KR20160146236A - 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치에 관한 것으로서 폐쇄된 저수지의 부패된 수질을 화학약품을 사용하지 않고 맑고 깨끗하게 개선하는 목적을 가지고 있으며 본 발명을 좀더 자세하게 요약하면 다음과 같다.
수중 파쇄펌프부가 설치되고 본 파쇄펌프부는 파쇄된 슬러지를 걸러내어 적채하여 분리하는 필터부와 연결되며 상기 결합되고 해체되는 파쇄펌프부와 필터부는 결합되어 가압펌프가 구성된 플라즈마반응부에 결합되며 상기 플라즈마반응부는 가압펌프에 의하여 이송되는 폐수속의 유기물처리와 살균처리를 위하여 유도전압부와 관형 플라즈마 반응기로 구성되며 상기 플라즈마반응기는 관형의 반응기로 정적믹서전극과 관형대응전극이 내부에 구성되어 플라즈마를 생산하여 실시간 흐르는 유수를 반응하여 토출하게 하는 특징으로 이루어지는 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 폐쇄되어 부패한 저수지의 수질을 화학약품을 사용하지 않고 정화하므로 골프장의 폰드와 같이 고인물의 수질개선을 친환경적으로 처리하는 효과가 있다.

Description

저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치{Pond water treatment Plasma system}

수처리

수처리기술은 지구의 물부족으로 인한 전세계의 공통된 과제의 중심으로 없어서는 안되는 중요한 기술분야중의 하나로 현재 사용되고 있는 통상적인 수처리기술에서 진보하기위하여 각국이 기술개발을 위한 연구와 투자가 활발하게 진행되고 있는 실정에 있다. 종래의 통상적으로 상용화된 수처리기술은 자외선 조사방법, 전기분해방법, 오존처리방법, 약품투입방법으로 크게 나누어져 사용되고 있으며 각 기술을 중심으로하여 더 경제적이고 효율적으로 사용하기 위한 제안과 구성과 장치, 방법들의 지적재산권들 만해도 무수히 많다. 모든 기술들이 그렇듯이 기술분야별로 장단점들이 있어 장점들만 모아 결합하는 복합기술들도 제안되어 시행되고 있는데 자외선과 오존의 결합이나 전기분해와 자외선 오존을 모두 복합하여 처리하는 방식도 제안되어 시행되고 있다.근래에 약품처리방식은 자연의 오염을 우려하여 배제 되고 있는 경향이 있으며 각 기술분야별로 해결하여야할 문제점들이 있는데 그중 제일 시급한 해결과제들을 나열하면 다음과 같다. 자외선조사처리방식에서 자외선의 선원은 자외선램프가 되는데 이 램프는 자외선 파장을 통과 시키는 수정관내에 자외선 파장대를 조성하는 물질에 에너지를 가함으로 이루어지게 된다. 그런데 이 수정관이 물속에서 다당질에 의하여 쉽게 오염되어 자외선이 통과하지 못하게 되고 대상이되는 물에 자외선이 접촉 되지 못하는 단점이 지적되어 왔다 그래서 자외선 방식기술에는 항상 램프가 오염되지 않도록 하는 부수적인 방법이나 장치적 구성이 따르는 특허가 많이 제안되어 있기도하다. 전기분해방법에 있어서는 물속의 이온화물들이 전기분해과정에서 고체로 환원되어 전극에 적체 되어 기능의 지속성을 해치는 단점을 해결하는 과제가 존재하여 오고 있으며 오존방식에 있어서는 물속에 오존을 용해하는 부수적인 장치와 방법이 병행되어야 하는 조건이 따르므로 설치공간과 설치비용과 관리비용이 높다는 단점이 존재해 오고 있는 실정이다. 최근에 플라즈마를 이용한 수처리기술이 제안되고 수중방전을 통해 수중에 플라즈마를 생산하여 물을 반응시키는 기술이 제안되고 있다. 플라즈마는 기체를 재료로 하고 기체가 상전이 되어 생성되는 것으로 페러데이가 방전관 시험중 발견하여 후에 과학자 랭뮤어에 의하여 재연구되어 제4의 물질로 명명되어 알려져 왔다.물질의 3상인 고체, 액체, 기체에서 하나의 물질이 더 성립된다는 의미로 고체에 에너지가 가해져 액체가 되고 액체에 에너지가 가해져 기체가 되는 물질 엔탈피에서 기체에 에너지가 가해져 새로운 물질이 생성된다는 이론으로 이를 플라즈마라라고 명명한 것이다. 이론대로라면 기체에서 생성되어야 하지만 수중이라는 액체중에서 플라즈마를 생산 하는것이므로 이론과 배치될 수도 있지만 많은 실험에서 수중기포에서 플라즈마가 생성되는 것을 확인 하였으며 또한 레이저와 같은 강한 에너지에 의하여서도 부분적인 수중의 플라즈마가 생산되는 것을 확인하는 실험이 이루어진바 있다.이러한 수중의 플라즈마 생산은 한정적이고 부분적이므로 실용화 하기위하여서는 반응면적과 설치비용과 관리비용, 그리고 목적하는 수질개선의 처리량과 처리속도가 모두 고려되어야 한다. 플라즈마의 반응면적을 넓게 하기위하여서는 진공의 반응용기가 설치되어야 하나 수중의 물을 처리하는데 진공용기를 사용하는 것은 불가능하다. 진공실을 벗어나 플라즈마를 생산하는 것은 대기상이나 수중이나 가능하나, 플라즈마전극과 전극사이에 한정 되는 반응영역의 플라즈마를 생산하게 되는 단점이 있어왔다. 그러므로 플라즈마를 이용하여 대량의 물을 빠른 속도로 처리하는 것은 당면되는 제일 중요한 과제의 하나인 것이다.

