KR100454260B1 - 오폐수 고도처리장치 및 방법 - Google Patents

오폐수 고도처리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오존 처리공정과 활성탄 처리공정을 단일 반응조로 구성하여 부지면적을 최소화하고, 촉매매질로서 활성탄을 이용하여 촉매오존에 의해 낮은 pH에서도 산화력이 강한 라디칼을 생성시켜 활성탄에 흡착된 오염물질과 병원성미생물을 보다 효과적으로 처리할 수 있는 정수 및 오폐수 고도처리장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 원수유입관을 통하여 외부로부터 유입되는 원수를 오존과 활성탄에 반응시키기 위한 반응조; 상기 반응조내에 오존을 공급하는 오존공급수단; 상기 반응조내의 원수에 포함된 유기물, 무기물, 병원성미생물 및 산화부산물질등을 흡착하기 위한 활성탄 흡착반응수단; 상기 반응조에서 정화된 처리수를 배출하는 처리수 유출수단; 및 상기 반응조의 내부에 잔재하는 오존을 배출시켜 처리하는 배오존 가스처리수단을 포함하는 정수 및 오폐수 고도처리장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 원수가 상향류 또는 하향류중 어느 하나가 되도록 원수공급관을 배치하여 반응조내부로 유입하는 제1 단계; 상기 반응조내에 원수에 포함된 오염물질을 흡착하기 위한 촉매매질을 공급하는 제2 단계; 오존발생장치에서 발생된 오존가스를 상기 반응조내에 주입하되, 상기 촉매매질과 오존가스의 반응에 의해 산화력이 강한 라디칼을 생성시켜 상기 촉매매질에 흡착된 오염물질을 제거하는 제3 단계; 및 상기 반응조내에서 오염물질이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 제4 단계를 포함하는 정수 및 오폐수 고도처리방법을 제공한다.

Description

오폐수 고도처리장치 및 방법 {ADVANCED WATER AND WASTEWATER TREATMENT APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 촉매오존과 촉매매질로서의 활성탄을 이용하여 상수원수 혹은 오폐수를 고도처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 오존자체의 산화력과 활성탄의 흡착능력을 활용함과 동시에, 잔류오존의 일부가 활성탄에 부착되어 산화력이 강한 다양한 라디칼을 형성하도록 함으로써 활성탄에 기 포착된 오염물질을 오존과 생성라디칼에 의해 산화시켜 정수할 수 있는 정수 및 오폐수 고도처리장치 및 방법에 관한 것이다.
최근들어, 중금속, 미량유기오염물질, 병원성미생물 등에 의한 상수원수의 오염으로 오존 처리공정과 활성탄 처리공정이 정수처리시스템에 도입되고 있으며, 수자원의 부족으로 처리수의 재이용에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재 도입되고 있는 방식은 오존 처리공정과 활성탄 처리공정이 별개로 설치되어 운영되고 있으며, 이로 인해 과다한 부지면적과 운영비용이 문제점으로 지적되고 있다. 십수년전부터 이를 보완하기 위해 오존 처리공정 후단에 활성탄 처리공정을 두어 활성탄에 미생물을 활성화함으로써 활성탄의 교체시기를 연장하는 생물활성탄공정이 개발되어 보급되고 있다. 그러나, 우리나라와 같이 겨울철의 경우, 상수원수의 수온이 5℃이하로 낮아져 미생물의 활성도가 저하되기 때문에 실질적인 효과를 거두지 못하고 있다. 또한, 운전미숙으로 인해 활성탄조의 미생물이 유출될 가능성이 높기 때문에 후단에 모래여과지나 별도의 처리시설을 두기도 하는데, 이는 과다한 설치비용과 운전비용은 물론 넓은 부지면적이 요구되는 원인이 된다.
처리수의 재이용 분야에서는 건물이나 일정 지역내에서 오수를 처리한 후, 현장에서 재이용하기 때문에 소요 부지면적이 적은 공정과 기존 수처리 기술의 동등 혹은 향상된 수처리기술이 요구된다.
