 표시하고 L1은 흡인압력, L2는 변화량이 한계치를 표시하고 있다.
다음에, 정화시스템의 순환회로계의 성능점검은 제어신호발생부(53)로부터 점검지시신호를 보낸다. 이 지시신호에 의해서 구동신호발생부(56)로부터 공기전자밸브(51)폐쇄의 신호가 나와 공기전자밸브(51)는 폐쇄가 된다. 공기전자밸브(51)가 폐쇄된 순간을 개시점으로 하여, 미분연산에서는 시간과 압력센서(27)의 출력치의 입력을 개시한다. 시간 T와 압력센서(27)의 출력치와의 관계 즉 시간 T와 흡인압력 Pi특성의 대표적인 패턴은 제20도 PiA, PiB, PiC가 된다.
제20도에 표시된 시간 T와 흡인압력 Pi특성의 변화량의 절대치 |△Pi/△T|와 흡인압력 Pi의 값이 판정부(55)에 들어간다. 판정부(55)에서의 판정은, 1) 특성 PiA : 흡인압력포화치의 절대치가 한계치 L1의 절대치보다 크고, 변화량의 절대치도 한계치 L2보다 크다. 이것은 흡인정압의 절대치가 크고, 공기유입로(6)의 유로저항이 작은 상태에서, 공기가 충분히 흡입되는 것을 표시하고, 정상운전이라고 판정된다. 판정된 신호는 구동신호발생부(56)에 보내지고, 물압송수단(3), 공기전자밸브(51)는 ON, 보조공기공급수단(8), 제1알림수단(57) 및 제2알림수단(58)은 OFF인 그대로 정상운전이 지속된다. 2) 특성 PiB : 변화량의 절대치가 한계치 L2보다 크나, 흡인압력포화치의 절대치가 한계치 L1의 절대치보다 작다. 이것은 공기유입로(6)의 유로저항은 작으나, 흡인정압의 절대치가 작기 때문에, 공기흡인능력부족이라고 판정된다. 판정된 신호가 구동신호발생부(56)에 보내진다. 그 결과, 물압송수단(3), 공기전자밸브(51)는 ON되는 동시에 보조공기공급수단(8)이 동작한다. 또, 공기흡인능력부족을 알리는 제1알림수단(57)이 ON되고, 순환유량의 저하상태를 외부에 알린다. 제2알림수단(58)은 OFF그대로이다. 3) 특성 PiC : 흡인압력포화치의 절대치가 한계치 L1의 절대치보다 크나, 변화량의 절대치가 한계치 L2보다 작다. 이것은 흡인정압의 절대치는 크나, 공기유입로(6)의 유로저항이 크고, 유로에 틈막힘등이 발생하고 있다고 판정된다. 판정된 신호가 구동신호발생부(56)에 보내진다. 그 결과 물압송수단(3), 공기전자밸브(51)는 ON되는 동시에 보조공기공급수단(8)이 동작한다. 또 제2알림수단(58)이 ON되고, 공기유입로의 틈막힘등을 외부에 알린다. 제1알림수단(57)은 OFF그대로이다.
이 실시예의 구성에 의하면, 물순환회로계의 성능저하와 공기유로의 틈막힘을 동시에 알 수 있다. 제21도는 방조, 방균성 필터유닛(25A)의 단면도이다. 도면에 있어서 (60)은 방조방균성의 필터(61)에 의해서 여과되는 수조의 물의 유입구이며, (62)는 여과된 물의 유출구로서 물압송수단(3)에 연통하고 있다. 또한 방조방균성의 필터(61)는 필터케이스(63)의 덮개(64)를 벗기므로서 착탈을 용이하게 할 수 있도록 장착되어 있다. 다음에 방조, 방균성의 필터(61)는 수조의 물의 NO3-N농도가 수초가 발생하기 쉬운 200PPM이상이 되도록 수초나 잡균에 의해 점액이 발생하지 않는 표 2의 재료를 사용하고 있다.
점액발생의 실험은 200(이미지)의 수조에 접속된 순환유로에 표 2에 표시한 재료로 구성한 필터(61)를 삽입한 장치를 사용하고, 실험조건을 실험수 : 용조수 200(이미지) (함유균수 5×106개 1ml), 순환유량 : 40(이미지)/min, 수온 : 40℃, 운전시간 : 15min으로 설정을 행하였다. 상기 실험에서 필터(61)에 균이 부착번식하는 상태로부터 점액의 발생을 판정했다. 부착, 번식 0이 점액발생 0이다.
