KR200228778Y1 - 미세기포발생기와 오존발생기가 부착된 오폐수 정화기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무기물, 유기물 및 고형물이 함유된 오폐수를 정화시키기 위하여 미세기포 발생기에서 원수가 유입되는 관로의 일측에 오존 발생기를 부착하여 발생되는 미세 기포에 오존 분자(또는 발생기 산소와 산소분자)가 함유되어 오래 동안 정화조 등에서 잔류하여 오폐수를 산화시킴으로서 오폐수를 정화시킬 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

또한, 필요에 따라 오존 발생기와 미세기포발생기의 사이에 응집제 또는 다른 산화제를 투입할 수 있는 투입구를 더 추가함으로서 유기물 등의 오염물질을 효과적으로 처리할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

Description

미세기포발생기와 오존발생기가 부착된 오폐수 정화기{AN APPARATUS COMPRISING THE ULTRA MICROBUBBLE SYSTEM AND OZONE GENERATOR FOR PURIFYING WASTEWATER}

본 고안은 유기물, 고형물 등이 함유된 오폐수를 정화시키기 위하여 오폐수의 원수가 유입되는 정화조에서, 미세기포 발생기를 부착하고, 원수가 유입되는 관로의 일측에 오존 발생기를 부착하여 발생되는 미세 기포에 오존 분자(또는 발생기산소와 산소분자)가 함유되어 오래 동안 정화조 등에서 잔류하여 오폐수를 산화시킴으로서 오폐수를 정화시킬 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

산업 사회가 발전함에 따라 산업 발전의 지속 및 인간의 삶을 영위하기 위하여 물은 필요 불가결한 요소가 되었고, 따라서 강을 중심으로 인구가 집중되어 크고 작은 도시를 형성하였다. 산업 사회가 확대되고 인구의 도시 집중 현상이 두드러지게 나타나고 있으나, 사회 간접 자본 투자의 미비로 공해는 더욱 심화되고, 특히 하천이나 강으로 유기물 및 고형물이 함유된 오폐수가 완전히 처리되지 않고 그대로 방출됨으로써, 하천이나 강의 바닥에서 유기물 및 고형물이 쌓여 부패되고 그로 인하여 질소, 인등의 2차적인 오염물질이 발생하여 부영양화의 원인이 되고 있으며, 하천이나 강물의 부영양화의 진행은 커다란 사회적 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 부영양화의 원인이 되는 오폐수의 정화 방법이 다양하게 개발되고 있다.

종래의 미세기포를 이용한 오폐수의 정화 방법으로 가압펌프에 의해 가압수를 만들고 공기압축기에 의해 공기를 혼합시켜 가압탱크 내에서 가압수에 공기를 포화시키고 밸브에 의해 정화 대상물 내부로 배출함으로써 미세기포를 부상시켜 정화시키는 것이 채용된 것도 있다.

그러나, 단순히 가압펌프와 공기압축기등을 사용한 종래의 미세기포 발생장치는 정화 대상물 속에서 미세기포가 부상하며 유기물과 부착, 포착, 흡착 등을 이루며 유기물을 분해하게 하는 것으로서, 공기의 입자(30 ㎛ 내지 40 ㎛)가 커서 기포가 쉽게 소실되고, 부상하는 속도가 빠르게 되어 정밀한 정화 처리가 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 방법을 개선하기 위하여 공기중에 부유선광법(浮遊選鑛法)에서 사용되는 기포제(起泡濟)를 혼합하여 안정된 미세기포를 대량 생성하는 방법이 사용되고 있으나, 이 또한 미세기포의 생성된 양이 증가하여 부상분리 작용의 효과를 증가하였을 뿐, 미세기포의 소실되는 속도 및 체류 시간의 증가에는 별다른 효과가 없다.

