KR101233355B1 - Removal System of Recalcitrant Harmful Matter using Vessel for Advanced Oxidation Process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와류와 난류의 연속적인 상승작용에 의해 기액계면을 넓게 하고 오존과 원수의 접촉횟수를 증가시킴과 동시에 물보다 오존의 체류시간을 길게 하여 오존 용해효율을 향상시킴으로써, 하수처리 효율을 향상시켜 난분해성 유해물질도 효율적으로 제거할 수 있으면서도 제작 및 운용에 소요되는 비용 및 에너지를 절감할 수 있는 고효율의 오존 용해 성능을 가지는 반응조를 구비한 고도산화 수처리장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 원수와 오존간의 접촉에 의해 고도산화공정이 진행되는 오존 반응조(1)와, 상기 오존 반응조(1)에 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급기(4)를 포함하여 구성되며; 상기 오존 반응조(1)는, 통형상을 가지는 몸체의 횡단면을 차단하는 구획판(10)에 의해 그 높이 방향으로 복수개의 층으로 구획되어 있으며; 상기 구획판(10)의 하부면에는 유입관(11)이 하향으로 관통 연장되어 있고, 상기 구획판(10)의 아래 층 공간에 원수가 채워지게 되면, 상기 유입관(11)의 하단부는 원수의 수면 아래로 잠겨 있게 되어, 아래 층에 채워진 원수는 상기 유입관(11)을 통하여 구획판(10)의 위층 공간으로 이동하며; 상기 아래 층 공간에서 수면과 구획판(10) 하면 사이의 상부공간(20)은 오존이 채워져 수면에서 원수와 오존간의 지속적인 접촉이 이루어지는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 고도산화 수처리장치가 제공된다. The present invention broadens the gas-liquid interface by the continuous synergy of vortex and turbulence, increases the frequency of contact between ozone and raw water, and improves ozone dissolution efficiency by increasing the residence time of ozone than water, thereby improving sewage treatment efficiency. The present invention relates to a highly oxidized water treatment apparatus equipped with a reaction tank having a high-efficiency ozone dissolving ability capable of efficiently removing hardly decomposable harmful substances and reducing costs and energy required for manufacturing and operation.
The present invention comprises an ozone reactor (1) in which an advanced oxidation process is performed by contact between raw water and ozone, and a hydrogen peroxide supply (4) for supplying hydrogen peroxide to the ozone reactor (1); The ozone reactor 1 is partitioned into a plurality of layers in the height direction by a partition plate 10 for blocking a cross section of a body having a tubular shape; An inlet pipe 11 extends downwardly through the lower surface of the partition plate 10, and when raw water is filled in the lower floor space of the partition plate 10, the lower end of the inflow pipe 11 is raw water. Submerged below the water surface of, the raw water filled in the lower layer moves through the inlet pipe 11 to the space above the partition plate 10; The upper space 20 between the water surface and the lower surface of the partition plate 10 in the lower layer space is provided with an advanced oxidation water treatment device, characterized in that the ozone is filled to have a continuous contact between the raw water and the ozone on the water surface.

Description

고효율의 오존 용해 성능을 가지는 반응조를 구비한 고도산화 수처리장치{Removal System of Recalcitrant Harmful Matter using Vessel for Advanced Oxidation Process} Removal System of Recalcitrant Harmful Matter using Vessel for Advanced Oxidation Process

본 발명은 오염된 원수와 오존이 접촉하여 반응되도록 하여 오염물질이 제거되도록 하는 반응조를 구비한 고도산화 수처리장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 와류와 난류의 연속적인 상승작용에 의해 기액계면을 넓게 하고 오존과 원수의 접촉횟수를 증가시킴과 동시에 물보다 오존의 체류시간을 길게 하여 오존 용해효율을 향상시킴으로써, 하수처리 효율을 향상시켜 난분해성 유해물질도 효율적으로 제거할 수 있으면서도 제작 및 운용에 소요되는 비용 및 에너지를 절감할 수 있는 고효율의 오존 용해 성능을 가지는 반응조를 구비한 고도산화 수처리장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a highly oxidized water treatment apparatus having a reaction tank for removing contaminants by causing the contaminated raw water and ozone to react in contact with, and specifically, widen the gas-liquid interface by continuous synergy of vortex and turbulence. By increasing the number of contact between ozone and raw water, and by increasing the residence time of ozone than water, it improves ozone dissolution efficiency, which improves sewage treatment efficiency and efficiently removes decomposable harmful substances, The present invention relates to a highly oxidized water treatment apparatus having a reaction tank having a high-efficiency ozone dissolving performance capable of reducing costs and energy.

물의 수처리 방법, 즉 오염된 원수를 정화처리하는 방법으로서, 산화력이 강한 오존으로 원수에 포함되어 있는 오염물질이나 불순물을 제거하는 오존처리법이 알려져 있다. 즉, 산화력을 가지는 오존의 특성인 살균, 탈취, 탈색, 유기물-무기물과의 반응성 등을 이용하여 원수를 정화처리하는 것이다. 이러한 오존처리법은 기존의 염소 처리 등을 이용한 산화처리에 의한 수처리방법보다 정화효과가 탁월하다. 또한 오존은 철, 망간 등의 일부 중금속도 제거할 수 있는 기능을 가지고 있고, 페놀이나 기타 수중의 유기물질들에 대한 제거 효과도 탁월한 것으로 알려져 있다. 특히, 오존처리법에서 이용하는 수처리 공정으로서 대표적인 것은, 산화력에 영향을 주는 OH라디칼을 더욱 많이 생성시키기 위하여 오존과 동시에 과산화수소(H2O2)를 원수에 주입하여 산화력을 향상시킨 고도산화공정(AOP)이다. As a water treatment method of water, that is, a method for purifying contaminated raw water, an ozone treatment method for removing contaminants and impurities contained in raw water with oxidizing ozone is known. That is, the raw water is purified by using sterilization, deodorization, decolorization, reactivity with organic matter and inorganic matters, which are characteristics of ozone having oxidizing power. The ozone treatment method is superior to the water treatment method by the oxidation treatment using the conventional chlorine treatment and the like. Ozone also has the ability to remove some heavy metals, such as iron and manganese, and is known to be excellent in removing phenol and other organic substances in water. Particularly, the water treatment process used in the ozone treatment method is an advanced oxidation process (AOP) in which hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is injected into raw water simultaneously with ozone to generate more OH radicals that affect the oxidation power. to be.