오존/UV, 오존/고pH, 오존/광촉매, 오존/TiO2등 일반적인 AOP(Advanced Oxidation Processes)의 경우, pH가 7이하에서는 OH 라디칼의 형성이 어려우며, 이로 인해 침출수나 염색폐수 등 pH가 낮은 수질의 정화목적으로 활용하는데 어려움이 있다. 또한 크립토스포리디움(Cryptosporidiumspp.) 포낭체(Oocysts)와 같이 염소, 오존 등의 소독제에 강한 내성을 지닌 병원성미생물이 출현하고 있기 때문에, 물의 안전성을 확보하기 위해서는 보다 효과적인 여과공정이나 산화공정이 절실히 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 오존 처리공정과 활성탄 처리공정을 단일 반응조로 구성하여 부지면적을 최소화하고, 촉매매질로서 활성탄을 이용하여 촉매오존에 의해 낮은 pH에서도 산화력이 강한 라디칼을 생성시켜 활성탄에 흡착된 오염물질과 병원성미생물을 보다 효과적으로 처리할 수 있는 정수 및 오폐수 고도처리장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 활성탄의 재생은 물론 효율적인 오존활용으로 배오존가스 처리비용 및 운전비용을 절감할 수 있는 정수 및 오폐수 고도처리장치 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
도1은 본 발명에 따른 정수 및 오폐수 고도처리장치의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 측면도.
도2는 본 발명에 따른 정수 및 오폐수 고도처리장치의 제2 실시예를 개략적으로 도시한 측면도.
도3은 본 발명에 따른 정수 및 오폐수 고도처리장치의 제3 실시예를 개략적으로 도시한 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 21 : 원수조 2, 22 : 펌프
3, 23 : 오존발생장치 4, 24 : 오존가스 주입관
5, 25 : 오존가스 용존부 6, 26 : 반응조
7 : 입상활성탄 8 : 활성탄 흡착반응조
9, 29 : 처리수 유출관 10, 30 : 배오존가스 배출관
11, 31 : 배오존가스 처리조 12, 31 : 원수유입관
32: 분말활성탄조 33: 분말활성탄 주입관
34 : 침전분말활성탄 35 : 침전분말활성탄 유출관
36 : 배플(baffle)
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원수유입관을 통하여 외부로부터 유입되는 원수를 오존과 활성탄에 반응시키기 위한 반응조; 상기 반응조내에 오존을 공급하는 오존공급수단; 상기 반응조내의 원수에 포함된 유기물, 무기물, 병원성미생물 및 산화부산물질등을 흡착하기 위한 활성탄 흡착반응수단; 상기 반응조에서 정화된 처리수를 배출하는 처리수 유출수단; 및 상기 반응조의 내부에 잔재하는 오존을 배출시켜 처리하는 배오존 가스처리수단을 포함하는 정수 및 오폐수 고도처리장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 원수가 상향류 또는 하향류중 어느 하나가 되도록 원수공급관을 배치하여 반응조내부로 유입하는 제1 단계; 상기 반응조내에 원수에 포함된 오염물질을 흡착하기 위한 촉매매질을 공급하는 제2 단계; 오존발생장치에서 발생된 오존가스를 상기 반응조내에 주입하되, 상기 촉매매질과 오존가스의 반응에 의해 산화력이 강한 라디칼을 생성시켜 상기 촉매매질에 흡착된 오염물질을 제거하는 제3 단계; 및 상기 반응조내에서 오염물질이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 제4 단계를 포함하는 정수 및 오폐수 고도처리방법틀 제공한다.
