KR101285319B1 - 침출수 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

침출수의 처리 성능 및 처리 효율을 향상시킬 수 있는 침출수 처리 장치 및 방법이 개시된다. 침출수 처리 장치는 매몰지로부터 침출수를 추출하는 침출수 추출관, 침출수 추출관을 통해 추출된 침출수가 저장되는 침출수 저장탱크, 침출수 저장탱크의 출구에 연결되며 내부에 처리공간을 갖는 처리섹션, 기체 중에서 발생되는 플라즈마 방전에 의한 플라즈마 제트(plasma jet)를 처리공간 내부에 공급하는 플라즈마 공급부, 및 처리섹션에서 처리된 침출수가 저장되는 처리수 저장탱크를 포함하고, 침출수는 처리공간을 통과하는 동안 플라즈마 제트에 의해 처리된다.

Description

침출수 처리 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR TREATING OF LEACHAT}

본 발명은 침출수 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 플라즈마 제트(plasma jet)를 이용하여 침출수를 살균 및 정화 처리할 수 있는 침출수 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

침출수(浸出水)는 가축 사체 등과 같은 고체 폐기물이 물리적, 화학적 작용을 일으키면서 액체 상태로 배출하는 오염물질을 말한다.

일반적으로 침출수는 부패성 유기물 때문에 생화학적 산소요구량(BOD) 및 화학적 산소요구량(COD)이 높기 때문에, 침출수가 매몰지 외부로 유출될 경우 지하수 및 토양 등 2차 환경오염을 유발시키는 문제점이 있다.

이에 따라, 기존에는 매몰지에서 발생된 침출수를 살균 및 정화 처리하기 위한 개발이 다양하게 시도되고 있다.

종래 침출수를 처리하기 위한 처리 방법 중 하나로서, 생물학적 및 물리화학적 처리를 이용한 처리 방법이 있다. 기존 생물학적 및 물리화학적 처리방법은, 화공약품을 이용하여 침출수를 강산성 또는 강알칼리성으로 만든 후, 매몰지로부터 추출하고, 추출된 침출수를 화공약품을 이용하여 소독한 후, 미생물 등을 이용하여 1차 및 2차 정화처리하는 방법이다. 그러나, 종래 처리 방법은 처리 공정이 번거롭고 복잡한 문제점이 있으며, 약품 자체가 환경오염의 원인이 되는 문제점이 있다.

이에 따라, 최근에는 처리 효율을 향상시키고, 처리시간 및 비용을 절감하기 위한 침출수 처리 방법에 대한 일부 대책들이 제안되고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 침출수를 효과적으로 살균 및 정화할 수 있는 침출수 처리 장치 및 방법을 제공한다.

특히, 본 발명은 플라즈마 제트(plasma jet)를 이용하여 침출수의 처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 처리에 필요한 시간을 단축할 수 있는 침출수 처리 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 침출수를 처리하기 위한 최적의 플라즈마를 안정적이고 계속적으로 공급할 수 있는 침출수 처리 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하며, 전력소비를 최소화하고 유지관리비용을 절감할 수 있는 침출수 처리 장치 및 방법을 제공한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 침출수 처리 장치는 매몰지로부터 침출수를 추출하는 침출수 추출관, 침출수 추출관을 통해 추출된 침출수가 저장되는 침출수 저장탱크, 침출수 저장탱크의 출구에 연결되며 내부에 처리공간을 갖는 처리섹션, 기체 중에서 발생되는 플라즈마 방전에 의한 플라즈마 제트(plasma jet)를 처리공간 내부에 공급하는 플라즈마 공급부, 및 처리섹션에서 처리된 침출수가 저장되는 처리수 저장탱크를 포함하고, 침출수는 처리공간을 통과하는 동안 플라즈마 제트에 의해 처리된다.

본 발명에 따른 침출수 처리 장치 및 방법은 침출수에 포함된 박테리아 등의 미생물을 처리하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 본 발명에 따른 침출수 처리 장치 및 방법은 구제역 가축 매몰지에 고인 침출수를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 여타 다른 종류의 침출수를 처리하기 위해 사용될 수 있으며, 침출수 처리 장치 및 방법의 적용분야 및 설치장소에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 발명에서 침출수를 처리한다 함은 미생물의 제거 또는 박멸 등과 같이 미생물을 죽이는 것으로 이해될 수 있다.

침출수 추출관은 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 단 하나가 사용될 수 있음은 물론, 복수개가 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 침출수 추출관이 병렬 연결 구조 방식으로 서로 연결되도는 것도 가능하다. 아울러, 침출수 추출관에는 침출수 추출관을 통해 추출되는 침출수를 전처리(Pre treatment)하기 위한 전처리 필터부가 제공될 수 있다.

