KR102513722B1 - 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템에 관한 것으로서, 오존을 발생시키기 위한 오존 공급 장치(200); 일단이 상기 오존 공급 장치(200)와 연결되되, 하수관(H)의 길이 방향을 따라 설치되는 오존 공급관(300); 및 상기 오존 공급관(300)에 소정 간격으로 복수 개가 구비되는 오존 분사 노즐(310)을 포함하되, 상기 오존 공급 장치(200)에 의하여 생성된 오존은 상기 오존 공급관(300)을 따라서 흐르다가 상기 오존 분사 노즐(310)을 통하여 하수관(H)의 내부 공간으로 분사되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 오존 공급관을 통하여 하수도관 내부로 오존을 공급하여 하수관 내부에서 악취 가스를 제거할 수 있는 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템에 관한 것이다.
오존은 살균 및 악취 제거 효과를 가지고 있으므로, 축사의 악취 제거 등의 목적으로 많이 이용되고 있다. 도 1 및 2는 본 발명의 출원인이 출원하고 등록받은 플라즈마 오존 발생기에 관한 것으로서, 전기전도체(134)와 세라믹튜브(136)를 교호로 병렬 배열하고, 전력을 공급하면 전기전도체(134)와 세라믹튜브(136) 사이에 방전에 의한 플라즈마가 발생하여 오존 라디컬을 생성하고, 이는 다시 공기와 혼합되어 오존을 발생시키게 된다. 도 2는 플라즈마 오존 발생기에 전력을 공급하기 위한 수단을 도시하고 있는데, AC 전원소스, AC 전원을 정류하여 DC 전원으로 변환하기 위한 AC 정류회로, 전류/전압을 증폭시켜 출력을 발생하기 위한 드라이브 회로(143), 공진회로(145) 등을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이 오존을 이용하여 하수관의 악취를 제거하고자 하는 시도가 종래에도 있었다. 종래기술에서는 하수관 내부의 악취를 외부로 배출시키는 과정에서 하수관 내부의 공기가 악취 제거탑(100)을 지나게 되고, 악취 제거탑(100)에서 케미칼 필터(140) 중 하나인 오존 발생 장치에 의해서 악취가 제거된다.
그렇지만, 하수관 내부의 공기를 외부로 배출하는 과정에서 오존과 반응하게 되므로, 악취 물질과 오존이 반응할 수 있는 시간적 여유가 없으며, 악취 제거탑(100) 부근에서만 국지적인 탈취 효과를 얻을 수 있을 뿐, 악취 제거탑과 멀리 떨어진 곳에서의 하수관 내부 악취는 제거하기 어려웠다. 그로 인하여 악취 제거탑(100)에서 소정 거리 이상 떨어져 있는 맨홀(11)로 유출되는 하수도 악취는 제거하기가 어려워, 실용화에 한계가 있었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오존을 이용하여 하수도 내부의 악취 물질을 제거하되, 오존 발생 장치와 멀리 떨어져 있는 하수관 내부의 악취 물질까지도 효과적으로 제거할 수 있는 하수도 악취 제거 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템에 관한 것으로서, 오존을 발생시키기 위한 오존 공급 장치(200); 일단이 상기 오존 공급 장치(200)와 연결되되, 하수관(H)의 길이 방향을 따라 설치되는 오존 공급관(300); 및 상기 오존 공급관(300)에 소정 간격으로 복수 개가 구비되는 오존 분사 노즐(310)을 포함하되, 상기 오존 공급 장치(200)에 의하여 생성된 오존은 상기 오존 공급관(300)을 따라서 흐르다가 상기 오존 분사 노즐(310)을 통하여 하수관(H)의 내부 공간으로 분사되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 오존 공급 장치(200)는 외부 공기를 오존 공급 장치(200) 내부로 유입시키기 위한 흡기부(260); 상기 흡기부(260)를 통하여 유입된 공기로 오존을 발생시키기 위한 플라즈마 방전 수단(210); 및 상기 플라즈마 방전 수단(210)에 의하여 발생된 오존을 상기 오존 공급관(300)으로 공급하는 블로워(220)를 포함할 수 있다.
