KR20150001163A - Reactor for waste water advanced oxidation process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오폐수 고도산화처리용 반응장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 오존 및 과산화수소의 과잉 공급 없이 안정적으로 공급하면서도 오폐수와 효과적으로 혼합하여 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP) 방식의 고도산화처리를 수행할 수 있는 오폐수 고도산화처리용 반응장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a reactor for ozonized water (O 3 ) / hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), which is effectively supplied with ozone and hydrogen peroxide while being stably supplied without excessive supply of ozone and hydrogen peroxide AOP) -based advanced oxidation process can be carried out.
일반적으로, 폐수 등을 정화하는 수처리기술은 여과, 침전, 흡착 등의 물리화학적 처리방법과 미생물을 이용한 생물학적 처리방법이 주로 사용되고 있다.In general, water treatment techniques for purifying wastewater are mainly used in physico-chemical treatment methods such as filtration, sedimentation and adsorption, and biological treatment methods using microorganisms.
물리화학적 처리방법은 다량의 화학약품이 소요되고 운전비용이 높은 단점이 있으며, 미생물을 이용한 생물학적 처리방법은 친환경적인 처리기술이기는 하지만 공정이 복잡하고 대형의 폭기조, 침전조 등이 필요하여 많은 시설공간이 요구되고, 시공에 많은 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라 오,폐수의 난분해성 유기성분은 쉽게 정화할 수 없으므로 근래에는 고도산화처리기술이 활용되고 있다.The physico-chemical treatment method is disadvantageous in that a large amount of chemical is required and operation cost is high. Although the biological treatment method using microorganisms is an environmentally friendly treatment technique, since the process is complicated and a large aeration tank and a settling tank are needed, Not only is it costly and time-consuming to construct, but also the highly oxidative treatment technology has been used in recent years because it can not easily purify the degradable organic components of wastewater.
고도산화처리기술(Advanced Oxidation Process:AOP)은 OH라디칼을 생성시켜 오폐수 등에 함유된 유기화합물을 CO2, H2O, 또는 O2 등의 무해한 화합물로 분해시키는 기술로서 Fentone산화, H2O2산화, UV-자외선에 의한 산화, 촉매 물질에 의한 산화 등 다양한 종류의 기술이 개발되어 있다Advanced Oxidation Process (AOP) is a technology that decomposes organic compounds contained in wastewater or the like into harmless compounds such as CO 2 , H 2 O, or O 2 by generating OH radicals. It is used for Fentone oxidation, H 2 O 2 oxidation, Various kinds of techniques such as oxidation by UV-ultraviolet rays and oxidation by a catalyst material have been developed
고도산화처리기술(Advanced Oxidation Process:AOP)에는 오존(O3)/UV AOP(Advanced Oxidation Process), 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP), 과산화수소(H2O2)/UV AOP(Advanced Oxidation Process), 광촉매를 이용한 AOP(Advanced OxidationProcess), 오존(O3)/High PH AOP(Advanced Oxidation Process), 과산화수소/철염 AOP(Advanced OxidationProcess)의 기술 등이 개발되어 있다.The Advanced Oxidation Process (AOP) includes O 3 / UV AOP (Advanced Oxidation Process), O 3 / H 2 O 2 (Peroxone AOP), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) / UV Advanced Oxidation Process (AOP), Advanced Oxidation Process (AOP) using photocatalyst, O 3 / High PH AOP (Advanced Oxidation Process), and hydrogen peroxide / iron oxide AOP (Advanced Oxidation Process).
한편, 전술한 고도산화처리기술 중 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP)를 이용한 수처리기술은 비교적 난분해성 유기물질의 산화력이 우수하고 처리과정에서 잔류된 오존은 과산화수소(H2O2)와 결합하여 오존 분해를 가속화하는 특징을 가지고 있어서 널리 활용되고 있다.On the other hand, the water treatment technique using the ozone (O 3 ) / hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) (Peroxone AOP) among the above-mentioned advanced oxidation treatment techniques is excellent in the oxidizing ability of the relatively poorly decomposable organic substances and the residual ozone in the process is hydrogen peroxide H 2 O 2 ) to accelerate the decomposition of ozone.
예컨대, 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP)를 이용한 수처리기술로는 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1048086호(등록일자:2011.07.04)에 '다단계의 복합산화공정을 이용한 고농도 OH라디칼 산화제 제조장치, 제조방법 및 고농도 OH라디칼 산화제를 이용한 OH라디칼 수 제조방법'이 개시되어 있다.For example, a water treatment technique using ozone (O 3 ) / hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) (Peroxone AOP) is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1048086 (registered on July 07, 2011) A method for manufacturing a high concentration OH radical oxidizing agent using the same, and a method for producing an OH radical using a high concentration OH radical oxidizing agent '.
