KR20120104918A - Dissolved airfloatation system and a water treatment equipment using bubble - Google Patents

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신명선
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(주)에스엠워터테크
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Abstract

PURPOSE: A floating bath and a water treating apparatus using micro/nano bubbles are provided to improve the collecting capability of pollutants by extending the residence time of bubbles in water. CONSTITUTION: A floating bath(100) includes a floating region(110), a bubble filtering region(120), a circulating region(130), and a cleaning region(140). Bubbles are introduced into the floating region. The bubbles absorb pollutants from wastewater and float to the upper side of the floating bath. The treated wastewater is moved to the circulating region. The treated water is stored in the cleaning region. A bubble filtering layer is formed at the upper part of the floating region, the circulating region, and the cleaning region. The precipitation of the pollutants is prevented by the bubble of the bubble filtering layer. [Reference numerals] (AA) Floating reaction; (BB) Circulation

Description

마이크로/나노 버블을 이용한 부상조 및 수처리장치{DISSOLVED AIRFLOATATION SYSTEM AND A WATER TREATMENT EQUIPMENT USING BUBBLE}Floating tank and water treatment device using micro / nano bubble {DISSOLVED AIRFLOATATION SYSTEM AND A WATER TREATMENT EQUIPMENT USING BUBBLE}

본 발명은 마이크로/나노 버블을 이용한 부상조 및 수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세한 입자의 버블 필터층을 이용하여 오염물질을 필터링하는 마이크로/나노 버블을 이용한 부상조 및 수처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flotation tank and a water treatment apparatus using micro / nano bubbles, and more particularly, to a flotation tank and a water treatment apparatus using micro / nano bubbles to filter contaminants using a bubble filter layer of fine particles.

산업의 발전에 따른 도시화 및 공업화로 인한 인구집중은 대량의 생활하수 및 산업폐수의 발생을 초래하고, 이는 주변 환경에 대한 오염 부하량의 증가 및 축적으로 환경 생태계에 심각한 영향을 주고 있다. 예를 들어, 음식 찌꺼기, 합성세제, 정화조와 같은 생활하수, 공장에서 유출되는 산업폐수, 수산폐수 또는 축산폐수 등의 급증으로 인해 수질오염이 극심해지고 있다.Population concentration due to urbanization and industrialization due to industrial development leads to the generation of a large amount of living sewage and industrial wastewater, which has a serious impact on the environmental ecosystem due to the increase and accumulation of pollution load on the surrounding environment. For example, water pollution is aggravated by the proliferation of food waste, synthetic detergents, domestic sewage such as septic tanks, industrial wastewater, fishery wastewater, or livestock wastewater flowing out of factories.

그러나, 수질오염이 가속화되고 있음에도 불구하고, 현실적으로 오염된 물을 처리할 수 있는 장치 및 장소가 제한 되어지는 추세에 있어, 오염된 물을 처리하기가 어려워지고 있으며, 수질오염을 개선하기 위해서는 막대한 비용이 발생한다. 따라서, 보다 저렴하면서도 효과적으로 오염된 물을 처리하여 수질을 개선시킬 수 있는 방안이 모색될 필요가 있다.However, despite the fact that water pollution is accelerating, it is becoming difficult to treat contaminated water due to the trend of limiting devices and places that can handle contaminated water in reality, and enormous cost to improve water pollution. This happens. Therefore, there is a need to find a way to improve the water quality by treating the contaminated water cheaper and more effectively.

본 발명은 폐수의 오염물질이 부착된 버블을 부상시키고 부상된 버블들을 이용하여 버블 필터층을 형성함으로써 효율적으로 폐수를 처리할 수 있는 마이크로/나노 버블을 이용한 부상조 및 수처리장치를 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a flotation tank and a water treatment apparatus using micro / nano bubbles that can efficiently treat wastewater by floating a bubble having contaminants attached to the wastewater and forming a bubble filter layer using the floated bubbles. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폐수 및 미세입자의 버블이 유입되며, 상기 버블이 상기 폐수의 오염물질을 흡착하면서 상부로 부상하는 부상반응영역; 상기 부상반응영역으로 유입되는 폐수 중 상기 오염물질이 일부 제거된 폐수가 이동하여 와류하는 순환영역; 및 상기 버블 및 버블 필터층에 의해 상기 폐수가 처리된 처리수가 저장되는 크리닝영역;을 포함하며, 상기 부상반응영역, 상기 순환영역 및 상기 크리닝영역의 상부에는 상기 부상반응영역에서 부상된 버블에 의해 상기 버블 필터층이 형성되며, 상기 버블 필터층의 버블에 의해 오염물질의 침전이 방지되는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 부상조가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a bubble of waste water and fine particles is introduced therein, and the bubble rises the floating reaction region to the upper side while adsorbing contaminants of the waste water; A circulation zone in which the wastewater from which the pollutant is partially removed is moved and vortex among the wastewater flowing into the floating reaction zone; And a cleaning area in which the treated water treated with the waste water is stored by the bubble and the bubble filter layer, wherein the floating area is formed above the floating reaction area, the circulation area, and the cleaning area by bubbles floating in the floating reaction area. A bubble filter layer is formed, and a flotation tank using micro / nano bubbles is provided, wherein contaminants are prevented from being precipitated by bubbles in the bubble filter layer.

상기 부상반응영역, 상기 순환영역 및 상기 크리닝영역을 물리적으로 구분하고, 상기 폐수의 와류에 의한 상기 버블 필터층의 와해를 방지하기 위한 적어도 두 개의 격벽들;을 더 포함할 수 있다.And at least two barrier ribs for physically separating the floating reaction zone, the circulation zone, and the cleaning zone, and preventing breakage of the bubble filter layer due to vortices of the wastewater.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부의 적정 수면보다 낮은 격벽이 하나 이상 구비되며, 미세입자의 버블을 이용하여 폐수의 오염물질을 필터링 및 부상시키는 부상조; 공기가 용해된 용해수로부터 상기 미세입자의 버블을 상기 부상조 내로 발생시키는 노즐; 및 상기 용해수를 상기 노즐로 공급하는 용해수 발생기;를 포함하며, 상기 부상조 내로 유입되는 상기 미세입자의 버블은 상기 부상조의 상부로 부상하여 상기 오염물질의 침전을 방지하는 버블 필터층을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치가 제공된다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, one or more partitions having a lower than the proper surface of the inside, the floating tank for filtering and floating the contaminants of the waste water using the bubbles of the fine particles; A nozzle for generating bubbles of the fine particles into the floating tank from dissolved water in which air is dissolved; And a melted water generator for supplying the dissolved water to the nozzle, wherein the bubbles of the microparticles introduced into the floating tank float above the floating tank to form a bubble filter layer to prevent precipitation of the pollutants. A water treatment apparatus using micro / nano bubbles is provided.

