KR20010094491A

KR20010094491A - 초음파와 원적외선 및 플라즈마화한 ｏ₂, ｏ₃를 이용한수처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010094491A
Application number: KR1020000016801A
Authority: KR
Inventors: 박상두
Original assignee: 박상두
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-11-01
Also published as: KR200194241Y1

Abstract

본 발명은 산업폐수를 정화시키는 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것으로서, 폐수를 정화하여 슬러지와 처리수를 분리시킨 후 슬러지는 탈수하여 폐기시키고 처리수는 용수로 재활용하는 수처리 방법에 있어서, 폐수를 집수조에 수집하여 저장시키는 단계; 상기 폐수를 산 또는 알칼리를 투여하여 PH를 조정하여 중성화하는 단계; 상기 단계를 거쳐 중성화된 폐수중의 고형물을 파쇄하고 물의 입자를 균질화시키는 단계; 상기 단계를 거쳐 균질화된 폐수에 자력를 인가하여 에멀존화 시키는 단계; 상기 단계를 거쳐 에멀존화된 폐수에 초음파를 인가하여 상기 폐수의 성상을 미세하게 분쇄하여 산화 표면적을 극대화시키는 초음파 처리 단계; 상기 초음파 처리된 폐수에 프라즈마화 한 O₂및/또는 0₃를 공급하면서 원심분리 시켜 폐수 중의 오염물질을 산화시키며 고형물을 원심 분리하는 단계; 원심분리된 고형물을 배출시키고 탈수처리하여 폐기 시키는 단계; 고형물이 분리, 배출되고 남은 폐수를 원적외선 발생광물에 접촉시키면서 가열하여 소정의 온도에서 원적외선 파동에 의해 물의 입자를 더욱 미세화 시키는 숙성 단계; 상기 단계를 거친 폐수에 산화응집제 및 고분자응집제를 투여하여 잔류 유해물질을 반응 및 응집시켜 슬러지를 부상시키는 단계; 상기 폐수로부터 응집, 부상된 슬로지를 분리, 배출하고 탈수 처리하여 폐기하는 단계; 슬러지가 분리, 배출되고 남은 처리수를 재차 원적외선 발생광물에 접촉시켜 원적외선 파동에 의해 안정화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 방법 및 이러한 방법 구현에 적합한 수처리 장치를제공한다.

본 발명은 상기 수처리 방법 및 이를 처리하는 장치를 통해 오염물질의 분리, 수거 및 난분해성물질의 분리 및 산화를 용이하게 할 수 있으며, 설치비의 단가를 줄이고, 처리시간의 단축 및 운전자금의 극소화가 가능한 것이고, 오염원을 제로화함으로써 처리된 용수를 재활용할 수 있는 매우 경제적인 효과를 얻는 것이다.

Description

초음파와 원적외선 및 플라즈마화한 Ｏ₂, Ｏ₃를 이용한 수처리 장치 및 방법{WATER TREATMENT APPARATUS USING A ULTRASONIC, FOR INFRARED RADIATION, AND A PLASMATIC OXYGEN AND OZONE, AND A METHOD TO TREAT WATER}

본 발명은 산업폐수를 처리하기 위한 장소의 최소화, 처리시간의 단축, 오염물질의 완벽한 처리 및 처리수의 재활이 가능하도록 초음파와 원적외선 및 플라즈마화한 O₂및/또는 0₃를 이용한 수처리 장치 및 이러한 장치를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업폐수성상은, PH 4~13으로 다양하고 유·무기염, 안료 등을 사용할 때에 발생되는 난분해성 물질인 방향족계, NH계 등으로 인하여 BOD, COD, SS, 중금속 등 오염원이 만족하게 처리되지 않은 상태에서 난분해성 물질은 강, 하천, 바다로 유입된다. 상기 난분해성 물질에 의해 녹조, 적조 형상은 물론이고 환경호르문이 생성되어 미래를 예측할 수 없는 환경이 오염된 현실이다.

현재 폐수를 처리하기 위해 제시된 방법들로서는, 생물학적 및 화학적인 방법을 주로 사용하고 있으며, 최근에는 오존, 과산화수소, 자외선, 전자빔 플라즈마 등 물리적 방법을 이용하여 폐수를 처리하는 기술이 실용화 단계에 있다.

