KR101402935B1 - 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템 - Google Patents

용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101402935B1
KR101402935B1 KR1020140032677A KR20140032677A KR101402935B1 KR 101402935 B1 KR101402935 B1 KR 101402935B1 KR 1020140032677 A KR1020140032677 A KR 1020140032677A KR 20140032677 A KR20140032677 A KR 20140032677A KR 101402935 B1 KR101402935 B1 KR 101402935B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
passage
ozone
electrode
tube
cap
Prior art date
Application number
KR1020140032677A
Other languages
English (en)
Inventor
이영근
Original Assignee
(주)에프에이대원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에프에이대원 filed Critical (주)에프에이대원
Priority to KR1020140032677A priority Critical patent/KR101402935B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101402935B1 publication Critical patent/KR101402935B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4608—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods using electrical discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating
    • C02F2001/46142—Catalytic coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

본 발명은 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템에 관한 것으로, 전극튜브의 양단부가 제1캡의 기체유입구와 제2캡의 오존토출구에 연결되고, 전극튜브의 내부를 통과하는 기체와 제1전극, 제2전극 사이에 접촉을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 구비된다. 그리고 제2전극은, 전극튜브를 통과하는 기체와의 접촉량 및 접촉시간을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 코일형태의 전극튜브에 내장되어 있다.
따라서, 전극튜브에 유입된 기체는 코일형태의 전극튜브를 통과하면서 배출시간이 지연되므로 제1전극 및 제2전극에 최대로 노출되고, 제2전극은 전극튜브의 내부에 코일형태로 구비되므로 전극튜브를 내부에 최대로 노출되며, 이에 따라 오존 발생이 극대화된다.

Description

용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템{Plasma water treatment system that equip melt bath}
본 발명은 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 오존 발생량이 극대화되고 오존에 의한 수처리가 확실하게 이루어지며, 오존에 의한 수처리량이 극대화될 뿐 아니라, 오존 및 처리수가 다수의 공간들이 구획된 제1혼합탱크 및 제2혼합탱크를 통과하는 동안 지체되고 와류되면서 충분히 혼합되는 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템에 관한 것이다.
플라즈마 또는 오존을 이용한 고도수처리와 관련된 기술로는 실용신안등록 제0288954호(오존발생장치)가 있다.
이 등록고안은 하나의 오존 발생부에서 유전체 장벽 방전을 이용한 오존 발생 방법과 자외선 원을 사용한 자외선 오존 발생 방법을 동시에 수행하는 오존 발생장치를 제공하여, 오존 발생률을 향상시킴과 동시에 높은 전력효율을 가지는 오존 발생기를 제시하고 있다. 그런데, 이 등록고안을 현실성과 관련하여 수처리 분야에 적용하기에는 난관이 큰데, 특히 상온 이상의 온도에서 오존의 수율이 현격히 떨어지는 문제에 대한 해결책(고압 무선 방전 방식 및 자외선 방식 모두 열을 일으킨다)을 제시하고 있지 않다.
또 특허등록 제0572514호(습식 플라즈마를 이용한 수중 용존 오존 및 과산화수소의 동시 생성장치)가 있는데, 이 등록특허는 고주파 전원을 사용하여 기체, 액체 및 고체가 공존하는 영역에 습식 플라즈마를 발생시켜 수중에서 산화반응의 주요한 인자로 작용하는 용존 오존량을 증가시키고 수중 용존 오존의 자기분해 속도를 증가시킬 수 있는 과산화수소를 동시에 생성하는 장치를 제시하고 있다.
그런데, 이 등록특허 역시 상온 이상의 온도에서 오존의 수율이 현격히 떨어지는 문제에 대한 해결책을 제시하고 있지 못하며, 가정용 정수시설 등의 소단위 수처리에는 적합할지 모르나 대단위 수처리 용도로는 부적합하다.
나아가, 특허등록 제0797027호(유전체장벽 방전관에서 발생되는 자외선 및 산화성 물질을 이용한 폐수처리 장치 및 이를 이용한 폐수처리방법)이 있는데, 이 등록특허는 금속봉 및 이를 둘러싸는 석영관으로 이루어진 유전체 방벽 방전관, 방전관의 상단에 고전압 발생기 및 방전관의 주변과 폐수처리 장치의 내부에 원통형의 광촉매망을 포함하는 폐수처리 장치를 제시하고 있다.
이 등록특허는 폐수에 담겨진 유전체장벽 방전관 내부에서 전기적인 방전을 일으켜 각종 산화성 성분들과 자외선을 발생시키고, 이들 산화성 성분들을 미세한 기포형태로 폐수 내에 분산시켜 폐수 내의 유기물이 산화되어 제거되도록 하고, 동시에 유전체 장벽 방전관에서 방출되는 자외선을 이용하여 광촉매를 활성화시키거나 폐수를 직접 조사하여 유기물이 제거되도록 함으로써 두 가지 이상의 메커니즘에 의해 유기물을 처리할 수 있는 처리장치와 방법을 제공하여 궁극적으로 간단한 반응장치에서 적은 전력으로 유기물이 고효율로 제거하는 효과가 있는 것으로 언급되어 있다.
그런데, 이 등록특허는 처리 용량이 기본적으로 유전체장벽 방전관의 크기에 의존하는 점에서 불리하며, 체류시간을 보장하여야 하므로 흐르는 물에 대한 수처리 용도로는 부적합하다.
또 특허등록 제0833814호(정수 처리 장치)가 있는데, 이 등록특허는 페록시라디칼과 오존 조합 공정을 이용하여 고도의 정수 능력을 갖는 정수 처리 장치를 제공하여, 정수 처리 능력을 향상시킬 수 있고, 페록시라디칼의 생성과 정수 처리를 같은 공간에서 동시에 수행함으로써 종래의 오존 단독 공정에 의한 정수 처리 장치에 비해 정수 처리 비용을 줄일 수 있는 장점을 제공하는 것으로 기술되어 있다. 그런데 이 등록특허는 역시 오존의 수율 보장이라든가 다용량 수처리 기술과는 무관하다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 등록특허 제10-1157122호(플라즈마 고도수처리장치)가 개발된 바 있다.
이는, 대장균이나 각종 세균은 플라즈마 방전을 이용하여 제거하고, 각종 난분해성 유기물은 오존 등의 라디칼 발생원을 통하여 제거할 수 있도록 처리대상수를 위한 제1소통로와 라디칼 반응용 기체를 위한 제2소통로를 갖는 이중관체에 플라즈마 방전용 전극을 도입하고, 외부에 구비된 수조에서 플라즈마 방전 처리된 오염 처리대상수와 오존 등의 라디칼 발생원의 접촉 반응을 유도하여 수처리하도록 구비된다.
