KR101697526B1 - high efficient ozone-water treatment system - Google Patents

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KR101697526B1 KR1020150024973A KR20150024973A KR101697526B1 KR 101697526 B1 KR101697526 B1 KR 101697526B1 KR 1020150024973 A KR1020150024973 A KR 1020150024973A KR 20150024973 A KR20150024973 A KR 20150024973A KR 101697526 B1 KR101697526 B1 KR 101697526B1
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    • B01F23/21321—High pressure atomization, i.e. the liquid is atomized and sprayed by a jet at high pressure
    • B01F3/04056—

Abstract

본 발명은 마이크로오존버블반응기 및 이를 이용한 고도산화 수처리방법에 관한 것으로, 마이크로오존버블반응기내에 마련된 마이크로오존버블노즐과 압력노즐을 통하여 오존을 미세한 마이크로버블형태로 변환시켜 오존의 용해율과 산화력을 향상시킴으로써 정수, 하수 및 폐수내의 BOD, COD, 색도, 탁도 및 대장균 등을 제거시키고 난분해성 오염물질을 처리하기 위한 고효율 오존수처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 마이크로오존버블반응기 및 이를 이용한 고효율 오존수처리방법은 원수를 이송하는 이송펌프와; 상기 이송펌프로부터 원수의 일부량에 압력을 가하여 공급하는 가압펌프와; 오존발생장치와: 상기 오존발생장치로부터 발생되는 오존과 상기 가압펌프로부터 공급되는 원수를 혼합시키는 이젝터와; 상기 이젝터로부터 혼합된 오존과 원수를 상기 이송펌프로부터 이송되는 상기 가압펌프로 공급되는 양을 제외한 양과 다시 섞일 수 있도록 마련되는 라인믹서와; 상기 라인믹서를 통해 유출되는 오존수는 마이크로오존버블반응기를; 통과하여 수중의 오염물질이 제거되도록 구성된다.
상기 마이크로오존버블반응기에는 유입되는 오존수의 유속을 이용하여 동력을 사용하지 않는 회전임펠러를 통과하여 압력을 감소시키고, 난류를 형성하며 이후 다수의 작은 구멍으로 유도하여 압력을 증가시켜 와류를 형성시키고 계속해서 더욱 작은 미세한 구멍으로 연속적으로 유도하여 오존수와 원수의 접촉효율을 높일 수 있는 마이크로오존버블이 생성되도록 상부에 설치되는 마이크로오존버블노즐과; 상기 마이크로오존버블노즐로 유입되기 전 일부 오존수를 유속을 증가시켜 압력이 상승하여 분출되도록 하부에 설치되는 압력노즐을; 포함하고 있으며, 상기 마이크로오존버블노즐을 통과한 오존수는 떨어지면서 주변의 오존가스를 흡수하여 음전하를 발생시키고 상기 압력노즐을 통해 분출되어 솟아오르는 오존수와 서로 충돌하고 부딪혀 보다 복잡한 난류를 재형성하여 오존의 용해율은 극대화되고 오존보다 산화력이 강한 수산화라디칼이 생성되어 수중의 BOD, COD, 색도, 탁도 및 대장균 등의 오염물질과 난분해성물질을 제거할 수 있다.
이를 통해 오존의 발생량을 줄여 공급함으로써 오존발생기의 용량을 줄여 설치비를 줄이고, 전력비 등 운전에 소요되는 운전비용을 절감하는 효과가 있다.
또한, 상기 마이크로오존버블반응기내에는 수중의 오염물질과 접촉하지 않고 배출되는 일부 오존가스를 수분과 분리시켜 오존가스만을 배출시킬 수 있는 데미스터를; 포함하고 있어 잉여 오존가스의 배출이 최소화 될 수 있는 특징이 있다.The present invention relates to a micro-ozone bubble reactor and an advanced oxidation water treatment method using the ozone bubble reactor and a micro-ozone bubble reactor provided with a micro-ozone bubble nozzle and a pressure nozzle. The ozone is converted into a micro- The present invention relates to a high-efficiency ozonated water treatment method for removing BOD, COD, chromaticity, turbidity and E. coli in purified water, sewage and wastewater, and treating degradable pollutants.
The micro ozone bubble reactor according to the present invention and the high-efficiency ozonated water treatment method using the same are provided with a feed pump for feeding raw water; A pressurizing pump for applying pressure to a part of the raw water from the feed pump; An ozone generator; an ejector for mixing ozone generated from the ozone generator with raw water supplied from the pressurizing pump; A line mixer for mixing ozone mixed with ozone and raw water from the ejector so as to be mixed with an amount of the excluded amount from the feed pump to the pressurizing pump; The ozonated water flowing out through the line mixer includes a micro-ozone bubble reactor; To remove contaminants from the water.
In the micro-ozone bubble reactor, the pressure is reduced through the rotating impeller that does not use power by using the flow rate of the ozone water flowing into the micro-ozone bubble reactor, and then the turbulence is formed. A micro-ozone bubble nozzle installed on the upper part so as to generate a micro-ozone bubble capable of continuously inducing the micro-ozone bubbles to a smaller fine hole to increase the contact efficiency between the ozone water and the raw water; A pressure nozzle installed at a lower portion to increase the flow rate of the ozone water before the ozone water is introduced into the micro ozone bubble nozzle, The ozone water having passed through the micro-ozone bubble nozzle is absorbed by the ozone gas to generate a negative charge. The ozone water is ejected through the pressure nozzle and collides with the rising ozone water. The dissolution rate is maximized and hydroxyl radicals having stronger oxidizing power than ozone are generated, so that BOD, COD, chromaticity, turbidity and coliform bacteria such as water can be removed.
By reducing the amount of generated ozone, it is possible to reduce the installation cost by reducing the capacity of the ozone generator and to reduce the operation cost required for the operation such as the power cost.
In the micro-ozone bubble reactor, a demister capable of separating ozone gas discharged from the ozone gas without contact with contaminants in the water, and discharging only ozone gas; And the emission of surplus ozone gas can be minimized.

