KR20010024864A - 액체처리 방법 및 액체처리 장치 및 액체처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 액체처리 방법으로 마이크로파에 의해 형성되는 전계가 액체 중에 있어서 수화 안정상태 또는 소수 콜로이드 준 안정상태에 있는 콜로이드 입자를 소수화하여 액체분자로부터 분리시키고, 저주역의 초음파가 캐비테이션 작용에 의해 분리된 콜로이드 입자를 서로 충돌시켜 응집시키는 동시에, 고주역의 전자초음파가 액체를 탈취시킨다. 따라서, 대규모 설비를 요구하지 않아 액체 중에 용해되어 있는 콜로이드 입자를 용이하고 확실하게 제거할 수 있는 동시에, 탈취도 행할 수 있다. 따라서, 수용성 유기물 또는 미생물 등의 콜로이드 입자를 함유한 액체에 전자파인 마이크로파를 발진시켜 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시킨 후, 이 콜로이드 입자를 분리 후의 액체에 저주역의 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 상기 액체에 고주역의 전자초음파를 발진시켜 상기 액체의 탈취를 행하도록 되어 있다.

Description

액체처리 방법 및 액체처리 장치 및 액체처리 시스템{Liquid treating process and apparatus, as well as liquid treating system}

종래로부터, 소 또는 돼지 등의 분뇨를 함유한 축산용 배수, 세정액 또는 공장폐액 등의 화학물질을 함유한 공업용 배수를 정화처리하는 방법 또는 시스템이 제안되어 있다.

이러한 종래의 액체처리 시스템에 대해서 양돈 배수 처리를 예로 들어 설명하면, 종래의 양돈 배수 등의 수처리 시스템은, 도 28에 나타낸 바와 같이, 스크린(135) 등에 원수를 통과시켜 고형 부유물을 제거하기 위한 여과 처리수단(131)과, 호기성 미생물에 의해 수용성 유기물 등을 분해처리하기 위한 활성오니 처리수단(132)과, 이 분해에 의해 원수로부터 분리된 수용성 유기물을 침전시켜 물과 침전물로 분리시키는 침전분해 처리수단(133)과, 상기 침전물로부터 수분을 탈수제거하기 위한 탈수 처리수단(134)으로 구성되어 있다.

이들 각 처리수단에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 상기 여과 처리수단(131)에서는, 분뇨 등의 고형 부유물을 함유한 원수가 스크린(135)을 통과할 때, 상기 부유물이 스크린(135)에 포획되어 제거된다. 이 부유물이 제거된 원수는 일단 저장탱크(136)에 저장된 후, 계량탱크(137)에 이송되어 활성오니 처리가능한 수량마다 활성오니 처리수단(132)으로서의 활성오니 처리탱크(118)에 유입된다. 이 활성오니 처리탱크(118)에서는, 호기성 미생물이 원수 중의 질소와 같은 수용성 유기물을 생분해하도록 되어 있다. 이 처리수단에서 생분해된 원수는 침전분해 처리수단(133)으로서의 침전탱크(139)에 이송되고, 이 침전탱크(139)에서 수용성 유기물 등을 침전탱크(139)의 바닥에 침전시켜 물과 분리시키고, 이 물은 소독 후에 하천 등에 방류되며, 상기 침전물은 탈수 처리수단(134)으로 이송된다. 이 탈수 처리수단(134)에서는, 탈수기(140)에 의해 탈수되어 고형물로서 배출된다.

여기서, 종래의 수처리 시스템에 있어서는, 상기 활성오니 처리탱크(118)의 대형화에 따른 부지 및 건설비의 방대화를 회피하기 위해, 상기 저장탱크(136)에 상기 탈수기(140)의 세정수가 유입되도록 되어 있다.

따라서, 상기 탈수기(140)의 세정수에 의해, 유기물 부하가 높은 이른바 고농도의 원수가 희석화되기 때문에, 상기 활성오니 처리수단(132)에 있어서의 호기성 미생물의 유기물 분해 부담이 경감되도록 되어 있었다.

그러나, 종래의 수처리 시스템에 있어서는, 탈수기(140)의 세정수만으로는 고농도의 원수를 충분히 희석할 수 없어, 보다 많은 수량이 요구되었다. 또한, 원수 희석화의 수량이 증대될 경우는 정화처리의 수량도 증가되기 때문에, 결국, 수처리 설비가 대규모화 되어, 건설비 등의 초기 비용 및 액체처리를 위한 소비전력료 또는 수도료 등의 가동 비용이 증가된다는 문제가 발생되었다.

또한, 고농도 오수의 생물처리를 행할 경우는 유지관리가 어렵고, 일단 처리체계가 붕괴될 경우는 회복까지 몇 개월의 시간이 요구되며, 그동안 정화처리가 불완전한 처리수를 하천 등에 방류하게 되어, 환경오염의 문제가 발생될 우려도 있었다.

이러한 문제에 대하여, 고분자 응집제 등의 약품을 사용하여 화학적으로 원수 중의 고분자 유기물을 응집분리시켜 농도를 저하시키는 처리방법이 제안되었다. 그러나, 유기물의 농도에 대한 약제의 종류 또는 투입량의 설정이 미묘하고, 농도변화 등에 따르도록 하는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 잔약이 활성오니 처리조에 혼입되게 될 경우, 미생물을 효과적으로 분해처리할 수 없게 되거나, 미생물을 사멸시키게 되는 등의 문제가 발생될 우려도 있었다.

추가로, 호기성 미생물 대신에 혐기성 미생물에 의한 분해처리 방법도 제안되어 있었으나, 대형탱크에 장기간 저장해야만 하기 때문에, 광대한 부지가 필요한 동시에, 악취 대책을 실행해야만 한다는 문제가 있었다.

본 발명은 액체처리 방법, 액체처리 장치 및 액체처리 시스템에 관한 것으로, 특히, 하천 또는 호수의 물을 비롯하여 축산용 배수 또는 공업용 배수 등의 고농도 배수, 그 밖의 수용성 유기물 또는 미생물을 함유한 액체를 정화시키는데 적합한 액체처리 방법, 액체처리 장치 및 액체처리 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 제 1 실시형태를 나타내는 플로차트.

도 2는 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 제 1 실시형태의 주요부를 나타내는 평면도.

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 단면도.

도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ 방향으로부터 본 설명도.

도 5는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 방향으로부터 본 설명도.

도 6은 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 제 1 실시형태에 있어서의 제 1 분리 처리수단과 제 1 응집 처리수단을 나타내는 모식도.

도 8은 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서의 세분 대전하 처리수단의 요부를 나타내는 설명도.

도 9는 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서의 탈취 처리수단의 요부를 나타내는 설명도.

도 10은 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 제 1 실시형태에 있어서의 고전압 펄스 처리수단을 나타내는 설명도.

도 11은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 고전압 펄스 처리수단에 있어서 인가되는 전압 패턴을 나타내는 설명도.

도 12는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 고전압 펄스 처리수단에 있어서 인가되는 전압 패턴을 나타내는 설명도.

도 13은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 고전압 펄스 처리수단의 처리에 따른 처리수의 분자상태를 나타내는 설명도.

도 14는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 집중제어수단을 나타내는 블록도.

도 15는 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 제 2 실시형태를 나타내는 플로차트.

도 16은 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 제 2 실시형태의 주요부를 나타내는 정면도.

도 17은 도 16의 평면도.

도 18은 도 16의 좌측면도.

도 19는 도 16의 우측면도.

도 20은 도 16의 배면도.

도 21은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 응집장치 및 응집가속장치에 의해 콜로이드 입자가 분리응집되는 메커니즘을 나타내는 설명도.

도 22는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 응집장치 및 응집가속장치에서의 처리에 의해 발생되는 OH 라디칼(radical)의 발생을 나타내는 화학식.

도 23은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 제 1 침전장치 및 제 2 침전장치의 주요부를 나타내는 설명도.

도 24는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 제 1 침전장치 및 제 2 침전장치의 전기적 분리막을 나타내는 설명도.

도 25는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 집중제어장치를 나타내는 블록도.

도 26은 본 발명의 제 2 실시형태에 의해 양돈 배수를 처리했을 때의 실증시험 결과로서, 원수, 응집장치 입구 및 제 2 침전장치 출구에 있어서의 수용성 유기물 등의 양을 나타내는 표.

도 27은 본 발명의 제 2 실시형태에 의해 양돈 배수를 처리했을 때의 실증시험 결과 중에서, 제 3 회째의 결과에 대해서 각 장치 출구에 있어서의 수용성 유기물 등의 양을 나타내는 표.

도 28은 종래의 수처리 시스템을 나타내는 플로차트.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 액체처리 설비를 소규모화할 수 있어 초기 비용 및 가동 비용을 저렴화할수 있는 동시에, 간단한 조작에 의해 액체 중의 수용성 유기물 또는 미생물 등을 확실하게 제거할 수 있으며, 탈취, 탈색, 살균, 액체의 세분화 처리 및 산화환원 처리를 행할 수 있는 액체처리 방법 및 액체처리 장치 및 액체처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 액체처리 방법의 특징은, 수용성 유기물 또는 미생물 등의 콜로이드 입자를 함유한 액체에 전자파인 마이크로파를 발진시켜 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시킨 후, 이 콜로이드 입자를 분리 후의 액체에 저주역 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 상기 액체에 고주역 전자초음파를 발진시켜 상기 액체의 탈취를 행하도록 한 점에 있다.

여기서, 전자초음파는 영구자석 또는 전자석에 의한 자속과 초음파 발진기에 의한 초음파를 공간에서 합성시킨 것을 의미한다. 또한, 콜로이드 입자는 액체 중에 분산되는 수용성 유기물의 미립자 또는 미생물, 미세 조류 등의 액체분자 이외의 물질을 의미하며, 이들은 액체 중에서 수화 안정상태 또는 소수 콜로이드 준 안정상태에 있다.

