KR100552978B1 - 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존에 의하여 물을 연속적이고 균일하게 정수 살균하기 위하여 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 유입되는 원수의 부유물, 모래, 불순물을 여과하고, 여과된 물을 일측으로 배출할 수 있도록 된 마이크로 필터와, 상기 마이크로 필터로부터 유입된 물과 UV램프에 의해 발생된 오존을 혼합시킨 후 이 오존 용존수를 자외선으로 1차 살균시키며 살균된 오존 용존수를 소정의 시간과 일정한 압력으로 접촉과 반응이 이루어지도록 직사각형 형태로 배관이 연속적으로 설치된 반응기와, 제1 순환 펌프에 의해 공급되는 반응기의 물과 오존을 혼합하는 벤츄리 관과, 상기 벤츄리 관으로부터 혼합되어 유입된 오존 용존수를 1차 자외선으로 살균시켜 반응기로 공급하고 외부의 공기를 UV램프에 통과시켜 오존을 생성하도록 된 오존발생기와, 상기 반응기에서 오존의 접촉에 의해 완전 살균된 살균수를 제2펌프를 통하여 배출시켜 식수로 사용할 수 있도록 유존 살균수 제조 장치를 구성하여, 살균수의 이송 또는 저장 중에 2차 오염이 발생되는 것을 방지함으로 식수, 세척용수, 공업용수 등을 위생적으로 사용할 수 있도록 된 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치를 제공할 수 있도록 한 것이다.
오존, 유존, 반응기, 오존발생기, UV램프, 자외선, 벤츄리관, 오존 용존수,
Description
도1은 본 발명의 유존 살균 수 제조장치의 전체적인 시스템 구성도.
도2는 본 발명의 접촉식 반응장치의 단면 구성도.
도3은 본 발명에 따른 오존과 물을 혼합하는 벤츄리관 단면 구성도.
도4는 본 발명의 오존발생기의 단면 구성도.
도5a는 본 발명의 반응기 내부에 설치되는 배관 설치 예시도.
도5b는 본 발명에 따른 반응기 내부에 설치되는 배관 일부 발췌 단면도.
도6은 본 발명의 제조 장치에 따른 유존 살균 수 제조 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10:마이크로 필터 11:반응기
12:배관 13:제1 순환펌프
14:벤츄리관 15:오존발생기
16:내통 17:외통
18:UV램프 19:에어유입구
20:오존배출구 22:제2펌프
23:배출관 24:상부 노즐
25:하부 노즐 26:입구
27:출구 28:수위 감지센서
29:토출구 30:배출구
31:히터 32:유입구
33:인입밸브 34:콘트롤부
본 발명은 오존에 의하여 물을 연속적이고 균일하게 정수 살균하기 위한 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 오존 발생기에서 발생된 오존과 원수를 혼합하여 자외선으로 1차 살균 후 배관이 연속적으로 설치된 반응기내에서 오존과 원수가 배관을 통하여 순환되는 과정에서 소정의 시간과 일정한 압력에 의하여 서로 접촉과 반응이 이루어져 살균수의 용존 농도를 증가시켜 살균수의 이송 또는 저장 중에 2차 오염이 발생되는 것을 방지함으로 식수, 세척용수, 공업용수 등을 위생적으로 사용할 수 있도록 발명된 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에서 유존이라 함은 UV램프의 자외선과 오존에 의해 살균된 살균 수를 유존이라 칭한다.
기존에는 공업용수, 세척용수, 식수 등으로 사용하는 물을 살균하기 위한 수 단으로서 물에 염소를 투여하거나 항생제 등을 투여하는 방법과, 물을 끓여서 살균하는 방법이 널리 이용되고 있다.
상기와 같이 염소나 항생제 등의 약품을 이용하여 물을 살균할 경우에는 미생물의 세포 내에 효소의 활동을 약화시켜 강한 살균작용을 하지만 수중에 소독제가 잔류하게 되어 그 안정성이 우려되고 있는 실정이며, 또한 수중에 잔류하는 소독제에 대하여 저항력을 갖는 내성균이 생성되어 물의 안전성을 해치게 되는 문제점이 있다.
따라서 기존에도 염소나 그 밖의 항생제에 의한 살균의 문제점을 고려한 살균방법으로는 오존이나 자외선에 의한 살균방법이 있었다.
