KR100694191B1 - 수 처리장치 - Google Patents

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KR100694191B1
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오엑스엔지니어링(주)
이주봉
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Abstract

본 발명은 초미세기포를 발생시켜 기체의 용해도를 높이고, 초미세기포와 초음파에 의한 캐비테이션에 의한 상승작용으로 발생되는 OH* 라디칼을 이용하여 유기물을 분해하고 소독하는 수질정화 장치에 관한 것이다. 본 발명의 주요구성은 원수를 유입하는 유입구와 처리수를 배출하는 배출구를 구비하는 저수조와; 상기 저수조의 측벽에 위치하면서 초음파발진기에서 발생하는 신호를 입력하여 저수조 내에 초음파를 조사시켜 처리수에 포함된 미세기포를 OH* 라디칼로 분해시키는 초음파진동자와; 입구쪽으로 상기 저수조의 원수를 제공받고, 일측면으로 공기 또는 산소를 공급받으며 상기 공기 또는 산소를 처리수에 미세기포로 혼합하여 출구쪽으로 배출시키는 미세기포 발생장치; 및 입구쪽으로 상기 미세기포 발생장치로부터 배출된 미세기포 함유 처리수를 초미세기포로 혼합하여 저수조 내부로 배출시키는 초미세기포 발생장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
수 처리, 수질정화, 미세기포, 초음파

Description

수 처리장치{APPARATUS FOR WATERTREATMENT}
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수 처리장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치의 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초미세기포 발생장치의 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수 처리장치의 작용 상태도.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수 처리장치의 개략도.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 초미세기포 발생장치의 단면도.
본 발명은 미세기포와 초음파를 이용한 수 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초미세 기포를 발생시켜 기체의 용해도를 높이고, 초미세기포와 초음파에 의한 캐비테이션에 의한 상승작용으로 발생되는 OH* 라디칼을 이용하여 유기물을 분해하고 소독하는 수질정화 장치에 관한 것이다.
종래 폐수처리 방법은, 일련의 물리적 처리와 화학처리 또는 생물학적 처리 를 조합하여 폐수로부터 오염물질을 3단계 처리로 제거하는 것이다.
이외에 인위적인 생물학적 처리가 자연적인 토착 미생물을 이용한 처리 방법 등이 있다.
종래의 실예로 1차 처리에서는 폐수중에 포함된 상대적으로 큰 오염물을 균일한 크기의 구멍이 형성된 스크린으로 걸러내는 스크린분리, 물보다 무거운 오염물을 중력에 의해 분리하는 침강분리등의 단위조작을 적용하여, 폐수 중에 포함된 부상성 오염물과 침강성 오염물을 1차적으로 제거한다.
다음 2차 처리에서는 응집제, 흡착제 및 살균제등의 각종 약품을 사용하여 현탁 부유물을 응집 및 침강시키거나 흡착시키고 병원균을 사멸시키는 등의 화학적 단위 공정과, 미생물의 작용에 의해 비침강성 생분해 유기물을 분해하여 기체로 전환시키거나 부유물로 응집시켜 침강 제거하는 등의 생물학적 단위공정을 사용하며, 폐수 중에 포함된 유기물을 주로 제거한다.
3차 처리에는 앞서 1차 및 2차 처리에 언급된 여러 가지 단위조작과 단위공정이 복합적으로 적용되며, 1차 및 2차 처리에서 쉽게 제거되지 않는 암모니아, 질소, 인 등을 비롯한 각종 무기물과 중금속 및 합성유기물 등을 제거한다.
이러한 종래의 폐수처리 방법은 다분히 임의적인 것일 뿐이며, 처리될 폐수 및 폐수에 포함된 오염물의 종류, 폐수의 오염 정도, 처리될 폐수의 양, 처리된 폐수의 처분방법 (방류 또는 재사용), 목표하는 오염물의 제거율, 폐수처리시설의 특성 등에 따라, 앞서 언급한 여러 가지 단위조작과 단위공정을 적절히 조합하여 적용하므로써 목적하는 소정의 폐수처리효과를 얻게 된다.