다단계의 복합산화공정을 이용한 고농도 OH라디칼 산화제 제조장치는 도1에 도시된 바와 같이 오존(O3)을 공급하는 오존공급부(10)와, 정량펌프에 의해 과산화수소(H2O2)의 주입량을 조절한 후, 고농도 OH라디칼 산화제 제조농도에 맞춰 물로 희석시킨 과산화수소를 공급하는 과산화수소공급부(20)와, 고농도 OH 라디칼 산화제 제조 농도에 맞게 희석시킨 과산화수소에 상기 오존공급부(10)로부터 공급되는 오존을 혼합시키고, 오존이 혼합된 과산화수소를 공급받아, UV램프에서 조사되는 자외선과 광촉매로부터 발생되는 정공의 작용으로 고농도 OH라디칼 산화제를 생성하는 광촉매조(30)로 구성된 것으로, 상기 오존공급부(10)는 공기 중에 포함되어 있는 먼지 또는 이물질을 차단하는 에어필터(101)와, 상기 에어필터(101)로부터 공급받은 공기로부터 산소를 발생시키는 산소발생기(102)와, 상기 산소발생기(102)로부터 공급받은 산소로부터 오존을 생성시키는 오존발생기(103)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for producing a high concentration OH radical oxidizing agent using a multistage complex oxidation process comprises an
그리고, 상기 오존발생기(103)로부터 공급받은 오존의 저장과 동시에 압력의 작용에 의해 외부로 오존을 공급하는 오존쿠션탱크(104)로 구성되며, 상기 과산화수소공급부(20)는 영구자석(201)과 여과필터(202)를 거친 희석수를 저장하는 희석수저장탱크(203)와, 과산화수소를 저장하는 과산화수소저장탱크(204)와, 상기 희석수저장탱크(203)로부터 정량펌프를 통해 배출되는 희석수와, 상기 과산화수소저장탱크(204)로부터 정량펌프를 통해 배출되는 과산화수소를 혼합하여 희석시킨 과산화수소를 저장하는 과산화수소공급탱크(205)와, 상기 과산화수소공급탱크(205)로부터 과산화수소를 공급받아 촉매반응에 의해 과산화수소를 여기 상태를 만드는 제1 금속촉매조(206) 및 제2금속촉매조(207)가 구비되어 있다.The
이러한 종래 다단계의 복합산화공정을 이용한 고농도 OH라디칼 산화제 제조장치, 제조방법 및 고농도 OH라디칼 산화제를 이용한 OH라디칼 수 제조방법에 따르면, 여러 단계를 거치는 복합적인 산화공정에 의해, 과산화수소(H2O2)와 오존의 상호 상승작용과 복합적인 산화 방법에 의해 완벽하게 OH 라디칼을 반응 생성시킴으로써, 고농도의 OH라디칼 산화제의 생성이 가능하고, 이와 같은 고농도의 OH 라디칼 산화제의 작용에 의해 오염도 높은 물질과 난분해성의 폐수를 효율적으로 처리할 수 있다는 장점을 갖는다. According to the apparatus for producing a high concentration OH radical oxidizing agent using the conventional multistage complex oxidation process and the method for producing an OH radical using a high concentration OH radical oxidizing agent, a mixed oxidizing process that passes through various stages can produce hydrogen peroxide (H2O2) The OH radical oxidizing agent can be produced at a high concentration by the reaction of OH radicals completely by the mutual synergism of the oxidizing agent and the complex oxidizing method. By the action of such high concentration of the OH radical oxidizing agent, Can be efficiently processed.
하지만, 전술한 종래 다단계의 복합산화공정을 이용한 고농도 OH라디칼 산화제 제조장치는 복잡한 구조의 오존공급부(10)와, 복잡한 구조의 과산화수소공급부(20) 외에도 오존공급부(10)로부터 공급되는 오존과 과산화수소공급부(20)로부터 공급되는 과산화수소를 혼합하는 광촉매조(30)가 추가로 구성되어 있으므로 구조가 매우 복잡한 단점이 있다.However, the apparatus for producing a high concentration OH radical oxidizing agent using the conventional multistage complex oxidation process has a complex structure of the
특히, 종래 다단계의 복합산화공정을 이용한 고농도 OH라디칼 산화제 제조장치는 광촉매조(30)로부터 고농도의 OH라디칼 산화제가 인젝터(40)에 의해 흡입되어 원수인 오폐수와 혼합되는 방식이므로 오존 및 과산화수소가 과잉 공급되므로 운전비용이 상승되고, 오존 및 과산화수소의 과잉 공급으로 인한 유기물의 산화 효율이 오히려 저하되는 단점이 있다.Particularly, in the apparatus for producing a high concentration OH radical oxidizing agent using a multi-stage combined oxidation process, since the OH radical oxidizing agent of high concentration is sucked from the
그리고, 원수인 오폐수가 고압으로 공급되지 않을 경우 오폐수와 고농도의 OH라디칼 산화제가 균일하게 혼합되지 않으므로 유기물의 산화 효율이 급격하게 저하되는 문제점이 있다. 또한, 오폐수가 배관을 통해 공급되므로 오폐수의 처리 용량에 한계가 있는 단점이 있다.
