KR102063773B1

KR102063773B1 - 해상에서의 수처리 시스템

Info

Publication number: KR102063773B1
Application number: KR1020180063997A
Authority: KR
Inventors: 최동민
Original assignee: 최동민
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2038-06-04
Also published as: KR20190138004A

Abstract

본 발명은 해상에서의 수처리 시스템에 관한 것으로,
유입되는 해수에 대해 해수 공급관에서 미생물을 죽이면서 빛에너지와 파장에너지 및 마이크로웨이브에 의해 해수의 결합력이 약해지도록 하고,
상기의 해수 공급관을 통하여 공급되는 해수는 바다 위에서 선박(A) 등에 설치한 정수장치를 경유하는 중에 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리하겨 제거한 후 자정능력을 갖춘 해수의 일부를 바다로 배출하도록 하고,
해수의 나머지는 부상분리조, 분해조, 응집반응조, 침전조 및 여과기의 정수과정을 거치면서 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리시키도록 하여 염류의 분리가 용이하도록 하고,
상기의 장수처리한 해수는 해수가열실과 제1 열교환관 및 제2 열교환관으로 공급되어 열교환부, 재연소부, 초점 연소부, 집광판, 자화접촉편, 초음파발생기 및 고주파발생기가 설치된 열교환방식과 열희석방식을 이용하면서 해수를 가열하여 염류가 제거된 증기를 배출하도록 한 후 이온교환의 방식을 이용하도록 하여 적은 에너지를 사용하여 해수를 순수수로 바꾸도록 하고,
필요에 따라 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층을 통과하는 중에 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 구성한 것이다.

Description

해상에서의 수처리 시스템{a system for clean water on the sea}

본 발명은 해상에서의 수처리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 유입되는 해수에 대해 정수 과정을 거치면서 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리시키면서 정수시킨 해수의 일부는 자화정수하여 자정능력을 가진 해수를 다시 바다로 배출하도록 하고, 해수에서 분리한 유기질과 오염물질 및 미생물은 고형연료의 재료로 사용하도록 하는 한편, 상기 정수시킨 해수의 나머지는 열교환방식과 열희석방식을 이용하여 해수를 가열하는 중에 초음파와 초단파을 인가하면서 이온교환의 방식을 이용하도록 하여 적은 에너지를 사용하여 해수를 순수수로 바꾸고 필요에 따라 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층을 통과하는 중에 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 한 해상에서의 수처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 강이나 호수로부터 밀려 드는 오염물질과 버려지는 수많은 쓰레기로 인하여 바닷물은 나날이 오염되어 가고 있는 실정이다.

그럼에도 바닷물을 직접 정화하기 위한 노력은 거의 없고 단지, 해수를 담수화하는 방법을 통하여 일부만 식용수나 사용수로 이용하고자 하는 실정이다.

그리고 해수 담수화는 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 하는 것으로, 해수탈염(海水脫鹽)이라고도 하며, 해수를 담수로 생산하는데 사용되는 장치를 해수담수화 장치라 한다.

해수담수화 장치는 지구 상의 물 중 98%나 되는 해수나 기수를 인류의 생활에 유용하게 쓸 수 있도록 경제적인 방법으로 염분을 제거하여 담수로 만드는 장치이다.

비가 땅 위에 떨어지면 여러 경로를 통해 바다로 흘러 가게 되는데, 물이 땅위와 땅속으로 흐르는 동안 무기염류(Mineral)와 다른 물질 등이 용해되어 점점 염도가 증가한다.

바다나 저지대에 도착한 물은 태양에너지에 의해 증발하게 되며, 이 증발 과정에서 염을 남기며 순수한 물만이 구름을 형성하고 비가 되는 순환을 한다.

이것은 물리적인 분리가 이루어지는 증발과정 및 수증기가 찬 공기를 만나서 빗물로 변하는 응축과정을 잘 나타내고 있는데, 이러한 과정이 자연현상에서 볼 수 있는 대표적인 담수화(Desalination)라 할 수 있다.

해수 담수화의 방식은 크게 기본원리에 따라, 열원을 이용하여 해수를 가열하고 발생한 증기를 응축시켜 담수를 얻는 증발법과 삼부현상(Osmosis)을 역으로 이용하여 해수를 반투막(Semi-permeable Membrane)을 통과시켜 담수를 생산하는 막분리법의 역삼투법(Reverse Osmosis: 이하 RO라 표기함)이 해수담수화의 대표적인 방식이다.

열원을 이용하는 증발법은 유체의 흐름 양상에 따라 다단증발법(Multi-Stage Flash: 이하 MSF라 표기함)과 다중효용법(Multi-Effect Distillation: 이하 MED라 표기함)으로 구분된다.

상기의 막분리법에는 역삼투법과 정삼투법으로 나눌 수 있다.

상기의 역삼투 공정(reverse osmosis, RO)은 해수에 함유되어 있는 성분을 역삼투막을 이용하여 이온성 물질과 순수한 물을 분리시키는 방법이며, 이와 같이 해수로부터 이온성 물질과 순수한 물을 분리시키기 위해서는 삼투압 이상의 높은 압력을 필요로 하는데 이때의 압력을 역삼투압이라 한다. 일반적으로 상기와 같은 해수 공급수단으로서 대부분 전력을 소모하는 고압펌프를 사용하기 때문에 해수의 담수화에 상당한 에너지가 소모되는 단점이 있다.