그런데 이러한 고도산화공정을 이용한 오존처리법의 효율은 결국 오존과 원수의 접촉에 의해 좌우된다. 즉, 고도산화공정에 의한 정화처리 효율을 향상시키기 위해서는 오존과 원수의 접촉 기회를 증가시키고 접촉 시간도 증가시키는 것이 필요하다. However, the efficiency of the ozone treatment method using the advanced oxidation process is ultimately determined by the contact between ozone and raw water. In other words, in order to improve the purification efficiency by the advanced oxidation process, it is necessary to increase the contact opportunity of ozone and raw water and increase the contact time.

그러나 고도산화공정을 이용하는 종래의 고도산화 수처리장치에서는 오존과 원수의 접촉 기회 및 접촉 시간이 충분하지 못하여 패놀이나 기타 난분해성 유해물질의 제거에는 정화처리 효율이 높지 않다는 한계가 있었다. However, in the conventional advanced oxidation water treatment apparatus using the advanced oxidation process, the contact opportunity and contact time between ozone and raw water are not sufficient, and there is a limit that the purification efficiency is not high for the removal of phenol or other hardly decomposable harmful substances.

또한 종래의 고도산화 수처리장치에서 정화처리 효율을 높이려면 오존 가스 투입량을 증가시켜야 하는데, 오존 가스 투입량 증가는 결국 파괴처리해야 할 배오존량의 증가를 가져오게 되고, 그에 따라 수처리장치의 규모가 커지게 된다. 따라서 종래의 고도산화 수처리장치의 정화처리 효율 향상을 위해서는, 수처리장치의 구축 및 운용에 많은 비용이 소요되며, 수처리를 위해 사용되는 에너지도 증가되는 문제점이 발생하게 된다.
In addition, in order to increase the purification efficiency in the conventional high oxidation water treatment device, the ozone gas input amount must be increased, and the increase in the ozone gas input amount eventually leads to an increase in the amount of ozone to be destroyed, thereby increasing the size of the water treatment device. do. Therefore, in order to improve the purification treatment efficiency of the conventional highly oxidized water treatment device, the construction and operation of the water treatment device is expensive, and the energy used for the water treatment also increases.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 고도산화공정을 이용한 고도산화 수처리장치를 구현함에 있어서, 난분해성 유해물질도 효과적으로 제거할 수 있도록 높은 정화처리 효율을 발휘하면서도, 수처리장치의 구축 및 운용에 소요되는 비용을 줄일 수 있으며, 수처리를 위해 사용되는 오존의 량 및 에너지도 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, specifically, in implementing an advanced oxidation water treatment apparatus using an advanced oxidation process, it exhibits high purification treatment efficiency to effectively remove hardly decomposable harmful substances. At the same time, it is possible to reduce the cost of the construction and operation of the water treatment device, and to reduce the amount and energy of ozone used for water treatment.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 원수에 혼합될 오존을 공급하는 오존 공급기와, 정화처리될 원수와 상기 오존 공급기로부터 오존이 원수 공급관을 통해서 공급되어 원수와 오존간의 접촉에 의해 고도산화공정이 진행되는 오존 반응조와, 상기 오존 반응조에 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급기를 포함하여 구성되며; 상기 오존 반응조는, 통형상을 가지는 몸체의 횡단면을 차단하는 구획판이 내부에 높이를 달리하여 구비되어 있어, 오존 반응조가 그 높이 방향으로 복수개의 층으로 구획되어 있으며; 상기 구획판의 하부면에는 유입관이 하향으로 관통 연장되어 있고, 상기 구획판의 아래에 존재하는 아래 층 공간에 원수가 채워지게 되면, 상기 유입관의 하단부는 원수의 수면 아래로 잠겨 있게 되어, 아래 층에 채워진 원수는 상기 유입관을 통하여 구획판의 위쪽에 존재하는 위층 공간으로 이동하며; 상기 아래 층 공간에서 수면과 구획판 하면 사이의 상부공간은 오존이 채워져 수면에서 원수와 지속적으로 접촉되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 고도산화 수처리장치가 제공된다. In order to achieve the above object, in the present invention, the ozone supply for supplying ozone to be mixed with the raw water, and the raw water to be purified and ozone from the ozone supply is supplied through the raw water supply pipe and the advanced oxidation process by contact between the raw water and ozone An advanced ozone reactor and a hydrogen peroxide supplier for supplying hydrogen peroxide to the ozone reactor; The ozone reaction tank is provided with a partition plate for blocking a cross section of a body having a cylindrical shape at different heights, so that the ozone reaction tank is partitioned into a plurality of layers in the height direction thereof; The inlet pipe extends downwardly through the lower surface of the partition plate, and when the raw water is filled in the lower floor space existing below the partition plate, the lower end of the inflow pipe is locked below the surface of the raw water. Raw water filled in the lower layer moves through the inlet pipe to the upper space located above the partition plate; The upper space between the water surface and the lower surface of the partition plate in the lower layer space is provided with a highly oxidized water treatment apparatus, characterized in that the ozone is filled in continuous contact with the raw water on the water surface.