If the wastewater, which is the raw water, is not supplied at a high pressure, the wastewater and the OH radical oxidizing agent at a high concentration are not mixed uniformly, and the oxidation efficiency of the organic matter is drastically lowered. In addition, since the wastewater is supplied through the pipe, there is a disadvantage that the processing capacity of the wastewater is limited.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 오존 및 과산화수소의 과잉 공급 없이 안정적으로 공급하면서도 오폐수와 효과적으로 혼합하여 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP) 방식의 고도산화처리를 수행할 수 있도록 함으로써 오폐수의 처리효율이 향상되도록 한 오폐수 고도산화처리용 반응장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed in view of the above, the ozone and yet stable supply without excessive supply of hydrogen peroxide to ozone to mix effectively with the waste water (O 3) / hydrogen peroxide (H 2 O 2) (Peroxone AOP) method of processing high oxidation So that the treatment efficiency of the wastewater can be improved. SUMMARY OF THE INVENTION
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치는 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP) 방식의 고도산화처리를 수행할 수 있는 오폐수 고도산화처리용 반응장치에 있어서, 내부에 수용공간이 마련되도록 형성된 반응조본체; 상기 반응조본체의 내부에 설치되고, 상기 수용공간을 오폐수와 과산화수소가 유입되어 반응되는 제1 반응실과, 상기 제1 반응실과 연통되고 오존이 유입되어 오폐수와 반응되어 배출되는 제2 반응실로 구획하는 격벽; 상기 제2 반응실에 오존을 공급하기 위해 상기 반응조본체에 설치되는 오존 공급부; 및 상기 제2 반응실의 내부에 설치되고 오존과 오폐수의 반응 면적을 증가시키기 위한 다수의 폴링(Pall ring)이 내장, 형성된 폴링층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, the reaction apparatus for the highly purified wastewater according to the present invention is characterized in that it is capable of performing an advanced oxidation treatment of ozone (O 3 ) / hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) (Peroxone AOP) The reaction apparatus includes a reaction vessel body having a receiving space formed therein; A first reaction chamber provided in the reaction vessel body for partitioning the accommodation space into a first reaction chamber in which wastewater and hydrogen peroxide are introduced and reacted and a second reaction chamber communicating with the first reaction chamber and being reacted with and discharged from the ozone water, ; An ozone supply unit installed in the reactor body to supply ozone to the second reaction chamber; And a poling layer disposed inside the second reaction chamber and having a plurality of pall rings embedded therein for increasing a reaction area between ozone and wastewater.
상기 반응조본체는, 상기 제1 반응실측 상부에 오폐수의 유입을 위한 유입구가 형성되고 상기 제2 반응실측 상부에 오폐수의 배출을 위한 배출구가 형성된 통 형상의 몸체부; 콘 형상으로 형성되어 상기 몸체부의 하부에 결합되고 하단에 침전물의 배출을 위한 드레인라인이 접속되는 침전부; 및 콘 형상으로 형성되어 상기 몸체부의 상부에 결합되고 상단에 미반응 오존의 배출을 위한 오존배출라인이 접속되는 배기부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 반응실은 상기 격벽의 하부에 마련된 유동 개구를 통해 서로 연통되게 구성될 수 있다.The reactor main body includes a tubular body portion formed with an inlet for introducing wastewater into the upper portion of the first reaction chamber and an outlet for discharging wastewater through the upper portion of the second reaction chamber. A sinking part formed in a cone shape and coupled to a lower part of the body part and connected to a drain line for discharging sediment at a lower end; And an exhaust portion formed in a cone shape and coupled to an upper portion of the body portion and connected to an ozone discharge line for discharging unreacted ozone at an upper end thereof, wherein the first and second reaction chambers are provided with flow openings As shown in FIG.
이때, 상기 오존배출라인은 배출되는 오존을 재사용할 수 있도록 상기 오존공급부에 접속될 수 있다.At this time, the ozone discharge line may be connected to the ozone supply unit to reuse the discharged ozone.
한편, 본 발명에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치는 오폐수와 과산화수소의 혼합효율이 향상되도록 상기 제1 반응실에 구성되는 제1 혼합수단; 및 오폐수와 오존의 혼합효율이 향상되도록 상기 제2 반응실에 구성되는 제2 혼합수단을 포함하는 것이 바람직하다.In the meantime, the reaction apparatus for the wastewater treatment according to the present invention comprises first mixing means constituted in the first reaction chamber so as to improve mixing efficiency of wastewater and hydrogen peroxide; And second mixing means configured in the second reaction chamber so as to improve mixing efficiency of the wastewater and ozone.
상기 제1 혼합수단은 상기 제1 반응실에 지그재그 구조의 유로가 형성되도록 상기 격벽과 상기 반응조본체의 내벽면에 서로 엇갈리게 돌출, 형성되는 복수의 유도부재로 구성되고, 상기 제2 혼합수단은 회전동작을 통해 오존과 오폐수의 접촉 면적을 증대시키는 교반기로 구성될 수 있다.Wherein the first mixing means comprises a plurality of guide members protruding from the inner wall surface of the reaction vessel body and staggered from each other so as to form a flow path of a zigzag structure in the first reaction chamber, And an agitator for increasing the contact area between ozone and wastewater through operation.
