KR102536237B1 - 수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

수처리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 시스템은 내부의 일정공간이 수직방향으로 배치된 격벽에 의해 제1공간과 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간의 일측으로 원수가 유입되어 상기 제1공간과 제2공간을 거친 후, 상기 제2공간의 일측으로 처리수가 배출되도록 유로를 형성하는 응집조, 복수개의 제1비소모성 양극전극, 제1비소모성 음극전극, 및 소모성 양극전극으로 구성되어 상기 제1공간에 배치되고, 전원 인가 시, 상기 제1비소모성 양극전극의 이온 마이그레이션 반응과, 상기 소모성 양극전극의 금속이온 용출 반응에 의해 유입되는 상기 원수 내의 오염물질을 응집체로 응집시키는 응집체 형성 유닛, 및 상기 응집체 형성 유닛을 거친 응집수가 유입되는 상기 제2공간에 배치되고, 복수개의 제2비소모성 양극전극, 및 제2비소모성 음극전극으로 구성되어 상기 제1비소모성 양극전극, 및 상기 제1비소모성 음극전극과 각각 연결되고, 전원 인가 시, 상기 제2 비소모성 양극전극, 및 상기 제2 비소모성 음극전극의 전기분해 반응에 의해 형성된 마이크로버블이 상기 응집수 내부의 상기 응집체를 부유시키는 마이크로버블 형성 유닛을 포함한다.

Description

수처리 시스템{WATER TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 수처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속적으로 원수의 여과작업이 가능한 수처리 시스템에 관한 것이다.

최근에, 국내의 상수원으로 이송되는 호소(lake, 내륙에 있는 호소와 늪) 및 하천의 오염이 심각하다.

특히, 상기 호소와 저수지 등의 폐쇄성 수역에는 부영양화가 심각한 수준이며, 일부 공기업을 중심으로 수처리 공정을 통한 수질개선 개발이 이루어지고 있다.

여러 가지 수처리 공정 중, 수지화학 화합물 투입에 의한 오염물 제거 방식은 효율성 측면에서 우수하나, 반응 미참여 이온의 농축으로 2차적인 제거 공정의 필요에 다른 효율성에 문제가 있다.

그리고, 이온교환수지 방식은 원수의 수처리에 유용한 공정으로 알려져 있지만, 여과작업이 끝난 처리수 중에 불필요한 잔존 성분이 다량으로 함유되어 있는 단점이 있다.

또한, 생물학적분해 방식은 지표수의 처리에 매우 유용한 공정이지만, 오랜 처리시간이 필요하다는 단점이 있다.

그리고 역삼투와 전기투석 방식은 원수의 오염물질 제거효율을 향상시킬 수 있으나, 에너지 투입 비용이 큰 단점이 있다.

이를 해결하기 위하여, 인가전압의 크기를 조절함으로써, 정확한 응집체 정량을 제공하고, 자동화가 용이하며, 에너지 소비량이 낮고, 단일단계로 오염물질의 불안정화, 응집, 및 분리가 가능한 전기응집 방식이 적용되고 있는 추세이다.

이러한 전기응집 방식은 전류를 공급하면, 전극에서 금속 이용이 용출되어 원수 중의 오염물질과 응집 및 흡착하여 수소와 염소가스에 의해 부상되거나 침전됨으로써, 오염물질이 제거되는 방식이다.

