KR200456751Y1 - 탈이온수 제조 장치 - Google Patents

탈이온수 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR200456751Y1
KR200456751Y1 KR2020090009343U KR20090009343U KR200456751Y1 KR 200456751 Y1 KR200456751 Y1 KR 200456751Y1 KR 2020090009343 U KR2020090009343 U KR 2020090009343U KR 20090009343 U KR20090009343 U KR 20090009343U KR 200456751 Y1 KR200456751 Y1 KR 200456751Y1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
deionized water
wastewater
plasma reactor
plasma
electrodes
Prior art date
Application number
KR2020090009343U
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110000823U (ko
Inventor
박한수
Original Assignee
박한수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박한수 filed Critical 박한수
Priority to KR2020090009343U priority Critical patent/KR200456751Y1/ko
Publication of KR20110000823U publication Critical patent/KR20110000823U/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR200456751Y1 publication Critical patent/KR200456751Y1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4612—Controlling or monitoring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4616—Power supply
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/20—Total organic carbon [TOC]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

본 고안의 탈이온수 제조 장치는 폐수를 공급하는 폐수 공급관과, 상기 폐수 공급관을 통하여 공급되는 상기 폐수에 별도의 산소 공급 없이 플라즈마를 발생시켜 상기 폐수를 분해함으로써 상기 폐수 내에 포함되어 있는 무기물과 유기물을 제거 가능하도록 가스화시키고 탈이온수를 제조하는 플라즈마 리액터와, 상기 플라즈마 리액터가 동작하도록 상기 플라즈마 리액터에 전원을 공급하는 전원 공급 장치와, 상기 플라즈마 리액터와 연결되어 상기 플라즈마 리액터에서 가스화된 무기물 및 유기물을 제거하는 가스 필터와, 상기 플라즈마 리액터 및 가스 필터를 통과한 탈이온수를 배출하는 탈이온수 배출관을 포함하고, 상기 가스 필터는 상기 플라즈마 리액터에서 제조된 탈이온수가 유입되어 오염 물질을 제거하는 멤브레인 필터와, 상기 멤브레인 필터와 연결관으로 연결된 진공 펌프를 구비하고, 상기 진공 펌프로 상기 가스화된 무기물 및 유기물이나 상기 오염 물질을 외부로 배출하여 제거한다.

Description

탈이온수 제조 장치{Deionized(DI) water production apparatus}
본 고안은 탈이온수 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 장치나 LCD 제조 장치와 같은 많은 산업 분야에서 이용할 수 있는 탈이온수 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 탈이온수는 물 속에 녹아있는 이온조차도 제거한 불순물이 없는 순수한 물을 의미한다. 탈이온수는 반도체 제조 공장, 평판 표시 장치 제조 공장, 예컨대 LCD나 PDP 제조 공장 및 제약 공장 등의 산업 분야에서 널리 사용된다. 탈이온수는 각종의 제조 장치를 냉각시키거나, 반도체 웨이퍼나 유리 기판, 예컨대 LCD, PDP, 유기 EL에 사용되는 유리 기판, 기타 산업 부재를 세척하는데도 사용된다. 따라서, 탈이온수는 순수한 물을 필요로 하는 각종 산업 분야에서 많이 사용된다.
일반적으로 탈이온수는 증류수를 양이온 교환수지 및 음이온 교환수지를 순차적으로 통과시키면서 만들어진다. 따라서, 전체 공장의 일정 영역에는 대량의 공업 용수(폐수)를 공급받아 탈이온수를 제조하는 탈이온수 제조 공장이 별도로 존재한다.
그런데, 산업이 발달함에 따라 공업 용수를 안정적으로 공급받는 것도 문제가 되고 있고, 공업 용수의 공급 단가도 높아지고 있다. 또한, 탈이온수를 일반적인 방법으로 만들 경우 공업 용수가 많이 낭비되고 유지 보수, 예컨대 필터 교체, 배관 세정 등의 비용이 많이 들어 탈이온수이 제조 단가가 높아진다.
또한, 탈이온수 제조 공장, 예컨대 탈이온수 제조 설비가 있는 건물로부터 많이 떨어져 있는 각종 제조 장치가 설치되어 있는 제조 설비 건물로 탈이온수를 공급할 경우, 순도가 높은 탈이온수를 요구하는 반도체 장치(반도체 칩)나 평판 표시 장치는 일부 오염된 탈이온수에 의해 제품의 신뢰성이 떨어지게 된다.
