KR102267296B1 - Water treatment system on a water surface using floating electrodes floating on water surface - Google Patents

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Abstract

수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템이개시된다. 상기 수처리 시스템은 피처리수를 수용하는 액체수용부; 상기 피처리수에서 부유되는 부유부재; 상기 부유부재 위에 위치하여 상기 피처리수의 수표면과 일정 거리 이격된 부유전극; 상기 피처리수 내 또는 상기 액체수용부에 위치하는 반대전극; 및 상기 부유전극 및 상기 반대전극에 전압을 인가하여 상기 피처리수와 상기 부유전극 사이에 플라즈마를 발생시키는 전원공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. The water treatment system may include a liquid receiving unit for accommodating the water to be treated; a floating member floating in the water to be treated; a floating electrode positioned on the floating member and spaced apart from the water surface of the water to be treated by a predetermined distance; a counter electrode located in the water to be treated or in the liquid accommodating part; and a power supply for generating plasma between the water to be treated and the floating electrode by applying a voltage to the floating electrode and the counter electrode.

Description

수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템{WATER TREATMENT SYSTEM ON A WATER SURFACE USING FLOATING ELECTRODES FLOATING ON WATER SURFACE}Water treatment system at the water surface using floating electrodes floating on the water surface {WATER TREATMENT SYSTEM ON A WATER SURFACE USING FLOATING ELECTRODES FLOATING ON WATER SURFACE}

본 발명은 수처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동이 발생하는수표면 상에서 피처리수를 균일하게 플라즈마 처리할 수 있는 수처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment system, and more particularly, to a water treatment system capable of uniformly plasma-treating water to be treated on a water surface on which a flow occurs.

플라즈마(plasma)란 이온화된 가스를 의미하고, 원자 또는 분자로 이루어진 가스에 에너지를 이용하여 여기시키면, 전자, 이온, 분해된 가스, 및 광자(photon) 등으로 이루어진 플라즈마가 형성된다. 이러한 플라즈마는 핵융합발전, 반도체 분야에서의 기판의 표면 처리, 또는 분말의 표면 처리 등 다양하게 이용되고 있다.Plasma means an ionized gas, and when a gas composed of atoms or molecules is excited using energy, plasma composed of electrons, ions, decomposed gas, and photons is formed. Such plasma is used in various ways, such as fusion power generation, surface treatment of substrates in semiconductor fields, or surface treatment of powder.

한편, 최근에는 오염수의 정화 및 박테리아 제거 등을 목적으로 플라즈마를 이용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 액체의 플라즈마 처리를 위한 장치들이 개발되고 있다.Meanwhile, recently, studies for using plasma for the purpose of purifying contaminated water and removing bacteria have been actively conducted, and devices for plasma treatment of liquids have been developed.

액체의 플라즈마 처리를 위한 대부분의 장치들은 피처리수 내에 플라즈마 방전을 일으켜 피처리수를 플라즈마 처리하게 된다. 액체의 플라즈마 처리를 위한 장치에 대한 종래 기술로서, 대한민국 특허출원번호 10-2009-0117396에 출원된 액체 플라즈마 방전 발생장치가 있다. 이 특허는 액체 중 플라즈마 방전을 일으켜 액체의 처리가 가능하지만 플라즈마 방전을 위한 전극들이 액체가 채워진 본체 내에 설치되어 액체와의 직접적인 접촉이 이루어지므로 전극들의 부식이 발생하는 문제가 있었다.Most of the devices for plasma treatment of a liquid cause plasma discharge in the water to be treated, thereby plasma-treating the water to be treated. As a prior art for an apparatus for plasma treatment of a liquid, there is a liquid plasma discharge generating apparatus filed in Korean Patent Application No. 10-2009-0117396. In this patent, it is possible to process a liquid by generating a plasma discharge in the liquid, but since electrodes for plasma discharge are installed in a body filled with liquid, direct contact with the liquid is made, there is a problem that corrosion of the electrodes occurs.