처리섹션의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 처리섹션은 소정 직경을 갖는 직선 파이프 형상으로 형성되어 침출수 저장탱크의 출구에 수평하게 직렬로 연결될 수 있다. 경우에 따라서는 처리섹션이 침출수 저장탱크의 출구에 수직 또는 경사지게 배치되는 것도 가능하다.

플라즈마 공급부의 개수 및 장착위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 플라즈마 공급부는 처리섹션의 둘레 방향 또는 길이 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 제공될 수 있다.

플라즈마 공급부로서는 플라즈마를 고속의 제트로서 플라즈마 반응기의 내부에 공급할 수 있는 다양한 플라즈마 공급부가 사용될 수 있다. 일 예로, 플라즈마 공급부는 관통홀을 갖는 제1전극, 제1전극에 이격되게 배치되며 제1전극과 상호 협조적으로 플라즈마챔버를 형성하는 제2전극, 및 플라즈마챔버에 기체를 공급하는 기체공급부를 포함하여 구성될 수 있고, 플라즈마챔버에서 생성된 플라즈마 제트는 관통홀을 따라 처리공간으로 공급될 수 있다. 아울러, 제2전극은 관통홀에 인접하게 배치되는 돌출부를 포함할 수 있으며, 제1전극과 제2전극 간의 플라즈마는 관통홀 주변에서 발생할 수 있다.

제1전극에는 플라즈마챔버와 이격되게 기체챔버가 형성될 수 있고, 기체챔버와 플라즈마챔버 사이의 격벽에는 복수개의 기체안내홀이 형성될 수 있다. 따라서, 기체공급부로부터 기체챔버로 공급된 기체는 기체안내홀을 통과하여 플라즈마챔버로 공급될 수 있다. 여기서, 기체안내홀은 서로 대응되는 접선 방향(tangentially)을 따라 경사지게 형성될 수 있으며, 이에 따라 각 기체안내홀을 통과한 기체는 플라즈마챔버 내부에서 선회하며 소용돌이와 같은 와류(vortex)를 형성할 수 있다.

또한, 플라즈마 공급부는 기체의 유동 상로 상에 워터 미스트(water mist)를 공급하기 위한 워터 미스트 공급부를 포함할 수 있다. 참고로, 본 발명에서 기체의 유동 경로라 함은, 기체공급부의 연결라인, 플라즈마챔버 및 혼합챔버를 모두를 포함할 수 있다. 일 예로, 플라즈마 공급부는 제1전극과 상호 협조적으로 혼합챔버를 형성하는 챔버프레임를 포함할 수 있고, 혼합챔버는 관통홀과 연결될 수 있으며, 워터 미스트 공급부로부터 혼합챔버에 공급된 워터 미스트는 혼합챔버에서 플라즈마 제트와 혼합될 수 있다. 또한, 챔버프레임에는 혼합챔버와 이격되게 중간챔버가 형성될 수 있고, 혼합챔버와 중간챔버 사이의 격벽에는 서로 대응되는 접선 방향(tangentially)을 따라 경사지게 복수개의 미스트안내홀이 형성될 수 있으며, 워터 미스트 공급부로부터 중간챔버로 공급된 워터 미스트는 미스트안내홀을 통과하여 혼합챔버에 접선 방향(tangentially)으로 공급될 수 있다.

또한, 처리섹션에는 사이트 윈도우(sight window)가 형성될 수 있으며, 관리자는 사이트 윈도우를 통해 처리섹션의 내부에서 침출수의 유동이 정상적으로 이루어지고 있는지, 막힘 현상 및 플라즈마 제트가 정상적으로 공급되고 있는지 등을 육안으로 간단하게 확인할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 침출수 처리 장치는 매몰지로부터 추출된 가스를 처리섹션으로 공급하기 위한 가스추출관을 포함할 수 있으며, 가스추출관을 통해 처리섹션으로 공급된 가스는 처리공간을 통과하는 동안 플라즈마 제트에 의해 처리될 수 있다.

또한, 처리섹션에서 처리된 침출수는 일시적으로 저장되거나 바로 외부로 배출되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 침출수 처리 장치는 처리섹션에서 처리된 침출수를 저장하기 위한 처리수 저장탱크를 포함할 수 있다. 아울러, 처리수 저장탱크에는 처리된 침출수를 처리섹션으로 순환시키기 위한 순환파이프가 연결될 수 있다. 즉, 순환파이프의 일단은 처리수 저장탱크에 연결되고 타단은 처리섹션에 연결되어, 처리섹션을 통과한 침출수가 순환파이프를 통해 다시 처리섹션으로 순환되며 반복적으로 여러번 처리될 수 있게 한다.

