KR100784509B1 - 광 촉매 수처리 유닛 및 이를 구비한 기체 혼화형 수처리장치 - Google Patents
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Abstract
유기물(영양염류) 등이 포함된 처리수를 효과적으로 처리하는 광 촉매 수처리 유닛 및 이를 구비하는 기체 혼화형 수처리 장치가 제공된다.
상기 광 촉매 수처리 유닛은, 광 촉매가 코팅되고 내부에 자외선 램프가 삽입되며 내부로 처리수가 흐르는 단위관 및, 상기 단위관이 최소한 하나 이상 내장되되 처리수 유입 및 배출구 사이가 막혀있어 상기 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간 및 유동량을 일정하게 하도록 구성된 단위관 지지체를 포함하여 구성되고, 상기 기체 혼화형 수처리 장치는, 상기 광 촉매 수처리 유닛 및, 상기 광 촉매 수처리 유닛의 상류 또는 하류 측에 연결되는 기체 혼화롤을 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 유기물이 포함된 처리수를 자외선램프와 광 촉매가 구비된 단위관을 통과시키되, 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간을 최대한 일정하게 하고, 그 처리수의 단위관 유량도 일정하게 하여 녹조 또는 적조 를 발생시키는 유기물(영양염류)이 함유된 처리수의 정화 효율을 극대화하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.
광촉매(이산화티탄(TiO2)), 자외선(UV)램프, 수처리 유닛, 기체 혼화롤
Description
도 1은 본 발명에 따른 광 촉매 수처리 유닛을 이용한 기체 혼화형 수처리 장치의 전체 구성을 도시한 구성도
도 2는 본 발명인 광 촉매 수처리 유닛의 전체 구조를 도시한 구조도
도 3은 도 2의 분해 사시도
도 4는 도 2의 본 발명 광 촉매 수처리 유닛의 작동상태를 도시한 상태도
도 5는 본 발명에 따른 기체 혼화형 수처리 장치의 기체 혼화롤을 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 기체 혼화롤에서 사용되는 기체용해수단들의 여러 형태를 도시한 것으로서,
(a)는 관로 내부에 구비된 나선형 와류발생판을 도시한 사시도
(b)는 관로 내부에 구비된 원추형 및 원형 와류발생판을 도시한 사시도
(c)는 관로 내부에 구비된 십자형 와류발생판을 도시한 사시도
도 7은 본 발명의 기체 혼화롤의 내부에 내장되거나 관로에 내장되는 미생물 서식 로프형 미디어를 구비하는 것을 도시한 사용 상태도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1.... 광 촉매 수처리 유닛 10.... 단위관
12.... 광 촉매 14.... 자외선 램프
20,22.... 램프 지지구 30.... 단위관 지지체
32,34.... 처리수 유입 및 배출구 40.... 제 1 지지체
42.... 제 2 지지체 46,56.... 격벽판
50.... 광 촉매 수처리 조 100.... 기체 혼화형 수처리 장치
110.... 기체 혼화롤 112.... 관로
114a,b,c,d.... 기체용해수단 116.... 중심줄
118.... 미세사 120.... 처리수 유입관
130.... 혼화롤 배출관 140.... 산소 발생기
150.... 오존 발생기
본 발명은 녹조, 적조 등을 발생시키는 유기물(영양염류)를 포함하는 처리수를 효과적으로 처리하도록 한 광 촉매 수처리 유닛 및 이를 구비하는 기체 혼화형 수처리 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 산소, 오존, 염산가스 등의 정화성 기체를 공급한 처리수를 자외선램프와 광 촉매가 구비된 단위관을 통과시키되, 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간을 최대한 일정하게 하고, 그 처리수의 단위관 유량도 일정하게 하여 녹조 또는 적조 등을 발생시키는 영양염류가 포함된 처리수의 정화 효율을 극대화시킨 광 촉매 수처리 유닛 및 이를 구비하는 기체 혼화형 수처리 장치에 관한 것이다.