한편 폐수처리 공정에는 유기물과 같은 각종 부유물을 제거하는 공정이 있 다.
이들 부유물의 분리 및 제거는 부유물의 물리화학적 특성(예, 크기, 밀도, 표면 전하 등)에 따라 스크린분리, 침강분리,부상분리 또는 여과분리 등을 선택적으로 적용할 수 있지만, 일반적으로 종래의 폐수처리 방법에 있어서 부유물의 제거는 침강분리가 우세적으로 사용되고 있다.
예를 들면, 전처리 공정의 경우에 있어서 상대적으로 크기가 부유물은 랙이나 망에 의한 스크린분리로 제거하고 물 보다 비중이 매우 틈 부유물은 침강분리에 의해 제거한다.
그리고 밀도가 물에 유사한 미세 현탁 부유물이나 입자는 침강속도가 느리고 스크린에 의한 차폐가 적합하지 않기 때문에, 응집제를 참가하여 부유물의 물리적 상태를 변경시킨 후에 침강 제거하는 화학침전(chemical precipitation)에 의한 침강분리가 전리공정을 보완하는 개념으로 사용되고 있다.
아울러, 화학적 처리에서는 부유물을 제거하기 위한 방법으로 화학 응집 공정에서 화학 플럭(chemical floc)의 침강분리가 전형적으로 사용되고 있으며, 생물학적 처리 결과로 형성된 플럭의 제거를 촉진하기 위해 화학침전에 의한 침강분리가 사용되고 있다.
물론 고도처리에 있어서도 부유물의 침전을 위해 화학침전이 주로 사용되고 있다. 이와 같이 폐수처리 과정에서 광범위하게 사용되고 있는 화학 침전에 의한 부유물의 침강분리는, 황산알루미늄(명반 :alum), 폴리염화알루미늄(PAC), 황산철(II,III), 염화철(II) 등의 무기계 응집제(flocculent), 폴리아크릴산염, 아크릴아미드계폴리머 등의 유기 응집제를 폐수에 투입하므로써, 폐수 중에 현탁(부유)되어 있는 미립의 부유물을 큰 플럭이나 응집물로 응집시켜 침강시키는 화학적 단위공정으로서, 약품의 단순한 투입으로 부유물을 대략 80-90%까지 침강제거할 수 있다는 점에서 장점이 있다.
그러나, 응집제를 사용한 부유물의 침강분리는, 폐수에 포함된 부유물의 종류와 량에 따라 적절한 응집제와 투여량을 결정하여야 하기 때문에 응집제의 사용 전에 폐수의 오염성분에 대한 충분한 데이터가 확보되어 있어야 하며, 그렇지 않은 경우 만족스러운 부유물 제거를 이룰 수 없거나 필요 이상의 응집제를 사용하게 될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 비록 부유물의 침강에 사용하는 응집제는, 그것이 비록 수질에 심각한 악영향을 미치는 성분을 포함하고 있는 것은 아니더라도, 처리된 정수와 침전된 슬러지에 응집제가 잔류하게 되는 문제를 야기한다.
그리고, 화학침강에는 상당한 약품 비용이 소요되고, 응집제를 저장하고 주입하는 설비 및 응집제의 주입량과 주입속도등을 제어하는 장치 등 부수 설비를 요하며, 침강탱크로부터 슬러지를 제거하는 것이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 슬러지의 취급과 처분에 어려움이 있는 등 여러 가지 비용 부담의 요인을 내포하고 있다.
한편, 폐수처리 공정에서는 폐수 중에 포함된 부유물을 부상분리에 의해 제거하는 물리적 단위조작이 적용되고 있다.
부상분리는 부유물 또는 액체입자(예, 기름)를 폐수로부터 분리함에 있어서, 미세한 기포(공기)를 폐수 중에 도입하여 기포가 부유물에 부착되도록 하므로써 부유물-기포 복합체를 형성하여 그 부력을 증가시키고, 이로써 폐수로부터 부상된 부유물을 스키밍(skimming) 조작으로 제거하는 방식이다.
