JP6178522B2 - Wastewater purification system using high voltage discharge and fine bubbles - Google Patents
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Description
本発明の実施例は廃水浄化処理システムに関し、具体的に、高電圧放電と微細気泡を利用して廃水を浄化処理するシステムに関するものである。 Embodiments of the present invention relate to a wastewater purification treatment system, and more particularly, to a system for purifying wastewater using high voltage discharge and fine bubbles .
一般的な水処理技術は、大きく物理・化学的処理と生物学的処理、多段階処理に大別することができる。現在、このような技術を跳び越えてより良い水処理効果を見るために多くの研究が進行されているが、いわゆる先端水処理技術と呼ばれる技術を中心に多くの研究が行われている。 General water treatment techniques can be broadly divided into physical / chemical treatment, biological treatment, and multistage treatment. Currently, many researches are underway to jump over such technologies and see better water treatment effects, but many studies are centered on the so-called advanced water treatment technology.
先端水処理技術の種類を調べると、1)電気化学的方法による技術、2)電気・磁気を利用した水処理技術、3)紫外線を利用した水処理技術、4)高電圧放電を利用した水処理技術がある。 Examining the types of advanced water treatment technologies: 1) Electrochemical methods, 2) Water treatment technology using electricity and magnetism, 3) Water treatment technology using ultraviolet light, 4) Water using high voltage discharge There is processing technology.
高電圧放電を利用した水処理技術は、従来の水処理技術とは違って薬品投入が必要なくて処理工程も簡便であり、2次汚染も発生させない長所で、最近新しい概念の水処理技術に浮び上がっている。高電圧放電にはパルスストリーマー放電、無声放電、部分放電、沿面放電およびコロナ放電などがある。水質汚染物質処理のための電気放電に関する研究は、1980年代後半からアメリカ、日本、オランダ、チェコ、ロシア、カナダなどで活発に進行されてきた。水中または、水表面で高電圧パルス放電を発生させれば多様な物理化学的過程が開示されて紫外線(UV)、衝撃波(shock waves)、そしてH、O、OH、過酸化水素(H2O2)などのような化学的活性種を生成させるし、水表面に近接して発生する気体種の放電においては、酸素が存在するとき高濃度のオゾンと活性ラジカルが生成されて、簡単に水に溶解されて、汚染物質除去プロセスに参加されることが知られている。 Unlike conventional water treatment technology, water treatment technology using high-voltage discharge does not require chemical input, the treatment process is simple, and it does not generate secondary contamination. It is emerging. High voltage discharge includes pulse streamer discharge, silent discharge, partial discharge, creeping discharge and corona discharge. Research on electrical discharges for the treatment of water pollutants has been actively conducted in the United States, Japan, the Netherlands, the Czech Republic, Russia, Canada and other countries since the late 1980s. Various physicochemical processes are disclosed by generating a high-voltage pulse discharge in water or on the surface of water, and ultraviolet (UV), shock waves, and H, O, OH, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) In the discharge of gas species generated close to the water surface, such as chemically active species is generated, high concentrations of ozone and active radicals are generated in the presence of oxygen, and water is easily added. It is known to be dissolved in and participate in the contaminant removal process.
高電圧放電装置の流入ガスとして空気を利用する場合、○3をはじめる○、OH、H、N、HO2等のラジカル(Radical)が生成され、これらの不安定な生成物は、2次的に汚染物質または酸素などと反応して過酸化物(Peroxide)や新しい形態のラジカルを形成することによって、連鎖的な酸化分解反応が進行されて、このような酸化反応は難分解性物質、大気中有害ガスおよび悪臭、色度および汚.廃水の殺菌処理など汚染物質浄化に幅が広く応用されることができる。 When using air as the inlet gas of a high voltage discharge device, begin ○ 3 ○, OH, H, N, radicals such as HO 2 (Radical) are generated, these unstable products, secondary By reacting with pollutants or oxygen to form peroxides or new forms of radicals, a chain oxidative decomposition reaction proceeds. It can be widely applied to the purification of pollutants such as medium toxic gas and bad odor, chromaticity and pollution.
現在、水処理のための高電圧放電技法は、あまりにも多く研究されてきて、水を高電圧放電を利用して浄化する場合、効果が良いということは学術的実験で証明になって、その価値を認められている。 At present, too many high voltage discharge techniques for water treatment have been studied, and it has been proved by academic experiments that it is effective when purifying water using high voltage discharge. Value is recognized.
さらに、最近では高電圧放電で浄化された廃水に2次的にバブルを発生させて、2次的浄化を実施する技術も提案されている。但し、この場合、高電圧放電による浄化とバブルによる浄化が独立的に行われるようにする。このような独立的な2段階の浄化は、単純に高電圧放電による浄化とバブルによる浄化を並列的に進行することに過ぎない。また、高電圧放電による浄化を主にして、高電圧放電に浄化された廃水にバブルで追加の浄化を行うことに過ぎないという点で、高電圧放電だけによって浄化をする場合と比較する時、ほぼ同じ時間がかかることになる。 Furthermore, recently, a technique has also been proposed in which secondary purification is performed by generating secondary bubbles in wastewater purified by high-voltage discharge. However, in this case, purification by high voltage discharge and purification by bubbles are performed independently. Such independent two-stage purification is merely a parallel progression of purification by high-voltage discharge and purification by bubbles. Also, when compared with the case of purifying only by high-voltage discharge, in that it is merely purifying by high-voltage discharge, only performing additional purification with waste bubbles purified to high-voltage discharge, It will take almost the same time.
本発明の実施例は、高電圧放電と微細気泡を一つの反応槽で同時に利用することによって、浄化能力および速度を増進させた廃水浄化処理システムを提供するためのことである。 An embodiment of the present invention is to provide a wastewater purification treatment system in which purification capability and speed are enhanced by simultaneously using high voltage discharge and fine bubbles in one reaction vessel.
また、本発明の実施例は、高電圧放電および微細気泡を一つの反応槽で同時に利用することによって、高濃度難分解性廃水を浄化させることができる廃水浄化システムを提供するためのことである。 In addition, an embodiment of the present invention is to provide a wastewater purification system capable of purifying highly-concentrated hardly decomposable wastewater by simultaneously using high voltage discharge and fine bubbles in one reaction tank. .
