KR20110058999A - Unit for purifying polluted water or liquid or gas using ultraviolet and device for purifying polluted water or liquid having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자외선처리유닛 및 이를 포함한 수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선을 이용하여 처리대상인 오염된 원수나 가스를 정화하는 자외선처리유닛 및 이를 포함한 수처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet treatment unit and a water treatment apparatus including the same, and more particularly, to an ultraviolet treatment unit for purifying contaminated raw water or gas by using ultraviolet rays and a water treatment apparatus including the same.
각종 산업체로부터 배출된 유기독성 화합물, 농약 등으로 인한 상수원 및 하천의 오염은 전세계적으로 커다란 문제점으로 대두되고 있으며, 이에 따라 수처리장치 및 수처리방법에 대한 관심이 나날이 증가하는 추세에 있다. 특히, 수중 미생물의 살균 처리에 대한 관심이 계속해서 증가하고 있다. Pollution of water sources and rivers due to organic toxic compounds, pesticides, etc. discharged from various industries has emerged as a major problem around the world, and accordingly, interest in water treatment devices and water treatment methods is increasing day by day. In particular, there is an increasing interest in the sterilization treatment of aquatic microorganisms.
종래의 수처리장치는 염소 소독의 부산물인 트리할로메탄(trihalomethane;THM) 생성 억제의 대안으로서 오존이 널리 사용되었고, 이러한 오존 기반의 고도산화공정을 이용한 수처리장치는 대한민국 특허 제320,604호 및 454,260호 등에 다양한 형태로 고안되었다. In the conventional water treatment apparatus, ozone is widely used as an alternative to suppression of trihalomethane (THM) generation, a by-product of chlorine disinfection, and the water treatment apparatus using the ozone-based advanced oxidation process is disclosed in Korean Patent Nos. 320,604 and 454,260. It is designed in various forms on the back.
그러나, 오존 기반의 고도산화공정을 이용한 수처리장치는 오존의 반응성을 충분히 확보하기 위해 상당히 큰 반응조가 필요하며 특히 반응시간을 충분히 확보해야 하는 한계가 있었다. 결국, 종래 오존을 이용한 고도산화공정 수처리장치에 있어서는 장치 설치 면적이 크게 필요하였으며 장치 가동에 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다. However, a water treatment apparatus using an ozone-based advanced oxidation process requires a fairly large reactor to sufficiently secure the reactivity of ozone, and in particular, there is a limit to secure a sufficient reaction time. As a result, in the conventional water treatment apparatus for the advanced oxidation process using ozone, a large device installation area is required, and there is a problem in that the operation of the device is expensive.
한편, 오존은 대다수 유기물(Geosmin, MIB 및 THM과 같은 포화탄화수소, 농약 등)과 느리게 반응하거나 반응을 전혀하지 않는 등 유기물과 매우 선택적으로 반응하며, pH, 온도 및 수중 무기염류 등 과 같은 처리공정 인자들로 인해 그 산화능력에 큰 영향을 받는 등 큰 결점을 가지는 것으로 알려져 있다. 이러한 오존의 결점을 극복하기 위한 노력으로서, 자외선을 기반으로하는 고도산화공정 수처리장치가 개발되었다. 이러한 자외선을 이용한 수처리장치는 대한민국 특허 제419,828호에 개시되어 있다. On the other hand, ozone reacts very selectively with organic materials, such as slow reactions with most organic materials (saturated hydrocarbons such as Geosmin, MIB and THM, pesticides, etc.) or no reaction at all, and processes such as pH, temperature and inorganic salts in water. Factors are known to have great drawbacks, such as being greatly affected by their oxidative capacity. In an effort to overcome the drawbacks of ozone, an ultraviolet-based advanced oxidation process water treatment apparatus has been developed. A water treatment apparatus using such ultraviolet rays is disclosed in Korean Patent No. 419,828.
그런데, 대한민국 특허 제419,828호에 개시된 수처리장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다. However, the water treatment apparatus disclosed in Korean Patent No. 419,828 has the following problems.
첫째, 수중의 무기성분 및 유기성분이 수처리 관로 내벽에 달라 붙게 되어 자외선 투과를 방해하게 된다. 그리고 이후에는 점차적으로 각종 미생물이 침착하면서, 미생물 유기체 및 분비물에 의해 수처리 관로의 내벽에 일정한 두께의 생물막(biofilm)이 형성되어 자외선에 의해 처리효과를 얻기가 어려운 문제점이 있다.First, the inorganic and organic components in the water cling to the inner wall of the water treatment pipe line, thereby obstructing ultraviolet transmission. Then, after gradually depositing various microorganisms, a biofilm having a predetermined thickness is formed on the inner wall of the water treatment pipeline by microbial organisms and secretions, making it difficult to obtain a treatment effect by ultraviolet rays.
둘째, 공기 중의 산소가 자외선에 의해 오존이 형성되며, 형성된 오존은 아무런 여과 과정없이 대기중으로 배출되어 인체에 악영향을 미치는 원인이 된다. 잘 알려진 바와 같이 대기 중에 0.1ppm 이상의 오존이 존재하는 경우에도 장기간 오존에 노출되면 천식 등 각종 호흡기 질병 등이 유발된다.Second, ozone is formed by ultraviolet rays of oxygen in the air, and the ozone formed is discharged into the atmosphere without any filtration process, which causes adverse effects on the human body. As is well known, even when ozone of 0.1 ppm or more is present in the atmosphere, prolonged exposure to ozone causes various respiratory diseases such as asthma.
