KR100411956B1 - 고효율 오존 산소 접촉 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고효율 오존 산소 접촉 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물 처리 공법을 이용한 오, 폐수 처리 공정 및 양식업장의 수처리 공정에 필요한 살균, 산소 용해 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 오존 산소 접촉 장치에 있어서, 물이 유입되어 살균 및 산소가 용해되는 처리 영역을 형성하는 용해조와; 상기 용해조 내에 설치되어 물을 미립자 상태로 분사시켜 주는 분사 장치와; 상기 용해조 내에 산소를 공급하는 산소 공급장치와; 상기 용해조 내에 오존을 공급해 주는 오존 공급 장치를 포함하여, 미립상의 물에 산소와 오존 가스를 접촉시킴으로써 반응 분포를 확대하여 오존의 산화력에 의한 물의 살균 처리 및 산소 용존율을 높여 주는 것을 특징으로 하는 고효율 오존 산소 접촉 장치를 제공한다.

Description

고효율 오존 산소 접촉 장치{Ozone And Oxigen Supplier}

본 발명은 고효율 오존 산소 접촉 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물 처리 공법을 이용한 오, 폐수 처리 공정 및 양식업장의 수처리 공정에 필요한 살균, 산소 용해 시스템에 관한 것이다.

오존은 물에 대한 용해도가 비교적 낮은 기체이므로 수처리에 적용하는 경우 기액혼합장치를 이용하여 좋은 효율로 용해시켜야 한다.

오존 발생 장치로부터 공급 오존을 처리수에 효과적으로 용존시키기 위한 시스템으로 오, 폐수 처리의 경우 대부분 세라믹 다공질 디퓨져를 이용한 산기반응장치가 주류를 이룬다.

이 것은 반응 기저부에 다공질의 디퓨져를 설치해, 이에 따라 오존 함유 기체는 디퓨져를 통해 미세 기포로 해서 물 속에 분산시킨다. 기포가 물 속에서 수면으로 상승하는 사이에 기포 속의 오존이 기액 계면을 통해서 물 속으로 용해된다.

반응기의 중요한 요건의 하나는 이 때의 용존율이 높아야 한다는 것인데 이 방식의 경우 용존율은 20% 정도로 상당수의 오존을 낭비하는 큰 단점을 안고 있다. 또한 공기중으로 방출되는 미반응 오존의 발생량이 많기 때문에 이를 제거하기 위하여 미반응 오존제거 설비를 하여야 한다.

따라서, 본 발명은 종래의 오존 접촉 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 순산소를 이용하여 얻어진 오존을 99% 이상의 용해율과 그 부산물인 산소의 용해율을 극대화시킴으로써 현장에 운전 비용 절감 및 양질의 수질을 얻을 수 있는 고효율 오존 산소 접촉 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고효율 오존 산소 접촉 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 오존 산소 접촉 장치에 있어서, 물과 오존이 유입되어 살균 및 산소가 용해되는 처리 영역을 형성하는 용해조와; 상기 용해조 내에 설치되어 물을 미립자 상태로 분사시켜 주는 분사 장치와; 상기 용해조 내에 오존을 공급해 주는 오존 공급 장치를 포함하여, 미립상의 물에 산소와 오존 가스를 0.1~5kgf/cm2 로 접촉시킴으로써 반응 분포를 확대하여 오존의 산화력에 의한 물의 살균 처리 및 산소 용존율 7ppm이상을 동시에 높여 주는 것을 특징으로 하는 고효율 오존 산소 접촉 장치를 제공한다.

상기 오존 공급 장치는 순산소에 자외선을 조사하여 산소 분자를 오존 분자로 전환시켜 주는 오존 발생 장치와, 상기 오존 발생 장치에 의하여 생성되어 상기 용해조에 공급되는 오존의 공급 압력을 조절해 주는 오존 압력 조절기와, 상기 오존 압력 조절기에 의하여 0.1~5kgf/cm2로 조절된 오존을 상기 압력 용해조로 공급시켜 주는 오존 공급 조절 밸브로 구성되고, 상기 분사 장치는 산소를 용해시켜야 할 물을 가압하여 공급해 주는 유입펌프와, 상기 유입펌프에 의하여 가압된 물을 공급해 주는 유입 밸브와, 상기 유입밸브가 연결된 유입관과, 상기 유입관에 연결되어 상기 용해조 내에 설치되어 물을 미립상으로 분사해 주는 적어도 하나의 분사 노즐로 구성된다. 분사노즐은 오존 및 산소와 처리하고자하는 물과의 접촉면적을 극대화시켜 전량 용해시키기 위한 장치이다.