さらに、本発明の実施例は、高電圧放電および微細気泡による浄化の前に微細気泡を利用した浄化をまず行うことによって、廃水浄化に要する時間を短縮して廃水浄化処理の効率を極大化する廃水浄化処理システムを提供するためのことである。 Further, the embodiment of the present invention maximizes the efficiency of the wastewater purification treatment by shortening the time required for the purification of the wastewater by first performing the purification using the fine bubbles before the high voltage discharge and the purification by the fine bubbles. This is to provide a wastewater purification treatment system.
ともに、廃水浄化処理システムの運用中に発生されることになる汚染された空気を浄化して外部に排出させることができる廃水浄化処理システムを提供するためのことである。 Both are intended to provide a wastewater purification treatment system capable of purifying contaminated air that will be generated during operation of the wastewater purification treatment system and discharging it to the outside.
本発明の一側面によれば、外部から流入される廃水を貯蔵して微細気泡で廃水を1次浄化する第1浄化槽と、第1浄化槽内で1次浄化のための微細気泡を発生させるために、第1浄化槽から廃水が流入されて微細気泡とともに第1浄化槽へ流出させる第1気泡発生器と、第1浄化槽から1次浄化された1次浄化廃水が流入されて、高電圧放電および微細気泡で廃水を2次浄化する第2浄化槽と、第2浄化槽の上部に位置して、第2浄化槽内部の1次浄化廃水にオゾンやラジカルイオンを排出する高電圧放電装置と、第2浄化槽内で高電圧放電装置から排出されるオゾンやラジカルイオンが拡散されるようにする微細気泡を発生させるために、第2浄化槽から1次浄化廃水が流入されて微細気泡とともに第2浄化槽で流出させる第2気泡発生器と、第1浄化槽と第2浄化槽が位置される浄化チャンバーと、浄化チャンバーから流出された空気を高電圧放電で浄化して外へ排出する高電圧放電空気浄化期と、を含む。 According to one aspect of the present invention, a first septic tank that stores waste water flowing from the outside and primarily purifies the waste water with fine bubbles, and generates fine bubbles for primary purification in the first septic tank. In addition, a first bubble generator that causes waste water to flow from the first septic tank and flow out to the first septic tank together with fine bubbles, and a primary purified wastewater that has been primarily purified from the first septic tank, flow into the high voltage discharge and fine A second septic tank for secondary purification of wastewater with bubbles, a high-voltage discharge device that is located above the second septic tank and discharges ozone and radical ions into the primary purification wastewater inside the second septic tank, and in the second septic tank In order to generate fine bubbles that allow ozone and radical ions discharged from the high-voltage discharge device to be diffused, the first purification wastewater is introduced from the second septic tank and is discharged from the second septic tank together with the fine bubbles. 2-bubble generator Includes a cleaning chamber in which the first septic tank and a second septic tank is located, a high-voltage discharge air purification stage for discharging to the outside the air that is flowing out of the purification chamber purged with high voltage discharge, a.
ここで、第1浄化槽に流入される廃水は、食物廃水と、染色廃と、畜産廃水と、製紙廃水と、および澱粉廃水中の一つ以上を含むことができる。 Here, the wastewater flowing into the first septic tank may include one or more of food wastewater, dyeing waste, livestock wastewater, papermaking wastewater, and starch wastewater.
また、高電圧放電装置がオゾンラジカルイオンを排出するように、高電圧放電装置に流入される空気は浄化チャンバー内の空気であることができる。 Also, the air flowing into the high voltage discharge device can be the air in the purification chamber so that the high voltage discharge device discharges ozone radical ions.
さらに、第1気泡発生器および第2気泡発生器は、一つの微細気泡発生器から微細気泡が供給されることができる。 Further, the first bubble generator and the second bubble generator can be supplied with fine bubbles from one fine bubble generator.
本発明の実施例は、高電圧放電と微細気泡を一つの反応槽で同時に利用することによって、浄化能力および速度を増進することができる。 Embodiments of the present invention can improve purification capacity and speed by utilizing high voltage discharge and fine bubbles simultaneously in one reaction vessel.
さらに、本発明の実施例は、高電圧放電および微細気泡を一つの反応槽で同時に利用することによって、高濃度難分解性廃水を浄化させることができる。 Furthermore, the embodiment of the present invention can purify highly-concentrated hardly decomposable wastewater by simultaneously using high voltage discharge and fine bubbles in one reaction vessel.
さらに、本発明の実施例は、高電圧放電および微細気泡による浄化の前に微細気泡を利用した浄化をまず行うことによって、廃水浄化に要する時間を短縮して廃水浄化処理の効率を極大化することができる。 Further, the embodiment of the present invention maximizes the efficiency of the wastewater purification treatment by shortening the time required for the purification of the wastewater by first performing the purification using the fine bubbles before the high voltage discharge and the purification by the fine bubbles. be able to.
ともに、廃水浄化処理システムの運用中に発生される汚染された空気を浄化して外部に排出することができる。 In both cases, the contaminated air generated during the operation of the wastewater purification treatment system can be purified and discharged to the outside.
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施型実施形態を説明する。しかし、これは、例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is only an example, and the present invention is not limited to this.
本発明を説明するにおいて、本発明に関連した公知技術にに対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることができる場合にはその詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明の機能を考慮して定義された用語として、これは、使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は本明細書全般にわたった内容を基に下されなければならない。 In the description of the present invention, a detailed description of a known technique related to the present invention will be omitted when the gist of the present invention can be unnecessarily clouded. The terms described below are defined in consideration of the function of the present invention, and can be changed depending on the intentions or customs of the user and the operator. Therefore, the definition must be made based on the contents throughout this specification.
本発明の技術的思想は請求範囲によって決定され、以下の実施例は、本発明の技術的思想を本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に効率的に説明するための手段だけである。 The technical idea of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are only means for efficiently explaining the technical idea of the present invention to a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is.
