KR0135460B1 - 오존수의 제조방법 및 그 사용방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

2. 발명의 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명의 목적은 물에 대한 오존의 용존율을 높이고 그 제조방법을 단순화하여 가정 및 업소에서 소비자가 요구하는 소정의 농도로 사용하기 쉽도록 하기 위한 오존수의 제조방법을 제공하는데 있다.

도한, 본 발명의 먹적은 살균, 소독시 잔류무리 남지 않는 상기 오존수를 사용하는 방법을 제공하는데 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명에 따른 오존수 제조방법은,

1) 오존수 생성을 위한 물을 급수탱크에 공급하고, 산소발생기(PSA : 4ℓ/min)에 의해 발생된 산소를 오존발생기에 공급하여 오존가스를 생성시키는 공정과;

2) 상기 오존발생기로부터 압입된 오존가스를 50개 이상의 톱니가 구비된, 바람직하게 50개 이상의 톱니가 2중층으로 구비된 수분해형 와륜장치를 사용함에 의해 상기 급수탱크로부터 흡일한 물에 혼화시키는 공정과;

3) 상기 펌프에서 오존가스와 혼합시킨 물을 가입반응탱크에서 반응시켜, 물 1.2톤당 8ppm-25oom 농도의 오존 용해수를 제조하는 한편, 반응중 발생한 과량의 오존가스를 기체로 분리하여 배기시키는 공정; 및

4) 상기로부터 제조된 일정량의 오존수를 저장하고, 가압범프에 의해 일정한 압력과 농도로서 각 작업상으로 공급하는 공정을 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명에 따른 오존수는 상하수처리, 주택, 수산물, 양어, 축산, 농업, 의료, 반도체, 광학 비디오 산업 분야에서 살균, 소독 등에 사용된다.

Description

오존수의 제조방법 및 그 사용방법

제1도는 본 발명에 따른 오존수 제조공정을 간단하게 도시한 블록도.

본 발명은 오존수의 제조방법 및 그 사용방법에 관한 것이다.

오존은 염소보다 산화력이 월등히 강할뿐 아니라 산화속도가 빠르며 탈취 및 살균을 실행한 후 에는 잔유물이 남지 않는 큰 장점을 갖고 있다.

오존의 생성에는 몇가지 방법이 고안되어 있으나 현재 가장 많이 채용되고 있는 것이 방전법과 자외선 조사법이다.

오조나이저(oxonizer)라고도 말하는 오존발생기로는, 공기를 원료로 하는 전극의 표면을 질화금속촉매로 코팅시킨 촉매형 오존발생기 및 산소를 원료로 하는 세라믹을 코팅시킨 절연성 오존발생기가 있다. 상기 2가지 오존발생기중 산소원료 이용이 공기원료 이용보다 약 2배의 오존을 발생시킬 수 있다. 그러나, 어느 방법이라도 대기중에 방출될때에는 산화력을 나타내지 않는 농도(보통, 0.01ppm)이하가 되도록 실시해야 한다.

이 때문에 종래부터 다루기 어려운 가스로서의 인식이 강하여 오존의 유효한 이용방법 및 안전한 관리방법에 대한 연구가 늦어져 왔다.

오존의 취급, 저장, 운송, 및 오존의 화학반응을 안전하게 하기 위한 방법으로서, 액화산소에 약 24%이상의 오존을 용해시킨 오존 솔루센에 관한 것이 미국 특허 제3,008,902호에 기재된 바 있다. 그러나 이렇게 얻은 오존 솔류션은 약 -184℃에서 약 -140℃의 온도로 유지시켜야만 하므로, 가정이나 업소에서 필요한 만큼 제조하여 사용하기에는 어려움이 많다.