언급된 종래 기술뿐만 아니라 액체의 플라즈마 처리를 위한 대부분의 장치들 역시, 전극이 액체와의 직접적인 접촉을 피할 수 없으므로 전극의 부식 문제가 존재하였다.In most of the devices for plasma treatment of liquids as well as the mentioned prior art, there was a problem of corrosion of the electrodes because the electrodes could not avoid direct contact with the liquid.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 수표면 상에서 플라즈마를 발생시키기 위한 수처리 장치가 개발되었다. 수표면에서 플라즈마를 발생시키는 수처리 장치는, 일반적으로, 수표면으로부터 일정 거리 이격시킨 부유전극을 수표면과 마주하도록 하여, 부유전극과 수표면 사이에서 플라즈마를 발생시켜서 플라즈마가 수표면에 접촉하도록 구성된다.In order to solve this problem, a water treatment device for generating plasma on the water surface has been developed. In general, a water treatment device for generating plasma at the water surface is configured such that a floating electrode spaced a certain distance from the water surface faces the water surface to generate plasma between the floating electrode and the water surface so that the plasma comes into contact with the water surface. do.

그러나, 이러한 수표면에서의 수처리 장치는 피처리수의 수위 변화에 따라, 예를 들면, 물이 유입되거나 증발하거나 유출되는 등에 의해 수위 변화가 발생되어서 부유전극과 수표면과의 거리가 달라지고, 또는 피처리수의 출렁거림에 의해 부유전극과 수표면과의 거리가 달라진다. 이러한 경우, 플라즈마가 수표면에 균일하게 접촉하지 못하게 된다. 따라서 플라즈마를 통한 균일한 수처리가 어려워지는 문제가 있었다. However, in such a water treatment device at the water surface, a water level change occurs according to a change in the water level of the water to be treated, for example, water is introduced, evaporated, or outflowed, so that the distance between the floating electrode and the water surface changes, Alternatively, the distance between the floating electrode and the water surface varies depending on the sloshing of the water to be treated. In this case, the plasma does not uniformly contact the water surface. Therefore, there was a problem that uniform water treatment through plasma becomes difficult.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피처리수의 수표면과 부유전극 사이의 거리가 항시 일정하게 유지되어서 피처리수가 고밀도 플라즈마에 균일하게 접촉될 수 있고, 유동이 발생하는 피처리수의 수표면 상에서 플라즈마에 의한 살균 및 정화와 같은 수처리가 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 수처리 시스템을 제공하는데 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the distance between the surface of the water to be treated and the floating electrode is always kept constant, so that the water to be treated can be in contact with the high-density plasma uniformly, and the surface of the water surface of the treated water where the flow occurs. An object of the present invention is to provide a water treatment system in which water treatment such as sterilization and purification by plasma can be efficiently performed.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시스템은 피처리수를 수용하는 액체수용부; 상기 피처리수에서 부유되는 부유부재; 상기 부유부재 위에 위치하여 상기 피처리수의 수표면과 일정 거리 이격된 부유전극; 상기 피처리수 내 또는 상기 액체수용부에 위치하는 반대전극; 및 상기 부유전극 및 상기 반대전극에 전압을 인가하여 상기 피처리수와 상기 부유전극 사이에 플라즈마를 발생시키는 전원공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A water treatment system according to an embodiment of the present invention includes a liquid receiving unit for accommodating target water; a floating member floating in the water to be treated; a floating electrode positioned on the floating member and spaced apart from the water surface of the water to be treated by a predetermined distance; a counter electrode located in the water to be treated or in the liquid accommodating part; and a power supply for generating plasma between the water to be treated and the floating electrode by applying a voltage to the floating electrode and the counter electrode.

일 실시예에서, 상기 액체수용부는 일측으로부터 피처리수가 유입되고 타측으로 피처리수가 배출되도록 구성될 수 있다.In an embodiment, the liquid receiving part may be configured such that the water to be treated flows in from one side and the water to be treated is discharged to the other side.

