KR20130078327A - 양전하를 갖는 미세기포 발생장치 및 이를 이용한 수처리장치 - Google Patents

Abstract

양전하를 갖는 미세기포 발생장치 및 이를 이용한 수처리장치를 제공한다.
본 발명은 일정량의 처리수에 기체를 주입하여 기포를 생성하는 혼합부, 상기 혼합부에 의해 생성된 처리수 내 기포에 양전하를 대전하는 전해조, 상기 전해조에 의해 생성된 양전하를 갖는 기포가 내부노즐을 통과하면서 미세기포를 발생시키는 혼합탱크를 포함하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 미세기포 발생장치, 상기 미세기포 발생장치에서 발생된 미세기포가 공급되고, 일정량의 원수가 저장되는 처리조, 상기 처리조내로 공급된 후 수면으로 부상되는 미세기포가 폭발되도록 일정세기의 초음파를 발생시키는 초음파발진기를 포함하고, 상기 미세기포의 폭발시 발생하는 폭발력에 의해서 미세기포에 부착된 세균을 살균하여 소독처리하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치를 제공한다.

Description

양전하를 갖는 미세기포 발생장치 및 이를 이용한 수처리장치{Device for Generating Micro Bubble Having Positive Charge and Water Treatment Apparatus Using the Same}

본 발명은 양전하를 갖는 미세기포를 발생하는 장치 및 이를 이용하여 처리수를 살균소독처리하는 수처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 미세기포는 물과 기체만을 이용한 친환경적 에너지원으로 1/100밀리미터에서 1/1000 밀리미터의 아주 작은 거품으로 장치에서 만들어지게 된다.

이러한 미세기포는 보통 거품과는 달리 직경이 1μm(1마이크로 미터) 이하의 매우 미세한 기포이며 마이크로 버블직경이 50μm이하인 미소 기포이다.

색은 우윳빛으로 미세한 거품이 연속으로 터지면서 수중에서 축소해 소멸함과 함께 동시에 매우 느린 속도로 상승하면서 40Khz의 초음파를 포함한 충격파가 시속 400㎞의 속도, 다량의 음이온발생, 순간적인 고열을 발생시키면서 다양한 효과를 유발하는 성질이 있다고 알려져 있어 이를 이용하여 다양한 응용기술을 개발할 수 있다.

그리고, 미세기포는 인체의 혈액 순환을 도울 수 있다는 실험결과로 인해 미세기포를 이용한 온천은 오존을 포함한 물로 살균 효과와 생물에 대한 활성효과가 인정되어 의료나 건강, 식품가공, 농업 용수, 어류 양식장 등에서의 활용이 기대되고 있다.

또한, 야채, 과일의 세척기술에서는 표면에 잔류하는 각종 농약성분을 제거할 수 있고, 인체의 피부에 잔재하는 노폐물을 용이하게 배출시킴으로써 피부미용에 탁월한 효과는 물론, 인체의 근육 마사지와 이완시킴으로써 피로회복에 도움을 주는 기능이 알려지고 있다.

이러한 미세기포의 다양한 기능을 이용하기 위한 미세기포 발생장치들이 다양한 형태로 개시되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0748580호에는 수조에 채워진 물을 펌프로 입배기함과 함께 소량의 기체를 주입시키면서 고압으로 압축하여 수조로 배기하면서 다공을 뚫은 노즐을 통과하는 동안 마찰 등에 따른 마이크로 크기의 미세기포를 발생하는 것이 개시되어 있다. 이러한 종래의 미세기포 발생장치는 수조의 물을 펌핑하여 순환하기 위한 펌프와 순환수에 기체를 공급하기 위한 기체공급밸브 그리고 압축통을 구비함과 동시에 배기 측에는 고압축수가 배출되면서 다공을 통과하고 마찰되어 미세기포를 대량으로 발생시키기 위하여 특수하게 제작된 마이크로 노즐이 별도로 구성되어야 한다.