Figure 112015017282314-pat00001
Figure 112015017282314-pat00001

Description

고효율 마이크로오존버블반응기를 포함하는 오존수처리 시스템{high efficient ozone-water treatment system}[0001] The present invention relates to a high-efficiency ozone-water treatment system,

본 발명은 유입되는 원수와 오존의 수중에서 접촉반응의 효율을 높이기 위해 오존수를 미세한 마이크로오존버블형태로 생성하여 오존의 강력한 산화력을 극대화시켜 수중 오염물질을 정화시키기 위한 오존수처리방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 오존과 유입되는 원수가 혼합되어 생성되는 오존수를 압력의 감소와 팽창을 통한 복합적인 난류와 와류를 형성시키고, 오존수가 순간적으로 분쇄되면서 주위로 분사할 때 오존수 주변의 반응이 이루어지지 않은 오존가스를 흡수하여 표면에 음전하를 발생시켜 오존을 수중에서 보다 미세한 마이크로버블형태로 변환시킴으로써 오존의 용해율을 높이고, 산화력이 강한 수산화라디칼을 발생시켜 정수, 하수 및 폐수내의 BOD, 색도, 탁도 및 대장균 등을 제거시키고 난분해성 오염물질을 처리하기 위한 고효율의 오존수처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating ozone water for purifying water pollutants by maximizing the strong oxidizing power of ozone by generating ozone water in the form of fine micro ozone bubbles in order to increase the efficiency of contact reaction between incoming raw water and ozone water, Specifically, ozone water produced by mixing ozone and raw water is formed by complex turbulence and vortex through pressure reduction and expansion, and when ozone water is instantaneously pulverized, By absorbing ozone gas, negative charges are generated on the surface to convert the ozone into a microbubble form that is finer than water, thereby increasing the dissolution rate of ozone and generating hydroxide radicals having strong oxidizing ability to improve BOD, color and turbidity in water, And the like for the treatment of degradable pollutants. Efficiency ozone water treatment method.

오존은 자기분해의 과정에서 발생하는 원자상태 산소의 작용에 의해 그 자체로 강력한 산화력을 유지하고 있어 미생물의 불활성화 및 화학반응 등에 널리 이용할 수 있으며, 오존기체를 수중에 용해시켜 오존수로서 이용할 수 있기 때문에 수중에 포함되어 있는 오염물질을 제거하기 위한 오존처리법으로 다양하게 적용되고 있다. 이러한 오존을 이용한 수처리 방법으로는 살균, 탈취, 표백, 시안화합물, 페놀, 세제분해, 바이러스 불활성화를 통한 소독 등 다양하게 이용된다.Ozone maintains its strong oxidizing power by itself due to the action of atomic oxygen generated during the process of self-decomposition, so that it can be widely used for deactivation of microorganisms and chemical reactions, and it can be used as ozone water by dissolving ozone gas in water Therefore, it has been widely applied as an ozone treatment method for removing contaminants contained in water. Such water treatment methods using ozone are variously used such as sterilization, deodorization, bleaching, cyanide compounds, phenol, decomposition of detergent, and disinfection through virus inactivation.

일반적으로 오존은 물에 용해되는 용해율이 낮아 오존기체를 수중에 용해시켜 오존의 용해율을 높이는 것은 수중의 유기물 산화분해 및 소독, 탈색 등의 수처리의 처리효율을 높이는 것과 직접 기인된다. 이러한 수중에서의 오존의 용해율을 높이기 위한 방법으로는 산기방식, 가압인젝터, 벤추리에젝터 등의 방식이 있으나, 대부분 오존을 물에 녹이는 방법에 있어 기포가 큰 버블형태로 접촉하고 있어 압력을 가해 용해시키기 위해서는 과도한 전력이 필요할 수 있으며, 수중에서 물과 오존과의 접촉시간이 길게 소요되므로 용해장치의 규모가 크게 요구되는 실정이다.Generally, ozone is low in dissolution rate dissolved in water, so that dissolving ozone gas in water to increase dissolution rate of ozone is directly caused by improvement of treatment efficiency of water treatment such as oxidation and decomposition of organic matter in water, disinfection and discoloration. In order to increase the dissolution rate of ozone in the water, there are methods such as an acid method, a pressurized injector and a venturi ejector. However, in the method of dissolving ozone in water, the bubbles are in contact with each other in the form of bubbles. Excessive power may be required in order to make the water contact with ozone, and it takes a long time to contact water and ozone in the water.

이 밖에, 오존은 분해되는 과정에서 생성되는 중간단계의 물질로써, 산화력이 오존보다 훨씬 높은 hydroxyl radical(OH라디칼)을 생성하는데 이를 이용한 고도산화공정(AOP ; Advaced Oxidation Process)이 최근 개발되고 있으며, 오존에 pH를 조절하거나 과산화수소(H2O2)를 주입하는 방법 및 자외선(UV) 등 부가적인 장치를 설치하여 처리하는 방법으로 적용되고 있다. 그러나, 이러한 고도산화공정은 오존 이외 추가적으로 약품이나 장치를 사용하므로 설치비와 운전비가 상승하는 문제점이 발생할 수 있으며, 다양한 수질 조건에 부합되기 위한 최적의 약품주입량, 장치의 반응시간 및 설치조건 등 해결하여야 하는 문제점들이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 최적의 설계 요소는 계속해서 연구개발 중이다.In addition, ozone is an intermediate material generated during the decomposition process, and hydroxyl radical (OH radical), which is much higher in oxidation power than ozone, is generated. Advance oxidization process (AOP) A method of adjusting pH to ozone, a method of injecting hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and a method of installing and treating an additional device such as ultraviolet (UV). However, such an altitude oxidation process may cause an increase in installation cost and operation ratio due to the addition of chemicals or devices other than ozone. In order to meet the various water quality conditions, the optimal amount of the chemical dosing, the reaction time of the apparatus, . The optimal design factors to solve these problems are still being researched and developed.

