KR101763884B1 - 슬러리를 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 슬러리를 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템은 중앙부분이 넓으며, 상부와 하부측으로 단면이 각각 좁아지는 원추형 또는 각뿔형으로 구성되는 밀폐형 반응조; 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 전처리된 처리수가 유입되는 제1 벨브를 포함하는 유입관; 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 상기 처리수가 배출되는 제2 벨브를 포함하는 배출관; 상기 밀폐형 반응조의 상부에 형성되어 상기 밀폐형 반응조 내의 슬러지를 배출하는 제3 벨브를 포함하는 슬러지 배출관; 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되는 기체 투입 배출관 및 기체 투입 유입관; 상기 제1 벨브 및 상기 제3 벨브의 동작을 제어하는 벨브 제어부를 포함하며, 상기 밀폐형 반응조내의 처리수는 상기 기체 투입 배출관 및 상기 기체 투입 유입관을 통해 상기 미세기포 생성부로 순환되어, 오존과 미세기포가 혼합된 처리수가 상기 밀폐형 반응조로 유입되며, 상기 처리수와 상기 오존이 포함된 미세기포와 산화반응하여 생성된 슬러지는 상기 처리수의 수면상으로 부상하며, 상기 슬러지는 상기 벨브 제어부에 의해 제어되는 상기 제1 벨브 내지 상기 제3 벨브의 동작에 의해 상기 슬러지 배출관을 통해 배출되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 원추 또는 각뿔 형상의 밀폐형 반응조의 구조를 통해 유입관을 통해 적은양의 처리수를 유입시켜도 빠른 수위 상승을 기대할 수 있으며, 이를 통해 빠른 시간안에 수면상의 슬러지를 밀폐형 반응조 외부로 배출시킬 수 있다.

Description

슬러리를 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템{WATER TREATMENT SYSTEM INCLUDING ENCLOSED REACTOR FOR ELIMINATING SLUDGE}

본 발명의 실시예들은 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬러지를 빠른 시간안에 제거할 수 있도록 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템에 관한 것이다.

용존 공기 부상(dissolved air floatation)은 가압부상이라고도 하며, 상수도 정수장에서 원수 중의 고형물질을 고속으로 분리하는데 널리 사용하고 있으며, 특히 응집침전으로 제거되지 않는 원수 중의 조류(algae)를 제거하는데 효과적이다.

최근에는 상수도 원수 취수원인 댐 등의 부영양화로 인하여, 원수 중에 조류와 맛과 냄새를 유발하는 유기물이 유입되고, 지하수나 강변여과수의 경우에는 철 망간 등이 추가로 유입되기 때문에 이를 효과적으로 제거하기 위하여 전, 후 오존 처리와 생물 활성탄여과지를 많이 사용하고 있다.

이런 추세에 맞추어 가압부상장치도 단순히 공기를 포화시켜서, 발생하는 비세기포의 부력을 이용하여 부상분리하는 것으로부터, 공기대신 오존(오존화 기체)을 주입하며, 오존 기포들이 유기물 분해와 철 망간의 산화 및 조류, 고형물 제거를 동시에 수행할 수 있도록 발전하고 있다.

오존이 처리수에 투입되는 경우 처리수 내의 오존은 처리수내에 용존되지 않는 난분해성 고분자 물질과 반응하여 친수성 물질인 유기물로 변환시키며, 처리수 내의 무수히 많은 미세기포들은 처리수 내의 유기물, 조류, 철 망간등의 산화물, 고형물에 부착하여 슬러지 형태로 수면상으로 뜨게 된다.

이와 같은 슬러지는 수면에 머무르면서 일정시간이 경과되면 또 다시 물속으로 가라앉으면서 수중의 오염원으로 작용되기에, 수면으로 부상된 슬러지는 일정시간이 되면 수처리의 효과를 증대 시키기 위해 외부로 배출 처리해야 하는 필수 공정이 요구된다.

종래에는, 이와 같이 수면에 뜬 슬러지는 수면상에 관을 연결하여 배출시키거나, 별도의 슬러기 수집기를 이용하여 배출시켜야만 했다.