그리고, 상기 용해조는 오존산소의 농도를 일정하게 유지하기 위하여 제거하고자하는 물질들과의 치환과정에서 발생하는 폐가스를 외부로 배출시켜 주는 폐가스 배출관과 폐가스 배출 밸브를 더 포함하여 구성되고, 상기 용해조는 오존 산소가 용해된 오존 산소 용존수를 외부로 배출시켜 주는 용존수 배출관과 그 밸브를 더 포함하여 구성된다.

상기 발명은 오존에 의한 산화 및 산소를 용해시켜주는 물을 미립자 형상으로 분사해주고 분사각은 120도이상유지하는 분사 노즐 과 이 기술의 핵심기술인 압력 용해조에 오존을 0.1~5kgf/cm2로 유지함으로써 분사해 들어오는 물 속에 유기물을 비롯한 제거하고자 하는 이 물질들과 치환과정이 이루어지는 것과 동시에 오존의 특성인 강한 산화력 및 살균 작용은 유입수와 접촉면적을 넓게하기위하여 분사각도 120도이상으로하고 접촉시간을 2분이상접촉함으로써 처리 효율의 극대화를 이루어지도록 하고, 그 부산물인 산소의 용존 5ppm이상을 극대화 시켜준다.

그리고, 상기 본 발명은 오수, 폐수, 정수, 하수 및 양식업장의 정화, 살균, 산화 그리고 고농도의 산소를 유지하기 위하여 물을 분사노즐에 의해 미립저 상태로 공급하여 압력 용해조 내에서 접촉시킴으로써 압력 용해조 내에서 작용하는 역압0.1~5kgf/cm2에 의한 오존, 산소의 반응 분포를 극대화시켜 용해도를 최대한 높여주는 것이다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 1은 본 발명에 따른 고효율 오존 산소 접촉 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.

본 발명에 따른 고효율 오존 산소 접촉 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 오존과 산소를 물에 용해시켜 주기위해 내부압력을 0.1~5kgf/cm2유지하는 압력용해조(10)와, 오존을 공급해 주는 오존 공급장치 및 타가스 배출 장치, 물의 유입 및 배출 장치 등으로 구성된다.

상기 압력 용해조(10)는 그 내부의 상단에 오존과 산소와의 접촉 면적을 넓게 해주기 위하여 분사각도 120도이상유지하고 물을 미립자 상태(안개형태)로 분사해 주는 노즐(30)이 장착되어 있으며, 이 분사 노즐(30)에는 물을 가압하여 공급해 주기 위한 유입 펌프(36)에 의하여 가압된 유입수가 공급되는 유입관(32)이 연결되어 있다.

상기 유입관(32)에는 유입수의 압력을 측정하는 유입수 압력계(38)와, 유입수의 공급량을 조절해 주는 유입 조절 밸브(34)가 연결되어 있어서, 상기 분사 노즐(30)에 의한 분사량을 조절한다.

상기 오존 공급 장치는 순산소(5)을 원료로 하여 고압방전에 의해 고농도의 오존을 생산하고 이를 공급하는 오존 공급관(26)을 통하여 상기 압력 용해조(10)에 공급해 주는 오존 공급기(20), 상기 오존 공급기(20)에 의하여 공급되는 오존의 공급 압력을 0.1~5kgf/cm2로 유지하면서 공급해 주는 오존 압력 조절기(22), 상기 오존 압력 조절기(22)에 연결되어 오존의 공급을 제어하는 오존 공급 조절 밸브(24)로 구성된다.

상기 압력 용해조(10)의 상단부에 상기 오존 공급기에 의하여 공급되어 분사물(14)과 반응 후의 폐가스를 외부로 배출시켜 주는 폐가스 배출관(28)과 폐가스 조절 밸브(29)가 연결되어 있어서, 압력 용해조(10)의 상단에 연결된 오존 압력계 (18)를 통하여 압력 용해조(10)내의 오존 압력을 감시하여 0.1~5kgf/cm2압력유지 여부를 확인하여, 오존 공급기에 의한 공급량을 조절하거나 처리수 배출관에 부착된 오리피스(50)와 그 것을 조절할 수 있는 처리수 조절 밸브(45)통하여 조절하고, 과도한 경우에는 상기 오존 공급 조절 밸브(24)를 차단시킨다.