셋째, 공기 중의 질소 기체는 자외선에 의해 질소산화물이 된다. 질소산화물은 잘 알려져 있는 바와 같이 그 자체로 인체에 유해한 물질이며 나아가 수분과 만나면 질산으로 전환되어 산성비를 형성한다. Third, nitrogen gas in the air becomes nitrogen oxides by ultraviolet rays. Nitrogen oxides, as is well known, are harmful to the human body, and when they encounter moisture, they are converted to nitric acid and form acid rain.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 높은 에너지를 가지는 자외선을 조사하여 산화력이 강한 하이드록실 라디칼(Hydroxyl Radical, OHㆍ)의 생성을 극대화함으로써 오염된 원수나 가스에 포함된 오염물 및 병원성 미생물을 보다 효과적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 오존 기체 공급원 없이도 자외선 및 산소 기체의 반응을 통해서 오존 기체를 형성하고 형성된 오존 기체를 이용하여 오염물 및 병원성 미생물을 처리할 수 있으며, 나아가 자외선 조사에 의한 오존 기체의 형성시 질소산화물 등 별도의 오염물질이 발생하지 않도록 구조가 개선된 자외선처리유닛 및 이를 포함한 수처리장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to contaminated raw water by maximizing the generation of oxidative hydroxyl radical (Hydroxyl Radical, OH. In addition to treating pollutants and pathogenic microorganisms contained in the gas more effectively, ozone gas can be formed through the reaction of ultraviolet rays and oxygen gas without using a separate ozone gas source, and the ozone gas formed can be used to treat contaminants and pathogenic microorganisms. In addition, to provide an ultraviolet treatment unit and a water treatment apparatus including the same, the structure is improved to prevent the generation of additional pollutants such as nitrogen oxides when forming ozone gas by ultraviolet irradiation.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자외선처리유닛은 자외선 처리탱크; 상기 자외선 처리탱크 내부에 설치되는 중공형상의 슬리브; 상기 슬리브 내부에 배치되며 자외선을 조사하는 자외선 램프; 상기 슬리브 및 자외선 램프 사이에 산소 기체를 공급하는 산소 기체 공급수단; 및 상기 슬리브 및 자외선 램프 사이에 유동하며 상기 자외선에 의해 형성되는 오존 기체를 포함하는 기체가 상기 자외선 처리탱크 내부에 공급되도록 상기 오존 기체를 공급하는 오존 기체 공급수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the ultraviolet treatment unit according to the present invention is a ultraviolet treatment tank; A hollow sleeve installed inside the ultraviolet treatment tank; An ultraviolet lamp disposed inside the sleeve to irradiate ultraviolet rays; Oxygen gas supply means for supplying oxygen gas between the sleeve and the ultraviolet lamp; And ozone gas supply means for supplying the ozone gas to flow between the sleeve and the ultraviolet lamp and to supply a gas containing ozone gas formed by the ultraviolet light into the ultraviolet treatment tank.
또한, 본 발명에 따른 수처리장치는 처리대상인 원수를 압송하는 펌프; 상기 압송된 원수가 유입되며, 상기 유입된 원수에 자외선을 조사하여 상기 원수를 처리하는 자외선처리유닛; 상기 자외선처리유닛으로 유입되는 원수의 유속 및 유량 중 적어도 하나를 조절하는 원수 유출 조절모듈; 및 상기 원수 유출 조절모듈의 작동을 제어하는 제어기;를 구비하며, 상기 자외선처리유닛은, 자외선 처리탱크; 상기 자외선 처리탱크 내부에 설치되는 중공형상의 슬리브; 상기 슬리브 내부에 배치되며 자외선을 조사하는 자외선 램프; 상기 슬리브 및 자외선 램프 사이에 산소 기체를 공급하는 산소 기체 공급수단; 및 상기 슬리브 및 자외선 램프 사이에 유동하며 상기 자외선에 의해 형성되는 오존 기체를 포함하는 기체가 상기 자외선 처리탱크 내부에 공급되도록 상기 오존 기체를 공급하는 오존 기체 공급수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다. In addition, the water treatment apparatus according to the present invention includes a pump for pumping raw water to be treated; An ultraviolet treatment unit for introducing the transported raw water and treating the raw water by irradiating the introduced raw water with ultraviolet rays; Raw water outflow control module for adjusting at least one of the flow rate and the flow rate of the raw water flowing into the ultraviolet treatment unit; And a controller for controlling the operation of the raw water discharge control module, wherein the ultraviolet treatment unit comprises: an ultraviolet treatment tank; A hollow sleeve installed inside the ultraviolet treatment tank; An ultraviolet lamp disposed inside the sleeve to irradiate ultraviolet rays; Oxygen gas supply means for supplying oxygen gas between the sleeve and the ultraviolet lamp; And ozone gas supply means for supplying the ozone gas to flow between the sleeve and the ultraviolet lamp and to supply a gas containing ozone gas formed by the ultraviolet light into the ultraviolet treatment tank.
본 발명에 따르면, 자외선에 의해 산화력이 강한 하이드록실 라디칼(Hydroxyl Radical, OHㆍ)뿐만 아니라 산화력이 강한 오존 기체를 다량 형성할 수 있으며, 형성된 하이드록실 라디칼 및 오존 기체를 이용하여 오염된 원수이나 가스에 포함된 오염물 및 병원성 미생물을 효과적으로 처리할 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to form a large amount of oxidizing ozone gas as well as oxidizing hydroxyl radical (OH ·) by ultraviolet light, and the raw water or gas contaminated using the formed hydroxyl radical and ozone gas Effectively treat contaminants and pathogenic microorganisms contained in.
또한, 자외선이 산소 기체에만 조사되므로, 질소산화물 등과 같은 추가적인 오염물질이 발생하지 않게 된다. In addition, since ultraviolet rays are irradiated only to oxygen gas, no additional contaminants such as nitrogen oxides are generated.
그리고, 슬리브의 외주면에 이물질이나 각종 오염물질이 부착되더라도 이를 효과적으로 클리닝할 수 있으므로, 자외선이 슬리브 및 자외선 램프 사이 또는 자외선 처리탱크 내부로 효과적으로 조사되도록 할 수 있다. In addition, even if foreign matters or various contaminants are attached to the outer circumferential surface of the sleeve, it can be effectively cleaned, so that the ultraviolet rays can be effectively irradiated between the sleeve and the ultraviolet lamp or inside the ultraviolet treatment tank.