일 실시예에서, 상기 액체수용부는 일측으로부터 피처리수가 유입되고 타측으로 피처리수가 배출되며, 배출되는 피처리수는 상기 액체수용부 내로 유입되어 순환되도록 구성될 수 있다.In an embodiment, the liquid accommodating part may be configured such that the target water flows in from one side and the target water is discharged from the other side, and the discharged target water flows into the liquid accommodating part and circulates.

일 실시예에서, 상기 액체수용부는, 상기 피처수를 상기 액체수용부 내부로 주입하는 유체유입라인; 상기 피처리수를 상기 액체수용부 내부로부터 배출시키며 배출되는 피처리수를 상기 액체수용부 내부로 재주입하여 순환시키는 유체순환라인; 및 상기 피처리수를 상기 액체수용부 외부로 배출시키는 유체배출라인을 포함하고, 상기 유체배출라인은 상기 피처리수가 상기 유체순환라인을 통해 순환하는 일정 시간동안 폐쇄될 수 있다.In one embodiment, the liquid accommodating part, a fluid inlet line for injecting the pitcher water into the liquid accommodating part; a fluid circulation line for discharging the water to be treated from the inside of the liquid accommodating part and re-injecting the discharged water to be treated into the inside of the liquid accommodating part to circulate; and a fluid discharge line for discharging the water to be treated to the outside of the liquid accommodating part, wherein the fluid discharge line may be closed for a predetermined time while the water to be treated circulates through the fluid circulation line.

일 실시예에서, 상기 부유부재는 유전체 또는 절연체일 수 있다.In one embodiment, the floating member may be a dielectric or an insulator.

일 실시예에서, 상기 부유부재는 내열성을 갖는 소재일 수 있다. 일 예로, 상기 부유부재는 유리병일 수 있다.In one embodiment, the floating member may be a material having heat resistance. For example, the floating member may be a glass bottle.

일 실시예에서, 상기 고밀도 플라즈마 접촉가능거리는 상기 수표면과 상기 부유전극의 대향하는 면 사이의 거리이고, 그 거리는 3~10mm로 설정될 수 있다.In an embodiment, the high-density plasma contactable distance is a distance between the water surface and the opposing surface of the floating electrode, and the distance may be set to 3 to 10 mm.

일 실시예에서, 상기 피처리수가 진행하는 방향에 수직하는 상기 부유전극의 폭 또는 길이는 상기 피처리수가 진행하는 방향에 수직하는 상기 액체수용부의 내부공간의 폭 또는 길이와 동일할 수 있다.In an embodiment, the width or length of the floating electrode perpendicular to the direction in which the water to be treated proceeds may be the same as the width or length of the internal space of the liquid accommodating part perpendicular to the direction in which the water to be treated proceeds.

일 실시예에서, 상기 부유부재는 복수로 구비되고, 상기 복수의 부유부재는 상기 피처리수가 진행하는 방향에 평행하는 상기 부유전극의 길이방향 또는 폭 방향의 양측끝에 배치될 수 있다.In an embodiment, the plurality of floating members may be provided, and the plurality of floating members may be disposed at both ends of the floating electrode in a longitudinal direction or a width direction parallel to a direction in which the water to be treated proceeds.

일 실시예에서, 상기 장치는, 상기 플라즈마 방전가능거리를 유지시키기 위해 상기 부유전극의 상면에 놓이는 적어도 하나의 무게추를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the apparatus may further include at least one weight placed on the upper surface of the floating electrode to maintain the plasma discharge possible distance.

