KR101266846B1

KR101266846B1 - Apparatus of ozone water treatment using enhanced contacting equipments

Info

Publication number: KR101266846B1
Application number: KR1020100088619A
Authority: KR
Inventors: 최영규
Original assignee: 최영규
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2013-05-23
Also published as: KR20120026415A

Abstract

원수와 오존 가스의 보유 에너지를 이용하여 원수와 오존 가스 간에 접촉 반응을 촉진시켜 처리 효율을 개선하고, 오존 가스의 사용량을 최소화하여 처리 비용을 절감하기 위한 오존 수처리 장치가 개시된다. 이를 위하여, 본 발명은 처리 대상의 원수를 저류 공급하는 원수 수조; 상기 원수 수조로부터 공급된 원수를 이송받고, 오존 발생기에 의해 생성된 오존 가스의 보유 에너지를 이용하여 이송된 상기 원수에 상기 오존 가스를 초미세 기포로 주입하여 원수와 오존 가스 간 접촉 반응을 일으켜 오존 처리하는 오존 주입기; 상기 오존 주입기에서 생성된 오존 혼합수를 계속 이송하면서 오존 혼합수의 보유 에너지 사용을 최소화 하고, 원수와 오존 가스 간 기액 접촉을 증진시키는 기액 접촉 반응기; 및 상기 기액 접촉 반응기의 기액 접촉에 의해 생성된 오존 처리수를 밀폐된 공간에서 상.하 월류시키며, 이어진 개방된 공간에서 월류된 오존 처리수 중 유해 가스를 상측으로 배출하고, 나머지 오존 처리수를 더 월류시키는 월류식 처리 수조를 포함한다.
이에, 본 발명은 상,하류에 의한 분산의 감소화와 처리 수질의 균질화를 기하여 처리 시간을 크게 단축할 수 있으며, 오존 처리 효율의 극대화 및 사용 에너지 저감 등으로 운전 비용을 크게 절감하는 효과를 실현하게 된다.Disclosed is an ozone water treatment apparatus for improving treatment efficiency by promoting contact reaction between raw water and ozone gas by using reserve energy of raw water and ozone gas, and reducing treatment cost by minimizing the use of ozone gas. To this end, the present invention is a raw water tank for storing and supplying raw water to be treated; The raw water supplied from the raw water tank is transferred, and the ozone gas is injected into the raw water transferred by using the holding energy of the ozone gas generated by the ozone generator by ultra-bubble to cause a contact reaction between the raw water and the ozone gas to cause ozone. Ozone injector processing; A gas-liquid contacting reactor which minimizes the use of energy stored in the ozone-mixed water and continuously promotes the gas-liquid contact between the raw water and the ozone gas while continuously transporting the ozone-mixed water generated by the ozone injector; And up and down the ozone treated water generated by the gas-liquid contact of the gas-liquid contacting reactor in a closed space, and discharges harmful gas in the ozone-treated water that has been overflowed in the open space to the upper side and discharges the remaining ozone-treated water. It also includes a overflow treatment tank to further overflow.
Accordingly, the present invention can greatly reduce the treatment time by reducing dispersion and homogenization of the treated water quality by upstream and downstream, realizing the effect of greatly reducing the operating cost by maximizing the ozone treatment efficiency and reducing the energy used. Done.

Description

Ozone water treatment unit using reinforced contact device {APPARATUS OF OZONE WATER TREATMENT USING ENHANCED CONTACTING EQUIPMENTS}

본 발명은 강화된 접촉 장치를 사용한 오존 수처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 원수와 오존 가스의 보유 에너지를 이용하여 원수와 오존 가스 간에 접촉 반응을 촉진하며, 오존 가스의 유출을 최대한 방지하여 처리 효율을 개선하고, 오존 가스의 사용량을 최소화하여 처리 비용을 절감하기 위한 오존 수처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ozone water treatment apparatus using an enhanced contact device, and more particularly, to promote contact reaction between raw water and ozone gas by using the reserve energy of raw water and ozone gas, and to prevent the outflow of ozone gas as much as possible. The present invention relates to an ozone water treatment apparatus for improving treatment efficiency and minimizing the amount of ozone gas used to reduce treatment costs.

일반적으로, 오존을 이용한 수처리 방법은 오존의 강력한 산화, 분해력을 활용하여 상하수도, 오폐수 처리 등에서 활용되고 있다.In general, the water treatment method using ozone is utilized in water and sewage, wastewater treatment using the strong oxidation and decomposition of ozone.

수처리 분야에서는 오존 가스의 주입, 접촉 및 반응을 통해 오염수를 정화하기 위하여, 오존 가스 주입 방식으로서 산기 방식, 인젝터(injector) 방식, 가압펌프 방식, 터빈 믹서 방식, 유튜브(U-Tube) 방식 등이 있으나, 대부분 원수와 오존 가스의 보유 에너지를 활용하지 못하고 있는 실정이다.In the field of water treatment, in order to purify contaminated water through the injection, contact and reaction of ozone gas, the ozone gas injection method includes an air disperser method, an injector method, a pressurized pump method, a turbine mixer method, a U-Tube method, etc. However, most of them do not utilize the energy of the raw water and ozone gas.

