KR20120028771A - Waste water treatment apparatus and method - Google Patents

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정효수
유영종
손병구
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재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for treating wastewater and a method for treating wastewater are provided to effectively eliminate organic materials from wastewater and to uniformly purify the entire wastewater. CONSTITUTION: An apparatus for treating wastewater includes a bubble generating part(200) and a plasma treating part(300). The bubble generating part supplies gas to wastewater and forms bubbles in the wastewater. The plasma treating part supplies a wastewater storing space. The plasma treating part applies electric field to the wastewater to be plasma-treated. Gas in the bubble of the wastewater is ionized based on the electric filed such that the wastewater is purified. The gas is one of air, oxygen, nitrogen, or argon.

Description

폐수 처리 장치 및 폐수 처리 방법{WASTE WATER TREATMENT APPARATUS AND METHOD}Wastewater Treatment System and Wastewater Treatment Method {WASTE WATER TREATMENT APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 폐수 처리 장치 및 폐수 처리 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 폐수 전체를 균일하게 정화 처리할 수 있는 폐수 처리 장치 및 폐수 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method. More specifically, the present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method capable of uniformly purifying the entire wastewater.

폐수 처리는 폐수 중에 포함된 오염 물질의 제거를 목적으로 하며, 처리 방식에 따라 1차 처리, 2차 처리 및 3차 처리로 분류될 수 있다.Wastewater treatment aims at the removal of contaminants contained in the wastewater, and can be classified into primary treatment, secondary treatment and tertiary treatment depending on the treatment method.

여기서, 1차 처리는 폐수 중에 부유하는 물질을 물리적으로 제거하는 방법을 의미하며, 대개 하수 처리장에서 최초 침전지까지의 공정이 이에 해당된다. 2차 처리는 폐수 중에 용해되어 있는 유기물 및 1차 처리에서 처리되지 못한 유기물의 제거를 목적으로 하며 생물학적 처리 방식이 주로 이용되고 있다. 3차 처리는 물리적, 화학적, 생물학적 처리 방식을 조합하여 2차 처리에서 제거되지 못한 생물학적 분해도가 낮은 유기물 및 질소, 인과 같은 영양 물질을 제거하는 고도 처리 과정을 의미한다.Here, the primary treatment means a method for physically removing the suspended matter in the wastewater, which is usually the process from the sewage treatment plant to the initial settling basin. Secondary treatment is intended to remove organic matter dissolved in wastewater and organic matter not treated in the first treatment, and biological treatment is mainly used. Tertiary treatment refers to a combination of physical, chemical, and biological treatments to remove highly biodegradable organic matter and nutrients such as nitrogen and phosphorus that could not be removed in the secondary treatment.

통상적으로 하수 처리장에서 방류되는 폐수는 2차 처리를 거친 것을 일컫는다. 그러나, 아직까지는 하수 처리장에서 방류되는 2차 처리된 폐수를 재이용하는 비율이 높지는 않다. 폐수를 재이용하는 경우, 물의 고갈에 따른 환경 문제를 획기적으로 개선할 수 있기 때문에 폐수를 정화 처리하여 재이용하려는 노력들이 계속되고 있다.Typically, the wastewater discharged from the sewage treatment plant refers to the secondary treatment. However, there is not yet a high rate of reuse of secondary treated wastewater discharged from sewage treatment plants. When wastewater is reused, efforts are being made to purify and reuse wastewater because it can drastically improve environmental problems caused by water depletion.

이러한 노력의 일환으로서 플라즈마 방전을 이용하여 폐수를 직접 분해시키는 방법으로 폐수를 정화 처리하려는 시도가 있었다. 그러나, 이러한 종래의 방법에 따르면, 플라즈마 방전이 일반적으로 편중되게 이루어지는 까닭에 단순한 플라즈마 방전으로 폐수 전체를 균일하게 정화 처리할 수 없는 문제점이 있었다.As part of this effort, there have been attempts to purify wastewater by directly decomposing wastewater using plasma discharge. However, according to this conventional method, since plasma discharge is generally biased, there is a problem that the entire wastewater cannot be uniformly purified by simple plasma discharge.

이에 외부에서 플라즈마 가스를 발생시켜 이러한 플라즈마 가스를 폐수에 주입시키는 방법으로 폐수를 정화 처리하는 기술이 소개되었다. 그러나, 이러한 방법에 따르면, 폐수에 극히 소량의 플라즈마 가스가 용해될 수 밖에 없기 때문에 폐수의 정화 처리 효과가 약해지는 문제점이 있었다. Therefore, a technique for purifying wastewater by introducing plasma gas from the outside and injecting the plasma gas into the wastewater has been introduced. However, according to this method, there is a problem that the purification effect of the wastewater is weakened because only a small amount of plasma gas can be dissolved in the wastewater.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.The object of the present invention is to solve all the problems of the prior art described above.

또한, 본 발명은 폐수 전체를 균일하게 정화 처리할 수 있는 폐수 처리 장치 및 폐수 처리 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method capable of uniformly purifying the entire wastewater.

또한, 본 발명은 폐수 내의 유기물을 효과적으로 제거시킬 수 있는 폐수 처리 장치 및 폐수 처리 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method capable of effectively removing organic matter in the wastewater.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치는 폐수에 가스를 공급하여 상기 폐수 내에 버블을 형성하게 하는 버블 발생부; 및 상기 폐수가 저장되는 공간을 제공하며 상기 폐수에 전기장을 인가하여 상기 폐수를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리부를 포함하고, 상기 전기장에 의하여 상기 폐수 내의 상기 버블 내의 가스가 이온화되어 상기 폐수가 정화 처리되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention comprises a bubble generator for supplying gas to the wastewater to form bubbles in the wastewater; And a plasma processing unit that provides a space for storing the wastewater and applies an electric field to the wastewater to plasma treat the wastewater, wherein the gas in the bubble in the wastewater is ionized by the electric field to purify the wastewater. It features.

상기 가스는 공기, 산소, 질소, 아르곤 중 어느 하나일 수 있다.The gas may be any one of air, oxygen, nitrogen, and argon.