한편, 미세기포를 주입하여 물속의 입자를 제거하는 수처리 방법이 알려져 있는데, 용존 기체 부상법(DAF, Dissloved Air Flotation)은 미세기포를 발생시켜 이때 상승하는 미세기포와 부유 또는 침전하는 입자들의 충돌을 유발하여 기포와 입자의 집합체를 가볍게 만들어 수면 위에서 제거하는 방식으로, 수중의 조류나 플록과 같이 밀도가 낮은 입자를 제거하는데 사용되며, 부유 선광법은 기체를 불어넣어서 광물을 분리하는데 사용된다. 물속의 입자들의 충돌 이론에 의하면, 미세기포를 주입하여 입자를 제거하는데 가장 중요한 인자는 두 인자의 정전기적 특성과 크기이며, 그 중에서 정전기적인 특성이 더욱 중요하다고 알려져 있다. 물속의 입자는 대부분 음으로 하전되어 있는데, 종래의 수처리 방법에서 주입하는 미세기포 역시 음의 전하를 가지고 있다. 따라서, 종래에는 음전하를 띤 입자와 역시 음전하를 띤 기포를 충돌시켜야 하였기 때문에 효율이 떨어지거나 전처리를 과다하게 하여야 하는 문제가 있었다. 한편, 부유 선광법에서 화학약품인 표면 흡착제를 사용하여 양전하를 띤 미세기포를 인위적으로 만들어서 수처리의 효율을 증대하는 예가 알려져 있었으나, 음용수나 자연수계에서 표면 흡착제와 같은 화학약품을 사용하는 것은 수질을 오염시키고, 안전성을 해치는 것일 뿐만 아니라 처리 비용이 많이 드는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 음전하를 갖는 이물질과의 부착력을 높일 수 있도록 양전하를 갖는 미세기포를 다량으로 발생시킬 수 있는 미세기포 발생장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 처리수에 포함된 이물질, 세균을 미세기포의 폭발시 발생하는 폭발에너지를 이용하여 살균소독처리할 수 있는 양전하를 갖는 미세기포를 이용한 수처리장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 일정량의 처리수에 기체를 주입하여 기포를 생성하는 혼합부와 상기 혼합부에 의해 생성된 처리수 내 기포에 양전하를 대전하는 전해조와 상기 전해조에 의해 생성된 양전하를 갖는 기포가 내부노즐을 통과하면서 미세기포를 발생시키는 혼합탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합부는 처리수 공급관과 상기 처리수 공급관에 연결된 기체유입관으로 구성되고, 상기 기체유입관 출구단에 기체유입조절밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 전해조로 유입되는 유입수에 전해질이 될 수 있도록 상기 처리수의 농도가 NaCl 0.001~0.001M인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 전해조는 양극 전극판과 음극 전극판을 포함하여 구성되고, 특히 상기 음극 및 양극 전극판은 철, 알루미늄 및 스테인레스 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 혼합탱크는 미세기포를 형성하는 하나 이상의 내부노즐 및 재혼합공간을 포함하는 것이 좋고, 상기 내부노즐은 하나 이상의 노즐공이 구비되고 일정간격으로 이격 배치되는 하나 이상의 노즐블럭을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 노즐공은 기포를 포함한 처리수가 보다 미세한 기포를 형성하기 위해 길이방향으로 선형 또는 비선형으로 구성된다.

또한, 상기 전해조와 혼합탱크 사이의 급수관에 펌프가 구비되는 것이 좋다.

한편, 본 발명은 양전하를 갖는 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치와 상기 미세기포 발생장치에서 발생된 미세기포가 공급되고, 일정량의 원수가 저장되는 처리조를 포함하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 제공한다.

상기 처리조 내로 공급된 후 수면으로 부상되는 미세기포를 폭발되도록 일정세기의 초음파를 발생시키는 초음파발진기를 더 포함하고, 상기 미세기포의 폭발시 발생하는 폭발력에 의해서 미세기포에 부착된 세균을 살균하여 소독처리한다.

상기 처리조는 원수유입조절밸브를 갖는 원수공급관과 연결되고, 상기 미세기포 발생장치는 상기 처리조에서 살균소독처리된 처리수를 재순환공급받을 수 있도록 처리조에 연결된 순환관과 연결되는 것이 바람직하다.

상기 미세기포 발생장치와 처리조 사이에는 상기 처리조에서 살균소독처리되어 음용가능한 처리수를 공급받아 일정량 저장하는 저장조를 배치한다.

