KR102281523B1

KR102281523B1 - 이동식 고도산화처리장치

Info

Publication number: KR102281523B1
Application number: KR1020190179109A
Authority: KR
Inventors: 박찬규
Original assignee: 한국산업기술시험원
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-07-23
Also published as: KR20200003771A; KR102281523B9

Abstract

본 발명은 이동트럭; 상기 이동트럭에 설치되고, 오염수가 유입되어 고도산화처리되는 고도산화처리조;상기 고도산화처리조에 연결되어 외부로부터 상기 고도산화처리조로 오염수를 유입시키는 유입라인; 상기 유입라인에 결합되어 외부의 오염수를 상기고도산화처리조로 이동시키는 동력을 제공하는 유입펌프; 상기 고도산화처리조에 연결되어 상기 고도산화처리조에서 처리된 오염수를 외부로 배출하는 배출라인; 상기 배출라인에 결합되어 상기 고도산화처리조의 처리된 오염수를 외부로 이동시키는 동력을 제공하는 배출펌프; 상기 고도산화처리조에 결합되어 상기 고도산화처리조로 과산화수소를 주입하는 과산화수소주입부; 상기 고도산화처리조에 결합되어 상기 고도산화처리조로 오존가스를 주입하는 오존가스주입부; 및 상기 고도산화처리조 내부에 설치되어 자외선을조사하는 UV 반응부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동식 고도산화처리장치를 제공한다.

Description

이동식 고도산화처리장치{MOVABLE ADVANCED OXIDATION PROCESS APPRATUS}

본 발명은 오염수의 수처리기술에 관한 것으로서, 특히 오존, 과산화수소, 및 자외선을 이용하여 오염수를 처리하는 고도산화처리 기술에 관한 것이다.

오염수의 처리방법 중 산화법은 염소와 같은 산화력이 강한 물질을 오염수에 투입하여 오염물질을 처리하는 방법이다. 그러나 염소 사용은 THM(Total Trihalomethane)이 발생하는 문제가 있어, 대안으로 사용된 물질이 오존이다. 우선 산화력이 염소에 비해 뛰어나고 THM에 대한 분해능력이 있으며 용존산소를 증가시키는 효과가 있다. 다만, 오존은 산화력은 강하나 유기물과 선택적으로 반응하기 때문에 처리하지 못하는 유기물이 잔존하고 폐수 성상에 따라서는 오염물질을 이산화탄소로 완전히 분해시키지 못하고 알데히드(aldehyde)나 브롬산(bromated)과 같은 부산물을 생성하는 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 고도산화법(Advanced Oxidation Process: AOP)이 제시되었다.

고도산화처리(AOP) 기술은 오존이나 과산화수소와 같은 산화제를 함께 사용하거나, 산화제에 자외선을 조사하여 오염수를 처리하는 것이다. 이러한 고도산화처리 기술은 강력한 살균 및 산화력을 가지는 화학종인 OH라디칼(OHㆍ,Hydroxy radical)을 중간생성물질로 생성하여 오폐수 중의 각종 오염물질인 유기물 및 독성물질을 산화하여 분해하게 된다.

한편, 고도산화처리 기술에 의하여 처리된 오염수는 농지 또는 산간지역의 밭 등에 공급되어 재사용될 수 있다. 이때 미리 처리된 오염수를 이동수단에 의하여 목적지로 이동시켜 공급할 수도 있다. 하지만, 본 발명의 발명자는 처리되지 않은 오염수를 이동수단에 먼저 적재하고 목적지까지 이동하는 동안 이동수단 내에서 오염수를 직접 처리하여 공급하는 발명을 위해 오랜 연구와 노력을 지속하였고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 고도산화처리 설비를 갖춘 이동트럭을 이용하여 처리되지 않은 오염수를 목적지로 이동 중 처리하여 바로 공급할 수 있는 이동식 고도산화처리장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 이동트럭;

상기 이동트럭에 설치되고, 오염수가 유입되어 고도산화처리되는 고도산화처리조;

상기 고도산화처리조에 연결되어 외부로부터 상기 고도산화처리조로 오염수를 유입시키는 유입라인;

상기 유입라인에 결합되어 외부의 오염수를 상기고도산화처리조로 이동시키는 동력을 제공하는 유입펌프;

