KR100542425B1 - 상수도용 압력식 정수시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정 압력에 의해 물을 강제로 공급하는 펌프와; 상기 폄프에 의해 강제 공급되는 물에 포함된 이물질을 거르고 세균증식을 억제시키는 다수개의 항균필터와; 상기 항균필터를 거쳐 낙수 공급되는 물이 침전 이동하고 상부의 여과스크린과 하부의 입상활성탄이 채워진 다수개의 활성탄망체를 경유하며 여과되는 침전조와; 상기 침전조를 거쳐 하부로 여과된 여과수가 격벽 하부로부터 공급되고 상승이동되면서 극세사로 이루어진 다수개의 스크린망을 경유하며 정수되는 정수조와; 상기 정수조를 거쳐 정화된 정수가 격벽 상부로부터 공급되고 은전극봉의 미량동작용에 의해 살균되는 살균조와; 상기 살균조의 양측에 위치되어 살균조를 거쳐 최종적으로 정수된 물이 상수로 배출 공급되기 전까지 이동 저장되는 저장조를 구비하는 상수도용 압력식 정수시설에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 일정 압력에 의해서 물을 다수개의 여과장치와 살균장치를 거치면서 보다 효율적으로 상수를 제공할 수 있을 뿐 만 아니라, 보다 적은 약품을 사용하여 비용을 절약할 수 있고, 보다 적은 면적에서 보다 좋은 양질의 상수를 얻을 수 있는 효과가 있다.

펌프, 침전조, 활성탄망체, 정수조, 살균조, 은전극봉, 저장조

Description

상수도용 압력식 정수시설{Pressure type clean water institution for waterworks}

도 1은 본 발명 실시 예인 정수시설의 모습을 보인 사시도,

도 2는 본 발명 실시 예인 정수시설의 모습을 보인 평면도,

도 3은 본 발명 실시 예인 정수시설의 모습을 보인 측단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 정수시설 10 : 펌프

20 : 항균필터 30 : 침전조

31 : 여과스크린 32 : 활성탄망체

33 : 입상활성탄 40 : 정수조

41 : 격벽 42 : 스크린망

50 : 살균조 51 : 격벽

52 : 은전극봉 60 : 저장조

본 발명은 상수도용 압력식 정수시설에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 압력에 의해서 물을 다수개의 여과장치와 살균장치를 거치면서 보다 효율적으로 상수를 제공할 수 있을 뿐 만 아니라, 보다 적은 약품을 사용하여 비용을 절약할 수 있고, 보다 적은 면적에서 보다 좋은 양질의 상수를 얻을 수 있는 상수도용 압력식 정수시설에 관한 것이다.

상수도의 정수는 수질이 좋은 지하수나 용출수(湧出水)는 염소소독만을 하고 급수하는 경우가 많으나, 하천이나 호소를 수원으로 하는 수도에서는 탁도와 세균류 등의 유해불순물을 정성껏 제거하지 않고서는 음료수로서 공급할 수 없다. 이와 같이 물을 정화하는 것을 정수(淨水)라고 하며, 정수를 하는 장소를 정수장이라 한다.

정수의 방법에는 대별하여 완속여과법(緩速濾過法)과 급속여과법이 있으며, 원수(原水)는 앞서의 어떤 방법으로든 정화의 목적을 달성할 수 있지만, 철 ·망간 기타 경도를 높이거나 냄새를 나게 하는 물질 등의 특수성분을 제거하기 위하여는 그것에 적합한 특수처리 방법을 채택해야 한다

상수도의 완속여과정수법은 영국에서 발명된 방법으로, 유럽에서 널리 이용되고 있다. 이 방법에서는 보통 침전지를 두어 여과속도 3~5 m/일(日)로 모래여과한다. 침전지는 수심을 약 4 m로 한 철근 콘크리트못에 원수(原水)를 유입하고 정 치시킨 후, 약 8시간 만에 유출시켜 모래 및 비교적 거친 점토 등을 침전시키는 곳이다. 침전이 끝난 물은 완속여과지에 유입되어 모래층(두께 70∼90 cm)을 통과하면서 여과되는데, 탁도 ·세균 등은 완전히 제거될 뿐 아니라 암모니아 ·철 ·망간과 같은 용해성 물질들도 매우 잘 제거된다. 여과의 지속시간이 길어지면 모래층의 표면에 무수한 세균과 조류(藻類)를 포함하는 점질의 막(여과막)이 형성되는데, 사면(砂面) 이하 수 cm까지 세균을 주체로 한 적갈색 점착성 물질이 부착되어 있다. 말하자면, 완속여과에서는 여과막과 사립(砂粒)을 내포한 점질막이 생겨야 비로소 정화력을 발휘하게 된다. 여과가 계속되면 생물막이 점점 두껍게 되어 통상 20∼30일이 되면 모래의 공극이 폐쇄되어 여과의 능력이 저하된다. 이런 경우 모래층 표면을 1∼2 cm 깎아내어 여과 기능을 회복시켜야 한다. 완속여과지에서 여과된 물은 세균의 99 %가 제거되어 있으므로 염소소독만으로 정화의 목적을 달성할 수 있다. 이런, 완속여과법은 안전하고 맛이 좋은 양질의 물을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 관리하기 편하고, 약품이나 동력이 필요하지 않은 장점이 있다. 그러나 반면에 광대한 면적과 인력이 필요하며 자동화하기 어려운 결점이 있기 때문에 최근에 설치되는 것은 거의 이 방법을 사용하지 않고 있는 실정이다.