이러한 본 발명의 장치에 있어서, 나선형으로 꼬여 있는 관으로 이루어지고 상기 유입관의 상단부와 연통되어 상기 유입관을 통해서 위층의 공간으로 유입되는 오존이 섞인 원수가 와류와 난류의 형태로 상승되도록 하는 나선형 상승관이 상기 구획판의 상면에 더 돌출되어 구비될 수도 있다. In the apparatus of the present invention, the spiral is made of a spirally twisted tube and communicated with the upper end of the inlet pipe to mix the raw water mixed with ozone flowing into the upper layer through the inlet pipe in the form of vortex and turbulent flow The riser may be further protruded from the upper surface of the partition plate.

또한 상기한 본 발명의 장치에 있어서, 구획판으로 나누어진 오존 반응조의 각 공간에는 채워져 있는 물의 수위 아래 위치에는, 각 층의 공간에 채워진 물을 다시 원수 공급관으로 반송시키는 중간 반송관이 연결될 수도 있으며, 오존 반응조의 최상층에서 배출되는 처리수로부터 오존과 수분을 분리하게 되는 배오존 파괴기가 더 구비될 수도 있다. 또한, 오존 반응조의 최상층에서 배출되는 오존을 다시 오존 공급기로 순환시키는 오존 배출관이 상기 오존 반응조의 최상층에 연결될 수도 있다.
In the apparatus of the present invention described above, an intermediate conveying pipe for conveying the water filled in the space of each layer back to the raw water supply pipe may be connected to each space of the ozone reactor divided into partition plates. In addition, the ozone destroyer may separate the ozone and water from the treated water discharged from the uppermost layer of the ozone reactor. In addition, an ozone discharge pipe for circulating ozone discharged from the top layer of the ozone reactor back to the ozone supplier may be connected to the top layer of the ozone reactor.

본 발명에 의하면, 구체적으로 본 발명에서는 원수가 오존에 접촉되도록 하여 수처리할 때, 원수와 오존 가스가 접촉하게 되는 기액계면을 더욱 넓게 만들고, 원수와 오존의 접촉 횟수를 증가시키며, 물보다 오존의 체류시간이 더 길어지게 만들어 오존용해효율을 향상시켜 높은 정화처리 효율을 발휘하게 된다. According to the present invention, specifically, in the present invention, when the raw water is in contact with the ozone, the water-liquid interface in which the raw water and the ozone gas are in contact with each other is made wider, the number of times the raw water is in contact with the ozone is increased, and The longer the residence time, the better the ozone dissolution efficiency and the higher the purification efficiency.

이와 같이 본 발명에 따른 고도산화 수처리장치는 높은 정화처리 효율을 발휘하게 되므로, 페놀이나 기타 난분해성 유해물질도 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 따른 고도산화 수처리장치는, 종래보다 더 적은 양의 오존을 이용하여도 높은 정화처리 효율을 발휘하게 되므로, 장치의 구축 및 운용에 소요되는 비용이 줄어들게 되고, 수처리를 위해 사용되는 에너지도 크게 절감되어 친환경적인 수처리를 구현할 수 있게 된다.
As such, since the highly oxidized water treatment apparatus according to the present invention exhibits high purification treatment efficiency, it is possible to effectively remove phenol or other hardly decomposable harmful substances. In addition, the highly oxidized water treatment apparatus according to the present invention exhibits a high purification treatment efficiency even when using a smaller amount of ozone than in the prior art, thereby reducing the cost of constructing and operating the apparatus, and using energy for water treatment. In addition, it is possible to realize significant eco-friendly water treatment.

도 1은 본 발명에 따른 고도산화 수처리장치의 전체 구성을 보여주는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 오존 반응조의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 오존 반응조의 개략적인 단면도이다. Figure 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the advanced oxidation water treatment apparatus according to the present invention.
2 is a schematic perspective view of an ozone reactor according to the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of the ozone reactor of the present invention shown in FIG. 2.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby.

도 1에는 본 발명에 따른 고도산화 수처리장치의 전체 구성을 보여주는 모식도가 도시되어 있다. Figure 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the advanced oxidation water treatment apparatus according to the present invention.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 고도산화 수처리장치는, 원수에 혼합될 오존을 공급하는 오존 공급기(2)와, 상기 오존 공급기(2)로부터 공급되는 오존과 정화처리될 원수 사이에 와류 및 난류에 의해 연속적인 기액충돌이 일어나는 형태로 고도산화공정이 진행되는 오존 반응조(1)와, 고도산화공정을 마치고 상기 오존 반응조(1)로부터 배출되는 처리수로부터 오존과 수분을 분리하는 배오존 파괴장치(3)와, 상기 오존 반응조(1)에 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급기(4)를 포함하여 구성된다. As shown in the figure, the highly oxidized water treatment apparatus according to the present invention includes an ozone supplier 2 for supplying ozone to be mixed with raw water, a vortex between ozone supplied from the ozone supply 2 and raw water to be purified and Ozone reactor (1) in which advanced oxidation process proceeds in the form of continuous gas-liquid collision by turbulence, and ozone destruction that separates ozone and water from treated water discharged from ozone reactor (1) after advanced oxidation process It comprises a device 3 and a hydrogen peroxide supply 4 for supplying hydrogen peroxide to the ozone reactor 1.

