KR101281044B1 - 마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치 - Google Patents

마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치 Download PDF

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송원철
최동환
이병호
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(주)미시간기술
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Abstract

본 발명은 가압수의 순환을 통해 전체 길이에 대한 균일한 압력 분포를 형성하도록 하여 전체적으로 균등한 마이크로 기포를 발생할 수 있도록 하고, 마이크로 기포의 발생 효율을 증대시킬 수 있도록 하기 위하여, 가압수에 의해 발생되는 마이크로 기포가 다수의 토출구를 통해서 분출되도록 하는 디퓨져; 및 상기 디퓨져에 가압수가 상기 토출구 중 일부 또는 전부를 바이패스(By-pass)하도록 연결되는 바이패스라인을 포함하는 마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치가 제공된다.

Description

마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치{Micro bubble generator and water treatment apparatus including the same}
본 발명은 마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가압수의 순환을 통해 전체적으로 균등한 마이크로 기포를 발생할 수 있도록 하는 마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 마이크로 기포 발생장치는 1㎛ ~ 120㎛ 범위의 매우 미세한 크기를 가지는 마이크로 기포를 발생시키는 장치로서, 수질의 개선, 악화 방지 및 소독 등의 다양한 수처리에 사용될 수 있다.
이러한 마이크로 기포 발생장치를 포함하는 수처리 장치는 부상조 내에서 마이크로 기포를 발생시키도록 함으로써, 마이크로 기포가 수중의 오염물질과 함께 부상조의 상부로 부상되도록 하고, 이렇게 부상된 오염물질인 부상 슬리러가 부상조의 상부에 설치된 슬러지제거기에 의해 제거되도록 한다.
[특허문헌]
1. 한국공개특허공보 제10-2009-0093781호
그러나 종래의 마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치는 처리 유량이 증가함에 따라 부상조의 폭도 넓어져서 마이크로 기포 발생장치의 길이가 늘어나게 되지만, 부상조 내에 설치된 마이크로 기포 발생장치에서 가압수의 균등 분배가 이루어지지 않아 효율적인 부상 처리가 어렵게 되는 문제점을 가지고 있었다
본 발명은 상기한 문제점을 포함하여, 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가압수의 순환을 통해 전체 길이에 대한 균일한 압력 분포를 형성하도록 하여 전체적으로 균등한 마이크로 기포를 발생할 수 있도록 하는 마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것을 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 가압수에 의해 발생되는 마이크로 기포가 다수의 토출구를 통해서 분출되도록 하는 디퓨져; 및 상기 디퓨져에 가압수가 상기 토출구 중 일부 또는 전부를 바이패스(By-pass)하도록 연결되는 바이패스라인을 포함하는 마이크로 기포 발생장치가 제공된다.
상기 디퓨져는 내측으로 공급되는 가압수를 토출시키기 위한 제 1 토출구가 다수로 형성되며, 상기 바이패스라인이 연결되는 제 1 파이프; 및 상기 제 1 파이프가 내측에 설치되고, 상기 제 1 토출구로부터 토출되는 가압수와의 충돌에 의해 발생되는 마이크로 기포를 토출시키기 위한 제 2 토출구가 다수로 형성되는 제 2 파이프를 포함할 수 있다.
상기 제 1 파이프는 상기 제 1 토출구가 하방을 향하도록 길이방향을 따라 다수로 형성될 수 있고, 상기 제 2 파이프는 상기 제 2 토출구가 상기 제 1 토출구와 어긋나도록 길이방향을 따라 다수로 형성될 수 있다.
상기 제 2 토출구는 상기 제 2 파이프의 양쪽 측부에 길이방향으로 연장되어 개방되도록 형성되는 제 1 및 제 2 개구; 및 상기 제 2 파이프의 상부에 길이방향으로 연장되어 개방되도록 형성되는 제 3 개구를 포함할 수 있다.
상기 제 3 개구는 상기 제 1 및 제 2 개구의 폭에 비하여 작은 폭을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제 1 파이프는 상기 바이패스라인과의 연결을 위한 제 1 연결포트가 마련될 수 있다.
