KR200175434Y1 - apparatus for filtering water by using rotating member provided with oxidized titan-coating optic-activated membrane - Google Patents

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KR200175434Y1 KR2019990021607U KR19990021607U KR200175434Y1 KR 200175434 Y1 KR200175434 Y1 KR 200175434Y1 KR 2019990021607 U KR2019990021607 U KR 2019990021607U KR 19990021607 U KR19990021607 U KR 19990021607U KR 200175434 Y1 KR200175434 Y1 KR 200175434Y1
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김성희
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation

Abstract

본 고안은 산화티탄 광촉매가 코팅된 다수개의 회전부재가 구비되어 대기와 수질의 계면에서 회전됨에 따라 광촉매의 활성화를 유도하여 수질속에 함유된 난분해성 오염물질 및 유해물질이 분해되도록 한 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치에 관한 것이다. 본 고안은, 외부면이 산화티탄 광촉매 코팅막으로 도포되고, 오염물질과의 접촉면적을 넓히도록 회전되는 오염정화수단과; 상기 오염정화수단에 회전동력을 전달하는 동력전달수단; 그리고 상기 오염정화수단의 광화학 활성을 유도하는 광조사수단을 포함하여; 산화티탄 코팅막이 상기 광조사수단에 의해 활성화되고, 동력전달수단에 의해 회전됨에 따라 오염물질과의 접촉에 따라 오염물질을 정화하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치를 제공하는데 기술적 요지가 있다.The present invention includes a titanium oxide photocatalyst coating film having a plurality of rotary members coated with a titanium oxide photocatalyst, which induces activation of the photocatalyst as it is rotated at the interface between air and water to decompose the hardly degradable contaminants and harmful substances contained in the water. It relates to a water pollution purification device using the provided rotating member. The present invention comprises a pollutant purification means whose outer surface is coated with a titanium oxide photocatalyst coating film and rotated to widen the contact area with contaminants; Power transmission means for transmitting rotational power to the pollution purification means; And light irradiation means for inducing photochemical activity of the pollution purification means; Provided is a water pollution purification apparatus using a rotating member equipped with a titanium oxide photocatalyst coating film is activated by the light irradiation means, and rotated by the power transmission means to purify the pollutants in contact with the pollutants. There is a technical point to this.

Description

산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치 {apparatus for filtering water by using rotating member provided with oxidized titan-coating optic-activated membrane}Water pollution purification device using a rotating member equipped with a titanium oxide photocatalyst coating film {apparatus for filtering water by using rotating member provided with oxidized titan-coating optic-activated membrane}

본 고안은 수질오염 정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화티탄 광촉매가 코팅된 다수개의 회전부재가 구비되어 대기와 수질의 계면에서 회전됨에 따라 광촉매의 활성화를 유도하여 수질속에 함유된 난분해성 오염물질 및 유해물질이 분해되도록 한 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for purifying water pollution, and more particularly, a plurality of rotating members coated with titanium oxide photocatalysts are provided to induce activation of the photocatalyst as it rotates at the interface between the air and the water, thereby contaminating hardly decomposable pollutants contained in the water. The present invention relates to a water pollution purification device using a rotating member provided with a titanium oxide photocatalyst coating film for decomposing substances and harmful substances.

일반적으로 산업이 발달함에 따라 강이나 호수 등에 유입되는 유해물질의 양이 증가하고 있는 실정이며, 더욱이 난분해성 유기물은 이후의 정수공정에서도 제대로 정수되지 않아 인체에 치명적인 영향을 끼치고 있다. 한편, 상수원에 분포하는 동,식물성 플랑크톤 및 크립토스포리디움(Cryptosporidium)과 같은 원생동믈에 의한 오염으로 먹는물 소독에 대한 관심이 더욱 증대되고 있으며, 또한 정수공정에서 각종 미생물의 살균을 위한 염소주입과 각종 유해 유기화합물의 산화분해를 위한 목적으로 주입되는 오존에 의해 조류체내 함유물질인 마이크로시스틴 (Microcystin)이나 아나톡신(Anatoxin) 삭시토신(Saxitoxin) 등의 독소가 조류체내에서 유출되어 먹는물의 안정성을 위협하고 있는 실정이며, 이들을 제거하기 위하여 과량 주입되는 산화제가 수중에 잔류하는 유기물들과 반응하여 발암성물질로 알려진 트리할로메탄(THMs)과 알데히드류 등의 부산물을 생성하게 된다. 또한 악취를 유발하는 일부 남조류들이 상수원인 하천이나 호소 등을 우점하게 될 경우, 이들의 대사과정에서 생성된 지오즈민(C12H220 : 트랜스-1,10-디메틸-트랜스-9데카올)이나 2-엠아이비(C11H20O : 2-메틸-이소-보르네올)가 분비되어 악취를 유발하게 된다.In general, as the industry develops, the amount of harmful substances flowing into rivers and lakes is increasing, and moreover, non-degradable organic matters are not properly purified in subsequent water purification processes, which have a fatal effect on the human body. Meanwhile, interest in drinking water disinfection due to pollution by protozoa such as copper, phytoplankton and Cryptosporidium distributed in water sources is increasing. Toxins such as microcystin and anatoxin saxitoxin, which are contained in algae, are leaked from the algae by ozone injected for the purpose of oxidative decomposition of harmful organic compounds. In order to remove them, an excessive amount of oxidizing agent is reacted with organic substances remaining in water to produce by-products such as trihalomethanes (THMs) and aldehydes known as carcinogenic substances. In addition, when some algae that cause odors dominate the streams or lakes, which are the sources of water, they are produced by the metabolism of geozimin (C 12 H 22 0: trans-1,10-dimethyl-trans-9decaol ) Or 2-M-Ivy (C 11 H 20 O: 2-methyl-iso-borneneol) is released, causing odor.

상기와 같은 각종 이물질의 효과적인 제거를 위해 현재 정수처리장에서는 일반적인 정수처리공정 이외에 오존과 입상활성탄(GAC)를 이용한 고도정수처리공정이 수행되고 있다. 그러나, 이러한 고도정수처리공정은 과다한 시설투자비와 유지관리비가 소요되며, 엄청난 규모와 비용의 투자에도 불구하고 활성탄의 흡착성능을 유지하는 3-6개월 정도의 일정기간이 지나면 처리효율이 현저히 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 고도정수처리공정으로는 살균목적으로 주입된 염소에 의해 생성되는 발암성 물질로 알려진 트리할로메탄과 오존처리에 의해 생성된 브로메이트 등과 같은 소독부산물들은 거의 제거되지 않고 일반가정에 도달할 때까지 잔류하게 되며, 오히려 상수관로에서 반응시간이 길어지면서 증가하는 경향이 있다.In order to effectively remove the various foreign substances as described above, in the present water treatment plant, in addition to the general water treatment process, an advanced water treatment process using ozone and granular activated carbon (GAC) is performed. However, this high water purification process requires excessive facility investment and maintenance costs, and the treatment efficiency is significantly reduced after a period of about 3-6 months to maintain the adsorption performance of activated carbon despite the huge scale and cost investment. There is a problem. In addition, by the high water treatment process, disinfection by-products such as trihalomethane and bromate produced by ozone treatment, which are known to be carcinogenic substances produced by chlorine injected for sterilization, are hardly removed and reach a general home. This tends to remain until the reaction time is increased, but rather increases as the reaction time increases in the water conduit.