더 나아가, 상기 오존 공급관(300)은 복수 개의 맨홀 구조물(S)을 지나도록 이어지되, 상기 오존 공급관(300)이 하수관(H) 내부 공간을 지나는 영역에서는 오존 분사 노즐(310)이 상기 오존 공급관(300)에 형성되며, 상기 오존 공급관(300)이 맨홀 구조물(S)을 지나는 영역에서는 오존 분사 노즐(310)이 상기 오존 공급관(300)에 형성되지 않는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 오존 공급관(300)에는 이물질 제거용 노즐(330)이 더 구비되되, 상기 이물질 제거용 노즐(330)은 상기 오존 공급 장치(200)의 블로워(220)에 의하여 공급되는 고압의 공기를 이용하여 하수관(H) 내부에 쌓여서 하수의 흐름을 방해하는 이물질을 제거할 수 있다.
마지막으로, 상기 하수관(H) 내부에는 악취 가스 센서(510)가 설치되고, 상기 맨홀 구조물(S)에는 오존 센서(520)가 설치되되, 상기 악취 가스 센서(510)에 의하여 감지된 악취 가스의 농도가 기준치 이상일 경우에는 상기 플라즈마 방전 수단(210) 및 상기 블러워(220)를 구동하며, 상기 오존 센서(520)에 의하여 감지된 오존이 농도가 기준치 이상일 경우에는 상기 플라즈마 방전 수단(210) 및 상기 블로워(220)의 구동을 멈추는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템은 오존 공급 장치에서 공급되는 오존을 하수관 길이 방향으로 설치된 오존 공급관을 통하여 하수관 내부에 공급함으로써, 하수관 내부에서 오존이 악취 물질과 반응할 충분한 시간을 확보함과 동시에, 오존 발생 장치와 상당 거리 떨어져 있는 하수관까지도 오존을 공급할 수 있게 된다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 플라즈마 방전 수단을 도시한 것이다.
도 3은 종래 기술에 따른 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템을 도시한 것이다.
도 4는 하수관과 맨홀 구조물로 이루어지는 구조물을 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 오존 공급 장치가 맨홀 구조물 상에 설치되는 상태를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 하수관 내에 오존 공급관이 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 9 및 도 10은 오존 공급 장치의 구체적인 구성을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 12는 이물질 제거용 노즐이 오존 공급관에 설치된 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 종래 기술에 따른 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템을 도시한 것이다.
도 4는 하수관과 맨홀 구조물로 이루어지는 구조물을 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 오존 공급 장치가 맨홀 구조물 상에 설치되는 상태를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 하수관 내에 오존 공급관이 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 9 및 도 10은 오존 공급 장치의 구체적인 구성을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 12는 이물질 제거용 노즐이 오존 공급관에 설치된 실시예를 도시한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템의 전체적인 구성을 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 4는 통상적인 하수도 시설의 구조를 도시한 것이다. 하수관(H)은 보통 지면(G) 아래에 매설되는데, 일정거리마다 관리자가 출입할 수 있는 맨홀 구조물(S)이 설치된다. 맨홀 구조물(S)에 형성된 맨홀 구멍을 통하여 지상과 통하게 되는데, 보통 맨홀 구멍에는 추락 사고를 방지하기 위하여 맨홀 덮개(V)가 구비된다.
도 5 및 도 6은 오존 공급 장치(200)가 하수관 시설에 설치되는 상태를 도시한 것이다. 오존 공급 장치(200)에는 오존 공급관(300)이 연결되어 있고, 다시 오존 공급관(300)에는 소정 간격으로 오존 분사 노즐(310)이 구비되어 있다. 그러므로 오존 공급 장치(200)에서 발생한 오존은 오존 공급관(300)을 따라서 흐르다가 오존 분사 노즐(310)을 통하여 하수관(H) 내부로 분사된다.
오존 공급 장치(200)는 바람직하게는 맨홀 구조물(S) 상에 설치되되, 맨홀 구멍을 통하여 맨홀 구조물(S) 내로 이어지는 수직관(230)을 통하여 하수관(H)의 길이 방향을 따라 설치된 오존 공급관(300)에 오존을 공급할 수 있다.
도 7은 하수관(H)의 길이 방향으로 설치된 오존 공급관(300)을 도시하고 있다. 오존 공급관(300)에는 오존을 하수관(H) 내부 공간에 분사할 수 있는 오존 분사 노즐(310)이 소정 간격으로 구비되어 있다. 바람직하게는, 오존 공급관(300)은 지지 브라켓(320)에 의하여 하수관(H) 내부에 고정 설치될 수 있다.
