KR20110041707A - 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 처리기술로 주로 적용되었던 약품처리 방법에 비해서 살균력과 산화력이 매우 높고 처리 후 수중에 잔류물질을 남기지 않으므로 2차 오염에 대한 우려가 없도록 하는 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치에 관한 것으로, 워터헤저드의 물을 펌핑하는 펌핑부(1); 펌핑된 물을 여과하는 여과부(2); 오존을 발생시키는 오존발생부(4); 상기 오존발생기(4)로 부터 얻어진 오존을 상기 여과부(3)에서 전처리 여과된 물과 혼합하여 소정압력으로 분출시키는 인젝터로 이루어져 물과 오존을 혼합함과 아울러 소정 압력으로 분출시키는 오존혼합부(3);및 상기 오존이 혼합된 혼합수가 자외선층을 통과하여 자외선반응을 얻도록 하므로서 살균 산화력이 3.08mV향상된 OH-이온을 형성되게 하는 UOP챔버(5)를 포함하여, 이송관로(8)를 따라 연못의 바닥에서 상부로 순환 살수가 이루어지는 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치이다.
오존,자외선,수질정화장치.
Description
본 발명은 기존의 처리기술로 주로 적용되었던 약품처리 방법에 비해서 살균력과 산화력이 매우 높고 처리 후 수중에 잔류물질을 남기지 않으므로 2차 오염에 대한 우려가 없도록 하는 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치에 관한 것이다.
우리나라는 세계적으로 볼 때 물부족 국가에 속해 있고, 이를 해결하기 위한 효율적인 물의 관리와 확보 및 활용 방안이 시급히 요구되고 실정이며, 그 대안(代案)으로는 빗물을 효율적으로 이용하는 방법들이 다각적으로 검토 및 개발되고 있다. 등록실용 20-0435202 빗물을 저장 및 활용하는 방법으로서는 학교, 공공시설 및 가정 등에서는 저장탱크를 만들어 빗물을 저장하고 저장된 물을 생활용수나 조경용수 및 소방용수로 활용하는 방법이 있고, 또 다른 예로서 대규모 주택단지에서 빗물을 모아 연못에 저수또는 하천으로 흐르도록 하고 다양한 생물들이 서식할 수 있도록 하는 생태공원 및 연못을 조성하고 있다. 생태연못이란 습지의 한 유형으로, 도시화와 산업화 등으로 훼손되거나 사라진 자연적인 습지를 대신하여 조성한 인공습지의 한 유형이다. 친환경적인 측면에서 자연과 함께 어우러져 생활하려는 현대인의 경향을 고려하여, 이러한 생태연못은 선진국뿐만 아니라 국내에서도 대규모 주택단지에 주로 조성하고 있는 실정이다. 생태연못은 빗물을 저장하고 도시형 홍수를 예방하며 지하수를 함양시키고, 수생 및 습지식물의 도입으로 다양한 동식물의 종이 서식할 수 있도록 하며, 식물생산성의 증가와 산소방출의 증가라는 순기능을 한다. 또 물을 주제로 하는 다양한 경관을 연출할 수 있다. 이러한 생태연못의 일 예로서, 대한민국 등록특허공보 제 574171호(2006. 04. 20)에는 침전조와 필터층 및 수생식물을 이용한 상향방식의 여과를 통해 수(水)를 순환, 정화하기 위한 장치가 개시되어 있다. 상기 공보에 의한 생태연못의 수처리장치는, 침전조와 필터층 및 수생식물로 구성된 정화부와, 연못부 및 계류부로 구성되고, 상기 정화부의 침전조와 상기 연못부의 중앙 바닥부가 배관으로 연결되어 있다. 상기 정화부의 침전조는 상부가 유공판으로 구성되어 원수가 이동할 수 있도록 하며, 상기 유공판 중앙상부에는 맨홀이 구비되어 있다. 또한 상기 정화부의 필터층은 자갈과 제오라이트로 충진되어 있으며, 상기 연못부는 역아치의 형상이다. 상기 정화부와 연못부 및 계류부의 바닥부는 생태방수시트로 구성되며, 상기 생태방수시트는 그 중앙에 섬유질 보강재가 접착되고, 생태방수시트의 상하부에는 부직포가 접합된다. 이러한 구성에 따라 상기한 생태연못의 수처리장치는 지속적으로 원수를 순환시킴으로써 필터층에 의한 여과 및 수생식물에 의한 정화작용에 의하여 항상 동질의 수질을 유지할 수 있다.