그리고, 이러한 방법을 채용함으로써, 마이크로파에 의해 형성되는 전기계가 액체 중에서 수화 안정상태 또는 소수성 콜로이드 준안정상태에 있는 콜로이드 입자를 소수화하여 액체분자로부터 분리시키고, 저주역 초음파가 캐비테이션(cavitation) 작용에 의해 분리된 콜로이드 입자를 서로 충돌시켜 응집시키는 동시에, 고주역 전자초음파가 액체를 탈취시킨다. 따라서, 대규모 설비를 요구하지 않아 액체 중에 용해되어 있는 콜로이드 입자를 용이하고 확실하게 제거할 수 있는 동시에, 탈취도 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 방법의 특징은, 저주역 초음파를 100㎑ 이하의 주파수로 하는 동시에, 고주역 전자초음파를 3M∼300㎒의 주파수로 한 점에 있다. 그리고, 이러한 방법을 채용함으로써, 초음파 및 전자초음파가 보다 효율적인 주파수로 액체에 조사되기 때문에, 분리된 액체 중의 미세한 콜로이드 입자를 보다 신속하고 확실하게 응집제거할 수 있으며, 보다 효과적으로 액체의 탈취를 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 방법의 특징은, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 전자파인 마이크로파 및 저주역 초음파를 발진시켜 부유물의 분리응집 처리를 행하는 동시에, 고주역 전자초음파를 발진시켜 탈취처리를 행한 후, 그 액체에 고전압 펄스를 인가하여 질소를 분리제거하는 동시에, 오존을 발생시켜 상기 액체의 탈색 및 살균을 행하도록 한 점에 있다. 그리고, 이러한 방법을 채용함으로써, 고전압 펄스에 의해 발생된 전계가 콜로이드 입자의 분리응집 처리를 가속시키는 동시에, 액체에 함유된 질소를 분리제거하며, 액체의 탈색 및 살균을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 방법의 특징은, 액체에 고전압 펄스를 인가한 후, 상기 액체를 강자계중에 통과시켜 액체를 세분화하도록 한 점에 있다. 그리고, 이러한 방법을 채용함으로써, 강자계가 액체를 대전시켜 분자끼리의 결합을 보다 정밀하게 절단하기 때문에, 처리액의 품질을 높일 수 있어 보다 광범위한 분야로의 재이용이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 장치의 특징은, 콜로이드 입자를 함유한 액체를 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시키기 위해 전자파인 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발진체와, 상기 콜로이드 입자를 응집시키기 위해 저주역 초음파를 발진시키는 저주역 초음파 발진체와, 상기 액체로부터 악취를 제거하기 위해 고주역 전자초음파를 발진시키는 고주역 전자초음파 발진체를 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 마이크로파 발진체에 의해 형성되는 마이크로파의 전계가 액체 중에서 수화 안정상태 또는 소수 콜로이드 준안정상태에 있는 콜로이드 입자를 소수화하여 액체분자로부터 분리시키고, 저주역 초음파 발진체로부터 발진되는 초음파의 캐비테이션 작용에 의해 분리된 콜로이드 입자를 서로 충돌시켜 응집시키는 동시에, 고주역 전자초음파 발진체로부터 발진되는 고주역 전자초음파가 액체를 탈취시킨다. 따라서, 대규모 설비를 요구하지 않아 액체 중에 용해되어 있는 콜로이드 입자를 용이하고 확실하게 제거할 수 있는 동시에, 탈취도 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 장치의 특징은, 저주역 초음파 발진체로부터 발진되는 저주역 초음파를 100㎑ 이하의 주파수로 하는 동시에, 고주역 전자초음파 발진체로부터 발진되는 고주역 전자초음파를 3M∼300㎒의 고주파로 한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 초음파 및 전자초음파가 보다 효율적인 주파수로 액체에 조사되기 때문에, 분리된 액체 중의 미세한 콜로이드 입자를 보다 신속하고 확실하게 응집제거할 수 있고, 보다 효과적으로 액체의 탈취를 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 장치의 특징은, 액체로부터 질소를 분리제거하는 동시에, 오존을 발생시켜 상기 액체의 탈색 및 살균을 행하기 위한 고전압 펄스 발생체를 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 고전압 펄스에 의해 발생된 전계가 콜로이드 입자의 분리응집 처리를 가속시키는 동시에, 액체에 함유된 질소를 간단한 장치로 분리제거하며, 액체의 탈색 및 살균을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 장치의 특징은, 액체를 세분화하기 위한 자계를 형성하는 자계 형성체를 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 자계 형성체에 의해 형성되는 강자계가 액체를 대전시켜 분자끼리의 결합을 보다 정밀하게 절단하기 때문에, 처리액의 품질을 높일 수 있으며, 이 처리 후의 액체를 보다 광범위한 분야에서 재이용하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 전자파인 마이크로파를 발진시켜 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시키는 분리 처리수단과, 이 콜로이드 입자를 분리시킨 후의 액체에 저주역 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 응집 처리수단과, 액체에 고주역 전자초음파를 발진시켜 상기 액체의 탈취를 행하는 탈취 처리수단과, 상기 액체에 고전압 펄스를 인가하여 상기 액체로부터 질소를 분리제거하는 동시에, 오존을 발생시킴으로써 상기 액체의 탈색 및 살균을 행하는 고전압 펄스 처리수단과, 상기 콜로이드 입자의 응집물을 자력에 의해 흡착배출하는 응집물 배출 처리수단을 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 분리 처리수단으로부터 발진되는 마이크로파에 의한 전계가 액체 중에서 수화 안정상태 또는 소수 콜로이드 준안정상태에 있는 콜로이드 입자를 소수화하여 액체분자로부터 분리시키고, 응집 처리수단으로부터 발진되는 초음파의 캐비테이션 작용에 의해 분리된 콜로이드 입자를 서로 충돌시켜 응집시키는 동시에, 탈취 처리수단으로부터 발진되는 고주역 전자초음파가 액체를 탈취시키고, 고전압 펄스 처리수단에 의해 인가되는 고전압 펄스에 의한 전계가 콜로이드 입자의 분리응집 처리를 가속시키는 동시에, 액체에 함유된 질소를 간단한 장치로 분리제거하며, 오존을 발생시켜 액체의 탈색 및 살균을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 액체처리 시스템을 소규모화할 수 있어 초기 비용 및 가동 비용을 저렴화할 수 있고, 액체 중의 콜로이드 입자를 확실하게 제거할 수 있는 동시에, 탈취, 탈색 및 살균이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 액체를 강자계 중에 통과시켜 액체를 세분화하는 세분화 처리수단을 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 강자계가 액체를 보다 세분화하여 품질을 높일 수 있기 때문에 보다 광범위한 분야에 대한 이용이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 대전하된 액체에 전자를 전달하고 다시 받아들여 산화환원 반응을 행하는 산화환원 처리수단을 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 화학반응이 발생되기 쉬운 대전하된 상태의 액체를 화학반응하기 어려운 안정적인 액체로 되돌릴 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 응집 처리수단에 의해 발진되는 저주역 초음파를 100㎑ 이하의 주파수로 하는 동시에, 탈취 처리수단에 있어서의 고주역 전자초음파를 3M∼300㎒의 주파수로 한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 초음파 및 전자초음파가 보다 효율적인 주파수로 액체에 조사되기 때문에, 분리된 액체 중의 미세한 콜로이드 입자를 보다 신속하고 확실하게 응집제거할 수 있고, 보다 효과적으로 액체의 탈취를 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 장치의 특징은, 수용성 유기물 또는 미생물 등의 콜로이드 입자를 함유한 액체로부터 콜로이드 입자를 분리응집시키는 동시에, 미생물 등의 세포를 파괴시키기 위해 고주파수의 고전압 펄스를 인가하는 교류 고전압 전극을 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 고주파수의 고전압 펄스에 의해 발생된 전계가 액체 중의 콜로이드 입자를 대전하시키고, 콜로이드 입자의 수화 안정상태 및 소수 콜로이드 준안정상태를 파괴시켜 콜로이드 입자를 소수화하며, 분리응집시킬 수 있는 동시에, 수용성 유기물(water-bloom) 또는 대장균 등의 미생물 세포를 파괴시켜 사멸시킬 수 있다. 또한, 이것에 의해 액체분자로부터 콜로이드 입자가 분리되기 때문에 탈취 및 탈색을 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 수용성 유기물 또는 미생물 등의 콜로이드 입자를 함유한 액체로부터 콜로이드 입자를 분리응집시키는 동시에, 세포를 파괴시키기 위해 고주파수의 고전압 펄스를 인가하는 교류 고전압 전극을 구비한 대전하·세포파괴 처리수단을 갖는 응집장치와, 상기 액체에 전저파인 마이크로파를 발진시켜 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시키는 마이크로파 분리 처리수단, 상기 마이크로파를 발진시킨 후의 액체에 40k∼1200㎑의 주파수의 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 제 1 초음파 응집 처리수단, 상기 액체에 고주역 전자초음파를 발진시키는 탈취 처리수단을 각각 구비하고 있는 응집가속장치, 상기 콜로이드 입자의 응집물을 함유한 액체를 고전압이 인가된 격자형상의 전기적 분리막에 통과시켜 상기 응집물을 상기 전기적 분리막에 흡착시키는 동시에, 상기 고전압의 인가방향을 변화시켜 상기 응집물을 침전시키는 응집물 침전 처리수단을 구비하고 있는 침전장치를 갖는 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 응집장치에 있어서 고주파수의 고전압 펄스에 의해 발생된 전계가 액체 중의 콜로이드 입자를 대전하시키기 때문에, 콜로이드 입자의 수화 안정상태 및 소수 콜로이드 준안정상태를 파괴시켜 소수화하고 응집시킬 수 있는 동시에, 아오코 또는 대장균 등의 미생물 세포를 파괴시켜 사멸시킬 수 있으며, 응집가속장치에 있어서 마이크로파 및 초음파가 콜로이드 입자의 분리응집을 가속시킨다. 또한, 응집장치에 있어서 액체를 탈취 및 탈색시킬 수 있는 동시에, 응집가속장치의 전자초음파가 주로 콜로이드 입자의 아미노산을 분쇄하여 콜로이드 입자 자체의 탈취를 행하기 때문에 완전하게 액체의 악취를 해소할 수 있다. 게다가, 응집물 침전 처리수단에 있어서 고전압으로 인가된 전기적 분리막이 콜로이드 입자의 응집물을 확실하게 흡착시키는 동시에, 전압의 교체에 의해 응집물을 신속하게 침전시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 직류 고전압을 인가하여 액체의 산화환원 반응을 촉진시키는 동시에, 탄소를 분해시키는 직류 고전압 전극을 구비한 산화환원 처리수단을 응집장치에 설치한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 산화환원 반응의 촉진에 의해 액체의 대전하가 촉진되어 콜로이드 입자의 분리응집 처리가 신속하게 진행된다. 또한, 탄소가 분해됨으로써 액체 중에서 쇼트(short)가 발생되기 어렵기 때문에 고전압을 원활하게 인가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 콜로이드 입자를 함유한 액체를 자계가 형성된 관내에 있어서 액체의 흐름방향으로 다수의 자석을 매설한 블레이드(blade)에 의해 혼합시키면서 통과시켜 액체분자 및 콜로이드 입자를 세분화하여 대전하시키는 동시에 콜로이드 입자끼리를 흡착시키는 세분 대전하 처리수단을 응집가속장치에 설치한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 액체를 유화시키는 에멀션(emulsion) 효과에 의해 액체분자 및 콜로이드 입자를 보다 미세화하는 동시에, 대전하시켜 동일 전위의 콜로이드 입자끼리를 강력하게 흡착시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 28㎑, 40㎑ 및 48㎑의 주파수의 종파에 의한 초음파와 100㎑의 주파수의 횡파에 의한 초음파를 발진시키는 제 2 초음파 응집 처리수단을 응집가속장치에 설치한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 원수의 농도에 따른 주파수를 갖는 초음파의 캐비테이션 작용에 의해, 분자상태에 있는 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 이 응집물을 액체분자로부터 분리시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 100M∼500㎒의 주파수의 전자파를 발진시켜 유도 플라즈마를 발생시키고, 상기 콜로이드 입자를 액체분자로부터 완전하게 분리시키는 완전분리 처리수단을 응집가속장치에 설치한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 전자파에 의한 유도 플라즈마가 콜로이드 입자의 응집물을 액체분자로부터 완전하게 분리시켜 교반되더라도 다시 용해되는 것을 없앨 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 교류 고전압 전극을 2개의 양극과 1개의 음극으로 이루어진 3전극 방식에 의해 구성하도록 한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 원하는 주기로 전극의 극성을 변화시킴으로써 교류 고전압 전극의 마모를 방지할 수 있어 전극의 수명이 향상되는 동시에, 교류 고전압을 광범위에 걸쳐 인가할 수 있어 응집처리 범위를 확대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 직류 고전압 전극을 2개의 양극과 1개의 음극으로 이루어진 3전극 방식에 의해 구성하도록 한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 전극의 극성을 변화시킴으로써 직류 고전압 전극의 마모를 방지할 수 있어 전극의 수명이 향상되는 동시에, 직류 고전압을 광범위에 걸쳐 인가할 수 있어 산화환원 처리 범위를 확대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 교류 고전압 전극의 음극을 마그네슘계의 재료에 의해 형성한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 마그네슘이 액체 중에 용출되기 때문에, 분리된 콜로이드 입자의 응집을 한층 더 촉진시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 직류 고전압 전극의 음극을 마그네슘계의 재료에 의해 형성한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 마그네슘이 액체 중에 용출되기 때문에, 분리된 콜로이드 입자의 응집을 한층 더 촉진시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 교류 고전압 전극을 백금과 티타늄의 합금재료에 의해 형성한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 전극의 마모를 억제하면서 전자의 전송 및 수신을 통상보다도 10배정도 촉진시킬 수 있어 액체의 대전하를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 직류 고전압 전극을 구리와 텅스텐의 합금재료에 의해 형성한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 전극의 마모를 억제하면서 전자의 수수를 통상보다도 10배정도 촉진시킬 수 있어 액체의 대전하를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액체처리 시스템의 특징은, 응집가속장치에 있어서 발진되는 상기 마이크로파를 2.4G∼10.5㎓의 주파수로 한 점에 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용함으로써, 마이크로파가 보다 효과적인 주파수로 콜로이드 입자에 발진되기 때문에, 콜로이드 입자와 액체분자의 분리를 한층 더 효율적으로 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

또한, 본 발명은 수영장 등의 서비스 수는 물론, 양돈 또는 양우 등의 축산 배수, 공장폐액 등의 공업 배수 및 폐유와 같은 각종 액체를 정화시킬 경우에 이용할 수 있으나, 편의상, 이하의 설명에 있어서는 양돈 배수 또는 공업용 배수 등의 정화 처리 시스템을 실시의 일례로서 설명한다.

