KR101697155B1 - 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원수의 수질에 맞춰 그에 맞는 정수처리공정을 시행함으로써, 항시 먹는물 기준에 맞는 음용수를 제공하는 간이정수장치를 제공하되, 이러한 간이정수장치를 정수대상 다수의 지역에 개별설치하고 이를 중앙관리 및 관제부와 네트워크로 연결한 후, 각 지역의 원수분석결과 및 수질변화, 현 원수상태에 맞게 사용되고 있는 적용모듈조합의 종류 등, 수질에 관련된 다양한 정보가 모두 저장되도록 한 것이며, 이를 단하나의 중앙관리 및 관제부에서 원격으로 모니터링 및 관리/저장 할 수 있도록 하여, 다양한 지역의 수질상태 및 수질오염 등을 손쉽게 파악할 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명은 정수대상 지역의 원수를 분석하여, 먹는물 기준에 맞춰 음용수로 정수하되, 다수의 지역에 간이정수장치를 설치하고, 상호간 네크워크로 연결되어 있도록 한 후, 각 지역의 수질상태 및 변화동향 등을 하나의 중앙관리 및 관제부에 전달하도록 함으로써, 하나의 중앙관리 및 관제부에서 다수 지역의 수질정보 및 수질변경동향 등의 다양한 정보를 저장 및 원격으로 모니터링 하며 관리할 수 있도록 한 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치에 관한 것이다.
우리나라도 물부족 국가가 될 것이라는 발표가 있었다. 그런데 국내의 실정을 살펴보면, 지하수의 의존도가 5%선 미만에 머무르고 있는 현상황에서 지하수를 효율적으로 활용하기 위해서는 지하수 자원을 허드렛물 또는 보조용수로 인식하고 있는 기존 물관리 정책에 획기적인 사고의 전환이 시급한 설정이다.
이를 위해서는 지하수가 가뭄, 홍수, 수질사고, 핵사고 혹은 테러 등 비상사태에 대비한 비상용수라는 의식 전환이 필요함과 아울러 양질의 음용수로서 국민의 건강과 삶의 질을 높일 수 있는 생명수로서 석유, 석탄 자원과는 다른 적절한 개발 및 상시 이용관리를 필요로 하는 순환형 전략 자원이 되어야 한다.
현현재 국내의 지하수에 검출되는 오염물질로는 총대장균, 질산성 질소, 비소, 망간, 불소 등이 있다.
질산염은 비료의 사용과 부패식품과 동물 및 가축 분비물, 불법 투기된 오물, 산업폐기물, 거름, 대기 중의 유실물 등이 주요 발생 요인이고 장기간의 삼투로 인하여 오염되며, 오염된 물에서는 일반적으로 질산염의 농도가 아질산염 농도보다 높게 나타나며, 기준을 초과한 물을 마시는 6개월 미만의 유아들은 유아 청색증을 일으킬 수 있다.
총 대장균은 하수, 분뇨, 잡배수 및 강우에 의한 토양 유출에 의해 발생될 수 있으며, 총 대장균이 검출된 물은 먹는 물에 부적합 하므로 음용이 불가한다.
비소는 깊은 호수의 퇴적물이나, 지하수처럼 환원적 조건에서 독성이 있는 3가 비소로 존재하며, 비소가 함유된 물을 음용 시 경련, 감각이상, 점진적 퇴행증상, 말초신경병, 피부암, 말초혈관병등을 유발할 수 있다.
망간에 노출되며 신경쇠약, 식욕감퇴, 근욕통, 무기력 증세를 일으킴에 따라 먹는 물 수질 기준 이상의 음용시에는 반드시 문제가 발생된다.
따라서 최근에는 지하수는 물론, 호소 및 강, 계곡수 등을 정수하여 음용할 수 있는 장치가 활발하게 개발되고 있다.
여기서, 일반적인 정수장치는 Adsorption Module ? Ion-exchange Module - Membrane Module - Infection(UV) Module의 4단계 처리 공정으로 이루어져 있다. 원수가 유입 되면 Adsorption Module을 통과하여 원수내의 중금속 및 비소(As) 망간(Mn), 불소(F) 등을 제거하며, Adsorption Module을 통과한 처리수는 다음 공정인 Ion-exchange Module을 통과하여, 질산성 질소(NO³-N) 제거 등, 기존 흡착 공장과는 다른 기작을 통해 수중의 오염물질을 제거하고 다음 공정인 Membrane Module로 이동 전 공정에서 제거 되지 못한 미생물, 입자성 물질을 여과 처리, 마지막으로 Infection Module을 통해 전 단계에 처리 되지 못한 일반세균 및 병원성 미생물을 제거하여 음용가능 수질의 처리수를 생산하게 된다. 또한 Adsorption/Ion-exchange/Membrane Module의 경우 시간이 지남에 따라 유기물의 생성으로 인하여 처리 효율이 저하 될 수 있는데, 주기적으로 생산수를 이용 역세 및 재생 공정을 실시 각 모듈의 처리 성능을 일정수준 유지, 장기간 안정적은 처리수를 생산한다.
여컨대, 본 원인에 의해 개발된 정수 장치는 계곡수 및 지하수를 정수하여 음용수로 사용할 수 있도록 하는 것으로, 그 구성은 국내 특허 등록제623929호와 같다.
그런데, 이러한 장치는 음용수를 충분히 확보하고, 여과층의 교환 및 보충은 용이하였으나, 장치가 복잡하고 고가인 단점이 있다.
