KR200333575Y1 - 전해반응기를 이용한 음용수 살균 장치 - Google Patents

Abstract

현재 간이상수도를 고체염소에 의해 살균 소독하는데 본 고안은 고체염소가 아닌 소금물을 직접 전해반응기를 이용하여 전기분해하여 살균소독액을 만들고 이를 자동으로 투입하여 잔류염소를 일정하게 유지하게 하는 것이다.

본 고안은 위험하고 유독한 고체염소를 교환 또는 공급할 필요 없이 소금을 일정량 넣어 놓으면 소금물이 녹아서 포화용액이 되고 이를 전기분해하여 차아염소산을 포함한 오존과 과산화수소가 포한된 복합 산화제를 생성하고 이를 투입하는 방법으로 기존의 고체염소에 의한 소독보다 더 강력하고 냄새도 적은 것을 특징으로 한다.

Description

전해반응기를 이용한 음용수 살균 장치 {Apparatus for Water Disinfection System by Electrolytic Reactor}

현재 도시 상수도가 공급되지 않는 곳은 단위부락별로 지하수를 개발하여 각 가정으로 공급하는 간이상수도를 사용하고 있고 이들 간이상수도는 고체염소를 투입하거나 고체 염소를 물에 녹여 투입하여 살균소독을 하고 있는 실정이다. 그러다보니 자주 고체염소를 교환하거나 충전해야 하는 번거로움과 위험성이 있고 바닥에는 항상 흰색 고체성상의 고체염소 찌꺼기가 남아 바닥에 남는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 고안은 고체염소를 사용하지 않고 집에서 사용하는 정제 소금만을 사용하고 이 소금물을 전해반응기에서 전기 분해방식으로 복합 산화제인 차아염소산을 포함한 과산화수소와 오존을 발생시켜 이를 일정하게 투입하여 물을 살균소독할 수 있는 장치를 고안하여 소금만 3-6개월에 한번씩 보충만 하면 되기 때문에 관리가 쉽고 위험하지 않는 것을 특징으로 한 것이다.

본 고안은 간이급수시설이나 기타 소규모 정수 시설의 세균 번식을 억제하기 위해 잔류염소를 수용가에서 약 0.2ppm 이상을 유지하도록 한 상수도 관련법에 따라 고체염소를 투입하는 장치 대신에 사용할 수 있는 것으로서 기존의 것들은 고체염소나 이를 녹인 포화용액을 일정한 방법으로 물탱크나 관정라인에 투입하도록 하고 있다. 하지만 이 방법들은 고체염소를 사용하기 때문에 고체염소에 의한 부식, 막힘, 찌꺼기처리와 재충전 등 여러 가지 관리상의 문제들을 가지고 있다. 또한 고체염소를 녹인 용액을 주입할 때 역시 재충전, 막힘과 찌꺼기 처리 등 같은 여러 관리상의 문제가 있어 관리가 제대로 안되고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 고안에서는 소금물을 전기화학적인 방법을 사용하여 복합산화제 즉 차아염소산, 과산화수소, 오존등과 같은 살균제를 제조하여 이를 살균 용액으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

본 관안은 도 1 에서와 같이 튜브형 세라믹 막을 사용하고 그 내부에 음전극을 설치하고 외부에 튜브 형 양전극으로 들러싸여 있는 전해반응기를 고안하였다.소금물을 이 전해 반응기를 연속적으로 통과하면서 소금물이 복합 산화제로 변화하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 고안의 목적은 간이상수도의 고체염소에 의한 살균소독 대신 소금물을 전기분해하여 살균소독액을 제조하고 이를 공급하기 위한 것으로서 가정에 공급되는 식수를 살균소독하고 규제치인 0.2PPM 이상의 잔류염소를 유지하도록 하기 위함이다.

본 고안의 현재 간이상수도는 대부분 지하수를 물탱크로 이송하여 이 탱크에서 가정으로 수도관에 의해 공급되도록 되어 있는데 이 물을 살균소독하기 위한 것이다. 본 고안은 고체 염소소독약을 고체 상태로 또는 액체로 녹여 주입하는 방법과 달리 소금용액을 전기분해하며 전기분해시에 차아염소산외에 오존이나 과산화수소 같은 물질이 발생하여 차아염소산보다 더 강력한 살균효과가 발생하며 냄새도 적게 발생한다. 또한 약 60-70%의 차아염소산을 포함한 고체염소는 흰색가루 같은 침전 잔류물이 발생하여 물탱크 바닥에 남아 있으나 고체염소를 취급하지 않고 소금만 채워 넣기 때문에 위험하지 않고 관리가 대단히 용이하다.

특히 기존의 방식은 전해셀을 한번만 통과하고 통과하는 동안만 반응하기 때문에 소금물이 많이 소요되는 경우와 달리 일정시간동안 소금물이 순환하면서 전해반응기를 통과하기 때문에 소금물의 차아염소산 전환율을 90%정도 까지 높일 수 있는 특징이 있어 소금의 소요량이 최소화 될 수 있다.

