KR101333493B1 - 고정상의 견운모 분말과 오존가스를 이용한 수처리 장치 - Google Patents

고정상의 견운모 분말과 오존가스를 이용한 수처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정상의 견운모 분말과 오존가스를 이용하여 상수원수 또는 오폐수의 오염물질을 고도처리하는 장치에 관한 것으로서, 견운모 분말의 흡착능력과 오존 자체의 산화력으로 오염물질을 처리함과 동시에, 오존이 견운모 분말에 흡착되어 산화력이 강한 라디칼을 형성하도록 함으로써 견운모 분말에 흡착된 오염물질을 생성된 라디칼로 산화시켜 견운모 분말의 재생과 오염물질의 효율적인 고도처리를 도모한 것이다.
본 발명에 따른 수처리 장치는 오존을 이용한 수처리 공정과 견운모 분말을 이용한 수처리 공정을 단일 반응조 내부에 구성하여 수처리 장치의 부지면적을 최소화하고, 별도의 추가시설 없이 견운모 분말을 재생하여 견운모 분말이 교체시기를 연장할 수 있으며, 효율적인 오존가스의 활용으로 오존 배가스 처리비용을 절감할 수 있고, 또한 견운모 분말을 촉매로 이용하여 중성은 물론 산성의 수질에서도 강한 산화력의 라디칼을 생성할 수 있어서 낮은 pH의 오폐수를 정화하는데 효과적이며, 박테리아, 바이러스, 원생동물 등 병원성 미생물의 일부는 견운모 분말에 흡착되어 오존이 병원성 미생물과 접촉하는 기회가 늘어나므로 병원성 미생물의 살균효과를 향상시킬 수 있다.

Description

고정상의 견운모 분말과 오존가스를 이용한 수처리 장치{water treatment apparatus using stationary phase sericite powder and ozone gas}
본 발명은 고정상의 견운모 분말과 오존가스를 이용하여 상수원수 또는 오폐수의 오염물질을 고도처리하는 장치에 관한 것으로서, 견운모 분말의 흡착능력과 오존 자체의 산화력으로 오염물질을 처리함과 동시에, 오존이 견운모 분말에 흡착되어 산화력이 강한 라디칼을 형성하도록 함으로써 견운모 분말에 흡착된 오염물질을 생성된 라디칼로 산화시켜 견운모 분말의 재생과 오염물질의 효율적인 고도처리를 도모한 것이다.
최근, 중금속, 유기오염물질, 병원성 미생물 등에 의한 상수원수의 오염으로 인하여 견운모와 오존을 이용한 수처리 공정이 정수처리시스템에 도입되고 있다.
현재 도입되고 있는 견운모와 오존을 이용하는 정수처리 방식은 견운모를 이용하는 처리공정과 오존을 이용하는 처리공정이 별개로 설치 및 운영되고 있어서 이로 인한 과다한 부지면적과 운영비용이 문제점으로 지적되고 있다.
또한, 견운모를 이용하는 처리공정의 경우 운전이 지속됨에 따라 견운모에 흡착되는 오염물질로 인하여 견운모의 처리성능이 저하되므로, 이의 재생에 따른 운전비용이 증가하는 문제도 뒤따른다.
이를 보완하기 위한 방안으로서, 오존을 이용한 수처리공정 후단에 견운모 분말을 이용한 수처리공정을 마련하고 견운모 분말에 미생물을 투입하여 미생물이 견운모 분말에 흡착된 오염물질을 먹이로 하여 생육하도록 함으로써, 견운모 분말의 교체시기를 연장하는 미생물-견운모 분말 수처리공정이 개발되어 있다.
그런데 수온이 영하로 내려가는 겨울철의 경우, 상수원수의 수온이 5℃ 이하로 낮아지면 미생물의 활성도가 저하되고, 이로 인해 견운모 분말의 재생이 이루어지지 못하여 정수처리 성능이 급격히 저하되는 문제가 발생한다.
또한, 미생물-견운모 분말 수처리장치의 미생물 유출을 방지하기 위하여 장치 후단에 모래여과지나 별도의 처리시설을 두기도 하는데, 이로 인해 설치비용과 운전비용이 증가하여 경제적인 면에서 실용적이지 못하였다.