현대에는 산업사회의 급속한 발전과 생활수준의 향상으로 물 사용이 급격히 증가하지만 그만큼 더 많은 양의 오폐수(오폐수)가 발생하고 있으며,특히 산업의 발달로 공장폐수가 수계환경 오염의 주요인으로 대두 되면서, 오폐수나 오폐수 및 하폐수의 완전한 정화를 통한 환경문제의 해결에 관심이 집중되고 있는 실정이다.
그런데, 이와 같은 오폐수를 처리하는 통상의 수처리 장치는 미생물을 이용한 생물학적 수처리 설비와 여과, 응집, 침전 또는 흡착 등의 물리, 화학적 처리를 통한 수처리 장치 등의 여러 기술이 알려져 있다.
그러나, 이와 같이 지금까지 알려진 대부분의 수처리 장치는 그 규모가 상당히 크고 설치 운용하는 데에 상당한 비용이 발생하면서 실질적으로 오폐수를 완전하게 처리하는 것은 어려운 실정이다.
또한, 생물학적인 수처리 장치에서는 질소나 인의 제거는 어느 정도 가능하지만 난분해성 오염물질 예를 들어, 대부분의 산업체에서 사용하는 유기물(VOC, Volatile Organic Compounds)의 완전 제거는 불가능한 것이고, 이와 같은 장치는 다량의 슬러지를 유발시키게 되어 이 슬러지의 처리 또한 큰 문제가 되고 있다.
한편, 이와 같은 난분해성 유기물(VOC)의 제거를 위한 오존 산화법이나 광 촉매와 자외선(UV) 등을 이용하는 기술이 알려져 있다.
그러나, 지금까지 알려진 통상의 광 촉매와 자외선을 이용하는 수처리 형태는 단지 내부에 광 촉매 예컨대, 이산화티탄(TiO2)을 코팅한 관의 내부에 자외선 램프 예컨대, 자외선 램프를 배치한 형태로, 이와 같은 종래의 광 촉매 수처리 설비들은 다음과 같은 문제가 있었다.
즉, 단지 관의 내부에 광 촉매를 코팅하고 자외선 램프를 삽입하고 처리수를 통과시키는 형태이므로, 처리수가 관을 통하여 흐르는 체류시간이 처리수 공급 유량에 따라 일정하지 않고 유량도 일정하지 않기 때문에, 광 촉매와 자외선의 협력으로 유기화합물을 처리하는 처리 효율성이 일정하지 않은 것이었다.
따라서, 광 촉매와 자외선을 이용한 오염된 물의 처리시 광 촉매 코팅영역과 자외선 영역을 항상 일정한 유량으로 통과하도록 하고, 특히 체류시간을 증대시키는 보다 구조 개선된 광 촉매 수처리 장치가 요구되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 산소, 오존, 염산가스 등의 정화성 기체를 공급한 처리수를 자외선 램프와 광 촉매가 구비된 단위관을 통과시키되, 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간을 최대한 일정하게 하고, 처리수의 단위관 유량도 일정하게 하여 녹조 또 는 적조 등이 함유된 처리수의 정화 효율을 극대화시키는 광 촉매 수처리 유닛 및 이를 구비하는 기체 혼화형 수처리 장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 광 촉매가 코팅되고 내부에 자외선 램프가 삽입되며 내부로 처리수가 흐르는 단위관; 및,
상기 단위관이 최소한 하나 이상 내장되되 처리수 유입 및 배출구사이가 막혀있어 상기 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간 및 유동량을 일정하게 하도록 구성된 단위관 지지체;
를 포함하여 구성된 광 촉매 수처리 유닛을 제공한다.
또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 상기 광 촉매 수처리 유닛; 및,
상기 광 촉매 수처리 유닛의 상류 또는 하류 측에 연결되는 기체 혼화롤;
을 포함하여 구성된 기체 혼화형 수처리 장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1에서는 본 발명에 따른 광 촉매 수처리 유닛을 이용한 기체 혼화형 수처리 장치의 전체 구성을 도시하고 있고, 도 2 내지 도 4에서는 본 발명인 광 촉매 수처리 유닛을 도시하고 있다.
