KR20000030260A - 폐수처리용 티타늄 광 반응기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수 및 특수폐수를 정화하는데 필요한 장치 즉 반응기조 내에 삽입 장치하는 광 촉매 반응기로서 티타늄관을 소성 제작하여 티타늄관 내에 보빙관을 중앙에 취부하고 칸탈선을 투입시키고 보빙관 외부와 티타늄관 내부 공간에 마그네샤 분말을 충진하여 칸탈선에 전류가 흐르게 하여 티타늄관 외부에서 빛과 열이 발생하게 하여 물을 광분해 시키고 이때 티타늄관에서 광분해 효율이 ±80%에 도달하게 되며 이를 100%충족 시키기 위하여 티타늄관 외부로부터 3cm간격에 산화티타늄을 광 촉매 촉진 반응기를 2개 부착한다. 이 촉진반응기의 구조는 외부 석영관과 내부 유리관 사이에 산화티타늄을 충진하고 내부 유리관 내에 자외선을 발생하는 등을 삽입하여 빛을 발산하게 하여 물을 광분해 시킴과 동시에 티타늄관에서 발생하는 광분해를 돕는 역할을 하여 100%의 효율을 충족시키는 것으로 물을 광분해시키는 특수 처리용 광 촉매 반응기를 발명 하였음. 이를 명명하여 폐수처리용 티타늄 광 반응기라고 칭하고 이를 발명하였음.

Description

폐수처리용 티타늄 광 반응기{PHOTO TITANIUM CATALYTIC REACTOR TREATMENT}

본 발명은 심각하게 사회 문제화되고 있는 각종 오폐수 특히 쓰레기 침출수, 축산폐수, 분뇨, 공장폐수로 인하여 극심한 수질오염이 발생하여 범 국민적 환경운동으로 전개되는 바 본 발명인은 이를 해결하기 위하여 다년간 연구개발에 전념하여 티타늄을 이용한 광 촉애 반응기를 개발하여 생활오수에서 고농도 폐수에까지 저비용 고효율 효과로 처리할 수 있는 처리장치를 개발하여 환경문제 해소 및 수질 보전으로 인류를 물 공해로부터 보호하기 위하여 본 발명을 하게 되었음.

본 발명은 폐수 처리 장치에 속한 것으로 폐수처리용 티타늄 광 반응기는 각종 오폐수의 전처리 과정부터 완전 법정기준치 이하로 처리하며 특히 고농도 축산폐수의 경우 현재 전국에 시설가동중인 처리장은 유입에서 방류까지 체류기간이 약15일 전후이나 본인이 발명한 반응기를 이용한 처리Process를 채택하면 1시간30분내에 완전처리 되며 일일 5,OO0m³처리가 가능하며 또한 유입수 공급량과 그 처리량이 비례적으로 진행되도록 하여 처리된 수질이 매우 깨끗하게 여과되어지는 폐수처리장치에 관한 것이다. 일반적으로 발생하는 폐수는 생활오수, 축산폐수, 분뇨, 공업용폐수, 쓰레기 침출수 등으로 분류 할 수 있다.

상기와 같이 발생하는 폐수는 그 오염도가 매우 심각하여 범 국가적으로 해결하고자 하나 오염도가 매우 심각한 상태에 도달하여 그 심각도가 극도에 달하여 사회 문제화되어 있는 상태이며 특히 쓰레기 매립지 침출수, 공업용 폐수는 매우 심각한 실정이다.

따라서 매립지침출수, 공업용폐수 뿐만 아니라 축산폐수등은 자체적으로 여과 장치를 이용하여 처리하지만 투자비에 비하여 기준치에 미달하는 방류수가 종종 발생하고 있는 실정이다. 이는 각처리장에서 현재 실시하고 있는 처리장에는 생물학적방법, 화학적방법 자연정화법등을 보편적으로 적용하고 있으나 난분해성 물질을 처리함에는 부족함이 있을 뿐만 아니라 처리비용이 많이 투입됨에 비례하여 처리 효율이 저조한 상태이며 따라서 저렴한 운영비와 적은 공간에서 난분해성 물질 처리하는 수처리 공법이 절실히 요구되어 진다. 따라서 광 촉매를 이용한 폐수처리 문제를 해결하기 위하여 기술자와 과학자가 연구하며 실용화에 접근하려 하였으나 현실적인 수준에는 미흡한 상태임.

따라서 본 발명은 이산화티타늄과 자외선을 이용한 광 촉매에 관한 것으로 이를 적용하여 물 등을 광분해 시키는 반응장치이다. 이에 대해 광분해 반응에서는 이산화티타늄 반도체와 금속등을 전극으로 사용해 자외선 및 빛이 닿으면 산소와 수소가 발생한다. 이때 어느 정도 빛에서도 이산화티타늄은 변화하지 않고 광 촉매 역할을 하게 된다.