수자원이 점점 고갈됨에 따라 사용 후 버려지는 하수의 재이용에 대한 관심이 높아지고 있으며, 하수를 재이용하기 위하여는 건물이나 일정 지역 내에서 하수를 처리한 후 현장에서 재이용하기 때문에 소요 부지면적이 작은 공정개발과 기존 수처리기술에 비하여 동등 또는 향상된 수처리기술이 요구된다.
그런데 종래의 수처리 방식인 오존/자외선, 오존/알칼리, 오존/광촉매, 오존/이산화티탄 등 일반적인 고급산화법(Advanced Oxidation Processes, AOPs)의 경우 pH가 7 이하에서는 OH 라디칼의 형성이 어려우며, 이로 인해 침출수나 염색폐수 등 pH가 낮은 수질의 경우에는 적용하는데 어려움이 있었다.
한국공개특허공보 제1999-024073호에는 황토를 사용한 정수기 몸체에 물이 통과되는 수개의 관로를 만들고 황토관로에는 자석을 장착하며, 몸체 상하부에 황토관로와 연결된 활성탄, 견운모석 등이 장입된 휠타 여과기를 구비한 다음, 오존이 혼합된 물을 상기 관로에 통과시키는 물의 정화처리장치가 개시되어 있다.
상기 발명은 사용 중인 생활용수 배관라인의 어느 곳이든 연결하여 사용할 수 있으며, 생활용수 및 동식물 사육 재배 용수를 깨끗이 정수하고 생체친화적 사용수로 전환하는 효과를 제공하나, 장치구조상 다량의 물을 처리하기 어렵고 오존가스와 물의 기액 혼합물이 상하 유로를 따라 진행하므로 오존가스는 유로 중 상부 측에 정체되어 오존가스와 물이 분리되고 분리된 오존가스가 물의 흐름을 방해하여 정수처리성능이 저하되는 문제가 있다.
또한, 산업의 발전에 따라 환경오염이 점점 심화되면서 크립토스포리디움(Cryptosporidium spp.) 포낭체(Oocysts)와 같이 염소, 오존 등의 소독제에 강한 내성을 지닌 병원성 미생물이 출현하여 안전한 식수확보에 위협이 되고 있으며, 이에 따라 물의 안전성을 확보하기 위해서는 보다 효과적인 수처리 공정개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상수원수 또는 오폐수의 오염물질을 처리하기 위하여, 오존을 이용한 수처리 공정과 견운모 분말을 이용한 수처리공정을 단일 반응조 내부에 구성되도록 하면서 장치 운전 중 견운모 분말에 흡착되는 오염물질을 별도의 추가시설 없이 제거할 수 있는 수처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 원수 수조(11)의 원수를 반응조(30) 내 하부공간(S1)에 위치한 오존 반응부(41)로 공급하는 원수 공급부; 오존발생장치(21)에서 생성된 오존가스를 오존가스 용존부(23)로 공급하는 오존가스 공급부; 상기 반응조(30) 내부의 중간부위에 설치되며, 상부지지망(51)과 하부지지방(52) 사이에 견운모 분말이 충전되어 있는 견운모 흡착반응조(53)와, 상기 견운모 흡착반응조(53) 중심부에 상기 오존가스 용존부(23)가 설치되어, 상기 반응조(30)를 하부공간(S1)과 상부공간(S2)으로 구획형성하는 견운모 분말 반응부; 상기 반응조(30) 내부의 하부공간(S1)에 위치하며, 원수 공급부로부터 공급된 원수와 오존가스 공급부로부터 오존가스 용존부(23)를 경유하여 공급된 오존가스를 접촉시키는 오존 반응부(41); 상기 반응조(30)의 상부공간(S2)에 접속되며, 견운모 흡착반응조(53)를 통과하면서 원수 중의 오염물질과 병원성 미생물이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 유출부(61); 및 상기 반응조(30)의 상부공간(S2)에 접속되며, 견운모 흡착반응조(53)에서 미반응하거나 라디칼화하지 않은 오존가스의 농도를 낮추어 대기로 방출하는 오존 배가스 처리부(71);를 포함하며, 상기 오존가스 용존부(23)는 상단부가 폐쇄되고 하단부가 개방되어 상기 오존 반응부(41)와 유통가능하게 연결되어 있고, 상기 견운모 흡착반응조(53)에 충전되는 견운모 분말은 견운모 분말에 망간, 코발트, 크롬, 은, 구리, 세륨, 철, 바나듐, 몰리브덴, γ-산화알루미늄, 이산화규소 및 이산화티탄으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 혼합하거나 코팅한 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 제공한다.