상기 방법의 특징으로 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상수원수 혹은 오폐수를 오존/활성탄 단일반응조에 유입시키고, 펌프와 이젝터 혹은 혼합(mixing) 펌프를 통해 유입된 오존가스 및 용존오존에 의해 유기물, 무기물 및 병원성미생물이 1단계로 산화반응하여 처리된다. 2단계로 오염물질과 병원성미생물 및 산화부산물질은 활성탄에 흡착되거나 반응조내의 체류시간이 연장된다. 3단계로 오존가스 및 잔류 용존오존의 일부가 활성탄에 흡착과 동시에 활성탄을 촉매물질로 하여 라디칼을 형성하게 된다. 3단계에서 생성된 라디칼과 잔류오존에 의해 활성탄에 부착된 오염물질 및 병원성미생물이 산화되어 무기화 및 불활성화가 진행된다. 3단계를 거치면서 반응조내에서 오존의 체류시간이 증가하고, 오염물질과 산화부산물질 및 병원성미생물과의 접촉효율을 향상시킴으로써 산화효과를 증대시키는 한편 활성탄에 부착된 오염물질의 산화로 인해 활성탄 자체는 재생하게 된다. 또한 염소 등의 소독제에 내성이 강한 크립토스포리디움 포낭체(oocyst) 등의 병원성미생물이 활성탄 반응부를 통과하면서 활성탄과 마찰을 통해 불활성화를 유도하고, 일부는 활성탄에 흡착되어 반응조내에 체류시간이 증가하여 용존오존과 오존가스 및 생성 라디칼에 의해 크립토스포리디움 포낭체 등 병원성미생물의 소독이 보다 효과적으로 이루어질 수 있는 것이다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 촉매오존/활성탄 고도처리장치의 제1 실시예를 도시한 개략적인 측면도로서, 원수가 상향류가 되도록 한 구조이다.
즉, 도면에 도시한 바와 같이, 원통형상의 반응조(6)와; 상기 반응조(6)의 하부 측면에 장착되어 펌프(2)를 통해 원수조(1)내의 원수가 유입되도록 하기 위한 원수유입관(12)과; 그 내부에 플라스마 장치가 내장되어 오존을 발생시키는 오존발생장치(3)와; 상기 오존발생장치(3)에서 발생된 오존을 펌프(2)를 통하여 상기 반응조(6)의 상부측으로 공급하기 위한 오존 주입관(4)과; 상기 반응조(6)의 내부에 설치되며, 원수에 포함된 유기물, 무기물, 병원성미생물 및 산화부산물질등을 흡착하기 위한 촉매매질로서의 활성탄이 채워진 활성탄 흡착반응조(8)와; 상기 오존주입관(4)으로부터 배출된 오존이 원수에 용존되도록 하기 위해 상기 활성탄 흡착반응조(8)의 중앙부에 수직으로 관통되도록 구비된 오존가스 용존부(5)와; 상기 반응조(6)의 상부 측면에 설치되어 정화된 처리수를 배출하는 처리수 유출관(9)과; 상기 반응조(6)의 상면에 설치되어 그의 내부에 잔재하는 오존을 배출시키는 배오존 가스배출관(10)과; 상기 배오존 가스배출관(10)을 통해 배출된 배오존을 처리하기 위한 배오존 가스처리조(11)로 구성된다.
본 실시예에서는 촉매매질로서 활성탄을 사용한 예를 제시하고 있으며, 이 밖에 활성탄에 망간(Mn), 코발트(Co), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 세륨(Ce), 철(Fe), 바나듐(V), 몰리브덴(Mo)중 적어도 하나 이상이 결합된 것을 사용하여 촉매오존의 효과를 증대시킬 수도 있다. 이 경우, 오존과 활성탄에 결합된 망간 등이 반응하여 산화력이 보다 강한 OH라디칼을 생성하게 하게 되며, 활성탄 단독으로 사용할 경우보다 산화효과가 증가된다.
또한, 상기 활성탄 대신에 촉매매질로서 감마-산화 알루미늄(γ-Al2O3), 산화실리콘(SiO2), 산화티타늄(TiO2)중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 사용할 수도 있으며, 상기 감마-산화 알루미늄(γ-Al2O3), 산화실리콘(SiO2), 산화티타늄(TiO2)중 어느 하나 이상과, 망간(Mn), 코발트(Co), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 세륨(Ce), 철(Fe), 바나듐(V), 몰리브덴(Mo)중 어느 하나 이상이 결합된 것을 이용할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서, 흡착반응조에 채워진 활성탄의 충진율을 0.3 ∼ 1.0으로 하여 유동상 혹은 고정상으로 원수의 오염물질을 흡착할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 오폐수 고도처리과정을 설명한다.
먼저, 원수조(1)내의 원수가 펌프(2)를 통해 반응조(6)의 하부로 유입되고, 오존발생장치(3)에서 생성된 기체상의 오존이 오존가스 주입관(4)을 통해 오존가스 용존부(5)로 투입되면서 오존가스의 일부는 물과 반응하여 용존오존으로 전환된다. 상기 오존발생장치(3)에는 플라스마 장치를 내장되어 그 플라스마에 의해 공기중의 산소를 오존으로 변환시킨다.