전통적인 부상분리의 방식으로는 회전 임펠러나 산기관을 이용하여 공기를 직접 폐수에 불어넣어 기포가 발생되도록 하는 공기부상 분리방식(air flotation)이 있으나, 이 방식은 단기간의 폭기만으로 부유물의 부상분리가 효과적으로 이루어지지 못하는 한계 때문에 일반적으로 폐수의 부유물 제거에 효과적이지 못하다.
부상분리의 다른 방식으로는 가압식 부상분리가 있는 바, 이 방법은 압력탱크에서 에어 콤프레셔와 같은 가압장치를 사용하여 폐수에 고압의 공기를 용해시킨 다음, 공기 가압된 폐수를 부상분리 탱크로 보내어 압력을 낮추므로써 미세한 기포를 발생시키고, 이렇게 발생된 기포에 의해 부유물을 부상시키는 원리에 의해 작동된다.
그러나, 종래의 가압식 부상분리 장치는, 부상된 부유물을 부상분리탱크로부터 제거하는 스키머 장치(skimmer) 및 침강된 슬러지를 배출시키는 슬러지 수집기 등을 필요로 하여 장치가 고가일 뿐만 아니라, 부유물의 제거율이 낮고 부유물을 부상시키는 속도가 느려서 전체적인 폐수처리 속도가 느리다는 문제점이 있다.
또한, 경우에 따라서 부상분리율을 향상시키고 분리속도를 높이기 위해서는 부유물을 서로 결합시키고 공기기포를 쉽게 흡수하게 하는 약품(예, 알루미늄염, 철염, 활성실리카 등)을 사용하지 않을 수 없고, 응집제에 의한 화학적 침강분리를 병행해야 하는 단점이 있다.
또한 초음파를 이용하여 수질을 정화하는 방법이 개발되어 사용되고 있는데 이를 보다 상세히 설명하면 초음파는 인간의 가청주파수보다 높은 대략 20kHz 이상의 음파를 칭하며, 산업 전반에 걸쳐 매우 광범위하게 활용되고 있다.
초음파의 응용은 고에너지(50-3000W)/저주파수(15kHz-100kHz)의 초음파를 이 용하는 분야와 저에너지(50W 이하)/고주파수(1-10MHz)의 초음파를 이용하는 분야로 대별된다. 전자는 초음파에 의한 수중 공동화현상(cavitation)을 이용하는 것으로 세척기, 용착기, 수중음파 탐상기, 담석 또는 결석 제거기, 지방제거기, 음향에 의한 화학반응의 촉진장치 등이 대표적이며, 후자는 초음파 진단기, 비파괴 검사기 등이 대표적인 응용분야이다.
초음파 에너지를 화학반응의 촉진매체 또는 살균매체로 사용하기 위한 연구는 러시아, 일본, 그리고 미국 등에서 오래전부터 수행되어 왔고, 현재는 실용화 단계까지 이르고 있는 것으로 판단되고 있다. 아울러 초음파가 오염물의 처리 및 유기물질의 분해에 활용될 수 있어 생물 및 의학 분야에서 초음파를 세포의 파쇄, 박테리아의 파쇄에 응용을 하여 그 효과가 입증이 되어 있으며, 초음파 세척기는 현재 널리 사용되고 있다.