그러나, 기존의 폐수처리 방법에 있어서, 생물학적 및 화학적인 방법을 사용할 경우에는 미생물의 성장에 필요한 까다로운 환경의 조건 조성 및 약품의 반응시간의 조정 등이 매우 어려우며, 폐수를 정화시키기 위한 장소의 방대함에 의하여 설비투자가 과다한 문제점이 있다. 또한, 물리학적 방법에 사용되는 오존, 과산화수소, 자외선, 전자빔 플라즈마 등은 폐수처리 공정의 일부의 설치되어 사용되고 있으나 아직 오염원의 처리가 미흡하고 실용화 단계에 있으며 이들을 발생시키는장치가 고가이면서 이들을 관리하는 운전비용이 과다하여 사용이 제한되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 자석의 자력과 초음파 및 원적외선을 이용하면서 처리공정에 플라즈마화한 O₂및/또는 0₃를 공급하는 장치를 통해 설치비의 단가를 줄이고, 처리시간의 단축 및 운전자금의 극소화하며, 오염원을 제로화함으로써 처리된 용수를 재활용할 수 있도록 한 초음파와 원적외선 및 플라즈마화한 O₂및/또는 0₃를 이용한 수처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

도 1a및 1b는 본 발명에 따른 수처리 장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 수처리 장치의 에멀존탱크을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 수처리 장치의 초음파탱크를 평면에서 본 상태를 도시한 단면도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 숙성조 및 안정조의 구조를 설명하는 횡단면도 및 종단면도이다.

*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*

1 : 균질조 2 : 에멀존탱크

3 : 초음파탱크 4 : 원심분리조

5 : 숙성조 6 : 반응조

6' : 응집조 7 : 부상분리조

8 : 가압탱크 9 : 안정조

10 : O₂및/또는 0₃발생기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 중성화된 폐수성상을 파쇄 및 물의 입자를 균질화시키는 균질조와, 상기 균질화된 성상을 자력에 의해 에멀존시키는 에멀존탱크와, 에멀존된 성상을 미세하게 분쇄하여 산화 표면적을 극대화시키는 초음파탱크와, 상기 미세화된 성상을 통과시키면서 프라즈마화한 O₂및/또는 0₃와 함께 원심분리 및 산화시키며 오염물질은 하부로 배출시키는 원심분리조와, 상기 원심분리조로부터 유입된 성상을 각 방의 상부 또는 하부로 이동시키면서 소정의 온도에서 원적외선 파동에 의해 더욱 물의 입자를 미세화시키는 숙성조와, 상기 숙성조로부터 공급되는 미세화된 성상에 산화응집제 및 고분자응집제가 투여되어 이들이 반응 및 응집되는 반응조 및 응집조와, 상기 응집조로부터 공급되는 산화응집제 및 고분자응집제와 반응을 한 성상을 슬러리 및 용수로 분리하는 부상분리조와, 상기 부상분리조의 하부에 일단이 연결되고 타단이 상기 응집조로부터 상기 부상분리조에 연결된 관에 연결되어 프라즈마화한 O₂및/또는 0₃를 함께 분출시키는 가압탱크와, 상기 부상분리조로부터 유입된 용수를 원적외선 파동에 의해 안전화시켜 양질의 용수로 만드는 안정조, 및 상기 원심분리조 및 가압탱크에 플라즈마화한 O₂및/또는 0₃를 공급하는 O₂및/또는 0₃발생기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 제공된다.