상기 버블 발생부는 상기 폐수를 가압하여 이송시키는 펌프를 포함할 수 있다.The bubble generator may include a pump for pressurizing and transporting the waste water.

상기 플라즈마 처리부에 인가되는 전압은 1 내지 15 kV일 수 있다.The voltage applied to the plasma processing unit may be 1 to 15 kV.

상기 플라즈마 처리부에 인가되는 전압의 주파수는 5 내지 40 kHz일 수 있다.The frequency of the voltage applied to the plasma processing unit may be 5 to 40 kHz.

상기 플라즈마 처리부는 유전체 장벽 방전을 이용하여 상기 폐수를 플라즈마 처리할 수 있다.The plasma processing unit may plasma-process the wastewater using a dielectric barrier discharge.

상기 플라즈마 처리부는, 상기 폐수가 저장되는 공간을 제공하며 유전체 장벽 방전을 형성하기 위한 원통형의 유전체 장벽 튜브; 상기 유전체 장벽 튜브 외부에 배치되며 플러스 전압이 인가되는 원통형의 외부 전극; 및 상기 유전체 장벽 튜브 내부에 상기 유전체 장벽 튜브와 일정한 거리를 가지면서 배치되며 접지 전압이 인가되는 원통형의 내부 전극을 포함할 수 있다.The plasma processing unit includes: a cylindrical dielectric barrier tube for providing a space for storing the wastewater and for forming a dielectric barrier discharge; A cylindrical external electrode disposed outside the dielectric barrier tube and to which a positive voltage is applied; And a cylindrical internal electrode disposed in the dielectric barrier tube at a predetermined distance from the dielectric barrier tube and to which a ground voltage is applied.

상기 플라즈마 처리부는 독립적으로 상기 폐수를 플라즈마 처리하는 복수개의 플라즈마 발생부를 포함하여 구성될 수 있다.The plasma processing unit may be configured to include a plurality of plasma generating unit for plasma processing the wastewater independently.

상기 이온화된 가스에 의하여 상기 폐수의 물 분자가 분해되어 수화 라디칼이 생성될 수 있다.The ionized gas may decompose water molecules of the wastewater to generate hydrated radicals.

상기 수화 라디칼이 상기 폐수 내에 포함된 유기물과 반응하여 상기 폐수가 정화 처리될 수 있다.The hydrated radicals may react with the organic matter contained in the wastewater to purify the wastewater.

상기 가스는 일정한 유속을 가지면서 상기 버블 발생부에 공급될 수 있다.The gas may be supplied to the bubble generator with a constant flow rate.

상기 폐수를 상기 버블 발생부에 공급하는 폐수 공급부를 더 포함하고, 상기 폐수는 일정한 유속을 가지면서 상기 버블 발생부에 공급될 수 있다.The wastewater supply unit may further include a wastewater supply unit supplying the wastewater to the bubble generator, and the wastewater may be supplied to the bubble generator while having a constant flow rate.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 방법은 폐수에 가스를 공급하여 상기 폐수 내에 버블을 형성하게 하고, 상기 폐수에 전기장을 인가하여 상기 폐수를 플라즈마 처리하며, 상기 전기장에 의하여 상기 폐수 내의 상기 버블 내의 가스가 이온화되어 상기 폐수가 정화 처리되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the wastewater treatment method according to an embodiment of the present invention is to supply a gas to the wastewater to form bubbles in the wastewater, applying an electric field to the wastewater plasma treatment of the wastewater, The gas in the bubble in the wastewater is ionized by an electric field, and the wastewater is purified.

본 발명에 의하면, 폐수 전체를 균일하게 정화 처리할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect capable of uniformly treating the entire wastewater.

또한, 본 발명에 의하면, 폐수 내에 존재하는 유기물을 효과적으로 제거시킬 수 있는 효과가 있다.Moreover, according to this invention, there exists an effect which can remove the organic substance which exists in waste water effectively.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 버블 발생부가 폐수 내에 버블을 형성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리부의 유전체 장벽 튜브, 외부 전극 및 내부 전극의 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 폐수 처리 장치의 버블 발생부의 구성을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 5는 폐수 분리부를 포함하는 폐수 처리 장치의 버블 발생부의 구성을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
1 is a view showing the configuration of a wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a process of forming a bubble in a wastewater by a bubble generator in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating an arrangement state of a dielectric barrier tube, an external electrode, and an internal electrode of a plasma processing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view illustrating a configuration of a bubble generator in the wastewater treatment apparatus of FIG. 1.
FIG. 5 is an enlarged view of a configuration of a bubble generator in a wastewater treatment apparatus including a wastewater separator.
6 is a view showing the configuration of a wastewater treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing the configuration of a wastewater treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented with changes from one embodiment to another without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention should be taken as encompassing the scope of the claims of the claims and all equivalents thereto. Like reference numerals in the drawings indicate the same or similar elements throughout the several aspects.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치(10)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of the wastewater treatment apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치(10)는 폐수 공급부(100), 버블 발생부(200), 플라즈마 처리부(300) 및 처리수 저장부(400)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.1, the wastewater treatment apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a wastewater supply unit 100, a bubble generator 200, a plasma treatment unit 300, and a treated water storage unit 400. It can be seen that it can be configured.

먼저, 본 발명의 폐수 공급부(100)는 보관되어 있는 폐수를 버블 발생부(200)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 폐수 공급부(100)는 일정한 체적으로 가지도록 구성되어 일정한 양의 폐수를 일시적으로 또는 장기적으로 보관할 수 있다. 여기서, 폐수는 이미 사용하여 못 쓰게 된 액상 폐기물을 총칭하는 것으로서, 가정 폐수, 공업 폐수, 축산 폐수 등을 모두 포함하는 의미일 수 있다.First, the wastewater supply unit 100 of the present invention may perform a function of supplying the stored wastewater to the bubble generator 200. The wastewater supply unit 100 may be configured to have a constant volume to temporarily store a predetermined amount of wastewater for a long time. Here, the wastewater is a generic term for liquid wastes that have not been used, and may include all of household wastewater, industrial wastewater, and livestock wastewater.