더하여, 산업이 더욱 발달함에 따라 여러 분야, 예컨대 일반 가정, 대중 음식점, 단체 급식소, 약품제조공장, 음료수제조공장, 호수 정화 분야, 병원, 축사, 계사, 수영장, 골프장, 양어장, 수족관, 농산물 제조 공장에서 사용되는 용수에 포함된 유기물, 예컨대 각종 세균 및 바이러스를 포함하는 유기물도 효율적으로 제거하는 것이 요구된다.
본 고안이 해결하고자 하는 과제는 저렴한 비용으로 탈이온수를 제조할 수 있고, 이동 및 설치가 매우 용이하여 각종 제조 장치에도 바로 연결할 수 있으며 유기물 함량도 낮출 수 있는 탈이온수 제조 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 고안의 탈이온수 제조 장치는 폐수를 공급하는 폐수 공급관과, 상기 폐수 공급관을 통하여 공급되는 상기 폐수에 별도의 산소 공급 없이 플라즈마를 발생시켜 상기 폐수를 분해함으로써 상기 폐수 내에 포함되어 있는 무기물과 유기물을 제거 가능하도록 가스화시키고 탈이온수를 제조하는 플라즈마 리액터와, 상기 플라즈마 리액터가 동작하도록 상기 플라즈마 리액터에 전원을 공급하는 전원 공급 장치와, 상기 플라즈마 리액터와 연결되어 상기 플라즈마 리액터에서 가스화된 무기물 및 유기물을 제거하는 가스 필터와, 상기 플라즈마 리액터 및 가스 필터를 통과한 탈이온수를 배출하는 탈이온수 배출관을 포함하고, 상기 가스 필터는 상기 플라즈마 리액터에서 제조된 탈이온수가 유입되어 오염 물질을 제거하는 멤브레인 필터와, 상기 멤브레인 필터와 연결관으로 연결된 진공 펌프를 구비하고, 상기 진공 펌프로 상기 가스화된 무기물 및 유기물이나 상기 오염 물질을 외부로 배출하여 제거한다.
플라즈마 리액터는, 절연체로 절연된 복수개의 전극들 사이에 위치하여 폐수가 통과하는 복수개의 관통부들, 및 전극들과 연결되는 전극 단자들을 구비하는 플라즈마 발생기와, 플라즈마 발생기의 전극 단자들을 보호하는 하우징을 포함하여 이루어진다.
플라즈마 발생기는 직육면체 형태로 구성될 수 있고, 관통부들은 직육면체의 중앙 부분에 형성될 수 있고, 전극 단자들은 직육면체의 양단부에 설치될 수 있다.
플라즈마 발생기를 구성하는 전극들은 관통부들의 상부까지 연장되어 형성되어 있고, 관통부들 상에서 서로 엇갈리게 설치되어 있을 수 있다. 플라즈마 발생기의 전극들중 제1 전극들은 일단에 위치하는 제1 전극 단자와 연결될 수 있고, 플라즈마 발생기의 전극들중 제2 전극들은 타단에 위치하는 제2 전극 단자와 연결될 수 있다.
플라즈마 발생기를 구성하는 관통부의 높이는 0.5mm 내지 2.5mm이고, 플라즈마 발생기의 전극 단자들은 전극 로드와 연결되고, 전원 공급 장치는 전극 로드와 연결되어 천 볼트 내지 3만 볼트의 펄스 전압을 인가할 수 있다. 가스 필터에는 탈이온수의 수질을 측정하기 위한 총유기 탄소량 측정기가 더 연결되어 있을 수 있다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 플라즈마 리액터를 구성하는 플라즈마 발생기로 발생시킨 플라즈마에 의해 형성된 오존이나 라디칼에 의해 폐수에 포함된 다양한 오염 물질, 예컨대 무기물, 유기물, 각종 세균을 분해시킨 후 제거함으로써 탈이온수를 제조한다. 이에 따라, 본 고안의 탈이온수 제조 장치는 플라즈마 발생기와 같은 간단한 구성을 가지므로 저렴한 비용으로 탈이온수를 제조할 수 있다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 간단한 구성을 가지고 있고 크기가 작기 때문에 이동 및 설치가 용이하고, 각종 제조 장치의 가깝게 설치하거나 바로 연결하여 사용할 수 있기 때문에 탈이온수의 오염 문제를 해결할 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
순도가 높은 순도의 탈이온수를 요구하는 반도체 장치(반도체 칩)나 평판 표시 장치는 본 고안의 탈이온수 제조 장치에 의해 생산되는 탈이온수에 의해 최종 제품의 신뢰성을 크게 높일 수 있다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치에 의해 생산되는 탈이온수는 황 등의 중금속이 포함되어 있지 않고, 이에 따라서, 본 고안에 의해 제조되는 탈이온수를 이용하여 마스크를 세정할 경우 반도체 제조 공장에서 사용되는 마스크 내에 황 등의 중금속이 포함되지 않는다. 이렇게 되면, 반도체 제조 공장의 포토라인에서 ArF 광원, KrF 광을 사용할 때 황 등의 중금속에 의해 발생되는 문제, 즉 헤이즈(haze) 문제를 해결할 수 있다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 각종 제조 장치에 바로 연결하면서 실시간적으로 탈이온수의 수질을 모니터링할 수 있다. 