그러나, 각종 산업체에서 다량으로 배출되는 난분해성 오염물의 경우, 기존의 세척방법으로는 처리효율이 매우 낮아 실제로는 거의 사용되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로 수 처리장치에 미세기포를 생성하고 상기 과정에서 생성된 미세기포에 초음파를 가하여 물에 용존되는 과정에서 정화효율을 높일 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 난용성 기체를 비롯한 모든 기체의 용해에 의한 특수한 기능을 가지는 기능수를 제조하고 산소와 같이 산화성이 있는 기체에 적용 할 경우에는 기존의 방식에 비하여 오염물질을 정화할 경우에는 경제적인 설비와 운전비로 운영할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 초미세기포를 발생시켜 기체의 용해도를 높이고 초미세기포와 초음파의 캐비테이션에 의한 상승작용으로 발생되는 OH* 라디칼을 이용하여 유기물을 분해하고 소독하는 수 처리장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수 처리장치는, 원수를 유입하는 유입구와 처리수를 배출하는 배출구를 구비하는 저수조와; 상기 저수조의 측벽에 위치하면서 초음파발진기에서 발생하는 신호를 입력하여 저수조 내에 초음파를 조사시켜 처리수에 포함된 미세기포를 OH* 라디칼로 분해시키는 초음파진동자와; 입구쪽으로 상기 저수조의 원수를 제공받고, 일측면으로 공기(또는 산소)를 공급받으며 상기 공기(또는 산소)를 처리수에 미세기포로 혼합하여 출구쪽으로 배출시키는 미세기포 발생장치; 및 입구쪽으로 상기 미세기포 발생장치로부터 배출된 미세기포 함유 처리수를 초미세기포로 혼합하여 저수조 내부로 배출시키는 초미세기포 발생장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 미세기포 발생장치는 출구쪽이 좁아지는 내부보다 서서히 작아지는 제 1 벤츄리관 형상으로 입구쪽으로 펌프에 의해 저수조의 원수가 공급되고, 일측면으로 공기 공급부의 공기(또는 산소)를 공급되며, 내부에는 유입되는 원수(原水)와 공기(또는 산소)를 혼합시키면서 진행방향을 선회시키기 위한 경사진 제 1 날개편이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 초미세기포 발생장치는 출구쪽이 좁아지는 내부보다 서서히 작아지는 제 2 벤츄리관 형상으로 입구쪽으로 상기 제 1 벤츄리관의 출구쪽에 연결되고, 내부에는 유입되는 미세기포 함유 원수를 진행방향을 선회시키기 위한 경사진 제 2 날개편이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 초미세기포 발생장치는 입구쪽으로 저수조의 원수가 유입는 상부와, 상기 상부의 경부로부터 점차적으로 좁아지도록 형성된 축소관과, 상기 축소관의 일측면에는 공기(또는 산소)를 공급받는 공기유입구와, 상기 축소관의 하부에는 경부가 점차적으로 확대되는 확대관과, 상기 확대관의 하부에는 출구쪽으로 경부가 서서히 좁아지도록 형성된 하부; 및 상기 하부의 일측에 하부로 유입된 처리수를 진행방향을 선회시키기 위한 경사진 제 3 날개편이 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하면 하기와 같다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수 처리장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치의 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초미세기포 발생장치의 부분 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수 처리장치의 작용 상태도이고, 도 6 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수 처리장치의 개략도이며, 도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 초미세기포 발생장치의 단면도.
그러나 하기의 실시예에서는 본 발명의 요지만을 함축하여 설명될 수 있도록 정수장치에 있어서 이미 널리 알려진 공지 공정들에 대한 상세한 설명이 생략됨에 유의하여야 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 수 처리장치의 저수조(10)는 원수를 유입하는 유입구(11)와 처리수를 배출하는 배출구(12)를 구비하고, 저수조(10)의 측벽에는 초음파발진기(21)에서 발생하는 신호를 입력하여 저수조 내에 초음파를 조사하는 다수의 초음파진동자(22)가 설치된다.
저수조(10)의 외부에는 입구쪽으로 저수조의 내부의 원수를 펌프를 통해 공급받고, 일측면으로 공기(또는 산소)를 공기 공급부(28)로부터 제공받아 서로 혼합시키면서 공기(또는 산소)를 미세기포로 생성시켜 출구쪽으로 배출시키는 미세기포 발생장치(30)가 설치된다.
또한, 저수조(10) 내부에는 입구쪽으로 미세기포 발생장치(30)로부터 미세기포가 혼합된 혼합수를 공급받고, 혼합수에 포함된 미세기포를 서로 초미세기포로 변화시켜 출구쪽으로 배출시키는 초미세기포 발생장치(40)가 설치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 미세기포 발생장치(30)는 출구쪽이 좁아지는 배출구가 유입구보다 서서히 작아지는 제 1 벤츄리관(32) 형상으로 내부에는 유입되는 원수(原水)의 진행방향을 선회시키기 위한 경사진 제 1 날개편(31)이 구비된다. 제 1 벤츄리관(32)의 입구쪽으로는 펌프에 의해 저수조의 원수가 공급되고, 측면으로는 공기 공급부(28)의 공기(또는 산소)를 공급된다.