상기 바이패스라인은 상기 제 1 파이프에서 가압수가 유입되는 유입부와 막혀 있는 단부를 서로 연결시킬 수 있다.
상기 바이패스라인은 상기 제 1 파이프의 내경보다 작은 내경을 가질 수 있고, 상기 제 1 파이프의 양측에 연결되도록 양단에 제 2 연결포트가 마련될 수 있으며, 상기 제 1 파이프와 나란하게 배치되도록 양단에 절곡부가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 원수를 수용하여 응집물로 응집하는 응집조; 및 마이크로 기포 발생장치로부터 분사되는 마이크로 기포를 공급받아 응집물을 부상시켜 제거하는 부상조를 포함하는 부상처리조를 포함하고, 상기 마이크로 기포 발생장치는 전술한 마이크로 기포 발생장치로 이루어지는 수처리 장치가 제공된다.
상기 부상처리조에서 정수된 원수 중 일부를 순환펌프에 의해 유입받아 저장할 수 있으며, 상기 마이크로 기포 발생장치와 연결되는 기체용해접촉설비를 더 포함할 수 있다.
상기 기체용해접촉설비와 연결되어, 상기 기체용해접촉설비로 기체를 공급하는 기체가압설비를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 기체는 오존, 산소 및 공기 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 마이크로 기포 발생장치 및 이를 포함하는 수처리 장치에 의하면, 바이패스라인에 의한 가압수의 순환을 통해 전체 길이에 대한 균일한 압력 분포를 형성하도록 하여 전체적으로 균등한 마이크로 기포를 발생할 수 있도록 하고, 마이크로 기포의 발생 효율을 증대시킬 수 있다. 또한 이러한 효과에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치의 제 1 파이프를 도시한 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치를 도시한 저면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치를 포함하는 수처리 장치를 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치(1)는 마이크로 기포를 분출시키는 디퓨져(diffuser; 10)와, 디퓨져(10)에 연결되는 바이패스라인(by-pass line; 40)을 포함할 수 있다.
디퓨져(10)는 내측으로 공급되는 가압수에 의해 발생되는 마이크로 기포가 다수의 토출구(21,31)를 통해서 분출되도록 하고, 본 실시예에서처럼 일정한 길이를 가지는 길이부재로 이루어질 수 있다.
디퓨져(10)는 마이크로 기포 발생을 위하여 다양한 내부 구조를 가질 수 있는데, 일례로 본 실시예에서처럼 이중관의 형태를 가질 수 있으며, 그 예로서, 내측으로 가압수가 공급되는 제 1 파이프(20)와, 제 1 파이프(20)가 내측에 설치되는 제 2 파이프(30)를 포함할 수 있다.
제 1 파이프(20)는 내측으로 공급되는 가압수를 토출시키기 위한 제 1 토출구(21)가 다수로 형성되고, 일단이 개방됨으로써 가압수가 유입되는 유입부를 가지는 한편, 그 반대측의 단부가 막혀 있는 구조를 가질 수 있으며, 단일로 형성되거나, 본 실시예에서처럼 도 3에 도시된 제 1 연결파이프(22)를 다수로 연결하여 이루어질 수 있다. 여기서, 제 1 연결파이프(22)는 필요에 따라 그 길이의 조절이 가능하도록 원하는 길이에 해당하는 개수를 서로 연결할 수 있는데, 이를 위해 양단에 연결부(23)가 마련됨으로써 다른 제 1 연결파이프(22)와의 연결을 가능하도록 한다. 또한, 연결부(23)는 가압수의 압력에 견디기 위하여, 일례로 볼트와 너트를 이용한 플랜지 이음을 가능하도록 하기 위하여, 볼트공이 다수로 형성되는 플랜지로 이루어질 수 있다.