본 발명의 장치는 숙성조 및 안정조에 수용되어 있는 원적외선 발생광물로부터 발생되는 원적외선의 파동 효과를 높이기 위해 숙성조 및 안정조 저면으로 에어가 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 폐수를 정화하여 슬러지와 처리수를 분리시킨 후 슬러지는 탈수하여 폐기시키고 처리수는 용수로 재활용하는 수처리 방법에 있어서, 폐수를 집수조에 수집하여 저장시키는 단계; 상기 폐수를 산 또는 알칼리를 투여하여 PH를 조정하여 중성화하는 단계; 상기 단계를 거쳐 중성화된 폐수중의 고형물을 파쇄하고 물의 입자를 균질화시키는 단계; 상기 단계를 거쳐 균질화된 폐수에 자력를 인가하여 에멀존화 시키는 단계; 상기 단계를 거쳐 에멀존화된 폐수에 초음파를 인가하여 상기 폐수의 성상을 미세하게 분쇄하여 산화 표면적을 극대화시키는 초음파 처리 단계; 상기 초음파 처리된 폐수에 프라즈마화 한 O₂및/또는 0₃를 공급하면서 원심분리 시켜 폐수 중의 오염물질을 산화시키며 고형물을 원심 분리하는 단계; 원심분리된 고형물을 배출시키고 탈수처리하여 폐기 시키는 단계; 고형물이 분리, 배출되고 남은 폐수를 원적외선 발생광물에 접촉시키면서 가열하여 소정의 온도에서 원적외선 파동에 의해 물의 입자를 더욱 미세화 시키는 숙성 단계; 상기 단계를 거친 폐수에 산화응집제 및 고분자응집제를 투여하여 잔류 유해물질을 반응 및 응집시켜 슬러지를 부상시키는 단계; 상기 폐수로부터 응집, 부상된 슬로지를 분리, 배출하고 탈수 처리하여 폐기하는 단계; 슬러지가 분리, 배출되고 남은 처리수를 재차 원적외선 발생광물에 접촉시켜 원적외선 파동에 의해 안정화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 방법이 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 수처리 장치의 구성도로서, 폐수를 수집하고 중성화시키는 집수조(11) 및 PH조정조(12), 균질조(1), 에멀존탱크(2), 초음파탱크(3), 원심분리조(4), 숙성조(5), 반응조(6), 응집조(6'), 부상분리조(7), 가압탱크(8), 안정조(9)가 순차적으로 배치되며, 상기 원심분리조(4)와 가압탱크(8)에 연결되는 O₂및/또는 0₃발생기(10)로 이루어지고, 상기 숙성조(5)와 안정조(9)에는 통상의 에어펌프와 연결되어 에어를 공급받도록 구성되며, 통상의 펌프를 사용하여 각각의 공정으로 산업폐수 및 처리된 용수를 이동시키게 된다.

먼저, 집수조(11)는 산업폐수(PH 4~13)를 일시적으로 저장하기 위한 탱크이며, PH조정조(12)는 상기 집수조로(11)부터 유입된 폐수의 오염정도에 따라 산 또는 알카리를 투여하여 설치되어 있는 교반기(121)로 혼합하여 교반시켜 PH7로 중성화시키게 된다.

균질조(1)는 상기 PH조정조(12)와 관으로 연결되고 유입되는 중성화된 폐수의 파쇄 및 물의 입자를 균질화시키도록 교반기의 다수의 봉이 돌출형성된 임펠러(15)가 양측에서 마주보게 내부에 설치되어 회전되도록 이루어진다, 상기 임펠러(15)의 회전은 동일 또는 서로 역방향으로 회전가능하며 대략 700~900RPM으로 고속회전시켜 물의 입자를 균질화시키게 된다.

에멀존탱크(2)는 상기 균질조(1)와 관으로 연결되고, 도 2의 상세 단면도와 같이 내부에 다수의 자석판(21)을 등간격을 이루도록 내부에 적층시키게 되며, 적층된 자석판(21)은 동일 극성(상극)끼리 마주보도록 배치하여 4,000~5,000 가우스(GAUSS)의 반발 자력을 발생시키고, 자력이 발생되는 공간으로 통과시켜 균질화된 성상을 자력에 의해 에멀존(EMULSION)화 시키게 된다.

초음파탱크(3)는 상기 에멀존탱크(2)와 관으로 연결되고 내부의 저면 양측에 도 3에서와 같이 서로 대응하지 않고 어긋나도록 초음파발생기(31)를 내설하게 되며, 상기 초음파발생기(31)로부터 20~300KHZ의 초음파를 발생시켜 물의 입자를 더욱 미세(마이크로)하게 깨트리면서 산화를 위한 표면적을 극대화시키게 된다. 상기 초음파탱크(3) 내의 반응을 상세하게 살펴보면, 에멀존화된 폐수성상이 초음파발생기(31)를 통과할 때 방향족계, 염소기계, NH계 등의 분자고리를 깨트리면서 공동화기존(Cavitational Bubble)이 생성 및 고온, 고압의 에너지가 발생되며, 이 에너지에 의해 물분자가 분해되어 라디칼(Radical)이 만들어지고, 폐수에 함유된 난분해성화합물들은 고온 고압의 에너지에 의해 열분해 또는 라디칼한 반응에 의해 고리구조가 깨어지게 되는 것이다.

