KR100912071B1 - 오폐수 소각 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오폐수 소각 정화장치에 관한 것으로서,

내부가 빈 것으로서 다수개가 마련되어 높이차를 두고 설치되는 소각 정화통(10); 상기 소각 정화통(10)에 오폐수를 분사하는 공급관(20a); 상기 소각 정화통(10)에 설치되어 극초단파를 소각 정화통(10) 내부를 향해 발생시켜 상기 오폐수를 정화하는 소각파 발생기(12); 상기 소각 정화통(10) 사이를 연결하며 위에 설치된 소각 정화통(10)을 통과한 오폐수를 아래에 설치되는 소각 정화통(10)에 분사하는 연결관(20b); 상기 소각 정화통(10)을 통과한 오폐수가 배출되는 배출관(20c); 상기 소각 정화통(10)에서 발생하는 수증기가 배출되는 배수덕트(30);로 구성됨을 특징으로 하여,

소각파 발생기에서 발생되는 극초단파로 오폐수에 포함되어 있는 유기물과 유해세균을 태워 제거함으로써 오폐수를 신속하고 효과적으로 정화할 수 있는 정화장치를 얻을 수 있으며, 크기를 다양화 할 수 있으면서도 여러 개를 연결하여 설치하는 것도 가능하게 됨에 따라 산업용 또는 가정용으로도 널리 사용할 수 있는 오폐수 소각 정화장치에 관한 것이다.

오수, 폐수, 정화, 소각파 발생기.

Description

오폐수 소각 정화장치{DEVICE FOR SEWAGE CLARIFICATION}

본 발명은 오폐수 소각 정화장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 극초단파(ultrahigh frequency:UHF)를 발생시키는 마그네트론(magnetron) 또는 고주파를 발생시키는 RF 제너레이터(RF generator)를 이용하여 오폐수에 포함된 유기물과 유해 세균을 제거함으로써 살균 및 정화할 수 있는 오폐수 소각 정화장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 산업이 발달함에 따라 생활하수나 대형공장의 폐수로 인해 하천이나 호수 등의 수질이 점차 오염되고 있으며, 이러한 수질오염을 방치할 경우에는 악취가 심해지고 병해충이 많아 전염병을 유발함은 물론 생물학적 산소요구량이 커지게 되어 물고기가 살 수 없는 죽은 물이 되며, 수돗물에 적합하지 못하여 물공급란이 심각해지고, 농업용수로도 적합하지 못하여 농작물의 피해가 커질 것이다.

따라서, 깨끗한 자연환경을 조성하기 위해서는 깨끗한 수질환경을 조성하는 것이 무엇보다 우선된다 할 수 있으며, 이러한 수질개선에 대한 필요성이 인식되면서 오폐수를 정화처리하는 다양한 장치 및 방법이 제안되고 있다.

대표적인 오폐수 처리 방법으로는 처리시설 내에서 오폐수에 포함되어 있는 각종 유기물을 침전시키거나 걸러주고 이후 약품을 투입하여 살균을 하는 과정을 거쳐서 처리하여 주고 있는 것이 있었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 오폐수 처리방법은 넓은 면적을 차지하는 처리 시설을 설치하여야 함에 따라 막대한 시설 설치 비용이 필요하다는 단점이 있는 것이었다. 특히나 오폐수 처리시 오랜 시간을 거쳐서 침전하고 여과하는 과정을 거쳐 처리하고 있음에 따라 처리 시간이 오래 걸려 비 경제적이라는 문제점이 있는 것이었고, 유해 세균 처리를 약품에 의존하다보니 환경적으로도 이롭지 못하다는 문제점이 있는 것이었다.

따라서 상기와 같이 대형으로 설치되는 종래의 오폐수 처리장치는 개별 건물에는 원천적으로 사용이 불가능한 구성이었을 뿐만 아니라 그 처리 효율 또한 낮아고, 환경적으로도 이롭지 못한바, 이를 해소하여야 할 필요성이 있는 것이었다.

본 발명은 소형 뿐만 아니라 대형으로도 자유롭게 구성하여 설치할 수 있게 구성하여 가정이나 산업용으로 편리하게 사용할 수 있으면서, 오폐수 속에 포함되어 있는 유기물과 유해 세균을 태우는 방식으로 신속하게 정화할 수 있어 처리 효율과 신뢰도를 극대화 되게 구성된 오폐수 소각 정화장치를 얻는데 가 목적이 있다.