여기서, 상기 오존 공급부는 오존공급원으로부터 공급되는 오존의 분출을 위한 복수의 분출공이 형성된 파이프 형상의 분출봉으로 구성되고, 상기 교반기는 상기 분출봉에 회전 가능하게 설치되는 복수의 블레이드가 형성된 구조로 구성되되, 상기 블레이드는 오존의 분출 압력에 의해 회전되도록 상기 분출공과 마주보게 배치될 수 있다.
Here, the ozone supply unit may include a pipe-shaped spray rod having a plurality of spray holes for spraying ozone supplied from an ozone supply source, and the stirrer may have a structure in which a plurality of blades rotatably installed in the spray rod are formed The blade may be disposed to face the jet hole so as to be rotated by an ejection pressure of ozone.
본 발명에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치에 의하면, 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP) 방식의 고도산화처리 수행시에 오존과 과산화수소를 인젝터에 의해 혼합되는 방식이 아니라 반응조 내부에 오존과 과산화수소를 오폐수의 유량에 따라 적절하게 공급하여 유기물을 제거하는 방식이므로 운전비용이 절감되고, 오존 및 과산화수소의 과잉 공급으로 인한 유기물의 산화 효율 저하를 방지할 수 있어서 유기물의 제거효율이 향상되는 효과가 있다.According to the reaction apparatus for the highly purified wastewater according to the present invention, the system in which ozone and hydrogen peroxide are mixed by the injector during the high oxidation treatment of ozone (O 3 ) / hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) (Peroxone AOP) In addition, ozone and hydrogen peroxide are appropriately supplied to the reaction tank according to the flow rate of the wastewater, thereby reducing the operation cost and preventing the degradation of the organic oxidation efficiency due to the excessive supply of ozone and hydrogen peroxide. The efficiency is improved.
그리고, 본 발명에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치에 의하면, 오폐수를 고압으로 공급하기 위한 펌프, 오존과 과산화수소를 혼합하는 광촉매조 등과 같은 장치가 요구되지 않아 고도산화처리 시스템을 간결, 단순하게 구성할 수 있고, 오폐수를 배관을 통해 공급하면서 처리하는 것이 아니라 반응조 내부에서 안정적으로 처리할 수 있어서 오폐수의 처리 용량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 반응조본체에 마련된 폴링층, 제1 및 제2 혼합수단에 의해 오존 및 과산화수소가 오폐수가 원활하게 혼합하여 반응됨에 따라 오존 및 과산화수소의 과잉 공급을 막을 수 있어서 유기물의 제거효율이 현저히 향상되고, 오존의 재사용을 할 수 있어서 운전비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
Further, according to the reactor for the wastewater treatment of the present invention, it is not necessary to provide a pump for supplying wastewater with a high pressure, a photocatalytic tank for mixing ozone and hydrogen peroxide, and the like, And it is advantageous to increase the treatment capacity of the wastewater because the wastewater can be treated stably in the reaction tank rather than being supplied through the pipe. Particularly, since ozone and hydrogen peroxide are mixed and reacted with each other by the polling layer and the first and second mixing means provided in the reaction tank body, excessive supply of ozone and hydrogen peroxide can be prevented, Ozone can be reused and the operation cost can be reduced.
도1은 종래 오폐수 고도산화처리 기술을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치를 설명하기 위한 단면도,
도4a 내지 도4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 외관 구조를 설명하기 위한 도면으로서 도4a는 반응조본체의 정면도, 도4b는 반응조본체의 배기부 외관 구조를 나타낸 평면도이고, 도4c는 반응조본체의 침전부 외관 구조를 나타낸 저면도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 제2 혼합수단을 설명하기 위한 요부 사시도이다.1 is a view for explaining a conventional oxidation treatment technique for wastewater treatment,
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a technical concept of a reaction apparatus for oxidation treatment of waste water and wastewater according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a cross-sectional view for explaining a reaction apparatus for an oxidation treatment of waste water and wastewater according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4A is a front view of the reactor main body, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the reactor outer casing structure of the reactor main body according to an embodiment of the present invention. FIG. And Fig. 4C is a bottom view showing the outer appearance of the sedimentation portion of the reaction tank body.