따라서, 도 1 내지 도 4를 토대로 먼저, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1) 에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
예컨대, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 촉매 수처리 유닛(1)은, 크게 광 촉매(12)가 내면에 코팅되고 내부 중앙에 자외선 램프(14)가 삽입 거치되고 내부로 처리수가 흐르는 단위관(10) 및, 상기 단위관이 최소한 하나 이상 내장되되 처리수 유입 및 배출구(32)(34) 사이가 막혀있어 상기 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간 및 유동량을 일정하게 하도록 구성된 단위관 지지체(30)를 포함하여 구성된 것에 그 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)은, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 실질적으로 수처리 예컨대, 오염된 물에 포함된 유기물 등을 제거하는 기능을 제공하는 광 촉매(12)가 내면에 코팅되고, 내부 중앙에 상기 광 촉매(12)에 자외선을 발생시키어 유기물을 제거하는 자외선 램프(14)가 수직하게 배치된 단위관(10)을 통하여만 처리수가 유입 및 배출되도록 함으로서, 단위관을 통하여는 항상 일정량의 처리수가 흐르고, 그 체류시간도 단위관의 길이 조정에 따라 간단하게 증대시 킬 수 있게 한 것에 본 발명의 특징이 있다.
이때, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)에서, 상기 단위관(10)의 하부 및 상부에는 처리수 유입 및 배출을 위한 구멍(16)(18)들이 형성되어 있다.
또한, 상기 단위관(10)의 상단 및 하단에서 상기 자외선 램프 지지구 (20)(22)들이 구비된다.
따라서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 단위관(10)의 하단부 및 상단부에구비된 램프 지지구(20)(22)들을 통하여 자외선 램프(14)가 통과하면서 지지되거나 하단부가 삽입 지지된다.
이때, 상기 지지구들은 부식되지 않으면서 램프들을 탄성적으로 완충시키면서 지지하는 것을 가능하게 하는 탄성력을 갖는 수지 성형물이면 된다.
예컨대, 내 부식성이 우수한 폴리에틸렌 성형물이 대표적이다.
그리고, 상기 지지구와 램프사이에는 누수를 차단하는 도시하지 않은 패킹이 제공되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단위관(10)의 하부에는 상,하측에 각각 처리수 유입구멍(16)들이 형성되고, 상단에는 처리수 배출구멍(18)이 형성되어 있다.
한편, 이와 같은 단위관(10)도 부식되지 않고, 내면에 광 촉매(12) 즉, 이산화티탄 등의 광 촉매 물질을 코팅하는 것을 쉽게 하는 합성수지 관을 사용하면 된다.
따라서, 도 2 및 도 4와 같이, 처리수는 단위관의 하부 유입구멍(16)을 통하여 유입되고 단위관을 따라 상승하여 배출구멍(18)을 통하여 배출되고, 이와 같은 단위관(10)의 하부와 상부는 램프 지지구(20)(22)로 밀폐되기 때문에, 단위관 내부를 통하여 흐르는 처리수의 유동량은 항상 일정하고, 그 체류시간도 일정하게 유지된다.
이때, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)에서 상기 단위관 지지체(30)는, 상기 단위관(10)이 삽입되면서 지지되는 단위관 삽입구멍(36)들이 형성된 상부면(38)을 구비하고 상기 처리수 배출구(34)가 연결되는 제 1 지지체(40)와, 상기 제 1 지지체(40)의 하부에 연결되되 상기 단위 관 하단이 안착되며 상기 처리수 유입구(32)가 연결되는 제 2 지지체(42) 및, 상기 단위관만이 통과하는 단위관 통과구멍(44)들이 형성되고 상기 제 1,2 지지체 (40)(42)사이에 개재되고 처리수 통과를 차단하는 격벽판(46)을 포함하여 구성된다.