여기서, 본 실시예에서는 상기 오존가스 주입관(4)을 통하여 오존함유가스만을 주입하여 오존가스용존부(5)에서 용존시키는 방식으로 하고 있으나, 이에 국한 하는 것은 아니고, 이 밖에 상기 오존가스 주입관(4)을 원수(1) 주입관으로 변경한 후, 원수 주입관에 벤츄리관, 혼합펌프, 이젝터등을 설치하여 오존가스의 용해도를 향상시키는 방식도 가능하다.
상기 오존가스 주입관(4)을 통해 주입되어 원수에 용해된 용존오존과 오존가스는 반응조(6)에서 유입된 원수에 포함되어 있는 유기물, 무기물 및 병원성미생물과 산화분해반응을 일으킨다. 용존오존에 의해 반응성이 높은 유기물들의 일부는 무기화되고, 나머지는 저급지방산을 생성한다. 생성되는 산화부산물들은 대상 원수에 따라 달라지는데, 상수원수는 포름알데히드(Formaldehyde), 글리옥살(Glyoxal), 메틸글리옥살(Methylglyoxal)등이 생성되며, 하수처리수의 경우는 포름알데히드(Formaldehyde), 아세트알데히드(Acetealdehyde), 포름산(Formic acid), 글리옥살산(Glyoxalic acid), 아세트산(Acetic acid), 피루빈산(Pyruvic acid), 메틸글리옥살산(Methylglyoxal)등 상수원에서 생성되는 것 보다 많은 부산물질이 발생된다. 무기물은 오존과 반응하여 침전물 형태로 처리된다. 박테리아, 바이러스 및 원생동물의 포낭체 등 병원성미생물의 경우 용존오존과 반응하여 불활성화하게 된다.
상기 반응조(6)에서 처리되지 않은 유기물, 무기물, 병원성미생물 및 산화부산물질은 활성탄(7)으로 충진된 활성탄 흡착반응조(8)로 유입되며, 일부는 흡착되고 나머지는 활성탄 흡착반응조(8)를 통과하면서 체류시간이 증가된다. 오존가스와 용존오존은 활성탄 흡착반응조(8)에 도달하여 활성탄을 촉매매질로 하여 산화력이강한 라디칼(O-, O2 -, O3 -등)을 형성하게 된다. 이들 라디칼들은 활성탄에 부착된 산화부산물질과 오존단독으로 분해되지 않은 유기오염물질들과 반응하여 무기화(CO2생성)함으로써, 활성탄 자체의 재생을 유도한다. 또한 현재까지 알려진 병원성미생물중 염소, 클로라민등 일반적으로 사용되는 소독제에 가장 내성이 강한 크립토스포리디움 포낭체의 경우, 반응조(6)에서 1차적으로 산화반응에 의해 일부 불활성화되고, 활성탄 흡착반응조(8)의 활성탄내에 부착되거나 활성탄을 통과하는 과정에서 포낭체의 세포벽은 활성탄과 마찰이 일어나 자연 탈포낭(excystation)되거나 용존오존등에 의해 불활성화가 용이하게 된다.
또한, 수중에 브롬이온(Br-)이 존재시 과량의 용존오존은 인체에 유해한 브로메이트(BrO3 -)라는 산화부산물을 생성하게 되는데, 반응조(6)를 거쳐 잔류하고 있는 용존오존은 활성탄 흡착반응조(8)에서 활성탄 혹은 타 오염물질과 반응하여 소비되어 과량의 용존오존을 산소(O2) 혹은 라디칼로 전환되어 브로메이트의 생성이 저감되는 효과를 제공하며, 생성된 브로메이트는 활성탄과 반응하여 브롬이온으로 환원된다. 또한, 과량의 용존오존과 오존가스의 소비로 배출되는 오존가스의 농도가 낮아져 배출오존가스의 처리비용이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 반응조(6)에서 정화된 물은 처리수 유출관(9)을 통해 배출된다.