현재의 고도 정수처리공정에서는 생성된 2차 오염물질을 제대로 제거할 수 없으므로 보다 효율적으로 오염물질들을 제거하기 위하여 여러가지 방법들이 제안되고 있다. 이와 같은 방법들중 하나가 광화학처리에 의한 오염물질의 분해방법이다. 상기 광화학기술은 기존의 수처리 기술에 비하여 설비가 간단하고 사용약품이 거의 없어 설비비와 운전비가 저렴할 뿐만 아니라 2차 오염을 유발하지 않는 광조사에너지를 사용하므로 상당히 효과적이다. 또한, 광화학 처리기술은 슬러지가 발생하지 않을 뿐만 아니라 대부분이 생물학적으로 난분해성 물질인 유기염소화합물에 대한 광분해 효과가 높아 최근 각광받고 있다. 이러한 광화학 처리를 위해 사용되는 광촉매로는 TiO2,WO3, ZnO, SiC, Cds, GaAs 등이 사용되나, 가장 일반적으로는 산화티탄(TiO2)이 널리 사용되고 있다.Since the secondary pollutants produced in the present advanced water treatment process cannot be properly removed, various methods have been proposed to remove the pollutants more efficiently. One such method is the decomposition of pollutants by photochemical treatment. The photochemical technology is very effective because the equipment is simple compared to the existing water treatment technology and there are few chemicals, so that the equipment cost and operating cost are low, and the light irradiation energy does not cause secondary pollution. In addition, the photochemical treatment technology is not only sludge generated, but also has recently been in the spotlight due to its high photodegradation effect on organic chlorine compounds, which are biologically difficult to decompose. As the photocatalyst used for the photochemical treatment, TiO 2 , WO 3 , ZnO, SiC, Cds, GaAs, and the like are used, but most commonly titanium oxide (TiO 2 ) is widely used.

그리고, 현재 상기 광촉매를 이용한 오염물질 처리 방법으로는 산화티탄의 분말상 또는 고정담체상에 코팅된 펠렛 또는 중공볼 형태로 사용되고 있다.In addition, the pollutant treatment method using the photocatalyst is currently used in the form of pellets or hollow balls coated on a powder or fixed carrier of titanium oxide.

분말상 산화티탄은 물에 현탁시켜 수중의 오염물질을 처리한 후, 회수장치를거쳐 재 사용하는 방법으로 이용되고 있다. 산화티탄의 현탁액은 분말의 미립자로써 비표면적이 넓어 오염물질과의 많은 접촉기회로 인하여 처리효율이 높은 편이다. 그러나, 별도의 회수장치가 필요하므로 설치비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 상수나 하수처리와 같은 대형시설에는 회수장치의 한계로 인하여 적용이 불가능하며 소형장치에만 사용 가능한 문제점이 있다.Powdered titanium oxide is suspended in water to treat contaminants in water, and then used as a method of recycling through a recovery device. Suspensions of titanium oxide are fine particles of powder, which have a large specific surface area, and thus have high treatment efficiency due to many contact circuits with contaminants. However, since a separate recovery device is required, not only a large installation cost is required, but also a large facility such as water and sewage treatment is not applicable due to the limitation of the recovery device, and there is a problem that only a small device can be used.

또한, 일정시간 사용 후, 착색이나 오염으로 재이용이 불가능할 경우 회수폐기하여야 함으로 슬러지가 발생되며 너무 많은 산화티탄을 수중에 주입하게 되면 광촉매로써 활성을 나타내는 전자정공 생성수율이 빛 투과율의 감소로 낮아지게 되는 문제점이 있다.In addition, if it cannot be reused due to coloring or contamination after a certain period of time, sludge is generated due to recovery and disposal. If too much titanium oxide is injected into the water, the yield of electron hole generation showing activity as a photocatalyst is lowered due to a decrease in light transmittance. There is a problem.

한편, 펠렛 또는 중공볼 형태 산화티탄은 분말상과 달리 분리회수에는 어려움이 없으나 실지 유해물질의 제거효율이 거의 이루어지지 않는 문제점이 있다. 즉, 광촉매반응에서 가장 중요한 것은 단위입자당 반응효율로써 오염물질과의 접촉기회와 직접 관계가 있다. 따라서 수중에 정체상태이거나 표층에 부유하는 형태는 빛이 도달하는 수면에만 작용되므로 빛의 도달이 어려운 수면아래 부분에는 광촉매 활성이 저하되어 오염물질의 분해효율이 낮아지는 문제점이 있다.On the other hand, the pellet or hollow ball-type titanium oxide has a problem that unlike the powdery phase, there is no difficulty in the recovery recovery, but practically no removal efficiency of actual harmful substances. That is, the most important thing in the photocatalytic reaction is the reaction efficiency per unit particle, which is directly related to the contact opportunity with contaminants. Therefore, a form of stagnation in water or floating on the surface layer acts only on the water surface where light reaches, and thus the photocatalytic activity is lowered in the lower part of the water surface where it is difficult to reach the light, thereby reducing the decomposition efficiency of pollutants.

따라서, 비록 이러한 산화티탄 광촉매의 오염물질 분해능에 따른 유용성이 실험적으로 이미 널리 검증되었고, 일본 특개평 6-328068호뿐만 아니라 기출원된 특허가 많이 존재할지라도, 기출원된 특허의 대부분은 분말상, 펠렛 또는 중공볼 형태의 산화티탄을 이용한 처리방법으로 상술한 바와 같은 문제점으로 인하여 실지로 생산현장에 적용하여 실용화하지 못하고 있으며, 또한 실지 적용하는 경우에도 소규모 시설에 국한되어 있다. 이는 상기 광촉매의 높은 오염물질 분해효율을 유지하기 위해서는 조사되는 광에너지에 의해 활성화되고, 상기 활성화된 광촉매가 수질내에서 오염물질의 분해역활을 하여야 한다. 그러나, 현재 사용되는 산화티탄 광촉매는 수질 표면에 부유되거나 또는 수중에 고정된 상태로 존재하여 조사되는 광에 의해 활성화되는 부분과 수질내부에서 실지 오염물질을 분해하는 부분과의 접촉면적이 적기 때문이다. 즉, 수면에 부유된 광촉매의 수면상부 부분이 조사되는 광에 의해 활성화되는 반면, 수면내에 잠겨있는 광촉매 부분은 조사되는 광량이 적어 덜 활성화되기 때문이다. 따라서 수면상부 및 표면 부분은 활성화된 광촉매에 의해 오염물질의 분해가 활발히 이루어지나, 수면 아래 내부의 오염물질은 제대로 분해가 이루어지지 않아 효율이 떨어지는 문제점이 있다.Therefore, although the usefulness according to the contaminant resolution of such titanium oxide photocatalyst has already been widely verified experimentally, although there are many patents, as well as Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-328068, most of the patents applied are powdered and pelletized. Or due to the above-described problems using a hollow ball-type titanium oxide, it is not practically applied to a production site, and is also limited to a small-scale facility even if it is actually applied. This is activated by the irradiated light energy in order to maintain the high pollutant decomposition efficiency of the photocatalyst, the activated photocatalyst should play a role of decomposition of the pollutant in the water quality. However, the titanium oxide photocatalyst used today has a small contact area between a portion suspended on the surface of the water or fixed in the water and activated by the irradiated light and a portion which decomposes the actual contaminants in the water. . That is, while the upper surface portion of the photocatalyst suspended on the water surface is activated by the irradiated light, the photocatalytic portion submerged in the water surface is less activated because the amount of light irradiated is small. Therefore, the upper surface and the surface portion of the surface of the contaminants are actively decomposed by the activated photocatalyst, but the contaminants inside the water surface are not properly decomposed, and thus there is a problem that the efficiency is lowered.

그리고, 상기의 형태와 달리 종래에 사용되는 산화티탄 광촉매를 이용한 다른 형태로는 유리관을 나선형으로 제작하고, 상기 유리관 내벽에 산화티탄을 고정화한 장치가 있다. 그러나 이러한 장치 역시 오염물질이 유리관 내벽의 산화티탄 광촉매와 접촉하는 시간이 짧아 그 처리효과가 극히 미미하여 소규모외에 대용량처리에 적합하지 못하다는 문제점이 있다. 또한, 유리관 내부로 통과하는 오염물질에 의해 빛투과율이 감소하여 내벽에 도달하는 광량이 적어 광촉매로써의 충분한 활성이 이루어지지 못하고 부유물질이 존재하는 경우에는 관을 막히게 하여 장치의 고장을 일으키는 문제점이 있다.In addition, unlike the above-described embodiment, another embodiment using a titanium oxide photocatalyst conventionally used includes a device in which a glass tube is spirally manufactured and the titanium oxide is immobilized on the inner wall of the glass tube. However, such a device also has a problem that the contaminants are in short contact with the titanium oxide photocatalyst on the inner wall of the glass tube, so the treatment effect is extremely insignificant. In addition, the light transmittance decreases due to the contaminants passing through the glass tube, so the amount of light reaching the inner wall is insufficient. Therefore, sufficient activity as a photocatalyst is not achieved. have.