도 8은 맨홀 구조물(S)을 지나는 오존 공급관(300)을 도시하고 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 오존 공급관(300)에는 오존을 하수관(H) 내부 공간으로 분사할 수 있는 오존 분사 노즐(310)이 구비되지만, 맨홀 구조물(S)을 지나는 영역에서는 오존 공급관(300)에 오존 분사 노즐(310)을 형성하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같이 오존 공급관(300)이 하수관(H) 내부로 지나는 영역(OZ)에서는 오존을 분사할 수 있도록 오존 분사 노즐(310)이 형성되고, 맨홀 구조물(S)을 지나는 영역(NOZ)에서는 오존을 분사할 수 없도록 오존 분사 노즐(310)이 형성되지 않는 이유는, 맨홀 구조물(S) 내에서 분사된 오존은 맨홀 구멍을 통하여 지상으로 흘러나올 위험성이 있기 때문이다. 오존 공급관(300)이 하수관(H) 내부로 지나는 영역(OZ)에서 분사된 오존은 대부분이 하수관(H) 내부의 악취 물질과 반응하게 되므로, 맨홀 구멍을 통하여 지상으로 노출되는 오존의 양은 제한된다.
도 9 및 도 10은 오존 공급 장치(200)의 구성을 도시한 것이다. 오존 공급 장치(200) 내부에는 플라즈마 방전 수단(210)이 구비될 수 있는데, 플라즈마 방전 수단(210)의 구체적인 구성과 관련해서는 도 1 및 도 2로 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 흡기부(260)를 통하여 흡입된 산소가 플라즈마 방전 수단(210)을 지나면서 오존이 형성되고, 오존은 블로워(220)를 통하여 수직관(230) 및 오존 공급관(300)으로 공급된다. 바람직하게는, 흡기부(260)에는 외기 흡입용 팬이 더 구비될 수 있다.
도 11은 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다. 제어부(400)는 하수관(H) 내부에 소정 간격으로 설치된 악취 가스 센서(510)를 통하여 악취 가스 농도를 지속적으로 모니터링하게 된다. 만일 하수관(H) 내부의 악취 가스 농도가 미리 설정된 기준치 이상으로 높아질 경우, 제어부(400)는 오존 공급 장치(200)의 플라즈마 구동부(240) 및 블로워 구동부(250)를 구동시키게 된다. 플라즈마 구동부(240)는 플라즈마 방전 수단(210)을 통하여 플라즈마를 발생시키게 되고, 블로워(220)는 플라즈마 방전 수단(210)에 의하여 생성된 오존을 오존 공급관(300)으로 보내게 된다. 악취 가스 센서(510)는 암모니아 가스의 농도를 측정하기 위한 센서, 황화수소의 농도를 측정하기 위한 센서, 그리고 미세먼지 농도를 측정하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
맨홀 구조물(S) 자체, 또는 그 부근에는 오존 센서(510)가 설치될 수 있다. 오존 센서(510)는 맨홀 구조물(S)을 통하여 지상으로 오존이 누설되는 상황을 감지하기 위한 것으로서, 제어부(400)가 오존 센서(510)를 통하여 오존 농도가 미리 설정된 기준치 이상이라고 판단하게 될 경우 플라즈마 구동부(240) 및 블로워 구동부(250)의 구동을 멈추게 된다. 그리고 오존 센서(510)를 통하여 지속적으로 오존 농도를 모니터링하다가, 오존 농도가 기준치 이하로 감소하게 되면 다시 플라즈마 구동부(240) 및 블로워 구동부(250)를 구동시키게 된다.
제어부(400)는 제어 패널(410) 또는 이와 무선 통신으로 연결된 관리자 단말(420)을 통하여 하수관(H) 내부의 악취 가스 농도 상태, 글고 맨홀 구조물(S)에서의 오존 농도 상태, 그리고 오존 공급 장치의 작동 상태에 대한 정보를 지속적으로 제공할 수 있다.
도 12는 오존 공급관(300)의 또 다른 실시예로서, 오존 공급관(300)에 이물질 제거용 노즐(330)이 더 구비될 수 있다. 상기 이물질 게거용 노즐(330)은 하수관(H) 내부에 이물질이 쌓여 하수의 흐름이 방해될 경우 고압의 공기를 분사하기 위한 수단으로서, 이 경우에는 오존 공급 장치(200)에서 플라즈마 구동부(240)는 작동시키지 않고, 블로워 구동부(250)만 높은 출력으로 작동시키게 된다. 도 12의 실시예에서는 이물질 제거용 노즐(330)이 오존 공급관(300)의 중간 부분과, 오존 공급관(300)의 종단에 구비된 상태를 도시한 것이다.