본 발명에서는 유기물과 세균을 소각 처리할 수 있는 극초단파나 고주파를 발생하는 장치를 이용하여 오폐수 속에 포함된 유기물과 유해 세균등을 태워 제거함으로써 깨끗하게 정화할 수 있도록 하는 오폐수 소각 정화장치를 통해 목적을 달성한다.

본 발명에 따르면, 소각파 발생기에서 발생되는 극초단파 또는 고주파로 오폐수에 포함되어 있는 유기물과 유해세균을 태워 제거함으로써 오폐수를 신속하고 효과적으로 정화할 수 있게 되는 정화장치를 얻을 수 있다. 더불어, 크기를 다양화 할 수 있으면서도 여러 개를 연결하여 설치하는 것도 가능하게 됨에 따라 산업용 또는 가정용으로도 널리 사용할 수 있는 오폐수 소각 정화장치를 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 극초단파 또는 고주파를 이용하여 오폐수를 신속하게 정화하는 정화장치를 얻기 위해,

내부가 빈 것으로서 다수개가 마련되어 높이차를 두고 설치되는 정화통; 상기 정화통에 오폐수를 분사하는 공급관; 상기 정화통에 설치되어 극초단파를 정화통 내부를 향해 발생시켜 상기 오폐수를 정화하는 소각파 발생기; 상기 정화통 사이를 연결하며 위에 설치된 정화통을 통과한 오폐수를 아래에 설치되는 정화통에 분사하는 연결관; 상기 정화통을 통과한 오폐수가 배출되는 배출관; 상기 정화통에서 발생하는 수증기가 배출되는 배수덕트;를 기본구성으로 하여 오폐수를 정화할 수 있는 오폐수 소각 정화장치를 제안한다.

이하, 상기와 같은 본 발명을 첨부된 도면 도1 내지 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 정화장치의 개략적인 구성을 보여주는 설치상태 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 정화장치의 설치상태 단면도, 도 3은 본 발명에 의한 정화장치에 적용되는 유속조절망의 구성을 보여주는 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 정화장치는 다수개가 마련되어 높이차를 두고 설치되는 소각 정화통(10), 상기 소각 정화통(10)에 오폐수를 분사하는 공급관(20a), 상기 소각 정화통(10)에 설치되어 극초단파 또는 고주파를 소각 정화통(10) 내부를 향해 발생시켜 상기 오폐수를 정화하는 소각파 발생기(12), 상기 소각 정화통(10) 사이를 연결하며 위에 설치된 소각 정화통(10)을 통과한 오폐수를 아래에 설치되는 소각 정화통(10)에 분사하는 연결관(20b), 상기 소각 정화통(10)을 통과한 오폐수가 배출되는 배출관(20c), 상기 소각 정화통(10)에서 발생하는 수증기가 배출되는 배수덕트(30)를 기본 구성으로 한다.

소각 정화통(10)은 내부가 빈 통 형상으로서 몸체는 원통 또는 다각형 형상으로 형성하는 것이 가능하나, 본 발명에서는 사각형으로 형성된 것을 예로 한다. 상기 소각 정화통(10)은 유지 보수를 위해 몸체 일측면을 분해 조립이 가능하게 구성하여 주는 것이 바람직 하다.

상기 소각 정화통(10)의 몸체에는 극초단파 또는 고주파를 발생시키는 소각파 발생기(12)가 설치된다.

소각파 발생기(12)는 극초단파(ultrahigh frequency:UHF)를 발생시키는 마그네트론(magnetron) 또는 고주파를 발생시키는 RF 제너레이터(RF generator)가 대표적으로 사용될 수 있다. 필요에 따라 몸체 각 면마다 하나 또는 그 이상을 설치할 수 있는 것으로서, 도시된 바와 같이 네 면에 모두 설치하여 줌으로써 극초단파나 고주파를 충분히 발생시키도록 구성할 수 있다. 특히나 소각파 발생기(12)는 쉼 없이 사용될 경우 과부하가 걸려 손상될 수 있는바, 하나씩 또는 두개씩 조를 나누어 번갈아 사용함으로써 과부하가 걸리는 것을 방지하여 주게 되는 것이다.

상기 소각 정화통(10) 내부에는 오폐수의 흐름을 조절하는 유속조절망(70)이 설치될 수 있다. 이 구성에 따라 소각 정화통(10) 내부로 분사되는 오폐수가 상기 유속조절망(70)을 타고 흐르게 되는바, 소각 정화통(10) 내부에서 오폐수가 머무는 시간이 늘어나게 되어 충분한 정화시간을 확보하는데 도움을 주게 되는 것이다.

