오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치{Rainwater recycling device having sterilizer using Ozone}

본 발명은 오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치에 관한 것이다.

UN의 한 보고에 의하면 우리나라는 지난 2000년에 국민 1인당 사용 가능한 물이 1488㎥에 불과하였고, 앞으로 그 수량이 더욱 줄어 2025년에는 대략 1200 내지 1327㎥ 정도일 것이라고 한다.

이와 같은 물부족 현상은 우리나라 국토의 대부분이 산지로 이루어져 있어 저류가 어렵고, 특히 강우가 여름 장마철에 집중되며 총 인구의 인구의 거의 절반이 수도권에 밀집되어 있기 때문에 발생하는 문제이다.

이에 따라 앞으로 새로운 수자원의 확보는 매우 중요한 일이며, 수자원의 확보를 위한 여러 가지 방법이 궁리되고 있다. 그 중 하나는 빗물을 재활용하는 것이다. 즉 강우시 빗물을 모아 저장하고 이를 살균 및 정화 처리하여 필요한 용수로 공급하는 것이다.

이와 같은 빗물의 재활용을 위해, 최근에 조성되는 신도시나 택지개발구역에는, 강우시 빗물을 받아 저장하는 빗물저류시설이 건설되고 있다. 상기 빗물저류시설은 비가 올 때 빗물을 받아 놓았다가, 갈수기나 기타 필요시 저장되어 있던 빗물을 외부로 공급하는 시설물이다.

그런데 상기한 빗물저류시설은 그 규모가 매우 크기 때문에 빗물을 어느 이상으로 정화처리 할 수 없다는 한계가 있었다. 따라서, 빗물저류시설에 저장되어 있는 빗물은 기껏해야 농업용수나 공업용수 또는 도로변 청소수 등으로 밖에 사용되지 못하는 실정이다. 보다 깨끗한 수질이 요구되는 곳에 사용되기 위해서는 추가적인 정화단계를 거쳐야 한다.

또한, 상기한 대규모 빗물저류시설 이외에도, 가정이나 아파트 단지에서도 빗물을 받아 재활용하기 위한 중소규모의 빗물 재활용 장치가 적용되기도 한다. 그러나 이러한 재활용장치도 빗물 내의 오염물질의 물리 화학적 처리나 미생물의 살균을 기준치 이상으로 신뢰성 있게 할 수 없는 경우가 대부분이다.

한편, 강력한 살균과 유해물질의 분해기능을 갖는 오존의 효능들이 알려지면서, 정수나 폐수처리 등의 수처리 분야에도 오존이 다양하게 응용되고 있으며, 당연히 빗물의 정화처리에도 여러 가지 방식으로 응용되고 있다.

오존이 혼합되어 있는 오존용수를 생성하기 위한 오존용수생성장치에서의 중요한 것은, 빗물 내부의 오존 용존성 유지 및 배출오존의 효율적인 처리 기술이다. 오존을 빗물에 혼합하는데 있어서 빗물과 오존이 잘 혼합된 오존용수는 시간이 경과해도 농도변화가 거의 없어 살균력을 오래 유지할 수 있는 것이다.

그런데 종래의 오존발생장치는 대다수가 빗물에 대한 오존의 혼합이 효과적으로 이루어지지 않아, 빗물내 오존의 용존성이 떨어지고 그에 따라 빗물의 살균이 제대로 구현되지 않는 문제가 있었다.

