KR20040004311A

KR20040004311A - 티타늄과 생물막 이용한 수처리장치

Info

Publication number: KR20040004311A
Application number: KR1020030093487A
Authority: KR
Inventors: 양기해
Original assignee: 양기해
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2004-01-13

Abstract

본 발명은 생물막법에 의한 수처리와 공업용수, 상수도 처리에 있어서 티타늄과 공기의 산화력를 이용하여 수처리 효율을 높이는데 그 목적이 있다. 티타늄에 의한 강력한 산화작용은 티타늄표면에서만 일어나고 잔류성이 없기 때문에 미생물에 영향등은 없어 기존 처리방식의 처리효율을 향상시킨다

Description

티타늄과 생물막 이용한 수처리장치{Apparatus for treating water by oxidation of titanium and biofilm}

생물막법에 의한 수처리 방법에 있어서 티타늄과 공기의 산화를 이용하여 처리효율을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 자연포기에 의한 수처리장치에 관한 것이다.

수처리방법중 자연포기에 의한 방법으로는 폐수처리장치(특허 제0336262호),다단폐수처리장치, 자연포기에 의한 다단식 생물막 접촉장치 등이 있으며 위의 방법들은 순환펌프를 이용하여 반응장치의 상부에 설치된 살수노즐을 통하여 오폐수 및 순환수를 다단으로 설치된 반응장치에 살수하여 여러 가지 형태로 이루어진 생물막반응조에 의하여 오폐수를 처리하는 방법이다. 이러한 오폐수처리방법은 자연포기에 의하여 전력비를 절감하고 순환비의 조절로 인하여 오폐수처리효율을 향상시키는 방법이나 난분해성 COD를 처리하는데 어려움이 있다.

본 발명은 티타늄과 공기의 산화를 이용하여 수처리 효율을 향상시키는데 그 목적이 있다. 기존의 오폐수처리장치 및 하천, 수족관의 처리장치는 미생물에 의한 수처리 효과만을 기대할 수 있으나 티타늄을 이용하여 난분해성 COD를 산화시켜 분해하므로써 처리율을 향상시켜 그간 분해가 어려운 축산폐수, 제지폐수, 상수도, 하천, 수족관등에 널리 이용할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 티타늄과 생물막을 이용한 수처리장치를 나타내는 구성도

도2는 본 발명을 하천수 및 수족관에 적용한 예시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 노즐배관 1-1: 노즐 2: 공기접촉생물막 3: 티타늄반응조 4: 송풍기 5: 산기관 6: 폐수수집조 7: 침전조 8: 슬러지배출배관 9: 순환펌프 10: 제1순환배관 11: 제2순환배관 12: 폐수공급펌프 13: 폐수공급배관 14: 월류조 15: 월류벽 16: 월류수배관 17: 티타늄반응체

본 발명은 생물막법에 의한 수처리에 있어서 티타늄과 공기의 산화를 이용하여 처리 효율을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

상기목적을 달성하기 위하여 티타늄을 사용하는데 Tio₂표면에 Band gap 이상의 에너지를 가지는 파장(λ＜400nm)의 UV를 조사할 경우 Tio₂전자는 Valence band에서 Conduction band로 전이가 일어나게 되고 이로 인하여 Valence band에서 hole이 생성된다. 이렇게 생성된 전자와 hole은 Tio₂표면으로 확산 이동하게된다.Tio₂의표면네 흡착된 물이나 OH^-과 hole이 반응하여 OH라디칼을 생성하기도 하며 수중에 존재하는 산소의 경우에는 전자와 반응하여 O₂ ^2-라디칼을 생성하여 더 많은 OH라디칼을 생성시켜 Tio₂표면의 유기물질 등을 분해하게 되는데 이를 광촉매 반응이라고 한다. OH라디칼과 O₂ ^2-라디칼은 또한 반응의 중간생성물로 생성되는 H₂O₂에 의하여도 생성된다. H₂O₂, HO₂, O₂는 생성된 전자를 소비하여 Recombination을 방지하여 OH라디칼의 생성을 증가시키며 광촉매 반응에서 OH라디칼과 O₂ ^2-라디칼은 유기물질을 산화시키는 산화제로 사용된다.