따라서 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분리회수의 필요성이 없이 오염물질의 분해가 이루어져 경제적인 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 수질오염 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a water pollution purification apparatus equipped with an economical titanium oxide photocatalyst coating film by decomposing contaminants without the need for separate recovery.

그리고, 본 고안은, 반잠수식으로 구성되고, 회전됨에 따라 광에너지에 의해 활성화된 광촉매가 수질내부에서 오염물질을 분해함으로써 분해효율이 보다 높은 수질오염 정화장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a water pollution purification device having a higher decomposition efficiency by being semi-submersible and rotating as photocatalyst activated by light energy decomposes pollutants in the water quality.

또한, 본 고안은 회전식으로 구성되어 대기중에 존재하는 산소가 수질 내부로 유입되도록 함으로써 유기물의 산화능력을 보다 향상시킨 수질오염 정화장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a water pollution purification apparatus that is configured to rotate to allow oxygen existing in the air to be introduced into the water quality, thereby further improving the oxidation ability of organic matter.

도 1 - 본 고안에 의한 수질오염 정화장치의 제 1 실시예를 나타낸 도.1-a view showing a first embodiment of a water pollution purification apparatus according to the present invention.

도 2 - 본 고안에 의한 수질오염 정화장치의 제 2 실시예를 나타낸 도.2 is a view showing a second embodiment of the water pollution purification apparatus according to the present invention.

도 3 - 본 고안에 의한 수질오염 정화장치의 제 3 실시예를 나타낸 도.Figure 3 shows a third embodiment of the water pollution purification apparatus according to the present invention.

도 4 - 본 고안에 의한 수질오염 정화장치의 제 4 실시예를 나타낸 도.Figure 4 shows a fourth embodiment of the water pollution purification apparatus according to the present invention.

도 5 - 본 고안 장치를 이용한 트리할로메탄의 분해그래프를 나타낸 도.5 is a diagram showing a decomposition graph of trihalomethane using the device of the present invention.

도 6 - 본 고안 장치를 이용한 이취물질의 분해그래프를 나타낸 도.Figure 6 is a diagram showing an exploded graph of off-flavor substances using the present invention device.

도 7 - 본 고안 장치를 이용한 클로로필a 분해그래프를 나타낸 도.7-shows a chlorophyll a decomposition graph using the device of the present invention.

도 8- 본 고안 장치 판상부재의 회전속도를 달리한 경우의 트리할로메탄 의 분해그래프를 나타낸 도.8- is a diagram showing an exploded graph of trihalomethane when the rotational speed of the plate-like member of the present invention is varied.

도 9 - 본 고안 장치 판상부재의 회전속도를 달리한 경우의 클로로필a, 이취물질 분해그래프를 나타낸 도.Figure 9-Chlorophyll a, odor substance decomposition graph when the rotational speed of the plate-shaped member of the present invention different.

도 10 - 본 고안 장치와 종래 장치에 의한 분해효율을 나타낸 도.10 is a view showing the decomposition efficiency by the device and the conventional device.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

10 : 판상부재 20,20': 동력전달수단10: plate member 20,20 ': power transmission means

30,30': 광조사수단 40 : 반사판30,30 ': light irradiation means 40: reflector

50 : 부력부재 50': 지지부재50: buoyancy member 50 ': support member

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 외부면이 산화티탄 광촉매 코팅막으로 도포되고, 오염물질과의 접촉면적을 넓히도록 회전되는 오염정화수단과;상기 오염정화수단에 회전동력을 전달하는 동력전달수단; 그리고 상기 오염정화수단의 광화학 활성을 유도하는 광조사수단을 포함하여; 산화티탄 코팅막이 상기 광조사수단에 의해 활성화되고, 동력전달수단에 의해 회전됨에 따라 오염물질과의 접촉에 따라 오염물질을 정화하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치를 제공하는데 기술적 요지가 있다.The present invention for achieving the above object is, the outer surface is coated with a titanium oxide photocatalyst coating film, the pollution purification means is rotated to widen the contact area with contaminants; and the power to transfer the rotational power to the pollution purification means; Delivery means; And light irradiation means for inducing photochemical activity of the pollution purification means; Provided is a water pollution purification apparatus using a rotating member equipped with a titanium oxide photocatalyst coating film is activated by the light irradiation means, and rotated by the power transmission means to purify the pollutants in contact with the pollutants. There is a technical point to this.

그리고, 상기 오염정화수단은, 다수개의 판상부재가 병렬연결 설치되고, 상기 각 판상부재의 일측은 공기중에 노출되며, 타측은 액상 내부에 위치되어 회전되도록 형성되도록 한다. 상기 판상부재는, 구리, 백금, 알루미늄, 금, 아연 및 철의 금속류와; 산화규소, 산화아연,탄화규소, 산화텅스텐, 황화카드뮴, 비소갈륨, 일산화구리 및 이산화구리의 광활성물질; 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 코팅막이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the contamination purification means, a plurality of plate-like members are installed in parallel, one side of each plate-like member is exposed to the air, the other side is to be formed to rotate in the liquid phase. The plate member may include metals of copper, platinum, aluminum, gold, zinc and iron; Photoactive materials of silicon oxide, zinc oxide, silicon carbide, tungsten oxide, cadmium sulfide, gallium arsenide, copper monoxide and copper dioxide; It is preferable to further include any one or more of the coating film is formed.

한편, 상기 동력전달수단은, 모터로 이루어지도록 하거나, 또는 자연바람에 의해 회전하는 회전날개로 이루어지도록 하는 것이 좋다. 상기 광조사수단은, 자연광으로 이루어지거나, 유브이(UV)램프로 구성되도록 하고 상기 유브이(UV)램프에 의한 광을 반사하는 반사판을 더 포함하여 구성되도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the power transmission means is preferably made of a motor, or made of a rotary blade that rotates by natural wind. The light irradiating means is preferably made of natural light or made of UV lamps, and further comprising a reflecting plate for reflecting light by the UV lamps.

다음, 상기와 같이 구성되는 본 고안의 바람직한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention configured as described above.

도 1은 본 고안에 의한 수질오염 정화장치의 일실시예를 도시한 도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안은 크게 수질오염을 정화하기 위한 오염정화수단(10)과 상기 오염정화수단(10)에 동력을 전달하는 동력전달수단(20) 및 광조사수단(30)으로 이루어진다.1 is a view showing an embodiment of a water pollution purification apparatus according to the present invention. As shown in the drawing, the present invention consists of a pollution purification means 10 for greatly purifying water pollution, and a power transmission means 20 and a light irradiation means 30 for transmitting power to the pollution purification means 10.