이러한 오존은 살균력이 염소의 6배 가량 강력할 뿐만 아니라 세균이나 곰팡이류를 구성하는 분자를 직접 분해하므로 식중독균이나 병원성 대장균을 효과적으로 살균할 수 있을 뿐만 아니라 강한 산화력을 가지고 있어 중금속과 악취를 분해할 수 있으며, 오존은 매우 불안정한 기체여서 살균, 산화 분해작용을 한 후의 안전성에 있어 우수한 물질로 알려져 있다.
오존의 우수한 살균작용을 이용한 장치로는 물이 저장된 용기에 오존을 공급하여 물을 살균하는 단순한 방법이 제공되어 있으나 이러한 종래의 기술에 있어서는 오존이 용기에 한정된 범위에만 공급되므로 물을 연속적이고 균일하게 살균할 수 없어 완벽한 물의 살균작용을 기대 할 수 없었다.
즉, 오존을 이용한 살균은 오존이 물 속에서 완전히 용해가 이루어지기 위해서는 물과의 접촉이 장시간 이루어져야 함에도 불구하고 기존의 오존 살균장치 들은 물 속에서 오존이 기포로 이루어져 상부로 부력 되는 시간이 짧게 걸리므로 오존과 물의 접촉이 효율적으로 이루어지지 않을 뿐만 아니라 오존이 완전 용해가 이루어지지 않아 살균효과가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 선출원공개 제2002-66487호의 구성은 원수를 공급하는 송수펌프와, 상기 원수에 오존을 주입하여 용해시키는 인젝터와, 상기 오존 수처리에 적합한 오존농도와 소요오존량을 공급하는 오존발생기와, 상기 인젝터에서 배출된 오존이 주입된 원수를 균질하게 혼합, 용해하고 반응을 촉진시키는 혼합기와, 이 혼합기에 의해 혼합 정류된 오존처리수를 분사, 전달하여 난류화시키면서 반응을 촉진시키는 노즐관과, 이 노즐관을 통해 반응처리된 오존처리수의 반응압력과 시간을 일정하게 유지하면서 반응을 조속히 완료시키는 반응탱크와, 이 반응탱크 내의 잔류가스를 물에서 분리 배출시켜 반응탱크(20)의 반응압력을 유지시키는 기액분리기와, 이 기액분리기에서 분리 배출된 가스의 잔류 오존을 다시 분해하여 배출하는 배오존분해기 및 상기 오존처리수의 반응압력과 오존처리수의 반응시간을 유지시킨 상태에서 오존처리수를 오존처리수 수조로 분사시켜 수집하는 동시에 잔류 오존의 용존농도 유지와 반응을 촉진시키는 분사관으로 이루어진 오존 수처리방법 및 장치가 있었으나, 이는 오존으로 수처리시 오존발생기에서 발생된 오존을 인젝터로 유입한 후 원수와 오존을 혼합기에서 혼합한 후 기포는 기액분리기를 통하여 방출되고 원수는 오존처리 수조로 유입되도록 구성되어 있는 관계로 오존만으로 오폐수를 요해처리 할 수 없는 것입니다. 일정량의 물을 오존으로 살균처리할 수 있으나 많은양의 오폐수를 오존으로 용해시켜 살균 처리한다는 것은 현실에서는 불가능한 것입니다. 특히 오존은 물이 오존과 접촉하고 있는 상태에서는 어느 정도 살균처리가 이루어지나 오폐수를 용해시킬 정도로 이루어지지 않는 문제점이 있는 것입니다.