제 1 파이프(20)는 바이패스라인(40)이 연결될 수 있는데, 바이패스라인(40)이 용접이나 다양한 피팅부재 또는 결합구조에 의해 연결될 수 있고, 일례로, 본 실시예에서처럼 바이패스라인(40)이 조립에 의해 연결될 수 있도록 제 1 연결포트(24)를 가질 수 있다. 여기서, 제 1 연결포트(24)는 본 실시예에서처럼 가압수의 압력에 견디면서도 연결의 용이함을 위하여, 볼트와 너트를 이용하여 바이패스라인(40)과의 플랜지 이음을 가능하도록 하는 플랜지로 이루어질 수 있으며, 제 2 파이프(30)를 관통하여 돌출되는 이음파이프(25) 끝단에 마련될 수 있다. 이음파이프(25)는 제 1 파이프(20)에 용접이나 나사결합, 그 밖의 결합구조나 결합부재에 의해 고정될 수 있다. 또한, 제 1 연결포트(24)는 제 1 파이프(20)가 다수의 제 1 연결파이프(22)로 이루어지는 경우, 바이패스라인(40)의 양단이 연결되도록 적어도 2개의 연결파이프(22)에 마련될 수 있으며, 필요에 의해 연결되는 바이패스라인(40)의 개수에 따라 그 수를 달리할 수 있다.
제 2 파이프(30)는 제 1 파이프(20)가 내측에 설치될 수 있고, 제 1 파이프(20)의 외경보다 큰 내경을 가짐으로써 제 1 파이프(20)와의 사이에 가압수와 마이크로 기포의 이동을 위한 공간을 제공하며, 제 1 토출구(21)로부터 토출되는 가압수와의 충돌에 의해 발생되는 마이크로 기포를 토출시키기 위한 제 2 토출구(31)가 다수로 형성될 수 있다.
제 2 파이프(30)는 본 실시예에서처럼 제 1 연결파이프(22) 각각에 대응하도록 다수로 설치되는 제 2 연결파이프(35)로 이루어질 수 있고, 제 1 파이프(20)에 동심을 이루도록 설치되나, 이와 달리, 제 1 파이프(20)에 편심을 이루도록 설치될 수 있으며, 제 1 파이프(20)의 외측에 설치되기 위하여, 일례로, 양단이 제 1 파이프(20)에 용접 등의 방법에 의하여 고정되거나, 다른 예로서 본 실시예에서처럼 제 2 연결파이프(35)의 양단이 제 1 연결파이프(22)의 연결부(23)에 용접 등의 방법에 의해 고정될 수 있고, 이 밖에도 별도의 링부재를 비롯한 다양한 부재에 의해 제 1 파이프(20)의 외측에 설치될 수 있다. 또한, 제 1 파이프(20)와 제 2 파이프(30)와의 사이에는 간격 유지를 위한 스페이서 등이 설치될 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 파이프(20)는 제 1 토출구(21)가 하방을 향하도록 길이방향을 따라 다수로 형성될 수 있고, 일례로 제 1 토출구(21)가 2열을 이루도록 하부에 다수로 배열되도록 형성될 수 있는데, 이는 예시적인 것이므로 제 1 토출구(21)는 그 열의 개수 및 배열 형태를 다양하게 구현할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제 2 파이프(30)는 제 2 토출구(31)가 제 1 토출구(21)와 어긋나도록 길이방향을 따라 다수로 형성될 수 있다. 즉, 제 2 파이프(30)는 제 1 토출구(21)로부터 토출되는 가압수가 내측면에 충돌하기 위하여, 제 2 토출구(31)가 제 1 토출구(21)를 회피하는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 파이프(20)로 공급되는 가압수가 제 1 토출구(21)를 통해서 토출되어 제 2 파이프(30)의 내측면에 충돌하면, 수격현상에 의하여 마이크로 기포를 발생시키고, 이렇게 발생된 마이크로 기포는 제 2 파이프(30)의 제 2 토출구(31)를 통해서 외부로 분출된다.
제 2 토출구(31)는 본 실시예에서처럼 개방되도록 형성됨으로써 개구 형태를 가질 수 있는데, 일례로, 제 2 파이프(30)의 양쪽 측부에 길이방향으로 연장되어 개방되도록 형성되는 제 1 및 제 2 개구(32,33)와, 제 2 파이프(30)의 상부에 길이방향으로 연장되어 개방되도록 형성되는 제 3 개구(34)를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 개구(32,33)는 제 2 파이프(30)의 양쪽 측부를 따라 간격을 두고서 다수로 배열되도록 형성될 수 있고, 본 실시예에서처럼 사각형의 개구나 그 밖에 다양한 형상을 가진 개구로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서처럼 제 2 파이프(30)의 양쪽 측부, 예컨대 제 2 파이프(30)의 횡단면에서 상단을 0도라고 한 경우, 90도와 270도가 되는 위치에 각각 대칭되도록 형성될 수 있으며, 이와 달리, 서로 비대칭적으로 형성될 수도 있다.