5 is a schematic diagram for explaining a technical concept of a reaction apparatus for a wastewater treatment system according to another embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a perspective view for explaining a second mixing means of a reaction apparatus for wastewater treatment according to another embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a technical concept of a reaction apparatus for an oxidation treatment of wastewater and water according to an embodiment of the present invention.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치는 오폐수의 고도산화처리기술 중에서 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP) 방식에 적용되는 반응장치로서 반응조본체(1)와 이 반응조본체(1)에 설치 또는 내장되는 격벽(2), 오존공급부(3), 및 폴링층(4)으로 구성되어 오존과 과산화수소를 이용하여 OH라디칼을 생성시켜 오폐수 등에 함유된 유기화합물을 CO2, H2O, 또는 O2 등의 무해한 화합물로 분해시켜 배출시키도록 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, a reaction apparatus for an oxidation treatment of wastewater according to an embodiment of the present invention is applied to an ozone (O 3 ) / hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) (Peroxone AOP) As a reaction device, there are provided a
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치를 설명하기 위한 단면도, 도4a 내지 도4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 외관 구조를 설명하기 위한 도면으로서 도4a는 반응조본체의 정면도, 도4b는 반응조본체의 배기부 외관 구조를 나타낸 평면도이고, 도4c는 반응조본체의 침전부 외관 구조를 나타낸 저면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a reaction apparatus for an oxidation treatment of wastewater according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4A to 4C illustrate an external structure of a reaction apparatus for oxidation treatment of wastewater according to an embodiment of the present invention FIG. 4A is a front view of the reactor main body, FIG. 4B is a plan view showing the external structure of the exhaust part of the reactor main body, and FIG. 4C is a bottom view of the external appearance of the sink part of the reactor main body.
반응조본체(1)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 내부에 수용공간이 마련된 용기 형태의 저수조로서 수용공간은 후술되는 바와 같이 제1 반응실(1a)과 제2 반응실(1b)로 구획된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
격벽(2)은 반응조본체(1)의 수용공간이 오폐수와 과산화수소가 유입되어 반응되는 제1 반응실(1a)과, 이 제1 반응실(1a)과 연통되고 오존이 유입되어 오폐수와 반응되어 배출되는 제2 반응실(1b)로 구획하도록 반응조본체(1)의 내부에 종방향으로 설치되는 판상부재로 구성되어 있다.The
그리고, 격벽(2)은 제1 및 제2 반응실(1a,1b)이 서로 연통되어 오폐수가 유동될 수 있도록 하부에 유동 개구(21)가 형성된 구조로 구성되어 있다.The
오존 공급부(3)는 제2 반응실(1b)에 오존을 공급하기 위해 반응조본체(1)에 설치되는 구성요소로서, 오존공급원으로부터 공급되는 오존의 분출을 위한 복수의 분출공이 형성된 파이프 형상의 분출봉(31)으로 구성되어 있다. 이때, 분출봉(31)은 반응조본체(1)에 설치되는 접속노즐(32)에 삽입되어 기밀적으로 설치된다.The
폴링층(4)은 오존과 오폐수의 반응 면적을 증가시키기 위해 제2 반응실(1b)의 내부에 설치되는 구성요소로서, 제2 반응실(1b)에 횡방향으로 이격, 설치되는 폴링설치부재(42)의 내부에 다수의 폴링(41,pall ring)이 삽입, 적층되는 형태로 형성된다. 이때, 폴링(41)은 메탈 또는 수지재로 형성되고 가급적 표면적이 넓은 것을 선택하여 적용한다. The
한편, 반응조본체(1)는 도3 내지 도4c에 도시된 바와 같이 금속판 또는 합성수지판에 의해 몸체부(11), 이 몸체부(11)의 하부에 형성되는 침전부(12), 몸체부의 상부에 형성되는 배기부(13)로 구성되어 지지프레임(7)상에 설치된다.3 to 4C, the reaction tank
몸체부(11)는 대략 사각 통 형상으로 형성되고, 제1 반응실(1a)측 상부에 오폐수의 유입을 위한 유입구(14)가 형성되며, 제2 반응실(1b)측 상부에 오폐수의 배출을 위한 배출구(15)가 형성되어 있다. The
그리고, 몸체부(11)에는 폴링층(4)의 내부를 감시하는 폴링층감시창(16)과, 오존공급부(3)의 작동상태를 감시하는 온존공급부감시창(17)이 형성되어 있다.The
침전부(12)는 콘 형상으로 형성되어 몸체부(11)의 하부에 결합되는 것으로, 하단에 침전물의 배출을 위한 드레인라인(12a)이 접속되어 있다.The settling
배기부(13)는 콘 형상으로 형성되어 몸체부(11)의 상부에 결합되고 상단에 미반응 오존의 배출을 위한 오존배출라인(13a)이 접속되어 있다. 그리고, 배기부(13)에는 제1 반응실(1a)로 과산화수소를 공급하기 위한 과산화수소 공급부(6)가 설치되어 있다.The
아울러, 오존배출라인(13a)은 배관의 타단 부분이 오존공급부(3)에 접속되어 미반응 오존을 재사용할 수 있도록 되어 있다.In addition, the
한편, 유출수가 배출되는 배출구(15)와 연결되는 유출배관에는 미반응된 과산화수소를 분해, 제거하기 위한 과산화수소 제거부(미도시)가 구비될 수 있다.Meanwhile, the outflow pipe connected to the
예컨대, 과산화수소 제거부는 이산화망간(MnO2)을 투입함으로써 미반응된 과산화수소와 이산화망간이 반응(MnO2 + H2O2 -> MnO + H2O + O2)하여 분해되는 후처리조로 구성할 수 있다. 이때, 반응조에는 산화망간을 걸러내는 세퍼레이터(Separator)가 구비되는 것이 바람직하다. For example, the hydrogen peroxide removal unit can be composed of a post-treatment unit in which unreacted hydrogen peroxide and manganese dioxide are decomposed by the reaction (MnO 2 + H 2 O 2 -> MnO + H 2 O + O 2 ) by injecting manganese dioxide (MnO 2 ) . At this time, it is preferable that the reaction tank is provided with a separator for filtering manganese oxide.