또한, 상기 미세기포 발생장치는 일정량의 원수가 저장된 원수저장조와 처리수 공급관을 매개로 연결되고, 상기 처리수 공급관은 처리조에 연결된 순환관과 연결된다.

상기 처리조는 상기 미세기포 발생장치로부터 연장되는 미세기포 공급관과 연결되어 양전하를 갖는 미세기포를 처리조에 공급하도록 산기관을 바닥면에 배치한다.

상기 초음파발진기는 상기 양전하를 갖는 미세기포를 처리조에 공급하도록 산기관과 동일한 높이로 배치되거나 서로 다른 높이로 배치되는 것이 좋다.

상기 미세기포 발생장치에서 양전하를 갖는 미세기포를 발생시키는 작동시기와 상기 초음파발진기에서 양전하를 갖는 미세기포에 전달되는 초음파를 발생시키는 작동시기를 제어하는 제어부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 외부로부터 공급되는 처리수를 전기분해하여 양전하를 발생시키고, 혼합탱크의 내부노즐을 통하여 처리수와 기체를 통과시켜 양전하를 갖는 미세기포를 발생시킴으로써 흡착제와 같은 화학약품의 사용 없이 음전하를 띠는 이물질을 미세기포에 부착시켜 수면 위로 부상시켜 수처리할 수 있기 때문에 수처리 비용을 절감할 수 있고, 수질오염을 방지할 수 있다.

또한, 양전하를 갖는 미세기포에 박테리아 또는 대장균과 같은 세균을 부착한 상태에서 수면으로 부상되는 미세기포에 일정 세기의 초음파를 제공함으로써 부상되는 미세기포를 수중에서 폭발시킬 수 있기 때문에 수중에서의 미세기포 폭발시 발생하는 폭발력에 의해서 미세기포에 부착된 세균을 살균하여 소독처리할 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세기포 발생장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치를 도시한 개략도이다
도 4는 미세기포의 폭발에 의한 살균처리과정을 도시한 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 더욱 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미세기포 발생장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 혼합부(10), 전해조(12), 펌프(14) 및 혼합탱크(16)를 포함한다.

상기 혼합부(10)는 처리수 공급관(11)과 상기 처리수 공급관(11)에 연결된 기체유입관(15)으로 구성되고, 상기 기체유입관(15) 출구단에 기체유입조절밸브(15a)가 설치된다.

상기 전해조(12)는 내부공간으로 유입되는 처리수인 물을 전기분해하여 처리수에 양전하를 부여하도록 일정량의 처리수가 공급되는 내부공간에 복수개의 양극,음극전극판(12a,12b)을 구비한다.

이러한 전해조(12)는 처리수공급관(11)과 일단이 연결되고, 타단에는 상기 펌프(14)에 처리수를 공급하는 급수관(13)과 연결된다.

상기 양극, 음극전극판(12a,12b)은 상기 전해조(12)의 내부에 처리수의 공급방향과 나란하고 일정간격을 두고 이격되어 외부로부터 전압이 인가되는 복수 개의 금속판으로 이루어진다.

이러한 음극 전극판(12a)은 외부로부터 음극이 인가되어 전해조 내의 처리수의 전기분해에 의해서 수소가스를 발생시키는 전극판이고, 외부로부터 양극이 인가되어 금속박판의 양전하가 용출되어 음극 전극판에서 용출되는 기체에 양전하를 부여하는 전극판으로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 상기 전극판(12a,12b)은 철, 알루미늄 또는 스테인레스 소재 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

즉, 서로 일정간격을 두고 이격된 양극 전극판과 음극 전극판에 외부로부터 전압을 인가하여 양극 전극판에는 양극을 인가하고 음극 전극판에 음극을 인가하게 되면, 전기분해에 의하여 알루미늄 소재로 이루어지는 음극 전극판에서는 수소가스가 발생하고, 양극 음극판에서는 양전하가 용출되어 처리수에 양전하를 부여하게 된다.

이에 따라, 상기 양극 전극판을 철소재로 형성한 경우에는 상기 양극 전극판 에서 아래와 같은 화학식 1에 의한 전기분해 화학반응이 일어난다.

