KR102487433B1 - 페록손 고도산화용 반응기 - Google Patents

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KR102487433B1
KR102487433B1 KR1020210144231A KR20210144231A KR102487433B1 KR 102487433 B1 KR102487433 B1 KR 102487433B1 KR 1020210144231 A KR1020210144231 A KR 1020210144231A KR 20210144231 A KR20210144231 A KR 20210144231A KR 102487433 B1 KR102487433 B1 KR 102487433B1
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Abstract

본 발명은 과산화수소(H2O2) 수용액 및 오존(O3) 수용액이 반응기 내에서 더 잘 용해되도록 하여 농도를 줄여 설비 및 운전비용을 줄일 수 있는 경제적인 페록손 고도산화용 반응기를 제공하는 것을 목적으로 하며,
본 발명은, 일방향으로 연장된 관 형상으로 내부에 유로가 형성되고 일단에 유입구 및 타단에 배출구가 형성된 반응기; 상기 반응기의 내벽에 상기 반응기의 연 장방향과 경사를 이루도록 설치되는 인클라인드 플레이트; 및 상기 반응기를 관통하여 상기 반응기 내로 돌출 형성되며, 단부가 상기 인클라인드 플레이트를 향하도록 형성되는 복수의 노즐; 을 포함하며, 상기 노즐을 통해 오존(O3) 수용액 및 수산화라디칼(OH·) 수용액이 상기 반응기 내의 인클라인드 플레이트를 향해 각각 분사되는 것을 특징으로 한다.

Description

페록손 고도산화용 반응기 {Reactor for peroxone advanced oxidation}
본 발명은 사이드스트림 주입, 과산화수소 및 반응기 또는 접촉조를 이용하여 상수, 하수 및 폐수에 용존되어 있는 난분해성 오염물 제거를 위한 오존처리 관련 수처리 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 처리수에 pH 영향을 주지 않고 과산화수소의 분해를 촉진하여 오존과의 반응성을 높일 수 있도록 과산화수소에 수산화이온을 첨가하는 페록손 고도산화용 반응기에 관한 것이다.
본 발명은 사이드스트림 주입, 과산화수소 및 반응기 또는 접촉조를 이용하여 상수, 하수 및 폐수에 용존되어 있는 난분해성 오염물질, 예로 상수에 용존되어 있는 지오스민(Geosmin), 2-MIB (2-methyl isoborneol)와 같은 맛/냄새 유발 오염물질, 하수에 포함 되어있는 1,4 dioxane 등을 제거하기 위한 오존처리 관련 수처리(상수, 하수 및 폐수처리를 총괄하여 수처리라 칭함.) 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 처리수에 pH 영향을 주지 않고 과산화수소의 분해를 촉진하여 오존과의 반응성을 높일 수 있도록 과산화수소에 수산화이온을 첨가하는 기술에 관한 것이다. 이 기술은 상수도에서 뿐만 아니라 하수 및 산업폐수처리에도 적용 가능하다.
전세계적으로 4,000 개 이상의 오존시스템이 수처리공정에 적용되고 있으며 계획되어 있다. 살균 및 용존 맛, 냄새 등의 난분해성물질 제거 목적으로 오존이 주로 사용되고 있다. 또한 미세오염물질, 자연유기물질 (natural organic matter, NOM) 및 생물학적 활성탄소 (biologically active carbon, BAC) 여과의 전처리용으로 오존처리가 적용되고 있다. 오존에 대한 많은 연구결과에 의하면 오존이 분해된 반응성 높은 중간물질이나, 분자상태의 잔류오존이 각각 또는 동시에 필요하다.
과산화수소의 분해는 pH와 밀접한 함수관계를 갖는다. 과산화수소는 오존과 매우 느리게 반응한다. 그러나 과산화수소가 분해되어 생성된 중간물질인 과산화수소이온(HO2-)은 오존과 2단계 반응으로 수산화이온(OH-)을 형성하며 빠른 속도로 반응한다. Glaze (Glaze,W.H., “Drinking-Water Treatment With Ozone”, Environmental Science Technology, Vol. 21: pp. 224?230, 1987.)의 연구에 의하면 HO2- + O3 반응의 반응속도상수는 5.5×106/mol/sec로서 OH- + O3 반응의 반응속도상수인 7.0×101/mol/sec보다 105배 정도 크다. 따라서 페록손 고도산화법에서 수산화이온(OH-)의 존재 또는 높은 pH 조건은 오존 분해와 수산화라디칼(OH·) 형성을 증대시킨다.