첨부 도면중 도 1은 종래에 알려진 빗물을 이용하여 생태연못을 조성하고, 그 생태연못의 물을 강제 순환시켜 항시 청결 상태를 유지할 수 있도록 하는 생태연못의 수처리장치에 관한 것으로서, 집수된 빗물을 저장하는 저수조; 생태연못의 수위를 측정하는 수위감지센서; 상기 수위감지센서의 시그널을 받아 수중펌프를 가동시키는 제어부; 상기 수중펌프에 의해 압송된 빗물을 생태연못으로 공급하는 보충수라인; 제어부에 의해 가동되어서 생태연못의 상등수를 처리수라인을 통해 강제 순환시키는 순환펌프; 상기 처리수라인에 설치되어서 비교적 큰 협잡물과 토사 및 부유물을 제거하는 1차여과기; 상기 1차여과기의 뒤쪽에 설치되어서 미세한 탁도성분을 제거하고, 또한 유기물과 부유분진까지 흡착 제거하는 제2여과기; 그리고 상기 2차 여과된 상등수를 다시 자외선 및 오존을 이용하여 살균/소독 처리하여 다시 생태연못으로 공급하는 고급산화처리장치를 포함하여 구성한다.
또한, 산소는 물에 필요 불가결한 것이며, 수중에 산소가 부족하면 수중에 생물이 생식할 수 없는 환경이 되어 수중에 생식하는 동식물의 생태계는 붕괴되어 버린다. 따라서, 이와 같은 상황을 개선하기 위해서는 오염물질의 유입을 방지함과 동시에 인위적으로 강력한 살균능력으로 물을 정화,공급하는 것이 요구된다.
한편, 오존은 염소와 비교하여 강력한 산화, 살균능력을 갖고, 반응시간이 짧으며, 반응 후는 트리할로메탄을 생성하지 않고 바로 산소로 환원되는 등의 특징을 갖고 있어 최근 상하수도 정수 처리를 비롯하여 각 분야에서 이용이 확대되고 있다. 특히, 오존과 천연유기물과의 반응은 그 결과 생성되는 중간 산물이나 반응생성물의 대부분이 자연 생태계의 물질환원 사이클중에서 분해, 재이용, 처리할 수 있는 물질이며, 생태계나 환경에 대해 대단히 유익성을 갖고 있다.
최근 국내외의 환경산업과 관련된 기술은 급진전하여 수처리 분야에 있어서 BOD, SS, COD 처리는 별로 문제가 없을 정도로 연구 개발되었고, 이제는 질소(T-N)와 인(T-P)을 효과적으로 제거해야 하는 단계에서 많은 여러 방법이 개발되고 있는 실정이며, 점차 오염되어 고갈되는 수자원을 위하여 하수 또는 오폐수도 고도처리를 하여 재사용하여야 되는 시점에 와 있고 또한 상수도의 정수처리에 있어 소독처리 문제로 수인성 전염병 예방을 위해 좀더 고도처리를 요하고 있는 실정이다
전술한 수처리장치는 원수를 순환시키기는 하지만 그 효율이 떨어지기 때문에, 연못 내 물의 처리 능력이 저조하고, 시간이 경과 함에 따라 수질이 악화되며, 그 결과 연못등이 제 역할을 다하지 못 할 수 있다. 이러한 연못등의 수질오염은 화학적 산소요구량 및 총 질소수치가 호수 수질기준에 못 미치게 만들며, 나아가 연못의 부영화현상을 초래하는 원인이 된다.