상기와 같은 단점과 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 플라즈마 반응영역을 물이 흐르는 관경전체가 되게 하여 대량의 물을 빠른 속도로 실시간 처리할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

수중 파쇄펌프부가 설치되고 본 파쇄펌프부는 파쇄된 슬러지를 걸러내어 적채하여 분리하는 필터부와 연결되며 상기 결합되고 해체되는 파쇄펌프부와 필터부는 결합되어 가압펌프가 구성된 플라즈마반응부에 결합되며 상기 플라즈마 반응부는 가압펌프에 의하여 이송되는 폐수속의 유기물처리와 살균처리를 위하여 유도전압부와 관형 플라즈마 반응기로 구성되며 상기 플라즈마반응기는 관형의 반응기로 정적믹서전극과 관형대응전극이 내부에 구성되어 플라즈마를 생산하여 실시간 흐르는 유수를 반응하여 토출하게 하는 특징으로 이루어지는 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 폐쇄되어 부패한 저수지의 수질을 화학약품을 사용하지 않고 정화하므로 골프장의 폰드와 같이 고인물의 수질개선을 친환경적으로 처리하는 효과가 있다.

도1.은 본 발명의 전체 구성도
도2.는 저수지 물속의 쓰레기를 파쇄하는 파쇄처리부 구성도
도3.은 파쇄된 슬러지를 분리 적채하는 필터부 구성도
도4.는 플라즈마 반응용기부
도5.는 플라즈마 전극 구성도

본 발명의 시행을 위하여 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다

통상적으로 폐쇄된 저수지는 부패되어 있기 쉽고 하부 침전물에 이물질들이 있게 되는 것이 보통이다. 이물질을 포함하여 저수지의 물을 모두 교체하지 않는 이상 이 침적된이물질만을 별도로 수거하기란 쉽지않게 된다. 이물질들 중에는 섬유질이나 유기물들이 거의 이므로 파쇄처리하여 필터를 통하여 걸러내면 별도로 처리가 가능하게 된다 본 발명에서 저수지의 수질을 개선하기 위하여서는 먼저 첫 단계로 이물질을 파쇄하는 단계를 가지며 이 공정을 위하여 파쇄수중펌프부(A)를 설치 구성한다. 파쇄수중펌프부(A)는 파쇄펌프(101)를 설치하고 하단(101-1)으로 물과 이물질을 흡입한후에 이물질을 파쇄하여 후렌지(101-3)로 연결된 이송배관(101-2)을 통하여 필터부(B)로 이송하게 구성된다. 필터부(B)와 연결되는 이송배관(101-2)말단에는 유니온(102)을 사용하여 필터부(B)와의 결합과 해체가 가능하도록 하여 필터부(B)에 슬러지가 쌓이면 분리하여 버려질 수 있도록 구성된다. 또한 필터부(B)와 이송배관(101-2)이 연결되는 곳에는 유니온(102)나사가 풀리면 자연적으로 이탈되어 해체되는 이격 연결구(102-1)가 구성되어 슬러지를 처리하기 위하여 필터부(B)를 장치에서 해체해서 격리할때는 필터부(B)가 수평, 수직 이격 이동이 되도록 한다. 이격 연결구(102-1)가 구성되지 않으면 필터부(B)에 쌓인 슬러지를 처리하기 위하여 필터부(B)를 장치에서 해체할 때 필터부(B)와 플라즈마 반응부(C)와 연결되어 있는 배관(204)을 잘라내어야 하는 모순이 생기기 때문이다.