상기 유속조절망(70)은 오폐수가 흐르는 속도를 조절할 수 있는 형태라면 어느 것이라도 가능한 것이며, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 망이 수평방향으로 일정 간격으로 적층된 형태의 것을 예로 하였다.

상기와 같이 구성된 소각 정화통(10)은 다수개가 마련되어 높이차를 두고 설치된다. 오폐수를 정화하는 속도나 효율을 고려하여 통상 2~5개 정도가 수직한 방향으로 세워져 설치되게 되게 구성할 수 있다. 이때 소각 정화통(10)은 설치되는 수가 많을 수록 정화성능은 좋아지게 되나 너무 많은 수가 설치되면 소각파 발생기(12)의 설치 수가 늘어나게 됨에 따라 전력의 소비와 설치비용이 증가하게 되는바, 상기 제시된 개수 내에서 설치하여 준다. 가장 바람직한 소각 정화통(10) 설치 개수는 3개이며, 이를 높이차를 두고 상하로 설치되도록 함으로써 오폐수가 자연스럽게 흘러 내려 갈 수 있도록 구성하는 것이다.

한편, 상기 소각파 발생기(12)는 마그네트론과 RF 제너레이터(RF Generator)를 혼합하여 사용할 수 있다. 마그네트론과 상기 RF 제너레이터를 각각 두개씩 마련한 다음 같은 것 끼리 서로 대향되게 하여 설치할 수도 있는 것이다. 이와 같이 구성함으로써 극초단파와 고주파를 동시에 발생시켜 오폐수를 정화할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 설치되는 소각 정화통(10) 중 맨 위에 배치된 소각 정화통(10)에는 오폐수를 상기 소각 정화통(10)으로 분사하는 공급관(20a)이 형성되어 있으며, 맨 아래에 배치되는 소각 정화통(10) 하부에는 소각 정화통(10)을 관통한 오폐수가 배출되는 배출관(20c)이 형성되어 있다. 그리고, 연결관(20b)이 마련되어 상기 소각 정화통(10)을 연결하고 있어서 오폐수가 각기 소각 정화통(10)에서 정화되면서 흘러 내려 여러 단계를 거치며 정화될 수 있게 구성된다.

상기 소각 정화통(10) 상부에는 오폐수 정화과정에서 발생하는 수증기를 외부로 배출하여 줄 수 있도록 배수덕트(30)가 설치된다. 내부가 빈 관 형태로서 각각의 소각 정화통(10) 마다 설치되어 서로 연결되게 형성되는바, 각각의 소각 정화통(10)에서 발생된 수증기가 한 지점으로 모여 흘러 내릴수 있게 구성되는 것이다.

상기 배수덕트(30) 몸체는 냉각수관(32)이 감겨 있다. 냉각수관(32)은 냉각수가 공급되어 흐름으로써 소각 정화통(10)을 냉각하여 주는 것으로서, 소각 정화통(10)에서 소각파 발생기(12)에 의해 발생한 수증기를 냉각시켜 응축되게 함으로 써 정화된 물로 만들어 배출 하는 것이다.

한편, 소각 정화통(10)에 오폐수를 공급하는 역할을 하는 상기 공급관(20a)과 연결관(20b)의 하단에는 노즐(22)이 형성되어 오폐수를 소각 정화통(10) 내부로 강하게 분사하여 줄 수 있게 구성된다. 도시되지 않은 펌프를 통해 강하게 분사하여 주게 되는 것이다. 상기와 같이 오폐수를 입자화 하여 분사함으로써 소각파 발생기(12)에서 발생된 극초단파가 오폐수에 골고루 가해져 유기물과 유해 세균을 효과적으로 태워 정화하여 줄 수 있게 되는 것이다.

상기 소각 정화통(10)에서 오폐수를 정화하는 과정에서 필연적으로 연기나 가스가 발생하게 된다. 따라서 이를 배출해 주어야 하는바, 본 발명에서는 소각 정화통(10) 상부에 가스배출관(50)을 형성하여서 적절하게 연기나 가스를 배출할 수 있게 구성된다. 특히 상기 가스배출관(50)의 말단에는 배기팬(52)을 설치하여 발생된 연기나 가스를 신속하게 배출하여 줄 수 있도록 구성할 수 있다.

