KR100812268B1

KR100812268B1 - 이동식 정수장치

Info

Publication number: KR100812268B1
Application number: KR1020060120765A
Authority: KR
Inventors: 이세홍
Original assignee: 비손푸른엔지니어링 주식회사
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-03-17
Anticipated expiration: 2026-12-01

Abstract

본 발명은 정수장치를 차량에 탑재하여 이동이 가능토록 하여 정수장치가 없는 곳에서도 개울물 또는 하천수 등을 정수하여 음용수로 이용할 수 있도록 함으로서, 오지 주민 또는 홍수 또는 장마로 인한 수재민들에게 음용수를 쉽고도 간편하게 제공할 수 있을 뿐만 아니라 급수 시설이 구비되지 않은 공사 현장 및 관광지 등에서 음용수의 공급이 용이하도록 하는 이동식 정수장치에 관한 것으로, 화물칸에 설치되거나 별도의 트레일러에 설치되어지되 개울물 또는 하천수 등의 원수를 원수펌프(11)를 통해 공급받아 저장하는 원수저장탱크(10)와; 상기 원수저장탱크(10)와 연결설치되어 원수저장탱크(10)로부터 공급되는 원수에서 콜로이드, 미립자 등 부유물질과 유기물 등의 용해성 물질 또는 기체분자 등의 오염물질을 내부에 설치되는 분리막(21)을 통해 여과, 분리하는 막분리조(20)와; 활성이온을 발생하는 활성이온탱크(35)와; 상기 막분리조(20) 및 활성이온탱크(35)와 연결설치되어 막분리조(20)에서 여과, 분리되어 이송펌프(22)를 통해 이송되는 분리수와 활성이온탱크(35)에서 공급되는 활성이온을 혼합하는 혼합탱크(30)와; 상기 혼합탱크(30)와 접속되어 혼합탱크(30)로부터 공급되는 물을 활성탄과 접촉되도록 내부에 활성탄 소재(41)가 충진되는 활성탄 탱크(40);로 이루어진다.

이동식, 정수장치, 활성탄, 활성이온

Description

이동식 정수장치{The movable water-purifying device}

도 1은 본 발명에 따른 이동식 정수장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 이동식 정수장치의 구성을 나타낸 측면배치도이며,

도 3은 본 발명에 따른 이동식 정수장치의 구성을 나타낸 평면배치도이고,

도 4는 본 발명에 따른 이동식 정수장치에 적용되는 이온 발생 장치의 요부인 방전 장치의 개략적인 횡단면도이며,

도 5는 본 발명에 따른 이동식 정수장치에 적용되는 이온 발생 장치의 시스템을 도식화한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 차량 2 : 화물칸 또는 트레일러 바닥

10 ; 원수저장탱크 11 ; 원수펌프

20 ; 막분리조 21 ; 분리막

22 ; 이송펌프 30 ; 혼합탱크

31 ; 순환펌프 32 ; 인젝터

33 ; 에어밴트 34 ; 잉여가스파괴기

35 ; 활성이온탱크 40 ; 활성탄 탱크

41 ; 활성탄소재 50 ; 세척조

본 발명은 정수장치를 차량에 탑재하여 이동이 가능토록 하여 정수장치가 없는 곳에서도 개울물 또는 하천수 등을 정수하여 음용수로 이용할 수 있도록 함으로서, 오지 주민 또는 홍수 또는 장마로 인한 수재민들에게 음용수를 쉽고도 간편하게 제공할 수 있을 뿐만 아니라 급수 시설이 구비되지 않은 공사 현장 및 관광지 등에서 음용수의 공급이 용이하도록 하는 이동식 정수장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 화물칸에 설치되거나 별도의 트레일러에 설치되어지되 개울물 또는 하천수 등의 원수를 원수펌프(11)를 통해 공급받아 저장하는 원수저장탱크(10)와; 상기 원수저장탱크(10)와 연결설치되어 원수저장탱크(10)로부터 공급되는 원수에서 콜로이드, 미립자 등 부유물질과 유기물 등의 용해성 물질 또는 기체분자 등의 오염물질을 내부에 설치되는 분리막(21)을 통해 여과, 분리하는 막분리조(20)와; 활성이온을 발생하는 활성이온탱크(35)와; 상기 막분리조(20) 및 활성이온탱크(35)와 연결설치되어 막분리조(20)에서 여과, 분리되어 이송펌프(22)를 통해 이송되는 분리수와 활성이온탱크(35)에서 공급되는 활성이온을 혼합하는 혼합탱크(30)와; 상기 혼합탱크(30)와 접속되어 혼합탱크(30)로부터 공급되는 물을 활성탄과 접촉되도록 내부에 활성탄 소재(41)가 충진되는 활성탄 탱크(40);로 이루어진 이동식 정수장치 에 관한 것이다.