또한, 장치가 복잡하기에 설치위치가 한정되고, 장치를 설치할 공간을 크게 확보해야하기에 설치비용 등이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 정수대상이 되는 지역의 원수를 분석한 후, 정수를 위해 사전에 설정해놓은 다수의 적용모듈조합 중 그에 맞는 것을 사용하여, 먹는물 기준에 맞는 음용수를 제공할 수 있도록 하되, 이러한 간이정수장치를 정수대상이 되는 다수의 지역에 각각 설치하되, 각 간이정수장치와 중앙관리 및 관제부를 네트워크로 구성하여, 각 지역의 수질상태, 수질변화동향, 적용모듈조합 변화동향 등 수질과 관련된 정보를 모두 전달받아, 하나의 중앙관리 및 관제부에서 다수 지역의 방대한 수질정보를 저장함과 동시에, 원격으로 모니터링하며 관리가 가능토록 한 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 외부의 물을 마을의 식수로 사용할 수 있도록 정수하는 마을 간이정수장치(600)에 있어서, 유입되는 정수대상 유입수를 분석하는 수질분석장치(10); 상기 수질분석장치(10)의 분석결과가 전달되되, 사전저장되어 있는 먹는물 수질기준의 다수 항목들과 분석결과를 비교한 후, 먹는물 수질기준 중 초과되는 항목이 존재할 경우, 흡착 장치(100), 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400) 중 하나 또는 두가지 이상의 조합으로 이루어져, 해당 부적합한 항목에 대응처리될 수 있도록 사전설정된 다수의 적용모듈조합 중 하나로 처리수가 통과되도록 하여, 유입되는 처리수가 항시 먹는물 수질기준에 부합되는 음용수로 정수되도록 하는 제어부(20); 상기 제어부(20)에 설치되어, 유입수 및 처리수의 수질분석자료 및 변경된 적용모듈조합의 정보를 사용자에게 통보하여, 모니터링이 가능토록 하는 근거리 모니터링부(40); 사전설정기간마다 분석한 정수대상 유입수 분석결과 및 수질분석장치(10)의 결과에 따라 자동변경된 적용모듈조합의 변경정보가 제어부(20)를 통해 전달되어 저장됨으로써 원격 모니터링이 가능토록 하되, 정수대상마다 설치된 다수의 간이정수장치(600)와 유무선통신으로 네트워크가 구성되어, 각 간이정수장치(600)로부터 전달받은 유입수 분석결과 및 적용모듈조합 변경정보를 통해, 간이정수장치(600)가 설치된 해당 지역의 현재 수질상태 및 저장되어 있는 수질정보를 토대로 사전설정기간동안의 수질변화동향이 파악되며, 오염수 배출지역 및 오염수 정화지역의 확인이 가능토록 하는 수질정보 저장, 관리 및 모니터링이 가능한 중앙관리 및 관제부(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 정수대상이 되는 다수의 지역마다 간이정수장치를 설치하고, 각 간이정수장치를 중앙관리 및 관제부와 네트워크를 구성하여, 다수지역의 다양한 수질정보를 저장 및 원격으로 모니터링하며 관리할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 흡착, 이온교환, 막 여과, 소독 장치의 개별모듈을 하나로 묶어 일체를 이루는 장치를 사용하되, 처리대상 원수의 수질을 분석하여 원수의 상태에 따라 상기의 개별모듈 조합으로 이루어진 다수의 적용모듈조합 중 하나가 선택되어 처리되도록 함으로써, 항시 먹는물 기준에 맞는 음용수 제공이 가능토록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 각 간이정수장치마다 원수 및 처리수의 수질분석 결과 및 현재 사용중인 개별모듈조합의 정보, 또는 수질변화에 따라 변경된 개별모듈조합의 정보 등을 외부에서 손쉽게 사용자 및 관리자가 확인 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 정수처리장치가 설치된 다수의 지역의 개별모듈조합 정보 및 수질정보들이 하나의 중앙관리 및 관제부에 자동저장되어 관리되는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 간이정수장치에서 적용하고 있는 먹는물 수질기준 데이터를 나타낸 일실시예의 도표.
도 4는 본 발명에 따른 간이정수장치에서 적용하고 있는 45개의 적용모듈조합 데이터 예시를 나타낸 일실시예의 도표.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 간이정수장치의 흡착 장치를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예에 따른 간이정수장치의 이온교환 장치를 나타낸 도면.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 간이정수장치의 막 여과장치를 나타낸 도면.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 간이정수장치의 소독 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 간이정수장치에서 적용하고 있는 먹는물 수질기준 데이터를 나타낸 일실시예의 도표.
도 4는 본 발명에 따른 간이정수장치에서 적용하고 있는 45개의 적용모듈조합 데이터 예시를 나타낸 일실시예의 도표.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 간이정수장치의 흡착 장치를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예에 따른 간이정수장치의 이온교환 장치를 나타낸 도면.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 간이정수장치의 막 여과장치를 나타낸 도면.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 간이정수장치의 소독 장치를 나타낸 도면.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도하지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면, 외부의 물을 마을의 식수로 사용할 수 있도록 정수하는 마을 간이정수장치(600)에 있어서, 유입되는 정수대상 유입수를 분석하는 수질분석장치(10); 상기 수질분석장치(10)의 분석결과가 전달되되, 사전저장되어 있는 먹는물 수질기준의 다수 항목들과 분석결과를 비교한 후, 먹는물 수질기준 중 초과되는 항목이 존재할 경우, 흡착 장치(100), 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400) 중 하나 또는 두가지 이상의 조합으로 이루어져, 해당 부적합한 항목에 대응처리될 수 있도록 사전설정된 다수의 적용모듈조합 중 하나로 처리수가 통과되도록 하여, 유입되는 처리수가 항시 먹는물 수질기준에 부합되는 음용수로 정수되도록 하는 제어부(20); 상기 제어부(20)에 설치되어, 유입수 및 처리수의 수질분석자료 및 변경된 적용모듈조합의 정보를 사용자에게 통보하여, 모니터링이 가능토록 하는 근거리 모니터링부(40); 사전설정기간마다 분석한 정수대상 유입수 분석결과 및 수질분석장치(10)의 결과에 따라 자동변경된 적용모듈조합의 변경정보가 제어부(20)를 통해 전달되어 저장됨으로써 원격 모니터링이 가능토록 하되, 정수대상마다 설치된 다수의 간이정수장치(600)와 유무선통신으로 네트워크가 구성되어, 각 간이정수장치(600)로부터 전달받은 유입수 분석결과 및 적용모듈조합 변경정보를 통해, 간이정수장치(600)가 설치된 해당 지역의 현재 수질상태 및 저장되어 있는 수질정보를 토대로 사전설정기간동안의 수질변화동향이 파악되며, 오염수 배출지역 및 오염수 정화지역의 확인이 가능토록 하는 수질정보 저장, 관리 및 모니터링이 가능한 중앙관리 및 관제부(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙관리 및 관제부(50)는 다수의 정수대상지역에 설치된 각 간이정수장치(600)의 제어부(20)를 통해, 적용모듈조합의 변경 및 간이정수장치(600)의 ON/OFF 가동여부선택 제어가 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 간이정수장치(600)에 설치되어, 수질분석장치(10)를 거친 정수대상 유입수의 수질분석 결과 및 적용모듈조합을 거친 처리수의 수질분석결과를 외부에서 식별가능토록 하는 수질확인부(30);가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡착케이스(110)의 일면에 유입구(111)와 배출구(112)가 형성되고, 상기 유입구(111)를 통해 유입되는 처리수 내의 중금속 및 비소(As)와 불소(F), 망간(Mn)등은 흡착모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구(112)를 통해 