기존의 처리기술로 주로 적용되었던 약품처리 방법은 살균력과 산화력이 낮아 처리 후 수중에 잔류물질을 남기며, 2차 오염에 대한 우려가 있었다. 예를 들어 염소계 약품을 살균,산화를 목적으로 수중에 주입하는 경우 살균 및 산화 목적은 달성했다고 해도 수중에 약품성분과 그 화합물질이 잔류하므로 2차 오염이 유발되며 이러한 염소계 화합물질은 클로라민류로 명칭되며 발암성 물질로서 유해하며, 염소계 약품은 잔류성이 강해서 수중에 지속적으로 살균력을 유지하게 되므로 우천시 하천으로 방류하게 되는 경우 하천의 생태계를 유지 시키는 미생물에 치명적으로 작용하게 되므로 생태계에 악 영향을 미치게 된다.
본 발명은 기존의 처리기술로 주로 적용되었던 약품처리 방법에 비해서 살균력과 산화력이 매우 높고 처리 후 수중에 잔류물질을 남기지 않으므로 2차 오염에 대한 우려가 없도록 하는 데에 그 목적이 있으며, 연못,호수등의 물을 단순히 순환시키는 방식이 아니라, 동력을 이용하여 강제 순환시키되, 살균/소독을 더욱 강화하여 정화시킴으로써, 연못의 수질을 최상의 상태로 정화 및 유지할 수 있도록 함에 그 목적을 두고 있다.
본 발명은 궁극적으로 생산농도가 8%(중량단위 wt) 이상으로서 고농도이며, 오존 생산량이 일정하고 장시간 연속가동이 가능하여 정확한 량의 오존을 장기간 일정하게 공급할 수 있는(참고로, 일반공기를 이용하는 오존생산방식은 오존의 농도가 0.5-4%(wt)이하 로서 저농도이며 산화효율이 고농도 오존에 비해서 매우 낮다.)오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성함과 아울러 본 발명은 고농도의 오존은 연못의 순환수에 공급하는 경우 확산속도가 빠르고 높은 산화력을 유지하므로 처리효율이 높으며 처리 후 수중에 잔류하는 것은 발생기 산소(O)와 순산소(O2)이므로 수중에 용해되어 용존산소를 풍부하도록 하는 데에도 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치는,
워터헤저드의 물을 펌핑하는 펌핑부와; 펌핑된 물을 여과하는 여과부와; 오 존을 발생시키는 오존발생부와; 상기 오존발생기로 부터 얻어진 오존을 상기 여과부에서 전처리 여과된 물과 혼합하여 소정압력으로 분출시키는 인젝터로 이루어져 물과 오존을 혼합함과 아울러 소정 압력으로 분출시키는 오존혼합부; 및 상기 오존이 혼합된 혼합수가 자외선층을 통과하여 자외선반응을 얻도록 하므로서 살균 산화력이 3.08mV향상된 OH-이온을 형성되게 하는 UOP챔버를 포함하여, 이송관로를 따라 연못의 바닥에서 상부로 순환 살수가 이루어지는 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치로서 달성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 상기 오존발생부는,
수냉식 혹은 공냉식의 냉각챔버로 이루어지고, 내부 중심부에 방전공간(a)을 형성하여 설치되는 오존튜브로 이루어진 오존용기와, 압력 스윙흡착방식으로 산소를 공급하는 산소발생기와, 주파수변화장치와, 전압증폭기와, 중주파수의 고전압을 공급하는 주파수공급부로 이루어진 전원공급유닛으로 이루어져, 볼로실리케이트(Bolosilicate)의 절연체와, 스테인레스(Stainless)의 전극부 사이에 고전압,중주파수(600-1500Hz)의 전류가 공급되어 오존을 발생하되, 방전공간(a)에 산소발생기(45)에서 공급되는 고농도(93-96%)의 산소(O2)가 공급되면 방전력에 의해서 산소분자(O2)가 원자상태(O + O)로 해리되며 이러한 원자상태의 산소는 미처 분리하지 못한 다른 산소분자(O2)와 결합하여 오존(O3)을 형성하는 특징을 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화 장치의 상기 오존발생부는,