제 3 개구(34)는 마이크로 기포의 부상력을 고려하여 균일한 분출을 위해서, 제 1 및 제 2 개구(32,33)의 폭에 비하여 작은 폭을 가지도록 형성될 수 있으며, 제 2 파이프(30)의 상부 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성될 수 있으며, 제 1 및 제 2 개구(32,33)와 마찬가지로 사각형의 개구로 이루어질 수 있으나, 이에 한하지 않고, 다양한 형태의 개구로 이루어질 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 개구(32,33)는 그 폭이 35mm일 수 있고, 제 3 개구(34)는 그 폭이 15mm일 수 있는데, 이들의 폭은 하나의 예시일 뿐, 제 1 및 제 2 파이프(20,30)의 직경에 따라 달리할 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 바이패스라인(40)은 디퓨져(10)에 가압수가 토출구(21,31) 중 일부 또는 전부를 바이패스(By-pass)하도록 연결되고, 본 실시예에서처럼, 제 1 파이프(20) 내의 압력 저하를 최소화하도록 제 1 파이프(20)의 내경보다 작은 내경을 가질 수 있다. 또한, 바이패스라인(40)은 제 1 파이프(20)에서 가압수가 유입되는 유입부와 막혀 있는 단부를 서로 연결시킬 수 있다.
바이패스라인(40)은 제 1 파이프(20)의 양측, 예컨대 제 1 연결포트(24)에 연결되도록 양단에 제 2 연결포트(41)가 마련될 수 있으며, 제 1 파이프(20)와 나란하게 배치되도록 양단에 절곡부(42)가 형성될 수 있다. 여기서, 절곡부(42)는 본 실시예에서처럼 바이패스라인(40)의 절곡에 의해 직접 형성됨은 물론, 엘보관의 설치에 의해 이루어지는 휨 구조도 포함된다.
바이패스라인(40)은 본 실시예에서처럼 디퓨져(10)의 하부에 단일로 마련될 수 있는데, 이는 하나의 예시일 뿐, 디퓨져(10)의 측부나 상부를 비롯하여 다양한 위치에 연결될 수 있으며, 나아가서, 디퓨져(10)의 주위를 따라 병렬적으로 다수로 연결되거나, 디퓨져(10)의 길이를 따라 비연속적으로 직렬을 이루도록 다수로 연결될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기포 발생장치(1)는 바이패스라인에 의한 가압수의 순환을 통해 전체 길이에 대한 균일한 압력 분포를 형성하도록 하여 전체적으로 균등한 마이크로 기포를 발생할 수 있도록 하고, 마이크로 기포의 발생 효율을 증대시킬 수 있다,
이를 구체적으로 설명하면, 수처리 장치에 이용되는 대부분의 가압 부상조는 부상의 효율이 좋은 장방형의 구조를 가지고 있다. 따라서 처리하고자 하는 유량이 증가하게 되면, 상대적으로 가압 부상조의 길이가 늘어남에 따라 폭도 넓어지게 되고, 부상조 내의 마이크로 기포를 분출시키는 디퓨져(10)도 상대적으로 길어지게 된다.