도 1은 공개특허 10-2010-0045425에 개시된 오존 반응과 가압부상분리를 하는 오존반응 가압부상장치의 구성도를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 슬러지는 별도의 슬러지 수집기(40-2)에 의해 수집되어, 가압부상장치의 후단에 설치된 슬러지 배출피트(40-3)로 이송된 다음 외부로 유출되어 처리된다.

즉, 도 1에 도시된 것처럼 종래에는 슬러지를 배출시키기 위해서 별도의 장치를 구비하여야만 했으나, 슬러지 배출에 많은 시간이 소요되며, 상기와 같은 장치를 통해서도 처리수 내의 슬러지를 효율적으로 완벽히 제거하기는 어려운 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 빠른 시간안에 슬러지를 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템을 제안하고자 한다.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 중앙부분이 넓으며, 상부와 하부측으로 단면이 각각 좁아지는 원추형 또는 각뿔형으로 구성되는 밀폐형 반응조; 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 전처리된 처리수가 유입되는 제1 벨브를 포함하는 유입관; 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 상기 처리수가 배출되는 제2 벨브를 포함하는 배출관; 상기 밀폐형 반응조의 상부에 형성되어 상기 밀폐형 반응조 내의 슬러지를 배출하는 제3 벨브를 포함하는 슬러지 배출관; 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되는 기체 투입 배출관 및 기체 투입 유입관; 상기 제1 벨브 및 상기 제3 벨브의 동작을 제어하는 벨브 제어부를 포함하며, 상기 밀폐형 반응조내의 처리수는 상기 기체 투입 배출관 및 상기 기체 투입 유입관을 통해 상기 미세기포 생성부로 순환되어, 오존과 미세기포가 혼합된 처리수가 상기 밀폐형 반응조로 유입되며, 상기 처리수와 상기 오존이 포함된 미세기포와 산화반응하여 생성된 슬러지는 상기 처리수의 수면상으로 부상하며, 상기 슬러지는 상기 벨브 제어부에 의해 제어되는 상기 제1 벨브 내지 상기 제3 벨브의 동작에 의해 상기 슬러지 배출관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템이 제공된다.

상기 벨브 제어부에 의해 상기 제1 벨브가 열림으로 동작하고, 상기 제2 벨브가 닫힘으로 동작하며, 상기 제3 밸브가 열림으로 동작하는 경우, 상기 상부측의 좁은 단면적으로 인해, 상기 처리수의 수위는 상기 밀폐형 반응조의 중앙부분과 상부부분이 동일한 단면을 가지는 경우와 비교하여 빠른 속도로 상승하며, 상기 수위 상승으로 인해 상기 슬러지는 상기 슬러지 배출관을 통해 배출될 수 있다.

상기 벨브 제어부에 의한 상기 제1 벨브 및 제2 벨브의 제어동작에 의해 상기 처리수의 수위가 상승하기 전의 상기 처리수의 수면상의 빈 공간은 상기 밀폐형 반응조의 전체 체적의 2% 내지 5%가 되도록 유지될 수 있다.

상기 제2 벨브의 닫힘 동작 시간은 상기 유입관을 통해 투입되는 처리수의 유입량 및 상기 빈 공간의 체적을 고려하여 계산되며, 상기 벨브 제어부는 상기 슬러지가 상기 처리수에 용존된 후 상기 닫힘 동작 시간만큼 상기 제1 벨브를 닫힘으로 동작하고, 상기 제2 벨브를 열림으로 동작함으로써 상기 처리수 수면상의 빈 공간이 상기 밀폐형 반응조의 전체 체적의 2% 내지 5%가 되도록 하며, 상기 닫힘 동작 시간만큼 경과 후 상기 제1 벨브 및 상기 제2 벨브를 열림으로 동작하며, 상기 처리수의 유입량 및 상기 배출관을 통해 배출되는 처리수의 배출량은 동일하게 설계될 수 있다.