상기 고도산화처리조에 연결되어 상기 고도산화처리조에서 처리된 오염수를 외부로 배출하는 배출라인;

상기 배출라인에 결합되어 상기 고도산화처리조의 처리된 오염수를 외부로 이동시키는 동력을 제공하는 배출펌프;

상기 고도산화처리조에 결합되어 상기 고도산화처리조로 과산화수소를 주입하는 과산화수소주입부;

상기 고도산화처리조에 결합되어 상기 고도산화처리조로 오존가스를 주입하는 오존가스주입부; 및

상기 고도산화처리조 내부에 설치되어 자외선을조사하는 UV 반응부를 포함하는 것을 특징으로 하는,

이동식 고도산화처리장치를 제공한다.

상기 이동트럭은 바퀴 회전의 동력을 제공하는 동력제공부를 포함하고,

상기 동력제공부는 상기 유입펌프 및 상기 배출펌프와 연결되어 상기 유입펌프 및 상기 배출펌프의 전력원으로 동작 할 수 있다.

상기 고도산화처리조에 설치되어 상기 고도산화처리조에 수용된 오염수의 유기오염물질의 농도를 측정하는 센서부를 더 포함할 수 있다.

상기 센서부에서 측정된 유기오염물질의 농도에따라 상기 과산화수소주입부, 상기 오존가스주입부 및 상기 UV 반응부를 제어하는 제1 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 고도산화처리조에 설치되어 상기 고도산화처리조에 수용된 오염수의 양을 측정하는 용량측정부를 더 포함할 수 있다.

상기 용량측정부에서 측정된 오염수의 양에 따라 상기 유입펌프를 조절하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 이동트럭의 출발지에서 목적지까지의 이동시간에 따라, 상기 과산화수소주입부, 상기 오존가스주입부, 및 상기 UV 반응부를 제어하는 제3 제어부를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 이동식 고도산화처리장치를 이용하면 목적지로 이동 중 오염수를 처리함으로써 오염수 처리시간를 절약할 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 고도산화처리장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식 고도산화처리장치를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 이동식 고도산화처리장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

오염수는 수처리 정화과정을 통해 농업용수 또는 가로수 등에 공급하여 재이용될 수 있다. 이 경우 먼저 오염수를 수처리한 다음, 해당 목적지로 수처리된 오염수를 운반하여 공급하는 것이 일반적이다. 본 발명은 오염수의 수처리 시간을 절약할 수 있도록 오염수의 운반 중 수처리가 가능한 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 고도산화처리장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동식 고도산화처리장치는 고도산화처리설비를 구비한 이동트럭(100)에 관한 것으로서, 이동트럭(100), 고도산화처리조(200), 유입라인(210), 유입펌프(220), 배출라인(230), 배출펌프(240), 과산화수소주입부(300), 오존가스주입부(400), UV 반응부(500)를 포함한다.

기존 트럭의 뒷부분을 개조하여 고도산화처리설비를 트럭에 추가하거나 또는 제조시부터 고도산화처리설비를 구비한 이동트럭(100)을 제조할 수도 있다.

고도산화처리조(200)는 이동트럭(100)의 뒷부분에 설치되고,과산화수소, 오존 등의 산화제에 자외선을 조사하여 오염수를 처리하는 공간을 제공한다. 즉, 고도산화처리조(200)에 유입되어 수용된 오염수를 과산화수소, 오존 그리고 자외선에 의하여 고도산화처리하여 오염수 내의 유기오염물질을 제거하게 된다.

고도산화처리조(200)로 이동하기 전 오염수의 저장조를 더 포함할 수 있다. 오염수의 저장조는 오염수를 수용하고, 저장조에 설치된 교반기에 의하여 오염수를 교반시킬 수 있다. . 오염수의 교반은 수처리의 반응을 돕는다. 즉, 오염된 하천수, 호수, 상수원수 및 오·폐수 등의 오염수를 처리하는 수질정화과정에서는 오염물질 예들 들어, 유기물질 등을 플럭화시키어 이를 처리하도록 함으로서, 수질을 정화시키는 한편, 정화처리를 위하여 응집제, 소독약품들이 투입되는 저장조의 사용이 도움이 될 수 있다.

유입라인(210)은 처리되어야 할 외부의 오염수를 고도산화처리조(200)로 유입시킨다. 즉 고도산화처리조(200)에 연결되어 외부의 오염수가 이동하는 이동통로를 제공하는 것이다.