PbO2 등의 오존극실과, Pt 등의 수소극실에 이온 교환막을 사이에 끼운 구조로 되어 있고,직류 전원을 접속시킴으로써 전자를 공급하여, 오존극실에서 오존을 발생시키고, 수소극실에서는 수소가 발생되는 고압 사양의 오존발생부와; 흡착탑 및 흡착탑에는 고 실리카 펜타실 제올라이트, 탈 알루미늄 포자사이트 및 메소형 다공성 실리케이트의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 오존 흡착제가 충진되고,이 고실리카 오존 흡착제를 충진한 복수의 흡착층을 이용하여, 흡착 공정의 흡착층에 상기 오존 함유 가스를 비교적 고압으로 공급하여 오존을 흡착하는 반면, 탈착 공정의 흡착층을 비교적 저압으로 하여 오존을 탈착하고, 필요에 따라 탈착 공정에서 퍼지 가스를 공급하며, 상기 흡착층을 비교적 고압의 흡착 공정과 비교적 저압의 탈착 공정 사이에서 단 시간에 교대로 전환하는 압력 스윙 흡착 방식으로 오존을 농축하는 고농도 오존가스 제조부로 이루어져, 고압 사양의 오존발생부와 2탑식의 오존 농축용 압력 스윙 흡착 장치를 조합한 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치로서 달성된다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하여 연못,호수등의 물을 단순히 순환시키는 방식이 아니라, 동력을 이용하여 강제 순환시키되, 살균/소독을 더욱 강화하여 정화시킴으로써, 연못의 수질을 최상의 상태로 정화 및 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치는 자외선과 오존을 이용 하는 수처리 기술로서 살균처리와 수중에 함유된 각종의 오염물질을 산화분해 하는데 높은 효과를 가지며, 조류의 발생을 억제(강력한 살균력으로 이끼류 포자를 사멸시킴)시키고, 청정도 를 개선(수중의 부유물질, 유기물 입자를 산화분해 하여 외관으로 맑아짐)시키고, 농약성분 분해(유기인 등의 농약성분을 산화분해 시킴)하고, 악취발생을 억제(수중의 오염성분으로 인한 악취유발 성분을 산화시켜 악취발생을 억제)하며, 이송관로의 스케일, 슬라임 억제(펌프, 배관 등의 스케일, 유기성 슬라임 발생을 억제)를 통하여 수질의 청정도를 일정하게 유지(일정한 수질을 유지시켜 더 이상의 오염을 예방함)한다.
이러한 방식의 오존은 생산농도가 8%(중량단위 wt) 이상으로서 고농도이며, 오존 생산량이 일정하고 장시간 연속가동이 가능하여 정확한 량의 오존을 장기간 일정하게 공급할 수 있는 것이 장점이다.(참고로, 일반공기를 이용하는 오존생산방식은 오존의 농도가 0.5-4%(wt)이하 로서 저농도이며 산화효율이 고농도 오존에 비해서 매우 낮다.)
고농도의 오존은 연못의 순환수에 공급하는 경우 확산속도가 빠르고 높은 산화력을 유지하므로 처리효율이 높으며 처리 후 수중에 잔류하는 것은 발생기산소(O)와 순산소(O2)이므로 수중에 용해되어 용존산소를 풍부하게 하는 부대효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첨부 도면중 도 2는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 개략적인 전체 도면이고, 도 3a는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 오존발생과정을 나타내는 도면이다.
