KR100899330B1 - A ozone oxidation equipment and system using it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기분해식 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히는 오염도의 농도에 따라 오존수의 농도를 자유로이 조절할 수 있으며, 음극전극을 거친 원수를 일정시간 동안 체류시켜 발생되는 H2를 포집하여 재활용 가능한 오존발생장치를 통해 상수의 산화, 살균 등의 정화와 활성탄 흡착에 의해 안정적인 정화로 음용수 수질기준에 적합한 수처리를 하기 위한 전기분해식 오존생성에 의한 상수처리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a water treatment system using an electrolysis ozone generator, and more particularly, it is possible to freely adjust the concentration of ozone water according to the concentration of pollution, and H 2 generated by staying raw water passing through the cathode electrode for a predetermined time. The present invention relates to a water treatment system by electrolysis-type ozone generation for water treatment in accordance with drinking water quality standards by purifying oxidation and sterilization of water through a ozone generator that can be collected and recycled, and stable purification by adsorption of activated carbon.
상수처리, 오존발생장치, 회전여과장치, 전기분해 Water treatment, ozone generator, rotary filter, electrolysis
Description
본 발명은 전기분해식 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히는 오염도의 농도에 따라 오존수의 농도를 자유로이 조절할 수 있으며, 음극전극을 거친 원수를 일정시간 동안 체류시켜 발생되는 H₂를 포집하여 재활용 가능한 오존발생장치를 통해 상수의 산화, 살균 등의 정화와 활성탄 흡착에 의해 안정적인 정화로 음용수 수질기준에 적합한 수처리를 하기 위한 전기분해식 오존생성에 의한 상수처리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a water treatment system using an electrolysis ozone generator, and more particularly, it is possible to freely adjust the concentration of ozone water according to the concentration of pollution, and H ₂ generated by retaining raw water passing through a cathode electrode for a predetermined time. The present invention relates to a water treatment system by electrolysis-type ozone generation for water treatment in accordance with drinking water quality standards by purifying oxidation and sterilization of water through a ozone generator that can be collected and recycled, and stable purification by adsorption of activated carbon.
일반적으로 상수 처리 과정에서의 오존발생 방법은 코로나 방전을 통해 생성된 오존을 이용한다. 상기 코로나 방전으로 생성된 오존을 적용하는 오존접촉시스템은 오존함유 공기를 수중에 혼입시키고 압력을 가하여 오존이 수중에 용존하게 하는 방법으로 디퓨저 또는 인젝터를 이용하는 방식이다.In general, ozone generation in water treatment uses ozone generated through corona discharge. The ozone contact system applying ozone generated by the corona discharge is a method of using a diffuser or an injector to mix ozone-containing air in water and apply pressure to dissolve ozone in water.
그러나 이러한 코로나 방전으로 오존을 발생시키는 방법에 있어서, 강력한 산화제인 오존을 가압하는 펌프를 선정함에 어려움이 있으며, 오존을 가압하는 펌프의 내구성 확보 내지는 기기설치에 따른 가격 상승이 고려된다.However, in the method of generating ozone by such a corona discharge, it is difficult to select a pump for pressurizing ozone, which is a powerful oxidant, and the price is increased due to securing durability of the pump for pressurizing ozone or installing a device.
뿐만 아니라 상기의 코로나 방전은 오존의 발생이 잘 되더라도 기체상태의 오존이 물과 혼합이 잘 되지 않으며, 이러한 기체상태의 오존이 공기방울 상태로 수면 밖으로 유출되기 때문에 상대적으로 수중의 오존 농도가 낮아지게 되는 비효율적인 면이 있다. In addition, the above-mentioned corona discharge is not well mixed with water even if ozone is generated well, and because the ozone in the gaseous state flows out of the water in a bubble state, the concentration of ozone in water is relatively low. There is an inefficient aspect.
또한 코로나 방전 시 공기중의 질소성분이 산화되어 질소산화물을 발생하게 되므로 환경을 오염시키게 된다. In addition, since the nitrogen component in the air is oxidized to generate nitrogen oxides during corona discharge, it pollutes the environment.
따라서, 상기 언급한 문제점들을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 응집조, 침전조, 회전여과기, 오존발생장치, 활성탄 흡착조, 소독조 등으로 구성된 상수 처리 시스템을 제안하되, 여과에 있어서는 유체회전운동(hydrocyclon) 및 소용돌이(vortex)를 이용하여 입자를 분리할 수 있을 뿐만 아니라 최종적으로 여과재를 통과하게 함으로써 입자의 비중, 크기에 따라 상수로부터 오염물질 분리 및 흡착에 의해 중금속 등을 분리할 수 있는 회전 여과장치를 이용한 상수 처리 시스템을 제공하기 위함이다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above-mentioned problems is to propose a constant treatment system consisting of a coagulation tank, sedimentation tank, rotary filter, ozone generator, activated carbon adsorption tank, disinfection tank, etc., in the filtration of hydrocyclon Rotary filtration device that can separate particles by using vortex and vortex, as well as finally pass through filter media to separate heavy metals by contaminant separation and adsorption from water according to specific gravity and size of particles. To provide a constant treatment system using.