미세기포를 이용한 오폐수의 정화 방법에 있어서 가장 중요한 것은 미세기포의 크기와 지속성이다. 즉, 기포 입자의 크기가 작으면 부상하는 속도가 느리게 되어 정화 대상물 속에서의 기포의 체류시간이 길어지게 되고, 유기물과 반응하는 부착, 포착, 흡착 등의 부상분리 작용이 원할히 이루어지게 되어 오폐수를 효율적으로 정화시킬 수 있다. 또한 유기물의 산화 작용도 COD 및 BOD의 수치를 낮추는데 중요한 역할을 하게 되므로 이산화망간과 같은 공지의 산화제를 병용하거나, 또는 공지의 응집제를 병용함으로서 폐수의 산화 및 응집작용을 촉진시킬 수 있다.

이에 따라, 본 고안은 상기와 종래 기술의 문제점을 해결하고 오폐수 정화의 정밀도를 높이기 위하여 창출된 것으로서, 원수가 유입되는 관로의 일측에 오존 발생기를 부착하고 오존 발생기로부터 발생된 오존이 가압펌프를 통해 가압하에 가압탱크 내에서 6kgf/㎠ 내지 8kgf/㎠의 압력을 유지된 후, 감압밸브를 통하여 발생되는 약 3 ㎛의 미세기포로 분사되고, 이 때, 미세기포 중에 다량 함유된 산소와 발생기 산소가 오랫동안, 예를 들면 약 3 미터 높이의 정화조의 경우 약 20분 이상 체류하여 오폐수중의 오물이 산화되어 정화되고, 또한 부유물질이 상층으로 단시간에 부유되어 폐수를 효율적이로 처리할 수 있음을 발견하고 본 고안을 완성하게 되었다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 정화 장치의 전체 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 오존 발생기(OZONE GENERATOR)

3 : 펌프(AIR PUMP) 5 : 가압펌프(加壓 PUMP)

6 : 가압탱크(加壓 TANK) 7 : 감압밸브(REDUCING VALVE)

8 : 처리수부상조

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 정화 장치의 전체 구성도이다. 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 유기물이 함유된 오폐수를 원수유입구(1)를 통하여 원수관로(10)로 유입하게 하고, 오존발생기(2)로부터 발생된 오존은 원수의 유속에 의해, 또는 펌프(3)에 의해 원수관로(10)에 투입된다. 오존발생기(2)의 오존 생성 방법으로는 무성 방전법, 전해법, 광화학 반응법, 고주파 전계법 등이 사용되고 있으나 에너지 효율 및 성능의 안전성, 조작 및 제어의 편리성 등을 고려하여 적당한 방법을 사용하거나, 또는 시판의 오존발생기를 사용하여도 지장없다. 또한, 필요에 따라, 오존이 첨가된 원수에 산화력이나 응집력을 높이기 위하여 공지의 이산화망간, 소석회, 수산화칼슘, 황산알루미늄 등의 산화제, 응집제, 기타 폐수처리약품 등을 주입구(4)를 더 설치하여 투입할 수도 있다.

이와 같이 오존 발생기(2)에 의한 오존과 주입구(4)를 통해 폐수처리약품 등을 포함된 원수는 가압펌프(5)에 의해 압축되어 오존 및 폐수처리약품(4)은 더욱 원수에 균일하게 분산되고, 오존은 자기분해 반응을 통하여 강력한 산화력을 가지는 발생기산소[O]를 생성하게 되며, 발생기산소[O]와 폐수처리약품을 함유한 혼합수는 가압탱크(6) 내로 이송되어진다.

오존은 3개의 산소 원자가 결합된 불안전한 형태로 존재하며, 이 불안정한 오존이 물 속에서 자기분해 반응으로 연속적인 산화반응을 일으켜 산소[O2]와 발생기산소[O]로 분해되며, 자기 분해에 의해 생성된 발생기산소[O]는 거의 모든 유기물과 빠른 속도록 균일하게 반응하는 특징을 갖고 있다.