그러나 종래 기술에 따른 전기응집 방식의 수처리 공정은 처리하고자 하는 용량에 적합한 전기응집조를 하나만 설치해야하며, 이에 따라, 처리 용량에 따른 전기응집조의 크기 역시 커질 수 밖에 없고, 처리 공정이 한번만 이루어지므로 오염물질의 응집률 및 제거효율이 떨어질 수 밖에 없는 한계가 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 연속적으로 여과작업이 가능하여 여과속도를 향상시키는 수처리 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 내부의 일정공간이 수직방향으로 배치된 격벽에 의해 제1공간과 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간의 일측으로 원수가 유입되어 상기 제1공간과 제2공간을 거친 후, 상기 제2공간의 일측으로 처리수가 배출되도록 유로를 형성하는 응집조, 복수개의 제1비소모성 양극전극, 제1비소모성 음극전극, 및 소모성 양극전극으로 구성되어 상기 제1공간에 배치되고, 전원 인가 시, 상기 제1비소모성 양극전극의 이온 마이그레이션 반응과, 상기 소모성 양극전극의 금속이온 용출 반응에 의해 유입되는 상기 원수 내의 오염물질을 응집체로 응집시키는 응집체 형성 유닛, 및 상기 응집체 형성 유닛을 거친 응집수가 유입되는 상기 제2공간에 배치되고, 복수개의 제2비소모성 양극전극, 및 제2비소모성 음극전극으로 구성되어 상기 제1비소모성 양극전극, 및 상기 제1비소모성 음극전극과 각각 연결되고, 전원 인가 시, 상기 제2 비소모성 양극전극, 및 상기 제2 비소모성 음극전극의 전기분해 반응에 의해 형성된 마이크로버블이 상기 응집수 내부의 상기 응집체를 부유시키는 마이크로버블 형성 유닛을 포함하는 수처리 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기 응집조에는 상기 제1공간에 대응되는 하면에, 상기 응집체 형성 유닛으로 상기 원수가 유입되는 원수 유입관이 연결되고, 상기 제2공간에 대응되는 하면에, 상기 마이크로버블 형성 유닛으로부터 처리된 상기 처리수가 배출되도록 처리수 배출관이 연결될 수 있다.

또한, 상기 응집조에는 상기 원수 유입관에 대응하는 내부에, 상기 원수 유입관의 막힘을 방지하는 베플이 설치될 수 있다.

또한, 상기 응집조는 상기 제1공간에서, 상기 응집체 형성 유닛의 하측에 구성되고, 가라앉은 오염물질 또는 응집체가 배출되도록 경사지게 설치되는 슬라이딩 그라운드, 및 상기 슬라이딩 그라운드의 하향 경사진 선단에 대응하는 일측에 장착되어 상기 응집체가 배출되는 연결관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 원수는 상기 응집조의 내벽과, 상기 슬라이딩 그라운드 사이의 틈을 통해 하측에서 상측으로 이동하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 응집조에는 상기 제2공간에 대응되는 상부에 상기 응집체가 배출되는 응집체 배출관이 연결될 수 있다.

또한, 상기 응집체 형성 유닛은 상기 제1비소모성 양극전극, 소모성 양극전극, 제1비소모성 음극전극, 소모성 양극전극, 및 제1비소모성 양극전극 순으로 배치되고, 전원발생기와 연결된 스위칭 지그를 통해 상기 제1비소모성 양극전극과 소모성 양극전극에 선택적으로 전원이 인가되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1, 및 제2비소모성 양극전극은 유전물질로 피복된 판형 또는 다공형의 절연 전극을 포함할 수 있다.

또한, 상기 소모성 양극전극은 알루미늄(Al) 또는 철(Fe)로 이루어진 판형 또는 다공형의 전극을 포함할 수 있다. 또한, 상기 응집체 형성 유닛은

상기 제1비소모성 양극전극과 제1비소모성 음극전극에 전원의 인가 시, 전류량을 측정하기 위해 상기 응집조의 내부에 장착되는 전류 제어기 및 전류 측정기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마이크로버블 형성 유닛은 상기 제2비소모성 양극전극, 제2비소모성 음극전극, 및 제2비소모성 양극전극 순으로 배치되되, 상기 제2비소모성 양극전극은 상기 제1비소모성 양극전극과 연결되고, 상기 제2비소모성 양극전극은 상기 제1비소모성 음극전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 마이크로버블 형성 유닛은 상기 제2비소모성 양극전극과 상기 제2비소모성 음극전극의 전기분해로 인해 직경이 1㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위에서 설정되는 마이크로버블이 형성될 수 있다.

