KR20030016875A - 측류 오존수에 의한 수처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측류 오존수에 의한 수처리 장치에 관한 것으로서, 그 구성은 전처리 과정에서 흘러온 원수를 저수하는 원수수조(1)와, 이 원수수조(1)로부터 송수된 일부 원수에 오존발생기(7)의 오존을 흡입, 분산, 혼합, 가압, 용해시키는 오존주입인젝터(6)와, 이 오존주입인젝터(6)에서 송수된 처리수의 용해를 촉진시키는 용해관(8)과, 상기 처리수의 반응, 잔류오존의 용해를 촉진시켜 고농도의 오존수를 생성시키는 측류관로반응기(9)와, 상기 원수수조(1)의 원수 대부분이 송수되는 주류송수관(2)과, 이 원수에 고농도 오존수를 반경류 및 향류방향으로 분사 혼합시키면서 원수의 오존처리를 하는 혼합관(3)과, 상기 처리수를 압입시켜 혼합, 용해 및 반응을 촉진시키는 주류관로반응기(12)와, 상기 처리수의 압력유지와 반응시간을 지속시키는 최종반응기(13) 및 이 최종반응기(13)의 처리수의 압력을 유지시키며 이 처리수를 처리수송수관(17)의 방류수에 분사하여 잔류오존반응을 촉진시키는 배압분사관(16)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 따라서, 원수의 보유 위치에너지를 활용하여 고농도의 오존수와 원수를 신속히 혼합, 용해, 반응시켜 최단시간내에 원수의 오존처리를 수행할 수 있는 등의 효과를 얻는다.

Description

측류 오존수에 의한 수처리 장치{Water treatment system with side stream ozone water}

본 발명은 측류 오존수에 의한 수처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오존의 강력한 산화력을 이용하여 각종 수처리분야, 특히, 살균, 탈취, 탈색, 산화, 분해 등을 통해 상하수도, 중수도, 오폐수 등의 수질을 개선하기 위한 측류 오존수에 의한 수처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 오존에 의한 수처리 장치는 오존의 강력한 산화력과 그 응용방법으로 과산화수소, 유브이(UV) 등을 오존에 복합 사용한 산화촉진법 등에 사용되는 기술분야로서 지금까지 오존가스를 이용한 수처리 분야에서는 오존의 용해와 반응처리 방식으로 산기(散氣)방식이 주종을 이루고 있으며, 그 밖의 방식으로는 인젝터방식, 가압펌프방식, 터빈 밋셔방식, 유(U)튜브방식, 오존가스 분사방식 등이 있다.

이중, 산기방식은 수중에 오존가스를 디퓨져(diffuser)을 통해 미세기포로 산기하는 방식으로, 디퓨져에 의한 깊은 산기 수심과 미세기포 발생으로 수처리를 하고 있으며, 주입에너지는 적게 들지만 미세기포구의 막힘, 기포크기의 조절곤란, 단회로 형성(short circuiting), 연속분출 라인형성의 문제점, 산화물질의 부착 등으로 산기의 균질화가 잘되지 않고 기포의 크기와 상승속도의 부조화 및 접촉시간의 장기화로 오존용해율의 저하와 자기분해의 확대로 이용 효율이 낮고 배기오존농도가 높아 상수처리 이외는 거의 실용화에 실패하고 있다.

그외의 방법으로는 인젝터방식, 혼합기 사용방식 등이 있으나 이들은 사용기술의 낙후로 실용화 되지 않고 있다.

그리고, 실제로 오존수처리가 필요한 오폐수 처리에는 반응시간이 긴 산기 방식등을 사용하고 있는데 그 반응시간이 많이 소요되고 오존처리가 잘 되지 않을 뿐만 아니라 오존이용률이 매우낮아 경제성이 없어 오존 수처리 보급에 문제점으로 되어 있으며, 인젝터 등 다른 방식은 단일공정 방식으로 용해, 반응, 신속처리 등 복합처리 기능이 없어 극히 제한된 분야에만 사용되며 기술 및 장치 개발이 매우 부진하여 널리 이용되지 않는 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 원수의 보유 위치에너지 활용에 따른 최소한의 에너지를 사용하여 고농도의 오존수와 원수를 신속히 혼합, 용해, 반응시켜 최단시간내에 원수의 오존처리를 수행할 수 있도록 하는 측류 오존수에 의한 수처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치를 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치 중 원수수조의 측부에 주류펌프모터가 설치된 상태를 나타낸 개략도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 원수수조2 : 주류송수관