나아가, 물 속에 용해된 오존의 농도가 낮아져 물질전달 구동력이 증가함에 따라, 빨라진 화학반응에 의해 기상에서 용액상으로의 오존 물질전달이 촉진된다.
상수도에서 흙 및 곰팡이 맛과 냄새를 유발하는 2 가지 물질은 MIB(methylisoborneol) 와 지오스민(Geosmin)이다. MIB와 지오스민의 제거에 페록손 고도산화법을 사용한 예는 많은 문헌에서 찾아볼 수 있다. 그리고 연구결과에 의하면 오존을 단독으로 사용하는 경우에 비하여 1 내지 3 mg/L의 오존 주입과 0.5 H2O2/ O3 중량비의 과산화수소를 사용할 경우 MIB 제거효과가 2 배로 증가한다. 나아가 낮은 0.2 w/w 중량비의 H2O2 주입에서도 MIB 와 지오스민 분해에 상당한 영향을 미치며, 90 %의 MIB 분해를 위해 오존단독 처리시 4.0 mg/L 이상의 오존이 필요하지만 오존과 과산화수소를 동시에 사용하는 경우 약 2.0 mg/L의 오존만 필요한 것으로 알려져있다. 따라서 페록손 고도산화법의 경우 오존의 소모량을 50 % 까지 절감할 수 있다.
오존을 물에 주입 시 순간오존요구량 (instantaneous ozone demand, IOD)이라 불리는 빠른 초기 반응이 발생하고 이후 느린 유사1차 (pseudo first-order) 분해반응이 진행된다. 현재 정수장에서 사용되는 오존 주입방법은 고압, 저유량에 의한 사이드스트림 방식이 일반적이다.
도 1은 종래 페록손 고도산화용 반응기의 일측면을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 도 1에서 사이드스트림의 내부 형상을 도시한 사진 도면이다. 이들 도면을 참고하면, 피처리수가 반응기(1) 내의 유로를 따라 유동하며, 반응기 전단에서 과산화수소가 노즐(2)을 통해 주입되고, 반응기 후단에서 사이드스트림(오존 및 과산화수소의 혼합물 또는 오존)이 노즐(3)을 통해 주입된다. 그리고 반응기 내의 혼합기를 통해 피처리수와 섞여 반응이 촉진된다. 이 때 노즐은 도 2와 같이 반응기 내벽에서 중앙 직선 방향으로 돌출형성된다.
이러한 방식은 오존의 최대용해 가능 농도인 20 내지 40 mg/L의 고농도로 주입하게 된다. 또한 IOD(순간오존요구량)가 매우 높아 오존공정의 전체 효율이 저하되며 운전비용이 상승하게 된다. IOD는 주로 분자상태의 오존과 용존 유기물과의 직접적인 반응의 결과이며 수산화라디칼(OH·)과의 반응이 아니라는 연구 결과가 있다.
KR 1394409 B1
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구체적으로는 과산화수소(H2O2) 수용액 및 오존(O3) 수용액이 반응기 내에서 더 잘 용해되도록 하여 주입율을 줄일 수 있는 페록손 고도산화용 반응기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 설비 및 운전비용을 줄일 수 있는 경제적인 페록손 고도산화용 반응기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 다음과 같은 페록손 고도산화용 반응기를 제공한다.