그런데, 이러한 종래의 플라즈마 고도수처리장치는 제2소통로의 공간이 비교적 큰 반면에 전극의 접촉면적은 매우 적으므로 제2소통로를 통과하는 라디칼 반응용 기체가 전극에 제대로 접촉되지 못하고 그대로 통과되는 비율이 높다. 따라서 라디칼 반응용 기체가 전극에 충분히 접촉되지 못하므로 오존 발생율이 현저히 떨어지는 문제점이 발생되었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 등록특허 제10-1265489호(플라즈마 고도수처리장치)를 개발하여 등록받은 바 있다.
이러한 플라즈마 고도수처리장치는 라디칼 반응용 기체가 통과하도록 제1통로가 형성되어 있는 외부관과, 외부관의 내부에 설치되고 투입된 처리수가 배출되도록 제2통로가 형성되어 있는 내부관과, 내부관의 제2통로를 관통하도록 배열되어 있는 제1전극과, 외부관의 제1통로에 배열되어 있는 제2전극과, 제1전극 및 제2전극에 연결되어서 이에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 이루어진다.
이와 같은 종래의 플라즈마 고도수처리장치는, 처리수가 내부관의 제2통로를 통과하는 동안 플라즈마 방전 처리되고, 기체공급원이 외부관의 제1통로를 통과하는 동안 제2전극에 접촉되면서 오존이 발생된다.
그런데, 상술한 플라즈마 고도수처리장치는 내부관의 직경이 20mm 정도의 작은 직경을 갖도록 형성되어 있으며, 이에 따라 처리수가 작은 직경의 내부관을 통과하면서 수처리되므로 수처리 양이 매우 적다.
또한, 외부관의 제1통로로 유입된 기체공급원은 제2전극과 접촉되면서 오존이 발생되는데, 오존 발생량이 극대화되려면 기체공급원이 제2전극에 충분히 접촉되어야 한다. 그런데 종래의 플라즈마 고도수처리장치는 외부관의 제1통로로 공급된 기체공급원이 제2전극에 충분히 접촉되기도 전에 배출되는 구조이므로 오존이 제대로 발생되지 못하였다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 오존 발생량이 극대화되고 오존에 의한 수처리가 확실하게 이루어지도록 한 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 오존에 의한 수처리량이 극대화되도록 한 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 오존 및 처리수가 다수의 공간들이 구획된 제1혼합탱크 및 제2혼합탱크를 통과하는 동안 지체되고 와류되면서 충분히 혼합되도록 한 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 오존 및 처리수가 내측연결파이프 및 외측연결파이프의 입구로 유입된 후 출구로 배출되는 동안 유속이 증가되도록 한 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템이 작동되는 동안 외부관의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있도록 한 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템은, 라디칼 반응용 기체가 통과하는 제1통로가 형성되어 있는 외부관; 외부관의 일단에 결합되고 처리수가 외부관의 내측으로 유입되도록 처리수유입구가 형성되어 있으며, 라디칼 반응용 기체가 유입되도록 기체유입구가 형성되어 있는 제1캡; 외부관의 타단에 결합되고 유입된 처리수가 배출되는 처리수토출구가 형성되어 있으며 라디칼 반응용 기체가 반응하여 생성된 오존이 배출되는 오존토출구가 형성되어 있는 제2캡; 외부관의 내부에 설치되고 양단이 제1캡 및 제2캡에 결합되어 있으며 처리수유입구에서 투입된 처리수가 처리수토출구로 배출되도록 제2통로가 형성되어 있는 내부관; 내부관의 제2통로를 관통하도록 배열되어 있는 제1전극과, 외부관의 제1통로에 배열되어 있는 제2전극과, 제1전극 및 제2전극에 연결되어서 이에 전원을 공급하는 전원부로 이루어진 플라즈마발생부; 제2캡의 오존토출구와 처리수토출구에 연결되어서 오존과 처리수를 재차 혼합하여 처리하는 오존용해부를 포함하여 이루어지고; 내부관의 둘레에는 내부관의 길이방향을 따라 전극튜브가 설치되되, 이 전극튜브는 양단부가 제1캡의 기체유입구와 제2캡의 오존토출구에 연결되고, 전극튜브의 내부를 통과하는 기체와 제1전극, 제2전극 사이에 접촉을 증대시키도록 코일형태로 감겨져 있으며; 제2전극은, 전극튜브를 통과하는 기체와의 접촉량 및 접촉시간을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 코일형태의 전극튜브에 내장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템의 다른 특징은, 제1캡의 처리수유입구에는, 외부관의 제1통로에 연결되는 제1통로유입구와, 내부관의 제2통로에 연결되는 제2통로유입구가 형성되어서, 처리수가 처리수유입구로 유입되면 제1통로유입구 및 제2통로유입구로 분배되어서 제1통로 및 제2통로 양측으로 공급되며; 제2캡의 처리수토출구에는, 외부관의 제1통로에 연결되는 제1통로토출구와, 내부관의 제2통로에 연결되는 제2통로토출구가 형성되어서, 제1통로 및 제2통로로 유입된 처리수가 제1통로토출구 및 제2통로토출구를 통해 처리수토출구로 배출되도록 형성된다.
본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템의 또 다른 특징은, 오존용해부는, 제2캡의 처리수토출구와 오존토출구에 연결되고 제1통로 및 제2통로를 통과하여서 1차 수처리된 처리수를 다시 오존과 혼합하여서 배출시키는 오존혼합부와, 오존혼합부에 연결되어서 오존이 혼합된 처리수가 공급되는 제1혼합탱크와, 일단이 오존혼합부에 연결되고 타단이 제1혼합탱크의 하부공간에 위치되어서 오존혼합부로부터 공급되는 처리수가 제1혼합탱크의 하부공간으로 배출되도록 하는 제1공급관과, 제1혼합탱크에 연결되어서 제1혼합탱크를 경유한 처리수가 공급되는 제2혼합탱크와, 일단이 제1혼합탱크의 상부공간에 연결되고 타단이 제2혼합탱크의 하부공간에 위치되어서 제1혼합탱크를 경유한 처리수가 제2혼합탱크의 하부공간으로 배출되도록 하는 제2공급관과, 제1공급관 또는 제2공급관이 관통되고 제1혼합탱크 및 제2혼합탱크의 내부에 복수개 설치되어서 내부공간을 수직방향으로 여러 칸 구획하는 구획판들과, 수직으로 배열된 다수의 구획판들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구 및 상단의 출구가 구획판의 하부 및 상부에 각각 위치되며 구획판의 하측공간의 처리수가 구획판의 상측공간으로 이동되도록 안내하는 내측연결파이프들과, 내측연결파이프가 설치된 구획판들과 엇갈리도록 다수의 구획판들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구 및 상단의 출구가 구획판의 하부 및 상부에 각각 위치되며 구획판의 하측공간의 처리수가 구획판의 상측공간으로 이동되도록 안내하는 외측연결파이프들을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템의 또 다른 특징은, 내측연결파이프 및 외측연결파이프는, 하측의 입구보다 상측의 출구가 더 작은 직경을 갖도록 하측에서 상측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되도록 형성되어 있다.