미세기포 공급 방식인 산기식인 경우에는 미세기포 크기가 크고, 산기관의 기포구 막힘, 기포크기 조정 곤란, 단로 및 채널링(channeling) 현상 발생 등이 산기관 자체에서 많이 발생되는 문제점이 있었고, 아울러, 산기식 수처리조의 흐름이 불균일하여 분산이 매우 크며, 처리시간이 이론적인 처리시간의 20%~60%로 매우 낮으며, 상부에 공간이 많아 오존 가스의 유출을 방치하고 있어 처리에 에너지와 오존 가스가 많이 사용되는 문제점이 있으며, 오존 처리 효율은 낮고, 배오존 가스 처리에 많은 비용이 발생하는 등 문제점이 계속 노출되고 있는 실정이다.In the case of the acid bubble type of the micro bubble supply method, the size of the fine bubble is large, there is a problem that the air bubble block of the diffuser, difficulty in adjusting the bubble size, disconnection and channeling phenomenon occur in the diffuser itself, Dispersion is very large due to uneven flow of acidic water treatment tank, and treatment time is very low, from 20% to 60% of theoretical treatment time. There is a problem that is used a lot, the ozone treatment efficiency is low, a lot of costs incurred in the ozone gas treatment, the situation is continuously exposed.

이러한 단점을 보완하기 위하여, 최근에는 인젝터 방식을 많이 사용하는 경향이 있는데, 그 중 부분 펌프 가압, 오존 흡입후 주관로에 재주입 부분 혼합 후, 우류식 수처리 수조에 주입하여 밀폐 배기형으로 수처리하는 소위 부분 흐름 방식이 일부 채택되고 있다.In order to make up for these drawbacks, the injector method has recently been used a lot. Among them, partial pump pressurization and ozone inhalation, re-injection into the main pipe are mixed, and then injected into a water-type water treatment tank, so-called water treatment in a closed exhaust type. Partial flow schemes are partly adopted.

이 경우에는 처리 대상 원수의 일부(5~10%)을 분리 가압하여 인젝터를 통해 오존 가스를 주입한 후, 주관로(90~95%)에 재주입 혼합한 후, 우류식 수처리 수조에 주입하여 처리하는 방식으로서, 소량의 일부 원수에 오존 소요량 전부를 주입하여, 오존 요구량이 약 10배 정도 증가하게 되고, 오존 가스 흡수 전달율이 매우 낮아 오존 소모량이 약 2배로 증가하며, 주배관에서의 혼합이 주관 길이가 매우 짧아 혼합 효율이 매우 낮고, 우류식 수처리 수로에서 도류 벽환산계수가 0.3~0.6으로 매우낮아 필요한 처리시간 확보를 위해 수처리 수조를 약 2배 정도로 크게 해야 하는 문제점이 있었다.In this case, some of the raw water to be treated (5 to 10%) is separated and pressurized, and ozone gas is injected through the injector, and then re-injected and mixed into the main pipe (90 to 95%), and then injected into a water treatment tank. As a treatment method, all the ozone requirements are injected into a small amount of raw water, so that the ozone demand is increased by about 10 times, the ozone gas absorption transmission rate is very low, and the ozone consumption is increased by about 2 times, and the mixing in the main pipe is controlled. The length is very short, the mixing efficiency is very low, and the flow rate conversion coefficient is very low as 0.3 ~ 0.6 in the water-type water treatment channel, so that the water treatment tank should be about twice as large in order to secure the required treatment time.

또한, 종래의 인젝터 방식은 우류식 수처리 수조의 상부 빈 공간이 매우 높고, 밀폐 배기형으로 오존 가스의 유출을 방치하고 있어, 처리 에너지와 오존 가스가 많이 사용되고, 오존 처리 효율이 낮으며, 수질개선 효과가 낮은 문제점이 있었다. In addition, the conventional injector system has a very high upper empty space of the well-type water treatment tank, and prevents the outflow of ozone gas in a closed exhaust type, which uses a lot of treatment energy and ozone gas, has low ozone treatment efficiency, and improves water quality. There was a low issue.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 처리대상 원수와 오존 가스의 보유 에너지를 최대로 활용 가능한 오존 주입기, 기액 접촉 반응기 및 월류식 처리 수조를 제공하여 원수와 오존 가스 간 접촉 반응을 점진적으로 높여 처리하여, 최소의 에너지, 오존 가스량 및 처리 시간을 단축시키며, 궁극적으로 처리 효율을 향상시킬 수 있는 오존 수처리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by providing an ozone injector, gas-liquid contacting reactor and overflow treatment tank to maximize the energy of the raw water and ozone gas to be treated, the contact reaction between the raw water and ozone gas It is an object of the present invention to provide an ozone water treatment apparatus capable of gradually increasing the treatment, reducing the minimum energy, the amount of ozone gas and the treatment time, and ultimately improving the treatment efficiency.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.In order to accomplish the objects of the present invention as described above and to carry out the characteristic functions of the present invention described below, features of the present invention are as follows.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 처리 대상의 원수를 저류 공급하는 원수 수조; 상기 원수 수조로부터 공급된 원수를 이송받고, 오존 발생기에 의해 생성된 오존 가스의 보유 에너지를 이용하여 이송된 상기 원수에 상기 오존 가스를 초미세 기포로 주입하여 원수와 오존 가스 간 접촉 반응을 일으켜 오존 처리하는 오존 주입기; 상기 오존 주입기에서 생성된 오존 혼합수를 계속 이송하면서 오존 혼합수의 보유 에너지 사용을 최소화 하며, 원수와 오존 가스 간 기액 접촉을 증진시키는 기액 접촉 반응기; 및 상기 기액 접촉 반응기의 기액 접촉에 의해 생성된 오존 처리수를 밀폐된 공간에서 상.하 월류시키며, 이어진 개방된 공간에서 월류된 오존 처리수 중 유해 가스를 상측으로 배출하고, 나머지 오존 처리수를 더 월류시키는 월류식 처리 수조를 포함하는 오존 수처리 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a raw water tank for storing and supplying raw water to be treated; The raw water supplied from the raw water tank is transferred, and the ozone gas is injected into the raw water transferred by using the holding energy of the ozone gas generated by the ozone generator by ultra-bubble to cause a contact reaction between the raw water and the ozone gas to cause ozone. Ozone injector processing; A gas-liquid contacting reactor which minimizes the use of energy stored in the ozone-mixed water while continuously transporting the ozone-mixed water generated by the ozone injector, and promotes gas-liquid contact between raw water and ozone gas; And up and down the ozone treated water generated by the gas-liquid contact of the gas-liquid contacting reactor in a closed space, and discharges harmful gas in the ozone-treated water that has been overflowed in the open space to the upper side and discharges the remaining ozone-treated water. There is provided an ozone water treatment apparatus including a overflow treatment tank that further overflows.