배출되도록 하는 흡착 장치(100)와; 이온교환케이스(210)의 일면에 유입구와 배출구가 형성되어, 상기 유입구를 통해 유입되는 처리수 내의 우라늄, 질산성 질소, 경도 유발물질, 황산(SO42-), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 구리(Cu)등이 이온교환모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구를 통해 배출되도록 하는 이온교환 장치(200)와; 여과케이스(310)의 일면에 유입구(311)와 배출구(312)가 형성되어, 상기 유입구(311)를 통해 유입되는 처리수 내의 유기물, 미생물, 입자성 물질이 여과처리모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구(312)를 통해 배출되도록 하는 막 여과장치(300)와; 소독케이스(410)의 일면에 유입구(411)와 배출구(412)가 형성되고, 상기 유입구(411)를 통해 유입된 처리수 내의 일반세균 및 병원성 미생물이 소독모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구(412)를 통해 배출되도록 하는 소독 장치(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 먹는물 수질기준은 미생물에 관한 항목, 건강상 유해영향 무기물질에 관한 항목, 건강상 유해영향 유기물질에 관한 항목, 심미적 영향물질에 관한 항목이며, 상기 적용모듈조합은 상기 먹는물 수질기준의 각 항목에 각각 대응되어, 상기 흡착 장치(100), 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400)가 하나 또는 두개이상으로 조합되는 45개의 모듈조합으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡착 장치(100)의 흡착모듈은 흡착케이스(110)의 내부에 구비되되, 상기 흡착케이스(110)의 유입구(111)를 통해 외부의 물을 유입 및 이송시키도록 바닥면에 고정되는 흡착용 유입펌프(120)와; 상기 흡착용 유입펌프(120)를 통해 이송되는 물을 내부에 저장된 흡착재에 관통시켜 중금속 및 비소(As)와 불소(F), 망간(Mn)등을 흡착하도록 직렬로 연결되어 바닥면에 구비되는 제 1,2 흡착탱크(130,140)와; 상기 제 1,2 흡착탱크(130,140)의 출구 측에 각각 연결되어 배출되는 처리수를 한번더 필터링하는 카트리지 필터(150)와; 상기 유입구(111)와 배출구(112)가 형성된 흡착케이스(110)의 일면에 노출되도록 형성되어 흡착모듈을 제어하는 흡착용 제어판넬(160); 을 포함하여 구성되고, 상기 제 1,2 흡착탱크(130,140)는 흡착케이스(110)의 프레임에 고정밴드에 의해 연결되어 탈부착이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이온교환 장치(200)의 이온교환모듈은 이온교환케이스(210)의 내부에 구비되되, 상기 이온교환케이스(210)의 유입구를 통해 처리수를 유입 및 이송시키도록 바닥면에 고정되는 이온교환 유입펌프(220)와; 상기 이온교환 유입펌프(220)를 통해 이송되는 처리수를 통과시켜, 내부의 고형물 및 오염물을 여과하고, 여과되는 불순물은 외부로 배출될 수 있도록 하는 전처리 필터(230)와; 상기 전처리 필터(230)를 거친 처리수가 이송되어, 처리수 내에 이온으로 녹아있는 질산성질소, 경도, 알루미늄, 망간, 중금속 중 하나 또는 하나 이상의 물질이, 내부의 양이온 수지, 음이온 수지, 복합 수지 중 하나로 이루어지는 이온교환 수지와의 교환을 통해 제거되도록 하는 이온교환 탱크(240); 상기 이온교환 탱크(240) 내에서의 연속적인 이온교환을 위해, 이온교환 수지를 재생시키는 이온교환 자동재생장치(250); 이온교환케이스(210)의 일면에 노출되도록 형성되어 이온교환모듈을 제어하는 이온교환 제어판넬(260); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이온교환 자동재생장치(250)는 처리수의 농도에 따라 사전설정되는 이온교환 수지의 사용시간이 경과되어, 이온교환 수지가 파과점 이상에 도달된 경우, 자동적으로 이온교환 수지의 재생이 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 막 여과장치(300)의 여과처리모듈은 여과케이스(310)의 내부에 구비되되, 상기 여과케이스(310)의 유입구(311)를 통해 처리수를 유입 및 이송시키도록 바닥면에 고정되는 여과용 유입펌프(320)와; 상기 여과용 유입펌프(320)를 통해 이송되는 처리수를 내부에 관통시켜 유기물, 미생물, 입자성 물질을 여과하는 멤브레인장치(330)와; 상기 멤브레인장치(330)와 연결되어 멤브레인장치(330) 내를 세척하는 역세척장치와; 상기 유입구(311)와 배출구(312)가 형성된 여과케이스(310)의 일면에 노출되도록 형성되어 소독모듈을 제어하는 여과용 제어판넬(380); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역세척장치는 여과케이스(310)의 내부에 구비되되, 상기 여과케이스(310)의 타측면에 형성된 유입구(314)를 통해 세척용 물이 유입되어 멤브레인장치(330)에 역방향으로 이송시키고, 상기 여과케이스(310)의 타측면에 형성된 배출구(315)를 통해 세척한 물을 외부로 배출시키도록 바닥면에 고정되는 역세척용 유입펌프(340)와; 상기 역세척용 유입펌프(340)를 통해 이송되는 세척용 물에 공급되는 세척약품을 저장하고 있는 약품저장탱크(350)와; 상기 약품저장탱크(350)의 출구 측에 연결되어 이송되는 물에 세척약품을 공급하는 약품공급펌프(360)와; 상기 세척 전,후에 멤브레인장치(330)의 내부에 역방향으로 압축 공기를 이송시켜 세척하도록 여과케이스(310)의 프레임단상에 구비되는 에어컴프레셔(370); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소독 장치(400)의 소독모듈은 소독케이스(410)의 내부에 구비되되, 상기 소독케이스(410)의 유입구(411)를 통해 막 여과장치(300)의 처리수가 유입되고, 상기 처리수를 UV에 의해 소독하도록 소독케이스(410)의 프레임에 지지되는 UV 소독장치(420)와; 상기 유입구(411)와 배출구(412)가 형성된 소독케이스(410)의 일면에 노출되도록 형성되어 소독모듈을 제어하는 소독용 제어판넬(440); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치는 흡착 장치(100)와, 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400)를 포함하되, 수질분석장치(10), 제어부(20), 수질확인부(30), 근거리 모니터링부(40), 중앙관리 및 관제부(50)를 포함한다.
본 발명에서는 상기와 같이 흡착 장치(100)와, 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400)의 4가지의 장치(모듈)를, 정수 대상이 되는 원수(처리수)의 상태(특성)에 따라, 다양하게 조합하여 사용함으로써, 어떤 상태의 원수도 먹는물 수질기준에 부합되어 음용수로 정수될 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 상기 4가지의 모듈은 한개 또는 두개 이상이 조합되어져, 다양한 조합의 적용모듈조합을 가지도록 하는데, 본 발명에서는 총 45가지의 적용모듈조합을 사용하도록 한다.
이에, 본 발명에서는 우선적으로 정수 대상이 되는 처리수(원수)를 사전에 분석하는 수질분석장치(10)가 구비되고, 이러한 수질분석장치(10)에서 처리수의 성분 등을 분석하여 결과를 제어부(20)에 전달하게 된다. 이러한 제어부(20)는 수질분석장치(10) 및 후술될 흡착 장치(100)와, 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400)와도 각각 연결되어 있도록 한다.
이에, 정수 대상이 되는 원수를 수질분석장치(10)에서 사전에 분석하고, 이러한 결과를 전달받은 제어부(20)에서는, 분석된 결과를 먹는물 수질기준(미생물에 관한 항목(총3가지), 건강상 유해영향 무기물질에 관한 항목(총11가지), 건강상 유해영향 유기물질에 관한 항목(총17가지), 심미적 영향 물질에 관한 항목(총15가지))과 비교한 후, 비교 후 부적합한 결과로 나온 먹는물 수질기준 항목에 대해서, 그에 사전에 대응시켜 데이터베이스에 저장해놓은 45가지의 적용모듈조합 중 선택적으로 하나에 원수가 통과되도록 하여, 유입되는 처리수가 항시 먹는물 수질기준에 부합되는 음용수로 정수될 수 있도록 한 것이다.