또한, 사용자는 자외선 처리탱크 내부로 유입된 물의 pH를 조절할 수 있으므로, 하이드록실 라디칼이 보다 효과적으로 형성하여 오염된 물이나 기체를 보다 효과적으로 정화할 수 있게 된다. In addition, since the user can adjust the pH of the water introduced into the ultraviolet treatment tank, hydroxyl radicals can be formed more effectively to more effectively purify contaminated water or gas.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수처리장치의 제어과정을 설명하기 위한 개략적인 블록도이며, 도 3은 도 1에 도시된 자외선처리유닛의 상세도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic block diagram illustrating a control process of the water treatment apparatus shown in Figure 1, Figure 3 is shown in Figure 1 Is a detailed view of the ultraviolet treatment unit.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 수처리장치(100)는 펌프(10)와, 여과탱크(20)와, 버퍼탱크(30)와, 원수 유출 조절모듈(40)과, 자외선처리유닛(50)과, 수소이온농도 조절유닛(60)과, 처리원수 저장탱크(70)와, 밸브(80)와, 제어기(90)를 구비한다. 1 to 3, the
펌프(10)는 처리대상, 예를 들어 오염된 물이나 폐수인 원수를 압송한다. 펌프(10)는 여과탱크(20)의 전단에 설치되며 원수가 여과탱크(20)로 유입되도록 작동한다. The
여과탱크(20)는 펌프(10)에 의해 압송된 원수가 유입되며, 유입된 원수는 여과탱크(20)에서 여과된 후에 여과탱크로부터 유출된다. 여과탱크(20)의 내부에는 원수를 여과할 수 있는 필터(미도시)가 설치되어 있다. 필터로는, 원수에 존재하는 거대 부유물질이나 미생물을 1차적으로 여과하는 거대필터 그리고 조대 부유물질이나 미생물을 2차적으로 여과하는 조대필터가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 필터에 따라 여과 성능이 조절되며, 필터의 막힘을 사전에 방지하기 위해서는 필터를 주기적으로 교환하거나 필터를 주기적으로 세척하는 것이 바람직하다. 특히, 필터의 세척을 위해서는 별도의 필터 세척기(미도시)가 구비되어야 한다. The
버퍼탱크(30)는 연결라인(1)을 통해서 여과탱크(20)와 연결된다. 버퍼탱크(30)에는 여과탱크(20)에서 여과된 원수가 유입되어 저장되며, 저장된 원수는 버퍼탱크(30)로부터 유출된다. 원수의 유출은 별도로 설치된 펌프(미도시)의 작동에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 버퍼탱크(30)내의 원수가 일정 수위 이상 저장되면, 저장된 원수가 자연스럽게 유출될 수 있도록 버퍼탱크(30)에 유출구(미도시)를 일정 수위 높이에 형성할 수도 있다. 한편, 버퍼탱크(30)는 필요에 따라서는 구비되지 않을 수도 있으며, 버퍼탱크(30)가 구비되는 경우 버퍼탱크(30)는 일정 수위 이상의 원수를 유지하여 원수가 일정한 유량으로 배출될 수 있도록 하는 버퍼로서 기능 한다. The
원수 유출 조절모듈(40)은 버퍼탱크(30)로부터 유출되는 원수의 유속 및 유량 중 적어도 하나를 조절한다. 원수 유출 조절모듈(40)은 대한민국 공개특허 제2008-81464호에 개시되어 있는 질량유량제어기(Mass Flow Controller) 또는 유량 조절이 전자적으로 가능한 전자밸브 등으로 구성될 수 있으며, 이와 같이 질량유량제어기나 전자밸브로 구성되면, 유출되는 원수의 유속 및 유량을 모두 제어할 수 있게 된다. 원수 유출 조절모듈(40)은 버퍼탱크(30)에 직접적으로 결합될 수도 있으며, 후술하는 버퍼탱크(30) 및 자외선 처리탱크(51)를 연결하는 연결라인(2)에 결합될 수도 있다. 한편, 경우에 따라서는 버퍼탱크(30)가 구비되지 않을 수도 있으며, 이러한 경우에는 원수 유출 조절모듈(40)은 여과탱크(20) 및 자외선 처리탱 크(51)를 연결하는 배관에 결합된다.Raw water
원수 유출 조절모듈(40)은 연결라인(2)의 내주면이나 후술하는 자외선 처리탱크(51), 특히 내부탱크의 내측면이 여과탱크(20)로부터 유입되는 격렬한 원수에 의해 부식되거나 후술하는 슬리브(521)가 파손되는 것을 방지한다. 또한, 원수 유출 조절모듈(40)은 원수가 균일하게 유출되도록 하여 자외선 처리탱크(51)로 균일한 원수가 유입되도록 하는 역할도 한다. Raw water
자외선처리유닛(50)은 원수에 자외선을 조사하여 원수를 처리하기 위한 것이다. 자외선처리유닛(50)은 자외선 처리탱크(51)와, 자외선 램프(52)와, 산소 기체 공급수단과, 오존 기체 공급수단과, 클리닝부재(55)와, 구동수단(미도시)을 포함한다.The
자외선 처리탱크(51)에는 원수 유출 조절모듈(40)로부터 유속 및 유량이 제어된 원수가 유입되며, 자외선 처리탱크(51)에서는 자외선이 조사되어 원수가 정화되어 처리된다. 자외선 처리탱크(51)는 2중 구조로 구성되는데, 특히 외부탱크(511) 및 외부탱크 내부에 배치되는 내부탱크(512)로 구성된다. 외부탱크(511)는 금속 또는 강화 플라스틱 소재로 이루어진다. 내부탱크(512)에는 원수가 유입되는 유입포트(512a) 및 원수가 유출되는 유출포트(512b)가 형성된다. 유입포트(512a) 및 유출포트(512b)는 외부탱크(511) 외부에 돌출되게 형성된다. 그리고, 버퍼탱크(30)와 자외선 처리탱크(51)를 연결하는 연결라인(2)은 유입포트(512a)에 결합되며, 이에 따라 유속 및 유량이 제어된 원수는 내부탱크(512)로 유입된다. 또한, 유출포트(512b)에도 연결라인(3)이 결합되어 있으며, 이에 따라 저장된 원수 는 자외선 처리 후에 유출된다. 내부탱크(512)는 금속 소재, 특히 자외선이 잘 반사될 수 있도록 하는 금속 소재, 예를 들어 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 또는 이산화티타늄로 이루어지거나 이들 중 어느 하나를 포함하는 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.The raw water in which the flow rate and flow rate are controlled is introduced from the raw water
자외선 램프(52)는 자외선 처리탱크(51)의 내부에 설치된다. 특히, 자외선 램프(52)의 대부분은 내부탱크(512)의 내부에 배치되며, 자외선 램프(52)의 단부는 내부탱크(512)로부터 돌출되어 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이에 배치된다. 자외선 램프(52)의 단부에는 전원을 인가하기 위한 단자가 형성되며, 단자는 원수가 저장되는 내부탱크(512)의 외부에 배치되는 것이 바람직한데, 이는 원수 자체 또는 원수와 자외선의 반응시에 합선이나 작동 불량 등의 문제를 원천적으로 차단하기 위함이다. The
자외선 램프(52)는 일방향으로 길게 형성되며, 자외선을 조사한다. 특히, 자외선 램프(52)는 진공자외선을 조사하는 진공자외선 램프로 구성되는 것이 바람직하다. 자외선은 일반적으로 파장별로 UV-A, UV-B 및 UV-c로 구별되며 각각 파장이 320 ~ 400nm, 280 ~ 320nm 및 254~ 280nm이며, 진공자외선은 일반 자외선과 달리 파장이 더 작아 155 ~ 260nm이 된다. 그런데, 물 분자가 분해되는 파장은 190nm에 해당 한다. 따라서, 물 분자를 보다 효과적으로 분해하기 위해서는 190nm 정도의 파장인 자외선, 즉 진공자외선을 조사되는 것이 바람직하다. 진공자외선은 원수에 잔존하는 미생물 등 유기체 및 유해 화합물 등의 유기물을 동시에 처리한다. The
진공자외선 램프(52)는 일반적으로 파장 범위가 150nm 내지 260nm에 이르는 영역으로 되어 있으며, 에너지 세기가 가장 높은 최고 파장은 약 172 ~ 185 nm 및 254nm 라고 할 수 있다. 특히, 172nm ~ 185 nm의 파장대는 물 분자가 가장 효과적으로 흡수하는 파장대로써, 이러한 파장대의 진공자외선은 물을 효과적으로 분해할 수 있으며, 이에 따라 물이 분해되어 반응성이 강한 라디칼 화학종이 생성된다. 따라서, 자외선의 강력한 조사와 더불어 이들 라디칼 화학종은 원수 중의 미생물 등 유기체를 살균 또는 소독하거나 원수 내에 포함된 유기성 오염물을 파괴하거나 제거 하는데 있어 강력한 상승 효과를 발휘하게 된다. 이는 수용액 상에서 물 분자가 갖는 물리 화학적 특성에 기인하는 것으로서, 이하에서 설명되는 진공자외선 빛 에너지에 의한 물 분자의 반응 기작에서 비롯된다. 진공자외선 영역인 파장 190nm 이하에서는 물 분자가 분해되어 아래 <반응식 1> 내지 <반응식 3>과 같이 변화된다. The vacuum