원심분리조(4)는 순차적으로 배치된 두개의 탱크가 한 조를 이루면서 상기 초음파탱크(3)와 관으로 연결되고, 각각의 탱크 상부에는 초음파탱크(3)로부터 유입되는 고리구조가 깨어진 미세화된 폐수성상에 원심력을 부가시키는 싸이클론부(41,41')가 설치되고, 상기 싸이클론부(41,41')에는 상기 고리구조가 깨어진 미세화된 폐수성상을 통과시키면서 산화를 시키기 위한 프라즈마화한 O₂및/또는 0₃가 후술되는 O₂및/또는 0₃생성기(10)에 의해 공급되도록 연결되어 있다. 또한, 각각의 탱크 하부에는 오염물질을 수집 및 배출하는 배출구(42,42')를 갖는다. 상기 싸이클론부(41,41')에서는 유입되는 고리구조가 깨어진 미세화된 폐수성상에 프라즈마상태인 O₂와 0₃를 3~5㎏/㎠의 압력으로 함께 혼합되도록 주입하면서 3,500~4,500 RPM으로 원심 분리하면 고리구조가 더욱 깨트려 색도를 잡아줌은 물론 80~90%의 오염원을 산화 분해하게 되고, 산화 분해된 오염물질인 슬러지(Sludge)는 하측으로 수집되어 배출시키게 된다.

숙성조(5)는 상기 원심분리조(4)와 관으로 연결되며, 본 실시예에서는 6개의 방으로 분리 형성하게 되고, 각각의 방 내부에 원적외선 발생광물(51) 및 히터(52)를 배치하게 된다. 상기 원적외선 발생광물(51)은 3m/m 이하의 입자로 파쇄된 비드를 1,200℃로 소성하여 세락믹화한 것을 사용하여 원적외선을 방출할 수 있도록 처리용량과 탱크용량에 비례하여 수용시키게 된다. 또한, 상기 원적외선 발생광물(51)로부터 발생되는 원적외선 방출율을 향상시키기 위해 상기 히터(52)를 가동하여 수온을 40~50℃로 유지시키게 된다. 이때 상기 원적외선 발생광물(51)로부터는 방사율(0.3~1,000㎛) 93%, 방사에너지(w/㎡, ㎛ 40℃) 3.74 x 10²이 발생되며, 저면으로부터 공급되는 에어에 의해 원적외선이 파동되면서 조사되어 난분해성물질의 고리를 깨트리게 되는 것이다. 또한, 원심분리조(4)로부터 유입된 고리가 깨지고 산화되며 미세화된 폐수성상을 도 4a 및 4b에서와 같이 하측 및 상부로 각 방의 방으로 이동되면서 충분한 원적외선 파동의 조사에 의해 잔류하고 있던 난분해성물질의 고리까지 완전하게 깨트리게 된다.

반응조(6) 및 응집조(6')는 상기 숙성조(5)와 관으로 연결되고 순차적으로 배치되며, 각각에 교반기(61,61')가 배치되며, 상기 숙성조(5)로부터 공급되는 고리가 깨어진 미세화된 성상에 산화응집제 및 고분자응집제가 투여되어 이들과 반응 및 응집되도록 교반시키게 된다.

부상분리조(7)는 상기 응집조(6')와 관으로 연결되고 상부에는 오염물질이 응집되면서 부상되는 슬러지를 일측으로 수거하는 컨베이어(71)가 설치되고, 일측 상부에는 상기 슬러지를 배출시키는 배출구(72)가 설치되며, 배출되는 슬러지는 통상의 미도시된 탈수장치로 전달되어 탈수 후 폐기하게 된다. 또한, 부상분리조(7)의 내부 일측에는 격벽(73)을 설치하되 하부로 정화된 처리 용수가 통과할 수 있도록 개방되어 있으며, 격벽(73) 하부로 통과되는 정화된 처리 용수는 상부의 배출구(74)를 통해 배출되도록 이루어진다.