한편, 상기한 오존공급원은 통상적인 오존발생기 등을 설치하여 구성하는 것이므로 구체적인 설명을 생략하고, 과산화수소공급부(6)는 오폐수의 유량에 맞추어 농도를 조절할 수 있도록 과산화수소탱크 형태로 형성된 것으로 이 과산화수소탱크(미도시)에는 배출관(61)이 설치되어 제1 반응실(1a) 내부로 연결되어 있고, 이 배출관에는 과산화수소의 유량을 제어할 수 있는 유량제어밸브(미도시)가 설치되는 바람직하다.The hydrogen
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 작용을 간략하게 설명한다.The operation of the reaction apparatus for the highly purified wastewater treatment according to one embodiment of the present invention will be briefly described.
먼저, 반응조본체(1)의 유입구(14)를 통해 오폐수가 유입되면 과산화수소공급부(6)를 통해 과산화수소가 공급된다. 이때, 과산화수소의 공급량은 유입구(14)와 연결된 오폐수 유입관(14a)에 설치된 유량계(미도시)를 통해 오폐수의 유입량을 감지하고 이를 토대로 적정량의 과산화수소를 공급하게 된다.First, when the wastewater flows into the
제1 반응실(1a)의 상부로 유입되는 오폐수와 과산화수소는 상부에서 하부로 유동된 후 격벽(2)의 유동 개구(21)를 통해 제2 반응실(1b)로 유입된다. The wastewater and hydrogen peroxide introduced into the upper part of the first reaction chamber 1a flow from the upper part to the lower part and then flow into the
이와 같이 과산화수소를 포함하는 오폐수가 제2 반응실(1b)로 유입되고 오존공급부(3)를 통해 오존이 분출되면 오존과 과산화수소는 서로 반응(고도산화처리기술에서 공지된 기술이므로 반응식 등은 생략함)하여 OH라디칼을 생성하게 되어 오폐수 등에 함유된 유기화합물을 CO2, H2O, 또는 O2 등의 무해한 화합물로 분해한다. When the wastewater containing hydrogen peroxide flows into the
그리고, 과산화수소를 포함하는 오폐수와 오존은 폴링층(4)을 경유하면서 다수의 폴링(41)에 의해 서로 간에 접촉 면적이 증대되므로 활발하게 반응하여 OH라디칼을 생성 효율이 향상되므로 오폐수 등에 함유된 유기화합물이 보다 활발하게 분해된다.Since the contact area between the wastewater containing ozone and hydrogen peroxide and the ozone increases through the
이러한 반응과정을 통해 정화된 유출되는 반응조본체(1)의 배출구(15)를 통해 외부로 유출되고, 반응과정에서 잔류되는 오존은 오존배출라인(13a)을 통해 배기된 후 오존공급부(3)로 리사이클 되면서 재사용된다.The ozone remaining in the reaction process is exhausted through the
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치를 설명하되, 전술한 일 실시예와 동일, 유사한 구성요소에 대하여는 동일부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.Hereinafter, a reaction apparatus for a highly purified wastewater treatment according to another embodiment of the present invention will be described, in which the same reference numerals are assigned to the same constituent elements as those in the above embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치의 제2 혼합수단을 설명하기 위한 요부 사시도이다.FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a technical concept of a reaction apparatus for an oxidation treatment of wastewater according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a schematic view of a reaction apparatus for oxidation treatment of wastewater according to another embodiment of the present invention. And a second mixing means.