기포생성부(34)는 미세기포 발생장치(30)의 배출구의 구경과 동일한 크기의 연결관으로 제 1 벤츄리관(32)의 배출쪽에 연결되며 후술하는 초미세기포 발생장치 (40)의 입구쪽에 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 초미세기포 발생장치(40)는 상기 기포발생부와 연결되어 상기 기포수축부(36)를 통과한 유체에 포함된 미세기포를 압축함과 동시에 선회하도록 유도하는 경사진 제 2 날개편(41)을 갖으며, 출구쪽으로 좁아지는 제 2 벤츄리관(42)으로 구성된다.
도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 수 처리장치의 작용을 설명하면 저수조(10)에 인입되는 원수를 처리하기 위하여서는 우선 유입구를 통해 오염된 물이 저수조(10)에 유입되면 미세장치 발생장치(30)에서 저수조의 원수와 공기(또는 산소)를 제 1 날개편(31)으로 회전시켜 공기(또는 산소)를 1차적으로 기포화하여 원수에 혼합시킨다. 이러한 원수 및 공기(또는 산소)는 기포발생부(34)를 통과되면서 공기(또는 산소)가 회전에 의해 더욱 미세기포로 압축된다. 즉, 미세기포 발생장치(30)측으로 유입되는 원수와 공기(또는 산소)는 관을 따라 직선으로는 유입되지만 제 1 벤츄리관(32)을 통과하는 과정에서 원수(原水)의 진행방향은 제 1 날개편(31)에 부딪혀 날개편의 기울어진 경사면을 따라 물이 선회하게 되는 것이며, 이때 물의 진행방향으로 관이 좁아지는 형태이므로 유속이 증가하게 되며, 관을 통과한 유체는 원심력에 의해 관의 내벽을 따라 흐르게 되다. 이때 유체는 1초당 500회전 이상으로 회전하면서 흐르게 되어 기포생성부(34)를 통과하는 과정에서는 중앙부에는 공동부(空洞部)가 형성되며, 주입된 공기(또는 산소)는 유체와 부딪혀 약 30㎛ 정도의 지름을 갖는 미세한 기포로 원수와 함께 이동하게 된다. 이때 주입되는 공기(또는 산소)의 량은 공급되는 수량의 7% 이내로 한다. 이는 주입되는 공기의 부피가 공급되는 수량에 비하여 많으면 기포 사이의 합침현상에 의해 기포의 크 기를 줄이는데 한계가 있기 때문이다.
그 후, 기포발생부(34)를 거친 원수 및 공기(또는 산소)는 초미세기포 발생장치(40)에서 압축되며 제 2 날개편(41)을 통해 공기(또는 산소)는 초미세기포로 압축되어 저수조에 방출된다. 그리고, 저수조(10)의 초음파진동자(22)에서 발생된 초미세기포가 초음파에 의해 초미세기포가 파괴되는 과정에서 극한 반응장(캐비테이션)에 의해 강한 산화력을 갖는 OH* 라디칼이 발생하여 수중에 존재하는 오염물질을 산화하여 수질을 정화시키게 되는 것이다.
위와 같이 기포생성부(34)를 통과한 미세기포는 초미세기포 발생장치(40)에서 더욱 압축되어 초미세기포로 변환되는데 이는 기포생성부(34)에서 생성된 기포는 저수조(10)측으로 진행하는 과정에서 전방의 제 2 벤츄리관(42)을 통과하는 과정에서 저항을 받게 되어 후방에서 인입되는 유체에 의해 압력을 받으므로 유체에 의한 압력에 의해 기포는 압축되어 직경이 1㎛의 크기를 갖는 초미세기포로 변환된다.