또한 본 발명의 다른 목적은 오존 처리에 있어서 전기분해방식에 의한 오존발생장치를 제공하며, 특히 오염도의 농도에 따라 오존 농도를 자유로이 조절할 수 있으며, 음극전극을 거친 원수를 일정시간 동안 체류시켜 발생되는 H2를 포집하여 재활용이 가능한 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템을 제공하고자 함이다.In addition, another object of the present invention to provide an ozone generating device by the electrolysis method in the ozone treatment, in particular, it is possible to freely adjust the ozone concentration according to the concentration of the pollution degree, which is generated by holding the raw water passed through the cathode electrode for a certain time It is to provide a water treatment system using an ozone generator that can collect and recycle H 2 .
따라서 본 발명의 목적은, 상수 처리 시스템 상의 오존발생장치에 있어서, 전기분해를 일으키는 양전극과; 상기 양전극과 대향하도록 형성되는 음전극과; 상기 양전극과 음전극 사이에서 전기분해에 의해 생성되는 수소이온을 전달하는 전해질막과; 유입된 상수가 산화반응 하여 오존수가 생성되는 유동로;로 구성됨을 특징으로 하는 전기분해식 오존발생장치에 의해 달성된다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an ozone generator on a water treatment system, comprising: a positive electrode for causing electrolysis; A negative electrode formed to face the positive electrode; An electrolyte membrane transferring hydrogen ions generated by electrolysis between the positive electrode and the negative electrode; It is achieved by the electrolytic ozone generating device, characterized in that consisting of; flow constant in which the introduced water is oxidized to generate ozone water.
또한 본 발명은 상수 처리 시스템에 있어서, 원수 탱크로부터 유입된 상수에 고분자 응집제의 약품처리를 통해 플록이 형성되도록 하는 응집조와; 상기 응집조를 거쳐 침전이 용이한 상태로 약품처리 된 상수의 침전물이 침전되는 침전조와; 상기 침전조에서 걸러져 유입된 상수가 여과, 흡착공정을 실행하는 회전 여과장치와; 회전여과장치를 거친 상수가 산화반응으로 오존수를 생성하는 오존발생장치와; 상기 오존발생장치를 통과한 오존수를 정화하도록 입상 활성탄에 통과시키는 활성탄 흡착과; 상기 활성탄 흡착을 통과하여 흡착된 상수를 염소로 소독하는 염소소독기로 구성되는 것이 바람직하다.In another aspect, the present invention provides a water treatment system, comprising: a flocculation tank for forming flocs through chemical treatment of a polymer flocculant in a constant flow from a raw water tank; A settling tank through which the precipitate of chemically treated constant water is precipitated in an easy state of precipitation through the flocculation tank; A rotary filtration device for filtering the purified water introduced from the settling tank and performing a filtration and adsorption process; An ozone generator for generating ozone water through a constant oxidation reaction through a rotary filtration device; Activated carbon adsorption for passing granular activated carbon to purify ozone water passing through the ozone generator; It is preferable that the chlorine sterilizer is configured to sterilize the adsorbed water through the activated carbon adsorption.
이상 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 전기분해식 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템은 응집, 침전, 여과, 오존수 처리, 흡착 및 소독에 의해 상수를 처리할 수 있는 장점이 있는 바,The water treatment system using the electrolytic ozone generator of the present invention configured as described above has the advantage of treating water by aggregation, precipitation, filtration, ozone water treatment, adsorption and disinfection,
상수 처리에 있어 회전 여과장치를 통과하도록 함으로써 유체회전운동(hydrocyclon) 및 소용돌이(vortex)를 이용하여 입자를 분리할 수 있을 뿐만 아니라 최종적으로 여과재를 통과하게 함으로써 입자의 비중, 크기에 따라 방류수로부터 오염물질 분리 및 흡착에 의해 중금속 등을 분리할 수 있는 장점이 있다.By passing through the rotary filtration device in water treatment, the particles can be separated by using hydrocyclon and vortex, and finally passed through the filter medium to contaminate the effluent depending on the specific gravity and size of the particles. There is an advantage that can separate heavy metals by material separation and adsorption.
오존발생장치의 경우 오염도의 농도에 따라 오존수의 농도를 자유로이 조절할 수 있으며, 음극전극을 거친 원수를 일정시간 동안 체류시켜 발생되는 H2를 포집하여 재활용하고, 오존 처리 된 오존수의 경우도 소정의 주기로 리싸이클 시킴으로써 더욱 정화된 오존수로의 처리 및 유로의 청소가 가능한 장점이 있다.In the case of the ozone generator, the concentration of ozone water can be freely adjusted according to the concentration of pollution, and the H 2 generated by retaining raw water passing through the cathode electrode for a predetermined time is collected and recycled. By recycling, there is an advantage that the treatment with more purified ozone water and the cleaning of the flow path are possible.
