KR102481030B1 - Continuous water treatment reactor using Low-temperature plasma generator for chromaticity reduction - Google Patents

Continuous water treatment reactor using Low-temperature plasma generator for chromaticity reduction Download PDF

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Abstract

A low-temperature plasma generator according to the present invention has a dual-tube structure consisting of an inner electrode tube and an outer electrode tube, wherein gas is injected into the inner electrode tube and plasma is generated in a discharge space between the inner electrode tube and the outer electrode tube, thereby increasing a discharge area to enhance the performance of chromaticity reduction relative to power consumption and improving discharge efficiency to minimize the number of the low-temperature plasma generators. In addition, because gas can be readily injected into the inner electrode tube, a compressor can be replaced by a blower, thereby reducing power consumption. Furthermore, the gas passing through the inside of the inner electrode tube plays a role of cooling the discharge space, thereby enhancing discharge efficiency. Moreover, plasma outlets are formed on an outer dielectric tube and plasma slits in a shape of a slit are formed on the outer electrode tube to prevent the plasma coming out of the plasma outlets from colliding with the outer electrode tube, thereby avoiding the occurrence of an arc and allowing the plasma to be discharged smoothly. Furthermore, a porous injection tube made of a porous material is disposed on the outside of the outer electrode tube to enable the plasma to be finely injected therethrough into a reaction tank. Accordingly, an area where the plasma reacts with water to be treated in the reaction tank is increased to enhance reaction efficiency.

Description

색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치{Continuous water treatment reactor using Low-temperature plasma generator for chromaticity reduction}Continuous water treatment reactor using Low-temperature plasma generator for chromaticity reduction}

본 발명은 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 주입이 용이하고 방전 효율이 향상되어 살균 효과도 향상될 수 있는 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a continuous water treatment reactor using a low-temperature plasma generator with reduced chromaticity, and more particularly, to a continuous water treatment reactor using a low-temperature plasma generator with reduced chromaticity, which is easy to inject gas and improves discharge efficiency, thereby improving sterilization effect. It is about a reaction device.

일반적으로 플라즈마란 기체가 초고온 상태로 가열되어 전자와 양전하를 가진 이온으로 분리된 상태를 말하며, 크게 온도에 따라 저온 플라즈마와 고온 플라즈마로 나뉜다. In general, plasma refers to a state in which gas is heated to a very high temperature and separated into electrons and positively charged ions, and is largely divided into low-temperature plasma and high-temperature plasma depending on temperature.

최근에는 수처리에 대한 관심과 연구가 활발히 진행됨에 따라 플라즈마를 이용한 수처리 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 종래에는 저온 플라즈마가 대기 환경 분야에서 유해가스 제거에 사용되었지만, 처리 공정이 간편하고 2차 오염도 발생시키지 않으므로, 새로운 개념의 수처리 방법으로 사용되고 있다. Recently, interest in water treatment technology using plasma has increased as interest and research on water treatment have been actively conducted. Conventionally, low-temperature plasma has been used to remove harmful gases in the air environment field, but since the treatment process is simple and does not cause secondary pollution, it is used as a new concept of water treatment method.

그러나, 수중에서 플라즈마가 발생될 때 물의 도전성 때문에 플라즈마의 발생이 매우 어려우며, 플라즈마를 연속적으로 발생시키기 위하여 고가의 펄스 전원 및 고주파 전원을 사용해야 하는 등의 문제점을 가지므로, 수처리 공정에 적합한 플즈마 발생장치에 대한 기술 개발이 요구되고 있다. However, when plasma is generated in water, it is very difficult to generate plasma because of the conductivity of water, and it has problems such as the need to use expensive pulse power and high-frequency power to continuously generate plasma. Technology development for the device is required.

한국등록특허 제10-2340857호Korean Patent Registration No. 10-2340857

본 발명의 목적은, 살균 효과를 보다 향상시킬 수 있는 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a continuous water treatment reactor using a low-temperature plasma generator with reduced chromaticity that can further improve the sterilization effect.

본 발명에 따른 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치에서 피처리수가 담긴 반응 수조 내에 설치된 저온 플라즈마 발생기는, 양측 단부에 가스 유입구와 가스 토출구가 각각 형성되어, 내부로 유입된 가스가 축방향을 따라 통과하도록 관 형태로 형성된 내부 전극관과; 상기 내부 전극관의 외둘레면에 구비된 내부 유전체관과; 상기 내부 유전체관의 외둘레면으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 내부 유전체관과의 사이에 상기 가스 토출구로부터 나온 가스가 통과하면서 플라즈마를 생성하는 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에서 생성된 플라즈마가 반경방향으로 토출되도록 복수의 플라즈마 토출홀들이 형성된 외부 유전체관과; 상기 외부 유전체관의 외둘레면에 구비되고, 상기 플라즈마 토출홀들에 연통되어 상기 플라즈마 토출홀을 통과한 플라즈마를 배출하도록 형성된 복수의 플라즈마 토출슬릿들이 형성된 외부 전극관과; 상기 외부 전극관으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 플라즈마 토출슬릿들로부터 배출된 플라즈마를 상기 반응 수조내로 분사하도록 다공성 소재로 형성된 다공성 분사관과; 상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관에 전위차가 발생하도록 전원을 공급하여, 상기 방전 공간에서 플라즈마를 발생시키는 전원 공급부를 포함하고, In the continuous water treatment reactor using the low-temperature plasma generator with reduced chromaticity according to the present invention, the low-temperature plasma generator installed in the reaction tank containing the water to be treated has a gas inlet and a gas outlet at both ends, respectively, so that the gas introduced into the inside is condensed. an internal electrode tube formed in a tubular shape to pass along the direction; an inner dielectric tube provided on an outer circumferential surface of the inner electrode tube; It is disposed radially apart from the outer circumferential surface of the inner dielectric tube to form a discharge space in which gas from the gas outlet passes and generates plasma between the inner dielectric tube and the inner dielectric tube. an external dielectric tube in which a plurality of plasma discharge holes are formed so that plasma is discharged in a radial direction; an external electrode tube provided on an outer circumferential surface of the external dielectric tube and having a plurality of plasma discharge slits formed therein to communicate with the plasma discharge holes and discharge plasma passing through the plasma discharge holes; a porous injection pipe formed of a porous material, disposed radially apart from the external electrode tube, and configured to inject the plasma discharged from the plasma discharge slits into the reaction tank; A power supply unit supplying power to generate a potential difference between the inner electrode tube and the outer electrode tube to generate plasma in the discharge space;

상기 플라즈마 토출슬릿은,The plasma discharge slit,

상기 외부 전극관의 길이방향을 따라 길게 형성된 슬릿 형상이고, 복수개가 상기 외부 전극관의 원주방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 형성되고,It has a slit shape formed long along the longitudinal direction of the external electrode tube, and a plurality of them are formed spaced apart from each other at a predetermined interval along the circumferential direction of the external electrode tube,

상기 반응 수조의 상측에는 내부에서 반응하지 않고 남은 미반응 플라즈마를 토출하는 미반응 플라즈마 토출구가 형성되고,An unreacted plasma discharge port is formed on the upper side of the reaction tank to discharge remaining unreacted plasma without reacting therein,

상기 미반응 플라즈마 토출구에서 나온 미반응 플라즈마를 상기 반응 수조로 피처리수를 공급하기 위한 원폐수 저장조로 주입하는 플라즈마 순환유로를 더 포함한다.A plasma circulation passage for injecting unreacted plasma from the unreacted plasma outlet into a raw wastewater storage tank for supplying water to be treated into the reaction tank is further included.