이에 따라, 탈이온수의 오염여부를 바로 체크하여 각종 제조 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 플라즈마 리액터 내의 플라즈마 발생기가 거의 반영구적이고, 설사 교체하더라도 교체하기가 용이하기 때문에 유지 보수가 매우 용이하여 각종 산업 분야에서 다양하게 사용할 수 있다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 간단한 구성을 가지기 때문에 전체 제조 공장에서 탈이온수 제조 공장이 필요 없게 되기 때문에, 제조 공장의 공간을 줄일 수 있고 최종 제품의 단가를 낮출 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 고안의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 고안의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 이하의 도면들에서, 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 반도체 소자 및 LCD, PDP, 유기EL의 제조에서 사용된 후 폐기 및 재사용되는 세정 폐수와 일반 공업용수 등에 함유된 무기물 혹은 유기물을 효과적으로 제거하는 장치이다. 폐수는 폐수내에 제거되어야하는 오염 물질, 예컨대 무기물 및 유기물이 함유된 물이다. 탈이온수는 폐수내에서 제거되어야하는 무기물 또는 유기물이 제거된 물이다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 플라즈마 리액터를 구성하는 플라즈마 발생기로 발생시킨 플라즈마에 의해 형성된 오존이나 라디칼에 의해 폐수에 포함된 다양한 오염 물질, 예컨대 무기물, 유기물, 각종 세균을 분해시킨 후 제거함으로써 켜 탈이온수, 즉 순수를 만드는 장치를 의미한다.
다시 말해, 본 고안의 탈이온수 제조 장치는 폐수를 처리하여 탈이온수, 즉 순수를 만드는 장치를 의미한다. 본 고안의 탈이온수 제조 장치는 제조 장치에 연결하여 사용할 경우 외부에서 별도의 탈이온수 공급 라인을 구비하지 않을 수 있다. 이하에서, 본 고안의 탈이온수 제조 장치를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치의 시스템 블록도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 리액터에 공급되는 펄스 전압의 파형도이다.
구체적으로, 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치는 폐수 공급부(10)를 포함한다. 폐수 공급부(10)에는 폐수 공급관(12)이 연결되며, 폐수 공급관(12)에는 펌프(14) 및 전기 전도도 측정기(16)가 연결된다. 전기 전도도 측정기(16)는 폐수의 전기 전도도를 측정한다. 펌프(14) 및 전기 전도도 측정기(16)는 제어부(30)와 전기적으로 연결되며 제어부(30)에 의하여 제어된다. 전기 전도도 측정기(16)에 의해 측정된 폐수의 전기 전도도는 제어부(30)를 통해 표시부(32)에 표시된다.
펌프(14)는 폐수 공급관(12)에 폐수를 계속적으로 공급된다. 펌프(14)를 통하여 폐수가 공급되는 폐수 공급관(12)에는 플라즈마 리액터(18, plasma reactor)가 연결된다. 플라즈마 리액터(18)는 제어부(30)와 전원 공급 장치(34)와 전기적으로 연결된다. 제어부(30)나 전원 공급 장치(34)에는 외부 전원(36)이 연결된다.
외부 전원(36)에 연결된 전원 공급 장치(34)는 플라즈마 리액터(18)에 높은 펄스 전압을 인가한다. 다시 말해, 플라즈마 리액터(18)의 내부에 포함된 플라즈마 발생기(plasma generator)에는 전원 공급 장치(34)를 통하여 도 2에 도시한 바와 같이 정현파가 아닌 펄스파의 펄스 전압을 인가한다.
펄스 전압은 천 볼트 내지 3만 볼트, 바람직하게는 3만 볼트의 고전압이다. 도 2에서, VH는 양의 펄스 전압을 나타내며, VL은 음의 펄스 전압을 나타낸다. 이렇게 되면, 플라즈마 리액터(18) 내에서 플라즈마 발생기(미도시)에 의해 플라즈마를 발생시켜 폐수에 포함된 오염 물질을 제거함으로써 탈이온수를 제조한다. 특히, 본 고안은 폐수에 산소를 주입하지 않은 상태에서 플라즈마 리액터(18)를 이용하여 폐수에 플라즈마를 발생시시켜 탈이온수를 제조한다.