본 발명은, 일방향으로 연장된 관 형상으로 내부에 유로가 형성되고 일단에 유입구 및 타단에 배출구가 형성된 반응기; 상기 반응기의 내벽에 상기 반응기의 연 장방향과 경사를 이루도록 설치되는 인클라인드 플레이트; 및 상기 반응기를 관통하여 상기 반응기 내로 돌출 형성되며, 단부가 상기 인클라인드 플레이트를 향하도록 형성되는 복수의 노즐; 을 포함하며, 상기 노즐을 통해 오존(O3) 수용액 및 수산화라디칼(OH·) 수용액이 상기 반응기 내의 인클라인드 플레이트를 향해 각각 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 인클라인드 플레이트는, 일단이 상기 반응기 내벽 측에 배치되고, 타단이 상기 반응기의 중앙 측 및 후단 측에 배치되어 상기 반응기의 연장 방향과 경사를 이루는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 노즐은, 상기 인클라인드 플레이트의 전단 측에 배치되며, 상기 반응기를 관통하는 부분과 상기 반응기의 연장 방향과 나란하게 연장되는 단부 사이에 벤딩된 절곡부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 노즐은 단부가 인클라인드 플레이트와 이격되도록 배치되며, 이격된 거리는 1 내지 50 mm 인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 이격된 거리는 5 내지 25 mm 인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 알카리 과산화수소 수용액은, 과산화수소(H2O2) 수용액 또는 과산화수소 및 수산화나트륨(NaOH)의 혼합 수용액인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 알카리 과산화수소 수용액은 상기 오존 수용액보다 상기 반응기의 전단에서 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 반응기 내에 설치되며, 상기 반응기 내의 피처리수 및 상기 노즐을 통해 분사된 수용액을 혼합하여 오존 용해 속도를 증가시키는 오존용해장치; 를 더 포함하고, 상기 오존용해장치는, 상기 노즐보다 후단에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 오존용해장치는, 상기 반응기의 외측에 설치되는 모터; 상기 모터로부터 연장되며 상기 반응기의 내부 중앙을 향해 돌출되는 모터축; 상기 모터축의 양 단에서 상기 모터축의 직경 방향으로 각각 연장되는 제1연결체와 제2연결체; 및
상기 제1연결체에 일단이 연결되며, 상기 모터축의 반경방향으로 소정 각도 회전된 위치에서 상기 제2연결체에 타단이 연결되는 복수의 블레이드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 반응기의 후단에 설치되는 오존가스회수장치; 를 더 포함하고, 상기 오존가스회수장치는 상기 반응기의 후단 상부의 기액분리된 오존가스를 상기 반응기의 전단 측으로 재공급하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 오존가스회수장치는 상기 오존 수용액이 공급되는 노즐에 벤추리를 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 반응기에 상기 오존가스회수장치보다 전단 측에 설치되어 피처리수를 흡입하는 피처리수모티브펌프; 를 더 포함하고, 상기 피처리수모티브펌프는 상기 벤추리를 통해 상기 기액분리된 오존가스를 흡기하여 제조한 오존수용액을 상기 반응기에 상기 노즐을 통해 공급하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명 페록손 고도산화용 반응기에 따르면 인클라인드 플레이트 및 절곡부분을 포함하는 노즐을 구비하여 알카리 과산화수소 수용액 및 오존 수용액을 고속 분사 시, 수용액의 관내 접촉면적을 넓히고, 와류를 발생시켜 오존이 피처리수에 더 잘 용해되는 효과가 있다. 따라서 더욱 효율적이고 경제적인 운전이 가능하다.
도 7은 종래 페록손 고도산화용 반응기를 수직인 두 방향으로 절단한 단면을 개략적으로 도시한 단면도, 도 8은 본 발명 페록손 고도산화용 반응기를 수직인 두 방향으로 절단한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다. 이를 보면 도 7 (a)와 같이 반응기의 중앙을 향해 노즐 단부가 배치된 경우, 도 7 (b)처럼 반응기에서 노즐의 내측 영역에서만 오존가스가 혼합될 수 있다. 반면에 도 8 (a)와 같이 인클라인드 플레이트를 향해 오존가스가 분사되는 경우, 도 8 (b)처럼 오존가스가 인클라인드 플레이트에 부딪혀 퍼지면서 노즐 외측 영역까지, 즉 관내 전면에 분사될 수 있다. 따라서 본 발명은 종래기술에 비하여 더 넓은 범위의 피처리수와 강하게 혼합할 수 있게 되어 오존의 용해도가 향상될 수 있다.