가령, 국내등록특허 제0381312호(오존발생장치)의 오존발생장치는, 물이 흐르는 관로와 벤츄리를 적용한 것으로서, 오존의 흡입정도가 낮고 흡입강도를 효율적으로 조정할 수도 없어 혼합조 내의 오존의 용존성이 좋지 않다는 문제를 갖는다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 소규모로 제작이 가능하여 아파트단지나 오피스빌딩 등의 지하실에 설치하여 운용할 수 있고, 특히 다단계의 미세필터와 자화살균부 및 오존살균부가 동시에 적용되어 빗물내의 오염물질의 제거효율이 뛰어나 비상시 빗물을 식수로도 사용할 수 있게 하는 오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치는, 외부로부터 공급된 빗물을 수용하는 빗물탱크와; 상기 빗물탱크에 저장되어 있는 빗물을 통과시키며 불순물을 걸러내고 자화시키는 수처리부와; 상기 수처리부를 통과한 처리수를 그 내부로 받아들여 저장하는 처리수탱크와; 상기 처리수탱크에 저장되어 있는 처리수를 처리수탱크 외부로 순환시키는 순환수단과; 상기 순환수단에 연결되며 순환중의 처리수 내에 오존을 가하여, 오존으로 하여금 처리수를 살균하게 하는 오존살균수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수처리부는; 상기 빗물탱크와 처리수탱크의 사이에 설치되며, 빗물속의 오염물질을 필터링하는 다수의 미세필터와, 상기 빗물에 자기력을 가하여 자화시키는 자화살균부와, 상기 빗물을 빗물탱크로부터 처리수탱크로 압송하는 빗물펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 순환수단은; 그 양단부가 상기 처리수탱크의 내부로 인입 고정되어 있는 순환튜브와, 상기 순환튜브에 설치되며 상기 처리수탱크 내부의 처리수를 순환튜브를 통해 순환시키는 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 오존살균수단은; 오존을 생산하는 오존발생기와, 상기 오존발생기와 순환튜브를 연결하며, 오존발생기에서 생산된 오존을 순환중의 처리수로 유도 공급하는 오존공급관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치는, 소규모로 제작이 가능하여 아파트단지나 오피스빌딩 등의 지하실에 충분히 설치하여 운용할 수 있고, 특히 다단계의 미세필터와 자화살균부 및 오존살균부가 동시에 적용되어 빗물 내의 각종 오염물질이나 세균의 제거효율이 뛰어나므로 비상시 빗물을 식수화할 수도 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치의 전체적인 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치의 전체적인 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.

기본적으로, 본 실시예에 따른 빗물 재활용 장치는, 저장되어 있는 빗물을 물리적으로 필터링하고 자화처리한 후 이에 오존을 가하는 3중 처리방식의 장치로서, 비상시 빗물을 식수로도 활용할 수 있게 하는 구조를 갖는다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 오존살균부를 구비한 빗물 재활용장치(11)는, 내부공간을 제공하는 박스형 컨테이너(13)와, 상기 컨테이너(13)의 내부에 나란하게 설치되는 빗물탱크(15) 및 처리수탱크(43)와, 상기 빗물탱크에 저장되어 있는 빗물을 통과시키며 불순물을 걸러내고 자화시키는 수처리부와, 상기 처리수탱크에 저장되어 있는 처리수를 처리수탱크 외부로 순환시키는 순환수단과, 상기 순환수단에 연결되며 순환중의 처리수내에 오존을 가하여, 오존으로 하여금 처리수를 살균하게 하는 오존살균수단으로 구성된다.

먼저, 상기 컨테이너(13)는 내부공간을 제공하는 박스형 하우징으로서, 필요시 이동이 가능하도록 그 하부에 다수의 휠(45)을 갖는다.

또한 상기 컨테이너(13)의 상부에는 오존발생기(33) 및 콘트롤러(47)를 지지하는 지붕면(13a)이 마련되어 있고, 전면에는 설치대(13b)가 구비되어 있다. 상기 설치대(13b)는 컨테이너(13)의 전면에 구비되어 있는 지지판으로서, 제 1,2미세필터(21,29)와 빗물펌프(25)와 순환펌프(39) 등을 지지한다. 이러한 구조를 갖는 컨테이너(13)는 강철판으로 용접 제작된다.