図1は本発明の実施例による高電圧放電と微細気泡を利用した廃水浄化システムの装置構成図である。図1に図示されたように、本発明の実施例による高電圧放電と微細気泡を利用した廃水浄化システム1は、浄化チャンバー10内に第1浄化槽100と第2浄化槽200が位置される。本発明の実施例による高電圧放電と微細気泡を利用した廃水浄化システム1は、廃水が第1浄化槽100で微細気泡によって先に1次浄化された後、1次浄化廃水が第2浄化槽200に供給されて、高電圧放電と微細気泡の作用によって2次浄化される。これによって、1次浄化過程を通じて浮遊性汚染物質(SS,Suspended Sediment)などが1次に除去された後、高電圧放電と微細気泡の協力作用によって2次浄化される。これによって、本発明の実施例による高電圧放電と微細気泡を利用した廃水浄化システム1は、高濃度難分解性廃水を速かに除去することができる。
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram of a wastewater purification system using high voltage discharge and fine bubbles according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in a
先に、第1浄化槽100は廃水流入管110を通じて外部から廃水w/w(waste water)を流入される。流入される廃水は家庭、工場、農畜産業など各種施設で排出される汚水、廃水、下水などを含むことができる。さらに、高濃度難分解性廃水である食物廃水と、染色廃水と、畜産廃水と、製紙廃水と、澱粉廃水などを含むことができる。
First, waste water w / w (waste water) is introduced into the first
流入された廃水は、第1浄化槽100内で微細気泡によってまず浄化され、すなわち、第1浄化槽100は流入された廃水を貯蔵するとともにこれを1次浄化する。第1浄化槽100内での1次浄化は微細気泡の汚染物質捕獲などにより行われる。
The inflowing wastewater is first purified by fine bubbles in the first
このため、第1浄化槽100は第1気泡発生器150に流体連通している。すなわち、第1気泡発生器150は第1浄化槽100の側方に連結されている第1廃水流入路152から第1浄化槽100内の廃水が流入される。この後、第1気泡発生器150は、第1気泡発生器150内で流入された廃水に微細気泡を注入した後、第1廃水流出路154を通じて再び第1浄化槽100へ流出させる。ここで、第1廃水流出路154は、一端が第1気泡発生器150に連結されて、他端は第1浄化槽100の下面に連結されていることができる。第1廃水流出路154の他端が第1浄化槽100の下面に連結されていることによって、再び第1浄化槽100へ流出された廃水内に含まれた微細気泡が第1浄化槽100内で上昇して円滑に広がることができる。ここで、第1浄化槽100の内部に広がる微細気泡Bは10〜100μmの直径を有することができる。但し、これに限定されないで、10 〜1000μmの直径を有することもでき、100μm以上の直径を有することもできる。一方、図1では、第1廃水流入路152が1個であり、第1廃水流出路154が2個であると図示されているが、これに限定されなくて、その個数は第1浄化槽100の容量や必要に応じて決定することができる。例えば、第1浄化槽100の体積が大きいか微細気泡が第1浄化槽100以内でより迅速に広がるようにするために、第1廃水流出路154は3個以上具備されることができる。さらに、図面で図示しなかったが、第1廃水流出路は一つのメイン流出路から分岐されては2個以上の分枝管であることができる。
For this reason, the first
第1浄化槽100以内へ供給される微細気泡Bは、第1浄化槽100内の廃水(w/w)を1次浄化することになる。第1気泡発生器150が起動されると、所定時間経過後、第1浄化槽100内は微細気泡Bでぎっしり満ちることができる。ここで、所定時間は5分程度(視覚的にぎっしり満ちるまで所要される時間は約30秒〜1分)であることができるが、これは第1気泡発生器150の容量および第1浄化槽100の大きさにより相異なることができるところ、これに限定されない。微細気泡Bは第1浄化槽100内で廃水(w/w)の全窒素(T/N,Total Nitrogen)、全リン(T/P,Total Phosphorus)、生物学的酸素要求量(BOD,Biochemical Oxygen Demand)、化学的酸素要求量(COD,Chemical Oxygen Demand)、浮遊性汚染物質(SS,Suspended Sediment)を減らすか、下げる役割をすることになる。
The fine bubbles B supplied into the first
ここで、浮遊性汚染物質SSは廃水内に浮遊して存在する汚染物質として、食物廃水と、染色廃水と、畜産廃水と、製紙廃水と、澱粉廃水とに存在してその除去が難しい汚染物質の中の一つである。第1浄化槽100内では微細気泡Bが浮遊性汚染物質SS外面に吸着されて浮遊性汚染物質SSを捕集するようになる。廃水より密度が低い微細気泡Bは第1浄化槽100内の廃水上側に移動しようとする力(浮力)を受けることになる。ここで、微細気泡Bが浮遊性汚染物質SSを吸着/捕集した状態で浮力を受けることによって、浮遊性汚染物質SSは、微細気泡Bとともに第1浄化槽100内の廃水上部に浮遊することになる。図1で、浮遊性汚染物質SSが第1浄化槽100内の上部に浮遊されていることを確認することができる。このように、第1浄化槽100内の廃水上部に裕福されているいる浮遊性汚染物質SSを含む汚染物質は、第1浄化槽100の上部での汚染物質除去作業によって容易に除去されることができる。
Here, floating pollutant SS is a pollutant that is present in food wastewater, dyeing wastewater, livestock wastewater, papermaking wastewater, starch wastewater, and is difficult to remove because it is suspended in wastewater. Is one of the In the first
このように、浮遊性汚染物質SSを含む汚染物質は第1浄化槽100内の廃水w/wから1次的除去されるようになる。本明細書では、これを“1次浄化過程” と呼ばするようにする。このような1次浄化過程は、高電圧放電によって除去される場合、相当な時間が所要される浮遊性汚染物質SSが迅速で効率的に除去されることができるようにすることによって、後述する2次浄化過程(高電圧放電および微細気泡による浄化過程)に所要される時間を減らすことができる。
In this way, the contaminants including the floating contaminant SS are primarily removed from the waste water w / w in the first
このような1次浄化過程を通じて浄化された1次浄化廃水は、第1バルブV1の開放により第1浄化槽廃水流出管120を通じて2次浄化槽200へ移動されることができる。第1浄化槽廃水流出管120の一端は第1浄化槽100の下部に結合されていることができるし、他端は第2浄化槽200の上部に結合されていることができる。第1バルブV1は第1浄化槽廃水流出管120に具備されることができる。また、図面で図示しなかったが、第1浄化槽廃水流出管120を通じて1次浄化廃水を移送するために別途のポンプが具備されることができる。
The primary purification wastewater purified through the primary purification process can be moved to the
図1では、第1浄化槽廃水流出管120の一端より他端が高いところに位置している。但し、これに限定されないで、1浄化槽廃水流出管120の一端より他端が低いところに位置できるとはもちろんである。例えば、第1浄化槽100が第2浄化槽200より上側に位置して、第1浄化槽100に連結される第1浄化槽廃水流出管120の一端が第2浄化槽200に連結される第1浄化槽廃水流出管120の他端より高いところに位置できるととはもちろんである。この場合には、重力によって第1浄化廃水が第1浄化槽廃水流出管120に沿って移動することができる。したがって、別途のポンプが具備されないで、第1バルブV1の開閉によってだけ第1浄化廃水の移動を取り締まることができる。