유입펌프(220)는 오염수의 이동 동력을 제공하게 된다. 유입펌프(220)의 동력에 의하여 외부의 오염수는 고도산화처리조(200) 내부로 이동할 수 있다.

배출라인(230)은 고도산화처리조(200) 내부의 오염수가 외부로 배출되는 이동라인이다. 즉, 고도산화처리조(200) 내부에서 고도산화처리된 오염수가 목적지 즉, 농지나 산간지역의 밭 또는 거리의 가로수 등으로 이동하여 재이용되도록 한다.

배출펌프(240)는 배출라인(230)에 결합되어 고도산화처리조(200)의 처리된 오염수를 외부로 이동시키는 동력을 제공한다.

본 발명의 이동식 고도산화처리장치는 오염수를 목적지로 이동시키는 동안 고도산화처리하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 일단 유입라인(210)에 설치된 유입펌프(220)에 의하여 고도산화처리조(200)로 오염수를 이동시킨 다음 이동하면서 고도산화처리를 하고, 이후 고도산화처리가 끝난 오염수를 배출펌프(240)에 의하여 외부로 배출하게 되는 것이다. 따라서 유입펌프(220) 이외에 배출펌프(240) 또한 필수적 구성요소이다.

과산화수소주입부(300)는 고도산화처리조(200)에 결합되어 고도산화처리조(200)에 과산화수소를 주입하게 된다. 이때 과산화수소주입부(300)에는 과산화수소의 주입량을 조절하는 조절밸브가 형성될 수 있다. 이러한 조절밸브를 통하여 처리되어야하는 오염수의 양에 따라 또는 출발지에서 목적지로 이동하는 이동시간에 따라서 고도산화처리조(200)로 주입되는 과산화수소의 양을 조절할 수 있게 된다.

그리고 오존가스주입부(400)는 고도산화처리조(200)에 결합되어 고도산화처리조(200)로 오존가스를 주입하게 된다. 이때 오존가스주입부(400)에는 고도산화처리조(200)로 주입되는 오존가스의 양을 조절할 수 있는 조절밸브가 형성될 수 있다. 이러한 조절밸브를 통하여 처리되어야하는 오염수의 양에 따라 또는 출발지에서 목적지로 이동하는 이동시간에 따라서 고도산화처리조(200)로 주입되는 오존가스의 양을 조절할 수 있게 된다.

이때 오존가스주입부(400)는 미세기포 산기관을 포함할 수 있다. 즉, 고도산화처리조(200) 내부로 오존의 미세기포를 제공함으로써, 오존과 오염수의 접촉면적을 극대화시킴으로써, 오염수의 산화효율을 증대시킬 수 있게 된다. 오염수의 산화효율이 증대됨으로써 오염수에 존재하는 유기오염물질의 제거효율이 증가될 수 있다.

UV 반응부(500)는 고도산화처리조(200) 내부에 설치되어 오염수를 향하여 자외선을 조사하게 된다. 이때 UV 반응부(500)는 자외선을 조사하는 자외선 램프를 포함할 수 있다. 자외선 램프는 단수로 존재할 수도 있고, 복수로 설치될 수도 있다. 이는 고도산화처리조(200)의 크기 또는 처리되어야할 오염수의 양에 따라 다양하게 채택될 수 있다. 또한 UV 반응부(500)에서 조사되는 자외선의 양 또한 조절될 수 있다. 즉, UV 자외선 램프의 조사량 또는 조사시간을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 이동식 고도산화처리장치는 고도산화처리조(200)를 둘러싸도록 형성되는 냉각부를 더 포함할 수 있다. 냉각부는 고도산화처리조(200) 내부의 산화반응의 진행을로 고도산화처리조(200) 내부의 열이 증가하여 온도각 올라가는 것을 방지할 수 있다. 즉, 냉각부가 고도산화처리조(200)를 둘러싸며 냉각수를 공급함으로써 고도산화처리조(200)의 온도상승을 막아 고도산화처리조(200) 내의 일정온도를 유지하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 이동트럭(100)은 이동트럭(100)의 바퀴를 회전시키는 회전의 동력을 제공하는 동력제공부(110)를 포함한다. 이때 이동트럭(100)의 동력제공부(110)가 고도산화처리를 위한 전력원으로 이용될 수 있다.