다음에, 수초의 발생실험은 제4도에 표시한 관상어장치에 20메시이고 직경 3㎝, 길이 5㎝의 원통형상 필터를 짜넣은 필터유닛(25A)을 장착한 정화장치를 사용하고, 실험조건을 수조의 물 100(이미지)(NO3-N농도 : 200PPM), 사육열대에 : 20마리, 순환유량 : 4(이미지)/min, 수온 : 27℃로 설정하고, 6개월간 계속했다. 필터(61)에의 조류의 부착상태의 유무는 눈으로 보므로서 판정했다.
상기 실험결과를 표 2에 표시한다.
표 2의 (11)~(12)의 재료를 사용해서 작성한 필터는, 수조의 물속에 발생한 이물을 제거하는 동시에 수조나 점액등의 발생이 없으므로 물의 저항변화가 적고 장기간 안정되게 사용할 수 있다.
제22도는 공기공급수단의 다른 실시예를 표시하고, 물정화유닛(2)은 제4도의 구성과 동일하다. 미생물을 배양하는 미생물배양조(5)의 상류에 일반적으로 사용되는 공기펌프(65)와 상기 공기펌프(65)에 의해 물속에 혼입한 공기를 미세화하는 기포미세화수단(66)을 형성하고 있다. 기포미세화수단(66)으로서는, 철망, 고속 교반날개등을 유로속에 삽입하는 방법이 있다. 본 실시예에서는 유로속에 철망(66A)을 삽입하는 방법을 사용하고 있다. (67)은 물을 정화하는 미생물의 고정화담체로서, 다수의 공극(68) (제25도참조)을 가지고, 미생물의 부착 및 물과의 접촉을 돕는 구조로 되어 있다.
제23도는 공기미세화기능을 가진 공기공급수단(14)을 사용해서 미생물배양조(5)에 공기를 공급하는 본 실시예와 미세화수단없이 직접공기를 공급하는 종래예의 특성도를 표시한 것이다. 특성도는 시간경과에 대한 암모니아의 분해특성을 표시하고 있다. 특성도에서 공기공급수단(4)을 사용한 본 실시예는 수조속의 암모니아의 분해특성이 종래예보다 뛰어나다는 것을 표시하고 있다.
제24도는 물속의 NH4 +와 NO2 -를 분해하는 미생물의 활성과 물의 PH와의 관계를 표시한 것이다. 도면으로부터 어떤 미생물도 PH7이상에서 높은 활성을 나타내고, 특히 상기한 반응식 ①에서 표시한 NH4 +를 분해해서 NO2 -를 분해해서 NO2 -를 생성하는 미생물은 PH8에서 최고의 활성을 나타내는 것이 판명되고 있다.
다음에, 상기의 미생물배양조(5)의 PH를 8전후로 설정할 수 있는 미생물고정화재료와 그 형상의 효과 및 상기 자외선램프의 효과를 하기의 실험에 의해서 판정했다.
실험에 상요된 관상어 수조의 바닥부는 테이퍼를 가진 형상으로 하고, 바닥부에 모인 유기물이 수조의 밖으로 나오기 쉬운 구성으로 했다. 수조의 내용적은 100(이미지), 수온은 27±1℃이다.
미생물 고정화담체를 넣은 미생물배양조(5)의 내용적은 5(이미지)이다. 상기 미생물배양조(5)에는 0.8(이미지)/분의 공기가 공기공급수단(4)에 의해 공급되고 있다. 공급되는 공기속의 산소량은, 물속의 암모니아나 아질산을 질산에 산화분해하는데 필요한 양이상의 공급량이므로, 수정화유닛(2)을 통과한 물의 용존산소량은 포화상태이다. 따라서 종래의 수조와 같이 산기관을 넣어서 공기펌프에 의해서 통기는 행해지지 않았다.
실험에 사용한 미생물고정화담체는 표 3에 표시한 6종류이다. ①~⑤는 본 발명의 염기성물질, ⑥은 중성의 물질이다. 또한, 미생물고정화담체는 제25도에 표시한 바와같이 새들형이며 활형상으로 만곡된 대략 일정치수의 형상이다.
사육되는 물고기를 크기 약 5㎝의 열대어 20마리, 물순환량을 5(이미지)/분으로 설정하고, 1개월 운전했을때의 미생물배양조(5)의 PH, 알칼리이온량, 암모니아량 및 수소(1)의 잡균수와 조류의 부착상태를 판정했다. 그 결과를 표 3에 표시한다.
또, 상기한 미생물배양조(5)의 후류에 배치한 자외선램프(22)에 조사를 받는 용기내를 수조의 물이 1회에 통과한 시간과 자외선방사조도의 곱은 105(이미지)wsec/㎠으로 했다.