이상에서와 같은 본 발명은, 전극튜브의 양단부가 제1캡의 기체유입구와 제2캡의 오존토출구에 연결되고, 전극튜브의 내부를 통과하는 기체와 제1전극, 제2전극 사이에 접촉을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 구비된다. 그리고 제2전극은, 전극튜브를 통과하는 기체와의 접촉량 및 접촉시간을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 코일형태의 전극튜브에 내장되어 있다. 따라서, 전극튜브에 유입된 기체는 코일형태의 전극튜브를 통과하면서 배출시간이 지연되므로 제1전극 및 제2전극에 최대로 노출되고, 제2전극은 전극튜브의 내부에 코일형태로 구비되므로 전극튜브를 내부에 최대로 노출되며, 이에 따라 오존 발생이 극대화된다.
본 발명은 처리수가 제1캡의 제2통로유입구를 통해 내부관의 제2통로로 유입되는 동시에, 제1캡의 제1통로유입구를 통해 제1통로로도 유입된다. 따라서, 본 발명은 제2전극이 코일형태의 전극튜브에 의해 절연 처리되어 있기 때문에 처리수가 제2통로 뿐 아니라 제1캡의 제1통로로도 유입되는 구조이며, 이에 따라 시간당 처리수의 공급량이 극대화된다.
본 발명의 오존용해부는, 제1혼합탱크 및 제2혼합탱크의 내부에 복수개 설치되어서 내부공간을 수직방향으로 여러 칸 구획하는 구획판들과, 수직으로 배열된 다수의 구획판들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구 및 상단의 출구가 구획판의 하부 및 상부에 각각 위치되는 내측연결파이프들과, 내측연결파이프가 설치된 구획판들과 엇갈리도록 다수의 구획판들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구 및 상단의 출구가 구획판의 하부 및 상부에 각각 위치되는 외측연결파이프들을 포함하여 이루어진다. 따라서, 제1공급관을 통해 제1혼합탱크의 바닥으로 공급되는 오존 및 처리수는 최하측의 구획판 저면에 부딪힌 후 와류되면서 1차 혼합된 다음 내측연결파이프를 통해 그 다음 두번째 공간으로 유도되고, 두번째 공간으로 유도된 오존 및 처리수는 두번째 구획판의 저면에 부딪힌 후 와류되면서 2차 혼합된 다음 외측연결파이프를 통해 그 다음 세번째 공간으로 유도되며, 이와 같은 단계를 여러 차례 거친 후 제2혼합탱크로 유도되어서 제1혼합탱크에서의 과정을 동일하게 반복한다. 그러므로 오존 및 처리수가 다수의 공간들이 구획된 제1혼합탱크 및 제2혼합탱크를 통과하는 동안 지체되고 와류되면서 충분히 혼합되므로 오존이 처리수에 충분히 용해된다.
본 발명의 내측연결파이프 및 외측연결파이프는, 하측의 입구보다 상측의 출구가 더 작은 직경을 갖도록 하측에서 상측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되도록 형성되어 있다. 따라서, 오존 및 처리수가 내측연결파이프 및 외측연결파이프의 입구로 유입된 후 출구로 배출되는 동안 유속이 증가되고, 증가된 유속으로 구획판의 저면에 부딪히므로 와류가 더 크게 발생되며 이에 따라 오존이 처리수에 확실하게 용해된다.
본 발명의 외부관에는 외부관의 외표면 일부에는 온도에 따라 색이 변화하는 온도변색층이 도포되고, 이 온도변색층은, 세팅된 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 외부관의 외표면에 코팅되어서 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있도록 구비된다. 따라서, 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템이 작동되는 동안 외부관의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있으며, 이에 따라 과부하로 인한 부품의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 보인 개략적 단면도
도 2는 본 발명의 오존용해부를 보인 개략도
도 3은 내측연결파이프 및 외측연결파이프의 다른 실시예를 보인 개략적 단면도
도 4는 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템의 성능을 보인 비교표
도 5는 본 발명의 오존용해부의 성능을 보인 비교표
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 보인 개략적 단면도이고, 도 2는 본 발명의 오존용해부를 보인 개략도이며, 도 3은 내측연결파이프 및 외측연결파이프의 다른 실시예를 보인 개략적 단면도이다. 도 4는 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템의 성능을 보인 비교표이고, 도 5는 본 발명의 오존용해부의 성능을 보인 비교표이다.
이러한 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템은, 외부관(10), 제1캡(20), 제2캡(30), 내부관(40), 플라즈마발생부(50), 전극튜브(60), 오존용해부(70)로 이루어진다.
외부관(10)은, 라디칼 반응용 기체가 통과하는 제1통로(11)가 형성되어 있다. 이 외부관(10)에 제1통로(11)에는 종래와는 달리 처리수가 통관되면서 오존으로 처리된다. 후술할 내부관(40)의 제2통로(41) 뿐 아니라 외부관(10)의 제1통로(11)에도 처리수가 통과해도 무방한 이유는 후술할 전극튜브(60) 때문이다. 이 전극튜브(60)는 제2전극(53)을 외부관(10)의 제1통로(11)로부터 완전히 차단되도록 절연시킨다. 따라서 외부관(10)의 제1통로(11)에는 처리수가 통과되어도 무방하다.
제1캡(20)은, 외부관(10)의 일단에 결합되고 처리수가 외부관(10)의 내측으로 유입되도록 처리수유입구(21)가 형성되어 있으며, 라디칼 반응용 기체가 유입되도록 기체유입구(22)가 형성되어 있다.