처리수 저장탱크에는 처리수 저장탱크에서 배출되는 배출가스를 처리하기 위한 가스처리부가 연결될 수 있다. 가스처리부로서는 통상의 가스처리수단이 사용될 수 있으며, 가스처리부의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 가스처리부는 통상의 필터 또는 여과제를 이용하여 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 전술한 플라즈마 공급부와 같은 통상의 플라즈마 공급수단을 포함하여 구성될 수도 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면 침출수 처리 방법은 침출수를 처리하기 위한 침출수 처리 방법은, 매몰지로부터 침출수를 추출하는 단계, 추출된 침출수를 처리 공간을 따라 공급하는 단계, 및 기체 중에서 발생되는 플라즈마 방전에 의한 플라즈마 제트(plasma jet)를 처리 공간 내부에 공급하는 단계를 포함하고, 침출수는 처리공간을 통과하는 동안 플라즈마 제트에 의해 처리된다.

아울러, 플라즈마 제트는 워터 미스트(water mist)를 포함한 상태로 공급될 수 있고, 침출수는 처리 공간으로 공급하기 전에 전처리(Pre treatment)될 수 있으며, 처리 공간을 통과한 침출수는 선택적으로 처리 공간으로 순환될 수 있다.

아울러, 매몰지로부터 가스를 추출하여 처리 공간으로 공급할 수 있으며, 가스는 처리공간을 통과하는 동안 플라즈마 제트에 의해 처리될 수 있다.

본 발명에 따른 침출수 처리 장치 및 방법에 의하면, 침출수의 처리 성능 및 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면 침출수의 유동 경로 상에 플라즈마 제트를 공급하여 침출수에 포함된 미생물 및 세균 등이 플라즈마 제트에 의해 제거될 수 있게 함으로써, 침출수의 처리 성능 및 처리 효율을 극대화할 수 있다. 일 예로, 구제역 가축 매몰지에 고인 침출수의 처리 효율을 향상시키고, 처리 시간을 단출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 침출수를 처리하기 위한 플라즈마 제트가 간헐적이거나 랜덤하게 공급되지 않고 계속적이며 안정적으로 공급될 수 있기 때문에, 침출수의 처리 효율을 극대화할 수 있으며, 처리 공정의 중단없이 연속적인 처리가 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 유해 화학약품 사용, 교체형 처리부재의 사용을 배제할 수 있어 유지관리가 매우 용이한 이점이 있으며, 그에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 침출수가 유동되는 처리섹션 내부에 별도의 필터나 망(net)재 및 전극을 배치할 필요가 없기 때문에, 필터나 망(net)재에 의한 침출수의 압력 강하를 방지할 수 있으며, 침출수의 압력 강하에 따른 펌핑력을 보상하기 위한 고성능 펌프 또는 추가 펌프의 사용을 배제할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따르면 플라즈마 제트는 워터 미스트를 포함한 상태로 공급될 수 있기 때문에, 플라즈마 생성 효율 및 살균력을 향상시킬 수 있으며, 산소 및 질소와 같은 특정 기능성 기체의 비중을 늘리지 않더라도 충분한 처리 효율을 가질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 침출수 처리 장치는 구조가 간단하고 비교적 소형으로 제공될 수 있기 때문에, 장착 위치 및 공간에 크게 구애받지 않고 다양한 장소에 자유롭게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 침출수 처리 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 침출수 처리 장치로서, 플라즈마 공급부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 침출수 처리 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 침출수 처리 장치로서, 플라즈마 공급부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 침출수 처리 장치는 침출수 추출관(100), 침출수 저장탱크(200), 처리섹션(300) 및 플라즈마 공급부(400)를 포함한다.

이하에서는 본 발명에 따른 침출수 처리 장치가 특정 장소에 고정 설치된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 본 발명에 따른 침출수 처리 장치가 이동 가능한 통상의 차량에 장착될 수도 있다. 침출수 처리 장치가 차량에 장착된 경우에는 특정 매몰지에서 발생된 침출수를 다른 지역 또는 다른 장비로 이동시킬 필요가 없기 때문에 신속한 처리가 가능한 이점이 있다.

상기 침출수 추출관(100)은 매몰지에 발생된 침출수를 외부로 추출하기 위해 제공되며, 일단은 매몰지 내부에 배치되고 타단은 후술할 침출수 저장탱크(200)에 연결된다. 상기 침출수 추출관(100)은 통상의 파이프 등을 연결 또는 조립하여 제공될 수 있으며, 침출수 추출관(100)의 직경, 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

상기 침출수 저장탱크(200)는 내부에 소정의 저장공간을 갖도록 제공되며, 침출수 추출관(100)을 통해 추출된 침출수는 침출수 저장탱크(200)에 저장될 수 있다.