여기서, 상기 기액 접촉 반응기는, 상기 오존 혼합수를 분할, 전단, 와류, 난류 및 역류 중 적어도 하나 이상에 의한 혼합 과정을 거쳐 기액 접촉을 증진시키는 다중 분사 반응기; 및 상기 다중 분사 반응기에서 처리된 오존 혼합수를 분할, 전환, 반전 작용 중 하나이상의 혼합 과정을 거쳐 기액 접촉을 더 확대화하는 분할 전단 반응기를 더 포함할 수 있다.Here, the gas-liquid contacting reactor may include: a multi-jet reactor which promotes gas-liquid contact through a process of mixing the ozone mixed water by at least one of splitting, shearing, vortexing, turbulence, and countercurrent; And a split shear reactor that further expands the gas-liquid contact through one or more mixing processes of the ozone mixed water treated in the multiple injection reactor by splitting, converting, and inverting.

또한, 상기 월류식 처리 수조는, 상기 밀폐된 공간에서 월류되는 오존 처리수의 속도를 0.03 ~ 0.3 m/s로 유지, 처리하여 원수와 오존 가스 간 접촉 반응을 더 활성화 시킬 수 있다.In addition, the overflow type treatment tank may further activate the contact reaction between the raw water and the ozone gas by maintaining and treating the rate of ozone treated water flowing in the sealed space at 0.03 to 0.3 m / s.

또한, 본 발명은 상기 유해 가스에서 함유된 습기를 제거하는 습기제거기; 상기 습기제거기에서 처리된 유해 가스의 잔류 농도에 따라 활성탄 여과방식, 전열분해 방식 및 촉매분해 방식 중 적어도 하나 이상의 방식을 적용하여 유해 가스를 분해하는 배오존 가스 분해기; 상기 배오존 가스 분해기에서 분해 결과로 생성된 배오존 가스를 흡입된 공기에 의해 흡출하여 대기로 방출하는 배기 팬; 및 상기 월류식 처리 수조에서 최종 월류된 오존 처리수를 끝단에서 방출하는 방류 수조을 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention is a dehumidifier for removing moisture contained in the harmful gas; An ozone gas cracker which decomposes harmful gases by applying at least one or more of activated carbon filtration, electrothermal decomposition, and catalytic decomposition depending on the residual concentration of the noxious gas treated in the dehumidifier; An exhaust fan that sucks the ozone gas generated as a result of the decomposition in the ozone gas decomposer by inhaled air and discharges it into the atmosphere; And a discharge tank for discharging the ozone treated water finally discharged from the overflow type treatment tank at the end.

또한, 상기 개방된 공간의 월류식 처리 수조와 방류 수조 사이에는, 방류 위어를 더 포함하고, 상기 방류 위어는 상기 밀폐된 공간의 월류식 처리 수조보다 같거나 높게 설계되어 유입되는 오존 처리수를 월류시켜 상기 방류 수조로 보낼 수 있는 구조를 이룰 수 있다.In addition, a discharge weir is further included between the discharge treatment tank of the open space and the discharge tank, and the discharge weir is designed to be equal to or higher than the discharge treatment tank of the enclosed space so as to overflow the ozone treated water that flows in. It is possible to achieve a structure that can be sent to the discharge tank.

또한, 상기 오존 주입기는, 초미세 분사공의 크기를 30㎛ 이하로 유지되는 초미세기포 주입기를 더 포함하고, 상기 초미세기포 주입기는, 상기 초미세 분사공으로 주입되는 오존 가스의 압력 손실을 200 mbar 이하로 유지하여 상기 원수의 에너지 사용을 감소시킬 수 있다.In addition, the ozone injector further comprises an ultra-microporous foam injector for maintaining the size of the ultra-fine injection hole to 30㎛ or less, the ultra-microporous foam injector, the pressure loss of the ozone gas injected into the ultra-fine injection hole 200 It can be kept below mbar to reduce the energy use of the raw water.

본 발명에 따르면, 원수와 오존 가스의 보유 에너지를 최대로 활용하며, 오존 주입기, 각종 반응기 등을 사용하여 신속하고, 연속적으로 처리한 후, 밀폐된 월류식 처리 수조의 전단과 밀폐부 하단에 처리수를 유입시켜, 수심의 압력을 받으며 오존 가스 유출없이도 계속해서 상,하 월류에 의한 기액 접촉 반응을 더욱 심화시킬수 있기 때문에 상,하류에 의한 분산의 감소화와 처리 수질의 균질화를 기하여 처리 시간을 크게 단축할 수 있으며, 오존 처리 효율의 극대화 및 사용 에너지 저감 등으로 운전 비용을 크게 절감하는 효과가 달성된다.According to the present invention, the maximum use of the reserve energy of the raw water and ozone gas, and after the rapid and continuous treatment using an ozone injector, various reactors, etc., the treatment in the front end of the sealed overflow treatment tank and the bottom of the sealed portion By introducing water, it is possible to intensify the gas-liquid contact reaction due to upstream and downstream overflow even under pressure of the water and without the outflow of ozone gas. Therefore, the treatment time can be reduced by the dispersion of upstream and downstream and the homogenization of treated water quality It can greatly shorten, and the effect of greatly reducing the operating cost is achieved by maximizing the ozone treatment efficiency and reducing the energy used.