또한, 막 분리방법으로 대규모 담수화 처리하는 방법은 도 1에 도시된 것과 같이 여러개의 스테이지(111)로 이루어지고, 열회복구간(110a)과 열차단구간(110b)으로 나뉘어진 증발기(110)가 구비되고, 상기 스테이지(111)는 응축기(112)와 기수 분리기(113) 및 증발실(Flashing Chamber)(114)로 구성되어져 있다.

또한, 상기 증발기(110)의 일측에는 증발기를 순환하여 예열된 순환농염수(Recycling Brine)를 스팀 공급관을 통하여 공급된 저압 스팀의 열에너지를 이용하여 운전온도로 가열하는 농염수 가열기(Brine Heater)(120)가 구비되고, 증발기(110)의 타측에는 증발기의 마지막 스테이지로 유입되는 공급수(Make-up)에 포함된 이산화탄소 및 산소를 제거하는 탈기기(Deaerator)(130)가 구비된다.

그리고, 농염수 가열기(120) 내부의 응축수를 발전설비로 보내어 재사용할 수 있도록 응축수 회수펌프(140)가 농염수 가열기(120)에 연결되고, 순환농염수가 증발기의 내부를 순환할 수 있도록 농염수 순환펌프(Brine Recirculation Pump)(150)가 구비되며, 증발기에 의해서 응축된 담수를 후처리 공정으로 보내는 담수펌프(160)와 증발기의 마지막 스테이지에 도달한 농염수를 배출시키는 농염수 배출펌프(170)가 구비된다.

이와 함께 증발기(110)에 응축되지 않은 이산화탄소 및 공기와 같은 비응축성 가스를 제거하기 위한 수단으로 진공시스템(180)이 구비되는 것으로서, 상기 진공시스템(180)은 스팀공급관(181)을 통해 공급된 중압스팀(Middle Pressure Steam)을 내부의 노즐로 분출시켜 압력을 급격히 떨어뜨리는 제1 프리이젝터(Preejector)(182) 및 제2프리이젝터(183)가 구비되고, 이 압력의 차이로 증발기로부터 흡입된 비응축성 가스를 농염수 유입관(189)을 통해 유입된 차가운 농염수와 열교환시켜 응축시키는 제1,2,3 응축기(Condensor)(184)(185)(186)가 구비되며, 제3응축기(186) 내부의 응축수는 농염수 배출관(187)을 통하여 대기상으로 배출되고, 제3응축기(186) 내부의 비응축성 가스는 가스 배출관(188)을 통하여 대기상으로 배출되도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 막 분리방법으로 대규모 담수화 처리하는 방법은 산성액이 순환되도록 하기 위한 별도의 대용량의 이송펌프(303)와 임시배관 등이 소요됨에 따라, 세척 작업에 소요되는 인력 및 장비가 과도하게 필요할 뿐만 아니라, 임시배관을 연결하기 위한 시간이 많이 소요되어 담수화 설비의 전체적인 운전 정지 시간이 길어지는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 담수화 설비의 시설 용량이 증가되는 경우에는 이동식 산 세척 장치의 규모 또한 함께 증가되어야 함에 따라, 별도의 이동식 산 세척 장치를 다시 제작해야만 하는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 유입되는 해수에 대해 정수 과정을 거치면서 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리시키면서 정수시킨 해수의 일부는 자화정수하여 자정능력을 가진 해수를 다시 바다로 배출하도록 하고, 해수에서 분리한 유기질과 오염물질 및 미생물은 고형연료의 재료로 사용하도록 하는 한편, 상기 정수시킨 해수의 나머지는 열교환방식과 열희석방식을 이용하여 해수를 가열하는 중에 초음파와 초단파을 인가하면서 이온교환의 방식을 이용하도록 하여 적은 에너지를 사용하여 해수를 순수수로 바꾸고 필요에 따라 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층을 통과하는 중에 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 한 해상에서의 수처리 시스템를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해상에서의 수처리 시스템는,

해수 공급관을 통하여 해수는 바다 위에서 선박(A) 등에 설치한 정수장치를 경유하는 중에 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리하겨 제거한 후 가열장치를 거치면서 염류가 제거되도록 하여 순수수를 배출하도록 하고, 필요에 따라 상기의 순수수가 담수화층을 경유하면서 미네랄 성분을 함유한 음용수를 배출하도록 하되,

해수 공급관의 외면에 고주파발생기를 일정한 간격으로 다수 설치하여 고주파를 발생시켜 녹조나 적조의 원인이 되는 미생물을 죽이도록 하고,

상기 해수공급관의 투명층에 발광발열체를 일정한 간격으로 다수 설치하여 전자기 스펙트럼의 형태의 복사열에 의한 빛에너지를 전달받도록 하고,

상기 해수 공급관에 초음파발생기를 일정한 간격으로 다수 설치하여 초음파에 의한 파장에너지를 전달받도록 하고,

상기 해수공급관에 마이크로웨이브 발생기를 일정한 간격으로 다수 설치하여 마이크로웨이브를 발생하여 공급하도록 하여 상기 빛에너지와 파장에너지 및 마이크로웨이브에 의해 해수의 결합력이 약해져 다음의 정수처리가 용이하도록 하고,

부상분리조로 공급되어 초음파 발생기에서 발생되는 초음파와 진동발생기에서 발생하는 진동과, 음이온 산소발생기에서 생성된 음이온 산소에 의해 해수보다 가벼운 유기질과 오염물질이 분리되어 수거되도록 하고,