또한, 상기 마이크로버블 형성 유닛은 상기 마이크로버블이 상기 응집체의 표면에 흡착되어 상기 응집체의 밀도를 낮춰 부유시키도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 마이크로버블 형성 유닛은 상기 제2비소모성 양극전극과 상기 제2비소모성 음극전극의 전기분해 반응 시, 수산화이온의 생성량을 측정하기 위해 상기 응집조의 내부에 장착되는 pH측정기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마이크로버블 형성 유닛은 상기 제2비소모성 양극전극과 상기 제2비소모성 음극전극의 전기분해 시 발생되는 중화열을 측정하기 위해 상기 응집조의 내부에 장착되는 온도 측정기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템은 응집체 형성 유닛과 마이크로버블 형성 유닛을 연속적으로 배치하여 원수를 통과시킴으로써, 여과속도와 여과효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템은 응집체 형성 유닛에 적용되는 제1비소모성 양극전극의 이온 마이그레이션(ion-migration) 효과로 인하여 소모성 양극전극의 효율적 사용이 가능하며, 더불어, 단위 에너지당 오염물질 제거 효율 또한 향상시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템에 적용되는 응집체 형성 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템에 적용되는 마이크로버블 형성 유닛의 개략적인 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템의 전체 구성도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템(1)은 원수 내의 오염물질을 여과시키기 위해 적용할 수 있다.

이러한 수처리 시스템(1)은 원수가 응집조(20)에 이르러 부유물 및 용존 유,무기물 등을 포함하는 오염물질을 전기적으로 응집시킨 후, 배출하고, 여과된 처리수를 별도로 배출하여 재사용하기 위한 장치이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템(1)은 원수조(10), 및 응집조(20), 응집체 형성 유닛(40), 마이크로버블 형성 유닛(60)을 포함한다.

상기 원수조(10)에는 원수가 저장된다.

상기 원수는 산업설비, 주거공간 등으로부터 버려지는 오수 또는 폐수일 수 있으며, 빗물 또는 해수 등일 수 있다.

상기 원수조(10)는 원수 유입관(21)을 통해 응집조(20)와 연결된다.

상기 유입관 상에는 펌프(210)가 연결될 수 있다.

상기 펌프(210)는 상기 응집조(20)에 유입되는 원수의 유량을 제어하기 위함이다.

상기 펌프(210)의 유량은 상기 응집조(20)의 효율, 즉, 상기 응집조(20) 내의 전기분해 응집반응 시간을 고려하여 설정할 수 있다.

본 발명에서, 상기 응집조(20)는 상면이 개방된 사각단면을 가진 박스형상으로 형성될 수 있다.

상기 응집조(20)는 내부의 일정공간이 수직방향으로 배치된 격벽(200)에 의해 제1공간(S1)과 제2공간(S2)으로 구획된다.

상기 제1공간(S1)과 제2공간(S2)은 상부에서 격벽(200)이 제거됨에 따라 연결된다.

즉, 상기 격벽(200)은 상기 응집조(20)의 하부에서 일정높이만큼 형성되며, 상기 제1공간(S1)과 제2공간(S2)은 상단부 일정영역이 연결되는 구조로 이루어지는 것이다.

그리고 상기 응집조(20)는 상기 제1공간(S1)의 일측으로 원수가 유입되어 상기 제1공간(S1)과 제2공간(S2)을 거친 후, 상기 제2공간(S2)의 일측으로 처리수가 배출되도록 유로를 형성한다.

이에, 상기 제1공간(S1)에 대응되는 하면에는 상기 원수가 유입되는 원수 유입관(21)이 연결된다.

또한, 상기 제2공간(S2)에 대응되는 하면에는 이하에서 원수가 수처리된 깨끗한 처리수가 배출되는 처리수 배출관(25)이 연결된다.

이때, 상기 응집조(20)에는 상기 원수 유입관(21)에 대응하는 내부에, 베플(23)이 설치된다.

상기 베플(23)은 길이방향을 따라 일측이 상기 응집조(20)의 바닥면과 떨어져 공간을 형성한다.

이러한 베플(23)의 공간을 통해 상기 원수가 상기 응집조(20) 내부로 유입된다.

상기 베플(23)은 상기 오염물질 또는 가라앉은 응집체에 의해 상기 원수 유입관(21)이 막히는 것을 방지할 수 있다.

더불어, 상기 베플(23)은 상기 원수가 고른 압력으로 상기 응집조 내부로 유입될 수 있게 한다.

또한, 상기 응집조(20)의 제1공간(S1)에 대응하는 내부 하측에는 슬라이딩 그라운드(30)가 설치된다.

상기 슬라이딩 그라운드(30)는 상기 제1공간(S1)에서, 상기 응집체 형성 유닛(40)의 하측에 구성되고, 경사지게 설치된다.