본 발명에 따른 수처리 시스템에 의하면, 피처리수가 출렁거리더라도 부유전극은 부유부재에 의해서 피처리수의 수표면에서 플로팅되어 위치하므로 피처리수의 출렁거림에 대응하여 유동하여서 수표면과의 거리를 항시 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 피처리수의 수표면에서 플로팅된 부유전극과 피처리수의 수표면 사이의 간격 즉, 고밀도 플라즈마 접촉가능거리는 달라지지 않으므로 항시 피처리수가 부유전극으로부터 발생되는 고밀도 플라즈마에 균일하게 접촉될 수 있고, 이에 따라 유동이 발생하는 피처리수의 수표면 상에서 플라즈마에 의한 살균 및 정화와 같은 수처리가 효율적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.According to the water treatment system according to the present invention, even if the water to be treated fluctuates, since the floating electrode is located floating on the surface of the water to be treated by the floating member, it flows in response to the sloshing of the water to be treated, thereby reducing the distance from the surface of the water. It can always be kept constant. Therefore, the distance between the floating electrode floating on the water surface of the target water and the water surface of the target water, that is, the high-density plasma contactable distance does not change, so that the target water can always be in contact with the high-density plasma generated from the floating electrode uniformly. Accordingly, there is an advantage that water treatment such as sterilization and purification by plasma can be efficiently performed on the surface of the water to be treated where the flow occurs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 부유전극을 평면에서 본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 피처리수의 수표면의 높이가 달라지는 경우 부유전극과 수표면 사이의 간격이 유지되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 액체수용부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.1 is a view for explaining a water treatment system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the floating electrode shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a view showing a state in which the distance between the floating electrode and the water surface is maintained when the height of the water surface of the treated water shown in FIG. 1 is changed.
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the liquid accommodating part shown in FIG. 1 .

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a water treatment system at the water surface using a floating electrode floating on the water surface according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 부유전극을 평면에서 본 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 피처리수의 수표면의 높이가 달라지는 경우 부유전극과 수표면 사이의 간격이 유지되는 모습을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a water treatment system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the floating electrode shown in FIG. 1, and FIG. 3 is the number of treated water shown in FIG. It is a diagram showing how the distance between the floating electrode and the water surface is maintained when the height of the surface is changed.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치는 액체수용부(110), 부유전극(120), 반대전극(160), 부유부재(130), 전원공급장치(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention includes a liquid receiving unit 110 , a floating electrode 120 , a counter electrode 160 , a floating member 130 , and a power supply unit 140 . do.

액체수용부(110)는 내부공간을 갖는 것으로서, 상기 내부공간에 피처리수를 수용한다. 일 실시예로, 액체수용부(110)는 일측으로부터 피처리수가 유입되고, 타측으로 피처리수가 배출되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 액체수용부(110)에는 피처리수가 유입되는 유체유입부(111), 액체수용부(110)의 내부로부터 피처리수가 배출되는 유체배출부(112)를 포함할 수 있다. The liquid accommodating part 110 has an internal space, and accommodates the water to be treated in the internal space. In one embodiment, the liquid accommodating unit 110 may be configured such that the water to be treated is introduced from one side and the water to be treated is discharged to the other side. To this end, the liquid accommodating unit 110 may include a fluid inlet 111 through which the water to be treated is introduced, and a fluid discharge unit 112 through which the water to be treated is discharged from the inside of the liquid receiving unit 110 .

부유전극(120)은 액체수용부(110) 내에 수용되어 액체수용부(110) 내의 피처리수의 수표면을 향해 플라즈마를 조사한다. 부유전극(120)의 형상에는 특별한 제한은 없으며, 플라즈마가 액체수용부(110) 내에 수용되는 피처리수의 표면에 넓게 분포하여 접촉할 수 있도록 사각 형상인 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면, 사각의 부유전극(120)은 액체수용부(110)에서 피처리수가 진행하는 방향에 수직하는 폭 방향 또는 길이 방향이 피처리수가 진행하는 방향에 수직하는 액체수용부(110)의 내부공간의 폭 또는 길이와 동일하게 구비된다. 이에 의해, 진행하는 액체수용부(110)의 유입방향으로부터 배출방향으로 진행하는 피처리수가 부유전극(120) 아래를 지날 때 피처리수 전체에 대해 플라즈마 처리가 가능해질 수 있다.The floating electrode 120 is accommodated in the liquid accommodating part 110 and irradiates plasma toward the surface of the water to be treated in the liquid accommodating part 110 . The shape of the floating electrode 120 is not particularly limited, and it is preferably a rectangular shape so that the plasma can be widely distributed and contacted on the surface of the water to be treated contained in the liquid accommodating part 110 . Referring to FIG. 2 , the rectangular floating electrode 120 has a liquid accommodating part 110 in which a width direction or a length direction perpendicular to the direction in which the water to be treated in the liquid accommodating part 110 is perpendicular to the direction in which the water to be treated proceeds. ) is provided equal to the width or length of the inner space. Accordingly, when the water to be treated proceeds from the inflow direction to the discharge direction of the proceeding liquid accommodating unit 110 passes under the floating electrode 120 , plasma treatment may be possible on the entire water to be treated.