상기의 부상분리조를 경유한 해수는 분해조로 공급되어 초음파 발생기에서 발생되는 초음파와 진동발생기에서 발생하는 진동과 음이온 산소발생기에서 생성된 음이온 산소에 의해 내부에서 해수의 부상이 활발히 진행되도록 하고,

상기의 해수는 응집반응조로 공급되어 팬에 의해 와류하는 중에 해수보다 무거운 유기질과 오염물질이 안정된 상태가 되도록 하고,

상기의 해수와 해수보다 무거운 유기질과 오염물질은 침전조로 공급되어 스트레나를 통해 내부의 경사 바닥면에 가라앉은 해수보다 무거운 유기질과 오염물질을 수거하여 외부로 토출시키도록 하고,

상기의 침전조를 경유한 해수는 내부에 필터가 구비된 여과기를 경유하는 중에 죽은 미생물이 여과되도록 하고,

상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물은 별도의 고형연료를 제조하기 위한 원료로 제공하도록 하고,

상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물을 분리시켜 제거한 해수의 일부는 해수배출관의 외면에 부착한 자석에 의해 자화정수하여 자정능력을 가진 해수를 다시 바다로 배출하도록 하고,

상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물을 분리시켜 제거한 해수의 나머지는 역류방지용 첵밸브를 구비한 공급관을 통해 가열장치의 해수가열실로 골급되도록 하고,

착화 수단에 의하여 착화하는 가열장치의 연소실에서 내부로 공급되는 연료를 연소시키면 내부 측면에 형성한 알루미나, 몰리브덴, 세라믹, 전기석, 맥반석의 작은 알갱이의 열교환부에 의해 그 내부에 형성한 해수가열실의 해수를 가열시켜 역류방지용 첵밸브를 구비한 토출관을 통하여 증기를 생산하여 배출하도록 하고,

상기 연소실의 내부 상부에는 다수의 제1 열교환관과 그 상단의 제2 열교환관을 설치하여 상기의 해수가열실로 공급된 해수의 일부가 가열되도록 하고,

상기 연소실의 제1 열교환관의 상단에 재연소부와 초점 연소부를 설치하여 상승하는 불완전 연소 상태의 연소가스를 재차 연소시키도록 하고,

상기의 연료를 연소할 때 발생하는 전자기 스펙트럼의 형태의 빛은 제1 및 제2 열교환관의 외면에 설치한 집광판에 전달되어 표면에 복사열에 의한 열을 전달하도록 하고,

상기 제1 및 제2 열교환관의 하부에 다수의 자화접촉편을 다수 돌출 형성하여 상승하는 연소가스 등의 운동 에너지에 의한 열 에너지를 발생하도록 하고,

상기 해수가열실의 외벽에는 다수의 초음파발생기와 고주파발생기를 설치하여 초음파와 고주파가 가열되는 해수에 가해져서 분자 운동이 활발해지도록 하여 물의 기화가 촉진되도록 하여 해수에서 염류가 제거된 증기를 배출하도록 하고,

상기의 염류가 제거된 증기는 이온교환실을 경유하는 중에 순수수를 배출하도록 하고,

필요에 따라 상기의 순수수가 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층을 통과하는 중에 미네랄이 함유되도록 하여 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기의 본 발명에 따른 해상에서의 수처리 시스템에 의하여서는 유입되는 해수에 대해 해수공급관의 고주파발생기에 의하여 미생물을 죽이도록 하면서 빛에너지와 파장에너지 및 마이크로웨이브에 의해 해수의 결합력이 약해져 다음의 정수처리가 용이하도록 하고,

상기 해수공급관을 통해 공급되는 해수는 부상분리조, 분해조, 응집반응조, 침전조 및 여과기의 정수 과정을 거치면서 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리시키도록 하여 염류의 분리가 용이하도록 하고,

상기의 장수처리한 해수는 가열장치의 해수가열실과 제1 열교환관 및 제2 열교환관으로 공급되어 열교환부, 재연소부, 초점 연소부, 집광판, 자화접촉편, 초음파발생기 및 고주파발생기가 설치된 열교환방식과 열희석방식을 이용하여 해수를 가열하여 기화가 촉진되어 염류가 제거된 증기를 배출하도록 한 후 이온교환의 방식을 이용하도록 하여 적은 에너지를 사용하여 해수를 순수수로 바꾸도록 하고,

필요에 따라 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층을 통과하는 중에 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 막 분리방법의 대규모 담수화 처리장치를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 개략적인 구성을 도시한 계통도
도 3은 본 발명 정수장치의 구성을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명 가열장치의 구성을 도시한 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

일반적인 해수 1kg에는 물 (96.5%)에 염화 나트륨(NaCl) 27.213‰, 염화 마그네슘(MgCl2) 3.807%, 황산 마그네슘(MgSO4) 1.658%,황산 칼슘(CaSO4) 1.260% 황산 칼륨(K2SO4) 0.863%, 탄산 칼슘(CaCO3) 0.123% 그리고 브롬화 마그네슘(MgBr2) 0.076%의 염류가 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.

그러나 오염된 하천의 유입이나 폐기물의 투척 등의 환경 오염으로 인하여 상기의 해수에는 염류 외에도 유기질과 오염물질 및 미생물이 다량 포함되어 있으며, 상기의 염류는 증발법이나 막분리법에 의해 제거할 수 있지만, 유기질과 오염물질 및 미생물은 제거되지 않아 별도의 정수 과정을 거쳐야 한다.