상기 슬라이딩 그라운드(30)는 길이방향의 일단이 상기 응집조(20)의 바닥면으로부터 상부로 이격된 일측 옆면에 고정되고, 길이방향의 타단이 상기 응집조(20)의 타측 옆면과 바닥면 사이에 고정되어 경사를 이룬다.

상기 슬라이딩 그라운드(30)는 상기 제1공간(S1)의 면적보다 작게 형성되어 상기 응집조(20)와의 사이에 원수의 유입을 위한 틈(31)이 형성되도록 구성된다.

즉, 상기 응집조(20)의 냅겨과 슬라이딩 그라운드(30) 사이의 틈(31)을 통해 원수가 유입되어 상기 제1공간(S1)을 채우게 된다.

이러한 슬라이딩 그라운드(30)는 이하에서 설명할 전기분해에 의해 형성된 응집체 또는 오염물질이 가라앉아 상기 원수 유입관(21)을 막는 것을 방지할 수 있다.

상기 슬라이딩 그라운드(30)는 상면에 응집체가 쌓이게 되면, 경사면을 따라 배출될 수 있도록 타측 옆면에 연결관(33)이 장착된다.

상기 연결관(33)은 침전조(35)와 연결될 수 있다.

한편, 상기한 제1공간(S1)에는 응집체 형성 유닛(40)이 구성되고, 제2공간(S2)에는 마이크로버블 형성 유닛(60)이 구성된다.

다시 말해, 상기 응집조(20)는 원수가 상기 원수 유입관(21)을 통해 유입되어 제1공간(S1)의 응집체 형성 유닛(40)과, 상기 제2공간(S2)의 마이크로버블 형성 유닛(60)을 거치면서 수처리되어 깨끗한 처리수로 생성되고, 상기 처리수는 상기 제2공간(S2)의 하면에 연결되는 처리수 배출관(25)을 배출되도록 구성된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템에 적용되는 응집체 형성 유닛의 개략적인 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 응집체 형성 유닛(40)은 상기 원수가 유입되도록 상기 응집조(20) 내부의 제1공간(S1)에 배치된다.

상기 응집체 형성 유닛(40)은 복수개의 제1비소모성 양극전극(41), 제1비소모성 음극전극(43), 및 소모성 양극전극(45)으로 구성된다.

예를 들어, 상기 응집체 형성 유닛(40)은 제1비소모성 양극전극(41), 소모성 양극전극(45), 제1비소모성 음극전극(43), 소모성 양극전극(45), 및 제1비소모성 양극전극(41)의 순으로 겹쳐진 하나의 제1전극모듈(400)을 포함하며, 상기 제1전극모듈(400)이 복수개 구성될 수 있다.

상기한 제1전극모듈(400)은 상기 응집조(20)의 제1공간(S1)의 내벽에 형성된 홈(H)을 통해 장착될 수 있다.

이때, 상기 제1비소모성 양극전극(41)은 유전물질로 피복된 판형 또는 다공형의 절연전극을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 유전물질은 이리듐(Iridium) 또는 루테늄(Ruthenium)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1비소모성 음극전극(43)은 단위 에너지당 응집효율을 좋으며, 원수와의 표면 저항이 낮아 전기장형성 및 환원반응이 효율적으로 일어날 수 있도록 구성되는 전극을 사용한다.

그리고 상기 소모성 양극전극(45)은 알루미늄(Al) 또는 철(Fe)로 이루어진 판형 또는 다공형의 전극을 포함할 수 있다.

상기 제1전극모듈(400)은 전원발생기(50)와 연결되어 전원이 인가된다.

이때, 전원인가는 정전류 방식으로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 제1전극모듈(400)에 흐르는 전류를 일정하게 유지하기 위해 전압 값을 가변하는 방식을 택할 수 있다.

상기 제1전극모듈(400)과 상기 전원발생기(50) 사이에는 스위칭 지그(51)가 설치된다.

상기 스위칭 지그(51)는 전압 라인(53)을 통해 상기 제1전극모듈(400) 각각 연결되며, 상기 제1비소모성 양극전극(41)과 소모성 양극전극(45)에 선택적으로 전원을 인가하도록 구성된다.