구체적으로 정화처리될 원수는 오존공급기(2)로부터 공급되는 오존과 함께 오존 반응조(1)로 유입된다. 이 때, 오존 반응조(1)의 전단에 슬라이딩 인젝터(5)를 구비하여, 원수가 슬라이딩 인젝터(5)로 유입되도록 하고, 그와 동시에 오존공급기2)로부터 공급되는 오존 가스도 슬라이딩 인젝터(5)로 유입되도록 할 수 있다. 원수가 슬라이딩 인젝터(5)로 유입되면, 슬라이딩 인젝터(5)에 구비된 선회노즐 및 메인노즐을 통화면서 오존과 함께 빠른 선회류를 형성하여 안개처럼 분쇄되어 에멀젼 상태로 만들어진 상태로 원수와 오존이 오존 반응조(1)로 유입된다. 상기 슬라이딩 인젝터(5)는 이미 공지된 것으로서, 본 발명에서는 필요에 따라 구비되는 것이며, 생략도 가능하다. 도 1에서 도면기호 M은 원수가 이동되도록 하는 가압펌프(M)이다. 본 발명에서 상기 오존공급기(2)는 오존을 저장하고 있는 오존 탱크일 수도 있지만, 실시간으로 발생시키는 오존 발생기로 구성될 수도 있다. Specifically, the raw water to be purified is introduced into the ozone reaction tank 1 together with the ozone supplied from the ozone supplier 2. At this time, the sliding injector 5 is provided at the front end of the ozone reaction tank 1 so that raw water flows into the sliding injector 5, and at the same time, the ozone gas supplied from the ozone supply 2 is also sliding injector 5. Can be introduced into the When raw water flows into the sliding injector (5), while passing through the rotating nozzle and the main nozzle provided in the sliding injector (5) to form a rapid swirl flow with ozone, the raw water and ozone are crushed like an emulsion and made into an emulsion state It flows into the ozone reactor 1. The sliding injector 5 is already known and is provided as necessary in the present invention, and may be omitted. In FIG. 1, reference numeral M denotes a pressure pump M for moving raw water. In the present invention, the ozone supplier 2 may be an ozone tank that stores ozone, but may be configured as an ozone generator for generating in real time.

위에서 설명한 것처럼, 정화처리될 원수는, 정화에 이용되는 오존과 함께 오존 반응조(1)로 이동하게 된다. 또한 과산화수소 공급기(4)로부터 과산화수소가 오존 반응조(1)로 주입된다. 따라서 오존 반응조(1)에서는 과산화수소 공급기(4)로부터 공급되는 과산화수소의 존재하에 오존과 원수 사이의 접촉이 일어나서 고도산화공정이 진행된다. As described above, the raw water to be purified is moved to the ozone reactor 1 together with the ozone used for purification. In addition, hydrogen peroxide is injected into the ozone reactor 1 from the hydrogen peroxide supply 4. Therefore, in the ozone reactor 1, contact between ozone and raw water occurs in the presence of hydrogen peroxide supplied from the hydrogen peroxide supply 4, and the advanced oxidation process proceeds.

본 발명에서는 이러한 고도산화공정의 효율을 더욱 높이기 위하여 상기 오존 반응조(1)가 다음과 같은 구성을 가지고 있다. In the present invention, in order to further increase the efficiency of the advanced oxidation process, the ozone reactor 1 has the following configuration.

도 2에는 본 발명에 따른 오존 반응조(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2에 도시된 본 발명의 오존 반응조(1)의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. FIG. 2 is a schematic perspective view of the ozone reactor 1 according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the ozone reactor 1 of the present invention shown in FIG. 2.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 오존 반응조(1)에는, 통형상 몸체의 횡단면을 차단하는 한 개 또는 2개 이상의 구획판(10)이 내부에 높이를 달리하여 구비되어 있다. 따라서 본 발명의 오존 반응조(1)는 그 높이 방향으로 복수개의 공간으로 구획되어 있다. 각각의 구획판(10) 하부면에는 유입관(11)이 하향으로 관통 연장되어 있으며, 상기 유입관(11)의 하단부는 구획판(10)으로 나누어진 공간에 채워져 있는 물에 잠겨 있다. 상기 유입관(11)의 상단부에는 나선형 상승관(12)이 연통된 상태로 연결되어 있다. 상기 나선형 상승관(12)은 유입관(11)을 통해서 상층의 공간으로 유입되는 오존이 섞인 원수가 와류와 난류의 형태로 상승되도록 하는 부재로서, 예를 들어 도면에 도시된 것처럼, 나선형으로 꼬여져 있는 관으로 이루어져 상기 구획판(10)의 상면 위로 돌출되어 설치될 수 있다. As shown in the figure, in the ozone reactor 1 according to the present invention, one or two or more partition plates 10 for blocking the cross section of the cylindrical body are provided with different heights. Therefore, the ozone reaction tank 1 of this invention is divided into several space in the height direction. An inlet pipe 11 extends downwardly through the lower surface of each partition plate 10, and the lower end of the inflow pipe 11 is immersed in water filled in a space divided by the partition plate 10. The upper end of the inlet pipe 11 is connected in a spiral communication pipe 12 in a state of communication. The spiral riser 12 is a member for allowing ozone-mixed raw water flowing into the upper space through the inlet 11 to rise in the form of vortices and turbulent flows, for example, as shown in the drawing, spirally twisted. Consists of a pipe can be installed to protrude over the upper surface of the partition plate 10.

구획판(10)으로 나누어진 오존 반응조(1)의 각 공간에는 채워져 있는 물의 수위 아래 위치에 중간 반송관(13)이 연결되어 있다. 상기 중간 반송관(13)의 타단은, 원수와 오존을 오존 반응조(1)로 공급하는 원수 공급관(16)에 개별적으로 연결될 수도 있지만, 도면에 도시된 것처럼, 복수개의 중간 반송관(13)의 타단은 통합 반송관(14)에 연결되고 상기 통합 반송관(14)이 상기 원수 공급관(16)에 연결될 수도 있다. 상기 원수 공급관(16)은 도면에 도시된 것처럼, 오존 반응조(1)의 최하층 공간 바닥에 연결될 수도 있는데, 이 경우, 상기 오존 반응조(1)의 최하층 공간 바닥에는 나선형 상승관(12)을 설치하고, 상기 원수 공급관(16)이 상기 나선형 상승관(12)에 연결되도록 하는 것이 바람직하다.  In each space of the ozone reactor 1 divided by the partition plate 10, the intermediate | middle conveyance pipe 13 is connected to the position below the water level of the filled water. The other end of the intermediate conveying pipe 13 may be separately connected to the raw water supply pipe 16 for supplying raw water and ozone to the ozone reactor 1, but as shown in the drawing, the plurality of intermediate conveying pipes 13 The other end may be connected to the integrated conveying pipe 14 and the integrated conveying pipe 14 may be connected to the raw water supply pipe 16. The raw water supply pipe 16 may be connected to the bottom of the bottom space of the ozone reactor 1, as shown in the figure, in this case, the spiral bottom pipe 12 is installed at the bottom of the bottom space of the ozone reactor 1 Preferably, the raw water supply pipe 16 is connected to the spiral rising pipe 12.