이러한 제1캡(20)의 처리수유입구(21)에는, 외부관(10)의 제1통로(11)에 연결되는 제1통로유입구(23)와, 내부관(40)의 제2통로(41)에 연결되는 제2통로유입구(24)가 형성되어 있다. 따라서, 처리수가 처리수유입구(21)로 유입되면 제1통로유입구(23) 및 제2통로유입구(24)로 분배되어서 제1통로(11) 및 제2통로(41) 양측으로 공급된다.
제2캡(30)은, 외부관(10)의 타단에 결합되고 유입된 처리수가 배출되는 처리수토출구(32)가 형성되어 있으며 라디칼 반응용 기체가 반응하여 생성된 오존이 배출되는 오존토출구(31)가 형성되어 있다.
이러한 제2캡(30)의 처리수토출구(32)에는, 외부관(10)의 제1통로(11)에 연결되는 제1통로토출구(33)와, 내부관(40)의 제2통로(41)에 연결되는 제2통로토출구(34)가 형성되어 있다. 따라서, 제1통로(11) 및 제2통로(41)로 유입된 처리수가 제1통로토출구(33) 및 제2통로토출구(34)를 통해 처리수토출구(32)로 배출된다.
내부관(40)은, 외부관(10)의 내부에 설치되고 양단이 제1캡(20) 및 제2캡(30)에 결합되어 있으며 처리수유입구(21)에서 투입된 처리수가 처리수토출구(32)로 배출되도록 제2통로(41)가 형성되어 있다.
이러한 내부관(40)의 제2통로(41)에는 전원부(51)에 연결된 제1전극(52)이 내장되어 있고, 제1전극(52) 둘레의 제2통로(41)에는 유전체비드(42)가 충전되어 있다.
이 내부관(40)의 제2통로(41)는 제1캡(20)의 제2통로유입구(24)와 제2캡(30)의 제2통로토출구(34)에 연결되어서, 제1캡(20)의 처리수유입구(21)로 유입된 처리수가 제2캡(30)의 처리수토출구(32)로 배출되도록 안내한다.
플라즈마발생부(50)는, 내부관(40)의 제2통로(41)를 관통하도록 배열되어 있는 제1전극(52)과, 외부관(10)의 제1통로(11)에 배열되어 있는 제2전극(53)과, 제1전극(52) 및 제2전극(53)에 연결되어서 이에 전원을 공급하는 전원부(51)로 이루어진다.
여기서, 제2전극(53)은 전극튜브(60)를 통과하는 기체와의 접촉량 및 접촉시간을 증대시키도록 코일형태로 감겨지며, 코일형태의 전극튜브(60)에 내장되어 있다.
전극튜브(60)는, 내부관(40)의 둘레에 내부관(40)의 길이방향을 따라 감겨져 있다. 이 전극튜브(60)는 양단부가 제1캡(20)의 기체유입구(22)와 제2캡(30)의 오존토출구(31)에 연결되고, 전극튜브(60)의 내부를 통과하는 기체와 제1전극(52), 제2전극(53) 사이에 접촉을 증대시키도록 코일형태로 감겨져 있다.
오존용해부(70)는, 제2캡(30)의 오존토출구(31)와 처리수토출구(32)에 연결되어서 오존과 처리수를 재차 혼합하여 처리한다. 이러한 오존용해부(70)는, 오존혼합부(71), 제1혼합탱크(73), 제1공급관(74), 구획판(75), 내측연결파이프(79), 외측연결파이프(80), 제2혼합탱크(81), 제2공급관(83)으로 이루어진다.
오존혼합부(71)는, 제2캡(30)의 처리수토출구(32)와 오존토출구(31)에 연결되고 제1통로(11) 및 제2통로(41)를 통과하여서 1차 수처리된 처리수를 다시 오존과 혼합하여서 배출시킨다. 이러한 오존혼합부(71)는, 처리수토출구(32)로부터 공급된 처리수와 오존토출구(31)로부터 공급된 오존이 만나는 지점에 병목부 형태의 벤튜리부(72)가 형성되어 있다. 따라서 처리수가 벤튜리부(72)를 통과하는 동안 유속이 증가되고 증가된 유속에 의해 오존토출구(31)의 오존이 흡입되면서 처리수에 혼합된다.
제1혼합탱크(73)는, 오존혼합부(71)에 연결되어서 오존이 혼합된 처리수가 공급된다.
제1공급관(74)은, 일단이 오존혼합부(71)에 연결되고 타단이 제1혼합탱크(73)의 하부공간에 위치되어서, 오존혼합부(71)로부터 공급되는 처리수가 제1혼합탱크(73)의 하부공간으로 배출되도록 한다.
제2혼합탱크(81)는, 제1혼합탱크(73)에 연결되어서 제1혼합탱크(73)를 경유한 처리수가 공급된다. 이 제2혼합탱크(81)의 상부 일측에는 수처리 완료된 처리수가 배출되도록 토출구(82)가 형성되어 있고, 제2혼합탱크(81)의 상부 중앙에는 기액분리기(90) 및 배오존파괴기(91)가 설치되어서 처리수에 용해되지 않은 일부 오존을 분리한 후 파괴하여 배출시킨다.
제2공급관(83)은, 일단이 제1혼합탱크(73)의 상부공간에 연결되고 타단이 제2혼합탱크(81)의 하부공간에 위치되어서 제1혼합탱크(73)를 경유한 처리수가 제2혼합탱크(81)의 하부공간으로 배출되도록 한다.
구획판(75)은, 제1공급관(74) 또는 제2공급관(83)이 관통되고 제1혼합탱크(73) 및 제2혼합탱크(81)의 내부에 복수개 설치되어서 내부공간을 수직방향으로 여러 칸 구획한다. 이러한 구획판(75)은 중앙에 제1공급관(74) 또는 제2공급관(83)이 관통되도록 관삽입구멍(76)이 형성되어 있고, 구획판(75)의 내측, 즉 관삽입구멍(76)과 가까운 주변에는 방사상으로 4개의 내측파이프구멍(77)이 형성되어 있으며, 구획판(75)의 외측, 즉 관삽입구멍(76)으로부터 멀리 떨어진 둘레에는 내측파이프구멍(77)의 배열과 엇갈리도록 4개의 외측파이프구멍(78)이 형성되어 있다.