상기 빗물탱크(15)는 컨테이너(13)의 내부 일측에 자리한 소정 용적의 물탱크로서 빗물유입관(17)을 통해 빗물을 받아들인다. 상기 빗물유입관(17)은 강우시 지표면을 흐르는 빗물을 받아 1차처리된 빗물을 빗물탱크(15)로 유도하는 파이프이다.

상기 1차처리란 빗물에 섞여 있는 각종 부유성 쓰레기나 모래 등의 협잡물을 제거하는 과정이다.

또한, 상기 처리수탱크(43)는, 빗물탱크(13)의 측부에 배치되어 있는 수용탱크로서 상기 수처리부에 의해 처리된 빗물을 받아들여 임시 저장하는 역할을 한다. 상기 처리수탱크(43)의 용량은 빗물탱크(15)의 용량과 같도록 제작할 수 있다. 아울러 상기 처리수탱크(43)와 빗물탱크(15)는 부식을 고려하여 스텐레스스틸이나 FRP등으로 제작할 수 있다.

상기 수처리부는, 1차미세필터(21)와, 빗물펌프(25)와, 자화살균부(27)와, 2차미세필터(29)로 구성되며, 빗물탱크(15)에 저장되어 있는 빗물을 통과시키며 빗물 내부의 오염물질을 제거하는 역할을 한다.

상기 1차미세필터(21)는 그 하단부가 연결파이프(19)를 통해 빗물탱크(15)에 연결된다. 상기 연결파이프(19)는 빗물탱크(15) 내부의 빗물을 1차미세필터(21)로 유도하는 파이프이다.

상기 1차미세필터(21)는 연결파이프(19)를 통해 전달받은 빗물을 그 내부로 통과시키며 빗물 내부의 미세한 오염물질을 물리적으로 필터링한다. 상기 1차미세필터(21)의 필터방식을 매우 다양하게 변경 적용할 수 있음은 물론이다.

상기 1차미세필터(21)를 상향 통과한 빗물은 연결파이프(23)를 통해 빗물펌프(25)로 이동한 후 빗물펌프(25)에 의해 펌핑된 상태로 자화살균부(27)로 압송된다.

상기 자화살균부(27)는, 빗물에 강력한 자기력을 가하여 물분자를 활성화시키는 역할을 한다. 물분자가 활성화된다는 것은, 빗물 속에 포함되어 있는 각종 미네날이나 영양분 등이 활성화 된다는 의미이기도 하다.

상기와 같이 자화된 물은 용해력과 세정력이 좋아지고, 빗물 자체나 배관 속의 세균이나 박테리아를 살균한다. 상기 자화살균부에서 빗물에 가해지는 자기력은 경우에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 9000 내지 12000 가우스 정도이면 충분하다.

상기 자화살균부(27)를 통과한 빗물은, 자화된 상태로 2차미세필터(29)를 거쳐 처리수탱크(43)로 들어간다. 상기 2차미세필터(29)는 자화된 빗물을 통과시키며 빗물에 남아 있는 보다 미세한 오염물질을 걸러내어 제거한다. 상기 2차미세필터(29)의 여과방식도 매우 다양하게 변경 적용될 수 있다.

한편, 상기 순환수단은, 상기 처리수탱크(43)로 유입한 처리수를 순환튜브(37)를 통해 계속적으로 순환시키는 역할을 한다. 이러한 상기 순환수단은, 그 양단부가 상기 처리수탱크(43)의 내부로 인입 고정되어 있는 순환튜브(37)와, 상기 순환튜브(37)에 설치되며 상기 처리수탱크(43) 내부의 처리수를 순환튜브(37)를 통해 순환시키는 순환펌프(39)로 구성된다. 상기 순환수단에 의해, 처리수탱크(43) 내부의 처리수는 정체되지 않고 계속적으로 유동한다.

도면부호 49는 처리수공급관이다. 상기 처리수공급관(49)은 처리수탱크(43)의 내부에서 처리가 완료된 물을 외부의 필요처로 공급하기 위한 파이프로서, 적절한 밸브에 의해 온오프 되도록 구성된다.