즉, 상기 스위칭 지그(51)는 전압 라인(53)을 통해 상기 제1비소모성 음극전극(43)과 연결된 상태로, 상기 제1비소모성 양극전극(41)과 소모성 양극전극(45)에 선택적으로 전원을 인가하도록 연결될 수 있다.

이러한 스위칭 지그(51)는 상기 제1비소모성 음극전극(43)과 제1비소모성 양극전극(45)(41)에 일정한 전압을 인가한다.

이때, 상기 응집체 형성 유닛(40)은 상기 제1비소모성 양극전극(41)과 제1비소모성 음극전극(43)에 전원의 인가 시, 전류량을 측정하는 전류 제어기(47) 및 전류 측정기(49)를 포함한다.

상기한 응집체 형성 유닛(40)은 하부의 원수 유입구로부터 원수가 유입되면, 전압을 인가한다.

이때, 인가전압은 전체 전류가 수에서 수십 ㎂로 흐르도록 설정되며, 이온 마이그레이션 효과가 가장 높은 수초 동안 인가하는 것이 바람직하다.

이어서, 상기 스위칭 지그(51)의 작동으로 상기 제1비소모성 음극전극(43)과 소모성 양극전극(45)에 일정한 전류가 흐르도록 가변전압을 인가한다.

상기 가변전압은 전류밀도가 수에서 수백 ㎃/cm2을 유지하도록 설정되며, 전기응집 효율이 가장 높도록 수분 동안 인가하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 스위칭 지그(51)를 반복하여 작동시킨다.

상기 제1전극모듈(400)에 전원이 인가되면, 상기 소모성 양극전극(45)에서 용출된 이온과, 원수의 오염물질이온 사이에 응집반응이 일어나며, 이로 인해, 원수 내에 혼합된 응집물이 응집되어 응집체로 형성될 수 있다.

상기한 응집체 형성 유닛(40)을 거친 응집수는 상기 응집조(20) 내부의 제2공간(S2)으로 이동하여 마이크로버블 형성 유닛(60)을 통과한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템에 적용되는 마이크로버블 형성 유닛의 개략적인 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 마이크로버블 형성 유닛(60)은 상기 응집수가 유입되도록 상기 응집조(20) 내부의 제2공간(S2)에 배치된다.

상기 마이크로버블 형성 유닛(60)은 복수개의 제2비소모성 양극전극(61), 및 제2비소모성 음극전극(63)으로 구성된다.

예를 들어, 상기 마이크로버블 형성 유닛(60)은 상기 제2비소모성 양극전극(61), 제2비소모성 음극전극(63), 및 제2비소모성 양극전극(61) 순으로 겹쳐진 하나의 제2전극모듈(600)을 포함하며, 상기 제2전극모듈(600)이 복수개 구성될 수 있다.

이때, 상기 제2비소모성 양극전극(61)은 상기 제1비소모성 양극전극(41)과 연결되고, 상기 제2비소모성 양극전극은 상기 제1비소모성 음극전극(43)과 각각 전기적으로 연결된다.

예를 들어, 상기 제1비소모성 양극전극(41)과 제2비소모성 양극전극(61)은 전극판에 전극이 일정패턴으로 패터닝된 부스바(70)를 통해 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제1비소모성 음극전극(43)과 제2비소모성 음극전극(63) 또한, 전극판에 전극이 일정패턴으로 패터닝되어 전기적으로 연결될 수 있다.

이때, 상기 부스바(70)는 구리(Cu) 재질로 이루어질 수 있다.

상기한 제2전극모듈(600)은 상기 응집조(20)의 제2공간(S2)의 내벽에 형성된 홈(H)을 통해 장착될 수 있다.

상기 제2비소모성 양극전극(61)은 유전물질로 피복된 판형 또는 다공형의 절연전극을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 유전물질은 이리듐(Iridium) 또는 루테늄(Ruthenium)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2비소모성 음극전극(63)은 단위 에너지당 응집효율을 좋으며, 원수와의 표면 저항이 낮아 전기장형성 및 환원반응이 효율적으로 일어날 수 있도록 구성되는 전극을 사용한다.

이러한 제2비소모성 양극전극(61)과 제2비소모성 음극전극(63)은 상기 제1비소모성 양극전극(41)과 제1비소모성 음극전극(43)과 각각 연결되어 상기 제1비소모성 양극전극(41)과 제1비소모성 음극전극(43)에 전압의 인가 시, 전기분해 반응을 일으킨다.