상기 미세입자의 버블에는 상기 부상조로 유입되는 폐수의 오염물질이 흡착되며, 상기 오염물질이 흡착된 미세입자의 버블이 상기 부상조의 상부로 부상할 수 있다.Contaminants of the wastewater flowing into the flotation tank are adsorbed to the bubbles of the microparticles, and bubbles of the microparticles to which the contaminants are adsorbed may rise to the top of the flotation tank.

상기 부상조에 복수 개의 격벽들이 구비되는 경우, 상기 격벽들 사이의 영역에서는 상기 오염물질이 일부 제거된 폐수가 이동하여 와류되며, 상기 와류되는 폐수를 흡입하여 상기 용해수 발생기로 유입시키는 펌프;를 더 포함할 수 있다.When a plurality of partitions are provided in the floating tank, in the region between the partitions, the waste water is removed by the movement of some of the contaminant is removed, the pump for sucking the vortex waste water flowing into the dissolved water generator; It may include.

상기 부상조는, 상기 부상조 내로 유입되는 버블이 상기 오염물질을 흡착하면서 상부로 부상하는 부상반응영역, 상기 부상반응영역의 하부로 유입되는 폐수 중 상기 오염물질이 일부 제거된 폐수가 이동하여 와류하는 순환영역 및 상기 버블에 의해 상기 폐수가 처리된 처리수가 저장되는 크리닝영역으로 구분될 수 있다.The floating tank is a floating reaction zone in which the bubble flowing into the floating tank floats upward while adsorbing the contaminant, and the wastewater from which the contaminant is partially removed is discharged from the wastewater flowing into the lower portion of the floating reaction zone. The wastewater may be divided into a circulation region and a cleaning region in which treated water treated with the waste water is stored by the bubble.

상기 버블 필터층은 상기 부상반응영역, 상기 순환영역 및 상기 크리닝영역의 상부에 형성될 수 있다.The bubble filter layer may be formed on the floating reaction region, the circulation region, and the cleaning region.

상기 버블은 마이크로 단위의 입자 또는 나노 단위의 입자일 수 있다.The bubble may be particles in micro units or particles in nano units.

상기 노즐은 상기 버블의 분사노즐경을 버블발생유량별로 변경가능한 충돌형 2유체 노즐이다.The nozzle is a collision-type two-fluid nozzle that can change the injection nozzle diameter of the bubble for each bubble generation flow rate.

본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로/나노 입자의 버블이 부상하면서 독립분산 운동을 하므로 상승결합현상이 발생하지 않고, 수중환경에서 버블이 포화(Milky Saturation)되어 매우 느린 부상속도를 가진다. 즉, 버블이 수중 내에 체류하는 시간이 길어져 오염물질을 포집하는 능력이 크게 향상될 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present invention, since the bubbles of the micro / nano particles float and perform independent dispersion motions, no synergistic coupling occurs, and the bubbles are saturated in the underwater environment and have a very slow floating speed. That is, the time the bubble stays in water is long, and the ability to collect contaminants can be greatly improved.

또한, 표면적이 넓은 버블들이 버블 필터층을 형성하여 수중 내에서 부유하고 있으므로, 오염물질이 부유하고 있는 시간이 길어지고 결과적으로 오염물질을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.In addition, since bubbles having a large surface area form a bubble filter layer and are suspended in water, the time that the pollutant is suspended becomes long, and consequently, the pollutant can be removed more efficiently.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 버블을 이용한 부상조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버블을 이용한 수처리장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노즐로부터 발생되는 버블의 독립분산 운동을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수처리장치에서 마이크로/나노 버블이 발생되어 버블 필터층이 형성되는 과정의 일 예를 보여주는 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수처리장치에서 생성되는 버블 필터층의 수중 잔류 효과를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view showing a flotation using a bubble according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing a water treatment apparatus using a bubble according to an embodiment of the present invention,
3 is a view for explaining the independent dispersion motion of bubbles generated from the nozzle according to an embodiment of the present invention,
4 is a view illustrating an example of a process in which a bubble filter layer is formed by generating micro / nano bubbles in a water treatment device according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining the residual effect of the bubble filter layer generated in the water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also in the figures, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, those skilled in the art can understand that the present invention can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention which are commonly known in the description of the invention and which are not highly related to the invention are not described in order to prevent confusion in explaining the invention without cause.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 버블을 이용한 부상조를 도시한 도면이다.1 is a view showing a floating tank using a bubble according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 버블을 이용한 부상조(100)는 부상반응영역(110), 버블필터영역(120), 순환영역(130), 크리닝영역(140), 제1격벽(150) 및 제2격벽(160)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the flotation tank 100 using bubbles according to an embodiment of the present invention includes a flotation reaction zone 110, a bubble filter zone 120, a circulation zone 130, a cleaning zone 140, and a first zone. The partition wall 150 and the second partition wall 160 may be included.

도 1에 도시된 부상조(100)는 폐수에 포함된 오염물질(Scum)을 물위로 부상시켜, 부상된 오염물질이 버블 필터링에 의해 오래 부유되고 스키머(미도시)와 같은 장치에 의해 용이하게 제거되도록 하는 장치이다. 오염물질은 고형물 미세입자일 수 있다.The floating tank 100 shown in FIG. 1 floats the contaminants (Scum) contained in the waste water onto the water, so that the injured contaminants are suspended for a long time by bubble filtering and are easily carried out by a device such as a skimmer (not shown). Device to be removed. The contaminants may be solid microparticles.

부상반응영역(110)은 부상조(100)의 양측에 위치하는 면들 중 하나와 제1격벽(150)에 의해 형성될 수 있다. 또한, 부상반응영역(110)의 양측에 위치하는 면들 중 하나(부상조(100)의 일면)에는 제1유입부(미도시)가 구비되며, 부상반응영역(110)의 하면에는 제2유입부(미도시)가 구비될 수 있다. 부상반응영역(110)의 내부로는 제1유입부(미도시)를 통해 난분해성 오염물질이 포함된 폐수가 유입되며, 제2유입부(미도시)를 통해 미세입자의 버블이 유입될 수 있다. 여기서 미세입자의 버블은 버블의 직경이 마이크로 크기 및/또는 나노 크기를 가진 버블들로 이러한 버블들을 본원 명세서에서는 "마이크로/나노 버블"이라고도 부른다.The floating reaction region 110 may be formed by one of the surfaces located on both sides of the floating tank 100 and the first partition wall 150. In addition, one of the surfaces located on both sides of the floating reaction region 110 (one surface of the injured tank 100) is provided with a first inlet (not shown), the second inlet on the lower surface of the floating reaction region 110 A part (not shown) may be provided. Wastewater containing hardly degradable contaminants is introduced into the floating reaction region 110 through a first inlet (not shown), and bubbles of fine particles may be introduced through a second inlet (not shown). have. Herein, the bubbles of the microparticles are bubbles having a micro size and / or a nano size of the bubbles. These bubbles are also referred to herein as "micro / nano bubbles".