물은 인간의 삶에 있어서 없어서는 안 될 중요한 자원의 하나로서, 인간이 어떤 물을 사용하는가에 따라 건강에 큰 영향을 미치게 된다.

근래에 들어 산업문명이 급속도로 발전하면서 각종 물에 관련하여 수질 오염이 날로 심각해져 가는 실정이고, 특히 지하수 또는 공업용수는 일반 식용수 보다 수질이 많이 오염되어 있다.

또한, 최근 들어 산업화 및 도시화의 발전이 가속화되어 삶의 질이 풍요로워지기는 하였지만, 산업 발전에 의한 수질의 오염에 의해 국민의 식수원인 상수원조차도 상당히 위협을 받고 있는 실정이다.

따라서, 산업의 발전으로 인한 상수원과 상수도의 오염으로 인해 오염된 물로부터 인간을 보호하기 위하여 여러 종류의 정수장치가 널리 보급되어 사용되고 있다.

하지만, 이러한 종래의 정수장치는 어는 정도 물을 정수시킬 수 있다는 잇점은 있으나, 상기 정수 시스템은 일정 공간에 설치하여야 하므로 설치 위치를 용이하게 변경할 수 없고, 많은 설치공간을 많이 차지할 뿐 아니라 정수장치를 고정된 위치에 설치해 놓고 사용하므로 정수할 물의 취수 및 정수된 물의 취출 위치가 제한되어 있어 정수할 물의 취수 및 정수된 물의 취출이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

이런 현상은 특히, 장마 또는 홍수지역에서의 수재민들에게는 더욱 심하게 나타난 것으로, 장마 또는 홍수로 인해 상수도관이 파손되고, 상수원 또는 하천의 물이 오염될 시에는 마땅한 음용수를 구할 수 없게 되므로, 이를 위해 임시 방편으로 소방차를 이용한 식수공급이 이뤄지게 되나, 이 또한 필요로 하는 량만큼의 물을 공급할 수 없게 되며, 소방차 등의 차량을 통해 음용수를 공급하게 되므로서, 소방차의 탱크에서 물의 오염이 발생할 수 있게 되므로, 산간 오지 또는 수재민들에게는 이동식 정수장치가 절실하게 필요하게 되는 실정인 것이다.

뿐만 아니라, 급수 시설이 구비되지 않은 공사 현장이나 관광지에서는 음용수가 공급되지 않아 개인 스스로가 음용수를 휴대하거나 시판되는 식수를 구매하여 사용하여야 하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 주된 목적은 정수장치를 차량에 탑재하여 이동이 가능토록 하여 정수장치가 없는 곳에서도 개울물 또는 하천수 등을 정수하여 음용수로 이용할 수 있도록 하므로서, 오지 주민 또는 홍수 또는 장마로 인한 수재민들에게 음용수를 쉽고도 간편하게 제공할 수 있도록 한 이동식 정수장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동식 정수장치는,

차량의 화물칸 또는 트레일러에 설치되어지되, 개울물 또는 하천수 등의 원수를 원수펌프를 통해 공급받아 저장하는 원수저장탱크와;

상기 원수저장탱크와 연결설치되어 원수저장탱크로부터 공급되는 원수에서 콜로이드, 미립자 등 부유물질과 유기물 등의 용해성 물질 또는 기체분자 등의 오염물질을 여과, 분리하는 막분리조와;

활성이온을 발생하는 활성이온탱크와;

상기 막분리조 및 활성이온탱크와 연결설치되어 막분리조에서 여과, 분리되어 이송펌프를 통해 이송되는 분리수와 활성이온탱크에서 공급되는 활성이온을 혼합하는 혼합탱크와;

상기 혼합탱크와 접속되어 혼합탱크로부터 공급되는 물을 활성탄과 접촉되도록 내부에 활성탄 소재가 충진되는 활성탄 탱크;로 이루어진다.

또한, 본 발명의 이동식 정수장치는 막분리조에서 사용되는 분리막을 세척하여 재사용할 수 있도록 하는 세척조를 부가적으로 구비할 수 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 이동식 정수장치의 구성을 나타낸 평면배치도이다.