그러므로 본 발명에 따른 해상에서의 수처리 시스템은 해수 공급관(B)을 통하여 해수가 바다 위에서 선박(A) 등에 설치한 정수장치(C)를 경유하는 중에 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리하겨 제거하여 해수의 일부는 해수배출관(D)에서 자화정수하여 다시 바다로 배출하도록 하는 한편, 해수의 나머지는 가열장치(E)를 거치면서 염류가 제거되도록 하여 순수수를 배출하도록 하고, 필요에 따라 상기의 순수수가 담수화층(F)을 경유하면서 미네랄 성분을 함유한 음용수를 배출하도록 한 것으로서,

해수 공급관(B)의 외면에 고주파발생기(1)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 고주파를 발생시켜 녹조나 적조의 원인이 되는 미생물을 죽이도록 하고,

상기 해수공급관(B)의 투명층(2)에 발광발열체(3)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 전자기 스펙트럼의 형태의 복사열에 의한 빛에너지를 전달받도록 하고,

상기 해수 공급관(B)에 초음파발생기(4)를 정한 간격으로 다수 설치하여 초음파에 의한 파장에너지를 전달받도록 하고,

상기 해수공급관(B)에 마이크로웨이브 발생기(5)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 마이크로웨이브를 발생하여 공급하도록 하여 상기 빛에너지와 파장에너지 및 마이크로웨이브에 의해 해수의 결합력이 약해져 다음의 정수처리가 용이하도록 하고,

상기의 해수 공급관(B)을 통한 해수는 정수장치(C)의 부상분리조(10)로 공급되면 내벽에 다수 설치한 초음파 발생기(11)에서 발생되는 초음파에 의해 해수의 분자 구조의 결합상태를 끊어주도록 하고.

상기 부상분리조(10)의 내부에 N극성과 S극성을 반복적으로 띠는 교번자석(13)의 사방에 결합된 자화판(14)에 영구자석(15)을 각각 부착한 진동발생기(12)를 다수 설치하여 해수에 진동이 발생하도록 하고,

외부에 설치된 음이온 산소발생기(16)에서 생성된 음이온 산소를 펌프(17)에 의해 순환관(18)을 순환하는 해수에 혼입되어 폭기구(19)를 통해 폭기되도록 하여 내부에서 초음파와 진동에 의해 분자 결합의 분리가 진행되는 해수가 부상분리조(10)에서 부상력에 의해 해수보다 가벼운 유기질과 오염물질이 분리되어 수거되도록 하고,

상기의 부상분리조(10)를 경유한 해수는 분해조(20)로 공급되어 일측 내벽의 초음파 발생기(21)에서 발생되는 초음파에 의해 해수의 분자 구조의 결합상태를 다시 끊어주도록 하고.

N극성과 S극성을 반복적으로 띠는 교번자석(23)의 사방에 결합된 자화판(24)에 영구자석(25)을 각각 부착한 진동발생기(22)를 다수 설치하여 해수에 진동이 발생하도록 하고,

외부에 설치된 음이온 산소발생기(26)에서 생성된 음이온 산소를 펌프(27)에 의해 순환하는 해수에 혼입되어 폭기구(28)를 통해 폭기되도록 하여 내부에서 해수의 부상이 활발히 진행되도록 하고,

상단에 설치된 전자파 발생기(29)는 해수로부터 빠져 나오는 초음파전자, 음이온산소를 자기장 및 전자파에 의해 다시 물속으로 보내어 분해 효율을 계속 유지하도록 하고,

상기의 분해조(20)에서 포함된 유기질과 오염물질이 분리되는 해수는 응집반응조(30)로 공급되어 감속모터(31)(31a)의 축(32)(32a)에 결합되어 서서히 회전하는 팬(33, 34)(33a, 34a)에 의해 와류하는 중에 해수에서 분리된 해수보다 무거운 유기질과 오염물질이 안정된 상태가 되도록 하고,

상기의 응집반응조(30)에서 안정된 상태를 유지하게 되는 해수와 해수보다 무거운 유기질과 오염물질은 침전조(40)로 공급되어 감속모터(41)의 축(42)에 결합되어 서서히 회전하는 스트레나(43)를 통해 내부의 경사 바닥면에 가라앉은 해수보다 무거운 유기질과 오염물질을 수거하여 외부로 토출시키도록 하고,

상기의 침전조(40)를 경유한 해수는 내부에 필터(51)가 구비된 여과기(50)를 경유하는 중에 죽은 미생물이 여과되도록 하고,

상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물을 분리시켜 제거한 해수의 일부는 해수배출관(D)의 외면에 부착한 자석(6)에 의해 자화정수하여 자정능력을 가진 해수를 다시 바다로 배출하도록 하고,

상기의 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리시켜 제거한 해수는 역류방지용 첵밸브(61)를 구비한 공급관(62)을 통해 가열장치(E)의 해수가열실(60)로 골급되도록 하고,

별도의 착화 수단에 의하여 착화하도록 한 가열장치(E)의 연소실(70)에서 내부로 공급되는 연료를 연소시키도록 하고,

상기 연소실(70)의 내부 네 측면에는 알루미나, 몰리브덴, 세라믹, 전기석, 맥반석의 작은 알갱이를 혼합한 열교환부(71)를 형성하면서 그 외부에 상기의 해수가열실(60)을 형성하여 해수를 가열시켜 역류방지용 첵밸브(63)를 구비한 토출관(64)을 통하여 증기를 생산하여 배출하도록 하고,