상기 도면에 EK르는 본 발명은 크게 펌핑부(1)와, 여과부(2)와, 오존혼합부(3)와,UOP챔버(4)로 구분된다.
펌핑부(1)는 연못등 워터헤저드의 물을 순환펌프를 이용하여 연못내 물을 이송시킨다.
여과부(2)는 여러가지 이물질,협잡물,고형물질등을 소정의 필터(침전필터,카본필터등,22)을 통과시켜 여과되도록 한다. 필터(22)는 알려진 침전필터,카본필터,프리필터등의 여러가지 필터링 수단의 적용이 가능하며,구체적인 필터의 구조 및 기능의 설명은 생략한다.
오존혼합부(3)는 오존을 발생시키는 오존발생부(4)로 부터 얻어진 오존을 상기 여과부(3)에서 전처리 여과된 물과 혼합하여 소정압력으로 분출시키는 인젝터로 이루어져 물과 오존을 혼합함과 아울러 소정 압력으로 분출시킨다.
첨부 도면 도 3a는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 오존발생부의 개략 단면도이다.
이 도면에 따르는 오존 발생 원리를 설명한다.
즉, 오존(O3)은 고전압무성방전식(CORONA DISCHARGE)으로 생산되는데 원료공기는 산소로서 압력 스윙흡착방식의 산소발생기를 통해서 공급받으며 오존생산부는 Bolosilicate 재질의 절연체와 Stainless 재질의 전극부 사이에 고전압,중주파 수(600-1500Hz)의 전류가 공급되면 고전압무성방전(Corona Discharge)이 발생하며, 이 방전공간에 산소발생기에서 공급되는 고농도(93-96%)의 산소(O2)가 공급되면 방전력에 의해서 산소분자(O2)가 원자상태(O + O)로 해리되며 이러한 원자상태의 산소는 미처 분리하지 못한 다른 산소분자(O2)와 결합하여 오존(O3)을 형성한다. 이러한 방식의 오존은 생산농도가 8%(중량단위 wt) 이상으로서 고농도이며, 오존 생산량이 일정하고 장시간 연속가동이 가능하여 정확한 량의 오존을 장기간 일정하게 공급할 수 있는 것이 장점이다.(참고로, 일반공기를 이용하는 오존생산방식은 오존의 농도가 0.5-4%(wt)이하 로서 저농도이며 산화효율이 고농도 오존에 비해서 매우 낮다.)
고농도의 오존은 연못의 순환수에 공급하는 경우 확산속도가 빠르고 높은 산화력을 유지하므로 처리효율이 높으며 처리 후 수중에 잔류하는 것은 발생기산소(O)와 순산소(O2)이므로 수중에 용해되어 용존산소를 풍부하게 하는 부대효과가 있다.
첨부 도면 도 3b는 고압 사양의 오존발생부와 2탑식의 오존 농축용 압력 스윙 흡착 장치를 조합한 고농도 오존 제조 장치의 개념도이다. 본 발명의 고농도 오존 제조장치는 첨부 도면 도 3b에서 도시하는 바와 같이 오존생성부(410)와, 압력스윙흡착장치(420)로 이루어진다. 즉, 고압 사양의 오존발생부(410)와 2탑식의 오존 농축용 압력 스윙 흡착 장치(42)를 조합하여서 된다. 오존생성부(410)는 PbO2 등의 오존극실(413)과, Pt 등의 수소극실(414)에 이온 교환막(412)을 사이에 끼운 구조로 되어 있고,직류 전원(415)을 접속시킴으로써 전자를 공급하여, 오존극 실(413)에서 오존을 발생시키고, 수소극실(414)에서는 수소가 발생된다.