이로 인해 디퓨져(10), 예컨대 제 1 파이프(20)의 단부가 막혀 있는 구조를 가질 경우, 가압수가 제 1 파이프(20) 일단의 유입부를 통해서 내부로 유입될 때, 압력과 유속에 의해 제 1 파이프(20)의 단부에서 운동에너지가 충격에너지로 전환되어 단부에서 가압수가 유입되는 유입부까지 균등한 압력 분포를 형성하지 못하여 가압수의 분배가 디퓨져(10) 전장에 고르게 일어나지 못할 수 있다. 이때, 제 1 파이프(20)의 유입부와 단부에 바이패스라인(40)의 양단을 각각 연결함으로써 제 1 파이프(20)의 단부에서 가압수의 순환을 통해서, 제 1 파이프(20)의 단부에서 가압수가 유입되는 유입부까지 균등한 압력 분포를 형성하도록 하고, 이로 인해 디퓨져(10) 전체에 균일한 압력 분포를 형성하도록 하여, 부상조의 전면에 고른 가압수 분배 및 마이크로 기포를 형성시켜서 가압 부상의 효율을 극대화시킬 수 있다.
도 6은 전술한 실시예들에 의한 마이크로 기포 발생장치(1)를 구비하는 수처리 장치(100)를 개략적으로 도시하는 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 수처리 장치(100)는 전술한 실시예들에 의한 마이크로 기포 발생장치(1)와, 오염물질을 포함하는 원수를 수용하고 마이크로 기포 발생장치(1)로부터 발생된 기포를 공급받아 부상 처리하여 제거하는 부상처리조(101)를 포함할 수 있다.
부상처리조(101)는 원수를 수용하여 응집물로 응집시키는 응집조(110,111) 및 마이크로 기포 발생장치(1)로부터 분사되는 기포를 이용하여 응집조(110,111)에서 응집된 응집물을 부상시켜 제거하는 부상조(115)를 포함할 수 있다.
응집조(110,111)는 원수를 유입받고 이에 응집제를 투입하여 응집침전물과 부상처리가 가능한 부유물을 형성하는 처리조이다. 이때, 응집조(110,111)로 투입되는 원수로는 일예로서 다량의 오염물질을 포함하는 축산폐수나 하수도수일 수 있으며, 또 다른 예로서 A2O(혐기, 무산소, 호기) 공법 등 미생물을 이용한 생물학적 고도처리에 의해 처리된 후 방류되는 방류수일 수 있다. 다른 예로서 상수도 생산을 위한 상수원수일 수도 있다.
이러한 응집조(110,111)는 응집제 및/또는 응집보조제와 원수를 급속하게 반응시켜 제거물질인 오염물질이 포함된 부유물질을 형성하는 급속응집조(110)와, 급속응집조(110)로부터 원수를 유입받아 원수 내 포함된 부유물질을 덩어리 형태의 응집물인 플록(flock)으로 형성하는 완속응집조(111)로 구성될 수 있다. 이때 급속응집조(110)와 완속응집조(111)에서의 응집과정 중 일부의 응집물은 침전되어 제거될 수 있다. 한편, 응집조(110)와 완속응집조(111)에는 응집을 유도하기 위한 회전날개(112)가 설치될 수 있다.
완속응집조(111)에서 응집처리가 완료된 원수는 완속응집조(111)와 부상조(115)를 구분하는 격벽(117)의 하부 개방부분을 통과하여 부상조(115)로 투입될 수 있다. 이때, 격벽(117)에 형성되는 개방부는 본 실시예에서와 같이, 하부에 한정되지 않고, 다른 예로서 응집처리된 원수가 격벽을 월류할 수 있도록 상부에 구비될 수 있으며, 경우에 따라 하부가 개방된 격벽과 상부가 개방된 격벽이 이격배치됨으로써 하부가 개방된 격벽을 통과한 원수가 상부가 개방된 격벽을 월류하여 부상조(115)로 유입되도록 하거나, 역으로 배치시켜 원수의 이송경로로 이용할 수 있다.
또 다른 예로서 도면으로 도시하지는 않았으나 격벽 전면에 다공의 정류공이 설치된 정류벽 또는 정류판의 정류공을 통해 통해 원수가 부상조(115)로 유입될 수도 있다.
부상조(115)는 원수 내 포함된 플록을 기포를 이용하여 부상시켜 제거하는 처리조로서, 하부에 기포(116)를 분사하는 마이크로 기포 발생장치(1)를 구비한다. 즉 마이크로 기포 발생장치(1)는 부상조(115)의 내부에 구비될 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 마이크로 기포 발생장치(1)는 부상조(115) 외부에 배치되고, 부상조(115)와 파이프 등에 의해 연결되어 기포를 부상조(115)로 공급할 수 있다.