상기와 같은 기본 구성을 가진 본 발명에 의한 정화장치에는 상기 소각 정화통(10)을 모두 통과한 오폐수가 흘러들어 유기물이 침전되도록 하는 침전조(40)를 더 형성하여 줄 수 있다. 침전조(40)에서 유기물을 일정 시간 침전시켜 제거함으로써 소각 정화통(10)에서 정화된 오폐수를 최종 정화 하여 줄 수 있는 것이다.

더불어 상기 침전조(40)에는 공급관(20)에 상단이 연결된 순환수관(60)을 형성하여 줄 수 있는데, 이를 통해 침전조(40)에서 일정 시간 유기물 침전과정을 거친 오폐수를 상기 순환수관(60)으로 빨아올려 소각 정화통(10)으로 공급함으로써 재차 정화 처리 하여 정화의 신뢰도를 높여 줄 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 정화장치의 다른 실시예를 보여주는 구성도이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 정화장치는 대량의 오폐수를 정화하기 위해 대형으로 형성할 경우 소각파 발생기(12)에 의한 전력소모가 증가하게 될 것이다. 따라서, 자체적으로 전력을 생산함으로써 전기를 제공할 수 있도록 구성할 수 있다.

도시된 바와 같이 배수덕트(30)의 말단에 발전기(80)을 설치하여 줄 수 있다. 상기 발전기(80)는 발전팬(82)이 배수덕트(30) 내부에 위치되게 형성되어 있어서 오폐수 정화과정에서 소각 정화통(10) 내에서 발생하는 수증기에 의해 구동되어 전기를 생산하게 된다.

이렇게 생산된 전기는 마그네트론(12)이나 펌프(62)와 같이 전기를 필요로 하는 곳에 공급하여 주게 되며, 이를 통해 본 발명에 의한 오폐수 정화장치의 유지 비용을 줄여줄 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 배수덕트(30)에 발전기(80)를 설치할 경우 수증기를 이용하여 발전팬(82)을 돌려주게 됨에 따라 냉각수관(32)은 설치되지 않으며, 더불어 소각 정화통(10) 내에서 발생하는 가스를 같이 이용할 수 있도록 가스배출관(40) 또한 설치되지 않게 구성함이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 정화장치는 도시되지 않은 전자장치에 의해 그 작동이 제어되도록 구성함이 바람직하다. 즉, 오폐수의 공급이나 각 관의 개폐 및 소각파 발생기(12), 펌프(62), 모터 등의 작동을 모두 전자적으로 제어함으로써 최적의 조건하에서 정화가 가능하도록 구성하는 것이다.

이하, 이상과 같이 형성된 본 발명에 의한 오폐수 소각 정화장치를 이용하여 오폐수를 정화하는 과정을 살펴본다.

오폐수는 공급관(20a)을 통해 맨 위에 배치되어 있는 소각 정화통(10)으로 공급된다. 펌프와 같은 공지의 수단을 이용하여 오폐수를 공급하는 것이다.

이와 같이 공급되는 오폐수는 공급관(20a)의 말단에 형성되어 있는 노즐(22)을 통해 작은 입자로 분쇄되면서 분사되며, 분사되는 오폐수는 소각 정화통(10) 내부에 마련된 유속조절망(70)을 따라 천천히 흘러 내려가게 된다.

오폐수가 소각 정화통(10) 내부로 분사되기 시작하면 소각파 발생기(12)에 외부 전원이 인가되면서 극초단파를 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 극초단파는 분사되는 오폐수를 순간적으로 가열하면서 증발시킴과 동시에 유기물과 세균을 태워 제거하게 된다.

이때, 상기 소각파 발생기(12)는 대향된 두 개를 한 조로 구성하여 각각 일정 시간씩 번갈아가며 작동되게 하며, 이를 통해 끊김 없이 극초단파를 발생시켜 주게 된다.

상기와 같이 소각파 발생기(12)가 작동하면서 발생되는 수증기는 배수덕트(30)를 따라 배출된다. 배출과정에서 수증기는 냉각수관(32)에 의해 응축되어 최종적으로는 정화된 물로 배출되는 것이다. 더불어, 오폐수에 포함된 유기물을 태우 는 과정에서 발생하는 연기나 가스 등은 가스배출관(50)을 통해 외부로 배출된다.

상기의 과정을 거쳐서도 미처 정화되지 못한 오폐수는 아래로 흘러 내려 연결관(20b)을 타고 아래쪽에 설치되어 있는 소각 정화통(10)으로 다시 분사되어 앞서 설명한 것과 동일한 과정을 거치면서 정화된다.