In FIG. 1, the other end of the first septic tank
第1浄化槽廃水流出管120を通じて第2浄化槽200へ流入された第1浄化廃水は、第2浄化槽200内で2次浄化されることになる。2次浄化は高電圧放電および微細気泡の同時作用によって行われる。このような2次浄化のために、第2浄化槽200は、上部に高電圧放電装置260を具備し、第2気泡発生器に流体連通されている。
The first purified wastewater that has flowed into the second
高電圧放電装置260は第2浄化槽200の上部に位置し、高電圧放電によって、外部から流入された空気からオゾンやラジカルイオンを生成する。このため、高電圧放電装置260は多様な形態の装置を含むことができるし、例えば、DBD(dielcctric barrier discharge)ソース、ICP(inductively coupled plasma)ソース、CCP(capacitively coupled plasma)ソース、TCP(transformer coupled plasma)ソース、ECR(electron cyclotron resonance)ソース、SWP(surface wave plasma)ソースなどであることができる。
The high
このような高電圧放電装置260は、外部から流入された空気から高電圧放電を利用して、ゾンやラジカルイオンを生成し、これを利用して1次浄化廃水を2次浄化することができる。具体的に、本発明の高電圧放電装置260は、1次浄化廃水に電場を印加して1次浄化廃水を処理する機能を遂行することができる。このような処理過程の間流入された空気はイオン化され、これにより1次浄化廃水は2次浄化処理できるのに、これに対して後述することにする。
Such a high-
また、高電圧放電装置260は空気を流入するための空気流入管262を具備することができる。高電圧放電装置260は第2浄化槽200上部に位置できるが、これは1次浄化廃水が第2浄化槽200から流出入貯蔵および/または移動されていて、それより軽いオゾンやラジカルが上記廃水内部および/または、表面でより効果的に反応するためである。
In addition, the high
図2および3を参照して、本発明の実施例による高電圧放電装置260に対してさらに詳く説明する。本発明の実施例による高電圧放電装置260は高電圧放電器270が一つ以上結合された形態である。
With reference to FIGS. 2 and 3, the high
図3に図示されたように、本発明の実施例による高電圧放電器270は、円筒型管270−1と、支持台270−3と、金属網270−5と、外部電極270-7とを含むことができる。
As shown in FIG. 3, a
先に、円筒型管270−1は本発明の実施例による高電圧放電器270の基本構造で、両断が開放されて、誘電体からなることができる。円筒型管270−1はその内部に内部電極270−9を含み、その形態は特に制限されないことができる。円筒型管270−1の一端、すなわち上端はオープン(open)されて支持台270−3に結合され、他端、すなわち下端は全体またはその一部が開放されることができる。円筒型管270−1はその内外部に配置された両電極の間に存在して絶縁材質からなることができる。また、石英からなった石英管であることもでき、誘電体からなることができる。
First, the cylindrical tube 270-1 is a basic structure of the
これによって、外部電極270−7と内部電極270−9に電流が印加されば、誘電体(Dielectric Substance)の電気分極によって電場が減りながら相対的に電気容量を増大する。したがって、本発明の実施例ではこのような誘電体を円筒型管270−1で使って電流の流れを最上に維持しながら電子なだれ(avalanch effect)を極大化させることができる。 Accordingly, when a current is applied to the external electrode 270-7 and the internal electrode 270-9, the electric capacity is relatively increased while the electric field is reduced due to the electric polarization of the dielectric (Dielectric Substance). Therefore, in the embodiment of the present invention, the avalanche effect can be maximized while using the dielectric material in the cylindrical tube 270-1 to maintain the current flow at the highest level.
さらに、支持台270−3は円筒型管270−1の一端が結合されることができる。
支持台270−3は円筒型管270−1とこれを含む高電圧放電器270の各構成要素を支持することになる。また、支持台270−3は高電圧放電がかなう領域と電流と空気を流入される領域を区分する役割をすることができる。このような支持台270−3の材質や形状は特に制限されなくて、例えば、非伝導性物質からなることができる。
Further, one end of the cylindrical tube 270-1 can be coupled to the support base 270-3.
The support base 270-3 supports each component of the cylindrical tube 270-1 and the high-
金属網270−5は上記円筒型管270−1の外部を囲んで、外部電極270−7に連結されて、網(Mesh)形態を有する網状電極で作用することができる。こののような網形態の穴はコロナ放電を極大化させることができる。すなわち、帯電面積を高めて電荷(charge)を部分集中させて電子発生効率を上げ、コロナ放電発生は高めるもののアーク放電は抑制することができる。さらに、上記金属網270−5の材質や形状は特に制限されないけれど、導電体から形成されることができて、例えばステンレススチールからなることができる。さらに、円筒型管270−1の中を中心にそれの上部および下部全体または、一部にかけて形成されることができる。 The metal mesh 270-5 surrounds the outside of the cylindrical tube 270-1 and is connected to the external electrode 270-7 so that it can act as a mesh electrode having a mesh shape. Such a net-shaped hole can maximize corona discharge. That is, by increasing the charging area and partially concentrating the charge, the electron generation efficiency is increased, and the generation of corona discharge is increased, but the arc discharge can be suppressed. Further, the material and shape of the metal net 270-5 are not particularly limited, but can be formed of a conductor, for example, stainless steel. Further, it may be formed in the cylindrical tube 270-1 around the entire upper portion and the lower portion thereof or a part thereof.