또한, 송풍기 및 미세기포장치 등과 같은 부가적인 기기 설치가 필요 없어 이에 따른 단가를 낮출 수 있으며, 상수 자체를 전기분해하여 오존수를 생성하는 것이므로 오존과 물과의 혼합이 따로 필요가 없는 장점이 있다. In addition, there is no need to install additional equipment, such as a blower and a micro-bubble device, thereby lowering the unit cost, and since there is no need for mixing ozone and water separately because electrostatic decomposition of the constant itself generates ozone water.
또한 전기분해 오존 생성 시 부가적인 생성물은 무해한 수소밖에 없으며, 보조전극으로 양극에서 발생되는 수소 이온을 음극전극으로 전달하여 스케일(칼슘과 마그네슘에 의한)을 보조전극 표면에 생성시켜 음극전극의 표면에서의 스케일 생성을 최소화시키는 장점이 있다. In addition, the only additional product in the generation of electrolytic ozone is harmless hydrogen, and as a secondary electrode, hydrogen ions generated from the anode are transferred to the cathode electrode to generate scale (by calcium and magnesium) on the surface of the anode electrode. This has the advantage of minimizing scale generation.
이하 본 발명의 전기분해식 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템에 관해 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the water treatment system using the electrolytic ozone generating apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 전기분해식 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 흐름도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 구성인 회전 여과장치를 나타내는 분해 사시도, 측단면도, 및 평면도이고, 도 3는 본 발명의 일 구성인 오존발생장치의 제 1실시 예를 나타내는 측단면도이고, 도 4은 본 발명의 일 구성인 오존발생장치의 제 2실시 예를 나타내는 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 구성인 오존발생장치의 제 3실시 예를 나타내는 측단면도이다.1 is a flow chart showing a schematic configuration of a water treatment system using an electrolytic ozone generating apparatus of the present invention, Figures 2a to 2c is an exploded perspective view, a side cross-sectional view, showing a rotary filtration device of one configuration of the present invention; 3 is a side sectional view showing a first embodiment of an ozone generating device of one configuration of the present invention, and FIG. 4 is a side sectional view showing a second embodiment of an ozone generating device of one configuration of the present invention. 5 is a side cross-sectional view showing a third embodiment of an ozone generator that is one configuration of the present invention.
도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 전기분해식 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템은 원수탱크(10), 응집조(20), 침전조(30), 회전 여과기(100), 전기분해식 오존발생장치(200), 활성탄 흡착조(40), 염소 소독기(50)로 구성된다.As shown in the figure, the water treatment system using the electrolytic ozone generating apparatus of the present invention is a