본 발명의 제2 실시예를 도2를 참조하여 설명한다.
도2는 촉매오존/활성탄에 의한 정수 및 오폐수 고도처리장치의 개략적인 측면도로서, 원수가 하향류가 되도록 한 구조이다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 반응조(6)의 상부측에 원수를 공급하기 위한 원수유입관(11)이 설치되고, 상기 반응조(6)의 하부 일측면에 오존 발생장치(3)가 설치된다. 또한, 상기 오존반응조(6)의 하부 타측면에는 처리수 유출관(9)이 설치된다. 상기 제2 실시예의 구조에서는 원수 하향류식이므로 상기 활성탄 흡착반응조(8)에는 별도의 오존가스용존부(5)를 형성할 필요가 없다.
나머지 구성은 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
이에 도시한 바와 같이 원수(1)가 펌프(2)를 통해 반응조의 하부에서 반응조로 유입되고, 오존발생장치(3)에서 생성된 기체상의 오존은 오존가스 주입관(4)을 통해 하부에서 투입하게 된다. 오염물질과 병원성미생물의 처리 메카니즘은 도 1에서 설명한 원리와 유사하다.
상기와 같이 구성된 제2 실시예에서의 오폐수 처리과정을 설명하면 다음과 같다. 상부에서 유입된 원수(1)는 우선 활성탄 흡착반응조(8)를 통과한 오존가스 및 용존오존과 산화반응이 일어난다. 용존오존과 반응성이 있는 오염물질들은 산화반응에 의해 일부는 무기화되고 나머지는 저급지방산을 생성한다. 제1 실시예에서와 마찬가지로 유기물, 무기물, 산화부산물 및 병원성미생물은 활성탄 흡착반응조(8)에 흡착되거나 통과하는 과정에서 체류시간이 연장된다. 또한 제1 실시예의 활성탄 흡착반응조(8)와 동일하게 활성탄에 흡착된 오염물질과 병원성미생물은 오존에 의해 생성된 라디칼의 산화분해 반응이 일어나 활성탄이 재생하게 된다. 활성탄, 오염물질, 병원성미생물등과 반응하지 않은 용존오존은 자기분해에 의해 산소로 전환되고, 일부 반응하지 않은 오존함유가스는 배오존가스 배출관(10)을 통해 배오존처리조(11)로 이송되어 처리된다.
다음은, 본 발명의 제3 실시예를 도3을 참조하여 설명한다.
도3은 본 발명에 따른 촉매오존/활성탄에 의한 정수 및 오폐수 고도처리장치의 개략적인 측면도로서, 입상활성탄이 아닌 분말 형태의 활성탄을 사용하기 위한 구조이다.
이의 구조를 좀더 상세히 설명하면, 도면에 도시된 바와 같이, 저면에 침전 분말 활성탄(34)을 배출시키기 위한 유출관(25)이 구비된 반응조(26)와; 펌프(22)를 통해 원수(21)가 반응조(26)의 하부로 유입되도록 하기 위한 원수유입관(31)과; 내부에 플라스마 장치가 내장되어 오존을 발생시키는 오존발생장치(23)와; 상기 반응조(26)의 상부에 설치되며, 펌프(22)의 구동에 따라 상기 오존발생장치(23)를 통해 발생된 오존을 상기 반응조(26)의 내부로 주입하기 위한 오존 주입관(24)과; 상기 반응조(26)의 내부에 장착되며, 오존주입관(24)으로부터 배출된 오존이 원수에 용존되도록 하기 위한 오존가스 용존부(25)와; 분말활성탄 공급관(33)을 매개로 상기 오존가스 용존부(25)에 분말활성탄을 공급하기 위한 분말활성탄조(32)와; 상기 오존가스 용존부(25)의 외주면 상부에 장착되며 하부로 확장하는 갓 형상으로 형성되어 활성탄에 의해 반응된 오염물질이 처리수와 함게 방류되는 것을 방지하는 배플(baffle)(36)과; 상기 오존반응부(26)의 상부 측면에 설치되어 정화된 처리수를 배출하는 처리수 유출관(29)과; 상기 오존반응조(26)의 상면에 설치되어 그의 내부에 잔재하는 오존을 배오존 가스배출관(30)을 매개로 배출시켜 처리하는 배오존 가스처리조(31)로 구성된다.