한편, 가압탱크(8)는 상기 부상분리조(7)의 격벽(73) 쪽의 하부에 일단이 연결되어 정화된 처리 용수를 공급받게 되며, 타단은 상기 응집조(61)로부터 상기 부상분리조(7)에 연결된 관의 토출부분에 연결되어 처리 용수를 순환시키게 된다. 상기 처리 용수을 순환시킬 때 3~5㎏/㎠ 압력의 프라즈화한 O₂및/또는 0₃를 방사하여 가압탱크(8) 내에서 산화 분해되면서 부상분리조(7)로 이동된다. 이때 프라즈마화한 O₂및/또는 0₃기포가 우유빛을 띠면서 3~7분 동안 반응조(6) 및 응집조(6')로부터 혼합되어 유입되었던 산화응집제 및 고분자응집제와 반응하여 오염물질을 응집시키게 되고 응집된 오염물질인 슬러지를 부상시키게 된다. 상기 가압탱크(8)로 프라즈마화한 O₂및/또는 0₃기포를 발생시켜 오염물질을 응집시키는 것은 전술한 원심분리조(4)에서의 프라즈마화한 O₂및/또는 0₃기포를 이용한 1차 오염물질의 제거에서 미처리된 오염물질을 완전하게 제거하기 위한 2차 공정이다.

안정조(9)는 상기 부상분리조(7)의 용수 배출구(74)와 관으로 연결되고, 전술한 숙성조(5)와 동일한 다수의 방으로 분리되며, 각각의 방 내부에 원적외선 발생광물(51')을 배치하게 된다. 상기 원적외선 발생광물(51')은 3~5m/m 이하의 입자로 파쇄된 비드를 1,200℃로 소성하여 세락믹화한 것을 사용하여 방사율(0.3~1,000㎛) 93%, 방사에너지(w/㎡, ㎛ 40℃) 3.74 x 10²이 발생되며, 원적외선 방출율을 향상기 원적외선 저면으로 에어를 공급하여 원적외선이 파동되면서 조사되어 물분자와 분자간의 융합을 막고 안정화시키게 되고, 안정화 된 양질의 용수는 재 사용하게 된다.

한편, 상기 원심분리조(4) 및 가압탱크(8)에 플라즈마화한 O₂및/또는 0₃를 공급하는 O₂및/또는 0₃발생기(10)는 고가의 장비 및 유지, 관리비가 높은 기존의 코로나방전방식을 사용하지 않고 프라즈마화한 O₂및/또는 0₃를 발생시켜 산화력을 강화시키게 된다.

또한, 상기 숙성조(5) 및 안정조(9)의 저면으로는 통상의 에어펌프로부터 공급되는 에어가 토출되도록 이루어지며, 토출되는 에어는 수용되어 있는 원적외선 발생광물(51,51')로부터 발생되는 원적외선을 파동시켜 물분자를 미세화시켜 정화의 효과를 높이게 된다.

상기 설명에서 각각의 처리공정으로 폐수 및 처리되는 물을 이동시키는 수단으로는 높낮이를 이용한 낙하에 의한 이동 및 통상의 일반펌프 및 고압펌프를 사용하게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 수처리 장치를 통하여 산업폐수를 처리하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 정화하고자 하는 PH 4~13의 산업폐수를 집수조(11)에 저장하게 되고, 상기 저장되었던 산업폐수를 PH조정조(12)로 공급하여 PH의 수치를 측정하면서 산 또는 알칼리를 투여하게 된다. 이때 투여되는 산 또는 알칼리가 폐수와 용이하게 혼합되도록 교반기의 임펠러(15)로 교반하게 되며, 교반을 통하여 폐수가 PH7의 중성화가 되도록 조정하게 된다.

상기 중성화된 폐수는 곧 균질조(1)로 이동되어 700~900RPM으로 회전되는 임펠러에 의하여 폐수의 이물질 파쇄 및 물의 입자를 균질화 시키게 되며, 상기 균질화된 폐수는 에멀존탱크(2)로 전달된다.

에멀존탱크(2)로 유입되는 상기 균질화된 폐수는 상극을 이루는 다수의 자석판(21) 사이로 통과하면서 4,000~5,000가우스의 반발 자력에 의하여 에멀존(EMULSION)시키게 되고, 에멀존탱크(2)를 통과한 에멀존된 폐수성상은 초음파탱크(3)로 이동된다.