예를들어, 유입되는 처리수를 수질분석장치(10)를 통해 분석하고, 이를 제어부(20)에서 내부에 사전저장되어 있는 먹는물 수질기준과 비교한 결과, 먹는물 수질기준에서 심미적 영향물질에 관한 항목인 '경도' 항목에 부적한 결과가 나오게 되면, 제어부(20)는 이를 해결하기 위해서는 해당 부적합 항목을 해결하기 위한 장치(비고란에 기재되어 있음)를 확인(도 3)하여, 이온교환과 막 관련 장치(이온교환 장치(200)와 막 여과장치(300))의 장치가 필요함을 확인하게 되고, 이에 사전저장해 놓은 45가지의 적용모듈조합 중, 이온교환 장치(200)와 막 여과장치(300)의 2가지 장치(모듈)로 이루어진 적용모듈조합인 9, 24, 39 번(용량에 따라 선택된다. 도 4) 중 하나의 적용모듈조합이 사용되어 처리수가 정수되도록 제어하는 것이다.
물론, 먹는물 수질기준 데이터 및 45가지의 적용모듈조합의 데이터는 제어부(20)의 데이터베이스에 사전에 저장되어 있고, 이러한 데이터를 가지고 제어부(20)에서는 분석한 원수결과를 먹는물 수질기준과 비교 및 먹는물 수질기준 항목 각각에 대응되는 45가지의 적용모듈조합 중 하나(또는 하나 이상)를 선택 하는 등의 제어를 하는 것이다. 물론, 원수를 분석한 결과나, 비교한 결과 또한 이러한 제어부(20)에 저장되도록 한다.
또한, 원수는 사전설정기간 또는 시간 간격마다 수질분석장치(10)에서 분석되어, 제어부(20)에서 분석 당시의 원수 상태 및 특성에 맞게 45가지의 적용모듈 중 하나를 적용하여 정수하는 형태가 되도록 함으로써, 항시 원수(처리수)가 음용수로 정수될 수 있도록 한 것이다.
더불어, 이를 위한 흡착 장치(100)와, 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400)는 순차적으로 연결된 것으로 도시되어 있지만, 사용자의 실시예에 따라, 4가지의 장치가 상호간 연결되도록 연결라인이 형성되어 있을 수 있음이며, 순차적으로 연결되어 있을 경우, 정수를 처리하기 위해 선택된 적용모듈조합만 원수가 거치도록, 선택되지 않은 장치는 그냥 원수가 그대로 유입과 배출만 되는 형태가 되도록 하거나, 또는 선택된 장치만 사용자가 사전에 연결시켜 사용하는 등 다양한 형태가 되도록 할 수 있기에, 상기 4가지 장치의 연결관계에 대해서는 한정하지 않도록 한다.
더불어, 본 발명에서는 상기의 수질분석장치(10) 및 제어부(20)와 함께, 수질확인부(30), 근거리 모니터링부(40), 중앙관리 및 관제부(50)를 더 구비하게 된다.
상기 수질확인부(30)의 경우, 전술된 바와 같이, 흡착 장치(100)와, 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400)로 이루어지는 본 발명의 간이정수장치에서, 최초 정수대상이 되는 원수 및 다수의 적용모듈조합 중 하나를 통과하여 정수된 상태인 처리수의 수질상태를 외부에서 식별가능토록 한 것이다.
즉, 별도의 디스프레이장치를 흡착 장치(100)와, 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400) 각각의 케이스에 설치하거나, 또는 이러한 수질확인부(30)만을 독립적으로 간이정수장치(600)에 설치하는 등 다양한 방법을 사용하여, 외부에서 사용자나 관리자가 간이정수장치(600) 근처에 왔을 시, 바로 확인이 가능하도록 하는 것이다.
상기 근거리 모니터링부(40)는 제어부(20) 등에 설치되는 것으로, 전술된 수질분석장치(10)를 통한 원수의 수질분석결과, 다수의 적용모듈조합을 거친 후의 처리수 수질상태, 현재 사용중인 적용모듈조합의 정보, 원수의 상태에 따라 바뀐 적용모듈조합의 변경 정보 등을, 사전설정한 시간간격 및 주기(날짜 등)에 맞춰, 사전에 입력되어 저장되어 있는 사용자 및 관리자의 근거리통신(ex: 핸드폰 등)을 통해, 바로 제공할 수 있도록 한 것으로, 이는 사전에 입력되어 있는 사용자 및 관리자에게 바로 통보하거나, 사용자 및 관리자가 해당 간이정수장치(600) 근처로 오게되면, 블루투스 등을 이용해 전송이 되는 형태가 되도록 할수도 있음이다.
물론, 사용자의 핸드폰에는 이러한 간이정수장치(600)의 정보와 관련된 제어앱(어플)이 사전에 설치되어 있음은 물론이며, 이러한 제어앱을 통해, 모니터링 및 다양한 제어(사용자/관리자 변경, 정보발송 간격/주기 변경 등)가 가능토록 할 수도 있음이다.
상기 중앙관리 및 관제부(50)는 제어부(20)를 통해, 근거리 모니터링부(40)에서 사용자 및 관리자에게 제공되는 정보 및 수질확인부(30)에서 확인가능한 정보 등, 간이정수장치(600) 및 수질에 관련된 정보를 모두 전송받아 저장(중앙관리 및 관제부 내 서버)되는 곳이다.(별도의 지역에 기지국(관리국)을 세워, 해당 기지국에 중앙관리 및 관제부(50)가 설치되어 있도록 한다.)
본 발명의 간이정수장치는 정수대상이 되는 다양한 지역마다 개별적으로 설치되어 있도록 하고, 이러한 다수의 간이정수장치와 중앙관리 및 관제부가 상호간 네트워크로 연결되어 있도록 한다.
이로써, 각 간이정수장치의 제어부에서 발송되는 다양한 정보들(원수분석결과, 현재 사용중인 적용모듈조합, 원수의 수질변화, 원수의 수질변화에 따른 적용모듈조합의 변화 등)을 모두 전송받아 저장하고, 이렇게 전송받은 정보들을 먼거리의 원격으로 모니터링(CDMA 또는 WAN을 이용한 모니터링) 하면서 관리할 수 있도록 한다.
다시말해, 각 지역에 설치된 각각의 간이정수장치로 인하여, 단일의 중앙관리 및 관제부(50)에서 다수의 해당지역(ex: A지역, B지역… 등)의 수질정보 및 수질오염상태를 파악할 수 있고, 해당 지역의 현재 수질상태 및 저장되어 있는 수질정보를 토대로 사전설정기간동안의 각지역마다의 수질변화동향을 파악하여, 오염수 배출지역 및 오염수 정화지역의 정보를 분류하여 관리, 저장 및 모니터링이 가능해지는 것이다.
물론, 사용자의 실시예에 따라, 상기 중앙관리 및 관제부(50)는 다수의 정수대상지역에 설치된 각 간이정수장치(600)의 제어부(20)를 통해, 적용모듈조합의 변경이 가능하며, 간이정수장치(600)의 ON/OFF 가동여부선택 또한 제어가 가능토록 할수도 있음이다.
이에, 하기에서는 본 발명에 따른 간이정수장치에서 사용되는 장치 4가지, 즉 모듈 4가지를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 간이정수장치(600)는 흡착 모듈(Adsorption Module) - 이온교환 모듈(Ion exchange Module) - 여과 모듈(Membrane Module) - 소독 모듈(Infection(UV) Module)의 총 4개의 처리 공정으로 이루어진다.