본 발명에 따른 이동식 정수장치는 차량에 정수장치를 탑재하여 식수로 사용할 수 있는 음용수를 구할 수 없는 산간 오지, 장마 및 홍수로 인해 수해를 입은 지역, 공사 현장 또는 관공지 등과 같이 음용수를 제공받을 수 없는 지역에서 식수 등의 음용수를 제공할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 차량의 화물칸 또는 트레일 러 바닥(2) 상면 일측에는 개울물 또는 하천수 등의 원수를 원수펌프(11)를 통해 공급받아 저장하기 위한 원수저장탱크(10)를 설치하고, 그 원수저장탱크(10)의 일측으로는 원수저장탱크(10)로부터 공급되는 원수를 내부에 설치되는 분리막(21)을 통해 막분리하여 콜로이드, 미립자 등 부유물질과 유기물 등의 용해성 물질 또는 기체분자 등의 오염물질을 여과하는 막분리조(20)를 설치한다.

원수펌프(11)로 유입되는 원수유입관(12)의 선단에는 개울물 또는 하천수 등에 존재하는 부유물을 제거하기 위한 걸름망(미도시)이 설치될 수 있으며, 원수저장탱크(10)의 일측 하단에는 중력에 의하여 자동으로 침전되는 고비중의 침전물을 제거하기 위한 드레인 밸브(미도시)가 설치될 수도 있다.

막분리조(20) 내부에 설치되는 분리막(21)은 막분리조(20)를 완전히 구분하여 분리막(21)을 통과한 물과 통과되지 않은 물이 서로 혼합되는 현상을 방지하는 것이어야만 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 분리막을 시중에서 구입하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 정수시스템용 분리막은 포어 크기(pore size)에 따라 역삼투막, 한외여과막, 정밀여과막으로 분류되는 데, 포어 크기가 0.001㎛ 이하인 역삼투막은 수중에 용존하는 금속이온까지 제거할 수 있을 정도로 정수능력은 뛰어나나, 인체에 유용한 미네랄성분까지도 제거하고 막 특성상 고가의 대형시스템을 필요로 하며, 정수량이 적은 것이 단점으로 지적되고 있고, 이에 비해 포어 크기가 0.1㎛ 이상의 정밀여과막은 시스템이 소형이고 정수량이 많은 장점이 있으나, 부유물, 먼지 및 족찌꺼기와 같은 거대입자만 제거가능하고 각종 세균류의 제거기능이 부족한 것 이 단점으로 지적되고 있다. 따라서, 정수시스템은 역삼투막과 정밀여과막의 중간 형태로서 포어 크기 조절에 의해 중금속을 제외한 모든 오염물, 특히 유기물이나 세균류에 대한 제거능력을 극대화시킬 수 있으며 장치 소형화, 만족할만한 정수량의 측면에서 가장 효과적이고 경제적인 형태라고 할 수 있는 한외여과막이 적합한 것이라 할 수 있다.

이때, 막분리조(20)의 일측에는 세척조(50)를 설치하여 막분리조(20)에 설치된 분리막(21)이 이물질에 의하여 효능이 저하되는 것을 방지하기 위하여 주기적으로 분리막(21)을 막분리조(20)로 부터 제거하여 세척조(50)에서 세척할 수 있도록 한다.

세척조(50) 내부에는 분리막(21)에 축적되어 있는 이물질이 제거될 수 있고, 생존하는 미생물을 사멸시킬 수 있는 세척용액을 투입하고, 분리막(21)을 넣어 진동시켜 분리막(21)에 있는 이물질 및 미생물이 탈리되고 사멸되도록 한 후, 세척수를 이용하여 2차 세척하도록 구성하는 것이 바람직하며, 세척용액으로는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 세척용액을 사용하거나 상황에 부합되도록 1종 이상의 세척용액을 혼합하여 사용할 수 있도록 한다.

이어, 상기 막분리조(20)의 일측에는 막분리조(20)와 연결설치되는 혼합탱크(30)를 설치하여 막분리조(20)에서 여과 분리되어 이송펌프(22)를 통해 이송되는 분리수를 저장토록 하되, 그 혼합탱크(30)의 일측에는 활성이온을 발생하는 활성이온탱크(35)를 혼합탱크(30)와 연결되게 설치하여 활성이온탱크(35)로부터 공급되는 활성이온을 혼합하여 저장토록 한다.

이때, 활성이온탱크(35)로부터 공급된 활성이온은 활성이온탱크(35) 내에서 막분리조(20)에서 여과 분리되어 이송펌프(22)를 통해 이송된 분리수와 접촉하여 이를 정화시키게 되고, 인젝터(32)를 통해 활성 이온이 계속하여 공급됨은 물론 순환펌프(31) 및 인젝터(32)를 통해 막분리조(20)에서 여과 분리되어 이송펌프(22)를 통해 이송된 분리수가 연속적으로 순환되면서 활성 이온과 접촉하여 정화되게 된다.