플라즈마 리액터(18)에 의한 폐수의 오염 물질 제거 과정을 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다.
플라즈마 리액터(18) 내의 플라즈마 발생기를 통과하는 폐수 속에 포함된 산소(O2)가 플라즈마에 의하여 분해되어 산소원자(O)로 나뉘고, 이 산소원자가 산소 분자와 결합하여 오존(O3)이 형성된다. 또한 물분자가 플라즈마에 의하여 가속된 전자와 충돌하여 수소, 산소, OH 라디칼을 발생시킨다.
이렇게 발생한 오존과 라디칼들은 폐수 속에 있는 무기물, 유기물을 제거할 뿐만 아니라 망간, 철, 카드뮴, 비소, 수은등의 중금속을 산화시켜 제거하며, 오존에 의해 각종 세균에 대한 살균 작용이 일어나 생물학적 산소 요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand), 화학적 산소 요구량(COD, Chemical Oxygen Demand), 및 총유기 탄소량(Total Organic Carbon, TOC)도 낮아진다.
결과적으로, 플라즈마 리액터(18) 내에서 플라즈마 발생기에 의하여 발생하는 플라즈마는 오존(O3)이나 각종 라디칼을 포함하여 폐수에 포함된 오염 물질을 가스화시켜 제거한다.
특히, 본 고안은 폐수에 산소를 주입하지 않은 상태에서 플라즈마 리액터(18)를 이용하여 폐수에 플라즈마를 발생시시켜 폐수에 포함된 오염물질을 제거한다. 본 고안은 별도의 산소 공급 장치 없이 플라즈마 리액터(18)를 이용하여 오존이나 OH 라디칼을 충분히 발생시켜 폐수에 포함된 오염 물질을 제거한다.
플라즈마 발생기를 포함하는 플라즈마 리액터(18)의 구조에 대하여는 후에 보다 자세하게 설명한다.
플라즈마 리액터(18)에는 탈이온수 배출관(20)이 연결된다. 탈이온수 배출관(20)에는 가스 필터(22)가 연결되어 있다. 가스 필터(22)는 플라즈마 리액터(18) 내에서 발생된 가스를 효과적으로 방출하는 역할을 수행한다. 즉, 가스 필터(22)는 폐수에서 발생된 가스를 방출하는 장치이다. 가스 필터(22)에는 탈이온수의 수질, 즉 탈이온수의 유기물 함량을 분석하기 위하여 총유기 탄소량 측정기(23)가 연결되어 있다.
도 1에서는 편의상 탈이온수의 수질을 측정하기 위해 총유기 탄소량 측정기(23)가 연결되어 있으나, BOD 측정기나 COD 측정기가 연결되어 있을 수도 있다. 총유기 탄소량 측정기(23)는 제어부(30)에 전기적으로 연결되어 총유기 탄소량은 제어부(30)를 거쳐 표시부(32)에 표시된다. 가스 필터(22) 및 총유기 탄소량 측정기(23)에 대하여는 후에 보다 자세하게 설명한다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 제어부(30)에서 펌프(14), 플라즈마 리액터(30), 전기 전도도 측정기(16, 26), 및 총유기 탄소량 측정기(23)를 제어하며, 제어 결과는 표시부(32)에 표시한다. 표시부(32)에는 측정값, 예컨대 전기전도도, 총유기 탄소량이 표시된다. 표시부(32)에 표시되는 측정값이 기준값을 초과할 경우 표시부(32)에서 제어부(30)를 조절하여 공정 파라미터, 예컨대 전원 공급 장치의 인가 펄스 전압, 전류, 주파수를 조절하거나, 플라즈마 리액터(18)내에 포함된 플라즈마 발생기를 교체하거나, 가스 필터(22)를 교체한다. 도 1에서는 탈이온수가 가스필터(22)를 통과하여 이온 교환 수지(24)로 공급되는 것으로 도시하였으나, 필요에 따라 탈이온수가 총유기 탄소량 측정기(23)를 통해 이온 교환 수지(24)로 공급될 수 있다.