또한, 상기 침출수 추출관(100)에는 침출수 추출관(100)을 통해 추출되는 침출수를 전처리(Pre treatment)하기 위한 전처리 필터부(110)가 제공될 수 있다. 즉, 상기 전처리 필터부(110)는 침출수 추출관(100)에 제공되어 침출수 저장탱크(200)로 유입되는 침출수에 포함된 이물질 또는 상대적으로 큰 입자 등이 미리 필터링될 수 있게 한다.

상기 전처리 필터부(110)는 통상의 필터부재 또는 필터망 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 전처리 필터부(110)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 아울러, 상기 전처리 필터부(110)는 주기적으로 세척 또는 교체될 수 있도록 분리가 용이한 구조로 제공됨이 바람직하다. 일 예로, 본 발명에 따른 침출수 처리 장치가 구제역 가축 매몰지에 고인 침출수를 처리하기 위해 사용될 경우, 상기 전처리 필터부는 침출수에 포함된 핏물(적혈구)를 필터링하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 전처리 필터부는 대략 6~8㎛의 직경을 갖는 적혈구를 필터링 가능한 구조 및 형태로 제공될 수 있다.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 단 하나의 침출수 추출관(100)이 제공된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 복수개의 침출수 추출관이 사용될 수 있으며, 다르게는 복수개의 침출수 추출관이 병렬 연결 구조 방식으로 서로 연결되도는 것도 가능하다.

참고로, 본 발명에서 침출수라 함은 매몰지(또는 매립지)에 매몰된 가축 사체 등과 같은 폐기물 또는 쓰레기가 물리적, 화학적 작용을 일으키면서 액체 상태로 배출하는 오염물질을 말하며, 침출수의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

상기 처리섹션(300)은 침출수 저장탱크(200)의 출구에 연결되며, 침출수 저장탱크(200)로부터 처리섹션(300)으로 공급된 침출수는 처리섹션(300)의 내부 처리공간(302)을 통과하는 동안 후술할 플라즈마 공급부(400)에 의해 처리될 수 있다.

상기 처리섹션(300)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 처리섹션(300)은 소정 직경을 갖는 직선 파이프 형상으로 형성되어 침출수 저장탱크(200)의 출구에 수평하게 직렬로 연결될 수 있다. 경우에 따라서는 처리섹션이 침출수 저장탱크의 출구에 수직 또는 경사지게 배치되는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 처리섹션이 단 하나의 파이프로 구성된 예를 들어 설명하고 있으나, 경우에 따라서는 복수개의 파이프를 직렬 또는 병렬로 연결하여 처리섹션을 구성할 수도 있다.

상기 플라즈마 공급부(400)는 처리섹션(300)의 외측에 제공되며, 상기 처리섹션(300)의 내부를 따라 유동하는 침출수의 유동 경로 상에, 플라즈마에 의한 생성물 및 기체를 포함하는 플라즈마 제트(plasma jet)를 분사하도록 구성된다.

상기 플라즈마 공급부(400)의 개수 및 장착위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이하에서는 플라즈마 공급부(400)가 처리섹션(300)의 둘레 방향 및 길이 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 구비되고, 각각의 플라즈마 공급부(400)로부터 플라즈마 제트가 동시에 분사되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.

상기 플라즈마 공급부(400)로서는 플라즈마를 고속의 제트로서 처리섹션(300)의 내부에 분사할 수 있는 다양한 플라즈마 공급부(400)가 사용될 수 있다. 이하에서는 상기 플라즈마 공급부(400)가 제1전극(410), 제2전극(420) 및 기체공급부(440)를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.

상기 제1전극(410)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 제1전극(410)은 대략 일단이 개구된 중공의 실린더 형상으로 제공될 수 있으며, 상기 제1전극(410)의 가운데 부위에는 소정 크기를 갖는 관통홀(412)이 관통된다.

상기 제2전극(420)은 제1전극(410)과 소정 간격을 두고 이격되게 배치되어 제1전극(410)과 함께 상호 협조적으로 플라즈마챔버(402)를 형성한다. 상기 제2전극은 제1전극과 동일 또는 유사한 형상으로 제공될 수 있으며, 경우에 따라서는 제2전극과 제1전극이 서로 다른 형상으로 갖도록 제공될 수 있다. 이하에서는 상기 제2전극(420)이 제1전극(410)보다 상대적으로 작은 크기를 갖도록 제공되어 제1전극(410)의 내부에서 관통홀(412)을 기준으로 제1전극(410)과 상호 동축적으로 배치된 예를 들어 설명하기로 한다.