위의 과정에 의해 초미세기포를 포함하는 유체는 상기 제 2 벤츄리관(42)을 통과하는 과정에서 제 2 날개편(41)에 부딪혀 선회하면서 저수조로 유입되는 과정에서 파괴되면서 소멸한다. 이 과정에서 미파괴된 초미세기포는 측벽에 설치된 초음파진동자에서 발생하는 초음파에 의해 파괴된다. 즉, 초미세기포가 파괴되는 과정에서 극한 반응장이 형성되고, 이에 의해 강한 산화력을 가지는 OH* 라디칼이 발생하며, 이 OH* 라디컬이 수중에 피산화성 물질이 존재하면 OH* 라디칼의 산화작용과 고온 열분해작용에 의해 오염물질을 정화하게 된다. 이때 조사되는 초음파는 100~500㎑의 고주파대역의 음파를 사용하며, 음향강도는 0.5~1Watt/㎠이며, 캐비테이션 영향거리는 약 1m 정도로 양측의 벽면에서 조사하는 것이 바람직하다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수 처리장치의 저수조(10)는 원수를 유입하는 유입구(11)와 처리수를 배출하는 배출구(12)를 구비하고, 저수조(10)의 측벽에는 초음파발진기(21)에서 발생하는 신호를 입력하여 저수조 내에 초음파를 조사하는 다수의 초음파진동자(22)가 설치된다.
저수조(10)의 외부에는 입구쪽으로 저수조의 내부의 원수를 펌프를 통해 공급받고, 일측면으로 공기(또는 산소)를 공기 공급부(28)로부터 제공받아 서로 혼합시키면서 공기(또는 산소)를 미세기포로 생성시켜 출구쪽으로 배출시키는 초미세기포 발생장치(50)가 설치된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세기포 발생장치(50)는 입구쪽으로 저수조의 원수가 유입되는 상부(51)와, 상기 상부의 경부로부터 점차적으로 좁아지도록 형성된 축소관(52)과, 상기 축소관(52)의 일측면에는 공기(또는 산소)를 공급받는 공기유입구(53)와, 상기 축소관(52)의 하부에는 경부가 점차적으로 확대되는 확대관(54)과, 상기 확대관(54)의 하부에는 출구쪽으로 경부가 서서히 좁아지도록 형성된 하부(55); 및 상기 하부의 일측에 하부로 유입된 처리수를 진행방향을 선회시키기 위한 경사진 제 3 날개편(56)이 구비된다.
이와 같은 초미세기포 발생장치(50)의 작용을 살펴보면, 저수조(10)에 인입되어 상부로 유입된 원수는 축소관(52)을 지나면서 빠른 유속에 의해 압력이 낮아지며, 그에 따라 공기유입구(52)로 유입된 공기(또는 산소)의 기포는 축소관(52)을 지나면서 크기가 커진다. 그런 후 원수와 공기(또는 산소)의 혼합체가 다시 축소관(52) 하부의 확장된 단면을 지나면서 유속이 늦어지고 이에 따라 압력이 상승한다. 상승된 압력에 따라 팽창된 공기(또는 산소)의 기포는 붕괴현상이 나타나며 미세기포가 생성된다. 이렇게 미세기포가 생성된 기액혼합체는 제 3 날개편(56)의 회전를 거치면서 초당 500회전의 고속회전이 일어난다. 회전이 일어나면 물질의 원심력 차이로 중앙에 진공부가 형성되며 여기에서 초미세기포가 생성된다.
이와 같은 초미세기포는 저수조(10) 내부로 분출되고 분출된 초미세기포에 초음파를 조사하면 기포의 붕괴 및 극한 반응장에 의해 순간적으로 OH* 라이칼이 발생되고 발생된 OH* 라이칼에 의해 소독 및 유기물 분해가 일어난다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 미세기포를 생성하고 상기 과정에서 생성된 미세기포에 초음파를 가하여 물에 용존되는 과정에서 정화효율을 높일 수 있게되는 것이며, 난용성 기체를 비롯한 모든 기체의 용해에 의한 특수한 기능을 가지는 기능수를 제조하고 산소와 같이 산화성이 있는 기체에 적용할 경우에는 기존의 방식에 비하여 오염물질을 정화할 경우에는 경제적인 설비와 운전비로 운영할 수 있게 되는 것이다.