폐수 공급부(100)에 일측으로는 버블 발생부(200)에 폐수가 공급될 수 있도록 폐수 공급관(110)이 설치될 수 있다. 폐수는 일정한 유속을 가지면서 폐수 공급관(110)을 통하여 버블 발생부(200)에 공급되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 폐수 내부에 버블이 균일하게 분포되는데 도움을 줄 수 있기 때문이다. 이와 유사한 의미에서, 폐수는 일정한 온도로 또한 일정한 압력으로 버블 발생부(200)에 공급되는 것이 바람직하다.A wastewater supply pipe 110 may be installed at one side of the wastewater supply unit 100 so that the wastewater may be supplied to the bubble generator 200. The wastewater is preferably supplied to the bubble generator 200 through the wastewater supply pipe 110 while having a constant flow rate. In this case, it can help to uniformly distribute the bubbles inside the waste water. In a similar sense, the wastewater is preferably supplied to the bubble generator 200 at a constant temperature and at a constant pressure.

다음으로, 본 발명의 버블 발생부(200)는 폐수에 가스를 공급하여 폐수 내에 버블을 형성시키는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 가스의 종류는 대기에 존재하는 공기, 산소, 질소, 아르곤 중 어느 하나일 수 있으며, 경우에 따라서는 대기에 존재하는 공기에 산소, 질소, 아르곤을 추가적으로 혼합한 가스일 수 있다. 또한, 폐수 내에 형성되는 버블은 10 내지 100um의 직경을 가지는 마이크로 버블 또는 10 내지 1000nm의 직경을 가지는 나노 버블일 수 있으며, 경우에 따라서는 직경이 100um 이상인 일반 버블 일수도 있다.Next, the bubble generator 200 of the present invention may perform a function of forming bubbles in the wastewater by supplying gas to the wastewater. Here, the type of gas may be any one of air, oxygen, nitrogen, and argon present in the atmosphere, and in some cases, may be a gas in which oxygen, nitrogen, and argon are additionally mixed with air present in the atmosphere. In addition, the bubble formed in the waste water may be a micro bubble having a diameter of 10 to 100um or a nano bubble having a diameter of 10 to 1000nm, in some cases may be a general bubble having a diameter of 100um or more.

가스는 버블 발생부(200) 일측에 설치된 가스 도입관(210)을 통하여 버블 발생부(200)에 공급될 수 있다. 가스는 일정한 유속을 가지면서 버블 발생부(200)에 공급되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 버블이 균일한 크기를 가지는데 또한 폐수 내부에 버블이 균일하게 분포되는데 도움을 줄 수 있기 때문이다. 이와 유사한 의미에서, 가스는 일정한 온도로 또한 일정한 압력으로 버블 발생부(200)에 공급되는 것이 바람직하다.The gas may be supplied to the bubble generator 200 through the gas introduction pipe 210 installed at one side of the bubble generator 200. The gas is preferably supplied to the bubble generator 200 while having a constant flow rate. In this case, the bubbles may have a uniform size and may help to uniformly distribute the bubbles in the waste water. In a similar sense, the gas is preferably supplied to the bubble generator 200 at a constant temperature and at a constant pressure.

버블 발생부(200)는 폐수 내에 버블을 형성시키기 위하여 펌프(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 펌프는 폐수 내에 버블이 형성될 수 있도록 폐수를 가압하는 기능을 수행할 수 있다.The bubble generator 200 may include a pump (not shown) to form bubbles in the wastewater. Such a pump may serve to pressurize the wastewater so that bubbles may form in the wastewater.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 버블 발생부(200)가 폐수 내에 버블을 형성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of forming a bubble in the waste water by the bubble generator 200 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하면, 버블 발생부(200)로 폐수와 가스가 유입될 수 있다.First, referring to FIG. 2, wastewater and gas may be introduced into the bubble generator 200.

다음으로, 도 2를 더 참조하면, 버블 발생부(200)의 펌프에서 폐수와 가스가 혼합될 수 있다. 이때에, 폐수는 펌프에 의하여 가압될 수 있다.Next, referring further to FIG. 2, waste water and gas may be mixed in the pump of the bubble generator 200. At this time, the wastewater may be pressurized by a pump.

다음으로, 도 2를 더 참조하면, 펌프와 연결된 일정한 라인을 따라서 폐수와 가스가 더 혼합될 수 있다. 이때에, 폐수가 펌프에 의하여 가압됨에 따라 상기 라인의 압력이 하강되어 있는 상태이므로, 가스와 폐수가 쉽게 혼합되어 폐수 내에 가스가 버블 형태로 공급되게 된다.Next, referring further to FIG. 2, wastewater and gas may be further mixed along a constant line connected to the pump. At this time, since the pressure of the line is lowered as the waste water is pressurized by the pump, the gas and the waste water are easily mixed so that the gas is supplied in the form of a bubble into the waste water.

마지막으로, 도 2를 참조하면, 가스가 버블 형태로 공급된 폐수가 배출된다.Finally, referring to FIG. 2, wastewater supplied with gas in a bubble form is discharged.

다음으로, 본 발명의 플라즈마 처리부(300)는 폐수 배출관(220)을 통하여 공급된 폐수가 저장되는 공간을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 플라즈마 처리부(300)는 폐수가 흘러 지나갈 수 있도록 소정의 부피를 가지는 3차원 공간을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 3차원 공간은 후술하는 유전체 장벽 튜브(310) 내의 공간을 의미할 수도 있으며, 후술하는 밀폐된 반응기(360) 내의 공간을 의미할 수도 있다.Next, the plasma processing unit 300 of the present invention may perform a function of providing a space for storing the wastewater supplied through the wastewater discharge pipe 220. To this end, the plasma processing unit 300 may be configured to include a three-dimensional space having a predetermined volume so that the waste water flows through. Such a three-dimensional space may mean a space in the dielectric barrier tube 310, which will be described later, or may mean a space in the sealed reactor 360, which will be described later.

