KR101742557B1 - 오존 반응을 이용한 수처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존 반응을 이용한 수처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 원수조의 배관에 과산화수소를 주입하고, 가압펌프를 이용해 가압 혼합한 후, 미세기포 형태의 오존을 주입하여 혼합 반응 처리하여, 스컴을 부상시켜 제거하고 유출수를 배출하고, 유출수의 수질에 따라 재처리 여부를 결정하며, 이를 통해 설비를 간소화하고 수처리 효율을 개선할 수 있다.

Description

오존 반응을 이용한 수처리 장치 및 방법 {Water treatment apparatus and method using ozone reaction}

본 발명은 수처리 장치와 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 과산화수소의 혼합을 위한 설비를 간소화하고 오존의 용해율과 산화력을 개선한 오존 반응을 이용한 수처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

각종 산업공정에서 배출되는 폐수, 도시하수, 개인 생활오수, 공업용수, 정수시설 등 환경에 악영향을 미칠 수 있는 여러 가지 난분해성 유기물질이 함유된 폐수, 정수, 하수 등이 배출되고 있다.

이러한 난분해성 유기물질의 처리를 위해 종래에는 처리 대상수에서 응집침전 방식으로 오염물을 분리하거나, 여과장치 또는 막분리 기술 등을 이용하여 고형의 난분해성 유기물질을 분리하여 왔으며, 수용성 난분해성 유기물질은 과산화수소, 오존을 이용하여 산화, 분해하는 기술을 이용해 처리하여 왔다.

그런데 이러한 종래의 방식은 전처리로서 응집침전, 생물학적 처리, 여과 및 흡착처리 등을 적용하고 후처리로서 자외선조사처리, 촉매처리, 활성탄 흡착, 과산화수소수를 이용한 산화처리 등을 적용하며, 수처리를 위한 유지관리비가 높고 부산물인 슬러지가 많이 발생하며 처리효율이 낮은 문제가 있다.

또한 오존을 이용하는 처리 방법은 일반적으로 오존을 원수에 용해시켜 살균, 탈취, 표백, 시안화합물, 바이러스 불활성화를 통해 소독하여 오염물질을 제거하는데, 용해율이 낮은 오존 기체를 수중에 용해시켜 원수의 유기물을 산화분해하거나 소독, 탈색 등을 하는 수처리 방법은 효율이 낮은 문제가 있다.

공개특허공보 제10-2003-0053270호(2003년 06월 28일 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가압펌프의 압력을 이용하여 원수와 과산화수소를 원수에 혼합시킴으로써 수처리를 위한 설비를 간소화하고, 미세기포 형태의 오존을 이용해 오존의 용해율과 산화력을 개선한 오존 반응을 이용한 수처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치는, 유입된 원수를 배출하는 원수조, 상기 원수조의 배관을 통해 유입된 원수를 가압하여 가압수를 배출하는 가압펌프, 오존을 공급하는 오존 발생기, 상기 오존 발생기로부터의 오존을 미세기포 형태로 상기 가압펌프의 배관에 주입하는 미세기포 발생기, 상기 가압펌프의 배관을 통해 유입된 가압수와 오존을 혼합 반응 처리하여 상부에 스컴을 부상시키고 유출수를 배출하는 오존 반응기, 및 상기 오존 반응기의 배관을 통해 유입된 유출수를 추가적으로 오존 반응 처리하여 수질이 기준치에 도달한 경우 방류하고, 유출수의 수질이 기준치에 미치지 못하는 경우 다시 수처리가 진행되도록 상기 원수조의 배관을 통해 배출하는 오존 접촉조를 포함한다.