내측연결파이프(79)는, 그 중간 부분이 구획판(75)들의 내측파이프구멍(77)들에 각각 결합되어 있다. 이러한 내측연결파이프(79)는 수직으로 배열된 다수의 구획판(75)들에 한개 건너씩 설치되어 있고, 하단의 입구(79a) 및 상단의 출구(79b)가 구획판(75)의 하부 및 상부에 각각 위치되며, 구획판(75)의 하측공간의 처리수가 구획판(75)의 상측공간으로 이동되도록 안내한다.
외측연결파이프(80)는, 그 중간 부분이 구획판(75)들의 외측파이프구멍(78)들에 각각 결합되어 있다. 이러한 외측연결파이프(80)는 내측연결파이프(79)가 설치된 구획판(75)들과 엇갈리도록 다수의 구획판(75)들에 한개 건너씩 설치되어 있고, 하단의 입구(80a) 및 상단의 출구(80b)가 구획판(75)의 하부 및 상부에 각각 위치되며, 구획판(75)의 하측공간의 처리수가 구획판(75)의 상측공간으로 이동되도록 안내한다.
한편, 내측연결파이프(79) 및 외측연결파이프(80)는, 도 3에 도시한 바와 같이 하측의 입구(79a)보다 상측의 출구(79b)가 더 작은 직경을 갖도록 하측에서 상측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되도록 형성될 수 있다.
이러한 형태의 내측연결파이프(79) 및 외측연결파이프(80)는 오존 및 처리수가 내측연결파이프(79) 및 외측연결파이프(80)의 입구(79a)(80a)로 유입된 후 출구(79b)(80b)로 배출되는 동안 유속이 증가되고, 증가된 유속으로 구획판(75)의 저면에 부딪히므로 와류가 더 크게 발생된다.
이러한 구성의 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템은 다음과 같이 작동된다.
먼저, 전원부(51)에서 플라즈마 방전용 제1전극(52), 제2전극(53)에 전원을 인가한다. 이러한 상태에서 제1캡(20)의 처리수유입구(21)에 처리수를 유입하고 제1캡(20)의 기체유입구(22)에 기체공급원(O2)을 공급한다.
처리수유입구(21)로 유입된 처리수는 제1통로유입구(23) 및 제2통로유입구(24)를 통해 외부관(10)의 제1통로(11)와 내부관(40)의 제2통로(41)로 공급된다. 기체유입구(22)로 유입된 기체는 전극튜브(60)로 유입되어서 이를 통과하게 되며, 전극튜브(60)를 통과하는 동안 제2전극(53)에 접촉된다.
처리수가 외부관(10)의 제1통로(11) 및 내부관(40)의 제2통로(41)를 통과하는 동안 플라즈마 방전 처리되고, 기체는 외부관(10)의 제1통로(11)를 통과하는 동안 제2전극(53)에 접촉되면서 오존이 발생된다.
본 발명에 따른 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템에서 플라즈마 방전 처리는 대장균이나 각종 세균, 기타 다양한 병원성 세균의 박멸과 하천과 수계의 조류 및 유해물질의 제거를 주목적으로 하고, 오존과 같은 라디칼 발생원은 각종 난분해성 유기물, 독성물질과 수중 생태독성 및 색도와 냄새 등을 분해 처리하는 것이 주목적으로 한다.
무엇보다도 본 발명에 따른 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템은 상수원, 수돗물, 하페수처리시설 등의 수원과 연계되어 있으므로 외부에서 새로 지속적으로 공급되는 처리대상수로 인하여 플라즈마 방전으로 인한 열발생에도 불구하고 내부관(40) 및 외부관(10)이 수온에 맞게 냉각되므로 온도에 취약한 오존 등의 라디칼 발생원의 열적 안전성이 확보되어 오존발생 수율 및 처리효율이 향상된다.
외부관(10)의 제1통로(11) 및 내부관(40)의 제2통로(41)를 통과하면서 플라즈마 방전 처리된 처리수는 제2캡(30)의 제1통로토출구(33) 및 제2통로토출구(34)를 통해 처리수토출구(32)로 배출되어서 오존혼합부(71)를 통해 오존용해부(70)로 유입된다.
전극튜브(60) 내에서 생성된 오존은 제2캡(30)의 오존토출구(31)로 배출되어서 오존혼합부(71)를 통해 오존용해부(70)로 공급된다. 제1공급관(74)을 통해 제1혼합탱크(73)의 바닥으로 공급된 오존 및 처리수는 투입된 공간 내에서 순환하면서 구획판(75)의 저면에 부딪히게 되며, 이때 와류가 형성되면서 오존 및 처리수가 원활하게 혼합된다.
와류를 일으킨 오존 및 처리수는 내측연결파이프(79)의 입구(79a) 및 출구(79b)를 통해 상측의 두번째 공간으로 유도된다.
두번째 공간으로 유도된 오존 및 처리수는 두번째 구획판(75)의 저면에 부딪히면서 와류가 발생되고, 외측연결파이프(80)의 입구(80a) 및 출구(80b)를 통해 상측의 세번째 공간으로 유도된다.
세번째 공간으로 유도된 오존 및 처리수는 세번째 구획판(75)의 저면에 부딪히면서 와류가 발생되고, 내측연결파이프(79)의 입구(79a) 및 출구(79b)를 토해 상측의 네번째 공간으로 유도된다.
이와 같이 제1공급관(74)에 의해 제1혼합탱크(73) 내부로 공급된 오존 및 처리수는 5개의 구획된 공간을 거치고 와류가 발생되면서 충분히 혼합되며, 이에 따라 오존이 처리수에 확실하게 용해된다.
제1혼합탱크(73)를 경유한 오존 및 처리수는 제2공급관(83)을 통해 제2혼합탱크(81)의 바닥으로 유도되며, 제2혼합탱크(81)로 유도된 오존 및 처리수는 제1혼합탱크(73)에서와 같은 동일한 반복 작업이 이루어진다.
아래의 표 1 및 도 4는 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템의 성능을 보인 비교표 및 그래프이다.
Figure 112014026833573-pat00001
상기의 표 1 및 도 4는 기존 방전관(제10-1265489호; 플라즈마 고도수처리장치)과 신규 방전관(본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템)의 오존 발생량을 측정한 결과이다.
산소주입량을 종래의 외부관과 본 발명의 전극튜브(60)에 3~11(L/min)까지 2(L/min)씩 점차적으로 증가시키면서 공급하였다. 그 결과, 종래에는 16.90~36.44(g/L)까지 오존 발생량이 점차 증가되는 동안, 본 발명에서는 19.09~42.12(g/L)까지 오존 발생량이 증가되었다. 결과적으로 종래에 비해 본 발명의 실험에서 오존 발생량이 12.69~15.60% 정도 더 증가됨을 확인할 수 있다.