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본 발명에 따른 수처리 장치는 오존을 이용한 수처리 공정과 견운모 분말을 이용한 수처리 공정을 단일 반응조 내부에 구성하여 수처리 장치의 부지면적을 최소화하고, 별도의 추가시설 없이 견운모 분말을 재생하여 견운모 분말이 교체시기를 연장할 수 있으며, 효율적인 오존가스의 활용으로 오존 배가스 처리비용을 절감할 수 있다.
또한, 견운모 분말을 촉매로 이용하여 중성은 물론 산성의 수질에서도 강한 산화력의 라디칼을 생성할 수 있어서 낮은 pH의 오폐수를 정화하는데 효과적이며, 박테리아, 바이러스, 원생동물 등 병원성 미생물의 일부는 견운모 분말에 흡착되어 오존이 병원성 미생물과 접촉하는 기회가 늘어나므로 병원성 미생물의 살균효과를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오존가스/견운모 분말에 의한 정수 및 오폐수 고도처리장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 오존가스/견운모 분말에 의한 정수 및 오폐수 고도처리장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 견운모 분말을 반응조 내에 고정장착하고 여기에 상수 또는 오폐수를 통과시키면서 오존가스를 분사하여 상수 또는 오폐수의 오염물질을 견운모 분말의 흡착능력과 오존의 산화력으로 처리함과 동시에, 반응 후 잔류하는 오존이 견운모 분말을 촉매제로 하여 산화력이 강한 라디칼을 형성하도록 함으로써 견운모 분말에 흡착된 오염물질을 생성된 라디칼로 산화시켜 견운모 분말의 재생과 오염물질의 효율적인 고도처리를 도모한다.
본 발명은 취수장에서 취수하여 상수로 공급하기 위한 상수원수, 산업단지 등에서 발생하는 오·폐수 또는 오·폐수를 침사지, 유량조정조, 폭기조 등의 처리공정을 통하여 배출수 수질범위 내로 처리하여 하천에 방류되는 방류수를 피처리 대상물(이하 "원수"라고 함)로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따라 원수를 고도정수처리하는 수처리 장치가 도시되어 있다.
본 발명의 수처리 장치는 원수를 반응조(30) 내부의 오존 반응부(41)로 공급하는 원수 공급부, 오존가스를 오존 반응부(41)로 공급하는 오존가스 공급부, 상기 반응조(30) 내부에 위치하며 상기 원수와 오존가스를 접촉시키는 오존 반응부(41), 상기 반응조(30) 내부에 위치하며 원수의 오염물질을 흡착하고 오존을 라디칼로 생성시키는 견운모 분말 반응부, 정화된 물을 배출시키는 처리수 유출부(61) 및 미반응 오존가스를 처리하여 배출하는 오존 배가스 처리부(71)로 구성된다.
상기 원수 공급부는 원수 수조(11)의 원수를 펌프(12)를 통하여 반응조(30) 내 하부공간(S1)에 위치한 오존 반응부(41)로 공급하고, 오존가스 공급부는 오존발생장치(21)에서 생성된 오존가스를 송풍기(22)을 통하여 견운모 흡착반응조(53)의 중심부에 설치된 오존가스 용존부(23)로 공급한다.
상기 오존발생장치(21)는 플라스마 장치를 내장하여 공기 중의 산소를 오존으로 변환시키는 장치이며, 오존가스를 오존가스 용존부(23)에 이송하는 배관(L2) 말단부에 벤투리관(24)을 설치하여 오존가스를 원수에 분사함으로써 오존가스의 용해도를 향상시키는 것이 가능하다.