반대전극(160)은 피처리수 내 또는 액체수용부(110)에 위치할 수 있다. 일 예로, 반대전극(160)은 피처리수 내에 위치할 수 있다.The counter electrode 160 may be located in the water to be treated or in the liquid accommodating part 110 . For example, the counter electrode 160 may be located in the water to be treated.

부유부재(130)는 피처리수의 수표면에서 부유전극(120)을 지지하여, 부유전극(120)이 피처리수의 수표면으로부터 고밀도 플라즈마 접촉가능거리만큼 이격되도록 부유전극(120)을 수표면에서 플로팅시킨다. 부유부재(130)는 유전체 또는 절연체로 구비된다. 바람직하게는, 부유부재(130)는 피처리수가 고온의 플라즈마와 접하여 온도가 상승하는 것에 의한 영향이 없는 내열성 소재로 구비된다. 일 예로, 부유부재(130)는 유리 병일 수 있다.The floating member 130 supports the floating electrode 120 on the water surface of the water to be treated, so that the floating electrode 120 is spaced apart from the water surface of the water to be treated by a high-density plasma contact distance. Float on the surface. The floating member 130 is provided with a dielectric or an insulator. Preferably, the floating member 130 is made of a heat-resistant material that is not affected by the temperature rise of the target water in contact with high-temperature plasma. For example, the floating member 130 may be a glass bottle.

상기 고밀도 플라즈마 접촉가능거리란, 수표면과 부유전극(120)의 대향하는 면 사이의 거리이고, 부유전극(120) 및 수표면 사이에서 플라즈마가 발생할 때 피처리수의 수표면에 고밀도의 플라즈마가 접촉할 수 있는 거리를 의미한다. 이러한 고밀도 플라즈마 접촉가능거리는 3~10mm가 되도록 설정될 수 있다. 바람직하게는 5~7mm가 되도록 설정될 수 있다.The high-density plasma contactable distance is a distance between the surface of the water surface and the opposing surface of the floating electrode 120, and when plasma is generated between the floating electrode 120 and the water surface, high-density plasma is generated on the water surface of the water to be treated. It means the contact distance. The high-density plasma contactable distance may be set to be 3 to 10 mm. Preferably, it may be set to be 5 to 7 mm.

상기 부유부재(130)는 부유전극(120)을 수표면에서 안정적으로 지지하기 위해서 복수로 구비되는 것이 바람직하고, 복수의 부유부재(130)는 피처리수가 진행하는 방향에 평행하는 부유전극(120)의 길이방향 또는 폭 방향의 양측끝에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 피처리수가 진행할 때 복수의 부유부재(130) 사이에서 플라즈마와 고르게 접촉할 수 있다.The floating member 130 is preferably provided in plurality in order to stably support the floating electrode 120 on the water surface, and the plurality of floating members 130 are the floating electrodes 120 parallel to the direction in which the water to be treated proceeds. ) is preferably arranged at both ends in the longitudinal direction or the width direction. Accordingly, when the water to be treated proceeds, it is possible to evenly contact the plasma between the plurality of floating members 130 .

전원공급장치(140)는 부유전극(120)과 반대전극(160)에 서로 다른 전압을 인가한다. 즉, 전원공급장치(0는 부유전극(120)에 고전압을 인가하며, 반대전극(160)은 접지될 수 있다.The power supply device 140 applies different voltages to the floating electrode 120 and the opposite electrode 160 . That is, the power supply device 0 applies a high voltage to the floating electrode 120 , and the opposite electrode 160 may be grounded.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시스템을 통해 피처리수가 플라즈마 처리되는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process in which target water is plasma-treated through the water treatment system according to an embodiment of the present invention will be described.

