KR102527202B1 - 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조는, 하폐수의 정화를 위해 오존 미세기포를 발생시키는 오존 생성기를 포함하는 오존처리시스템에 있어서, 원통 형상의 본체; 상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 오존 생성기를 통해 발생된 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체가 유입되는 유입부; 상기 본체의 내부에 설치되어 상기 유체의 이송 및 혼합을 유도하기 위한 이송혼합부; 상기 이송혼합부의 외측에 설치되며, 상기 유입부를 통해 유입된 유체를 분사하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 분사노즐부; 상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 노즐을 통해 분사된 유체를 배출시키는 제1배출부; 및 상기 노즐을 통해 분사된 유체가 상기 이송혼합부를 거쳐 상기 본체의 외측으로 배출될 수 있도록 상기 이송혼합부의 하단에 관통 연결되는 제2배출부;를 포함한다.

Description

오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조{Ozone reactor with improved ozone microbubble spray nozzle}
본 발명은 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 관한 것이다.
산업의 발전에 따른 도시화 및 공업화로 인한 인구집중은 대량의 생활하수 및 산업폐수의 발생을 초래하고, 이는 주변 환경에 대한 오염 부하량의 증가 및 축적으로 환경 생태계에 심각한 영향을 주고 있다. 예를 들어, 음식 찌꺼기, 합성세제, 정화조와 같은 생활하수, 공장에서 유출되는 산업폐수, 수산폐수 또는 축산폐수 등의 급증으로 인해 수질오염이 극심해지고 있다.
그러나, 수질오염이 가속화되고 있음에도 불구하고, 현실적으로 오염된 물을 처리할 수 있는 장치 및 장소가 제한 되어지는 추세에 있어, 오염된 물을 처리하기가 어려워지고 있으며, 수질오염을 개선하기 위해서는 막대한 비용이 발생한다. 따라서, 보다 저렴하면서도 효과적으로 오염된 물을 처리하여 수질을 개선시킬 수 있는 방안이 모색될 필요가 있다.
미세기포와 결합된 이물질은 기포의 부력(浮力)에 의해 표면으로 떠오르게 되고, 표면에 모여진 물질을 제거함으로써 쉽게 오염수를 정화할 수 있다. 또한 액체 중에 녹아있는 유해한 기체와 액체를 좀 더 용해시키기 쉬운 기체로 변화시키고, 기체를 기화시킴으로써 오염원을 제거할 수도 있다.
일반적으로 직경이 50μm를 초과하는 기포를 대버블이라 하고, 50μm 이하의 기포를 미세버블이라 하며, 1μm 이하의 매우 작은 기포를 초미세버블이라 하여 구분한다.
여기서, 마이크로 버블은 버블(bubble) 크기가 수 미크론(micron)으로 아주 작기 때문에 부력이 작아서 수중에서 유영하듯 부유하며 부력에 대한 저항이 커서 수중에 장시간 유영하게 된다. 즉, 물속에서 아주 천천히 부상하면서 자기수축작용과 물의 표면장력으로 물속에서 파괴되어 소멸하는 특징이 있다.
이렇게 소멸되는 마이크로 버블은 소멸시 충격파를 발생하고 다량의 음이온을 발생시킨다. 소멸시 발생되는 충격파는 온열을 발생시키고, 유무기물에 작용하여 분해를 촉진시켜 세균을 파괴하여 살균 작용을 하는 능력이 있다.
한편, 오존은 수처리에 적용하는 경우 물리적, 화학적 성질로 인하여 공정 설치 및 운용, 산화력 면에서 염소와 같은 다른 산화제에 비해서 다양한 장점을 가지게 된다.
또한, 오존은 수중에 존재하는 유기물질 등에 대해서도 제거효과가 뛰어나고, 분자량이 큰 유기물질에 대해서도 오존산화 처리시 저분자화 되어 생분해성이 증가하므로 BAC(Biological Activated Carbon : 생물활성탄)와 같은 생물학적 처리와 병용할 경우 처리효과가 증대된다는 장점도 있다.