상기 반응 수조는, 바닥면에서 설정 높이만큼 상향 돌출된 분리판에 의해 제1,2반응 공간으로 구획되고, 상기 제1반응 공간은, 하측에 피처리수가 유입되는 피처리수 유입구가 형성되고, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제1배플판들이 구비되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치되며, 상기 제2반응 공간은, 상기 제1반응 공간의 상부와 연통되어 상기 제1반응 공간에서 1차 반응된 피처리수가 유입되고, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제2배플판들이 구비되고, 하부 일측에 피처리수가 배출되는 피처리수 배출구가 형성되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치된다.The reaction tank is partitioned into first and second reaction spaces by a partition plate protruding upward by a set height from the bottom surface, and the first reaction space has an inlet for the water to be treated, into which the water to be treated is introduced. Inside, a plurality of first baffle plates are provided that are alternately arranged at a predetermined distance from each other in the vertical direction, the low-temperature plasma generator is disposed long in the horizontal direction, and the plurality of first baffle plates are arranged at a predetermined distance from each other, and the second reaction space is in communication with the upper part of the first reaction space, and the water to be treated primarily reacted in the first reaction space flows in, and a plurality of second baffle plates alternately arranged spaced apart from each other in a vertical direction at a predetermined interval are provided inside. An untreated water outlet through which untreated water is discharged is formed at one side of the lower part, and the low-temperature plasma generators are disposed long in a horizontal direction, and a plurality of the low-temperature plasma generators are spaced apart from each other at predetermined intervals.

상기 반응 수조는, 원통 형상으로 형성되고, 내부로 유입되는 피처리수가 스월링을 형성하도록 상기 반응 수조의 외둘레면의 접선 방향으로 피처리수 유입구가 형성되며, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 배플판들이 구비되고, 상기 저온 플라즈마 발생기는, 수평방향으로 길게 배치되되, 복수개가 방사형으로 배치된다.The reaction tank is formed in a cylindrical shape, and an inlet for the water to be treated is formed in the tangential direction of the outer circumferential surface of the reaction tank so that the water to be treated flowing into the inside forms a swirl, and inside the tank, there is a predetermined interval from each other in the vertical direction. A plurality of baffle plates alternately arranged spaced apart are provided, and the low-temperature plasma generator is arranged long in a horizontal direction, and a plurality of baffle plates are arranged radially.

상기 반응 수조는, 원통 형상으로 형성되고, 내부로 유입되는 피처리수가 스월링을 형성하도록 상기 반응 수조의 외둘레면의 접선 방향으로 피처리수 유입구가 형성되며, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제1배플판들이 구비되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 방사형으로 배치된 상기 제1반응 수조와, 상기 제1반응 수조의 상부와 연통되어 상기 제1반응 수조에서 1차 반응된 피처리수가 유입되고, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제2배플판들이 구비되고, 하부 일측에 피처리수가 배출되는 피처리수 배출구가 형성되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 방사형으로 배치된 제2반응 수조를 포함한다.The reaction tank is formed in a cylindrical shape, and an inlet for the water to be treated is formed in the tangential direction of the outer circumferential surface of the reaction tank so that the water to be treated flowing into the inside forms a swirl, and inside the tank, there is a predetermined interval from each other in the vertical direction. A plurality of first baffle plates alternately arranged spaced apart are provided, and the low-temperature plasma generator is in communication with the first reaction tank, the plurality of which is arranged in a horizontal direction and arranged radially, and the upper portion of the first reaction tank, To-be-treated water subjected to the primary reaction in the first reaction tank is introduced, and a plurality of second baffle plates arranged alternately in a vertical direction spaced apart from each other at predetermined intervals are provided therein, and to-be-treated water is discharged from one side of the lower portion. A water discharge port is formed, and the low-temperature plasma generator includes a plurality of second reaction tanks disposed in a horizontal direction and arranged radially.

본 발명에 따른 저온 플라즈마 발생기는, 내부 전극관과 외부 전극관이 각각 관 형태로 형성되고, 상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관은 이중관 구조로 구비됨으로써, 상기 내부 전극관의 내부로 가스를 주입하고, 상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관 사이의 방전 공간에서 플라즈마를 발생시키도록 구성됨으로써, 방전 면적이 증가하여 소모 전력 대비 색도 저감 능력이 보다 향상될 수 있고, 방전 효율이 향상되어 저온 플라즈마 발생기의 개수를 최소화시킬 수 있다. In the low-temperature plasma generator according to the present invention, the inner electrode tube and the outer electrode tube are each formed in a tube shape, and the inner electrode tube and the outer electrode tube are provided in a double tube structure, so that gas is injected into the inner electrode tube. And, by being configured to generate plasma in the discharge space between the inner electrode tube and the outer electrode tube, the discharge area is increased, and the ability to reduce chromaticity compared to the power consumption can be further improved, and the discharge efficiency is improved, resulting in a low-temperature plasma generator. The number of can be minimized.

또한, 상기 내부 전극관으로 가스의 주입이 용이하여 압축기 대신 블로워 등을 사용할 수 있으므로 전력 소모가 줄어드는 이점이 있다. In addition, since injection of gas into the internal electrode tube is easy and a blower or the like can be used instead of a compressor, power consumption is reduced.

또한, 상기 내부 전극관의 내부를 따라 이동하는 가스가 상기 방전 공간을 냉각시키는 역할을 하므로, 방전 효율이 향상될 수 있다. In addition, since the gas moving along the inside of the inner electrode tube serves to cool the discharge space, discharge efficiency may be improved.

또한, 외부 유전체관에는 플라즈마 토출홀들이 형성되고, 외부 전극관에는 슬릿 형태의 플라즈마 슬릿들이 형성되어, 상기 플라즈마 토출홀에서 나온 플라즈마가 상기 외부 전극관에 부딪히는 현상이 방지되어, 아크가 발생되지 않고 플라즈마가 원활하게 배출될 수 있는 이점이 있다. In addition, plasma discharge holes are formed in the external dielectric tube, and slit-type plasma slits are formed in the external electrode tube to prevent the plasma discharged from the plasma discharge hole from colliding with the external electrode tube, so that no arc is generated. There is an advantage that plasma can be smoothly discharged.

또한, 외부 전극관의 외측에 다공성 소재로 형성된 다공성 분사관이 구비되어, 다공성 분사관을 통해 플라즈마를 반응 수조내로 미세하게 분사함으로써, 반응 수조 내에서 피처리수와 플라즈마의 반응 면적이 증대되어 반응 효율이 향상될 수 있다. In addition, a porous injection pipe formed of a porous material is provided outside the external electrode tube, and the plasma is finely injected into the reaction tank through the porous injection pipe, thereby increasing the reaction area between the water to be treated and the plasma in the reaction tank for reaction. Efficiency can be improved.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치의 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 저온 플라즈마 발생기의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 외부 전극관의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치를 개략적으로 도시한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치를 개략적으로 도시한 횡단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing a low-temperature plasma generator for reducing chromaticity of a continuous water treatment reactor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the low-temperature plasma generator shown in FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 .
4 is a side view of the external electrode tube shown in FIG. 1;
5 is a diagram schematically illustrating an example of a continuous water treatment reactor using a low-temperature plasma generator according to a first embodiment of the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view of a continuous water treatment reactor according to a second embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view of a continuous water treatment reactor according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 도시한 종단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 저온 플라즈마 발생기의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 외부 전극관의 측면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing a low-temperature plasma generator with reduced chromaticity according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the low-temperature plasma generator shown in FIG. 1 . FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 1 . 4 is a side view of the external electrode tube shown in FIG. 1;

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 저온 플라즈마 발생기(1)는, 내부 전극관(10), 내부 유전체관(12), 외부 전극관(20), 외부 유전체관(22), 다공성 분사관(30) 및 전원 공급부(40)를 포함하고, 상기 내부 전극관(10)과 상기 외부 전극관(20)이 이중관 구조로 형성된다. 1 to 4, the low-temperature plasma generator 1 according to an embodiment of the present invention includes an internal electrode tube 10, an internal dielectric tube 12, an external electrode tube 20, and an external dielectric tube 22. ), a porous injection tube 30 and a power supply unit 40, and the internal electrode tube 10 and the external electrode tube 20 are formed in a double tube structure.

상기 내부 전극관(10)은, 일측 단부에 가스 유입구(10a)가 형성되고, 타측 단부에 가스 토출구(10b)가 형성되어, 가스가 내부로 유입되어 축방향(X)을 따라 통과하도록 관 형태로 형성된다. 상기 내부 전극관(10)은 전극 역할과 가스 이동 통로 역할을 모두 수행한다. 상기 내부 전극관(10)의 직경은 0.5 inch 이상 사용이 가능하기 때문에, 상기 내부 전극관(10)의 내부로 가스 주입이 보다 용이해질 수 있다. The internal electrode tube 10 has a tubular shape with a gas inlet 10a formed at one end and a gas outlet 10b formed at the other end so that gas flows into the inside and passes along the axial direction X. is formed with The internal electrode tube 10 serves both as an electrode and as a gas flow passage. Since the internal electrode tube 10 can have a diameter of 0.5 inch or more, gas injection into the internal electrode tube 10 can be more easily performed.