상기 원수 탱크(10)는 상수를 저장하고 있는 탱크이며, 상기 응집조(10)는 상기 원수 탱크(10)로부터 유입된 상수에 고분자 응집제 등 약품을 혼합하여 상수 내 미세 오염입자 또는 콜로이드 물질의 연속적인 급속 혼화를 유도하며 이러한 약품처리 과정을 통해 플록이 형성되도록 구성된다.The
상기 응집조(20)는 그 내부에서 상수의 체류시간을 길게 가져 갈 수 있고 이렇게 체류시간을 길게 함으로써 약품과 충분한 혼화시간이 확보되도록 하는 것이 필요한데, 이러한 기능을 위해서 상기 응집조(20)에 공지기술로써 도면에 도시된 바는 없으나 도류벽 등을 구성하여 상수의 체류시간을 늘려 충분한 약품처리가 가 능하도록 구성할 수 있다.The
상기 침전조(30)는 상기 응집조(20)를 거쳐 침전이 용이한 상태로 약품처리 된 상수가 침전되는 수조이며, 침전조(20) 내에 2개 이상의 공간으로 구성하여 각각의 공간에 침사조와 스크린조를 구성하여 침사조에 의해 무거운 입자가 침적되도록 하고, 스크린조에 의해 큰 입자가 걸러지도록 구성할 수 있다.The
이렇게 약품처리가 된 무거운 입자, 큰 입자가 걸러진 상수는 이하에서 설명할 회전 여과장치(100)를 통과시킴으로써 여과, 흡착 공정을 실행할 수 있다.The constants filtered by the heavy particles and the large particles subjected to the chemical treatment can be filtered and adsorbed by passing through the
상기 회전 여과장치(100)는 도 2a 내지 도 2c를 참조하면 유입수가 회류되는 회류챔버(110)와, 상기 회류챔버(110)의 일측에 형성되는 유입관(120)과, 상기 회류챔버(110)의 하면에 형성되는 슬러지유출부(130)와, 상기 회류챔버(110)의 상부에 형성되는 여과챔버(140)와, 상기 여과챔버(140)의 일측에 형성되는 처리수유출관(150)과, 상기 회류챔버(110)와 상기 여과챔버(140)를 구획하는 챔버막(160)과, 상기 챔버막(160)에 형성되어 상기 회류챔버(110)와 연통되어 상기 회류챔버(110) 내에서 회류하는 유입수가 유입되어 상기 여과챔버(140)로 유입수가 월류될 수 있는 원형막(170)으로 구성된다.2A to 2C, the
상기 회전 여과장치(100)의 구성요소를 상세히 설명하면, 상기 회류챔버(110)는 원통형으로서 그 내부에서 유입수가 도 2b에서 보는 바와 같이 회류하게 된다. 상기 유입관(120)은 상기 회류챔버(110)의 일측에 형성되는데 상기 회류챔버(110)의 접선방향에 구성되는 것이 바람직할 것이다. 이렇게 구성됨으로써 유입관(120)으로의 유입수가 회류챔버(110) 내에서 회류하게 됨으로써 유체회전운 동(hydrocyclon)과 소용돌이(vortex)가 발생하게 되는 것이다. When the components of the
또한, 도 2b에서 보는 바와 같이 회류챔버(110)의 하면은 중심으로 갈수록 직경이 좁아지도록 경사구배를 형성함이 바람직한데 이는 회류에 의한 원심력에 의해 회류챔버 측벽 쪽에서 하강하는 입자(도 2b에서 S1)가 이하에서 설명할 슬러지 유출부(130) 방향으로 용이하게 미끄러지게 하는 것 뿐만 아니라 직경이 작아짐에 따라 그 유속이 커짐을 이용하여 회류챔버(110)의 하방향으로 갈수록 소용돌이 속도를 크게 하여 입자(도 2b에서 S2)가 슬러지 유출부(130)로 용이하게 유출될 수 있도록 하기 위함이다.In addition, as shown in Figure 2b, the lower surface of the
상기 슬러지 유출부(130)는 회류챔버의 하면의 중심부에 형성되는 것으로서 이 또한 하방향으로 갈수록 직경이 작아지는 역원추형의 형상으로서 상기 슬러지 유출부(130) 상부에서는 도 2b에서 보는 바와 같이 소용돌이의 중앙의 코어(C)를 잡아주는 역할을 하게 되는 것이다. The
상기 여과챔버(140)는 원통형으로 구성하되, 상기 회류챔버(110) 상부에 구성되는 것으로 별도의 공간으로 구성할 수 있으나, 도 2a, b에서는 일체형으로 구성하되 이하에서 설명할 챔버막(160)에 의해 분할되는 것이다. 상기 여과챔버(140) 내부에는 상기 회류챔버(110)와 연통되어 상기 회류챔버(110) 내에서 회류하는 유입수가 유입되어 상기 여과챔버(140)로 유입수가 월류될 수 있는 원형막(170)이 구성되며, 상기 원형막(170)의 외주연과 상기 여과챔버(140)의 내주연 사이에는 여과재(180)가 충진된다.The
상기 여과재(180)는 하나 이상의 여재가 충진되는 구성으로 모래, 자갈, 및 활성탄, 제올라이트 등 다양한 여재의 조합으로 채워질 수 있다. 이렇게 여과재(180)가 충진됨으로써 최후적으로 원형막(170)을 월류하는 방류수에 포함된 중금속 등을 흡착하여 이하에서 설명할 처리수유출관(150)을 통해 유출할 수 있게 되는 것이다. The
상기 여과챔버(140)와 상기 회류챔버(110)를 구획하는 것으로서 챔버막(160)이 구성되는데, 상기 챔버막(160)의 중심부에는 상기 원형막(170)이 구성되어 상기 원형막(170)과 상기 회류챔버(110)가 연통되도록 구성된다. 상기 챔버막(160)은 중심방향 즉 원형막이 구성된 방향으로 상향경사구배가 형성되는 원추형으로 구성됨이 바람직하다. 이렇게 구성됨으로써 여과재(180)를 통과한 처리수가 상기 챔버막(160)을 타고 처리수 유출관(150)으로 유출되기 용이하도록 하는 것이며, 회류챔부(110)에서는 원추형의 챔버막(160)에 의해 상방향으로 갈수록 직경이 작아지고, 이러한 형상으로 인해 회류의 속도가 빨라져서 원형막(170) 내주연에서 회류속도가 빨라짐에 따라 유입수의 처리속도도 빨라지는 것이다.The
