KR101868524B1 - 수처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치는, 수원으로부터 물을 흡입하고, 자외선 및 오존을 발생시켜 물의 오염물질을 산화 분해하고, 물을 배출하는 취수부; 취수부에 연결되고, 취수부로부터 배출된 물을 약품과 혼합하여 처리하는 약품 처리부; 약품 처리부에 연결되어, 약품에 의해 처리된 물에 포함된 입자를 여과시켜 처리수를 생성하는 여과부; 및 여과부로부터 처리수가 공급되고, 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수의 오염 물질을 산화 분해하는 고도산화 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 수처리 장치는 다양한 수원의 물을 안전하게 정화시켜 음용가능하도록 하고, 전기 공급이 이루어지지 않는 지역을 포함한 다양한 지역의 수원에 적용될 수 있다.
Description
본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고도산화 공정을 적용하여 다양한 수원(water source)의 물을 처리하는 수처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 알려져 있는 유기물이 포함된 폐수 또는 오수의 유기물 처리 방법은 다양하게 제안되고 있다.
오존, 염소가스, 이산화염소, 치아염소산 소다 등 염소계 화합물과 과산화수소, 과망간산칼륨, 중크롬산 칼륨을 산화제로 이용하는 방법은 각종 수처리 현장의 살균, 탈색, 탈취, BOD(biochemical oxygen demand), COD(chemical oxygen demand), 각종 유기물 분해, 제거 등의 용도로 사용되고 있다.
오존 또는 과산화수소와 같은 산화제에 자외선을 조사시키면 산화력이 강력한 OH 라디칼이 생성된다. 이러한 OH 라디칼을 이용하여 오염물질을 산화 분해하는 반응을 고도산화 반응이라 하고, 이를 이용한 수처리 방법을 고도산화 공정(advanced oxidation process; AOP)라 한다. 이러한 고도산화 공정으로는 오존+과산화수소, 오존+자외선, 오존+광촉매+자외선, 과산화수소+자외선, 오존+초음파 등의 방법이 알려져 있다.
상기와 같은 고도산화 공정이 적용된 수처리 장치는 강력한 산화력을 가지는 OH 라디칼을 중간 생성물질로 생성하여 오염수 중의 유기 오염물질을 산화시켜 분해하는 기술로서 일반적인 처리방법에 의해 잘 분해가 되지 않는 합성세제, 농약 등과 같은 난분해성 물질을 분해하거나, 고농도의 오염물질을 단시간에 처리하기 위해 개발된 향상된 수처리 기술을 말하며, 최근 환경오염과 기존의 처리방법으로 처리할 수 없는 난분해성 물질의 증가로 인해 처리효율이 우수하고, 증가되는 오염수를 효과적으로 처리할 수 있는 대용량 고도산화 공정 수처리 장치에 대한 수요가 증가되기에, 대한민국 공개특허 제10-2011-0109416호는 자외선을 고출력의 펄스형태로 구동시키고, 광촉매를 사용함으로써 OH 라디칼을 생성하는 반응을 증가시켜 처리효율을 증가시킬 수 있는 고도산화 공정 수처리 장치에 대해 개시하고 있다.
한편, 상기와 같은 고도산화 공정은 오염수 뿐 아니라, 자연의 다양한 수원(water source)(예를 들어, 바닷물, 강물, 호수물, 지하수 등)의 물을 정화시켜 다양하게 이용되도록 할 수 있다. 하지만, 고도산화 공정에서 자외선 및 오존을 발생시키는 램프가 손상되기도 한다. 이때, 램프에 포함된 수은 아말감은 물에 누설되어 물의 정화 과정에서 오히려 물을 오염시키기도 한다. 고도산화 공정이 안전하게 이루어지지 않는 실정이다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 수처리 장치가 이루고자 하는 기술적 과제는, 다양한 수원의 물을 안전하게 정화시켜 음용가능하도록 하는 수처리 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 수처리 장치가 이루고자 하는 기술적 과제는, 전기 공급이 이루어지지 않는 지역을 포함한 다양한 지역의 수원에 적용될 수 있는 수처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 수처리 장치가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 수처리 장치는, 수원으로부터 물을 흡입하고, 자외선 및 오존을 발생시켜 물의 오염물질을 산화 분해하고, 물을 배출하는 취수부; 취수부에 연결되고, 취수부로부터 배출된 물을 약품과 혼합하여 처리하는 약품 처리부; 약품 처리부에 연결되어, 약품에 의해 처리된 물에 포함된 입자를 여과시켜 처리수를 생성하는 여과부; 및 여과부로부터 처리수가 공급되고, 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수의 오염 물질을 산화 분해하는 고도산화 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 취수부는, 수원의 수면 상에 부유하는 취수 몸체; 취수 몸체에 수용되어, 자외선 및 오존을 발생시키는 램프; 취수 몸체에 수용되어 물을 흡입하고 배출하는 펌프; 및 취수 몸체의 상측에 위치되어, 램프 및 펌프에 연결되어 전류를 인가하는 전원 공급원을 포함하되, 펌프가 물을 취수 몸체에 흡입하고 취수 몸체로부터 배출할 때, 램프는 자외선 및 오존을 발생시켜 물의 오염물질을 산화 분해할 수 있다.
또한, 취수 몸체는, 취수 몸체의 내부에 형성되고, 램프 및 펌프를 수용하며, 폴리싱 처리된 내측면을 갖는 반응 공간; 취수 몸체의 하면에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 물이 흡입되는 흡입구; 흡입구의 상측에 위치되도록 취수 몸체에 형성되어 반응 공간과 약품 처리부를 연결하고, 물이 배출되는 배출구; 흡입구에 대응하도록 취수 몸체에 설치되는 흡입구에 유도되는 물에 포함된 입자를 여과시키는 스크린; 및 취수 몸체의 상부에 설치되어, 취수 몸체를 수원의 수면 상에 부유시키는 부유체를 포함할 수 있다.
또한, 수처리 장치는, 고도산화 처리부로부터 처리수가 공급되고, 처리수를 저장하여 냉각하고, 선택적으로 처리수를 배출하는 처리 저장부; 및 처리 저장부로부터 처리수가 공급되고, 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수의 오염 물질을 추가로 산화 분해하여 처리 저장부로 공급하는 순환 처리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 고도산화 처리부 및 순환 처리부 중 적어도 하나는, 여과부에 연결되어, 여과부로부터 처리수가 유입되고 처리수를 유출하는 반응조; 적어도 일부가 반응조에 삽입되어, 자외선 및 오존을 발생시켜 반응조의 처리수에 제공하는 램프; 및 반응조의 상측에 위치되어, 램프에 연결되어 전류를 인가하는 전원 공급원을 포함하되, 램프는 자외선 및 오존을 발생시켜 반응조의 처리수의 오염물질을 산화 분해할 수 있다.
또한, 반응조는, 반응조의 내부에 형성되고, 폴리싱 처리된 내측면을 갖는 반응 공간; 반응조의 하부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 처리수가 유입되는 유입구; 반응조의 상부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 처리수가 유출되는 유출구; 반응 공간의 내부에 유입구에 마주하도록 위치되고, 유입구를 통해 반응 공간에 유입된 처리수를 반응 공간의 하면을 향하도록 유도하는 배플; 및 유출구의 상측에 위치되도록 반응조의 상부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 오존을 유출하는 오존 배출구를 포함할 수 있다.