따라서, 단위관(10)들은 단위관 지지체의 제 1 지지체(40)의 상부면(38)에 형성된 단위관 삽입구멍(36)을 통하여 삽입되고, 이때 제 1 ,2 지지체(40)(42)가 플랜지 형태로 결합되는 사이에 개재되는 격벽판(46)의 단위관 통과구멍(44)을 통하여 삽입된 단위관은 제 2 지지체(42)의 바닥에 지지된다.
예컨대, 도 3과 같이, 상기 격벽판(46)은 단위관이 긴밀하게 통과하는 구멍(44)들이 형성된 원형판으로서 상기 제 1 지지체(40)가 상부면에 용접 등으로 고정되고, 상기 격벽판(46)은 상기 제 2 지지체(42)의 플랜지부분에 체결 고정된다.
따라서, 도 4와 같이, 단위관 지지체(30)의 제 2 지지체(42)에 형성된 처리수 유입구(32)를 통하여 유입된 처리수는 상기 단위관(10)들이 삽입되는 구멍(44)만이 형성된 격벽판(46)에 의하여 단위관 지지체의 내부에서는 유통되지 못한다.
결국, 처리수는 제 2 지지체(42)에서 단위관 유입구멍(16)을 통하여 단위관 내부에서 일정유량으로 일정한 체류시간을 갖으면서 단위관 상부 배출구멍(18)을 통하여 배출되고, 단위관을 통과하면서 광 촉매와 자외선으로 상호 작용으로 영양염류 등의 유기물이 처리된 처리수는 제 1 지지체(40)의 내부에서 격벽판으로 차단된 상태에서 제 1 지지체(40)에 구비된 배출구(34)를 통하여 배출된다.
따라서, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)에서는 적어도 처리수가 광 촉매 와 자외선 영역을 항상 일정한 유량과 체류시간을 갖고 통과하기 때문에, 오염된 물의 처리효율 즉, 유기물의 처리 효율이 일정하게 유지되는 것이다.
다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 실질적인 광 촉매 수처리 유닛(1)은 상기 단위관(10)들이 단수개 삽입된 단위관 지지체(30)들이 다시 다수개가 내장되는 형태로 사용하는 것이 가능하다.
즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)은, 상기 단위관 지지체(30)들이 내부에 배치되고, 내부에는 상기 단위관 지지체들의 처리수 유급구(파이프)(52)와 배출구(54)를 차단하는 격벽판(56)이 설치된 광 촉매 수처리조(50)를 더 포함하여 설치될 수 있다.
따라서, 이경우 광 촉매 수처리조(50)의 격벽판(56)을 통과하는 처리수 유입구(52)에서 유입된 처리수는 단위관 지지체(30)사이의 격벽판(56)에 의하여 조 수면상으로 흐르지 못하고, 상기 단위관 지지체(30)의 유입구(32)를 통하여 그 내부 단위관(10)들을 통하여 광 촉매 영역과 자외선 영역에서 일정한 체류시간과 유량으로 통과하고, 단위관 지지체의 배출구(34)를 통하여 최종적으로 광 촉매 수처리조(50)의 방류구(54)를 통하여 방류된다.
결국, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)은 광 촉매 수처리조(50) -> 단위관 지지체(30) --> 단위관(10)의 처리수 유동 경로를 유지하기 때문에, 처리수의 처리 효율이 항상 일정한 것이다.
또한, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)은 단위관(10)에 광 촉매(12)를 코팅하고 중앙에 자외선 램프(14)를 배치하고, 이들 단위관(10)을 단위관 지지체(30) 에 삽입하고, 이 단위관 지지체(30)들을 조 내부에 배치하는 구조이므로, 자외선 램프 조립이나 전체적인 수처리 유닛의 설치 시공이 매우 용이한 것이다.
특히, 상기 광 촉매 수처리조(50)의 경우, 상부만 오픈 되게 지중에 매설 시공 할 수 있어 수처리 설비의 시공시 공간 활용도 용이하게 한다.
다음, 도 1에서는 지금까지 설명한 광 촉매 수처리 유닛(1)을 구비하는 기체 혼화형 수처리 장치(100)를 도시하고 있다.