또한 노즐 단부와 인클라인드 플레이트 간의 이격 거리가 짧아짐에 따라 처리수 내의 용존오존의 농도 변동계수(COV. coefficient of variation)가 다음과 같이 낮아지는 효과가 있다. 한편 비교군으로 기재한 것은 종래기술에서 인클라인드 플레이트 없이 수용액을 분사한 경우의 오존 변동계수를 기재한 것으로, 본 발명은 종래기술보다 오존의 용해도가 높아, 12%에서 최대 0.9% 까지 오존 변동계수가 감소한 효과가 있다.
이격 거리 (mm) 용존오존 변동계수 (%) 오존 변동계수 (%)
- 비교군
1000 9.2

12
500 5.7
100 2.4
10 0.9
또한 본 발명은 반응기 후상단에는 미용해(기액분리된) 오존이 모이는 기상 영역이 발생하게 되는데, 이 기상 영역 상에 오존가스회수장치를 구비하고, 피처리수모티브펌프로 회수한 피처리수를 통과시키는 벤추리를 통해 흡기된 오존가스를 다시 혼합한 후 반응기에 재주입하는 구성을 포함하고 있다. 이에 따라 용해되지 못하고 낭비되는 오존을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 오존용해장치의 블레이드 구조는 오존의 용해를 촉진하여, 피처리수의 난분해성 물질의 제거효율을 향상시키며, 오존 사용율을 높여 경제적인 효과가 있다.
도 1은 종래 페록손 고도산화용 반응기의 일측면을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 사이드스트림의 내부 형상을 도시한 사진 도면,
도 3은 본 발명 페록손 고도산화용 반응기의 사이드스트림 부분을 일측면에서 바라본 개략도,
도 4는 도 3을 피처리수 유입 방향에서 바라본 도면,
도 5는 도 3에서 인클라인드 플레이트와 노즐 부분을 확대 도시한 사시도,
도 6은 도 3에서 오존용해장치를 개략적으로 도시한 사시도,
도 7은 종래 페록손 고도산화용 반응기를 수직인 두 방향으로 절단한 단면을 개략적으로 도시한 단면도,
도 8은 본 발명 페록손 고도산화용 반응기를 수직인 두 방향으로 절단한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명은 용존 오염물질의 제거 및 살균을 위하여 사용하는 오존의 양을 절감하는 수처리 방법 및 장치에 관한 것이다. 수처리에서 오존과 과산화수소를 함께 사용하는 방법을 페록손 고도산화법이라 하며, 유기 오염물질의 분해 시 오존만 사용하는 경우에 비해 오존 주입률 감소, 오존 분해속도의 향상 및 잔류 오존농도 감소 등의 효과를 거둘 수 있다. 과산화수소가 오존과 효과적으로 반응하기 위해서는 먼저 과산화수소 이온으로 분해되어야 한다. 과산화수소에 수산화이온을 주입하고 혼화함으로써 저온에서 짧은 시간 내에 과산화수소의 분해속도를 증가시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명 페록손 고도산화용 반응기의 사이드스트림 부분을 일측면에서 바라본 개략도, 도 4는 도 3을 피처리수 유입 방향에서 바라본 도면, 도 5는 도 3에서 인클라인드플레이트와 노즐 부분을 확대 도시한 사시도, 도 6은 도 3에서 오존용해장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는, 피처리수가 반응기(10)를 통과하며 유해물질이 제거되도록 형성된다. 반응기(10)는 임의의 방향으로 흐르는 원형수로형식과 파이프형식이 바람직하며, 수평식이 더욱 바람직하다. 이에 따라 반응기(10)는 일방향으로 연장된 관 형상으로 내부에 유로가 형성되고 일단에 유입구 및 타단에 배출구가 형성될 수 있다.