또한, 램프는, 투명한 관 형상으로 이루어지되, 내부에 비활성기체가 채워지고, 양 종단면이 밀폐되며, 적어도 일부가 반응 공간에 삽입되어 수직방향으로 위치되는 발광관; 발광관의 적어도 하나의 종단면에 삽입되는 방전 전극; 발광관의 내부에 연결되도록 발광관의 적어도 하나의 종단부의 외주면에 설치되고, 고체 상태의 수은 아말감을 수용하는 분기관; 및 분기관을 덮도록 발광관의 적어도 하나의 종단부에 연결되어, 방전 전극과 연결되는 베이스를 포함하되, 전류가 방전 전극에 인가될 때, 자외선이 발광관의 내부에서 방사되어 발광관을 투과하고, 오존을 생성할 수 있다.
또한, 분기관의 내주면에는 분기 볼록부가 볼록하게 형성되고, 수은 아말감은 분기관에 수용되고, 분기 볼록부에 의해 분기관으로 유도되지 않을 수 있다.
또한, 분기관은, 관 형상으로 이루어지고, 발광관의 내부에 연결되도록 발광관의 적어도 하나의 종단부의 외주면에 설치되는 분기 몸체관; 및 관 형상으로 이루어지고, 분기 몸체관의 내부에 연결되도록 분기 몸체관과 직교하며, 수은 아말감이 수용되는 분기 연결관을 포함하되, 분기 연결관의 내주면에는 분기 볼록부가 볼록하게 형성되고, 수은 아말감은 분기 연결관의 제 1 종단면과 분기 볼록부 사이의 분기 연결관에 수용되고, 분기 볼록부에 의해 분기 몸체관으로 유도되지 않을 수 있다.
또한, 분기관이 발광관의 길이방향으로 연장되는 형상으로 눕혀진 상태에서, 베이스는 발광관의 종단부를 수용할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 수처리 장치는 하기와 같은 효과를 가진다.
(1) 다양한 수원의 물이 안정하게 정화되어 음용가능하도록 한다.
(2) 다양한 지역의 수원에 적용될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 수처리 장치의 취수부를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 취수부에서 램프를 부분적으로 절개하여 도시하는 사시도이다.
도 4는 변형된 분기관을 갖는 램프를 부분적으로 절개하여 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 램프가 수직 방향으로 배치된 모습을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 램프의 제조 방법을 도시하는 도면들이다.
도 7은 도 1에 도시된 수처리 장치의 고도산화 처리부를 도시하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 수처리 장치의 취수부를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 취수부에서 램프를 부분적으로 절개하여 도시하는 사시도이다.
도 4는 변형된 분기관을 갖는 램프를 부분적으로 절개하여 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 램프가 수직 방향으로 배치된 모습을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 램프의 제조 방법을 도시하는 도면들이다.
도 7은 도 1에 도시된 수처리 장치의 고도산화 처리부를 도시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치(10)를 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 수처리 장치(10)의 취수부(100)를 도시하는 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 취수부(100)에서 램프(102)를 부분적으로 절개하여 도시하는 사시도이며, 도 4는 변형된 분기관(123)을 갖는 램프(102)를 부분적으로 절개하여 도시하는 사시도이고, 도 5는 도 2에 도시된 램프(102)가 수직 방향으로 배치된 모습을 도시하는 도면이며, 도 6은 도 2에 도시된 램프(102)의 제조 방법을 도시하는 도면들이고, 도 7은 도 1에 도시된 수처리 장치(10)의 고도산화 처리부(400)를 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치(10)는 취수부(100), 약품 처리부(200) 및 여과부(300) 및 고도산화 처리부(400)를 포함하고, 수원(1)(예를 들어, 바닷물, 강물, 호수물, 지하수 등)으로부터 물을 흡입하여, 물에 포함된 입자를 제거하고, 물에 포함된 오염물질(예를 들어, 유기물, 독성 물질 등)을 산화 분해한다. 이로 인해, 물은 수처리 장치(10)에 의해 정화된다.
취수부(100)는 수원(1)의 수면 상에 부유하되, 수원(1)으로부터 물을 흡입하고, 자외선 및 오존을 발생시켜 물에 공급한다. 물의 오염물질은 자외선 및 오존에 의해 산화 분해된다. 또한, 자외선 및 오존은 수원(1)의 유기물 분해 및 활성화를 구현하기도 한다. 오염물질의 산화 분해가 이루어진 물은 취수부(100)로부터 배출되고, 약품 처리부(200)에 공급된다. 또한, 취수부(100)는 취수 몸체(101), 램프(102), 펌프(103), 및 전원 공급원(104)을 포함한다.
취수 몸체(101)에는 물이 흡입되고, 배출된다. 이러한 취수 몸체(101)는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어지고, 원기둥 형상으로 제조된다. 또한, 취수 몸체(101)는 반응 공간(111), 흡입구(113), 배출구(115), 스크린(117) 및 부유체(119)를 포함한다.
반응 공간(111)은 취수 몸체(101)의 내부에 밀폐된 형태로 형성된다. 반응 공간(111)은 취수 몸체(101)의 형상에 상응하는 형상으로 이루어진다.
또한, 반응 공간(111)의 내측면은 폴리싱(polishing) 처리된다. 본 실시예의 램프(102)는 반응 공간(111)에 수용된다. 램프(102)에 의해 반응 공간(111)에 제공된 자외선 및 오존은 반응 공간(111)의 내측면에 도달한 이후에 반사되어 반응 공간(111)의 물을 향하도록 유도된다. 이로 인해, 자외선 및 오존은 물을 향하도록 지속적으로 유도되어, 물과 지속적으로 반응할 수 있다. 즉, 물은 원활하게 정화될 수 있다.
흡입구(113)는 취수 몸체(101)의 하면에 형성되어 반응 공간(111)에 연결된다. 즉, 흡입구(113)를 통해 수원(1)과 반응 공간(111)은 연결될 수 있다. 물은 흡입구(113)를 통해 반응 공간(111)으로 흡입된다. 이때, 흡입구(113)는 반응 공간(111)의 횡단면에 상응하는 크기를 가질 수 있다.
배출구(115)는 취수 몸체(101)의 상면에 형성되어 반응 공간(111)에 연결된다. 이때, 배출구(115)는 흡입구(113)에 상응하는 크기로 이루어질 수 있다. 또한, 반응 공간(111)은 배출구(115)를 통해 약품 처리부(200)에 연결될 수 있다.
배출구(115)는 취수 몸체(101)의 상면에 형성되기에, 자외선 및 오존이 수원(1)으로 유도되지 않도록 한다. 특히, 수원(1)의 수중 생물은 자외선으로부터 어느 정도 보호될 수 있다.
한편, 본 실시예의 배출구(115)는 취수 몸체(101)의 상면에 위치된 것으로 도시되나, 이에 한정되지 않고 흡입구(113)의 상측에 위치되도록 취수 몸체(101)에 형성되기만 하면 된다.
스크린(117)은 흡입구(113)에 대응하도록 취수 몸체(101)에 설치된다. 물이 흡입구(113)를 통해 반응 공간(111)으로 유입될 때, 물에 포함된 이물질은 스크린(117)에 의해 여과된다. 여기서, 수원(1)으로부터 흡입된 물에 포함된 이물질은 수중 생물을 포함하기도 한다. 이로 인해, 이물질은 반응 공간(111)으로 유입되지 않아, 반응 공간(111)을 막지 않는다.