1. 대한민국 특허공개 KR 1020120074837 A(2012.07.06.)1. Korean Patent Publication KR 1020120074837 A (Jul. 2. 대한민국 특허공개 KR 101253954 B1(2013.04.05.)2. Korean Patent Publication No. KR 101253954 B1 (Apr.

본 발명에서는 상기 서술한 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 오존수의 용해율을 극대화하기 위하여 오존과 유입되는 원수가 접촉되어 생성되는 오존수를 압력의 감소와 팽창을 통한 복합적인 난류와 와류를 반복해서 형성시키고, 순간적으로 분쇄되며 주위로 분사할 때 오존수 주변의 반응이 이루어지지 않은 오존가스를 흡수시켜 표면에 음전하를 발생시켜 오존을 수중에서 보다 미세한 마이크로버블형태로 변화시킴으로써, 표면적이 극대화되어 오존의 용해율을 높이고 산화력이 매우 강한 수산화라디칼을 발생시켜 정수, 하수 및 폐수내의 BOD, 색도, 탁도 및 대장균 등을 제거시키고 난분해성 오염물질에 대한 처리효율 높이는 것을 목적으로 한다.In order to maximize the dissolution rate of the ozonated water, the ozonated water generated by contact between the ozonized water and the incoming water is repeatedly formed into a mixed turbulence and vortex through pressure reduction and expansion. The ozone is absorbed by the ozone gas which has not reacted with the ozone water when it is instantly crushed and sprayed around the ozone water to generate a negative charge on the surface to change the ozone into a micro bubble form in the water to maximize the surface area, And it is intended to remove BOD, chromaticity, turbidity and E. coli in water, sewage and wastewater by generating hydroxyl radicals having a very strong oxidizing power and to improve the treatment efficiency against the degradable pollutants.

또한, 이를 통해 오존의 발생량을 줄여 공급하고 반응이 이루어지지 않은 잉여 오존가스를 최소화하여 배출함으로써 오존발생기의 용량을 줄여 설치비를 줄이고, 전력비 등 운전에 소요되는 운전비용을 줄이는데 기여하고자 한다.In addition, by reducing the amount of generated ozone by supplying the ozone gas and minimizing the amount of unreacted excess ozone gas, it is possible to reduce the installation cost by reducing the capacity of the ozone generator and to contribute to reduce the operation cost required for the operation such as the power cost.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 마이크로오존버블반응기 및 이를 이용한 고효율 오존수처리방법은 수중의 오염물질을 포함하고 있는 원수를 이송시키기 위한 이송펌프(20);, 오존을 발생시키기 위한 오존발생기(40);, 상기 이송펌프(20)로부터 일부분의 양을 유입시켜 압력을 가해 상기 오존발생기(40)로부터 발생된 오존과 결합시키기 위한 가압펌프(30);, 상기 오존발생기(40)에서 발생되는 기체상의 오존과 상기 가압펌프(30)로부터 공급되는 액체상의 유입수가 섞일 수 있도록 하는 이젝터(50);, 상기 가압펌프(30)로 공급되는 일부분의 양을 제외한 유입수와 상기 이젝터(50)를 통해 섞인 원수와 오존을 다시 혼합시킬 수 있도록 마련되는 라인믹서(60);, 상기 라인믹서를 통해 혼합된 오존수를 마이크로오존버블노즐(72), 압력노즐(73)을 포함하고 있어 오존수를 미세한 마이크로오존버블을 생성시켜 오존의 용해율을 극대화시키고 오존보다 산화력이 강한 수산화라디칼을 발생시킴으로써 BOD, 색도, 탁도 및 대장균 등을 제거시키고 난분해성 오염물질을 처리할 수 있는 마이크로오존버블반응기(70)를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.A micro ozone bubble reactor and a highly efficient ozonated water treatment method using the same are provided with a transfer pump (20) for transferring raw water containing pollutants in water, an ozone generator (40) for generating ozone, A pressurizing pump 30 for introducing a part of the ozone into the ozone generator 40 to pressurize the ozone with the ozone generated by the ozone generator 40; An ejector 50 for mixing the ozone with the inflow water of the liquid phase supplied from the pressurizing pump 30, an inflow water other than the amount of a portion supplied to the pressurizing pump 30, And a line mixer 60 for mixing the ozone and the ozone. The ozone water mixed through the line mixer includes a micro-ozone bubble nozzle 72 and a pressure nozzle 73, A micro ozone bubble reactor 70 capable of removing BOD, chromaticity, turbidity, E. coli and the like by treating ozone with a micro-ozone bubble to maximize dissolution rate of ozone and oxidizing stronger than ozone, And a control unit.

상기 마이크로오존버블반응기(70)의 내부에는 상기 마이크로오존버블노즐(72)이 상부에 위치하고, 상기 마이크로오존버블노즐(72)에서는 압력의 감소와 팽창이 연쇄적으로 일어나 오존수를 난류와 와류를 반복해서 형성시키고 순간적으로 분쇄되며 주위로 분사할 때 오존수 주변의 반응이 이루어지지 않은 오존가스를 흡수시켜 표면에 음전하를 발생시켜 오존을 수중에서 보다 미세한 마이크로버블형태로 변화시킴으로써, 표면적이 극대화되어 오존의 용해율을 높일 수 있도록 하며, 상기 마이크로오존버블반응기(70) 내 하부에 위치하고 있는 압력노즐(73)은 상기 라인믹서(60)를 통과하여 유입되는 오존수의 일부에 대해 유속을 증가시켜 압력변화를 일으키도록 하여 상부로 공급함으로써 상기 마이크로오존버블노즐(72)로부터 발생되는 미세한 마이크로버블오존수와 서로 충돌하고 부딪혀 보다 복잡한 난류를 재형성시켜 오존보다 산화력이 강한 수산화라디칼을 발생시켜 오염물질을 처리하여 방류되도록 한다.The micro-ozone bubble nozzle 72 is located in the upper part of the micro-ozone bubble reactor 70. The micro-ozone bubble nozzle 72 has a series of pressure decrease and expansion to repeat the turbulence and vortex The ozone is absorbed by the unreacted ozone gas around the ozone water to generate a negative charge on the surface of the ozone to change the ozone into a micro bubble form in the water to maximize the surface area, And the pressure nozzle 73 located in the lower portion of the micro-ozone bubble reactor 70 increases the flow rate of the ozone water flowing through the line mixer 60 to cause a pressure change The micro-ozone bubble nozzle 72 is supplied with the micro- Conflict with each other, and the bubble ozone water to reform the more complex turbulence hit by generating a strong oxidizing power than ozone and hydroxyl radicals to be discharged by treating the pollutant.