즉, 이와 같은 본 발명의 기체 혼화형 수처리 장치(100)는 광 촉매와 자외선을 이용하되, 추가로 산소,오존, 염소 가스등을 고농도로 용해시키는 상태에서 처리수의 처리 효율을 극대화시킨 것에 그 특징이 있다.
예컨대, 본 발명의 기체 혼화형 수처리 장치(100)는, 앞에서 설명한 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)과, 상기 광 촉매 수처리 유닛의 상류 또는 하류 측에 연결되는 기체 혼화롤(110)을 포함하여 구성된 것에 그 특징이 있다.
이때, 상기 본 발명에 따른 기체 혼화롤(110)은, 내부에 처리수가 흐르는 일정 체적을 유지하고 기체 정화용 기체 예컨대, 산소, 오존, 염소가스 등의 기체가 공급되는 관로(112) 및, 상기 관로(112)의 내부에 내장되면서 공급되는 기체와 처리수의 와류혼합을 통하여 기체 용해를 용이하게 하는 기체용해수단을 포함한 것에 그 특징이 있다.
한편, 본 발명의 기체 혼화형 수처리 장치(100)의 상기 기체 혼화롤(110)의 상기 관로(112)는 롤 형태로 감기는 것을 용이하게 하여 내부를 통과하는 처리수의 유동시 강한 와류를 발생시키어 공급되는 산소 등의 기체 용존율을 높이도록 한다.
다음, 호소 또는 유속이 느린 하천, 골프장 등의 연못에서는 부영양화된 녹조류가 크게 늘어나 물빛이 녹색이 되는 현상이 쉽게 발생한다. 그런데, 이와 같은 녹조의 발생시, 수중생물이 죽어 생태계를 파괴하기 때문에, 예방을 위하여는 영양염류를 제거해야 한다.
그런데, 일단 호소 계나 골프장 등의 연못에 유입된 영양염류는 제거하지 않으면 수중 생태계에 계속 남아 있으므로 녹조가 되풀이된다.
따라서, 녹조를 막기 위하여 생활하수를 충분히 정화하고 영양염류가 바다나 호수로 흘러들어가지 않게 해야 한다.
한편, 적조도 해수가 플랑크톤의 폭발적인 발생으로 붉은빛을 띠는 현상인데, 이와 같은 적조는 강력한 일사로 표층수의 수온이 상승하는 경우, 바다로 대량 유입된 담수에 포함되는 영양염류가 증가하는 경우에 발생한다.
이때, 이와 같은 적조는 플랑크톤의 시체가 한꺼번에 분해되어 바닷속의 산소를 소모하기 때문에 어패류가 폐사하는 원인이 된다.
따라서, 본 발명의 기체 혼화형 수처리 장치(100)는 도 1과 같이, 1차적으로 기체 혼화롤(110)을 처리수가 통과하면서 공급되는 산소 등의 기체가 매우 고농도로 용해되어 물의 용존 산소량을 높이어 처리수가 방류되는 경우 어패류의 생존에 도움을 주고, 또한 기체 혼화된 처리수는 다시 광 촉매 수처리 유닛(1)을 통과하면서 처리수에 포함된 녹조와 적조의 원인이 되는 유기물들이 제거되어 처리수의 정화성을 높인 것이다.
결국, 본 발명의 기체 혼화형 수처리 장치(1)의 기체 혼화롤(110)을 통과하 는 동안 산소, 또는 오존과 염소가스 등의 정화성 기체 용존율이 극대화되어 녹조, 적조의 원인이 되는 영양염류가 제거되고, 산소인 경우 산소 용존율이 높아 물의 자정이 이루어 지고, 특히 광 촉매와 자외선 영역을 체류시간과 유량이 일정한 상태로 조정되어 처리수가 통과하면서 처리수에 포함된 여러 유기물들의 제거가 확실하게 이루어 진다.