상기 오염정화수단(10)은 원형유리 디스크 표면에 산화티탄 코팅막이 도포된 판상부재(10)로 이루어진다. 본 고안에서 사용된 코팅막을 형성하는 과정을 간략히 설명하면, 먼저 원형유리디스크를 중크롬산칼륨으로 세척하여 드라이오븐에서 건조시킨 후, 졸-겔법(Sol-Gel)으로 코팅하고 500℃에서 4시간 정도 열처리하여 제조하였다. 이러한 산화티탄 코팅막 형성은 비드상의 형태로 많이 사용되었으며, 현재 당업계에서 널리 알려진 자세한 사항이므로 이하 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 상기 코팅에 의해 소모되는 산화티탄의 양은 극히 미미하다. 즉, 1회 코팅시 사용되는 산화티탄의 양은 수마이크로그램 정도이므로 종래의 분말상 산화티탄에 비하여 수만분의 1정도의 양밖에 소모되지 않는다. 그리고, 광활성을 유도하는 산화티탄의 양이 많을수록 오염물질의 분해가 보다 빨리 이루어지며, 이러한 코팅막내에 함유된 산호티탄의 양은 도포횟수를 조정함에 따라 가능하다. 통상적으로는 2 내지 5회 정도가 바람직하며, 너무 많은 도포시에는 코팅막의 두께가 너무 두꺼워 지므로 백탁현상에 의해 오히려 광활성이 저하될 수도 있으므로 7회이상 도포하지 않는 것이 바람직하다.The contamination purification means 10 is composed of a plate-like member 10 coated with a titanium oxide coating film on the surface of the circular glass disk. Briefly describing the process of forming the coating film used in the present invention, first, the circular glass disk was washed with potassium dichromate and dried in a dry oven, then coated with a sol-gel method and heat treated at 500 ° C. for about 4 hours. It was prepared by. The titanium oxide coating film was used in the form of a bead phase, and since the details are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted. And the amount of titanium oxide consumed by the coating is extremely small. That is, since the amount of titanium oxide used in one coating is about several micrograms, it is consumed only in the order of tens of thousands compared to conventional powdered titanium oxide. And, the larger the amount of titanium oxide that induces photoactivity, the faster the decomposition of contaminants, and the amount of coral titanium contained in the coating film is possible by adjusting the number of coatings. Usually, about 2 to 5 times is preferable, and when the coating is too much, the thickness of the coating film becomes so thick that the photoactivity may be rather deteriorated by the cloudiness, so it is preferable not to apply 7 times or more.

한편, 폐수속에 존재하는 오염물질을 분해하는 부위는 산화티탄 코팅막이 입혀진 판상부재(10)의 표면이므로 상기 판상부재(10)의 표면적이 넓을수록 효과적이다. 따라서 상기 본 실시예에서는 판상부재로 나타나 있으나, 이에 한정되는 것이 아님을 알 수 있다. 원통형 또는 원뿔형 등의 여러 형태가 가능하며, 또한 단위 표면적을 넓히기 위하여 표면이 요철구조를 가지도록 할 수도 있다. 그리고, 이러한 판상부재(10)는 다수개로 구성하여 오염원인 폐수와의 접촉면적이 최대로 되도록 한다.On the other hand, since the site for decomposing contaminants present in the waste water is the surface of the plate member 10 coated with a titanium oxide coating film, the larger the surface area of the plate member 10 is effective. Therefore, although shown as a plate-like member in the present embodiment, it can be seen that it is not limited thereto. Various shapes such as cylindrical or conical shapes are possible, and the surface may have a concave-convex structure in order to increase the unit surface area. And, the plate member 10 is composed of a plurality so that the contact area with the waste water as the source of contamination to the maximum.

또한, 상기 산화티탄 코팅막에 구리,백금, 알루미늄, 금, 아연, 철 및 산화망간 등이 금속과 SiO2, ZnO, SiC, WO3, CdS, GaAs, CuO, CuO2등과 같은 광활성물질을 첨가함으로써 산화티탄의 광학활성을 증대시키거나 또는 보조하게 함으로써 처리효율을 높이도록 할 수도 있다. 이러한 물질들의 첨가에 의한 광활성증가효과는 이미 많은 논문 및 자료에 나타나 있고 당업계에 널리 알려진 사항이므로 이하 자세한 설명은 생략하기로 한다.Further, copper, platinum, aluminum, gold, zinc, iron, and manganese oxide may be added to the titanium oxide coating layer by adding a metal and a photoactive material such as SiO 2 , ZnO, SiC, WO 3 , CdS, GaAs, CuO, CuO 2, and the like. The treatment efficiency may be increased by increasing or assisting the optical activity of the titanium oxide. The increase in photoactivity by the addition of these materials has already been shown in many papers and data and is well known in the art, so the detailed description thereof will be omitted.

그리고, 상기 판상부재(10)는 반잠수식으로 설치되도록 한다. 즉, 판상부재(10)의 일측은 대기중에 위치되도록 하고, 타측은 폐수 내부에 위치되도록 한다. 이는 폐수속에 존재하는 오염물질의 원활한 분해를 위해서 광촉매의 활성화를 유도하고, 활성화된 부분이 폐수와의 접촉면적을 넓힘으로서 오염물질의 분해가 원활히 이루어지도록 하기 위함이다. 즉, 대기중에 존재하는 코팅막 부분이 광에너지의 직접접촉에 의해 활성화된 후, 회전에 의해 폐수 내부로 이동됨에 따라 활성화된 부분이 폐수와 접촉됨으로서 오염물질의 분해가 이루어지도록 한다.Then, the plate member 10 is to be installed in a semi-submersible. That is, one side of the plate member 10 is to be located in the atmosphere, the other side is to be located in the waste water. This is to induce the activation of the photocatalyst for the smooth decomposition of the contaminants present in the waste water, and to enable the decomposition of the pollutants smoothly by activating the widened contact area with the waste water. That is, after the coating film portion existing in the atmosphere is activated by the direct contact of the light energy, the activated portion is in contact with the waste water as it is moved into the waste water by rotation so that the decomposition of the pollutant is made.

다음, 동력전달수단(20)을 설명하기로 한다. 상기 동력전달수단(20)은 상기 판상부재(10)에 동력을 전달하여 판상부재(10)가 회전되도록 하기 위함이다. 상기 회전에 의해 판상부재(10)는 대기중에 노출되어 활성화된 부분이 폐수속으로 전달되어 오염물질의 분해가 계속적으로 이루어지도록 한다. 상기 동력전달수단(20)은, 상기 판상부재(10)와 연결되는 지지대(22)와, 상기 지지대(22)를 회전시키는 동력전달원(20)으로 이루어진다. 상기 동력전달수단은 단순히 지지대의 일측에 설치되는 모터(20)로 구성하여 모터(20)의 동력전달에 의해 지지대(22)가 회전됨에 따라 판상부재(10)가 회전되도록 할 수 있다.Next, the power transmission means 20 will be described. The power transmission means 20 is to transmit the power to the plate member 10 so that the plate member 10 is rotated. By the rotation, the plate member 10 is exposed to the atmosphere and the activated portion is delivered to the waste water so that the decomposition of the pollutant is made continuously. The power transmission means 20, the support 22 is connected to the plate member 10, and the power transmission source 20 for rotating the support 22. The power transmission means may consist of a motor 20 that is simply installed on one side of the support to allow the plate member 10 to rotate as the support 22 is rotated by the power transmission of the motor 20.

한편, 상기 동력전달원은, 도 2에 도시된 바와 같이, 자연풍력을 이용할 수도 있을 것이다. 즉, 지지대(22')의 일측에 연결되는 회전지지대(24')를 설치하고, 상기 회전지지대(24')의 상단에 회전날개(26')가 설치된 구조를 가지도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 지지대(22')와 회전지지대(24')의 연결부위는 기어의 치합구조를 이용하여 회전날개(26')의 회전에 따른 동력이 지지대(22')에 전달되도록 한다. 따라서 자연바람에 의해 회전날개(26')의 회전으로 판상부재(10)의 회전이 이루어지도록 함으로써 별도의 동력전달을 위한 에너지의 손실이 방지되도록 구성할 수도 있을 것이다.On the other hand, the power transmission source, as shown in Figure 2, may use natural wind power. That is, the rotary support 24 'is connected to one side of the support 22', and may have a structure in which the rotary blade 26 'is installed on the upper end of the rotary support 24'. In addition, the connection portion of the support 22 'and the rotary support 24' allows power to be transmitted to the support 22 'by the rotation of the rotary blade 26' using a gearing structure of the gear. Therefore, the rotation of the plate member 10 by the rotation of the rotary blades 26 'by natural wind may be configured to prevent the loss of energy for a separate power transmission.