상기 연소실(70)의 내부 상부에는 다수의 제1 열교환관(65)을 설치하여 상기의 해수가열실(60)로 공급된 해수의 일부가 가열되도록 하고,

상기 연소실(70)의 제1 열교환관(65)의 상단에 위치하는 재연소부(72)는 철크롬 재질의 철망을 달팽이관 형상으로 말은 다수의 재연소망(73)으로 형성하여 철크론 재질의 재연소망(73)이 600℃ 이상의 연소열을 일시적으로 축열하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 연소시키도록 하고,

상기 재연소부(72)의 재연소망(73)의 상부에 하나씩 형성된 초점 연소부(75)에서는 다수의 철크롬 재질의 작은 원통(76) 내부의 공간을 통과한 연소가스가 반구형체(77)의 내부에 모아졌다가 상단 중앙의 배출관(78)을 통하여 상승하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 재차 연소시키도록 하고,

상기 연소실(70)의 초점 연소부(75)의 상부에는 다수의 제2 열교환관(66)을 설치하여 상기의 해수가열실(60)로 공급된 해수의 일부가 가열되도록 하고,

상기의 연료를 연소할 때 발생하는 전자기 스펙트럼의 형태의 빛은 제1 및 제2 열교환관(65)(66)의 외면에 설치한 집광판(79)에 전달되어 표면에 복사열에 의한 열을 전달하도록 함으로써 상기의 직접 연소열과 열교환실(71)의 축열에 복사열을 더하도록 하고,

상기 제1 및 제2 열교환관(65)(66)의 하부에 다수의 자화접촉편(80)을 다수 돌출 형성하여 연소시 상승하는 연소가스 등의 운동 에너지와 충돌하는 중에 저항에 의한 열 에너지를 발생하도록 하고,

상기의 자화접속편(80)은 열을 받으면 자성을 띠는 전기석의 분말(82)을 외면에 코팅한 금속편(81)으로 구성함으로써 상승하는 연소가스 등에 의한 움직임인 운동에너지를 전달받아 그에 따른 열을 제1 및 제2 열교환관(65)(66)에 열을 전달하도록 하고,

상기 해수가열실(60)의 외벽에는 다수의 초음파발생기(83)와 고주파발생기(84)를 설치하여 초음파발생기(83)로부터의 초음파와 고주파발생기(84)로부터의 고주파가 가열되는 해수에 가해져서 분자 운동이 활발해지도록 하여 물의 기화가 촉진되도록 하는 동시에 제1 및 제2 열교환관(65)(66)에는 직접 연소열과 열교환부(71)의 축열과 집광판(22)을 통한 복사열 및 자화접속편(23)에 의한 저항에 의한 열에너지를 더하게 되며 상기 제2 열교환관(66)에는 재연소부(72)와 초점 연소부(75)의 배연소열이 더해지게 되어 연소실(70) 내부의 열이 온전히 가해지면서 물을 기화하여 역류방지용 첵밸브(63)를 구비한 토출관(64)을 통하여 염류가 제거된 증기를 배출하도록 하고,

상기의 염류가 제거된 증기는 이온교환실(85)을 경유하는 중에 순수수를 배출하도록 하고,

필요에 따라 상기의 순수수가 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층(E을 통과하는 중에 미네랄이 함유되도록 하여 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명에 실시예에 따른 해상에서의 수처리 시스템은, 해수 공급관(B)을 통하여 해수가 바다 위에서 선박(A) 등에 설치한 정수장치(C)를 경유하는 중에 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리하겨 제거한 후 가열장치(E)를 거치면서 염류가 제거되도록 하여 순수수를 배출하도록 하고, 필요에 따라 상기의 순수수가 담수화층(F)을 경유하면서 미네랄 성분을 함유한 음용수를 배출하도록 한 것으로서,

해수 공급관(B)의 외면에 고주파발생기(1)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 고주파를 발생시켜 녹조나 적조의 원인이 되는 미생물을 죽이도록 한다.

상기 해수공급관(B)의 투명층(2)에 발광발열체(3)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 전자기 스펙트럼의 형태의 복사열에 의한 빛에너지를 전달받도록 한다.

상기 해수 공급관(B)에 초음파발생기(4)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 초음파에 의한 파장에너지를 전달받도록 한다.

상기 해수공급관(B)에 마이크로웨이브 발생기(5)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 마이크로웨이브를 발생하여 공급하도록 하여 상기 빛에너지와 파장에너지 및 마이크로웨이브에 의해 해수의 결합력이 약해져 다음의 정수처리가 용이하도록 한다.

상기의 해수 공급관(B)을 통한 해수가 정수장치(C)의 부상분리조(10)로 공급되면 내벽에 다수 설치한 초음파 발생기(11)에서 발생되는 초음파에 의해 해수의 분자 구조의 결합상태를 끊어주도록 한다.

상기 부상분리조(10)의 내부에 N극성과 S극성을 반복적으로 띠는 교번자석(13)의 사방에 결합된 자화판(14)에 영구자석(15)을 각각 부착한 진동발생기(12)를 다수 설치하여 해수에 진동이 발생하도록 한다.