오존 반응조(1)의 최상층 공간에는 처리수 배출관(17)이 연결되는데, 상기 처리수 배출관(17)의 하단부는 오존 반응조(1)의 최상층 공간에 채워진 물에 잠겨 있다. 또한 오존 반응조(1)의 최상층 공간에는 오존 배출관(15)이 연결되어 있다. The treatment water discharge pipe 17 is connected to the uppermost space of the ozone reactor 1, and the lower end of the treatment water discharge pipe 17 is immersed in the water filled in the space of the uppermost floor of the ozone reactor 1. In addition, the ozone discharge pipe 15 is connected to the uppermost space of the ozone reactor 1.

이와 같은 구성의 본 발명에 따른 오존 반응조(1)에서는 우선 원수 공급관(16)을 통해서 원수와 오존이 오존 반응조(1)의 최하층 공간으로 유입된다. 이 때, 도면에 도시된 것처럼, 상기 원수 공급관(16)이 상기 오존 반응조(1)의 최하층 공간 바닥에 설치된 나선형 상승관(12)에 연결되어 있는 경우, 오존 반응조(1)로 공급되는 원수와 오존은 나선형 상승관(12)의 나선형상에 의해 회오리를 만들면서 상승하게 된다. 즉, 오존 반응조(1)의 구획된 공간으로 유입되는 원수와 오존은 와류와 난류를 이루면서 상승하게 되는 것이다. 따라서 오존 반응조(1) 내에서 오존과 원수가 고르게 혼합되면서 오존과 원수의 접촉회수가 증가하게 된다. 도 2 및 도 3에서는 편의상 도시를 생략하였지만, 과산화수소 공급기(4)로부터 연장된 과산화수소 공급관이 오존 반응조(1)의 최하층에 연결되어 오존 반응조(1)의 최하층에 과산화수소가 공급된다. In the ozone reactor 1 according to the present invention having such a configuration, raw water and ozone are first introduced into the lowermost space of the ozone reactor 1 through the raw water supply pipe 16. At this time, as shown in the figure, when the raw water supply pipe 16 is connected to the spiral rising pipe 12 provided at the bottom of the bottom space of the ozone reactor 1, and the raw water supplied to the ozone reactor 1 Ozone rises while creating a whirlwind by the spiral phase of the spiral riser 12. That is, the raw water and ozone flowing into the partitioned space of the ozone reactor 1 rise while forming a vortex and a turbulent flow. Therefore, as the ozone and the raw water are evenly mixed in the ozone reactor 1, the contact frequency of the ozone and the raw water increases. Although not shown in FIG. 2 and FIG. 3 for convenience, the hydrogen peroxide supply pipe extending from the hydrogen peroxide supply 4 is connected to the lowermost layer of the ozone reactor 1 so that hydrogen peroxide is supplied to the lowest layer of the ozone reactor 1.

오존 반응조(1)의 최하층 공간으로 원수가 계속 유입되면서 최하층 공간에서의 수위가 중간 반송관(13)의 연결 높이 이상이 되면서, 오존과 혼합된 원수는 중간 반송관(13)을 통해서 배출되어 다시 원수 공급관(16)으로 반송되며, 새로운 원수 및 오존과 함께 다시 오존 반응조(1)의 최하층 공간으로 유입된다. 즉, 오존과 접촉하여 고도산화공정이 진행된 원수의 일부는 계속 순환하여 다시 오존 반응조로 유입되는 것이다. 따라서 정화효율이 크게 향상된다. 특히, 후술하는 것처럼, 상부공간(20)에 채워져 있던 오존이 수면에서 계속하여 원수에 용해되며, 상기 중간 반송관(13)은 수면 가까이에 위치하므로, 오존과의 접촉에 의해 오존이 녹아 있는 원수가 중간 반송관(13)을 통해서 반송되어 다시 오존 반응조(1)로 유입되므로, 원수와 오존과의 접촉시간도 그만큼 늘어나게 되어 오존에 의한 정화효율이 월등이 높아지는 효과가 발휘된다. 도 3에서 화살표는 원수가 순환되는 것을 보여준다. As the raw water continues to flow into the lowermost space of the ozone reactor 1, the water level in the lowermost space becomes more than the connection height of the intermediate conveying pipe 13, and the raw water mixed with ozone is discharged through the intermediate conveying pipe 13 and again. It is returned to the raw water supply pipe 16, and flows into the lowermost space of the ozone reactor 1 together with fresh raw water and ozone. In other words, part of the raw water that has undergone advanced oxidation in contact with ozone continues to circulate and flow back into the ozone reactor. Therefore, the purification efficiency is greatly improved. In particular, as will be described later, the ozone filled in the upper space 20 is continuously dissolved in the raw water at the surface of the water, and the intermediate conveying pipe 13 is located near the surface of the water, and thus the raw water in which ozone is dissolved by contact with the ozone. Since the gas is conveyed through the intermediate conveying pipe 13 and flowed back into the ozone reaction tank 1, the contact time between the raw water and the ozone also increases, and the purification efficiency by ozone is improved. Arrows in FIG. 3 show that the enemies are circulated.