상기 마이크로오존버블반응기(70)내 최상부에는 상기 마이크로오존버블노즐(72), 압력노즐(73) 이외 내부에 반응하지 않고 상승하는 잉여 오존가스로부터 수분이 걸러질 수 있도록 내부에 데미스터(76)를 설치하여 잉여 오존가스의 배출이 최소화될 수 있도록 구성한다.A demister 76 is provided at the top of the micro ozone bubble reactor 70 so that water can be filtered from excess ozone gas that is not reacted inside the micro ozone bubble nozzle 72 and the pressure nozzle 73, So that the discharge of excess ozone gas can be minimized.

본 발명에 따르면, 유입되는 원수의 일부량을 가압시켜 오존발생기에서 발생하는 오존과 혼합시킨 후 다시 라인믹서를 통해 오존과 원수를 섞어 오존수를 발생시키고, 이를 마이크로오존버블노즐과 압력노즐을 구성하여 마이크로오존버블반응기를 통하여 오존수를 마이크로오존버블형태로 변환시키고, 오존보다 산화력이 강한 수산화라디칼을 생성시키는 고효율 반응을 통해 수중에서의 오존의 용해율을 극대화시켜 오염물질의 처리효율을 향상시키게 된다.According to the present invention, a part of the incoming raw water is pressurized and mixed with ozone generated in the ozone generator, and ozone water is generated by mixing ozone and raw water through a line mixer, and the micro ozone bubble nozzle and the pressure nozzle are constituted The ozone water is converted into a micro ozone bubble form through the micro ozone bubble reactor and the ozone dissolution rate in water is maximized through the highly efficient reaction of generating hydroxyl radicals stronger than ozone to improve the treatment efficiency of contaminants.

또한, 마이크로오존버블반응기내에 데미스터를 배치하여 잉여 오존가스의 배출이 최소화되도록 할 수 있으며, 이러한 결과로서 오존발생기의 용량을 줄일 수 있으며, 고도산화공정에 필요한 별도의 약품이나 장치를 사용하지 않고 높은 처리효을 나타낼 수 있으므로 설치비용을 감소시킬 수 있으며, 전력비 등의 운전비 절감에 기여할 수 있다.Further, it is possible to minimize the discharge of surplus ozone gas by disposing a demister in the micro-ozone bubble reactor, and as a result, the capacity of the ozone generator can be reduced, and without using any additional medicines or devices necessary for the high- It is possible to reduce the installation cost and contribute to the reduction of the operating cost such as the power cost.

도 1은 본 발명에 따르는 마이크로오존버블반응기를 이용한 고효율 오존수처리방법의 처리계통도
도 2는 본 발명에 따르는 마이크로오존버블반응기를 도시한 단면도
도 3은 도 2에 도시된 마이크로오존버블반응기를 A~A'부분을 나타내는 평면도
도 4는 본 발명에 따르는 마이크로오존버블반응기의 내부에 설치되는 마이크로오존버블노즐에 대한 단면도
도 5는 도 4에 도시된 마이크로오존버블노즐의 B~B'와 C~C'부분을 나타내는 평면도
도 6은 마이크로오존버블노즐에 내부의 반응과정을 나타내는 반응모식도
도 7은 본 발명에 따르는 마이크로오존버블반응기 내부의 반응과정을 나타내는 반응모식도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a process flow of a high-efficiency ozonated water treatment method using a micro-
2 is a cross-sectional view showing a micro-ozone bubble reactor according to the present invention
FIG. 3 is a top view of the micro-ozone bubble reactor shown in FIG. 2, showing parts A to A '
4 is a cross-sectional view of a micro-ozone bubble nozzle installed inside the micro-ozone bubble reactor according to the present invention
FIG. 5 is a plan view showing B to B 'and C to C' parts of the micro-ozone bubble nozzle shown in FIG.
FIG. 6 is a schematic view showing a reaction scheme showing the reaction process inside the micro-ozone bubble nozzle
FIG. 7 is a schematic view showing a reaction scheme showing the reaction process inside the micro-ozone bubble reactor according to the present invention

본 발명에 따르는 마이크로오존버블반응기 및 이를 이용한 고효율 오존수처리방법을 구현하기 위한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The micro-ozone bubble reactor according to the present invention and the high-efficiency ozonated water treatment method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 고효율 오존수처리방법에 대한 처리 계통을 구성하는 처리계통도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a processing system diagram of a treatment system for a high-efficiency ozonated water treatment method according to the present invention. Fig.