압력스윙흡착장치(420)는 흡착탑(6) 및 흡착탑(7)에는 고 실리카 펜타실 제올라이트, 탈 알루미늄 포자사이트 및 메소형 다공성 실리케이트의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 오존 흡착제가 충진되고,이 고실리카 오존 흡착제를 충진한 복수의 흡착층을 이용하여, 흡착 공정의 흡착층에 상기 오존 함유 가스를 비교적 고압으로 공급하여 오존을 흡착하는 반면, 탈착 공정의 흡착층을 비교적 저압으로 하여 오존을 탈착하고, 필요에 따라 탈착 공정에서 퍼지 가스를 공급하며, 상기 흡착층을 비교적 고압의 흡착 공정과 비교적 저압의 탈착 공정 사이에서 단 시간에 교대로 전환하는 압력 스윙 흡착 방식으로 이루어진다.
흡착탑(6) 및 흡착탑(7)에는 상기 고 실리카 펜타실 제올라이트, 탈 알루미늄 포자사이트 및 메소형 다공성 실리케이트의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 오존 흡착제가 충진되어 있다. 상기 오존발생부(1)는 PbO2 등의 오존극실(3)과, Pt 등의 수소극실(4)에 이온 교환막(2)을 사이에 끼운 구조로 되어 있고,직류 전원(5)을 접속시킴으로써 전자를 공급하여, 오존극실(3)에서 오존을 발생시키고, 수소극실(4)에서는 수소가 발생된다. 작동은 전환 밸브(10, 13, 17, 21)를 개방하고, 전환 밸브(11, 14, 16, 20)를 폐쇄함에 의해, 흡착탑(6)을 흡착 공정으로, 흡착탑(7)을 탈착 공정에 유지한 상태를 나타낸 것으로, 전환 밸브의 개폐를 반대로 함으로써 상기 공정을 흡착으로부터 탈착으로, 탈착으로부터 흡착으로 전환할 수 있다. 오존발생부(41)의 오존 함유 가스는 도관(8)에 설치된 압축기(9)에 의해 흡착 압력까지 가압되어 흡착 공정의 흡착탑(6)으로 공급되어 오존을 오존 흡착제에 흡착시키고, 흡착탑(6)으로부터 유출되는 산소 농축 가스는 도관(12)에 의해 물 전해 오존발생부(1)의 수소극실(4)에 공급되며, 산소 감극 작용에 의해 오존 발생 장치의 소비 전력을 저감한다. 또, 고압 사양의 물 전해 오존발생부(장치)를 이용하면, 압력 스윙 흡착 장치로의 오존 함유 가스 공급용 압축기의 부하를 저감할 수 있기 때문에, 장치 전체의 효율화 및 고성능화를 도모할 수 있다.
한편, 오존 회수계는 탈착 압력으로 유지되어 있고, 도관(15)의 전환 밸브(17)를 개방함에 의해 탈착 공정의 흡착탑(7)으로부터 감압 탈착에 의해 오존을 회수한다. 또, 흡착 공정의 흡착탑(6)으로부터 유출되는 고압 산소 농축 가스의 일부는, 도관(12)으로부터 분기된 퍼지 가스 공급용 도관(18)에 설치된 감압 밸브(19)에 의해 탈착 압력까지 감압되어, 탈착 공정의 흡착탑(7)으로 공급되어 백 워시(back wash) 퍼지함에 의해 탈착을 촉진할 수도 있다. 퍼지 가스를 다량으로 사용하면 그 만큼 오존 농도가 저하된다. 바람직한 퍼지율은 1 내지 2 범위, 보다 바람직한 퍼지율은 1.2 내지 1.5 범위이다.
UOP챔버(5)는 상기 오존이 혼합된 혼합수가 자외선층을 통과하여 자외선반응을 얻도록 하므로서 살균 산화력이 3.08mV향상된 OH-이온을 형성되게 한다.