아울러, 상기 제1전극(410)과 제2전극(420) 간의 플라즈마가 관통홀(412)의 주변에서 발생될 수 있도록, 상기 제2전극(420)의 중앙부에는 관통홀(412)에 인접하게 돌출부(422)가 형성될 수 있으며, 상기 돌출부(422)는 관통홀(412)과 동축적으로 배치될 수 있다. 실질적으로 제1전극(410)과 제2전극(420) 사이에서의 플라즈마 생성은 이격 간격이 가장 가까운 돌출부(422) 및 관통홀(412)의 모서리에서 발생될 수 있다.

상기 제1전극(410) 및 제2전극(420)의 사이에는 세라믹 등과 같은 통상의 절연체가 개재될 수 있으며, 상기 제2전극(420)은 절연체에 의해 감싸지며 일부 부위(예를 들어, 돌출부)만 부분적으로 제1전극(410)에 노출될 수 있다.

아울러, 상기 제1전극(410) 및 제2전극(420) 중 어느 하나는 고전압 전극일 수 있고, 제1전극(410) 및 제2전극(420) 중 다른 하나는 접지전극일 수 있다. 이하에서는 제1전극(410)이 접지전극이고 제2전극(420)이 고전압 전극으로 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 다르게는 제1전극이 고전압 전극이고 제2전극이 접지전극일 수 있다.

상기 제2전극(420)에는 고전압 전원이 인가될 수 있으며, 제2전극(420)에 전원을 인가하는 전원공급부로서는 소형의 저용량 전원공급부가 사용될 수 있다. 이러한 소형 전원공급부는 처리 환경에 따라 추가적인 확장 및 배치가 용이한 이점이 있다. 또한, 제2전극(420)에 전원을 인가하는 전원공급부의 용량은 처리섹션(300)을 통과하는 침출수의 유량 변화에 비례하여 가변될 수 있다.

상기 기체공급부(440)는 플라즈마챔버(402)에 기체를 공급하기 위해 제공된다. 상기 기체공급부(440)는 플라즈마챔버(402)에 기체를 공급 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 기체공급부(440)의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 기체공급부(440)는 기체가 저장된 저장탱크(미도시) 및 저장탱크와 플라즈마챔버(402)를 연결하는 연결라인(미도시)을 포함할 수 있으며, 연결라인은 제1전극(410)의 측면을 관통하는 구조로 플라즈마챔버(402)에 연결될 수 있다. 상기 기체공급부(440)로부터 공급되는 기체로서는 통상의 공기가 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 산소, 질소와 같은 기능성 기체가 함께 또는 단독으로 사용될 수도 있다.

이와 같이, 플라즈마챔버(402)에서 플라즈마를 발생시킴과 동시에, 플라즈마챔버(402)에 기체를 공급하면 플라즈마체를 포함한 고속의 제트성 기체가 생성된다. 이와 같이 생성된 플라즈마 제트는 전술한 관통홀(412)을 따라 처리섹션(300)의 내부로 공급될 수 있다. 아울러, 상기 관통홀(412)에는 연결부(470)의 일단이 연결될 수 있고, 연결부(470)의 타단은 처리섹션(300)의 내부에 연결될 수 있는 바, 관통홀(412)을 통과한 플라즈마 제트는 연결부(470)를 따라 처리섹션(300)의 내부로 공급될 수 있다.

또한, 상기 제1전극(410)에는 플라즈마챔버(402)와 이격되게 기체챔버(404)가 형성될 수 있고, 상기 기체챔버(404)와 플라즈마챔버(402) 사이의 격벽(406)에는 복수개의 기체안내홀(406a)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 기체공급부(440)로부터 기체챔버(404)로 공급된 기체는 기체안내홀(406a)을 통과하여 플라즈마챔버(402)로 공급될 수 있다.

상기 기체챔버(404)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 원형 또는 여타 다른 형상을 갖도록 제공될 수 있다. 이하에서는 상기 기체챔버(404)가 대략 링 형상을 갖도록 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 상기 기체안내홀(406a)의 개수 및 이격 간격 역시 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.

아울러, 상기 기체안내홀(406a)은 격벽(406)을 소정 각도로 경사지게 관통하도록 형성될 수 있다. 이하에서는 6개의 기체안내홀(406a)이 서로 대응되는 접선 방향(tangentially)을 따라 경사지게 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 따라서, 각 기체안내홀(406a)을 통과한 기체는 플라즈마챔버(402)에 접선 방향(tangentially)으로 공급될 수 있으며, 각 기체안내홀(406a)을 통과한 기체는 플라즈마챔버(402)의 내부에서 선회하며 소용돌이와 같은 와류(vortex)를 형성할 수 있다.

