KR100312824B1 - Apparatus cleaning water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고전압 펄스를 이용하여 발생된 플라즈마로 오폐수를 정화하는 오수 정화 장치에 관한 것으로, 특히 오폐수를 유도관을 통해 유도하면서 플라즈마를 공급하여 정화하기 위한 오수 정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater purification apparatus for purifying wastewater with plasma generated using high voltage pulses, and more particularly, to a wastewater purification apparatus for supplying and purifying plasma while guiding wastewater through an induction pipe.
일반적으로 오폐수 및 하수의 처리 방법은 오폐수 및 하수 중에 함유된 각종 유,무기물질을 영양원으로 하여 강제 폭기에 의한 호기성 상태에서 미생물을 배양하고, 이렇게 배양된 미생물과 오폐수를 순환시킴으로써 오폐수 및 하수 중에 함유된 각종 유,무기물질을 산화, 분해, 응집, 흡착, 침전 등의 단계적 과정을 통해 제거하는 미생물을 이용한 생물학적 처리 방법이 대부분 채택되어 이용되고 있다.In general, wastewater and sewage treatment methods include cultivating microorganisms in an aerobic state by forced aeration using various organic and inorganic substances contained in wastewater and sewage, and circulating the cultured microorganisms and wastewater in wastewater and sewage. Most biological treatment methods using microorganisms which remove various organic and inorganic substances through gradual processes such as oxidation, decomposition, coagulation, adsorption, and precipitation have been adopted.
이러한 생물학적 오폐수 처리 방법에는 크게 활성오니법과 생물막법 및 이들을 혼용한 방법이 있는데, 이중 활성오니법에서는 유기질분은 주로 세균, 균류를 섭취하는 반면 생물막법에서는 원생동물 특히 섬모충유가 압도적으로 많아 오폐수 처리에 중요한 역할을 하게 된다.Such biological wastewater treatment methods include active sludge method and biofilm method, and a mixture of these methods. Among the activated sludge method, organic matter mainly consumes bacteria and fungi, whereas biofilm method has a large number of protozoa, especially ciliated larvae, for wastewater treatment. It will play an important role.
그러나 생물학적 오폐수 처리 방법은 정상 상태에서 미생물이 담체에 모여 있으므로 용존 산소의 효율적 사용이 저해되는 문제점이 있었다.However, the biological wastewater treatment method has a problem that the effective use of dissolved oxygen is inhibited because the microorganisms are collected in the carrier in the normal state.
또한, 이러한 생물학적 오폐수 처리 방법은 오수에 포함되어 있는 각종 중금속을 제거하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, the biological wastewater treatment method has a problem that it is difficult to remove various heavy metals contained in the wastewater.
상기 문제점을 개선하기 위해 본 발명은 정화될 물을 이용하여 플라즈마를 유도하여 정화하므로써 오폐수를 정화하기 위한 오수 정화 장치를 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a wastewater purification apparatus for purifying wastewater by inducing and purifying plasma using water to be purified.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 고전압 펄스를 발생하는 고전압 펄스 발생수단을 구비하여 상기 고전압 펄스 발생 수단에서 발생되는 고전압 펄스에 따라 충방전 되어 플라즈마를 발생시켜 오수조내의 오수를 정화하는 오수 정화 장치에 있어서, 상기 오수조내의 상부에 설치되어 오수줄기를 형성하면서 떨어지도록 유도하고, 상기 고전압 펄스 발생 수단으로부터 공급되는 고전압 펄스에 따라 충방전되어 플라즈마를 발생하고, 발생된 플라즈마가 오수 줄기의 표면에 유도되어 오수를 정화하도록하는 플라즈마 발생 및 유도 수단; 오수의 정화를 위해 상기 플라즈마 발생 및 유도 수단을 통해 공급된 오수조 내부의 오수를 상기 플라즈마 발생 및 유도수단으로 재공급하기 위한 순환 수단; 상기 오수조내의 오수의 수위를 감지하는 수위 감지 수단; 및 상기 수위 감지 수단으로부터 출력되는 감지 신호에 따라 상기 순환 수단과 고전압 펄스 발생 수단을 제어하기 위한 제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 오수 정화 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is provided with a high voltage pulse generating means for generating a high voltage pulse charge and discharge according to the high voltage pulse generated by the high voltage pulse generating means to generate a plasma to purify the sewage in the sewage tank In the apparatus, it is installed in the upper part of the holding tank to induce to fall while forming a sewage stem, and charged and discharged in accordance with the high voltage pulse supplied from the high voltage pulse generating means to generate a plasma, the generated plasma is the surface of the sewage stem Means for generating and inducing plasma to be induced in to purify sewage; Circulation means for resupplying the sewage in the sewage tank supplied through the plasma generating and inducing means to the plasma generating and inducing means for the purification of the sewage; Water level detecting means for detecting the water level of the sewage in the sewage tank; And control means for controlling the circulation means and the high voltage pulse generating means in accordance with a detection signal output from the water level detecting means.