상기 오존 반응부(41)와 견운모 분말 반응부는 반응조(30) 내부에 설치되는데, 상기 견운모 분말 반응부는 상부지지망(51)과 하부지지방(52) 사이에 견운모 분말이 충전되어 있는 견운모 흡착반응조(53)가 설치되고 중심부에는 상기 오존가스 용존부(23)가 위치하고 있으며, 반응조(30)의 중간부위에 설치되어 반응조(30)를 하부공간(S1)과 상부공간(S2)으로 구획형성한다.
견운모는 층상구조의 수화된 알루미늄 규산염 광물군의 일종으로서, 원적외선 방사율, 탈취율, 항균 및 항곰팡이성, 음이온 방출, 방오, 대기정화 등의 기능이 우수한 광물이다.
견운모는 대략 이산화규소(SiO2) 60%, 산화알루미늄(Al2O3) 10%, 산화칼륨(K2O) 9.0%, 산화마그네슘(MgO) 2.9%, 산화제이철(Fe2O3) 1.8%, 산화칼슘(CaO) 0.1%, 산화나트륨(Na2O) 0.1% 및 기타 물 분자로 이루어져 있으며, 칼륨 원자를 정점으로 하여 이를 받치는 산소 원자와 이를 기저로 한 알루미늄, 규소 및 여타 금속과 수소 등의 원자가 결합하여 극히 안정된 결정구조를 이루고, 이러한 기본 결정구조에서 산소 및 칼륨 원자가 불규칙적으로 치환된 구조의 천연 무기재료이다.
견운모는 가소성(可塑性, plasticity)), 건조강도(drying strength), 생강도(生强度, green strength)가 높아서 요업분야에 주로 이용되며, 도료, 전기절연체, 활마재(滑摩材), 화장품 등 다양한 분야에 이용되어 왔으나 수질정화를 위한 환경소재로서는 많이 사용되지 않았다.
상기 견운모 흡착반응조(53)에 충전되는 견운모 분말은 견운모 만으로 이루어진 분말을 사용할 수도 있으나, 견운모 분말에 망간(Mn), 코발트(Co), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 세륨(Ce), 철(Fe), 바나듐(V), 몰리브덴(Mo), γ-산화알루미늄(γ-Al2O3), 이산화규소(SiO2) 또는 이산화티탄(TiO2) 등을 1종 또는 2종 이상 결합(견운모 분말과 혼합하거나 견운모 분말에 코팅)시킨 견운모 분말을 사용하여 오존가스의 효과를 증대시키는 것이 가능하며, 견운모 분말 대신에 γ-산화알루미늄, 이산화규소 또는 이산화티탄을 사용할 수도 있다.
상기 상부지지망(51)과 하부지지방(52)은 견운모 분말은 통과하지 못하고 원수와 오존가스는 통과할 수 있는 망상구조로 되어 있으며, 상기 견운모 흡착반응조(53)에 충전되는 견운모 분말의 충전율을 30~100%로 조정하여, 필요에 따라 견운모 분말을 유동상 또는 고정상으로 구성할 수도 있다.
상기 오존가스 용존부(23)는 상단부가 폐쇄되고 하단부가 개방된 구조로서, 반응조(30)의 하부공간(S1)에 위치한 오존 반응부(41)와 유통가능하게 연결되어 있어서 오존가스 공급부에서 공급된 오존가스는 오존가스 용존부(23)를 경유하여 오존 반응부(41)로 이송되고, 원수 공급부에서 공급된 원수는 오존 반응부(41)를 경유하여 오존가스 용존부(23)에 채워지게 된다.
상기 오존 반응부(41)는 반응조(30)의 하부공간(S1)에 위치하여 원수 공급부로부터 공급된 원수와 오존가스 공급부로부터 공급된 오존가스를 접촉시켜 산화반응이 일어나도록 하며, 오존 반응부(41)에 산화반응을 수행한 원수와 잔류 오존가스는 상부의 견운모 흡착반응조(53)의 하단으로 유입되어 견운모 흡착반응조(53)를 상향 통과한 다음 처리수 유출부(61)와 오존 배가스 처리부(71)로 배출되도록 한다.