또한 선출원공개 제2002-66487호의 구성은 원수를 공급하는 송수펌프와, 상기 원수에 오존을 주입하여 용해시키는 인젝터와, 상기 오존 수처리에 적합한 오존농도와 소요오존량을 공급하는 오존발생기와, 상기 인젝터에서 배출된 오존이 주입된 원수를 균질하게 혼합, 용해하고 반응을 촉진시키는 혼합기와, 이 혼합기에 의해 혼합 정류된 오존처리수를 분사, 전달하여 난류화시키면서 반응을 촉진시키는 노즐관과, 이 노즐관을 통해 반응처리된 오존처리수의 반응압력과 시간을 일정하게 유지하면서 반응을 조속히 완료시키는 반응탱크와, 이 반응탱크 내의 잔류가스를 물에서 분리 배출시켜 반응탱크(20)의 반응압력을 유지시키는 기액분리기와, 이 기액분리기에서 분리 배출된 가스의 잔류 오존을 다시 분해하여 배출하는 배오존분해기 및 상기 오존처리수의 반응압력과 오존처리수의 반응시간을 유지시킨 상태에서 오존처리수를 오존처리수 수조로 분사시켜 수집하는 동시에 잔류 오존의 용존농도 유지와 반응을 촉진시키는 분사관으로 이루어진 오존 수처리방법 및 장치가 있었으나, 이는 오존으로 수처리시 오존발생기에서 발생된 오존을 인젝터로 유입한 후 원수와 오존을 혼합기에서 혼합한 후 기포는 기액분리기를 통하여 방출되고 원수는 오존처리 수조로 유입되도록 구성되어 있는 관계로 오존만으로 오폐수를 요해처리 할 수 없는 것입니다. 일정량의 물을 오존으로 살균처리할 수 있으나 많은양의 오폐수를 오존으로 용해시켜 살균 처리한다는 것은 현실에서는 불가능한 것입니다. 특히 오존은 물이 오존과 접촉하고 있는 상태에서는 어느 정도 살균처리가 이루어지나 오폐수를 용해시킬 정도로 이루어지지 않는 문제점이 있는 것입니다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 오존 발생기에서 발생된 오존과 원수를 혼합하여 자외선으로 1차 살균 후 배관이 연속적으로 설치된 반응기내에서 오존과 원수가 배관을 통과하여 순환되는 과정에서 지속적인 접촉과 압력에 의하여 오존이 산소로 기화되어 용존 산소가 풍부한 물로 생성되는 동시에 접촉 시 반응에 의하여 물이 살균되어 살균수의 이송 또는 저장 중에 2차 오염이 발생되는 것을 방지함으로 식수, 세척용수, 공업용수, 일반가정, 식당급식소, 병원, 수련원 등에 공급 시 배탈, 식중독 등을 방지할 수 있게 됨과 동시에 깨끗하고 위생적으로 사용할 수 있도록 된 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치를 제공함을 목적으로 한 것이다.
이하 본 발명의 구성에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
물을 온존으로 살균할 수 있도록 된 오존 살균 장치에 있어서,
유입되는 원수의 부유물, 모래, 불순물을 여과하고, 여과된 물을 일측으로 배출할 수 있도록 된 마이크로 필터(10)와;
상기 마이크로 필터(10)로 부터 유입된 물과 UV램프에 의해 발생된 오존을 혼합기에 의하여 오존 용존 수로 만들고 자외선으로 1차 살균된 물 및 오존이 소 정의 시간과 압력으로 접촉 반응이 이루어지도록 직사각형 형태로된 배관(12)이 연속적으로 설치된 반응기(11)와;
상기 반응기의 물이 제1 순환 펌프(13)에 의해 공급되는 반응기(11)의 물과 오존을 혼합하는 벤츄리관(14)과;
상기 벤츄리관(14)으로부터 혼합되어 유입된 물과 오존을 1차 자외선 살균시켜 반응기(11)로 공급하고 외부의 공기를 UV램프(18)를 통과시켜 오존을 생성하도록된 오존발생기(15)와;
상기 반응기(11)에서 오존에 의해 완전 살균된 살균 수를 제2펌프(22)를 통하여 배출시켜 식수로 사용할 수 있도록 유존 살균 수 제조 장치의 구성을 특징으로 한다.
상기 반응기는, 내측 상단부에 마이크로 필터(10)의 배출관(23)과 연결되어 반응기에 물을 공급할 수 있도록 된 상부 노즐(24)과;
상기 상부 노즐(24)로부터 유입되는 물의 상(上)하(下)표시선 위치에 따라서 인입밸브(33)를 개폐시켜 물의 공급을 제어할 수 있도록 설치된 수위 감지센서(28)와;
일측의 오존 발생기(15)로부터 유입되는 1차 자외선 살균 수를 소정의 시간과 압력으로 오존과 접촉이 이루어지도록 설치된 배관(12)과;
상기 배관(12) 말단 부에 다수 설치되어 반응기 바닥 부에서 상부로 살균 수를 분출할 수 있도록 된 하부 노즐(25)과;
상기 상부노즐(24)로 부터 유입된 물을 오존발생기로 공급할 수 있도록 몸체 중간 부에 설치된 토출구(29)과, 완전 살균된 살균 수를 배출할 수 있도록 몸체 바닥 중앙에 배출구(30)가 설치된 구성이다.