상기 밀폐형 반응조의 하부에 형성되어, 상기 처리수 내의 침전물을 배출하는 제4 벨브를 포함하는 침전물 배출관을 더 포함할 수 있다.

상기 밀폐형 반응조의 상부에 형성되어 상기 밀폐형 반응조 내의 배오존을 배출하는 제5 벨브를 포함하는 배오존 배출관을 더 포함할 수 있다.

상기 밀폐형 반응조내의 처리수의 수중상에 설치되며, 반구 형태의 외통 및 상기 외통 내부에 설치되는 내부가 관통 형성된 내통; 상기 외통의 상면으로부터 하부 방향으로 연장 형성되며, 상기 외통 내의 기체가 배출되는 적어도 하나 이상의 기체 배출관;을 포함하는 기체 용존장치를 더 포함하며, 상기 기체 투입 유입관은 상기 내통 내부로 연장형성될 수 있다.

상기 기체 배출관의 끝단은 상기 내통의 상부면 또는 상기 상부면 보다 높은 면상에 위치하도록 연장형성 될 수 있다.

상기 외통의 끝단은 상기 내통의 상부면보다 아래에 위치할 수 있다.

상기 기체 배출관을 통해 배출되는 오존에 의해 상기 외통 내부의 처리수의 수위는 상기 내통의 상부면의 높이를 유지할 수 있다.

상기 내통의 외부면과 상기 외통의 내부면은 적어도 하나 이상의 연결바를 통해 연결될 수 있다.

상기 기체 배출관을 통해 상기 처리수와 오존이 함께 혼합 유입되어 배출되면서, 상기 기체 배출관 내의 오존 기포는 상기 기체 배출관 내부의 압력과 상기 외통 외부의 압력차에 의해 초미세기포의 형태로 배출될 수 있다.

본 발명에 따르면, 원추 또는 각뿔 형상의 밀폐형 반응조의 구조를 통해 유입관을 통해 적은양의 처리수를 유입시켜도 빠른 수위 상승을 기대할 수 있으며, 이를 통해 빠른 시간안에 수면상의 슬러지를 밀폐형 반응조 외부로 배출시킬 수 있다.

도 1은 종래의 슬러지 배출 구성을 포함하는 오존반응 가압부상장치의 구성도를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐평 반응조를 포함하는 수처리 시스템의 구동원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체용존장치가 설치된 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체용존장치의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기체용존장치의 배면도를 도시한 도면이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 밀폐형 반응조(1)는 중앙부분이 넓으며 상부와 하부측으로 단면이 각각 좁아지는 원추형 또는 각뿔형을 이룬다.

밀폐형 반응조(1)의 일측 벽면에는 전처리된 처리수가 유입되는 제1 벨브(11)를 포함하는 유입관(10)이 설치되며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유입관(10)은 밀폐형 반응조(1)의 중심부 수류 안정화를 위한 밀폐형 반응조(1)내의 수류방향을 회전하도록 구형의 좌측부에 설치될 수 있다.

밀폐형 반응조(1)의 타측 벽면에는 상기 처리수가 배출되는 제2 벨브(21)를 포함하는 배출관(20)이 설치된다.

밀폐형 반응조(1)의 상부에는 상기 밀폐형 반응조(1) 내의 슬러지를 배출하는 제3 벨브(31)를 포함하는 슬러지 배출관(30)이 형성된다.

또한, 밀폐형 반응조(1)의 일측 벽면에는 미세기포 생성부(50)로 처리수가 배출되는 기체 투입 배출관(51) 및 미세기포 생성부(50)에서 오존과 미세기포가 혼합된 처리수가 유입되는 기체 투입 유입관(53)이 형성된다.