또한, 상수도의 급속여과정수법은 미국에서 개발되었으며 기계여과라고도 한다. 이는 약품침전지를 겸해야 하며, 여과의 속도는 120~150 m/일(日)이다. 사용되는 약품으로는 황산알루미늄과 같은 응집제를 주입한 후 혼화지에서 약품을 혼화시키면 알루미늄의 수화물이 생겨 수중의 점토입자와 세균 등이 상호운동으로 결합되 어 미소한 침전물을 만든다. 이것을 침전물 형성지에 도입한 후에 20∼40분간 체류하게 하여 큰 침전물로 응집시켜 침전지에서 3∼4시간 머물게 하면 그 동안에 대부분의 부유물질이 침전하여 제거된다. 약품침전지에서 제거되지 않은 부유물은 다음 단계인 모래여과지에서 제거된다. 그러나 세균류와 미소한 생물은 완속여과법과는 달리 여과수 속에 새어나오게 된다. 이들 생물을 살균하기 위한 제3의 공정으로서 염소소독을 하여야 한다. 전처리(前處理)의 성적에 따라서도 다소 차이가 있으나 보통 급속여과에서는 1∼2일 동안 계속적으로 여과를 하면 막혀서 여과가 되지 않는다. 이때 위에서 압력수를 이용하여 모래층 표면에 축적되어 있는 침전물의 막을 파괴함과 동시에 아래쪽에서는 정수를 내뿜어 여과층을 깨끗하게 역류 세척하여 여과의 기능을 회복시킨다. 사용되는 응집제로서는 황산알루미늄 ·폴리염화알루미늄 ·황산철과 염화철 등이 사용되고 보조제로서는 소석회 ·소다회 ·가성소다 ·알긴산나트륨 ·활성규산 등이 사용된다. 그리하여 이러한 약품 등을 적절히 조합하여 탁도를 단시간에 낮춘다. 약품침전지는 보통침전지와 같은 수심 4 m인 콘크리트조인데 침전된 오물(sludge)을 배제하기 위한 집니기(集泥器:sludge collector)를 설치하는 경우가 많다. 최근에는 침전지를 2∼3층으로 건조하여 경사판을 설치하고 소형화시켜 사용하고 있다. 그리고 혼화지와 침전지를 일체로 한 고속 응집침전지가 있는데 관리하기 어렵지만 용지가 적게 소요되므로 널리 이용되고 있다. 최근에는 급속여과조작의 자동화가 성행되어 단순한 원리로서 자동급속여과장치가 개발되고 있다. 이와 같은 급속여과법은 탁도와 색도가 높아도 정화가 가능하고 용지면적이 적게 들며, 여과의 세정이 기계적으로 자동화되기 때문에 인력이 필요하지 않은 이점이 있다. 반면에 정화기능이 약품처리의 양부에 의하여 지배되므로 안전성이 적어, 조작관리에 숙련된 인력이 요구된다는 점, 정수의 수질이 완속여과법에 비해 뒤진다는 점, 암모니아 ·취기 ·망간 등의 제거에는 효과가 없다는 점 등의 결점이 있다.