内部電極270−9は支持台270−3を貫通して金属網270−5に連結される。外部電極270−7は円筒型管270−1の外部に位置することができるし、金属網270−5に電流を供給する。このため、外部電極270−7は支持台270−3を貫通して形成されることができる。 The internal electrode 270-9 passes through the support base 270-3 and is connected to the metal mesh 270-5. The external electrode 270-7 can be located outside the cylindrical tube 270-1 and supplies current to the metal mesh 270-5. Therefore, the external electrode 270-7 can be formed through the support 270-3.
内部電極270−9は、支持台270−3を貫通して円筒型管270−1内部に位置することができる。内部電極270−9は外部電極270−7と対向する電極で、円筒型管270−1を間に置いて高電圧放電がかなう。このため、内部電極270−9の材質や形状は多様に形成されるし、例えば、ステインレススチールからなる板状の導電体であることんができる。 The internal electrode 270-9 can be positioned inside the cylindrical tube 270-1 through the support base 270-3. The internal electrode 270-9 is an electrode facing the external electrode 270-7, and high voltage discharge is performed with the cylindrical tube 270-1 interposed therebetween. For this reason, the material and shape of the internal electrode 270-9 are variously formed and can be, for example, a plate-like conductor made of stainless steel.
空気伝達管264は内部電極270−9と一体に形成されることができる。内部電極270−9が管形状に形成され、内部電極270−9の内部へ空気が流れて円筒型管270−1内部へ空気が伝えられることができる。本発明の実施例は、外部電極270−7と内部電極270−9との間に空気によって絶縁キャパシタを形成した後、それを通じて高電圧放電を起こすことなので、空気伝達管264は、高電圧放電のための空気を円筒型管270−1内部へ伝達するものである。本発明の実施例では、空気伝達管264が内部電極270−9と一体化されているが、これに限定されないで、内部電極270−9と区別される別途の管で具備されるのはもちろんである。
The
また、本発明の実施例による高電圧放電器270に供給される空気は浄化チャンバー10内の空気であることができる。すなわち、高電圧放電器270に供給されて高電圧放電が誘導されて、オゾンまたは、ラジカルを発生させる空気として、浄化チャンバー10内の空気を使うことによって、浄化チャンバー10内の空気に含まれた悪臭発生物質を低減および/または、除去することができる。
In addition, the air supplied to the
このような構成からなる本発明の高電圧放電器270は次のような作動関係を具備する。先に、供給電源がDCであ場合、支持台270−3上端側へ突出された内部電極270−9に+電源を連結して昇圧された電圧を断続的に印加し、網状構造を具備する外部電極270−7には-電源を連結する。そうすると、誘電体である円筒型管270−1を間に置いて外部電極270−7と内部電極270−9が互いに帯電される。この状態で、高電圧によって注入されたエネルギーが半導体現象のように防壁である円筒型管270−1内部で電子なだれを形成し、生成された電子は、電子が浮かんでいる熱エネルギーによって円筒型管270−1防壁を突き抜けて円筒型管270−1外部にある外部電極270−7側に放射される。この時、生成された電子なだれの電子が周辺にある酸素分子を引っ張って引くために放電され、この時、生成された電子は酸素分子が容易に吸収できるエネルギーを浮かぶことになる。普通イオンの寿命はにエネジにより変わる。
The
したがって、酸素分子は生成された2個の電子を得てペルオキシラジカルである不安定な無機過酸化酸素(○-2 2)または○2に変形される。このような無機過酸化酸素は円筒型管270−1を中心に放射状で形成されるので大規模面積にかけて多い量が瞬間的に生成されるようになる。このような無機過酸化酸素は、1次浄化廃水内に含まれた有機物と直接的または、間接的に反応することができるし、こののような反応により廃水は浄化処理できる。例えば、上記水和ラジカル(ペルオキシラジカル)等は有機物の中の一つであるNH4と反応してN2とH20を生成させることができる。これのような水和ラジカルの反応は廃水内に含まれたすべての有機物に拡散されるし、水和ラジカルと有機物との反応により1次浄化廃水は2次浄化処理できることになる。また、上記した無機過酸化酸素はラジカル作用を通じて病原菌、ウイルスなどの細胞膜に浸透して中和および破壊させ、揮発性有機化合物(VOC)を分解し、メタンのような物質は、水と二酸化炭素に変化させて、硫化水素の場合にはは水と極微量の硫酸と分解されることになる。特に、悪臭除去に卓越した効果を発揮するが、知らされた20種余り以上の悪臭を捕集するのではなく分解させて消滅することによって完全な除去が可能になる。 Accordingly, the oxygen molecule obtains two generated electrons and is transformed into unstable inorganic peroxide oxygen (◯ -2 2 ) or ○ 2 which is a peroxy radical. Since such inorganic peroxide oxygen is formed radially around the cylindrical tube 270-1, a large amount is instantaneously generated over a large area. Such inorganic peroxide oxygen can react directly or indirectly with organic substances contained in the primary purification wastewater, and the wastewater can be purified by such a reaction. For example, the hydration radical (peroxy radical) or the like can react with NH4 which is one of organic substances to generate N2 and H20. Such a reaction of the hydration radical is diffused to all organic substances contained in the wastewater, and the primary purification wastewater can be subjected to the secondary purification treatment by the reaction between the hydration radical and the organic substance. In addition, the above-mentioned inorganic oxygen peroxide permeates cell membranes of pathogenic bacteria and viruses through radical action, neutralizes and destroys them, decomposes volatile organic compounds (VOC), and substances such as methane are water and carbon dioxide. In the case of hydrogen sulfide, it is decomposed into water and a very small amount of sulfuric acid. In particular, it exhibits an excellent effect in removing bad odors, but it can be completely removed by decomposing and disappearing rather than collecting over 20 known bad odors.