도 1은 본 발명의 액체처리 시스템의 제 1 실시형태를 나타내고 있으며, 제 1 실시형태는, 돼지의 배뇨 등을 함유한 원수로부터 비중이 큰 고형 부유물을 스크린 등에 의해 제거하기 위한 여과 처리수단(1)과, 여과 후의 아직 오염되어 있는 원수에 전자파인 마이크로파를 발진시켜, 이것에 의한 전계가 콜로이드 입자와 물 분자를 분리시키기 위한 제 1 분리 처리수단(2)과, 이 분리 후의 원수에 저주역 초음파를 발진시켜 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 물분자로부터 분산시키기 위한 제 1 응집 처리수단(3)과, 자계 중에서 혼합됨으로써 원수 중의 물분자와 콜로이드 입자를 세분화하면서 대전정렬화시키는 세분 대전하 처리수단(4)과, 이 세분화와 함께 대전정렬화된 처리수에 다시 전자파인 마이크로파를 발진시켜 미세한 콜로이드 입자와 물분자로 분리시키기 위한 제 2 분리 처리수단(5)과, 이 분리 후의 처리수에 고주역 전자초음파를 발진시켜 처리수로부터 악취를 제거하기 위한 탈취 처리수단(6)과, 이 탈취 처리 후의 처리수에 저주역 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 물분자로부터 분산시키기 위한 제 2 응집 처리수단(7)과, 처리수에 고전압 펄스를 인가하여 상기 처리수로부터 질소를 분리제거하는 동시에, 오존을 발생시킴으로써 상기 처리수의 탈색 및 살균 처리를 행하기 위한 고전압 펄스 처리수단(8)과, 상기 콜로이드 입자의 중금속 등의 금속물질을 함유한 응집물을 자력에 의해 흡착침전시켜 배출하기 위한 응집물 배출 처리수단(9)과, 자계의 작용에 의해 클러스터(cluster)라고도 불리는 물분자를 보다 미세화하여 활성화된 활성수를 생성하기 위한 물분자 세분화 처리수단(10)과, 대전하 처리에 의해 이온화된 처리수를 산화환원 반응시켜 안정적인 상태로 되돌리기 위한 산화환원 처리수단(11)과, 상기 콜로이드 입자로 이루어진 침전물을 탈수처리하기 위한 탈수 처리수단(12)과, 상기 각 처리수단과 접속되어 각 처리 동작을 제어하기 위한 집중제어수단(13)으로 구성되어 있다.

이상의 각 수단에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

상기 여과 처리수단(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 원수를 여과시키기 위한 스크린 또는 필터 등의 여과체(14)와, 여과 후의 부유물을 배출하기 위한 찌꺼기 수용부(15)와, 여과 후의 원수를 저장하기 위한 원수탱크(16)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 여과 처리수단(1)은, 원수를 상기 여과체(14)에 통과시킴으로써, 이미 물과 분리되어 원수 중에 부유되어 있는 고형 부유물을 포획하여 상기 찌꺼기 수용부(15)로 배출하도록 되어 있다. 또한, 상기 여과체(14)에 의해 여과된 원수는, 일단 원수탱크(16)에 저장된 후에 원수 이송 펌프(17)에 의해 다음 처리단계인 상기 제 l 분리 처리수단(2)으로 이송된다. 따라서, 이 원수탱크(16)에는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 그의 상부에 여과 후의 원수를유입시키기 위한 유입 파이프(18)가 연결되어 있는 동시에, 측면 아래쪽 부분에는 제 1 이송 파이프(19a)가 연결되어 있어, 상기 원수 이송 펌프(17)의 흡인력에 의해 원수가 다음 처리단계로 이송되도록 되어 있다.

또한, 상기 원수탱크(16)의 바닥부에는 침전물을 배출하기 위한 제 1 배출 파이프(20a)가 연결되어 있으며, 이 제 l 배출 파이프(20a)를 통하여 침전물이 상기 탈수 처리수단(12)으로 이송되도록 되어 있다.

또한, 상기 원수탱크(16)에는, 상기 탈수 처리수단(12)의 후술하는 탈수기(56)에 의해 침전물로부터 탈수된 물 및 이 탈수기(56)를 세정시킨 후의 물이 유입되도록 되어 있으며, 원수의 희석화에 이용되도록 되어 있다.

다음으로, 제 1 분리 처리수단(2)에 대해서 설명한다.

상기 제 1 분리 처리수단(2)에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 이송 파이프(19a)와 연결된 제 1 분리처리 파이프(22)가 설치되어 있고, 이 제 1 분리처리 파이프(22)의 외주에는 전자 코일(23)이 감겨져 있는 동시에, 둥근 관 형상의 제 1 마이크로파 발진관체(24)가 설치되어 있다. 이 제 1 마이크로파 발진관체(24)는 네오디뮴판 등의 자석에 의해 구성되어 있고, 상부 측이 N극으로 되며, 하부 측이 S극으로 되어 있다. 그리고, 이 제 1 마이크로파 발진관체(24)로부터는, 원수의 농도에 따라 300㎒∼16㎓의 주파수, 보다 바람직하게는 콜로이드 입자를 분리시키는 관점으로부터 2.4G∼l0.5㎓의 주파수, 더욱 바람직하게는 10.5㎓의 주파수의 마이크로파가 발진되도록 되어 있다. 이러한 영구자석, 전자석 및 전자파인 마이크로파에 의해 자계 및 전계의 합성장이 형성되고, 이것에 의해 원수 중의 콜로이드 입자 및 물분자를 분리시키도록 되어 있다.

여기서, 마이크로파는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 주로 원수가 파괴되어 콜로이드 입자와 물분자를 대전하시켜 뿔뿔이 분산시키는 작용을 갖고 있다고 생각된다.

그리고, 분산된 처리수는, 상기 제 1 분리처리 파이프(22)에 연결되어 있는 제 2 이송 파이프(19b)를 통과하여 상기 제 1 응집 처리수단(3)으로 이송된다.

다음으로, 제 1 응집 처리수단(3)에 대해서 설명한다.

상기 제 1 응집 처리수단(3)에는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 응집처리 탱크(26)가 설치되어 있고, 이 제 1 응집처리 탱크(26)의 바닥부에는 상기 제 2 이송 파이프(19b)가 연결되어 있어, 상기 제 1 분리처리 파이프(22)로부터 처리수가 유입되도록 되어 있다.

그리고, 상기 제 1 응집처리 탱크(26) 내에는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 원수의 농도에 따라 100㎑ 이하의 주파수 범위에서 저주역 초음파를 발진시키는 다수의 제 1 저주역 초음파 발진체(27)가 설치되어 있다. 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 저주역 초음파 발진체(27)는, 28㎑ 또는 40㎑의 초음파를 횡파로서 발진시키는 제 1 저주역 초음파 발진체(27a)와, 48㎑ 또는 100㎑의 초음파를 횡파로서 발진시키는 제 1 저주역 초음파 발진체(27b)로 구성되어 있다. 이들 초음파에 의한 캐비테이션 작용 등에 의해, 28㎑ 또는 40㎑의 저주역 초음파는 상기 분산된 콜로이드 입자를 응집시키는 역할을 갖고 있으며, 상기 48㎑ 또는 100㎑의 저주역 초음파는 응집되는 콜로이드 입자와 물분자를 분산시키는 역할을 갖고 있다. 또한, 이들의 초음파 출력은 300W∼1.2㎾로 되어 있다.

또한, 상기 제 1 응집처리 탱크(26)의 바닥부 내면에는 네오디뮴 등의 영구자석(28a)이 설치되어 있는 동시에, 상기 바닥부에는 제 2 배출 파이프(20b)가 연결되어 있다. 따라서, 상기 대전상태에 있는 콜로이드 입자의 응집물은 상기 영구자석(28a)에 흡인되어 침전하도록 되어 있고, 이 침전물은 상기 제 2 배출 파이프(20b)를 통과하여 상기 탈수 처리수단(12)으로 이송되도록 되어 있다.

그리고, 제 1 단계의 응집처리가 이루어진 처리수는, 상기 제 1 응집처리 탱크(26)의 측면 윗쪽 부분에 연결되어 있는 제 3 이송 파이프(19c)를 통과하여 상기 세분 대전하 처리수단(4)으로 이송된다. 또한, 이 제 3 이송 파이프(19c)의 도중에는 가압 펌프(29)가 설치되어 있고, 상기 세분 대전하 처리수단(4)으로 유입시키는 처리수를 적절한 압력으로 유입시키도록 되어 있다.

또한, 상기 제 1 응집처리 탱크(26)의 상부에는, 원수에 함유된 공기를 배출하기 위한 에어 배출구(49)가 설치되어 있다.

다음으로, 세분 대전하 처리수단(4)에 대해서 설명한다.

상기 세분 대전하 처리수단(4)에는, 상기 제 3 이송 파이프(19c)에 연결된 믹싱관 등의 세분 대전하 처리 파이프(30)가 설치되어 있고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 이 세분 대전하 처리 파이프(30)의 상하부에는 약 10000 가우스(Gauss)의 네오디뮴판(31a)이 설치되어 있는 동시에, 상기 세분 대전하 처리 파이프(30) 내에는, 약 11000 가우스의 자력의 네오디뮴 소자(31b)가 매설된 세라믹 재료로 이루어진 네오디뮴 소자 블레이드(32)가 설치되어 있다. 이 네오디뮴 소자 블레이드(32)는 나선형상으로 비틀어진 평판에 의해 형성되어 있고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 처리수가 통과되는 방향을 따라 블레이드(32)의 폭방향 단부에 네오디뮴 소자(31b)가, 예를 들어, 「NNSSNNSS…」의 순서로 번갈아 매설되어 있다. 상기 네오디뮴판(31a)의 자계 및 상기 네오디뮴 소자 블레이드(32)의 믹싱 작용에 의해, 처리수 중의 물분자를 세분화하여 마이너스 전자로 대전하(이온화)시키는 동시에, 콜로이드 입자를 세분화하여 플러스 전자로 대전하시켜 각각 정렬시키도록 되어 있다. 따라서, 세분 대전하 처리수단(4)에서는, 동일 전위의 분자를 강력하게 흡착시킴으로써, 상기 제 1 분리응집 처리에서는 제거할 수 없었던 보다 미세한 콜로이드 입자를 다음의 제 2 분리응집 처리단계에서 용이하게 처리할 수 있게 된다.

또한, 상기 세분 대전하 처리 파이프(30)의 상하부에 설치된 네오디뮴판(31a)을 전자석에 의해 형성하도록 할 수도 있다.

다음으로, 제 2 분리 처리수단(5)에 대해서 설명한다.

상기 제 2 분리 처리수단(5)은, 상술한 제 1 분리 처리수단(2)과 거의 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 상기 제 2 분리 처리수단(5)에는, 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 세분 대전하 처리 파이프(30)와 연결된 제 2 분리처리 파이프(33)가 설치되어 있고, 이 제 2 분리처리 파이프(33)의 외주에는 전자 코일(34)이 감겨져 있는 동시에, 제 2 마이크로파 발진관체(35)가 설치되어 있다. 이 제 2 마이크로파 발진관체(35)는 네오디뮴판 등의 자석에 의해 구성되어 있고, 상부 측이 N극으로 되며, 하부 측이 S극으로 되어 있다. 그리고, 유입되는 처리수의 농도에 따라 300M∼l6㎓의 주파수, 보다 바람직하게는 콜로이드 입자의 분리처리를 행하는 관점으로부터 2.4G∼10.5㎓의 주파수, 더욱 바람직하게는 10.5㎓의 주파수 범위의 마이크로파가 약 1μsec동안 발진되도록 되어 있고, 이러한 마이크로파를 처리수에 발진시킬 경우, 처리수가 파괴되어 보다 미세한 콜로이드 입자 및 물분자가 형성되고, 이들이 뿔뿔이 분산되게 된다.

그후, 분산된 처리수는, 상기 제 2 분리처리 파이프(33)로부터 다음의 상기 탈취 처리수단(6)으로 이송된다.

다음으로, 탈취 처리수단(6)에 대해서 설명한다.

상기 탈취 처리수단(6)에는 고주역 전자초음파 발진체인 탈취처리 박스(37)가 설치되어 있고, 이 탈취처리 박스(37) 내를 상기 제 2 분리처리 파이프(33)에 연결된 탈취처리 파이프(38)가 관통되도록 하여 설치되어 있다. 이 탈취처리 파이프(38)의 바깥쪽 상하위치에는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 각각 N극과 S극의 극성을 갖는 외부자석(39a)이 설치되어 있는 동시에, 탈취처리 파이프(38)의 축심위치에는, 막대형상의 내부자석(39b)이 상기 외부자석(39a)의 극성과 반대의 극성이 대향되도록 설치되어 있다. 본 발명의 제 1 실시형태에서는, 상기 외부자석(39a)은 전자석에 의해 형성되어 있고, 상기 내부자석(39b)은 영구자석에 의해 형성되어 있다. 게다가, 상기 탈취처리 파이프(38)의 좌우 측면에는, 처리수의 농도에 따라 3M∼300㎒, 보다 효과적으로는 100㎒ 주파수의 종파의 초음파를 약 0.5sec의 주기로 발진시키는 고주역 초음파 발진기(40)가 설치되어 있다.

또한, 처리수는 상기 탈취처리 파이프(38)에 있어서 믹싱 또는 진동되면서 통과하도록 되어 있고, 본 발명의 제 1 실시형태에서는, 탈취처리 파이프(38) 내에 설치된 노즐(도시 생략)로부터 분출되는 동시에, 이 노즐의 출구 근방에 진동판(도시 생략)이 설치되어 있으며, 이 진동판에 처리수가 충돌함으로써 격렬하게 진동하도록 되어 있다.