또한, 상수도의 특수처리정수법은, 일반방법으로 제거할 수 없는 성분이나 정수작업을 방해하는 물질을 함유할 경우에 특별히 처리하는 방법을 특수처리법이라 한다. 즉, 철 ·망간을 다량으로 함유할 경우에 적갈색이나 흑갈색이 되므로 제거해야 한다. 그러기 위해서 먼저 포기(曝氣)하거나, 염소 ·과망간산칼륨 ·오존 등을 사용하여 산화시키고, 모래나 특수한 여과재료를 사용한 여과처리로 제거하는 것이 일반적이다. 그러나 철이나 망간을 좋아하는 박테리아를 이용하여 제거하는 방법도 있다. 또 경도(硬度)가 높은 물은 보일러의 내부에 침착물을 생기게 하며 이질의 원인이 되기도 하므로 소석회나 소다회를 가하여 칼슘이나 마그네슘을 침전시켜 제거하거나 이온교환수지법을 사용하여 제거한다. 물의 냄새를 제거하는 것은 매우 어려운데, 현재로서는 활성탄에 흡착시키거나 오존으로 분해하는 이외에 다른 확실한 방법은 없다. 보통 조류 등의 플랑크톤이 다수 발생하면 물의 냄새나 색은 여과지에서는 해결하기가 힘들다. 그러므로 일반적으로 황산구리나 염소 등을 사용하여 죽이거나 마이크로스트레이너를 사용하기도 한다. 또한 적당량의 플루오르 이온을 함유한 물을 유아에게 먹이면 충치예방에 효과가 있으므로 수돗물에 플루오르 화합물을 첨가하는 경우가 있는데, 영국과 캐나다에서는 널리 이용되고 유럽에서도 채택하는 수도가 많다

이렇게 종래의 상수도 정수시설은 광대하고, 많은 약품을 필요로 하는 것으로, 그에 따른 많은 예산과 시간을 들여서 넓은 대지에 건설하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일정 압력에 의해서 물을 다수개의 여과장치와 살균장치를 거치면서 보다 효율적으로 상수를 제공할 수 있을 뿐 만 아니라, 보다 적은 약품을 사용하여 비용을 절약할 수 있고, 보다 적은 면적에서 보다 좋은 양질의 상수를 얻을 수 있는 상수도용 압력식 정수시설을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일정 압력에 의해 물을 강제로 공급하는 펌프와;

상기 폄프에 의해 강제 공급되는 물에 포함된 이물질을 거르고 세균증식을 억제시키는 다수개의 항균필터와;;

상기 항균필터를 거쳐 낙수 공급되는 물이 침전 이동하고 상부의 여과스크린과 하부의 입상활성탄이 채워진 다수개의 활성탄망체를 경유하며 여과되는 침전조 와;

상기 침전조를 거쳐 하부로 여과된 여과수가 격벽 하부로부터 공급되고 상승이동되면서 극세사로 이루어진 다수개의 스크린망을 경유하며 정수되는 정수조와;

상기 정수조를 거쳐 정화된 정수가 격벽 상부로부터 공급되고 은전극봉의 미량동작용에 의해 살균되는 살균조와;

상기 살균조의 양측에 위치되어 살균조를 거쳐 최종적으로 정수된 물이 상수로 배출 공급되기 전까지 이동 저장되는 저장조를 구비하는 특징이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시 예인 정수시설의 모습을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명 실시 예인 정수시설의 모습을 보인 평면도이며, 도 3은 본 발명 실시 예인 정수시설의 모습을 보인 측단면도이다.

참고로 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

본 발명의 상수도용 압력식 정수시설(1)은, 물을 강제 공급하는 펌프(10)와, 공급되는 물의 세균을 죽이거나 증식을 억제하는 항균필터(20)와, 물에 포함된 이물질을 여과시키는 침전조(30)와, 여과된 물을 더욱 세밀하게 여과시키는 정수조(40)와, 세밀하게 연과된 물을 살균시키는 살균조(50)와, 살균된 물을 저장하는 저장조(60)로 구성된다.

상기 펌프(10)는 일정 압력으로 물을 강제로 공급하는 수단으로, 정수시설(1)의 초입에 설치된다.

상기 항균필터(20)는 다수개가 설치되어, 폄프(10)에 의해 강제 공급되는 물에 포함된 이물질을 거르고 세균증식을 억제시킨다.

상기 침전조(30)는 항균필터(20)를 거쳐 낙수 공급되는 물을 침전 이동시켜 여과시키는 곳으로, 상부에는 여과스크린(31)이 수직방향으로 다수개 고정되고, 하부에는 입상활성탄(33)이 채워진 다수개의 활성탄망체(32)가 조밀하게 밀착되어 길이방향으로 고정된다.

상기 정수조(40)는 침전조(30)를 거쳐 여과된 여과수가 격벽(41) 하부로부터 공급되어 상승이동되면서 극세사로 이루어져 상하방향으로 다수개 고정된 스크린망 (42)을 경유하며 미세하게 정수된다.

상기 살균조(50)는 정수조(40)를 거쳐 정화된 정화수가 격벽(51) 상부로부터 공급되어 내부에 장착되어 전류가 흐르는 은전극봉(52)의 미량동작용에 의해 각종 균을 살균시킨다.

상기 저장조(60)는 살균조(50)의 양측에 위치되어 살균조(50)를 거쳐 최종적으로 정수된 물이 상수로 배출 공급되기 전까지 이동 저장되는 장소이다.