부유체(119)는 취수 몸체(101)의 상부에 위치되어, 취수 몸체(101)를 수원(1)의 수면 상에 부유한 상태로 유지시킬 수 있다. 이때, 부유체(111)는 취수 몸체(101)의 상단부를 둘러싼다. 이로 인해, 취수 몸체(101)는 수원(1)의 수위 변화에 상응하도록 이동하여, 안정적으로 수원(1)의 물을 흡입하는 데 이용된다.
램프(102)는 반응 공간(111)에 수용된다. 램프(102)의 내부에는 비활성 기체(예를 들어, 아르곤 등) 및 수은 아말감이 수용된다. 이때, 램프(102)는 자외선을 방사하는 데에, 자외선은 수은에 의해 253.7㎚의 유효 파장으로 방사되고, 비활성 기체에 의해 184.9㎚의 유효 파장으로 방사된다. 253.7㎚ 파장의 자외선은 낮은 112.5 kcal/mol의 파장 에너지를 갖기에 주로 유해성 병원균 등의 살균 용도로 사용되고, 184.9㎚ 파장의 자외선은 오존 생성 작용을 갖는다. 따라서, 램프(102)는 자외선을 방사하고 오존을 생성하여 반응 공간(111)에 제공한다. 자외선 및 오존은 반응 공간(111)에 유입된 물에 포함된 오염물질을 산화 분해하여 물을 정화한다.
반응 공간(111)의 내측면이 폴리싱 처리되기에, 오존 및 자외선은 반응 공간(111)의 내측면에 도달한 이후에 반사되어 반응 공간(111)의 물을 향하도록 유도된다. 이로 인해, 오존 및 자외선은 물을 향하도록 지속적으로 유도될 수 있어, 물과 지속적으로 반응할 수 있다.
상기와 같은 램프(102)는 발광관(121), 방전 전극(122), 분기관(123) 및 베이스(124)를 포함한다.
발광관(121)은 관 형상으로 이루어진다. 비활성 기체가 발광관(121)의 내부에 채워진다. 발광관(121)의 양 종단면은 밀폐된 상태이다. 이로 인해, 비활성 기체는 발광관(121)의 외부로 누설되지 않을 수 있다. 또한, 발광관(121)은 석영, 유리 등과 같은 투명한 재료로 이루어진다. 발광관(121)은 제 1 종단면이 상측으로 향하도록 수직 방향으로 배치되고, 반응 공간(111)에 수용된다.
방전 전극(122)은 발광관(121)의 제 1 종단면을 통해 발광관(121)에 삽입된다. 이때, 방전 전극(122)의 일부(예를 들어, 필라멘트 부분 등)는 발광관(121)의 내부에 위치되고, 방전 전극(122)의 나머지 일부(예를 들어, 단자 부분 등)는 발광관(121)의 외부에 위치된다.
발광관(121)의 양 종단면이 밀폐될 때, 발광관(121)의 양 종단부의 밀폐되는 부분의 내측면이 밀착된 상태이다. 이로 인해, 방전 전극(122)은 발광관(121)에 의해 고정된다.
한편, 본 실시예에서 방전 전극(122)이 발광관(121)의 제 1 종단면을 통해 발광관(121)에 삽입된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 방전 전극(122)은 발광관(121)의 제 2 종단면 또는 발광관(121)의 양 종단면 모두를 통해 발광관(121)에 삽입될 수 있다.
분기관(123)은 발광관(121)의 제 1 종단부의 외주면에 설치된다. 이때, 분기관(123)은 방전 전극(122)에 대응하도록 발광관(121)의 외주면에 위치된다. 분기관(123)의 제 1 종단면은 발광관(121)의 내부에 연결되고, 분기관(123)의 제 2 종단면은 폐쇄된다. 분기관(123)에는 수은 아말감(A)이 수용된다.
분기관(123)의 내주면에는 분기관(123)의 제 1 종단면에 인접하도록 분기 볼록부(123a)가 형성된다. 분기 볼록부(123a)는 분기관(123)의 내주면에 볼록하게 형성된다. 이로 인해, 분기관(123)에서 분기 볼록부(123a)가 형성된 부분의 내경은 가장 작으면서 수은 아말감(A)의 크기보다 작다. 수은 아말감(A)은 분기 볼록부(123a)에 의해 분기관(123)에 수용된 상태로 유지되어 발광관(121)으로 유도되지 않는다. 즉, 분기관(123)은 발광관(121)과는 별도의 공간에 수은 아말감(A)을 수용하도록 한다.
비활성 기체는 발광관(121)의 내부로부터 분기관(123)으로 유도되나, 수은 아말감(A)과 반응하지 않는다. 한편, 방전 전극(122)에 전류가 인가되면, 수은 아말감(A)으로 인해 자외선이 발생된다. 이때, 발생된 자외선은 투명한 재료로 이루어진 발광관(121)을 투과한다.
분기관(123)은 발광관(121)의 제 1 종단부의 외주면에 설치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는 발광관(121)의 제 2 종단부의 외주면에 설치될 수도 있고, 발광관(121)의 양 종단부의 외주면 모두에 설치될 수 있다.
한편, 분기관(123)은 도 4에 도시된 바와 같이 변형된 형태를 가질 수 있다. 이때, 분기관(123)은 분기 몸체관(131) 및 분기 연결관(133)을 포함한다.
분기 몸체관(131)은 발광관(121)의 제 1 종단부의 외주면에 각각 설치된다. 이때, 분기 몸체관(131)은 방전 전극(122)에 대응하도록 발광관(121)의 외주면에 위치된다. 분기 몸체관(131)의 제 1 종단면은 발광관(121)의 내부에 연결되고, 분기 몸체관(131)의 제 2 종단면은 개방된다.
분기 연결관(133)은 관 형상으로 이루어지고, 분기 몸체관(131)과 직교하도록 분기 몸체관(131)의 제 2 종단면과 연결된다. 이때, 분기 연결관(133)은 분기 몸체관(131)과 조합하여 T자 형상을 이룬다. 또한, 분기 연결관(133)의 내부는 분기 몸체관(131)의 내부와 연결되어, 발광관(121)의 내부와 연결되기도 한다.
또한, 분기 연결관(133)의 양 종단면은 폐쇄되고, 분기 연결관(133)의 제 1 종단부에는 수은 아말감(A)이 수용된다. 비활성 기체는 발광관(121) 및 분기관(123)에 수용된 상태로 누설되지 않고, 수은 아말감(A)은 분기 연결관(133)에 수용된 상태로 누설되지 않는다.
특히, 분기 연결관(133)의 내주면에는 분기 몸체관(131)에 인접하도록 분기 볼록부(123a)가 형성된다. 분기 볼록부(123a)는 분기 연결관(123)의 내주면에 볼록하게 형성된다. 수은 아말감(A)이 분기 연결관(133)의 제 1 종단부에 수용된 경우, 분기 볼록부(123a)는 분기 연결관(133)의 제 1 종단면과 분기 몸체관(131) 사이에 형성되고, 수은 아말감(A)은 분기 볼록부(123a)와 분기 연결관(133)의 제 1 종단면 사이에 위치된다.