また、上記した本発明による高電圧放電器270は、空気伝達観60によって円筒型管270−1内部へ伝えられる空気で、浄化チャンバー10内の汚染された空気を使うことによって、浄化チャンバー10内の悪臭などで汚染された空気を持続的に浄化することができる。
Further, the
また、外部電極270−7と内部電極270−9との間の絶縁空気によって形成されたキャパシタによって順次的充放電がかなって、外部電極270−7と内部電極270−9との間に存在する円筒型管270−1の表面特性変化または、喪失が短所で現れる。このため、本発明の実施例は、円筒型管270−1とその周りに形成された金属網270−5だけを交替することができて、連続使用によっても大きい変化がない外部電極270−7と内部電極270−9は持続的に使えるようにすることができる。 Further, the capacitor formed by the insulating air between the external electrode 270-7 and the internal electrode 270-9 is sequentially charged and discharged, and exists between the external electrode 270-7 and the internal electrode 270-9. A change or loss of surface properties of the cylindrical tube 270-1 appears as a disadvantage. For this reason, according to the embodiment of the present invention, only the cylindrical tube 270-1 and the metal mesh 270-5 formed around the cylindrical tube 270-1 can be replaced. The internal electrode 270-9 can be used continuously.
ここで、高電圧放電装置260はこのような高電圧放電器270が一つ以上結合された形態を具備する。具体的に、図2に図示されたように、高電圧放電装置260は、高電圧放電装置本体280の下部を構成するカバー266に高電圧放電器270がそれぞれ結合され、カバー266の上側に支持台270−3が結合される形態からなることができる。ここで、カバー266は第2浄化槽200の上面を構成し、第2浄化槽200の上部を覆うカバー266であることができる。高電圧放電装置本体280の内部には高電圧放電器270の外部電極270−7および内部電極270−9にに電流を供給するための電流供給部268が位置されることができる。また、高電圧放電装置本体280は、空気流入管262に連通されて、高電圧放電器それぞれに空気を供給する空気伝達管264に連結された空気管262−1を含むことができる。これで、空気流入管262から流入された空気は空気管262−1を介して空気伝達観264を通じて高電圧放電器270に伝えられることができる。
Here, the high
一方、図2に図示されたように、高電圧放電器270の一部は高電圧放電装置本体280の外側で突出されてあることができる。これのように突出された高電圧放電器270は、図1に図示されたように、1次浄化廃水内に一部が浸かれていることができる。但し、これに限定されないで、高電圧放電器270270から放射されるオゾンやラジカルが集まることになるチャンバー(未図示)が高電圧放電装置260の下部に別途に存在し、同チャンバーから排出管(未図示)が延びて1次浄化廃水内に浸かれていることもできる。これによって、高電圧放電器270から発生したオゾンやラジカルは、第2浄化槽200内の1次浄化廃水w/w-1内へ供給されることができる。
Meanwhile, as shown in FIG. 2, a part of the
ここで、1次浄化廃水w/w-1内へ供給されたオゾンやラジカルは第2浄化槽200内で1次浄化廃水w/w-1との反応(浄化反応)ないし酸化反応などの原因により高電圧放電器270の周囲に集まっていることになる。すなわち、高電圧放電器270の外側に拡散されることができなくて、高電圧放電器270でオゾンやラジカルが放射される付近の特定領域にだけオゾンやラジカルが位置されることになる。私2浄化槽200内にこのようなオゾンまたはラジカルが拡散されることができない場合、きわめて制限された一部領域だけで2次浄化が行われることになるので、2次浄化過程に所要される時間が非常に長くなることになる。
Here, ozone and radicals supplied into the primary purification waste water w / w-1 are caused by a reaction (purification reaction) or an oxidation reaction with the primary purification waste water w / w-1 in the
したがって、本発明の実施例による廃水の浄化処理システム1は、図1に図示されたように、第2浄化槽200が第2気泡発生器250に流体連通されている。すなわち、第2気泡発生器250は、第2浄化槽200の側方に連結されている第2廃水流入路252から第2浄化槽200内の廃水が流入される。この後、第2気泡発生器250は、第2気泡発生器250内で流入された廃水に微細気泡を注入した後、第2廃水流出路254を通じて再び第2浄化槽200内に流出させる。ここで、第2廃水流出路254は一端が第2気泡発生器250に連結されて、他端は第2浄化槽200の下面に連結されてあることんができる。これを通じて再び第2浄化槽200に流出された廃水内に含まれた微細気泡が、第2浄化槽200内で上昇して円滑に広がることができる。ここで、第2浄化槽200内部に広がる微細気泡Bは10〜100μmの直径を有することができる。但し、これに限定されないで、10〜1000μmの直径を有することもできて、100μm以上の直径を有することもある。一方、図1に第2廃水流入路252が1個であり、第2廃水流出路254が2個であると図示されているが、これに限定されなくて、その個数は第2浄化槽200の容量や必要に応じて調節することができる。第2気泡発生器250は第1気泡発生器150と実質的に同じ構造を具備することができるところ、その具体的な説明は省略する。
Therefore, in the wastewater
第2浄化槽200に供給される微細気泡Bは、第2浄化槽200内の1次浄化廃水(w/w-1)が高電圧放電器270から排出、すなわち放射されるオゾンまたはラティクルが拡散される役割をする。
In the fine bubbles B supplied to the second
すなわち、高電圧放電器270から排出されるオゾンまたはラティクルは特定領域にだけ存在することになるが、第2浄化槽200内に供給されて第2浄化槽200に満たされている微細気泡Bによって存在する領域が拡散されることになる。
That is, the ozone or the reticle discharged from the
具体的に、図4に図示されたように、高電圧放電器270から発生されて、排出されるオゾンまたはラジカル、例えば無機過酸化水素は、第2貯蔵槽200内の微細気泡Bの表面面に沿って早く移動しながら周囲に移動されて、拡散されることができる。すなわち、高電圧放電器270から排出される力乃至拡散現象によって高電圧放電器270周囲に広がる場合に比べて、周囲微細気泡Bの表面に沿って早く拡散されて、より広い範囲、具体的に上記特定領域より広い領域に広がることができる。すなわち、第2浄化槽200内の微細気泡Bはオゾンまたはラジカルが周囲に広がるブリッジ役割をすることになるが、これにより、第2浄化槽200内でオゾンまたはラジカルが存在する範囲がより広くなることになる。このような範囲の拡散はオゾンまたはラジカルが存在する領域の表面積を急速に増加させることになって2次浄化過程をより速かに行われるようにする。このような2次浄化過程は、第2浄化槽200内で廃水(w/w)の全窒素(T/N,Total Nitrogen)、全リン(T/P,Total Phosphorus)、生物学的酸素要求量(BOD,Biochemical Oxygen Demand)、化学的酸素要求量(COD,Chemical Oxygen Demand)、浮遊性汚染物質(SS,Suspended Sediment)を減らすか、下げる役割をすることになる。これにより、最終浄化された水(c/w,Clean Water)を作ることができる。