도5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치는 오폐수 등에 함유된 유기화합물을 CO2, H2O, 또는 O2 등의 무해한 화합물로 분해시켜 배출시킬 수 있도록 반응조본체(1), 이 반응조본체(1)에 설치 또는 내장되어 반응조본체의 수용공간을 제1 및 제2 반응실(1a,1b)로 구획하는 격벽(2), 오존공급부(3), 및 폴링층(4)으로 구성되되, 오폐수와 과산화수소의 혼합효율이 향상되도록 제1 반응실(1a)에 구성되는 제1 혼합수단(8)과, 오폐수와 오존의 혼합효율이 향상되도록 제2 반응실(1b)에 구성되는 제2 혼합수단(9)이 더 구비되어 있다.5, the waste water height for oxidation reaction apparatus according to another embodiment of the invention the reactor body so that the organic compound can be discharged to decompose into harmless compounds, such as CO 2, H2O, or the O 2 containing such waste water
상기 제1 혼합수단(8)은 과산화수소와 오폐수의 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 구조 또는 장치라면 제한 없이 선택, 적용할 수 있지만 본 실시예에서는 오폐수의 원활한 흐름을 확보하는 것이 중요하므로 제1 반응실(1a)에 지그재그 구조의 유로가 형성되도록 격벽(2)과 반응조본체(1)의 내벽면에 서로 엇갈리게 돌출되는 복수의 유도부재(81)가 설치되어 있다. 이때 유도부재(81)는 대략 직사각판 형상의 부재를 격벽(2) 및 반응조본체(1)의 내벽면에 용접결합 방식 또는 볼트결합 방식으로 설치하여 구성한다.The first mixing means 8 can be selected and applied as long as it is a structure or apparatus capable of increasing the contact area between hydrogen peroxide and wastewater. However, in this embodiment, it is important to ensure smooth flow of wastewater. Therefore, A plurality of
상기 제2 혼합수단(9)은 회전동작을 통해 오존과 오폐수의 접촉 면적을 증대시키는 교반기(9a)로 구성되어 있다.The second mixing means 9 comprises an
교반기(9a)는 블레이드를 회전시키는 별도의 구동모터가 구비된 형태로도 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 구조를 간결, 단순화하면서도 운전비용을 줄일 수 있도록 오존공급부(3)를 통해 분출되는 오존의 분출 압력에 의해 회전되도록 구성되어 있다.The
보다 구체적으로 설명하면 오존공급부(3)는 도6에 도시된 바와 같이 오존공급원으로부터 공급되는 오존의 분출을 위한 복수의 분출공(31a)이 형성된 파이프 형상의 분출봉(31)으로 구성되고, 교반기는 분출봉(31)에 회전가능하게 설치되는 회전하우징(91)과 이 회전하우징(91)의 외면에 등각도로 돌출되게 형성된 복수의 블레이드(92)로 구성된다. More specifically, as shown in FIG. 6, the
그리고, 회전하우징(91)은 분출봉(31)에 삽입되어 원활하게 회전될 수 있도록 중심홀에 부싱(93)이나 베어링이 삽입, 설치되어 있다.A
블레이드(92)는 내식성 및 내약품성을 갖는 합성수지 박판이나 금속박판에 의해 제작되고, 분출공(31a)을 통해 분출되는 오존의 분출 압력을 전달받아 회전될 수 있도록 마주보는 형태로 형성되고, 이때 블레이드(92)의 폭은 분출되는 오존의 분출압을 인가받을 수 있도록 분출공의 형성위치를 감쌀 수 있을 정도로 넓게 형성된다.The
전술한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치는 전술한 일 실시예와 동일, 유사한 반응으로 오폐수를 정화하지만, 오폐수와 과산화수소가 제1 반응실(1a)의 상부에서 하부로 이동되는 과정에서 다수의 유도부재(81)에 의해 형성된 지그재그 구조의 유로를 경유하면서 난류를 형성하게 되므로 오폐수와 과산화수소의 혼합작용이 효과적으로 이루어지게 되어 혼합속도와 반응효율이 향상되는 장점이 있다.In the reaction apparatus for the oxidation treatment of wastewater according to another embodiment of the present invention, as described above, the wastewater is purified by a similar reaction, but the wastewater and the hydrogen peroxide are removed from the upper part of the first reaction chamber 1a The turbulence is generated while passing through the flow path of the zigzag structure formed by the plurality of
그리고, 제2 반응실(1b)에는 오존공급부(3)를 통해 분출되는 오존의 분출 압력에 의해 회전하는 교반기(9a)가 구비되어 있으므로 오존과 과산화수소 서로 간에 접촉 면적이 증대되어 활발하게 반응되므로 소량의 오존을 투입하더라도 OH라디칼의 생성 효율이 향상되어 과산화수소의 과잉 투입에 따른 유기화합물의 제거효율 저하를 방지할 수 있다.Since the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 오폐수 고도산화처리용 반응장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
그리고 이상의 실시예를 설명하면서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
It is to be understood that the terminology used in describing the above embodiments is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms "comprising" or "having ", when used in this specification, specify a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof, , Steps, operations, elements, components, or combinations thereof, as a matter of principle.
1:반응조본체 1a:제1 반응실
1b:제2 반응실 11:몸체부
12:침전부 12a:드레인라인
13:배기부 13a:오존배출라인
14:유입구 15:배출구
2:격벽 21:유동 개구
3:오존공급부 31:분출봉
31a:분출공 4:폴링층
41:폴링 42:폴링설치부재
7:지지프레임 8:제1 혼합수단
81:유도부재 9:제2 혼합수단
9a:교반기 91:회전하우징
92:블레이드 93:부싱1: Reactor main body 1a: First reaction chamber
1b: second reaction chamber 11: body part
12: sinking
13:
14: inlet 15: outlet
2: partition wall 21: flow opening
3: ozone supply unit 31:
31a: Spouting hole 4: Polling layer
41: Polling 42: Polling installation member
7: support frame 8: first mixing means
81: guide member 9: second mixing means
9a: stirrer 91: rotating housing
92: Blade 93: Bushing
Claims (6)
내부에 수용공간이 마련되도록 형성된 반응조본체;
상기 반응조본체의 내부에 설치되고, 상기 수용공간을 오폐수와 과산화수소가 유입되어 반응되는 제1 반응실과, 상기 제1 반응실과 연통되고 오존이 유입되어 오폐수와 반응되어 배출되는 제2 반응실로 구획하는 격벽;
상기 제2 반응실에 오존을 공급하기 위해 상기 반응조본체에 설치되는 오존 공급부; 및
상기 제2 반응실의 내부에 설치되고 오존과 오폐수의 반응 면적을 증가시키기 위한 다수의 폴링(Pall ring)이 내장, 형성된 폴링층을 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 고도산화처리용 반응장치.