도 1에서 도시된 것과 같이, 원수유입관(10)에서 이송펌프(20)를 통하여 유입되는 원수는 오존발생기(40)로부터 발생되는 오존과 혼합시키기 위한 가압펌프(30)로 일부량이 이송되고, 이를 제외한 양은 라인믹서(60)로 이송된다. 상기 오존발생기(40)로부터 발생된 기체상의 오존은 상기 이송펌프(20)를 통해 이송되는 원수의 압력보다 높은 압력을 통해 오존과 혼합시키기 위한 상기 가압펌프(30)를 사용하여 유입되는 액체상의 원수와 이젝터(50)를 통하여 혼합된다. 상기 이젝터(50)를 통해 혼합된 오존과 원수는 다시 상기 이송펌프(20)를 통하여 상기 가압펌프(30)를 통하여 이송되는 양을 제외한 원수 유입량과 충분히 혼합될 수 있도록 하기 위하여 상기 라인믹서(60)를 이용하여 혼합되도록 한다. 이때, 상기 가압펌프(30)를 사용하여 상기 이송펌프(20)로부터 일부량을 이송시키는 것은 상기 이송펌프(20)로부터 이송되는 전체 원수량을 상기 오존발생기(40)로부터 발생되는 오존과 혼합시킬 경우 상시 기체상의 오존과 액체상의 원수가 섞이는 혼합비율이 낮아지게 되어 이젝터(50)의 규모가 커지게 되며, 상기 오존발생기(40) 또한 장치 규모가 크게 요구되어 소요되는 설치비와 전력비 등이 증가하게 되기 때문이다.1, the raw water introduced through the feed pump 20 in the raw milk feed pipe 10 is partially fed to the pressurizing pump 30 for mixing with the ozone generated from the ozone generator 40, And the amount is transferred to the line mixer 60. The gas phase ozone generated from the ozone generator 40 is introduced into the ozone generator 20 by using the pressurizing pump 30 for mixing the ozone with the ozone through a pressure higher than the pressure of the raw water fed through the feed pump 20, And the ejector 50, as shown in Fig. The ozone and the raw water mixed through the ejector 50 are mixed with the raw water inflow amount except for the amount of the ozone and the raw water which are mixed through the pressurizing pump 30 through the feed pump 20, ). At this time, transferring a part of the amount from the transfer pump 20 using the pressurizing pump 30 is performed by mixing the entire amount of the raw water transferred from the transfer pump 20 with ozone generated from the ozone generator 40 The mixing ratio of the ozone at the normal gas phase and the raw water in the liquid phase is lowered so that the size of the ejector 50 is increased and the size of the ozone generator 40 is also required to be large. .

한편, 상기 이젝터(50)를 통과하여 혼합되는 오존과 원수는 상기 이송펌프(20)를 통해 이송되는 원수량과 상기 라인믹서(60)를 통해 혼합되어 마이크로오존버블반응기(70)로 유입된다.Meanwhile, the ozone and the raw water mixed through the ejector 50 are mixed with the raw water transferred through the transfer pump 20 through the line mixer 60 and flow into the micro-ozone bubble reactor 70.

상기 이젝터(30)와 상기 라인믹서(60)를 통해 원수와 혼합된 오존은 원수에 충분히 용해되어 있다고 할 수 없으며, 원수 중에 포함되어 있는 오염물질을 제거하기 위한 충분한 반응이 이루어졌다고 할 수 없다.The ozone mixed with the raw water through the ejector 30 and the line mixer 60 can not be said to be sufficiently dissolved in the raw water and sufficient reaction for removing contaminants contained in the raw water can not be said to have been performed.

본 발명에서는 마이크로오존버블노즐(72)과 압력노즐(73)을 구비하여 오존을 고효율로 물에 용해시켜 수중의 BOD, 색도, 탁도 및 대장균 등을 제거시키고 난분해성 오염물질을 처리할 수 있는 상기 마이크로오존버블반응기(70)를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the micro-ozone bubble nozzle 72 and the pressure nozzle 73 are provided to dissolve ozone in water with high efficiency to remove BOD, color, turbidity and E. coli from the water, And a micro ozone bubble reactor (70).

본 발명에 따르는 상기 마이크로오존버블반응기(70), 상기 마이크로오존버블노즐(72) 및 상기 압력노즐(73)에 대한 형상과 위치에 대하여 도 2내지 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The shape and position of the micro-ozone bubble reactor 70, the micro-ozone bubble nozzle 72 and the pressure nozzle 73 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2 to FIG.

도 6과 도 7은 상기 마이크로오존버블노즐(72)과 상기 마이크로오존버블반응기(70)에서 일어나는 반응과정에 대한 모식도이다.FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams of the reaction process occurring in the micro-ozone bubble nozzle 72 and the micro-ozone bubble reactor 70.

상기 라인믹서(60)를 통하여 혼합된 오존수는 상기 마이크로오존버블반응기(70)로 오존수유입관(61)을 통하여 유입되며, 일부는 압력노즐연결관(71-a)을 통하여 상기 압력노즐(73)로 연결되며, 일부는 마이크로오존버블노즐연결관(71-b)을 통하여 상기 마이크로오존버블노즐(72)로 연결된다. 상기 마이크로오존버블노즐(72)에서 발생하는 미세한 마이크로오존버블이 오존의 용해율에 대한 영향을 미치고, 이를 통해 수중의 오염물질의 제거효율에 중요한 요소가 되므로, 오존수에 대한 양적인 분배는 상기 마이크로오존버블노즐(72)이 70~80%, 상기 압력노즐(73)이 20~30%의 비율로 구성하도록 수량을 조절하여 균등하게 분포될 수 있도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 마이크로오존버블반응기(70)내의 상기 압력노즐(73)의 위치는 하부에 배치되어 아래로부터 위로 토출되는 방향으로 설치되며, 상기 마이크로오존버블노즐(72)의 위치는 상부에 위치하고 있어 아래 방향으로 토출되어 서로 혼합될 수 있도록 한다.The ozone water mixed through the line mixer 60 flows into the micro-ozone bubble reactor 70 through the ozone inflow inlet 61 and a part of the ozone water flows through the pressure nozzle connecting tube 71- And a part thereof is connected to the micro-ozone bubble nozzle 72 through a micro-ozone bubble nozzle connecting pipe 71-b. The fine micro-ozone bubbles generated in the micro-ozone bubble nozzle 72 have an influence on the dissolution rate of the ozone, which is an important factor in the removal efficiency of contaminants in the water. Therefore, It is preferable to arrange the nozzles 72 so as to be distributed evenly by controlling the quantity of the nozzles 72 to 70 to 80% and the pressure nozzles 73 to 20 to 30%. The position of the pressure nozzle 73 in the micro-ozone bubble reactor 70 is disposed in a lower portion and is disposed in a direction to be discharged from below to the upper portion. The position of the micro-ozone bubble nozzle 72 is located at an upper portion So that they can be mixed with each other.