도 1 은 본 발명에 의한 오수 정화 장치의 구성도1 is a block diagram of a sewage purification apparatus according to the present invention
도 2 는 도 1 의 플라즈마 발생 및 유도부의 세부 구조도2 is a detailed structural diagram of a plasma generation and induction part of FIG. 1;
도 3 은 도 2 의 음극판의 세부 구성도3 is a detailed configuration diagram of the negative electrode plate of FIG. 2;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 제어부 200 : 순환 펌프100: control unit 200: circulation pump
300 : 고전압 펄스 발생부 400 : 플라즈마 발생 및 유도부300: high voltage pulse generator 400: plasma generation and induction
410 : 양전극 유도관 411 : 물배출구410: positive electrode induction tube 411: water outlet
420 : 음전극판 430 : 오수 통과구420: negative electrode plate 430: waste water passage
440 : 오수 줄기 500 : 오수조440: sewage stem 500: sewage tank
510 : 오수 투입구 520 : 오수 순환구510: wastewater inlet 520: wastewater circulation
530 : 오수 순환관 540 : 오수 배출구530: wastewater circulation pipe 540: wastewater discharge port
550 : 오수 유입구 600 : 오수550: sewage inlet 600: sewage
610 : 플라즈마610: plasma
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
일반적으로, 플라즈마는 고도로 전리되어 (+)이온과 (-)이온이 동일한 밀도로 존재하여 전기적으로 균형을 이루어 중성이되어 있는 상태나 또는 그 이온들을 말한다.In general, the plasma is highly ionized, so that the (+) and (-) ions are present at the same density and are electrically balanced and neutral.
이와 같은 플라즈마를 발생시켜 오수의 표면에 유도하므로써 오수를 정화하기 위한 본 발명에 의한 오수 정화 장치는 도1 에 도시한 바와 같이 고전압 펄스를 발생하는 고전압 펄스 발생부(300), 플라즈마를 발생하고 유도하는 플라즈마 발생및 유도부(400), 순환 펌프(200)를 포함하여 구성되며 오수조(500)내의 오수를 순환시키기 위한 순환부, 오수조(500)의 오수 수위를 감지하는 수위 감지부인 수위 센서(110), 및 상기 고전압 펄스 발생부(300)와 순환 펌프(200)를 제어하는 제어부(100)로 구성된다.The sewage purification apparatus according to the present invention for purifying sewage by generating such a plasma and inducing it on the surface of sewage has a high voltage pulse generator 300 for generating a high voltage pulse as shown in FIG. The water level sensor is configured to include a plasma generation and induction unit 400, the circulation pump 200, the circulation unit for circulating the sewage in the sewage tank 500, the water level sensor for detecting the sewage level of the sewage tank (500) 110, and a controller 100 for controlling the high voltage pulse generator 300 and the circulation pump 200.
상기 고전압 펄스 발생부(300)는 제어부(100)의 제어에 따라 고전압 펄스, 즉 10Hz∼250Hz의 주파수를 갖고 20KV∼60KV의 전압으로 이루어진 고전압 펄스를 발생하여 상기 플라즈마 발생 및 유도부(400)로 출력한다.The high voltage pulse generator 300 generates a high voltage pulse, that is, a high voltage pulse having a frequency of 10 Hz to 250 Hz and a voltage of 20 KV to 60 KV under the control of the controller 100, and outputs the high voltage pulse to the plasma generation and induction unit 400. do.
상기 플라즈마 발생 및 유도부(400)는 오수(600)가 유입되는 오수조(500)내의 상부에 설치되어 오수 줄기(440)를 형성하면서 떨어지도록 유도하고, 상기 고전압 발생부(100)로부터 공급되는 고전압 펄스에 따라 충방전되어 플라즈마를 발생하고, 발생된 플라즈마(610)가 오수 줄기의 표면에 유도되어 오수를 정화하도록 하는 것이다.The plasma generation and induction part 400 is installed in the upper part of the sewage tank 500 into which the sewage water 600 is introduced, so as to induce it to fall while forming the sewage stem 440, and the high voltage supplied from the high voltage generation part 100. Charged and discharged in accordance with the pulse to generate a plasma, the generated plasma 610 is guided to the surface of the sewage stem to purify the sewage.