다음, 도 5 및 도 6에서는 지금까지 설명한, 기체 혼화형 수처리 장치(1)에서 핵심적인 역할을 하는 기체 혼화롤(110)에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 기체 혼화롤(110)은, 내부에 처리수가 흐르는 일정 체적을 유지하고 기체 예컨대 산소 등이 공급되는 관로(112) 및, 상기 관로(112)의 내부에 내장되면서 공급되는 기체와 처리수의 와류혼합을 통하여 기체 용해를 용이하게 하는 기체용해수단으로 구성된다.
이때, 상기 관로(112)는 도 5 및 도 6a에서 도시한 바와 같이, 평활관 또는 와류 발생을 촉진하는 골이 형성된 주름관중 하나로 제공될 수 있으나, 실질적으로는 외부 충격에도 강하고 골이 있어 골에 의한 처리수의 와류가 보다 증폭되는 점에서, 주름관을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
특히, 본 발명의 상기 기체 혼화롤(110)은 관로를 원하는 체적만큼 감아서 원하는 위치에 매우 간편하게 사용할 수 있고, 관로의 직경과 길이를 조정하면 기체 용해도도 얼마든지 조정할 수 있다.
다음, 도 6a 내지 도 6c에서 도시한 본 발명의 관로 내부에 구비되는 여로 기체용해수단들은 관로를 통하여 흐르는 처리수가 충돌하면서 강판 와류를 발생시 키어 공급되는 기체 즉, 산소 등의 처리수 혼화를 극대화시킨다.
예컨대, 도 6a와 같이, 상기 기체용해수단은 상기 관로(112)의 내부에 길이방향으로 내장되는 나선형 와류발생판(114a)로 제공될 수 있다.
또는, 도 6b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 기체용해수단은 관로 내부에 내장되는 중심줄(116)에 소정간격으로 고정된 처리수 통과구멍(114'b)들이 형성된 원추형 와류발생판(114b)일 수 있다.
또는, 도 6b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 기체용해수단은 관로 내부에 내장되는 중심줄(116)에 소정 간격으로 고정되고 처리수 통과공(114'c)들이 형성된 원형 와류발생판(114c)로 제공될 수 있다.
그리고, 도 6c와 같이, 본 발명의 기체용해수단은, 중심줄(116)에 소정 간격으로 고정되는 별도의 처리수 통과공이 필요없는 십자형 와류발생판(114d)로 제공 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 여러 형태의 기체용해수단들은 일관되게 관로(112)의 내부를 통과하는 처리수가 충돌, 마찰하면서 심한 와류를 발생시키어 물 입자와 기체 입자의 미립자화가 가능하여 기체의 물 용존율을 보다 높이는 것이다.
또한, 이와 같은 본 발명의 기체 혼화롤(110)은 물이 유입되면 수조와 같이 넓게 퍼지지 않고, 플러그 흐름(flug in flow)을 유지하기 때문에, 기체 용존율을 매우 향상시키는 것이다.
따라서, 도 1을 통대로 본 발명의 광촉매 수처리 유닛(1)을 포함하는 기체 혼화형 수처리 장치(100)의 가동을 정리하면, 녹조가 발생되는 골프장 연못(A)이나 적조가 발생되는 지역의 바닷물이 유입 저장된 유입조(A')의 바닷물 등의 처리수는 이동관(120)의 펌프(P)에 의하여 기체 혼화롤(110)에 공급된다.
이때, 기체 공급기 예컨대, 산소 발생기(140)에서 공급된 기체가 같이 처리수 이동관(120)을 통하여 기체 혼화롤(110)에 공급되고, 결국 앞에서 설명한 작용에 의하여 기체는 완전하게 처리수에 용존되는 형태로 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)으로 배출관(130)을 통하여 이동된다.
따라서, 앞에서 설명한 바와 같이, 체류시간이나 처리수의 유동량이 일정하게 유지되는 형태로 광 촉매와 자외선 영역을 통과하면서 처리수에 포함된 유기물 즉, 녹조나 적조의 원인이 되는 영양염류가 효과적으로 제거된다.