미세기포 생성부(50)는 밀폐형 반응조(1)로부터 배출된 전처리된 처리수에 오존이 포함된 미세기포를 투입 후 밀폐형 반응조(1)로 유입시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세기포 생성부(50)는 브레이드 임팰라, 액체 유입부 및 오존 가스 주입부를 포함한 라인믹서를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 오존 가스 주입부에는 오존 가스 투입량을 제어하는 오존 가스 투입량 제어부가 구비될 수 있다. 미세기포 생성부(50)에는 전처리된 처리수가 유입되고, 오존 가스가 주입되면, 믹싱 펌프 및 라인믹서에 의한 믹싱이 이루어고 이에 의해 오존 가스가 안개 상태의 초미세기포로 분해된다. 이에 따라 안개 상태로 분해된 오존 가스와 처리수의 접촉 효율을 극대화 할 수 있다. 이외에도 미세기포 생성부(50)는 기계교반식, 디퓨저 방식, 가스 간접 주입방식등을 통해 오존이 용존된 미세기포를 처리수에 투입하여 밀폐형 반응조(1)로 유입시킬 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐평 반응조를 포함하는 수처리 시스템의 구동원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 전처리된 처리수는 유입관(10)을 통해 밀폐형 반응조(1)에 유입되며, 미세기포 생성부(50)에서 투입된 오존을 포함하는 미세기포에 의해 산화 처리 되어 배출관(20)을 통해 배출된다.

밀폐형 반응조(1)는 미세기포가 투입된 처리수의 체류시간을 확보하기 위한 최소한의 체류시간을 고려한 반응조의 규격으로 설계하여 수중에 포함된 기포가 수면으로 부상될 수 있는 시간이 확보된 수심이 확보될 수 있도록 구성될 수 있다.

미세기포 생성부(50)를 통해 처리수에 투입된 미세기포 속의 오존은, 처리수내에 용존되지 않는 난분해성 고분자 물질과 반응하여 친수성 물질인 유기물로 변환시킨다. 이와 같이 변환된 유기물은 처리수내의 미세기포에 부착되어 도 2에서와 같이 슬러지(S)의 형태로 수면상으로 부상하게 된다. 또한, 처리수 내의 조류, 철 망간등의 산화물, 고형물등이 미세기포에 부착되어 수면상으로 부상하게 된다.

수처리 공정의 일정시간이 경과 하는 경우, 슬러지(S)는 도 3에서와 같이 밀폐형 반응조의 상부 측의 좁은 공간상에 쌓이게 된다.

이때, 벨브 제어부(미도시)를 통해 제1 벨브(11)를 열림으로 동작하고, 제2 벨브(21)를 닫힘으로 동작하며, 제3 벨브(31)가 열림으로 동작하는 경우, 밀폐형 반응조(1)내의 수위는 도 5 내지 도 6에서와 같이 상승하게 된다. 이때, 밀폐형 반응조(1) 상부측의 좁은 단면적으로 인해, 처리수의 수위는 밀폐형 반응조(1)의 중앙부분과 상부부분이 동일한 단면을 가지는 경우와 비교하여 빠른 속도로 상승하며, 상기 수위 상승으로 인해 상기 슬러지는 슬러지 배출관(30)을 통해 빠른속도로 배출된다.

즉, 본 발명에 따른 원추 또는 각뿔 형상의 밀폐형 반응조(1)의 구조를 통해 유입관(10)을 통해 적은양의 처리수를 유입시켜도 빠른 수위 상승을 기대할 수 있으며, 이를 통해 빠른 시간안에 수면상의 슬러지를 밀폐형 반응조(1) 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 벨브 제어부(미도시)에 의한 상기 제1 벨브(11) 및 제2 벨브(21)의 제어동작에 의해 상기 처리수의 수위가 상승하기 전의 상기 처리수의 수면상의 빈 공간은 상기 밀폐형 반응조의 전체 체적의 2% 내지 5%가 되도록 유지되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 처리수의 수위 상승을 위한 제2 벨브(21)의 닫힘 동작 시간은 상기 유입관(10)을 통해 투입되는 처리수의 유입량 및 상기 처리수 수면상의 빈 공간의 체적을 고려하여 계산되며, 상기 벨브 제어부는 상기 슬러지가 상기 처리수에 용존된 후 상기 닫힘 동작 시간만큼 제1 벨브(11)를 닫힘으로 동작하고, 제2 벨브(21)를 열림으로 동작함으로써 처리수 수면상의 빈 공간이 밀폐형 반응조(1)의 전체 체적의 2% 내지 5%가 되도록 하며, 상기 닫힘 동작 시간만큼 경과 후 제1 벨브(1) 및 상기 제2 벨브(2)를 열림으로 동작할 수 있다. 이때 유입관(10)을 통해 처리수의 유입량 및 배출관(20)을 통해 배출되는 처리수의 배출량은 동일하도록 설계될 수 있다.