상기 처리수 유출관(150)은 상기 여과챔버(140)의 일측에 구성되는 것으로 여과 및 흡착된 처리수가 외부로 유출되는 구성으로서 상기 챔버막(160)의 끝단과 처리수유출관(150)의 하면이 접하도록 구성함으로써 처리수가 챔버막(160)의 경사면을 타고 용이하게 처리수유출관(150)을 통해 외부로 유출될 수 있도록 구성됨이 바람직하다.The treatment
이하에서는 회전 여과장치(100)의 작동상태를 설명한다.Hereinafter, the operating state of the
도 2c에서 보는 바와 같이 유입관(120)은 회류챔버(110)의 접선방향으로 구 성됨에 의해 유입관(120)을 통해 입수된 물은 어떠한 동력도 없이 자연스럽게 회류를 형성한다. 도 2b에서 보는 바와 같이 이러한 회류에 의해 물보다 비중이 큰 입자(S1)의 이동경로는 원심력에 의해 회류챔버(110)의 측벽으로 이동하여 회류챔버(110)의 하면을 타고 슬러지유출부(130)로 유출된다.As shown in FIG. 2C, the
이러한 회류는 소용돌이를 발생시키고 이러한 소용돌이의 중앙에는 접선유속보다 2배 이상의 속도로 회전하는 코어(C)부분이 발생하게 되는 바, 이러한 코어(C)는 원형막(170)의 상면으로부터 슬러지유출부(130)까지 연결되는 공동구로서 하방향으로 강력한 흡입력이 발생되는 부분이다. 그러므로 비중이 물보다 작은 입자(S2)의 이동경로의 경우에는 비중이 물보다 큰 입자(S1)의 이동경로와 반대로 구심력에 의해 중앙으로 이동하면서 수면을 향하게 되는데 결국 코어(C)에 도달하여 하방향 흡입력에 의해 슬러지유출부(130)로 유출되는 것이다.This flow generates a vortex and at the center of the vortex generates a portion of the core (C) that rotates at a speed more than twice the tangential flow rate, the core (C) is the sludge outflow from the upper surface of the
또한, 비중이 물과 비슷한 입자(중금속 등 포함)(S3)의 이동경로는 물의 흐름에 따라 이동하게 되는데, 원형막(170)을 월류하여 여과챔버(140)로 유입되어 물의 흐름에 따라 여과재(180)를 통과하면서 최종적으로 흡착을 통해 중금속 등이 걸러지게 되는 것이다.In addition, the moving path of the particles (including heavy metals, etc.) S3 having a specific gravity similar to that of water moves along with the flow of water, and flows through the
상기에서 보듯이 회전 여과장치(100)는 무동력의 회류를 통해 입자의 비중이 물보다 큰 경우 유체회전운동(hydrocyclon)에 의한 원심력과 중력에 의해 입자를 물로부터 분리하고, 비중이 물보다 작은 경우에는 구심력과 소용돌이(vortex)에 의한 하방향의 흡입력을 이용하여 입자를 물로부터 분리하며, 비중이 물과 비슷하여 물과 함께 이동하는 입자(중금속 포함)의 경우에는 여과재를 통해 입자를 물로부터 분리하는 것이다. As shown in the above, the
상기 회전 여과장치(100)를 거친 상수는 이하에서 설명할 오존발생장치(200)에 의해 산화반응하기 위한 오존수를 생성하게 된다.The constant passed through the
상기 오존발생장치(200)에 관하여 본 발명에서는 3가지 실시 예를 제시하는 바, 이하에서는 그 각각의 구성을 설명한다.With respect to the
우선 오존발생장치(200)에 있어 제 1실시 예(200a)는 도 3에서 도시된 바와 같이 전기분해를 일으키는 양전극(210)이 일 측 하우징(h1)에 형성된다. 상기 양전극(210)은 산소(O₂), 수소이온(H■) 및 오존(O₃)이 발생하게 되는 구성이고, 상기 음전극(220)은 타 측 하우징(h2)에 형성되는 구성으로 상기 음전극(220)에서 수소(H₂)와 OH■가 생성된다. 또한, 상기 양전극(210)과 상기 음전극(220) 사이에는 전해질막(230)이 구성되는데, 상기 전해질막(230)은 전기분해 반응에 의해 양전극(210)에서 생성된 수소이온(H■)이 전달되는 기능을 하는 것이다. 상기 양전극(210)과 상기 음전극(220)은 오존 발생에 적합한 백금 등의 재질로 구성됨이 바람직 할 것이다. First, in the