초음파탱크(3)로 유입되면 서로 어긋나게 배치된 20~300KHZ의 초음파를 발생시키는 초음파발생기(3)들에 의하여 더욱 미세한 입자로 깨지면서 산화표면적이 증대된다. 즉, 초음파에 의해 발생되는 고온, 고압 에너지에 의해 물분자가 분해되어 라디칼이 만들어지고, 폐수에 함유된 난분해성화합물들은 열분해 또는 라디칼한 반응에 의해 고리구조가 깨어지면서 원심분리조(4)로 이동된다.

원심분리조(4)로 유입되면 싸이크론부(41,41)에서 3~5㎏/㎡의 압력으로 유입되는 프라즈마화한 O₂, 0₃와 함께 혼합되면서 원심 분리되어 고리구조가 더욱 깨어지고 색도를 잡아주며 오염물질을 산화시키게 되고, 산화된 오엽물질의 슬러지는 하측으로 수집된 후 하측의 배출구로 배출시켜 통상의 탈수장치에서 수분을 제거하여 폐기하게 된다.

상기 원심분리조(4)로 통과한 다음에는 숙성조(5)로 유입되어 히터(52)에 의해 적정의 온도 약 40~50℃의 온도로 상승되며, 각각의 방으로 상하로 이동하면서 원적외선 발생광물(51)의 원전외선의 파장에 의하여 잔류의 난분해성물질의 고리까지 완전하게 깨트리게 되며, 이때 하부로 유입되는 에어에 의하여 원적외선의 파동을 효과를 더욱 높이게 된다.

상기 숙성조(5)를 통과 후 반응조(6) 및 응집조(61)를 거쳐서 부상분리조(7)로 유입되는 과정에서 산화응집제 및 고분자응집제를 투여하게 되고, 이들이 혼합된 상태에서 부상분리조(7)로 유입될 때 가압탱크(8)에서 3~5㎏/㎠ 압력의 프라즈마화한 O₂, 0₃와 정화된 처리 수가 우유빛을 띠 기포를 발생시키면서 동시에 부상분리조(7)로 투입함으로써 잔류되어 있던 응집된 오염물질인 슬러지를 부상시키게 된다.

상기 부상되는 슬러지는 상부의 컨베이어(71)에 의해 일측으로 수거되어 기존의 탈수장치로 보내져 탈수 후 폐기되며, 정화된 처리 수는 격벽(73)의 하측으로 이동되어 안정조(9)로 배출된다.

안정조(9)로 유입된 처리 수는 재차 각각의 방으로 이동되면서 내부에 수용되어 있는 원적외선 발생광물(51')로부터 발생되는 원적외선을 조사 받음으로써 물분자와 분자간의 융합을 막고 안정화 시켜 양질의 생활 용수를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 수처리 장치는 자석의 자력과 초음파, 원적외선 및 플라즈마화한 O₂, 0₃를 이용하여 오염물질의 분리, 수거 및 난분해성물질의 분리 및 산화를 용이하게 할 수 있으며, 설치비의 단가를 줄이고, 처리시간의 단축 및 운전자금의 극소화가 가능한 것이고, 오염원을 제로화함으로써 처리된 용수를 재활용할 수 있는 매우 경제적인 효과를 얻는 것이다.

Claims

집수조에 저장된 폐수를 정화하여 슬러지와 처리수를 분리시킨 후 슬러지는 탈수하여 폐기시키며 처리수는 용수로 재활용하는 수처리 장치에 있어서,

폐수를 수집하여 저장하는 집수조와,

상기 집수조와 관으로 연결되고 교반기가 내설되며 폐수에 산 및/또는 알칼리를 투여하여 중성화하는 PH조정조와,

상기 PH조정조와 관으로 연결되고 교반기의 임펠러가 마주보게 내부에 설치되어 중성화된 폐수성상의 파쇄 및 물의 입자를 균질화시키는 균질조와,

상기 균질조와 관으로 연결되고 다수의 자석판을 등간격을 이루도록 내부에 적층하되 동일 극성끼리 마주보도록 배치하여 균질화된 성상을 자력에 의해 에멀존시키는 에멀존탱크와,