폐수와 버블은 동시에 유입되거나 또는 폐수가 유입되고 소정의 시간이 경과한 후 버블도 함께 유입될 수 있다. 이는, 폐수의 오염물질이 버블에 흡착되어 버블과 함께 부상되도록 하기 위함이다. 즉, 부상반응영역(110)으로 유입되는 버블은 폐수의 오염물질을 흡착하면서 부상조(100)의 상부로 부상한다.The waste water and the bubble may be introduced at the same time or the bubble may also be introduced together after a predetermined time elapses after the waste water is introduced. This is to allow the pollutants of the waste water to be adsorbed to the bubbles and float with the bubbles. That is, the bubbles flowing into the flotation reaction zone 110 rise to the top of the flotation tank 100 while adsorbing contaminants in the wastewater.

버블은 마이크로 입자 크기 또는 나노 입자 크기를 가질 수 있다. 버블(또는 기표)의 표면은 부상반응영역(110)에서 음(-)이온으로 대전되며, 이로써 버블 간의 이온 반발에 의해 버블은 독립분산 운동을 하게 되어 수중에서의 체류시간이 장기화될 수 있다.The bubble may have a micro particle size or a nano particle size. The surface of the bubble (or signifier) is charged with negative (-) ions in the floating reaction region 110, whereby the bubble is subjected to independent dispersion by the ion repulsion between the bubbles can prolong the residence time in the water.

버블필터영역(120)은 부상반응영역(110), 순환영역(130) 및 크리닝영역(140)의 상부에 해당하는 영역이다. 버블필터영역(120)에는 부상반응영역(110)에서 부상되는 버블들에 의해 버블 필터층이 형성될 수 있다. 버블 필터층은 부상된 버블에 흡착된 오염물질이 부상반응영역(110), 순환영역(130) 및 크리닝영역(140)으로 침전하는 것을 방지할 수 있다.The bubble filter region 120 is a region corresponding to the upper portion of the floating reaction region 110, the circulation region 130, and the cleaning region 140. In the bubble filter region 120, a bubble filter layer may be formed by bubbles floating in the floating reaction region 110. The bubble filter layer may prevent the contaminants adsorbed on the floating bubble from settling into the floating reaction region 110, the circulation region 130, and the cleaning region 140.

순환영역(130)은 제1격벽(150)과 제2격벽(160)의 사이에 형성되며, 부상반응영역(110)으로 유입되는 폐수 중 오염물질이 일부 제거된 폐수가 이동되어 와류 또는 순환하는 영역이다. 순환영역(130)에서 순환 또는 와류되는 폐수는 제1격벽(150)과 제2격벽(160)에 의해 버블필터영역(120)으로 확산되지 않는다. 이로써, 버블 필터층이 폐수의 흐름에 의해 와해되는 것을 방지할 수 있다.The circulation region 130 is formed between the first partition wall 150 and the second partition wall 160, and the wastewater in which some contaminants are removed from the wastewater flowing into the floating reaction region 110 is moved to vortex or circulate. Area. Wastewater circulated or vortexed in the circulation region 130 is not diffused into the bubble filter region 120 by the first and second barrier walls 150 and 160. Thereby, it can prevent that a bubble filter layer disintegrates by the flow of waste water.

한편, 부상반응영역(110)에서 부상되는 버블에 의해 폐수 중 일부 오염물질이 제거되므로, 순환영역(130)에는 오염물질이 일부 제거된 폐수가 유입된다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 부상반응영역(110) 내의 폐수가 순환영역(130) 내의 폐수보다 탁할 수 있다. 부상반응영역(110)으로부터 순환영역(130)으로 이동된 폐수는 부상반응영역(110)으로 재유입될 수 있다. 이하에서는 순환영역(130)에 위치하는 폐수를 순환수라 한다. 순환수는 버블 필터층이 상부에 유지되도록 하는데 사용될 수 있다.On the other hand, since some contaminants in the wastewater are removed by bubbles floating in the flotation reaction region 110, the wastewater from which some contaminants have been removed flows into the circulation region 130. Therefore, as shown in FIG. 1, wastewater in the flotation reaction region 110 may be turbid than wastewater in the circulation region 130. Wastewater moved from the floating reaction zone 110 to the circulation zone 130 may be re-introduced into the floating reaction zone 110. Hereinafter, the wastewater located in the circulation region 130 is called circulating water. Circulating water can be used to keep the bubble filter layer on top.

크리닝영역(140)은 부상조(100)의 양측에 위치하는 면들 중 다른 하나와 제2격벽(160)에 의해 형성될 수 있다. 크리닝영역(140)의 내부로는 버블 또는 버블 필터층에 의해 대부분의 오염물질이 제거된 폐수(이하, '처리수(Treated Water)'라 한다)가 유입되어 저장될 수 있다. 크리닝영역(140)에 일정량의 처리수가 저장되면, 처리수는 무산소조(미도시)와 같은 탱크로 배출될 수 있다.The cleaning area 140 may be formed by the other one of the surfaces located on both sides of the floating tank 100 and the second partition wall 160. Waste water (hereinafter, referred to as “treated water”) in which most contaminants have been removed by a bubble or bubble filter layer may be introduced into the cleaning area 140 and stored therein. When a certain amount of treated water is stored in the cleaning area 140, the treated water may be discharged to a tank such as an anaerobic tank (not shown).

제1 및 제2격벽들(150, 160)은 부상반응영역(110), 순환영역(130) 및 크리닝영역(140)을 물리적으로 구분하고, 버블 필터층이 순환수 또는 처리수에 의해 와해되지 않고 일정한 두께의 필터층을 유지하도록 하기 위해 부상조(100)의 내부에 구비될 수 있다. 자세히 설명하면, 순환영역(130)과 크리닝영역(140) 내의 순환수와 처리수는 제1 및 제2격벽들(150, 160)에 의해 순환영역(130)과 크리닝영역(140) 내에서만 와류 또는 순환할 수 있다. 이로써, 순환수 또는 처리수는 버블 필터층이 형성되는 버블필터영역(120)까지 이동하지 않으므로 버블 필터층이 유지될 수 있다. 버블 필터층이 와해되면, 오염물질이 부착된 버블이 순환영역(130) 또는 크리닝영역(140)으로 침전하면서 결과적으로 수처리된 순환수 또는 처리수에 혼합되기 때문이다.The first and second barrier ribs 150 and 160 physically separate the floating reaction zone 110, the circulation zone 130, and the cleaning zone 140, and the bubble filter layer is not disintegrated by the circulation water or the treated water. It may be provided inside the floating tank 100 to maintain a filter layer of a constant thickness. In detail, the circulation water and the treated water in the circulation area 130 and the cleaning area 140 are vortexed only in the circulation area 130 and the cleaning area 140 by the first and second partitions 150 and 160. Or cycle. As a result, since the circulating water or the treated water does not move to the bubble filter region 120 in which the bubble filter layer is formed, the bubble filter layer may be maintained. This is because when the bubble filter layer is disintegrated, bubbles with contaminants adhere to the circulation zone 130 or the cleaning zone 140 and are subsequently mixed with the treated circulating or treated water.