3 : 혼합관4 : 측류펌프모터

5 : 측류송수관6 : 오존주입인젝터

7 : 오존발생기8 : 용해관

9 : 측류관로반응기(static mixer)10 : 축소관

11 : 곡관12 : 주류관로반응기(static mixer)

13 : 반응기14 : 기액분리기

15 : 배오존분해기16 : 배압분사관

17 : 처리수송수관18 : 역류방지기

19 : 수분분리기20 : 주류펌프모터

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치는 전처리 과정에서 흘러온 원수를 저수하는 원수수조와, 이 원수수조로부터 송수된 일부 원수에 오존발생기의 오존을 흡입, 분산, 혼합, 가압, 용해시키는 오존주입인젝터와, 이 오존주입인젝터로부터 이송된 처리수의 용해를 촉진시키는 용해관과, 이 용해관으로부터 이송된 처리수의 반응, 잔류오존의 용해를 촉진시켜 고농도의 오존수를 생성시키는 측류관로반응기와, 상기 원수수조의 원수 대부분이 송수되는 주류송수관과, 이 주류송수관으로부터 송수된 원수에 측류관로반응기로부터 송수된 고농도 오존수를 반경류 및 향류방향으로 분사 혼합시키면서 원수의 오존처리를 하는 혼합관과, 이 혼합관에서 오존처리된 처리수를 압입시켜 혼합, 용해 및 반응을 촉진시키는 주류관로반응기와, 이 주류관로반응기로부터 이송된 처리수의 압력유지와 반응시간을 지속시키는 최종반응기 및 이 최종반응기의 처리수의 압력을 유지시키며 이 처리수를 처리수송수관의 방류수에 분사하여 잔류오존반응을 촉진시키는 배압분사관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치에 있어서, 상기 원수수조 측부에는 원수수조내의 원수가 갖고 있는 보유 위치에너지가 작을 경우 오존주입인젝터 및 주류송수관으로 원수 송수를 원활히 할 수 있도록 하는 주류펌프모터가 설치됨이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치에 있어서, 상기 오존주입인젝터와 오존발생기의 사이에는 장비고장 등의 오작동시에 상기 오존주입인젝터로부터의 원수가 오존발생기로 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지기가 설치됨이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치에 있어서, 상기 주류관로반응기는 혼합관에서 오존수와 혼합된 처리수에 처리유속과 처리압력이 발생되도록 소정의 기울기로 경사짐이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치에 있어서, 상기 최종반응기의 일측에는 이 최종반응기의 처리수에 포함된 잔류가스를 분리시키기 위한기액분리기가 설치되고, 이 기액분리기의 일측에는 이 기액분리기를 통해 잔류가스가 분리된 처리수에 포함되어 있는 극히 미미한 잔류오존가스를 재차 분해, 배출시키는 배오존분해기가 설치되며, 상기 기액분리기와 배오존분해기의 사이에는 오존처리수의 기액분리시 가스와 함께 발생하는 미량의 수분을 분리하기 위한 수분분리기가 설치됨이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 나타낸 것과 같이, 본 발명에 의한 측류 오존수에 의한 수처리 장치는 원수를 저수하는 원수수조(1)와, 원수에 오존을 흡입, 분산, 혼합, 가압, 용해시키는 오존주입인젝터(6)와, 처리수의 용해를 촉진시키는 용해관(8)과, 처리수의 반응, 남아있는 잔류오존의 용해를 촉진시켜 고농도의 오존수를 생성시키는 측류관로반응기(9)와, 원수 대부분이 송수되는 주류송수관(2)과, 원수에 고농도 오존수를 반경류 및 향류(counter flow)방향으로 분사 혼합시키면서 원수의 오존처리를 하는 혼합관(3)과, 처리수를 압입시켜 혼합, 용해 및 반응을 촉진시키는 주류관로반응기(12)와, 처리수의 압력유지와 반응시간을 지속시키는 최종반응기(13) 및 처리수를 처리수송수관(17)의 방류수에 분사하는 배압분사관(16)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기 원수수조(1)는 전처리 과정에서 원수가 보유하고 있는 위치에너지를 최대한 활용하기 위해 주류송수관(2)과 연결되어 있다.

상기 주류송수관(2)은 원수수조(1)내의 원수 대부분을 혼합관(3)으로 송수하기 위해 상기 원수수조(1)와 연결되어 있으며, 이 주류송수관(2)은 원수수조(1)내에서 소정의 위치에너지를 갖고 있는 원수가 소정의 유속과 압력으로 송수되도록 소정 기울기의 구배를 갖는다.