최근, 오존을 물에 용해시킨 오존수나 고농도의 오존을 안전하게 이용하는 방법으로 대두되었다. 이러한 오존수의 제조방법으로는 폭기통 접속법 및 교반 폭기법에 의한 오존수의 제조방법이 알려진 바 있다. 그러나 이렇게 얻어진 오존수는 물에 용존된 오존량이 매우 적을 뿐만 아니라(물 1.2톤당 약 1ppm이하), 장치의 설비가 커서 가정용 및 업소용으로 또한 적당치 못한 단점이 있어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 물에 대한 오존의 용존율을 높이고 그 제조방법을 단순화하여 가정 및 업소에서 소비자가 원하는 소정의 농도로 사용하기 쉽도록 하기 위한 오존수의 제조방법을 제공하는데 있다.

이하, 제1도를 참고하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은,

1) 오존수 생성을 위한 물을 급수 탱크에 공급하고, 오존발생기에 산소를 공급하여 오존가스를 생성시키는 공정과;

2) 상기 오존발생기로부터 압입된 오존가스를 혼합장치, 바람직하게는 수분해형 와륜장치를 사용함에 의해 상기 급수탱크로부터 흡입한 물에 혼화시키는 공정과;

3) 상기 장치에서 오존가스와 혼합된 물을 압반응탱크에서 반응시켜 오존 용해수를 제조하는 한편, 반응중 발생한 과량의 오존가스를 기체로 분리하여 배기시키는 공정; 및

4) 상기로부터 제조된 일정량의 오존수를 저장하고, 가압펌프에 의해 일정한 압력과 농도로서 각 작업장으로 공급하는 공정을 포함하는 오존수 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 오존수 제조방법에 사용되는 오존 가스 발생장치는 종래 방식(유리관 사용의 오존발생)이 아닌 화인 세라믹 방전체의 독특한 방식(일본 시몬사 제품)으로서 소형이면서 고농도, 고발생량을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 오존수 제조방법에 사용되는 혼합장치는 50개 이상의 톱니가 구비된 수분해형 와륜장치인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50개이상의 톱니가 2중층으로 구비된 수분해형 와륜장치인 것이 좋다.

또한 본 발명에서 사용되는 산소는 별도, 외부에서, 즉 산소탱크에 의해 공급되지 않고, 산소발생기(PSA : 4ℓ/min)에 의해 차체내에서 공급된다.

본 발명에 따라 제조된 오존수는 물 1.2톤당 8ppm-25ppm의 오존이 용해되어 있다. 오존수 농도의 조절은 압력에 의해 제어되며, EBARA JITSUGYD CO., LTD사 제품의 모델 CX-100의 오존측정기(Serial No. 46649)를 사용하여 오존수의 오존농도를 측정하였다.

8ppm 농도의 오존수인 경우에, 시간 경과에 따른 오존수의 잔존 오존농도를 다음 표 1에 열거해 놓았다.

상기 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 오존수는 생성후 상당시간 그 농도를 유지하므로 살균, 소독 등에 유용하게 사용될 수 있다.

한편, 오존을 사용하면 과도한 주입을 어쩔수 없이 할 경우가 많이 있는데, 이러한 잉여오존을 안전하게 처리하지 않으면 안된다. 통상적으로 오존 분해촉매를 이용하여 오존이 갖는 산화환원 전위를 소비하여 산소로 되돌아 가든지, 활성탄과 같은 환원물질을 이용하여 산화소비시키는 등의 방법이 이용되고 있다. 또한, 오존은 450℃를 초과하는 온도에서는 완전히 분해되기 때문에, 전기히터를 이용한 가열통을 이용할 수도 있다. 어느 방법이라도 대기중에 방산될대에는 산화력을 나타내지 않는 농도(일반적으로 0.01ppm)이하로 해야 한다. 본 발명에서 사용되는 과량의 오존가스 제거방법은 활성탄에 의한 제거방법을 사용하고 있다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따른 오존수 제조방법의 특징은, 오존가스를 물에 용해시켜 오존수를 새엉 시키는 방식이 종래의 폭기식이 아니고, 기체오존을 물에 잘 용해되게 하는 중요조건의 하나인 기체입자를 미세하게하여 미세기포를 만드는 특수 혼합(용해)장치, 즉 톱니가 50개 이상이고 2중층으로 된 수분해형 와륜장치(1,700ppm의 회전수) 및 가압탱크를 조합한 새로운 방식이므로 용해 효율을 비약적으로 향상시켜(80-90%), 1시간당 1.2톤의 오존수(8ppm)를 연속 배출시킨다. 한편, 공급 오존수의 압력이 가압펌프에 의해 일정하게 유지되어 어떤 사용방식(노즐방식, 스프레이방식)에도 효과적인 장점도 있다.