이에 따라, 오존 생성기를 이용하여 하폐수를 정화하기 위한 오존처리시스템 등의 기술과 관련하여 종래기술(국내 등록특허공보 제10-2325839호)이 개시된 바 있다.
여기서, 종래기술은 항생제 및 소독제 등과 같은 미량의 화학물질을 포함하는 하폐수 중에 마이크로미터 크기의 미세기포 형태의 오존을 발생시킬 수 있고, 상기 미세기포 형태의 오존을 하폐수 내에 고르게 분산시킬 수 있는 수질정화장치를 제공하는 기술이었다.
하지만, 종래기술은 챔버(오존 반응조)에 유입된 유체(오존 미세기포 및 하폐수)의 정화를 위한 체류시간이 짧기 때문에 반응효율이 떨어질 수 있어 하폐수의 정화 효율이 좋지 않은 문제점이 있었다.
또한, 종래기술은 챔버 내에서 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체의 혼합율 및 오존의 용존율이 떨어지고 유체의 속도범위 차이가 크기 때문에 균일성이 떨어질 수 있어 하폐수의 정화 효율이 좋지 않은 문제점이 있었다.
국내 등록특허공보 제10-2325839호(공고일자 2021.11.12.)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은
오존 반응조 내에 유입된 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체의 체류시간을 늘릴 수 있음은 물론, 오존 반응조 내 유체의 혼합율 및 오존의 용존율을 높일 수 있으며, 유체의 속도범위 차이를 현저하게 줄일 수 있으므로, 반응효율을 극대화시키고, 반응이 완료된 하폐수의 정화 효과를 향상시킬 수 있는 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조는, 하폐수의 정화를 위해 오존 미세기포를 발생시키는 오존 생성기를 포함하는 오존처리시스템에 있어서, 원통 형상의 본체; 상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 오존 생성기를 통해 발생된 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체가 유입되는 유입부; 상기 본체의 내부에 설치되어 상기 유체의 이송 및 혼합을 유도하기 위한 이송혼합부; 상기 이송혼합부의 외측에 설치되며, 상기 유입부를 통해 유입된 유체를 분사하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 분사노즐부; 상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 노즐을 통해 분사된 유체를 배출시키는 제1배출부; 및 상기 노즐을 통해 분사된 유체가 상기 이송혼합부를 거쳐 상기 본체의 외측으로 배출될 수 있도록 상기 이송혼합부의 하단에 관통 연결되는 제2배출부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 있어서, 상기 분사노즐부는 상기 다수의 노즐의 작동상태를 개별적으로 제어할 수 있도록 구성되어 상기 다수의 노즐 중 어느 하나를 작동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 있어서, 상기 오존 미세기포 노즐에는 상기 본체의 내부 공간을 제1공간부 및 제2공간부로 구획할 수 있도록 상기 본체의 내측에 결합되어 라운드 형상으로 구성된 격벽부재가 구비되며, 상기 본체의 내부는 상기 격벽부재의 하측에 해당하는 상기 제1공간부 및 상기 격벽부재의 상측에 해당하는 상기 제2공간부로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 있어서, 상기 다수의 노즐은 상기 격벽부재의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 제1공간부로부터 유입된 유체가 상기 제2공간부로 분사될 수 있도록 각각 상기 격벽부재를 관통하여 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 있어서, 상기 유입부는 상기 본체의 제1공간부 일측에 설치되며, 상기 유입부를 통해 유입된 유체가 상기 제1공간부를 거쳐 상기 노즐로 유입되며, 이렇게 유입된 유체가 상기 노즐의 분사를 통해 상기 제2공간부로 유입되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 있어서, 상기 제1배출부는 상기 본체의 제2공간부 일측에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 있어서, 상기 이송혼합부의 내측에는 내부로 유입된 유체의 혼합을 유도할 수 있도록 상기 이송혼합부의 내측 둘레를 따라 나선형으로 구성된 가이드부재가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조에 있어서, 상기 유입부를 통해 유입된 오존 미세기포 내 오존의 질량분율은 7%일 수 있다.