또한, 낮은 에너지 사용형이면서 처리 효율이 우수한 반응기들을 복합적으로 사용하고, 오존 가스 유출이 없으며, 전체 처리 계통 흐름의 분산이 매우작아 전체 처리 계통의 용적 및 처리 시간을 작게하여 설비 투자와 설치 소요 면적을 최소화하고, 오존 수처리 정도와 효율을 매우 높게 할 수 있으며, 유해 가스와 일부 외부 유입 공기를 전부 흡출하여 분해 처리하게 됨으로써, 매우 안전한 오존 수처리를 제공하는 효과가 달성된다.In addition, a combination of low-energy, high-efficiency reactors, no ozone gas flow, and very small dispersion of the flow of the entire treatment system reduce the volume and processing time of the entire treatment system, thereby reducing equipment investment and installation area. Minimize, reduce the degree and efficiency of the ozone water treatment, and by removing all harmful gases and some external inlet air and decomposing them, the effect of providing a very safe ozone water treatment is achieved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오존 수처리 장치(100)를 예시적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 월류식 처리 수조 및 방류 수조의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에서 예시한 월류식 처리 수조 및 방류 수조에 대한 단면 구조를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing an ozone water treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention by way of example.
2 is a view exemplarily showing the structure of the overflow treatment tank and the discharge tank according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a cross-sectional structure of the overflow treatment tank and the discharge tank illustrated in FIG.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

오존 수처리 장치의 예Example of ozone water treatment device

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오존 수처리 장치(100)를 예시적으로 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an ozone water treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention by way of example.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 오존 수처리 장치(100)는 원수 수조(110), 오존 발생기(120), 오존 주입기(130), 기액 접촉 반응기(140), 월류식 처리 수조(150), 방류 위어(160), 방류 수조(170) 및 습기제거기(180), 배오존 가스 분해기(185) 및 배기 팬(190)을 포함하는 구조로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the ozone water treatment device 100 according to an embodiment of the present invention includes a raw water tank 110, an ozone generator 120, an ozone injector 130, a gas-liquid contact reactor 140, and a monthly flow type. The treatment tank 150, the discharge weir 160, the discharge tank 170 and the dehumidifier 180, the ozone gas decomposer 185 and the exhaust fan 190.

본 발명의 원수 수조(110)는 처리 대상의 원수를 저류 공급하는 수조로서, 기존의 에너지 이용의 원수 송수로(111) 또는 원수 송수 펌프(113)로 보낼 수 있는 원수 송수로(112) 중 어느 하나를 통하여 원수를 오존 주입기(120)로 공급하게 된다. 이때, 원수와 이후에 설명될 오존 가스의 보유 에너지를 최대한 활용할 수 있도록 원수 송수로(111, 112)를 선정하고, 이에 따른 원수 송수 펌프(102) 및 이후에 설명될 오존 주입기(120)의 사양을 결정하게 된다. 예를 들면, 원수의 보유 위치 에너지만을 이용하여 본 실시예에서 수처리하게 되면 원수의 송수로(112)와 원수 송수 펌프(102)는 원수에 에너지를 부여해야 하는 기능을 갖고 있어 부적합하므로 생략할 수 있고, 이에 따라 원수의 송수로(111)를 선택하게 되고, 이를 통해 원수를 오존 주입기(130)로 저류 공급하게 된다.The raw water tank 110 of the present invention is a tank for storing and supplying raw water to be treated, and any of the raw water channel 112 that can be sent to the raw water channel 111 or the raw water pump 113 of the existing energy use. Raw water is supplied to the ozone injector 120 through one. At this time, the raw water channel (111, 112) is selected so as to make the best use of the reserve energy of the raw water and the ozone gas to be described later, according to the specification of the raw water water pump 102 and the ozone injector 120 to be described later Will be determined. For example, when the water treatment in the present embodiment using only the stored potential energy of the raw water is used, the water supply passage 112 and the raw water supply pump 102 have a function of imparting energy to the raw water, and thus may be omitted. As a result, the water supply channel 111 of the raw water is selected, and the raw water is supplied to the ozone injector 130 through this.

본 발명의 오존 주입기(130)는 원수 수조(110)로부터 공급된 원수를 이송받고, 오존 발생기(120)에 의해 생성된 오존 가스를 공급 받아서 오존 가스의 보유 에너지를 이용하여 이송된 원수에 오존 가스를 초미세 기포로 주입하는 역할을 수행한다.The ozone injector 130 of the present invention receives the raw water supplied from the raw water tank 110, receives the ozone gas generated by the ozone generator 120, and receives ozone gas to the raw water transferred using the ozone gas reserve energy. It serves to inject the ultra-bubble.

상기 오존 주입기(130)는 초미세 기포를 주입하기 위하여 초미세 분사공의 크기가 30㎛ 이하인 초미세기포 주입기(미도시)를 더 구비하게 되며, 이러한 초미세기포 주입기에 의해 초미세 분사공으로 주입되는 오존 가스의 압력 손실을 200 mbar 이하로 유지하여 원수의 에너지 사용을 감소시킬 수 있게 된다.The ozone injector 130 is further provided with an ultra-fine foam injector (not shown) having a size of 30 µm or less for injecting ultra-fine bubbles, and injected into the ultra-fine injection hole by the ultra-fine foam injector. It is possible to reduce the energy use of the raw water by maintaining the pressure loss of the ozone gas to be below 200 mbar.