본 발명은 흡착 / 이온교환 / 막여과 / 소독을 이용한 정수처리장치로서 독립된 Module 구성으로 원수 즉 수중에 존재하는 이온성 오염물질 제거 및 중금속 및 질산성 질소를 제거하며, 소독 공정은 태양광 설비를 이용하여, 공정 운전 시 설비 기동 전력비를 감소한 고효율 정수처리장치이다.
상기 흡착 장치(100)는 흡착케이스(110)의 일면에 유입구(111)와 배출구(112)가 형성되고, 상기 유입구(111)를 통해 외부의 물이 유입되어 물 내의 중금속 및 비소(As)와 질산성 질소(NO³-N)를 흡착모듈에 의해 제거한 뒤, 상기 배출구(112)를 통해 처리수를 다음 공정으로 이송시킨다. 이때, 상기 유입구(111)와 배출구(112)는 같은 흡착케이스(110)의 일면에 형성됨으로써, 물을 이송시키기 위한 연결이 용이하다.
여기서, 상기 흡착 장치(100)의 구성은 직사각형 형태로 프레임이 형성되고, 각면에 격판이 형성되는 흡착케이스(110)와, 상기 흡착케이스(110)의 내부에 구비되어 외부에서 유입된 물 내의 중금속 및 비소(As)와 불소(F), 망간(Mn)등을 흡착하여 제거하는 흡착모듈(미도시)로 구성된다. 이때, 상기 프레임의 형태는 직사각형 이외에도 다양한 형태로 설계변경이 가능하다.
그리고, 상기 흡착케이스(110)는 하측면에 이동가능하도록 다수개의 바퀴(113)가 설치되고, 상기 바퀴(113)에 의해 다른 막 여과장치(300) 및 소독 장치(400)와의 간격이 조절가능하다. 이때, 상기 흡착케이스(110) 이외에도 이하에서 기술되는 이온교환 케이스, 여과케이스(310), 소독케이스(410)도 동일한 형태로써, 별도의 기술은 하지 않는다. 참고로 도번 213,313,413 : 바퀴.
또한, 상기 흡착모듈은 흡착케이스(110)의 내부에 구비되는데, 상기 흡착케이스(110)의 유입구(111)를 통해 외부의 물을 유입 및 이송시키도록 흡착용 유입펌프(120)가 흡착케이스(110)의 바닥면에 고정되고, 상기 흡착용 유입펌프(120)를 통해 이송되는 물을 내부에 저장된 흡착재에 관통시켜 중금속 및 비소(As)와 질산성 질소(NO³-N)를 흡착하도록 제 1,2 흡착탱크(130,140)가 직렬로 연결되어 흡착케이스(110)의 바닥면에 구비된다. 이때, 상기 제 1,2 흡착탱크(130,140) 내의 흡착재는 코팅된 모래 등으로써, 중금속 및 비소(As)와 질산성 질소(NO³-N)를 흡착할 수 있으면서 인체에는 무해한 것으로 통상적으로 사용되는 것이기에 별도의 기술은 하지 않는다.
여기서, 상기 제 1,2 흡착탱크(130,140)의 출구 측에는 제 1,2 흡착탱크(130,140)에서 배출되는 처리수를 한번더 필터링하도록 카트리지 필터(150)가 각각 연결 형성되고, 상기 최종 카트리지 필터(150)를 통해 필터링된 처리수는 배관을 통해 배출구(112)에 이송된다.
그리고, 상기 제 1,2 흡착탱크(130,140)는 흡착케이스(110)의 측면 프레임에 고정밴드 등의 고정장치(미도시)에 의해 연결되는데, 이때, 상기 고정장치의 개폐에 의해 흡착케이스(110)에 탈부착이 가능하여 제 1,2 흡착탱크(130,140)의 수리 및 내부 흡착재 교체 등이 발생시, 편리하게 교체가 가능하다.
여기서, 상기 흡착모듈의 구성은 상호 간에 배관에 의해 연결되고, 상기 배관에는 각종 밸브(미도시)와, 센서 등의 측정장치(미도시)이 설치되어 있다.
한편, 상기 측정장치에서 측정된 정보를 표시하고, 설정된 조작에 의해 흡착모듈을 제어하는 흡착용 제어판넬(160)이 더 형성되는데, 상기 흡착용 제어판넬(160)은 유입구(111)와 배출구(112)가 형성된 흡착케이스(110)의 일면에 일측면이 노출되도록 형성되어 사용자가 간편하게 흡착모듈을 제어한다. 이때, 상기 흡착용 제어판넬(160)에는 물의 유량, 압력, 전도 등의 정보가 표시되어 있다.
한편, 흡착 장치(100)의 흡착공정을 이하에서 살펴보면, 전처리 공정으로 비소 및 질산성 질소 제거한다.
1. 원수내의 무기비소는 As(Ⅲ) 와 As(Ⅴ)로 존재하며, As(Ⅴ)에 비해 As(Ⅲ)가 독성이 강하고 유동성이 좋으며 제거하기 어렵다.
2. 비소로 오염된 지하수를 복원하는 기존의 기술은 As(Ⅴ)제거에는 효과적이지만 As(Ⅲ)를 제거하는 데에는 한계가 있다.
3. As(Ⅲ)를 효과적으로 제거하기 위해서는 As(Ⅲ)를 As(Ⅴ)로 산화시키는 전처리단계가 필요하다.
4. 철 및 망간 산화물을 이용한 철 코팅사(Iron Coated Sand), 망간 코팅사(Manganese Coated Sand) 등의 흡착 여재를 사용하면, 망간 코팅사는 As(Ⅲ)의 산화에 크게 기여하며, 철 코팅사와 혼합하여 동시 제거 방식으로 처리했을 때 As(Ⅲ)의 효율적인 제거 및 처리 후 지하수의 산성화를 방지하는 효과를 나타낸다.
5. 철, 망간사를 이용한 비소, 망간, 불소 제거 흡착 효율은 95% 이상이다.
상기 이온교환 장치(200)는 이온교환케이스(210)의 일면에 유입구(211)와 배출구(212)가 형성되고, 상기 유입구(211)를 통해 처리수가 유입되면, 상기 유입된 처리수 내 수중에 존재하는 이온성 물질을 제거하는 것으로, 라늄(U+), 질산성 질소(NO3-), 경수 유발물질(Ca2+, Mg2+, SO42-) 등 수중의 오염물질을 흡착 즉 내부의 이온성 물질과 교환하여 제거하는 기능을 하는 것이다.
더불어, 이러한 이온교환 장치(200)의 경우, 사용 중 주기적인 재생공정을 거치기 때문에 장기간 사용이 가능하여, 운영비가 절감되고 자동화 시스템으로 구축되어 있으므로 운전이 간편한 효과가 있으며, 에너지 절약형 설비로 유지관리비 감소, 모듈 별 운전대응으로 에너지 소비효율 극대화, 유지 관리의 간편화, 외부 계측기 및 One touch type 설비로 조작이 용이한 효과가 있다.
이를 위한 이온교환 장치(200)의 구성을 살펴보면, 이온교환모듈은 이온교환케이스(210)의 내부에 구비되는 것으로, 이온교환 유입펌프(220), 전처리 필터(230), 이온교환 탱크(240), 이온교환 자동재생장치(250), 이온교환 제어판넬(260)로 구성된다.