상기 내부 유전체관(12)은, 상기 내부 전극관(10)의 외둘레면을 감싸도록 형성된다. 상기 내부 유전체관(12)은, 유전체 소재로 형성되며, 알루미나 또는 석영으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다.The inner dielectric tube 12 is formed to surround the outer circumferential surface of the inner electrode tube 10 . The inner dielectric tube 12 is formed of a dielectric material and will be described as being made of alumina or quartz as an example.

상기 외부 유전체관(22)은, 상기 내부 유전체관(12)의 외둘레면으로부터 반경방향으로 이격되게 배치된다. 상기 외부 유전체관(22)은 유전체 소재로 형성되며, 알루미나 또는 석영으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다.The outer dielectric tube 22 is spaced apart from the outer circumferential surface of the inner dielectric tube 12 in the radial direction. The external dielectric tube 22 is formed of a dielectric material and will be described as being made of alumina or quartz as an example.

상기 외부 유전체관(22)과 상기 내부 유전체관(12)사이는 상기 가스 토출구(10b)로부터 나온 가스가 통과하면서 플라즈마를 생성하는 방전 공간(D)을 형성한다. 상기 방전 공간(D)은, 상기 플라즈마가 통과하는 플라즈마 이동 통로이다. 상기 방전 공간(D)에서 상기 플라즈마의 이동 방향은 상기 내부 전극관(10)의 가스 이동 방향과는 반대 방향이다. A discharge space D is formed between the outer dielectric tube 22 and the inner dielectric tube 12 to generate plasma while passing the gas from the gas outlet 10b. The discharge space D is a plasma movement passage through which the plasma passes. The moving direction of the plasma in the discharge space D is opposite to the gas moving direction of the internal electrode tube 10 .

상기 외부 유전체관(22)에는 상기 방전 공간(D)에서 생성된 플라즈마를 반경방향으로 토출가능하도록 복수의 플라즈마 토출홀들(22a)이 형성된다. 상기 복수의 플라즈마 토출홀들(22a)은 상기 축방향(X)과 원주방향을 따라 복수의 행렬을 이루도록 복수개가 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. A plurality of plasma discharge holes 22a are formed in the external dielectric tube 22 to discharge the plasma generated in the discharge space D in a radial direction. As an example, the plurality of plasma discharge holes 22a are formed to form a plurality of matrices along the axial direction X and the circumferential direction.

상기 외부 전극관(20)은, 상기 외부 유전체관(22)의 외둘레면에 구비된다. 상기 외부 전극관(20)은 관 형태로 형성된다. 상기 플라즈마 토출홀들(22a)을 통과한 플라즈마를 배출하도록 복수의 플라즈마 토출슬릿들(20a)이 형성된다. The external electrode tube 20 is provided on the outer circumferential surface of the external dielectric tube 22 . The external electrode tube 20 is formed in a tube shape. A plurality of plasma discharge slits 20a are formed to discharge plasma passing through the plasma discharge holes 22a.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 플라즈마 토출슬릿(20a)은, 각각 상기 외부 전극관(20)의 길이방향(X)을 따라 길게 형성된 슬릿이다. 상기 플라즈마 토출슬릿들(20a)은, 상기 외부 전극관(20)의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정간격 이격되게 형성된다. 상기 플라즈마 토출슬릿(20a)의 단면적은 상기 플라즈마 토출홀(22a)의 단면적보다 크게 형성되어, 상기 플라즈마 토출홀(22a)을 통해 나온 플라즈마(P)가 상기 외부 전극관(20)에 부딪히는 것을 방지하여 이로 인한 아크 발생을 방지할 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 플라즈마 토출슬릿(20a)은 슬릿형상인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 플라즈마 토출홀(22a)보다 단면적이 확장되게 형성된 형상이라면 어느 것이나 적용 가능하다.Referring to FIGS. 2 to 4 , the plasma discharge slits 20a are slits formed long along the longitudinal direction X of the external electrode tube 20 , respectively. A plurality of the plasma discharge slits 20a are formed spaced apart from each other at a predetermined interval along the circumferential direction of the external electrode tube 20 . The cross-sectional area of the plasma discharge slit 20a is larger than the cross-sectional area of the plasma discharge hole 22a to prevent the plasma P emitted through the plasma discharge hole 22a from colliding with the external electrode tube 20. As a result, it is possible to prevent the occurrence of an arc. In this embodiment, the plasma discharge slit 20a has been described as having a slit shape, but is not limited thereto, and any shape may be applied as long as the cross-sectional area is larger than that of the plasma discharge hole 22a.

상기 다공성 분사관(30)은, 상기 외부 전극관(20)으로부터 반경방향으로 이격되게 구비되어, 상기 플라즈마 토출슬릿들(20a)로부터 배출된 플라즈마(P)를 상기 반응 수조(101) 내로 미세하게 분사하도록 다공성 소재로 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 다공성 분사관(30)은, 상기 반응 수조(101) 내로 플라즈마(P)의 분사가 용이하도록 표면이 평면 형상으로 이루어지는 사각 관 형상인 것으로 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 다공성 분사관(30)은 표면이 곡면일 때보다 표면이 평면일 때, 수압으로 인한 제약이 감소하여 플라즈마 분사가 용이하다. 상기 다공성 분사관(30)은, Al203, SiO2 등 세라믹 계열 소재가 사용될 수 있다.The porous injection pipe 30 is provided to be radially spaced apart from the external electrode tube 20, and the plasma P discharged from the plasma discharge slits 20a is minutely injected into the reaction tank 101. It is formed of a porous material to be sprayed. In this embodiment, the porous injection pipe 30 will be described as an example in the shape of a square tube having a flat surface so that the plasma P can be easily injected into the reaction tank 101 . That is, when the surface of the porous spray pipe 30 is flat compared to when the surface is curved, restrictions due to water pressure are reduced, so that plasma spraying is easy. The porous injection tube 30 may be made of a ceramic-based material such as Al 2 O 3 or SiO 2 .

도 3을 참조하면, 하나의 다공성 분사관(30)의 내부에 상기 외부 전극관(20)을 포함하는 전극모듈이 2개가 구비된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 다공성 분사관(30)의 크기를 조절하여 1개 또는 2개 이상의 전극 모듈이 구비되는 것도 물론 가능하다. Referring to FIG. 3, it is described as an example that two electrode modules including the external electrode tube 20 are provided inside one porous injection tube 30, but it is not limited thereto, and the porous injection tube ( 30), it is of course possible that one or two or more electrode modules are provided by adjusting the size.

상기 다공성 분사관(30)은, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)에 구비된 장착 플랜지(52)이 체결 부재 등으로 체결 고정될 수 있다.The porous injection pipe 30 may be fastened and fixed to the mounting flange 52 provided in the low-temperature plasma generator 1 by a fastening member or the like.

또한, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)는, 상기 내부 전극관(10)과 상기 내부 유전체관(12) 등을 고정시키기는 홀더(51)가 구비된다. In addition, the low-temperature plasma generator 1 is provided with a holder 51 for fixing the internal electrode tube 10 and the internal dielectric tube 12 and the like.

상기 전원 공급부(40)는, 상기 내부 전극관(10)과 상기 외부 전극관(20)에 전위차가 발생하도록 전원을 공급하여, 상기 방전 공간(D)에 플라즈마를 발생시킨다. 상기 내부 전극관(10)과 상기 외부 전극관(20)에는 각각 전압이 인가되는 것도 가능하고, 둘 중 하나는 접지되는 것도 가능하다. The power supply unit 40 supplies power to generate a potential difference between the inner electrode tube 10 and the outer electrode tube 20 to generate plasma in the discharge space D. A voltage may be applied to each of the internal electrode tube 10 and the external electrode tube 20, and one of the two may be grounded.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating an example of a continuous water treatment reactor using a low-temperature plasma generator according to a first embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치(100)에서 상기 반응 수조(101)는 단면이 사각형 형상으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다.Referring to FIG. 5 , in the continuous water treatment reactor 100 according to the first embodiment of the present invention, the reaction tank 101 has a rectangular cross section and will be described as an example.