상기 처리수 수면상의 빈 공간이 밀폐형 반응조(1)의 전체 체적의 3% 내지 5%가 되는 경우, 이와 같은 수위가 유지되도록 제1 벨브(1)와 제2 벨브(2)는 동시에 열림으로 동작될 수 있다.

일례로, 처리수의 유입량이 90L/min, 밀폐형 반응조(1)의 전체 체적이 1500L, 상기 처리수 수면상의 빈 공간의 체적이 45L라고 가정하고, 제1 벨브(1) 열림, 제2 벨브(2)의 닫힘 동작을 수행하는 경우, 30초만에 빈 공간이 채워지게 된다.

즉, 30초만에 밀폐형 반응조(1)를 처리수로 가득 채움으로써, 수위 상승과 함께, 수면상에 부상한 슬러지가 빠른 속도로 밀폐형 반응조(1) 외부로 배출될 수 있도록 한다.

슬러지의 배출을 위한 제1 벨브의 열림, 제2 벨브의 닫힘 동작은 기 설정된 밀폐형 반응조(1)의 체적 및 슬러지의 발생 속도를 고려하여 기 설정된 주기로 수행될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀폐형 반응조(1)의 처리수 내의 침전물을 배출하는 제4 벨브(41)를 포함하는 침전물 배출관(40)이 더 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀폐형 반응조(1)의 상부에는 처리수 상에 존재하는 배오존을 배출하는 제5 벨브(71)를 포함하는 배오존 배출관(70)이 더 형성될 수 있다.

이때, 벨브 제어부는 제5 벨브(71)를 제어하여 처리수 상에 존재하는 배오존을 배출시킬 수 있으며, 이와 같은 동작은 슬러지 배출 공정 전에 수행될 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체용존장치가 설치된 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이며, 도 8은 기체 용존장치의 사시도, 도 9는 기체 용존장치의 배면도를 도시한 도면이다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 밀폐형 반응조(1)내의 처리수의 수중상에는 속이 빈 반구 형태의 외통(61) 및 외통(61) 내부에 설치되는 내부가 관통 형성된 내통(65), 외통(61)의 상면으로부터 하부 방향으로 연장 형성되며, 외통 내의 기체가 배출되는 적어도 하나 이상의 기체 배출관(63)을 포함하는 기체 용존장치(60)가 설치될 수 있다.

기체 용존장치(60)는 기체의 추가 용존을 위해, 기체 용존장치에 유입되는 미세버블을 분쇄하여 초미세기포를 생산하고, 수중의 체류시간 증가와 용존자기가압을 유도하는 장치이다

이때, 기체 배출관(63)의 끝단은 내통의 상부면 또는 상기 상부면 보다 높은 면상에 위치할 수 있도록 연장형성되며, 외통의 끝단은 내통의 상부면보다 아래에 위치할 수 있다.

내통(65)의 외부면과 외통(61)의 내부면은 적어도 하나 이상의 연결바(67)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 기체용존장치(60)는 고정바(69)를 통해 밀폐형 반응조(1) 내부에 고정될 수 있다.

기체 투입 유입관(63)은 내통 내부로 연장 형성되며, 미세기포 생성부(50)를 통해 처리수에 오존이 투입된 미세기포는 내통(65) 내부에서 상승하여 외통(61) 내부로 유입된다.

외통(61) 내부의 처리수의 수위는 내통(65) 내부의 처리수에서 배출되어 외통 내부에 쌓이는 오존에 의한 압력에 의해 기체 배출관(63)의 끝단까지 낮아지게 된다.