다음, 광조사수단(30)을 설명하기로 한다. 상기 광조사수단(30)은 산화티탄 광촉매의 활성화를 위한 광에너지를 조사하기 위한 것으로, 산화티탄의 광활성을 위한 적합한 400nm 이하의 파장을 가지면 족하다. 이를 위해 자연광(30') 또는 유브이(UV)램프(30) 및 제논램프 등으로 구성되도록 한다. 그리고, 자연광(30') 외에 유브이(UV)램프(30) 등을 이용할 경우 에너지의 효율을 높이기 위해 별도의 반사판(40)을 구비하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 유브이램프(30) 등의 인공 광조사수단에서 조사되는 빛에너지는 상기 반사판(40)에 의해 판상부재(10)측으로 전달되어 사용되는 전기에너지의 손실을 최대로 막을 수 있게 된다.Next, the light irradiation means 30 will be described. The light irradiation means 30 is for irradiating light energy for activating the titanium oxide photocatalyst, and it is sufficient to have a wavelength of 400 nm or less suitable for the photoactivity of titanium oxide. To this end, it is composed of natural light 30 'or UV lamp 30 and xenon lamp. In addition, when using a UV lamp 30 or the like in addition to the natural light 30 ′, it is preferable to provide a separate reflector 40 to increase energy efficiency. Therefore, the light energy irradiated from the artificial light irradiation means such as the UV lamp 30 is transferred to the plate member 10 by the reflecting plate 40 to prevent the loss of the electric energy used to the maximum.

한편, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 수질오염 정화장치는 부력부재(50)에 의해 지지된다. 상기 부력부재(50)는 수질오염 정화장치가 수면위에 부유된 상태를 유지하도록 할 뿐만 아니라 이동을 가능하게 한다. 따라서 넓은 지역내에서 오염이 심한 지역으로 쉽게 이동될 수 있을 뿐만 아니라 자체가 넓은 상수원내에서 이동되어 오염물질의 정화작용을 효과적으로 수행할 수도 있다. 그러나, 상기 부력부재(50) 대신 도 3에 도시된 바와 같이, 별도의 지지부재(50')를 이용하여 특정장소에 고정식으로 설치하는 것도 가능하다. 본 고안에서 핵심사항은 산화티탄 광촉매 코팅막이 입혀진 판상부재(10)가 대기와 수면 내부의 양측에 위치되어 회전에 의해 활성화된 산화티탄 코팅부분이 계속적으로 오염원과 접촉이 이루어지도록 하고, 최대한 오염원과의 접촉면적을 넓혀 오염정화 활동이 활발히 이루어지도록 하는데 있다. 따라서 상기 수질오염 정화장치의 설치는 여러형태로 설치 가능함을 알 수 있다.On the other hand, as shown in Figures 1 and 2, in this embodiment the water pollution purification apparatus is supported by the buoyancy member (50). The buoyancy member 50 not only allows the water pollution purification device to maintain a floating state on the water surface, but also enables movement. Therefore, not only can be easily moved from a large area to a heavily polluted area, but can also be moved within a large water source to effectively purify pollutants. However, instead of the buoyancy member 50, as shown in FIG. 3, it is also possible to fixally install at a specific place by using a separate support member 50 ′. The key point in the present invention is that the plate-like member 10 coated with a titanium oxide photocatalyst coating film is positioned on both sides of the atmosphere and the surface of the water so that the titanium oxide coated portion activated by rotation is continuously in contact with the pollutant. It is aimed at increasing the contact area of the pollutants so that pollution purification activities can be actively carried out. Therefore, it can be seen that the installation of the water pollution purification apparatus can be installed in various forms.

다음은 상기와 같은 구성에 의한 본 고안에 의한 작용을 설명하기로 한다.Next will be described the operation by the present invention by the configuration as described above.

먼저, 자연광(30') 또는 유브이램프(30)에 의해 조사되는 광에너지는 대기중에 노출된 판상부재(10)의 일측에 전달된다. 상기 전달된 광에너지에 의해 개개의 산화티탄 광촉매의 활성화가 이루어진다. 그리고 이때, 수면 아래에 잠겨있는 판상부재(10)의 타측은 전달되는 빛에너지가 적어 활성화가 적게 이루어진 상태이다. 상기의 상태에서 모터(20) 또는 자연바람(20')에 의해 전달되는 동력에 의해 판상부재(10)는 회전하게 되고, 이에 따라 상기 활성화된 부분이 수면 아래에 도달되어 표면에 접촉된 오염물질을 분해하게 된다. 상기 분해작용에 의해 활성에너지를 잃은 후 다시 수면상부로 이동되고, 광에너지에 의해 재활성화되어 계속적인 오염물질 분해가 이루어질 수 있게 된다. 한편, 광촉매의 활성화에 따른 산화분해반응의 진행은 극히 짧은 시간(빛전달과 전자,정공 생성시간은 약 10-5초)에 이루어지므로 상기 판상부재(10)의 회전속도가 빠르면 빠를수록 분해효율은 증가한다. 그리고, 회전속도가 빨라짐에 따라 오염물질과 판상부재(10)의 접촉면적이 증대하므로 분해효율의 향상이 이루어지며, 또한 상기 판상부재(10)의 회전에 따라 대기중에 존재하는 산소의 수중공급이 원활해지므로 별도의 산화제를 투입하지 않더라도 오염물질의 산화를 촉진하게 된다.First, the light energy irradiated by the natural light 30 ′ or the UV lamp 30 is transmitted to one side of the plate member 10 exposed to the atmosphere. Activation of the individual titanium oxide photocatalysts is accomplished by the transferred light energy. And, at this time, the other side of the plate member 10 is locked under the water surface is less light energy transmitted is less active. In the above state, the plate member 10 is rotated by the power transmitted by the motor 20 or the natural wind 20 ', so that the activated part reaches the water surface and comes into contact with the surface. Will be decomposed. The active energy is lost by the decomposition and then moved back to the surface of the water, and is reactivated by the light energy, thereby enabling continuous pollutant decomposition. On the other hand, the progress of the oxidative decomposition reaction according to the activation of the photocatalyst is made in a very short time (light transmission and electron, hole generation time is about 10-5 seconds), the faster the rotational speed of the plate member 10, the faster the decomposition efficiency Increases. In addition, as the rotational speed increases, the contact area between the contaminant and the plate member 10 increases, so that the decomposition efficiency is improved, and the underwater water supply of oxygen present in the air is caused by the rotation of the plate member 10. Because it is smooth, even if a separate oxidant is not added, it promotes oxidation of pollutants.

한편, 장시간 사용에 따라 코팅막의 표면이 오염물질에 의하여 오염된 경우 장치 자체를 교환할 필요가 없다. 즉, 단순히 딱아내거나 세척함으로써 상기 오염물질을 제거할 수 있다. 이는 상기 산화티탄 코팅막이 유리면에 단단히 밀착되어 있으므로 걸레 등으로 딱아낼 경우에도 산화티탄 코팅막의 손상이 방지될 수 있기 때문이다. 따라서 본 고안에 의한 장치는 반영구적으로 사용할 수 있게된다.On the other hand, when the surface of the coating film is contaminated with contaminants with a long time use, there is no need to replace the device itself. In other words, the contaminants can be removed by simply scouring or washing. This is because the titanium oxide coating film is firmly adhered to the glass surface, so that damage to the titanium oxide coating film can be prevented even when mopping with a mop or the like. Therefore, the device according to the present invention can be used semi-permanently.

다음, 본 고안의 실시예를 설명하기로 한다.Next, an embodiment of the present invention will be described.

본 고안의 실험을 위하여 도 4에 도시된 바와 같은 장치를 구현하여 여러가지 실험을 수행하였고 그 결과를 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이, 실험을 위해 조용량 2.5L의 배치타입의 반응기(60) 내부에 다수개의 판상부재(10)가 지지대에 의해 연결되고, 상기 지지대는 모터(미도시)에 의해 회전속도를 조절하여 실험하였다. 그리고, 광조사수단으로는 전력소모량이 적은 10W 유브이램프(30)를 사용하였다.For the experiment of the present invention, various experiments were performed by implementing the apparatus as shown in FIG. 4 and the results will be described. As shown, a plurality of plate member 10 is connected by a support in the reactor 60 of the batch type 2.5L of the tank for the experiment, the support is controlled by a motor (not shown) to control the rotational speed The experiment was carried out. As the light irradiation means, a 10W UV lamp 30 having a small amount of power consumption was used.