상기 반응 수조(101)는 피처리수 유입구(104), 피처리수 배출구(105) 및 미반응 플라즈마 토출구(103)가 형성된다. The reaction tank 101 is formed with a water to be treated inlet 104, a water to be treated outlet 105 and an unreacted plasma outlet 103.

상기 반응 수조(101)는, 바닥면에서 설정 높이만큼 상향 돌출된 분리판(102)에 의해 제1반응 공간(110)과 제2반응 공간(120)으로 구획된다. 본 실시예에서는, 상기 반응 수조(101)가 2개의 반응 공간으로 구획된 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 반응 공간의 개수는 다양하게 변경 가능하다.The reaction tank 101 is partitioned into a first reaction space 110 and a second reaction space 120 by a partition plate 102 protruding upward by a set height from the bottom surface. In this embodiment, the reaction tank 101 has been described as being partitioned into two reaction spaces, but is not limited thereto and the number of reaction spaces can be variously changed.

상기 분리판(102)의 높이는 상기 반응 수조(101)의 높이보다 낮게 설정되어, 피처리수가 상기 제1반응 공간(110)을 통과한 후 상기 제2반응 공간(120)으로 유입될 수 있다. The height of the separator 102 is set lower than the height of the reaction tank 101, so that the water to be treated may flow into the second reaction space 120 after passing through the first reaction space 110.

상기 제1반응 공간(110)의 내부에는 복수의 제1배플판들(112)이 구비된다. A plurality of first baffle plates 112 are provided inside the first reaction space 110 .

상기 제1배플판들(112)은 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 배치되고, 상기 반응 수조(101)의 내측면과 상기 분리판(102)에 교대로 배치되어, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)에서 발생된 플라즈마와 피처리수의 반응시간을 증가시킨다.The first baffle plates 112 are spaced apart from each other in the vertical direction by a predetermined distance, and are alternately disposed on the inner surface of the reaction tank 101 and the separator plate 102, so that the low-temperature plasma generator 1 Increases the reaction time between the plasma generated from and the water to be treated.

상기 제1반응 공간(110)의 내부 하측에는 상기 저온 플라즈마 발생기(1)가 복수개가 배치된다.A plurality of low-temperature plasma generators 1 are disposed on the inner lower side of the first reaction space 110 .

상기 저온 플라즈마 발생기들(1)은 복수개가 수평방향으로 서로 소정간격 이격되게 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기들(1)은 각각 수평방향으로 길게 배치된다. A plurality of the low-temperature plasma generators 1 are arranged spaced apart from each other by a predetermined distance in a horizontal direction. Each of the low-temperature plasma generators 1 is disposed long in a horizontal direction.

상기 제2반응 공간(120)의 내부에는 복수의 제2배플판들(122)이 구비된다.A plurality of second baffle plates 122 are provided inside the second reaction space 120 .

상기 제2배플판들(122)은 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 배치되고, 상기 반응 수조(101)의 내측면과 상기 분리판(102)에 교대로 배치되어, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)에서 발생된 플라즈마와 피처리수의 반응시간을 증가시킨다.The second baffle plates 122 are spaced apart from each other in the vertical direction by a predetermined distance, and are alternately disposed on the inner surface of the reaction tank 101 and the separator 102, so that the low-temperature plasma generator 1 Increases the reaction time between the plasma generated from and the water to be treated.

상기 제2반응 공간(120)의 내부 하측에는 상기 저온 플라즈마 발생기(1)가 복수개가 배치된다.A plurality of low-temperature plasma generators 1 are disposed on the inner lower side of the second reaction space 120 .

상기 저온 플라즈마 발생기들(1)은 복수개가 수평방향으로 서로 소정간격 이격되게 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기들(1)은 각각 수평방향으로 길게 배치된다. A plurality of the low-temperature plasma generators 1 are arranged spaced apart from each other by a predetermined distance in a horizontal direction. Each of the low-temperature plasma generators 1 is disposed long in a horizontal direction.

상기 피처리수 유입구(104)는, 상기 제1반응 공간(110)의 하측에 형성되고, 상기 피처리수 토출구(105)는 상기 제2반응 공간(120)의 하측에 형성된다.The water to be treated inlet 104 is formed on the lower side of the first reaction space 110 , and the water to be treated outlet 105 is formed on the lower side of the second reaction space 120 .

상기 피처리수 유입구(104)는, 원폐수 저장조(미도시)와 연결되어, 상기 원폐수 저장조(미도시)로부터 피처리수가 유입된다. The water to be treated inlet 104 is connected to a raw wastewater storage tank (not shown), and water to be treated flows from the raw wastewater storage tank (not shown).

상기 미반응 플라즈마 토출구(103)는, 상기 반응 수조(101)의 상면에 형성되어, 상기 반응 수조(101)의 내부에서 반응하지 않고 남은 미반응 플라즈마를 토출한다. 상기 미반응 플라즈마는 오존을 포함하는 플라즈마 라디칼 기체이다.The unreacted plasma outlet 103 is formed on the upper surface of the reaction tank 101 and discharges unreacted plasma remaining without reacting inside the reaction tank 101 . The unreacted plasma is a plasma radical gas containing ozone.

상기 미반응 플라즈마 토출구(103)는, 상기 원폐수 저장조(미도시)와 플라즈마 순환유로(미도시)로 연결되어, 상기 미반응 플라즈마를 상기 원폐수 저장조(미도시)로 주입한다. The unreacted plasma outlet 103 is connected to the raw wastewater storage tank (not shown) and a plasma circulation path (not shown), and injects the unreacted plasma into the raw wastewater storage tank (not shown).

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치(100)의 작동을 설명하면, 다음과 같다.The operation of the continuous water treatment reactor 100 using the low-temperature plasma generator according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described as follows.

먼저, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)의 작동을 설명한다. First, the operation of the low-temperature plasma generator 1 will be described.

상기 전원 공급부(40)에 의해 상기 내부 전극관(10)과 상기 외부 전극관(20)에 전위차가 발생되고, 상기 내부 전극관(10)의 가스 유입구(10a)를 통해 가스가 공급된다. A potential difference is generated between the internal electrode tube 10 and the external electrode tube 20 by the power supply unit 40 , and gas is supplied through the gas inlet 10a of the internal electrode tube 10 .

상기 내부 전극관(10)이 관 형태로 형성되어 전극 역할과 가스 이동 통로 역할을 모두 할 수 있다. 또한, 상기 내부 전극관(10)은 직경이 약 0.5 inch이상이 사용 가능하여, 내부로 가스의 주입이 용이하기 때문에, 압축기 대신 블로워 등을 사용할 수 있으므로 전력 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다. The internal electrode tube 10 is formed in a tube shape and can serve as both an electrode and a gas flow passage. In addition, since the internal electrode tube 10 can be used with a diameter of about 0.5 inch or more, gas can be easily injected into the internal electrode tube 10, so that a blower or the like can be used instead of a compressor, thereby reducing power consumption.

도 2를 참조하면, 상기 내부 전극관(10)으로 공급된 가스는 상기 내부 전극관(10의 내부를 따라 이동하여 상기 가스 토출구(10b)를 통해 상기 방전 공간(D)으로 배출된다. Referring to FIG. 2 , the gas supplied to the internal electrode tube 10 moves along the inside of the internal electrode tube 10 and is discharged into the discharge space D through the gas outlet 10b.

상기 가스는 상기 방전 공간(D)에서 플라즈마 방전을 일으킨다.The gas causes a plasma discharge in the discharge space (D).

상기 방전 공간(D)에서 발생된 플라즈마(P)는 상기 방전 공간(D)을 따라 이동하여, 상기 외부 유전체관(22)의 상기 플라즈마 토출홀들(22a)과 상기 외부 전극관(20)의 플라즈마 토출슬릿들(20a)을 통과하여 반경방향으로 배출된다. The plasma P generated in the discharge space D moves along the discharge space D, and the plasma discharge holes 22a of the external dielectric tube 22 and the external electrode tube 20 The plasma is discharged in a radial direction through the discharge slits 20a.