한편, 상기 마이크로오존버블노즐연결관(71-b)를 통하여 상기 마이크로오존버블노즐(72) 내부로 유입되는 오존수는 노즐내벽(72-a)에 설치되어 동력을 사용하지 않고 오존수의 유속에 의해 회전되는 회전임펠러(72-b)를 통해 충분히 섞여 난류를 형성하여 상부로 분출되고, 상기 회전임펠러(72-b) 상부의 공간에서는 상기 마이크로오존버블노즐연결관(71-b)의 면적보다 넓은 면적을 통과하게 되므로 순간적으로 오존수의 압력 감소현상이 나타나게 되며, 이와 동시에 연속적으로 일정한 간격으로 배치된 다수의 작은 구멍으로 형성되어 있는 중간판(72-c)을 통과하면서 와류를 형성하고 압력의 팽창이 급속하게 이루어진다. 계속해서 상기 중간판(72-c)을 통과한 오존수는 상기 노즐내벽(72-a)의 아래쪽 벽면에 위치한 작은 구멍을 통하여 유출되는 오존수와 다시 급격한 혼합이 이루어져 난류가 형성되며, 상기 중간판(72-c)에 있는 구멍의 보다 더 미세하고 일정하게 배치되어 있는 다량의 구멍을 가지고 있는 유출판(72-d)를 통하여 배출된다. 이 과정을 요약하면, 상기 마이크로오존버블노즐연결관(71-b)의 단면적보다 넓은 상기 노즐내벽(72-a)을 거친 후 다시 상기 마이크로오존버블노즐연결관(71-b)의 단면적보다 작은 다수의 작은 구멍으로 이루어진 상기 중간판(72-c)의 단면적을 통과 후 또 다시 보다 더 미세하게 작은 구멍으로 이루어진 상기 유출판(72-d)를 통과하면서 오존수는 난류와 와류의 연속적인 흐름을 통해 압력의 감소, 팽창이 나타나며 매우 미세하게 쪼개어짐으로써 마이크로오존버블이 생성되는 것이다. On the other hand, the ozone water flowing into the micro-ozone bubble nozzle 72 through the micro-ozone bubble nozzle connecting pipe 71-b is installed on the nozzle inner wall 72-a, B is larger than the area of the micro-ozone bubble-nozzle connecting pipe 71-b in the space above the rotating impeller 72-b, The pressure of the ozone water is instantaneously reduced. At the same time, the vortex is formed while passing through the intermediate plate 72-c formed by a plurality of small holes arranged at regular intervals, . Subsequently, the ozonated water having passed through the intermediate plate 72-c is rapidly mixed with the ozonated water flowing through the small hole located on the lower wall surface of the inner wall 72-a of the nozzle to form a turbulent flow, 72-d having a larger number of holes which are arranged more finely and uniformly than the holes in the openings 72-c. To summarize this process, after passing through the nozzle inner wall 72-a which is wider than the cross-sectional area of the micro-ozone bubble nozzle connecting pipe 71-b, the cross-sectional area of the micro-ozone bubble nozzle connecting pipe 71- After passing through the cross-sectional area of the intermediate plate 72-c consisting of a plurality of small holes, the ozone water passes through the outflow plate 72-d, which is further finer and smaller, through the continuous flow of turbulence and vortex Pressure drop, expansion, and very fine cracks, resulting in micro-ozone bubbles.

상기 마이크로오존버블노즐(72)를 통과하여 배출되는 오존수는 상기 마이크로오존버블반응기(70) 내부의 떨어지게 되며, 방류관(74)의 높이까지 떨어지는 동안 순간적으로 분쇄현상을 일으키면서 주위로 분사되며 상기 마이크로오존버블반응기(70) 내부에 있는 오존가스가 흡수되어 오존수 표면에 음전하가 발생하게 됨으로써 수중의 오염물질과의 화학적 반응이 상승하게 된다.The ozone water discharged through the micro-ozone bubble nozzle 72 falls into the micro-ozone bubble reactor 70 and is instantaneously pulverized while falling down to the height of the discharge tube 74, The ozone gas in the micro ozone bubble reactor 70 is absorbed and a negative charge is generated on the surface of the ozone water so that the chemical reaction with the contaminants in the water is increased.

한편, 상기 오존수유입관(61)을 통해 유입되는 오존수의 일부는 상기 압력노즐연결관(71-a)을 통해 상기 압력노즐(73)을 통해 배출되며 이때, 상기 압력노즐(73)을 통과하여 배출되는 오존수의 유속은 상기 마이크로오존버블노즐(72)를 통과하여 떨어지는 오존수의 유속에 비하여 2 ~ 3배로 빠르게 분출되어 압력이 상승한다.Meanwhile, a part of the ozone water flowing through the ozone inflow inlet 61 is discharged through the pressure nozzle 73 through the pressure nozzle connecting pipe 71-a. At this time, the ozone water passes through the pressure nozzle 73 The flow rate of the ozone water discharged is rapidly sprayed two to three times faster than the flow rate of ozone water passing through the micro-ozone bubble nozzle 72, and the pressure rises.

앞서 기술한 것과 같이, 상기 마이크로오존버블반응기(70) 내부에서는 상기 마이크로오존버블노즐(72)을 통해 표면에 음전하를 생성하여 떨어지는 오존수와 상기 압력노즐(73)을 통해 하부로부터 분출되어 솟아오르는 오존수가 서로 충돌하고 부딪혀 보다 복잡한 난류를 재형성하게 된다. 이 과정에서 오존은 산화력이 강한 수산화라디칼을 발생시키게 된다. 이로써, 오존의 용해율은 극대화되어 수중에 포함되어 있는 오염물질과의 접촉이 확대되고, 수산화라디칼에 의한 오염물질에 대한 처리효율이 상승하게 된다. 상기 마이크로오존버블반응기(70)내에서 오염물질의 제거가 이루어진 후 상기 방류관(74)을 통하여 처리수가 배출된다.As described above, in the micro-ozone bubble reactor 70, a negative charge is generated on the surface through the micro-ozone bubble nozzle 72, and the ozone water falls and the ozone water spouted from the bottom through the pressure nozzle 73 Collide and collide with each other to regenerate more complex turbulence. In this process, ozone generates strong oxidizing hydroxyl radicals. As a result, the dissolution rate of ozone is maximized, the contact with contaminants contained in water is expanded, and the treatment efficiency against contaminants due to hydroxyl radicals is increased. After the contaminants are removed in the micro-ozone bubble reactor 70, the treated water is discharged through the discharge pipe 74.