도1은 전해살균장치 상세 도면

[도 1]

(1) 릴레이 (2) 어댑터

(3) 전원 (4) 센서

(5) 이온교환필터 (6) 살균용액 저장조

(7) 정량펌프 (8) 전해반응기

(9) 순환펌프 (10) 전해염소배출라인

(11)관정라인 (12) 소금물통

(13)수중펌프

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는 도 1과 같이 소금물을 전기분해하여 복합살균액을 제조하는 전해반응기(8)와 살균용액 저장조(6)와 순환펌프(9)와 이온교환필터(5)와 소금 용액 저장조(12)와 생성된 살균용액을 관정에 펌핑하는 정량펌프(7)와 이를 컨트롤하는 컨트롤러로 구성되어 있다. 전해 반응기(8)가 가동되는 동안 살균용액 저장조(6)의 소금용액이 순환 펌프(9)에 의해 연속적으로 전해반응기(8)를 통과하여 살균용액 저장조(6)로 유입되면서 전해 반응기(8)에서 소금용액이 전해되어 복합 살균용액를 생산하게 된다. 생성된 복합 살균용액은 저장조(6)에 저장되어 있다가 필요할 때마다 물탱크나 관정에 투입하게 된다. 만일 복합 살균 용액을 투입하면 투입된 만큼 물이 이온교환필터(5)를 통해 다시 살균용액 저장조(6)로 유입되고 동시에 소금용액이 살균용액저장조로 유입된다. 결국 살균용액이 일부 희석되게 되는데 이때 다시 순환펌프가 작동되고 동시에 전해 반응기가 가동되어 추가로 유입된 소금용액을 다시 복합 살균 용액으로 제조하여 살균용액 저장조(6)에 저장되게 된다. 또한 유입되는 물은 이온교환필터(5)를 통과하면서 경도가 낮아지고 경도에 의한 전해반응기(8)의 스케일 발생이 적어져 장기간 사용할 수 있다.

살균용액을 투입한 후에 투입된 양 만큼 물이 공급되면서 소금통(12)의 수중펌프(13)가 작동하여 필요한 양만큼의 소금용액이 투입되어 소금물의 농도에 따라 살균용액의 농도를 조절할 수 있다.

전해 반응기(8)는 튜브형으로 중간에 세라믹튜브를 두고 내부와 외부에 각각 전극을 설치하여 전해반응이 일어나 복합산화제 즉 살균수를 제조하도록 되어 있다. 이때 순환수는 음극실과 양극실을 교대로 이동하면서 반응이 일어나게 된다. 주로 생성되는 살균용액은 다음과 같다.

이때 전해반응기의 양전극에서는

또한 전해 반응기의 음전극에서는

이다.

생성된 복합산화제 즉 살균용액은 관정이나 물탱크에 투입할 때는 센서선에 의하며 이 센서선은 관정펌프와 연결되어 있어 펌프가 가동할 때 가동되는 교류 전압을 센싱하여 펌프가 가동될 때마다 일정한 양의 살균용액을 투입할 수 있고 이 양은 변환이 가능하다.

릴레이(1)는 관정라인까지의 살균용액 공급라인과 물 공급라인의 동파 방지를 위해 설치되었다.

본 고안은 기존의 간이급수용 물탱크나 관정에 고체염소를 투입하여 각 가정의 공급 상수에 0.2ppm 의 잔류염소를 유지하기 위해 사용할 수 있는 장치로서 본 고안은 고체염소를 투입하는 방법과 달리 소금용액을 전해하여 차아염소산과 오존과 같은 복합 살균용액을 제조하여 투입하는 장치이므로 고체염소를 사용하는 기존의 방법의 단점들 즉 염소에 의한 부식, 막힘, 찌꺼기처리와 재 충전등 관리하는 문제를 해결하기 위해 소금물을 전기 분해하여 보다 더 강력한 살균용액을 제조하여 물탱크나 관정에 투입하여 식수를 살균 소독하여 가정에서 깨끗하고 안전한 물을 이용하도록 할 수 있다.

Claims (3)

1. 전해반응기를 이용한 음용수 살균 장치에 있어서, 튜브형 세라믹 막, 양전극과 음전극으로 구성된 튜브형 전해반응기를 사용하고, 살균용액저장조의 용액을 전해반응기를 일정시간 순환시켜 소금물의 차아염소산나트륨으로의 전환율을 높여 고농도의 살균수를 만들고 이 살균 용액을 정량펌프를 이용하여 관정라인에 자동으로 정량 공급하는 것을 특징으로 하는 살균 장치
2. 제 1항에 있어서 전해 반응기에서 제조된 살균용액을 필요시 마다 정량 주입하고 난후 주입한 양만큼의 물과 소금물을 보충하여 순환펌프와 전해반응기를 가동시켜 소모된 양만큼의 살균용액을 다시 보충하여 다음 살균용액 주입을 준비하는 것을 특징으로 하는 장치
3. 제 1항에 있어서 소금용액 통 안에 정량수중펌프를 설치하여 포화소금용액을 물과 함께 일정량 투입하도록 하여 전해반응기에 유입되는 소금물의 양을 조절하여 발생되는 살균용액의 농도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치