또한, 상기 외부자석(38a), 내부자석(38b) 및 고주역 초음파 발진기(40)에 의해 자계와 전계에 의한 합성장이 형성되어, 이른바 전자초음파가 발생되도록 되어 있고, 이 전자초음파가 콜로이드 입자의 아미노산을 분쇄하여 완전하게 처리수로부터 악취를 제거하도록 되어 있다.

또한, 상기 전자초음파는, 자계 중에 전계를 번갈아 인가하도록 하여 1㎾의 출력으로 상술한 세분 대전하 처리수단(4)의 세분 대전하 처리 파이프(30)에도 발사하도록 할 수도 있다.

이 탈취처리 파이프(38)에서 탈취된 처리수는, 다음 처리단계인 제 2 응집 처리수단(7)으로 이송된다.

다음으로, 제 2 응집 처리수단(7)에 대해서 설명한다.

상기 제 2 응집 처리수단(7)에는 제 2 응집처리 파이프(41)가 설치되어 있고, 이 제 2 응집처리 파이프(41)의 외주에는 전자 코일(42)이 감겨져 있는 동시에, 처리수의 농도에 따라 50㎑ 이하의 주파수 범위에서 저주역 초음파를 발진시키는 제 2 저주역 초음파 발진체(43)가 설치되어 있다.

이 제 2 저주역 초음파 발진체(43)에 의해 저주역 초음파가 처리수에 발진될 경우, 불규칙하게 연속되어 있는 물분자 및 콜로이드 입자 중에서, 마이너스 이온으로 대전되어 있는 물분자가 상기 제 2 응집처리 파이프(41)의 벽면 측으로 흡인되어 벽면을 따라 흐르고, 플러스 이온으로 대전되어 있는 콜로이드 입자가 상기 제 2 응집처리 파이프(41)의 중심부 측을 흐르게 되며, 물분자와 콜로이드 입자가 분산되어 상기 콜로이드 입자들이 응집되도록 되어 있다.

이와 같이 하여 제 2 응집처리가 실행된 처리수는, 다음의 고전압 펄스 처리수단(8)으로 이송된다.

상기 고전압 펄스 처리수단(8)은, 약 10k∼60㎸의 고전압을 상이한 주기로 인가함으로써 플라즈마를 발생시켜 처리수 중의 질소 분자를 제거하는 것이다.

따라서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 고전압 펄스 처리수단(8)에는, 고전압 펄스 처리 파이프(45)가 상기 제 2 응집처리 파이프(41)에 연결되도록 하여 설치되어 있고, 상기 고전압 펄스 처리 파이프(45)에는, 상이한 주기로 인가되는 고전압 펄스 발생체로서의 다수의 전극체(46A, 46A', 46B, 46B', 46C, 46D)가 설치되어 있다.

이들 전극체(46A-46A') 사이 및 전극체(46B-46B') 사이에는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 10k∼30㎸의 전압이 20㎲ 인가되어 20㎲ 경과 후에 다시 20㎲ 인가되어, 그후, 5㎲ 경과 후에 다시 동일한 패턴의 전압 인가가 반복되도록 되어 있다.

한편, 전극체(46C-46D) 사이에는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 약 60㎸의 전압이 5㎲의 주기로 5㎲ 동안 인가되도록 되어 있다.

도 13에는, 상기 각 전극체(46A, 46A', 46B, 46B', 46C, 46D)에 의해 전압이 인가된 경우의 물분자 및 콜로이드 입자의 상태변화를 나타낸다. 도 13 중의 큰 원은 물분자이고, 이것에 결합되어 있는 작은 원은 콜로이드 입자이다. 먼저, 전극체(46A-46A') 사이 및 전극체(46B-46B') 사이의 고전압 펄스에 의해, 물분자가 마이너스 전하로 대전되고, 질소 분자가 플러스 전하로 대전된다. 그리고, 전극체(46A-46B') 사이 및 전극체(46A'-46B) 사이의 고전압 펄스에 의해, 물분자와 질소 분자를 분리시키는 작용이 발생되고, 전극체(46C-46D) 사이의 고전압 펄스에 의해 질소 분자가 물분자로부터 완전하게 분리된다. 이 질소 분자가 분리되는 것과 동시에, 처리 중의 산소 분자가 결합되어 오존이 발생한다. 이 오존은 처리수를 탈색하며, 살균시키는 효과를 갖고 있다.

따라서, 상기 고전압 펄스 처리수단(8)에 의해, 상기 처리수는 질소를 제거할 수 있는 동시에, 처리수의 탈색 및 살균을 행할 수 있도록 되어 있다.

이 고전압 펄스 처리수단(8)의 상기 고전압 펄스 처리 파이프(45)의 유출측에는 제 4 이송 파이프(19d)가 연결되어 있고, 처리수가 다음 처리단계인 상기 응집물 배출 처리수단(9)으로서의 배출처리 탱크(48)로 이송되게 된다.

다음으로, 응집물 배출 처리수단(9)에 대해서 설명한다.

상기 응집물 배출 처리수단(9)은, 네오디뮴 등의 영구자석(28b)에 의해 제 2 분리응집 처리에 의해 응집물로 된 콜로이드 입자를 아래쪽으로 흡착시켜 배출하는 것이다.

따라서, 도 1, 도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 응집물 배출 처리수단(9)에는 처리수를 저장하기 위한 배출처리 탱크(48)가 설치되어 있다. 이 배출처리 탱크(48)의 바닥부에는, 상기 제 4 이송 파이프(l9d)가 연결되어 있어 응집물을 함유한 처리수가 유입되도록 되어 있는 동시에, 네오디뮴 등의 영구자석(28b)이 설치되어 있고, 상기 제 4 이송 파이프(19d)로부터 유입된 처리수 중에서 대전상태에 있는 응집물이 상기 영구자석(28b)의 자력에 의해 흡인되어 바닥부에 침전화되도록 되어 있다.

그리고, 상기 배출처리 탱크(48)의 바닥부에 응집된 침전물은, 상기 배출처리 탱크(48)의 바닥부에 연결되어 있는 제 3 배출 파이프(20c)로부터 상기 탈수 처리수단(l2)으로 배출되도록 되어 있다.

또한, 상기 영구자석(28b)의 자력은, 처리수의 유기물 농도에 따라 결정되도록 되어 있다. 따라서, 고농도의 원수, 즉, 콜로이드 입자가 대량으로 함유되어 있는 원수를 처리할 경우는, 대량의 응집물을 흡착시킬 필요가 있기 때문에, 상기 전자석의 자력은 크게 설정되도록 되어 있는 반면, 저농도의 원수를 처리할 경우는, 상기 전자석의 자력은 작게 설정되도록 되어 있다.

또한, 상기 배출처리 탱크(48)의 상부에는, 에어 배출구(49) 및 오존 배출구(50)가 설치되어 있고, 상기 고전압 펄스 처리에 의해 발생되는 질소 등의 공기 및 오존을 외부에 배출하도록 되어 있다.

그리고, 상기 배출처리 탱크(48) 내에서 응집물 등이 제거된 처리수는, 상기 배출처리 탱크(48)의 측면 위쪽 부분에 연결된 제 5 이송 파이프(19e)를 통과하여 다음의 물분자 세분화 처리수단(l0)으로 이송된다.

다음으로, 물분자 세분화 처리수단(l0)에 대해서 설명한다.

상기 물분자 세분화 처리수단(10)은, 강력한 자력의 작용에 의해, 상술한 각 처리에 의해 정화된 물의 물분자를 더욱 세분화하여 활성수를 생성하도록 되어 있다.

따라서, 상기 물분자 세분화 처리수단(10)에는, 도 1, 도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 세분화 처리탱크(51)가 설치되어 있고, 이 세분화 처리탱크(51) 내에 세라믹 등의 절연성 재료로 이루어진 통체(52)가 상하방향을 길이방향으로 되도록 하여 설치되어 있다. 그리고, 상기 세분화 처리탱크(51)의 측면 위쪽 부분에 상기 제 5 이송 파이프(19e)가 연결되어 있는 동시에, 이 제 5 이송 파이프(l9e)와 상기 통체(52)를 연통하는 통체내 이송용 파이프(53)가 설치되어 있다. 따라서, 물분자 세분화 처리된 물은, 상기 제 5 이송 파이프(l9e) 및 상기 통체내 이송용 파이프(53)를 통과하여 통체(52)의 내측으로 유입되도록 되어 있다.

또한, 상기 통체(52)의 저면 측은 개구되어 있고, 통체(52)의 외주면에는 전자 코일(도시 생략)이 감겨져 있다. 따라서, 상기 전자 코일에 전류가 흐를 경우, 상기 통체(52)의 내측에서는 아래쪽으로 작용하는 힘이 발생되고, 유입되는 처리수가 상기 물분자 세분화 처리탱크(51)의 바닥부 방향으로 이송되도록 되어 있다.

한편, 상기 물분자 세분화 처리탱크(51)의 상부 및 바닥부의 내면에는, 각각 약 10000 가우스의 네오디뮴 등의 영구자석(28c, 28d)이 자계 형성체로서 설치되어 있고, 물분자 세분화 처리탱크(51) 내에 강력한 자장이 형성되어 있다. 이 강력한 자력에 의해, 처리수가 상기 물분자 세분화 처리탱크(51) 내를 통과할 경우, 그의 물분자 이른바 클러스터를 보다 세분화하여 활성화된 활성수가 생성되도록 되어 있다.

따라서, 이 처리 후의 물은 동물의 음료수로서 이용되거나, 식물에 공급된 경우는 그의 성장에 현저한 효과를 발휘할 수 있는 것으로 된다.

또한, 물분자의 세분화 처리가 실행된 처리수는, 상기 물분자 세분화 처리탱크(51)의 측면 위쪽 부분에 연결되어 있는 토출 파이프(54)로부터 유출되어, 그대로 하천 등에 방류되거나, 또는 동식물에 공급하는 물 등으로서 이용할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 물분자 세분화 처리탱크(51)의 바닥부에는 제 4 배출 파이프(20d)가 연결되어 있고, 저면에 설치된 상기 영구자석(28d)에 흡착되는 최종적인 콜로이드 입자 등을 상기 탈수 처리수단(12)으로 배출하도록 되어 있다.

또한, 상기 물분자 세분화 처리탱크(51)의 상부에는, 처리수에 잔존되어 있는 질소 등의 공기 또는 오존을 배출하기 위한 에어 배출구(49) 및 오존 배출구(50)가 형성되어 있다.

다음으로, 산화환원 처리수단(11)에 대해서 설명한다.

상기 산화환원 처리수단(11)은, 도 1, 도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 4개의 적당한 전위를 갖는 전극부재(55)에 의해 구성되어 있다. 이들 전극부재(55)의 표면에서는, 상술한 각 처리에 의해 이온화된 처리수가 전자의 수수를 행하여 산화환원 반응을 발생시키도록 되어 있다. 이 산화환원 반응에 의해, 상기 처리수는 화학반응을 일으키기 쉬운 이온화의 상태로부터 화학반응하기 어려운 안정적인 상태로 되돌려지게 된다.

또한, 본 발명의 제 1 실시형태에서는, 상기 산화환원 반응을 전극부재(55)를 통하여 전극반응으로서 행하고 있으나, 경우에 따라서는 적당한 산화제 또는 환원제를 사용할 수도 있다.

다음으로, 탈수 처리수단(12)에 대해서 설명한다.

상기 탈수 처리수단(12)에는 탈수기(56)가 설치되어 있고, 원심분리 등의 작용에 의해 상기 각 처리수단으로부터 배출된 침전물에 함유되어 있는 수분을 제거하도록 되어 있다. 상기 탈수기(56)는, 상기 침전물의 수분 함수율을 약 98%로부터 약 80%정도까지 저하시킬 수 있다. 따라서, 퇴비화 플랜트(plant)에 있어서 보다 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 탈수기(56)에는, 탈수작용에 의해 발생되는 수분 및 상기 탈수기(56)의 세정수를 상기 원수탱크(16)로 이송하여 원수를 희석화하기 위한 원수 희석용 파이프(57)가 연결되어 있다.

한편, 상기 탈수기(56)에 의해 탈수된 후의 고형물은 고형물 수용부(58)로 배출된다. 그후, 이 고형물은, 상술한 여과 처리수단(1)에 의해 여과된 고형물과 함께 퇴비화 플랜트로 반송되어 퇴비 원료로서 퇴비화 처리되고 농업비료로서 재이용되도록 되어 있다.

다음으로, 집중제어수단(13)에 대해서 설명한다.