가스 필터(22)나 총유기 탄소량 측정기(23)를 통과한 탈이온수 배출관(20)에는 이온 교환 수지(24)가 연결될 수 있다. 이온 교환 수지(24)는 필요에 따라 설치되지 않을 수도 있다. 이온 교환 수지(24)와 연결된 탈이온수 배출관(20)에는 전기 전도도 측정 기기(26)가 연결되어 있다. 전기 전도도 측정기(26)는 전기적으로 제어부(30)와 연결되어 있다. 이온 교환 수지(24)를 통과한 탈이온수는 전기전도도 측정기(26)에서 전기전도도를 측정하여 탈이온수의 품질을 결정한다. 전기전도도 측정기(26)에 측정된 탈이온수의 전기전도도가 이상이 없을 경우 설비(28), 즉 제조 장치로 탈이온수를 공급한다.
도 3은 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
구체적으로, 도 3의 탈이온수 제조 장치는 개략적인 구성을 도시한 것으로 전기적 연결 관계는 편의상 생략하여 도시하며, 앵글 형태의 지지대에 각 구성 요소가 설치된다. 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치는 탱크 형태의 폐수 공급부(10)를 포함한다. 도 3에서는, 편의상 탱크 형태로 폐수 공급부(10)를 구성하였으나, 외부의 폐수 공급 라인을 폐수 공급부로 구성할 수도 있다.
폐수 공급부(10)에는 폐수 공급관(12)이 연결되며, 폐수 공급관(12)에는 펌프(14) 및 전기 전도도 측정기(16)가 연결된다. 펌프(14)는 폐수 공급관(12)에 폐 수를 계속적으로 공급된다. 전기 전도도 측정기(16)는 앞서 설명한 바와 같이 폐수의 전기 전도도를 측정한다. 펌프(14)를 통하여 폐수가 공급되는 폐수 공급관(12)에는 플라즈마 리액터(18)가 연결된다.
플라즈마 리액터(18)는 사각형 모양으로 되어 있으나, 원형으로도 구성할 수 있고, 물론 다양한 모양으로도 구성할 수 있다. 도 3에서는 플라즈마 리액터(18)을 하나 설치하였으나, 사용자의 요구에 의한 처리 용량에 따라 복수개의 플라즈마 리액터들을 설치할 수 도 있다.
플라즈마 리액터(18)는 플라즈마 발생기(미도시)에 의해 플라즈마를 발생시켜 폐수에 포함된 오염 물질을 제거함으로써 탈이온수를 제조한다. 플라즈마 리액터(18)는 제어부(30) 및 전원 공급 장치(34)와 연결된다. 도 3에서, 참조번호 19는 전원 공급 장치(34)에서 플라즈마 리액터(18)와 연결되는 전원 라인을 의미한다. 참조번호 32는 제어부(30)와 연결되어 장치의 각 구성 요소의 상태를 표시하는 표시부를 의미한다. 플라즈마 리액터(18)에는 탈이온수 배출관(20) 및 가스 필터(22)가 연결된다. 탈이온수 배출관(20)에는 앞서 설명한 바와 같이 사용자의 요구에 따라 이온 교환 수지(미도시)가 연결될 수 있다.
가스 필터(22)는 플라즈마 리액터(18) 내에서 발생된 가스를 보다더 효과적으로 제거 내지 배출하는 역할을 수행한다. 가스 필터(22)는 플라즈마 리액터(18)에 의해 폐수에 존재하는 유기물이나 무기물이 분해되어 가스화된 물질을 제거하는 역할을 수행한다.
가스 필터(22)에는 연결관(21)을 통해 앞서 설명한 바와 같은 총유기 탄소량 측정기(23)가 연결되어 있다. 총유기 탄소량 측정기(23)를 통과하는 탈이온수는 탈이온수 배출관(20)과 연결될 수 있고, 필요에 따라서는 드레인 라인(25)으로 탈이온수를 배출할 수 도 있다.
탈이온수 배출관(20)에는 전기 전도도 측정 기기(26)가 연결되어 있다. 탈이온수는 전기전도도 측정기(26)에서 전기 전도도를 측정하여 탈이온수의 품질을 결정한다. 탈이온수 배출관(20)은 제조 장치로 연결될 수 있으나, 도 3에서는 편의상 탈이이온수 저장부(50)에 연결한다.
도 4는 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치의 플라즈마 리액터를 도시한 사시도이고, 도 5 및 도 6은 각각 도 4의 A-A 및 B-B에 의한 단면도이다.
구체적으로, 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치의 플라즈마 리액터(18)는 외부 커버(45) 에 의해 보호되는 하우징(42) 내에 플라즈마 발생기(40)가 설치되어 있다. 플라즈마 발생기(40)는 하우징(42) 내에 설치되며, 하우징(42)에 의하여 플라즈마 발생기의 전극 단자들은 폐수나 탈이온수에 노출되지 않는다. 도 6에 도시한 바와 같이, 플라즈마 발생기(40)의 양측에 전극 로드(43)와 연결되며, 전극 로드(43)는 전원 공급 장치(34)의 전원 라인(19)과 연결된다.