한편, 상술한 바와 같이, 폐수는 버블 발생부(200)를 거쳐서 플라즈마 처리부(300)로 공급되게 되므로, 플라즈마 처리부(300)에 공급된 폐수는 버블을 포함하고 있는 상태일 수 있다.On the other hand, as described above, since the waste water is supplied to the plasma processing unit 300 via the bubble generating unit 200, the wastewater supplied to the plasma processing unit 300 may be in a state containing a bubble.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리부(300)는 폐수에 전기장을 인가하여 폐수를 플라즈마 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 플라즈마 처리 과정 동안 버블 내의 가스는 이온화되며, 이에 따라 폐수는 정화 처리될 수 있는데, 이에 대해서 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.In addition, the plasma processing unit 300 of the present invention may perform a function of plasma treatment of the wastewater by applying an electric field to the wastewater. The gas in the bubble is ionized during the plasma treatment process, and thus the wastewater can be purified, which will be described in more detail as follows.

일정한 주파수를 가지는 전압이 플라즈마 처리부(300)에 인가되어 플라즈마 처리부(300) 내부에 전기장이 발생되면, 폐수에 버블 상태로 존재하는 가스는 플라즈마 상태로 변환될 수 있다. 이러한 플라즈마를 구성하는 입자들은 폐수 내에 포함된 유기물과 직접적으로 또는 간접적으로 반응할 수 있으며, 이와 같은 반응으로 인해 폐수는 정화 처리될 수 있다.When a voltage having a constant frequency is applied to the plasma processing unit 300 to generate an electric field inside the plasma processing unit 300, the gas existing in the waste water in a bubble state may be converted into a plasma state. Particles constituting such a plasma may react directly or indirectly with the organic matter contained in the wastewater, and the reaction may purify the wastewater.

이를 테면, 플라즈마를 구성하는 이온과 자유 전자는 폐수의 물 분자를 분해시켜서 수화 라디칼을 생성시킬 수 있다. 여기서, 수화 라디칼은 OH?, OH2? O?등을 포함할 수 있다. 이러한 수화 라디칼은 폐수 내에 포함된 유기물과 반응할 수 있는데, 일례로 수화 라디칼 OH?, O? 등은 유기물 중 하나인 NH4와 반응하여 N2와 H2O를 생성시킬 수 있다. 위와 같은 수화 라디칼의 반응은 폐수 내에 포함된 모든 유기물로 확장될 수 있으며, 수화 라디칼과 유기물과의 반응으로 인해 폐수는 정화 처리될 수 있게 된다.For example, the ions and free electrons that make up the plasma can decompose water molecules in the wastewater to produce hydrated radicals. Here, the hydration radical is OH ?, OH 2 ? O? And the like. Such hydrated radicals may react with organic matter contained in the wastewater. For example, hydrated radicals OH ?, O? And the like can react with NH 4 , one of the organics, to produce N 2 and H 2 O. The reaction of the hydrated radicals as described above can be extended to all organic matter contained in the wastewater, the waste water can be purified by the reaction of the hydration radical and the organic matter.

기체 상태인 버블은 액체 상태인 액체 내부에 비교적 균일하게 분포하게 된다. 따라서, 균일하게 분포된 버블 내의 가스를 이온화 하여 폐수를 정화 처리하는 본 발명에서는, 폐수 전체를 균일하게 정화 처리할 수 있는 효과를 구현할 수 있게 된다.The gas bubbles are relatively uniformly distributed inside the liquid liquid. Therefore, in the present invention in which the waste water is purified by ionizing the gas in the uniformly distributed bubbles, it is possible to realize the effect of uniformly treating the whole waste water.

폐수 전체를 보다 균일하게 정화 처리하기 위하여 버블의 크기 및 분포를 보다 균일하게 조절할 필요가 있다. 이를 위하여, 앞서 설명된 방법(폐수 및 가스의 공급 속도, 공급 압력, 공급 온도를 일정하게 유지하는 방법)이 더 이용될 수 있을 것이다.In order to purify the whole waste water more uniformly, it is necessary to adjust the size and distribution of bubbles more uniformly. To this end, the method described above (how to keep the feed rate, feed pressure, feed temperature of waste water and gas constant) may be further used.

한편, 플라즈마 처리부(300)에 인가되는 전압은 적절하게 조절될 필요가 있다. 전압이 너무 높으면 전기장에 의해서 물 분자가 직접 분해될 수 있으며, 전압이 너무 낮으면 버블 내의 가스가 이온화되지 못할 수 있기 때문이다. 이와 같은 점을 종합적으로 고려하여 볼 때에, 플라즈마 처리부(300)에 인가되는 전압은 1 내지 15 kV인 것이 바람직하다.On the other hand, the voltage applied to the plasma processing unit 300 needs to be appropriately adjusted. If the voltage is too high, water molecules can be directly decomposed by the electric field, and if the voltage is too low, the gas in the bubble may not be ionized. In view of the above, the voltage applied to the plasma processing unit 300 is preferably 1 to 15 kV.

또한, 플라즈마 처리부(300)에 인가되는 전압의 주파수 역시 적절하게 조절될 필요가 있다. 전압의 경우와 유사하게, 주파수가 너무 높으면 전기장에 의해서 기체 상태인 가스뿐 아니라 액체 상태인 물 분자도 함께 분해될 수 있으며, 주파수가 너무 낮으면 버블 내의 가스가 이온화되지 못할 수 있기 때문이다. 이와 같은 점을 종합적으로 고려하여 볼 때에, 플라즈마 처리부(300)에 인가되는 전압의 주파수는 5 내지 40 kHz인 것이 바람직하다.In addition, the frequency of the voltage applied to the plasma processing unit 300 also needs to be appropriately adjusted. Similar to the case of voltage, if the frequency is too high, not only gaseous gas but also liquid water molecules can be decomposed together by the electric field, and if the frequency is too low, the gas in the bubble may not be ionized. In view of such a point, the frequency of the voltage applied to the plasma processing unit 300 is preferably 5 to 40 kHz.