분기 연결관(133)에서 분기 볼록부(123a)가 형성된 부분의 내경은 가장 작으면서 수은 아말감(A)의 크기보다 작다. 수은 아말감(A)은 분기 볼록부(123a)에 의해 분기 연결관(133)에 수용된 상태로 유지되어 분기 몸체관(131) 및 발광관(121)으로 유도되지 않는다. 즉, 분기관(123), 특히 분기 연결관(133)은 발광관(121)과는 별도의 공간에 수은 아말감(A)을 수용하도록 한다.
비활성 기체는 발광관(121)의 내부로부터 분기 몸체관(131) 및 분기 연결관(133)으로 유도되나, 수은 아말감(A)과 반응하지 않는다. 한편, 방전 전극(122)에 전류가 인가되면, 수은 아말감(A)으로 인해 자외선이 발생된다.
한편, 발광관(121)의 내부를 진공 상태로 만들기 위하여 공기가 발광관(121)의 내부로부터 흡입되거나, 또는 비활성 기체가 발광관(121)의 내부에 주입될 때, 분기 연결관(133)의 제 1 종단부에 수은 아말감(A)이 수용되고, 분기 연결관(133)의 제 1 종단면은 폐쇄되고 분기 연결관(133)의 제 2 종단면은 개방된다. 공기가 분기 연결관(133)의 제 2 종단면을 통해 발광관(121)으로부터 흡입되어 발광관(121)의 내부를 진공 상태에 이르도록 할 수 있다. 또한, 비활성 기체는 발광관(121)의 내부에 주입될 수 있다.
수은 아말감(A)은 공기의 흡입 및 비활성 기체의 주입에 영향을 받지 않으면서 분기 연결관(133)의 제 1 종단부에 위치될 수 있다. 이로 인해, 분기관(123)은 분기 몸체관(131) 및 분기 연결관(133)으로 이루어져, 수은 아말감(A)의 수용, 공기의 흡입 및 비활성 기체의 주입을 제공할 수 있다.
베이스(124)는 발광관(121)의 제 1 종단부에 연결된다. 이때, 분기관(123)은 발광관(121)의 길이방향으로 연장되는 형상으로 눕혀진 상태이다. 베이스(124)는 발광관(121)의 종단부 및 분기관(123)을 수용하여 보호한다. 또한, 방전 전극(122)은 베이스(124)에 연결되어, 베이스(124)를 통해 전원 공급원(104)과 연결되고, 전원 공급원(104)은 방전 전극(122)에 전류를 인가할 수 있다.
또한, 수은 아말감(A)은 고체 상태로 이루어지고, 분기관(123)에 의해 발광관(121)과는 별도로 수용된다. 이로 인해, 발광관(121)이 파손되더라도, 수은 아말감(A)은 외부로 누설되지 않아, 반응 공간(111) 및 수원(1)의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 베이스(124)와 발광관(121) 사이에는 밀폐링(125)이 설치될 수 있다. 이로 인해, 발광관(121)이 반응 공간(111)에 삽입된 상태에서, 물이 베이스(124)와 발광관(121) 사이로 유입되는 것이 밀폐링(125)에 의해 방지되어, 발광관(121)으로 물의 유입은 방지된다.
펌프(103)는 취수 몸체(101)의 반응 공간(111)에 수용된다. 펌프(103)가 작동할 때, 물은 흡입구(113)를 통해 반응 공간(111)에 흡입되고, 배출구(115)를 통해 배출될 수 있다. 부유체(119)가 수원(1)의 수면 상에서 부유할 때, 물은 펌프(103)에 의해 반응 공간(111)에 흡입되고, 자외선 및 오존과 반응한 이후에 약품 처리부(200)로 배출된다. 또한, 펌프(103)는 반응 공간(111)에 유입되는 물의 양을 조절할 수 있다.
본 실시예에서, 펌프(103)는 램프(102)의 하측에 위치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 램프(102)의 상측에 위치될 수도 있다. 펌프(103)는 램프(102)와 함께 취수 몸체(101)의 흡입구(113)와 배출구(115) 사이의 반응 공간(111)에 위치되고, 램프(102)의 하측에 위치되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 램프(102)로부터 발생되는 자외선으로부터 수중 생물은 보호될 수 있다.
전원 공급원(104)은 전기 에너지를 저장하고, 램프(102) 및 펌프(103)에 연결되어 램프(102) 및 펌프(103)에 전류를 공급한다. 이로 인해, 램프(102)는 자외선 및 오존을 취수 몸체(101)의 반응 공간(111)에 제공하고, 펌프(103)는 수원(1)으로부터 물을 반응 공간(111)에 흡입한다.
한편, 전원 공급원(104)은 태양광 패널로 이루어지기도 한다. 전원 공급원(104)은 태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환하여 저장한다. 이때, 전원 공급원(104)은 취수 몸체(101)의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 전원 공급원(104)은 취수 몸체(101)의 상면에 위치될 수도 있고, 취수 몸체(101)의 상면으로부터 이격된 상태로 위치될 수 있다. 이로 인해, 전원 공급원(104)은 물과 접촉되지 않으면서 태양에 노출될 수도 있다. 특히, 취수부(100)는 전기가 공급되지 않는 지역에서도 안정적으로 작동될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 램프(102)는 하기와 같이 제조된다.
우선, 방전 전극(122)이 발광관(121)의 제 1 종단면에 삽입되고, 발광관(121)의 양 종단면은 밀폐되는 단계(S101)가 이루어진다(도 6(a) 참조). 이때, 방전 전극(122)의 일부(예를 들어, 필라멘트 부분 등)는 발광관(121)의 내부에 위치되고 방전 전극(122)의 나머지 일부(예를 들어, 단자 부분 등)는 발광관(121)의 외부에 위치된다. 또한, 방전 전극(122)은 발광관(121)에 고정된 상태로 유지된다. 발광관(121)의 내부는 밀폐된 상태이다.
한편, S101 단계에서 방전 전극(122)은 발광관(121)의 제 2 종단면에 삽입되기도 하고, 발광관(121)의 양 종단면 모두에 삽입되기도 한다.
이어서, 분기관(123)이 발광관(121)의 제 1 종단부의 외주면에 설치되는 단계(S102)가 이루어진다(도 6(b) 참조). S102 단계에서, 발광관(121)이 수평방향으로 위치되고, 분기관(123)은 방전 전극(122)에 인접하면서 발광관(121)의 하측에 위치되도록 발광관(121)에 설치되어, 발광관(121)의 내부에 연결된다. 또한, 분기관(123)의 내주면에는 발광관(121)에 인접하도록 분기 볼록부(123a)가 형성된다.
한편, S101 단계에서, 분기관(123)은 발광관(121)의 제 1 종단부의 외주면에 설치되기도 하고, 발광관(121)의 양 종단부의 외주면 모두에 설치되기도 한다.
이어서, 수은 아말감(A)이 분기관(123)에 삽입되고, 분기관(123)의 종단면이 폐쇄되는 단계(S103)가 이루어진다(도 6(c) 참조). S103 단계에서, 분기관(123)의 내부는 수은 아말감(A)을 수용하면서 발광관(121)의 내부에 연결된다. 이때, 수은 아말감(A)은 분기 볼록부(123a)에 의해 발광관(121)의 내부로 유도되지 않는다.