상기 집중제어수단(13)은, 도 14의 블록도에 나타낸 바와 같이, 제 1 분리 처리수단(2)에서 발진되는 300M∼16㎓의 마이크로파의 출력을 제어하는 제 1 마이크로파 제어부(60)와, 제 l 응집 처리수단(3)에 있어서 발진되는 100㎑ 이하의 저주역 초음파의 출력을 제어하는 제 1 저주역 초음파 제어부(61)와, 상기 제 2 분리 처리수단(5)에 있어서 발진되는 300M∼16㎓의 마이크로파의 출력을 제어하는 제 2 마이크로파 제어부(62)와, 제 2 응집 처리수단(7)에 있어서 발진되는 50㎑ 이하의 저주역 초음파의 출력을 제어하는 제 2 저주역 초음파 제어부(63)와, 탈취 처리수단(6)에 있어서 발진되는 3M∼300㎒의 고주역 전자초음파의 출력을 제어하는 고주역 전자초음파 제어부(64)와, 고전압 펄스 처리수단(8)에 있어서 인가되는 고전압 펄스의 출력을 제어하는 고전압 펄스 제어부(65)와, 상기 산화환원 처리수단(11)에 있어서 전극부재(55)에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어부(66)와, 상기 탈수 처리수단(12)의 탈수기(56)의 동작을 제어하는 탈수 제어부(67)를 갖고 있다. 이들 각 제어부는, 집중제어반(68)의 각 스위치(도시 생략)에 의해 용이하게 제어조작할 수 있도록 되어 있고, 통상 시는 자동제어된다.

다음으로, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 수처리 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 수처리 방법은, 먼저, 양돈 배수 및 공업용 배수 등을 함유한 원수를 여과 처리수단(1)의 스크린을 통과시켜 여과하고, 원수 중에 분리되어 있는 콜로이드 입자를 제거하여 찌꺼기 수용부(15)에 배출하는 동시에, 여과된 원수를 원수탱크(16)에 일단 저장시킨다.

그리고, 원수 이송 펌프(17)가 상기 원수탱크(16)로부터 원수를 흡인하여 제 1 분리 처리수단(2)의 제 l 분리처리 파이프(22)로 이송한다. 이 제 1 분리 처리수단(2)은, 상기 제 1 마이크로파 제어부(60)의 제어에 의해, 상기 제 1 마이크로파 발진관체(24)로부터 상기 원수에 대하여 10.5㎓의 마이크로파를 발진시키고, 상기 원수를 물분자와 콜로이드 입자로 분리시킨다. 이 분리된 처리수를 제 2 이송 파이프(l9b)를 통하여 제 1 응집 처리수단(3)으로 이송한다. 이 제 1 응집 처리수단(3)은, 처리수에 대하여 상기 제 l 저주역 초음파 제어부(61)의 제어에 의해, 제 l 저주역 초음파 발진체(27a, 27b)로부터 28㎑, 40㎑, 48㎑ 및 100㎑ 중의 어느 하나의 초음파를 발진시키고, 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 상기 물분자로부터 분산시킨다. 그리고, 상기 제 1 응집처리 탱크(26)의 저면에 설치한 영구자석(28a)이 응집된 콜로이드 입자를 흡착시켜 침전시키고, 제 2 배출 파이프(20b)에 배출한다.

한편, 처리수는 제 3 이송 펌프를 통과하여 가압 펌프(29)에 의해 적절한 압력으로 세분 대전하 처리수단(4)으로 이송된다. 이 세분 대전하 처리수단(4)은, 네오디뮴판(31a)의 자력 및 네오디뮴 소자 블레이드(32)의 믹싱에 의해 상기 원수 중의 물분자를 세분화하여 마이너스 전하로 대전시키는 동시에, 미세 콜로이드 입자를 플러스 전하로 대전시켜 각각을 정렬시킨다.

이어서, 세분 대전하 처리된 물은 제 2 분리 처리수단(5)으로 이송된다. 이 제 2 분리 처리수단(5)은, 상기 집중제어수단(13)의 제 2 마이크로파 제어부(62)의 제어에 의해, 상기 제 2 마이크로파 발진관체(35)로부터 상기 처리수에 10.5㎓의 마이크로파를 발진시키고, 상기 처리수를 물분자와 콜로이드 입자로 분리시킨다. 이 분리된 처리수는 탈취 처리수단(6)으로 이송된다.

상기 탈취 처리수단(6)은, 상기 집중제어수단(13)의 고주역 전자초음파 제어부(64)의 제어에 의해, 자계 중에 있어서 고주역 초음파 발진기(40)로부터 약 100㎒의 초음파를 처리수에 발진시키고, 이 전자초음파에 의해 처리수로부터 악취를 제거한다.

탈취된 처리수는 제 2 응집 처리수단(7)으로 이송된다. 제 2 응집 처리수단(7)은, 처리수에 대하여 상기 집중제어수단(l3)의 상기 제 2 저주역 초음파 제어부(63)의 제어에 의해, 제 2 저주역 초음파 발진체(43)로부터 50㎑ 이하의 초음파를 발진시키고, 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 상기 물분자로부터 분산시킨다.

그리고, 제 2 응집처리가 실행된 처리수는 고전압 펄스 처리수단(8)으로 이송된다. 이 고전압 펄스 처리수단(8)은, 상기 집중제어수단(l3)의 상기 고전압 펄스 제어부(65)의 제어에 의해, 전극체(46A-46A') 사이 및 전극체(46B-46B') 사이에 각각 10k∼30㎸의 전압을 인가하는 동시에, 전극체(46C-46D) 사이에 약 60㎸의 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 처리수에 함유되어 있는 질소를 분리제거한다. 또한, 이때 발생되는 오존은 처리수를 탈색 및 살균시킨다.

질소가 제거된 물은, 제 4 이송 파이프(19d)를 통과하여 상기 응집물 배출 처리수단(9)의 배출처리 탱크(48)로 이송된다.

이 배출처리 탱크(48)에서는, 상기 영구자석(28b)이 콜로이드 입자의 응집물을 자력에 의해 흡착시키고, 상기 배출처리 탱크(48)의 바닥부에 침전화시켜 제 3 배출 파이프(20c)로부터 탈수 처리수단(12)으로 이송한다.

응집물이 제거된 처리수는, 위의 맑은 쪽으로부터 차례로 제 5 이송 파이프(19e)를 통과하여 물분자 세분화 처리수단(l0)의 물분자 세분화 처리탱크(5l)로 이송된다. 이 물분자 세분화 처리수단(10)은, 상기 물분자 세분화 처리탱크(51)의 상면 및 하면에 설치한 영구자석(28c, 28d)에 의해 강력한 자장을 형성하고, 유입되는 처리수의 물분자를 보다 세분화하여 활성수를 생성한다.

또한, 상기 물분자 세분화 처리탱크(5l) 내에서는, 산화환원 처리수단(11)의 전극부재(55)가 그의 표면에서 이온화된 처리수를 산화환원 반응시켜 안정적인 처리수로 되돌리는 처리를 행한다.

그 후, 세분화 처리 및 산화환원 처리된 물은 토출 파이프(54)로부터 유출되어 하천으로 방류되거나, 동물의 음료수 또는 식물에 공급하는 영양수로서 이용된다.

한편, 각 처리단계에서 배출된 콜로이드 입자의 침전물은 제 1 배출 파이프(20a), 제 2 배출 파이프(20b), 제 3 배출 파이프(20c), 제 4 배출 파이프(20d)를 각각 통과하여, 상기 탈수 처리수단(l2)의 탈수기(56)로 이송된다. 이 탈수기(56)에서는, 상기 집중제어수단(l3)의 탈수 제어부(67)의 제어에 의해 상기 고형물에 원심분리 작용을 실행하여, 침전물로부터 수분을 제거한다.

그리고, 탈수기(56)에 의해 제거된 물은, 탈수기(56)의 세정수와 함께 원수 희석용 파이프(57)를 통과하여 상기 원수탱크(16)로 이송되어, 원수를 희석하는데 이용된다. 한편, 탈수처리된 고형물은 고형물 수용부(58)에 수납된 후, 퇴비화 플랜트로 반송되어 농업용 퇴비로서 이용된다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 집중제어수단(13)을 이용한 간단한 조작에 의해 양돈 배수 또는 공업용 화학 배수 등의 원수 중에 함유된 콜로이드 입자(중금속을 함유한다) 또는 질소를 확실하게 제거할 수 있는 동시에, 탈취, 탈색 및 살균도 행하며, 상당히 세분화된 물분자로 이루어진 활성수로서 안정적인 물을 생성할 수 있기 때문에, 이 활성수를 그대로 방류하는 것은 물론, 동물의 음료수 또는 식물에 공급하는 물로서 이용할 경우, 동식물의 성장에 현저하게 효과적이다.

또한, 수처리에 필요한 설비를 소규모화할 수 있는 동시에, 소비전력을 감소시킬 수 있기 때문에, 초기 비용 및 가동 비용을 저렴화할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 액체처리 시스템의 제 2 실시형태에 대해서 도 8, 도 9, 도 15 내지 도 27을 참조하면서 설명한다.

또한, 본 발명의 제 2 실시형태의 구성 중에서, 상술한 제 1 실시형태의 구성과 동일 또는 동등한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하기로 한다.

본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 액체처리 시스템은, 도 15 내지 도 20에 나타낸 바와 같이, 주로 처리수 중의 부유물을 제거하기 위한 부유물 제거장치(71)와, 처리수 중에 혼입되어 있는 수용성 유기물 또는 미생물의 콜로이드 입자를 물분자로부터 분리시켜 응집제거하는 동시에, 살균, 탈취 및 탈색을 행하기 위한 응집장치(72)와, 상기 콜로이드 입자의 응집제거를 가속하는 동시에, 살균 또는 탈취처리 등을 촉진시키기 위한 응집가속장치(73)와, 처리수 중에 잔류되는 응집물을 강제적으로 침전시켜 제거하기 위한 제 1 침전장치(74a) 및 제 2 침전장치(74b)와, 응집제거된 응집물로부터 수분을 제거하여 농축시키는 농축장치(75)와, 이들의 각 탱크에 있어서의 다양한 처리 동작을 제어하기 위한 집중제어장치(76)로 구성되어 있다.

또한, 처리되는 원수 중에 분뇨 등의 중량비가 큰 고형물이 함유되어 있을 경우는, 상기 부유물 제거장치(71)의 앞에, 전(前)처리수단으로서의 원심분리기(도시 생략) 또는 스크린(도시 생략)을 임의로 설치하고, 분뇨를 함유한 원수 중으로부터 중량비가 큰 고형물을 원심분리시켜 제거하도록 하는 것이 좋다.

다음으로, 상기 각 장치의 구성 및 작용에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

상기 부유물 제거장치(71)에는, 고형물이 제거된 원수를 저장하는 부유물 제거탱크(78)가 설치되어 있고, 이 부유물 제거탱크(78)에는, 도 16 내지 도 18에 나타낸 바와 같이, 정면 측의 측면에 고형물이 제거된 원수가 유입되기 위한 원수 유입 파이프(79)가 연결되어 있으며, 도 16의 왼쪽 측면에 부유물이 제거된 후의 처리수를 다음 처리로 이송하기 위한 제 1 이송 파이프(80a)가 연결되어 있다. 상기 원수 유입 파이프(79)에는 원수를 유입시키는 원동력인 원수 펌프(81)가 연결되어 있으며, 상기 부유물 제거탱크(78)의 아래쪽에는 에어 흡입 파이프(82)가 연결되어 있는 동시에, 내측 위쪽에는 다수의 회전 블레이드(도시 생략)가 편심회전되도록 설치되어 있다.

또한, 상기 에어 흡입 파이프(82)에는 에어 컴프레서(compressor)(83)가 부착되어 있고, 이 에어 컴프레서(83)로부터 에어 흡입 파이프(82)를 통하여 상기 부유물 제거탱크(78) 내에 직경 수십㎛ 정도의 에어가 흡입되도록 되어 있으며, 이 에어의 기포가 원수 중의 부유물을 흡착시켜 동시에 부상하도록 되어 있다. 그리고, 수면까지 부상된 부유물은 회전 블레이드에 의해 응집되어, 배출구(도시 생략)로부터 차례로 배출되어 퇴비 플랜트(도시 생략)로 반송되도록 되어 있다.

부유물 제거 처리장치에 있어서 부유물의 제거처리가 실행된 처리수는, 제 1 이송 파이프(80a)를 통과하여 응집장치(72)로 이송된다.

상기 응집장치(72)에는, 도 15 내지 도 17에 나타낸 바와 같이, 부유물 제거처리 후의 처리수를 저장시키는 응집탱크(84)가 설치되어 있고, 이 응집탱크(84) 내에는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 대전하·세포파괴 처리수단(85)으로서의 교류 고전압 전극(86)이 2개의 양극(86a) 및 1개의 음극(86b)으로 이루어진 이른바 3전극 방식으로 설치되어 있다. 이 교류 고전압 전극(86)은, 통상적으로 약 600k∼1800㎑의 고주파로서 20㎸ 이상의 전압을 8㎃∼100㎃에서 약 10㎳∼40㎳의 소정 주기로 변화시켜 인가되도록 되어 있고, 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 보다 효과적으로 대전하 및 세포파괴를 행하는 관점으로부터, 970㎑의 주파수로서 25k∼28㎸의 전압을 약 8㎃∼12㎃에서 12㎳의 주기로 인가하도록 되어 있다. 또한, 3전극 방식에 의해 인가하는 전압을 소정 주기로 변화시키는 것은, 교류 고전압 전극(86)의 마모를 방지하는 동시에, 응집탱크(84) 내에서의 대전하 및 세포파괴의 처리범위를 확대시키기 위함이다.