피처리수는 액체수용부(110)의 유체유입부(111)를 통해 액체수용부(110)의 내부로 유입된 후 액체수용부(110)의 유체배출부(112) 방향으로 흐른다.The to-be-treated water flows into the inside of the liquid accommodating part 110 through the fluid inlet 111 of the liquid accommodating part 110 and then flows in the direction of the fluid discharge part 112 of the liquid accommodating part 110 .

유체유입부(111)에 유입되어 일정 수위로 채워진 피처리수의 수표면에는 부유부재(130)를 통해 부유전극(120)이 고밀도 플라즈마 접촉가능거리, 예를 들어, 5mm만큼 수표면으로부터 이격되어 플로팅되어 있고, 플로팅된 부유전극(120) 및 피처리수 사이에 서로 다른 전압, 즉 피처리수는 접지되고 부유전극(120)에는 고전압이 인가된다.The floating electrode 120 is spaced apart from the water surface by a high-density plasma contactable distance, for example, 5 mm, through the floating member 130 on the water surface of the water to be treated, which is introduced into the fluid inlet 111 and filled to a certain level. There is a floating electrode 120 and a different voltage between the floating electrode 120 and the water to be treated, that is, the water to be treated is grounded and a high voltage is applied to the floating electrode 120 .

부유전극(120)에 고전압이 인가되면 피처리수의 수표면과 부유전극(120) 사이에서 방전이 개시되어 플라즈마가 발생되고, 발생된 플라즈마는 피처리수의 수표면에 접촉된다. 이에 따라, 피처리수의 수표면에서 플라즈마에 의해 오염물질 또는 유해물질이 살균 및 정화된다.When a high voltage is applied to the floating electrode 120 , a discharge is started between the water surface of the water to be treated and the floating electrode 120 to generate plasma, and the generated plasma comes into contact with the surface of the water to be treated. Accordingly, pollutants or harmful substances are sterilized and purified by plasma on the surface of the water to be treated.

이러한 수처리 과정에서 피처리수가 출렁임이 빈번하게 발생될 수 있고, 이러한 경우 수표면의 높이가 빈번하게 달라질 수 있다. 또한 액체수용부(110)로 피처리수가 유입되고 유입된 피처리수가 액체수용부(110) 외부로 배출되는 과정에서 피처리수의 수위가 빈번하게 달라질 수도 있다. 이와 같이, 피처리수의 수표면의 높이가 빈번하게 달라지더라도 부유전극(120)과 피처리수의 수표면 사이의 거리는 달라지지 않는다. In such a water treatment process, sloshing of the water to be treated may occur frequently, and in this case, the height of the water surface may change frequently. In addition, the level of the water to be treated may change frequently in the process that the water to be treated is introduced into the liquid accommodating unit 110 and the introduced water to be treated is discharged to the outside of the liquid receiving unit 110 . As such, even if the height of the surface of the water to be treated changes frequently, the distance between the floating electrode 120 and the surface of the water to be treated does not change.

즉, 피처리수가 출렁거리거나 수위가 달라지더라도 부유전극(120)은 부유부재(130)에 의해서 피처리수의 수표면에서 플로팅되어 위치하므로 피처리수의 출렁거림 및 수위변화에 대응하여 유동하여서 수표면과의 거리를 도 3과 같이 항시 일정하게 유지할 수 있다. That is, even if the water to be treated fluctuates or the water level changes, the floating electrode 120 is floated on the surface of the water to be treated by the floating member 130 and thus flows in response to the sloshing of the water to be treated and changes in the water level. As a result, the distance from the water surface can be constantly maintained as shown in FIG. 3 .