이러한 동력제공부(110)는 유입펌프(220) 및 배출펌프(240)와 연결되어 유입펌프(220) 및 배출펌프(240)의 전력원으로 동작할 수 있다. 즉, 유입펌프(220) 및 배출펌프(240)를 위한 별도의 추가 전력원이 불필요하다.

센서부(250)는 고도산화처리조(200)에 설치되어 고도산화처리조(200)에 수용된 오염수의 유기오염물질의 농도를 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 센서부(250)는 TOC 센서를 포함할 수 있다. 즉, 고도산화처리조(200) 내부의 오염수 내 유기물질 중 TOC를 실시간으로 측정하고, 측정된 TOC에 따라서 오염수의 수처리 정도를 확인할 수 있다.

본 발명은 제1 제어부(260)를 더 포함할 수 있다. 제1 제어부(260)는 센서부(250) 그리고 과산화수소주입부(300), 오존가스주입부(400) 및 UV 반응부(500)와 연결되어 센서부(250)에서 측정된 유기오염물질의 농도에 따라 과산화수소주입부(300), 오존가스주입부(400) 및 UV 반응부(500)를 제어하게 된다.

즉, 센서부(250)에서 측정된 유기오염물질의 양이 많으면 고도산화처리조(200)에 주입되는 과산화수소, 및 오존가스의 양을 늘리고, 조사되는 UV 램프의 조사량과 시간도 늘리며, 반대로 센서부(250)에서 측정된 유기오염물질의 양이 적으면 이에 따라 고도산화처리조(200)에 주입되는 과산화수소, 및 오존가스의 양을 조절하고 조사되는 UV 램프의 조사량과 시간도 조절하게 된다.

본 발명은 제1 제어부(260) 이외에 제3 제어부(290)를 더 포함할 수 있다. 제3 제어부(290)는 제1 제어부(260)에 부속될 수도 있고 독립적으로 별도로 설치될 수도 있다. 제3 제어부(290)가 제1 제어부(260)에 부속된 경우 제1 제어부(260)에서 출발시간 및 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 고려하여 과산화수소주입부(300), 오존가스주입부(400), UV 반응부(500)를 제어할 수 있다.

한편 제3 제어부(290)가 독립적으로 동작되는 경우 제3 제어부(290)는 이동트럭(100)의 출발지에서 목적지까지 이동시간에 따라, 과산화수소주입부(300), 오존가스주입부(400), 및 UV 반응부(500)를 제어할 수 있다.

즉, 오염수를 고도산화처리조(200)로 이동시키는 출발지로부터 운반 중 고도산화처리하여 목적지에서 이를 배출하기까지 시간을 고려하여, 고도산화처리조(200)로 주입되는 과산화수소의 양 및 오존가스의 양과 조사되는 UV 램프의 조사량 또는 조사시간을 조절하게 된다.

제3 제어부(290)는 센서부(250)와 연결될 수도 있다. 센서부(250)에서 측정된 유기오염물질의 양과 출발지에서 목적지까지의 소요시간을 고려하여 제3 제어부(290)는 과산화수소의 주입량, 오존가스의 주입량 및 UV 램프의 조사량 또는 조사시간을 조사하게 된다.

본 발명에 따른 제3 제어부(290)는 출발지에서 목적지까지의 이동시간동안 오염수 내의 유기오염물질의 제거를 목표로 진행되는 것으로서, 센서부(250)의 오염수 내 유기오염물질의 농도측정과 연계하여 주입되는 과산화수소의 주입량, 오존가스의 주입량 및 UV 램프의 조사량 등을 제어하는 것이다.

본 발명은 용량측정부(270) 및 제2 제어부(280)를 더 포함할 수 있다. 용량측정부(270)는 고도산화처리조(200)에 설치되어 고도산화처리조(200)에 수용된 오염수의 양을 측정하게 된다. 고도산화처리조(200)에는 목적지에서 필요한 양만큼의 오염수를 수용하는 것이 바람직하다. 따라서, 용량측정부(270)를 통하여 고도산화처리조(200)로 유입된 오염수의 양을 실시간으로 측정하면서, 측정된 오염수의 양에 따라서 유입펌프(220)를 제어하게 된다. 유입펌프(220)를 제어하여 고도산화처리조(200)에 유입되는 오염수의 총양을 제어하는 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식 고도산화처리장치를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 레미콘을 개조하여 이동식 고도산화처리장치를 만들 수 있다. 기존 레미콘에 오염수 유입라인(210)과 유입펌프(220), 과산화수소주입부(300), 오존가스주입부(400), UV 반응부(500) 등을 설치하여 이를 오염수의 고도산화처리에 이용하는 것이다.