상기 오존 발생기는, 석영관으로 된 내통(16)과 스텐레스 재질로된 외통(17)으로 이루어지고, 내통(16)과 외통(17) 사이의 상 하단 부에는 격벽이 형성되어 내통(16) 내부에 설치된 UV램프(18)에 의해 발생된 오존을 벤츄리관(14)으로 공급할 수 있도록 하고 상기 벤츄리관(14)에서 유입되는 물이 오존발생 관의 내통과 외통 사이에서 1차 자외선 살균 후 반응기(11)의 배관(12)으로 공급될 수 있도록 구성된다.
상기 반응기는 겨울철에 동파되는 것을 방지하기 위해 몸체 바닥에 히터(31)를 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 반응기내의 배관은, 오존발생기(15)에서 처리된 1차 자외선 살균 수를 일정한 시간과 압력으로 오존과 접촉이 이루어지도록 사각형 코일형태로 설치된다.
본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 반응기는 상단 부에 에어배출구(21)가 오존발생기(15)의 상단 에어유입구(19)와 연결되어 반응기(11)에서 사용된 공기를 재 사용할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 배관은 반응기의 수직 방향으로 다수의 절곡부를 갖도록 설치되어 1차 자외선 살균된 살균수를 일정한 시간과 압력으로 오존과 접촉이 이루어지도록 구성할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치에 의하여 실시되는 유존 살균수 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
원수에 함유된 부유물과 모래, 불순물을 마이크로 필터로 여과하는 단계와;
상기 마이크로필터로 부터 여과된 원수를 상부 노즐을 통하여 반응기로 공급하는 단계와;
상기 반응기로 공급된 원수를 중간 하단부의 토출구와 연결된 제1 펌프를 통하여 벤츄리관으로 보내져 오존 발생기에서 공급되는 오존과 혼합되도록 하는 단계와;
상기 벤츄리관에서 혼합된 물을 오존발생기의 내통과 외통 사이를 통과 시켜 1차 자외선 살균 처리하는 단계와;
상기 오존발생기에 의해 1차 자외선 살균된 살균 수를 반응기 내의 배관을 통과시켜 소정의 시간과 압력에 의하여 접촉과 반응이 이루어지면서 2차 살균 처리된 처리 수를 공급하는 단계로 된 유존 살균 수 제조방법을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예를 첨부 도면에 의거하여 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1단계 : 원수 여과처리
식수 또는 제약공장, 식품가공공장, 공업용수, 농수산물 및 축산물 가공공장에서 사용하기 위해 공급되는 원수 저장탱크, 또는 별도의 공급 라인으로부터 공급되는 원수를 마이크로 필터(10)로 유입시킨다.
상기 마이크로 필터(10)로 유입된 원수는 함유된 부유물과 모래, 불순물 등을 여과한 후 배출관(23)을 통하여 반응기(11)의 상부노즐(24)을 통하여 공급한다.
제2단계 : 혼합단계
상기 마이크로필터로부터 여과된 원수는 반응기에 공급되고 반응기에 공급된 최초 원수는 다시 반응기(11) 몸체 중간부보다 약간 하향되는 위치에 설치된 토출구(29)을 통하여 벤츄리관(14)으로 유입된다.
이때 토출구(29)과 제1 순환펌프(13)는 통상의 관으로 연결되어 제1순환펌프(13)가 작동됨에 따라서 최초 채워진 반응기(11) 내의 원수가 벤츄리관(14)으로 유입되고 벤츄리관 일측은 오존발생기의 내통과 연결되어 UV램프에 이해 생성된 오존이 벤츄리관내로 유입되어 원수와 혼합된다.
상기 벤츄리관(14)은 통상적인 벤츄리관의 형태로서 제1 순환펌프의 압력에 의하여 유입되는 물이 벤츄리관을 통과 할때 지나가는 통로는 좁고 압력은 큰 관계로 원수가 통과 할때 사이폰 현상에 의해 벤츄리관 일측에 관통되도록 연결된 호스내의 오존을 흡입하여 원수(물)과 함께 혼합된다.
상기 오존 발생기(15)는 내통(16)은 석영관으로 이루어지고 중앙부에 길이 방향으로 UV램프(18)가 설치된 것이며, UV램프는 통상의 전기적인 방법으로 전원이 연결된 것이다.