즉, 상기 플라즈마 발생 및 유도부(400)는 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이 상기 오수조(500)내의 상부에 설치되어 유입되는 오수가 줄기를 형성하면서 떨어지도록 유도하고, 상기 고전압 펄스 발생부(100)로부터 공급되는 고전압 펄스가 인가되는 양전극 유도관(410)과, 상기 양전극 유도관(410)와의 사이에서 방전이 이루어질 수 있도록 상기 양전극 유도관(401)으로부터 일정 거리를 두고 설치되고 중앙부에 상기 오수 줄기(440)가 통과할 수 있도록하기 위한 오수통과구(430)가 형성되어, 상기 양전극 유도관(410)으로부터 방출된 오수 줄기(440)의 표면에 플라즈마(610)가 발생하도록 상기 음전극에 연결되는 음전극판(420)으로 구성된다.That is, the plasma generating and inducing unit 400 is installed in the upper portion of the sewage tank 500 as shown in FIGS. 2 and 3 to induce the introduced sewage to fall while forming a stem, the high voltage pulse generator A positive electrode induction pipe 410 to which a high voltage pulse supplied from 100 is applied, and is installed at a predetermined distance from the positive electrode induction pipe 401 so as to discharge between the positive electrode induction pipe 410 and the center portion. A sewage passage 430 is formed to allow the sewage stem 440 to pass therethrough, such that the plasma electrode 610 is generated on the surface of the sewage stem 440 emitted from the positive electrode induction pipe 410. It consists of a negative electrode plate 420 connected to.
여기서, 상기 양전극 유도관(410)은 오수가 분출되는 끝단이 구배지게 형성되고, 상기 음전극판(420)의 오수통과구(430)는 상기 양전극 유도관(410)으로부터 분출되는 오수 줄기(440)가 충분히 통과하면서 플라즈마가 발생할 수 있도록 상기 오수 줄기(440) 직경의 3배의 직경(d)으로 형성된다.Here, the positive electrode induction pipe 410 is formed to be the end of the discharge of the sewage is gradient, the sewage passage 430 of the negative electrode plate 420 is the sewage stem 440 is ejected from the positive electrode induction pipe 410 Is formed to a diameter (d) of three times the diameter of the sewage stem 440 so that the plasma can be generated while sufficiently passing.
또한, 상기 음전극판(420)은 상기 양전극 유도관(410)와의 사이에서 방전이 이루어질 수 있도록 상기 양전극 유도관(401)으로부터 20㎜ 내지 30㎜ 만큼 떨어져 설치된다.In addition, the negative electrode plate 420 is provided 20 mm to 30 mm away from the positive electrode induction tube 401 so as to discharge between the positive electrode induction tube 410.
상기 양전극 유도관(410)과 음전극판(420)은 금속의 도체로 이루어지며 부식을 방지하기 위해 스테인레스 스티일로 이루어진다.The positive electrode induction pipe 410 and the negative electrode plate 420 is made of a metal conductor and made of stainless steel to prevent corrosion.
상기 순환부는 제어부(100)의 제어에 따라 오수의 정화를 위해 상기 플라즈마 발생 및 유도부(400)의 양전극 유도관(410)을 통해 공급된 오수조(500) 내부의 오수를 상기 플라즈마 발생 및 유도부(400)의 양전극 유도관(410)으로 재공급하기 위한 것으로, 순환 펌프(200)를 이용하여 오수조(500)의 하부에 설치된 오수 순환구(520)로부터 순환관(530)과 오수 유입구(550)를 통해 오수를 유입시켜 양전극 유도관(410)으로 방출되도록 한다.The circulator may generate filthy water in the sewage tank 500 supplied through the positive electrode induction pipe 410 of the plasma generating and inducing unit 400 to purify the filthy water under the control of the controller 100. It is for resupply to the positive electrode induction pipe 410 of 400, the circulation pipe 530 and the sewage inlet 550 from the sewage circulation port 520 installed in the lower portion of the sewage tank 500 using the circulation pump 200 The wastewater is introduced into the cathode to be discharged to the positive electrode induction pipe 410.
상기 수위 감지부는 상기 오수조(500)내의 오수의 수위를 감지하는 것으로, 수위 센서(110)로 이루어진다.The water level detection unit detects the water level of the sewage in the sewage tank 500, and consists of a water level sensor 110.