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시스템을 이용하면, 피처리수의수표면에서 플로팅된 부유전극(120)과 피처리수의 수표면 사이의 고밀도 플라즈마 접촉가능거리는 달라지지 않으므로 항시 피처리수가 부유전극(120)으로부터 발생되는 고밀도 플라즈마에 균일하게 접촉될 수 있고, 이에 따라 유동이 발생하는 피처리수의 수표면 상에서 플라즈마에 의한 살균 및 정화와 같은 수처리가 효율적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.Therefore, when the water treatment system according to an embodiment of the present invention is used, the high-density plasma contactable distance between the floating electrode 120 floating on the water surface of the water to be treated and the water surface of the water to be treated does not change, so that the water to be treated is always discharged. The high-density plasma generated from the floating electrode 120 can be uniformly contacted, and accordingly, there is an advantage that water treatment such as sterilization and purification by plasma can be efficiently performed on the water surface of the water to be treated, where the flow occurs.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시스템은 무게추(150)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the water treatment system according to an embodiment of the present invention may further include a weight 150 .

상기 무게추(150)는 부유전극(120)의 상면에 놓여서, 피처리수가 출렁일 때 피처리수의 수표면에서의 부유전극(120)의 심하게 유동하는 것을 방지하여 부유전극(120)이 더 안정적으로 피처리수의 수표면과의 거리를 유지할 수 있도록 한다. 일 예로, 무게추(150)는 절연소재일 수 있다.The weight 150 is placed on the upper surface of the floating electrode 120 to prevent the floating electrode 120 from flowing excessively on the surface of the water to be treated when the water to be treated is fluctuating, so that the floating electrode 120 is more Ensure that the distance from the water surface of the treated water can be stably maintained. For example, the weight 150 may be an insulating material.

도 4는 도 1에 도시된 액체수용부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view showing another embodiment of the liquid accommodating part shown in FIG. 1 .

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따라 액체수용부(110)는 일측으로부터 피처리수가 유입되고 타측으로 피처리수가 배출되며, 배출되는 피처리수는 상기 액체수용부(110) 내로 유입되어 순환되도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 액체수용부(110)는 피처리수가 주입되는 유체유입라인(210), 액체수용부(110) 내부로부터 피처리수가 배출되도록 하고 배출된 피처리수를 다시 액체수용부(110)로 유입시키는 유체순환라인(220), 플라즈마 처리된 피처리수를 방출하는 유체배출라인(230)을 포함할 수 있다. 상기 유체배출라인(230)은 상기 유체순환라인(220)을 통해 피처리수가 순환하여 피처리수가 플라즈마 처리되는 일정 시간 동안 폐쇄되는 형태로 구비될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the liquid accommodating part 110 flows into the target water from one side and discharges the target water to the other side, and the discharged target water flows into the liquid accommodating part 110 and circulates. can be configured. In this case, as shown in FIG. 4 , the liquid accommodating part 110 allows the WTBT to be discharged from the inside of the fluid inlet line 210 and the liquid accommodating part 110 into which the WTBT is injected and collects the discharged WTBT. It may include a fluid circulation line 220 that flows back into the liquid receiving unit 110 , and a fluid discharge line 230 that discharges plasma-treated water to be treated. The fluid discharge line 230 may be provided in such a way that the target water circulates through the fluid circulation line 220 and is closed for a predetermined time during which the target water is plasma-treated.

이러한 본 발명에 따른 수처리 시스템은 다양한 분야에 이용될 수 있는데, 예를 들면, 정수기에 적용될 수 있고, 저수지 등에서 슬러지 등을 제거하기 위한 목적으로 적용될 수도 있다.The water treatment system according to the present invention can be used in various fields, for example, it can be applied to a water purifier, it can also be applied for the purpose of removing sludge, etc. in a reservoir.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (11)