상기한 마이크로버블 형성 유닛(60)은 상기 제2비소모성 양극전극(61)과 상기 제2비소모성 음극전극(63)의 전기분해 반응 시, 수산화이온의 생성량을 측정하기 위한 pH 측정기(65)를 포함한다.

또한, 상기 마이크로버블 형성 유닛(60)은 상기 제2비소모성 양극전극(61)과 상기 제2비소모성 음극전극(63)의 전기분해 시 발생되는 중화열을 측정하기 위한 온도 측정기(69)를 포함한다.

이때, 상기 제2전극모듈(600)은 전기분해 반응에 의해 마이크로버블을 생성한다.

상기 마이크로버블은 직경이 1㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위에서 설정될 수 있따.

이러한 마이크로버블은 부력이 작기 때문에, 분당 약 3mm 상승하는 특징을 갖는다.

상기 마이크로버블은 상기 응집수 내부에 혼합된 응집체에 흡착되어 상기 응집체의 밀도를 낮춰 상기 응집체와 함께 수면위로 부유하게 된다.

이렇게 부유한 응집체는 상기 응집조(20)의 상부에 구성되는 응집체 배출관(29)을 통해 배출된다.

상기 응집체의 배출은 on/off 방식의 불연속적 배출 방식을 적용하거나, 배출 유량 제어를 통해 연속적 배출 방식을 적용할 수도 있다.

상기 연속적 배출방식을 적용하기 위해서는 상기 응집체 배출관(29)에 유량제어밸브를 추가할 수 있다.

더불어, 상기 응집체가 분해된 처리수는 상기 마이크로버블과 상관없이 위치에너지에 의한 하강 유동으로 상기 제2공간(S2)의 하면에 형성된 처리수 배출관(25)을 통해 외부로 배출되어 재사용된다.

상기한 처리수 배출관(25)은 별도의 처리수조(27)와 연결되며, 상기 처리수는 상기 처리수조(27)에 저장될 수 있다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템은 응집조(20)로 유입되는 원수를 응집체 형성 유닛(40)과 마이크로버블 형성 유닛(60)에 의해 연속적으로 전기분해하여 여과시킴으로써, 여과효율을 향상시키고, 여과시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수처리 시스템은 제1비소모성 양극전극(41)의 이온 마이그레이션 효과로 인하여 소모성 양극전극(45)의 효율적 사용이 가능하며, 더불어, 단위 에너지당 오염물질 제거 효율 또한 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 수처리 시스템 10: 원수조
20: 응집조 200: 격벽
21: 원수 유입관 210: 펌프
23: 베플 25: 처리수 배출관
27: 처리수조 29: 응집체 배출관
30: 슬라이딩 그라운드 31: 틈
33: 연결관 35: 침전조
40: 응집체 형성 유닛 400: 제1전극모듈
41: 제1비소모성 양극전극 43: 제1비소모성 음극전극
45: 소모성 양극전극 47: 전류 제어기
49: 전류 측정기 50: 전원발생기
51: 스위칭 지그 53: 전압 라인
60: 마이크로버블 형성 유닛 600: 제2전극모듈
61: 제2비소모성 양극전극 63: 제2비소모성 음극전극
65: pH 측정기 69: 온도 측정기
70: 부스바 S1: 제1공간
S2: 제2공간 H: 홈

Claims (15)