이에 따라, 초미세 기포로 주입되는 오존 가스는 원수와 접촉하게 되면 접촉 반응이 일어나게 된다. 다시 말해, 본 발명의 오존 주입기(130)는 초미세 기포 주입에 의해 원수와 오존 가스 간 접촉 반응을 발생시켜서 오존 처리하게 된다.Accordingly, when the ozone gas injected into the ultra-fine bubbles comes into contact with raw water, a contact reaction occurs. In other words, the ozone injector 130 of the present invention generates ozone treatment by generating contact reaction between raw water and ozone gas by ultra-fine bubble injection.

이와 같이, 본 발명의 오존 주입기(130)는 오존 가스의 보유 에너지를 활용하는 초미세기포 주입기 이외에도 원수 압력차로 오존 가스를 흡입하는 인젝터를 더 구비하여 활용할 수도 있으나, 상기 인젝터에 비하여 30㎛ 이하의 초미세 분사공 크기에 주입되는 오존 가스의 압력 손실을 200 mbar 이하로 실현할 수 있는 초미세기포 주입기를 활용함으로써 원수 에너지 사용을 1/20 정도로 감소 시키는 장점을 갖게된다.As described above, the ozone injector 130 of the present invention may further utilize an injector that inhales ozone gas by a difference in raw water pressure, in addition to the ultra-fine foam injector utilizing the reserve energy of ozone gas, but may be 30 μm or less than the injector. The use of ultra-low intensity gun injectors that can realize the pressure loss of ozone gas injected into the ultra-fine injection hole size below 200 mbar has the advantage of reducing raw water energy use by 1/20.

본 발명의 기액 접촉 반응기(140)는 오존 주입기(130)에서 처리한 결과로 생성된 오존 혼합수를 이송받아, 이를 계속해서 이송시키면서 오존 혼합수의 보유 에너지 사용을 최소화 하며, 원수와 오존 가스 간 기액 접촉을 증진시키는 역할을 수행하게 된다.The gas-liquid contact reactor 140 of the present invention receives the ozone mixed water generated as a result of the treatment by the ozone injector 130 and minimizes the use of the energy stored in the ozone mixed water while continuously transporting it, and between raw water and ozone gas. It serves to promote gas-liquid contact.

원수와 오존 가스 간 기액 접촉을 증진시키기 위하여, 본 발명의 기액 접촉 반응기(140)는 다중 분사 반응기(141) 및 분할 전단 반응기(142)를 구비하며, 경우에 따라서는 하나를 생략할 수 있다. 본 발명의 다중 분사 반응기(141)는 이송되어온 오존 혼합수를 분할, 전단, 와류, 난류 및 역류 중 적어도 하나 이상에 의한 혼합 과정을 거쳐 원수와 오존 가스 간 기액 접촉을 증진시키는 역할을 수행하게 된다. 이때, 다중 분사 반응기(141)의 수는 처리 수질에 따라 다수 개로 구비될 수 있으며, 다중 분사 반응기(141)의 기액 접촉 면적 크기는 일반 In-line static mixer 보다 10배 이상으로서, 에너지 소비면에서 83% 더 낮은 장점을 가질 수 있게 된다.In order to enhance gas-liquid contact between raw water and ozone gas, the gas-liquid contact reactor 140 of the present invention includes a multi-injection reactor 141 and a split shear reactor 142, and in some cases, one may be omitted. The multi-injection reactor 141 of the present invention serves to enhance the gas-liquid contact between the raw water and the ozone gas through the mixing process of at least one of the separated, sheared, vortex, turbulent, and reverse flows. . In this case, the number of the multi-injection reactor 141 may be provided in plurality according to the treated water quality, and the gas-liquid contact area size of the multi-injection reactor 141 is 10 times or more than that of a general In-line static mixer, and in terms of energy consumption 83% lower advantage.

이어서, 본 발명의 분할 전단 반응기(142)는 다중 분사 반응기(141)에서 처리한 오존 혼합수를 분할, 전환 및 반전 작용 중 하나 이상의 혼합 과정에 의한 강력한 전단 혼합과 난류를 발생시켜, 원수와 오존 가스 간 기액 접촉을 더 미세하게 확장시키는 역할을 수행하게 된다. 이로써, 원수 및 오존 가스 간 접촉 반응은 더욱 촉진될 수 있다. 이러한 본 발명의 분할 전단 반응기(142)는 다중 분사 반응기(141)와 마찬가지로 처리 수질에 따라 그 개수를 달리 할 수 있다.Subsequently, the split shear reactor 142 of the present invention generates strong shear mixing and turbulence by one or more mixing processes of the ozone mixed water treated in the multiple injection reactor 141 by splitting, converting, and inverting the raw water and ozone. It serves to expand the gas-liquid contact between the gases more finely. Thereby, the contact reaction between the raw water and the ozone gas can be further promoted. The split shear reactor 142 of the present invention may have a different number according to the treated water quality similarly to the multiple injection reactor 141.