본 고안의 탈이온수 제조 장치는 일측의 폐수 공급관(12)에서 폐수가 플라즈마 발생기(40)의 중앙부분에 형성된 관통부를 통과하여 탈이온수 배출관(20)으로 배출된다. 플라즈마 발생기(40)는 양측부에 전극 로드(43)와 연결되는 전극 단자(미도시)가 위치하여 펄스 전압을 인가할 수 있다.
펄스 전압은 천 볼트 내지 3만 볼트, 바람직하게는 3만 볼트의 고전압이 인 가된다. 플라즈마 발생기(40)에 펄스 전압을 인가하면 앞서 설명한 바와 같이 플라즈마 발생기(40)룰 통과하는 폐수는 플라즈마에 의하여 오염 물질이 제거되어 탈이온수가 만들어진다. 특히, 본 고안의 플라즈마 발생기(40)는 강력한 플라즈마가 발생되어 탈이온수 제조시 별도의 산소 공급 장치가 필요하지 않다.
도 7은 도 4의 플라즈마 발생기의 사시도이고, 도 8은 도 7의 A-A에 따른 단면도이다.
구체적으로, 본 고안에 의한 플라즈마 발생기(40)는 직육면체 형태로 구성되어 있으나, 필요에 따라 육면체나 다른 구조로 형성될 수 있다. 본 고안에 의한 플라즈마 발생기(40)는 전체적으로 표면에 절연체, 예컨대 세라믹으로 보호되어 있다. 참조부호 P로 표시한 바와 같이 일측은 파워가 공급되는 전극 단자(48)들이 위치하며, 타측은 G로 표시한 바와 같이 접지되는 전극 단자들(48)이 위치한다.
정면 중앙부에는 폐수가 통과하여 탈이온수가 만들어지는 복수개의 관통부들(44)이 위치하고, 관통부들(44)의 상하부에 절연체(46)에 의하여 절연된 복수개의 전극들(48)이 위치한다. 절연체(46) 내에는 복수개의 전극들(48a, 48b)이 위치한다.
복수개의 전극들(48a, 48b)은 일측 및 타측에서 관통부들(44)의 상부까지 연장되어 있고, 관통부들(44) 상에서 서로 엇갈리게 설치되어 있다. 파워측 전극들(48a)은 일측에서 관통부들(44)의 상부까지 연장되고, 접지측 전극들(48a)은 타측에서 관통부들(44)의 상부까지 연장되고, 파워측 전극들(48a)과 접지측 전극들(48b)은 관통부들(44) 상에서 서로 엇갈리게 구성되며 절연체에 의해 절연된다.
복수개의 전극들(48a, 48b)은 양측으로 연장되어 전극 단자(48)를 구성한다. 관통부(44)의 높이는 0.5mm 내지 2.5mm, 바람직하게는 1.5mm로 구성한다. 관통부들(44)은 직육면체의 중앙 부분에 절연체(46)로 절연된 전극들(48) 사이에 형성되고, 전극 단자들(48)은 직육면체의 양단부에 설치된다.
도 8에 도시한 바와 같이 플라즈마 발생기(40)의 전극들(48a, 48b)중 제1 전극들(48a)은 일단의 제1 전극 단자 블록(50a), 즉 오른쪽 부분의 전극 단자 블록(50a)과 연결되고, 플라즈마 발생기(40)의 전극들(48b)중 제2 전극들은 타단의 제2 전극 단자 블록(50b), 즉 왼쪽 부분의 전극 단자 블록(50a)과 연결된다. 그리고, 플라즈마 발생기(40)의 전극 단자들(48)은 도 6에 도시한 바와 같이 전극 로드(43)와 연결되고, 전극 로드(43)는 전원 공급 장치(34)와 연결된다.
도 8에서는, 필요에 따라 전극 단자들(48)을 전체적으로 연결하는 전극 단자 블록(50)이 설치되어 있다. 앞서 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 전극 단자들(48)은 하우징(42)에 의하여 폐수나 탈이온수에 노출되지 않고 보호된다.
도 9는 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치의 가스 필터 및 총유기 탄소량 측정기를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 가스 필터(22)는 멤브레인 필터(22a), 진공 펌프(22b) 및 연결관(22c)을 포함한다. 진공 펌프(22b) 대신에 캐리어 가스 공급 장치를 이용할 수 있다. 연결관(22c)은 멤프레인 필터(22a)와 진공 펌프(22b)를 연결한다. 진공 펌프는 외부 전원과 연결되나 편의상 도시하지 않는다.