상기 양전극(210)과 전해질막(230) 사이 및 상기 음전극(220)과 전해질막(230) 사이에는 각각 망구조의 유동로(240a)가 구성되는데, 원수의 흐름은 상기 음전극(220)과 전해질막(230) 사이의 망구조의 유동로(240a)(음전극(220) 측의 망구조의 유동로(240a))를 거치는데, 상기 음전극(220) 측의 망구조 유동로(240a)에 있어 일단에 형성된 원수유입부(241a)로 원수가 유입되어 그 타단에 형성된 원수배출부(242a)로 원수가 배출되며, 이렇게 배출된 원수는 상기 양전극(210)과 전해질 막(230) 사이에 형성된 망구조의 유동로(240a)(양전극(210) 측의 망구조 유동로(240a))에서 일단에 형성된 원수순환유입부(243a)를 통해 재 유입되어 산화반응을 하여 오존수가 생성되며, 이러한 오존수는 그 하단에 형성된 오존수배출부(244a)로 배출되어 이하에서 설명할 활성탄 흡착조(30)로 유출된다.Between the
상기 망구조의 유동로(240a)는 망 구조에 기인하여 이를 통과하는 방류수에서 난류와 소용돌이 흐름이 생겨서 이러한 흐름에 의해 유속이 빨라지게 되어 오존의 용해가 효율적으로 일어나게 되는 것이다.The
한편, 본 실시 예에서는 상기 음전극(220)의 일면으로서 상기 망구조의 유동로(240a)와 접하는 면에 보조전극(250)이 구성되는데, 상기 보조전극(250)은 양전극(210)에서 발생되는 수소이온을 음전극(220)으로 전달하고 음전극(220)에서 발생하는 OH■가 양이온의 금속이온과 반응하여 생성되는 스케일을 그 표면에 형성되도록 함으로써 음전극(220)에서의 스케일 생성을 방지하여 전기분해 반응이 원활하게 하도록 한다.On the other hand, in this embodiment, the
또한, 본 실시 예에서는 도 3에서 보는 바와 같이 양전극(210) 및 상기 음전극(220)의 외측면에 가압수단(270a)이 각각 구성되는 바, 즉 양전극(210)과 하우징(h1) 내부 및 음전극(220)과 하우징(h2) 내부에 각각 가압수단(270a)이 구성된다. 이러한 가압수단(270a)에 의해 상기 양전극(210) 및 음전극(220)은 가압이 되는 바, 상기 가압수단(270a)에 의해 상기 양전극(210) 및 음전극(220)은 전(전해질막(240)이 형성된 방향), 후(각각의 하우징(h1,2) 방향)로 슬라이드가 될 수 있도록 구성된다. 상기 가압수단(270a)에 의해 각각의 전극(210, 220), 특히 양전 극(210)을 가압함으로써 상기 망구조의 유동로(240a)가 형성하는 너비(d1)가 작아지게 되고, 이렇게 망구조의 유동로(240a)가 형성하는 너비(d1)가 작아지면 이를 통과하는 방류수의 유속이 증가하게 되며 이러한 유속의 증가는 오존의 용해속도를 증가시킴으로써 고농도의 오존수가 오존수배출부(244a)를 통해 배출될 수 있게 된다. 단, 이렇게 가압에 의해 방류수의 유속을 빠르게 하는 경우 전해질막(230)의 피로가 증가하게 되며 이러한 피로의 증가는 전해질막(230)의 수명을 단축할 수 있으므로 방류수의 오염도, 처리된 용수의 용도 등에 따라 상기 가압수단(270a)의 가압을 해제함으로써 전해질막(230)의 피로를 경감하도록 구성할 수 있게 되는 것이다. In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the pressurizing means 270a is formed on the outer surfaces of the
한편, 오존발생장치(200)에 있어 제 2실시 예(200b)는 도 4에서 도시된 바와 같이 전해질막(230)을 사이에 두고 양전극(210)과 음전극(220)이 접하도록 구성되며, 전해질막(230)과 음전극(220) 사이에는 보조전극(250)이 삽입되도록 구성되어 있다. 그리고 상기 양전극(210) 및 상기 음전극(220)의 외측에는 망구조의 유동로(240b)가 구성되는데, 상기 망구조의 유동로(240b)는 일측 하우징(h1)에 장착되는 가압판(271b)과 상기 양전극(210) 사이 및 타측 하우징(h2)에 장착되는 가압판(271b)과 상기 음전극(220) 사이에 형성되며, 상기 망구조의 유동로(240b)의 경우도 원수가 유입되는 원수유입부(241b), 원수배출부(242b), 원수순환유입부(243b), 및 오존수배출부(244b)가 구성된다. 즉 도 4에서 보는 바와 같이 하부 측 하우징(h2)에 장착되는 가압판(271b)과 상기 음전극(220) 사이에 형성된 망구조의 유동로(240b)(음전극(220) 측의 망구조의 유동로(240b))의 양단에 원수유입 부(241b), 원수배출부(242b)를 통해 원수가 유입되어 배출되고, 이렇게 배출된 원수는 상부 측 하우징(h1)에 장착되는 가압판(271b)과 상기 양전극(210) 사이에 형성된 망구조의 유동로(240b)(양전극(110) 측의 망구조의 유동로(240b))의 양단에 원수순환유입부(243b), 오존수배출부(244b)를 통해 원수가 순환되고, 산화반응을 하여 오존수가 생성되며, 이러한 생성된 오존수가 이하에서 설명할 활성탄 흡착조(30)로 유출된다. Meanwhile, in the
상기 양전극(210), 음전극(220), 보조전극(250)은 제 1실시 예에서와 동일한 기능 및 재질을 가지는 것으로 그 설명을 생략하며, 망구조의 유동로(240b)의 경우도 제 1실시 예에서의 망구조 유동로(240a)와 동일한 기능 및 재질을 가지고 있으므로 그 설명을 생략한다.The