상기한 구성에서 상기 반응조(26)의 하부는 호퍼형태로 형성되어 분말 활성탄이 유출관(25)으로 용이하게 모이도록 한 구조로 되어 있다.
상기와 같이 구성된 제3 실시예에 따른 오폐수 처리과정을 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 원수(21)가 펌프(22)를 통해 반응조(26)의 하부로 유입되고, 오존발생장치(23)에서 생성된 오존함유가스는 오존가스 주입관(24)을 통해 투입된다. 여기서, 분말활성탄은 분말활성탄조(32)로부터 오존가스 용존부(25)로 주입되며, 오존가스 주입관(24)에서 분사되는 오존함유가스의 흐름에 의해 분말활성탄은 반응조(26)의 하부로 내려가면서 원수내에 포함되어 있는 유기물, 무기물, 병원성미생물 등의 오염물질을 흡착하게 되고, 오존함유가스나 용존오존는 분말활성탄의 표면에 반응하여 라디칼들을 생성하게 된다. 생성된 라디칼들은 상기 설명한 바와 같이 흡착된 오염물질을 분해하게 되어 분말활성탄의 재생을 유도한다. 분말활성탄은 물의 흐름에 따라 이동하면서 원수의 오염물질과 반응하게 되는데, 이때 상기 배플(36)에 의해 분말활성탄과 반응된 오염물질이 처리수와 함께 방류되지 않도록 차단한다. 또한, 상기 반응조(26)의 하부로 침전된 분말활성탄(34)은 유출관(35)을 통해 인발된 후 재생하여 다시 사용하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 오존처리와 활성탄 흡착조를 별개로 사용하던 종래의 방식에서 촉매오존/활성탄의 단일조로 구성함으로써 요구되는 부지면적을 최소화할 수 있다. 또한, 오존공정의 흡수율과 접촉시간을 극대화하여 오염물질의 처리효율을 향상시킬 수 있으며, 잔류 용존오존의 활성탄 흡착으로 인해 생성된 산화력이 강한 라디칼에 의해 유기 및 무기 오염물질이 효과적으로 제거된다. 이로 인해, 활성탄이 재생되고 활성탄 교체시기가 연장되어 운전비용을 절감시킬 수 있다.
둘째, 촉매오존에 의해 배기되는 오존을 최소화할 수 있어 배오존가스의 처리비용이 절감되고, 중성은 물론 산성의 수질에서 효과적으로 라디칼이 생성되므로 낮은 pH의 오폐수를 효과적으로 정화할 수 있다.
셋째, 박테리아, 바이러스, 원생동물 등 병원성미생물의 일부는 활성탄에 흡착되어 오존함유가스나 용존오존이 병원성미생물과 접촉할 수 있는 기회가 늘어나게 되며, 이로 인해 반응조내 병원성미생물의 소독효율을 향상시킬 수 있다.
넷째, 크립토스포리디움 포낭체 등은 활성탄 흡착조를 통과하면서 활성탄표면과 마찰이 일어나 포낭체의 세포벽이 손상되어 불활성화되거나, 용존오존이 포낭체의 손상된 세포벽을 통해 유입되어 감염성을 가진 스포로조이트(sporozoites)를 직접 산화할 수 있게 되며, 기존 오존반응조를 개조하여 사용하기에 용이하며, 분말활성탄을 활용할 경우 오존반응조 개보수 비용이 절감될 수 있다.

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 원수유입관을 통하여 외부로부터 유입되는 원수를 오존과 활성탄에 반응시키기 위한 반응조;
    상기 반응조내에 오존을 공급하는 오존공급수단;
    상기 반응조내의 원수에 포함된 유기물, 무기물, 병원성미생물 및 산화부산물질등을 흡착하기 위한 활성탄 흡착반응수단;
    상기 오존공급수단으로부터 배출된 오존이 원수에 용존되도록 하기 위해 상기 활성탄 흡착반응수단을 수직방향으로 관통하여 구비된 오존가스 용존부;
    상기 반응조에서 정화된 처리수를 배출하는 처리수 유출수단; 및
    상기 반응조의 내부에 잔재하는 오존을 배출시켜 처리하는 배오존 가스처리수단을 포함하는 오폐수 고도처리장치.