상기 원수수조(1)와 오존주입인젝터(6)를 연결하는 측류송수관(5)에는 원수수조(1)내의 원수 중 일부(전체의 5~30%)를 상기 오존주입인젝터(6)로 흡입, 가압시키기 위한 측류펌프모터(4)가 설치되어 있다.

상기 오존주입인젝터(6)는 측류에 오존을 강력 흡입, 분산, 혼합, 가압, 용해시키기 위한 것으로, 그 측부에는 오존을 공급하는 오존발생기(7)가 설치되어 있고, 상기 오존주입인젝터(6)와 오존발생기(7)의 사이에는 장비고장 등의 오작동시에 상기 오존주입인젝터(6)로부터의 물이 오존발생기(7)로 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지기(18)가 설치되어 있다.

상기 용해관(8)은 오존주입인젝터(6)에서 주입된 오존을 물에 용해시키기 위한 것으로, 상기 오존주입인젝터(6)와 연결되어 있다.

상기 측류관로반응기(9)는 용해관(8)을 통해 송수된 처리수의 오존 용해, 반응이 촉진되어 고농도의 오존수를 생성시키기 위한 것으로, 일단부가 상기 용해관(8)과 연결되고 그 타단부가 혼합관(3)으로 연통되어 있다

상기 혼합관(3)은 원수에 고농도 오존수를 반경류 및 향류방향으로 분사혼합시켜 원수의 오존처리가 시작되도록 주류송수관(2)과 측류관로반응기(9)에 각각 연결되어 있다.

상기 주류관로반응기(12)는 혼합관(3)의 처리수에 처리유속과 처리압력이 발생하도록 하여 처리수의 혼합, 용해, 반응이 신속히 촉진되도록 소정의 기울기로경사져 있다. 여기서, 상기 혼합관(3)과 주류관로반응기(12)의 사이에는 처리유속과 처리압력이 발생되도록 하는 축소관(10)과 하향된 곡관(11)이 설치되어 있다.

상기 최종반응기(13)는 주류관로반응기(12)에서 단시간에 처리된 처리수의 용해와 반응에 필요한 압력과 반응시간을 유지하여 오존처리가 완료되도록 하는 것으로, 상기 주류관로반응기(12)에 연결되어 있다.

그리고, 상기 최종반응기(13)의 일측에는 이 최종반응기(13)의 처리수에 포함된 잔류가스를 분리시키기 위한 기액분리기(14)가 설치되어 있고, 이 기액분리기(14)의 일측에는 이 기액분리기(14)를 통해 잔류가스가 분리된 처리수에 포함되어 있는 극히 미미한 잔류오존가스를 재차 분해, 배출시키는 배오존분해기(15)가 설치되어 있으며, 상기 기액분리기(14)와 배오존분해기(15)의 사이에는 오존처리수의 기액분리시 가스와 함께 발생하는 미량의 수분을 분리하기 위한 수분분리기(19)가 설치되어 있다.

상기 배압분사관(16)은 최종반응기(13)가 일정한 압력을 유지할 수 있게 하는 동시에 오존잔류농도를 최소화시켜 방류수의 오존처리 효과를 얻을 수 있도록 하는 것으로 그 선단부가 처리수송수관(17)의 방류수중으로 처리수를 분사시킬 수 있게 배치되어 있다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 측류 오존수에 의한 수처리 장치는 원수수조(1)의 원수 중 일부(대략 전체의 5~30%)를 측류펌프모터(4)에 의해 오존주입인젝터(6)로 송수시키고 나머지 대부분의 원수를 구배진 주류송수관(2)에 의해 혼합관(3)으로 송수시킨다.

그리고 나서, 상기 오존주입인젝터(6)로 송수된 원수에 오존발생기(7)의 오존을 주입시키고 용해관(8)과 측류관로반응기(12)를 거쳐 고농도 오존수가 형성되도록 한 후 혼합관(3)으로 송수된다. 여기서, 상기 고농도 오존수는 주류송수관(2)을 거쳐 송수되는 원수에 반경류 및 향류 분사를 하여 혼합되면서 원수의 오존처리가 시작된다.

그리고, 혼합된 처리수는 경사진 주류관로반응기(12)에 의해 축소관(10)과 하향된 곡관(11)을 지나면서 처리유속과 처리압력이 발생되게 하며 이 처리수가 상기 주류관로반응기(12)로 압입되어 혼합, 용해, 반응이 촉진되게 한 후 최종반응기(13)에서 압력유지와 반응시간을 지속시켜 오존 수처리가 완료되도록 하는 동시에 배압분사관(16)에서 압력을 유지하면서 오존처리수를 처리수송수관(17)의 방류수로 분사하여 잔류오존반응을 촉진시킨다.