또한, 상기 오존살균수단은, 상기 순환튜브(37)에 연결되며 순환튜브(37)를 통과하는 처리수 내에 오존을 가하여, 오존으로 하여금 처리수를 살균하게 한다.

상기 오존살균수단은, 지붕면(13a)에 설치되며 오존을 생산하는 오존발생기(33)와, 상기 오존발생기(33)에서 만들어진 오존을 순환튜브(37)로 유도하는 오존공급관(33a)을 포함하는 구성을 갖는다. 상기 오존공급관(33a)을 통해 순환튜브(37)로 유입한 오존은, 처리수와 함께 처리수탱크(43)으로 들어가 처리수탱크(43)의 내부로 퍼진다.

상기 오존은 처리수탱크(43)의 내부로 고르게 퍼지며 처리수 내의 세균을 살균한다. 상기 처리수에 혼합된 오존은 처리수에 머물며 그 일부는 순환튜브(37)를 통해 순환한다. 아울러 상기 오존발생기(33)에서 생산된 오존은 필요한 만큼씩 순환튜브(37)로 공급된다.

한편, 상기 오존발생기(33)의 측부에 구비되어 있는 콘트롤러(47)는, 오존발생기(33)와, 수처리부와, 순환수단을 제어하기 위한 것으로서, 그 전면에 전원스위치(47a)와, 전원램프(47b)와, 오존발생기작동버튼(47c)과, 오존발생기정지버튼(47d)와, 펌프작동버튼(47e)와, 펌프정지버튼(47f)을 갖는다.

상기 전원스위치(47a)는, 빗물 재활용장치(11)에 공급될 전원을 온오프 하는 스위치이다. 상기 전원스위치(47a)를 온 시켜야 빗물 재활용장치(11)에 의한 빗물의 정화 및 살균이 이루어지는 것이다. 상기 전원램프(47b)는 전원스위치(47a)가 온 상태일 때 점등되어 전력이 공급되고 있다는 사실을 시각적으로 보여준다.

또한 상기 오존발생기작동버튼(47c)은, 상기 오존발생기(33)를 동작시키는 버튼이다. 상기 오존발생기작동버튼(47c)을 온 시킴으로써 오존발생기(33)가 오존을 생산한다.

상기 오존발생기(33)에서 생산되는 오존의 유량은 오존발생기(33)의 자체적으로 조절된다. 이를 위해 오존발생기(33)의 전면에는 적절한 제어패널(33b)이 위치한다.

상기 오존발생기정지버튼(47d)은 오존발생기(33)로 공급되는 전력을 차단하여 오존의 생산을 멈추기 위한 스위치이다. 상기 오존발생기정지버튼(47d)을 누르면 오존발생기작동버튼(47c)이 자동 오프됨은 물론이다.

상기 펌프작동버튼(47e)은 상기 빗물펌프(25)와 순환펌프(39)를 작동시키는 스위치이고, 펌프정지버튼(47f)은 빗물펌프(25)와 순환펌프(39)를 정지시키는 스위치이다. 상기 펌프정지버튼(47f)을 누르면 펌프작동버튼(47e)이 자동 오프된다. 결국 상기 콘트롤러를 통한 온오프 제어를 통해 본 실시예의 빗물 재활용 장치(11)에 의한 빗물의 정화와 살균 과정이 진행되는 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:빗물 재활용장치 13:컨테이너
13a:지붕면 13b:설치대
15:빗물탱크 17:빗물유입관
19:연결파이프 21:1차미세필터
23:연결파이프 25:빗물펌프
27:자화살균부 29:2차미세필터
33:오존발생기 33a:오존공급관
33b:제어패널 37:순환튜브
39:순환펌프 43:처리수탱크
45:휠 47:콘트롤러
47a:전원스위치 47b:전원램프
47c:오존발생기작동버튼 47d:오존발생기정지버튼
47e:펌프작동버튼 47f:펌프정지버튼
49:처리수공급관