또한, 여러 작업장소(3개소)에 공용으로 사용될 수 있는 경제성이 있으며, 자동화되어 살윤에 유효한 일정농도가 유지되면서 사용이 간편하고 인력상 도움을 준다. 또한, 종래 방식의 혼합장치와 달라서 소형 기경량화될 수 있어 설치장소도 적게 차지하면, 단순한 설계 및 그에 따른 낮은 고장율, 그리고 접액부에 전부 스텐레스(304)재료를 사용하여 내구성이 좋고 장기간 안정하며 유해함이 없는 안정성을 갖고 있는 한편, 산소 발생기(PSA)가 부착되어 있어 별도의 산소를 공급해야 하는 번거로움이 없는 특징이 갖고 있다.

본 발명을 다음 실시예에 의하여 예증하고자 하지만 하정하려는 것은 아니다.

[실시예 1]

오존제어

1) 산소발생

산소발생장치(PSA)에 의해 오존의 원료인 산소를 발생(5ℓ/min)시켜 오존장치로 이송시킨다.

2) 오존생성

상기로부터 공급된 산소를 이용하여 오존장치로부터 오존가스를 생성시킨 후 생성된 오존가스를 수분해형 와륜 혼합장치로 이송시킨다.

[실시예 2]

오존수의 제조

1) 급수

오존수를 제조하기 위한 물을 정수 순환수조에 공급하는 것인데, 오준수의 사용량에 다라 수조내의 볼탭정치에 의해 급수가 조절된다.

2) 오존가스 혼입 및 오존수의 생성

실시예 1에 의해 공급된 오존가스와 물을 특수 타빈펌프, 즉 수분해형 와륜장치에 의해 혼합시킨 다음, 이를 가입반응탱크로 이송시켜 오존이 용존된 상태의 오존수를 제조한다.

3. 오존수 공급

가압탱크(압력 : 3-2kg/㎡, 온도 : 20℃이하, 유속 : 1.2톤/hr)에 저장된 오존수는 가압 공급펌프에 의해 각 작업장으로 보내져 청소용(노즐) 및 상품살균용(스프레이-건, 노즐)으로 사용된다. 사용이 중단되었을 때에 압력 용해탱크에 과저장된 오존수는 처음의 급수탱크(정수순환수조)로 되돌아간다(오버-플로우).

이에 의해, 시간당 1.2톤에 8ppm-25ppmshd도가 O3가 용해된 상태의 오존수가 제조되며, 이 상태가 일정시간 유지된다.

본 발명에 따른 오존수의 사용방법

이하에, 오존수를 사용하는 실례와 적절한 사용량을 열거해 놓았다.

Claims (3)

1. 오존수 생성을 위한 물을 급수탱크에 공급하고, 오존발생기에 산소를 공급하여 오존가스를 생성시키는 제1공정과; 상기 오존발생기로부터 압입된 오존가스를 급수탱크로부터 흡입한 물을 혼화시키는 제2공정과; 상기 제2공정에서 오존가스와 혼합시킨 물을 가압반응탱크에서 배기시키는 제3공정을 포함하여 이루어지는 오존수 제조방법에 있어서, 상기 제2공정에서는 오존가스를 물에 혼화시키기 위해 50개 이상의 톱니를 2중층으로 구비한 수분해형 와륜장치를 사용함을 특징으로 하는 오존수 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 산소는 별도로 외부에서 공급되지 않고 내장된 산소 발생기(PSA : 4ℓ/min)에 의해 자체내에서 공급되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 오존수는 물 1.2톤당 8ppm-25ppm의 농도로 용해되어 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.