이후, 외통(61) 내부의 오존은 기체 배출관(63)을 통해 처리수와 함께 배출되면서 처리수의 수위는 기체 배출관의 끝단이 위치 하는 면의 높이를 유지하게 된다. 또한, 내통(65) 내부의 처리수는 내통(65)과 외통(61) 사이의 공간을 따라서도 배출되게 된다.

이때, 외통(61) 내부에는 오존이 꽉 차게 되어 내부 압력이 높아지므로, 오존은 내통(65) 내부의 처리수에 재용존될 수 있다. 즉, 오존의 처리수로의 용존율을 높일 수 있다.

또한, 기체 배출관(63)을 통해 처리수와 오존이 함께 혼합 유입되어 배출되면서, 기체 배출관(63) 내의 오존 기포는 기체 배출관(63) 내부의 압력과, 외통(61) 외부의 압력차에 의해 초미세기포의 형태로 배출되게 된다. 즉, 기체 배출관(63) 내부의 압력보다 외통(61) 외부의 압력이 크므로, 오존 기포가 기체 배출관(63) 내에서 받는 압력보다, 외통(61) 외부에서 받는 압력이 크게되어, 오존 기포는 초 미세기포 형태로 방출되게 된다.

이와 같이 오존이 함유된 초미세기포에 의해 처리수의 산화효율이 보다 향상될 수 있다. 즉, 초미세기포 속의 오존은 많은 표면적이 확보됨으로 수중에 머무르는 시간이 길어 용존되는 과정으로 기포가 작아진다. 작아진 초미세기포들은 음극화 또는 양극화로 극성화 되어 수중의 산화물질과 결합한다. 수중의 산화물질과 결합된 초미세기포들은 산화 반응 또는 자기 가압에 의해 파열하면서 수중의 유기물 및 무기물과 산화물질 등을 분해 제거한다. 초미세기포들은 파열될 때 기포 주면에 5500도 이상의 고열과 함께 시속 500Km이상의 초음파 파열음을 연속적으로 일으키며 OH 라디칼을 방출함으로써 병원성 미생물들의 세포막에 손상을 유발시켜 살균하며 지속적으로 유기물, 무기물, 색도 탁도 등을 분해 산화처리 시키는 기능을 한다.

즉, 본 발명에 따르면, 본 발명의 밀폐형 반응조(1)를 포함하는 수처리 시스템에 기체용존장치(60)를 추가함으로써, 처리수 상의 오존의 용존율을 증가시키며, 오존이 포함된 초미세기포를 추가적으로 발생시킴으로써, 처리수의 산화 효율을 높일 수 있다.

따라서, 제1 밸브 및 제2 밸브의 열림 동작으로 인한 연속 수처리 공정을 수행하는 경우에도, 보다 높은 살균 및 산화처리 효율을 기대할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1: 밀폐형 반응조 10: 유입관
11: 제1 벨브 20: 배출관
21: 제2 벨브 30: 슬러지 배출관
31: 제3 벨브 40: 침전물 배출관
41: 제4 밸브 50: 미세기포 생성부
51: 기체 투입 배출관 53: 기체 투입 유입관
60: 기체 용존장치 61: 외통
63: 기체 배출관 65: 내통
70: 배오존 배출관 71: 제5 벨브

Claims (12)