한편 본 출원명세서에서는 피처리수의 흐름 방향을 기준으로 위치의 전후 관계를 설명한다. 따라서 반응기(10)의 전단은 유입구와 상대적으로 가까운 측을 의미하고, 반응기(10)의 후단은 배출구와 상대적으로 가까운 측을 의미한다.
또한 본 발명은 반응기(10)의 내벽에 상기 반응기(10)의 연장방향과 경사를 이루도록 설치되는 인클라인드 플레이트(30)를 포함할 수 있다. 인클라인드 플레이트(30)는, 일단이 상기 반응기(10) 내벽 측에 배치되고, 타단이 상기 반응기(10)의 중앙 측 및 후단 측에 배치되어 상기 반응기(10)의 연장 방향과 경사를 이룬다. 더욱 상세하게는 도 5에 도시된 바와 같이 반응기(10)의 내벽에 지지체(31)가 부착되며, 지지체(31)는 패널 형상으로 두 모서리끼리 소정 각도를 이룬다. 그리고 상기 모서리 중 일 모서리는 반응기(10) 내벽에 부착되고, 타 모서리는 인클라인드 플레이트(30)의 후면에 부착될 수 있다. 따라서 인클라인드 플레이트(30)는 반응기(10)와 상기 소정 각도를 이루도록 설치될 수 있다. 또한 인클라인드 플레이트(30)의 경사 방향은 반응기(10)의 후단을 향하는 방향이며, 이는 피처리수의 흐름을 방해하지 않으면서 와류를 효과적으로 형성하기 위함이다.
나아가 반응기(10)를 관통하여 반응기(10) 내로 돌출 형성되며, 단부가 상기 인클라인드 플레이트(30)를 향하도록 형성되는 복수의 노즐(21, 22, 23)을 포함할 수 있다. 노즐(21, 22, 23)은 상기 인클라인드 플레이트(30)의 전단 측에 배치되며, 상기 반응기(10)를 관통하는 부분과 상기 반응기(10)의 연장 방향과 나란하게 연장되는 단부 사이에 벤딩된 절곡부분을 포함할 수 있다. 따라서 노즐(21, 22, 23)은 반응기(10) 내에서 ㄱ 자와 유사하게 형성될 수 있고, 노즐(21, 22, 23)은 반응기의 둘레를 따라 90도 각도로 4개씩 쌍을 이루도록 형성될 수 있고, 노즐(21, 22, 23)을 통해 반응기(10)의 관형 벽에서 내부로 오존(O3) 수용액 및 수산화라디칼(OH·) 수용액이 분사될 수 있다.
종래 기술과 비교할 때 종래의 경우 노즐(21, 22, 23) 단부가 반응기(10)의 직경 방향으로 배치되어 노즐(21, 22, 23)에서 분사되는 수용액과 피처리수의 흐름 방향을 이용한 전단력으로 미세 가스방울을 형성하였으나, 본 발명은 노즐(21, 22, 23)의 분사 방향을 반응기(10)의 연장 방향(피처리수의 유동 방향)과 근사하게 하면서 인클라인드 플레이트(30)에 수용액을 고압 분사하여 격렬한 와류를 형성함으로써 피처리수와 혼합되도록 하는 차이가 있다.
나아가 노즐(21, 22, 23)은 단부가 인클라인드 플레이트(30)와 이격되도록 배치되며, 이격된 거리는 1 내지 50 mm 인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 이격된 거리가 2 내지 40 mm, 보다 바람직하게는 이격된 거리가 3 내지 30 mm, 보다 더 바람직하게는 이격된 거리가 5 내지 25 mm 로 형성될 수 있다. 이는 변동계수(COV. coefficient of variation)를 줄여 반응기(10)의 효과적인 성능을 보장하도록 한다.
그리고 노즐(21, 22, 23)과 인클라인드 플레이트(30)는 반응기(10)의 내벽 둘레를 따라 방사형으로 복수개 형성될 수 있다. 이를 통해 피처리수, 오존, 수산화라디칼이 고루 분산되며 혼합될 수 있다.