상기 처리수 유출부(61)와 오존 배가스 처리부(71)는 반응조(30)의 상부공간(S2)에 접속하며, 처리수 유출부(61)는 견운모 분말 반응부를 통과하면서 원수 중의 오염물질과 병원성 미생물이 제거된 처리수를 배출시키고, 오존 배가스 처리부(71)는 견운모 분말 반응부에서 미반응하거나 라디칼화하지 않은 오존가스의 농도를 낮추어 대기로 방출하는 역할을 한다.
또한, 본 발명의 수처리 장치는 일단이 원수 수조(11)에 접속되고 타단이 반응조(30) 내 하부공간(S1)에 위치한 오존 반응부(41)에 접속되며 도중에 펌프(12)가 개재된 배관(L1), 일단이 오존발생장치(21)에 접속되고 타단이 오존가스 용존부(23)에 접속되며 도중에 송풍기(22)가 개재된 배관(L2), 일단이 반응조(30) 상부공간(S2) 측면에 접속되고 타단이 처리수 유출부(61)에 접속되는 배관(L3) 및 일단이 반응조(30) 상부공간(S2) 상단면에 접속되고 타단이 오존 배가스 처리부(71)에 접속되는 배관(L4)을 포함한다.
상기 수처리 장치는 다음과 같이 운전될 수 있다.
원수 공급부의 원수 수조(11)에 저장된 원수는 펌프(12)의 가압에 의해 배관(L1)을 통하여 반응조(30)의 하부공간(S1)에 위치한 오존 반응부(41)에 유입되고, 오존발생장치(21)에서 생성된 오존가스는 송풍기(22)의 가압에 의하여 배관(L2)을 통하여 반응조(30)의 견운모 흡착반응조(53) 중심부에 설치된 오존가스 용존부(23)로 공급된다.
배관(L2)의 말단부에 벤투리관(24)이 설치되었을 경우, 오존가스는 오존가스 용존부(23)의 원수에 분사되어 원수 중의 용존오존의 양을 증가시킬 수도 있다.
원수 중으로 분사된 오존가스의 일부는 물과 반응하여 용존오존으로 전환되고, 오존가스와 용존오존은 오존가스 용존부(23)의 개방된 하단부를 통하여 오존 반응부(41)로 이송되어 오존 반응부(41)에 유입된 원수 중의 유기물, 무기물 및 병원성 미생물과 산화분해반응을 일으킨다.
용존오존은 반응성이 높은 유기물들과 반응하여 일부는 무기화되고 나머지는 저급지방산을 생성하며, 무기물은 오존과 반응하여 침전물 형태로 처리되고 박테리아, 바이러스 및 원생동물의 포낭체 등 병원성 미생물의 경우 용존오존과 반응하여 불활성화한다.
오존 반응부(41)에서 처리되지 않은 유기물, 무기물, 병원성 미생물 및 산화부산물질은 원수, 오존가스, 용존오존과 함께 견운모 분말이 충전된 견운모 흡착반응조(53)의 하부로 유입되어 상향 통과하면서 일부는 흡착되고 나머지는 견운모 분말 사이의 틈새를 통과하게 되어 체류시간이 증가한다.
오존가스와 용존오존은 견운모 흡착반응조(53)의 견운모 분말을 촉매 매질로 하여 산화력이 강한 라디칼(O˙, O2˙, O3˙ 등)을 형성하며, 이들 라디칼들은 견운모 분말에 흡착된 산화부산물질 및 오존 단독으로 분해되지 않은 유기오염물질들과 반응하여 무기화(이산화탄소 생성)함으로써 견운모 분말의 재생을 유도한다.
또한, 현재까지 알려진 병원성 미생물 중 염소, 클로라민(chloramine) 등 일반적으로 사용되는 소독제에 내성이 강한 크립토스포리디움 포낭체의 경우, 오존 반응부(41)에서 1차적으로 산화반응에 의해 일부 불활성화되고, 견운모 흡착반응조(53)를 통과하는 동안 견운모 분말에 부착되거나 포낭체의 세포벽이 견운모 분말과 마찰을 일으켜 자연 탈포낭(excystation)되고, 또한 용존오존이 포낭체의 손상된 세포벽을 통해 침투하여 감염성을 가진 스포로조이트(sporozoites)를 직접 산화할 수 있다.