이때, 광 촉매 수처리 유닛(1)의 수조 방류구(54)를 통하여 방류되는 처리수는 산소를 공급한 경우 산소 용존율이 높아 적조 지역에 공급하면 어패류 폐사를 방지하고, 연못의 녹조를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛(1)과 이를 구비하는 기체 혼화형 수처리 장치(100)는, 광 촉매 활성화를 가능하게 하면서 물의 자정 기능을 극대화하고, 특히 악취제거와 난분해성 유기물이나 영양염류의 제거 효율도 우수한 것이다.
한편, 도 7에서는 이와 같은 본 발명의 수처리 장치(1)에서 그 처리 효율을 보다 극대화시키기 위하여 상기 기체 혼화롤(110)의 내부 또는 별도의 롤파이프에 미생물의 서식을 가능하게 한 로프형 미디어를 제공한 것을 도시하고 있다.
즉, 도 7에서 도시한 바와 같이, 기체 혼화롤(110)의 관로(112)의 내부에 미생물의 부착 서식을 통하여 유입수를 추가로 정화 처리하도록 관로 내부의 중심 줄(116)에 엮어지는 미세사(118)로 이루어 진 로프형 미디어를 추가로 제공하는 것이다.
따라서, 상기 로프형 미디어의 미세사(118)는 각종 미생물의 부착 서식을 통하여 수처리 효율을 증대시킨다.
한편, 도 1에서는 기체 혼화롤(110)의 내부에 기체용해수단들이 고정되는 중심줄(116)에 미세사(118)를 설치한 것으로 도시하였지만, 별도의 롤 형태의 관로(112)의 내부에 로프(116)를 내장시키고, 여기에 미세사(118)를 제공한 롤파이프형 수처리 유니트를 기체 혼화롤(110)과는 별도로 연결 가동시키는 것도 가능하다.
또한, 도 1에서 도면부호 150은 수처리시 살균력을 제공하는 오존을 발생시키는 오존발생기이고, 이와 같은 오존 발생기는 밸브(V)들을 구비하는 처리수 이동관(120)에 연계 구비될 수 있다,
이와 같은 오존 발생기에서 발생되어 공급되는 오존도 유기물의 처리를 가능하게 하는 것은 알려져 있다.
이와 같이 본 발명인 광 촉매 수처리 유닛에 의하면, 저수지, 호소, 오,하수 등의 녹조,적도 등의 유기화합물이 많이 포함된 오염된 물(처리수)이 유기물(영양염류)을 처리하는 자외선 램프와 광 촉매가 구비된 단위관을 통과하되, 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간을 최대한 일정하게 하고, 그 처리수의 단위관 유량도 일정하게 할 수 있어 기존에 단순히 광폭매가 코팅된 관을 처리수가 통과하는 방식에 비하여, 보다 처리수의 처리 효율을 극대화하는 우수한 효과를 제공한다.
특히, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛은 자외선 램프의 단위관 설치가 용이하면서 자외선 램프의 단위관 교체도 매우 용이하게 한다.
더욱이, 본 발명의 광 촉매 수처리 유닛을 구비하는 기체 혼화형 수처리 장치에 의하면, 산소, 오존, 염산가스 등의 정화성 기체를 공급하면서 상기 광 촉매 수처리 유닛을 동시에 사용하기 때문에, 처리수에 포함된 녹조, 적도 등을 발생시키는 영양염류의 처리가 보다 효과적으로 구현되게 한다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
Claims (11)
- 광 촉매(12)가 코팅되고 내부에 자외선 램프(14)가 삽입되며 내부로 처리수가 흐르는 단위관(10); 및,상기 단위관이 최소한 하나 이상 내장되되 처리수 유입구(32) 및 배출구(34) 사이가 막혀있어 상기 단위관을 통하여 흐르는 처리수의 체류시간 및 유동량을 일정하게 하도록 구성된 단위관 지지체(30);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 촉매 수처리 유닛.