본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치에 있어서, 오염물의 농도에 따라 상기 원수조의 배관에 과산화수소를 주입하는 과산화수소 저장 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치에 있어서, 상기 가압펌프는, 과산화수소를 원수 중에 혼합하고, 혼합된 과산화수소가 이온화하여 생성된 HO₂ ^-를 함유한 상태로 배출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치에 있어서, 상기 오존 반응기는, 미세기포 형태의 오존을 반응시켜 HO₂ ^-와 OH^- 라디칼을 생성시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치에 있어서, 상기 오존 반응기는, 처리 대상수를 내부로 유입하도록 상부에서 하부 방향으로 신장 형성된 충돌관, 상기 충돌관의 하부에 위치하여 상기 충돌관 방향으로 오목한 형태의 판형으로 형성되며, 상기 충돌관을 통해 유입된 처리 대상수와 충돌하여 상부 방향으로 난류를 형성하는 충돌판, 상기 충돌관 및 상기 충돌판의 주위를 둘러싸도록 상부에서 하부 방향으로 신장되어 형성되며, 난류에 의해 상부로 부상하는 스컴과 유출수를 분리하는 격벽, 및 상기 격벽의 하부를 통해 가장자리로 넘어온 유출수를 외부로 배출하기 위한 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치에 있어서, 상기 오존 반응기 상부의 스컴을 제거하는 스컴 제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치에 있어서, 상기 스컴 제거기로 유입된 스컴에 포함된 오염물을 이송받아 저장하는 스컴 저장조, 및 상기 스컴 제거기로 유입된 스컴에 포함된 기체를 이송받아 잔류 오존을 제거하여 배기하는 배오존 파괴기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 방법은, 원수조가 유입된 원수를 배출하는 단계, 가압펌프가 상기 원수조의 배관을 통해 유입된 원수를 가압하여 가압수를 배출하는 단계, 미세기포 발생기가 상기 오존 발생기로부터의 오존을 미세기포 형태로 상기 가압펌프의 배관에 주입하는 단계, 오존 반응기가 상기 가압펌프의 배관을 통해 유입된 가압수와 오존을 혼합 반응 처리하여 상부에 스컴을 부상시키고 유출수를 배출하는 단계, 및 오존 접촉조가, 상기 오존 반응기의 배관을 통해 유입된 유출수를 추가적으로 오존 반응 처리하여 수질이 기준치에 도달한 경우 방류하고, 유출수의 수질이 기준치에 미치지 못하는 경우 다시 수처리가 진행되도록 상기 원수조의 배관을 통해 배출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 오존 반응을 이용한 수처리 장치 및 방법에 따르면, 과산화수소의 혼합을 위해 별도의 라인믹서나 과산화수소 혼화 장치를 구비하지 않아도 가압펌프의 회전력만을 이용하여 원수와 과산화수소를 혼합할 수 있어 설비를 간소화하고 혼합 효율을 개선할 수 있다.

그리고 과산화수소를 원수에 미리 혼합하고 미세기포 형태로 표면적을 넓힌 오존을 용해시켜 OH^- 라디칼의 생성량을 극대화함으로써 수중 오염물의 제거 효율을 개선할 수 있다.

더하여 수처리 후에 수질을 계측하여 일정 수질을 달성한 경우에만 방류하고, 그렇지 못한 경우 재차 수처리를 진행함으로써, 자동 제어 방식으로 적은 유량에 용해되기 어려운 오존을 재순환 방식으로 반복하여 용해시켜 산화 처리할 수 있고, 완벽하게 수처리된 처리수만을 외부로 방류할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오존 반응기의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 방법의 과정을 나타낸 도면이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 과산화수소 및 오존을 이용한 고도 산화 공정(advanced oxidation process, AOP)을 통해 오수나 폐수 등에 포함된 난분해성 오염물을 제거하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치(100)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오존 반응기(60)의 단면을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 수처리 장치(100)는, 원수조(10), 과산화수소 저장 탱크(20), 가압펌프(30), 오존 발생기(40), 미세기포 발생기(50), 오존 반응기(60), 스컴 제거기(70) 및 오존 접촉조(80)를 포함하여 구성된다.

원수조(10)는 오수나 폐수의 원수가 유입되면 이를 수처리를 위해 배출하는 역할을 한다. 원수조(10)에서 원수를 배출하는 경우 밸브(11)가 열리게 되고, 배관을 통해 원수가 배출된다.

과산화수소 저장 탱크(20)는 원수조(10)에서 원수가 배출되는 배관에 과산화수소를 주입하는 역할을 한다. 과산화수소 저장 탱크(20)는 저장된 과산화수소를 주입펌프(21)를 이용해 원수조(10)의 배관에 과산화수소를 주입한다. 이때 과산화수소 저장 탱크(20)는 원수조(10)의 배관 내 처리 대상수에 포함된 오염물의 농도에 따라 적정량의 과산화수소를 원수조(10)의 배관에 주입할 수 있다.

과산화수소 저장 탱크(20)에 의해 주입된 과산화수소는 오존과 반응하여 강력한 산화력을 가진 OH^- 라디칼을 생성함으로써, 오염물과의 반응시간을 단축하고 난분해성 오염물의 산화를 촉진한다. 또한 과산화수소는 유기물과 직접 반응하여 산화 반응을 통해 오염물을 제거할 수도 있다.