이와 같이, 상기 플라즈마챔버(402) 내부에는 기체에 의한 와류가 형성될 수 있으며, 돌출부(422)와 관통홀(412)의 모서리 일 부위에서 생성된 플라즈마체는 와류에 의해 돌출부(422)와 관통홀(412)의 모서리 영역을 따라 이동할 수 있게 된다. 결과적으로, 플라즈마체가 와류를 따라 이동될 수 있기 때문에 돌출부(422)와 관통홀(412)의 모서리에서의 플라즈마 발생은 특정 부위가 아닌 전 영역(돌출부와 관통홀의 대응되는 모서리 전 영역)에서 고르게 이루어질 수 있다. 더욱이, 상기 돌출부(422)와 관통홀(412) 모서리에서 생성된 플라즈마체는 와류를 따라 이동될 수 있기 때문에 보다 신속하고 안정적으로 처리섹션(300)으로 공급될 수 있다.

상기 기체공급부(440)로부터의 기체 공급량은 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 기체 공급량 역시 처리섹션(300)을 통과하는 침출수의 유량 변화에 비례하여 가변될 수 있다.

한편, 상기 플라즈마 공급부(400)는 플라즈마 제트가 보다 효과적으로 생성될 수 있도록 기체의 유동 경로상에 워터 미스트(water mist)를 공급하기 위한 워터 미스트 공급부(450)를 포함할 수 있다.

상기 워터 미스트 공급부(450)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 워터 미스트를 공급하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 워터 미스트 공급부(450)는 워터 미스트가 저장된 저장탱크(미도시), 및 저장탱크와 플라즈마 제트의 유동 경로를 연결하는 연결라인(미도시)을 포함할 수 있다.

참고로, 본 발명에서 기체의 유동 경로라 함은, 전술한 기체공급부(440)의 연결라인, 플라즈마챔버(402) 및 후술할 혼합챔버(462)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 워터 미스트는 플라즈마 제트가 통과하는 혼합챔버에 공급될 수 있으며, 경우에 따라서는 워터 미스트가 기체(공기)와 혼합된 상태로 플라즈마챔버에 공급되거나, 워터 미스트가 기체와 혼합되지 않은 상태로 플라즈마챔버로 직접 공급될 수 있다.

이하에서는 제1전극(410)과 챔버프레임(460)의 사이에 형성되는 혼합챔버(462)에 워터 미스트가 공급되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 상기 챔버프레임(460)은 제1전극(410)과 소정 간격을 두고 이격되게 배치되어 제1전극(410)과 함께 상호 협조적으로 혼합챔버(462)를 형성하며, 상기 혼합챔버(462)는 관통홀(412)과 연결될 수 있다. 따라서, 워터 미스트 공급부(450)로부터 혼합챔버(462)로 공급된 워터 미스트는 혼합챔버(462)에서 플라즈마 제트와 혼합될 수 있으며, 워터 미스트가 혼합된 플라즈마 제트는 연결부(470)를 통해 처리섹션(300) 내부로 공급될 수 있다.

또한, 상기 챔버프레임(460)에는 혼합챔버(462)와 이격되게 중간챔버(464)가 형성될 수 있고, 상기 혼합챔버(462)와 중간챔버(464) 사이의 격벽(466)에는 복수개의 미스트안내홀(466a)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 워터 미스트 공급부(450)로부터 중간챔버(464)로 공급된 워터 미스트는 미스트안내홀(466a)을 통과하여 혼합챔버(462)로 공급될 수 있다.

상기 중간챔버(464)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 원형 또는 여타 다른 형상을 갖도록 제공될 수 있다. 이하에서는 상기 중간챔버(464)가 전술한 기체챔버(404)와 유사하게 대략 링 형상을 갖도록 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 상기 미스트안내홀(466a)의 개수 및 이격 간격 역시 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.

아울러, 상기 미스트안내홀(466a)은 격벽(466)을 소정 각도로 경사지게 관통하도록 형성될 수 있다. 이하에서는 6개의 미스트안내홀(466a)이 서로 대응되는 접선 방향(tangentially)을 따라 경사지게 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 따라서, 미스트안내홀(466a)을 통과한 워터 미스트는 혼합챔버(462)에 접선 방향(tangentially)으로 공급될 수 있다.