한편, 상기 마이크로오존버블반응기(70)내 수중의 오염물질과 반응이 이루어지지 않은 잉여 오존가스는 기체와 액체를 분리시키기 위해 최상부에 설치되는 데미스터(76)를 통해 수분과 분리되어 배오존가스유출관(75)을 통해 배오존파괴기(80)를 거쳐 안전하게 처리된다. 또한, 상기 데미스터(76)를 배치하고 점검하기 위한 수단으로서 데미스터점검구(77)를 이용할 수 있으며, 상기 마이크로오존버블반응기(70)의 관리를 위한 배수방법으로 드레인관(78)을 이용하여 배수한다.The excess ozone gas, which has not reacted with the contaminants in the water in the micro-ozone bubble reactor 70, is separated from moisture through the demister 76 installed at the uppermost part for separating the gas and the liquid, And is safely treated through the outflow pipe 75 through the ozone destructor 80. A demister check port 77 may be used as a means for arranging and checking the demister 76. A drain pipe 78 may be used as a drain method for managing the micro ozone bubble reactors 70 Drain.

상기와 같은 구성과 반응을 통한 본 발명에 따르는 수처리방법은, 오존수를 상기 마이크로오존버블노즐(72)을 통하여 보다 미세하게 쪼개어 표면적이 매우 넓은 마이크로오존버블을 생성하고, 오존수 표면에 음전하를 발생시켜 화학적 반응을 상승시키고, 상기 마이크로오존버블반응기(70)내에서 상기 압력노즐(73)을 통과하여 분출되는 오존수와 다시 충돌하여 수산화라디칼을 발생시키고, 오존 용해율을 극대화시킴으로써 수중의 오염물질에 대한 제거효율을 향상시킬 수 있다.In the water treatment method according to the present invention through the above-described structure and reaction, ozone water is finely divided through the micro-ozone bubble nozzle 72 to generate micro ozone bubbles having a very large surface area and a negative charge is generated on the surface of the ozone water Thereby raising the chemical reaction and colliding with the ozone water sprayed through the pressure nozzle 73 in the micro-ozone bubble reactor 70 to generate hydroxyl radicals, thereby maximizing the ozone dissolution rate, The efficiency can be improved.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르는 마이크로오존버블반응기 및 이를 이용한 고효율 오존수처리방법을 통해 수중의 오염물질을 제거하기 위해 필요로하는 오존의 발생량을 기존보다 30%이상 절감할 수 있어 설치비용을 감소시킬 수 있으며, 전력비 등의 운전비용을 줄일 수 있다. 또한, 마이크로오존버블반응기(70)는 고효율로 오존의 용해반응이 이루어지므로 오존과 수중의 오염물질과 반응시간을 대폭 줄일 수 있어 장치를 최소화하여 운전하는 것이 가능하여 소요되는 부지면적을 줄여 건설비의 절감에 기여할 수 있으며, 상기 마이크로버블반응기(70) 내 데미스터(76)를 포함하고 있으므로 잉여 오존가스의 배출이 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the micro-ozone bubble reactor according to the present invention and the highly efficient ozonated water treatment method using the same can reduce the amount of ozone required to remove contaminants in water by more than 30% It is possible to reduce the operating cost such as the power cost. In addition, since the micro ozone bubble reactor 70 can dissolve ozone with high efficiency, it is possible to greatly reduce the reaction time with ozone and pollutants in the water, so that it is possible to operate the apparatus with a minimum size, Since the demister 76 in the microbubble reactor 70 is included, the discharge of excess ozone gas can be minimized.

10 : 원수유입관 20 : 이송펌프
30 : 가압펌프 40 : 오존발생기
50 : 이젝터 60 : 라인믹서
61 : 오존수유입관 70 : 마이크로오존버블반응기
71-a: 압력노즐연결관 71-b: 마이크로오존버블노즐연결관
72 : 마이크로오존버블노즐 72-a: 노즐내벽
72-b: 회전임펠러 72-c: 중간판
72-d: 유출판 73 : 압력노즐
74 : 방류관 75 : 배오존가스유출관
76 : 데미스터 77 : 데미스터점검구
78 : 드레인관 80 : 배오존파괴기10: raw milk inlet 20: transfer pump
30: pressurizing pump 40: ozone generator
50: Ejector 60: Line mixer
61: ozone feeding inlet 70: micro ozone bubble reactor
71-a: Pressure nozzle connection pipe 71-b: Micro ozone bubble nozzle connection pipe
72: micro ozone bubble nozzle 72-a: nozzle inner wall
72-b: rotating impeller 72-c: intermediate plate
72-d: spiller 73: pressure nozzle
74: Discharge tube 75: Ozone gas discharge tube
76: Demister 77: Demister Checkpoint
78: Drain tube 80: Ozone destructor

Claims (4)