또한, 이 파장대 영역에서는 산소 기체에 의한 반응도 동반되어 또 다른 상 승효과도 기대할 수 있다. 즉, 산소 기체가 진공자외선 영역의 빛 에너지를 흡수하여 반응에 참여함으로써 삼중항(triplet, O(3P))와 산소원자 단일항(singlet, O(1D))산소원자로 분해되며, 생성된 이들 산소원자들이 다시 산소 기체와 반응하여 아래 <반응식 4> 내지 <반응식 5>과 같이 변화되어 오존 기체를 생성하게 된다. 여기서, 산소 기체는 원수에 녹아 있을 수도 있으며 후술하는 산소 기체 공급수단에 의해 자외선 램프(52) 및 슬리브(521)에 공급된 것일 수 있다. In addition, in this wavelength range, reaction with oxygen gas is accompanied, and further synergistic effect can be expected. That is, the oxygen gas is decomposed triplet (triplet, O (3 P) ) with the oxygen atoms singlet (singlet, O (1 D) ) of oxygen atoms by participating in the reaction by absorbing light energy of the vacuum ultraviolet region, and the resulting These oxygen atoms are again reacted with oxygen gas to change as shown in <Scheme 4> to <Scheme 5> to generate ozone gas. Here, the oxygen gas may be dissolved in raw water and may be supplied to the
이와 같이 <반응식 1> 내지 <반응식 5>에 따른 반응과정에서는, 반응성이 매우 뛰어난 다양한 라디칼 화학종들이 생성된다. 즉 수산화 라디칼 (hydroxyl radical, ㆍOH), 하이드로페록시 라디칼(hydroperoxyl radical, HO2ㆍ), 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼 (superoxide anion radical, O2 -ㆍ), 단일항 산소원자나 삼중항 산소원자, 오존이 생성된다. 그리고, 이들 라디칼 화학종들은 진공자외선 빛 에너지와 더불어 원수 중의 미생물 유기체 등을 살균 내지 파괴함과 동시에 유기성 오염물도 효과적으로 분해한다. As described above, in the reaction process according to <Scheme 1> to <Scheme 5>, various radical species having excellent reactivity are produced. Namely hydroxyl radical (hydroxyl radical, and OH), hydro-peroxy radical (hydroperoxyl radical, HO 2 and), superoxide anion radical (superoxide anion radical, O 2 - and), singlet oxygen atoms and triplet oxygen, ozone Is generated. These radical species, together with the vacuum ultraviolet light energy, sterilize or destroy microorganisms in raw water, and at the same time, effectively decompose organic contaminants.
또한, 상기와 같은 뛰어난 효과와 더불어 오존 기체도 생성되며, 생성된 오존 기체는 상기의 라디칼 화학종과 더불어 상당한 상승효과를 발휘한다. 이는 수용액상에서 오존이 갖는 물리 화학적 특성에 기인하는 것으로서, 이하에서 설명되는 오존의 수중에서의 반응 기작에서 비롯된다. 오존은 수중에서 아래 <반응식 6> 내지 <반응식 9>과 같이 변화된다. In addition, ozone gas is generated in addition to the above excellent effects, and the generated ozone gas exhibits a significant synergistic effect with the radical species. This is attributable to the physicochemical properties of ozone in aqueous solution, which originates from the reaction mechanism of ozone in water described below. Ozone is changed in water as in <
이때 <반응식 6>의 2차 반응속도 상수값으로 약 70 M-1 s-1 정도이며, 이러한 2차 반응속도 상수값은 <반응식 6>의 반응이 개시 반응으로써 매우 느리다는 것을 의미한다. 그리고, <반응식 6>에서 생성된 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼 (superoxide anion radical, O2 -ㆍ)은 <반응식 7>에서와 같이 오존과 반응하게 되는데, 이때의 2차 반응속도 상수값은 1.52 × 109 M-1s-1이며, 이는 <반응식 7>의 반응이 매우 짧은 시간 내에 일어나게 되는 것을 의미한다. 그리고, <반응식 7>의 반응에 있어서, 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼의 존재 형태나 그 운명은 <반응식 3>에서와 같이 수중의 pH 값에 따른 평형관계(pKHO2 = 4.8)에 있다. 즉, <반응식 3>의 반응은 pH에 따른 산-염기 평형에 따라 정반응 및 역반응의 우세 정도가 다르다. 예를 들어, pH 4.8 이하에서는 정반응이 우세하여 주로 하이드로페록시 라디칼(hydroperoxyl radical, HO2ㆍ)이 존재하나, pH 4.8 이상에서는 역반응이 우세하여 주로 슈터옥사이드 음이온 라디칼이 존재한다. 결국, pH가 4.8 이상이 되면, 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼이 다량 존재하게 되며, 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼은 앞선 반응식들에서 기술된 반응을 통해서 강산화제인 수산화라디칼로 변화하게 되므로, 결국 원수를 효과적으로 처리시킬 수 있게 된다. At this time, the second reaction rate constant of <
<반응식 6> 내지 <반응식 9>는 오존과 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼간의 신속한 반응에 의해 강력한 산화제인 수산화라디칼(hydroxyl radical, ㆍOH)이 생성되는 반응을 나타낸다. <
또한, <반응식 2>과 <반응식 3>에서와 같이 형성된 하이드로페록시라디칼과 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼간의 불균등화 반응(disproportionation)에 따라 HO2ㆍ 대 HO2ㆍ 및 HO2ㆍ 대 O2 -ㆍ 간의 반응들은 상대적으로 빠르게 일어나게 되면, 아래 <반응식 10> 및 <반응식 11>과 같은 반응이 발생하게 되어 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)가 생성된다. 반면에 O2 -ㆍ 대 O2 -ㆍ 간의 반응은 거의 무시할 정도 매우 느리게 진행된다. In addition, <
상기와 같은 반응들을 통하여 과산화수소는 매우 중요한 역할을 수행하게 된다. <반응식 12>에서와 같이 생성된 과산화수소는 조사되는 자외선 파장에 의해 분해되며 1 몰의 과산화수소 분해시 2 몰의 수산화라디칼을 생성하게 된다. 앞서 언급한 바와 같이, 생성된 수산화라디칼은 조사되는 자외선 에너지, 특히 진공자외선 파장의 자외선 에너지와 더불어 원수에 포함된 미생물 등의 유기체와 유기성 오염물의 처리에 적용된다. Through such reactions, hydrogen peroxide plays a very important role. Hydrogen peroxide produced as in <Reaction Scheme 12> is decomposed by the ultraviolet wavelength irradiated and generates 2 moles of radicals when 1 mole of hydrogen peroxide is decomposed. As mentioned above, the generated radicals are applied to the treatment of organic contaminants and organic contaminants, such as microorganisms contained in raw water, together with the ultraviolet energy to be irradiated, in particular the ultraviolet energy of vacuum ultraviolet wavelength.