한편, 오존 반응조(1)의 최하층 공간에 유입된 원수의 수위가 더 높아지게 되고, 최하층 공간의 천정면을 이루는 구획판(10)의 하면에 돌출되어 구비된 상기 유입관(11)의 하단부가 최하층 공간을 채운 원수 내에 잠기게 되는데, 원수의 수면과 상기 구획판(10) 사이에 존재하는 공간 즉, 부재번호 20번으로 표시된 상부공간(20)에는 오존 가스가 채워져 있으므로, 원수 공급관(16)을 통한 지속적인 원수와 오존의 공급에 의해, 최하층 공간의 압력이 높아지면서 최하층 공간에 채워졌던 원수는 상기 유입관(11)을 통하여, 오존 반응조(1)의 아래에서 두 번째 층에 위치하는 공간(편의상 "2층 공간"이라고 약칭한다)으로 유입된다. 이 때, 상기 구획판(10)의 상면에는 나선형 상승관(12)이 돌출되어 있고, 상기 구획판(10) 하면에 구비된 유입관(11)의 상단부는 나선형 상승관(12)과 연결되어 있으므로, 상기 유입관(11)을 통하여 최하층의 공간으로부터 2층 공간으로 유입되는 원수는 상기 나선형 상승관(12)을 지나면서 회오리 형태를 이루어서 상승하게 된다. 즉, 위, 아래에 위치하는 2개의 공간에서 아래층 공간으로부터 위층 공간으로 상승되어 오는 원수와 오존은 나선형 상승관(12)에 의해 와류와 난류를 이루면서 2층 공간 내에서 상승하게 되고, 그에 따라 오존과 원수가 고르게 혼합되면서 오존과 원수의 접촉회수가 증가하게 되는 것이다. On the other hand, the water level of the raw water introduced into the lowermost space of the ozone reactor 1 is higher, and the lower end of the inflow pipe 11 provided on the lower surface of the partition plate 10 forming the ceiling surface of the lowermost space is the lowest layer. The water is filled in the raw water filled in the space, because the space existing between the water surface of the raw water and the partition plate 10, that is, the upper space 20 indicated by the reference number 20 is filled with ozone gas, the raw water supply pipe 16 Due to the continuous supply of raw water and ozone through, the pressure of the lowermost space is increased and the raw water filled in the lowermost space is located in the second layer under the ozone reactor 1 through the inlet pipe 11 (for convenience). (Abbreviated as "two-story space"). At this time, the spiral upward tube 12 protrudes from the upper surface of the partition plate 10, the upper end of the inlet pipe 11 provided on the lower surface of the partition plate 10 is connected to the spiral upward tube 12 Therefore, the raw water flowing into the second floor space from the space of the lowest floor through the inlet pipe 11 is raised in a whirlwind form while passing through the spiral rising pipe 12. That is, raw water and ozone rising from the lower space to the upper space in the two spaces located above and below rise in the two-story space while forming a vortex and turbulence by the spiral riser 12. As the raw water and the raw water are evenly mixed, the contact frequency between the ozone and the raw water increases.

한편, 최하층의 공간에서는 상부공간(20)에 오존 가스가 채워져 있고, 상부공간(20)에 채워진 오존 가스는 수면에서 원수와 지속적으로 접촉하고 있다. 이러한 상태에서 원수 공급관(16)을 통한 지속적인 원수와 오존의 공급이 이루어지므로, 상부공간(20)에도 압력이 존재하게 되고, 이러한 압력에 의해 상부공간(20)을 채우고 있는 오존 가스는 접촉하고 있던 수면을 통해서 다시 원수로 용해된다. 즉, 본 발명에서는 상부공간(20)을 이용하여 오존이 물보다 더 오래 동안 체류하고 있는 것이며, 상부공간(20)에 채워져 있던 오존 가스는 원수와 지속적으로 수면 접촉을 하면서 다시 원수로 용해되는 것이다. On the other hand, in the lowermost space, the ozone gas is filled in the upper space 20, and the ozone gas filled in the upper space 20 is continuously in contact with the raw water at the water surface. In this state, since the raw water and ozone are continuously supplied through the raw water supply pipe 16, pressure exists in the upper space 20, and the ozone gas filling the upper space 20 is in contact with the pressure. It dissolves back into raw water through the water. That is, in the present invention, the ozone is staying longer than the water by using the upper space 20, and the ozone gas filled in the upper space 20 is dissolved again into the raw water while continuously contacting the surface with the raw water. .

오존 반응조(1)의 최하층 공간에 채워졌던 원수는 상기 유입관(11) 및 나선형 상승관(12)을 통하여, 오존 반응조(1)의 2층 공간으로 유입되어 채워지면서, 앞서 최하층 공간과 관련하여 살펴본 것처럼, 오존과 혼합된 원수의 중간 반송관(13)을 통한 배출 및 재순환이 이루어지고, 2층 공간의 천정면을 이루는 구획판(10)에 구비된 유입관(11)과 그에 연통된 나선형 상승관(12)에 의한 난류와 와류 상태의 2층 공간의 위쪽 공간 즉, 3층 공간으로의 유입 과정이 이루어진다. Raw water that has been filled in the lowermost space of the ozone reactor 1 is introduced into and filled with the two-layer space of the ozone reactor 1 through the inlet pipe 11 and the spiral rising pipe 12, and in relation to the lowermost floor space. As shown, the discharge and recirculation through the intermediate conveying pipe 13 of the raw water mixed with ozone is made, and the inlet pipe 11 provided in the partition plate 10 forming the ceiling surface of the two-story space and the spiral in communication therewith. The inflow process into the upper space of the two-story space in the turbulent and vortex state, that is, the three-story space, is performed by the riser 12.