본 발명의 월류식 처리 수조(150)는 기액 접촉 반응기(140)의 기액 접촉에 의해 생성된 오존 처리수를 밀폐된 공간(밀폐형 월류식 처리 수조, 150A)에서 상.하로 월류시키는 역할을 수행하고, 상기 밀폐된 공간과 이어진 개방된 공간(개방형 월류식 처리 수조, 150B)에서 월류된 오존 처리수 중 유해 가스를 상측으로 배출하고, 나머지 오존 처리수를 더 월류시키는 역할을 수행하게 된다. 이러한 월류식 처리 수조(150)의 구조에 대해서는 도 2 및 3을 참조하여 보다 상세하게 후술하기로 한다.The overflow treatment tank 150 of the present invention serves to overflow the ozone treated water generated by the gas-liquid contact of the gas-liquid contact reactor 140 up and down in a closed space (closed-type overflow treatment tank 150A). In addition, in the closed space and the open space (open-type overflow treatment tank 150B), the harmful gas discharged from the ozone treated water flows upward, and serves to further overflow the remaining ozone treated water. The structure of the overflow treatment tank 150 will be described later in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

이와 같이, 낮은 에너지 사용이 가능한 오존 주입기(130), 기액 접촉 반응기(140) 및 월류식 처리 수조(150)가 연속적으로 사용되면, 기존의 인젝터, 우류식 수처리 조합 방식에 비하여 수질 개선을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 오존 가스 및 에너지 사용이 크게 줄일 수 있어 기존 방식에 비하여 오존 가스 및 에너지 사용량을 40~50% 정도 감소시킬 수 있고, 오존 이용 효율을 99% 이상 향상시킬 수 있으며, 종래의 오존 수처리 처리 비용에 비하여 30~40% 절감할 수 있었다.As such, when the ozone injector 130, the gas-liquid contacting reactor 140, and the overflow treatment tank 150, which can use low energy, are continuously used, water quality improvement can be improved as compared with the conventional injector and water treatment combination method. In addition, the use of ozone gas and energy can be greatly reduced, which can reduce the use of ozone gas and energy by 40 to 50%, improve the efficiency of ozone use by more than 99%, and improve the conventional ozone water treatment. The savings were 30-40% compared to the cost of treatment.

본 발명의 방류 위어(160)는 월류식 처리 수조(150)에서 월류된 오존 처리수를 다시 월류시켜 방류 수조로 내보내는 역할을 하며, 본 발명의 방류 수조(170)는 최종 월류된 오존 처리수를 끝단에서 방출하는 역할을 하게 된다. 이때, 월류된 오존 처리수를 방출하되, 오존 처리수에 포함된 유해 가스 성분은 별도로 검출하여 배출해야 되는데, 이는 이하에서 설명될 습기제거기(180), 배오존 가스 분해기(185), 배기 팬(190)에 의해 가능하다. The discharge weir 160 of the present invention serves to overflow the ozone treated water that has flowed from the overflow type treatment tank 150 to the discharge tank, and the discharge tank 170 of the present invention provides the final overflowed ozone treated water. It will act as a release from the end. At this time, the excess ozone treated water is discharged, but the harmful gas components contained in the ozone treated water must be separately detected and discharged, which is to be described below, a dehumidifier 180, an ozone gas decomposer 185, and an exhaust fan ( 190).

본 발명의 습기제거기(180)는 월류식 처리 수조(150)에서 상,하 월류된 오존 처리수의 유해 가스에서 함유된 습기를 제거하는 역할을 하며, 본 발명의 배오존 가스 분해기(185)는 습기제거기에서 처리된 유해 가스의 잔류 농도에 따라 활성탄 여과방식, 전열분해 방식 및 촉매분해 방식 중 적어도 하나 이상의 방식을 적용하여 잔류 오존가스 등의 유해 가스를 분해하는 역할을 수행하게 된다.Dehumidifier 180 of the present invention serves to remove moisture contained in the harmful gas of the ozone treatment water upstream and downstream in the month-flow treatment tank 150, the ozone gas decomposer 185 of the present invention Depending on the residual concentration of the harmful gas treated in the dehumidifier, at least one or more of activated carbon filtration, electrothermal decomposition and catalytic decomposition may be applied to decompose harmful gases such as residual ozone gas.

이때, 밀폐형의 월류식 처리 수조(150)에서는 오존 처리 효율이 매우 높아 오존 처리수의 유해 가스 오존 농도가 매우 낮은 상태로 존재하게 되므로, 활성탄 여과 방식의 배오존 가스 분해기(185)를 우선적으로 사용하여 오존 처리수에서 유해 가스 성분만을 추출하여 분해하는 것이 바람직하다.At this time, since the ozone treatment efficiency is very high in the hermetic overflow type treatment tank 150, the ozone concentration of the ozone treated water is present in a very low state, and the ozone gas decomposer 185 of the activated carbon filtration method is preferentially used. Therefore, it is preferable to extract and decompose only harmful gas components in ozone treated water.

본 발명의 배기 팬(190)은 배오존 가스 분해기(185)에서 분해 결과로 생성된 배오존 가스를 공기 흡입구(195)에서 유입되는 공기에 의해 흡출하여 대기로 방출하는 역할을 수행하게 된다. 다시 말해, 공기 흡입구(195)로부터 유입된 공기로 인하여 배오존 가스가 밀려 신속하게 배기 팬(190)으로 흡출될 수 있는 것이다. 이때, 배기 팬의 총양정은 20~60 mmAq을 유지하여 배오존 가스를 흡출하여 탈기 처리하게 된다.Exhaust fan 190 of the present invention serves to extract the ozone gas generated as a result of decomposition in the ozone gas cracker 185 by the air introduced from the air inlet 195 to discharge to the atmosphere. In other words, due to the air introduced from the air inlet 195, the ozone gas may be pushed out and quickly sucked into the exhaust fan 190. At this time, the total head of the exhaust fan is 20 to 60 mmAq to maintain the deodorization process by removing the ozone gas.

월류식 처리 수조 및 방류 수조의 예Examples of overflow treatment tanks and discharge tanks

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 월류식 처리 수조 및 방류 수조의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에서 예시한 월류식 처리 수조 및 방류 수조에 대한 단면 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing the structure of the overflow treatment tank and the discharge tank according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a cross-sectional structure of the overflow treatment tank and discharge tank illustrated in FIG. to be.