한편, 과산화수소는 <반응식 10> 및 <반응식 11>로부터 자연스럽게 생성되는 것으로서 별도의 과산화수소 공급원 없이도 자외선 처리탱크의 내부탱크(511)에 공급된다. 또한, 오존 기체는 <반응식 5>로부터 자연스럽게 생성되는 것으로서 별도의 오존 공급원 없이도 자외선 처리탱크의 내부탱크(511)에 공급된다. On the other hand, hydrogen peroxide is naturally generated from <
반면에, <반응식 4>와 <반응식 5>에서와 같이, 진공자외선 램프 가동시 산소 기체로부터 오존 기체가 생성된다. 이때 생성되는 오존 기체는 두 가지 형태가 있다. 즉, 한 종류의 오존 기체는 원수내 존재하는 용존 내지 기포 형태로 존재하는 산소분자에 의해 생성된다. 나머지 다른 종류의 오존 기체는 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이의 공간으로 공급되는 산소 기체가 자외선으로부터 에너지를 받아 생성된다. 그리고, 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이에서 형성되는 오존 기체는 원수의 정화에 사용된다. On the other hand, as in <Reaction Scheme 4> and <Reaction Scheme 5>, ozone gas is generated from oxygen gas when the vacuum ultraviolet lamp is operated. The ozone gas produced at this time is of two types. That is, one type of ozone gas is produced by oxygen molecules present in the form of dissolved to bubbles present in raw water. The other kind of ozone gas is generated by the oxygen gas supplied to the space between the
그리고, 앞서 설명한 바와 같이 내부탱크(512)가 이산화티타늄으로 형성되는 경우에는, 자외선 조사시 이산화티타늄에 의해서 <반응식 13> 내지 <반응식 17>의 반응이 추가적으로 이루어지게 되어 수산화 라디칼이 생성되며, 생성된 수산화 라디칼은 원수의 처리에 기여하게 된다. And, as described above, when the
이와 같이 이산화티타늄이 이용되면, 진공자외선 빛 에너지에 추가하여 더 많은 수산화 라디칼 내지 다양한 라디칼 화학종이 생성되어, 원수의 물리화학적 처리가 보다 효과적으로 이루어지게 된다. As such, when titanium dioxide is used, more hydroxyl radicals and various radical species are generated in addition to vacuum ultraviolet light energy, thereby making the physicochemical treatment of raw water more effective.
그리고, 자외선 램프(52)는 일방향으로 길게 형성된 원형의 슬리브(sleeve)(521)의 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 슬리브(521)는 자외선 램프(52)가 원수와 직접적으로 접촉하는 것을 방지하여 자외선 램프(52)를 보호하기 위한 것으로서, 중공의 실린더 형상으로 이루어진다. 슬리브(521)는 자외선 램프(52)로부터 조사되는 자외선을 투과할 수 있는 소재, 예를 들어 석영 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 슬리브(521)는 자외선 램프(52)가 유입되는 원수의 압력에 의해 파손되는 것을 방지하며 또한 사용과정에서 발생되는 자외선 램프의 파손시 원수가 자외선 램프를 구성하는 각종 구성요소에 의해 오염되는 것을 방지한다. 또한, 자외선 램프(52)는 복수 구비되는 것이 바람직하며, 자외선 램프(52)는 수평방향과 평행하게 배치되나, 경우에 따라서는 수직방향과 평행하거나 수직방향과 경사지게 배치될 수도 있다. 슬리브(521)는 자외선 램프(52)의 크기에 대응되게 형성될 수도 있으며, 내부탱크(512)의 내부에만 배치되도록 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 단부가 개방되어 내부탱크(512)의 외부로 돌출되도록 구성되어 있으므로, 슬리브(521) 및 자외선 램프(52)의 일단부는 각각 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이에 배치된다. 따라서, 슬리브(521) 및 자외선 램프(52) 사이의 공간은 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이의 공간과 서로 연결된다. In addition, the
또한, 자외선 램프(52)에 전원을 공급하는 전원공급기(522)가 설치된다. 전원공급기(522)는 일정한 전압 및 전류의 전원을 지속적으로 공급하여 일정한 자외선 빛 에너지가 발생되도록 하기 위한 안정기(ballast)를 포함하며, 또한 누전에 대한 대비가 가능한 자동 누전 차단기도 구비한다. 전원공급기(522)는 팬(542)에도 전원을 공급한다. In addition, a
산소 기체 공급수단은 슬리브(521)와 자외선 램프(52) 사이에 산소 기체만을 공급한다. 산소 기체 공급수단은 산소탱크(531)와, 연결라인(532)과, 밸브(533)를 포함한다. The oxygen gas supply means supplies only oxygen gas between the
산소탱크(531)에는 산소 기체만이 저장되어 있다. 산소탱크(531)는 일반적으로 판매되고 있어 쉽게 얻을 수 있다. Only oxygen gas is stored in the
연결라인(532)은 슬리브(521) 및 자외선 램프(52) 사이 공간 및 산소탱크(531)를 상호 연결한다. 산소탱크(531)에 저장된 산소는 연결라인(532)을 통해 슬리브(521) 및 자외선 램프(52) 사이로 공급된다. The
밸브(533)는 연결라인(532)에 별도로 결합되거나 산소탱크(531)와 한 몸체를 이루도록 결합된다. 밸브(533)는 산소탱크(531)로부터 공급되는 산소 기체의 부피 및 속도를 조절한다. 밸브(533)는 전자밸브나 기계식 밸브 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. The