본 발명의 수처리에 적용된 산화제는 불소(Fluor F2) : 2.87 ㎷, 오존(Ozone O3) : 2.07㎷ , 과산화수소(Hyperoxide Peroxide H2O2) : 1.78㎷, 과망간산 칼륨(Permanganato de Potasio KMnO4) : 1.70㎷, 염소(Chlorine Cl2) : 1.36㎷, 이산화염소(Chlorine dioxide ClO2) : 1.27㎷, 산소(Oxygen O2) : 1.23㎷이다.
이송관로(8)는 UOP챔버(5)에서 얻어진 정화된 물을 순환시켜 연못등의 바닥에서 상부로 순환 살수가 이루어지게 한다.
첨부 도면 도 4는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 작용과정을 설명하는 흐름도이다.
상기 도면에 따르는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치는 워터헤저드(연못,호수등)로 부터 물을 순환펌프(1)로서 흡입하여 순환시키되 여과부(2)를 거쳐 여과한 뒤 오존발생부(4)에서 얻어진 고농도의 오존을 인젝터를 통하여 강하게 여과된 물의 분사와 동시에 혼합되게 하여 UOP챔버(5)에 분사시키고, 분사된 혼합수는 자외선을 통과하면서 살균이 이루어진 뒤 이송관로(8)를 따라 연못으로 다시 순환 공급된다.
보다 구체적으로 이를 살펴 본다.
즉, 연못(혹은 냉각수나 수영장 용수)의 물은 순환펌프를 이용하여 가압되어 전처리 여과부를 통과하면서 수중에 이물질, 협잡물, 고형물질 등을 여과처리 하고 여과 처리수는 관로를 따라서 가압상태를 유지하며 오존인젝터를 통과하는데 이때 인젝터의 축방향으로 가압수가 통과하면서 원주방향에서는 진공이 형성되는데 이러한 진공발생 현상을 이용하여 가스 상태의 오존이 수중에 용해되어 순환수와 오존가스가 효과적으로 반응할 수 있도록 하며 이러한 상태로 UOP 챔버의 하단부로 가압된 순환수가 유입된다.
UOP챔버(5)의 하단에 유입되는 순환수는 UOP챔버의 바닥면을 향해서 설치되 는 분사 노즐을 통해서 유입수가 UOP챔버의 바닥으로 분사되며 이 과정에서 미처 용해되지 못한 잉여량의 오존가스가 물리적으로 미세한 기포로 바뀌면서 물과의 계면이 넓어져 처리효율을 향상 시킨다.
UOP챔버(5)는 내오존성 재질로서 수직원통형으로 제작되며 UOP챔버의 내부에는 다중파장의 자외선을 방출할 수 있는 특수 자외선램프를 복수로 설치한다.
UOP챔버의 하부에서 유입된 순환수는 오존가스가 용해된 상태이며 일부의 오존가스는 미세한 기포 상태로 챔버를 통해서 하부에서 상부로 이송되는데 이 과정에서 강력한 자외선 층을 통과하게 된다.이때 오존(Ozone)은 자외선과의 반응으로 살균 및 산화력이 더욱 강력한 OH￣ 이온이 형성되는데 이것은 Free Radical이라고 하며 산화력이 3.08㎷로서 오존의 산화력 2.07㎷보다도 더욱 강력한 산화력을 발휘하여 수처리 효율을 향상 시킨다.
UOP챔버(5)에서 처리된 순환수는 다시 이송관로(8)를 따라서 원래의 연못(혹은 냉각수조나 수영장)으로 반송되는데 냉각수조의 바닥에서 상부를 향해서 살수되도록 한다. 이것은 순환수에 잉여량의 오존과 OH￣(Free Radical)이 잔류하는 상태로서 연못의 하부에서 상부로 살수되는 과정에서 기존의 연못의 물과 오존가스 및 OH￣(Free Radical)이 다시 2차로 반응할 수 있도록 하여 처리효율을 극대화 하도록 하는 것이고, 살수 방향을 조정하여 연못의 물을 서서히 한 방향으로 이동할 수 있도록 하여 연못 전체에 살균 및 산화효과가 확산될 수 있도록 하게 되는 것이다.