<화학식 1>

Fe → Fe2+ + 2e-

Fe2+ → Fe3+ + e-

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓

또한, 상기 양극전극판을 알루미늄(aluminium)으로 형성한 경우에는, 양극 전극판의 주위에서 아래와 같은 화학식 2에 의한 전기분해 화학반응이 일어난다.

<화학식 2>

Al → Al3+ + 3e-

Al3+ + 3OH- → Al(OH)3↓

양극전극판에 전압을 인가하게 되면, 전극판으로부터 양전위를 가지는 금속 이온(철이온,알루미늄이온)이 용출하고,불용성의 금속 수산화물(수산화철,수산화 알미늄 등)이 생성하게 된다. 생성되는 금속 수산화물은,물보다도 비중이 크기 때문에 전해조의 서서히 침전된다.

한편, 음극전극판에서는 아래와 같은 화학식 3에 의한 전기분해 화학반응이 일어난다.

<화학식 3>

2H+ + 2e- → H2↑

상기 음극전극판에 전압을 인가하게 되면, 전극판으로부터 용출되는 수소 가스가 발생하게 된다.

상기 혼합탱크(16)는 상기 전해조(12)로부터 연장된 급수관(13)의 길이중간에 구비된 펌프(14)에 의해서 전기분해된 처리수가 가압공급되도록 상기 급수관(13)을 매개로 상기 펌프(14)와 연결된다.

이러한 혼합탱크(16)에는 기체유입관(15)에 설치된 기체유입조절밸브(15a)의 개방시 이를 통해 공급되는 외부기체가 처리수와 더불어 공급되며, 그 내부공간에는 외부기체와 혼합된 처리수가 통과하면서 미세기포를 형성하는 내부노즐(17)과 재혼합공간(18)을 구비한다.

여기서, 상기 기체유입조절밸브(15a)는 상기 처리수공급관(11)에 연결되는 기체유입관(15)에 설치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 펌프(14)의 입구측에 연결되는 급수관(14)에 연결되는 기체유입관에 설치되어 양전하가 부여된 처리수를 공급하는 급수관에 외부기체를 공급할 수도 있다.

상기 혼합탱크(16)는 펌프(14)로부터 압송되는 처리수와 기체의 혼합물을 도입하기 위한 유입구(16a)와, 상기 내부노즐(17) 및 재혼합공간(18)을 통과하면서 발생되고 양전하가 부여된 미세기포를 토출하기 위한 배출구(16b)를 포함한다.

상기 내부노즐(17)은 상기 혼합탱크(16)의 내부에 일정간격을 두고 이격배치되는 하나 이상의 노즐블럭(17a)과, 처리수와 기체의 혼합물이 통과하도록 상기 노블블럭(17a)에 관통형성되는 오리피스(orifice)와 같은 하나 이상의 노즐공(17b)을 포함한다.

이때, 상기 노즐블럭(17a)에 관통형성되는 노즐공(17b)은 이를 통과하는 처리수와 기체의 혼합물과의 마찰력을 유발시켜 미세기포의 발생량을 증대시키고, 미세기포의 크기를 가일층 작게 형성할 수 있도록 길이방향으로 선형 또는 비선형적으로 길게 연장되는 것이 바람직하다.

상기 하나 이상의 노즐블럭(17a)에 관통형성되는 노즐공(17b)의 직경과 형성갯수는 이를 통과하는 혼합물의 요구 압력에 따라 선택적일 수 있다.

이에 따라, 상기 혼합탱크(16)의 유입구(16a)를 통해 내부공간으로 유입된 처리수와 기체의 가압된 혼합물은 혼합탱크(16)의 배출구(16b)를 통해 빠져나오기까지 각 노즐블럭(17a)에 형성된 노즐공(17b)들을 빠르게 통과하게 되며, 재혼합공간(18)에서 기체와 처리수의 재혼합과정에서 미세기포가 생성되는 것이다.

이때, 상기 혼합탱크의 내부로 공급된 유체 혼합물은 배출구(16b)측에 가까워질수록 더 빠른 통과 유속을 가지게 되는 반면에 인접하는 노즐블럭(17a)사이에서의 유체압력은 배출구(16b)에 가까워질수록 빠르게 감소하게 된다.