이와 같은 본 발명의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 펌프(10)에 의해서 본 발명의 정수장치(1) 내부로 강제로 공급되는 물은, 다수개의 항균필터(20)를 거치면서 1차로 이물질을 여과시키면서 세균이 증식되는 것을 억제하게 된다. 이렇게 세균증식이 억제된 물은 사각형 형상의 침전조(30)의 상단에서 낙수 공급된다.

친전조(30)에 낙수로 공급된 1차로 여과된 물은, 침전되어 하부로 이동하게 되는바, 상부에 횡방향으로 고정된 다수개의 여과스크린(31)을 거치면서 이물질이 2차로 여과되며, 다시 그 하부에 배열된 활성탄망체(32)의 내부에 체워진 입상활성탄(33)을 경유하면서 3차로 연과된다.

이렇게 3차로 여과된 여과수는 격벽(41)의 하부를 통해서 정수조(40)의 하단으로 공급되어 상승 이동하면서 중심측에 고정된 극세사로 이루어진 다수개의 스크 린망(42)을 경유하면서 4차로 미세여과되며 정화된다.

이렇게 정수조(40)를 거치면거 4차로 미세하게 정화된 정수는 격벽(51)의 상단을 통해 살균조(50)로 유입되너 전류가 통전되는 은전극봉(52)의 미량동작용에 의해 최종 정수된다.

여기서, 미량동작용(微量動作用 oligodynamic action)이란, 미량의 중금속 등 용해물질의 이온작용이 생물에 영향을 주어 그 발육이 방해되거나 죽게 되는 현상으로, 미동작용 또는 극미작용이라고도 한다. 7만 7000단위인 물에 1단위인 구리를 녹인 용액 속에서 파랑말인 수면(水綿) Spirogyra이 사멸하는 것을 O. 네켈리가 발견, 이를 미량의 구리이온에서 기인한 현상이라 하여 미량동작용이라 명명했다. 금속을 순수한 물에 담갔을 때 미량동작용의 이온화경향은 은＞수은＞백금＞금＞코발트＞구리＞납＞제 2 철＞아연…의 순서로 작용, 금＞은＞수은 …인 전기화학배열과는 순서를 달리한다. 1915년 K. 스피로는 은·구리·납이 용해된 물에서 조류(藻類)의 발육을 관찰, 그 저해 요인이 금속의 콜로이드작용 때문임을 밝혀냈으며, 그 뒤 금속 중에서 은이 가장 강한 미량동작용을 일으킨다는 사실이 밝혀졌다. 이 은 콜로이드를 이용, G.A. 크라우제는 식수(食水) 등에 쓰이는 살균제와 방부제를 만들어냈는데, 이는 은 콜로이드가 세포질에 들어 있는 황과 결합, 산화환원계를 저해함으로써 미생물에 살균작용을 가하는 작용메커니즘을 이용한 것이다.

이렇게 살균조(50)에서 통전되는 은전극봉(52)에 의해서 살균된 물은, 살균 조(50)에 인접되어서 양측으로 연결되게 위치된 저장조(60)로 이동되어 일정기간도안 저장된 후, 상수로서 배출, 각 가정이나 공장으로 공급되게 된다.

이와 같이, 본 발명은 일정 압력에 의해서 물을 다수개의 여과장치와 살균장치를 거치면서 보다 효율적으로 상수를 제공할 수 있을 뿐 만 아니라, 보다 적은 약품을 사용하여 비용을 절약할 수 있고, 보다 적은 면적에서 보다 좋은 양질의 상수를 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (1)

1. 일정 압력에 의해 물을 강제로 공급하는 펌프와;

   상기 폄프에 의해 강제 공급되는 물에 포함된 이물질을 거르고 세균증식을 억제시키는 다수개의 항균필터와;

   상기 항균필터를 거쳐 낙수 공급되는 물이 침전 이동하고 상부의 여과스크린과 하부의 입상활성탄이 채워진 다수개의 활성탄망체를 경유하며 여과되는 침전조와;

   상기 침전조를 거쳐 하부로 여과된 여과수가 격벽 하부로부터 공급되고 상승이동되면서 극세사로 이루어진 다수개의 스크린망을 경유하며 정수되는 정수조와;

   상기 정수조를 거쳐 정화된 정수가 격벽 상부로부터 공급되고 은전극봉의 미량동작용에 의해 살균되는 살균조와;

   상기 살균조의 양측에 위치되어 살균조를 거쳐 최종적으로 정수된 물이 상수로 배출 공급되기 전까지 이동 저장되는 저장조를 구비하는 상수도용 압력식 정수시설.

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