상기 제어부(100)는 상기 수위 센서(110)로부터 출력되는 감지 신호에 따라 상기 순환 펌프(200)와 고전압 펄스 발생부(300)를 제어하기 위한 것이다.The control unit 100 controls the circulation pump 200 and the high voltage pulse generator 300 according to a detection signal output from the water level sensor 110.
이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 오수 정화 장치의 동작을 상세히 설명한다.The operation of the wastewater purification apparatus according to the present invention configured as described above will be described in detail.
먼저, 오수조(500)의 오수 투입구(510)를 통해 오수를 오수조(500) 안으로 집어 넣으면 상기 수위 센서(110)에서는 이를 감지하여 상기 제어부(100)로 수위 감지 신호를 출력하게 된다. 상기 오수조(500)가 일정 수위가 되면 상기 제어부(100)에서는 순환 펌프(200)를 작동시켜 오수조(500)의 하부에 설치된 오수 순환구(520)로부터 오수 순환관(530)과 오수 유입구(550)를 통해 오수를 유입시킨다. 또한, 오수 유입구(550)에 별도의 유입구를 설치하여 오수가 직접 오수 유입구(550)를 통해 유입될 수도 있다.First, when the sewage is put into the sewage tank 500 through the sewage inlet 510 of the sewage tank 500, the water level sensor 110 detects this and outputs a water level detection signal to the controller 100. When the sewage tank 500 reaches a predetermined level, the control unit 100 operates the circulation pump 200 to operate a sewage circulation pipe 530 and a sewage inlet from a sewage circulation port 520 installed at a lower portion of the sewage tank 500. Sewage is introduced through 550. In addition, by installing a separate inlet in the sewage inlet 550, sewage may be introduced directly through the sewage inlet 550.
이때, 상기 제어부(100)에서는 고전압 펄스 발생부(300)를 작동시켜 상기 고전압 펄스 발생부(300)에서 고전압 펄스가 발생되어 양전극 유도관(410)으로 출력되도록 한다.At this time, the control unit 100 operates the high voltage pulse generator 300 to generate a high voltage pulse from the high voltage pulse generator 300 to be output to the positive electrode induction pipe 410.
한편 오수 유입구(550)로 유입된 오수는 양전극 유도관(410)의 단부의 물배출구(411)을 통해 방출되고 이때 고전압 펄스발생부(300)로부터 발생된 10Hz∼250Hz의 주파수를 갖고 20KV∼60KV의 전압으로 이루어진 고전압 펄스가 양전극 유도관(410)으로 출력된다.On the other hand, the sewage introduced into the sewage inlet 550 is discharged through the water outlet 411 at the end of the positive electrode induction pipe 410 and has a frequency of 10 Hz to 250 Hz generated from the high voltage pulse generator 300 at 20 KV to 60 KV. A high voltage pulse composed of a voltage of is output to the positive electrode induction pipe 410.
그러면 양전기를 띄는 고전압 펄스는 양전극 유도관(410)으로부터 방출되어 접지로 흘러가려고 한다. 이때, 오수가 양전극 유도관(410)으로 부터 유출되어 음전극판(420)의 오수 통과구(430)를 통해 오수조(500)의 하부로 낙하하면서 오수 줄기(440)를 형성하게 되므로 상기 오수 줄기(440)는 고전압을 음전극판(420)으로 유도하게 된다.Then, the high voltage pulse showing the positive electrode is discharged from the positive electrode induction pipe 410 and tries to flow to the ground. At this time, since the sewage flows out from the positive electrode induction pipe 410 and falls to the lower portion of the sewage tank 500 through the sewage through hole 430 of the negative electrode plate 420, the sewage stem 440 is formed. 440 induces a high voltage to the negative electrode plate 420.
이와 같이 오수 줄기(440)에 의해 고전압이 유도되는 과정에서 방전이 이루어지므로써 플라즈마(610)와 오존과 자외선이 발생되게 된다.As such, since the discharge is performed in the process of inducing high voltage by the sewage stem 440, the plasma 610, ozone, and ultraviolet rays are generated.
이때, 오수 줄기(440)가 유도하는 고전압에 의해 방출되는 플라즈마(610)가 상기 오수 줄기(440)의 표면에 균일하게 분포하도록 음전극판(420)의 오수 통과구(430)의 직경(d)을 오수 줄기(440) 직경의 3배로 한다.At this time, the diameter (d) of the sewage passage opening 430 of the negative electrode plate 420 so that the plasma 610 emitted by the high voltage induced by the sewage stem 440 is uniformly distributed on the surface of the sewage stem 440. To three times the diameter of the sewage stem (440).