본 발명은 분사노즐부가 본체의 하부에 위치하며, 다수의 노즐의 작동상태를 개별적으로 조절할 수 있기 때문에 오존 반응조 내에 유입된 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체의 체류시간을 늘릴 수 있어 하폐수의 정화 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 격벽부재에 의해 본체의 내부 공간이 구획되기 때문에 본체로 유입된 유체의 체류시간을 더욱 늘릴 수 있게 되며, 유체의 속도범위 차이를 줄일 수 있어 하폐수의 정화 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 이송혼합부 및 이송혼합부 내부에 가이드부재가 구비됨으로써 이송혼합부의 내부로 유입된 유체의 이송 및 혼합을 유도함으로써 유체의 체류시간을 늘릴 수 있음은 물론, 유체의 혼합율 및 반응효율을 극대화시킬 수 있어 하폐수의 정화 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조를 도시한 것이다.
도2는 비교예에 따른 오존 반응조와, 본 발명의 실시예1 및 실시예2에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조를 도시한 것이다.
도3은 본 발명의 실시예3 및 실시예4에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조를 도시한 것이다.
도4는 비교예에 따른 오존 반응조의 유선분포에 대한 실험 결과 나타낸 것이다.
도5 내지 도8은 본 발명의 실시예1 내지 실시예4에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조의 유선분포에 대한 실험 결과를 나타낸 것이다.
이하, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)는 오존처리시스템에 포함되는 구성으로, 오존 미세기포를 하폐수에 혼합시킴으로써 하폐수 내 난분해성 유해물질 등의 오염물질을 제거하기 위한 반응이 이루어지는 용해탱크로서, 내부로 유입된 하폐수를 정화시키는 역할을 수행하게 된다. 즉, 오존처리시스템은 미세기포 발생장치를 이용하여 오존 미세기포를 발생시키는 오존 생성기, 상기 오존 생성기를 통해 발생된 오존 미세기포를 하폐수에 혼합시켜 하폐수 내 오염물질을 제거하기 위한 본 발명에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100), 상기 오존 반응조에 하폐수를 유입시키기 위한 펌프를 포함하여 구성될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)를 도시한 것이다.
이하에서는, 도1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)의 구성에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조((100)는, 하폐수의 정화를 위해 오존 미세기포를 발생시키는 오존 생성기를 포함하는 오존처리시스템에 있어서, 원통 형상의 본체(110); 상기 본체(110)의 일측에 설치되며, 상기 오존 생성기를 통해 발생된 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체가 유입되는 유입부(120); 상기 본체(110)의 내부에 설치되어 상기 유체의 이송 및 혼합을 유도하기 위한 이송혼합부(130); 상기 이송혼합부(130)의 외측에 설치되며, 상기 유입부(120)를 통해 유입된 유체를 분사하기 위한 다수의 노즐(141)을 포함하는 분사노즐부(140); 상기 본체(110)의 일측에 설치되며, 상기 노즐(141)을 통해 분사된 유체를 배출시키는 제1배출부(150); 및 상기 노즐(141)을 통해 분사된 유체가 상기 이송혼합부(130)를 거쳐 상기 본체(110)의 외측으로 배출될 수 있도록 상기 이송혼합부(130)의 하단에 관통 연결되는 제2배출부(160);를 포함한다.
본체(110)는 내부에 수용공간을 가지는 긴 원통 형상으로 구성될 수 있으며, 내부로 유입된 하폐수 내에 포함된 난분해성 유해물질 등의 오염물질을 제거하기 위한 반응이 내부에서 이루어지도록 구성될 수 있다.