이산화티타늄(Tio2) 광 촉매 반응에서는 반응이 촉매 표면에서 일어나며 이산화티타늄 광 촉매는 산화 반응과 환원 반응이 광 촉매 표면에서 일어나지만 산화력이 매우 강하고 수 처리에 이용되는 염소나 오존의 산화력을 상화하며 극소수의 자외선 빛을 조사하여도 광 반응이 발생한다. 이를 수 처리에 이용함으로 수질 정화에 기여하게 되며, 광 촉매를 이용하여 수 처리를 하고자 할시 이산화티타늄분말을 탐지하는 방법이 하나의 주요 요점이 되어 왔으며 이 탐지된 이산화티타늄 회수에 기술적 문제가 되고 있으며 이 문제를 해결하기 위하여 탱크형광반응기(TANK TYPE PHOTO REACTOR), 이때는 광 수면의 최대 효과가 있으며, 또 관형반응기(PIPE TYPE PHOTO REACTOR)에 자외선을 투과율이 좋게 함으로 광 반응을 일으키게 하는 것과 활성탄(AC) 및 실리카켈 같은 흡착제에 이산화티타늄을 탐지시켜 고정 후 촉매반응을 일으키게 하는 장치 그 외 나선형 광반응기(SPIRAL TYPE PHOTO REACTOR) 이 밖에도 여러 가지 형태의 반응기가 고안되어 있으나 거의 실용화에는 못 미치며 실용화를 위해서는 반응효율과 가동비용 등 여러면에서 큰 규모가 필요하다. 이에 부응하여 다량의 고농도 현탁 폐수를 처리할 수 있는 폐수처리용 티타늄 광 반응기를 개발하게 되었다.

도 1은 본 발명에 따른 폐수처리용 티타늄 광 반응기 조립 단면도

도 2는 본 발명에 따른 티타늄 광 반응기의 티타늄관을 나타낸 도

도 3은 본 발명에 따른 티타늄관에서의 반응을 돕는 티타늄 광 반응장치 도

도 4는 본 발명에 따른 주된 광 촉매 반응기인 티타늄 반응기로서 빛, 열 발생장치인 칸탈선 도

도 5는 본 발명에 따른 티타늄 광 반응기 내에서 칸탈선을 보호하며 빛과 열을 전도하는 보빙관 상세도

도 6는 본 발명에 따른 마그네샤는 티타늄 광 반응기 내에서 빛과 열을 티타늄관으로 전달함과 동시 보빙관을 고정하고 보호하는 장치 도

도 7은 티타늄 반응기의 구조로 석영관, 유리관, 자외선등의 도임

도 8은 본 발명에 따른 각각의 장치를 연결하기 위한 장치이며 폐수를 처리하기 위한 반응조에 취부하기 편리한 취부장치 상세도

다음 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 폐수처리용 티타늄 광 촉매기 (도1)단면도 티타늄(Tio2)을 소성하여 광수반응을 할 수 있도록 한 티타늄관(도1-⑥)의 광수반응을 발생케 하는 기본적인 칸탈선(도1-⑫)처리양이 적합하게 설계하여 칸탈선을 보호하는 보빙관(도1-⑪)을 취부하고 보빙관과 티타늄관 사이 공간에 마그네샤분체(도1-⑩)를 충진하여 빛과 열을 티타늄(Tio2)관에 전달하여 물을 광분해하는 역할을 한다. 이때 티타늄관에서 광분해 역할의 효능을 증대하기 위하여 양측면에 이산화티타늄(Tio2)를 주 소재로 하는 광촉매기를 양면에 취부하는데 이구조는 외부 석영관(도1-⑥)내부 중앙에 자외선등(도1-⑧)을 설치하고 석영관과 자외선등 사이 공간에 산화티타늄(Tio2)(도1-⑦)을 충진하여 자외선등에 자외선을 발생하게 하여 석영관 외부로 광수반응을 하게 하는 장치를 반응기보호부(도1-④)와 반응기두부(도1-③)에 취부하여 전선에 전기를 통과시킴으로 물, 폐수를 광분해하는 역할을 한다.

상기에서 기술 한 바와 같이 본 발명에 따른 폐수처리용 광촉매 반응기는 물, 폐수를 광분해하는 광수반응기이므로 처리할 폐수의 상태와 양에 따라 광 반응 면적을 대,소로 제작하며 처리할 폐수의 질과 양에 적합한 처리조를 제작하여 폐수처리용 광촉매 반응기를 취부한다. 이때 모든 장치는 자동화로 하고 무인 운전이 가능토록 한다.

이 PROCESS의 장점은 처리장 부지 면적에서 많은 폐수처리를 할 수 있으며 하수처리, 쓰레기매립지 침출수처리, 골프장 폐수처리, 식음용수처리, 중수처리 등을 신속하고 저렴한 운영비ㆍ저렴한 시설비로 양질의 처리수를 얻을 수 있음이 장점이다.

Claims (3)

1. 수 폐수 처리용 티타늄 광 반응기(도1)는 폐수 처리 용량에 따라 용량에 적합한 설계로 그 크기를 정하고 석영관(도2) 내부에 자외선등(도4)를 취부하고 석영관과 자외선등 사이에 산화티타튬분체(도3)을 충진하여 티타늄 광 반응기의 효능을 증가 시켜주는 역할을 하는 장치와 티타늄관(도5) 내부에 다공의 보빙관(도11)과 보빙관이 다공 사이에 칸탈선(도7)을 삽입배열하고 마그네샤(도10)을 티타늄관 내벽과 다공질의 보빙광 외벽 사이 공간에 충진하여 이루어진것과 두부 및 보호부(도9)을 조합으로 하여 이루어진 폐수 처리용 티타늄 광 반응기.
2. 제1항에서 석영관(도2)와 자외선등(도3) 그리고 산화티타늄(Tio2)(도4)조합하여 광분해 시키는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 티타늄 광 반응기.
3. 나선형의 칸탈선(도7)과 다공질의 보빙관(도8) 그리고 티타늄관(Tio2) 빛, 열의 전달 및 방전의 역할을 하는 마그네샤분체를 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 처리용 티타늄 광 반응기.