그리고, 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이에는 공기가 존재하지 않아야 하며, 공기가 존재하는 경우에는 공기를 별도의 펌프를 이용하여 제거하거나 자외선을 조사하기 전이나 원수를 자외선 처리탱크(51)에 공급하기 전에 미리 산소 기체를 공급하여 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이에 산소 기체만이 존재하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 내부탱크(512) 및 외부탱크(511) 사이의 공간에도 공기가 있지 않아야 하며 공기를 별도의 펌프를 이용하여 제거하거나 내부탱크(512) 및 외부탱크(511) 사이의 공간에 산소 기체를 미리 채우는 것이 바람직하다. 그리고, 내부탱크(512)의 내부 공간은 내부탱크(512) 및 외부탱크(511) 사이 공간과 완전히 격리되는 것이 바람직하며, 내부탱크(512)의 내부 공간이 내부탱크(512) 및 외부탱크(511) 사이 공간과 연결되는 경우에는 내부탱크(512)의 내부 공간의 공기를 별도의 펌프를 이용하여 제거하거나 내부탱크(512) 내부 공간에 산소 기체를 미리 채우는 것이 바람직하다. In addition, air should not be present between the
물론, 산소가 내부탱크(512)로 직접 공급되도록 구성할 수도 있으나, 산소 기체가 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이 공간을 유동한 후에 흡입되면, 산소 기체의 유동 경로가 길어지며, 그 만큼 자외선에 노출되는 시간이 길어져서 오존 기체가 보다 효과적으로 형성된다. Of course, the oxygen may be configured to be supplied directly to the
오존 기체 공급수단은 자외선 조사시 산소 기체로부터 형성되는 오존 기체를 자외선 처리탱크(51) 내부, 특히 내부탱크의 내부로 공급하기 위한 것이다. 오존 기체 공급수단은 연결라인(541) 및 팬(542)을 포함한다.The ozone gas supply means is for supplying ozone gas formed from oxygen gas when irradiated with ultraviolet rays into the ultraviolet treatment tank 51, in particular, the inner tank. The ozone gas supply means includes a
연결라인(541)은 슬리브(521) 및 자외선 램프(52) 사이의 공간 및 자외선 처리탱크의 내부탱크(512) 내부를 상호 연결하는 것으로서, 본 실시예에서는 연결라인(541)의 일단부는 외부탱크(511)의 내부와 연결되도록 외부탱크(511)에 결합되며, 연결라인(541)의 타단부는 연결라인(2)의 내부와 연결되도록 연결라인(2)에 결합된다. 이와 같이 연결라인(541)이 설치되면, 자외선 조사시 형성된 오존 기체는 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이 공간, 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이의 공간, 연결라인(541) 내부 및 연결라인(2) 내부를 통해 자외선 처리탱크의 내부탱크(512)로 유입될 원수로 공급되어 원수와 혼합되고, 그 후에 원수의 유동경로를 따라서 내부탱크(512) 내부로 유입된다. 한편, 연결라인(541)은 자외선 처리탱크의 내부탱크(512)에 직접 결합되어 내부탱크(512)에 유입된 원수에 오존 기체가 직접적으로 공급되도록 구성할 수도 있으며, 또한 연결라인(541)은 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이 공간과 직접적으로 밀폐되도록 연결되어 오존 기체가 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이로 유동하지 않고 바로 연결라인(541)의 내부로 유동한 후에 원수로 공급되도록 구성할 수도 있다. 또한, 원수가 내부탱크(512)로만 유입되고 연결라인(541) 내부로 역류하는 것을 방지하기 위해서는, 연결라인(541)에 체크밸브(미도시)를 설치하되 되도록이면 연결라인(2)에 근접하게 설치하는 것 이 바람직하다.The
팬(542)은 연결라인(541) 상에 결합된다. 팬(542)은 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이에 형성된 오존 기체를 흡입하여 원수로 공급하는 기능을 수행한다. 물론, 산소 기체가 모두 오존 기체로 변하지 않는 경우에는 오존 기체 뿐만 아니라 산소 기체도 원수에 공급된다.The
클리닝부재(55)는 환형을 이루며, 슬리브(521)에 끼워져서 슬리브(521)의 외주면에 접촉하게 배치된다. 클리닝부재(55)는 슬리브(521)의 길이방향을 따라 직선 이동 가능하다. 클리닝부재(55)는 전체적으로 고무로 이루어지거나, 금속 또는 플라스틱 재질의 환형 본체 및 환형 본체의 내주면에 직물이나 고무 등이 부착되어 직물이나 고무가 클리닝부재의 외주면과 접촉하도록 구성할 수도 있다. 클리닝부재(55)가 슬리브(521)의 길이방향을 따라 직선 이동하면서 슬리브(521)의 외주면을 문지르면, 슬리브(521)의 외주면에 이물질(특히 원수에 장시간 노출된 경우에 주로 발생함)이 클리닝되며, 이에 따라 자외선 램프(52)의 자외선이 내부탱크(512)의 원수로 보다 효과적으로 조사된다. The cleaning
구동수단은 클리닝부재(55)를 구동한다. 구동수단은 유압액츄에이터(미도시)로 구성될 수 있다. 유압액츄에이터로 구성되는 경우에는, 유압액츄에이터의 본체는 내부탱크(512)의 외부에 배치되며, 유압액츄에이터의 피스톤은 클리닝부재(55)에 고정되어 내부탱크(512)의 내부에 배치된다. 또한, 구동수단은 내부탱크의 외부에 배치된 코일(미도시) 및 클리닝부재에 고정된 자석(미도시)을 포함하도록 구성되어, 코일에 인가되는 전류의 세기나 방향을 변경함으로써 자석에 고정된 클리닝부재가 직선 이동하도록 구성할 수도 있다. 이러한 코일 및 자석을 이용하는 구조는 플런저 펌프 등에 이미 공지된 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The drive means drives the cleaning
수소 이온농도 조절유닛(60)은 내부탱크(512)의 수소 이온농도, 즉 pH를 조절하기 위한 것이다. 수소 이온농도 조절유닛(60)은 pH조절물질 저장탱크(61)와, pH조절모듈(62)을 포함한다. The hydrogen ion
pH조절물질 저장탱크(61)는 pH를 조절하기 위한 물질이 저장된다. 예를 들어 pH조절물질 저장탱크(61)에는 H+ 이온이 많이 포함된 산성 용액이 저장된 산성 pH조절물질 저장탱크 또는 OH- 이온이 많이 저장된 염기성 용액이 저장된 염기성 pH조절물질 저장탱크로 구성될 수 있으며, 산성 pH조절물질 저장탱크 및 염기성 pH조절물질 저장탱크 한 쌍이 구비될 수도 있다. pH조절물질 저장탱크(61)는 내부탱크(512)와 연결라인(4)을 통해 상호 연결된다.pH control
pH조절모듈(62)은 연결라인(4)에 설치된다. pH조절모듈(62)은 pH조절물질 저장탱크(61)에 저장된 산성 용액이나 염기성 용액의 유출량을 조절한다. 따라서, 내부탱크(512)로 유입되는 산성 용액이나 염기성 용액의 양을 제어할 수 있다. pH조절모듈(62)은 원수 유출 조절모듈(40)과 마찬가지로 질량유량제어기(Mass Flow Controller) 또는 유량 조절이 전자적으로 가능한 전자밸브 등으로 구성된다.