여기서, 상기 플라즈마 토출슬릿(20a)의 단면적은 상기 플라즈마 토출홀(22a)의 단면적보다 크게 형성됨으로써, 상기 플라즈마 토출홀(22a)을 통해 나온 플라즈마(P)가 상기 외부 전극관(20)에 부딪히는 것을 방지하여 이로 인한 아크 발생을 방지할 수 있다. Here, the cross-sectional area of the plasma discharge slit 20a is formed larger than the cross-sectional area of the plasma discharge hole 22a, so that the plasma P coming out through the plasma discharge hole 22a hits the external electrode tube 20. It is possible to prevent the occurrence of an arc due to this.

또한, 도 2를 참조하면, 상기 내부 전극관(10)으로 공급된 가스의 이동 방향과 상기 방전 공간(D)에서 상기 가스의 이동방향은 서로 반대 방향이다. 상기 내부 전극관(10)을 따라 이동하는 가스가 상기 방전 공간(D)을 냉각시킬 수 있으므로, 과열이 방지되고 방전 효율이 향상될 수 있다. Also, referring to FIG. 2 , the moving direction of the gas supplied to the internal electrode tube 10 and the moving direction of the gas in the discharge space D are opposite to each other. Since the gas moving along the internal electrode tube 10 can cool the discharge space D, overheating can be prevented and discharge efficiency can be improved.

상기 외부 전극관(20)의 플라즈마 토출슬릿들(20a)을 통해 배출된 플라즈마는 상기 다공성 분사관(30)의 내부로 배출된다.Plasma discharged through the plasma discharge slits 20a of the external electrode tube 20 is discharged into the porous injection tube 30 .

상기 플라즈마는 상기 다공성 분사관(30)을 통해 상기 반응 수조(101)의 내부로 고르게 분사된다. The plasma is evenly injected into the reaction tank 101 through the porous injection tube 30 .

상기 다공성 분사관(30)을 통해 상기 플라즈마가 미세하게 분사 배출됨으로써, 상기 반응 수조(101)내에서 피처리수와의 반응 면적이 증대되어 반응 효율이 증가할 수 있다. As the plasma is finely sprayed and discharged through the porous injection pipe 30, the reaction area with the water to be treated in the reaction tank 101 is increased, and reaction efficiency can be increased.

한편, 상기 반응 수조(101)의 피처리수 유입구(104)를 통해 유입된 피처리수는 상기 제1반응 공간(110)에서 상기 저온 플라즈마 발생기들(1)에서 발생된 플라즈마에 의해 1차 살균된다. Meanwhile, the water to be treated introduced through the water to be treated inlet 104 of the reaction tank 101 is first sterilized by the plasma generated by the low-temperature plasma generators 1 in the first reaction space 110. do.

상기 제1반응 공간(110)을 통과한 피처리수는 상기 제2반응 공간(120)에서 상기 저온 플라즈마 발생기들(1)에서 발생된 플라즈마에 의해 2차 살균된다. The water to be treated that has passed through the first reaction space 110 is sterilized in the second reaction space 120 by the plasma generated by the low-temperature plasma generators 1 .

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 연속식 수처리 반응장치(100)는, 2개의 제1,2반응 공간(110)(120)으로 구획되어 형성됨으로써, 피처리수가 적어도 2회 살균되어 살균 효과가 향상될 수 있다. Therefore, the continuous water treatment reactor 100 according to the embodiment of the present invention is divided into two first and second reaction spaces 110 and 120, so that the water to be treated is sterilized at least twice, and the sterilization effect is achieved. can be improved

한편, 상기 제1반응 공간(110)에 구비된 저온 플라즈마 발생기(1)와 상기 제2반응 공간(120)에 구비된 저온 플라즈마 발생기(1)에 인가되는 전압은 동일한 것도 가능하고, 서로 다른 것도 가능하다. 즉, 피처리수가 유입되는 측에서 배출되는 측으로 갈수록 낮은 전압을 인가할 수 있다. Meanwhile, voltages applied to the low-temperature plasma generator 1 provided in the first reaction space 110 and the low-temperature plasma generator 1 provided in the second reaction space 120 may be the same or different. It is possible. That is, a lower voltage may be applied from the side where the water to be treated is introduced to the side where the water to be treated is discharged.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치를 개략적으로 도시한 횡단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view of a continuous water treatment reactor according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치(200)에서 반응 수조(201)는 단면이 원형 형상이고, 상기 저온 플라즈마 발생기들(1)이 방사형으로 배치되며, 피처리수 유입구(204)가 상기 반응 수조(201)의 접선 방향으로 형성된 점이 상기 제1실시예와 상이하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 상기 제1실시예와 유사하므로, 이하 상이한 점을 중심으로 상세히 설명한다. Referring to FIG. 6, in the continuous water treatment reactor 200 according to the second embodiment of the present invention, the reaction tank 201 has a circular cross section, and the low-temperature plasma generators 1 are radially arranged, The point where the inlet 204 for treatment water is formed in the tangential direction of the reaction tank 201 is different from that of the first embodiment, and other configurations and actions are similar to those of the first embodiment. be explained in detail.

상기 반응 수조(201)는 단면이 원형인 원통 형상으로 형성된다.The reaction tank 201 is formed in a cylindrical shape with a circular cross section.

상기 반응 수조(201)의 하부 일측에는 상기 피처리수 유입구(204)가 형성되고, 상부 타측에는 피처리수 배출구(205)가 형성된다. The water to be treated inlet 204 is formed on one lower side of the reaction tank 201, and the water to be treated outlet 205 is formed on the other upper side.

상기 피처리수 유입구(204)는, 상기 반응 수조(201)의 내부로 유입되는 피처리수가 스월링(Swirling)을 형성하도록 상기 반응 수조(201)의 외둘레면의 접선 방향으로 형성된다. The water to be treated inlet 204 is formed in a tangential direction of the outer circumferential surface of the reaction tank 201 so that the water to be treated flowing into the reaction tank 201 forms a swirl.

상기 반응 수조(201)의 내부에는 복수의 배플판들(미도시)이 구비된다.A plurality of baffle plates (not shown) are provided inside the reaction tank 201 .

상기 배플판들(미도시)은 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 배치되고, 서로 다른 높이에서 서로 다른 위치에 교대로 배치되어, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)에서 발생된 플라즈마와 피처리수의 반응 시간을 증가시킨다. The baffle plates (not shown) are arranged spaced apart from each other by a predetermined distance in the vertical direction, and are alternately arranged at different positions at different heights so that the plasma generated in the low-temperature plasma generator 1 reacts with the water to be treated. increase the time

상기 반응 수조(201)의 내부 하측에는 상기 저온 플라즈마 발생기(1)가 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기(1)는 상기 피처리수 유입구(204)보다 상측에 수평으로 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기(1)는 복수개가 상기 반응 수조(201)의 중심으로부터 방사형으로 배치된다. The low-temperature plasma generator 1 is disposed on the inner lower side of the reaction tank 201 . The low-temperature plasma generator 1 is disposed horizontally above the inlet 204 of the water to be treated. A plurality of the low-temperature plasma generators 1 are arranged radially from the center of the reaction tank 201 .

상기 저온 플라즈마 발생기(1)의 구성은 상기 제1실시예와 동일하므로, 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration of the low-temperature plasma generator 1 is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 상기 반응 수조(201)의 상면에는 상기 반응 수조(201)의 내부에서 반응하지 않고 남은 미반응 플라즈마를 토출하기 위한 미반응 플라즈마 토출구(미도시)가 형성된다. 상기 미반응 플라즈마 토출구(미도시)는, 상기 원폐수 저장조(미도시)와 플라즈마 순환유로(미도시)로 연결되어, 상기 미반응 플라즈마를 상기 원폐수 저장조(미도시)로 주입한다. In addition, an unreacted plasma outlet (not shown) is formed on the upper surface of the reaction tank 201 to discharge unreacted plasma remaining without reacting inside the reaction tank 201 . The unreacted plasma outlet (not shown) is connected to the raw wastewater storage tank (not shown) and a plasma circulation path (not shown), and injects the unreacted plasma into the raw wastewater storage tank (not shown).