또한, 상기 교류 고전압 전극(86)의 고전압 펄스의 인가 방법은, 글로 방전방식 또는 아크 방전방식에 의해 행하고, 양극(86a)과 음극(86b)을 각각 액면(液面)과 수중(水中), 또는 수중에 설치하도록 되어 있다. 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 양극(86a)과 음극(86b)을 수중에 설치하고 있고, 수중 사이에서 방전되도록 되어 있다.

또한, 상기 교류 고전압 전극(86)은 1세트만을 설치하도록 할 수도 있으나, 복수 세트, 본 발명의 제 2 실시형태에서는 2세트의 교류 고전압 전극(86)이 설치되어 있고, 처리수의 농도 또는 수량(水量), 종류 등에 따라 최적의 교류 고전압 전극(86)으로 임의로 회로를 변화시킬 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 상기 교류 고전압 전극(86)에 의해 처리수에 높은 주파수의 고전압을 인가함으로써, 이 고전압에 의해 발생되는 전계가 처리수 중의 수용성 유기물 및 미생물의 콜로이드 입자 및 물분자를 대전하시켜 콜로이드 입자를 응집시키며, 처리수 중의 수용성 유기물 및 미생물 세포를 파괴하여 대장균 등을 사멸시키도록 되어 있다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 수용성 유기물 등의 콜로이드 입자를 응집시키는 메커니즘에 대해서 설명하면, 콜로이드 입자는 액체 중에 분산되는 수용성 유기물의 미립자 또는 미생물, 미세 조류 등의 액체분자 이외의 물질을 의미하고, 도 21에 나타낸 바와 같이, 이들은 액체 중에 있어서 수화 안정상태 또는 소수 콜로이드 준안정상태에 있다. 따라서, 수용성 유기물 등의 콜로이드 입자를 처리수로부터 분리제거하기 위해서는, 물분자 친수기의 결합 에너지 이상의 에너지를 공급하여 친수기를 절단함으로써 친수성 콜로이드를 소수화하며, 소수 콜로이드 준안정상태를 붕괴시켜 콜로이드 입자를 소수화함으로써 응집시키는 것이 좋다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 도 22의 화학식에 나타낸 바와 같이, 고전압 펄스의 에너지에 의해 양극(86a)에 발생된 OH 래디컬에 의해 친수기를 절단하고, 고전압 펄스에 의해 발생되는 전계에 의해 콜로이드 입자를 대전하시켜 소수 콜로이드 준안정상태를 붕괴시켜 소수화하며, 응집시키도록 되어 있다. 또한, 콜로이드 입자가 응집되어 물분자로부터 분리됨으로써 물분자의 탈취 및 탈색이 이루어지도록 되어 있다.

그리고, 응집된 콜로이드 입자는, 해당 처리에 의해 발생되는 질소 또는 이산화탄소, 산소, 수소 등의 가스와 함께 부상하고, 이들 가스가 확산된 후에 침강하도록 되어 있다. 따라서, 상기 응집탱크(84)의 바닥에는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 응집물 배출 처리수단(88)으로서의 네오디뮴 등의 영구자석(89)이 설치되어 있고, 이들의 자력에 의해 침전상태에 있는 응집물을 흡인하고, 침전시키도록 되어 있다.

그후, 상기 응집탱크(84)의 바닥에 응집된 침전물은, 바닥부에 연결되어 있는 배출 파이프(93)로부터 농축장치(75)로 배출되도록 되어 있다.

한편, 아오코 등의 세포 또는 대장균 등의 균류는, 고전압 펄스에 의해 발생된 OH 래디컬에 의해 붕괴되어 사멸되도록 되어 있다.

게다가, 상기 응집탱크(84) 내에는, 산화환원 처리수단(91)으로서의 직류 고전압 전극(92)이 2개의 양극 및 1개의 음극(92b)으로 이루어진 3전극 방식에 의해 설치되어 있다. 이 직류 고전압 전극(92)은 약 18∼55V 및 약 80∼160V의 직류 전압을 약 3∼50A로 인가하도록 되어 있고, 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 보다 효과적으로 산화환원 반응을 촉진시키는 관점으로부터 약 55V 및 약 100V의 직류 전압을 약 7∼13A로 인가하도록 되어 있다. 또한, 이 직류 고전압 전극(92)은, 전극의 마모 방지 및 응집탱크(84) 내에서의 산화환원 처리를 광범위에 걸쳐 행하는 관점으로부터, 소정 주기로 양극 및 음극(92b)의 극성을 번갈아 변화시켜 동작하도록 되어 있다.

이 직류 고전압을 인가함으로써, 처리수의 산화환원 반응이 촉진되어 대전하가 진행되는 동시에, 탄소 성분을 분해시킴으로써 유전율을 균등화시킬 수 있어 고전압을 인가시키는 것이 보다 용이해진다.

또한, 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 상기 응집장치(72)의 교류 고전압 전극(86) 및 직류 고전압 전극(92)은 각각 그래파이트에 의해 형성되어 있으나, 이것에 한정될 필요는 없으며, 예를 들어, 음극(86b, 92b)를 석회봉 등의 마그네슘계 재질에 의해 형성하고, 이온 매체전극으로서 사용하도록 할 수도 있다. 이러한 음극(86b, 92b)을 이용할 경우, 마그네슘이 처리수 중에 용출되어 응집제로서의 기능을 발휘하며, 분리된 콜로이드 입자의 응집작용을 보다 촉진시키게 된다.

게다가, 상기 응집장치(72)의 교류 고전압 전극(86)을 백금과 티타늄의 합금재료에 의해 형성하는 한편, 직류 고전압 전극(92)을 구리와 텅스텐의 합금재료에 의해 형성하도록 할 수도 있다. 이러한 전극재료를 사용할 경우, 전극의 마모를 억제하면서 전자의 수수를 통상보다도 10배정도 촉진시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 상기 교류 고전압 전극(86)을 백금과 티타늄의 합금재료에 의해 형성할 경우는, 중량 또는 제조 비용 및 취급의 용이성을 감안하여, 백금과 티타늄의 중량비를 각각 7:3으로 되도록 하는 한편, 상기 직류 고전압 전극(92)을 구리와 텅스텐의 합금재료에 의해 형성할 경우는, 동일한 이유에 의해, 구리와 텅스텐의 중량비를 각각 7:3으로 되도록 한다.

또한, 상기 응집탱크(84)에는, 도 16의 오른쪽 면에 제 2 이송 파이프(80b)가 연결되어 있고, 이 제 2 이송 파이프(80b)를 통하여 응집처리 후의 처리수가 다음의 응집가속장치(73)로 이송되도록 되어 있다.

다음으로, 응집가속장치(73)에 대해서 설명한다.

이 응집가속장치(73)에는, 도 15 내지 도 17 및 도 19에 나타낸 바와 같이, 응집장치(72)에 있어서의 응집처리 후의 처리수를 저장시키는 응집가속 탱크(95)가 설치되어 있고, 이 응집가속 탱크(95)의 내부에는, 상술한 응집탱크(84)의 내부와 동일하게, 대전하·세포파괴 처리수단(85)으로서의 교류 고전압 전극(86) 및 산화환원 처리수단(91)으로서의 직류 고전압 전극(92)이 3전극 방식으로 설치되어 있고, 연속적으로 분리응집 처리를 행하도록 되어 있는 동시에, 처리수 중에 혼입되는 미세한 콜로이드 입자를 분리응집시키며, 콜로이드 입자 자체의 탈취를 행하기 위해 다양한 처리수단이 설치되어 있다.

먼저, 상기 응집가속 탱크(95)에는, 이송 파이프(도시 생략)를 통하여 마이크로파 분리 처리수단(96)으로서의 도파관(97)이 연결되어 있다. 이 도파관(97)으로부터는 처리수의 농도에 따라 300M∼16㎓의 주파수, 보다 효과적으로 콜로이드 입자를 분리시키는 점을 감안할 경우, 2.4G∼10.5㎓의 주파수, 보다 효과적으로는 10.5㎓의 주파수의 전자파인 마이크로파가 발진되도록 되어 있으며, 이 마이크로파에 의해 처리수 중의 보다 미세한 상태로 혼입되어 있는 콜로이드 입자를 물분자로부터 분리시키도록 되어 있다.

다음으로, 상기 마이크로파 분리 처리수단(96)으로서의 도파관(97)에는, 이송 파이프(도시 생략)를 통하여 제 1 초음파 응집 처리수단(99)으로서의 초음파 박스(100)가 연결되어 있고, 이 초음파 박스(100)에 40k∼1200㎑의 주파수의 초음파, 보다 바람직하게는 950㎑의 초음파를 발진시키는 진동자(도시 생략)가 설치되어 있으며, 이 진동자로부터 발진되는 초음파의 캐비테이션 작용 등에 의해 처리수 중의 분산된 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 물분자로부터 분산시키도록 되어 있다.

또한, 제 1 초음파 응집 처리수단(99)으로서의 초음파 박스(100)에는, 제 1 실시형태에 있어서의 세분 대전하 처리수단(4)과 동등한 구성으로 이루어진 믹싱관 등의 세분 대전하 처리 파이프(30)가 연결되어 있고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 세분 대전하 처리 파이프(30)의 상하부에는, 네오디뮴판(31a)이 설치되어 있는 동시에, 상기 세분 대전하 처리 파이프(30) 내에는, 약 11000 가우스의 자력의 네오디뮴 소자(31b)가 매설된 세라믹 소재로 이루어진 네오디뮴 소자 블레이드(32)가 설치되어 있다. 이 네오디뮴 소자 블레이드(32)는 나선형상으로 비틀어진 평판에 의해 형성되어 있고, 예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같이, 처리수가 통과되는 방향을 따라 블레이드(32)의 폭방향 단부에 네오디뮴 소자(31b)가 「NNSSNNSS…」의 차례로 번갈아 매설되어 있다. 상기 네오디뮴판(31a), 상기 네오디뮴 소자(31b)의 자계 및 상기 네오디뮴 소자 블레이드(32)의 믹싱 작용에 의해, 처리수 중의 물분자를 세분화하여 마이너스 전자로 대전하(이온화)시키는 동시에, 콜로이드 입자를 세분화하여 플러스 전자로 대전하시켜 각각 정렬시키도록 되어 있다. 따라서, 세분 대전하 처리수단(4)에서는, 동일 전위의 분자를 강력하게 흡착시켜 마이크로파에 의한 분리응집 처리에 있어서 제거할 수 없었던 보다 미세한 수용성 유기물을 분리응집 처리하기 용이하게 하도록 되어 있다. 또한, 상기 네오디뮴판(31a)을 전자석에 의해 형성하도록 할 수도 있다.

또한, 상기 세분 대전하 처리 파이프(30)에는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태와 동등한 구성으로 이루어진 탈취 처리수단(6)으로서의 탈취처리 파이프(38)가 연결되어 있고, 이 탈취처리 파이프(38)의 바깥쪽을 둘러싸도록 하여 탈취처리 박스(37)가 설치되어 있다. 이 탈취처리 파이프(38)의 바깥쪽 상하위치에는, 각각 N극과 S극의 극성을 갖는 외부자석(39a)이 설치되어 있는 동시에, 탈취처리 파이프(38)이 축심위치에는 막대형상의 내부자석(39b)이 상기 외부자석(39a)의 극성과 반대의 극성이 대향되도록 설치되어 있다. 본 발명의 제 1 실시형태에서는, 상기 외부자석(39a)은 전자석에 의해 형성되어 있고, 상기 내부자석(39b)은 영구자석에 의해 형성되어 있다. 게다가, 상기 탈취처리 파이프(38)의 좌우 측면에는, 처리수의 농도에 따라 3M∼300㎒, 보다 효과적으로는 100㎒의 주파수의 초음파를 발진시키는 고주역 초음파 발진기(40)가 설치되어 있다.

또한, 처리수는 상기 탈취처리 파이프(38)에 있어서 믹싱 또는 진동되면서 통과하도록 되어 있고, 본 발명의 제 1 실시형태에서는, 탈취처리 파이프(38) 내에 설치된 노즐(도시 생략)로부터 분출되는 동시에, 이 노즐의 출구 근방에 진동판(도시 생략)이 설치되어 있으며, 이 진동판에 처리수가 충돌함으로써 격렬하게 진동하도록 되어 있다.