실험항목으로는 발암성의 염소소독 부산물인 트리할로메탄과 이취물질인 지오즈민(C12H220 : 트랜스-1,10-디메틸-트랜스-9데카올)과 2-엠아이비(C11H20O : 2-메틸-이소-보르네올)과 일반세균, 대장균의 수 그리고 조류농도를 간접적으로 알 수 있는 클로로필a의 농도와 남조류 독소인 마이크로시스틴을 각각 측정하였다. 그리고, 모든 실험은 수질오염공정시험법 과 일본상수도시험법, 스탠다드메서드 (Standard Methods)에 준하여 분석하였고, 시료에 함유된 유기물이나 생성물질에 대하여는 가스그래마토그래피 질량분석기(GC/MSD : 베어리언사 제품 제품명 스타3400CX)를 이용하여 분석,확인하였다. 그리고, 본 실험에서는 약 15Cm 지름을 가지는 판상부재 7개가 설치된 장치를 이용하였으며, 각 판상부재의 코팅막은 2회 도포되었으며, 회전속도는 기준치로서 24RPM하에서 실험된 결과를 나타낸다.Experimental items included carcinogenic chlorine by-product trihalomethane, odorous substance geozmin (C 12 H 22 0: trans-1,10-dimethyl-trans-9 decaol) and 2-M-Ivy (C 11 H 20 O: 2-methyl-iso-borneneol), general bacteria, the number of E. coli and chlorophylla indirectly know the algal concentration and microcystine, a cyanobacteria toxin, were measured, respectively. In addition, all experiments were analyzed according to the Water Pollution Process Test, the Japanese Waterworks Test, and the Standard Methods. For the organic matter and the products contained in the sample, a gas chromatography mass spectrometer (GC / MSD: Bearion) was used. Product name Star 3400CX) was analyzed and confirmed. In this experiment, a device with seven plate members having a diameter of about 15 cm was used. The coating film of each plate member was applied twice, and the rotational speed was a test value under 24 RPM as a reference value.

(1)트리할로메탄 제거효율 ; 현재의 오존과 입상활성탄을 이용한 고도정수처리공정에서 트리할로메탄은 거의 제거되지 않는다. 트리할로메탄중 비교적 많은 양을 차지하는 클로로프롬(CHCl3)과 디클로로브롬메탄(CHCl2Br)의 시간에 따른 분해그래프 및 이의 분석(가스그래마토그래피 질량분석기 이용)를 도 5에 나타내었다. 도시된 바와 같이, 약 60분 경과시 트리할로메탄은 많은 양이 분해되었으며, 약 120후에는 거의 분해됨을 알 수 있다.(1) trihalomethane removal efficiency; Trihalomethane is rarely removed in the present advanced water treatment process using ozone and granular activated carbon. 5 shows a decomposition graph and its analysis (using a gas chromatography mass spectrometer) over time of chloroform (CHCl 3 ) and dichlorobromethane (CHCl 2 Br), which occupy a relatively large amount in trihalmethane. As shown, it can be seen that after about 60 minutes, trihalomethane is decomposed in a large amount and almost decomposed after about 120 minutes.

(2)이취물질 제거효율 : 최근 각종 하천수 및 정수장에서는 이취물질 조류종인 아나배나(Anabaena sp)가 다량(450cell/ml)출현하며, 실제 정수장에서 이취물질제거효율을 조사한 결과 고도정수처리공정인 입상활성탄을 거친 경우에도 제거효율은 50% 정도밖에 되지 않았다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 정수공정중 중간단계인 침전수를 채취하여 본 고안장치를 이용하여 약 60분 후 70 내지 80%의 제거효율이 나타남을 알 수 있으며, 120분 후에는 거의 분해가 이루어짐을 알 수 있었다.(2) Off-flavor removal efficiency: Recently, various river water and water purification plants have a large amount (450cell / ml) of Anabaena sp, which is a off-flavor algae species. Even through activated carbon, the removal efficiency was only about 50%. However, as shown in Figure 6, it can be seen that the removal efficiency of about 70 to 80% after about 60 minutes by using the present invention by collecting the precipitated water in the middle stage of the water purification process, and after 120 minutes It can be seen that decomposition takes place.

(3)클로로필a 제거효율 : 부산 강서구 녹산수문앞 하천수를 대상으로 하여 조류 농도를 간접적으로 알 수 있는 클로로필a 농도변화를 도7에 나타내었다. 도시된 바와 같이, 초기 117ppb에서 점차 감소추세를 보이며, 약 180분 후에는 58ppb로 저하되어 약 50%의 제거효율을 보임을 알 수 있다.(3) Chlorophyll a removal efficiency: Figure 7 shows the chlorophyll a concentration change indirectly knowing the algae concentration of river water in front of Noksan hydrologic gate in Gangseo-gu, Busan. As shown, it gradually shows a decrease in the initial 117ppb, after about 180 minutes it can be seen that the drop to 58ppb shows a removal efficiency of about 50%.

(4)일반세균 및 대장균 제거효율(4) Removal efficiency of general bacteria and E. coli

비록 그래프상에 도시되지는 않았지만 1999년 7월 낙동강의 물금에서 채취한 하천수와 부산 사상구 감전배수지의 하수를 적당량 섞어 만든 조제수를 본 고안에 의한 장치를 이용하여 실험해 보았다. 그 결과 일반세균은 초기 2079마리에서 10분 후 모두 사멸됨을 알 수 있었으며, 대장균은 초기에 양성반응을 나타내었으나 10분 후 모두 사멸됨을 확인할 수 있었다.Although not shown in the graph, the experiment was carried out by using the device according to the present invention, which was prepared by mixing an appropriate amount of stream water taken from the water of Nakdong River in July 1999 and the sewage of Sasang-gu electric shock basin in Busan. As a result, the general bacteria were found to be killed after 10 minutes in the initial 2079, E. coli was initially positive, but all were killed after 10 minutes.

상기 실험을 간략하게 요약하면, (1) 난분해성 물질인 트리할로메탄은 반응시간 60분에 95%정도 제거되었으며, 120분 후에는 거의 99% 정도가 제거되어 고도정수처리공정에서 처리되지 않는 이러한 물질이 거의 완벽하게 제거됨을 알 수 있다. 그리고, (2) 실제 정수장 공정에서의 이취물질 제거효율은 50%전후로 확인되나, 본 고안에 의한 장치를 사용하면 60분 동안 70 내지 80% 정도의 높은 제거 효율이 나타남을 알 수 있다. (3) 조류의 농도를 간접적으로 확인할 수 있는 클로로필a 농도값도 반응시간동안 점차 감소하였으며, 180분 후에는 약 50%이상 제거됨을 알 수 있다. (4)일반세균 및 대장균은 약 10분 후 모두 사멸됨을 알 수 있다.To summarize the experiment briefly, (1) trihalomethane, which is a hardly decomposable substance, was removed by 95% at 60 minutes of reaction time, and nearly 99% was removed after 120 minutes, which was not treated in the advanced water treatment process. It can be seen that this material is almost completely removed. And, (2) the off-gas removal efficiency in the actual water treatment plant process is confirmed around 50%, using the device according to the present invention can be seen that a high removal efficiency of about 70 to 80% for 60 minutes. (3) The concentration of chlorophylla, which can indirectly check algae concentration, also decreased gradually during the reaction time. (4) It can be seen that both general bacteria and E. coli are killed after about 10 minutes.