아래의 표 2 및 도 5는 종래의 오존 용해조와 본 발명의 오존용해부(70)의 성능 비교표 및 그래프이다.
Figure 112014026833573-pat00002
상기의 표 2 및 도 5를 통해서 알 수 있는 바와 같이, COD(mg/ℓ)가 원수에는 14.5(mg/ℓ)가 포함되어 있었는데, 종래의 용해조 및 본 발명의 오존용해부(70)를 통과시킨 결과, 각각 12.3(mg/ℓ), 11.5(mg/ℓ)로 감소되었으며, 종래의 용해조 보다 본 발명의 오존용해부(70)를 통과시킨 경우에 COD의 감소율이 증가됨을 확인할 수 있었다.
또한, 클로로필a(mg/㎡)는 원수에 170.4(mg/㎡)가 포함되어 있는 반면에, 종래의 용해조를 통과시킨 결과 20.9(mg/㎡)로 감소되었고, 본 발명의 오존용해부(70)를 통과한 결과 9.5(mg/㎡)로 감소되었다. 따라서, 종래의 용해조보다 본 발명의 오존용해부(70)에서 클로로필a의 감소율이 증가됨을 확인할 수 있었다.
일반세균(수/㎖)은 원수에 976(수/㎖) 마리가 검출된 반면에, 종래의 용해조를 통과한 결과 57(수/㎖), 본 발명에서는 21 마리가 검출되었으며, 종래의 용해조보다 본 발명의 오존용해부(70)를 통과시킬 경우 일반세균의 감소율이 증가됨을 확인할 수 있었다.
대장균(수/㎖)은 원수에 353 마리가 검출된 반면에, 종래의 용해조 및 본 발명의 오존용해부(70)를 통과시킨 결과 검출되지 않았다.
색도(도)는 원수에서 138(도)가 측정된 반면에, 종래의 용해조 및 본 발명의 오존용해부(70)를 통과시킨 결과, 각각 47(도), 19(도)가 측정되었으며, 본 발명의 오존용해부(70)를 통과시킬 경우 색도의 감소율이 증가됨을 확인할 수 있었다.
이러한 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템은 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 본 발명은 전극튜브(60)의 양단부가 제1캡(20)의 기체유입구(22)와 제2캡(30)의 오존토출구(31)에 연결되고, 전극튜브(60)의 내부를 통과하는 기체와 제1전극(52), 제2전극(53) 사이에 접촉을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 구비된다.
그리고 제2전극(53)은, 전극튜브(60)를 통과하는 기체와의 접촉량 및 접촉시간을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 코일형태의 전극튜브(60)에 내장되어 있다.
따라서, 전극튜브(60)에 유입된 기체는 코일형태의 전극튜브(60)를 통과하면서 배출시간이 지연되므로 제1전극(52) 및 제2전극(53)에 최대로 노출되고, 제2전극(53)은 전극튜브(60)의 내부에 코일형태로 구비되므로 전극튜브(60)를 내부에 최대로 노출되며, 이에 따라 오존 발생이 극대화된다.
둘째, 본 발명은 처리수가 제1캡(20)의 제2통로유입구(24)를 통해 내부관(40)의 제2통로(41)로 유입되는 동시에, 제1캡(20)의 제1통로유입구(23)를 통해 제1통로(11)로도 유입된다.
따라서, 본 발명은 제2전극(53)이 코일형태의 전극튜브(60)에 의해 절연 처리되어 있기 때문에 처리수가 제2통로(41) 뿐 아니라 제1캡(20)의 제1통로(11)로도 유입되는 구조이며, 이에 따라 시간당 처리수의 공급량이 극대화된다.
셋째, 본 발명의 오존용해부(70)는 제1혼합탱크(73) 및 제2혼합탱크(81)의 내부에 복수개 설치되어서 내부공간을 수직방향으로 여러 칸 구획하는 구획판(75)들과, 수직으로 배열된 다수의 구획판(75)들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구(79a) 및 상단의 출구(79b)가 구획판(75)의 하부 및 상부에 각각 위치되는 내측연결파이프(79)들과, 내측연결파이프(79)가 설치된 구획판(75)들과 엇갈리도록 다수의 구획판(75)들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구(80a) 및 상단의 출구(80b)가 구획판(75)의 하부 및 상부에 각각 위치되는 외측연결파이프(80)들을 포함하여 이루어진다.
따라서, 제1공급관(74)을 통해 제1혼합탱크(73)의 바닥으로 공급되는 오존 및 처리수는 최하측의 구획판(75) 저면에 부딪힌 후 와류되면서 1차 혼합된 다음 내측연결파이프(79)를 통해 그 다음 두번째 공간으로 유도되고, 두번째 공간으로 유도된 오존 및 처리수는 두번째 구획판(75)의 저면에 부딪힌 후 와류되면서 2차 혼합된 다음 외측연결파이프(80)를 통해 그 다음 세번째 공간으로 유도되며, 이와 같은 단계를 여러 차례 거친 후 제2혼합탱크(81)로 유도되어서 제1혼합탱크(73)에서의 과정을 동일하게 반복한다.
그러므로 오존 및 처리수가 다수의 공간들이 구획된 제1혼합탱크(73) 및 제2혼합탱크(81)를 통과하는 동안 지체되고 와류되면서 충분히 혼합되므로 오존이 처리수에 충분히 용해된다.
넷째, 본 발명의 내측연결파이프(79) 및 외측연결파이프(80)는 하측의 입구(79a)(80a)보다 상측의 출구(79b)(80b)가 더 작은 직경을 갖도록 하측에서 상측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되도록 형성되어 있다.
따라서, 오존 및 처리수가 내측연결파이프(79) 및 외측연결파이프(80)의 입구(79a)(80a)로 유입된 후 출구(79b)(80b)로 배출되는 동안 유속이 증가되고, 증가된 유속으로 구획판(75)의 저면에 부딪히므로 와류가 더 크게 발생되며 이에 따라 오존이 처리수에 확실하게 용해된다.
한편, 본 발명의 외부관(10)의 외표면 일부에는 온도에 따라 색이 변화하는 온도변색층이 도포될 수 있다. 이 온도변색층은, 세팅된 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 외부관(10)의 외표면에 코팅되어서 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있도록 구비된다. 온도변색층 위에는 온도변색층이 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 코팅된다.
온도변색층은, 각각 40℃ 이상 및 60℃ 이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 코팅하여 형성될 수 있다.