활성이온탱크(35)는 본 발명 출원인의 선출원 특허인 특허출원 제10-2006-0050553호에 기재된 이온 발생 장치를 사용하는 것이 효과적이다.

즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 공기 필터링장치(100), 방전장치(200), 전원발진장치(300), 자동배출장치(400) 및 유량제어장치(500)와 이를 중앙에서 제어하는 중앙제어장치(600)를 포함하는 방전장치(200)에 있어서, 원통형의 덮개 겸용 방열판(201), 방열판(201)과 내접하도록 삽설되는 외부전극(201a), 외부전극(201a)과 내접하도록 삽설되는 제1유전체(202), 제1유전체(202) 내부에 설치되는 코일 형상의 중간전극(205), 지지체 역할을 하는 제2유전체(204) 및 제2유전체(204) 내부에 삽입되어 고정 설치되는 코어전극(203)으로 구성되어지되 방열판(201), 외부전극(201a), 제1유전체(202), 중간전극(205), 제2유전체(204) 및 코어전극(203)이 각각 삽입 고정되는 요홈(209a, 209b, 209c)을 갖는 한 쌍의 뚜껑(208, 211)에 의하여 결합 구성되며, 제1유전체(202)와 코어전극(203)에 병렬로 전원발진장치(300)의 (+) 또는 (-) 전극 중 하나를 연결하고 중간전극(205)에 다른 전극을 연결한 구성한 이온 발생 장치를 사용하므로서 설비가 간단하고 제조 비용 이 저렴하며, 공냉식이어도 이온 발생 효율이 우수하고, 실용적이며, 용이하게 수처리할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

상기 활성이온탱크(35)로부터 공급되는 활성이온은 막분리조(20)에서 분리막(21)을 통해 여과, 분리되어 이송된 분리수의 유기물 및 중금속을 재차 제거하게 됨은 물론, 소독, 탈색, 탈취작용을 하게 된다.
즉, (+) 전극 및 (-) 전극 사이에 고압의 전압을 인가하면 두 전극 사이에서 방전이 일어나 전기장을 형성하고, 이때 마이너스 전극 내에서 자유롭게 움직이던 자유전자가 방출되어 반대 전극으로 이동하며, 방출된 자유전자는 높은 에너지 상태에 있음으로 두 전극 사이에 존재하는 공기의 여러 가지 기체 성분 등을 활성화시켜 이온 물질, 오존(O₃), 산소 음이온(O₂ ^-) 등이 생성되고, 생성된 전자들이 기체의 분자와 충돌하면서 기체 분자의 최외각 전자가 변화를 일으켜 반응성이 높은 라디컬, 여기전자 및 이온을 생성하고 이들은 새로운 화학반응을 일으킨다. 이러한 성질을 이용하여 유체 내에 오염을 일으키는 성분을 분해시키는 데 적용할 수 있다. 즉, 오염물질을 포함한 폐수에 이온화 가스를 주입하면 라디컬, 여기 전자 및 이온 등 활성 물질이 폐수에 포함된 오염물질과 반응하여 산화분해시킴으로써 오염물질이 제거되는 데, 이를 크래킹(탄소 고리를 끊는 것)이라 하며, 본 발명에서도 이와 같은 작용 기전에 의하여 분리수가 정제된다.

또한, 혼합탱크(30)에는 에어밴트(33) 및 잉여가스파괴기(34)가 설치되며, 에어밴트(33)는 혼합탱크(30)내에 활성 이온의 양이 많아 압력이 증가하게 되면 활성 이온을 배출시키는 역할을 하는 것으로 공지의 에어밴트 장치를 이용할 수 있고, 잉여가스 파괴기(34)는 에어밴트(33)로부터 배출되는 잉여가스가 활성 이온이기 때문에 환경 오염을 유발하거나 인체에 악영향을 줄 수 있어 이를 비활성 이온이나 분자로 전환시키기 위한 것으로 (+)전하를 띄고 있으면서도 인체에 유해한 가스를 배출시키는 기능을 하는 것이면 어떠한 것이라도 사용 가능하다.

이어, 상기 화물칸의 혼합탱크(30)의 타측에는 혼합탱크(30)와 접속되어 혼합탱크(30)로부터 이송되는 물을 활성탄과 접촉되도록 하는 활성탄 탱크(40)를 설치하되, 그 활성탄 탱크(40)의 내부에는 활성탄 소재(41)를 충진하여 이루어진다.