이와 같이 구획판(10)에 의해 복수개로 구획된 오존 반응조(1)의 각 층 공간에서는 아래로부터 순차적으로, 오존과 혼합된 원수에 의해 채워지고, 오존과 혼합된 원수의 중간 반송관(13)을 통한 배출 및 재순환이 이루어지고, 해당 층 공간의 천정면을 이루는 구획판(10)에 구비된 유입관(11)과 그에 연통된 나선형 상승관(12)에 의한 난류와 와류 상태의 상층 공간으로의 유입이 반복하여 이루어진다.In this manner, each floor space of the ozone reactor 1 divided into a plurality of partition plates 10 is filled with raw water mixed with ozone sequentially from below, and the intermediate conveying tube 13 of raw water mixed with ozone is provided. Discharge and recirculation through the inlet and into the upper space of the turbulent and vortex state by the inlet pipe 11 provided in the partition plate 10 forming the ceiling surface of the corresponding floor space and the spiral rising pipe 12 connected thereto. Inflow is repeated.

오존 반응조(1)의 최상층 공간에서는 처리수 배출관(17)이, 그 하단부가 오존 반응조(1)의 최상층 공간에 채워진 물에 잠겨 있다. 따라서 최상층 공간에서 고도산화공정을 마친 처리수는 처리수 배출관(17)을 통해서 오존 반응조(1) 외부로 배출된다. 배출된 처리수는 배오존 파괴기(3)를 거치면서 처리수에 포함되어 있던 오존을 수분으로부터 분리하게 된다. 따라서 오존의 무단 방출이 방지되어 오존으로 인한 환경오염 발생을 예방할 수 있게 된다. In the uppermost space of the ozone reactor 1, the treated water discharge pipe 17 is immersed in water filled at its lower end in the uppermost space of the ozone reactor 1. Therefore, the treated water which has completed the advanced oxidation process in the uppermost space is discharged to the outside of the ozone reactor 1 through the treated water discharge pipe 17. The discharged treated water separates the ozone contained in the treated water from the water while passing through the ozone destroyer (3). Therefore, unauthorized release of ozone can be prevented, thereby preventing the occurrence of environmental pollution due to ozone.

한편, 오존 반응조(1)의 최상층 공간에는 오존 배출관(15)이 연결되어 있어서, 최상층 공간에서 원수의 수면과 최상층 공간의 천정면 사이에 형성되는 상부공간(20) 내에서의 오존 압력이 일정 이상이 되면 상기 오존 배출관(15)을 통해서 오존 반응조(1) 외부로 배출된다. 도 1에 도시된 것처럼, 오존 배출관(15)을 통해서 배출된 오존을 다시 오존 공급기(2)로 순환시켜 재활용할 수도 있다. On the other hand, the ozone discharge pipe 15 is connected to the uppermost space of the ozone reactor 1, so that the ozone pressure in the upper space 20 formed between the water surface of the raw water and the ceiling surface of the uppermost space in the uppermost space is not less than a certain level. In this case, the ozone discharge pipe 15 is discharged to the outside of the ozone reactor 1. As illustrated in FIG. 1, ozone discharged through the ozone discharge pipe 15 may be recycled to the ozone supply 2 again.

이와 같이, 본 발명에서는 오존 반응조(1)가 다층의 공간으로 구획되어 있고, 각 층의 상부공간(20)에는 오존 가스가 상존하여 지속적으로 원수의 수면과 접촉하게 되어 다시 원수로 용해되므로, 오존 반응조(1)에 담겨 있는 원수의 오존 용해효율이 증가되며 그에 따라 오존에 의한 원수의 정화효율이 크게 향상되어 난분해성 유해물질도 효율적으로 제거할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. As described above, in the present invention, the ozone reactor 1 is partitioned into a multi-layered space, and ozone gas is continuously present in the upper space 20 of each layer and continuously contacts the water surface of the raw water, and thus dissolved in raw water. The ozone dissolution efficiency of the raw water contained in the reaction tank (1) is increased and accordingly, the purification efficiency of the raw water by ozone is greatly improved, thereby effectively removing the hardly decomposable harmful substances.

또한, 위와 같이 오존 반응조(1)에 오존 가스가 계속하여 존재하고 지속적으로 원수에 다시 용해되므로, 원수의 정화처리를 위한 오존 가스 투입량을 줄일 수 있게 된다. 오존 가스 투입량이 감소되므로, 그만큼 파괴 처리해야 할 배오존량도 줄어들게 되고, 그에 따라 수처리장치의 규모도 축소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수처리장치의 구축 및 운용에 소요되는 비용과 에너지도 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. In addition, since ozone gas is continuously present in the ozone reaction tank 1 and continuously dissolved again in the raw water, the amount of ozone gas input for the purification process of the raw water can be reduced. As the amount of ozone gas input is reduced, the amount of ozone to be destroyed is reduced, and accordingly, the size of the water treatment device can be reduced, and the cost and energy required for the construction and operation of the water treatment device can be reduced. The effect is exerted.

특히, 본 발명에서는 오존 반응조(1)가 다층의 공간으로 구획되어, 각 층에서 오존과 접촉하여 고도산화공정이 진행되고 상부공간(20)에 채워진 오존과의 접촉에 의해 많은 양의 오존이 녹아 있는 원수가 배출된 후 다시 오존 반응조(1)로 유입되어 순환하게 되므로 오존에 의한 정화효율이 월등이 높아지는 효과가 발휘되며, 정화를 위해 필요한 오존 가스 투입량도 줄일 수 있게 된다. In particular, in the present invention, the ozone reaction tank 1 is partitioned into a multi-layered space, and in contact with the ozone in each layer, an advanced oxidation process proceeds, and a large amount of ozone is melted by the contact with the ozone filled in the upper space 20. Since the raw water is discharged and flowed back into the ozone reactor (1), the effect of increasing the purification efficiency by ozone is exerted, and the amount of ozone gas required for purification can be reduced.