한편, 본 발명의 플라즈마 처리부(300)는 전기장을 발생시키기 위하여 여러 가지 방식을 이용할 수 있다. 일례로, 본 발명의 플라즈마 처리부(300)는 DBD(dielectric barrier discharge) 플라즈마 소스, ICP(inductively coupled plasma) 플라즈마 소스, CCP(capacitively coupled plasma) 플라즈마 소스, TCP(transformer coupled plasma) 플라즈마 소스, ECR(electron cyclotron resonance) 플라즈마 소스, SWP(surface wave plasma) 플라즈마 소스 등을 채용할 수 있다.Meanwhile, the plasma processing unit 300 of the present invention may use various methods to generate an electric field. For example, the plasma processing unit 300 of the present invention may include a DBD plasma source, an inductively coupled plasma (ICP) plasma source, a capacitively coupled plasma (CCP) plasma source, a transformer coupled plasma (TCP) plasma source, and an ECR (ECR). An electron cyclotron resonance (SCP) plasma source, a surface wave plasma (SWP) plasma source, or the like can be employed.

도 1에서는 본 발명의 플라즈마 처리부(300)가 위와 같은 여러 가지 플라즈마 소스 중에서 DBD 플라즈마 소스를 채용한 경우를 상정하여 도시하였다. 이하에서는, 도 1 및 도 3을 참조하여, DBD 플라즈마 소스를 채용한 플라즈마 처리부(300)의 구성에 관하여 살펴보기로 한다.1 illustrates a case in which the plasma processing unit 300 of the present invention employs a DBD plasma source among the various plasma sources as described above. Hereinafter, the configuration of the plasma processing unit 300 employing the DBD plasma source will be described with reference to FIGS. 1 and 3.

도 1을 참조하면, 본 발명의 플라즈마 처리부(300)가 유전체 장벽 튜브(310), 외부 전극(320) 및 내부 전극(330)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, it can be seen that the plasma processing unit 300 includes the dielectric barrier tube 310, the external electrode 320, and the internal electrode 330.

위와 같은 구성요소의 배치에 관한 이해를 돕기 위하여, 도 3에서는 유전체 장벽 튜브(310), 외부 전극(320) 및 내부 전극(330)의 배치 상태를 도 1과는 다른 각도로 나타내었다.In order to facilitate understanding of the arrangement of the above components, the arrangement state of the dielectric barrier tube 310, the outer electrode 320 and the inner electrode 330 is shown at an angle different from that of FIG.

먼저, 유전체 장벽 튜브(310)는 원통형으로 구성되어 폐수가 일시적으로 저장되는 공간을 제공하는 기능을 수행할 있다. 이를 위하여, 유전체 장벽 튜브(310) 내부에 배치되는 내부 전극(330)은 유전체 장벽 튜브(310)와 일정한 거리를 가지면서 배치될 수 있다. 유전체 장벽 튜브(310)와 내부 전극(330) 사이에 형성된 공간으로는 폐수가 흐를 수 있다.First, the dielectric barrier tube 310 may be configured in a cylindrical shape to provide a space for temporarily storing wastewater. To this end, the internal electrode 330 disposed inside the dielectric barrier tube 310 may be disposed at a predetermined distance from the dielectric barrier tube 310. Wastewater may flow into the space formed between the dielectric barrier tube 310 and the internal electrode 330.

또한, 유전체 장벽 튜브(310)는 유전체 장벽 방전을 형성하는 기능을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 유전체 장벽 튜브(310)는 하나의 마이크로 방전에 의해 전해지는 전하의 량을 제한하고 마이크로 방전이 전극 전체로 퍼지도록 할 수 있다. 이를 위하여, 유전체 장벽 튜브(310)는 유전율이 높은 물질(이를 테면, 유리, 석영, 세라믹 등의 물질)로 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 유전체 장벽 튜브(310) 외벽의 두께(즉, 유전체 장벽 튜브(310) 외경과 내경의 차이)는 약 1 내지 3 mm인 것이 바람직하다.In addition, the dielectric barrier tube 310 may perform a function of forming a dielectric barrier discharge. More specifically, the dielectric barrier tube 310 may limit the amount of charge delivered by one micro discharge and allow the micro discharge to spread throughout the electrode. For this purpose, the dielectric barrier tube 310 is preferably made of a material having a high dielectric constant (eg, a material such as glass, quartz, ceramic, etc.). Meanwhile, the thickness of the outer wall of the dielectric barrier tube 310 (ie, the difference between the outer diameter and the inner diameter of the dielectric barrier tube 310) is preferably about 1 to 3 mm.

다음으로, 외부 전극(320)은 원통형으로 구성되어 유전체 장벽 튜브(310) 외부에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 전극(320)은 고주파 전원(340)과 연결될 수 있으며, 이러한 고주파 전원(340)을 통하여 플러스 전압이 외부 전극(320)에 인가될 수 있다. 외부 전극(320)의 재질은 특별하게 제한되지 아니하나 바람직하게는 알루미늄 또는 SUS일 수 있다.Next, the external electrode 320 may be formed in a cylindrical shape and disposed outside the dielectric barrier tube 310. As illustrated in FIG. 1, the external electrode 320 may be connected to the high frequency power source 340, and a positive voltage may be applied to the external electrode 320 through the high frequency power source 340. The material of the external electrode 320 is not particularly limited but may be preferably aluminum or SUS.

다음으로, 내부 전극(330)은 원통형으로 구성되어 유전체 장벽 튜브(310) 내부에 배치될 수 있다. 이때에, 상술한 바와 같이, 내부 전극(330)은 유전체 장벽 튜브(310)와 일정한 거리를 가지면서 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 내부 전극(330)에는 접지 전압(350)이 인가될 수 있다. 내부 전극(330)의 재질은 특별하게 제한되지 아니하나 바람직하게는 알루미늄 또는 SUS일 수 있다.Next, the internal electrode 330 may be formed in a cylindrical shape and disposed inside the dielectric barrier tube 310. In this case, as described above, the internal electrode 330 may be disposed at a predetermined distance from the dielectric barrier tube 310. As shown in FIG. 1, a ground voltage 350 may be applied to the internal electrode 330. The material of the internal electrode 330 is not particularly limited but may be preferably aluminum or SUS.

외부 전극(320)으로 플러스 전압이 인가됨에 따라, 유전체 장벽 튜브(310)와 내부 전극(330) 사이의 공간에 전기장이 발생되게 되고, 나아가 상기 공간으로 흐르는 폐수의 버블 내부의 가스는 이온화될 수 있게 된다. 가스의 이온화에 의하여 상기 폐수가 정화 처리될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.As a positive voltage is applied to the external electrode 320, an electric field is generated in the space between the dielectric barrier tube 310 and the internal electrode 330, and further, the gas inside the bubble of the wastewater flowing into the space may be ionized. Will be. The wastewater can be purified by ionization of gas as described above.