Specifically, as shown in FIG. 4, ozone or radicals generated from the
これだけではなく、第2浄化槽200内の微細気泡Bは第1浄化槽100内の1次浄化過程でも除去されることが出来なかった浮遊性汚染物質SSを追加的に浄化させることができる。すなわち、第2気泡発生器260が起動すると、所定時間経過後、第2浄化槽200内は微細気泡Bで満ちることができる。ここで、所定時間は5分程度(視覚的にぎっしり満ちるまで所要される時間は約30秒〜1分)であることができるが、これは第1気泡発生器150の容量および第1浄化槽100の大きさにより相異なることができるところ、これに限定されないことは第1浄化槽100に関連して説明したことと同じである。第2浄化槽200内の微細気泡Bは、高電圧放電装置260の高電圧放電器270の付近ではオゾンまたはラジカルを拡散させることになるだけでなく、その他の領域では第1浄化槽100の第1浄化過程と同じことに浮遊性汚染物質(SS,Suspended Sediment)を除去する役割をすることができる。
In addition to this, the fine bubbles B in the
これのように、第1浄化槽100の1次浄化過程および第2浄化槽200の2次浄化過程を経た浄水(c/w,Clean Water)は、窒素(T/N,Total Nitrogen)、全リン(T/P,Total Phosphorus)、生物学的酸素要求量(BOD,Biochemical Oxygen Demand)、化学的酸素要求量(COD,Chemical Oxygen Demand)、浮遊性汚染物質(SS,Suspended Sediment)が大幅に減少したり下げれて浄化されたきれいな水(c/w,Clean Water)であることができる。このようにきれいに浄化された水は浄水流出管20を通じて浄化チャンバー10の外部に排出されることができる。一方、浄水流出管20には第2浄化槽200で浄化が終わった水だけを排出するためのバルブV/2が具備されることができる。
Like this, the purified water (c / w, Clean Water) that has undergone the primary purification process of the first
一方、このような第1浄化槽100内の第1浄化過程および第2浄化槽200内の第2浄化過程のうちには基本的に廃水を浄化するためのものである。したがって、第1浄化槽100および第2浄化槽200の近辺には悪臭などを含む汚染された空気が存在することになる。
Meanwhile, the first purification process in the first
したがって、図1に図示されたように、本発明の実施例による廃水浄化処理システム1は、第1浄化槽100および第2浄化槽200が浄化チャンバー10内に位置され、浄化チャンバー10は外部と遮断されて、第1浄化槽100および第2浄化槽200周辺の汚染された空気が外部に流出されないようにする。
Accordingly, as shown in FIG. 1, in the wastewater
但し、浄化チャンバー10には第1浄化槽100に廃水(w/w)を流入させるための廃水流出管110が外部に延長されており、浄化が終わった水を流出させるための浄水流出管2が外部へ延びている。また、浄化チャンバー10には、浄化チャンバー10内に空気が流入されるようにするための外部空気流入管12と、浄化チャンバー10の空気が外部に流出されることができる内部空気流出管14が具備される。
However, a waste
ここで、廃水流入管110および浄水流出管20それぞれにはバルブV2、V3が具備備されて、必要な場合にだけ開放される。さらに、図面で図示しなかったが、外部空気流入管12には、浄化チャンバー10内部の空気が外部空気流入管12を通じて流出されないように一方向取り締まりバルブが具備されるし、内部空気流出管14には浄化チャンバー10の内部空気の流出を取り締まるバルブV4が具備されている。したがって、各バルV2、V3、V4が閉じた場合、浄化チャンバー10内の内部空気は外部に流出されないことがある。
Here, the
ここで、内部空気流出管14は、浄化チャンバー10から流出される内部空気を浄化させるための高電圧放電空気清浄機300が連結されている。図面で図示しなかったが、内部空気流出管14には空気ポンプが具備されて、浄化チャンバー10内部の空気が強制的に流出されることはもちろんである。
Here, the internal
図面で図示しなかったが、高電圧放電空気清浄機300の内部には高電圧放電器(未図示)が具備されている。高電圧放電空気清浄機300内に備わる高電圧放電器は前期の高電圧放電器260のような構造を具備し、空気の浄化に適合するように当業者の立場で設計変更されることもできることはもちろんである。
Although not shown in the drawing, a high voltage discharger (not shown) is provided inside the high voltage
したがって、内部空気流出管14上のバルブV4が開放されて、浄化チャンバー10の内部空気が高電圧放電空気清浄機300に流入されば、高電圧放電空気清浄機 (弛緩は内部空気をきれいな空気で浄化させることができる。これのように浄化された空気は高電圧放電空気清浄機300に連通している浄化空気流出管を通じて外部で幼主をできる。
Therefore, if the valve V4 on the internal
このような高電圧放電空気清浄機300による浄化は、浄化チャンバー10内部の汚染された空気を2段階にかけて浄化させることになる。すなわち、前述のように、第2浄化槽200の上部に位置する高電圧発生装置270によって浄化チャンバー10内の汚染された空気が1段階浄化されて、さらに内部空気流出管14を通じて高電圧放電空気清浄機 300に流入された内部空気が2段階浄化されることになる。これにより、高電圧放電空気清浄機300で浄化された後外部に流出される浄化空気はきれいに浄化された空気であることができる。
Such purification by the high-voltage
一方、図1では、上述した第1浄化槽100および第2浄化槽200それぞれに第1気泡発生器150および第2気泡発生器250がそれぞれ連結されて、それぞれの第1気泡発生器150および第2気泡発生器250は別途の微細気泡発生器156、256が存在して、それぞれの微細気泡発生器156、256を通じて微細気泡が供給されることと図示されている。但し、これに限定されないで、第1気泡発生器150および第2気泡発生器250は一つの構造体から構成されるとはもちろんである。
On the other hand, in FIG. 1, the
すなわち、第1廃水流入路152、第1廃水流出路154、第2廃水流入路252、および第2廃水流出路254はそれぞれ別途に存在し、第1廃水流入路152および第2廃水流入路252に微細気泡を供給する微細気泡供給機(未図示)は一つであることができる。換言すれば、一つの微細気泡供給機が微細気泡を供給して、微細気泡を含む廃水が第1廃水流出路154および第2廃水流出路254に流出されるようにすることもできる。
That is, the first
以上で代表的な実施例を通じて本発明に対し詳細に説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者は上述した実施例に対し本発明の範疇から逸脱しない範囲内で多様な変形が可能を理解するべきである。 Although the present invention has been described in detail through the representative embodiments, those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can be used in various ways without departing from the scope of the present invention. It should be understood that various modifications are possible.