회전하는 레미콘의 회전하는 믹서부를 도 1의 고도산화처리조(200)로 이용하는 것 이외에 나머지 구성은 도 1을 참조할 수 있어 이하에서는 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100: 이동트럭
110: 동력제공부
200: 고도산화처리조
210: 유입라인
220: 유입펌프
230: 배출라인
240: 배출펌프
250: 센서부
260: 제1 제어부
270: 측정부
280: 제2 제어부
290: 제3 제어부
300: 과산화수소주입부
400: 오존가스주입부
500: UV 반응부

Claims

출발지에서 목적지로 이동하는 이동트럭;
상기 이동트럭에 설치되고, 오염수가 유입되어 고도산화처리되는 고도산화처리조;
상기 고도산화처리조에 연결되어 외부로부터 상기 고도산화처리조로 오염수를 유입시키는 유입라인;
상기 유입라인에 결합되어 외부의 오염수를 상기 고도산화처리조로 이동시키는 동력을 제공하는 유입펌프;
상기 고도산화처리조에 연결되어 상기 고도산화처리조에서 처리된 오염수를 외부로 배출하는 배출라인;
상기 배출라인에 결합되어 상기 고도산화처리조의 처리된 오염수를 외부로 이동시키는 동력을 제공하는 배출펌프;
상기 고도산화처리조에 결합되어 상기 고도산화처리조로 과산화수소를 주입하는 과산화수소주입부;
상기 고도산화처리조에 결합되어 상기 고도산화처리조로 오존가스를 주입하는 오존가스주입부;
상기 고도산화처리조 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 UV 반응부;
상기 고도산화처리조에 설치되어 상기 고도산화처리조에 수용된 오염수의 유기오염물질의 농도를 측정하는 센서부; 및
상기 과산화수소주입부, 상기 오존가스주입부, 및 상기 UV 반응부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 오존가스주입부는 상기 고도산화처리조 내부로 오존의 미세기포를 제공하는 미세기포 산기관을 포함하고,
상기 출발지에서 오염수가 상기 고도산화처리조로 공급되고,
상기 이동트럭이 상기 출발지에서 상기 목적지로 이동하는 동안 오염수가 고도산화처리되고,
상기 목적지에서 처리된 오염수가 상기 고도산화처리조로부터 배출되고,
상기 제어부는,
상기 센서부에서 측정된 유기오염물질의 농도, 그리고, 상기 이동트럭의 상기 출발지에서 상기 목적지까지의 이동시간에 따라, 과산화수소의 주입량, 오존가스의 주입량 및 자외선의 조사량을 제어하고,
오염수는 상기 고도산화처리조로 이동하기 전에 저장조에 수용되고,
상기 저장조에 설치된 교반기는 오염수를 교반하고,
상기 이동트럭은 바퀴 회전의 동력을 제공하는 동력제공부를 포함하고,
상기 동력제공부는 상기 유입펌프 및 상기 배출펌프와 연결되어 상기 유입펌프 및 상기 배출펌프의 전력원으로 동작하고,
상기 고도산화처리조에 설치되어 상기 고도산화처리조에 수용된 오염수의 양을 실시간으로 측정하는 용량측정부; 및
상기 용량측정부에서 측정된 오염수의 양이 상기 목적지에서 필요한 만큼에 대응되도록 상기 유입펌프를 조절하는 제2 제어부를 더 포함하고,
상기 고도산화처리조를 둘러싸도록 형성되어 상기 고도산화처리조의 온도상승을 막는 냉각수를 공급하는 냉각부를 더 포함하고,
상기 이동트럭은 레미콘이고,
상기 고도산화처리조는 상기 레미콘의 믹서부이고,
상기 배출라인은 상기 레미콘의 배출 슈트(discharging chute)이고,
상기 유입라인은 상기 믹서부의 전단에 연결되고,
상기 배출라인은 상기 믹서부의 상기 전단보다 높게 위치하는 후단에 연결되는,
이동식 고도산화처리장치.
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