도시된 바와 같이, 본 발명의 월류식 처리 수조(150)는 대략 80%의 크기를 차지하는 밀폐형 월류식 처리 수조(150A)와 20%의 크기를 차지하는 개방형 월류식 처리 수조(150B)를 구비하게 되는데, 본 발명의 밀폐형 월류식 처리 수조(150A)에서는 분할 전단 반응기(142)에서 처리된 오존 처리수를 송수관을 통하여 하단 유입관(151)에서 유입하고, 유입된 오존 처리수를 일정 압력하에 상,하 월류시켜 계속해서 원수와 오존 가스 간 기액 접촉 반응을 더욱 촉진시키는 역할을 수행하게 된다.As shown, the overflow treatment tank 150 of the present invention is provided with a closed overflow treatment tank 150A occupying approximately 80% size and an open overflow treatment tank 150B occupying 20% size. In the sealed overflow type treatment tank 150A of the present invention, the ozone treated water treated in the split shear reactor 142 is introduced from the lower inlet pipe 151 through a water pipe, and the introduced ozone treated water is supplied under a predetermined pressure. By downstream, it continues to play a role in further promoting the gas-liquid contact reaction between raw water and ozone gas.

이러한 밀폐형 월류식 처리 수조(150A)는 기액 접촉 반응이 일어나는 오존 처리수의 체류 시간을 1분 내지 20분의 범위 내로 유지되도록 하여 오존 처리수를 월류시키며, 월류되는 오존 처리수의 속도를 0.03 ~ 0.3 m/s의 범위 내로 유지하여 처리하게 된다.The sealed overflow type treatment tank 150A maintains the residence time of the ozonated water in which the gas-liquid contact reaction occurs within a range of 1 minute to 20 minutes, so that the ozone treated water is overflowed, and the velocity of the overflowed ozone treated water is 0.03 to The treatment is maintained in the range of 0.3 m / s.

이때, 본 발명의 밀폐형 월류식 처리 수조(150A)는 오존 처리수를 상부로 월류시키기 위하여 바닥면에 형성되어 일정 높이를 갖는 상부 월류벽(152, 154)을 복수 개로 형성할 수 있으며, 오존 처리수를 하부로 월류시키기 위하여 상부면에 형성되어 하부로 일정 높이를 갖는 하부 월류벽(153)을 형성할 수 있다. 상기 상부 월류벽(152, 154)과 하부 월류벽(153)은 도시된 바와 같은 개수로만 제한되지 않고, 오존 처리수의 월류 속도, 체류 시간 및 원수와 오존 가스 간 기액 접촉의 반응 시간 등을 감안하여 개수가 결정되어질 수 있다.At this time, the sealed moon-flow treatment tank 150A of the present invention may be formed on the bottom surface so as to overflow the ozone-treated water to the top, and may form a plurality of upper overflow walls 152 and 154 having a predetermined height. It may be formed on the upper surface in order to flow the water to the lower portion to form a lower overflow wall 153 having a predetermined height below. The upper wall walls 152 and 154 and the lower wall walls 153 are not limited to the number shown in the figure, and the flow rate of the ozone treated water, residence time, and reaction time of gas-liquid contact between raw water and ozone gas are considered. The number can be determined.

이러한 구조로 이루어진 밀폐형 월류식 처리수조(150A)는 일정한 압력 하에서 오존처리수를 상,하 월류하도록 함으로써 오존 가스의 유출을 방지할 수 있고, 흐름의 분산을 감소시켜 균일한 처리와 시간을 유지할 수 있어 원수와 오존 가스 간의 기액 접촉 반응을 더욱 촉진시킬 수 있게 되는 것이다. The sealed overflow type treatment tank 150A having such a structure can prevent ozone gas from flowing out by upstream and downstream of ozone treated water under a constant pressure, and can maintain a uniform treatment and time by reducing flow dispersion. This will further promote the gas-liquid contact reaction between the raw water and the ozone gas.

본 발명의 개방형 월류식 처리 수조(150B)는 원활한 오존 처리수의 상,하 월류를 위하여 밀폐형 월류 처리 수조(150A)와 마찬가지로 상부 월류벽(155), 하부 월류벽(156)을 복수 개로 구비할 수 있으며, 그 상측에는 오존 가스 등의 유해 가스를 배출하기 위한 별도의 공간이 마련되어 있다.The open overflow type treatment tank 150B of the present invention may include a plurality of upper overflow walls 155 and lower overflow walls 156 like the sealed overflow overflow tank 150A for smooth up and down flow of ozone treated water. The upper side is provided with a separate space for discharging harmful gases such as ozone gas.

즉, 개방형 월류식 처리 수조(150B)의 상측 공간에는 오존 가스 등의 유해 가스를 배출하기 위하여 유해 가스 통로(157)와, 그 상단면에 형성된 배기관(158)을 구비하며, 이는 개방형 월류식 처리 수조(150B)에는 없는 공간이다. 상기 배기관(158)은 앞서 도 1에서 설명하였던 습기 제거기(180), 배오존 가스 분해기(185) 및 배기 팬(190)과 연결된다.That is, in the upper space of the open-flow overflow treatment tank 150B, a harmful gas passage 157 and an exhaust pipe 158 formed on the upper surface thereof are provided in order to discharge harmful gases such as ozone gas. There is no space in the water tank 150B. The exhaust pipe 158 is connected to the moisture remover 180, the ozone gas decomposer 185, and the exhaust fan 190 described above with reference to FIG. 1.