したがって、本発明の権利範囲は説明された実施例に限定されて決まってはいけなくて、後述する特許請求の範囲だけでなく,この請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。 Accordingly, the scope of the present invention should not be determined by being limited to the embodiments described, but should be determined not only by the claims described below, but also by the equivalents of the claims.
1:廃水浄化処理システム
10:浄化チャンバー
12:外部空気流入管
14:内部空気流出管
100:第1貯蔵槽
150:第1気泡発生器
152:第1廃水流入管
154:第1廃水流出管
200:第2貯蔵槽
250:第2気泡発生器
252:第2廃水流入管
254:第2廃水流出管
260:高電圧放電装置
262:空気流入管
266:カバー
270:高電圧放電器
270−1:円筒型管
270−3:支持台
270−5:金属網
270−7:外部電極
270−9:内部電極(270−9)
B:微細気泡
c/w:浄水(clean water)
V1、V2、V3、V4:バルブ
w/w:廃水(waste water)
w/w−1:1次浄化廃水
SS:浮遊性汚染物質
1: Wastewater purification treatment system 10: Purification chamber 12: External air inflow pipe 14: Internal air outflow pipe 100: First storage tank 150: First bubble generator 152: First wastewater inflow pipe 154: First wastewater outflow pipe 200 : Second storage tank 250: second bubble generator 252: second wastewater inflow pipe 254: second wastewater outflow pipe 260: high voltage discharge device 262: air inflow pipe 266: cover 270: high voltage discharger 270-1: Cylindrical tube 270-3: Support base 270-5: Metal mesh 270-7: External electrode 270-9: Internal electrode (270-9)
B: Fine bubbles c / w: Clean water
V1, V2, V3, V4: Valve w / w: Waste water
w / w-1: Primary purification wastewater SS: Airborne contaminants
Claims (3)
浄化チャンバーと、
前記浄化チャンバー内に位置されて前記浄化チャンバーの外部から流入する廃水が貯蔵されて、前記廃水内に浮遊して存在する浮遊性汚染物質の外面に微細気泡が吸着して前記浮遊性汚染物質が捕集および浮遊されることによって、前記廃水を1次浄化し、前記1次浄化は微細気泡だけで行なう第1浄化槽と、
前記第1浄化槽内に前記1次浄化のための微細気泡が埋まるように、前記第1浄化槽から廃水が流入されて微細気泡とともに前記第1浄化槽へ流出させる第1気泡発生器と、
前記浄化チャンバー内に位置されて、前記第1浄化槽から前記1次浄化された1次浄化廃水が流入されて、高電圧放電および微細気泡を同時に利用して前記1次浄化廃水を2次浄化する第2浄化槽と、
前記第2浄化槽の上部に位置して、前記浄化チャンバー内部の空気が空気流入管を通じて流入されて、前記浄化チャンバー内部の空気を1段階浄化するとともに、前記第2浄化槽内部の前記1次浄化廃水にオゾンやラジカルイオンを排出する高電圧放電装置と、
前記第2浄化槽の上部で前記高電圧放電装置から排出されるオゾンやラジカルイオンが、前記第2浄化槽の内部に拡散されるようにする微細気泡を発生させるために、前記第2浄化槽から前記1次浄化廃水が流入されて微細気泡とともに前記第2浄化槽へ流出させる第2気泡発生器と、
前記浄化チャンバーから流出される空気を高電圧放電で2段階浄化して外へ排出する高電圧放電空気清浄機と、を含んで、
外部から流入される前記廃水を前記1次浄化および前記2次浄化で浄化し、前記浄化チャンバー内部の空気を前記1段階浄化および前記2段階浄化で浄化する高電圧放電と微細気泡を利用した廃水浄化処理システム。 A wastewater purification treatment system for purifying wastewater,
A purification chamber;
Waste water flowing from the outside of the purification chamber is stored in the purification chamber, and fine bubbles are adsorbed on the outer surface of the floating contaminants that are floating in the waste water. A first septic tank in which the wastewater is primarily purified by being collected and suspended; and the primary purification is performed only with fine bubbles;
Wherein the so that fine bubbles for primary purification horses within the first septic tank, a first bubble generator to flow out waste water is flowing into the first septic tank with fine bubbles from said first septic tank,
Located in the purification chamber, the primary purified wastewater first purified from the first purification tank flows in, and the primary purified wastewater is secondarily purified using high voltage discharge and fine bubbles simultaneously. A second septic tank;
Located on top of the second septic tank, the purification chamber inside the air is introduced through air inlet pipe, the purification chamber inside air with purifying one stage, said primary cleaning waste water inside the second septic tank A high-voltage discharge device that discharges ozone and radical ions
In order to generate fine bubbles that allow ozone and radical ions discharged from the high-voltage discharge device in the upper part of the second septic tank to be diffused into the second septic tank, the first septic tank 1 A second bubble generator for allowing the next purification wastewater to flow into the second purification tank together with the fine bubbles;
A high-voltage discharge air cleaner that purifies the air flowing out of the purification chamber in two stages with a high-voltage discharge and discharges it outside,
Wastewater using high voltage discharge and fine bubbles for purifying the wastewater flowing from the outside by the primary purification and the secondary purification, and purifying the air inside the purification chamber by the first stage purification and the second stage purification. Purification system.
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