또한 외통은 스텐레스 재질로 이루어지고, 내통(16)과 외통(17) 사이의 상하단부에는 격벽이 형성되어 상부와 하부에 공간부가 형성되고, 상하 공간부는 UV램프(18)와 연통 되도록 연결된 것으로 에어 유입구(19)로부터 유입된 공기가 상단 공간부를 통하여 UV램프에 도달하면 오존이 발생된다.
상기 UV램프에 의해 발생된 오존은 하부의 공간부를 통하여 오존배출구(20)로 배출되어 벤츄리관(23)으로 유입되고 벤츄리관으로 유입된 오존은 물과 함께 혼 합된다.
상기 혼합기 역할을 하는 밴츄리관은 고농도의 오존이라 할 지라도 용수속에 오존을 혼합하여 에멀젼(Emulsion)화 하지 않으면 용존 효과가 떨어지며 좋은 살균효과를 얻을 수 없게되므로 본 발명에서는 제1 순환펌프를 이용하여 오존과 물이 벤츄리관에서 혼합되도록 반복 순환시키게 된다.
제3단계: 1차 살균 처리
벤츄리관으로 부터 유입된 오존과 물은 오존발생기의 하단 입구(26)를 통하여 내통과 외통의 사이를 거쳐 출구(27)로 배출되어 반응기 내의 배관으로 공급된다.
상기 오존발생기(15)내로 유입된 물은 석영관으로 이루어진 내통(16)의 UV램프에 의해 자외선이 조사되어 내통과 외통사이를 지나가는 혼합된 물을 1차 살균하게 된다.
일반적으로 자외선살균 소독은 자외선과 접촉하고 있는 상태에서만 그 살균 효과를 발생시킬 수 있으며, 자외선을 벗어나면 그 효과를 볼 수 없는 것이 일반적이다. 따라서 본 발명은 자외선 살균소독과 반응기에서 오존을 용존시켜 접촉면적과 시간을 길게하는 과정에서 살균되도록 하고 이를 다시 벤츄리관에서 오존과 물을 혼합시키는 과정을 반복하여 그 효율을 증대시킨 것이다.
제4단계 : 접촉 반응에 의한 살균 처리
상기 오존 발생기(15)에서 1차 자외선 살균 처리된 살균 수가 출구(27)를 통하여 반응기 내에 직사각형의 코일 형태로 이루어진 배관(12)을 통과하게 된다.
이때 배관은 관이나 호스등 어느것을 사용하더라도 무방하나 도5a와 같이 관의 권선 형태가 직사각형 형태로 이루어져 제1순환 펌프의 압력에 의해 배관으로 유입된 1차 자외선 살균수는 수평으로 이동되어 수직하향으로 이동하다가 다시 수평이동, 수직상승이동, 수평이동을 반복하는 과정에서 살균수의 오존이 도5b와 같이 상부에 수평으로 위치한 배관의 내부 천장부에 소정시간 포집된 상태를 유지하고 물은 계속 순환되어 포집된 오존과 접촉이 이루어지는 과정에서 2차 살균되는 동시에 오존이 살균수 속에서 분해된다.
본 발명에서 소정시간이라 칭하는 것은 배관내를 순환하는 살균수 속의 오존이 기포되어 배관 내의 천장에 포집되어 머무르는 시간을 말하는 것으로서 이는 시간을 특별히 한정할 수 없을 뿐만 아니라 설치되는 배관의 직경과 길이 높이와 순환되는 살균수의 유속에 따라서 상이한 관계로 수치로 한정할 수 없는 것이므로 소정시간이라 설명한 것이다.
상기 배관(12)에 권선된 횟수만큼 순환되는 살균수는 배관 말단부의 하부노즐에 의해 분사되어 반응기 내로 유입된다.
이때 반응기 내의 물은 오존에 의해 살균된 물은 저부에서 상부로 채워지도록 하고 상부 노즐(24)로부터 공급되는 원수는 상부에서 하부로 채워지도록 구성됨으로써, 반응기 내에 물이 채워진 상태에서 살균되지 않은 물은 급속하게 저부로 유입될 수 없으므로 시간이 지나면 점차 저부까지 도달할 수 있으나 반응기 몸체 중간부 보다 약간 하향된 위치에 토출구(29)가 설치되어 물을 배출하게 되므로 반응기내의 살균된 물은 남게되고 살균되지 않은 물은 토출관을 통하여 순환되면서 살균처리 된다.