이와 같이 상기 혼합탱크(16)의 내부공간에서 처리수와 기체가 혼합된 유체 혼합물이 외부로 빠져나가는 짧은 시간 동안에 유체압력의 아주 빠른 감소에 의해서 처리수에 포함된 기체가 노즐을 통과하면서 발생하는 기포의 크기를 가일층 작게 하여 상기 배출구(16b)로부터 더 많은 수의 미세 기포들을 발생시킨다.

그리고, 상기 혼합탱크(16)의 내부공간에는 양전하를 갖는 처리수가 공급됨으로써 상기 혼합탱크(16)의 배출구(16b)를 통하여 양전하가 부여된 미세기포가 발셍하게 되는 것이다.

즉, 상기 펌프(14)의 가동에 의하여 상기 전해조(12)에서 전기분해된 처리수는 기체와 더불어 급수관(13)을 통하여 상기 혼합탱크(16)의 유입구(16a)로 압송되고, 상기 혼합탱크(16)의 내부로 공급된 처리수와 기체의 혼합물은 각각의 노즐블럭(17a)에 형성된 노즐공(17b)을 통과하면서 상기 노즐공(17b)의 뒤쪽인 재혼합공간(18)에서 높은 난류 혼합영역이 발생된다.

이러한 재혼합공간(18)에서 발생하는 난류는 심한 압력변동을 일으키며, 제트스트림(jet stream)의 압력이 낮기 때문에 대기압보다 낮은 부의 압력영역들이 형성되고, 이러한 조건하에서는 갑작스런 압력 강하가 일어날 때마다 기포가 발생되는데 복수개의 노즐블록을 통과할수록 더 많은 그리고 더 작은 미세기포들이 발생하게 된다.

그리고, 이때, 상기 혼합탱크의 배출구를 통하여 배출되는 미세기포에는 전해조에서의 전기분해시 발생한 양전하가 부여됨으로써 양전하를 갖는 미세기포가 배출구로부터 외부로 배출되고, 이러한 양전하를 갖는 미세기포는 기포공급라인(19)을 통하여 사용처로 공급되는 것이다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예를 도시한 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치를 도시한 개략도이다.

본 발명의 수처리장치(100)는 미세기포 발생장치(1)와 상기 미세기포 발생장치에서 발생된 미세기포가 공급되고, 일정량의 원수가 저장되는 처리조(2)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 도 2에 도시한 바와 같이, 초음파 발진기(3)가 추가될 수 있다.

상기 미세기포 발생장치(1)는 전술한 구성과 동일한 바에 이에 대한 상세한 설명은 생략하고, 동일한 부호를 부여한다.

상기 처리조(2)는 상기 미세기포 발생장치(1)에서 발생한 양전하를 갖는 미세기포가 공급되고, 살균소독처리대상물인 원수가 일정량 채워지는 박스형 수조구조물로 이루어질 수 있다.

이러한 처리조(2)는 원수유입조절밸브(23)를 갖는 원수공급관(21)과 연결되어 이를 통해 원수가 일정량 채워지고, 상기 처리조에 채워진 원수의 수위를 측정할 수 있도록 수위계(22)를 구비할 수 있다.

상기 처리조(2)는 상기 미세기포 발생장치(1)로부터 연장되는 미세기포 공급관과 연결되어 양전하를 갖는 미세기포를 공급하도록 산기관(24)을 바닥면에 배치함으로써 양전하를 갖는 미세기포를 상기 처리조(2)의 바닥면으로부터 수면으로 부상시킬 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 처리조에 채워진 원수에 포함된 이물질 또는 박테리아, 세균은 양전하를 갖는 미세기포에 부착되어 부력에 의해서 수면으로 기포와 더불어 부상되는 것이다.

상기 처리조(2)에는 살균소독처리된 음용수를 외부로 배출하여 음용할 수 있도록 조절밸브(26a)를 갖는 음용수배출관(26) 및 잔류하는 원수를 외부로 배출처리할 수 있도록 조절밸브(27a)를 갖는 드레인관(27)을 포함한다.