- 제 1항에 있어서, 상기 단위관(10)의 하부 및 상부에는 처리수 유입 및 배출구멍(16)(18)들이 형성되고, 상기 단위관(10)의 상단 및 하단에서 상기 자외선 램프 지지구(20)(22)들이 구비된 것을 특징으로 하는 광 촉매 수처리 유닛.
- 제 1항에 있어서, 상기 단위관 지지체(30)는,상기 단위관(10)이 삽입 지지되는 단위관 삽입구멍(36)들이 형성된 상부면 (38)을 구비하고 상기 처리수 배출구(34)가 연결되는 제 1 지지체(40);상기 제 1 지지체(40)의 하부에 연결되되 상기 단위관 하단이 안착되며 상기 처리수 유입구(32)가 연결되는 제 2 지지체(42); 및,상기 단위관만이 통과하는 단위관 통과구멍(44)들이 형성되고 상기 제 1,2 지지체(40)(42)사이에 개재되어 처리수 통과를 차단하는 격벽판(46);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 촉매 수처리 유닛.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 단위관 지지체(30)들이 내부에 배치되고, 내부에는 처리수 유입구(52)와 배출구(54)를 차단하는 격벽판(56)이 설치된 광 촉매 수처리 조(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 촉매 수처리 유닛.
- 제 4항에서 기재된 광 촉매 수처리 유닛(1); 및,상기 광 촉매 수처리 유닛의 상류 또는 하류 측에 연결되는 기체 혼화롤(110);을 포함하여 구성된 기체 혼화형 수처리 장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 기체 혼화롤(110)은,내부에 처리수가 흐르는 일정 체적을 유지하고 정화용 기체가 공급되는 관로(112); 및,상기 관로(112)의 내부에 내장되면서 공급되는 기체와 처리수의 와류혼합을 통하여 기체 용해를 용이하게 하는 기체용해수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기체 혼화형 수처리 장치.
- 제 6항에 있어서, 상기 관로(112)는 롤 형태로 권취가 용이하면서 내부 처리수의 유동시 와류를 추가로 발생시키는 합성수지 주름관으로 구성된 것을 특징으로 하는 기체 혼화형 수처리 장치.
- 제 6항에 있어서, 상기 기체 혼화롤(110)에는 액화산소탱크와 기화기의 산소 공급유니트, 오존발생기, 염소가스 공급기 중 하나 또는 이들이 조합되는 형태로 연결되어 산소, 오존 또는 염소가스 중 적어도 하나가 공급되는 것을 특징으로 하는 기체 혼화형 수처리 장치.
- 제 6항에 있어서, 상기 기체용해수단은, 상기 관로의 내부에 길이방향으로 내장되는 나선형 와류발생판(114a), 관로 내부에 내장되는 중심줄(116)에 부착되고 유입수 통과구멍(114b')들이 형성된 원추형 와류발생판(114b), 관로 내부에 내장되는 중심줄(116)에 소정 간격으로 고정되고 유입수 통과공(116c')들이 형성된 원형 와류발생판(116c) 및 관로 내부에 내장되는 중심줄(116)에 소정간격으로 고정된 십자형 와류발생판(114d) 중 하나 또는, 이들의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 기체 혼화형 수처리 장치.
- 제 5항에 있어서, 관로(112)의 내부에 미생물의 부착 서식을 통하여 유입수를 추가로 정화토록 관로 내부의 중심줄(116)에 엮어지는 미세사(118)로 이루어 진 로프형 미디어가 추가로 제공되어 각종 미생물의 부착 서식을 통하여 수처리 효율을 증대토록 구성된 것을 특징으로 하는 기체 혼화형 수처리 장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 로프형 미디어의 중심줄과 미세사는 별도의 롤파이프형 관로내에 제공되어 기체 혼화롤과 별도로 사용되거나, 기체 혼화롤의 내부 기체용해수단의 와류발생판들이 부착되는 중심줄에 미세사를 구성하여 기체 혼화롤 일체형으로 사용되는 진 것을 특징으로 하는 기체 혼화형 수처리 장치.
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