한편, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치를 개략적으로 도시한 횡단면도이다.Meanwhile, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a continuous water treatment reactor according to a third embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 연속식 수처리 반응 장치(300)는, 2개의 제1,2반응 수조(301)(302)를 포함하고, 상기 제1,2반응 수조(301)(302)는 각각 단면이 원형 형상이고, 상기 저온 플라즈마 발생기들(1)이 방사형으로 배치되며, 피처리수 유입구(304)가 상기 제1반응 수조(301)의 접선 방향으로 형성된 점이 상기 제1실시예와 상이하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 상기 제1실시예와 유사하므로, 이하 상이한 점을 중심으로 상세히 설명한다. Referring to FIG. 7, the continuous water treatment reactor 300 according to the third embodiment of the present invention includes two first and second reaction tanks 301 and 302, and the first and second reaction tanks Points 301 and 302 each have a circular cross-section, the low-temperature plasma generators 1 are radially arranged, and the inlet 304 of the water to be treated is formed in the tangential direction of the first reaction tank 301. Since it is different from the first embodiment and other configurations and actions are similar to those of the first embodiment, the differences will be described in detail below.

상기 제1,2반응 수조(301)(302)는 각각 단면이 원형인 원통형으로 형성된다.The first and second reaction tanks 301 and 302 are each formed in a cylindrical shape having a circular cross section.

상기 제1반응 수조(301)와 상기 제2반응 수조(302)는 상부가 연결관(306)으로 연결되어, 상기 제1반응 수조(301)에서 1차 반응된 피처리수가 상기 연결관(306)을 통해 상기 제2반응 수조(302)로 유입된다.The upper portions of the first reaction tank 301 and the second reaction tank 302 are connected by a connection pipe 306, so that the water to be treated primarily reacted in the first reaction tank 301 is connected to the connection pipe 306. ) and flows into the second reaction tank 302 through.

상기 제1반응 수조(301)의 하부에는 상기 피처리수 유입구(304)가 형성된다. 상기 제2반응 수조(302)의 하부에는 피처리수 배출구(305)가 형성된다. The treatment water inlet 304 is formed at the lower part of the first reaction tank 301 . An untreated water outlet 305 is formed at the bottom of the second reaction tank 302 .

상기 피처리수 유입구(304)는, 상기 제1반응 수조(301)의 내부로 유입되는 피처리수가 스월링(Swirling)을 형성하도록 상기 제1반응 수조(301)의 외둘레면의 접선 방향으로 형성된다. The water to be treated inlet 304 is in the tangential direction of the outer circumferential surface of the first reaction water tank 301 so that the water to be treated flowing into the inside of the first reaction tank 301 forms a swirl. is formed

상기 제1반응 수조(301)의 내부에는 복수의 제1배플판들(미도시)이 구비된다.A plurality of first baffle plates (not shown) are provided inside the first reaction tank 301 .

상기 제1배플판들(미도시)은 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 배치되고, 서로 다른 높이에서 서로 다른 위치에 교대로 배치되어, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)에서 발생된 플라즈마와 피처리수의 반응 시간을 증가시킨다. The first baffle plates (not shown) are spaced apart from each other by a predetermined distance in the vertical direction, and are alternately arranged at different positions at different heights so that the plasma generated by the low-temperature plasma generator 1 and the water to be treated are alternately arranged. increase the reaction time of

상기 제1반응 수조(301)의 내부 하측에는 상기 저온 플라즈마 발생기(1)가 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기(1)는 상기 피처리수 유입구(304)보다 상측에 수평으로 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기(1)는 복수개가 상기 제1반응 수조(301)의 중심으로부터 방사형으로 배치되어, 피처리수와 플라즈마의 반응 면적이 최대가 되도록 한다. The low-temperature plasma generator 1 is disposed on the inner lower side of the first reaction tank 301 . The low-temperature plasma generator 1 is disposed horizontally above the inlet 304 of the water to be treated. A plurality of the low-temperature plasma generators 1 are arranged radially from the center of the first reaction tank 301 to maximize the reaction area between the water to be treated and the plasma.

상기 제2반응 수조(302)의 내부에는 복수의 제2배플판들(미도시)이 구비된다.A plurality of second baffle plates (not shown) are provided inside the second reaction tank 302 .

상기 제2배플판들(미도시)은 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 배치되고, 서로 다른 높이에서 서로 다른 위치에 교대로 배치되어, 상기 저온 플라즈마 발생기(1)에서 발생된 플라즈마와 피처리수의 반응 시간을 증가시킨다. The second baffle plates (not shown) are arranged spaced apart from each other by a predetermined distance in the vertical direction, and are alternately arranged at different positions at different heights, so that the plasma generated by the low-temperature plasma generator 1 and the water to be treated are alternately arranged. increase the reaction time of

상기 제2반응 수조(302)의 내부 하측에는 상기 저온 플라즈마 발생기(1)가 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기(1)는 상기 피처리수 배출구(305)보다 상측에 수평으로 배치된다. 상기 저온 플라즈마 발생기(1)는 복수개가 상기 제2반응 수조(302)의 중심으로부터 방사형으로 배치되어, 피처리수와 플라즈마의 반응 면적이 최대가 되도록 한다. The low-temperature plasma generator 1 is disposed on the inner lower side of the second reaction tank 302 . The low-temperature plasma generator 1 is disposed horizontally above the treatment water discharge port 305 . A plurality of the low-temperature plasma generators 1 are arranged radially from the center of the second reaction tank 302 to maximize the reaction area between the water to be treated and the plasma.

상기 저온 플라즈마 발생기(1)의 구성은 상기 제1실시예와 동일하므로, 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration of the low-temperature plasma generator 1 is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 상기 제1,2반응 수조(301)(302)의 각 상면에는 상기 제1,2반응 수조(301)(302)의 내부에서 반응하지 않고 남은 미반응 플라즈마를 토출하기 위한 미반응 플라즈마 토출구(미도시)가 형성된다. 상기 미반응 플라즈마 토출구(미도시)는, 상기 원폐수 저장조(미도시)와 플라즈마 순환유로(미도시)로 연결되어, 상기 미반응 플라즈마를 상기 원폐수 저장조(미도시)로 주입한다. In addition, on each upper surface of the first and second reaction tanks 301 and 302, an unreacted plasma discharge port for discharging unreacted plasma remaining without reacting inside the first and second reaction tanks 301 and 302 (not shown) is formed. The unreacted plasma outlet (not shown) is connected to the raw wastewater storage tank (not shown) and a plasma circulation path (not shown), and injects the unreacted plasma into the raw wastewater storage tank (not shown).

본 실시예에서는, 상기 반응 수조가 2개의 제1,2반응 수조(301)(302)가 연결된 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 2개 이상이 서로 연결되는 것도 물론 가능하다. In this embodiment, the reaction tank has been described as an example in which two first and second reaction tanks 301 and 302 are connected, but it is not limited thereto, and two or more are connected to each other, of course.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 저온 플라즈마 발생기 10: 내부 전극관
10a: 가스 유입구 10b: 가스 배출구
12: 내부 유전체관 20: 외부 전극관
20a: 플라즈마 토출슬릿 22: 외부 유전체관
22a: 플라즈마 토출홀 30: 다공성 분사관
100, 200, 300: 연속식 수처리 반응 장치
101, 201: 반응 수조 301: 제1반응 수조
302: 제2반응 수조1: low-temperature plasma generator 10: internal electrode tube
10a: gas inlet 10b: gas outlet
12: inner dielectric tube 20: outer electrode tube
20a: plasma discharge slit 22: external dielectric tube
22a: plasma discharge hole 30: porous injection pipe
100, 200, 300: continuous water treatment reactor
101, 201: reaction tank 301: first reaction tank
302: second reaction tank

Claims (4)