그리고, 상기 최종반응기(13)의 잔류가스를 기액분리기(14)에서 분리시키고, 이중 극히 미미한 잔류오존가스는 배오존분해기(15)를 통해 분해, 배출시키며, 상기 오존처리수의 기액분리시 가스와 함께 발생하는 미량의 수분은 수분분리기(19)를 통해 외부로 분출시킨다.

한편, 도 2에서 나타낸 것과 같이, 상기 원수수조(1) 측부에는 원수수조(1) 내의 원수가 갖고 있는 보유 위치에너지가 작을 경우 오존주입인젝터(6) 및 주류송수관(2)으로 원수 송수를 원활히 하기 위해 주류펌프모터(20)가 설치됨이 바람직하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 측류 오존수에 의한 수처리 장치는 원수가 갖고 있는 위치에너지를 최대한 활용하는 동시에 측류에 의한 오존수처리를 이용함으로써 ①오존가스 용해에너지가 작고 용해 반응효율이 매우 높으며, ②오존처리 에 소용되는 에너지를 최소화하고, ③오존처리 시간을 최소화하여 오존자체 분해를 최소화하며, ④오존처리 잔류오존농도를 최소화하고, ⑤오존처리의 성능향상과 오존효율을 최대화하며, ⑥대형 오존수처리의 안전성, 적응성을 향상시키고, ⑦종합적으로 볼때 가장 경제적이며, 안전성, 적용성, 활용성 등 경쟁력이 매우 우수하고, 오존처리 효과가 확실하게 되는 등의 복합적인 효과를 얻는다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. 전처리 과정에서 흘러온 원수를 저수하는 원수수조(1);

   상기 원수수조(1)로부터 송수된 일부 원수에 오존발생기(7)의 오존을 흡입, 분산, 혼합, 가압 용해시키는 오존주입인젝터(6);

   상기 오존주입인젝터(6)로부터 이송된 처리수의 용해를 촉진시키는 용해관(8);

   상기 용해관(8)으로부터 이송된 처리수의 반응, 잔류오존의 용해를 촉진시켜 고농도의 오존수를 생성시키는 측류관로반응기(9);

   상기 원수수조(1)의 원수 대부분이 송수되는 주류송수관(2);

   상기 주류송수관(2)으로부터 송수된 원수에 측류관로반응기(9)로부터 송수된 고농도 오존수를 반경류 및 향류방향으로 분사 혼합시키면서 원수의 오존처리를 하는 혼합관(3);

   상기 혼합관(3)에서 오존처리된 처리수를 압입시켜 혼합, 용해 및 반응을 촉진시키는 주류관로반응기(12);

   상기 주류관로반응기(12)로부터 이송된 처리수의 압력유지와 반응시간을 지속시키는 최종반응기(13); 및

   상기 최종반응기(13)의 처리수의 압력을 유지시키며 이 처리수를 처리수송수관(17)의 방류수에 분사하여 잔류오존반응을 촉진시키는 배압분사관(16);

   을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 측류 오존수에 의한 수처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 원수수조(1) 측부에는 이 원수수조(1)내의 원수가 갖고 있는 보유 위치에너지가 작을 경우 오존주입인젝터(6) 및 주류송수관(2)으로 원수 송수를 원활히 할 수 있도록 하는 주류펌프모터(20)가 설치됨을 특징으로 하는 상기 측류 오존수에 의한 수처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 오존주입인젝터(6)와 오존발생기(7)의 사이에는 장비고장 등의 오작동시에 상기 오존주입인젝터(6)로부터의 원수가 오존발생기(7)로 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지기(18)가 설치됨을 특징으로 하는 상기 측류 오존수에 의한 수처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 주류관로반응기(12)는 혼합관(3)에서 오존처리된 처리수에 처리유속과 처리압력이 발생되도록 소정의 기울기로 경사짐을 특징으로 하는 상기 측류 오존수에 의한 수처리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 최종반응기(13)의 일측에는 이 최종반응기(13)의 처리수에 포함된 잔류가스를 분리시키기 위한 기액분리기(14)가 설치되고, 이 기액분리기(14)의 일측에는 이 기액분리기(14)를 통해 잔류가스가 분리된 처리수에 포함되어 있는 극히 미미한 잔류오존가스를 재차 분해, 배출시키는 배오존분해기(15)가 설치되며, 상기 기액분리기(14)와 배오존분해기(15)의 사이에는 오존처리수의 기액분리시 가스와 함께 발생하는 미량의 수분을 분리하기 위한 수분분리기(19)가 설치됨을 특징으로 하는 상기 측류 오존수에 의한 수처리 장치.