또한, 본 실시 예에서도 도 4에서 보는 바와 같이 각각의 가압판(271b)의 외측면에 가압수단(270b)이 각각 구성되는 바, 즉 가압판(271b)과 하우징(h1) 내부 및 가압판(271b)과 하우징(h2)의 내부에 각각 가압수단(270b)이 구성된다. 이러한 가압수단(270b)의 경우도 각각의 가압판(271b)이 전(전해질막(240)이 형성된 방향), 후(각각의 하우징(h1,2) 방향)로 슬라이드가 될 수 있도록 구성되어 특히 가압에 의해 상기 망구조의 유동로(240b)의 너비(d2)가 작아지게 되고, 이렇게 망구조의 유동로(240b)의 너비(d2)가 작아짐에 의해 오존의 용해속도를 증가시킬 수 있게 되는 것이다. 또한, 가압해제에 의해 전해질막(230)의 피로를 감소시킬 수 있게 되는 것이다. 본 실시 예(200b)의 경우에는 상기 제 1실시 예(200a)와 비교 시 가압수단(270b)이 직접 양전극(210), 음전극(220)을 가압하지 않고 가압판(271b)을 가 압함으로써 그 기능을 수행하게 됨에 따라 직접적으로 양전극(210), 음전극(220)을 가압함에 의해 전극에서 전류의 교란 등 전기분해 반응을 방해하는 요소를 제거할 수 있게 되는 것이다.In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
한편, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 제 1실시 예(200a) 및 제 2실시 예(200b)는 각각 음전극(220) 측의 망구조의 유동로(240a, b)를 거친 원수를 각각 양전극(210) 측의 망구조의 유동로(240a, b)로 순환시키기 전에 일정시간 원수를 체류하도록 하여 음전극(220) 측에서 발생된 수소기체를 포집해 재활용하게 할 수 있게 하는 수소포집장치(290)가 더 구성될 수 있다. 상기 수소포집장치(290)는 각각의 원수배출부(242a, b) 및 원수순환유입부(243a, b)와 연통하도록 구성되어 각각의 원수배출부(242a, b)로 배출되어진 원수가 수소포집장치(290)에서 저류되면서 수소가 추출되고, 수소가 추출된 원수는 각각의 원수순환유입부(243a, b)를 통해 유입되도록 구성된다. 상기 수소포집장치(290)는 도면에 도시된 바는 없으나 제어부의 제어에 의해 원수가 유입된 시간 또는 포집된 수소의 량 등을 기준으로 유입된 원수를 각각의 원수순환유입부(243a, b)로 배출시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직 할 것이다. 이러한 수소포집장치(290)는 저류되어 있는 물로부터 용존된 수소를 추출하는 장치로써 이렇게 추출된 수소는 다양한 용도로서 재활용이 될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 3 and 4, the
한편, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 제 1실시 예(200a) 및 제 2실시 예(200b)는 오존수 처리가 되어 각각의 오존수배출부(244a, b)를 통해 방류된 오존수를 재처리 하는 순환라인(280)이 더 구성될 수 있다. 이 순환라인을 통해 리싸이 클 함으로써 망구조 유동로(240a, b)의 망구조에 침적되어 있는 이물질을 리싸이클 과정을 통해 자연스럽게 청소가 가능하게 되는 것이며 오존 처리를 반복함으로써 더욱 정화된 방류수가 생성될 수 있게 되는 것이다.Meanwhile, as shown in FIGS. 3 and 4, the
또한, 상기 순환라인(280)에는 펌프(281)를 구성함으로써 인위적으로 리싸이클이 가능하도록 구성되어야 할 것이다.In addition, the
또한, 본 발명의 다른 실시 예로서 제 3실시 예(200c)는 도 5a 및 도 5b에서 제시하고 있는데, 도 5a 및 도 5b는 양전극(210), 음전극(220), 망구조 유동로(240a) 등의 구조가 제 1실시 예를 기초로 하고 있으나, 제 2실시 예를 기초로 본 실시 예를 적용하여도 무방하다.In addition, a
우선 제 3실시 예(200c)가 상기 제 1실시 예 및 제 2실시 예와 다른 점은 도 5a 및 도 5b에서 보는 바와 같이 극성변환장치(260)가 구성되어 전극이 가변 전극으로 구성되는 점이다. First, the
즉 도 5a에서는 상부에 위치하는 전극이 양전극(210)이 되고, 하부에 위치하는 전극이 음전극(220)이 되어 양전극(210) 측의 망구조 유동로(244a)를 통해 오존수가 배출되는 것이다.That is, in FIG. 5A, the upper electrode is the
이렇게 계속적인 전기분해 과정을 진행하는 경우에 음전극(220)에서 발생하는 OH■가 양이온의 금속이온과 반응하여 생성되는 스케일이 음전극(220)의 표면에 침적되게 되므로 이러한 스케일의 침적은 전기분해 반응을 저해하게 된다. 따라서 오존수의 생성 또한 저해가 된다. 그러므로 이러한 경우에 도 5b에서 보는 바와 같이 극성변환장치(260)를 이용하여 상부에 위치하는 전극을 음전극(220)으로 변환 시키고 하부에 위치하는 전극을 양전극(210)으로 변화시키는 것이다.In this continuous electrolysis process, since the scale generated by OH ■ generated in the