피처리수가 담긴 반응 수조 내에 설치된 저온 플라즈마 발생기는,
일측 단부에 가스 유입구가 형성되고, 타측 단부에는 가스 토출구가 형성되어, 외부로부터 공급된 가스가 내부로 유입되어 축방향을 따라 통과하도록 관 형태로 형성된 내부 전극관과;
상기 내부 전극관의 외둘레면에 구비된 내부 유전체관과;
상기 내부 유전체관의 외둘레면으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 내부 유전체관과의 사이에 상기 가스 토출구로부터 나온 가스가 통과하면서 플라즈마를 생성하는 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에서 생성된 플라즈마가 반경방향으로 토출되도록 복수의 플라즈마 토출홀들이 형성된 외부 유전체관과;
상기 외부 유전체관의 외둘레면에 구비되고, 상기 플라즈마 토출홀들에 연통되어 상기 플라즈마 토출홀을 통과한 플라즈마를 배출하도록 형성된 복수의 플라즈마 토출슬릿들이 형성된 외부 전극관과;
상기 외부 전극관으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 플라즈마 토출슬릿들로부터 배출된 플라즈마를 상기 반응 수조내로 미세하게 분사 배출하도록 다공성 소재로 형성된 다공성 분사관과;
상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관에 전위차가 발생하도록 전원을 공급하여, 상기 방전 공간에서 플라즈마를 발생시키는 전원 공급부와;
상기 반응 수조의 상측에 형성되어, 내부에서 반응하지 않고 남은 미반응 플라즈마를 토출하는 미반응 플라즈마 토출구와;
상기 미반응 플라즈마 토출구에서 나온 미반응 플라즈마를 상기 반응 수조로 피처리수를 공급하기 위한 원폐수 저장조로 주입하는 플라즈마 순환유로를 포함하고,
상기 외부 전극관의 상기 플라즈마 토출슬릿은,
상기 외부 전극관의 길이방향을 따라 길게 형성된 슬릿 형상이고, 복수개가 상기 외부 전극관의 원주방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 형성되며, 상기 외부 유전체관의 상기 플라즈마 토출홀을 통과한 플라즈마가 상기 외부 전극관에 부딪히는 것이 방지되도록 상기 플라즈마 토출홀의 단면적보다 크게 형성되고,
상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관은 이중관 구조로 형성되어, 상기 내부 전극관의 내부를 통과하는 가스는 상기 방전 공간을 냉각시키며,
상기 반응 수조는, 바닥면에서 설정 높이만큼 상향 돌출된 분리판에 의해 제1,2반응 공간으로 구획되고,
상기 제1반응 공간은, 하측에 피처리수가 유입되는 피처리수 유입구가 형성되고, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제1배플판들이 구비되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치되며,
상기 제2반응 공간은, 상기 제1반응 공간의 상부와 연통되어 상기 제1반응 공간에서 1차 반응된 피처리수가 유입되고, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제2배플판들이 구비되고, 하부 일측에 피처리수가 배출되는 피처리수 배출구가 형성되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치된 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치.The low-temperature plasma generator installed in the reaction tank containing the water to be treated,
an internal electrode tube having a gas inlet at one end and a gas outlet at the other end so that gas supplied from the outside flows in and passes along an axial direction;
an inner dielectric tube provided on an outer circumferential surface of the inner electrode tube;
It is disposed radially apart from the outer circumferential surface of the inner dielectric tube to form a discharge space in which gas from the gas outlet passes and generates plasma between the inner dielectric tube and the inner dielectric tube. an external dielectric tube in which a plurality of plasma discharge holes are formed so that plasma is discharged in a radial direction;
an external electrode tube provided on an outer circumferential surface of the external dielectric tube and having a plurality of plasma discharge slits formed therein to communicate with the plasma discharge holes and discharge plasma passing through the plasma discharge holes;
porous injection tubes disposed radially apart from the external electrode tube and formed of a porous material to minutely spray and discharge the plasma discharged from the plasma discharge slits into the reaction tank;
a power supply unit supplying power to generate a potential difference between the inner electrode tube and the outer electrode tube to generate plasma in the discharge space;
an unreacted plasma outlet formed on the upper side of the reaction tank to discharge remaining unreacted plasma without reacting therein;
A plasma circulation passage for injecting unreacted plasma from the unreacted plasma outlet into a raw wastewater storage tank for supplying water to be treated into the reaction tank;
The plasma discharge slit of the external electrode tube,
It has a slit shape formed long along the longitudinal direction of the external electrode tube, and a plurality of them are formed spaced apart from each other at a predetermined interval along the circumferential direction of the external electrode tube, and the plasma passing through the plasma discharge hole of the external dielectric tube is discharged from the external electrode tube. It is formed larger than the cross-sectional area of the plasma discharge hole to prevent bumping into the electrode tube,
The inner electrode tube and the outer electrode tube are formed in a double tube structure, and the gas passing through the inner electrode tube cools the discharge space,
The reaction tank is partitioned into first and second reaction spaces by a partition plate protruding upward by a set height from the bottom surface,
The first reaction space has an inlet for the water to be treated, into which the water to be treated flows, is formed at the lower side, and a plurality of first baffle plates arranged alternately in a vertical direction spaced apart from each other at a predetermined interval are provided therein, and the low-temperature plasma generator Are arranged long in the horizontal direction, but a plurality of them are arranged spaced apart from each other at a predetermined interval,
The second reaction space is in communication with the upper part of the first reaction space, and the water to be treated primarily reacted in the first reaction space flows in, and a plurality of second reaction spaces are alternately arranged spaced apart from each other at predetermined intervals in the vertical direction therein. Two baffle plates are provided, an outlet for the water to be treated is formed on one side of the lower part, and the low-temperature plasma generators are arranged long in the horizontal direction, using a plurality of low-temperature plasma generators with reduced chromaticity arranged spaced apart from each other at a predetermined interval. Continuous water treatment reactor. 삭제delete 피처리수가 담긴 반응 수조 내에 설치된 저온 플라즈마 발생기는,
일측 단부에 가스 유입구가 형성되고, 타측 단부에는 가스 토출구가 형성되어, 외부로부터 공급된 가스가 내부로 유입되어 축방향을 따라 통과하도록 관 형태로 형성된 내부 전극관과;
상기 내부 전극관의 외둘레면에 구비된 내부 유전체관과;
상기 내부 유전체관의 외둘레면으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 내부 유전체관과의 사이에 상기 가스 토출구로부터 나온 가스가 통과하면서 플라즈마를 생성하는 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에서 생성된 플라즈마가 반경방향으로 토출되도록 복수의 플라즈마 토출홀들이 형성된 외부 유전체관과;
상기 외부 유전체관의 외둘레면에 구비되고, 상기 플라즈마 토출홀들에 연통되어 상기 플라즈마 토출홀을 통과한 플라즈마를 배출하도록 형성된 복수의 플라즈마 토출슬릿들이 형성된 외부 전극관과;
상기 외부 전극관으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 플라즈마 토출슬릿들로부터 배출된 플라즈마를 상기 반응 수조내로 미세하게 분사 배출하도록 다공성 소재로 형성된 다공성 분사관과;
상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관에 전위차가 발생하도록 전원을 공급하여, 상기 방전 공간에서 플라즈마를 발생시키는 전원 공급부와;
상기 반응 수조의 상측에 형성되어, 내부에서 반응하지 않고 남은 미반응 플라즈마를 토출하는 미반응 플라즈마 토출구와;
상기 미반응 플라즈마 토출구에서 나온 미반응 플라즈마를 상기 반응 수조로 피처리수를 공급하기 위한 원폐수 저장조로 주입하는 플라즈마 순환유로를 포함하고,
상기 외부 전극관의 상기 플라즈마 토출슬릿은,
상기 외부 전극관의 길이방향을 따라 길게 형성된 슬릿 형상이고, 복수개가 상기 외부 전극관의 원주방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 형성되며, 상기 외부 유전체관의 상기 플라즈마 토출홀을 통과한 플라즈마가 상기 외부 전극관에 부딪히는 것이 방지되도록 상기 플라즈마 토출홀의 단면적보다 크게 형성되고,
상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관은 이중관 구조로 형성되어, 상기 내부 전극관의 내부를 통과하는 가스는 상기 방전 공간을 냉각시키며,
상기 반응 수조는, 원통 형상으로 형성되고, 내부로 유입되는 피처리수가 스월링을 형성하도록 상기 반응 수조의 외둘레면의 접선 방향으로 피처리수 유입구가 형성되며, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 배플판들이 구비되고,
상기 저온 플라즈마 발생기는, 수평방향으로 길게 배치되되, 복수개가 방사형으로 배치된 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치.The low-temperature plasma generator installed in the reaction tank containing the water to be treated,
an internal electrode tube having a gas inlet at one end and a gas outlet at the other end so that gas supplied from the outside flows in and passes along an axial direction;
an inner dielectric tube provided on an outer circumferential surface of the inner electrode tube;
It is disposed radially apart from the outer circumferential surface of the inner dielectric tube to form a discharge space in which gas from the gas outlet passes and generates plasma between the inner dielectric tube and the inner dielectric tube. an external dielectric tube in which a plurality of plasma discharge holes are formed so that plasma is discharged in a radial direction;