이어서, 공기가 발광관(121)으로부터 흡입되어 배출되고 비활성 기체가 발광관(121)에 주입되는 단계(S104)가 이루어진다(도 6(d) 참조). S104 단계에서, 발광관(121)은 공기의 흡입 및 배출을 통해 진공 상태에 이르게 되고, 진공 상태에서 비활성 기체의 주입이 이루어진다. 이로 인해, S104 단계를 통해 발광관(121)은 비활성 기체로 채워진다.
S104 단계에서, 배기관(120)이 발광관(121)의 외주면에 설치되어 발광관(121)의 내부에 연결된 상태이다. 이때, 배기관(120)은 분기관(123)의 반대편에 위치되어 분기관(123)의 상측에 위치된다. S014 단계는 배기관(120)을 통해 이루어진다.
이어서, 베이스(124)가 발광관(121)의 제 1 종단부에 연결되는 단계(S105)가 이루어진다(도 6(e) 참조). S105 단계에서, 배기관(120)은 발광관(121)으로부터 분리되고, 발광관(121) 및 분기관(123)은 폐쇄된다. 또한, 분기관(123)은 발광관(121)의 길이방향으로 연장되는 형상으로 눕혀진 상태이다. S105 단계를 통해 베이스(124)는 발광관(121)의 종단부 및 분기관(123)을 수용하여 보호하고, 램프(102)는 완성되며, 베이스(124)는 방전 전극(122)에 연결된다. 전원 공급원(104)은 베이스(124)를 통해 방전 전극(122)에 연결되어 전류를 공급할 수 있다.
한편, 본 실시예의 램프(102)의 제조 방법의 S102 단계에서 도 4에 도시된 분기 몸체관(131) 및 연결 몸체관(133)으로 이루어진 변형된 분기관(123)이 설치되면, 이어지는 단계들이 다소 상이하게 이루어질 수 있다.
S102 단계에서, 분기관(123)의 분기 몸체관(131)이 발광관(121)의 외주면에 연결되어 발광관(121)의 내부에 연결되고, 분기 연결관(133)의 외주면은 분기 몸체관(131)과 연결된다. 또한, 분기 연결관(133)의 내주면에는 분기 몸체관(131)에 인접하도록 분기 볼록부(123a)가 형성된다.
S103 단계에서, 수은 아말감(A)이 분기 연결관(133)의 제 1 종단부에 삽입되어 위치되고, 분기 연결관(133)의 제 1 종단면이 폐쇄된다. 이때, 수은 아말감(A)은 분기 볼록부(123a)와 분기 연결관(133)의 제 1 종단면 사이에 위치된다. 분기 연결관(133)은 수은 아말감(A)을 수용하면서 분기 몸체관(131) 및 발광관(121)의 내부에 연결된다.
S104 단계는 배기관(120) 없이 분기관(123)을 통해 이루어진다. 분기 연결관(133)의 제 2 종단면을 통해 공기가 발광관(121)으로부터 흡입되어 배출된다. 이때, 공기는 발광관(121)으로부터 분기 몸체관(131) 및 분기 연결관(133)의 제 2 종단부를 통해 배출된다. 이로 인해, 발광관(121) 및 분기관(123)은 진공 상태에 이르게 된다.
발광관(121)이 진공 상태일 때, 비활성 기체는 분기 연결관(133)의 제 2 종단면을 통해 분기 연결관(133)의 제 2 종단부, 분기 몸체관(131) 및 발광관(121)으로 유도되어 채워진다. 비활성 기체의 주입이 완료되면 분기 연결관(133)의 제 2 종단면은 폐쇄되고, 비활성 기체는 발광관(121) 및 분기관(123)으로부터 누설되지 않는다.
S105 단계에서, 분기관(123)이 발광관(121)의 길이방향으로 연장되는 형상으로 눕혀질 때, 분기 몸체관(131) 및 분기 연결관(133)은 발광관(121)에 근접하도록 위치된다.
상기와 같은 램프(102)의 제조 방법은 분기관(123)을 발광관(121)에 연결하고, 분기관(123)에 수은 아말감을 수용한다. 발광관(121)이 진공 상태에 이르게 되고, 비활성 기체가 발광관(121)에 주입될 때, 수은 아말감(A)은 발광관(121)에 유도되지 않는다. 이로 인해, 램프(102)의 제조 방법은 비활성 기체 및 수은 아말감(A)을 연결된 상태의 별도의 공간으로 램프(102)에 제공하여, 수은 아말감(A)에 노출되지 않은 상태에서 안전하게 램프(102)를 제조할 수 있다.
약품 처리부(200)는 취수부(100)에 연결되고, 지상(2)에 위치된다. 취수부(100)는 흡입하여 자외선 및 오존을 이용하여 처리된 물을 약품 처리부(200)에 공급한다. 약품 처리부(200)에는 약품이 공급되고, 공급된 약품은 물과 혼합하여 처리된다. 이때, 물은 자외선 및 오존에 의해 처리된 상태이기에, 보다 원활하게 약품과 반응한다. 여기서, 약품은 응집제, 응집 보조제, pH 조절제 등을 포함하고 특수 목적성분 제거제를 포함하기도 한다.
한편, 약품 처리부(200)는 라인 믹서(line mixer)의 형태로 이루어진다.
여과부(300)는 약품 처리부(200)에 연결되고, 지상(2)에 위치된다. 여과부(300)는 약품에 의해 처리된 물에 포함된 입자를 여과시켜 처리수를 생성한다. 여기서, 입자는 취수부(100)의 스크린(117)에 여과되지 않는 입자 형태의 이물질 또는, 물과 약품의 반응을 통해 생성된 응집물(floc) 등을 의미한다.
또한, 여과부(300)는 제 1 여과부(301), 제 2 여과부(302) 및 여과 수조(303)를 포함한다.
제 1 여과부(301)는 약품 처리부(200)에 연결되어, 약품 처리부(200)로부터 공급된 물에 포함된 입자를 여과시킨다. 제 1 여과부(301)에는 마이크로필터, 활성탄필터, 모래 여과기 등이 적용된다. 또한, 제 1 여과부(301)의 내부 압력이 조절되어, 제 1 여과부(301)에 적용된 필터의 역세가 이루어질 수 있다.
제 2 여과부(302)는 제 1 여과부(301)에 연결된 제 1 여과부(301)를 통과한 물에 포함된 입자를 여과시킨다. 이때, 제 2 여과부(302)에 의해 여과되는 입자는 제 1 여과부(301)에 의해 여과되는 입자보다 작은 크기를 갖는다. 즉, 제 2 여과부(302)는 제 1 여과부(301)에 의해 여과되지 않는 입자를 여과시킨다. 이로 인해, 제 1 여과부(301) 및 제 2 여과부(302)는 상호 간에 조합하여 물에 포함된 입자를 여과시킴으로써 처리수를 생성한다.
이러한 제 2 여과부(302)에는 나노 필터, 중공사막 필터, 역삼투압 필터 등이 적용되고, 연수기, 활성탄 여과기가 적용될 수도 있다.