이들 외부자석(39a) 및 내부자석(39b)과 고주역 초음파 발진기(40)에 의해, 자계와 전계에 의한 합성효과가 발생되어, 이른바 전자초음파가 발생되도록 되어 있고, 이 전자초음파에 의해 처리수로부터 악취, 주로 콜로이드 입자의 아미노산을 분쇄함으로써 콜로이드 입자 자체의 악취를 제거하도록 되어 있다.

또한, 이러한 전자초음파에 따른 효과를 증대시키기 위해, 상기 세분 대전하 처리수단(4)의 세분 대전하 처리 파이프(30)에 대해서도, 자계 중에 전계를 번갈아 인가하여 1㎾의 출력으로 고주역 초음파를 발진시키도록 할 수도 있다.

또한, 상기 탈취 처리수단(6)으로서의 탈취처리 파이프(38)에는, 완전분리 처리수단(102)으로서의 고주파 발생관(103)이 연결되어 있고, 100M∼500㎒, 보다 바람직하게는 270㎒의 주파수의 전자파를 인가하여 고주파 전계에 의한 유도 플라즈마를 발생시켜 처리수에 최적으로 공진시킴으로써 수용성 유기물의 흡착성을 촉진시키도록 되어 있다. 이 고주파 전계에 의한 유도 플라즈마에 의해 수용성 유기물은 물분자에 다시 녹아들어가지 않게 되고, 완전분리시키도록 되어 있다.

게다가, 상기 완전분리 처리수단(102)으로서의 고주파 발생관(103)에는, 물분자 세분화 처리수단(105)으로서의 세분화 처리 파이프(106)가 연결되어 있다. 이 세분화 처리 파이프(106)의 상부와 하부에는, 각각 약 10000 가우스의 네오디뮴 등의 영구자석이 자계 형성체로서 매설되어 있고, 강력한 자장이 형성되어 있다. 이 강력한 자력에 의해, 처리수가 세분화 처리 파이프(106) 내를 통과할 경우, 물의 클러스터를 보다 세분화하여 활성화된 이른바 활성수를 생성하도록 되어 있다.

그리고, 상기 물분자 세분화 처리수단(105)으로서의 세분화 처리 파이프(106)에는, 이송 파이프(도시 생략)를 통하여 상기 응집가속 탱크(95)가 연결되어 있고, 상술한 각 처리를 마친 처리수가 다시 응집가속 탱크(95) 내에 유입되도록 되어 있다.

또한, 상기 응집가속 탱크(95) 내에는, 상술한 교류 고전압 전극(86) 및 직류 고전압 전극(92) 이외에, 제 2 초음파 응집 처리수단(108)으로서의 100㎑ 이하의 초음파를 발진시키는 다수의 초음파 발진체(109)가 설치되어 있다. 본 발명의 제 2 실시형태의 초음파 발진체(109)는, 각각 28㎑, 40㎑ 및 48㎑의 주파수의 종파에 의한 초음파와 100㎑의 주파수의 횡파에 의한 초음파를 발진시키도록 되어 있다. 이들 초음파는 처리수의 농도에 따라 구분하여 사용하도록 되어 있고, 수용성 유기물을 응집시키는 동시에, 이들 응집물과 물분자를 분산시키는 역할을 갖고 있다.

또한, 상기 응집가속 탱크(95) 내의 바닥부에는, 응집물 배출 처리수단(88)으로서의 네오디뮴 등의 영구자석(89)이 설치되어 있고, 유입된 처리수 중에서 대전상태에 있는 응집물이 상기 영구자석(89)의 자력에 의해 흡인되어 바닥부에 침전화되도록 되어 있다.

그후, 상기 응집가속 탱크(95)의 바닥부에 응집된 침전물은, 바닥부에 연결되어 있는 배출 파이프(93)로부터 농축장치(75)로 배출되도록 되어 있다.

또한, 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 제품화의 사정상, 마이크로파 분리 처리수단(96), 초음파 응집 처리수단, 세분 대전하 처리수단, 탈취 처리수단, 완전분리 처리수단(102), 물분자 세분화 처리수단(105)이 각각 응집가속 탱크(95)의 외부에 설치되는 구성으로 되어 있으나, 이들을 응집가속 탱크(95)의 내부에 설치하도록 할 수도 있으며, 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 응집가속 탱크(95)에서는, 펌프 등에 의해 처리수를 차례로 순환시키도록 되어 있고, 처리수의 수량이 많을 경우는 순환 속도를 높여 여러 차례 순환시키도록 되어 있다.

다음으로, 제 1 침전장치(74a) 및 제 2 침전장치(74b)에 대해서 설명한다.

제 1 침전장치(74a)는 제 3 이송 파이프(80c)를 통하여 상기 응집가속장치(73)와 연결되어 있으며, 제 2 침전장치(74b)는 제 4 이송 파이프(80d)를 통하여 상기 제 1 침전장치(74a)와 연결되어 있다. 이들 제 1 침전장치(74a) 및 제 2 침전장치(74b)는, 오염이 심한 원수를 처리할 경우, 보다 확실하게 처리수로부터 수용성 유기물 등의 오물을 제거하기 위해 동등한 구성을 갖는 2개의 침전장치(74a, 74b)를 설치하는 것이며, 1개의 침전장치만으로도 충분히 효과를 발휘하도록 되어 있다.

도 15, 도 17, 도 19, 도 20, 도 23, 도 24에 나타낸 바와 같이, 이들 제 1 침전장치(74a) 및 제 2 침전장치(74b)에는, 응집가속장치(73)에서 처리된 처리수가 저장되는 제 1 침전탱크(111a) 및 제 2 침전탱크(111b)가 각각 설치되어 있고, 이들 내부에는 응집물 침전 처리수단(113)으로서의 격자형상의 전기적 분리막(114)이 상하방향으로 다수 설치되어 있다. 이 전기적 분리막(114)의 격자의 셀은, 1변이 약 1∼5㎜로 형성되어 있고, 고전압 펄스 발생기(115)에 의해, 각 셀에는 5㎃∼30㎃의 전류가 흐르고, 10k∼60㎸, 보다 바람직하게는 20㎸의 고전압이 인가되도록 되어 있다. 이들 전기적 분리막(114)은, 각 침전탱크(111a, 111b)의 아래쪽으로부터 유입되는 처리수의 대전하된 응집물을 흡착시켜 위쪽으로 통과하는 것을 방지하고, 이들의 응집물을 배출할 때는, 전극의 극성을 변화시켜 응집물을 아래쪽으로 떨어뜨리도록 하여 급속하게 침전시키도록 되어 있다.

또한, 상기 제 1 침전탱크(111a) 및 제 2 침전탱크(111b)의 바닥부에는, 네오디뮴 등의 영구자석(89)이 설치되어 있고, 강제적으로 침전되는 대전하된 응집물을 확실하게 흡착시켜 배출 파이프(93)를 통하여 퇴비 플랜트로 배출하도록 되어 있다.

게다가, 상기 제 2 침전탱크(111b)에는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 부유물 제거탱크(78)와 연통하는 희석용 이송 파이프(116)가 연결되어 있고, 본 발명의 제 2 실시형태에서는 처리된 처리수의 일부를 상기 부유물 제거탱크(78)에 유입시키도록 되어 있다. 이 처리 후의 물은, 이른바 활성수라고 불리고, 물분자가 대전하 상태에 있기 때문에, 원수에 혼입될 경우는 산화환원 반응을 일으켜 오염을 분해시키는 성질을 갖고 있다. 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 제 2 침전장치(74b)에서 처리한 후의 처리수를 부유물 제거탱크(78)에 혼입시키도록 되어 있으나, 응집장치(72)에서 처리한 직후의 처리수의 물분자가 보다 대전하되어 있기 때문에, 효과적으로 산화환원 반응에 의한 오염의 분해를 촉진시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어, 하천의 물을 응집장치(72)에서 처리해 두고, 미리 원수에 혼입시켜 1차 처리를 행하여 둘 경우, 그 후의 처리가 보다 간단해지기 때문에, 처리능력을 향상시킬 수 있게 된다.

다음으로, 상기 농축장치(75)에 대해서 설명한다.

이 농축장치(75)에는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 농축탱크(75a)가 설치되어 있고, 상술한 각 탱크와 배출 파이프(93)에 의해 연결되어 있다. 이 농축탱크(75a)는 각 탱크의 처리에 의해 발생되는 응집물을 회수하여 수분을 제거하고, 퇴비 플랜트에 있어서 퇴비화 처리하기 용이하게 하도록 되어 있다. 응집물로부터 수분을 제거하는 수단으로서는, 탈수기 등의 공지의 수단을 사용하도록 되어 있다.

다음으로, 집중제어장치(76)에 대해서 설명한다.

상기 집중제어장치(76)는, 도 25의 블록도에 나타낸 바와 같이, 부유물 제거장치(71)에 있어서의 에어의 흡입 또는 회전 블레이드의 회전을 제어하는 부유물 제거장치 제어부(117)와, 응집장치(72)에 있어서의 교류 고전압 전극(86) 및 직류 고전압 전극(92)에서 인가하는 전압의 크기 또는 인가 주파수 등을 제어하는 응집장치 제어부(118)와, 응집가속장치(73)에 있어서의 교류 고전압 전극(86) 및 직류 고전압 전극(92)에서 인가하는 전압의 크기 등의 제어, 마이크로파 분리 처리수단(96)에서 발진되는 300M∼16㎓의 마이크로파의 출력 제어, 제 1 초음파 응집 처리수단(99)에서 발진되는 40k∼1200㎑의 주파수의 초음파의 출력 제어, 탈취 처리수단에서 발진되는 3M∼300㎒의 주파수의 초음파의 출력 제어, 완전분리 처리수단(102)에서 발진되는 100M∼500㎒의 고주역 전자파의 출력 제어, 제 2 초음파 응집 처리수단(108)에서 발진되는 28㎑, 40㎑, 48㎑ 및 100㎑의 주파수의 초음파의 출력 제어, 처리수의 회유(回遊) 속도 등의 제어를 행하기 위한 응집가속장치 제어부(119)와, 제 1 침전장치(74a) 및 제 2 침전장치(74b)에 있어서의 10k∼60㎸의 전압의 인가 또는 교체 등을 제어하는 제 1 침전장치 제어부(120) 및 제 2 침전장치 제어부(121)와, 농축장치(75)에 있어서의 탈취처리의 제어 등을 행하는 농축장치 제어부(122)를 갖고 있다. 이들의 각 제어부는, 집중제어반(123)의 각 스위치(도시 생략)에 의해 용이하게 제어조작할 수 있도록 되어 있고, 통상 시는 자동제어된다.

다음으로, 상술한 본 발명의 제 2 실시형태를 이용하여 원수를 처리한 경우의 실증시험 결과에 대해서 도 26 및 도 27을 참조하면서 설명한다.

처리 조건은, 원수로서 돼지의 분뇨 혼합 배액을 사용하고, 분석대상수 채취 위치로서 고형물 제거 전의 원수, 부유물 제거장치(71)의 출구, 응집장치(72)의 출구, 응집가속장치(73)의 출구, 제 1 침전장치(74a)의 출구 및 방류수로 되는 제 2 침전장치(74b)의 출구로 했다. 이들의 채취는 각각 다른 날에 5회에 걸쳐 실시했다.

또한, 처리수의 분석대상은, 주로 처리수 중에 함유된 유기물 함유량, 질소 함유량, 인 함유량 및 대장균 군수를 측정하는 이외에, 수소 이온 농도(pH) 또는 증발잔류물(TSS), 산화환원 전위(ORP)에 대해서도 일부 측정했다. 이 중에서, 유기물 함유량으로서는, 생물화학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(CODMn)과 부유물 질량(SS)을 측정하고, 질소 함유량으로서는 T-N, 인 함유량으로서는 T-P를 각각 측정했다.

각 대상의 측정은, 수소 이온 농도는 유리 전극법에 의해, BOD는 격막(隔膜) 전극법에 의해, COD는 적정법에 의해, SS는 여과중량법에 의해, 대장균 군수는 디옥시콜산염 배지법에 의해, 질소 함유량은 페록시 이황산 칼륨 분해법에 의해, 증발잔류물은 하수(下水)시험법에 의해, 산화환원 전위는 위생시험법에 의해 각각 행하였다.

이러한 조건 하에 있어서의 분석결과를 도 26 및 도 27에 나타낸다.

1) 유기물 함유량에 대해서

원수 중에서는, BOD가 7800∼27000㎎/1, COD가 180∼13000㎎/1, SS가 1700∼25000㎎/1로 편차가 인정되지만, 전처리 공정 후의 부유물 제거장치(71)의 출구에서는, BOD가 5300∼10000㎎/1, COD가 1500∼2900㎎/1, SS가 720∼3200㎎/1로 되고, BOD 약 60% 전후, COD 약 80% 전후, SS 약 90% 전후가 제거되어 있다. 따라서, 전처리는 효과적으로 동작되고 있음이 인정된다. 다만, 이 원수에는, 본 발명의 제 2 실시형태의 액체처리 시스템에서 처리한 후의 대전하 상태에 있는 처리수가 혼입되어 있기 때문에, 이 처리수에 의한 효과를 고려할 필요는 있다.