다음, 전술한 바와 같이, 판상부재가 보다 빠른 속도로 회전함에 따라 광활성된 부분이 오염물질과 접촉면적이 넓어지고, 산소 공급량이 많아져 오염제거 효율이 높아짐을 알 수 있는데, 이하 실지 실험결과에 따른 결과를 살펴보기로 한다.Next, as described above, it can be seen that as the plate member rotates at a higher speed, the photoactive portion has a larger contact area with the contaminant, and the oxygen supply amount is increased, thereby increasing the decontamination efficiency. Let's look at the result.

도8은 트리할로메탄의 분해결과를 나타낸 도이다. 상기 결과는 판상부재의회전속도를 260RPM으로 하여 실험한 결과이다. 즉, 비교를 위해 UV램프만 조사된 경우와 본 장치의 판상부재 회전속도를 260RPM으로 하고 유브이램프를 조사한 경우를 비교 나타낸 결과이다.8 is a diagram showing a decomposition result of trihalomethane. The above results are the results of experimenting with the rotational speed of the plate-like member to 260 RPM. That is, the comparison result of the case of irradiating the UV lamp with only the UV lamp is irradiated for comparison and the plate member rotation speed of the device to 260 RPM.

도시된 바와 같이, (1)의 클로로프롬의 경우에는 유브이램프만 조사된 경우 약간의 분해효과를 나타내는데, 이는 유브이램프자체의 광에너지 때문으로 보여진다. 그러나, 본 고안에 의한 경우, 약 10분후에 모두 분해됨을 알 수 있다. 상술한 24RPM으로 실험된 도 5의 그래프와 비교해 보면, 회전속도의 증가에 따라 분해효과가 보다 탁월해짐을 알 수 있다. 이는 상술한 바와 같이, 광활성부분의 접촉증가와 보다 원활한 산소공급에 기인하기 때문이다. 그리고 (2)의 디클로로브로모메탄의 경우에도 약 10분후 모두 분해됨을 알 수 있으며, 이 역시 도 5와 비교시 보다 효과적임을 알 수 있다.As shown, the chloroform of (1) shows a slight decomposition effect when only the u-lamp is irradiated, which may be due to the light energy of the u-lamp itself. However, according to the present invention, it can be seen that after about 10 minutes all degradation. Comparing with the graph of Figure 5 experimented with the 24RPM described above, it can be seen that the decomposition effect is more excellent as the rotational speed is increased. This is because, as described above, the contact increase of the photoactive portion and the smoother oxygen supply are caused. And in the case of the dichlorobromethane of (2) it can be seen that after about 10 minutes all decompose, which is also more effective when compared with FIG.

도9는 260RPM으로 회전되는 판상부재를 이용하여 남조류 독소인 마이크로시스틴과 조류의 양을 간접적으로 확인 가능한 클로로필a의 제거효율을 나타낸 도이 다.9 is a diagram showing the removal efficiency of chlorophylla which can indirectly check the amount of algae toxin microcystine and algae using a plate member rotated at 260 RPM. All.

본 실험은 동결건조시킨 남조류를 인위적으로 증류수에 투입하여 배치타입으로 실험한 결과이다. 그리고, 초기농도와 180분 후의 농도 2개만 측정하여 나타내었으므로 중간부분의 변화를 단순히 도식화시켜 직선그래프로 나타내었으나, 실지 보다 많은 시간당 결과를 체크하게 되면 포물선 형태로 나타날 수도 있다. 여하튼 결과를 살펴보면, 클로로필a의 경우 도시된 바와 같이, 초기농도 240ppb에서 180분 후 40ppb로 약 83.3%의 제거효율을 나타낸다. 이 결과를 24rpm으로 실험된 도 7과 비교해보면, 판상부재의 회전속도 증가에 따라 클로로필의 제거효율이 약 33% 정도 증가함을 알 수 있다. 그리고, 조류독소 물질인 마이크로시스틴의 한 종류인 M-RR의 경우 2.518ppb, 다른 종류인 M-LR의 경우 3.89ppb에서 반응시간 180분후에는 전혀 검출되지 않음을 알 수 있다.This experiment is the result of experiment of batch lyophilized cyanobacteria into batch distilled water artificially. In addition, since only the initial concentration and two concentrations after 180 minutes were measured and expressed, the change in the middle portion was simply illustrated in a linear graph, but if more results were checked per hour than in actual form, they may appear in a parabolic form. In any case, the results of the chlorophyll-a, as shown, the removal efficiency of about 83.3% to 40ppb after 180 minutes at an initial concentration of 240ppb. Comparing this result with FIG. 7 tested at 24 rpm, it can be seen that the removal efficiency of chlorophyll increases by about 33% as the rotational speed of the plate member increases. In addition, it can be seen that after the reaction time of 180 minutes at 2.518ppb for M-RR, 3.89ppb for M-LR, which is one type of microcystin, which is an algae toxin substance.

도 10은 본 고안에 의한 장치와 종래 사용되는 산화티탄의 여러 형태와 오염물질의 제거효율의 비교를 나타낸 그래프이다. 본 실험은 이취물질인 지오즈민 농도를 10ppb로 조제하여 사용하였고, 본 고안에 의한 장치는 24rpm회전속도를 유지토록 하였으며 코팅막은 2회 도포한 판상부재를 사용하였다. G는 유브이램프, Pw는 산화티탄 파우다, POD는 본 고안장치, H-Bead는 중공볼, Pellet는 유리알갱이를 각각 나타낸다.10 is a graph showing a comparison of various forms of titanium oxide and contaminant removal efficiencies of the apparatus according to the present invention and conventionally used. This experiment was prepared by using 10ppb of concentration of odorous substances, the apparatus according to the present invention was to maintain the rotational speed of 24rpm, and the coating film was used as a plate member coated twice. G is UV lamp, Pw is titanium oxide powder, POD is the device of this invention, H-Bead is hollow ball, Pellet is glass grain.