1. 내부의 일정공간이 수직방향으로 배치된 격벽에 의해 제1공간과 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간의 일측으로 원수가 유입되어 상기 제1공간과 제2공간을 거친 후, 상기 제2공간의 일측으로 처리수가 배출되도록 유로를 형성하는 응집조;
   복수개의 제1비소모성 양극전극, 제1비소모성 음극전극, 및 소모성 양극전극으로 구성되어 상기 제1공간에 배치되고, 전원 인가 시, 상기 제1비소모성 양극전극의 이온 마이그레이션 반응과, 상기 소모성 양극전극의 금속이온 용출 반응에 의해 유입되는 상기 원수 내의 오염물질을 응집체로 응집시키는 응집체 형성 유닛; 및
   상기 응집체 형성 유닛을 거친 응집수가 유입되는 상기 제2공간에 배치되고, 복수개의 제2비소모성 양극전극, 및 제2비소모성 음극전극으로 구성되어 상기 제1비소모성 양극전극, 및 상기 제1비소모성 음극전극과 각각 연결되고, 전원 인가 시, 상기 제2 비소모성 양극전극, 및 상기 제2 비소모성 음극전극의 전기분해 반응에 의해 형성된 마이크로버블이 상기 응집수 내부의 상기 응집체를 부유시키는 마이크로버블 형성 유닛;
   을 포함하는 수처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 응집조에는
   상기 제1공간에 대응되는 하면에, 상기 응집체 형성 유닛으로 상기 원수가 유입되는 원수 유입관이 연결되고,
   상기 제2공간에 대응되는 하면에, 상기 마이크로버블 형성 유닛으로부터 처리된 상기 처리수가 배출되도록 처리수 배출관이 연결되는 수처리 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 응집조에는
   상기 원수 유입관에 대응하는 내부에, 상기 원수 유입관의 막힘을 방지하는 베플이 설치되는 수처리 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 응집조는
   상기 제1공간에서, 상기 응집체 형성 유닛의 하측에 구성되고, 가라앉은 오염물질 또는 응집체가 배출되도록 경사지게 설치되는 슬라이딩 그라운드; 및
   상기 슬라이딩 그라운드의 하향 경사진 선단에 대응하는 일측에 장착되어 상기 응집체가 배출되는 연결관;
   을 포함하는 수처리 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 원수는
   상기 응집조의 내벽과, 상기 슬라이딩 그라운드 사이의 틈을 통해 하측에서 상측으로 이동하도록 구성되는 수처리 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 응집조에는
   상기 제2공간에 대응되는 상부에 상기 응집체가 배출되는 응집체 배출관이 연결되는 수처리 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 응집체 형성 유닛은
   상기 제1비소모성 양극전극, 소모성 양극전극, 제1비소모성 음극전극, 소모성 양극전극, 및 제1비소모성 양극전극 순으로 배치되고, 전원발생기와 연결된 스위칭 지그를 통해 상기 제1비소모성 양극전극과 소모성 양극전극에 선택적으로 전원이 인가되도록 구성되는 수처리 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1, 및 제2비소모성 양극전극은
   유전물질로 피복된 판형 또는 다공형의 절연 전극을 포함하는 수처리 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 소모성 양극전극은
   알루미늄(Al) 또는 철(Fe)로 이루어진 판형 또는 다공형의 전극을 포함하는 수처리 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 응집체 형성 유닛은
    상기 제1비소모성 양극전극과 제1비소모성 음극전극에 전원의 인가 시, 전류량을 측정하기 위해 상기 응집조의 내부에 장착되는 전류 제어기 및 전류 측정기를 포함하는 수처리 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로버블 형성 유닛은
    상기 제2비소모성 양극전극, 제2비소모성 음극전극, 및 제2비소모성 양극전극 순으로 배치되되,
    상기 제2비소모성 양극전극은 상기 제1비소모성 양극전극과 연결되고, 상기 제2비소모성 양극전극은 상기 제1비소모성 음극전극과 전기적으로 연결되는 수처리 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로버블 형성 유닛은
    상기 제2비소모성 양극전극과 상기 제2비소모성 음극전극의 전기분해로 인해 직경이 1㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위에서 설정되는 마이크로버블이 형성되는 수처리 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 마이크로버블 형성 유닛은
    상기 마이크로버블이 상기 응집체의 표면에 흡착되어 상기 응집체의 밀도를 낮춰 부유시키도록 구성되는 수처리 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로버블 형성 유닛은
    상기 제2비소모성 양극전극과 상기 제2비소모성 음극전극의 전기분해 반응 시, 수산화이온의 생성량을 측정하기 위해 상기 응집조의 내부에 장착되는 pH측정기를 포함하는 수처리 시스템.
15. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로버블 형성 유닛은
    상기 제2비소모성 양극전극과 상기 제2비소모성 음극전극의 전기분해 시 발생되는 중화열을 측정하기 위해 상기 응집조의 내부에 장착되는 온도 측정기를 포함하는 수처리 시스템.

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