한편, pH조절물질 저장탱크(61)에 용액이 아닌 고체 물질이 저장될 수도 있으며, 고체 물질이 내부탱크(512)로 공급되어 원수에 용해됨으로써 원수의 pH가 조 절되도록 구성할 수도 있다. pH조절물질 저장탱크에 고체물질이 저장되는 경우에는, 고체물질의 이송에 적합하도록 pH조절모듈이 변경된다.Meanwhile, a solid material other than a solution may be stored in the pH adjusting
처리원수 저장탱크(70)에는 여과 및 자외선에 의한 처리가 모두 완료된 원수가 저장된다. 처리원수 저장탱크(70)는 자외선 처리탱크의 내부탱크(512)와 연결되며, 내부탱크(512)에서 자외선 처리된 원수는 연결라인(3)을 통해 처리원수 저장탱크(70)에 저장된다.In the raw
밸브(80)는 처리원수 저장탱크(70)로부터 유출되는 처리 원수의 유동 경로를 변경한다. 밸브(80)는 배출라인(6) 및 바이패스라인(7)의 교차점에 설치되어 있다. 본 실시예에서, 밸브(80)는 3웨이 전자밸브로 구성되어 있으므로, 밸브의 작동에 따라서 처리 원수는 바이패스라인(7)으로 유동하거나 배출라인(6)으로 유동한다. 물론, 배출라인(6) 및 바이패스라인(7)에 각각 2웨이 밸브를 설치하여 3웨이 밸브를 대체할 수도 있다. 여기서, 배출라인(6)은 처리된 원수가 처리원수 저장탱크(70)로부터 배출되는 배관을 말하며, 바이패스라인(7)은 처리원수 저장탱크(70) 및 여과탱크(20)를 연결하는 배관을 말한다. 그리고, 본 실시예에서는 각종 연결라인(1,2,3,4,532,541), 배출라인(6) 및 바이패스라인(7)을 포함하는 배관계가 개시되어 있으나, 배관계는 통상의 창작능력에 의해 다양한 변형 설계가 가능함은 자명하다. The
제어기(90)는 원수 유출 조절모듈(40), pH조절모듈(62) 및 밸브(80)의 작동을 제어한다. The
제어기(90)는 처리원수 저장탱크(70)에 저장된 처리원수의 수질을 기초로 밸 브(80)의 작동을 제어한다. 여기서, 처리원수의 수질은 다양한 수치, 예를 들어 pH, 수온, 염도, 탁도, 용존 산소량, 총 부유물질, 생물학적 산소 요구량 및 화학적 산소 요구량 등을 종합하여 산정되며, 이러한 다양한 수치는 처리원수 저장탱크(70)에 별도의 수질측정센서(71)를 설치하여 측정된다. 그리고, 처리원수의 수질은 처리 원수의 영상을 통해 분석된 미생물의 개체수 및 크기에 의해서도 판단될 수 있으며, 처리원수의 영상은 처리원수 저장탱크(70)에 설치된 카메라(72)에 의해 이루어진다. 수질측정센서(71)에 의해 측정된 수치 그리고 카메라(72)에 의해 촬영된 영상을 기초로 하여 처리원수의 수질이 미리 설정된 수질 기준을 만족하는 경우에는, 제어기(90)는 처리원수가 배출라인(6)을 통해 유출될 수 있도록 밸브를 작동시킨다. 한편, 처리원수의 수질이 미리 설정된 수질 기준에 미달하는 경우에는, 제어기(90)는 처리원수가 바이패스라인(7)으로 유동하여 여과 및 자외선 처리가 다시 이루어질 수 있도록 밸브(80)를 작동시킨다. The
또한, 제어기(90)는 내부탱크(512)에 저장된 원수의 pH를 기초로 pH조절모듈(62)을 제어한다. 내부탱크(512)에는 pH를 측정하는 pH측정센서(513)가 설치된다. pH측정센서(513)에 의해 측정된 원수의 pH가 4.8 내지 9의 범위에 있지 않을 경우에는, 제어기(90)는 pH조절모듈(62)을 조절하여 산성 용액 또는 염기성 용액이 내부탱크로 유입되도록 하며 또한 유입되는 용액의 양도 제어한다. 이와 같이 산성 용액이나 염기성 용액이 유입되면 내부탱크(512)의 pH를 조절할 수 있으며, 또한 용액의 양을 제어하면 원하는 pH를 얻는데 걸리는 시간도 제어할 수 있게 된다. In addition, the
그리고, 제어기(90)는 원수 유출 조절모듈(40)을 제어한다. 앞서 설명한 바 와 같이 내부탱크(512)로 유입되는 원수의 유속이나 유량은 장치의 전반적인 내구성이나 원수 처리의 안정성에 영향을 주므로, 내부탱크(512)로 유입되는 원수의 제어는 필수적이다. 버퍼탱크(30) 및 내부탱크(512)를 연결하는 연결라인(2)에 유속을 측정하는 유속측정센서(31)를 배치하고, 유속측정센서(31)로부터 측정된 유속을 기초로 하여 원수 유출 조절모듈(40)을 제어한다. 그리고, 배출 유량은 유속측정센서(31)로부터 측정된 유속 및 연결라인(2)의 직경을 기초로 연산된다.And, the
물론, 제어기(90)는 자외선 램프(52)의 작동도 제어하며, 펌프(10)에 의해 압송되는 원수의 유량도 입력받는다. 그 밖에도, 제어기(90)는 전체적인 수처리장치(100)의 작동을 감시하고 모니터링하는 제어동작을 수행하며, 이러한 점은 이미 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.Of course, the
그리고, 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이 또는 내부탱크 및 외부탱크 사이의 공간에는 오존을 감지할 수 있는 오존 센서(미도시)를 설치할 수 있다. 오존 센서는 오존의 부피 내지 오존의 농도를 측정한다. An ozone sensor (not shown) capable of detecting ozone may be installed in the space between the
상술한 바와 같이 구성된 수처리장치(100)에 있어서는, 원수가 여과탱크(20)에서 1차적으로 여과된 후에 자외선처리유닛(50)에서 자외선에 의해 2차적으로 처리되므로, 원수를 보다 효과적으로 처리할 수 있다. In the
특히, 물 분해에 가장 효과적인 진공자외선 램프(52)가 사용되며 이에 따라 다양한 종류의 라디칼이 생성되므로, 원수를 보다 효과적으로 분해할 수 있게 된다. In particular, since the most effective vacuum
더구나, 자외선 램프(52) 및 슬리브(521) 사이로 공급되는 산소 기체가 자외 선에 의해 오존 기체로 변환되며 오존 기체는 다시 처리대상인 원수로 공급되어 원수의 정화에 사용되므로, 강력한 산화제인 오존 기체를 별도의 오존 기체 공급원 없이도 다량 공급하여 사용할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 종래와 달리 오존 기체의 생성시에 공기가 사용되지 않으므로, 공기 중의 다량의 질소 기체에 의한 질소산화물이 발생하지 않는다. 이는 원수의 정화에 필요한 오존 기체만이 형성될 뿐, 오염물질이 질소산화물이 형성되지 않는 것을 의미한다. 따라서, 종래와 달리 오염물질인 질소산화물이 형성되어 공기중에 배출되거나 처리된 원수에 질소산화물이 다량 함유되어 원수의 처리효과가 현저히 저감되는 문제가 발생하지 않는다.In addition, since the oxygen gas supplied between the
그리고, 처리된 원수는 그 원수의 수질이 미리 설정된 수질 기준을 만족하는 경우에만 배출되므로, 수질 기준에 부합하는 원수만이 배출된다. The treated raw water is discharged only when the water quality of the raw water satisfies a predetermined water quality standard, so that only the raw water that meets the water quality standard is discharged.