유입부(120)는 상기 본체(110)의 일측에 설치되며, 상기 오존 생성기를 통해 발생된 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체가 유입되는 구성으로, 오존 미세기포는 오존 생성기를 통해 유입되며, 하폐수는 펌프를 통해 유입되도록 구성될 수 있다. 또한, 유입부(120)에서는 전술한 오존 미세기포와 하폐수가 혼합되어 본체(110)의 내부로 유입되도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 있어서, 상기 유입부(120)를 통해 유입된 오존 미세기포 내 오존의 질량분율은 7%일 수 있다. 즉, 본 발명은 오존의 질량분율이 7%인 오존 미세기포와 하폐수를 포함하는 유체가 유입부(120)를 통해 본체(110)의 내부로 유입되도록 구성되는 것이다.
이송혼합부(130)는 상기 본체(110)의 내부에 설치되어 상기 유체의 이송 및 혼합을 유도하기 위한 구성이다. 구체적으로, 이송혼합부(130)는 본체(110)의 형상과 마찬가지로 전체적으로 원통 형상으로 구성되며, 제1배출부(150)로 배출되지 않은 유체가 내부로 이송될 수 있도록 상면이 개방된 형태로 구성될 수 있다.
분사노즐부(140)는 상기 이송혼합부(130)의 외측에 설치되며, 상기 유입부(120)를 통해 유입된 유체를 분사하기 위한 다수의 노즐(141)을 포함하여 구성되며, 실시하기에 따라 이송혼합부(130)의 상측 및 하측에 각각 설치될 수 있다. 또한, 분사노즐부(140)는 이송혼합부(130)의 외측에 하나만 설치될 경우, 이송합부의 하측에 설치되는 것이 바람직하다.
제1배출부(150)는 상기 본체(110)의 일측에 설치되며, 상기 노즐(141)을 통해 분사된 유체를 배출 또는 분사시키는 구성으로, 하폐수 내 오염물질이 제거되어 정화된 유체가 본체(110)의 외측으로 배출 또는 분사되도록 구성될 수 있다.
제2배출부(160)는 상기 노즐(141)을 통해 분사된 유체가 상기 이송혼합부(130)를 거쳐 상기 본체(110)의 외측으로 배출될 수 있도록 상기 이송혼합부(130)의 하단에 관통 연결되는 구성으로, 제1배출부(150)와 마찬가지로 하폐수 내 오염물질이 제거되어 정화된 유체가 본체(110)의 외측으로 배출 또는 분사되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 있어서, 상기 분사노즐부(140)는 상기 다수의 노즐(141)의 작동상태를 개별적으로 제어할 수 있도록 구성되어 상기 다수의 노즐(141) 중 어느 하나를 작동시킬 수 있다.
즉, 본 발명은 실시하기에 따라 분사노즐부(140)가 이송혼합부(130)의 하측에 설치되면서, 분사노즐부(140)에 구비된 다수의 노즐(141) 중 하나만을 작동시키고, 나머지 노즐(141)들은 작동을 오프시킬 수 있는 것이다. 다시 말해, 다수의 노즐(141) 중 하나만 유체가 분사되고, 나머지 노즐(141)들은 유체가 분사되지 않도록 노즐(141)들의 작동상태를 개별적으로 제어할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은 분사노즐부(140)에 설치된 다수의 노즐(141)의 개별적인 작동상태를 제어할 수 있도록 별도의 노즐(141) 제어장치가 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 있어서, 상기 오존 미세기포 노즐(141)에는 상기 본체(110)의 내부 공간을 제1공간부(110A) 및 제2공간부(110B)로 구획할 수 있도록 상기 본체(110)의 내측에 결합되어 라운드 형상으로 구성된 격벽부재(142)가 구비되며, 상기 본체(110)의 내부는 상기 격벽부재(142)의 하측에 해당하는 상기 제1공간부(110A) 및 상기 격벽부재(142)의 상측에 해당하는 상기 제2공간부(110B)로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명은 본체(110)의 내부 공간이 격벽부재(142)에 의해 하측의 제1공간부(110A) 및 상측의 제2공간부(110B)로 구획될 수 있으며, 분사노즐부(140)가 2개로 구성될 경우, 격벽부재(142)가 2개로 구성될 수 있기 때문에 본체(110)의 내부 공간이 3개로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 있어서, 상기 다수의 노즐(141)은 상기 격벽부재(142)의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 제1공간부(110A)로부터 유입된 유체가 상기 제2공간부(110B)로 분사될 수 있도록 각각 상기 격벽부재(142)를 관통하여 연결될 수 있다.