상기 분사 노즐(30)을 통하여 안개 상태로 분사되는 분사물(14)은 오존 공급장치에 의하여 공급되는 오존(16)과 압력 용해조(10) 내에서 반응하여 오존과 산소가 물에 용해된다. 이 때, 미립자상태로 분사되는 분사물(14)과 오존(16)간에는 접촉 면적이 분사각도 120도이상과 접촉시간을 2분이상유지함으로써 최대한 확대되어 있는 상태이고, 압력 용해조 내에 형성된 오존의 역압에너지 0.1~5kgf/cm2는 공급되는 물에 작용하여 순간 산화 및 이온간 치환이 이루어져 오존 및 산소의 용해율이 매우 높아진다. 자동압력센서와 수위계를 이용하여 용해조내의 압력 0.1~5kgf/cm2를 일정하게 유지 조절한다. 용해조에의 압력이 증가하면 폐가스 배출관을 오픈하고 유입가스를 차단하여 용해조내의 압력을 자동 조절된다.이때 수위는 상승 조정된다. 용해조내의 압력이 감소하면 유입가스를 오픈하고 폐가스 배출관을 차단하여 용해조내의 압력이 조절된다. 이때 수위는 하강 조정된다.

상기와 같이 오존에 의하여 살균 처리되고 산소가 고농도로 용해된 물은 처리수(12)로 변화되어 상기 압력 용해조(10)의 하단에 연결된 처리수 배출관(40)을 통하여 배출된다.

상기 실시예에서는 분사 노즐(30)의 수를 한 개로 예시하여 설명하였으나,처리 용량을 확대하기 위해서는 상기 압력 용해조(10)의 크기를 확대하고, 그에 장착되는 분사 노즐(30)의 수도 필요에 따라 늘리면 된다. 그리고 제어장치(6)에 의해서 전자동으로 무인운전이 가능하다.

상기와 같은 본 발명을 이용하면, 기존 디퓨져 방식에서 오존의 용해율은 20%정도로 미비하여 배오존 발생량이 상당히 많아 제 2의 배오존 처리시설이 필요했으나, 본 발명은 압력 용해조 내에서 전량 용해를 시키는 방법으로 기존의 같은 양의 오존량으로 수십배의 물량을 처리 할 수가 있는 장치이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 오, 폐수 정화에서 적은 오존량으로 많은 양의 오, 폐수를 고도 처리 할 수가 있으며, 압력 용해조 내 일정 압력으로 가해진 오존에 물을 미립상으로 분사하여 공급하고, 이 때 오존과 물과의 반응 면적을 최대로 확대하여 오존의 용해도를 극대화 시켜준다. 따라서, 오존의 용해도를 높여주기 때문에 오존의 사용 효율을 높여서 유지비용 및 경제적 부담을 감소 시켜주는 작용을 한다. 그리고, 양식 어장에서의 고기들에 미치는 세균 감염, 바이러스 노출, 고기들의 배설물 등에 의한 오염 증가에 따른 산소 결핍 등의 문제들을 야기시켜 육질을 상하게 하는 등 많은 문제점들이 있으나, 본 발명은 이러한 부분에서도 살균 작용 및 충분한 산소 공급으로 인하여, 양질의 육질과 양식 어장의 활어들의 조기 성장율에도 큰 효과가 있을 것이다. 이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 오존 산소 접촉 장치에 있어서,

   물이 유입되어 살균 및 오존 산소가 용해되는 처리 영역을 형성하는 용해조와; 상기 용해조 내에 설치되어 물을 미립자 상태로 분사시켜 주는 분사 장치와 그 분사각도를 120도이상 유지하는것과; 상기 용해조 내에 압력0.1~5kgf/cm2으로 가해진 오존 산소 가스가 미립자로 분산된 물분자와 결합하는 원리와; 오존 산소가 물에 용해되어 오존의 산화력에 의한 물의 살균 처리 및 산소 용존율을 높여 주는 것을 특징으로 하는 고효율 오존 산소 접촉 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 분사 장치는 오존 산소를 용해시켜야 할 물을 가압하여 공급해 주는 유입펌프와, 상기 유입펌프에 의하여 가압된 물을 공급해 주는 유입 밸브와, 상기 유입밸브가 연결된 유입관과, 상기 유입관에 연결되어 상기 용해조 내에 설치되어 물을 미립상으로 분사해 주는 적어도 하나의 분사 노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 고효율 오존 산소 접촉 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 용해조는 오존 산소의 농도를 일정하게 유지하기 위하여 오존과 제거하고자하는 물질들과의 치환과정에서 발생하는 타가스를 외부로 배출시켜 주는 타가스 배출관과 타가스 배출 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 산소 용해 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 용해조는 오존 산소가 용해된 용존수를 외부로 배출시켜 주는 용존수 배출관과 그 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 산소 용해 시스템.