  3. 원수유입관을 통하여 외부로부터 유입되는 원수를 오존과 활성탄에 반응시키기 위한 반응조;
    상기 반응조내에 오존을 공급하는 오존공급수단;
    상기 반응조의 내부에 설치되며, 입상활성탄이 채워진 활성탄 흡착반응조로 이루어진, 상기 반응조내의 원수에 포함된 유기물, 무기물, 병원성미생물 및 산화부산물질등을 흡착하기 위한 활성탄 흡착반응수단;
    상기 반응조에서 정화된 처리수를 배출하는 처리수 유출수단; 및
    상기 반응조의 내부에 잔재하는 오존을 배출시켜 처리하는 배오존 가스처리수단을 포함하는,
    오폐수 고도처리장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 오존공급수단은
    그 내부에 공기중의 산소를 오존으로 변환시키는 플라스마 장치가 내장된 오존발생장치;
    일단은 상기 오존발생장치에 연결되며, 타단은 상기 반응조의 상부측면을 관통하여 오존가스 용존부의 내측으로 향하도록 "ㄱ"자 형상으로 형성되어 오존을 공급하는 오존 주입관; 및
    상기 오존주입관상에 설치된 펌프를 포함하며,
    상기 반응조의 원수공급관은 반응조의 하부 측면을 관통하여 상향류의 원수 흐름구조를 가지도록 배치된 오폐수 고도처리장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 오존공급수단은
    그 내부에 공기중의 산소를 오존으로 변환시키는 플라스마 장치가 내장된 오존발생장치;
    일단은 상기 오존발생장치에 연결되며, 타단은 상기 반응조의 하부측면을 관통하여 오존을 공급하는 오존 주입관; 및
    상기 오존주입관상에 설치된 펌프를 포함하며,
    상기 반응조의 원수공급관은 반응조의 상부 측면을 관통하여 하향류의 원수 흐름구조를 가지도록 배치된 오폐수 고도처리장치.
  6. 원수유입관을 통하여 외부로부터 유입되는 원수를 오존과 활성탄에 반응시키기 위한 반응조;
    상기 반응조내에 오존을 공급하는 오존공급수단;
    상기 반응조내의 원수에 포함된 유기물, 무기물, 병원성미생물 및 산화부산물질등을 흡착하기 위한 활성탄 흡착반응수단;
    상기 오존공급수단으로부터 배출된 오존이 원수에 용존되도록 하기 위해 상기 활성탄 흡착반응수단을 수직방향으로 관통하여 구비된 오존가스 용존부;
    상기 반응조에서 정화된 처리수를 배출하는 처리수 유출수단; 및
    상기 반응조의 내부에 잔재하는 오존을 배출시켜 처리하는 배오존 가스처리수단을 포함하며,
    상기 활성탄 흡착반응수단은 반응조 외부에 설치되며, 분말 활성탄이 내재된 분말활성탄조; 및 상기 분말활성탄조로부터 분말활성탄을 오존가스 용존부내부로 공급하는 분말활성탄 주입관을 포함하는
    오폐수 고도처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 오존가스 용존부의 외주면 상부에 구비되어 반응조내에서 반응되지 않은 원수의 오염물질이 처리수와 함께 방류되는 것을 방지하기 위한 액체흐름방지수단을 더 포함하는 오폐수 고도처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액체흐름방지수단이 갓형상의 배플로 이루어진 오폐수 고도처리장치.