가압펌프(30)는 원수조(10)의 배관을 통해 유입된 원수를 가압하여 가압수를 배출하는 역할을 한다. 가압펌프(30)의 가압에 따라 미세기포 발생기(50) 의해 가압펌프(30)의 배관으로 주입되는 미세기포 형태의 오존이 용이하게 주입될 수 있다. 한편 과산화수소 저장 탱크(20)에 의해 원수조(10)의 배관으로 과산화수소가 주입된 경우라면, 가압펌프(30)는 원수조(10)의 배관을 통해 유입된 원수와 과산화수소를 가압 혼합하여 가압수를 배출하는 역할을 한다. 원수조(10)의 배관에 주입된 과산화수소는 가압펌프(30)의 가압 과정 도중 임펠러(impeller)에 의해 혼합 및 반응 과정을 거치게 되며, 이 과정에서 과산화수소의 산화력에 의해 수중 오염물이 산화되고, 오염물과 반응하지 않은 과산화수소는 이온화되어 HO₂ ^-가 생성된다. 이에 따라 가압펌프(30)에서 배출하는 가압수는 HO₂ ^-를 함유한 상태로 미세기포 발생기(50) 측으로 전달된다. 이러한 방식으로 과산화수소를 혼합하기 위한 별도의 혼합 장치를 구비하지 않고도 가압펌프(30)를 이용해 신속하고 효율적으로 원수와 과산화수소를 혼합할 수 있고, 가압펌프(30)의 압력 손실이 최소화된다.

오존 발생기(40)는 미세기포 발생기(50)를 통해 오존을 공급하는 역할을 한다.

미세기포 발생기(50)는 오존 발생기(40)로부터 공급된 오존을 미세기포 형태로 가압펌프(30)의 배관에 주입하는 역할을 한다. 미세기포 발생기(50)는 압력의 급격한 변화를 통해 오존을 가압펌프(30)에서 배출된 가압수에 용해시키고, 미세기포 형태의 오존을 이용해 수중 오염 물질과의 접촉 효율을 증대시키며, 이에 따라 오존의 산화력을 이용해 오염물을 산화시키는 직접반응이 일어난다.

또한 미세기포 발생기(50)에 의해 주입된 오존은, 수중 반응하여 HO₂ ^-와 OH^- 라디칼을 생성하거나, 가압펌프(30)에서 배출된 가압수의 HO₂ ^-와 반응하여 OH^- 라디칼을 생성하게 된다. 미세기포 발생기(50)에 의해 주입된 미세기포 형태의 오존은 표면적이 넓어져 HO₂ ^-와의 반응성이 커지게 되며, 그 결과 OH^- 라디칼 생성량이 극대화된다. 이렇게 미세기포 발생기(50)에 의해 주입된 오존은 OH^- 라디칼을 생성시키고, OH^- 라디칼이 오염물을 산화시키는 간접적인 반응을 통해 오염물을 제거할 수 있다.

이렇듯 미세기포 발생기(50)에 의해 오존이 용해되기 전에, 가압펌프(30)에 의해 과산화수소가 혼합된 상태로 도달하게 되어, 미세기포 발생기(50)에 의해 주입된 오존과의 반응이 활발하게 이루어지게 되며, 이에 따라 오존의 직접적인 산화작용과 OH^- 라디칼을 생성을 통한 간접적인 산화작용을 통해 오염물을 효과적으로 제거할 수 있다. 이때 OH^- 라디칼을 생성을 통한 간접 반응이 증가하면 오염물 제거에 필요한 오존의 소비량이 줄어들게 되고 오존의 생산에 따른 비용을 절감할 수 있으며, 인체에 위해한 오존이 대기 중으로 방출되는 것을 최소화할 수 있다.

오존 반응기(60)는 가압펌프(30)의 배관을 통해 미세기포 발생기(50)를 거쳐 유입된 가압수와 오존을 혼합 반응 처리하는 역할을 한다. 오존 반응기(60)는 가압수와 오존이 내부로 유입되면, 미세기포 발생기(50)에 의해 미처 가압 용해되지 못한 잔류 오존을 추가적으로 혼합하고, 가압수 내 수중 반응을 통해 HO₂ ^-를 생성하며, 오존과 HO₂ ^-를 반응시켜 OH^- 라디칼을 생성한다. OH^- 라디칼은 강력한 산화력을 이용해 오염물과의 반응시간을 단축하고 난분해성 오염물의 산화를 촉진하며, 작은 크기의 오존 반응기(60)를 이용하여서도 오염물을 제거할 수 있도록 한다.