이와 같이, 공기와 함께 워터 미스트가 함께 공급된 경우에는, 공기만 단독적으로 공급될 경우보다 플라즈마의 생성 효율이 높아지는 이점이 있으며, 기체에서 산소 또는 질소와 같은 기능성 기체의 비중을 늘리지 않더라도 플라즈마 생성 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 살균력이 높아지는 이점이 있다.

상기 워터 미스트 공급부(450)로부터의 워터 미스트 공급량은 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 워터 미스트의 공급량은 침출수의 유량 변화에 비례하여 가변될 수 있다.

또한, 상기 처리섹션(300)의 내부에는 침출수의 유동 흐름을 강제로 정의하기 위한 가이드 플레이트(미도시)가 제공될 수 있으며, 상기 플라즈마 공급부(400)는 가이드 플레이트에 의해 정의되는 침출수 통과구간에 인접하게 제공될 수 있다. 이러한 가이드 플레이트는 처리섹션(300)을 따라 유동되는 침출수가 처리섹션(300)의 내부 일 지점에 집중적으로 모아져 유동될 수 있게 함으로써, 침출수가 플라즈마 제트를 통과하는 효율을 극대화할 수 있게 한다.

또한, 상기 처리섹션(300)에는 사이트 윈도우(sight window)(310)가 형성될 수 있으며, 관리자는 사이트 윈도우(310)를 통해 처리섹션(300)의 내부에서 침출수의 유동이 정상적으로 이루어지고 있는지, 막힘 현상 및 플라즈마 제트가 정상적으로 공급되고 있는지 등을 육안으로 간단하게 확인할 수 있다. 상기 사이트 윈도우(310)는 통상의 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 가독성(readability)을 저해하지 않는 한에서 약간의 불투명한 정도를 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 침출수 처리 장치는 매몰지로부터 추출된 가스를 처리섹션(300)으로 공급하기 위한 가스추출관(800)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 가스추출관(800)의 일단은 매몰지에 삽입되고 타단은 처리섹션(300)에 연결되어, 매몰지로부터 추출된 가스가 처리섹션(300)으로 공급될 수 있게 한다. 상기 가스추출관(800)은 통상의 파이프 등을 연결 또는 조립하여 제공될 수 있으며, 가스추출관(800)의 직경, 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

전술한 침출수와 마찬가지로, 상기 가스추출관(800)을 통해 처리섹션(300)으로 공급된 가스는 처리공간(302)을 통과하는 동안 플라즈마 제트에 의해 처리될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 침출수 처리 장치는 처리섹션(300)에서 처리된 침출수를 저장하기 위한 처리수 저장탱크(500)를 포함할 수 있다. 상기 처리수 저장탱크(500)는 내부에 소정의 저장공간을 갖도록 제공되어 처리섹션(300)의 출구에 연결되며, 처리섹션(300)에서 처리된 침출수는 침출수 저장탱크(200)에 일시적으로 저장될 수 있다.

또한, 상기 처리수 저장탱크(500)에는 처리된 침출수를 처리섹션(300)으로 순환시키기 위한 순환파이프(600)가 연결될 수 있다. 즉, 상기 순환파이프(600)의 일단은 처리수 저장탱크(500)에 연결되고 타단은 처리섹션(300)에 연결되어, 선택적으로 처리수 저장탱크(500)에 저장된 침출수를 처리섹션(300)으로 순환시켜 재처리할 수 있게 한다. 이와 같은 구조는 유기물 부하가 매우 높은 침출수를 처리할 경우, 처리섹션(300)을 통과한 침출수가 순환파이프(600)를 통해 다시 처리섹션(300)으로 순환되며 반복적으로 여러번 처리될 수 있게 함으로써, 처리 효율을 높일 수 있게 한다.

참고로, 본 발명에서는 처리수 저장탱크로부터 처리수가 배출되는 배출구가 순환파이프의 입구보다 높게 배치된 것처럼 예를 들어 설명하고 있지만, 실질적으로 처리수 저장탱크의 배출구는 순환파이프와 동일하거나 낮은 높이에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 처리수 저장탱크(500)에는 처리수 저장탱크(500)에서 배출되는 배출가스를 처리하기 위한 가스처리부(700)가 연결될 수 있다. 상기 가스처리부(700)는 가스처리관을 통해 추출된 가스, 및 침출수로부터 발생될 수 있는 가스가 외부로 배출되기 전에 다시 한번 처리될 수 있게 함으로써, 최종적으로 외부로 배출되는 가스의 정화 수준을 높일 수 있게 한다. 일 예로, 상기 가스처리부(700)는 통상의 필터 또는 여과제를 이용하여 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 전술한 플라즈마 공급부와 같은 통상의 플라즈마 공급수단을 이용하여 구성될 수도 있다.