즉, 본 발명은 유입부(120)가 제1공간부(110A)에 해당하는 본체(110)의 하측에 연결 설치될 수 있으며, 유입부(120)를 통해 제1공간부(110A)로 유입된 유체가 노즐(141)에 의해 제2공간부(110B)로 분사되도록 구성되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 있어서, 상기 유입부(120)는 상기 본체(110)의 제1공간부(110A) 일측에 설치되며, 상기 유입부(120)를 통해 유입된 유체가 상기 제1공간부(110A)를 거쳐 상기 노즐(141)로 유입되며, 이렇게 유입된 유체가 상기 노즐(141)의 분사를 통해 상기 제2공간부(110B)로 유입되도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명은 다수의 노즐(141) 및 이에 구비된 격벽부재(142)에 의해 본체(110)의 내부 공간이 제1공간부(110A) 및 제2공간부(110B)의 압력의 변화와 전달력이 향상되기 때문에 본체(110)의 내부로 유입된 유체가 제1배출부(150) 또는 제2배출부(160)로 이송되도록 선회유동이 유도될 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 있어서, 상기 제1배출부(150)는 상기 본체(110)의 제2공간부(110B) 일측에 설치될 수 있다. 즉, 본 발명은 유입부(120)가 제1공간부(110A)에 설치되고, 제1배출부(150)가 제2공간부(110B)에 설치됨으로써 오존 반응조 내에서 유체의 체류시간을 늘릴 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)는 유입부(120)를 통해 유체가 본체(110)의 제1공간부(110A)에 유입되면, 분사노즐부(140)에 설치된 노즐(141)에 유입됨에 따라 노즐(141)의 분사에 의해 유체가 제2공간부(110B)로 유입되게 된다. 이후에, 유체가 선회유동이 이루어지면서, 제1배출부(150)를 통해 배출되거나, 이송혼합부(130)를 거쳐 제2배출부(160)를 통해 배출되는 과정이 이루어지는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 있어서, 상기 이송혼합부(130)의 내측에는 내부로 유입된 유체를 제2배출부(160)로 이송되도록 선회유동을 유도 및 혼합을 유도할 수 있도록 상기 이송혼합부(130)의 내측 둘레를 따라 나선형으로 구성된 가이드부재(131)가 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명은 이송혼합부(130) 및 이송혼합부(130) 내부에 가이드부재(131)가 구비됨으로써 이송혼합부(130)의 내부로 유입된 유체를 제2배출부(160)로 이송 및 혼합을 유도함으로써 유체의 체류시간을 늘릴 수 있음은 물론, 유체의 혼합율 및 반응효율을 극대화시킬 수 있어 하폐수의 정화 효과를 높일 수 있다.
<실시예>
도2는 비교예에 따른 오존 반응조와, 본 발명의 실시예1 및 실시예2에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)를 도시한 것이고, 도3은 본 발명의 실시예3 및 실시예4에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)를 도시한 것이다.
도2 및 도3을 참조하면, 본 발명은 실시예1 내지 실시예4에 따라 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)의 형태가 구성될 수 있다.
먼저, 도2를 참조하면, 비교예는 분사노즐부(140)가 구비되지 않은 형태로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예1은 분사노즐부(140)가 이송혼합부(130)의 외측 하부에 배치되도록 구성되며, 분사노즐부(140)에 설치된 다수의 노즐(141) 중에서 어느 하나만을 작동시킴으로써, 작동된 노즐(141)에서만 유체의 분사가 이루어지는 형태이다.