또한, 상기 초음파 발진기(3)는 상기 처리조(2)의 바닥면에 설치된 산기관을 통해 공급된 후 수면으로 부상되는 미세기포에 초음파를 전달할 수 있도록 전원인가시 일정세기의 초음파를 상기 처리조의 내부에 제공함으로써 미세기포가 수면에 도달하기 전에 수중에서 폭발시킬 수 있는 것이다.

이러한 초음파 발진기(3)는 양전하를 갖는 미세기포를 공급하는 산기관(24)이 배치되는 처리조(2)의 바닥면에 설치되어 상기 산기관(24)과 동일한 설치높이로 배치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 처리조(2)의 바닥면으로부터 일정높이 이격된 위치에 배치되어 상기 산기관(24)과 서로 다른 설치높이로 배치될 수도 있다.

그리고 상기 미세기포 발생장치(1)는 상기 처리조(2)에 연결된 순환관(29)과 연결됨으로써 상기 처리조(2)에서 살균소독처리된 처리수를 재순환공급할 수 있는 것이다.

또한, 상기 미세기포 발생장치(1)에서 양전하를 갖는 미세기포를 발생시키는 작동시기와 상기 초음파발진기(3)에서 양전하를 갖는 미세기포에 전달되는 초음파를 발생시키는 작동시기가 서로 겹쳐지지 않도록 상기 미세기포 발생장치의 작동시기와 초음파 발진기의 작동시기를 제어하는 제어부(25)를 구비한다.

도 3은 본 발명의 제2실시 예를 도시한 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치를 도시한 개략도이다.

본 발명의 수처리장치(100a)는 도 3에 도시한 바와 같이, 미세기포발생장치(1), 처리조(2) 및 초음파 발진기(3)를 포함하며 제1실시예에와 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고, 상세한 설명은 이하 생략한다.

상기 미세기포 발생장치(1)와 처리조(2)사이에는 상기 처리조(2)에서 살균소독처리되어 음용가능한 처리수를 공급받아 일정량 저장하는 저장조(4)를 배치할 수 있으며, 이러한 저장조(4)에는 살균소독처리된 음용수를 외부로 배출하여 음용할 수 있도록 조절밸브(43a)를 갖는 음용수배출관(43) 및 잔류하는 음용수를 외부로 배출처리할 수 있도록 조절밸브(44a)를 갖는 드레인관(44)을 포함한다.

상기 처리조(2)에는 채워진 원수의 최대수위와 최저수위를 검지하는 수위센서(22a,22b)를 구비할 수 있다.

상기 처리조(2)에는 제1실시예와 마찬가지로 상기 미세기포 발생장치(1)로부터 연장되는 미세기포 공급관(18)과 연결되어 양전하를 갖는 미세기포를 공급하도록 산기관(24)과 더불어 수면으로 부상되는 미세기포에 초음파를 전달할 수 있도록 전원인가시 일정세기의 초음파를 발생시키는 초음파발진기(3)를 바닥면에 구비한다.

이러한 산기관(24)과 초음파 발진기(3)는 처리조(2)의 바닥면에 동일한 높이로 설치되거나 서로 다른 높이로 설치될 수 있다.

또한, 상기 미세기포 발생장치(1)는 일정량의 원수가 저장된 원수저장조(20a)와 처리수 공급관(11)을 매개로 연결되고, 상기 처리수 공급관(11)은 처리조(20)에 연결된 순환관(29)과 연결된다.

이에 따라, 상기 미세기포 발생장치(1)에는 상기 원수저장조에 저장된 원수 또는 상기 처리조에 저장된 처리수가 선택적으로 공급될 수 있는 것이다.

상기한 구성을 갖는 양전하를 갖는 미세기포를 이용한 수처리장에서(100,100a)에서 원수에 포함된 박테리와 같은 세균을 살균소독처리하는 공정은 먼저 상기 처리조(2)에 살균소독처리하고자 하는 대상물인 원수가 최고위에 도달하게 되면, 상기 미세기포 발생장치(1)의 작동에 의해서 양전하를 갖는 미세기포를 기포공급관 및 산기관을 통하여 상기 처리조(2)의 내부로 일정시간 공급한다.