1. A reaction apparatus for high-purity water and wastewater treatment capable of performing an advanced oxidation process of ozone (O 3 ) / hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) (Peroxone AOP)
A reaction tank body formed to have a receiving space therein;
A first reaction chamber provided in the reaction vessel body for partitioning the accommodation space into a first reaction chamber in which wastewater and hydrogen peroxide are introduced and reacted and a second reaction chamber communicating with the first reaction chamber and being reacted with and discharged from the ozone water, ;
An ozone supply unit installed in the reactor body to supply ozone to the second reaction chamber; And
And a polling layer disposed inside the second reaction chamber and having a plurality of pall rings embedded therein for increasing a reaction area between ozone and wastewater.
상기 반응조본체는, 상기 제1 반응실측 상부에 오폐수의 유입을 위한 유입구가 형성되고 상기 제2 반응실측 상부에 오폐수의 배출을 위한 배출구가 형성된 통 형상의 몸체부; 콘 형상으로 형성되어 상기 몸체부의 하부에 결합되고 하단에 침전물의 배출을 위한 드레인라인이 접속되는 침전부; 및 콘 형상으로 형성되어 상기 몸체부의 상부에 결합되고 상단에 미반응 오존의 배출을 위한 오존배출라인이 접속되는 배기부를 구비하고,
상기 제1 및 제2 반응실은 상기 격벽의 하부에 마련된 유동 개구를 통해 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 오폐수 고도산화처리용 반응장치.
The method according to claim 1,
The reactor main body includes a tubular body portion formed with an inlet for introducing wastewater into the upper portion of the first reaction chamber and an outlet for discharging wastewater through the upper portion of the second reaction chamber. A sinking part formed in a cone shape and coupled to a lower part of the body part and connected to a drain line for discharging sediment at a lower end; And an exhaust part formed in a cone shape and coupled to an upper part of the body part and connected to an ozone discharge line for discharging unreacted ozone at an upper end,
Wherein the first and second reaction chambers communicate with each other through a flow opening provided in a lower portion of the partition wall.
상기 오존배출라인은 배출되는 오존을 재사용할 수 있도록 상기 오존공급부에 접속되는 것을 특징으로 하는 오폐수 고도산화처리용 반응장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the ozone discharge line is connected to the ozone supply unit to reuse the discharged ozone.
오폐수와 과산화수소의 혼합효율이 향상되도록 상기 제1 반응실에 구성되는 제1 혼합수단; 및
오폐수와 오존의 혼합효율이 향상되도록 상기 제2 반응실에 구성되는 제2 혼합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 고도산화처리용 반응장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A first mixing means constituted in the first reaction chamber so as to improve mixing efficiency of wastewater and hydrogen peroxide; And
And second mixing means in the second reaction chamber so as to improve mixing efficiency of the wastewater and ozone.
상기 제1 혼합수단은 상기 제1 반응실에 지그재그 구조의 유로가 형성되도록 상기 격벽과 상기 반응조본체의 내벽면에 서로 엇갈리게 돌출, 형성되는 복수의 유도부재로 구성되고,
상기 제2 혼합수단은 회전동작을 통해 오존과 오폐수의 접촉 면적을 증대시키는 교반기로 구성된 것을 특징으로 하는 오폐수 고도산화처리용 반응장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the first mixing means comprises a plurality of guide members protruding from the inner wall surface of the reaction vessel body and staggered from each other so as to form a passage having a zigzag structure in the first reaction chamber,
Wherein the second mixing means comprises an agitator for increasing the contact area between the ozone and the wastewater through the rotation operation.
상기 오존 공급부는 오존공급원으로부터 공급되는 오존의 분출을 위한 복수의 분출공이 형성된 파이프 형상의 분출봉으로 구성되고,
상기 교반기는 상기 분출봉에 회전 가능하게 설치되는 복수의 블레이드가 형성된 구조로 구성되되, 상기 블레이드는 오존의 분출 압력에 의해 회전되도록 상기 분출공과 마주보게 배치된 것을 특징으로 하는 오폐수 고도산화처리용 반응장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the ozone supply portion is constituted by a pipe-shaped discharge rod having a plurality of discharge holes for discharging ozone supplied from an ozone supply source,
Wherein the agitator has a structure in which a plurality of blades are rotatably installed in the jetting rod, the blades being arranged to face the jetting hole so as to be rotated by an ejection pressure of ozone, Device.
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