200: 오존 공급 장치 210: 플라즈마 방전 수단
220: 블로워 230: 수직관
240: 플라즈마 구동부 250: 블로워 구동부
260: 흡기부
300: 오존 공급관 310: 오존 분사 노즐
320: 지지 브라켓
400: 제어부 410: 제어 패널
420: 관리자 단말
500: 센서부 510: 악취 가스 센서
520: 오존 센서
G: 지면 H: 하수관
S: 맨홀 구조물 V: 맨홀 덮개
220: 블로워 230: 수직관
240: 플라즈마 구동부 250: 블로워 구동부
260: 흡기부
300: 오존 공급관 310: 오존 분사 노즐
320: 지지 브라켓
400: 제어부 410: 제어 패널
420: 관리자 단말
500: 센서부 510: 악취 가스 센서
520: 오존 센서
G: 지면 H: 하수관
S: 맨홀 구조물 V: 맨홀 덮개
Claims (5)
- 하수관(H) 및 맨홀 구조물(S)을 포함하는 하수도 시설에서 오존을 이용하여 악취를 제거하기 위한 악취 제거 시스템에 관한 것으로서,
오존을 발생시키기 위한 오존 공급 장치(200);
일단이 상기 오존 공급 장치(200)와 연결되되, 하수관(H)의 길이 방향을 따라 설치되는 오존 공급관(300); 및
상기 오존 공급관(300)에 소정 간격으로 복수 개가 구비되는 오존 분사 노즐(310)을 포함하되,
상기 오존 공급 장치(200)에 의하여 생성된 오존은 상기 오존 공급관(300)을 따라서 흐르다가 상기 오존 분사 노즐(310)을 통하여 하수관(H)의 내부 공간으로 분사되되,
상기 오존 공급 장치(200)는 외부 공기를 오존 공급 장치(200) 내부로 유입시키기 위한 흡기부(260); 상기 흡기부(260)를 통하여 유입된 공기로 오존을 발생시키기 위한 플라즈마 방전 수단(210); 상기 플라즈마 방전 수단(210)을 구동시키는 플라즈마 구동부(240); 상기 플라즈마 방전 수단(210)에 의하여 발생된 오존을 상기 오존 공급관(300)으로 공급하는 블로워(220); 및 상기 블로워(220)를 구동시키는 블로워 구동부(250)를 포함하고,
상기 오존 공급관(300)은 복수 개의 맨홀 구조물(S)을 지나도록 이어지되, 상기 오존 공급관(300)이 하수관(H) 내부 공간을 지나는 영역에서는 오존 분사 노즐(310)이 상기 오존 공급관(300)에 형성되되,상기 오존 공급관(300)이 맨홀 구조물(S)을 지나는 영역에서는 오존 분사 노즐(310)이 상기 오존 공급관(300)에 형성되지 않으며,
상기 오존 공급관(300)에는 이물질 제거용 노즐(330)이 더 구비되되, 상기 이물질 제거용 노즐(330)은 상기 오존 공급 장치(200)에서 플라즈마 구동부(240)는 작동시키지 않고, 블로워 구동부(250)만 작동시키는 것에 의하여 공급되는 고압의 공기를 이용하여 하수관(H) 내부에 쌓여서 하수의 흐름을 방해하는 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는,오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템.
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- 청구항 1에 있어서, 상기 하수관(H) 내부에는 악취 가스 센서(510)가 설치되고,
상기 맨홀 구조물(S)에는 오존 센서(520)가 설치되되,
상기 악취 가스 센서(510)에 의하여 감지된 악취 가스의 농도가 기준치 이상일 경우에는 상기 플라즈마 방전 수단(210) 및 상기 블로워(220)를 구동하며,
상기 오존 센서(520)에 의하여 감지된 오존이 농도가 기준치 이상일 경우에는 상기 플라즈마 방전 수단(210) 및 상기 블로워(220)의 구동을 멈추는 것을 특징으로 하는, 오존을 이용한 하수도 악취 제거 시스템.
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2022
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