한편, 이러한 본 발명에 따른 정수장치에서 원수의 공급을 위한 원수펌프(11)의 작동 및 각 단계별로의 이송에는 동력이 필요한 것으로, 이때 사용되는 동력은 차량 엔진의 변속기로부터 인출된 출력축에 연결되는 발전기를 이용하여 동력을 제공받거나, 연료를 이용한 엔진발전기, 또는 외부전원에 접속되어 전력을 공급받는 단자함 등의 다양한 방법을 통해 동력을 제공받을 수 있는 것이다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따른 이동식 정수장치의 작동을 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같은 것으로, 먼저, 원수펌프(11)를 통해 개울물 또는 하천수 등의 원수를 공급하게 되면, 원수펌프(11)와 연결된 원수저장탱크(10)에서 원수를 공급받아 저장하게 된다.

이어, 원수저장탱크(10)에 공급되어 저장된 원수는 원수저장탱크(10)와 연결설치되는 막분리조(20)로 이송되어 막분리조(20) 내에 설치된 분리막(21)을 통해 공급되는 원수에서 콜로이드, 미립자 등 부유물질과 유기물 등의 용해성 물질 또는 기체분자 등의 오염물질을 여과, 분리하게 된다.

상기 막분리조(20)에서 오염물질이 여과, 분리된 분리수는 이송펌프(22)를 통해 혼합탱크(30)로 이송되고, 혼합탱크(30)로 이송된 분리수는 혼합탱크(30)와 연결되는 활성이온탱크(35)로부터 공급되는 활성이온과 혼합되어 정수 처리된다.

이어, 상기 혼합탱크(30)에서 활성이온에 의하여 정수 처리된 분리수는 혼합탱크(30)의 일측에 혼합탱크(30)와 연결된 활성탄 탱크(40)로 이송되어 활성탄 탱크(40) 내부에 충진된 활성탄 소재(41)에 의해 정화된 후 급수밸브를 통해 급수되게 되어 음용수로 이용되게 된다.

한편, 원수펌프(11), 이송펌프(22)를 비롯하여 전력을 필요로 하는 모든 기기에 전력을 공급하기 위한 동력공급은 차량 엔진의 변속기로부터 인출된 출력축에 연결되는 발전기를 이용하여 동력을 제공받거나, 연료를 이용한 엔진발전기, 또는 외부전원에 접속되어 전력을 공급받는 단자함 등의 다양한 방법을 통해 동력을 제 공받아 구동할 수 있게 된다.

따라서, 어디에서든지 음용수가 필요로 하는 곳에서 쉽게 음용수를 간편 용이하게 얻을 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 정수장치를 차량에 탑재하여 이동이 가능토록 하여 정수장치가 없는 곳에서도 개울물 또는 하천수 등을 정수하여 음용수로 이용할 수 있도록 함으로서, 오지 주민 또는 홍수 또는 장마로 인한 수재민들에게 음용수를 쉽고도 간편하게 제공할 수 있을 뿐만 아니라 급수 시설이 구비되지 않은 공사 현장 및 관광지 등에서 음용수의 공급이 용이하도록 하는 효과가 있으며, 더 나아가서는 시공하고자하는 음용수를 필요로 하는 현장에서 직접 물을 정수하여 음용할 수 있도록 하므로서, 안심하고 물을 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

화물칸에 설치되거나 별도의 트레일러에 설치되어지되

개울물 또는 하천수 등의 원수를 원수펌프(11)를 통해 공급받아 저장하는 원수저장탱크(10)와;

상기 원수저장탱크(10)와 연결설치되어 원수저장탱크(10)로부터 공급되는 원수에서 콜로이드, 미립자 등 부유물질과 유기물 등의 용해성 물질 또는 기체분자 등의 오염물질을 내부에 설치되는 분리막(21)을 통해 여과, 분리하는 막분리조(20)와;

활성이온을 발생하는 활성이온탱크(35)와;

상기 막분리조(20) 및 활성이온탱크(35)와 연결설치되어 막분리조(20)에서 여과, 분리되어 이송펌프(22)를 통해 이송되는 분리수와 활성이온탱크(35)에서 공급되는 활성이온을 혼합하는 혼합탱크(30)와;

상기 혼합탱크(30)와 접속되어 혼합탱크(30)로부터 공급되는 물을 활성탄과 접촉되도록 내부에 활성탄소재(41)가 충진되는 활성탄 탱크(40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동식 정수장치.