상기 이온교환 유입펌프(220)는 이온교환케이스(210) 내에서 유입구를 통해 처리수기 유입 및 이송시키도록 바닥면에 고정되는 것이고,
전처리 필터(230)는 이러한 원수의 고형물및 탁도를 제거하기 위한 것으로, 이후 연결된 다른 공정에서의 오염물 제거 부하를 줄이고, 탱크 내의 파울링 및 막힘을 방지하고자 하는 것이다. 물론, 이렇나 전처리 필터(230)의 장시간 사용시, 불순물 배출을 위한 드레인 배관은 별도로 구성되어 있어야 함은 당연할 것이며, 유입 원수의 압력을 확인할 수 있는 압력게이지 또한 부착이 되어 있도록 한다.
상기 이온교환 탱크(240)는 전처리 필터(230)를 거친 처리수가 이송되어, 처리수에 포함되 이온성 오염물질을 제거하기 위한 것으로, 처리수 내에 이온으로 녹아있는 질산성질소, 경도(Ca2+, Mg2+ 등), 알루미늄, 망간, 중금속 중 하나 또는 하나 이상의 물질이, 내부의 양이온 수지, 음이온 수지, 복합 수지 중 하나로 이루어지는 이온교환 수지와의 교환을 통해 제거되도록 한 것이다.
상기 이온교환 자동재생장치(250)는, 이온교환 탱크(240) 내에서의 연속적인 이온교환을 위해, 이온교환 수지를 재생시키기 위한 장치로써, 지속적인 오염물 이온교환을 통하여, 이온교환 수지 내의 오염물이 흡착되어 있을 경우, 이온교환 수지의 파과점이상의 도달로 정기적인 재생공정이 필요하게 되는데, 이온교환 자동재생장치(250)는 농도와 시간에 따라 수지의 재생 시간을 확인하여 자동으로 수지를 재생하는 역할을 하는 것이다. 다시말해, 처리수의 농도에 따라 사전설정되는 이온교환 수지의 사용시간이 경과되어, 이온교환 수지가 파과점 이상에 도달된 경우, 자동적으로 이온교환 수지의 재생이 진행되도록 하는 것이다.
상기 이온교환 제어판넬(260)은 이온교환케이스(210)의 일면에 노출되도록 형성되어 이온교환모듈을 제어하기 위한 것이다.
상기 막 여과장치(300)는 여과케이스(310)의 일면에 유입구(311)와 배출구(312)가 형성되고, 유입되는 처리수 내의 유기물, 미생물, 입자성 물질을 막 여과처리모듈(미도시)에 의해 제거한 뒤, 상기 배출구(312)를 통해 처리수를 다음 공정으로 이송시킨다. 이때, 상기 유입구(311)와 배출구(312)는 같은 여과케이스(310)의 일면에 형성됨으로써, 물을 이송시키기 위한 연결이 용이하다.
여기서, 상기 막 여과장치(300)의 구성은 여과케이스(310)와, 상기 여과케이스(310)의 내부에 구비되어 흡착 장치(100)에서 이송된 처리수 내의 유기물, 미생물, 입자성 물질를 여과하여 제거하는 여과처리모듈로 구성된다.
그리고, 상기 여과처리모듈은 여과케이스(310)의 내부에 구비되는데, 상기 여과케이스(310)의 유입구(311)를 통해 흡착 장치(100)의 처리수를 유입 및 이송시키도록 여과용 유입펌프(320)가 여과케이스(310)의 바닥면에 고정되고, 상기 여과용 유입펌프(320)를 통해 이송되는 처리수를 내부에 관통시켜 유기물, 미생물, 입자성 물질을 멤브레인장치(Membrane)에 의해 여과하여 제거하며, 상기 멤브레인장치(330)와 연결되어 멤브레인장치(330) 내를 역세척장치(미도시)에 의해 세척한다. 이때, 상기 멤브레인장치(330)는 배관에 의해 고정되며, 이동시, 흔들림에 의해 배관과의 연결부위 파손을 방지하도록 여과케이스(310)의 프레임에 측면이 고정된다.
한편, 상기 역세척장치는 여과케이스(310)의 내부에 구비되는데, 상기 여과케이스(310)의 타측면에 형성된 유입구(311)를 통해 세척용 물이 유입되어 멤브레인장치(330)에 역방향으로 이송시키고 상기 여과케이스(310)의 타측면에 형성된 배출구(312)를 통해 세척한 물을 외부로 배출시키도록 역세척용 유입펌프(340)가 여과케이스(310)의 바닥면에 고정되며, 상기 역세척용 유입펌프(340)를 통해 이송되는 세척용 물에 세척약품을 공급하도록 약품을 저장하고 있는 약품저장탱크(350)가 별도로 구성되고, 상기 약품저장탱크(350)의 출구 측에 연결되어 이송되는 물에 세척약품을 공급하는 약품공급펌프(360)가 더 설치된다.
그리고, 상기 세척 전,후에 멤브레인장치(330)의 내부에 역방향으로 압축 공기를 분사하여 공기에 의해 세척하는 에어컴프레셔(370)가 더 구성되고, 상기 에어컴프레셔(370)는 여과케이스(310) 내에 다단으로 형성된 프레임단상(미도시)에 설치된다.
이렇듯, 상기 여과케이스(310)의 타측면 즉, 유입구(311)와 배출구(312)가 형성된 반대측 면에는 세척용 물이 유입 및 배출되도록 세척용 유입구(314)와 배출구(315)가 돌출 형성되고, 상기 세척용 물은 깨끗한 물을 사용해야하기 때문에 본 발명의 소독 장치(400)에서 최종 정수된 물을 사용한다.
여기서, 상기 여과처리모듈의 구성은 구성장치 간에 배관에 의해 연결되고, 상기 배관에는 각종 밸브(미도시)와, 센서 등의 측정장치(미도시)이 설치되어 있다. 이때, 구성장치 간에 배관 연결구조는 구성장치의 위치에 따라 설계변경이 가능하여 별도로 기술하지 않는다. 다만, 도면에서처럼 상호 간에 연결되는 구조이다.
한편, 상기 측정장치에서 측정된 정보를 표시하고, 설정된 조작에 의해 여과처리모듈을 제어하는 여과용 제어판넬(380)이 더 형성되는데, 상기 여과용 제어판넬(380)은 유입구(311)와 배출구(312)가 형성된 여과케이스(310)의 일면에 일측면이 노출되도록 형성되어 사용자가 간편하게 여과처리모듈을 제어한다. 이때, 상기 여과용 제어판넬(380)에는 물의 유량, 압력, 역세척유량 등의 정보가 표시되어 있다.
한편, 막 여과장치(300)의 공정을 이하에서 살펴보면, 막여과 공정으로 입자성 물질 및 미생물 제거한다.
1. 막을 이용한 정수처리는 흡착모듈에서 제거되지 않은 다양한 오염물질을 동시에 제거한다.
2. 원수의 수질에 따라 멤브레인의 종류를 선택적으로 구성 입자성, 부유물, 미생물을 제거한다.