제1 및 제2격벽들(150, 160)의 높이는 부상조(100)의 높이보다 낮아, 오염물질이 제거되면서 폐수가 처리되는 동안의 이동경로를 제공할 수 있다. 또는, 제2격벽(160)의 높이는 제1격벽(150)의 높이보다 낮거나 같을 수 있다. 폐수의 이동경로에 대해 예를 들어 설명하면, 부상반응영역(110)으로 유입된 폐수는 버블 또는 버블 필터층에 의해 일부 오염물질이 제거되면서 제1격벽(150)을 넘어 순환영역(130)으로 이동하고, 순환영역(130)으로 이동하는 순환수 중 남은 오염물질은 다시 버블 필터층에 의해 제거되면서 제2격벽(160)을 넘어 크리닝영역(140)으로 이동할 수 있다.The heights of the first and second bulkheads 150 and 160 may be lower than the height of the flotation tank 100 to provide a movement path while the wastewater is being treated while contaminants are removed. Alternatively, the height of the second partition wall 160 may be lower than or equal to the height of the first partition wall 150. For example, the movement path of the wastewater, the wastewater flowing into the floating reaction zone 110 is moved to the circulation region 130 over the first partition wall 150 while some contaminants are removed by the bubble or bubble filter layer. In addition, the remaining contaminants in the circulating water moving to the circulation region 130 may be removed by the bubble filter layer and may move beyond the second partition 160 to the cleaning region 140.

도 1에는 제1 및 제2격벽들(150, 160)이 도시되어 있으나, 부상조(100)에는 3개 이상의 격벽들이 구비될 수도 있다. 격벽들 개수가 증가할수록 폐수의 오염물질이 보다 깨끗하게 부상 필터층에 의해 제거될 수 있다.Although the first and second partitions 150 and 160 are illustrated in FIG. 1, three or more partitions may be provided in the floating tank 100. As the number of partitions increases, contaminants in the wastewater can be removed more cleanly by the flotation filter layer.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버블을 이용한 수처리장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a water treatment apparatus using a bubble according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 버블을 이용한 수처리장치(200)는 순환수 펌프(210), 에어 공급기(220), 에어 인젝터(230), 용해수 발생기(240), 노즐(250) 및 부상조(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the water treatment apparatus 200 using the bubble includes a circulating water pump 210, an air supplier 220, an air injector 230, a dissolved water generator 240, a nozzle 250, and a floating tank 100. ) May be included.

순환수 펌프(210)로, 부상조(100)에서 오염물질이 일부 제거된 폐수를 순환영역(130)의 하부에 마련된 배출구(미도시)를 통해 유입되어, 에어 인젝터(230)로 배출할 수 있다. 순환수 펌프(210)의 일측이 부상조(100)의 순환영역(130)의 저부와 관로로 연결된 경우, 순환수 펌프(210)는 순환수를 유입받을 수 있다. 순환수 펌프(210)는 순환수를 압축하여 배출하는 가압펌프일 수 있다.With the circulating water pump 210, wastewater from which some contaminants have been removed from the floating tank 100 may be introduced through an outlet (not shown) provided at the lower portion of the circulation area 130, and may be discharged to the air injector 230. have. When one side of the circulating water pump 210 is connected to the bottom of the circulating area 130 of the flotation tank 100 in a conduit, the circulating water pump 210 may receive the circulating water. The circulating water pump 210 may be a pressurized pump that compresses and discharges circulating water.

에어 공급기(220)는 대기 중의 공기 또는 공기 탱크(미도시) 내의 공기를 에어 인젝터(230)를 분사할 수 있다.The air supplier 220 may spray the air injector 230 with air in the atmosphere or air in an air tank (not shown).

에어 인젝터(230)는 순환수 펌프(210)로부터 유입된 순환수에 에어 공급기(220)로부터 유입되는 공기를 주입하여 용해수 발생기(240)로 배출할 수 있다.The air injector 230 may inject air introduced from the air supply 220 into the circulating water introduced from the circulating water pump 210 and discharge the air to the dissolved water generator 240.

용해수 발생기(240)는 에어 인젝터(230)로부터 유입되는 순환수에 공기를 용해시켜 용해수를 발생하고, 생성된 용해수를 관로를 통해 노즐(250)로 배출할 수 있다. 에어 벤트(241)는 입자가 큰 공기를 외부로 배출한다. 용해수 발생기(240)와 노즐(250)을 연결하는 관로는 부상반응영역(110)의 하부에 마련된 출구(미도시)를 통해 구비될 수 있다.The dissolved water generator 240 may dissolve air in circulating water introduced from the air injector 230 to generate dissolved water, and discharge the generated dissolved water to the nozzle 250 through a conduit. The air vent 241 discharges large air particles to the outside. A conduit connecting the melted water generator 240 and the nozzle 250 may be provided through an outlet (not shown) provided in the lower portion of the floating reaction region 110.

노즐(250)은 용해수 발생기(240)로부터 유입되는 용해수로부터 미세입자 크기의 버블을 부상반응영역(110)으로 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 노즐(250)은 유입되는 용해수가 노즐(250)의 내부 표면에 부딪히면서 기포 형태, 즉, 미세입자의 버블로 분사시킬 수 있다. 노즐(250)의 상부에는 버블이 분사되는 분사노즐홀이 복수 개 마련될 수 있다. 노즐(250)은 버블 발생유량별로 분사노즐경(분사노즐홀의 직경)을 변경가능한 충돌형 2유체 노즐을 사용할 수 있다. 분사노즐경은 기계적으로 변경될 수 있다. 충돌형 2유체 노즐은 용해수를 분사할 때 미세입자의 액체방울끼리 최적의 조건으로 충돌하면서 버블이 발생하도록 하며, 버블의 지름이 균일하게 분포되도록 할 수 있다.The nozzle 250 may generate bubbles having a size of fine particles from the dissolved water introduced from the dissolved water generator 240 to the floating reaction region 110. For example, the nozzle 250 may spray the incoming melted water into a bubble form, that is, bubbles of fine particles while hitting the inner surface of the nozzle 250. The nozzle 250 may be provided with a plurality of injection nozzle holes through which bubbles are injected. The nozzle 250 may use a collision type two-fluid nozzle capable of changing the injection nozzle diameter (diameter of the injection nozzle hole) for each bubble generation flow rate. The injection nozzle diameter can be changed mechanically. The impingement type two-fluid nozzle may cause bubbles to be generated while colliding droplets of microparticles under optimum conditions when injecting dissolved water, and may uniformly distribute the diameters of the bubbles.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 노즐(250)의 특징에 대해 간단히 살펴본다.Hereinafter, the features of the nozzle 250 according to an exemplary embodiment of the present invention will be briefly described.