그리고 오존 반응기(60)는 잔류 오존을 혼합 및 반응시켜 미세기포를 생성하고, 미세기포 형태의 오존은 오염물을 산화시키며, 그 결과 생성된 입자상 오염물은 미세 기포로 인해 스컴을 형성한다. 또한 OH^- 라디칼에 의해 수중 용존 오염물이 초미세 고형물로 변환되어 미세 기포 형태의 스컴을 형성한다. 그리고 오존 반응기(60) 내에서 다량의 오존을 용해하는 과정에 발생한 기포들이 충돌하고 압력이 변화함에 따라 상부로 부상하면서 오염수 내에 포함된 고형물들을 부력에 의해 상승시키게 되고, 이에 따라 오존 반응기(60)의 상부에 스컴이 농축된다.

도 2에 도시된 바를 참조하면, 오존 반응기(60)는 충돌관(1), 충돌판(2), 격벽(5) 및 배관(6)을 포함하여 구성된다.

충돌관(1)은 처리 대상수인 가압수와 오존이 내부로 유입될 수 있도록 오존 반응기(60)의 상부에서 하부 방향으로 신장 형성되며, 상기 가압펌프의 배관을 통해 유입된 처리 대상수를 충돌판(2)으로 전달한다.

충돌판(2)은 충돌관(1)의 하부에 위치하고 충돌관(1) 방향으로 오목한 형태의 판형으로 형성되어 단면이 'U' 형태를 가지며, 충돌관(1)의 하부를 통해 유출되는 처리 대상수가 충돌판(2)의 오목한 부분과 충돌하여 상부 방향으로 난류를 형성하도록 한다. 이렇게 형성된 난류에 의해 처리 대상수의 작은 기포들이 서로 충돌하고 반응하면서 점점 큰 기포로 변하여 오존 반응기(60)의 상부로 모이게 된다. 이때 기포들이 충돌하면서 압력 변화에 따라 상부로 부상되면서 처리 대상수 내에 포함된 초미세 고형물들을 부력에 의해 상승시켜 스컴(3)이 농축된다. 그리고 해당 스컴(3)는 오존 반응기(60) 상부의 스컴 제거구(4)를 통해 스컴 제거기(70)로 유입된다.

격벽(5)은 충돌관(1)과 충돌판(2)의 주위를 둘러싸도록 상부에서 하부 방향으로 신장되어 형성되며, 난류에 의해 상부로 부상하는 스컴과 처리수를 분리한다. 이에 따라 격벽(5)의 내부의 상부에는 스컴(3)이 모이게 되고, 처리수는 격벽(5) 하부의 공간을 통해 가장자리로 넘어갈 수 있다.

배관(6)은 격벽(5)의 하부를 통해 가장자리로 넘어온 처리수를 외부로 배출하는 역할을 하며, 배관(6)을 통해 배출된 유출수는 오존 접촉조(80)로 이송된다.

스컴 제거기(70)는 오존 반응기(60)의 상부에 농축된 스컴(3)을 제거하는 역할을 한다. 스컴 제거기(70)는 오존 반응기(60) 상부의 스컴 제거구(4)를 통해 스컴을 유입받으면, 스컴(3)에 포함된 오염물을 스컴 저장소(71)로 이송하여 저장되도록 한다. 또한 스컴 제거기(70)는 스컴(3)에 포함된 기체를 배오존 파괴기(72)로 이송하며, 배오존 파괴기(72)는 스컴에 포함된 기체의 잔류 오존을 제거하여 무해한 상태로 배기한다. 스컴 제거기(70)는 이러한 방식으로 스컴(3)의 오염물과 배오존을 분리 배출하여 유출수로 배출되는 것을 방지하며, 이에 따라 수처리 효율이 개선된다.

오존 접촉조(80)는 오존 반응기(60)의 배관을 통해 유출수가 유입되면 오존을 이용한 산화 반응 및 OH^- 라디칼을 이용한 산화 반응 처리 후 수질을 확인하여 방류 여부를 결정한다. 이 경우 오존 접촉조(80)는 다공성 관 등 분출 기구를 이용해 오존 반응기(60)로부터의 유출수를 내부로 유입하여 추가적으로 반응 처리할 수 있다. 또한 오존 접촉조(80)는 오존 등의 용출가스를 배관을 이용해 포집할 수도 있다.