외부에 설치된 음이온 산소발생기(16)에서 생성된 음이온 산소를 펌프(17)에 의해 순환관(18)을 순환하는 해수에 혼입되어 폭기구(19)를 통해 폭기되도록 하여 내부에서 초음파와 진동에 의해 분자 결합의 분리가 진행되는 해수가 부상분리조(10)에서 부상력에 의해 해수보다 가벼운 유기질과 오염물질이 분리되어 수거되도록 한다.

상기의 부상분리조(10)를 경유한 해수는 분해조(20)로 공급되어 일측 내벽의 초음파 발생기(21)에서 발생되는 초음파에 의해 해수의 분자 구조의 결합상태를 다시 끊어주도록 한다.

N극성과 S극성을 반복적으로 띠는 교번자석(23)의 사방에 결합된 자화판(24)에 영구자석(25)을 각각 부착한 진동발생기(22)를 다수 설치하여 해수에 진동이 발생하도록 한다.

외부에 설치된 음이온 산소발생기(26)에서 생성된 음이온 산소를 펌프(27)에 의해 순환하는 해수에 혼입되어 폭기구(28)를 통해 폭기되도록 하여 내부에서 해수의 부상이 활발히 진행되도록 한다.

상기의 분해조(20)에서 포함된 유기질과 오염물질이 분리되는 해수는 응집반응조(30)로 공급되어 감속모터(31)(31a)의 축(32)(32a)에 결합되어 서서히 회전하는 팬(33, 34)(33a, 34a)에 의해 와류하는 중에 해수에서 분리된 해수보다 무거운 유기질과 오염물질이 안정된 상태가 되도록 한다.

상기의 응집반응조(30)에서 안정된 상태를 유지하게 되는 해수와 해수보다 무거운 유기질과 오염물질은 침전조(40)로 공급되어 감속모터(41)의 축(42)에 결합되어 서서히 회전하는 스트레나(43)를 통해 내부의 경사 바닥면에 가라앉은 해수보다 무거운 유기질과 오염물질을 수거하여 외부로 토출시키도록 한다.

상기의 침전조(40)를 경유한 해수는 내부에 필터(51)가 구비된 여과기(50)를 경유하는 중에 죽은 미생물이 여과되도록 한다.

상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물은 별도의 고형연료를 제조하기 위한 원료로 제공하도록 한다.

상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물을 분리시켜 제거한 해수의 일부는 해수배출관(D)의 외면에 부착한 자석(6)에 의해 자화정수하여 자정능력을 가진 해수를 다시 바다로 배출하도록 한다.

상기의 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리시켜 제거한 해수는 역류방지용 첵밸브(61)를 구비한 공급관(62)을 통해 가열장치(E)의 해수가열실(60)로 골급되도록 한다.

별도의 착화 수단에 의하여 착화하도록 한 가열장치(E)의 연소실(70)에서 내부로 공급되는 연료를 연소시키도록 한다.

상기 연소실(70)의 내부 네 측면에는 알루미나, 몰리브덴, 세라믹, 전기석, 맥반석의 작은 알갱이를 혼합한 열교환부(71)를 형성하면서 그 외부에 상기의 해수가열실(60)을 형성하여 해수를 가열시켜 역류방지용 첵밸브(63)를 구비한 토출관(64)을 통하여 증기를 생산하여 배출하도록 한다.

상기 연소실(70)의 내부 상부에는 다수의 제1 열교환관(65)을 설치하여 상기의 해수가열실(60)로 공급된 해수의 일부가 가열되도록 한다.

상기 연소실(70)의 제1 열교환관(65)의 상단에 위치하는 재연소부(72)는 철크롬 재질의 철망을 달팽이관 형상으로 말은 다수의 재연소망(73)으로 형성하여 철크론 재질의 재연소망(73)이 600℃ 이상의 연소열을 일시적으로 축열하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 연소시키도록 한다.

상기 재연소부(72)의 재연소망(73)의 상부에 하나씩 형성된 초점 연소부(75)에서는 다수의 철크롬 재질의 작은 원통(76) 내부의 공간을 통과한 연소가스가 반구형체(77)의 내부에 모아졌다가 상단 중앙의 배출관(78)을 통하여 상승하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 재차 연소시키도록 한다.

상기 연소실(70)의 초점 연소부(75)의 상부에는 다수의 제2 열교환관(66)을 설치하여 상기의 해수가열실(60)로 공급된 해수의 일부가 가열되도록 한다.

상기의 연료를 연소할 때 발생하는 전자기 스펙트럼의 형태의 빛은 제1 및 제2 열교환관(65)(66)의 외면에 설치한 집광판(79)에 전달되어 표면에 복사열에 의한 열을 전달하도록 함으로써 상기의 직접 연소열과 열교환부(71)의 축열에 복사열을 더하도록 한다.

상기 제1 및 제2 열교환관(65)(66)의 하부에 다수의 자화접촉편(80)을 다수 돌출 형성하여 연소시 상승하는 연소가스 등의 운동 에너지와 충돌하는 중에 저항에 의한 열 에너지를 발생하도록 한다.

상기의 자화접속편(80)은 열을 받으면 자성을 띠는 전기석의 분말(82)을 외면에 코팅한 금속편(81)으로 구성함으로써 상승하는 연소가스 등에 의한 움직임인 운동에너지를 전달받아 그에 따른 열을 제1 및 제2 열교환관(65)(66)에 열을 전달하도록 한다.