1) 마이크로/나노 버블을 발생하는 노즐(250)의 대형화가 가능하다.1) The nozzle 250 generating micro / nano bubbles can be enlarged.

미세입자 크기의 버블을 분사하는 노즐(250)은 소형화 또는 대형화가 가능하다. 일반적으로 노즐은 생활환경분야 및 소량 수처리 장치 등 적용할 수 있는 분야가 제한적이다. 이는, 마이크로 버블의 입자 크기가 크거나 또는 노즐의 분사노즐경이 작아서 대용량의 마이크로 버블을 발생하는데 한계가 있기 때문이다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 사용하는 노즐(250)은 분사노즐경을 버블의 발생유량별로 다르게 적용할 수 있고, 매니폴더(Manifolder) 방식으로 병렬 연결하는 경우 대용량의 마이크로/나노 버블 발생기로 활용할 수 있다. 예를 들어, 200ℓ/min 노즐 10개를 1개의 Manifolder 형태로 제작할 경우, Manifolder 형태의 노즐(250)은 2m3/min(2,880m3/일)의 마이크로/나노 버블을 발생할 수 있다. 또한, 500ℓ/min 노즐 5개를 1개의 Manifolder 형태로 제작할 경우, Manifolder 형태의 노즐(250)은 2.5m3/min(3,600m3/일)의 마이크로/나노 버블을 발생할 수 있다.The nozzle 250 for spraying bubbles having a fine particle size can be miniaturized or large in size. In general, the nozzle is limited to the applicable field, such as living environment field and a small amount of water treatment device. This is because the microbubble has a large particle size or the nozzle nozzle diameter of the nozzle is small to generate a large amount of microbubbles. However, the nozzle 250 used in the embodiment of the present invention can be applied to the injection nozzle diameter differently for each generation flow rate of the bubble, and can be utilized as a large-capacity micro / nano bubble generator when connected in a manifold manner. Can be. For example, when 10 200 l / min nozzles are manufactured in one manifolder type, the manifolder type nozzle 250 may generate 2 m 3 / min (2,880 m 3 / day) of micro / nano bubbles. In addition, when five 500 l / min nozzles are manufactured in one manifolder type, the manifolder type nozzle 250 may generate micro / nano bubbles of 2.5 m 3 / min (3,600 m 3 / day).

2) 고형물에 의한 노즐(250)의 막힘현상을 억제할 수 있다.2) The clogging phenomenon of the nozzle 250 due to solid matter can be suppressed.

일반적으로 노즐은 분사노즐경이 작거나 노즐 내부의 충돌 돌기 등으로 인해 부유물질과 같은 이물질에 의해 쉽게 막힐 수 있다. 그러나, 충돌형 2유체의 노즐(250)은 분사노즐경의 조절이 가능하다. 따라서, 부상조(100)로 유입되는 폐수가 전처리되어 5mm 이상의 부유물질이 대부분 제거된 경우, 분사노즐경을 넓게(예를 들어, 5mm 정도) 조절하면, 5mm 내외의 부유물질은 막힘없이 그대로 통과시킬 수 있다. 또한, 마이크로/나노 버블은 입자가 작으므로, 미세한 입자의 고형물인 오염물질도 마이크로/나노 버블에 흡착되어 충분히 부상분리하여 제거될 수 있다.In general, the nozzle may be easily blocked by foreign matter such as a floating material due to a small injection nozzle diameter or a collision protrusion in the nozzle. However, the impingement-type two-fluid nozzle 250 can adjust the injection nozzle diameter. Therefore, when the wastewater flowing into the flotation tank 100 is pretreated to remove most of the suspended solids of 5 mm or more, if the spray nozzle diameter is adjusted wide (for example, about 5 mm), the suspended solids of about 5 mm pass through without being blocked. You can. In addition, since the micro / nano bubbles are small, contaminants that are solid particles of fine particles can also be adsorbed on the micro / nano bubbles and sufficiently floated and removed.

한편, 부상조(100)는 부상반응영역(110), 버블필터영역(120), 순환영역(130), 크리닝영역(140), 제1격벽(150), 제2격벽(160) 및 배출구(170)를 포함할 수 있다. 도 2의 부상조(100)는 도 1을 참조하여 설명한 부상조(100)와 같다.Meanwhile, the flotation tank 100 includes the flotation reaction region 110, the bubble filter region 120, the circulation region 130, the cleaning region 140, the first partition wall 150, the second partition wall 160, and the discharge port ( 170). The floating tank 100 of FIG. 2 is the same as the floating tank 100 described with reference to FIG. 1.

부상조(100)에 대해 간략히 설명하면, 노즐(250)에서 분사되는 미세입자의 버블은 부상반응영역(110)에서 부상하면서 오염물질을 흡착하고, 오염물질이 흡착된 버블들은 제1 및 제2격벽들(150, 160)에 의해 버블필터영역(120)에 버블 필터층을 형성할 수 있다. 제1 및 제2격벽들(150, 160)은 순환수와 처리수가 각각 순환영역(130)과 크리닝영역(140) 내에서만 순환하도록 하고, 버블필터영역(120)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 버블 필터층은 순환수 또는 처리수의 간섭을 받지 않아 와해되지 않고, 일정 두께의 층을 유지할 수 있으며, 결과적으로 오염물질을 필터링하는 효과를 지속적으로 제공할 수 있다. 크리닝영역(140)의 처리수는 배출구(170)를 통해 무산소조와 같은 탱크로 배출될 수 있다.Briefly, the flotation tank 100, the bubbles of the fine particles injected from the nozzle 250 is floating in the flotation reaction region 110 to adsorb the pollutants, the bubbles adsorbed by the pollutants are first and second A bubble filter layer may be formed in the bubble filter region 120 by the partitions 150 and 160. The first and second barrier ribs 150 and 160 may allow circulation water and treated water to circulate only in the circulation area 130 and the cleaning area 140, respectively, and prevent the inflow into the bubble filter area 120. . As a result, the bubble filter layer is not disturbed by the interference of the circulating water or the treated water, and can maintain a layer having a predetermined thickness, and as a result, can continuously provide an effect of filtering contaminants. The treated water of the cleaning area 140 may be discharged to a tank such as an anaerobic tank through the discharge port 170.

또한, 부상반응영역(110)의 양측에 위치하는 면들 중 하나(부상조(100)의 일면)에는 제1유입부(미도시)가 구비되며, 부상반응영역(110)의 하면에는 제2유입부(미도시)가 구비될 수 있다. 부상반응영역(110)의 내부로는 제1유입부(미도시)를 통해 난분해성 오염물질이 포함된 폐수가 유입되며, 제2유입부(미도시)를 통해 미세입자의 버블이 유입될 수 있다.In addition, one of the surfaces located on both sides of the floating reaction region 110 (one surface of the injured tank 100) is provided with a first inlet (not shown), the second inlet on the lower surface of the floating reaction region 110 A part (not shown) may be provided. Wastewater containing hardly degradable contaminants is introduced into the floating reaction region 110 through a first inlet (not shown), and bubbles of fine particles may be introduced through a second inlet (not shown). have.