이후 오존 접촉조(80)는 유출수의 수질이 기준치에 도달한 경우 밸브(82)를 열어 배관을 통해 방류하고, 유출수의 수질이 기준치에 미치지 못하는 경우 다시 수처리가 진행되도록 밸브(81)를 열어 원수조(10)의 배관을 통해 배출한다. 오존 접촉조(80)에서 유출수를 배출하는 경우 밸브(81)를 열고 원수조(10)의 밸브(11)를 닫은 상태로 유출수를 배출하게 되며, 배출된 유출수는 가압펌프(30), 미세기포 발생기(50), 오존 반응기(60)를 거쳐 재처리된다. 이러한 과정을 통해 고농도의 난분해성 폐수를 깨끗한 상태로 완전히 처리하여 방류할 수 있다.

본 발명에 따른 수처리 과정에 대해서는 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 방법의 과정을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 수처리 장치가 원수조 내부에 유입된 원수를 배출하면(S1), 과산화수소 저장 탱크가 주입펌프를 이용해 원수조의 배관에 과산화수소를 주입한다(S2).

가압펌프는 원수조의 배관을 통해 유입된 원수와 과산화수소를 가압 혼합하여 가압수를 배출한다(S3).

단계(S3)에서 가압펌프의 가압에 의한 혼합 반응 과정을 통해, 과산화수소의 산화력에 의해 수중 오염물이 산화되고, 오염물과 반응하지 않은 과산화수소는 이온화되어 HO₂ ^-가 생성되며, 가압수는 HO₂ ^-를 함유한 상태로 미세기포 발생기(50) 측으로 전달된다.

그리고 미세기포 발생기는 오존 발생기로부터의 오존을 미세기포 형태로 가압펌프의 배관에 주입한다(S4).

단계(S4)에서 미세기포 발생기는 압력의 급격한 변화를 통해 미세기포 형태의 오존을 가압수에 용해시키며, 수중 오염 물질과의 접촉 효율이 증대되어, 오존의 산화력을 이용한 직접 산화 반응이 일어난다.

또한 단계(S4)에서 미세기포 발생기에 의해 주입된 미세기포 형태의 오존은 표면적이 넓어져 반응성이 커진 상태로 가압수에서 수중 반응하여 HO₂ ^-를 생성하며, 다시 오존과 HO₂ ^-의 반응을 통해 OH^- 라디칼을 생성한다. OH^- 라디칼은 오염물을 산화시키는 간접적인 산화 반응을 통해 오염물을 제거한다.

이후 오존 반응기는 가압펌프의 배관을 통해 가압수와 오존을 유입시켜 혼합 반응 처리하고, 반응 결과물인 스컴을 상부에 부상시키며, 유출수를 오존 접촉조로 배출한다(S5).

단계(S5)에서 오존 반응기는 미세기포 발생기에 의해 미처 가압 용해되지 못한 잔류 오존을 추가적으로 혼합 및 반응시켜 더욱 작은 미세기포를 생성하며, 미세기포 형태의 오존은 오염물을 산화시켜 스컴을 생성한다. 또한 오존 반응기는 OH^- 라디칼과 수중 오염물이 초미세 고형물로 변환된 미세기포 형태의 스컴을 생성한다. 이러한 스컴은 오존 반응기 내에서 다량의 오존을 용해하는 과정에서 발생한 기포들의 부력에 의해 상승하여 상부에 농축되고, 스컴 제거구를 통해 스컴 제거기로 배출된다.

스컴 제거기는 오존 반응기의 상부에 농축된 스컴을 유입받아 제거하는데, 이때 스컴에 포함된 오염물은 스컴 저장소로 이송하여 저장되도록 하고, 스컴에 포함된 기체를 배오존 파괴기로 이송하여 잔류 오존이 제거된 상태로 배기되도록 한다.

한편 오존 반응기로부터 유출수를 이송받은 오존 접촉조는, 해당 유출수에 추가적으로 오존 및 OH^- 라디칼을 이용한 산화 반응 처리하여, 유출수의 수질이 기준치에 도달되었는지 확인한다(S6).

단계(S6)에서 오존 접촉조가 확인한 결과 유출수의 수질이 기준치에 도달한 경우 배관을 통해 방류하고(S7), 확인 결과 유출수의 수질이 기준치에 미치지 못하는 경우 다시 수처리가 진행되도록 원수조의 배관을 통해 배출한다(S8).