마이크로 기포 발생장치(1)로는 가압수가 공급되며, 이러한 가압수는 부상조(115)로 투입될 때, 압력의 차이로 인해 1 내지 120㎛의 크기를 가지는 미세한 기포(116) 형태로 분사되게 된다. 이러한 기포(116)는 부상조(115) 상부로 부상하면서 원수에 부유하는 플록들과 결합하게 되며, 이렇게 기포(116)와 결합된 플록도 기포(116)의 부상력에 의해 부상조(115) 상부로 같이 부상하게 된다. 이렇게 부상된 플록들('스컴'이라고도 함)은 스키머(113)에 의해 스컴수집조(113a)로 모아진 후 최종적으로 제거되게 된다.
이때, 마이크로 기포 발생장치(1)에 공급되는 가압수는 수처리 장치(100)에서 처리가 완료되어 배출되는 원수 중 일부를 회수하여 공기, 산소 또는 오존 등을 고압으로 용존시켜 제조할 수 있다. 구체적으로 기체용해접촉설비(118)와 연결되어 기체용해접촉설비(118)로 기체를 고압으로 공급하는 기체가압설비(119)가 구비될 수 있다. 이때 기체가압설비(119)로부터 공급되는 기체는 오존, 산소 및 공기 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때 상기 기체 중 오존 또는 산소는 기체가압설비(119)와 연결된 기체발생장치(121)에서 형성된 것일 수 있다. 일예로서 부상처리조(101)에서 처리가 완료된 처리수 중 일부를 순환펌프(120)를 이용하여 회수하여 기체용해접촉설비(118)로 이송시키고, 이 기체용해접촉설비(118)에서 기체발생장치(121)에서 형성된 오존을 기체가압설비(119)를 이용해 압축시킴으로써 가압수를 생성시킬 수 있다.
여기서, 부상처리조(101)에서 순환펌프(120)를 이용하여 원수 중 일부를 기체용해접촉설비(118)로 이송시키는 것에 한정하는 것은 아니며, 기체용해접촉설비(118)는 흡착조, 여과조 및 배출조(125) 중 적어도 어느 하나로부터 원수 중 일부를 순환펌프(120)를 이용하여 공급라인(126)을 통해서 유입받을 수 있다. 이러한 것은 흡착조, 여과조 및 배출조(125)가 설치되는 것에 따라 다를 수 있다.
가압수에 용존되는 기체가 오존인 경우, 기포의 부상처리 시 오존의 강력한 산화력으로 인해 병원성 미생물들이나 친수성 유해유기물질이 산화된 후 원수로부터 분리시키기 때문에, 이러한 병원성 미생물이나 친수성 유해유기물질 내에 포함되어 있는 오염물질이 추가적으로 제거되는 효과를 얻을 수 있다.
이때, 부상조(115)로부터 배출펌프(124)에 의해 배출조(125)에 일시 저장되는 원수 중 일부는 순환펌프(120)에 의해 기체용해접촉설비(118)로 회수되어 가압수를 형성하는데 이용될 수 있다. 여기서 기체용해접촉설비(118)는 순환펌프(120)에 의해 부상처리조(101)에서 정수된 원수 중 일부를 유입받을 수 있다. 또는 기체용해접촉설비(118)는 흡입조 또는 여과조 중 어느 하나에서 순환펌프(120)에 의해 원수 중 일부를 유입받는 등 다양한 변형이 가능하다. 이러한 기체용해접촉설비(118)는 마이크로 기포 발생장치(1)와 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 마이크로 기포 발생장치(1)에 의해서 단시간 내에 다량의 1㎛ ~ 120㎛의 초극미세 마이크로 기포(116)를 쉽게 생성할 수 있게 되고, 이와 같이 생성된 마이크로 기포(116)를 원수 중에 공급하게 됨으로써 원수 중에 함유된 오염물질을 쉽게 응집처리하여 부유시키고 제거할 수 있어서, 폐수를 효율적이고 완벽하게 처리할 수 있게 된다.