순환영역(130)의 하면에는 순환수 펌프(210)로 순환수를 배출하기 위한 배출구(미도시)가 구비되며, 배출구(미도시)와 순환수 펌프(210)는 배관(미도시)에 의해 연결될 수 있다.The lower surface of the circulation area 130 is provided with a discharge port (not shown) for discharging the circulating water to the circulating water pump 210, the discharge port (not shown) and the circulating water pump 210 by a pipe (not shown) Can be connected.

부상조(100)에 형성되는 버블 필터층의 기능은 다음과 같다.The function of the bubble filter layer formed in the flotation tank 100 is as follows.

일반적으로 수처리 여과기술에서 사용되는 여과기에는 여과기에 모래 또는 섬유담체 등을 충진하여 여과하는 압력여과기와 섬유사 여과기, 멤브레인 필터(Membrane Filter) 등이 있다. 수처리 여과기술은 반드시 여과 후에 여과층에 농축된 고형물을 제거하고 여과기 담체를 재생하기 위해 역세(Back Wash)를 하여야 하며, 역세공정 중에는 여과기능은 정지되어 연속운전이 불가능하다. 통상 여과기는 급수량의 5~10%가 역세수(오염수)로 발생하여 이를 처리하기 위해 재처리 비용이 반드시 발생하며, 처리시설 또한 이를 고려하여 증가한다.Generally, the filter used in the water treatment filtration technology includes a pressure filter for filling a filter with sand or a fiber carrier, a fiber yarn filter, a membrane filter, and the like. Water treatment filtration technology must backwash to remove the solids concentrated in the filtration layer after filtration and regenerate the filter carrier, and the filtration function is stopped during the backwashing process and continuous operation is impossible. In general, the filter is generated by 5-10% of the water supply backwash (contaminated water), the reprocessing cost must be incurred to treat this, and the treatment plant also increases in consideration of this.

그러나, 본 발명의 실시예에서 제안하는 버블 필터층을 부상조(100)에 형성하여 폐수와 같은 유입수를 Down Flow로 처리할 경우, 폐수의 오염물질은 부상반응영역(110)에 점진적으로 형성되는 마이크로/나노 버블층의 버블들에 오염물질이 흡착되어 부상할 수 있다. 이로써, 일반 고형물 형태의 오염물질 또는 미세크기의 고형물의 필터링 효과는 증가한다. 또한, 여과기의 담체의 통수 저항에 의한 유체통과유량손실(압력손실)이 발생하지만, 버블 필터층은 압력손실이 거의 없다.However, when the bubble filter layer proposed in the embodiment of the present invention is formed in the flotation tank 100 to treat inflow water such as wastewater in a down flow, contaminants of the wastewater are gradually formed in the flotation reaction region 110. Contaminants may be adsorbed onto the bubbles in the nano-bubble layer and float. This increases the filtering effect of contaminants or fine-sized solids in the form of ordinary solids. In addition, although a fluid flow rate loss (pressure loss) occurs due to the water resistance of the carrier of the filter, the bubble filter layer has almost no pressure loss.

또한, 일반적으로 여과기는 역세수 발생량이 유입수의 5~10% 정도이지만, 본 발명의 실시예에서는 부상되는 오염물질만 스컴 스키머(미도시, Scum Skimmer)를 이용하여 기계적으로 제거하므로, 오염물질 발생량이 유입유량의 0.1~0.5% 정도이다. 따라서, 본 발명에서 역세수 발생량은 여과장치의 역세수량 대비 1~ 5% 수준에 해당하는 효과가 있다.In addition, the filter is generally about 5 to 10% of the influent water generated in the backwash water, but in the embodiment of the present invention, since only the contaminant that is injured is mechanically removed using a scum skimmer (not shown), the pollutant generation amount It is about 0.1 to 0.5% of this inflow. Therefore, the amount of backwash water generated in the present invention has an effect corresponding to a level of 1 to 5% compared to the amount of backwashed water of the filtration apparatus.

한편, 버블은 수중의 온도, 압력, 물의 점도 등에 밀접한 관련이 있다. 직경이 50㎛~100㎛ 이상인 버블은 매크로 버블이라 하며, 직경이 20㎛~50㎛ 사이인 버블은 마이크로 버블이라 하며, 직경이 1㎛~20㎛ 사이인 버블은 통상 마이크로/나노 버블(MNB: Micro/Nano Bubble)이라 한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 마이크로/나노 버블은 예를 들어 2㎛~30㎛의 직경을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Bubbles, on the other hand, are closely related to temperature, pressure, water viscosity, and the like. Bubbles having a diameter of 50 μm to 100 μm or more are called macro bubbles, bubbles having a diameter of 20 μm to 50 μm are called micro bubbles, and bubbles having a diameter of 1 μm to 20 μm are typically micro / nano bubbles (MNB: Micro / Nano Bubble). The micro / nano bubble used in the embodiment of the present invention may have a diameter of 2 μm to 30 μm, for example, but is not limited thereto.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노즐로부터 발생되는 버블의 독립분산 운동을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the independent dispersion motion of the bubble generated from the nozzle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 노즐(250)로부터 분사되는 버블은 분사되면서 표면이 음(-)이온으로 대전되어 버블 간의 이온반발에 의해 독립분산 운동을 하게 된다. 독립분산 운동에 의해, 각 버블이 부상하는 동안 결합하는 상승결합 현상이 발생하지 않으므로, 각 버블은 독립적으로 폐수의 오염물질을 흡착하면서 부상할 수 있다.Referring to FIG. 3, bubbles sprayed from the nozzle 250 are charged with negative (-) ions while being sprayed to perform independent dispersion by ion repulsion between bubbles. Because of the independent dispersion movements, no synergistic coupling phenomenon occurs in which each bubble floats, so that each bubble can float while independently adsorbing contaminants in the wastewater.

노즐(250)에 의해 분사되는 미세입자 버블로서 마이크로/나노 버블의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. The characteristics of the micro / nano bubbles as the fine particle bubbles injected by the nozzle 250 are as follows.

- 마이크로/나노 버블의 크기는 마이크로단위로 매우 작아 부상하는 속도가 느려진다. 예를 들어, Stokes의 식에 의하면, 버블의 직경이 50㎛이 경우, 상온인 수중에서의 부상속도는 84mm/분이다.-The size of micro / nano bubbles is very small in micro units, which slows down the rise. For example, according to Stokes' equation, when the diameter of the bubble is 50 µm, the floating speed in water at room temperature is 84 mm / min.