표 3의 ①~⑤의 염기성 물질로 이루어진 물정화미생물의 고정화 담체를 내장하면 미생물배양조(5)에서 암모니아의 산화분해시에 발생하는 H+, NO3 -(반응식 ①②)에 대해서 중화반응이 행해지고, 미생물배양조(5)내의 PH값의 저하를 억제할 수 있다. 이에 의해서 본 발명은 물정화미생물의 최고의 활성을 나타내는 PH7~8.5를 유지할 수 있다. 이에 대하여 염기성물질을 사용하지 않은 폴리비닐알코올등의 종래방식이면 암모니아나 아질산염이 분해시에 발생하는 NO3 -를 중화할 수 없으므로 미생물배양조(5)내의 PH가 서서히 저하하여 물정화미생물의 활성도 저하한다. 이와같이 물정화미생물의 활성이 저하하면 암모니아의 산화분해를 할 수 없게 되므로, 수조의 물의 정화는 할 수 없다. 또 본 발명의 자외선 램프를 사용하면 수조속의 잡균수가 1.5×10개/ml, 조류의 발생이 0이나, 자외선 램프를 사용하지 않으면 잡균수가 1.4×105개/ml, 수조전체면에 조류가 발생한다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와같이, 본 발명의 물정화장치에 의하면, a) 미생물을 사용한 정화방법인 동시에, 미생물배양조에의 공기보급이 순환흐름의 유체에너지에 의한 공기유인하는 무가등 방법이기 때문에, 장기간 정화성능을 유지할 수 있다. b) 공기공급수단에 의해서 흡입된 공기는, 공급 노즐로부터의 고속분류에 의해 미세화되는 동시에, 균일하게 물속에 분산한다. 이 결과, 미생물의 활성도가 높아지는 동시에, 미생물배양밀도를 크게할 수 있다. c) 물의 순환능력이 저하해서 미생물을 배양한 미생물배양조에의 공기의 흡입량이 저하해도 공기흐름검출수단에 의해서 검출하고, 보조공기공급수단이 동작해서 부족한 공기를 보급하므로 물의 정화성능이 유지된다. d) 물순환유량을 강제적으로 감소시키는 점검을 정기적으로 행하므로서, 정화장치의 성능저하 경과를 정략적으로 파악할 수 있다. 이에 의해, 정화장치의 선행보수를 할 수 있어, 항상 안정된 정회성능을 얻을 수 있다. e) 수조의 물의 이물을 방조, 방균성의 필터에 의해서 제거할 수 있으므로 물압송수단, 공기공급수단, 미생물배양조에 이물의 부착이 없어 장기간 안정되게 물의 정화를 할 수 있다 f) 물을 정화하는 미생물의 고정화담체에 염기성물질을 사용하고 있으므로, 물속의 유기물을 분해해서 산이 생성되어도 미생물이 부착하고 있는 주위의 물에는 PH저하가 없고, 항상 PH는 8전후를 유지하고 있으므로 미생물의 고활성을 유지할 수 있다. 또 미생물 배양조에 미세화공기를 공급하고 있으므로 미생물이 물속의 유기물을 효율좋게 분해한다. g) 미생물의 고정화담체는 새들형상이고, 또한 활형상으로 만곡시키고 있으므로 맞포개지는 일이 없어, 미생물배양조내에서의 물과의 접촉면적을 가장넓게 할 수 있다. 따라서, 미생물배양조내에서 미생물을 넓은 면적에서 균일하게 배양할 수 있으므로 효율좋게 물을 정화할 수 있다.