도면 및 위에서 설명한 실시예에서는 오존 반응조(1)가 3개의 층으로 구획되는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 오존 반응조(1)의 층은 3층에 한정되지 아니하며, 오존 반응조(1)의 크기 등에 따라 2개 층으로만 구획하거나 또는 4층 이상으로 구획할 수 있다.
In the drawings and the above-described embodiment, the ozone reactor 1 is described as being divided into three layers. However, the layer of the ozone reactor 1 according to the present invention is not limited to the three layers, and the size of the ozone reactor 1 is not limited thereto. Therefore, it can be partitioned into two layers only or four or more layers.

1: 오존 반응조
10: 구획판
11: 상승관
12: 나선형 유입관1: ozone reactor
10: partition plate
11: Ascent tube
12: spiral inlet tube

Claims (5)

원수에 혼합될 오존을 공급하는 오존 공급기(2)와, 정화처리될 원수와 상기 오존 공급기(2)로부터 오존이 원수 공급관(16)을 통해서 공급되어 원수와 오존간의 접촉에 의해 고도산화공정이 진행되는 오존 반응조(1)와, 상기 오존 반응조(1)에 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급기(4)를 포함하여 구성되며;
상기 오존 반응조(1)는, 통형상을 가지는 몸체의 횡단면을 차단하는 구획판(10)이 내부에 높이를 달리하여 구비되어 있어, 오존 반응조(1)가 그 높이 방향으로 복수개의 층으로 구획되어 있으며;
상기 구획판(10)의 하부면에는 유입관(11)이 하향으로 관통 연장되어 있고, 상기 구획판(10)의 아래 층 공간에 원수가 채워지게 되면, 상기 유입관(11)의 하단부는 원수의 수면 아래로 잠겨 있게 되어, 아래 층에 채워진 원수는 상기 유입관(11)을 통하여 구획판(10)의 위층 공간으로 이동하며;
상기 아래 층 공간에서 수면과 구획판(10) 하면 사이의 상부공간(20)은 오존이 채워져 수면에서 원수와 오존간의 지속적인 접촉이 이루어지고;
나선형으로 꼬여 있는 관으로 이루어진 나선형 상승관(12)이 상기 구획판(10)의 상면에 돌출된 상태로 상기 유입관(11)의 상단부와 연통되어 설치되어, 상기 유입관(11)을 통해서 위층의 공간으로 유입되는 오존이 섞인 원수가 와류와 난류의 형태로 상승되며;
구획판(10)으로 나누어진 오존 반응조(1)의 각 층에 채워지는 원수의 수위 아래 위치에는, 각 층의 공간에 채워진 원수를 다시 원수 공급관(16)으로 반송시키는 중간 반송관(13)이 연결되어 있어서, 오존과 혼합된 원수가 상기 중간 반송관(13)을 통해서 원수 공급관(16)으로 배출되어 상기 원수 공급관(16)을 통해서 공급되는 새로운 원수 및 오존과 함께 다시 오존 반응조(1)의 최하층 공간으로 유입되며;
상기 오존 반응조(1)의 최상층에 연결된 오존 배출관(15)이 오존 공급기(2)와 연결되어 있어서, 오존 반응조(1)의 최상층에서 배출되는 오존을 상기 오존 배출관(15)에 의해 다시 오존 공급기(2)로 순환시키는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 고도산화 수처리 장치.
The ozone supply unit 2 supplies ozone to be mixed with the raw water, and the ozone is supplied from the raw water to be purified and the ozone supply unit 2 through the raw water supply pipe 16, and the advanced oxidation process proceeds by contact between the raw water and the ozone. An ozone reactor 1, and a hydrogen peroxide supply 4 for supplying hydrogen peroxide to the ozone reactor 1;
The ozone reactor 1 is provided with a partition plate 10 for blocking a cross section of a body having a cylindrical shape at different heights, and the ozone reactor 1 is partitioned into a plurality of layers in the height direction thereof. And;
An inlet pipe 11 extends downwardly through the lower surface of the partition plate 10, and when raw water is filled in the lower floor space of the partition plate 10, the lower end of the inflow pipe 11 is raw water. Submerged below the water surface of, the raw water filled in the lower layer moves through the inlet pipe 11 to the space above the partition plate 10;
The upper space 20 between the water surface and the lower surface of the partition plate 10 in the lower layer space is filled with ozone to make continuous contact between the raw water and ozone on the water surface;
Spiral elevating tube (12) made of spirally twisted tube is installed in communication with the upper end of the inlet pipe (11) in a state protruding on the upper surface of the partition plate 10, the upper layer through the inlet pipe (11) Ozone-mixed raw water entering the space of is raised in the form of vortex and turbulence;
In the position below the water level of the raw water filled in each layer of the ozone reactor 1 divided by the partition plate 10, the intermediate conveying pipe 13 which returns the raw water filled in the space of each layer to the raw water supply pipe 16 again is Connected, the raw water mixed with ozone is discharged to the raw water supply pipe 16 through the intermediate conveying pipe 13 and again with the fresh raw water and ozone supplied through the raw water supply pipe 16 to the ozone reactor 1 again. Flows into the lowest space;
The ozone discharge pipe 15 connected to the uppermost layer of the ozone reactor 1 is connected to the ozone supplier 2 so that the ozone discharged from the uppermost layer of the ozone reactor 1 is again supplied by the ozone discharge pipe 15. 2) Advanced oxidation water treatment device having a configuration to circulate in.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
오존 반응조(1)의 최상층에서 배출되는 처리수로부터 오존과 수분을 분리하게 되는 배오존 파괴기(3)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고도산화 수처리장치.
The method of claim 1,
Advanced ozone water treatment apparatus, characterized in that it further comprises an ozone destroyer (3) for separating ozone and water from the treated water discharged from the uppermost layer of the ozone reactor (1).
삭제delete
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