또한 알카리 과산화수소 수용액은 오존 수용액보다 반응기(10)의 전단에서 분사될 수 있다. 즉 알카리 과산화수소 수용액이 분사되는 노즐(21)이 오존 수용액이 분사되는 노즐(22)보다 전단에 위치될 수 있다. 이를 통해 수중 오염물질의 분해효율이 제고되고, 반응기(10)나 접촉조 내에 잔류하는 용존 오존농도를 낮출 수 있으며, 오존의 처리효율을 높일 수 있다.
노즐(21)로 분사되는 알카리 과산화수소 수용액은, 과산화수소(H2O2) 수용액, 수산화나트륨(NaOH) 수용액, 또는 과산화수소 및 수산화나트륨의 혼합 수용액으로 형성될 수 있다. 알카리 과산화수소 수용액은 과산화수소(H2O2) 수용액에 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 전처리함으로써 얻어질 수 있다. 저수온이나 저 pH 조건에서 과산화수소의 분해를 촉진하기 위해 수산화나트륨 희석 수용액 상태인 수산화 이온을 과산화수소에 첨가할 수 있으며, 반응기(10)에 주입되기 전에 제1모티브펌프(11)에 의해 피처리수와 함께 사전 혼합한다. 혼합량 및 주입 속도 등은 밸브(80)로 조절 가능하다.
또한 오존발생기(12)에서 형성된 오존은 제1벤추리(14)에 의해 흡기되며, 제2모티브펌프(13)에 흡입된 피처리수에 혼합되어 반응기(10)에 노즐(22)을 통해 공급된다.
또한 본 발명은 오존용해장치(70)를 더 포함할 수 있다. 오존용해장치(70)는 반응기(10) 내에 설치되며, 반응기(10) 내의 피처리수 및 노즐(21, 22, 23)을 통해 분사된 수용액을 혼합하여 오존 용해 속도를 증가시키기 위한 장치이다. 오존용해장치(70)는 노즐(21, 22, 23)보다 후단에 설치되는 것이 바람직하다.
또한 오존용해장치(70)는, 반응기(10)의 외측에 설치되는 모터(71), 모터(71)로부터 연장되며 반응기(10)의 내부 중앙을 향해 돌출되는 모터축(73), 모터축(73)의 양 단에서 모터축(73)의 직경 방향으로 각각 연장되는 제1연결체(74)와 제2연결체(75), 및 제1연결체(74)에 일단이 연결되며, 모터축(73)의 반경방향으로 소정 각도 회전된 위치에서 제2연결체(75)에 타단이 연결되는 복수의 블레이드를 포함할 수 있다. 이와 같은 블레이드 형상에 의해 피처리수 유동에 의한 저항을 덜 받으면서 넓은 표면적으로 피처리수와 오존을 접촉시켜 오존을 빠르게 용해할 수 있다.
또한 본 발명은 오존가스회수장치를 더 포함할 수 있다. 오존가스회수장치는 반응기(10)의 후단, 바람직하게는 오존용해장치(70)의 후단에 설치되어, 반응기(10) 후단 상부(A)에 용해되지 않고 모여 있는 기상 영역의 오존을 상부 덕트(40)를 통해 회수하여 전단 측으로 재공급하기 위한 구성이다. 이는 일반적으로 반응기(10)가 바닥에 수평하게 설치되는 것에 따른 문제를 해결하기 위한 것으로, 오존의 용해율을 향상시켜 수처리 효율을 증가시킬 수 있다.
또한 피처리수모티브펌프(60)가 오존가스회수장치보다 전단 측에 설치될 수 있다. 바람직하게는 오존이 분사되는 노즐(22)보다 후단에, 오존용해장치(70)보다 전단에 설치될 수 있다. 피처리수모티브펌프(60)는 피처리수를 흡입하여 오존가스와 혼합하여 공급하기 위한 구성이다.
나아가 오존가스회수장치 및 피처리수모티브펌프(60)는 오존 수용액이 공급되는 노즐(23) 전단에 제2벤추리(50)를 통해 연결되어 재공급되기 전 혼합된 후 압력이 조절된 상태로 반응기(10)에 주입될 수 있다.