플라즈마 리액터(18)에서 배출된 탈이온수는 탈이온수 배출관(20)을 통해 멤 프레인 필터(22a)로 유입된다. 멤브레인 필터(22a)에서 탈이온수에 포함된 중금속이나 바이러스 이온성분 미생물 등의 오염 물질을 더 제거한다.
멤브레인 필터(22a)에는 진공 펌프(22b)가 연결되어 있어 플라즈마 리액터(18) 및 멤브레인 필터(22a)에서 발생된 가스화된 오염 물질을 연결관(22c) 및 진공 펌프(22b)의 가스 배출구를 통해 외부로 배출된다. 도 9의 가스 필터(22)에서는 진공 펌프(22b)를 이용하여 오염 물질을 제거하였으나, 탈이온수 속에 있는 가스화된 유기물 및 무기물을 다른 방법으로 제거할 수도 있다.
그리고, 앞서 설명한 바와 같이 가스 필터(22)에는 탈이온수의 수질, 즉 탈이온수의 유기물 함량을 분석하기 위하여 총유기 탄소량 측정기(23)가 연결되어 있다. 총유기 탄소량 측정기(23)는 제어부(30) 및 표시부(32)에 연결된다.
본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치는 가스 필터(22)를 채용할 경우 그렇지 않은 경우보다 총유기 탄소량을 크게 낮출 수 있다. 예컨대, 가스 필터(22)를 채용하지 않을 경우에는 총유기 탄소량이 약4500ppb 내지 1200ppb 정도에서, 가스 필터를 사용하면 150ppb 내지 250ppb이하로 매우 낮아진다.
도 1은 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치의 시스템 블록도이고,
도 2는 도 1의 플라즈마 리액터에 공급되는 펄스 전압의 파형도이고,
도 3은 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 4는 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치의 플라즈마 리액터를 도시한 사시도이고,
도 5 및 도 6은 각각 도 4의 A-A 및 B-B에 의한 단면도이고,
도 7은 도 4의 플라즈마 발생기의 사시도이고,
도 8은 도 7의 A-A에 따른 단면도이다.
도 9는 본 고안에 의한 탈이온수 제조 장치의 가스 필터 및 총유기 탄소량 측정기를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (7)

  1. 폐수를 공급하는 폐수 공급관;
    상기 폐수 공급관을 통하여 공급되는 상기 폐수에 별도의 산소 공급 없이 플라즈마를 발생시켜 상기 폐수를 분해함으로써 상기 폐수 내에 포함되어 있는 무기물과 유기물을 제거 가능하도록 가스화시키고 탈이온수를 제조하는 플라즈마 리액터;
    상기 플라즈마 리액터가 동작하도록 상기 플라즈마 리액터에 전원을 공급하는 전원 공급 장치;
    상기 플라즈마 리액터와 연결되어 상기 플라즈마 리액터에서 가스화된 무기물 및 유기물을 제거하는 가스 필터; 및
    상기 플라즈마 리액터 및 가스 필터를 통과한 탈이온수를 배출하는 탈이온수 배출관을 포함하고,
    상기 가스 필터는 상기 플라즈마 리액터에서 제조된 탈이온수가 유입되어 오염 물질을 제거하는 멤브레인 필터와, 상기 멤브레인 필터와 연결관으로 연결된 진공 펌프를 구비하고, 상기 진공 펌프로 상기 가스화된 무기물 및 유기물이나 상기 오염 물질을 외부로 배출하여 제거하는 것을 특징으로 하는 탈이온수 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 리액터는,
    절연체로 절연된 복수개의 전극들 사이에 위치하여 상기 폐수가 통과하는 복수개의 관통부들, 및 상기 전극들과 연결되는 전극 단자들을 구비하는 플라즈마 발생기와, 상기 플라즈마 발생기의 전극 단자들을 보호하는 하우징을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈이온수 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 발생기는 직육면체 형태로 구성되고 상기 관 통부들은 직육면체의 중앙 부분에 형성되고, 상기 전극 단자들은 상기 직육면체의 양단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈이온수 제조 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 발생기를 구성하는 전극들은 상기 관통부들의 상부까지 연장되어 형성되어 있고, 상기 관통부들 상에서 서로 엇갈리게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 탈이온수 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 플라즈마 발생기의 전극들중 제1 전극들은 일단에 위치하는 제1 전극 단자와 연결되고, 상기 플라즈마 발생기의 전극들중 제2 전극들은 타단에 위치하는 제2 전극 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 탈이온수 제조 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 발생시를 구성하는 관통부의 높이는 0.5mm 내지 2.5mm이고, 상기 플라즈마 발생기의 전극 단자들은 전극 로드와 연결되고, 상기 전원 공급 장치는 상기 전극 로드와 연결되어 천 볼트 내지 3만 볼트의 펄스 전압을 인가할 수 있는 것을 특징으로 하는 탈이온수 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가스 필터에는 상기 탈이온수의 수질을 측정하기 위한 총유기 탄소량 측정기가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 탈이온수 제조 장치.