상기 해수가열실(60)의 외벽에는 다수의 초음파발생기(83)와 고주파발생기(84)를 설치하여 초음파발생기(83)로부터의 초음파와 고주파발생기(84)로부터의 고주파가 가열되는 해수에 가해져서 분자 운동이 활발해지도록 하여 물의 기화가 촉진되도록 하는 동시에 제1 및 제2 열교환관(65)(66)에는 직접 연소열과 열교환부(71)의 축열과 집광판(22)을 통한 복사열 및 자화접속편(23)에 의한 저항에 의한 열에너지를 더하게 되며 상기 제2 열교환관(66)에는 재연소부(72)와 초점 연소부(75)의 배연소열이 더해지게 되어 연소실(70) 내부의 열이 온전히 가해지면서 물을 기화하여 역류방지용 첵밸브(63)를 구비한 토출관(64)을 통하여 염류가 제거된 증기를 배출하도록 한다.

상기의 염류가 제거된 증기는 이온교환실(85)을 경유하는 중에 순수수를 배출하도록 한다.

필요에 따라 상기의 순수수가 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층(F)을 통과하는 중에 미네랄이 함유되도록 하여 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

A : 해수공급관 B : 정수장치
C : 해수배출관 D : 가열장치
E : 담수화층 10 : 부상분리조
20 : 분해조 30 : 응집반응조
30 : 침전조 50 : 여과기
60 : 해수가열실 70 : 연소실
80 : 자화접촉편 83 : 초음파발생기
84 : 고주파발생기 85 : 이온교환실