이와 같은 발생기산소[O]가 포화된 혼합수가 저장되어 있는 가압탱크(6) 내부의 압력은 6kgf/㎠ 내지 8kgf/㎠의 압력을 유지하게 하고, 가압된 혼합수는 혼합수관로(11)를 통하여 배출되는데, 가압탱크(6) 내의 압력은 혼합수관로(11)에 설치된 감압밸브(7)에 의해 일정하게 유지되고, 또한 배출이 제어되게 된다.

감압밸브(7)는 가압탱크(6) 내의 압력이 증가하여 소정의 압력인 6kgf/㎠ 내지 8kgf/㎠이 될 때 열리고, 소정의 압력 이하에서는 닫힌 상태를 유지하여 다시 가압탱크(6) 내의 압력이 소정의 압력으로 상승될 때 열리는 과정을 반복하여 작동함으로서 감압밸브(7)를 매개로 분출되는 혼합수의 압력을 일정하게 유지할 수 있으며, 상기 혼합수를 오폐수가 저장된 처리수부상조(8)로 순간적으로 분출하게 되면 약 3㎛에정도의 미세기포가 형성되고, 미세기포에 포함된 강력한 산화력을 가진 발생기산소[O]와 산소에 의해 탄소화합물, 질소화합물, 인화합물 등의 유기물이 산화, 분해되고, 또한 상기 주입구(4)를 통해 투입한 폐수처리제에 의해 산화작용, 응집작용등이 더욱 강하게 일어나, 생물학적 산소요구량(BOD) 및 화학적 산소요구량(COD)의 수치가 현저하게 낮아진 적합한 처리수가 되어 처리수배출구(9)를 통해 적절한 곳으로 배출되는 것이다. 이때, 약 3 ㎛정도의 미세기포가 오폐수 내에서 체류하며 부상하는 속도는 수분 내지 수십분이 지속되어 산화 작용과 더불어 부착, 포착, 흡착 과정의 부상분리 작용을 오랜 시간동안 수행하게 되므로 오폐수의 효과적인 정화를 이룰 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 정화 장치는 가압탱크의 내부 압력을 6kgf/㎠ 내지 8kgf/㎠이 되도록 유지하고 감압밸브를 매개로 일정한 압력으로 분출되기 때문에 약 3㎛ 정도의 크기를 갖는 미세기포가 장시간 체류하며, 유기물 등의 오염물질을 산화시켜 폐수를 정화하고, 또한 부유물질을 부유시켜 대용량의 오폐수를 용이하게 정화할 수 있게 되며, 미세기포에는 오존이 자기분해로 생성된 발생기산소[O]와 다량의 산소가 함유되어 강력한 산화력을 지니고 있으므로 유기물의 완벽한 산화 작용이 가능하게 되어, 결국 짧은 시간 안에 대용량의 오폐수를 산화 및 부상분리 작용으로 정화하여 정화의 효율을 극대화 할 수 있을 뿐만 아니라. 필요에 따라 폐수처리 약품을 원수관로 중에 설치된 주입구를 통해 투입함으로써 오폐수의 처리공정을 단순화할 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 오폐수를 정화하기 위한 미세기포발생장치에 있어서,

   원수가 유입되는 원수관로의 일측에 위치한 오존 발생기와,

   상기 오존 발생기로부터 발생되는 오존을 포함한 원수가 가압펌프에 의해 가압되어 소정의 압력을 유지시키는 가압탱크와,

   상기 가압탱크의 배출변인 혼합수관로의 일측에 감압밸브를 구비하여 오존을 포함한 원수가 소정의 압력으로 배출되게 함을 특징으로 하는 미세기포발생기와 오존발생기가 부착된 오폐수 정화기.
2. 청구항 1에 있어서,

   오존발생기로부터 발생한 오존이 펌프에 의해 원수관로로 투입되게 함을 특징으로 하는 미세기포발생기와 오존발생기가 부착된 오폐수 정화기.
3. 청구항 1에 있어서,

   원수관로의 소정 위치에 폐수처리제를 투입하는 주입구가 설치된 것을 특징으로 하는 미세기포발생기와 오존발생기가 부착된 오폐수 정화기.