상기 소독 장치(400)는 소독케이스(410)의 일면에 유입구(411)와 배출구(412)가 형성되고, 유입되는 처리수 내의 일반세균 및 병원성 미생물을 소독모듈(미도시)에 의해 제거한 뒤, 상기 배출구(412)를 통해 음용수를 전달한다. 이때, 상기 유입구(411)와 배출구(412)는 같은 소독케이스(410)의 일면에 형성됨으로써, 물을 이송시키기 위한 연결이 용이하고, 상기 배출구(412)는 외부에 형성된 저장탱크(미도시)와 연결되어 최종 정수된 물이 저장탱크에 전달되는 것이다.
여기서, 상기 소독모듈은 소독케이스(410)의 내부에 구비되는데, 상기 소독케이스(410)의 유입구(411)를 통해 막 여과장치의 처리수가 유입되는데, 상기 처리수를 UV(Ultraviolet Ray,자외선)에 의해 소독하도록 UV 소독장치(420)가 소독케이스(410)의 프레임에 지지된다.
그리고, 상기 소독모듈의 구성은 구성장치 간에 배관에 의해 연결되고, 그로 인해, 상기 UV 소독장치(420)가 소독케이스(410) 내에 구비될 수 있는 것이며, 상기 배관에는 각종 밸브(미도시)와, 센서 등의 측정장치(미도시)이 설치되어 있다. 이때, 구성장치 간에 배관 연결구조는 구성장치의 위치에 따라 설계변경이 가능하여 별도로 기술하지 않는다. 다만, 도면에서처럼 상호 간에 연결되는 구조이다.
한편, 상기 측정장치에서 측정된 정보를 표시하고, 설정된 조작에 의해 소독모듈을 제어하는 소독용 제어판넬(440)이 더 형성되는데, 상기 소독용 제어판넬(440)은 유입구(411)와 배출구(412)가 형성된 소독케이스(410)의 일면에 일측면이 노출되도록 형성되어 사용자가 간편하게 소독모듈을 제어한다. 이때, 상기 소독용 제어판넬(440)에는 물의 유량, 압력, UV값 등의 정보가 표시되어 있다.
한편, 소독 장치(400)의 공정을 이하에서 살펴보면, 일반세균 및 대장균 소독 제거한다.
1. 처리수 이용 송수 관로가 짧기에 소독 모듈을 사용하여 염소 소독의 단점을 배제하여 직접적이고 고효율 소독 공정을 이용할 수 있다.
2. 염소계 소독의 단점인 배관 부식 및 물 맛의 저하를 예방한다.
3. UV 소독 장치는 설치 및 유지관리의 편이성을 향상한다.
4. 전기공급원으로 태양열로 이용 공정 운전만 설비가 기동 전력비가 감소된다.
한편, 상기에서 기술된 흡착 장치(100)와 막 여과장치(300) 및 소독 장치(400)는 각각 케이스의 일면에 형성된 유입구와 배출구가 다른 유입구와 배출구와 상호 연결시, 흡착 장치(100)와 막 여과장치(300) 및 소독 장치(400)가 상호 간에 간격 조절이 가능하도록 신축성 관(flexible hose,500)에 의해 연결된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 수질분석장치 20: 제어부
30: 수질확인부 40: 근거리 모니터링부
50: 중앙관리 및 관제부
100 : 흡착 장치 110 : 흡착케이스
111,211,311,411 : 유입구 112,212,312,412 : 배출구
113,213,313,413 : 바퀴 120 : 흡착용 유입펌프
130 : 제 1 흡착탱크 140 : 제 2 흡착탱크
150 : 카트리지 필터 160 : 흡착용 제어판넬
200: 이온교환 장치 210: 이온교환케이스
220: 이온교환 유입펌프 230: 전처리 필터
240: 이온교환 탱크 250: 이온교환 자동재생장치
260: 이온교환 제어판넬 300 : 막 여과장치
310 : 여과케이스 320 : 여과용 유입펌프
330 : 멤브레인장치 340 : 역세척용 유입펌프
350 : 약품 저장탱크 360 : 약품공급펌프
370 : 에어컴프레셔 380 : 여과용 제어판넬
400 : 소독 장치 410 : 소독케이스
420 : UV 소독장치 430 : 소독용 제어판넬
500 : 신축성 관 600 : 간이정수장치
30: 수질확인부 40: 근거리 모니터링부
50: 중앙관리 및 관제부
100 : 흡착 장치 110 : 흡착케이스
111,211,311,411 : 유입구 112,212,312,412 : 배출구
113,213,313,413 : 바퀴 120 : 흡착용 유입펌프
130 : 제 1 흡착탱크 140 : 제 2 흡착탱크
150 : 카트리지 필터 160 : 흡착용 제어판넬
200: 이온교환 장치 210: 이온교환케이스
220: 이온교환 유입펌프 230: 전처리 필터
240: 이온교환 탱크 250: 이온교환 자동재생장치
260: 이온교환 제어판넬 300 : 막 여과장치
310 : 여과케이스 320 : 여과용 유입펌프
330 : 멤브레인장치 340 : 역세척용 유입펌프
350 : 약품 저장탱크 360 : 약품공급펌프
370 : 에어컴프레셔 380 : 여과용 제어판넬
400 : 소독 장치 410 : 소독케이스
420 : UV 소독장치 430 : 소독용 제어판넬
500 : 신축성 관 600 : 간이정수장치
Claims (11)
- 외부의 물을 마을의 식수로 사용할 수 있도록 정수하는 마을 간이정수장치(600)에 있어서,
유입되는 정수대상 유입수를 분석하는 수질분석장치(10);
상기 수질분석장치(10)의 분석결과가 전달되되, 사전저장되어 있는 먹는물 수질기준의 다수 항목들과 분석결과를 비교한 후, 먹는물 수질기준 중 초과되는 항목이 존재할 경우, 흡착 장치(100), 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400) 중 하나 또는 두가지 이상의 조합으로 이루어져, 해당 부적합한 항목에 대응처리될 수 있도록 사전설정된 다수의 적용모듈조합 중 하나로 처리수가 통과되도록 하여, 유입되는 처리수가 항시 먹는물 수질기준에 부합되는 음용수로 정수되도록 하는 제어부(20);
상기 제어부(20)에 설치되어, 유입수 및 처리수의 수질분석자료 및 변경된 적용모듈조합의 정보를 사용자에게 통보하여, 모니터링이 가능토록 하는 근거리 모니터링부(40);
사전설정기간마다 분석한 정수대상 유입수 분석결과 및 수질분석장치(10)의 결과에 따라 자동변경된 적용모듈조합의 변경정보가 제어부(20)를 통해 전달되어 저장됨으로써 원격 모니터링이 가능토록 하되, 정수대상마다 설치된 다수의 간이정수장치(600)와 유무선통신으로 네트워크가 구성되어, 각 간이정수장치(600)로부터 전달받은 유입수 분석결과 및 적용모듈조합 변경정보를 통해, 간이정수장치(600)가 설치된 해당 지역의 현재 수질상태 및 저장되어 있는 수질정보를 토대로 사전설정기간동안의 수질변화동향이 파악되며, 오염수 배출지역 및 오염수 정화지역의 확인이 가능토록 하는 수질정보 저장, 관리 및 모니터링이 가능한 중앙관리 및 관제부(50);로 이루어지며,
상기 먹는물 수질기준은 미생물에 관한 항목, 건강상 유해영향 무기물질에 관한 항목, 건강상 유해영향 유기물질에 관한 항목, 심미적 영향물질에 관한 항목이며,
상기 적용모듈조합은 상기 먹는물 수질기준의 각 항목에 각각 대응되어, 상기 흡착 장치(100), 이온교환 장치(200), 막 여과장치(300), 소독 장치(400)가 하나 또는 두개이상으로 조합되는 45개의 모듈조합으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 중앙관리 및 관제부(50)는