여과 수조(303)는 제 1 여과부(301)와 제 2 여과부(302) 사이에 위치되어 제 1 여과부(301)와 제 2 여과부(302)를 연결한다. 물은 제 1 여과부(301)를 통과한 이후에 여과 수조(303)에 저장되었다가 제 2 여과부(302)로 유도된다. 이로 인해, 제 2 여과부(302)에 유도되는 물의 양은 어느 정도 조절될 수 있어, 제 2 여과부(302)는 보다 안정적으로 물의 입자를 여과시킬 수 있다.
고도산화 처리부(400)는 여과부(300), 특히 제 2 여과부(302)에 연결되고, 지상(2)에 위치된다. 고도산화 처리부(400)에는 여과부(300)로부터 생성된 처리수가 공급된다. 고도산화 처리부(400)는 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수에 제공하고, 처리수의 오염물질을 산화 분해한다. 이때, 처리수는 고도산화 처리부(400)에 의해 소독되어, 악취 또는 잔존 유기물이 처리수로부터 제거된다. 이러한 처리수는 고도산화 처리부(400)로부터 유출되어 다양한 용도(예를 들어, 식수)로 이용될 수 있다.
또한, 고도산화 처리부(400)는 반응조(401), 램프(402) 및 전원 공급원(403)을 포함한다.
반응조(401)에는 처리수가 유입되고, 유출된다. 이러한 반응조(401)는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어진다. 또한, 반응조(401)는 반응 공간(411), 유입구(413), 유출구(415), 배플(417) 및 오존 배출구(419)를 포함한다.
반응 공간(411)은 반응조(401)의 내부에 밀폐된 형태로 형성된다. 반응 공간(411)은 반응조(401)의 형상에 상응하는 형상으로 이루어진다.
또한, 반응 공간(411)의 내측면은 폴리싱(polishing) 처리된다. 램프(402)에 의해 반응 공간(411)에 제공된 자외선 및 오존은 반응 공간(411)의 내측면에 도달한 이후에 반사되어 반응 공간(411)의 처리수를 향하도록 유도된다. 이로 인해, 자외선 및 오존은 처리수를 향하도록 지속적으로 유도되어, 처리수와 지속적으로 반응할 수 있다. 즉, 처리수는 원활하게 정화될 수 있다.
유입구(413)는 반응조(401)의 하부 일측면에 형성되어 반응 공간(411)에 연결된다. 처리수는 유입구(413)를 통해 반응 공간(411)으로 유입된다. 유입구(413)는 여과부(303) 특히, 제 2 여과부(302)에 연결된다. 즉, 여과부(300)에서 생성된 처리수는 유입구(413)를 통해 반응 공간(411)에 유입된다.
유출구(415)는 유입구(413)의 반대편에 위치되도록 반응조(401)의 상부 타측면에 형성되어 반응 공간(411)에 연결된다. 처리수는 유출구(415)를 통해 반응 공간(211)으로부터 유출된다.
본 실시예의 유출구(415)는 유입구(413)보다 상측에 위치된다. 이로 인해, 처리수는 유입구(413)를 통해 반응 공간(411)에 유입되어, 반응 공간(411)의 하부부터 순차적으로 채워져 유출구(415)를 통해 유출된다. 반응 공간(411)에 유입된 처리수는 유출구(415)의 위치에 대응되는 수위 이하로 유지될 수 있다. 또한, 처리수는 유입구(413)를 통해 반응 공간(411)에 유입되어 즉시 유출구(415)를 통해 반응 공간(411)으로부터 유출되지 않는다. 이로 인해, 처리수는 램프(402)에 의한 자외선 및 오존에 충분히 반응한 이후에 반응 공간(411)으로부터 유출될 수 있다.
배플(417)은 반응 공간(411)의 내부에 위치된다. 이때, 배플(417)은 유입구(413)에 인접하면서 유입구(413)와 마주하도록 위치되며, 반응 공간(411)의 내측면으로부터 연장되어 반응 공간(411)의 하면을 향하도록 구부러진다. 처리수가 유입구(413)를 통해 반응 공간(411)에 유입될 때, 처리수는 배플(417)과 접촉된 이후에, 반응 공간(411)의 상면이 아닌 반응 공간(411)의 하면을 향하여 유도된다. 처리수가 유입구(413)를 통해 지속적으로 반응 공간(411)에 유입됨으로써, 처리수는 반응 공간(411)의 하면과 배플(417)의 하단 사이를 통과하여 반응 공간(411)에 점차 채워져 유출구(415)를 통해 유출될 수 있다.
오존 배출구(419)는 반응조(401)의 상부에 형성되어, 반응 공간(411)에 연결된다. 이때, 오존 배출구(419)는 유출구(415)보다 상측에 위치된다. 램프(402)에 의해 발생된 오존은 처리수의 오염물질과 반응하고, 처리수에서 산소로 전이되어 용존 산소를 증가시킨다. 한편, 램프(402)에 의해 발생된 오존 중에서 처리수의 오염물질과 반응하지 않고 처리수에서 산소로 전이되지 않는 오존인 배오존은 오존 배출구(419)를 통해 반응 공간(411)으로부터 유출된다. 한편, 오존 배출구(419)는 여과부(300)의 여과 수조(303)에 연결되어 배오존을 여과 수조(303)에 공급하기도 한다.
램프(402)는 반응 공간(411)에 삽입되도록 반응조(401)의 상면에 설치된다. 이때, 램프(402)의 적어도 일부가 반응 공간(411)에 삽입된다. 램프(402)의 내부에는 비활성 기체(예를 들어, 아르곤 등) 및 수은 아말감이 수용된다. 이때, 램프(102)는 자외선을 방사하는 데에, 자외선은 수은에 의해 253.7㎚의 유효 파장으로 방사되고, 비활성 기체에 의해 184.9㎚의 유효 파장으로 방사된다. 253.7㎚ 파장의 자외선은 낮은 112.5 kcal/mol의 파장 에너지를 갖기에 주로 유해성 병원균 등의 살균 용도로 사용되고, 184.9㎚ 파장의 자외선은 오존 생성 작용을 갖는다. 따라서, 램프(402)는 자외선을 방사하고 오존을 생성하여 반응 공간(411)에 제공한다. 자외선 및 오존은 반응 공간(411)에 유입된 처리수에 포함된 오염물질을 산화 분해하여 처리수를 정화한다.
또한, 반응 공간(411)에서 배플(417)은 유입구(413)와 마주하도록 위치되기에, 처리수는 유입구(413)를 통과한 이후에 배플(417)과 접촉된 이후에 반응 공간(411)의 하면을 향하여 유동된 이후에 반응 공간(411)에서 유동된다. 이때, 반응 공간(411)에 방사된 자외선 및 오존은 처리수의 유동에 의해 처리수와 혼합되어 반응 공간(411)에서 균일하게 처리수와 반응하여 작용할 수 있다.
처리수는 유입구(413)를 통과한 이후에 배플(417)과 접촉되어 직접적으로 램프(402)에 도달하지 않는다. 램프(402)는 배플(417)에 의해 유입구(413)를 통과한 처리수로부터 보호된다. 이로 인해, 처리수의 유입으로 인한 램프(402)의 손상이 방지될 수 있다.
램프(402)는 취수부(100)의 램프(102)와 동일한 구성 및 효과를 갖기에, 램프(402)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 한편, 램프(402)는 파손되더라도, 수은 아말감은 외부로 누설되지 않아, 반응 공간(411)의 오염을 방지할 수 있다.