온도변색층은 외부관(10)의 온도에 따라 색이 변화하여 도료의 온도 변화를 감지하기 위한 것이다. 이러한 온도변색층은 소정의 온도 이상이 되었을 때 색깔이 변하는 온도변색물질이 외부관(10)의 표면에 코팅됨으로써 형성될 수 있다.
온도변색물질은 일반적으로 1~10㎛의 마이크로캡슐 구조로 구성되어 있고, 마이크로캡슐 내에 전자 공여체와 전자 수용체의 온도에 따른 결합 및 분리현상으로 인해 유색 및 투명색을 나타내도록 할 수 있다.
또한, 온도변색물질은 색의 변화가 빠르고, 40℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃, 100℃, 120℃, 150℃, 180℃, 200℃ 등의 다양한 변색온도를 가질 수 있으며, 이러한 변색온도는 여러 방법으로 쉽게 조정될 수 있다. 이러한 온도변색물질은 유기화합물의 분자 재배열, 원자단의 공간 재배치 등의 원리에 의한 다양한 종류의 온도변색물질이 이용될 수 있다.
이를 위해, 온도변색층은 서로 다른 변색 온도를 가지는 두 가지 이상의 온도변색물질을 코팅하여 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 온도변색층은 상대적으로 저온의 변색온도를 갖는 온도변색물질과 상대적으로 고온의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40℃이상 및 60℃이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하여 온도변색층을 형성할 수 있다.
이를 통해, 외부관(10)의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있으며, 이에 따라 최적의 상태에서 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템을 구동시킬 수 있을 뿐 아니라 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템의 과열에 의한 손상을 방지시킬 수 있다.
보호막층은 온도변색층 위에 코팅되어서 외부의 충격으로 인해 온도변색층이 손상되는 것을 방지하며, 온도변색층의 변색 여부를 쉽게 확인함과 동시에 온도변색물질이 열에 약한 것을 고려하여 단열 효과를 가지는 투명 코팅재를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템이 작동되는 동안 외부관(10)의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있으며, 이에 따라 과부하로 인한 부품의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
10 : 외부관 11 : 제1통로
20 : 제1캡 21 : 처리수유입구
22 : 기체유입구 23 : 제1통로유입구
24 : 제2통로유입구 30 : 제2캡
31 : 오존토출구 32 : 처리수토출구
33 : 제1통로토출구 34 : 제2통로토출구
40 : 내부관 41 : 제2통로
42 : 유전체비드 50 : 플라즈마발생부
51 : 전원부 52 : 제1전극
53 : 제2전극 70 : 오존용해부
71 : 오존혼합부 72 : 벤튜리부
73 : 제1혼합탱크 74 : 제1공급관
75 : 구획판 76 : 관삽입구멍
77 : 내측파이프구멍 78 : 외측파이프구멍
79 : 내측연결파이프 79a,80a : 입구
79b,80b : 출구 80 : 외측연결파이프
81 : 제2혼합탱크 82 : 토출구
83 : 제2공급관 90 : 기액분리기
91 : 배오존파괴기

Claims (5)

  1. 라디칼 반응용 기체가 통과하는 제1통로(11)가 형성되어 있는 외부관(10);
    외부관(10)의 일단에 결합되고 처리수가 외부관(10)의 내측으로 유입되도록 처리수유입구(21)가 형성되어 있으며, 라디칼 반응용 기체가 유입되도록 기체유입구(22)가 형성되어 있는 제1캡(20);
    외부관(10)의 타단에 결합되고 유입된 처리수가 배출되는 처리수토출구(32)가 형성되어 있으며 라디칼 반응용 기체가 반응하여 생성된 오존이 배출되는 오존토출구(31)가 형성되어 있는 제2캡(30);
    외부관(10)의 내부에 설치되고 양단이 제1캡(20) 및 제2캡(30)에 결합되어 있으며 처리수유입구(21)에서 투입된 처리수가 처리수토출구(32)로 배출되도록 제2통로(41)가 형성되어 있는 내부관(40);
    내부관(40)의 제2통로(41)를 관통하도록 배열되어 있는 제1전극(52)과, 외부관(10)의 제1통로(11)에 배열되어 있는 제2전극(53)과, 제1전극(52) 및 제2전극(53)에 연결되어서 이에 전원을 공급하는 전원부(51)로 이루어진 플라즈마발생부(50);
    제2캡(30)의 오존토출구(31)와 처리수토출구(32)에 연결되어서 오존과 처리수를 재차 혼합하여 처리하는 오존용해부(70)를 포함하여 이루어지고;
    내부관(40)의 둘레에는 내부관(40)의 길이방향을 따라 전극튜브(60)가 설치되되, 이 전극튜브(60)는 양단부가 제1캡(20)의 기체유입구(22)와 제2캡(30)의 오존토출구(31)에 연결되고, 전극튜브(60)의 내부를 통과하는 기체와 제1전극(52), 제2전극(53) 사이에 접촉을 증대시키도록 코일형태로 감겨져 있으며;
    제2전극(53)은, 전극튜브(60)를 통과하는 기체와의 접촉량 및 접촉시간을 증대시키도록 코일형태로 감겨져서 코일형태의 전극튜브(60)에 내장되고;
    제1캡(20)의 처리수유입구(21)에는, 외부관(10)의 제1통로(11)에 연결되는 제1통로유입구(23)와, 내부관(40)의 제2통로(41)에 연결되는 제2통로유입구(24)가 형성되어서, 처리수가 처리수유입구(21)로 유입되면 제1통로유입구(23) 및 제2통로유입구(24)로 분배되어서 제1통로(11) 및 제2통로(41) 양측으로 공급되도록 형성되며;
    제2캡(30)의 처리수토출구(32)에는, 외부관(10)의 제1통로(11)에 연결되는 제1통로토출구(33)와, 내부관(40)의 제2통로(41)에 연결되는 제2통로토출구(34)가 형성되어서, 제1통로(11) 및 제2통로(41)로 유입된 처리수가 제1통로토출구(33) 및 제2통로토출구(34)를 통해 처리수토출구(32)로 배출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    오존용해부(70)는,
    제2캡(30)의 처리수토출구(32)와 오존토출구(31)에 연결되고 제1통로(11) 및 제2통로(41)를 통과하여서 1차 수처리된 처리수를 다시 오존과 혼합하여서 배출시키는 오존혼합부(71)와,
    오존혼합부(71)에 연결되어서 오존이 혼합된 처리수가 공급되는 제1혼합탱크(73)와,
    일단이 오존혼합부(71)에 연결되고 타단이 제1혼합탱크(73)의 하부공간에 위치되어서 오존혼합부(71)로부터 공급되는 처리수가 제1혼합탱크(73)의 하부공간으로 배출되도록 하는 제1공급관(74)과,
    제1혼합탱크(73)에 연결되어서 제1혼합탱크(73)를 경유한 처리수가 공급되는 제2혼합탱크(81)와,
    일단이 제1혼합탱크(73)의 상부공간에 연결되고 타단이 제2혼합탱크(81)의 하부공간에 위치되어서 제1혼합탱크(73)를 경유한 처리수가 제2혼합탱크(81)의 하부공간으로 배출되도록 하는 제2공급관(83)과,
    제1공급관(74) 또는 제2공급관(83)이 관통되고 제1혼합탱크(73) 및 제2혼합탱크(81)의 내부에 복수개 설치되어서 내부공간을 수직방향으로 여러 칸 구획하는 구획판(75)들과,
    수직으로 배열된 다수의 구획판(75)들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구(79a) 및 상단의 출구(79b)가 구획판(75)의 하부 및 상부에 각각 위치되며 구획판(75)의 하측공간의 처리수가 구획판(75)의 상측공간으로 이동되도록 안내하는 내측연결파이프(79)들과,