이때 토출구(29)를 통하여 밴츄리관측으로 유출되는 물이 살균된 살균수와 살균되지 않은 물이 함께 또는 어느 일측의 양이 많이 빠져나가더라도 계속적으로 순환되어 1차 자외선 살균과 반응기의 오존 살균이 반복되므로 살균처리에는 아무런 지장이 없다.
상기와 같이 이루어지는 반응기(11)의 내부는 오존과 접촉되어 살균된 살균 수는 반응기의 몸체 저부에서 상부로 도2의 (베타)선과 같이 살균 수 존(zon:지역)을 형성하게 된다.
제5단계 : 살균 수 공급
상기와 같이 형성된 살균 수 존(β)의 살균 수는 반응기 저부에 설치된
배출구(30)를 통하여 제2 펌프(22)에 의하여 식수 또는 제약공장, 식품가공공장, 공업용수, 농수산물 및 축산물 가공공장에서 사용하기 위한 물로 사용할 수 있게 된다.
상기 본 발명은 살균을 위한 물과 오존의 접촉 및 반응을 지속시켜 오존이 물 속에서 완전히 녹아 물이 살균될 수 있도록 한 것이다.
본 발명에서 이용되는 오존(O3)을 살펴보면, 오존은 산소원자 3개로 결합된 산소의 동위체로써 원소기호로는 O3로 표기한다.
자연의 기본 요소들 중 하나인 오존(O3)은 산소원자가 하나 더 붙은 산소(O2로 볼 수 있으며, 오존은 매우 강력한 살균, 탈취가스로서 공기중의 산소가 강력 한 자외선에 노출되면 오존이 만들어진다.
오존은 산화시킬 수 있는 것이 그 여분의 산소원자를 넘겨주어 결합시킴으로써 산화작용을 일으키는 것입니다. 이렇게 산화작용이 일어나고 나면 오존분자가 산소로 변환되어 순수한 산소가 이루어진다.
상기와 같이 만들어진 오존은 염소계 살균제보다 약 7배의 살균력이 있으며, 0-157, 황색 포도구균, 병원성대장균, 비브리오균, 일반세균, 바이러스 등을 급속히 살균하며 염소에서 죽지 않는 그립토스 보리지움도 완전히 사멸시키게 된다.
상기와 같이 이루어지는 오존의 안전성을 살펴보면, 오존은 물과 전기만을 사용하고 약품은 일절 사용하지 않는 것으로 살균탈취가 강하며 오존 수는 흐르는 상태에서는 수분 내에 산소로 기화해 버리고 모아둔 오존수도 20분전 후에 기화됨으로 그 물은 용존 산수가 풍부한 물로 만들어진다.
따라서 본 발명에서도 반응기(11) 내부에 직사각형의 코일형태로 설치되는 배관(12) 내에서 물과 오존이 순환되는 과정에서 수직부분의 배관에서 오존이 기화되어 상부의 수평으로 이루어진 배관부분에 기포가 포집되고 이는 다시 유속에 의하여 하부 또는 상부로 이동되는 과정에서 다시 산소로 기화되어 수평부분에 포집되는 순환과정에서 산소는 물 속에서 완전히 기화되어 용존 산소가 풍부한 물로 변하여 반응기 내부에 보관되는 과정에서 역시 접촉 분해가 일어나 물을 완전 살균하게 되고 물에는 용존 산소가 풍부하게된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 유존 살균 수 제조 과정을 간단히 요약하여 살펴보면 다음과 같다.
원수를 마이크로 필터로 여과 →여과된 물을 반응기에 공급 →반응기의 물을 제2 순환펌프로 밴츄리관에서 오존과 혼합되도록 토출 →밴츄리관에서 혼합된 오존과 물을 오존발생기에서 1차 자외선 살균 →1차 자외선 살균된 살균수를 반응기내의 배관으로 통과시켜 오존과 물이 접촉되도록 함 →배관에서 반응기 내로 분출시켜 다시 한번 오존과 물이 접촉되는 동시에 살균이 이루어지도록 된 것이다.
이와 같이 실시되는 본 발명의 첨부도면을 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 오존 살균 수 제조장치의 전체적인 구성도로서, 원수를 오존으로 살균하기까지의 전체적인 시스템을 나타낸 것이다.
상기 시스템의 유존 살균 수 제조장치는 일측에 형성된 콘트롤부(34)에 의해 자동으로 운전되며, 제조장치의 크기는 처리용량의 물 양에 따라서 제조시 크게 설치할 수도 있고 작게 설치할 수도 있다.