Claims

삭제
해수 공급관(B)을 통하여 공급되는 해수의 미생물을 죽이면서 결합력을 약화시키도록 하고,
상기 해수 공급관(B)을 통하여 해수는 바다 위에서 선박(A)에 설치한 정수장치(C)를 경유하는 중에 해수에 포함된 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리하여 제거하도록 하여 일부를 바다로 배출하도록 하고,
상기 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리한 해수의 나머지는 선박(A)에 설치한 가열장치(E)를 거치면서 염류가 제거되도록 하여 순수수를 배출하도록 하고,
상기 순수수의 일부는 선박(A)에 설치한 담수화층(F)을 경유하면서 미네랄 성분을 함유한 음용수를 배출하도록 한 해상에서의 수처리 시스템에 있어서,
상기 해수 공급관(B)의 외면에 고주파발생기(1)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 고주파를 발생시켜 녹조나 적조의 원인이 되는 미생물을 죽이도록 하고,
상기 해수공급관(B)의 투명층(2)에 발광발열체(3)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 전자기 스펙트럼의 형태의 복사열에 의한 빛에너지를 전달받도록 하고,
상기 해수 공급관(B)에 초음파발생기(4)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 초음파에 의한 파장에너지를 전달받도록 하고,
상기 해수공급관(B)에 마이크로웨이브 발생기(5)를 일정한 간격으로 다수 설치하여 마이크로웨이브를 발생하여 공급하도록 하여 상기 빛에너지와 파장에너지 및 마이크로웨이브에 의해 해수의 결합력이 약해져 다음의 정수처리가 용이하도록 구성한 것을 특징으로 하는 해상에서의 수처리 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기의 정수장치(C)는,
상기의 해수 공급관(B)을 통하여 해수가 부상분리조(10)로 공급되면 내벽에 다수 설치한 초음파 발생기(11)에서 발생되는 초음파에 의해 해수의 분자 구조의 결합상태를 끊어주도록 하고,
상기 부상분리조(10)의 내부에 N극성과 S극성을 반복적으로 띠는 교번자석(13)의 사방에 결합된 자화판(14)에 영구자석(15)을 각각 부착한 진동발생기(12)를 다수 설치하여 해수에 진동이 발생하도록 하고,
외부에 설치된 음이온 산소발생기(16)에서 생성된 음이온 산소를 펌프(17)에 의해 순환관(18)을 순환하는 해수에 혼입되어 폭기구(19)를 통해 폭기되도록 하여 내부에서 초음파와 진동에 의해 분자 결합의 분리가 진행되는 해수가 부상분리조(10)에서 부상력에 의해 해수보다 가벼운 유기질과 오염물질이 분리되어 수거되도록 하고,
상기의 부상분리조(10)를 경유한 해수는 분해조(20)로 공급되어 일측 내벽의 초음파 발생기(21)에서 발생되는 초음파에 의해 해수의 분자 구조의 결합상태를 다시 끊어주도록 하고.
N극성과 S극성을 반복적으로 띠는 교번자석(23)의 사방에 결합된 자화판(24)에 영구자석(25)을 각각 부착한 진동발생기(22)를 다수 설치하여 해수에 진동이 발생하도록 하고,
외부에 설치된 음이온 산소발생기(26)에서 생성된 음이온 산소를 펌프(27)에 의해 순환하는 해수에 혼입되어 폭기구(28)를 통해 폭기되도록 하여 내부에서 해수의 부상이 활발히 진행되도록 하고,
상단에 설치된 전자파 발생기(29)는 해수로부터 빠져 나오는 초음파전자, 음이온산소를 자기장 및 전자파에 의해 다시 물속으로 보내어 분해 효율을 계속 유지하도록 하고,
상기의 분해조(20)에서 포함된 유기질과 오염물질이 분리되는 해수는 응집반응조(30)로 공급되어 감속모터(31)(31a)의 축(32)(32a)에 결합되어 서서히 회전하는 팬(33, 34)(33a, 34a)에 의해 와류하는 중에 해수에서 분리된 해수보다 무거운 유기질과 오염물질이 안정된 상태가 되도록 하고,
상기의 응집반응조(30)에서 안정된 상태를 유지하게 되는 해수와 해수보다 무거운 유기질과 오염물질은 침전조(40)로 공급되어 감속모터(41)의 축(42)에 결합되어 서서히 회전하는 스트레나(43)를 통해 내부의 경사 바닥면에 가라앉은 해수보다 무거운 유기질과 오염물질을 수거하여 외부로 토출시키도록 하고,
상기의 침전조(40)를 경유한 해수는 내부에 필터(51)가 구비된 여과기(50)를 경유하는 중에 죽은 미생물이 여과되도록 하고,
상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물은 별도의 고형연료를 제조하기 위한 원료로 제공하도록 하고,
상기의 유기질과 오염물질 및 죽은 미생물을 분리시켜 제거한 해수의 일부는 해수배출관(D)의 외면에 부착한 자석(6)에 의해 자화정수하여 다시 바다로 배출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 해상에서의 수처리 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기의 가열장치(E)는,
상기의 유기질과 오염물질 및 미생물을 분리시켜 제거한 해수는 역류방지용 첵밸브(61)를 구비한 공급관(62)을 통해 해수가열실(60)로 공급되도록 하고,
별도의 착화 수단에 의하여 착화하도록 한 가열장치(E)의 연소실(70)에서 내부로 공급되는 연료를 연소시키도록 하고,
상기 연소실(70)의 내부 네 측면에는 알루미나, 몰리브덴, 세라믹, 전기석, 맥반석의 작은 알갱이를 혼합한 열교환부(71)를 형성하면서 그 외부에 상기의 해수가열실(60)을 형성하여 해수를 가열시켜 역류방지용 첵밸브(63)를 구비한 토출관(64)을 통하여 증기를 생산하여 배출하도록 하고,
상기 연소실(70)의 내부 상부에는 다수의 제1 열교환관(65)을 설치하여 상기의 해수가열실(60)로 공급된 해수의 일부가 가열되도록 하고,
상기 연소실(70)의 제1 열교환관(65)의 상단에 위치하는 재연소부(72)는 철크롬 재질의 철망을 달팽이관 형상으로 말은 다수의 재연소망(73)으로 형성하여 철크롬 재질의 재연소망(73)이 600℃ 이상의 연소열을 일시적으로 축열하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 연소시키도록 하고,
상기 재연소부(72)의 재연소망(73)의 상부에 하나씩 형성된 초점 연소부(75)에서는 다수의 철크롬 재질의 작은 원통(76) 내부의 공간을 통과한 연소가스가 반구형체(77)의 내부에 모아졌다가 상단 중앙의 배출관(78)을 통하여 상승하는 중에 불완전 연소 상태의 연소가스를 재차 연소시키도록 하고,
상기 연소실(70)의 초점 연소부(75)의 상부에는 다수의 제2 열교환관(66)을 설치하여 상기의 해수가열실(60)로 공급된 해수의 일부가 가열되도록 하고,
상기의 연료를 연소할 때 발생하는 전자기 스펙트럼의 형태의 빛은 제1 및 제2 열교환관(65)(66)의 외면에 설치한 집광판(79)에 전달되어 표면에 복사열에 의한 열을 전달하도록 함으로써 상기의 연소열과 열교환부(71)의 축열에 복사열을 더하도록 하고,
상기 제1 및 제2 열교환관(65)(66)의 하부에 다수의 자화접촉편(80)을 다수 돌출 형성하여 연소시 상승하는 연소가스 등의 운동 에너지와 충돌하는 중에 저항에 의한 열 에너지를 발생하도록 하고,
상기의 자화접촉편(80)은 열을 받으면 자성을 띠는 전기석의 분말(82)을 외면에 코팅한 금속편(81)으로 구성함으로써 상승하는 연소가스 등에 의한 움직임인 운동에너지를 전달받아 그에 따른 열을 제1 및 제2 열교환관(65)(66)에 열을 전달하도록 하고,
상기 해수가열실(60)의 외벽에는 다수의 초음파발생기(83)와 고주파발생기(84)를 설치하여 초음파발생기(83)로부터의 초음파와 고주파발생기(84)로부터의 고주파가 가열되는 해수에 가해져서 분자 운동이 활발해지도록 하여 물의 기화가 촉진되도록 하는 동시에 제1 및 제2 열교환관(65)(66)에는 직접 연소열과 열교환부(71)의 축열과 집광판(79)을 통한 복사열 및 자화접촉편(80)에 의한 저항에 의한 열에너지를 더하게 되며 상기 제2 열교환관(66)에는 재연소부(72)와 초점 연소부(75)의 배연소열이 더해지게 되어 연소실(70) 내부의 열이 온전히 가해지면서 물을 기화하여 역류방지용 첵밸브(63)를 구비한 토출관(64)을 통하여 염류가 제거된 증기를 배출하도록 하고,
상기의 염류가 제거된 증기는 이온교환실(85)을 경유하는 중에 순수수를 배출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 해상에서의 수처리 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기의 순수수를 경석, 맥반석, 제올라이트, 전기석 및 황토를 적층한 담수화층(F)을 통과하는 중에 미네랄이 함유되도록 하여 음용이 가능한 음용수를 얻을 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 해상에서의 수처리 시스템.