  9. 제2항, 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성탄 흡착반응수단내에 채워진 활성탄의 충진율이 0.3 ∼ 1.0으로 이루어진 오폐수 고도처리장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 원수가 상향류 또는 하향류중 어느 하나가 되도록 원수공급관을 배치하여 반응조내부로 유입하는 제1 단계;
    상기 반응조내에 원수에 포함된 오염물질을 흡착하기 위한 촉매매질로서 활성탄을 공급하는 제2 단계;
    오존발생장치에서 발생된 오존가스를 상기 반응조내에 주입하되, 상기 촉매매질로서의 활성탄과 오존가스의 반응에 의해 산화력이 강한 라디칼을 생성시켜 상기 촉매매질에 흡착된 오염물질을 제거하는 제3 단계; 및
    상기 반응조내에서 오염물질이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 제4 단계를 포함하는 오폐수 고도처리방법으로서,
    상기 제2 단계는 반응조 내의 중앙부에 수직으로 관통하는 오존가스용존부를 가지며, 오존가스 주연부에 촉매매질로서의 입상활성탄이 채워진 흡착반응조를 설치하되, 상기 오존가스발생장치를 통해 주입되는 오존을 상기 오존가스 용존부에서 원수에 용해되도록 하는 제5 단계; 및 상기 반응조의 하부에서 상향류의 원수를 공급하여 오존가스 용존부를 통과한 용존오존이 원수에 포함된 오염물질과 반응시킨 후, 상기 흡착반응조내의 활성탄과 접촉하도록 하는 제6 단계를 포함하는
    오폐수 고도처리방법.
  16. 원수가 상향류 또는 하향류중 어느 하나가 되도록 원수공급관을 배치하여 반응조내부로 유입하는 제1 단계;
    상기 반응조내에 원수에 포함된 오염물질을 흡착하기 위한 촉매매질로서 활성탄을 공급하는 제2 단계;
    오존발생장치에서 발생된 오존가스를 상기 반응조내에 주입하되, 상기 촉매매질로서의 활성탄과 오존가스의 반응에 의해 산화력이 강한 라디칼을 생성시켜 상기 촉매매질에 흡착된 오염물질을 제거하는 제3 단계; 및
    상기 반응조내에서 오염물질이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 제4 단계를 포함하는 오폐수 고도처리방법으로서,
    상기 제2 단계는 반응조내의 중앙부에 촉매매질로서의 입상활성탄이 채워진 흡착반응조를 설치하고, 상기 반응조의 상부에서 하향류의 원수를 공급하여 원수에 포함된 오염물질이 활성탄에 접촉되도록 하는 제7 단계를 포함하여 이루어진
    오폐수 고도처리방법.
  17. 원수가 상향류 또는 하향류중 어느 하나가 되도록 원수공급관을 배치하여 반응조내부로 유입하는 제1 단계;
    상기 반응조내에 원수에 포함된 오염물질을 흡착하기 위한 촉매매질로서 활성탄을 공급하는 제2 단계;
    오존발생장치에서 발생된 오존가스를 상기 반응조내에 주입하되, 상기 촉매매질로서의 활성탄과 오존가스의 반응에 의해 산화력이 강한 라디칼을 생성시켜 상기 촉매매질에 흡착된 오염물질을 제거하는 제3 단계; 및
    상기 반응조내에서 오염물질이 제거된 처리수를 외부로 배출하는 제4 단계를 포함하는 오폐수 고도처리방법으로서,
    상기 제2 단계는 반응조 외부에 촉매매질로서의 분말활성탄이 내재된 분말활성탄조를 설치하고, 상기 반응조내에 오존가스 용존부를 설치하여 상기 오존가스 용존부에 분말활성탄과 오존가스를 주입하는 제8 단계를 포함하며,
    상기 제3 단계는 상기 반응조 하부에서 상향류의 원수를 공급하여 오존가스 용존부를 통과한 분말 활성탄 및 오존가스와 반응하도록 한 제9 단계; 및 상기 원수의 오염물질과 흡착되고 난 후 침전되는 분말활성탄을 반응조의 하부에 설치된 활성탄 유출관으로 배출하는 제10 단계를 포함하여 이루어지는
    오폐수 고도처리방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 오존가스 용존부의 외주면 상부에 갓모양의 배플을 설치하여 분말활성탄에 반응된 원수의 오염물질이 처리수와 함께 방류되는 것을 방지하는 제11 단계를 더 포함하는
    오폐수 고도처리방법.
  19. 제15항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착반응조에 채워진 입상활성탄의 충진율이 0.3 ∼ 1.0으로 된
    오폐수 고도처리방법.
  20. 제15항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응조의 상부에 배오존 가스처리장치를 설치하여 반응조내에서 잔류하는 오존가수를 배출하여 처리하는 제12 단계를 더 포함하는
    오폐수 고도처리방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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