일측으로부터 피처리수가 유입되고 타측으로 피처리수가 배출되도록 구성되는 액체수용부;
상기 피처리수에서 부유되는 복수의 부유부재;
상기 부유부재 위에 위치하여 상기 피처리수의 수표면과 일정 거리 이격된 복수의 부유전극;
상기 피처리수 내 또는 상기 액체수용부에 위치하는 반대전극; 및
상기 부유전극 및 상기 반대전극에 전압을 인가하여 상기 피처리수와 상기 부유전극 사이에 플라즈마를 발생시키는 전원공급장치를 포함하고,
상기 복수의 부유부재 각각은 상기 피처리수가 진행하는 방향에 평행하는 상기 부유전극의 길이방향 또는 폭 방향의 양측끝에 배치되며,
상기 부유전극은 상기 복수의 부유부재 사이의 면이 상기 피처리수의 수표면과 대향하는 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.a liquid accommodating part configured such that the water to be treated is introduced from one side and the water to be treated is discharged from the other side;
a plurality of floating members floating in the water to be treated;
a plurality of floating electrodes positioned on the floating member and spaced apart from the surface of the water to be treated by a predetermined distance;
a counter electrode located in the water to be treated or in the liquid receiving part; and
and a power supply for generating plasma between the water to be treated and the floating electrode by applying a voltage to the floating electrode and the counter electrode,
Each of the plurality of floating members is disposed at both ends of the floating electrode in the longitudinal direction or the width direction parallel to the direction in which the water to be treated proceeds,
The floating electrode is characterized in that the surface between the plurality of floating members is opposite to the water surface of the to-be-treated water,
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 액체수용부는 배출되는 피처리수가 상기 액체수용부 내로 유입되어 순환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.According to claim 1,
The liquid accommodating part is characterized in that the discharged water to be treated is configured to flow into the liquid accommodating part and circulate.
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 제1항에 있어서,
상기 액체수용부는,
상기 피처리수를 상기 액체수용부 내부로 주입하는 유체유입라인;
상기 피처리수를 상기 액체수용부 내부로부터 배출시키며 배출되는 피처리수를 상기 액체수용부 내부로 재주입하여 순환시키는 유체순환라인; 및
상기 피처리수를 상기 액체수용부 외부로 배출시키는 유체배출라인을 포함하고,
상기 유체배출라인은 상기 피처리수가 상기 유체순환라인을 통해 순환하는 일정 시간동안 폐쇄되는 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.According to claim 1,
The liquid receiving unit,
a fluid inlet line for injecting the water to be treated into the liquid accommodating part;
a fluid circulation line for discharging the target water from the inside of the liquid accommodating part and re-injecting the discharged target water into the liquid accommodating part to circulate; and
and a fluid discharge line for discharging the water to be treated to the outside of the liquid accommodating part,
The fluid discharge line is characterized in that the water to be treated is closed for a certain period of time circulating through the fluid circulation line,
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 제1항에 있어서,
상기 부유부재는 유전체 또는 절연체인 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.According to claim 1,
The floating member is characterized in that the dielectric or insulator,
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 제1항에 있어서,
상기 부유부재는 내열성을 갖는 소재인 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.According to claim 1,
The floating member is characterized in that the material having heat resistance,
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 제1항에 있어서,
상기 부유부재는 유리병인 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.According to claim 1,
The floating member is characterized in that the glass bottle,
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 제1항에 있어서,
상기 수표면과 상기 부유전극의 대향하는 면 사이의 거리는 3~10mm로 설정되는 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.According to claim 1,
The distance between the water surface and the opposing surface of the floating electrode is characterized in that it is set to 3 ~ 10mm,
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 제1항에 있어서,
상기 피처리수가 진행하는 방향에 수직하는 상기 부유전극의 폭 또는 길이는 상기 피처리수가 진행하는 방향에 수직하는 상기 액체수용부의 내부공간의 폭 또는 길이와 동일한 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.According to claim 1,
The width or length of the floating electrode perpendicular to the direction in which the water to be treated flows is the same as the width or length of the internal space of the liquid receiving part perpendicular to the direction in which the water to be treated proceeds
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수처리 시스템은,
상기 수표면과 상기 부유전극의 대향하는 면 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 부유전극의 상면에 놓이는 적어도 하나의 무게추를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
수표면에서 플로팅되는 부유전극을 이용하는 수표면에서의 수처리 시스템.
According to claim 1,
The water treatment system is
At least one weight placed on the upper surface of the floating electrode to maintain a distance between the water surface and the opposite surface of the floating electrode,
A water treatment system at the water surface using a floating electrode that floats on the water surface.
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