필터부(B)는 파쇄수중펌프부(A)에서 이송 되어오는 물과 이물질을 분리하여 처리하는 단계를 수행하며 슬러지적체실(201)과 필터(202)가 구성된 하우징으로 구성된다.이 필터부(B)를 구성하지 않으면 파쇄된 슬러지가 물과 함께 순환하게 되고 슬러지속 깊이 생존하는 박테리아는 플라즈마에 접촉하기 어려울 수 있게 되어 물의 재오염을 촉진 할 수 있기 때문이다. 필터부(B)하단에는 스프링 지지대(203)이 설치되어 연결 배관과의 결합과 해체가 용이하도록 구성된다. 필터부(B) 필터(202)를 통과한 물은 살균과 같은 공정을 통하여 개질하기 위하여 플라즈마 반응부(C)에 유입되도록 구성되며 플라즈마 반응부(C)는 필터부(B)와 연결되고 가압펌프(306)에 의하여 이송되는 폐수속의 유기물처리와 살균처리를 위하여 유도전압부(307)와 관형 플라즈마 반응기(301)로 구성되며 상기 유도전압부(307)는 통상적인 1차코일과 2차 코일로 구성되나 1차코일에 인가되는 전압파형과 2차코일에 유도되는 파형이 동일한 파형이 되도록 하여 플라즈마반응기(301)에 전달되는 주파수가 공진이 되도록 구성하는 것이 플라즈마 에너지 생성을 극대화하게 되고, 플라즈마반응기(301)가 되는 관경전체에 플라즈마를 생산하여 흐르는 물을 반응시키게 된다. 플라즈마반응기(301)는 관형의 반응기로 정적믹서전극(302)과 관형대응전극(303)이 내부에 구성되며 외부에 설치되는 플라즈마 전원으로 연결되는 전원인출구(308)는 방수처리된 커넥터(401)로 외부전원으로 연결되도록 구성되어 플라즈마 전원을 인가하게 되면 본 발명 장치는 플라즈마를 생산하여 실시간 흐르는 유수를 반응하여 토출배관(304)과 토출구(305) 통하여 토출하게 하는 것으로 토출배관(304)과 토출구(305)는 수면과 수심을 고려하여 조정 될 수 있도록 구성하게된다. 이와같은 특징으로 이루어짐으로서 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치를 제공한다.

Claims (3)

1. 수중 파쇄펌프부가 설치되고 본 파쇄펌프부는 파쇄된 슬러지를 걸러내어 적채하여 분리하는 필터부와 연결되며 상기 결합되고 해체되는 파쇄펌프부와 필터부는 결합되어 가압펌프가 구성된 플라즈마반응부에 결합되며 상기 플라즈마반응부는 가압펌프에 의하여 이송되는 폐수속의 유기물처리와 살균처리를 위하여 유도전압부와 관형 플라즈마 반응기로 구성되며 상기 플라즈마반응기는 관형의 반응기로 정적믹서전극과 관형대응전극이 내부에 구성되어 플라즈마를 생산하여 실시간 흐르는 유수를 반응하여 토출하게 하는 특징으로 이루어지는 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치
2. 상기 청구항 1에서 유도전압부는 1차코일에 인가되는 전압파형과 2차코일에 유도되는 파형이 동일한 파형이 되도록 하는것을 특징으로 하는 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치
3. 상기 청구항 1에서 플라즈마 반응기는 저온플라즈마를 생산하여 반응하도록 하는 것을 특징으로 하는 저수지 수질개선용 플라즈마 반응처리장치

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