본 명세서에서는 일 실시예를 구성별로 나누어 설명하였으나, 일부 구성만을 임의로 조합하여 도출될 수 있는 실시예 역시 본 발명의 권리범위 내에 속하는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 반응기 11 제1모티브펌프
12 오존발생기 13 제2모티브펌프
14 제1벤추리 21, 22, 23 노즐
30 인클라인드 플레이트 31 지지체
40 상부 덕트 50 제2벤추리
60 피처리수모티브펌프 70 오존용해장치
71 모터 72 블레이드
73 모터축 74 제1연결체
75 제2연결체 80 밸브

Claims (12)

  1. 일방향으로 연장된 관 형상으로 내부에 유로가 형성되고 일단에 유입구 및 타단에 배출구가 형성된 반응기;
    상기 반응기의 내벽에 상기 반응기의 유입구에서 배출구로 이어지는 연장방향과 경사를 이루도록 설치되는 인클라인드 플레이트; 및
    상기 반응기를 관통하여 상기 반응기 내로 돌출 형성되며, 단부가 상기 반응기의 유입구 측을 향하는 상기 인클라인드 플레이트의 일면을 향하도록 형성되는 복수의 노즐;
    을 포함하며,
    상기 노즐을 통해 오존(O3) 수용액 및 수산화라디칼(OH·) 수용액이 상기 반응기 내의 인클라인드 플레이트를 향해 각각 분사되며,
    상기 인클라인드 플레이트는, 일단이 상기 반응기 내벽 측에 배치되고, 타단이 상기 반응기의 중앙 측 및 후단 측에 배치되면서 상기 반응기의 내벽에 대해 상기 반응기의 연장방향으로 경사지고, 상기 반응기의 내벽 둘레를 따라 방사형으로 복수개가 형성되고,
    상기 노즐은,
    상기 인클라인드 플레이트가 상기 반응기의 내벽에 대해 상기 반응기의 연장방향으로 경사지는 각도보다 작은 각도를 이루며 상기 반응기의 내벽에 대해 상기 반응기의 연장방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은 단부가 인클라인드 플레이트와 이격되도록 배치되며,
    이격된 거리는 1 내지 50 mm 인 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이격된 거리는 5 내지 25 mm 인 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수산화라디칼(OH·) 수용액은, 과산화수소(H2O2) 수용액 또는 과산화수소 및 수산화나트륨(NaOH)의 혼합 수용액인 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 수산화라디칼(OH·) 수용액은 상기 오존 수용액보다 상기 반응기의 전단에서 분사되는 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반응기 내에 설치되며, 상기 반응기 내의 피처리수 및 상기 노즐을 통해 분사된 수용액을 혼합하여 오존 용해 속도를 증가시키는 오존용해장치;
    를 더 포함하고,
    상기 오존용해장치는, 상기 노즐보다 후단에 설치되는 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오존용해장치는,
    상기 반응기의 외측에 설치되는 모터;
    상기 모터로부터 연장되며 상기 반응기의 내부 중앙을 향해 돌출되는 모터축;
    상기 모터축의 양 단에서 상기 모터축의 직경 방향으로 각각 연장되는 제1연결체와 제2연결체; 및
    상기 제1연결체에 일단이 연결되며, 상기 모터축의 반경방향으로 소정 각도 회전된 위치에서 상기 제2연결체에 타단이 연결되는 복수의 블레이드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반응기의 후단에 설치되는 오존가스회수장치;
    를 더 포함하고, 상기 오존가스회수장치는 상기 반응기의 후단 상부에 모인 기액분리된 오존가스를 상기 반응기의 전단 측으로 재공급하는 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오존가스회수장치는 상기 오존 수용액이 공급되는 노즐에 벤추리를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반응기에 상기 오존가스회수장치보다 전단 측에 설치되어 피처리수를 흡입하는 피처리수모티브펌프; 를 더 포함하고, 상기 피처리수모티브펌프는 상기 벤추리를 통해 상기 기액분리된 오존가스를 흡기하여 제조한 오존수용액을 상기 반응기에 상기 노즐을 통해 공급하는 것을 특징으로 하는 페록손 고도산화용 반응기.
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