다음으로, 본 발명의 처리수 저장부(400)는 소정의 체적을 가지도록 구성되어 정화 처리된 폐수(이하, 처리수)를 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 처리수 저장부(400)의 일측에는 처리수 도입관(410)이 설치될 수 있으며, 이러한 처리수 도입관(410)을 통하여 처리수가 처리수 저장부(400)로 도입될 수 있다. 처리수 저장부(400)에 저장된 처리수는 유기물이 모두 제거된 상태이므로 선택적으로 별도의 처리 과정을 더 거쳐서 산업 용수 전반에 이용될 수 있을 것이다.Next, the treatment water storage unit 400 of the present invention may be configured to have a predetermined volume to perform a function of storing the purified waste water (hereinafter, treated water). One side of the treated water storage unit 400 may be provided with a treated water introduction pipe 410, through which the treated water may be introduced into the treated water storage unit 400. The treated water stored in the treated water storage unit 400 may be used in general industrial water through an additional treatment process, since all organic matters are removed.

한편, 도 1에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 폐수 처리 장치(10)는 폐수의 온도를 조절하는 온도 조절 수단(미도시됨)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 온도 조절 수단은 폐수에 포함될 수 있는 가스의 양을 변화시키기 위하여 폐수의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 온도 조절 수단은 폐수 내의 가스의 이온화에 유리하도록 폐수의 온도를 조절할 수 있다.On the other hand, although not shown in Figure 1, the wastewater treatment apparatus 10 of the present invention may be configured to further include a temperature control means (not shown) for adjusting the temperature of the wastewater. Such temperature control means may adjust the temperature of the wastewater to change the amount of gas that may be contained in the wastewater. In addition, the temperature regulating means may adjust the temperature of the wastewater to favor ionization of the gas in the wastewater.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플라즈마 처리부(300)로 공급되는 모든 폐수 또는 일부의 폐수에 가스를 공급하여 버블을 형성할 수 있다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, bubbles may be formed by supplying gas to all waste water or part of waste water supplied to the plasma processing unit 300.

도 4는 플라즈마 처리부(300)로 공급되는 모든 폐수에 가스를 공급하기 위한 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration for supplying gas to all wastewater supplied to the plasma processing unit 300.

도 4를 참조하면, 플라즈마 처리부(300)로 공급되는 모든 폐수가 가스 처리부를 거쳐서 플라즈마 처리부(300)로 유입되는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여 플라즈마 처리부(300)로 공급되는 모든 폐수에는 가스가 공급되어 버블이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that all wastewater supplied to the plasma processing unit 300 flows into the plasma processing unit 300 through the gas processing unit. In this configuration, gas may be supplied to all wastewater supplied to the plasma processing unit 300 to form bubbles.

도 5는 플라즈마 처리부(300)로 공급되는 일부 폐수에만 가스를 공급하기 위한 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration for supplying gas only to some wastewater supplied to the plasma processing unit 300.

도 5를 참조하면, 플라즈마 처리부(300)로 공급되는 폐수 중 일부의 폐수(A)는 버블 발생부(200)를 거처서 플라즈마 처리부(300)로 유입되지만, 플라즈마 처리부(300)로 공급되는 일부의 폐수(B)는 버블 발생부(200)를 거치지 아니하고 폐수 분리관(120)을 거쳐서 플라즈마 처리부(300)로 직접 유입되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, some of the wastewater A of the wastewater supplied to the plasma processing unit 300 flows into the plasma processing unit 300 via the bubble generating unit 200, but is partially supplied to the plasma processing unit 300. Wastewater (B) can be seen that the direct flow into the plasma processing unit 300 through the wastewater separation pipe 120 without passing through the bubble generating unit (200).

이와 같은 구성을 채용하는 경우, 버블이 형성된 일부의 폐수에 버블이 형성되지 아니한 나머지 폐수를 혼합하여 처리할 수 있게 되므로, 대량의 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다는 장점이 있다.In the case of employing such a configuration, since some of the wastewater in which bubbles are formed may be treated by mixing the remaining wastewater in which bubbles are not formed, there is an advantage in that a large amount of wastewater can be effectively treated.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐수 처리 장치(20)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.6 is a view showing the overall configuration of the wastewater treatment apparatus 20 according to another embodiment of the present invention.

도 6의 폐수 처리 장치(20)는 플라즈마 처리부(300)의 구성을 제외하고는 도 1의 폐수 처리 장치(10)와 동일하므로, 이하의 설명에서는 도 1의 폐수 처리 장치(10)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.Since the wastewater treatment apparatus 20 of FIG. 6 is the same as the wastewater treatment apparatus 10 of FIG. 1 except for the configuration of the plasma treatment unit 300, the following description is the same as the wastewater treatment apparatus 10 of FIG. The description will be omitted.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리부(300)는 반응기(360) 및 복수개의 플라즈마 발생부(370)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the plasma processor 300 according to another embodiment of the present invention may include a reactor 360 and a plurality of plasma generators 370.

먼저, 반응기(360)는 폐수가 일시적으로 저장되는 공간을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 반응기(360)는 내부 공간이 밀폐될 수 있도록 설치될 수 있다.First, the reactor 360 may perform a function of providing a space in which wastewater is temporarily stored. To this end, the reactor 360 may be installed so that the internal space is sealed.

다음으로, 플라즈마 발생부(370)는 독립적으로 플라즈마를 발생시켜 폐수를 플라즈마 처리하는 단위체를 의미할 수 있다. 도 6에는 세 개의 플라즈마 발생부(370)가 반응기(360)에 설치되는 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Next, the plasma generating unit 370 may mean a unit for plasma treatment of wastewater by generating plasma independently. In FIG. 6, three plasma generating units 370 are illustrated in the reactor 360, but are not necessarily limited thereto.