전술 및 도시한 본 발명에서는 처리섹션에서 처리된 침출수가 별도의 처리수 저장탱크에 저장되도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 처리섹션에서 처리된 침출수가 바로 외부로 배출되도록 구성할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 침출수 추출관 110 : 전처리 필터부
200 : 침출수 저장탱크 300 : 처리섹션
400 : 플라즈마 공급부 410 : 제1전극
420 : 제2전극 440 : 기체공급부
450 : 워터 미스트 공급부 500 : 처리수 저장탱크
600 : 순환파이프 700 : 가스처리부
800 : 가스추출관

Claims (19)

1. 매몰지로부터 침출수를 추출하는 침출수 추출관;
   상기 침출수 추출관을 통해 추출되는 상기 침출수를 전처리(Pre treatment)하는 전처리 필터부;
   상기 침출수 추출관을 통해 추출된 상기 침출수가 저장되는 침출수 저장탱크;
   상기 침출수 저장탱크의 출구에 연결되며, 내부에 처리공간을 갖는 처리섹션;
   일단은 매몰지에 연결되고 타단은 상기 처리섹션에 연결되며, 상기 매몰지로부터 추출된 가스를 상기 처리섹션으로 공급하는 가스추출관;
   상기 처리섹션에서 처리된 침출수가 저장되는 처리수 저장탱크;
   상기 처리수 저장탱크에서 배출되는 배출가스를 처리하기 위한 가스처리부; 및
   기체 중에서 발생되는 플라즈마 방전에 의한 플라즈마 제트(plasma jet)를 상기 처리공간 내부에 공급하는 플라즈마 공급부;를 포함하고,
   상기 침출수 및 상기 가스는 상기 처리공간을 통과하는 동안 상기 플라즈마 제트에 의해 동시에 처리되되,
   상기 플라즈마 공급부는,
   관통홀을 갖는 제1전극, 상기 제1전극에 이격되게 배치되어 상기 제1전극과 상호 협조적으로 플라즈마 챔버를 형성하는 제2전극, 상기 플라즈마 챔버에 기체를 공급하는 기체공급부, 및 상기 기체의 유동 상로 상에 워터 미스트(water mist)를 공급하는 워터 미스트 공급부, 상기 제1전극과 상호 협조적으로 혼합챔버를 형성하는 챔버프레임을 포함하며,
   상기 플라즈마 챔버에서 생성된 상기 플라즈마 제트는 상기 관통홀, 및 상기 관통홀과 연결되는 상기 혼합챔버를 거쳐 상기 처리공간으로 제공되고,
   상기 챔버프레임에는 상기 혼합챔버와 이격되게 중간챔버가 형성되고, 상기 혼합챔버와 상기 중간챔버 사이의 격벽에는 서로 대응되는 접선 방향(tangentially)을 따라 경사지게 복수개의 미스트안내홀이 형성되며, 상기 워터 미스트 공급부로부터 상기 중간챔버로 공급된 상기 워터 미스트는 상기 미스트안내홀을 통과하여 상기 혼합챔버에 접선 방향(tangentially)으로 공급되어 상기 플라즈마 제트와 혼합되는 것을 특징으로 하는 침출수 처리 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2전극은 상기 관통홀에 인접하게 배치되는 돌출부를 더 포함하며,
   상기 제1전극과 상기 제2전극 간의 플라즈마는 상기 관통홀 주변에서 발생하는 것을 특징으로 하는 침출수 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1전극에는 상기 플라즈마 챔버와 이격되게 기체 챔버가 형성되고, 상기 기체 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이의 격벽에는 서로 대응되는 접선 방향(tangentially)을 따라 경사지게 복수개의 기체안내홀이 형성되며,
   상기 기체공급부로부터 상기 기체 챔버로 공급된 상기 기체는 상기 기체안내홀을 통과하여 상기 플라즈마 챔버에 접선 방향(tangentially)으로 공급되고, 상기 기체안내홀을 통과한 기체는 상기 플라즈마 챔버 내부에서 선회하며 와류(vortex)를 형성하는 것을 특징으로 하는 침출수 처리 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 플라즈마 공급부는 상기 처리섹션의 둘레 방향 또는 길이 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 제공되는 것을 특징으로 하는 침출수 처리 장치.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    일단은 상기 처리수 저장탱크에 연결되고 타단은 상기 처리섹션에 연결되어 선택적으로 상기 처리된 침출수를 상기 처리섹션으로 순환시키는 순환파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 처리 장치.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제1항에 있어서,
    상기 처리섹션에는 사이트 윈도우(sight window)가 형성된 것을 특징으로 하는 침출수 처리 장치.
15. 삭제
16. 삭제
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19. 삭제

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