또한, 수중에 브롬이온(Br-)이 존재시 과량의 용존오존은 인체에 유해한 브로메이트(BrO3 -)라는 산화부산물을 생성하게 되는데, 오존 반응부(41)에서 미반응한 잔류 용존오존은 견운모 흡착반응조(53)에서 견운모 분말 혹은 타 오염물질과 반응하여 산소 혹은 라디칼로 전환됨으로써 브로메이트의 생성이 감소하며, 이에 따라 잔류 용존오존과 오존가스가 소비되므로 배출되는 오존가스의 농도가 낮아져 배출 오존가스의 처리비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
견운모 흡착반응조(53)를 통과하면서 원수 중의 유기물, 무기물 및 병원성 미생물 등의 오염물질이 제거된 처리수는 반응조(30) 상부공간(S2) 측면에 접속된 배관(L3)을 통하여 처리수 유출부(61)로 배출되고, 반응에 참여하지 않은 용존오존은 자기분해에 의해 산소로 전환되어 최종 잔류 오존가스와 함께 반응조(30) 상부공간(S2) 상단면에 접속된 배관(L4)을 경유하여 오존 배가스 처리부(71)로 보내져 처리된 후 대기로 방출된다.
도 1에서는 원수가 견운모 흡착반응조(53)를 상방향으로 통과하면서 오염물질을 처리하는 실시예가 도시되어 있으나, 상기 원수가 견운모 흡착반응조(53)를 하방향으로 통과하면서 오염물질을 처리하도록 구성할 수 있다.
도 2에는 원수가 견운모 흡착반응조(53)를 하방향으로 통과하면서 오염물질을 처리하는, 본 발명에 따른 수처리 장치의 다른 실시예가 도시되어 있다.
우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
상기 다른 실시예의 수처리 장치는 도 1의 수처리 장치에서, 원수가 반응조(30) 내 상부공간(S2)에 위치한 오존 반응부(41)로 공급되고, 오존가스는 반응조(30) 내 하부공간(S1)으로 공급되며, 처리수 유출부(61)는 반응조(30) 내 하부공간(S1)에서 처리수를 배출시키고, 오존가스 용존부가 별도로 설치되지 않은 점 외에는 상기 도 1에서의 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.
도 2의 수처리 장치 구성요소 중에서 도 1의 수처리 장치 구성요소와 동일한 구조와 동일한 역할을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1의 일 실시예에서 자세히 기술한 바 있으므로, 이의 구조 및 역할에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
또한, 상기 다른 실시예의 수처리 장치는 일단이 원수 수조(11)에 접속되고 타단이 반응조(30) 내 상부공간(S2)에 접속되며 도중에 펌프(12)가 개재된 배관(L1), 일단이 오존발생장치(21)에 접속되고 타단이 반응조(30) 내 하부공간(S1)에 접속되며 도중에 송풍기(22)가 개재된 배관(L2), 일단이 반응조(30) 하부공간(S1) 측면에 접속되고 타단이 처리수 유출부(61)에 접속되는 배관(L3) 및 일단이 반응조(30) 상부공간(S2) 상단면에 접속되고 타단이 오존 배가스 처리부(71)에 접속되는 배관(L4)을 포함한다.
오존발생장치(21)에서 생성된 오존가스는 송풍기(22)의 가압에 의하여 배관(L2)을 통하여 반응조(30)의 하부공간(S1)으로 공급되고, 오존가스의 일부는 하부공간(S1)의 처리수와 반응하여 용존오존으로 전환된 후 나머지 오존가스와 함께 견운모 흡착반응조(53)를 상향 통과한다.
배관(L2)의 말단부에 벤투리관(24)이 설치되었을 경우, 오존가스는 하부공간(S1)의 원수에 분사되어 원수 중의 용존오존의 양을 증가시킬 수 있다.