배출된 플라즈마(610)는 오수 속의 중금속과 결합하여 오수를 정화하게 되며, 플라즈마와 중금속의 결합으로 발생된 슬러지는 오수조(500)의 바닥면에 떨어지게 되므로 별도로 제거하면 된다.The discharged plasma 610 is combined with the heavy metal in the sewage to purify the sewage, sludge generated by the combination of the plasma and the heavy metal is dropped on the bottom surface of the sewage tank 500, so it may be removed separately.
검사 결과에 의하면, 본 발명에 의한 오수 정화 장치에 따라 정화된 물은 대장균을 비롯하여 일반 세균이 검출되지 않으며, 페놀의 경우 정화 능력이 뛰어나 페놀이 포함된 오폐의 정화시 정화된 물에서 페놀이 거의 검출되지 않는다.According to the test results, the purified water according to the sewage purification apparatus according to the present invention is not detected E. coli and general bacteria, phenol is excellent in the purification ability of the phenol in the purified water at the time of purification of waste containing phenol Not detected.
또한, 플라즈마의 발생으로 자외선과 오존이 방출되어 오수의 자연 살균이 이루어지며 오수속의 산소량이 증가하여 용존산소량이 증가하므로써 물의 질이 향상된다.In addition, ultraviolet rays and ozone are emitted by the generation of plasma, and natural sterilization of sewage is performed, and the amount of oxygen in the sewage is increased, thereby increasing the amount of dissolved oxygen, thereby improving water quality.
계속적으로 수위 센서(110)에서 수위를 감지하여 제어부(100)로 수위 감지 신호를 출력하여 제어부(100)에서 순환 펌프(200)의 작동을 제어할 수 있도록 한다.The water level sensor 110 continuously detects the water level and outputs a water level detection signal to the control unit 100 so that the control unit 100 can control the operation of the circulation pump 200.
오수의 정화가 완료되면 오수조(500)의 오수 배출구(540)를 통해 정화된 오수를 배출하게 된다.When the purification of sewage is completed, the purified sewage is discharged through the sewage outlet 540 of the sewage tank 500.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 오수 정화 장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the wastewater purification apparatus according to the present invention has the following effects.
첫째, 다량의 플라즈마를 연속적으로 발생시키므로 중금속에 오염된 오폐수로부터 중금속을 쉽게 분리시켜 제거할 수 있다. 또한 오수로부터 유해한 혼합물, 즉 페놀을 쉽게 제거할 수 있다.First, since a large amount of plasma is continuously generated, the heavy metal can be easily separated and removed from the wastewater contaminated with heavy metal. It is also possible to easily remove harmful mixtures, phenols, from sewage.
둘째, 플라즈마와 함께 자외선이 방출되므로 식수 또는 오수내의 소독이 자연스럽게 이루어므로 염소 소독에 의한 또 다른 오염을 제거할 수 있다.Second, since ultraviolet rays are emitted along with the plasma, disinfection in drinking water or sewage is naturally performed, and thus another contamination by chlorine disinfection can be removed.
셋째, 오존이 방출되므로 물속의 용존 산소량이 증가하여 보다 빠른 정화가 이루어질 수 있다.Third, since ozone is released, the amount of dissolved oxygen in the water is increased, thereby enabling faster purification.
넷째, 염소등에 의한 별도의 소독 작업 없이도 물이 소독되게 되어, 수영장과 같이 다량의 물을 소독해야 하는 경우에는 세균을 쉽게 제거하여 눈병등을 예방할 수 있으며, 별도의 정화 작업 시간을 두지 않고 계속적으로 정화 작업을 수행할 수 있으므로 하루 종일 깨끗한 물을 유지할 수 있다.Fourth, the water is sterilized without additional disinfection by chlorine, and when it is necessary to disinfect a large amount of water, such as a swimming pool, bacteria can be easily removed to prevent eye diseases. Purification can be done to keep clean water all day long.
다섯째, 구조가 간단하므로 제작이 간편하며, 반영구적이다.Fifth, because the structure is simple, the production is easy and semi-permanent.
여섯째, 고전압 펄스 신호를 주기적으로 발생시키므로써 전력 소모가 적다.Sixth, power consumption is low by periodically generating a high voltage pulse signal.
일곱째, 의학적 용도로 무균 혈장을 만드는데 이용할 수 있다.Seventh, it can be used to make sterile plasma for medical use.
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1998
- 1998-08-24 KR KR1019980034316A patent/KR100312824B1/en not_active IP Right Cessation
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