또한 초미세기포를 발생시켜 기체의 용해도를 높이고 초미세기포와 초음파의 캐비테이션에 의한 상승작용으로 발생되는 OH* 라디칼을 이용하여 유기물을 분해하 고 소독하여 정화 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

Claims (9)

  1. 원수를 유입하는 유입구와 처리수를 배출하는 배출구를 구비하는 저수조와;
    상기 저수조의 측벽에 위치하면서 초음파발진기에서 발생하는 신호를 입력하여 저수조 내에 초음파를 조사시켜 처리수에 포함된 미세기포를 OH* 라디칼로 분해시키는 초음파진동자와;
    입구쪽으로 상기 저수조의 원수를 제공받고, 일측면으로 공기(또는 산소)를 공급받으며 상기 공기(또는 산소)를 처리수에 미세기포로 혼합하여 출구쪽으로 배출시키는 미세기포 발생장치; 및
    입구쪽으로 상기 미세기포 발생장치로부터 배출된 미세기포 함유 처리수를 초미세기포로 혼합하여 저수조 내부로 배출시키는 초미세기포 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 초음파발진기에서 발생하는 초음파는 100~500㎑의 고주파대역의 음파인 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 미세기포 발생장치는 출구쪽이 좁아지는 내부보다 서서히 작아지는 제 1 벤츄리관 형상으로 입구쪽으로 펌프에 의해 저수조의 원수가 공급되고, 일측면으로 공기 공급부의 공기(또는 산소)를 공급되며, 내부에는 유입되는 원수(原水)와 공기(또는 산소)를 혼합시키면서 진행방향을 선회시키기 위한 경사진 제 1 날개편을 포함하는 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 초미세기포 발생장치는 출구쪽이 좁아지는 내부보다 서서히 작아지는 제 2 벤츄리관 형상으로 입구쪽으로 상기 제 1 벤츄리관의 출구쪽에 연결되고, 내부에는 유입되는 미세기포 함유 원수를 진행방향을 선회시키기 위한 경사진 제 2 날개편을 포함하는 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
  5. 원수를 유입하는 유입구와 처리수를 배출하는 배출구를 구비하는 저수조와;
    상기 저수조의 측벽에 위치하면서 초음파발진기에서 발생하는 신호를 입력하여 저수조 내에 초음파를 조사시켜 처리수에 포함된 미세기포를 OH* 라디칼로 분해시키는 초음파진동자와;
    입구쪽으로 저수조의 원수가 유입는 상부와, 상기 상부의 경부로부터 점차적으로 좁아지도록 형성된 축소관과, 상기 축소관의 일측면에는 공기(또는 산소)를 공급받는 공기유입구와, 상기 축소관의 하부에는 경부가 점차적으로 확대되는 확대관과, 상기 확대관의 하부에는 출구쪽으로 경부가 서서히 좁아지도록 형성된 하부; 및 상기 하부의 일측에 하부로 유입된 처리수를 진행방향을 선회시키기 위한 경사 진 제 3 날개편으로 이루어진 초미세기포 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
  6. 원수를 유입하는 유입구와 처리수를 배출하는 배출구를 구비하는 저수조 내의 수질을 정화하는 방법에 있어서,
    유입되는 원수에 공기를 주입하여 미세기포를 생성하는 과정과,
    상기 과정에서 발생된 기포를 압축하여 초미세기포를 생성하는 과정과,
    상기 과정에 의해 생성된 초미세기포가 저수조로 분출되는 과정에서 초음파를 조사하여 초미세기포를 파괴하여 저수조의 물을 정화함을 특징으로 하는 수처리방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 원수에 주입되는 공기(또는 산소)의 량은 공급되는 수량의 7%이내임을 특징으로 하는 수처리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 초음파발진기에서 발생하는 초음파는 100~500㎑의 고주파대역의 음파인 것을 특징으로 하는 수 처리방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 초음파발진기에서 발생하는 초음파의 음향강도는 0.5~1Watt/㎠이며, 캐비테이션 영향거리는 약 1m 정도로 양측의 벽면에서 조사함을 특징으로 하는 수 처리방법.
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