도 1은 종래에 알려진 생태연못의 수처리장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 개략적인 전체 도면이고,
도 3a는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 오존발생과정을 나타내는 도면이고, 도 3b는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 다른 실시예의 오존발생부 세부 도면이고,
도 4는 본 발명 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치의 작용과정을 설명하는 흐름도이다.
Claims (3)
- 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치에 있어서,워터헤저드의 물을 펌핑하는 펌핑부(1);펌핑된 물을 여과하는 여과부(2);오존을 발생시키는 오존발생부(4);상기 오존발생기(4)로 부터 얻어진 오존을 상기 여과부(2)에서 전처리 여과된 물과 혼합하여 소정압력으로 분출시키는 인젝터로 이루어져 물과 오존을 혼합함과 아울러 소정 압력으로 분출시키는 오존혼합부(3);및상기 오존이 혼합된 혼합수가 자외선층을 통과하여 자외선반응을 얻도록 하므로서 살균 산화력이 3.08mV향상된 OH-이온을 형성되게 하는 UOP챔버(5)를 포함하여, 이송관로(8)를 따라 연못의 바닥에서 상부로 순환 살수가 이루어지는 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치.
- 제1항에 있어서,오존발생부(4)는,수냉식 혹은 공냉식의 냉각챔버(44)로 이루어지고, 내부 중심부에 방전공간(a)을 형성하여 설치되는 오존튜브(42)로 이루어진 오존용기(41)과, 압력 스윙흡착방식으로 산소를 공급하는 산소발생기(45)와, 주파수변화장치(433)와, 전압증폭 기(432)와, 중주파수의 고전압을 공급하는 주파수공급부(431)로 이루어진 전원공급유닛(43)으로 이루어져,볼로실리케이트(Bolosilicate)의 절연체와, 스테인레스(Stainless)의 전극부 사이에 고전압,중주파수(600-1500Hz)의 전류가 공급되어 오존을 발생하되, 방전공간(a)에 산소발생기(45)에서 공급되는 고농도(93-96%)의 산소(O2)가 공급되면 방전력에 의해서 산소분자(O2)가 원자상태(O + O)로 해리되며 이러한 원자상태의 산소는 미처 분리하지 못한 다른 산소분자(O2)와 결합하여 오존(O3)을 형성하는 것을 특징으로 하는 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치.
- 제1항에 있어서,상기 오존발생부(4)는,PbO2 등의 오존극실(413)과, Pt 등의 수소극실(414)에 이온 교환막(412)을 사이에 끼운 구조로 되어 있고,직류 전원(415)을 접속시킴으로써 전자를 공급하여, 오존극실(413)에서 오존을 발생시키고, 수소극실(414)에서는 수소가 발생되는 고압 사양의 오존생성부(410)와;흡착탑(6) 및 흡착탑(7)에는 고 실리카 펜타실 제올라이트, 탈 알루미늄 포자사이트 및 메소형 다공성 실리케이트의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 오존 흡착제가 충진되고,이 고실리카 오존 흡착제를 충진한 복수의 흡착층을 이용하여, 흡착 공정의 흡착층에 상기 오존 함유 가스를 비교적 고압으로 공급하여 오존을 흡착하는 반면, 탈착 공정의 흡착층을 비교적 저압으로 하여 오존을 탈착하 고, 필요에 따라 탈착 공정에서 퍼지 가스를 공급하며, 상기 흡착층을 비교적 고압의 흡착 공정과 비교적 저압의 탈착 공정 사이에서 단 시간에 교대로 전환하는 압력 스윙 흡착 장치(420)으로 이루어져,고압 사양의 오존생성부(410)와, 2탑식의 오존 농축용 압력 스윙 흡착 장치(420)를 조합한 것을 특징으로 하는 오존과 자외선을 이용한 연못 수질정화장치.
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