이러한 경우, 상기 산기관(24)에서 배출되는 미세기포는 부력에 의해서 수면으로 부상하게 되는데, 이때 상기 미세기포는 양전하를 갖고 있기 때문에 도4에 도시한 바와 같이, 음전하를 갖는 박테리아 또는 대장균과 같은 세균을 부착시킨 상태에서 이와 더불어 수면으로 부상하게 되는 것이다.

그리고, 상기 처리조(2)에 배치된 초음파 발진기(3)의 작동에 의해서 일정세기의 초음파를 발생시키고, 발생된 초음파가 부상하는 미세기포에 전달되면, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 초음파에 의해서 미세기포는 인위적으로 폭발되고, 수면으로의 부상 중 폭발하는 미세기포의 폭발력에 의해서 상기 미세기포에 부착된 세균을 살균소독하여 상기 처리조에 채워진 원수를 음용가능한 처리수로 전환시킬 수 있는 것이다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

1 : 미세기포 발생장치, 2 : 처리조
3 : 초음파 발진기, 4 : 저장조
10: 혼합부, 12 : 전해조
12a,12b : 양극, 음극 전극판 14 : 펌프
16 : 혼합탱크 17 : 내부노즐
18 : 재혼합공간

Claims (18)

1. 일정량의 처리수에 기체를 주입하여 기포를 생성하는 혼합부;
   상기 혼합부에 의해 생성된 처리수 내 기포에 양전하를 대전하는 전해조;
   상기 전해조에 의해 생성된 양전하를 갖는 기포가 내부노즐을 통과하면서 미세기포를 발생시키는 혼합탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 혼합부는 처리수 공급관과 상기 처리수 공급관에 연결된 기체유입관으로 구성되고, 상기 기체유입관 출구단에 기체유입조절밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 처리수의 농도는 NaCl 0.001~0.001M인 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전해조는 양극 전극판과 음극 전극판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 음극 및 양극 전극판은 철, 알루미늄 및 스테인레스 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 혼합탱크는 미세기포를 형성하는 하나 이상의 내부노즐 및 재혼합공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 내부노즐은 하나 이상의 노즐공이 구비되고 일정간격으로 이격 배치되는 하나 이상의 노즐블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 노즐공은 기포를 포함한 처리수가 보다 미세한 기포를 형성하기 위해 길이방향으로 선형 또는 비선형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
9. 제4항에 있어서,
   상기 전해조와 혼합탱크 사이의 급수관에 펌프가 구비되는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 미세기포 발생장치;
    상기 미세기포 발생장치에서 발생된 미세기포가 공급되고, 일정량의 원수가 저장되는 처리조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 처리조 내로 공급된 후 수면으로 부상되는 미세기포를 폭발되도록 일정세기의 초음파를 발생시키는 초음파발진기를 더 포함하고,
    상기 미세기포의 폭발시 발생하는 폭발력에 의해서 미세기포에 부착된 세균을 살균하여 소독처리하는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 처리조는 원수유입조절밸브를 갖는 원수공급관과 연결되는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치는 상기 처리조에서 살균소독처리된 처리수를 재순환공급받을 수 있도록 처리조에 연결된 순환관과 연결되는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
14. 제11항에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치와 처리조 사이에는 상기 처리조에서 살균소독처리되어 음용가능한 처리수를 공급받아 일정량 저장하는 저장조를 배치하는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치는 일정량의 원수가 저장된 원수저장조와 처리수 공급관을 매개로 연결되고, 상기 처리수 공급관은 처리조에 연결된 순환관과 연결되는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리조는 상기 미세기포 발생장치로부터 연장되는 미세기포 공급관과 연결되어 양전하를 갖는 미세기포를 처리조에 공급하도록 산기관을 바닥면에 배치하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 초음파발진기는 상기 양전하를 갖는 미세기포를 처리조에 공급하도록 산기관과 동일한 높이로 배치되거나 서로 다른 높이로 배치되는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치에서 양전하를 갖는 미세기포를 발생시키는 작동시기와 상기 초음파발진기에서 양전하를 갖는 미세기포에 전달되는 초음파를 발생시키는 작동시기를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 양전하를 갖는 미세기포 발생장치를 이용한 수처리장치.

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