이와 같은 월류식 처리 수조(150)의 종단에는 방류 위어(160)와 방류 수조(170)를 더 형성하게 되는데, 본 발명의 방류 위어(160)는 개방형 월류식 처리 수조(150B)와 방류 수조(170) 사이에 벽으로서 존재하여, 밀폐형 월류식 처리 수조(150A) 보다 대략 0m 내지 0.2m 정도 높게 설계되며, 월류수의 두께가 0.1~0.5m가 되는 구조로 이루어질 수 있다.The discharge weir 160 and the discharge tank 170 is further formed at the end of the overflow type treatment tank 150. The discharge weir 160 of the present invention is an open type overflow treatment tank 150B and a discharge tank ( It is present as a wall between 170, is designed to be approximately 0m to 0.2m higher than the sealed closed flow treatment tank (150A), it can be made of a structure that the thickness of the overflow water is 0.1 ~ 0.5m.

상기 방류 위어(160)의 높이는 위어(weir)의 폭과 오존 처리수의 유량에 따라 결정되는 요소로서, 이로 인하여 오존 처리수의 월류을 조절하게 되고 동시에 오존 처리수의 방류를 조절하여 방류 수조(170)로 보낼 수 있게 되는 것이다. 이때, 방류 위어(160)을 지나는 오존 처리수의 방류 속도는 0.03 내지 0.3 m/s로 유지될 수 있다.The height of the discharge weir 160 is a factor determined by the width of the weir (weir) and the flow rate of the ozone treated water, thereby controlling the monthly flow of the ozone treated water and at the same time by controlling the discharge of the ozone treated water discharge tank ( 170). At this time, the discharge rate of the ozonated water passing through the discharge weir 160 may be maintained at 0.03 to 0.3 m / s.

본 발명의 방류 수조(170)는 개방형 월류식 처리 수조(150B)의 상단측과 연장되고 개방형 월류식 처리 수조(150B)의 종단에 형성되는 구조를 이뤄 방류관을 통하여 유입된 오존 처리수를 하측의 방류 배출구(171)로 방류할 수 있게 된다.The discharge tank 170 of the present invention has a structure extending from the upper end side of the open type overflow type treatment tank 150B and formed at the end of the open type type overflow type treatment tank 150B, and lowers the ozone treated water introduced through the discharge pipe. It can be discharged to the discharge outlet 171 of the.

이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments or constructions. You can understand that you can do it. The embodiments described above are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

100 : 오존 수처리 장치 110 : 원수 수조
120 : 오존 발생기 130 : 오존 주입기
140 : 기액 접촉 반응기 150 : 월류식 처리 수조
160 : 방류 위어 170 : 방류 수조
180 : 습기 제거기 185 : 배오존 가스 분해기
190 : 배기 팬100: ozone water treatment device 110: raw water tank
120: ozone generator 130: ozone injector
140: gas-liquid contact reactor 150: overflow treatment tank
160: discharge weir 170: discharge tank
180: dehumidifier 185: ozone gas cracker
190: exhaust fan

Claims

A raw water tank for storing and supplying raw water to be treated;
The raw water supplied from the raw water tank is transferred, and the ozone gas is injected into the raw water transferred by using the holding energy of the ozone gas generated by the ozone generator by ultra-bubble to cause a contact reaction between the raw water and the ozone gas to cause ozone. An ozone injector for processing;
A gas-liquid contacting reactor for minimizing the use of energy stored in the ozone-mixed water while continuously transferring the ozone-mixed water generated by the ozone injector, and promoting gas-liquid contact between raw water and ozone gas;
The ozone treated water generated by the gas-liquid contacting reactor of the gas-liquid contacting reactor flows up and down in a closed space, and discharges harmful gas of the ozone-treated water flowing in the open space to the upper side and further discharges the remaining ozone-treated water. A overflow type treatment tank to make it overflow;
A dehumidifier for removing moisture contained in the harmful gas discharged upward from the overflow type treatment tank;
An ozone gas decomposer for decomposing harmful gases by applying at least one of activated carbon filtration, electrothermal decomposition and catalytic decomposition in accordance with the residual concentration of the noxious gas treated in the dehumidifier;
An exhaust fan that sucks the ozone gas generated as a result of the decomposition in the ozone gas decomposer by inhaled air and discharges it into the atmosphere; And
An ozone water treatment apparatus comprising a discharge tank for discharging the ozone treated water finally discontinued from the overflow type treatment tank at the end.

The method of claim 1,
The gas-liquid contact reactor,
A multiple injection reactor for dividing, mixing, shearing, vortexing, turbulence, and countercurrent mixing of the ozone mixed water to promote gas-liquid contact; And
The split shear reactor further expands the gas-liquid contact through one or more mixing processes of the ozone mixed water treated in the multi-jet reactor by dividing, converting and inverting
The ozone water treatment device further comprises.

The method of claim 1,
The overflow type treatment tank,
The ozone water treatment device, characterized in that the treatment is maintained by maintaining the speed of the ozone treated water flowing in the closed space at 0.03 ~ 0.3 m / s.

delete

The method of claim 1,
Between the overflow treatment tank and the discharge tank in the open space, further comprising a discharge weir,
The discharge weir is designed to be equal to or higher than the overflow type treatment tank in an enclosed space, so that the ozone treated water flows in and flows out to the discharge tank.

The method of claim 1,
The ozone injector further includes an ultra-fine foam injector that maintains the size of the ultra-fine injection hole at 30 μm or less,
The ultra-fine foam injector, the ozone water treatment device, characterized in that to maintain the pressure loss of the ozone gas injected into the ultra-fine injection hole to 200 mbar or less to reduce the energy use of the raw water.