다수의 정수대상지역에 설치된 각 간이정수장치(600)의 제어부(20)를 통해, 적용모듈조합의 변경 및 간이정수장치(600)의 ON/OFF 가동여부선택 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 1항에 있어서,
간이정수장치(600)에 설치되어, 수질분석장치(10)를 거친 정수대상 유입수의 수질분석 결과 및 적용모듈조합을 거친 처리수의 수질분석결과를 외부에서 식별가능토록 하는 수질확인부(30);
가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 1항에 있어서,
흡착케이스(110)의 일면에 유입구(111)와 배출구(112)가 형성되고, 상기 유입구(111)를 통해 유입되는 처리수 내의 중금속 및 비소(As)와 망간(Mn), 불소가 흡착모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구(112)를 통해 배출되도록 하는 흡착 장치(100)와;
이온교환케이스(210)의 일면에 유입구와 배출구가 형성되어, 상기 유입구를 통해 유입되는 처리수 내의 우라늄, 질산성 질소, 경수 유발물질의 이온성 물질이 이온교환모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구를 통해 배출되도록 하는 이온교환 장치(200)와;
여과케이스(310)의 일면에 유입구(311)와 배출구(312)가 형성되어, 상기 유입구(311)를 통해 유입되는 처리수 내의 유기물, 미생물, 입자성 물질이 여과처리모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구(312)를 통해 배출되도록 하는 막 여과장치(300)와;
소독케이스(410)의 일면에 유입구(411)와 배출구(412)가 형성되고, 상기 유입구(411)를 통해 유입된 처리수 내의 일반세균 및 병원성 미생물이 소독모듈에 의해 제거된 뒤, 상기 배출구(412)를 통해 배출되도록 하는 소독 장치(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 흡착 장치(100)의 흡착모듈은
흡착케이스(110)의 내부에 구비되되,
상기 흡착케이스(110)의 유입구(111)를 통해 외부의 물을 유입 및 이송시키도록 바닥면에 고정되는 흡착용 유입펌프(120)와;
상기 흡착용 유입펌프(120)를 통해 이송되는 물을 내부에 저장된 흡착재에 관통시켜 중금속 및 비소(As)와 망간(Mn), 불소가 흡착하도록 직렬로 연결되어 바닥면에 구비되는 제 1,2 흡착탱크(130,140)와;
상기 제 1,2 흡착탱크(130,140)의 출구 측에 각각 연결되어 배출되는 처리수를 한번더 필터링하는 카트리지 필터(150)와;
상기 유입구(111)와 배출구(112)가 형성된 흡착케이스(110)의 일면에 노출되도록 형성되어 흡착모듈을 제어하는 흡착용 제어판넬(160);
을 포함하여 구성되고, 상기 제 1,2 흡착탱크(130,140)는 흡착케이스(110)의 프레임에 고정밴드에 의해 연결되어 탈부착이 가능한 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 이온교환 장치(200)의 이온교환모듈은
이온교환케이스(210)의 내부에 구비되되,
상기 이온교환케이스(210)의 유입구를 통해 처리수를 유입 및 이송시키도록 바닥면에 고정되는 이온교환 유입펌프(220)와;
상기 이온교환 유입펌프(220)를 통해 이송되는 처리수를 통과시켜, 내부의 고형물 및 오염물을 여과하고, 여과되는 불순물은 외부로 배출될 수 있도록 하는 전처리 필터(230)와;
상기 전처리 필터(230)를 거친 처리수가 이송되어, 처리수 내에 이온으로 녹아있는 질산성질소, 경도, 알루미늄, 망간, 중금속 중 하나 또는 하나 이상의 물질이, 내부의 양이온 수지, 음이온 수지, 복합 수지 중 하나로 이루어지는 이온교환 수지와의 교환을 통해 제거되도록 하는 이온교환 탱크(240);
상기 이온교환 탱크(240) 내에서의 연속적인 이온교환을 위해, 이온교환 수지를 재생시키는 이온교환 자동재생장치(250);
이온교환케이스(210)의 일면에 노출되도록 형성되어 이온교환모듈을 제어하는 이온교환 제어판넬(260);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 6항에 있어서,
상기 이온교환 자동재생장치(250)는
처리수의 농도에 따라 사전설정되는 이온교환 수지의 사용시간이 경과되어, 이온교환 수지가 파과점 이상에 도달된 경우, 자동적으로 이온교환 수지의 재생이 진행되는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 막 여과장치(300)의 여과처리모듈은
여과케이스(310)의 내부에 구비되되,
상기 여과케이스(310)의 유입구(311)를 통해 처리수를 유입 및 이송시키도록 바닥면에 고정되는 여과용 유입펌프(320)와;
상기 여과용 유입펌프(320)를 통해 이송되는 처리수를 내부에 관통시켜 유기물, 미생물, 입자성 물질을 여과하는 멤브레인장치(330)와;
상기 멤브레인장치(330)와 연결되어 멤브레인장치(330) 내를 세척하는 역세척장치와;
상기 유입구(311)와 배출구(312)가 형성된 여과케이스(310)의 일면에 노출되도록 형성되어 소독모듈을 제어하는 여과용 제어판넬(380);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 8항에 있어서,
상기 역세척장치는 여과케이스(310)의 내부에 구비되되,
상기 여과케이스(310)의 타측면에 형성된 유입구(314)를 통해 세척용 물이 유입되어 멤브레인장치(330)에 역방향으로 이송시키고, 상기 여과케이스(310)의 타측면에 형성된 배출구(315)를 통해 세척한 물을 외부로 배출시키도록 바닥면에 고정되는 역세척용 유입펌프(340)와;
상기 역세척용 유입펌프(340)를 통해 이송되는 세척용 물에 공급되는 세척약품을 저장하고 있는 약품저장탱크(350)와;
상기 약품저장탱크(350)의 출구 측에 연결되어 이송되는 물에 세척약품을 공급하는 약품공급펌프(360)와;
세척 전,후에 멤브레인장치(330)의 내부에 역방향으로 압축 공기를 이송시켜 세척하도록 여과케이스(310)의 프레임단상에 구비되는 에어컴프레셔(370);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 소독 장치(400)의 UV모듈은
소독케이스(410)의 내부에 구비되되,
상기 소독케이스(410)의 유입구(411)를 통해 막 여과장치(300)의 처리수가 유입되고, 상기 처리수를 UV에 의해 소독하도록 소독케이스(410)의 프레임에 지지되는 UV 소독장치(420)와;
상기 유입구(411)와 배출구(412)가 형성된 소독케이스(410)의 일면에 노출되도록 형성되어 UV모듈을 제어하는 소독용 제어판넬(440);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중앙관리 및 관제 시스템을 갖는 간이정수장치. - 삭제
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