본 발명의 제조장치는 마이크로 필터를 내장한 여과장치, 배관이 설치된 반응기, 반응기의 물을 순환시키는 제1순환모터, 오존과 물을 혼합하는 벤츄리관, 물을 1차 자외선 살균하는 오존발생기, 1차 살균된 물을 접촉반응 되도록 하는 배관 및 반응기, 제약공장, 식품가공공장, 공업용수, 농수산물 및 축산물 가공공장 등으로 공급할 수 있도록 반응기의 물을 배출하는 제2펌프로 이루어진 것이다.
그 외의 나머지 밸브, 배관, 게이지 등은 통상적인 것으로 그 설명을 생략한다.
도2는 본 발명의 접촉식 반응장치의 단면 구성도로서, 오존 발생기의 출구(27)로부터 공급된 물을 배관을 통하여 일정시간과 압력에 의하여 오존과 물이 접촉되도록 하여 2차 살균하고, 살균된 물은 반응기의 저부를 통하여 배출되도록 한다.
본 발명의 반응기 상 하부노즐(24)(25)은 원수와 살균수가 반응기 내로 유입될 수 있도록 한 것으로 필요에 따라서 노즐을 사용하지 않고 다수의 통공을 형성시켜 물을 공급할 수 있으며, 수위감지 센서(28)는 물이 하(下)한선(도2참조)으로 떨어지며 일측의 인입밸브를 개구시켜 마이크로 필터에서 여과된 물을 공급하고 물이 상(上)한선(도2참조)에 도달하면 인입밸브(33)를 폐쇄시켜 물의 공급을 차단할 수 있도록 된 것이다.
상기의 작동은 일측에 설치된 콘트롤박스(34)에 의해 이루어진다.
또한 반응기 상단 중앙부에 형성된 에어 배출밸브는 반응기내의 공기를 외부로 배출하거나 또는 일측의 오존 발생기의 상부에 형성된 에어 유입구(19)와 연결시켜 오존을 생성하는 공기로 공급할 수 있도록 한 것이다.
또한 반응기 저부에는 별도의 히터(31)가 설치되어 겨울철에 물이 얼어 동파되는 것을 방지할 수 있게된다.
도3은 본 발명에 따른 오존과 물을 혼합하는 벤츄리관 단면구성도로서, 통상의 벤츄리관을 이용하여 물과 오존이 혼합된 상태로 오존발생기로 유입되도록 한 것이다.
도4는 본 발명의 오존발생기의 단면 구성도로서, 내통과 이통으로 구성된 것으로 내통은 석영관으로 이루어지고 내부에는 UV램프가 설치되어 오존을 생성할 수 있도록 한 것이다. 상기 상단 공간부의 일측 에어 유입구(19)로부터 유입된 공기가 UV램프(18)를 지나가면서 오존으로 변하여 하단 공간부 일측 오존배출구(20)를 통하여 벤츄리관(14)으로 유입되어 물과 혼합되도록 한 것이다.
상기 벤츄리관에서 오존과 혼합된 물은 오존발생기의 내통과 외통을 통과하면서 1차 자외선 살균되어 반응기의 배관으로 공급되도록 한 것이다.
도5a와 5b는 본 발명의 반응기 내부에 설치되는 배관 설치 예시도로서, 오존 발생기부터 유입된 1차 자외선 살균수가 직각형 코일 형태의 배관(12)을 지나가면서 배관의 형태에 따라 이동하게되는데 이때 살균수는 배관의 형태에 따라서 수평이동과 수직이동을 반복적으로 이루어져 접촉과 압력을 갖고 2차 살균하게 된다.
즉, 살균수가 수직으로 하강 또는 상승할 경우 배관의 수직길이 만큼 압력이 더 발생하고 수평이동시 오존은 산소로 기화되면서 수평부분의 배관 내측 천장에 기포현상(도5b참조)으로 포집된 상태를 이루는 동시에 유속과 압력에 의하여 다시 수직하강 및 상승하는 과정에서 지속적으로 접촉이 이루어져 오존과 산소는 완전히 녹아 물속의 용존산소를 높이게된다. 또한 접촉과정에서 물속의 해로운 균은 오존에 의해 완전 살균되어 무균 처리된다.