상기 에멀존탱크와 관으로 연결되고 내부 양측에 서로 어긋나게 초음파발생기가 내설되어 에멀존된 성상을 미세하게 분쇄하여 산화 표면적을 극대화시키는 초음파탱크와,

상기 초음파탱크와 관으로 연결되고 순차적으로 배치된 두개의 싸이클론부로 상기 미세화된 성상을 통과시키면서 프라즈마화한 O₂, 0₃와 함께 원심분리 및 산화시키며 오염물질은 하부로 배출시키는 원심분리조와,

상기 원심분리조와 관으로 연결되며 다수의 방으로 분리되고 각각의 방 내부에 원적외선 발생광물 및 히터를 배치되며 상기 원심분리조로부터 유입된 성상을각 방의 상부 또는 하부로 이동시키면서 소정의 온도에서 원적외선 파동에 의해 더욱 물의 입자를 미세화 시키는 숙성조와,

상기 숙성조와 관으로 연결되고 교반기가 배치되며 상기 숙성조로부터 공급되는 미세화된 성상에 산화응집제 및 고분자응집제가 투여되어 이들이 반응 및 응집되는 반응조 및 응집조와,

상기 응집조와 관으로 연결되고 상부에는 슬러지를 수거하는 컨베이어가 설치되고 일측 상부에는 슬러지 배출구가 설치되고 격벽의 하부로 유입되는 처리 용수를 배출하는 용수 배출구가 설치되는 부상분리조와,

상기 부상분리조의 하부에 일단이 연결되고 타단이 상기 응집조로부터 상기 부상분리조에 연결된 관에 연결되어 프라즈마화한 O₂, 0₃를 함께 분출시키는 가압탱크와,

상기 부상분리조의 용수 배출구와 관으로 연결되고 다수의 방으로 분리되고 각각의 방 내부에 원적외선 발생광물이 배치되며 유입된 용수를 원적외선 파동에 의해 안전화시켜 양질의 용수로 재 사용할 수 있는 안정조, 및

상기 원심분리조 및 가압탱크와 연결되어 플라즈마화한 O₂, 0₃를 공급하는 O₂, 0₃발생기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파와 원적외선 및 플라즈마화한 O₂, 0₃를 이용한 수처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 숙성조 및 안정조에 수용되어 있는 원적외선 발생광물로부터 발생되는원적외선을 파동시키기 위해 숙성조 및 안정조 저면으로 에어가 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 초음파와 원적외선 및 플라즈마화한 O₂, 0₃를 이용한 수처리 장치.
폐수를 정화하여 슬러지와 처리수를 분리시킨 후 슬러지는 탈수하여 폐기시키고 처리수는 용수로 재활용하는 수처리 방법에 있어서,

폐수를 집수조에 수집하여 저장시키는 단계;

상기 폐수를 산 또는 알칼리를 투여하여 PH를 조정하여 중성화하는 단계;

상기 단계를 거쳐 중성화된 폐수중의 고형물을 파쇄하고 물의 입자를 균질화시키는 단계;

상기 단계를 거쳐 균질화된 폐수에 자력를 인가하여 에멀존화 시키는 단계;

상기 단계를 거쳐 에멀존화된 폐수에 초음파를 인가하여 상기 폐수의 성상을 미세하게 분쇄하여 산화 표면적을 극대화시키는 초음파 처리 단계;

상기 초음파 처리된 폐수에 프라즈마화 한 O₂및/또는 0₃를 공급하면서 원심분리 시켜 폐수 중의 오염물질을 산화시키며 고형물을 원심 분리하는 단계;

원심분리된 고형물을 배출시키고 탈수처리하여 폐기 시키는 단계;

고형물이 분리, 배출되고 남은 폐수를 원적외선 발생광물에 접촉시키면서 가열하여 소정의 온도에서 원적외선 파동에 의해 물의 입자를 더욱 미세화 시키는 숙성 단계;

상기 단계를 거친 폐수에 산화응집제 및 고분자응집제를 투여하여 잔류 유해물질을 반응 및 응집시켜 슬러지를 부상시키는 단계;

상기 폐수로부터 응집, 부상된 슬러지를 분리, 배출하고 탈수 처리하여 폐기하는 단계;

슬러지가 분리, 배출되고 남은 처리수를 재차 원적외선 발생광물에 접촉시켜 원적외선 파동에 의해 안정화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.