- 또한, 부상조(100)의 상부, 즉, 버블필터영역(120)으로 부상된 버블들은 그 크기가 미세하므로 비표면적(같은 용적 당의 버블표면적)이 증가하며 이는 기액계면의 흡착조작 또는 물질이동조작에 유리하게 작용할 수 있다.In addition, since the bubbles floating on the upper part of the floating tank 100, that is, the bubble filter area 120, have a small size, the specific surface area (bubble surface area per the same volume) increases, which is the adsorption operation or mass transfer of the gas-liquid interface. It can act advantageously for manipulation.

- 기액계면에 생성되는 클러스터 구조(예를 들어, 수소결합 네트워크)에 의해 물분자가 전리되어 만들어지는 OH- 이온이 계면에 모이면서 마이크로/나노 버블의 표면이 (-)이온으로 대전된다.-The surface of the micro / nano bubble is charged with (-) ion while OH - ions formed by ionizing water molecules are collected at the interface by a cluster structure (for example, hydrogen bonding network) generated at the gas-liquid interface.

- 증류수 중에서 마이크로/나노 버블의

Figure pat00001
(제타) 전위는 버블 지름(20㎛~60㎛)과 관계없이 -35mV이다. 이 제타전위는 pH의 영향을 받아 강산성에서는 대략 0mV, 강알칼리성에서는 대략 -100mV가 된다. 수중의 먼지성분 흡착은 마이크로/나노 버블의 표면전하와 관계가 있다.Of micro / nano bubbles in distilled water
Figure pat00001
The (zeta) potential is -35 mV irrespective of the bubble diameter (20 µm to 60 µm). This zeta potential is approximately 0 mV in strong acidity and -100 mV in strong alkalinity under the influence of pH. Dust adsorption in water is related to the surface charge of micro / nano bubbles.

- 수중의 버블 내외 압력차는 아래의 Young-Laplace 식으로 구할 수 있다. -The pressure difference inside and outside the bubble in water can be obtained by Young-Laplace equation below.

Figure pat00002
Figure pat00002

[수학식 1]에서, s는 물의 표면장력, d는 버블의 지름, P는 버블의 내외 압력차로서, 버블 지름이 작아지면 버블의 내외압력차는 증가한다. 이러한 변화가 단열압축에서 발생한다고 가정한다면, 버블 내의 온도도 급격하게 상승한다. 따라서, 초음파 등의 외력에 의해 버블이 파열되면 순간적으로 고압, 고온이 생성된다.In Equation 1, s is the surface tension of water, d is the diameter of the bubble, P is the pressure difference between the inside and outside of the bubble, the smaller the bubble diameter increases the pressure difference between the inside and outside of the bubble. Assuming this change occurs in adiabatic compression, the temperature in the bubble also rises sharply. Therefore, when bubbles burst by external force such as ultrasonic waves, high pressure and high temperature are instantaneously generated.

- 버블이 독립분산 운동을 하게 되므로 상승결합현상이 없다. 자세히 설명하면, 일반버블(Macro 버블 또는 mm 사이즈의 버블)은 수중에서 버블이 상승하면서 버블간 결합에 의해 부력이 상승되어 더욱 빠른 속도로 수면으로 부상되는 현상이 있으나, 마이크로/나노 버블은 버블표면이 음이온으로 대전되어 있어 버블간 이온반발에 이해 상호충돌 및 독립분산운동으로 수중환경에서 버블이 포화(Milky Saturation)되어 매우 느린 부상속도를 가진다.-As the bubble is independantly distributed, there is no synergy. In detail, the normal bubble (macro bubble or mm size bubble) is a phenomenon in which buoyancy is increased by the inter-bubble bond as the bubble rises in the water, so that it rises to the surface at a higher speed, but the micro / nano bubble bubble surface It is charged with this anion, so the bubble is saturated in the aquatic environment due to mutual collision and independent dispersion.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수처리장치에서 마이크로/나노 버블이 발생되어 버블 필터층이 형성되는 과정의 일 예를 보여준다.4 illustrates an example of a process in which a bubble filter layer is formed by generating micro / nano bubbles in a water treatment device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 부상조로 폐수가 유입되고 노즐로부터 버블이 발생되면, 1분 경과 후 오염물질이 흡착된 버블들이 부상반응영역에서부터 발생되어 부상한다.시간이 경과함에 따라 버블들이 부상하면서 확산되어 부상조의 버블필터영역에 버블 필터층이 형성된다. 5분 정도의 시간이 경과하면 부상조에 버블 필터층과 버블들이 부상조의 대부분의 영역에 형성되어 포화상태(Milky Saturation)가 된다. 이로써, 버블들의 부상은 장시간 소요되어 버블 필터층의 지속력이 향상된다.Referring to FIG. 4, when wastewater flows into the floating tank and bubbles are generated from the nozzles, bubbles that are adsorbed with contaminants are generated and floated from the floating reaction zone after one minute. A bubble filter layer is formed in the bubble filter region of the floating tank. After about 5 minutes, the bubble filter layer and bubbles are formed in most of the floating tanks, resulting in saturation. As a result, the rise of the bubbles takes a long time to improve the durability of the bubble filter layer.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수처리장치에서 생성되는 버블 필터층의 수중 잔류 효과를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the residual effect of the bubble filter layer generated in the water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 포화상태(Milky Saturation)가 된 이후, 1분 내지 3분이 경과하여도 수중 내에 마이크로/나노 버블과 버블 필터층이 잔류하고 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의해 형성되는 버블 필터층은 오랜 시간동안 부상조 내에서 유지되어 오염물질의 제거 및 처리수의 배출에 유용하게 사용될 수 있으며, 반응 지속성 및 수중 용해율이 향상되는 효과를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 5, after 1 minute to 3 minutes have elapsed after the saturation (Milky Saturation), the micro / nano bubble and the bubble filter layer remain in the water. Therefore, the bubble filter layer formed by the embodiment of the present invention is maintained in the flotation tank for a long time can be usefully used for the removal of contaminants and the discharge of treated water, providing the effect of improving the reaction persistence and dissolution rate in water can do.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 순환수 펌프(210)는 부상조(100)로부터 배출되는 순환수를 용해수 발생기(240)로 주입하고 있다. 즉, 부상조(100)는 이미 사용된 폐수를 재사용하여 오염물질을 부상시킨다. 이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 순환수 펌프(210)는 부상조(100) 외의 다른 물공급기(미도시)로부터 물을 공급받아 용해수 발생기(240)로 주입되도록 할 수 있다. 즉, 부상조(100)에서 오염물질의 부상에 사용되는 물은 부상조(100) 외의 외부로부터 공급가능하다.According to the embodiment of the present invention described above, the circulating water pump 210 injects the circulating water discharged from the floating tank 100 to the dissolved water generator 240. That is, the flotation tank 100 reuses the wastewater already used to float the pollutants. On the contrary, according to another embodiment of the present invention, the circulating water pump 210 may be supplied with water from the water supply (not shown) other than the floatation tank 100 and injected into the dissolved water generator 240. That is, the water used for the rise of contaminants in the flotation tank 100 can be supplied from outside the flotation tank 100.