따라서, 도면에 도시된 바는 없으나 제어밸브를 구성함으로써 극성변환장치(260)의 작용에 의한 전극의 극 변화에 따라 원수의 유입, 오존수의 배출을 변환시켜야 함으로 당연하다. Therefore, although not shown in the drawings, it is natural that the inlet of the raw water and the discharge of the ozone water should be converted according to the polar change of the electrode by the action of the
한편, 상기 극성변환장치(260)는 타 용도로써 전류전압변환장치로 가용될 수 있도록 구성됨이 바람직 할 것이다. 상기 극성변환장치(260)를 전류전압변환장치로 가용하는 경우 각각의 전극의 극성은 그대로 두고 전류와 전압만을 변환함으로써 전해질막의 재생처리를 행하도록 할 수 있다.On the other hand, the
상기 전기분해식 오존발생장치(200)를 통해 산화된 오존수는 활성탄 흡착조(40)에 유입된다.The ozone water oxidized through the
상기 활성탄 흡착조(40)는 오존 처리된 오존수를 여과 정화하기 위한 장치이며 특히 이에 사용되는 입상 활성탄은 야자껍질, 목탄, 석탄 등으로 제조된 활성탄이다. 상기 활성탄은 통상 입도 8 ~ 30 mesh의 활성탄을 충진하고 하향류의 탑을 주로 사용한다. 활성탄 충진 저부에는 도면에 도시된 바는 없으나 스트레이너를 설치해서 충진물을 지지하고 처리된 물 또는 액체를 잘 빠지게 한다. 또한, 스트레이너 밑에 도면에 도시된 바는 없으나 유출배관을 설치해서 처리수를 빼내거나 역세 시에 역세수를 유입하도록 한다.The activated
상기 활성탄 흡착조(40)를 통과하여 흡착된 상수는 염소소독기(50)를 통해 소독된다. The constant adsorbed through the activated
상기 염소소독기(50)는 살균력이 탁월한 염소를 이용하여 염소수의 일부가 물과 반응하여 잔류 염소(HClO)를 생성토록 함으로서, 잔류 염소가 분해되면서 내 놓는 발생기 산소의 강한 산화 작용으로 물을 소독토록 한다.The
이렇게 상기의 염소소독기(50)를 거쳐 여과, 살균, 소독된 상수는 각 수도관으로 유입되어 생활수로 공급된다. Thus, the filtration, sterilization, sterilized water through the
도 1은 본 발명의 전기분해식 오존발생장치를 이용한 상수 처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 흐름도이고, 1 is a flow chart showing a schematic configuration of a water treatment system using an electrolytic ozone generating device of the present invention,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 구성인 회전 여과장치를 나타내는 분해 사시도, 측단면도, 및 평면도이고,2A to 2C are exploded perspective views, side cross-sectional views, and plan views showing a rotary filtration device of one configuration of the present invention;
도 3는 본 발명의 오존발생장치의 제 1실시 예를 나타내는 측단면도이고, 3 is a side sectional view showing a first embodiment of an ozone generating apparatus of the present invention;
도 4은 본 발명의 오존발생장치의 제 2실시 예를 나타내는 측단면도이고, Figure 4 is a side cross-sectional view showing a second embodiment of the ozone generator of the present invention,
도 5는 본 발명의 오존발생장치의 제 3실시 예를 나타내는 측단면도이다.5 is a side sectional view showing a third embodiment of the ozone generating device of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 원수탱크 20 : 응집조10: raw water tank 20: flocculation tank
30 : 침전조 40 : 활성탄 흡착조30: sedimentation tank 40: activated carbon adsorption tank
50 : 염소 소독기 100 : 회전여과장치 50: chlorine sterilizer 100: rotary filter
200 : 오존발생장치 210 : 양전극200: ozone generator 210: positive electrode
220 : 음전극 230 : 전해질막 220: negative electrode 230: electrolyte membrane
240 : 망구조의 유동로 250 : 보조전극 240: flow path of the network structure 250: auxiliary electrode
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