Claims (22)
- 수조의 물을 순환시키는 강제순환유로에 직렬로 배설된 물압송수단, 미생물배양조와 그리고 이 미생물배양조에 공기를 보내는 공기공급수단으로 이루어지고, 이 공기공급수단은 순환물흐름의 유체에너지를 이용해서 공기를 유인하는 구조인 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제1항에 있어서, 공기공급수단의 공기유입로에 공기흐름검지수단을 설치한 구성인 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제2항에 있어서, 공기흐름검지수단으로부터의 신호에 의거해서 작동하는 공기유량저하 알림수단을 설치한 구성인 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제2항에 있어서, 공기흐름검지수단은 공기유입구와 유출구로 이루어진 용기와, 이 용기내에 자기 발열 더어미스터를 삽입한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제2항에 있어서, 공기흐름검지수단은 공기공급수단의 공기유입구에 연통하는 공기유입로에 압력센서를 삽입한 구성인 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제2항에 있어서, 공기흐름검지수단은 공기유입구와 유출구로 이루어진 용기의 상기 유입구쪽에 체크밸브를 배설하고, 용기내가 물로 채워지면, 유로가 폐쇄되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제2항에 있어서, 공기흐름검지수단은 공기유입구와 유출구로 이루어진 용기내에 물의 비중보다 가벼운 플로우트와, 용기의 양측벽에 서로 대향해서 발광체와 광센서를 배설하고, 용기내가 물로 채워지면, 발광체와 광센서사이를 차폐하는 동시에, 유로가 폐쇄되는 구성으로 한것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제3항에 있어서, 공기 유량저하알림수단은 공기흐름검지수단의 신호에 의거해서 작동하고, 본 장치 외부의 인지할 수 있는 위치에 원격설치된 구성으로 한것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제1항에 있어서, 공기공급수단은 물공급로의 하류에 설치한 공급노즐, 공급노즐의 제트류 측면부에 형성한 공기유인로, 및 유출로로 이루어지고, 상기 유출로는 공급유량이 설정유량 이하가 되면 분류가 부착하는 안내벽형상으로 한것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제2항에 있어서, 공기공급수단의 동작을 보조하는 보조공기공급수단과, 공기흐름검지수단으로부터의 신호에 의거해서 상기 보조공기공급수단의 작동을 제어하는 보조공기제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제10항에 있어서, 순환수유량가변수단을 가지고, 순환수유량이 어느 일정치이하로 저하했을때 공기흐름검지수단으로부터의 신호에 의해 보조공기공급수단이 작동하는 것을 확인하는 안전확인수단을 구비한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제10항에 있어서, 물압송수단의 능력제어수단을 가지고, 압속능력이 어느 일정치이하로 저하했을때 공기흐름검지수단으로부터의 신호에 의해 보조공기공급수단이 작동하는 것을 확인하는 안전확인수단을 구비한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제10항에 있어서, 공기흐름검지수단의 공기유입쪽에 삽입된 유로저항가변수단을 가지고, 유로저항이 어느일정치이하로 상승했을때 공기흐름검지수단으로부터의 신호에 의해 보조공기공급수단이 작동하는 것을 확인하는 안전확인수단을 구비한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제10항에 있어서, 공기공급수단의 공기유입로의 대기에의 연통을 개폐하는 개폐수단, 공기유입로에 장착된 압력센서와 제어 수단으로 이루어지고, 이 제어수단은 제어신호발생부, 미분연산부, 신호연산결과판정부, 구동신호발생부로 구성되는 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 수조의 물을 순환시키는 강제순환유로에 직렬로 설치된 물압송수단, 미생물배양조와 그리고, 이 미생물배양조에 공기를 보내는 공기공급수단과, 이 공기공급수단에 의해 물속을 혼입시키는 공기를 미세화시키는 기포미세화수단을 구비한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제15항에 있어서, 기포미세화수단을 강제순환로의일부에 설치한 그물로 구성한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제15항에 있어서, 기포미세화수단은 물압송수단에 의해 순환물흐름의 내뿜기에 의해 공기흡인작용을 가진 분출수단에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제15항에 있어서, 미생물배양조의 미생물고정바닥은 적어도 그 일종이 염기성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제18항에 있어서, 염기성물질은 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨의 산화물 및 규산염의 군으로부터 선택한 적어도 일종을 함유한 고형물인 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제18항에 있어서, 고형물은 새들형상의 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 제15항에 있어서, 강제순환유로에 수조의 물을 살균하는 자외선램프를 구비한 것을 특징으로 하는 물정화장치.
- 수조의 물을 순환하는 강제순환유로에 직렬로 배설된 방조성, 방균성 필터 유닛, 물압송수단, 혐기성 및 호기성미생물배양조와, 이 호기성미생물배양조에 공기를 보내는 순환흐름의 유체에너지에 의해 공기를 유인하는 공기공급수단으로 이루어지고, 상기 방조성, 방균성의 필터유닛은 하기의 군으로부터 선택한 적어도 1종의 방조성, 방균성을 가진 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 물정화장치.(1)은 혹은 염화은, (2) 글루콘산 클로로헥시딘, (3) 구리 혹은 황화구리, (4) 티탄, (5) 5-클로로-2-(2, 4-디클로로페녹시)페놀, (6) 스테인레스, (7) 도데실구아니딘염산염, (8) 티아벤다졸, (9)-브롬신남알데히드, (10) 실리콘제 4급 암모늄염, (11) 알킬디(아미노에틸)글리신염산염, (12) 10-10'-옥시비닐페녹시아르신.
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