그리고, 슬리브(521)의 외주면이 클리닝부재(55)에 의해 청소될 수 있다. 따라서, 사용과정에서 슬리브(521)의 표면에 이물질이 부착되더라도 이물질을 쉽게 제거할 수 있으므로, 자외선을 원수 및 산소 기체로 효과적으로 조사할 수 있게 된다. The outer circumferential surface of the
또한, 원수 유출 조절모듈(40)을 제어하면, 자외선 처리탱크의 내부탱크(512)로 유입되는 원수의 유속 및 유량을 조절할 수 있으므로, 슬리브(521)의 파손을 방지할 수 있으며, 나아가 원수를 일정하게 유입시켜 공정의 안정화를 도모할 수 있게 된다. In addition, by controlling the raw water
그리고, 내부탱크(512)가 이산화티타늄을 포함하는 금속 소재로 이루어지며, 각종 라디칼들의 반응이 보다 활발하게 이루어져 강력한 수산화 라디칼이 다량 생 성되므로, 원수에 존재하는 용존 유기물을 보다 효과적으로 산화시킬 수 있게 된다. In addition, the
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다. As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious.
예를 들어, 본 실시예에서는 자외선 처리탱크가 하나 구비되도록 구성되어 있으나, 필요에 따라 자외선 처리탱크 복수 개가 직렬 또는 병렬적인 형태로 연결함으로써 앞서 설명된 물리화학적 반응이 다단계에 걸쳐 발생하도록 구성할 수 있다. For example, the present embodiment is configured to include one ultraviolet treatment tank, but as necessary, the plurality of ultraviolet treatment tanks may be connected in series or in parallel to configure the above-described physicochemical reaction in multiple stages. have.
또한, 본 실시예에서는 자외선 처리탱크가 내부탱크 및 외부탱크를 포함하도록 구성되어 있으나, 자외선 처리탱크가 하나의 탱크만으로 구성할 수도 있다.In addition, in the present embodiment, the ultraviolet treatment tank is configured to include an inner tank and an outer tank, but the ultraviolet treatment tank may be composed of only one tank.
본 실시예에서는 산소 기체 공급수단이 산소탱크, 연결라인 및 밸브를 포함하도록 구성되어 있으나, 산소 기체 공급수단이 대기로부터 산소 기체만을 추출하여 공급하거나 물의 전기분해를 통해 얻어지는 산소 기체를 공급할 수 있도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 대기로부터 산소 기체를 추출하거나 물의 전기분해를 통해 산소 기체를 생성하는 장치는 이미 상용화되어 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. In the present embodiment, the oxygen gas supply means is configured to include an oxygen tank, a connection line and a valve, but the oxygen gas supply means is configured to supply oxygen gas obtained by extracting only oxygen gas from the atmosphere or by electrolysis of water. You may. As such, a device for extracting oxygen gas from the atmosphere or generating oxygen gas through electrolysis of water is already commercialized, and thus a detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 실시예에서는 처리대상물로서 원수가 처리되는 과정을 설명하였으나, 본 실시예의 자외선처리유닛 및 수처리장치는 각각 오염된 가스를 정화할 수도 있다. 이와 같이 처리대상물이 오염된 가스이면, 수소이온농도 조절유닛, pH측정 센서, 수질측정센서 등이 구비될 필요는 없다. In addition, in this embodiment, the process of processing the raw water as the object to be treated, but the ultraviolet treatment unit and the water treatment apparatus of the present embodiment may each purify the contaminated gas. In this way, if the object to be treated is contaminated gas, it is not necessary to provide a hydrogen ion concentration control unit, a pH measuring sensor, a water quality measuring sensor, and the like.
그리고, 본 실시예의 자외선처리유닛 및 수처리장치는 밸러스트수를 처리하는데 사용될 수도 있다. 여기서, 밸러스트수는 화물이 적재된 선박의 균형을 유지하기 위하여 선박의 하부에 저장되는 해수로서 특히 출발지의 해수를 말하며, 밸러스트수는 선박이 목적지에 도착한 후에는 일정 부분 배출된다. In addition, the ultraviolet treatment unit and the water treatment apparatus of this embodiment may be used to treat ballast water. Here, the ballast water is seawater stored in the lower part of the ship in order to maintain the balance of the ship loaded with cargo, in particular refers to the seawater of the starting point, the ballast water is discharged to some extent after the ship arrives at the destination.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic diagram of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 수처리장치의 제어과정을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다. FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a control process of the water treatment apparatus shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 자외선처리유닛의 상세도이다. 3 is a detailed view of the ultraviolet treatment unit shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1,2,3,4,532,541...연결라인 6...배출배관1,2,3,4,532,541
7...바이패스배관 10...펌프 7.Bypass piping 10 ... Pump
20...여과탱크 30...버퍼탱크20 ...
31...유속측정센서 40...원수 유출 조절모듈
50...자외선처리유닛 51...자외선 처리탱크50 ... UV treatment unit 51 ... UV treatment tank
52...자외선 램프 55...클리닝부재52
60...수소이온농도 조절유닛 61...pH조절물질 저장탱크60 ... Hydrogen
62...pH조절모듈 70...처리원수 저장탱크62 ...
71...수질측정센서 72...카메라71
80,533...밸브 90...제어기80,533 ...
100...수처리장치 513...pH측정센서
521...슬리브 522...전원공급기521 ...
531...산소탱크 542...팬531
Claims (11)
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KR1020090115581A KR20110058999A (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Unit for purifying polluted water or liquid or gas using ultraviolet and device for purifying polluted water or liquid having the same |
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KR (1) | KR20110058999A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9933503B2 (en) | 2012-09-11 | 2018-04-03 | Koninklijke Philips N.V. | Measurement of magnetic resonance rheology transducer vibrations using navigators |
-
2009
- 2009-11-27 KR KR1020090115581A patent/KR20110058999A/en not_active Application Discontinuation
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