전원 공급원(403)은 전기 에너지를 저장하고, 램프(402)에 연결되어 램프(402)에 전류를 공급한다. 이로 인해, 램프(402)는 자외선 및 오존을 반응조(401)의 반응 공간(411)에 제공한다.
한편, 전원 공급원(403)은 태양광 패널로 이루어지기도 한다. 전원 공급원(403)은 태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환하여 저장한다. 이때, 전원 공급원(403)은 반응조(401)의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 전원 공급원(403)은 반응조(401)의 상면에 위치될 수도 있고, 반응조(401)의 상면으로부터 이격된 상태로 위치될 수 있다. 이로 인해, 전원 공급원(403)은 처리수와 접촉되지 않으면서 태양에 노출될 수도 있다. 특히, 고도산화 처리부(400)는 전기가 공급되지 않는 지역에서도 안정적으로 작동될 수 있다.
상기와 같은 수처리 장치(10)에서, 취수부(100)는 수원(1)으로부터 물을 흡입하여 자외선 및 오존을 이용하여 물의 오염물질을 산화 분해한다. 이때, 물에 포함된 유기물이 분해된다. 또한, 물은 약품 처리부(200) 및 여과부(300)를 통해 처리수로 생성된다. 고도산화 처리부(400)는 처리수를 자외선 및 오존을 이용하여 처리수의 오염물질을 산화 분해한다. 이때, 처리수에 남아 있던 유기물이 분해되고, 미생물 및 냄새가 제거된다. 또한, 처리수의 색도는 향상된다. 이로 인해, 수처리 장치(10)에 의해 정화된 물은 수원(1)으로부터 획득되어 음용가능한 수준에 이르게 된다.
취수부(100)의 램프(102) 및 고도산화 처리부(400)의 램프(402)는 고체 상태의 수은 아말감을 비활성 기체와 별도의 공간에 수용한다. 이로 인해, 램프(102, 402)는 파손되더라도, 수은 아말감(A)을 외부로 누설시키지 않아, 물을 오염시키지 않는다.
한편, 본 실시예의 수처리 장치(10)는 처리 저장부(500) 및 순환 처리부(600)를 더 포함하기도 한다.
처리 저장부(500)는 고도산화 처리부(400)에 연결되어, 지상(2)에 위치된다. 처리 저장부(500)에는 고도산화 처리부(400)로부터 처리수가 공급된다. 처리수는 처리 저장부(500)에 저장되고, 필요에 따라 배출된다. 이때, 배출된 처리수는 음용가능하다.
한편, 고도산화 처리부(400)의 오존 배출구(419)는 처리 저장부(500)에 연결된다. 고도산화 처리부(400)의 배오존은 처리 저장부(500)에 공급되어 처리수의 오염물질과 반응하고, 처리수에서 산소로 전이되어 용존 산소를 증가시킨다. 특히, 처리 저장부(500)는 처리수를 냉각시킨다. 이로 인해, 처리수의 온도가 하강됨으로써, 처리수의 용존 산소량이 증가되고, 처리수의 용존 오존량도 증가된다.
또한, 여과부(300)의 역세가 이루어질 때, 처리수는 온도가 하강된 상태로 여과부(300)에 공급되어 여과부(300)의 역세를 원활하게 구현하고, 수처리 장치(10)에서 여과부(300)와 고도산화 처리부(400)의 온도를 하강시켜 수처리 장치(10)의 안정성을 증대시킨다.
또한, 처리 저장부(500)에는 맥반석 등과 같은 다공성을 갖는 여재가 설치되기도 한다. 이로 인해, 처리수는 미네랄 워터(mineral water) 또는 알칼리수(alkaline water)로 생성된다.
순환 처리부(600)는 처리 저장부(500)에 연결되어, 지상(2)에 위치된다. 순환 처리부(600)는 고도산화 처리부(400)와 동일한 구성 및 효과를 갖는다.
처리 저장부(500)의 처리수는 직접 배출되기도 하고, 순환 처리부(600)에 공급되기도 한다. 순환 처리부(600)는 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수에 제공하고, 처리수의 오염 물질을 산화 분해한다. 순환 처리부(600)는 처리수를 다시 처리 저장부(500)에 공급된다. 순환 처리부(600)는 처리 저장부(500)에 저장된 처리수를 자외선 및 오존을 이용하여 지속적으로 처리하여 순환시킨다. 이로 인해, 처리수는 처리 저장부(500)에 저장된 상태로 추가적으로 정화되어 처리 저장부(500)로부터 배출될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 지상(2)에 위치되는 약품 처리부(200), 여과부(300), 고도산화 처리부(400), 처리 저장부(500) 및 순환 처리부(600)는 컨테이너, 차량(예를 들어, 트럭 등), 받침대(rack)에 배치되어 지상(2)에 위치될 수 있다. 상기와 같은 구성요소들은 지상(2)에서 이동가능하다. 이로 인해, 본 실시예의 수처리장치(10)는 보다 용이하게 다양한 수원(1)에 적용되어, 다양한 지역에 정화된 물을 공급할 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
10: 수처리 장치 100: 취수부
101: 취수 몸체 111: 반응 공간
113: 흡입구 115: 배출구
117: 스크린 119: 부유체
102: 램프 121: 발광관
122: 방전 전극 123: 분기관
123a: 분기 볼록부 131: 분기 몸체관
133: 분기 연결관 124: 베이스
125: 밀폐링 103: 펌프
104: 전원 공급원 200: 약품 처리부
300: 여과부 301: 제 1 여과부
302: 제 2 여과부 303: 여과 수조
400: 고도산화 처리부 401: 반응조
411: 반응 공간 413: 유입구
415: 유출구 417: 배플
419: 오존 배출구 402: 램프
403: 전원 공급원 500: 처리 저장부
600: 순환 처리부
101: 취수 몸체 111: 반응 공간
113: 흡입구 115: 배출구
117: 스크린 119: 부유체
102: 램프 121: 발광관
122: 방전 전극 123: 분기관
123a: 분기 볼록부 131: 분기 몸체관
133: 분기 연결관 124: 베이스
125: 밀폐링 103: 펌프
104: 전원 공급원 200: 약품 처리부
300: 여과부 301: 제 1 여과부
302: 제 2 여과부 303: 여과 수조
400: 고도산화 처리부 401: 반응조
411: 반응 공간 413: 유입구
415: 유출구 417: 배플
419: 오존 배출구 402: 램프
403: 전원 공급원 500: 처리 저장부
600: 순환 처리부
Claims (10)
- 수원으로부터 물을 흡입하고, 자외선 및 오존을 발생시켜 물의 오염물질을 산화 분해하고, 물을 배출하는 취수부;
취수부에 연결되고, 취수부로부터 배출된 물을 약품과 혼합하여 처리하는 약품 처리부;
약품 처리부에 연결되어, 약품에 의해 처리된 물에 포함된 입자를 여과시켜 처리수를 생성하는 여과부; 및
여과부로부터 처리수가 공급되고, 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수의 오염 물질을 산화 분해하는 고도산화 처리부를 포함하며,
취수부는,
수원의 수면 상에 부유하는 취수 몸체;
취수 몸체에 수용되어, 자외선 및 오존을 발생시키는 램프;
취수 몸체에 수용되어 물을 흡입하고 배출하는 펌프; 및
취수 몸체의 상측에 위치되어, 램프 및 펌프에 연결되어 전류를 인가하는 전원 공급원을 포함하되,
펌프가 물을 취수 몸체에 흡입하고 취수 몸체로부터 배출할 때, 램프는 자외선 및 오존을 발생시켜 물의 오염물질을 산화 분해하고,