오염물질을 포함하고 있는 원수를 이송시키기 위한 이송펌프(20)와, 오존을 발생시키기 위한 오존발생기(40)와, 상기 이송펌프(20)로부터 일부분의 원수를 유입시켜 압력을 가하는 가압펌프(30)와, 상기 오존발생기(40)에서 발생되는 기체상의 오존과 상기 가압펌프(30)로부터 공급되는 액체상의 원수를 혼합하는 이젝터(50)와, 상기 이송펌프(20)로 부터 이송되는 원수와 상기 이젝터(50)를 통해 혼합된 원수와 오존을 다시 혼합하여 오존수를 생성시키는 라인믹서(60)와, 상기 라인믹서를 통해 생성된 오존수를 마이크로오존버블로 변환시키는 마이크로오존버블반응기(70)를 포함하며,
상기 마이크로오존버블반응기(70)에 유입되는 오존수는 상기 마이크로오존버블반응기(70)내로 상하부로 분기된 오존수유입관(61)을 통해 상하부로 각각 유입되며,
상부로 유입되는 오존수는 오존수유입관(61) 상부와 연결된 마이크로오존버블노즐(72)을 통해 마이크로오존버블반응기(70) 하부 방향을 향해 분출되며 하부로 유입되는 오존수는 오존수유입관(61) 하부와 연결된 압력노즐(73)을 통해 마이크로오존버블반응기(70) 상부 방향을 향해 분출되어,
상기 마이크로오존버블노즐(72)을 통해 배출되는 오존수와 상기 압력노즐(73)을 통해 배출되는 오존수는 서로 충돌하고 부딪혀 난류를 형성하며 이를 통해 오존은 산화력이 강한 수산화라디칼을 발생시킴으로써 오존의 용해율이 향상되어 오존수에 포함되어 있는 오염물질과의 접촉이 확대되고, 수산화라디칼에 의한 오염물질에 대한 처리효율이 상승하게 되며,
오염물질의 제거가 이루어진 처리수는 상기 마이크로오존버블반응기(70)내에서 상기 마이크로오존버블노즐(72)을 통해 배출되는 오존수와 상기 압력노즐(73)을 통해 배출되는 오존수가 서로 충돌하는 위치에 형성되는 방류관(74)을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 마이크로오존버블반응기를 포함하는 고효율 마이크로오존버블반응기를 포함하는 오존수처리 시스템.A transfer pump 20 for transferring raw water containing pollutants, an ozone generator 40 for generating ozone, a pressurizing pump 30 for applying pressure by introducing a part of raw water from the transfer pump 20 An ejector 50 for mixing the gas phase ozone generated in the ozone generator 40 and the raw liquid in the liquid phase supplied from the pressurizing pump 30; A line mixer 60 for mixing ozone with the raw water mixed through the ejector 50 to generate ozonated water and a micro ozone bubble reactor 70 for converting ozone water generated through the line mixer into micro ozone bubbles In addition,
The ozone water flowing into the micro-ozone bubble reactor 70 flows into the micro-ozone bubble reactor 70 through the ozone feeding inlet pipe 61 branched upward and downward,
The ozone water flowing upward flows through the ozone bubble nozzle 72 connected to the upper part of the ozone inflow inlet 61 toward the lower part of the micro ozone bubble reactor 70 and the lower ozone water flows into the ozone inflow inlet 61 The micro-ozone bubble reactor 70 is sprayed toward the upper part of the micro-ozone bubble reactor 70 through the pressure nozzle 73,
The ozone water discharged through the micro-ozone bubble nozzle 72 and the ozone water discharged through the pressure nozzle 73 collide with each other to form a turbulent flow, whereby ozone generates hydroxyl radicals having strong oxidizing power, The contact with the contaminants contained in the ozonated water is enhanced, the treatment efficiency with respect to contaminants due to the hydroxyl radical is increased,
The treated water in which the contaminants are removed is introduced into the micro-ozone bubble reactor 70 at a position where the ozone water discharged through the micro-ozone bubble nozzle 72 and the ozone water discharged through the pressure nozzle 73 collide with each other Wherein the micro-ozone bubble reactor comprises a micro-ozone bubble reactor, and the micro-ozone bubble reactor comprises a micro-ozone bubble reactor. 제 1항에 있어서,
상기 마이크로오존버블반응기(70)는 상부에 상기 오존수가 분출되는 마이크로오존버블노즐연결관(71-b)과 상기 마이크로오존버블노즐연결관(71-b)으로부터 분출되는 오존수에 난류 및 와류를 형성하는 회전임펠러(72-b)와 다공이 형성되어 있는 중간판(72-c) 및 상기 난류 및 와류가 형성된 오존수를 배출하는 상기 중간판(72-c)에 형성된 다공의 크기보다 작은 크기의 다공이 형성된 유출판(72-d)을 포함하는 마이크로오존버블노즐(72)이 복수개 구비되어 상기 오존수는 마이크로오존버블노즐(72)를 통해 난류와 와류의 연속적인 흐름을 통해 압력의 감소, 팽창이 나타나며 매우 미세하게 쪼개어짐으로써 마이크로오존버블로 변환되는 것을 특징으로 하는 고효율 마이크로오존버블반응기를 포함하는 오존수처리 시스템.The method according to claim 1,
The micro-ozone bubble reacting unit 70 forms turbulence and vortices in the ozone water sprayed from the micro-ozone bubble nozzle connecting pipe 71-b and the micro-ozone bubble nozzle connecting pipe 71-b, And the intermediate plate 72-c having a plurality of openings formed in the intermediate plate 72-c for discharging the ozone water having the turbulence and vortex formed therein, A plurality of micro-ozone bubble nozzles 72 including the outflow plate 72-d formed therein are formed so that the ozone water is reduced or expanded in pressure through a continuous flow of turbulence and vortex through the micro-ozone bubble nozzle 72 Characterized in that the micro-ozone bubbles are converted into micro-ozone bubbles by very fine splitting. 제 2항에 있어서,
상기 마이크로오존버블반응기(70)는 내측 상부에 내부에서 반응하지 않고 상승하는 잉여 오존가스로부터 수분이 걸러질 수 있도록 데미스터(76)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 마이크로오존버블반응기를 포함하는 오존수처리 시스템.3. The method of claim 2,
The micro ozone bubble reactor (70) includes a demister (76) so that moisture can be removed from excess ozone gas that does not react inside the upper portion of the micro ozone bubble reactor (70) Processing system. 삭제delete
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