도6은 본 발명의 제조 장치에 따른 유존 살균 수 제조 공정도로서, 본 발명의 유존 살균수 제조를 단계별 공정으로 나타낸 것이다.
이와 같이된 본 발명은 원수를 오존발생기에서 1차 자외선 살균한 후 반응기에서 반복적으로 오존을 물과 접촉 및 반응이 연속 반복적으로 이루어지도록 함으로서 물을 완전 무균처리 하여 공급할 수 있도록 된 효과를 갖게 되므로 제약공장 및 식품가공공장 또는 농, 수산물이나 축산물 가공공장에서 사용하는 공업용수와 일반가정, 식당급식소, 병원, 수련원 등 공공장소에서 여러 사람이 사용하는 물 등으로 공급 시 배탈, 식중독 등을 방지할 수 있게 됨과 동시에 안심하고 깨끗한 물을 제공할 수 있게된 효과를 갖는다.
Claims (8)
- 물을 오존으로 살균할 수 있도록 된 오존 살균 장치에 있어서,유입되는 원수의 부유물, 모래, 불순물을 여과하는 마이크로 필터(10)와;마이크로 필터(10)로 부터 유입된 물과 UV램프에 의해 1차 자외선 살균된 물 및 오존이 연속적으로 유입되도록 내부에 배관(12) 설치된 반응기(11)와;반응기의 물이 제1 순환 펌프(13)에 의해 공급되는 반응기(11)의 물과 오존을 혼합하는 벤츄리관(14)과;벤츄리관(14)으로부터 유입된 물과 오존을 1차 자외선 살균시켜 반응기(11)로 공급하고 외부의 공기를 UV램프(18)를 통과시켜 오존을 생성하도록 된 오존발생기(15)와;반응기(11)에서 오존에 의해 살균된 살균수를 제2펌프(22)를 통하여 배출시켜 식수로 사용할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치.
- 제1항에 있어서,반응기는, 내측 상단부에 마이크로 필터(10)의 배출관(23)과 연결되어 반응기에 물을 공급할 수 있도록 된 상부 노즐(24)과;상부 노즐(24)로부터 유입되는 물의 상(上)하(下)표시선 위치에 따라서 인입밸브(33)를 개폐시켜 물의 공급을 제어할 수 있도록 설치된 수위 감지센서(28)와;일측의 오존 발생기(15)로부터 유입되는 1차 자외선 살균수를 소정의 시간과 압력으로 오존과 접촉이 이루어지도록 설치된 배관(12)과;배관(12) 말단부에 다수 설치되어 반응기 바닥부에서 상부로 살균수를 분출할 수 있도록 된 하부 노즐(25)과;상부노즐(24)로 부터 유입된 물을 오존발생기로 공급할 수 있도록 몸체 중간부에 설치된 토출구(29)과, 완전 살균된 살균수를 배출할 수 있도록 몸체 바닥 중앙에 배출구(30)가 설치된 구성을 특징으로 하는 오존 접촉식 반응기를 이용한 오존 살균 수 제조장치.
- 제 1항에 있어서,오존 발생기은, 석영관으로 된 내통(16)과 스텐레스 재질로된 외통(17)으로 이루어지고, 내통(16)과 외통(17) 사이의 상하단부에는 격벽이 형성되어 내통(16) 내부에 설치된 UV램프(18)에 의해 발생된 오존을 벤츄리관(14)으로 공급할 수 있도록 하고 상기 벤츄리관(14)에서 유입되는 물이 오존발생관의 내통과 외통 사이에서 1차 자외선 살균 후 반응기(11)의 배관(12)으로 공급될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치.
- 제2항에 있어서,반응기는 겨울철에 동파되는 것을 방지하기 위해 몸체 바닥에 히터(31)를 설치한 것을 특징으로 하는 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균수 제조장치.
- 제2항에 있어서,반응기내의 배관은, 오존발생기(15)에서 처리된 1차 자외선 살균수를 소정의 시간과 압력으로 오존과 접촉이 이루어지도록 사각형 코일형태로 설치 것을 특징으로 하는 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,반응기는 상단부에 에어배출구(21)가 오존발생기(15)의 상단 에어유입구(19)와 연결되어 반응기(11)에서 사용된 공기를 재 사용할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치.
- 제 5항에 있어서배관은 반응기의 수직 방향으로 다수의 절곡부를 갖도록 설치되어 1차 자외선 살균된 살균수를 일정한 시간과 압력으로 오존과 접촉이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치.
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