원수 공급부의 원수 수조(11)에 저장된 원수는 펌프(12)의 가압에 의해 배관(L1)을 통하여 반응조(30)의 상부공간(S2)으로 투입되고, 원수 중의 유기물, 무기물 및 병원성 미생물은 오존 반응부(41)로부터 견운모 흡착반응조(53)를 통과한 오존가스 및 용존오존과 산화반응하여 일부는 무기화되고 나머지는 저급지방산을 생성하며, 무기물은 오존과 반응하여 침전물 형태로 처리되고 박테리아, 바이러스 및 원생동물의 포낭체 등 병원성 미생물의 경우 용존오존과 반응하여 불활성화한다.
오존 반응부(41)에서 처리되지 않은 유기물, 무기물, 병원성 미생물 및 산화부산물질은 견운모 분말이 충전된 견운모 흡착반응조(53)의 상부로 유입되어 하향 통과하고, 하부공간(S1)으로부터 상향 통과하는 오존가스 및 용존오존과 상호작용하여 도 1의 일 실시예에서와 같이 견운모 분말에 흡착된 오염물질과 병원성 미생물을 오존에 의해 생성된 라디칼의 산화분해반응을 통하여 견운모 분말을 재생하고, 인체에 유해한 브로메이트의 생성을 감소시키며, 배출되는 오존가스의 농도를 낮추게 된다.
견운모 흡착반응조(53)를 통과하면서 원수 중의 유기물, 무기물 및 병원성 미생물 등의 오염물질이 제거된 처리수는 반응조(30) 하부공간(S1) 측면에 접속된 배관(L3)을 통하여 처리수 유출부(61)로 배출되고, 반응에 참여하지 않은 최종 잔류 오존함유 가스는 반응조(30) 상부공간(S2) 상단면에 접속된 배관(L4)을 경유하여 오존 배가스 처리부(71)로 보내져 처리된 후 대기로 방출된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 원수 수조, 12:펌프, 21:오존발생장치, 22:송풍기, 23:오존가스 용존부, 24:벤투리관, 30:반응조, 41:오존 반응부, 51:상부지지망, 52:하부지지방, 53:견운모 흡착반응조, 61:처리수 유출부, 71:오존 배가스 처리부,
L1, L2, L3, L4:배관,
S1:하부공간, S2:상부공간

Claims (9)

  1. 원수 수조(11)의 원수를 반응조(30) 내 하부공간(S1)에 위치한 오존 반응부(41)로 공급하는 원수 공급부;
    오존발생장치(21)에서 생성된 오존가스를 오존가스 용존부(23)로 공급하는 오존가스 공급부;
    상기 반응조(30) 내부의 중간부위에 설치되며, 상부지지망(51)과 하부지지방(52) 사이에 견운모 분말이 충전되어 있는 견운모 흡착반응조(53)와, 상기 견운모 흡착반응조(53) 중심부에 상기 오존가스 용존부(23)가 설치되어, 상기 반응조(30)를 하부공간(S1)과 상부공간(S2)으로 구획형성하는 견운모 분말 반응부;
    상기 반응조(30) 내부의 하부공간(S1)에 위치하며, 원수 공급부로부터 공급된 원수와 오존가스 공급부로부터 오존가스 용존부(23)를 경유하여 공급된 오존가스를 접촉시키는 오존 반응부(41);
    상기 반응조(30)의 상부공간(S2)에 접속되며, 견운모 흡착반응조(53)를 통과하면서 원수 중의 오염물질과 병원성 미생물이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 유출부(61); 및
    상기 반응조(30)의 상부공간(S2)에 접속되며, 견운모 흡착반응조(53)에서 미반응하거나 라디칼화하지 않은 오존가스의 농도를 낮추어 대기로 방출하는 오존 배가스 처리부(71);를 포함하며,
    상기 오존가스 용존부(23)는 상단부가 폐쇄되고 하단부가 개방되어 상기 오존 반응부(41)와 유통가능하게 연결되어 있고,
    상기 견운모 흡착반응조(53)에 충전되는 견운모 분말은 견운모 분말에 망간, 코발트, 크롬, 은, 구리, 세륨, 철, 바나듐, 몰리브덴, γ-산화알루미늄, 이산화규소 및 이산화티탄으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 혼합하거나 코팅한 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
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