또한, 오염물질의 존재량에 따라 순환수의 양을 조절할 수 있어, 에너지를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 상황에 적합하게 마이크로 기포를 발생할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 마이크로 기포 발생장치 10 : 디퓨져
20 : 제 1 파이프 21 : 제 1 토출구
22 : 제 1 연결파이프 23 : 연결부
24 : 제 1 연결포트 25 : 이음파이프
30 : 제 2 파이프 31 : 제 2 토출구
32 : 제 1 개구 33 : 제 2 개구
34 : 제 3 개구 35 : 제 2 연결파이프
40 : 바이패스라인 41 : 제 2 연결포트
42 : 절곡부 101 : 부상처리조
110,111 : 응집조 112 : 회전날개
113 : 스키머 113a : 스컴수집조
115 : 부상조 116 : 기포
117 : 격벽 118 : 기체용해접촉설비
119 : 기체가압설비 120 : 순환펌프
121 : 기체발생장치 124 : 배출펌프
125 : 배출조 126 : 공급라인

Claims (12)

  1. 가압수에 의해 발생되는 마이크로 기포가 다수의 토출구를 통해서 분출되도록 하는 디퓨져; 및
    상기 디퓨져에 가압수가 상기 토출구 중 일부 또는 전부를 바이패스(By-pass)하도록 연결되는 바이패스라인;
    을 포함하고,
    상기 디퓨져는,
    내측으로 공급되는 가압수를 토출시키기 위한 제 1 토출구가 다수로 형성되며, 상기 바이패스라인이 연결되는 제 1 파이프; 및
    상기 제 1 파이프가 내측에 설치되고, 상기 제 1 토출구로부터 토출되는 가압수와의 충돌에 의해 발생되는 마이크로 기포를 토출시키기 위한 제 2 토출구가 다수로 형성되는 제 2 파이프;
    를 포함하며,
    상기 제 1 파이프는, 상기 제 1 토출구가 하방을 향하도록 길이방향을 따라 다수로 형성되고,
    상기 제 2 파이프는, 상기 제 2 토출구가 상기 제 1 토출구와 어긋나도록 길이방향을 따라 다수로 형성되는, 마이크로 기포 발생장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 토출구는,
    상기 제 2 파이프의 양쪽 측부에 길이방향으로 연장되어 개방되도록 형성되는 제 1 및 제 2 개구; 및
    상기 제 2 파이프의 상부에 길이방향으로 연장되어 개방되도록 형성되는 제 3 개구;
    를 포함하는, 마이크로 기포 발생장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 개구는,
    상기 제 1 및 제 2 개구의 폭에 비하여 작은 폭을 가지도록 형성되는, 마이크로 기포 발생장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 파이프는,
    상기 바이패스라인과의 연결을 위한 제 1 연결포트가 마련되는, 마이크로 기포 발생장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스라인은,
    상기 제 1 파이프에서 가압수가 유입되는 유입부와 막혀 있는 단부를 서로 연결시키는, 마이크로 기포 발생장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스라인은,
    상기 제 1 파이프의 내경보다 작은 내경을 가지고, 상기 제 1 파이프의 양측에 연결되도록 양단에 제 2 연결포트가 마련되며, 상기 제 1 파이프와 나란하게 배치되도록 양단에 절곡부가 형성되는, 마이크로 기포 발생장치.
  9. 원수를 수용하여 응집물로 응집하는 응집조; 및
    마이크로 기포 발생장치로부터 분사되는 마이크로 기포를 공급받아 응집물을 부상시켜 제거하는 부상조를 포함하는 부상처리조;를 포함하고,
    상기 마이크로 기포 발생장치는 제 1 항, 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 마이크로 기포 발생장치로 이루어지는, 수처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 부상처리조에서 정수된 원수 중 일부를 순환펌프에 의해 유입받아 저장할 수 있으며, 상기 마이크로 기포 발생장치와 연결되는 기체용해접촉설비를 더 포함하는, 수처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 기체용해접촉설비와 연결되어, 상기 기체용해접촉설비로 기체를 공급하는 기체가압설비를 더 포함하는, 수처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 기체는 오존, 산소 및 공기 중 어느 하나 이상을 포함하는, 수처리 장치.
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