도 6을 더 참조하면, 플라즈마 발생부(370) 각각은 유전체 튜브(372). 제1 전극(374), 제2 전극(376) 및 전원 발생부(378)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.Referring further to FIG. 6, each of the plasma generators 370 is a dielectric tube 372. It can be seen that the first electrode 374, the second electrode 376 and the power generator 378 is included.

유전체 튜브(372), 제1 전극(374). 제2 전극(376) 및 전원 발생부(378)가 폐수를 플라즈마 처리하기 위하여 앞서 설명된 유전체 장벽 방전이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 전원 발생부(378)에 의하여 제1 전극(374) 및 제2 전극(376)에 일정한 주파수를 가지는 전원이 인가되면, 제2 전극(376)과 유전체 튜브(372) 사이의 공간에 방전이 발생되며, 이와 같은 방전에 의하여 폐수는 플라즈마 처리될 수 있다.Dielectric tube 372, first electrode 374. The dielectric barrier discharge described above may be used for the second electrode 376 and the power generator 378 to plasma treat the wastewater. More specifically, when a power source having a constant frequency is applied to the first electrode 374 and the second electrode 376 by the power generation unit 378, the space between the second electrode 376 and the dielectric tube 372. A discharge is generated in the wastewater, and the wastewater may be plasma-treated by the discharge.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐수 처리 장치(30)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.7 is a view showing the overall configuration of the wastewater treatment apparatus 30 according to another embodiment of the present invention.

도 7의 폐수 처리 장치(30)는 플라즈마 처리부(300)가 ICP 플라즈마 소스를 채용하였다는 점을 제외하고는 도 1의 폐수 처리 장치(10)와 동일하므로, 이하의 설명에서는 도 1의 폐수 처리 장치(10)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.Since the wastewater treatment apparatus 30 of FIG. 7 is the same as the wastewater treatment apparatus 10 of FIG. 1 except that the plasma treatment unit 300 employs an ICP plasma source, the wastewater treatment of FIG. The same configuration as that of the device 10 will be omitted.

도 7을 참조하면, 유전체 장벽 튜브(310)의 외면에 유도 코일(380)이 감겨져 있는 모습을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the induction coil 380 is wound around the outer surface of the dielectric barrier tube 310.

이러한 유도 코일(380)은 유도 자기장을 발생시켜 유전체 장벽 튜브(310) 내부에 전자기장이 생성되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 유도 코일(380)의 양단으로는 고주파 전원(382)으로부터 RF 전원이 인가될 수 있다.The induction coil 380 may perform a function of generating an induction magnetic field to generate an electromagnetic field inside the dielectric barrier tube 310. To this end, RF power may be applied from the high frequency power supply 382 at both ends of the induction coil 380.

유전체 장벽 튜브(310) 내부에 전자기장이 생성됨에 따라 폐수 내부의 버블의 가스가 이온화되어 폐수가 정화 처리될 수 있음은 앞서 설명한 바 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.As the electromagnetic field is generated in the dielectric barrier tube 310, since the gas in the bubble in the wastewater is ionized and the wastewater may be purified, the detailed description thereof will be omitted.

실시예Example

도 1에 도시된 폐수 처리 장치(10)를 이용하여 폐수를 정화 처리 하였다. 폐수에 공급된 가스는 공기(air)를 사용하였으며, 외부 전극(320)에 40 kHz 주파수의 전압 10 kV를 인가하였다. 이렇게 정화 처리된 처리수를 수집하여 부유 물질 농도(SS), 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD)의 변화 정도를 측정하였다. 아래의 표 1은 측정 값을 나타내는 표이다.
The wastewater was purified by using the wastewater treatment apparatus 10 shown in FIG. 1. The gas supplied to the wastewater was air, and a voltage of 10 kV at a frequency of 40 kHz was applied to the external electrode 320. The purified water was collected to measure the change in suspended solids concentration (SS), biological oxygen demand (BOD), and chemical oxygen demand (COD). Table 1 below is a table showing measured values.

<표 1>TABLE 1

Figure pat00001

Figure pat00001

표 1을 참조하면, 부유 물질 농도, 생물학적 산소 요구량, 화학적 산소 요구량이 현저하게 감소하였음을 확인할 수 있다. 이러한 결과로부터 본 발명의 폐수 처리 장치(10)가 폐수를 효과적으로 정화 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.Referring to Table 1, it can be seen that the suspended solids concentration, biological oxygen demand, chemical oxygen demand is significantly reduced. From these results, it was confirmed that the wastewater treatment apparatus 10 of the present invention can effectively purify the wastewater.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변경을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Although the present invention has been described by specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, it is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. Those skilled in the art can make various modifications and changes from this description. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present invention is defined not only in the claims below, but also in the ranges equivalent to or equivalent to the claims. Will belong to.

10, 20: 폐수 처리 장치
100: 폐수 공급부
110: 폐수 공급관
120: 폐수 분리관
200: 버블 발생부
210: 가스 도입관
220: 폐수 배출관
300: 플라즈마 처리부
310: 유전체 장벽 튜브
320: 외부 전극
330: 내부 전극
340: 고주파 전원
350: 접지 전압
360: 반응기
370: 플라즈마 발생부
372: 유전체 튜브
374: 제1 전극
376: 제2 전극
378: 고주파 전원
380: 유도 코일
382: 고주파 전원
400: 처리수 저장부
410: 처리수 도입관
10, 20: wastewater treatment device
100: wastewater supply unit
110: wastewater supply pipe
120: wastewater separation pipe
200: bubble generator
210: gas introduction pipe
220: wastewater discharge pipe
300: plasma processing unit
310: dielectric barrier tube
320: external electrode
330: internal electrode
340: high frequency power
350: ground voltage
360: reactor
370: plasma generating unit
372: dielectric tube
374: first electrode
376: second electrode
378: high frequency power supply
380: induction coil
382: high frequency power supply
400: treated water storage unit
410: treatment water introduction pipe

Claims (21)