상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

100: 부상조 110: 부상반응영역
120: 버블필터영역 130: 순환영역
140: 크리닝영역 150: 제1격벽
160: 제2격벽 200: 수처리장치
210: 순환수 펌프 220: 에어 공급기
230: 에어 인젝터 240: 용해수 발생기
250: 노즐
100: flotation 110: flotation reaction zone
120: bubble filter area 130: circulation area
140: cleaning area 150: first partition
160: second bulkhead 200: water treatment device
210: circulating water pump 220: air supply
230: air injector 240: melted water generator
250: nozzle

Claims (9)

폐수 및 미세입자의 버블이 유입되며, 상기 버블이 상기 폐수의 오염물질을 흡착하면서 상부로 부상하는 부상반응영역;
상기 부상반응영역으로 유입되는 폐수 중 상기 오염물질이 일부 제거된 폐수가 이동하여 와류하는 순환영역; 및
상기 버블 및 버블 필터층에 의해 상기 폐수가 처리된 처리수가 저장되는 크리닝영역;을 포함하며, 상기 부상반응영역, 상기 순환영역 및 상기 크리닝영역의 상부에는 상기 부상반응영역에서 부상된 버블에 의해 상기 버블 필터층이 형성되며, 상기 버블 필터층의 버블에 의해 오염물질의 침전이 방지되는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 부상조.
A flotation reaction region into which bubbles of waste water and fine particles are introduced, and the bubbles rise to the upper side while adsorbing contaminants of the waste water;
A circulation zone in which the wastewater from which the pollutant is partially removed is moved and vortex among the wastewater flowing into the floating reaction zone; And
And a cleaning region in which the treated water treated with the waste water by the bubble and bubble filter layer is stored, wherein the bubble is floated above the floating reaction region, the circulation region, and the cleaning region by a bubble floating in the floating reaction region. A floatation tank using a micro / nano bubble, wherein a filter layer is formed and sedimentation of contaminants is prevented by bubbles in the bubble filter layer.
제1항에 있어서,
상기 부상반응영역, 상기 순환영역 및 상기 크리닝영역을 물리적으로 구분하고, 상기 폐수의 와류에 의한 상기 버블 필터층의 와해를 방지하기 위한 적어도 두 개의 격벽들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 부상조.
The method of claim 1,
And at least two barrier ribs for physically separating the floating reaction zone, the circulation zone, and the cleaning zone, and preventing breakage of the bubble filter layer due to vortices of the wastewater. Flotation using bubbles.
내부의 적정 수면보다 낮은 격벽이 하나 이상 구비되며, 미세입자의 버블을 이용하여 폐수의 오염물질을 필터링 및 부상시키는 부상조;
공기가 용해된 용해수로부터 상기 미세입자의 버블을 상기 부상조 내로 발생시키는 노즐; 및
상기 용해수를 상기 노즐로 공급하는 용해수 발생기;를 포함하며,
상기 부상조 내로 유입되는 상기 미세입자의 버블은 상기 부상조의 상부로 부상하여 상기 오염물질의 침전을 방지하는 버블 필터층을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치.
A floatation tank having one or more partition walls lower than an appropriate level of water therein and filtering and floating contaminants of the waste water using bubbles of fine particles;
A nozzle for generating bubbles of the fine particles into the floating tank from dissolved water in which air is dissolved; And
And a dissolved water generator for supplying the dissolved water to the nozzle.
Bubbles of the fine particles introduced into the flotation tank rises to the top of the flotation tank to form a bubble filter layer to prevent the precipitation of the contaminants.
제3항에 있어서,
상기 미세입자의 버블에는 상기 부상조로 유입되는 폐수의 오염물질이 흡착되며, 상기 오염물질이 흡착된 미세입자의 버블이 상기 부상조의 상부로 부상하는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치.
The method of claim 3,
Contaminants of the wastewater flowing into the flotation tank are adsorbed to the bubbles of the microparticles, and the bubble of the microparticles adsorbed with the contaminants floats to the top of the flotation tank.
제3항에 있어서,
상기 부상조에 복수 개의 격벽들이 구비되는 경우, 상기 격벽들 사이의 영역에서는 상기 오염물질이 일부 제거된 폐수가 이동하여 와류되며,
상기 와류되는 폐수를 흡입하여 상기 용해수 발생기로 유입시키는 펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치.
The method of claim 3,
When a plurality of partitions are provided in the floating tank, wastewater from which the pollutants are partially removed is moved and vortexed in an area between the partitions.
And a pump for suctioning the vortexed wastewater and introducing the dissolved water into the dissolved water generator.
제5항에 있어서,
상기 부상조는,
상기 부상조 내로 유입되는 버블이 상기 오염물질을 흡착하면서 상부로 부상하는 부상반응영역, 상기 부상반응영역의 하부로 유입되는 폐수 중 상기 오염물질이 일부 제거된 폐수가 이동하여 와류하는 순환영역 및 상기 버블에 의해 상기 폐수가 처리된 처리수가 저장되는 크리닝영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치.
The method of claim 5,
The flotation tank,
The floating reaction zone in which the bubble flowing into the flotation tank floats upward while absorbing the contaminant, the circulation zone in which the wastewater from which the contaminant is partially removed is vortexed out of the wastewater flowing into the lower portion of the floating reaction zone, and the The water treatment apparatus using micro / nano bubbles, characterized in that divided into a cleaning area for storing the treated water treated by the bubble.
제6항에 있어서,
상기 버블 필터층은 상기 부상반응영역, 상기 순환영역 및 상기 크리닝영역의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치.
The method of claim 6,
The bubble filter layer is a water treatment device using a micro / nano bubble, characterized in that formed on top of the floating reaction region, the circulation region and the cleaning region.
제3항에 있어서,
상기 버블은 마이크로 단위의 입자 또는 나노 단위의 입자인 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치.
The method of claim 3,
The bubble is a water treatment device using a micro / nano bubble, characterized in that the particles of the micro unit or particles of the nano unit.
제3항에 있어서,
상기 노즐은 상기 버블의 분사노즐경을 버블발생유량별로 변경가능한 충돌형 2유체 노즐인 것을 특징으로 하는 마이크로/나노 버블을 이용한 수처리장치.
The method of claim 3,
The nozzle is a water treatment apparatus using micro / nano bubbles, characterized in that the impact-type two-fluid nozzle that can change the injection nozzle diameter of the bubble for each bubble generation flow rate.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101362858B1 (en) * 2013-08-27 2014-02-14 경상북도 경주시 Partition barrier type floatation apparatus using micro or nano bubble
WO2015030381A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Gyeongju-Si,Gyeongsangbuk-Do Partition-type floatation apparatus using fine bubbles
KR101858028B1 (en) 2017-11-10 2018-06-27 (주)엠비티 Rapid complex water treatment system
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