최종적으로 맨 아래에 배치되어 있는 소각 정화통(10)을 지난 오폐수는 배출관(20c)을 따라 흘러 침전조(40)에 저장된다. 침전조(40)에서는 소각 정화통(10)을 지났음에도 미처 제거되지 못한 유기물과 유기물이 타면서 발생한 재를 침전시켜 제거하게 되며, 이와 같이 유기물을 침전시킨 오폐수는 정화된 상태이므로 이를 침전조(40)에서 배출하여 줄 수 있게 되는 것이다.

한편, 침전조(40)에서 유기물을 침전시킨 후라 하더라도 오폐수의 정화된 정도가 불량할 경우에는 순환수관(60)을 통해 소각 정화통(10)으로 공급한다. 펌프(62)를 이용하여 침전조(40)에서 뽑아 올려 소각 정화통(10)으로 공급함으로써 재차 정화되는 과정을 거치게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 정화장치는 전체 크기와 소각파 발생기(12)의 용량을 조절함으로써 정화능력을 조절할 수 있으며 또는 여러 개를 한 장소에 설치함으로써 대용량을 처리할 수 있는 것으로서, 가정용이나 산업용으로 널리 사용이 가능한 것이다. 더불어 기존에 설치되어 있는 정화시설에도 적용이 가능한바, 오폐수가 저장되어 있는 장소를 본 발명 침전조(40)로 사용하게 되면 기존 정화시설에 간편하게 적용할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 정화장치의 개략적인 구성을 보여주는 설치상태 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 정화장치의 설치상태 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 정화장치에 적용되는 유속조절망의 구성을 보여주는 예시도,

도 4는 본 발명에 의한 정화장치의 다른 실시예를 보여주는 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 소각 정화통, 12 : 소각파 발생기,

20a : 공급관, 20b : 연결관,

20c : 배출관 22 : 노즐,

30 : 배수덕트, 32 : 냉각수관,

40 : 침전조, 50 : 가스배출관,

60 : 순환수관, 62 : 펌프,

70 : 유속조절망, 80 : 발전기.

82 : 발전팬,

Claims (9)

1. 내부가 빈 것으로서 다수개가 마련되어 높이차를 두고 설치되는 소각 정화통(10);

   상기 소각 정화통(10)에 오폐수를 분사하는 공급관(20a);

   상기 소각 정화통(10)에 설치되어 극초단파나 고주파를 소각 정화통(10) 내부를 향해 발생시켜 상기 오폐수를 정화하는 소각파 발생기(12);

   상기 소각 정화통(10) 사이를 연결하며 위에 설치된 소각 정화통(10)을 통과한 오폐수를 아래에 설치되는 소각 정화통(10)에 분사하는 연결관(20b);

   상기 소각 정화통(10)을 통과한 오폐수가 배출되는 배출관(20c);

   상기 소각 정화통(10)에서 발생하는 수증기가 배출되되 발전기(80)가 설치되어 전기를 생산할 수 있게 구성된 배수덕트(30);로 구성되어,

   오폐수가 높이차를 두고 설치된 상기 소각 정화통(10)을 차례로 통과하면서 정화되고, 발전기(80)를 통해 생산된 전기를 정화장치에 공급하여 사용할 수 있게 구성된 것임을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 소각파 발생기(12)는 네 개가 한조를 이루어 소각 정화통(10) 몸체 외주면 사방(四方)에 설치되는 것임을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 공급관(20a)과 연결관(20b)의 말단에는 노즐(22)이 형성되어 오폐수를 비산(飛散)시켜 분사하게 구성된 것임을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 배수덕트(30)는 냉각수관(32)이 감겨 수증기를 응축시킬 수 있게 구성된 것임을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 소각 정화통(10)의 상단에는 가스배출관(50)이 형성되어 오폐수 정화과정에서 발생하는 가스를 배출할 수 있게 구성된 것임을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 배출관(20c)에 연결되어 소각 정화통(10)을 통과한 오폐수가 흘러들어 유기물이 침전되는 침전조(40)가 더 형성됨을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 침전조(40)에는 공급관(20)에 상단이 연결된 순환수관(60)이 형성되어 오폐수를 재차 처리 할 수 있게 구성된 것임을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.
8. 삭제
9. 제1 항 또는 제2 항 또는 제5 항 또는 제7 항에 있어서,

   상기 소각 정화통(10) 내부에는 오폐수의 흐름을 조절하는 유속조절망(70)이 더 형성되는 것임을 특징으로 하는 오폐수 소각 정화장치.

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