an external electrode tube provided on an outer circumferential surface of the external dielectric tube and having a plurality of plasma discharge slits formed therein to communicate with the plasma discharge holes and discharge plasma passing through the plasma discharge holes;
porous injection tubes disposed radially apart from the external electrode tube and formed of a porous material to minutely spray and discharge the plasma discharged from the plasma discharge slits into the reaction tank;
a power supply unit supplying power to generate a potential difference between the inner electrode tube and the outer electrode tube to generate plasma in the discharge space;
an unreacted plasma outlet formed on the upper side of the reaction tank to discharge remaining unreacted plasma without reacting therein;
A plasma circulation passage for injecting unreacted plasma from the unreacted plasma outlet into a raw wastewater storage tank for supplying water to be treated into the reaction tank;
The plasma discharge slit of the external electrode tube,
It has a slit shape formed long along the longitudinal direction of the external electrode tube, and a plurality of them are formed spaced apart from each other at a predetermined interval along the circumferential direction of the external electrode tube, and the plasma passing through the plasma discharge hole of the external dielectric tube is discharged from the external electrode tube. It is formed larger than the cross-sectional area of the plasma discharge hole to prevent bumping into the electrode tube,
The inner electrode tube and the outer electrode tube are formed in a double tube structure, and the gas passing through the inner electrode tube cools the discharge space,
The reaction tank is formed in a cylindrical shape, and an inlet for the water to be treated is formed in the tangential direction of the outer circumferential surface of the reaction tank so that the water to be treated flowing into the inside forms a swirl, and inside the tank, there is a predetermined interval from each other in the vertical direction. A plurality of baffle plates alternately arranged spaced apart from each other are provided,
The low-temperature plasma generator is disposed long in the horizontal direction, and a plurality of continuous water treatment reactors using chromaticity reducing low-temperature plasma generators arranged radially. 피처리수가 담긴 반응 수조 내에 설치된 저온 플라즈마 발생기는,
일측 단부에 가스 유입구가 형성되고, 타측 단부에는 가스 토출구가 형성되어, 외부로부터 공급된 가스가 내부로 유입되어 축방향을 따라 통과하도록 관 형태로 형성된 내부 전극관과;
상기 내부 전극관의 외둘레면에 구비된 내부 유전체관과;
상기 내부 유전체관의 외둘레면으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 내부 유전체관과의 사이에 상기 가스 토출구로부터 나온 가스가 통과하면서 플라즈마를 생성하는 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에서 생성된 플라즈마가 반경방향으로 토출되도록 복수의 플라즈마 토출홀들이 형성된 외부 유전체관과;
상기 외부 유전체관의 외둘레면에 구비되고, 상기 플라즈마 토출홀들에 연통되어 상기 플라즈마 토출홀을 통과한 플라즈마를 배출하도록 형성된 복수의 플라즈마 토출슬릿들이 형성된 외부 전극관과;
상기 외부 전극관으로부터 반경방향으로 이격되게 배치되어, 상기 플라즈마 토출슬릿들로부터 배출된 플라즈마를 상기 반응 수조내로 미세하게 분사 배출하도록 다공성 소재로 형성된 다공성 분사관과;
상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관에 전위차가 발생하도록 전원을 공급하여, 상기 방전 공간에서 플라즈마를 발생시키는 전원 공급부와;
상기 반응 수조의 상측에 형성되어, 내부에서 반응하지 않고 남은 미반응 플라즈마를 토출하는 미반응 플라즈마 토출구와;
상기 미반응 플라즈마 토출구에서 나온 미반응 플라즈마를 상기 반응 수조로 피처리수를 공급하기 위한 원폐수 저장조로 주입하는 플라즈마 순환유로를 포함하고,
상기 외부 전극관의 상기 플라즈마 토출슬릿은,
상기 외부 전극관의 길이방향을 따라 길게 형성된 슬릿 형상이고, 복수개가 상기 외부 전극관의 원주방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 형성되며, 상기 외부 유전체관의 상기 플라즈마 토출홀을 통과한 플라즈마가 상기 외부 전극관에 부딪히는 것이 방지되도록 상기 플라즈마 토출홀의 단면적보다 크게 형성되고,
상기 내부 전극관과 상기 외부 전극관은 이중관 구조로 형성되어, 상기 내부 전극관의 내부를 통과하는 가스는 상기 방전 공간을 냉각시키며,
상기 반응 수조는,
원통 형상으로 형성되고, 내부로 유입되는 피처리수가 스월링을 형성하도록 상기 반응 수조의 외둘레면의 접선 방향으로 피처리수 유입구가 형성되며, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제1배플판들이 구비되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 방사형으로 배치된 제1반응 수조와,
상기 제1반응 수조의 상부와 연통되어 상기 제1반응 수조에서 1차 반응된 피처리수가 유입되고, 내부에는 상하방향으로 서로 소정간격 이격되게 교대로 배치된 복수의 제2배플판들이 구비되고, 하부 일측에 피처리수가 배출되는 피처리수 배출구가 형성되고, 상기 저온 플라즈마 발생기가 수평방향으로 길게 배치되되 복수개가 방사형으로 배치된 제2반응 수조를 포함하는 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치.The low-temperature plasma generator installed in the reaction tank containing the water to be treated,
an internal electrode tube having a gas inlet at one end and a gas outlet at the other end so that gas supplied from the outside flows in and passes along an axial direction;
an inner dielectric tube provided on an outer circumferential surface of the inner electrode tube;
It is disposed radially apart from the outer circumferential surface of the inner dielectric tube to form a discharge space in which gas from the gas outlet passes and generates plasma between the inner dielectric tube and the inner dielectric tube. an external dielectric tube in which a plurality of plasma discharge holes are formed so that plasma is discharged in a radial direction;
an external electrode tube provided on an outer circumferential surface of the external dielectric tube and having a plurality of plasma discharge slits formed therein to communicate with the plasma discharge holes and discharge plasma passing through the plasma discharge holes;
porous injection tubes disposed radially apart from the external electrode tube and formed of a porous material to minutely spray and discharge the plasma discharged from the plasma discharge slits into the reaction tank;
a power supply unit supplying power to generate a potential difference between the inner electrode tube and the outer electrode tube to generate plasma in the discharge space;
an unreacted plasma outlet formed on the upper side of the reaction tank to discharge remaining unreacted plasma without reacting therein;
A plasma circulation passage for injecting unreacted plasma from the unreacted plasma outlet into a raw wastewater storage tank for supplying water to be treated into the reaction tank;
The plasma discharge slit of the external electrode tube,
It has a slit shape formed long along the longitudinal direction of the external electrode tube, and a plurality of them are formed spaced apart from each other at a predetermined interval along the circumferential direction of the external electrode tube, and the plasma passing through the plasma discharge hole of the external dielectric tube is discharged from the external electrode tube. It is formed larger than the cross-sectional area of the plasma discharge hole to prevent bumping into the electrode tube,
The inner electrode tube and the outer electrode tube are formed in a double tube structure, and the gas passing through the inner electrode tube cools the discharge space,
The reaction tank,
It is formed in a cylindrical shape, and an inlet for the water to be treated is formed in the tangential direction of the outer circumferential surface of the reaction tank so that the water to be treated flowing into the inside forms a swirl, and is alternately arranged inside at a predetermined interval in the vertical direction. a first reaction tank in which a plurality of first baffle plates are provided, and the low-temperature plasma generator is disposed elongated in a horizontal direction, and a plurality of first reaction tanks are radially disposed;
It communicates with the upper part of the first reaction tank, and the water to be treated primarily reacted in the first reaction tank flows in, and a plurality of second baffle plates alternately arranged spaced apart from each other in a vertical direction at a predetermined interval are provided inside, Continuous water treatment using a low-temperature plasma generator with reduced chromaticity including a discharge port for discharged water to be treated is formed on one side of the lower part, and a second reaction tank in which the low-temperature plasma generators are arranged long in the horizontal direction and a plurality of them are radially arranged. reaction device.
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