다음으로, 본 발명의 실시예2는 분사노즐부(140a)가 이송혼합부(130)의 외측 하부에 배치되도록 구성되는 것은 실시예1과 동일하지만, 분사노즐부(140a)에 설치된 다수의 노즐(141a)을 모두 작동시켜 모든 노즐(141a)에서 유체의 분사가 이루어지는 형태이다.
한편, 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예3은 분사노즐부(140b, 140c)가 이송혼합부(130)의 외측 상부 및 하부에 각각 배치되도록 구성되며, 이송혼합부(130)의 상측의 분사노즐부(140b)에 설치된 다수의 노즐(141b)을 모두 작동시키면서, 이송혼합부(130)의 하측의 분사노즐부(140c)에 설치된 다수의 노즐(141c) 중에서 어느 하나만을 작동시킴으로써 작동된 노즐(141c)에서만 유체의 분사가 이루어지는 형태이다.
또한, 본 발명의 실시예4는 분사노즐부(140d, 140e)가 이송혼합부(130)의 외측 상부 및 하부에 각각 배치되도록 구성되는 것은 실시예3과 동일하지만, 이송혼합부(130)의 상측 및 하측의 분사노즐부(140d, 140e)에 각각 설치된 다수의 노즐(141d, 141e)을 모두 작동시켜 모든 노즐(141d, 141e)에서 유체의 분사가 이루어지는 형태이다.
<실험예>
먼저, 비교예 및 본 발명의 실시예1 내지 실시예4에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에서 유체(오존 미세기포 및 하폐수)의 유입부터 배출(분사)될 때까지의 체적평균 체류시간을 측정하여 그 값을 아래의 표 1에 나타내었다.
체적평균 체류시간(초)
비교예 15.757
실시예1 17.695
실시예2 16.531
실시예3 15.413
실시예4 15.673
상기 표 1를 참조하면, 실시예1에서 체류시간이 가장 긴 것을 알 수 있었고, 그 다음으로 실시예2에서 체류시간이 긴 것을 알 수 있었다.
즉, 본 발명의 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)는 체류시간을 고려할 경우에, 실시예1 및 실시예2의 형태로 분사노즐부(140, 140a)의 구성 및 노즐(141, 141a)의 작동이 이루어지는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 실시예1 및 실시예2에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)는 유체의 체류시간이 길기 때문에, 반응시간이 길어지기 때문에 오존 미세기포와 하폐수의 반응 효율이 높아질 수 있으므로, 하폐수의 정화 효율성이 향상될 수 있는 것이다.
도4는 비교예에 따른 오존 반응조의 유선분포에 대한 실험 결과 나타낸 것이며, 도5 내지 도8은 본 발명의 실시예1 내지 실시예4에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)의 유선분포에 대한 실험 결과를 나타낸 것이다.
비교예 및 본 발명의 본 발명의 실시예1 내지 실시예4에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)에 대한 유선분포 실험 결과를 진행하여 그 결과를 도4 내지 도8에 나타내었다.
먼저, 도4 내지 도8을 참조하면, 비교예, 실시예2 및 실시예4에 비해 실시예1 및 실시예3의 경우, 유체의 유입 및 배출까지 속도(Velocity)범위 차이가 크지 않은 것을 알 수 있었다. 이에 따라, 실시예1 및 실시예3의 경우, 속도범위 차이가 크지 않기 때문에 유체의 균질함 및 반응 효율성을 높일 수 있어 하폐수의 정화 효율성이 향상될 수 있는 것이다.
또한, 도4 내지 도8을 참조하면, 비교예, 실시예3 및 실시예4에 비해 실시예1 및 실시예2의 경우, 유체의 혼합성이 뛰어나기 때문에 유체의 오존 용존율 및 반응 효율성을 높일 수 있어 하폐수의 정화 효율성이 더욱 향상될 수 있는 것이다.