도시된 바와 같이, 유브이램프에 의한 광조사만 이루어진 경우(G)와 유브이램프조사하에 산화티탄이 코팅된 중공볼(H-Bead)와 유리알갱이(Pellet)은 반응시간 120분 후의 제거효율이 35.98%,36.02% 및 36.57%로 미미하게 나타난 반면에, 본고안(POD)는 97%로 나타났다. 그리고, 현탄액은 50PPM일 경우에는 89.1% 100PPM일 경우에는 98.8%로 나타났다. 상기 결과에 따르면, 본 고안은 50PPM 현탁액 보다는 제거효율이 높게 나타나나 100PPM현탁액과는 비슷한 결과를 나타낸다. 그러나, 실지 본 고안의 장치는 2회 코팅으로 도포된 경우를 나타내고, 상기 2회코팅시 사용된 산화티탄의 양은 현탁액의 경우보다 수백만분의 1 정도 밖에 사용되지 않는다. 따라서 보다 적은 양의 산화티탄을 사용함에도 불구하고 높은 제거효율을 나타내므로 현탁액보다 효과적임을 알 수 있으며, 코팅횟수가 많을 수록 보다 효과적이 됨을 알 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 회전속도가 높을 수록 효과적이므로 회전속도를 보다 빠르게 할 경우에는 현탁액보다 훨씬 개량된 결과를 나타냄은 자명한 이치이다.As shown, only the light irradiation by the UV lamp (G) and the titanium oxide-coated hollow ball (H-Bead) and the glass pellet under the UV lamp were effective at 120.98 minutes after the reaction time. Insignificant%, 36.02% and 36.57%, while the POD was 97%. The suspension was 89.1% at 50PPM and 98.8% at 100PPM. According to the above results, the present invention shows higher removal efficiency than 50PPM suspension, but shows a similar result to 100PPM suspension. However, the apparatus of the present invention shows a case where it is applied with two coatings, and the amount of titanium oxide used in the two coatings is only used in the order of millions of parts than in the case of suspension. Therefore, even though a smaller amount of titanium oxide is used, it shows a higher removal efficiency and thus is more effective than a suspension, and the more coatings, the more effective it can be seen. As described above, since the higher the rotational speed, the more effective the rotational speed is.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 수질오염 정화장치는 오염물질 분해에 탁월함을 알 수 있으며, 오염물질과의 접촉면적 증대를 위해 코팅막의 도포회수, 크기, 개수 및 회전속도에 따라 제거효율이 달라짐을 알 수 있으나, 근본적으로 종래 현탁액, 중공볼 및 펠렛 형태보다 우수함을 알 수 있다. 따라서 본 고안에 의한 장치는 여러 분야에 적용가능함을 알 수 있다. 일예를 들어, 대형건물의 냉각탑에 서식하는 레지오넬라균의 사멸, 대형건물 저수조나 옥상탱크등 수돗물의 2차오염물질 제거와 일반세균 및 대장균의 제거, 호소나 댐의 서식 조류 성장억제 및 이취물질 조류독소 등 부산물분해, 대형수조(해산물생식)의 비브리오균 사멸, 수영장물의 살균 및 소독, 간이상수도에서의 살균 및 소독, 하수의 고도처리, 상수의 고도처리 뿐만 아니라 가정하수 처리 및 공업 용수의 연수화처리 등의 모든 수질에 적용가능하다. 또한, 회전에 따른 광활성증대 및 접촉면적의 확대에 의해 종래의 분말 및 중공볼 등은 대기오염 정화시설에 적용불가능하나, 본 고안은 소정크기의 회전부재를 사용함에 따라 일정 장소에 설치 가능하므로 대기오염 정화시설에도 적용 가능함을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the water pollution purification apparatus according to the present invention is excellent in decomposing pollutants, and the removal efficiency is increased depending on the number of times of coating, size, number, and rotation speed of the coating film to increase the contact area with the pollutants. It can be seen that the difference, but fundamentally superior to the conventional suspension, hollow ball and pellet form. Therefore, it can be seen that the apparatus according to the present invention is applicable to various fields. For example, the killing of Legionella bacteria in the cooling towers of large buildings, the removal of secondary pollutants from tap water, such as large building reservoirs and rooftop tanks, the removal of common bacteria and Escherichia coli, and the suppression of algae growth and deodorant algae By-product decomposition such as toxins, killing of Vibrio bacteria in large tanks (seafood reproduction), sterilization and disinfection of swimming pools, sterilization and disinfection in liver and water, advanced treatment of sewage, advanced treatment of water, as well as softening of domestic sewage and industrial water Applicable to all water quality such as treatment. In addition, the conventional powder and hollow balls are not applicable to the air pollution purification facility by increasing the photoactivity and the contact area due to rotation, but the present invention can be installed in a predetermined place by using a rotating member of a predetermined size. It can be seen that it is also applicable to pollution purification facilities.

본 고안에 따르면, 산화티탄 코팅막이 도포된 회전부재는 넓은 표면적을 가지고, 이를 저수지 및 하수처리장 등과 같은 수(水)처리에 사용될 때에는 반 잠수식으로 구성하고, 일반 대기중에도 그대로 적용 가능함에 따라 물과 공기 모두 적용가능할 뿐만 아니라 회전속도를 증대시킴으로써 처리대상물질과의 접촉면적을 극대화시켜 붐해효율이 보다 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, a rotating member coated with a titanium oxide coating film has a large surface area, and when it is used for water treatment such as a reservoir and a sewage treatment plant, it is configured as semi-submersible and can be applied as it is even in general atmosphere. In addition to being applicable to both air and air, maximizing the contact area with the material to be treated by increasing the rotation speed has the effect of improving efficiency.

그리고, 수(水)처리에 사용시 회전에 따른 대기중 공기가 수중으로 유입되는 폭기효과가 발생되어 강한 산화력을 증대시키는 다른 효과도 있다.In addition, when used in water treatment, there is another effect of increasing the strong oxidizing power by generating an aeration effect in which air in the air is introduced into the water due to rotation.

또한, 분말산화티탄 회수장치 등의 부대시설이 불필요하며, 소형화가 가능할 뿐만 아니라 시설규모에 따라 제작할 수 있으므로 대용량처리에도 적합하며, 어느장소에나 설치가능한 효과가 있다.In addition, there is no need for additional facilities such as a powdered titanium oxide recovery device, miniaturization is possible, and can be manufactured according to the size of the facility, so it is suitable for large-capacity processing, and can be installed at any place.

장시간 사용에 따라 코팅막의 표면이 오염된 경우 단순히 분리 세척만으로도 제거가 가능하므로 재사용이 용이하고, 반영구적으로 사용가능한 또 다른 효과가 있다.If the surface of the coating film is contaminated by prolonged use, it can be removed by simply separating and cleaning, so there is another effect that can be easily reused and used semi-permanently.

Claims (8)

외부면이 산화티탄 광촉매 코팅막으로 도포되고, 오염물질과의 접촉면적을 넓히도록 회전되는 오염정화수단과;A pollution purification means whose outer surface is coated with a titanium oxide photocatalyst coating film and rotated to widen the contact area with contaminants; 상기 오염정화수단에 회전동력을 전달하는 동력전달수단; 그리고Power transmission means for transmitting rotational power to the pollution purification means; And 상기 오염정화수단의 광화학 활성을 유도하는 광조사수단을 포함하여;Including light irradiation means for inducing photochemical activity of the pollution purification means; 산화티탄 코팅막이 상기 광조사수단에 의해 활성화되고, 동력전달수단에 의해 회전됨에 따라 오염물질과의 접촉에 따라 오염물질을 정화하는 것을 특징으로 하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.Water pollution using a rotating member equipped with a titanium oxide photocatalyst coating film, characterized in that the titanium oxide coating film is activated by the light irradiation means and is rotated by the power transmission means to purify the pollutants in contact with the pollutants. Purifier. 제 1 항에 있어서, 상기 오염정화수단은, 다수개의 판상부재가 병렬연결 설치되고, 상기 각 판상부재의 일측은 공기중에 노출되며, 타측은 액상 내부에 위치되어 회전됨을 특징으로 하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.The titanium oxide photocatalyst coating film according to claim 1, wherein the contamination purification means has a plurality of plate members installed in parallel, one side of each plate member is exposed to air, and the other side is rotated by being located inside the liquid phase. Water pollution purification device using a rotating member provided. 제 2 항에 있어서, 상기 판상부재는,The method of claim 2, wherein the plate member, 구리, 백금, 알루미늄, 금, 아연 및 철의 금속류와;Metals of copper, platinum, aluminum, gold, zinc and iron; 산화규소, 산화아연,탄화규소, 산화텅스텐, 황화카드뮴, 비소갈륨, 일산화구리 및 이산화구리의 광활성물질; 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 코팅막이 형성됨을 특징으로 하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.Photoactive materials of silicon oxide, zinc oxide, silicon carbide, tungsten oxide, cadmium sulfide, gallium arsenide, copper monoxide and copper dioxide; Water pollution purification device using a rotating member provided with a titanium oxide photocatalyst coating film, characterized in that the coating film is formed further comprising any one or more of the above. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 동력전달수단은,The method of claim 1 or 2, wherein the power transmission means, 모터로 이루어짐을 특징으로 하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.Water pollution purification device using a rotating member provided with a titanium oxide photocatalyst coating film, characterized in that consisting of a motor. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 동력전달수단은, 자연바람에 의해 회전하는 회전날개로 이루어짐을 특징으로 하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.According to claim 1 or claim 2, The power transmission means, water pollution purification apparatus using a rotating member provided with a titanium oxide photocatalyst coating film, characterized in that consisting of a rotary blade rotating by natural wind. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 광조사수단은, 자연광으로 이루어짐을 특징으로 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.The water pollution purification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light irradiation means is made of natural light. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 광조사수단은, 유브이(UV)램프로 구성됨을 특징으로 하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.The water pollution purification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light irradiation means comprises a UV lamp. 제 7 항에 있어서, 상기 광조사수단은, 상기 유브이(UV)램프에 의한 광을 반사하는 반사판을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산화티탄 광촉매 코팅막이 구비된 회전부재를 이용한 수질오염 정화장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the light irradiating means further comprises a reflecting plate for reflecting light from the UV lamp.
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