    내측연결파이프(79)가 설치된 구획판(75)들과 엇갈리도록 다수의 구획판(75)들에 교번하여서 설치되고 하단의 입구(80a) 및 상단의 출구(80b)가 구획판(75)의 하부 및 상부에 각각 위치되며 구획판(75)의 하측공간의 처리수가 구획판(75)의 상측공간으로 이동되도록 안내하는 외측연결파이프(80)들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    내측연결파이프(79) 및 외측연결파이프(80)는,
    하측의 입구(79a)(80a)보다 상측의 출구(79b)(80b)가 더 작은 직경을 갖도록 하측에서 상측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    외부관(10)의 외표면 일부에는 온도에 따라 색이 변화하는 온도변색층이 도포되고, 이 온도변색층은, 세팅된 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 외부관(10)의 외표면에 코팅되어서 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있도록 구비되며, 온도변색층 위에는 온도변색층이 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 코팅되는 것을 특징으로 하는 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템.
KR1020140032677A 2014-03-20 2014-03-20 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템 KR101402935B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140032677A KR101402935B1 (ko) 2014-03-20 2014-03-20 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140032677A KR101402935B1 (ko) 2014-03-20 2014-03-20 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101402935B1 true KR101402935B1 (ko) 2014-06-02

Family

ID=51131642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140032677A KR101402935B1 (ko) 2014-03-20 2014-03-20 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101402935B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101756194B1 (ko) 2016-09-13 2017-07-26 최하영 플라즈마를 이용한 수처리 장치
KR101800379B1 (ko) 2016-04-05 2017-11-22 김창한 물과 공기 겸용 플라즈마 처리장치
CN109661244A (zh) * 2016-08-30 2019-04-19 国立大学法人东北大学 病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100581746B1 (ko) * 2005-11-10 2006-05-22 이앤위즈(주) 수처리 장치
KR100658165B1 (ko) * 2005-08-02 2006-12-15 (주)원이기공 소용돌이 유체 혼합 반응기 및 이를 이용한 고효율 오존용해장치
KR101157122B1 (ko) * 2011-03-22 2012-06-22 이재혁 플라즈마 고도수처리 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100658165B1 (ko) * 2005-08-02 2006-12-15 (주)원이기공 소용돌이 유체 혼합 반응기 및 이를 이용한 고효율 오존용해장치
KR100581746B1 (ko) * 2005-11-10 2006-05-22 이앤위즈(주) 수처리 장치
KR101157122B1 (ko) * 2011-03-22 2012-06-22 이재혁 플라즈마 고도수처리 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101800379B1 (ko) 2016-04-05 2017-11-22 김창한 물과 공기 겸용 플라즈마 처리장치
CN109661244A (zh) * 2016-08-30 2019-04-19 国立大学法人东北大学 病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器
US10925285B2 (en) 2016-08-30 2021-02-23 Tohoku University Pathogen and pest exterminating device and reaction vessel thereof
CN109661244B (zh) * 2016-08-30 2021-08-10 国立大学法人东北大学 病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器
KR101756194B1 (ko) 2016-09-13 2017-07-26 최하영 플라즈마를 이용한 수처리 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101157122B1 (ko) 플라즈마 고도수처리 장치
Li et al. Treatment of amoxicillin by O3/Fenton process in a rotating packed bed
US8168129B2 (en) Apparatus and method for purification and disinfection of liquid, solid or gaseous substances
KR101210558B1 (ko) 플라즈마 수처리장치
KR101057453B1 (ko) 플라즈마 처리장치
KR101265489B1 (ko) 플라즈마 고도수처리장치
KR101402935B1 (ko) 용해조를 구비한 플라즈마 수처리시스템
CN211570217U (zh) 一种圆筒型dbd等离子体有机废液处理装置
WO2013094309A1 (ja) オゾン生成及びオゾン溶解装置
CN102372334A (zh) 一种紫外光船舰压载水处理设备
US6881331B1 (en) Assembly for purifying water
KR101286816B1 (ko) 플라즈마 고도수처리 장치
CN112154126A (zh) 压载水处理设备和压载水处理系统
CN1130373A (zh) 流体处理
KR102617734B1 (ko) 나선 와류형 자외선 살균 2단 수처리 모듈 장치
JP3733136B1 (ja) 溶存オゾン分解装置
CN103274495A (zh) 一种紫外线与次生臭氧水处理装置
CN101180083A (zh) 对液体、固体或者气体物质进行净化和消毒的设备及方法
KR101782356B1 (ko) 수처리용 전극 모듈 및 이를 채용하는 수처리 시스템
RU2636076C2 (ru) Способ фотохимической очистки воды и устройство для его осуществления
US20060110298A1 (en) Pre-chamber reactor
RU110084U1 (ru) Фотохимический реактор для обработки воды и система очистки воды
JP6305499B2 (ja) 光酸化反応装置
KR102081880B1 (ko) 순환식 고도산화처리용 반응장치
US20230226234A1 (en) Decontamination using ultraviolet (uv) light system and method for decontaminating liquids using ultraviolet (uv) light system in combination with an advance oxidation process

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170316

Year of fee payment: 4