도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명 하기로 한다.

본 발명에 따른 티타늄과 공기의 산화를 이용한 수처리장치는공기접촉생물막(2)이 일단 또는 다단적층식의 구조로 구성되어 있으며 공기접촉생물막(2)의 상부 또는 하부에 티타늄반응조(3)가 위치하여 있다.

그리고 티타늄반응조(3)의 상부 수면에는 티타늄을 물보다 비중이 작은 물체에 도포하여 수면위에 떠 있을수 있도록 제작한 티타늄반응체(17)가 위치한다.

또한 물보다 비중이 작은 물체를 회전할수 있도록 하고 표면을 반원형으로 음각하여 접촉면적을 크게하고 빛을 잘 받을수 있는 구조로 할수 있다.

그리고 공기접촉생물막(2)과 티타늄반응조(3)의 하부에 침전조(7)가 위치하여 공기접촉생물막(2)과 티타늄반응조(3)를 거친 정화수가 낙하하게 된다.

여기서 정화수는 침전조(7)에서 순환펌프(9)에 의해 공기접촉생물막(2)과 티타늄반응조(3)에 공급되며 오폐수중의 슬러지는 자연 침전되어 슬러지배출배관(8)을 통해 외부로 배출되도록 구성되어 있다.

또한 오폐수수집조(6)에 수집된 오폐수는 오폐수공급펌프(12)에 의해 공기접촉생물막(2)과 티타늄반응조(3)에 공급한다.

그리고 공기접촉생물막(2)과 티타늄반응조(3)의 상부에 설치된 노즐배관(1)은 제2순환배관(11)과 폐수공급배관(13)을 통해 압송된 순환수와 오폐수를 다수의 노즐(1-1)을 통해 공기접촉생물막(2)과 티타늄반응조(3)의 상부에 살수하게 된다.

티타늄반응체(17)는 티타늄을 다공판에 피막을 형성하여 사용할 수 있으며 물보다 비중이 작은 물체의 표면에 도포하여 사용할 수도 있다.

그리고 티타늄반응체(17)의 반응을 촉진시키기 위하여 와류 및 파동 발생용 송풍기(4)를 두어 발생한 공기를 산기관(5)을 이용하여 티타늄반응조(3)에 공급하여 와류 및 파동을 발생시켜 광촉매 반응을 촉진시킨다.

또한 침전조(7)에 담겨지는 순환수중 정화 처리된 상등수는 월류벽(15)을 통해 오버플로(overflow)되어 월류조(14)에 담겨진 다음, 다시 월류수배관(16)을 통해 최종적으로 정화된 상태로 배출이 이루어지게 된다.

또한 도2의 경우와 같이 본 발명을 수족관에 적용할 경우 수족관 상부에 위치한 공기접촉생물막(2)의 하단부에 티타늄반응체(17)를 설치하여 처리효과를 상승시킬 수 있다.

본 발명을 이용하여 티타늄과 공기의 산화작용을 오폐수, 하천수, 수족관수를 처리하는데 효율적으로 이용할수 있으며 순환펌프를 이용하여 순환하므로써 효과적인 처리를 할수 있고 티타늄반응체를 이용하여 수면위에 떠있게 하므로 활용폭을 광범위하게 확대할수 있는 효과가 있다.

Claims

생물막을 이용한 수처리장치중 티타늄을 물보다 비중이 작은 물체에 도포하여 수면위에서 광촉매반응을 일으키는 티타늄반응조와 생물막을 대기중에 노출시켜 처리수를 순환펌프를 이용하여 순환하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
제1항에 있어서 물보다 비중이 작은 물체를 구형으로 하여 회전할수 있도록하고 표면은 반원형으로 음각하여 접촉면을 크게하고 빛을 잘 받을수 있는 구조로 하는 것을 특징으로 하는 것.