폐수에 가스를 공급하여 상기 폐수 내에 버블을 형성하게 하는 버블 발생부; 및
상기 폐수가 저장되는 공간을 제공하며 상기 폐수에 전기장을 인가하여 상기 폐수를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리부
를 포함하고,
상기 전기장에 의하여 상기 폐수 내의 상기 버블 내의 가스가 이온화되어 상기 폐수가 정화 처리되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
A bubble generator for supplying gas to wastewater to form bubbles in the wastewater; And
Plasma processing unit for providing a space for storing the waste water and plasma treatment of the waste water by applying an electric field to the waste water
Including,
And said gas in said bubble in said waste water is ionized by said electric field to purify said waste water.
제1항에 있어서,
상기 가스는 공기, 산소, 질소, 아르곤 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
The gas is waste water treatment apparatus, characterized in that any one of air, oxygen, nitrogen, argon.
제1항에 있어서,
상기 버블 발생부는 상기 폐수를 가압하여 이송시키는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
The bubble generator is a wastewater treatment apparatus, characterized in that it comprises a pump for pressurizing and transporting the wastewater.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 처리부에 인가되는 전압은 1 내지 15 kV인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
The voltage applied to the plasma processing unit is wastewater treatment apparatus, characterized in that 1 to 15 kV.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 처리부에 인가되는 전압의 주파수는 5 내지 40 kHz인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
The frequency of the voltage applied to the plasma processing unit is wastewater treatment apparatus, characterized in that 5 to 40 kHz.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 처리부는 유전체 장벽 방전을 이용하여 상기 폐수를 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
And the plasma processing unit plasma-processes the wastewater using a dielectric barrier discharge.
제6항에 있어서,
상기 플라즈마 처리부는,
상기 폐수가 저장되는 공간을 제공하며 유전체 장벽 방전을 형성하기 위한 원통형의 유전체 장벽 튜브;
상기 유전체 장벽 튜브 외부에 배치되며 플러스 전압이 인가되는 원통형의 외부 전극; 및
상기 유전체 장벽 튜브 내부에 상기 유전체 장벽 튜브와 일정한 거리를 가지면서 배치되며 접지 전압이 인가되는 원통형의 내부 전극
을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 6,
The plasma processing unit,
A cylindrical dielectric barrier tube for providing a space in which the wastewater is stored and for forming a dielectric barrier discharge;
A cylindrical external electrode disposed outside the dielectric barrier tube and to which a positive voltage is applied; And
A cylindrical internal electrode disposed at a predetermined distance from the dielectric barrier tube and applied with a ground voltage inside the dielectric barrier tube.
Wastewater treatment apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 처리부는 독립적으로 상기 폐수를 플라즈마 처리하는 복수개의 플라즈마 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
The plasma processing unit comprises a plurality of plasma generating unit for plasma treatment of the waste water independently.
제1항에 있어서,
상기 이온화된 가스에 의하여 상기 폐수의 물 분자가 분해되어 수화 라디칼이 생성되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
Waste water treatment apparatus characterized in that the water molecules of the waste water are decomposed by the ionized gas to produce hydrated radicals.
제9항에 있어서,
상기 수화 라디칼이 상기 폐수 내에 포함된 유기물과 반응하여 상기 폐수가 정화 처리되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
10. The method of claim 9,
And said hydration radical reacts with the organic matter contained in said wastewater to purify said wastewater.
제1항에 있어서,
상기 가스는 일정한 유속을 가지면서 상기 버블 발생부에 공급되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
The gas is a wastewater treatment apparatus, characterized in that supplied to the bubble generating unit having a constant flow rate.
제1항에 있어서,
상기 폐수를 상기 버블 발생부에 공급하는 폐수 공급부를 더 포함하고,
상기 폐수는 일정한 유속을 가지면서 상기 버블 발생부에 공급되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a waste water supply for supplying the waste water to the bubble generating unit,
The waste water treatment apparatus, characterized in that the waste water is supplied to the bubble generating unit having a constant flow rate.
폐수에 가스를 공급하여 상기 폐수 내에 버블을 형성하게 하고, 상기 폐수에 전기장을 인가하여 상기 폐수를 플라즈마 처리하며, 상기 전기장에 의하여 상기 폐수 내의 상기 버블 내의 가스가 이온화되어 상기 폐수가 정화 처리되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.Supplying gas to the wastewater to form bubbles in the wastewater, applying an electric field to the wastewater to plasma treat the wastewater, and ionizing the gas in the bubble in the wastewater by the electric field to purify the wastewater. A wastewater treatment method characterized by the above-mentioned. 제13항에 있어서,
상기 가스는 공기, 산소, 질소, 아르곤 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 13,
The gas is waste water treatment method, characterized in that any one of air, oxygen, nitrogen, argon.
제13항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 전압은 1 내지 15 kV인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 13,
The plasma treatment voltage is a wastewater treatment method, characterized in that 1 to 15 kV.
제13항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 전압의 주파수는 5 내지 40 kHz인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 13,
The frequency of the plasma treatment voltage is 5 to 40 kHz, the wastewater treatment method.
제13항에 있어서,
유전체 장벽 방전을 이용하여 상기 폐수를 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 13,
And treating said wastewater using a dielectric barrier discharge.
제13항에 있어서,
상기 이온화된 가스에 의하여 상기 폐수의 물 분자가 분해되어 수화 라디칼이 생성되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 13,
Waste water treatment method characterized in that the water molecules of the waste water are decomposed by the ionized gas to produce hydrated radicals.
제18항에 있어서,
상기 수화 라디칼이 상기 폐수 내에 포함된 유기물과 반응하여 상기 폐수가 정화 처리되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 18,
The waste water treatment method characterized in that the waste water is purified by the reaction of the hydration radicals with the organic matter contained in the waste water.
제13항에 있어서,
상기 가스는 일정한 유속을 가지면서 상기 폐수에 공급되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 13,
The gas is wastewater treatment method characterized in that it is supplied to the wastewater with a constant flow rate.
제13항에 있어서,
상기 폐수에 상기 가스가 공급되는 동안 상기 폐수는 일정한 유속을 가지는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 방법.
The method of claim 13,
Wastewater treatment method characterized in that the wastewater has a constant flow rate while the gas is supplied to the wastewater.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101286816B1 (en) * 2011-04-01 2013-07-17 이동훈 Advanced water treatment apparatus using plasma
KR20150018714A (en) 2013-08-09 2015-02-24 제주대학교 산학협력단 Water treatment apparatus using plasma-membrane and method using the same

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