KR2020090009343U 2009-07-17 2009-07-17 탈이온수 제조 장치 KR200456751Y1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020090009343U KR200456751Y1 (ko) 2009-07-17 2009-07-17 탈이온수 제조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020090009343U KR200456751Y1 (ko) 2009-07-17 2009-07-17 탈이온수 제조 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110000823U KR20110000823U (ko) 2011-01-25
KR200456751Y1 true KR200456751Y1 (ko) 2011-11-16

Family

ID=44205941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020090009343U KR200456751Y1 (ko) 2009-07-17 2009-07-17 탈이온수 제조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR200456751Y1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230001415A (ko) 2021-06-28 2023-01-04 김정래 디아이 워터(di-water)용 포화증기 세척기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100461516B1 (ko) * 2002-07-25 2004-12-13 사단법인 고등기술연구원 연구조합 유전체 매입형 전극 보호 구조의 다단식 배리어 방전장치
KR100481952B1 (ko) * 2002-08-09 2005-04-13 동아정밀공업(주) 전기분해 및 프라즈마를 이용한 폐수처리 장치
KR100496348B1 (ko) * 2003-08-25 2005-06-21 동아정밀공업(주) 전기분해와 프라즈마를 이용한 폐수처리 장치 및 폐수처리방법
JP2008126107A (ja) 2006-11-17 2008-06-05 Bco:Kk 浄化装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100461516B1 (ko) * 2002-07-25 2004-12-13 사단법인 고등기술연구원 연구조합 유전체 매입형 전극 보호 구조의 다단식 배리어 방전장치
KR100481952B1 (ko) * 2002-08-09 2005-04-13 동아정밀공업(주) 전기분해 및 프라즈마를 이용한 폐수처리 장치
KR100496348B1 (ko) * 2003-08-25 2005-06-21 동아정밀공업(주) 전기분해와 프라즈마를 이용한 폐수처리 장치 및 폐수처리방법
JP2008126107A (ja) 2006-11-17 2008-06-05 Bco:Kk 浄化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230001415A (ko) 2021-06-28 2023-01-04 김정래 디아이 워터(di-water)용 포화증기 세척기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110000823U (ko) 2011-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101535904B1 (ko) 균일 전기장 유전체 장벽 방전 반응기
JP4635204B2 (ja) 水処理方法および水処理装置
KR102109641B1 (ko) 고 전압 방전 및 오존을 가진 용수 시스템들을 처리하기 위한 시스템 및 방법
Wang et al. Effect of activated carbon addition on H2O2 formation and dye decoloration in a pulsed discharge plasma system
JP6266954B2 (ja) 液面プラズマ放電を利用した水処理装置
KR102130302B1 (ko) 수처리용 플라즈마 전극 모듈을 포함하는 수처리 시스템
KR100741741B1 (ko) 수산기 생성용 수중 저온 플라즈마 발생장치
WO2013081300A1 (ko) 플라즈마 수처리장치
JP2009106910A (ja) 流体処理装置
CN101428918A (zh) 一种采用介质阻挡放电技术处理废水的方法及其装置
KR101497591B1 (ko) 방전을 이용한 수처리장치
CN103754994A (zh) 辉光放电等离子体水处理方法及装置
KR101211823B1 (ko) 플라즈마와 버블을 이용한 폐수 처리 시스템
WO2016117259A1 (ja) 水処理装置および水処理方法
CN106232528A (zh) 用于利用高压放电和臭氧来处理水系统的系统和方法
JP2013049015A (ja) 水処理装置
KR200456751Y1 (ko) 탈이온수 제조 장치
US9868655B1 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
JP6020844B2 (ja) 液中プラズマ装置および液体浄化システム
JP2015056407A5 (ko)
KR102044024B1 (ko) 수처리용 플라즈마 전극, 플라즈마 전극 모듈 및 이를 포함하는 수처리 시스템
KR19980042980A (ko) 오수 정화 장치
JP3773764B2 (ja) 液体処理方法およびその装置
KR101573914B1 (ko) 모듈형 오존발생 시스템
KR100492398B1 (ko) 플라즈마와 흡착제를 이용한 정화장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
REGI Registration of establishment