결론적으로, 본 발명의 전술한 실험예의 결과에 의해 본 발명의 실시예1에 따른 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조(100)가 체류시간이 가장 긴 것은 물론, 유체의 속도범위 차이가 크지 않으면서, 유체의 혼합성 및 균질함이 가장 뛰어나기 때문에 오존 용존율 및 반응 효율성을 높일 수 있어 하폐수의 정화 효율성이 가장 뛰어난 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조
110 : 본체
110A : 제1공간부
110B : 제2공간부
120 : 유입부
130 : 이송혼합부
131 : 가이드부재
140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e : 분사노즐부
141, 141a, 141b, 141c, 141d, 141e : 노즐
142 : 격벽부재
150 : 제1배출부
160 : 제2배출부

Claims (8)

  1. 하폐수의 정화를 위해 오존 미세기포를 발생시키는 오존 생성기를 포함하는 오존처리시스템에 있어서,
    원통 형상의 본체;
    상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 오존 생성기를 통해 발생된 오존 미세기포 및 하폐수를 포함하는 유체가 유입되는 유입부;
    상기 본체의 내부에 설치되어 상기 유체의 이송 및 혼합을 유도하기 위한 이송혼합부;
    상기 이송혼합부의 외측에 설치되며, 상기 유입부를 통해 유입된 유체를 분사하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 분사노즐부;
    상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 노즐을 통해 분사된 유체를 배출시키는 제1배출부; 및
    상기 노즐을 통해 분사된 유체가 상기 이송혼합부를 거쳐 상기 본체의 외측으로 배출될 수 있도록 상기 이송혼합부의 하단에 관통 연결되는 제2배출부;를 포함하되,
    상기 분사노즐부는, 상기 다수의 노즐의 작동상태를 개별적으로 제어할 수 있도록 구성되어 상기 다수의 노즐 중 어느 하나를 작동시키고,
    상기 오존 미세기포 노즐은, 상기 본체의 내부 공간을 제1공간부 및 제2공간부로 구획할 수 있도록 상기 본체의 내측에 결합되어 라운드 형상으로 구성된 격벽부재가 구비되며,
    상기 본체의 내부는, 상기 격벽부재의 하측에 해당하는 상기 제1공간부 및 상기 격벽부재의 상측에 해당하는 상기 제2공간부로 구성되고,
    상기 다수의 노즐은, 상기 격벽부재의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 제1공간부로부터 유입된 유체가 상기 제2공간부로 분사될 수 있도록 각각 상기 격벽부재를 관통하여 연결되고,
    상기 제1배출부는, 상기 본체의 제2공간부 일측에 설치되며,
    상기 이송혼합부의 내측에는, 상기 이송혼합부의 내부로 유입된 유체의 혼합을 유도할 수 있도록 상기 이송혼합부의 내측 둘레를 따라 나선형으로 구성된 가이드부재가 구비되고,
    상기 이송혼합부는, 상기 본체와 동일하게 원통 형상이면서 상기 다수의 노즐로부터 상기 제2공간부로 분사된 후 상기 제1배출부로 배출되지 않은 유체가 내부로 이송될 수 있도록 상면이 개방된 형태로 구성되며,
    상기 다수의 노즐 및 상기 격벽부재는, 상기 본체의 내부로 유입된 유체를 상기 제1 배출부를 향해 이송되도록 선회유동을 유도하고,
    상기 가이드부재는, 나선형으로 구성되어 상기 이송혼합부의 내부로 유입된 유체가 상기 제2배출부로 이송되도록 선회유동을 유도하며,
    상기 본체의 내부로 유입된 유체는, 상기 다수의 노즐 및 상기 격벽부재를 통해 상기 제1배출부를 통해 배출되거나, 상기 가이드부재가 구비된 이송혼합부에 의해 상기 제2배출부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는
    오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부는 상기 본체의 제1공간부 일측에 설치되며,
    상기 유입부를 통해 유입된 유체가 상기 제1공간부를 거쳐 상기 노즐로 유입되며, 이렇게 유입된 유체가 상기 노즐의 분사를 통해 상기 제2공간부로 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부를 통해 유입된 오존 미세기포 내 오존의 질량분율은 7%인 것을 특징으로 하는
    오존 미세기포 노즐이 개량된 오존 반응조.
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