또한, 제 2 침전장치(74b)의 출구, 즉, 방류수에서는, BOD가 2.7∼31㎎/1. COD가 1.8∼30㎎/1, SS가 1.7∼40㎎/1로 되어 있다.

이 결과, BOD의 제거율로서는 최량으로 99.9%, 최악으로 99.7%로 되어 있고, 부유물 제거장치(71)의 출구(응집장치(72)의 입구) 농도가 낮은 경우, 보다 높은 BOD 제거율을 나타내는 경향이 있다. 또한, COD의 제거율로서는 최량으로 99.9%, 최악으로 98.3%로 되어 있다. COD의 데이터로부터는 유입 농도와 처리 후의 농도와의 상관관계는 인정할 수 없다. 또한, SS의 제거율은 최량으로 99.9%, 최악으로 97.7%로 되어 있고, SS에 대해서도 COD와 동일하게 유입 농도와 처리 후의 농도와의 상관관계는 인정할 수 없다.

2) 질소 함유량에 대해서

원수에서는, 질소 함유량 1900∼3100㎎/1이었던 것이, 전처리 공정 후의 부유물 제거장치(71)의 출구에서는, 1100∼1600㎎/1으로 되고, 약 42.1∼63.6%의 질소가 제거되어 있다. 따라서, 전처리는 효과적으로 동작하고 있음이 인정된다.

또한, 제 2 침전장치(74b)의 출구에서는, 질소 함유량이 7.9∼14㎎/1로 되고, 약 99.7%의 질소 제거율로 되어 있다. 따라서, 원수의 질소 함유량이 4000㎎/1 이상인 것에 대해서도 99.7%의 제거율로 되어 있으며, 빈도 및 부하 변동에 대해서도 거의 영향을 받지 않음이 인정된다.

3) 인 함유량에 대해서

원수에서는 인 함유량이 400∼690㎎/1이었던 것이, 부유물 제거장치(71)의 출구에서는 97∼200㎎/1로 되고, 약 58.3∼85.9%의 인이 제거되어 있다. 그러나, 부유물 제거장치(71)에 있어서 T-P가 제거될 것으로 생각하기는 어렵고, 본 발명의 제 2 실시형태의 액체처리 시스템에서 처리된 처리수에 따른 희석 효과가 나타나고 있는 것으로 생각된다.

또한, 액체처리 시스템에서 처리한 후의 제 2 침전장치(74b)의 출구에서는, 인 함유량이 0.068∼1.3㎎/1로 되고, 인 제거율은 최량으로 약 99.9%이고, 최악으로 99.7%이었다. 인의 제거율에 대해서도 유입 농도와의 상관관계는 인정할 수 없었다.

4) 대장균 군수에 대해서

원수에서는 대장균 군수가 240000∼900000개/㎤이었으나, 부유물 제거장치(71)의 출구에서는 160000∼250000개/㎤로 되고, 제 2 침전장치(74b)의 출구에서는 0개/㎤로 되었다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시형태의 액체처리 시스템에 따르면, 대장균은 원수의 대장균 군수에 관계없이 거의 100% 제거할 수 있음이 인정되었다.

5) 그밖의 분석결과에 대해서

수소 이온 농도에 대해서는, 원수에서는 6.5로 산성 값을 나타내고 있었으나, 처리 후의 방류수에서는 7.4로 알칼리 값을 나타내게 되었다. 또한, 산화환원 전위에 대해서는, 원수에서는 290㎷이었으나, 방류수에서는 180㎷로 되었다. 게다가, 증발잔류물(TSS)에 대해서는, 원수에서는 19000㎎/1이었던 것이, 처리 후의 방류수에서는 330㎎/1까지 감소되었다. 또한, 악취에 대해서는, 부유물 제거장치(71)로부터 응집장치(72)에 유입된 시점에서 처리되고, 90% 이상이 소취된다. 부유물은 응집장치(72)에 있어서의 고전압 분해 작용에 의해 거의 무취상태로 되고, 응집가속장치(73)에 의해 99% 소취된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 집중제어장치(76)를 이용한 간단한 조작에 의해 원수에 함유된 수용성 유기물 또는 미생물을 응집분리 및 살균시켜 신속하고 확실하게 제거할 수 있는 동시에, 이 처리에 수반하여 탈취 및 탈색도 행하며, 상당히 세분화된 물분자로 이루어진 활성수로서 안정적인 물을 생성할 수 있기 때문에, 이 활성수를 그대로 방류하는 것은 물론, 동물의 음료수 또는 식물에 공급하는 물로서 이용할 경우, 동식물의 성장에 현저하게 효과적이다.

또한, 처리수에 필요한 설비를 소규모화할 수 있는 동시에, 소비전력을 감소시킬 수 있기 때문에, 초기 비용 및 가동 비용을 저렴화할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 필요에 따라 다양하게 변경시키는 것이 가능하다.

예를 들어, 상술한 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 처리수의 분리응집 처리수단은, 제 1 분리 처리수단(2) 및 제 1 응집 처리수단(3)과, 제 2 분리 처리수단(5) 및 제 2 응집 처리수단(7)으로 나누어 2회의 분리응집 처리를 행하고 있으나, 유기물 농도가 낮은 처리수를 정화시킬 경우는, 하나로 합쳐 1회의 분리응집 처리로 할 수도 있고, 반대로 높은 농도의 처리수를 정화시킬 경우는 분리응집 처리수단을 증가시키도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제 2 실시형태의 응집장치(72) 및 응집가속장치(73)에 있어서의 교류 고전압 전극(86) 및 직류 고전압 전극(92)은, 각각 1개의 탱크 내에 설치되어 있으나, 별개의 탱크에 설치하도록 할 수도 있다.

게다가, 상술한 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태는, 수처리 시스템을 구성하는 각 처리수단에 대해서 설명했으나, 각 처리수단은 수처리 시스템으로서 뿐만 아니라, 단독의 처리장치로서도 사용하는 것이 가능하며, 단독의 경우일지라도 각 처리의 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

Claims (25)

1. 수용성 유기물 또는 미생물 등의 콜로이드 입자를 함유한 액체에 전자파인 마이크로파를 발진시켜 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시킨 후, 이 콜로이드 입자를 분리 후의 액체에 저주역 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 동시에, 상기 액체에 고주역 전자초음파를 발진시켜 상기 액체의 탈취를 행하도록 한 것을 특징으로 하는 액체처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저주역 초음파를 100㎑ 이하의 주파수로 하는 동시에, 고주역 전자초음파를 3M∼300㎒의 주파수로 한 것을 특징으로 하는 액체처리 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 콜로이드 입자를 함유한 액체에 상기 마이크로파 및 상기 저주역 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자의 분리응집 처리를 행하는 동시에, 상기 고주역 전자초음파를 발진시켜 탈취처리를 행한 후, 그 액체에 고전압 펄스를 인가하여 질소를 분리제거하는 동시에, 오존을 발생시켜 상기 액체의 탈색 및 살균을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 액체처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 액체에 고전압 펄스를 인가한 후, 상기 액체를 강자계 중에 통과시켜 액체를 세분화하도록 한 것을 특징으로 하는 액체처리 방법.
5. 콜로이드 입자를 함유한 액체를 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시키기 위해 전자파인 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발진체와, 상기 콜로이드 입자를 응집시키기 위해 저주역 초음파를 발진시키는 저주역 초음파 발진체와, 상기 액체로부터 악취를 제거하기 위해 고주역 전자초음파를 발진시키는 고주역 전자초음파 발진체를 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 저주역 초음파 발진체로부터 발진되는 저주역 초음파를 100㎑ 이하의 주파수로 하는 동시에, 상기 고주역 전자초음파 발진체로부터 발진되는 고주역 전자초음파를 3M∼300㎒의 주파수로 한 것을 특징으로 하는 액체처리 장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 액체로부터 질소를 분리제거하는 동시에, 오존을 발생시켜 상기 액체의 탈색 및 살균을 행하기 위한 고전압 펄스 발생체를 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 장치.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 액체를 세분화하기 위한 자계를 형성하는 자계 형성체를 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 장치.
9. 콜로이드 입자를 함유한 액체에 전자파인 마이크로파를 발진시켜 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시키는 분리 처리수단과, 이 콜로이드 입자를 분리시킨 후의 액체에 저주역 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 응집 처리수단과, 액체에 고주역 전자초음파를 발진시켜 상기 액체의 탈취를 행하는 탈취 처리수단과, 상기 액체에 고전압 펄스를 인가하여 상기 액체로부터 질소를 분리제거하는 동시에, 오존을 발생시킴으로써 상기 액체의 탈색 및 살균을 행하는 고전압 펄스 처리수단과, 상기 콜로이드 입자의 응집물을 자력에 의해 흡착배출하는 응집물 배출 처리수단을 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 액체를 자계 중에 통과시켜 액체를 세분화하는 세분화 처리수단을 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 대전하된 액체에 전자를 전송 및 수신시켜 산화환원 반응을 행하는 산화환원 처리수단을 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 응집 처리수단에 의해 발진되는 저주역 초음파를 100㎑ 이하의 주파수로 하는 동시에, 탈취 처리수단에 있어서의 고주역 전자초음파를 3M∼300㎒의 주파수로 한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
13. 수용성 유기물 또는 미생물 등의 콜로이드 입자를 함유한 액체로부터 콜로이드 입자를 분리응집시키는 동시에, 미생물 등의 세포를 파괴시키기 위해 고주파수의 고전압 펄스를 인가하는 교류 고전압 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 장치.
14. 수용성 유기물 또는 미생물 등의 콜로이드 입자를 함유한 액체로부터 콜로이드 입자를 분리응집시키는 동시에, 세포를 파괴시키기 위해 고주파수의 고전압 펄스를 인가하는 교류 고전압 전극을 구비한 대전하·세포파괴 처리수단을 갖는 응집장치와,

    상기 액체에 전저파인 마이크로파를 발진시켜 콜로이드 입자와 액체분자로 분리시키는 마이크로파 분리 처리수단, 상기 마이크로파를 발진시킨 후의 액체에 40k∼1200㎑의 주파수의 초음파를 발진시켜 상기 콜로이드 입자를 응집시키는 제 1 초음파 응집 처리수단, 상기 액체에 고주역 전자초음파를 발진시키는 탈취 처리수단을 각각 구비하고 있는 응집가속장치와,

    상기 콜로이드 입자의 응집물을 함유한 액체를 고전압이 인가된 격자형상의 전기적 분리막에 통과시켜 상기 응집물을 상기 전기적 분리막에 흡착시키는 동시에, 상기 고전압의 인가방향을 변화시켜 상기 응집물을 침전시키는 응집물 침전 처리수단을 구비하고 있는 침전장치를 갖는 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 응집장치에, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 직류 고전압을 인가하여 액체의 산화환원 반응을 촉진시키는 동시에, 탄소를 분해시키는 직류 고전압 전극을 구비한 산화환원 처리수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 응집가속장치에, 콜로이드 입자를 함유한 액체를 자계가 형성된 관내에 있어서 흐름방향으로 다수의 자석을 매설한 블레이드(blade)에 의해 믹싱(mixing)시키면서 통과시켜 액체분자 및 콜로이드 입자를 세분화하여 대전하시키는 동시에 콜로이드 입자끼리를 흡착시키는 세분 대전하 처리수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
17. 제 14 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 응집가속장치에, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 28㎑, 40㎑, 48㎑ 및 100㎑의 주파수의 초음파를 발진시키는 제 2 초음파 응집 처리수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
18. 제 14 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 응집가속장치에, 콜로이드 입자를 함유한 액체에 100M∼500㎒의 주파수의 전자파를 발진시켜 유도 플라즈마를 발생시키고, 상기 콜로이드 입자를 액체분자로부터 완전하게 분리시키는 완전분리 처리수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 교류 고전압 전극을 2개의 양극과 1개의 음극으로 이루어진 3전극 방식에 의해 구성하도록 한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
20. 제 15 항 내지 제 19 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 직류 고전압 전극을 2개의 양극과 1개의 음극으로 이루어진 3전극 방식에 의해 구성하도록 한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
21. 제 14 항 내지 제 20 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 교류 고전압 전극의 음극을 마그네슘계의 재료에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
22. 제 15 항 내지 제 21 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 직류 고전압 전극의 음극을 마그네슘계의 재료에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
23. 제 14 항 내지 제 20 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 교류 고전압 전극을 백금과 티타늄의 합금재료에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
24. 제 15 항 내지 제 20 항 또는 제 23 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 직류 고전압 전극을 구리와 텅스텐의 합금재료에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.
25. 제 14 항 내지 제 24 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 응집가속장치에 있어서 발진되는 상기 마이크로파를 2.4G∼10.5㎓의 주파수로 한 것을 특징으로 하는 액체처리 시스템.