단계(S8)에서 원수조의 배관을 통해 배출된 유출수는 단계(S2)내지 단계(S5)거쳐 재처리되고, 단계(S6)에서 다시 방류 여부가 결정된다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

10: 원수조 11, 81: 밸브
20: 과산화수소 저장 탱크 21: 주입펌프
30: 가압펌프 40: 오존 발생기
50: 미세기포 발생기 60: 오존 반응기
70: 스컴 제거기 71: 스컴 저장소
72: 배오존 파괴기 80: 오존 접촉조
100: 수처리 장치

Claims (8)

1. 유입된 원수를 배출하는 원수조;
   상기 원수조의 배관을 통해 유입된 원수를 가압하여 가압수를 배출하는 가압펌프;
   오존을 공급하는 오존 발생기;
   상기 오존 발생기로부터의 오존을 미세기포 형태로 상기 가압펌프의 배관에 주입하는 미세기포 발생기;
   상기 가압펌프의 배관을 통해 유입된 가압수와 오존을 혼합 반응 처리하여 상부에 스컴을 부상시키고 유출수를 배출하는 오존 반응기; 및
   상기 오존 반응기의 배관을 통해 유입된 유출수를 추가적으로 오존 반응 처리하여 수질이 기준치에 도달한 경우 방류하고, 유출수의 수질이 기준치에 미치지 못하는 경우 다시 수처리가 진행되도록 상기 원수조의 배관을 통해 배출하는 오존 접촉조;
   를 포함하고,
   상기 오존 접촉조는, 상기 원수조로부터 상기 원수조의 배관으로의 원수 배출을 조절하는 밸브를 닫은 상태로, 상기 오존 접촉조로부터 상기 원수조의 배관으로의 유출수 배출을 조절하는 밸브를 열어 유출수를 배출하는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   오염물의 농도에 따라 상기 원수조의 배관에 과산화수소를 주입하는 과산화수소 저장 탱크;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가압펌프는,
   과산화수소를 원수 중에 혼합하고, 혼합된 과산화수소가 이온화하여 생성된 HO₂ ^-를 함유한 상태로 배출하는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 오존 반응기는,
   미세기포 형태의 오존을 반응시켜 HO₂ ^-와 OH^- 라디칼을 생성시키는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 오존 반응기는,
   처리 대상수를 내부로 유입하도록 상부에서 하부 방향으로 신장 형성된 충돌관;
   상기 충돌관의 하부에 위치하여 상기 충돌관 방향으로 오목한 형태의 판형으로 형성되며, 상기 충돌관을 통해 유입된 처리 대상수와 충돌하여 상부 방향으로 난류를 형성하는 충돌판;
   상기 충돌관 및 상기 충돌판의 주위를 둘러싸도록 상부에서 하부 방향으로 신장되어 형성되며, 난류에 의해 상부로 부상하는 스컴과 유출수를 분리하는 격벽; 및
   상기 격벽의 하부를 통해 가장자리로 넘어온 유출수를 외부로 배출하기 위한 배관;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 오존 반응기 상부의 스컴을 제거하는 스컴 제거기;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 스컴 제거기로 유입된 스컴에 포함된 오염물을 이송받아 저장하는 스컴 저장조; 및
   상기 스컴 제거기로 유입된 스컴에 포함된 기체를 이송받아 잔류 오존을 제거하여 배기하는 배오존 파괴기;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 장치.
8. 원수조가 유입된 원수를 배출하는 단계;
   가압펌프가 상기 원수조의 배관을 통해 유입된 원수를 가압하여 가압수를 배출하는 단계;
   미세기포 발생기가 오존 발생기로부터의 오존을 미세기포 형태로 상기 가압펌프의 배관에 주입하는 단계;
   오존 반응기가 상기 가압펌프의 배관을 통해 유입된 가압수와 오존을 혼합 반응 처리하여 상부에 스컴을 부상시키고 유출수를 배출하는 단계; 및
   오존 접촉조가, 상기 오존 반응기의 배관을 통해 유입된 유출수를 추가적으로 오존 반응 처리하여 수질이 기준치에 도달한 경우 방류하고, 유출수의 수질이 기준치에 미치지 못하는 경우 다시 수처리가 진행되도록 상기 원수조의 배관을 통해 배출하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 원수조의 배관을 통해 배출하는 단계는,
   상기 원수조로부터 상기 원수조의 배관으로의 원수 배출을 조절하는 밸브를 닫은 상태로, 상기 오존 접촉조로부터 상기 원수조의 배관으로의 유출수 배출을 조절하는 밸브를 열어 유출수를 배출하는 것을 특징으로 하는 오존 반응을 이용한 수처리 방법.

Images