1. 중앙부분이 넓으며, 상부측과 하부측으로 단면이 각각 좁아지는 원추형 또는 각뿔형으로 구성되는 밀폐형 반응조;
   상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 전처리된 처리수가 유입되는 제1 벨브를 포함하는 유입관;
   상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 상기 처리수가 배출되는 제2 벨브를 포함하는 배출관;
   상기 밀폐형 반응조의 상부에 형성되어 상기 밀폐형 반응조 내의 슬러지를 배출하는 제3 벨브를 포함하는 슬러지 배출관;
   상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되어 미세기포 생성부와 연결되는 기체 투입 배출관 및 기체 투입 유입관;
   상기 제1 벨브 및 상기 제3 벨브의 동작을 제어하는 벨브 제어부를 포함하며,
   상기 밀폐형 반응조내의 처리수는 상기 기체 투입 배출관을 통해 상기 미세기포 생성부로 배출되며, 상기 미세기포 생성부에서 오존이 포함된 미세기포가 투입된 처리수가 상기 기체 투입 유입관을 통해 상기 밀폐형 반응조로 유입되며,
   상기 처리수와 상기 오존이 포함된 미세기포와 산화반응하여 생성된 슬러지는 상기 처리수의 수면상으로 부상하며, 상기 슬러지는 상기 벨브 제어부에 의해 제어되는 상기 제1 벨브 내지 상기 제3 벨브의 동작에 의해 상기 슬러지 배출관을 통해 배출되며,
   상기 밀폐형 반응조내의 처리수의 수중상에 설치되며, 속이 빈 반구 형태의 외통 및 상기 외통 내부에 설치되는 내부가 관통 형성된 내통; 상기 외통의 상면으로부터 하부 방향으로 연장 형성되며, 상기 외통 내의 기체가 배출되는 적어도 하나 이상의 기체 배출관;을 포함하는 기체 용존장치를 포함하며,
   상기 기체 투입 유입관은 상기 내통 내부로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 벨브 제어부에 의해 상기 제1 벨브가 열림으로 동작하고, 상기 제2 벨브가 닫힘으로 동작하며, 상기 제3 벨브가 열림으로 동작하는 경우,
   상기 상부측의 좁은 단면적으로 인해, 상기 처리수의 수위는 상기 밀폐형 반응조의 중앙부분과 상부부분이 동일한 단면을 가지는 경우와 비교하여 빠른 속도로 상승하며, 상기 수위 상승으로 인해 상기 슬러지는 상기 슬러지 배출관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 벨브 제어부에 의한 상기 제1 벨브 및 제2 벨브의 제어동작에 의해 상기 처리수의 수위가 상승하기 전의 상기 처리수의 수면상의 빈 공간은 상기 밀폐형 반응조의 전체 체적의 2% 내지 5%가 되도록 유지되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제2 벨브의 닫힘 동작 시간은 상기 유입관을 통해 투입되는 처리수의 유입량 및 상기 처리수의 수면상의 빈 공간의 체적을 고려하여 계산되며,
   상기 벨브 제어부는 상기 슬러지가 상기 처리수에 용존된 후 상기 닫힘 동작 시간만큼 상기 제1 벨브를 닫힘으로 동작하고, 상기 제2 벨브를 열림으로 동작함으로써 상기 처리수 수면상의 빈 공간이 상기 밀폐형 반응조의 전체 체적의 2% 내지 5%가 되도록 하며, 상기 닫힘 동작 시간만큼 경과 후 상기 제1 벨브 및 상기 제2 벨브를 열림으로 동작하며, 상기 처리수의 유입량 및 상기 배출관을 통해 배출되는 처리수의 배출량은 동일하게 설계되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 밀폐형 반응조의 하부에 형성되어, 상기 처리수 내의 침전물을 배출하는 제4 벨브를 포함하는 침전물 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 밀폐형 반응조의 상부에 형성되어 상기 밀폐형 반응조 내의 배오존을 배출하는 제5 벨브를 포함하는 배오존 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 기체 배출관은 상기 기체 배출의 끝단이 상기 내통의 상부면 또는 상기 상부면 보다 높은 면상에 위치하도록 연장형성 되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 외통의 끝단은 상기 내통의 상부면보다 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
10. 제8항에 있어서,
    상기 기체 배출관을 통해 배출되는 오존에 의해 상기 외통 내부의 처리수의 수위는 상기 기체 배출관의 끝단이 위치하는 면의 높이를 유지하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 내통의 외부면과 상기 외통의 내부면은 적어도 하나 이상의 연결바를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 기체 배출관을 통해 상기 내통 내부의 처리수와 오존이 함께 혼합 유입되어 배출되면서, 상기 기체 배출관 내의 오존 기포는 상기 기체 배출관 내부의 압력과 상기 외통 외부의 압력차에 의해 초미세기포의 형태로 배출되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반응조를 포함하는 수처리 시스템.

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