취수 몸체는,
취수 몸체의 내부에 형성되고, 램프 및 펌프를 수용하며, 폴리싱 처리된 내측면을 갖는 반응 공간;
취수 몸체의 하면에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 물이 흡입되는 흡입구;
흡입구의 상측에 위치되도록 취수 몸체에 형성되어 반응 공간과 약품 처리부를 연결하고, 물이 배출되는 배출구;
흡입구에 대응하도록 취수 몸체에 설치되는 흡입구에 유도되는 물에 포함된 입자를 여과시키는 스크린; 및
취수 몸체의 상부에 설치되어, 취수 몸체를 수원의 수면 상에 부유시키는 부유체를 포함하며,
램프는,
투명한 관 형상으로 이루어지되, 내부에 비활성기체가 채워지고, 양 종단면이 밀폐되며, 적어도 일부가 반응 공간에 삽입되어 수직방향으로 위치되는 발광관;
발광관의 적어도 하나의 종단면에 삽입되는 방전 전극;
발광관의 내부에 연결되도록 발광관의 적어도 하나의 종단부의 외주면에 설치되고, 고체 상태의 수은 아말감을 수용하는 분기관; 및
분기관을 덮도록 발광관의 적어도 하나의 종단부에 연결되어, 방전 전극과 연결되는 베이스를 포함하되,
전류가 방전 전극에 인가될 때, 자외선이 발광관의 내부에서 방사되어 발광관을 투과하고, 오존을 생성하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 수처리 장치는,
고도산화 처리부로부터 처리수가 공급되고, 처리수를 저장하여 냉각하고, 선택적으로 처리수를 배출하는 처리 저장부; 및
처리 저장부로부터 처리수가 공급되고, 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수의 오염 물질을 추가로 산화 분해하여 처리 저장부로 공급하는 순환 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제4항에 있어서, 고도산화 처리부 및 순환 처리부 중 적어도 하나는,
여과부에 연결되어, 여과부로부터 처리수가 유입되고 처리수를 유출하는 반응조;
적어도 일부가 반응조에 삽입되어, 자외선 및 오존을 발생시켜 반응조의 처리수에 제공하는 램프; 및
반응조의 상측에 위치되어, 램프에 연결되어 전류를 인가하는 전원 공급원을 포함하되,
반응조의 램프는 자외선 및 오존을 발생시켜 반응조의 처리수의 오염물질을 산화 분해하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제5항에 있어서, 반응조는,
반응조의 내부에 형성되고, 폴리싱 처리된 내측면을 갖는 반응 공간;
반응조의 하부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 처리수가 유입되는 유입구;
반응조의 상부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 처리수가 유출되는 유출구;
반응 공간의 내부에 유입구에 마주하도록 위치되고, 유입구를 통해 반응 공간에 유입된 처리수를 반응 공간의 하면을 향하도록 유도하는 배플; 및
유출구의 상측에 위치되도록 반응조의 상부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 오존을 유출하는 오존 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 수처리 장치에 있어서,
수원으로부터 물을 흡입하고, 자외선 및 오존을 발생시켜 물의 오염물질을 산화 분해하고, 물을 배출하는 취수부;
취수부에 연결되고, 취수부로부터 배출된 물을 약품과 혼합하여 처리하는 약품 처리부;
약품 처리부에 연결되어, 약품에 의해 처리된 물에 포함된 입자를 여과시켜 처리수를 생성하는 여과부; 및
여과부로부터 처리수가 공급되고, 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수의 오염 물질을 산화 분해하는 고도산화 처리부를 포함하며,
수처리 장치는,
고도산화 처리부로부터 처리수가 공급되고, 처리수를 저장하여 냉각하고, 선택적으로 처리수를 배출하는 처리 저장부; 및
처리 저장부로부터 처리수가 공급되고, 자외선 및 오존을 발생시켜 처리수의 오염 물질을 추가로 산화 분해하여 처리 저장부로 공급하는 순환 처리부를 더 포함하고,
고도산화 처리부 및 순환 처리부 중 적어도 하나는,
여과부에 연결되어, 여과부로부터 처리수가 유입되고 처리수를 유출하는 반응조;
적어도 일부가 반응조에 삽입되어, 자외선 및 오존을 발생시켜 반응조의 처리수에 제공하는 램프; 및
반응조의 상측에 위치되어, 램프에 연결되어 전류를 인가하는 전원 공급원을 포함하되,
램프는 자외선 및 오존을 발생시켜 반응조의 처리수의 오염물질을 산화 분해하며,
반응조는,
반응조의 내부에 형성되고, 폴리싱 처리된 내측면을 갖는 반응 공간;
반응조의 하부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 처리수가 유입되는 유입구;
반응조의 상부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 처리수가 유출되는 유출구;
반응 공간의 내부에 유입구에 마주하도록 위치되고, 유입구를 통해 반응 공간에 유입된 처리수를 반응 공간의 하면을 향하도록 유도하는 배플; 및
유출구의 상측에 위치되도록 반응조의 상부에 형성되어 반응 공간에 연결되고, 오존을 유출하는 오존 배출구를 포함하고,
램프는,
투명한 관 형상으로 이루어지되, 내부에 비활성기체가 채워지고, 양 종단면이 밀폐되며, 적어도 일부가 반응 공간에 삽입되어 수직방향으로 위치되는 발광관;
발광관의 적어도 하나의 종단면에 삽입되는 방전 전극;
발광관의 내부에 연결되도록 발광관의 적어도 하나의 종단부의 외주면에 설치되고, 고체 상태의 수은 아말감을 수용하는 분기관; 및
분기관을 덮도록 발광관의 적어도 하나의 종단부에 연결되어, 방전 전극과 연결되는 베이스를 포함하되,
전류가 방전 전극에 인가될 때, 자외선이 발광관의 내부에서 방사되어 발광관을 투과하고, 오존을 생성하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제1항 또는 제7항에 있어서,
분기관의 내주면에는 분기 볼록부가 볼록하게 형성되고,
수은 아말감은 분기관에 수용되고, 분기 볼록부에 의해 발광관으로 유도되지 않는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제1항 또는 제7항에 있어서, 분기관은,
관 형상으로 이루어지고, 발광관의 내부에 연결되도록 발광관의 적어도 하나의 종단부의 외주면에 설치되는 분기 몸체관; 및
관 형상으로 이루어지고, 분기 몸체관의 내부에 연결되도록 분기 몸체관과 직교하며, 수은 아말감이 수용되는 분기 연결관을 포함하되,
분기 연결관의 내주면에는 분기 볼록부가 볼록하게 형성되고,
수은 아말감은 분기 연결관의 제 1 종단면과 분기 볼록부 사이의 분기 연결관에 수용되고, 분기 볼록부에 의해 분기 몸체관으로 유도되지 않는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제1항 또는 제7항에 있어서,
분기관이 발광관의 길이방향으로 연장되는 형상으로 눕혀진 상태에서, 베이스는 발광관의 종단부를 수용하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
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