KR20210033628A - 지하수 처리 시스템 - Google Patents

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KR20210033628A KR1020190115135A KR20190115135A KR20210033628A KR 20210033628 A KR20210033628 A KR 20210033628A KR 1020190115135 A KR1020190115135 A KR 1020190115135A KR 20190115135 A KR20190115135 A KR 20190115135A KR 20210033628 A KR20210033628 A KR 20210033628A
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Abstract

본 발명은 지하수 처리 시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 전기를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여 비소가 고체상의 침전물로 변환되는 반응을 촉진시켜 지하수에서 비소를 제거한 후, 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 라디칼 산화 반응을 시킴으로써 지하수에 존재하는 철, 망간을 제거하여, 지하수에 포함된 비소, 철, 망간을 효과적으로 제거할 수 있는 지하수 처리시스템에 대한 것이다.

Description

지하수 처리 시스템{System for purifying groundwater}
본 발명은 지하수 처리 시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 전기를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여 비소가 고체상의 침전물로 변환되는 반응을 촉진시켜 지하수에서 비소를 제거한 후, 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 라디칼 산화 반응을 시킴으로써 지하수에 존재하는 철, 망간을 제거하여, 지하수에 포함된 비소, 철, 망간을 효과적으로 제거할 수 있는 지하수 처리시스템에 대한 것이다.
지하수는 지표면 하부 퇴적물의 공극이나 암반의 파쇄면 내 부존하는 물을 의미하는데, 지표수에 비하여 개발 비용이 싸고 용이하여 농업, 생활 및 공업 용수로 널리 활용되고 있다. 하지만, 지하수에는 암석, 광물 등에서 용해된 철, 망간 등이 다량 포함되어 있어, 지하수를 먹는 물로 이용하기 위해서는 정화 과정이 필요하다.
물을 정화하는 방법은 하기의 특허문헌 등에 기재된 바와 같이, 멤브레인을 이용한 필터링, 라디칼 산화, 전기 분해, 화학 약품 처리, 열처리 등의 다양한 방법이 존재한다.
<특허문헌>
등록특허공보 제10-1818651호(2018. 01. 09. 등록) "다양한 배치가 가능한 멤브레인 모듈 하우징"
하지만, 종래의 물처리 방법 중 일부는 지하수를 먹는 물로 제조하기에 적합하지 않으며, 특히 비소, 철, 망간, 유기물 등이 들어 있는 지하수를 효과적으로 처리할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 지하수에 포함된 비소, 철, 망간을 효과적으로 제거할 수 있는 지하수 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전기를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여 비소가 고체상의 침전물로 변환되는 반응을 촉진시켜 지하수에서 비소를 제거한 후, 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 라디칼 산화 반응을 시킴으로써 지하수에 존재하는 철, 망간을 제거하여, 처리 효율을 향상시킬 수 있는 지하수 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 나노 버블 장치를 이용하여 지하수에 오존을 공급함으로써, 오존 나노 버블에 의해 오존의 포화 용존도를 높이고 체류 시간을 증가시키면서 하이드록시 라디칼을 생성하여, 산화 반응을 촉진하여 효과적으로 철, 망간을 제거할 수 있는 지하수 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 비소를 고체상의 침전물로 변환시킨 후 분리조에서 비소 침전물과 함께 유기 이물질을 제거함으로써, 라디칼 산화 반응에서 유기물이 분해되어 오염되는 것을 최소화할 수 있는 지하수 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 동력의 공급없어 물의 압력으로만 산화반응조에서 분리막조로 지하수를 공급하고, 분리막조에서 처리된 지하수는 오존처리부에 공급되어 산화반응조로 이동하여, 철, 망간이 산화되어 침전물이 형성되는 과정과 멤브레인을 통해 여과되는 과정이 반복되도록 함으로써, 처리 효율을 높이면서도 에너지 사용량을 줄일 수 있는 지하수 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 산화반응조에서 침전물이 하향하는 과정에서 산화반응조의 지하수를 분리막조에 공급하는 연결관에 유입되는 것을 최소화할 수 있고, 상기 분리막조에서 배출된 지하수를 멤브레인을 향해 이동시킬 수 있는 지하수 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템은 전기에너지를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여, 고체상의 비소 침전물을 생성시켜 지하수에 포함된 비소를 제거하는 전기응집처리부와, 상기 전기응집처리부를 통해 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 철과 망간을 산화 반응시킴으로써 고체상의 철 침전물 및 망간 침전물을 형성하는 산화반응처리부를 포함하여, 지하수에 포함된 비소, 철 및 망간을 제거할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템에 있어서 상기 전기응집처리부는 전기에너지를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여 고체상의 비소 침전물이 생성되도록 하는 전기응집기와, 상기 전기응집기를 통과한 지하수에서 고체상의 비소 침전물 및 유기 이물질을 제거하는 분리조를 포함하며, 상기 전기응집기의 양극은 철로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템에 있어서 상기 분리조는 내부 하면에서 돌출되어 내부 상면과 일정 간격 이격되는 제1격벽과, 내부 상면에서 돌출되어 내부 하면과 일정 간격 이격되며 상기 제1격벽과 지하수 이동 방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제2격벽을 포함하며, 상기 제1격벽과 제2격벽은 지하수 이동 방향으로 연이어 반복 형성되고, 상기 전기응집기를 통과한 지하수는 유입구를 통해 분리조에 유입되어 수위가 높아져 제1격벽과 상면 사이의 공간을 통과한 후, 하측으로 떨어져 제2격벽과 하면 사이의 공간을 통과하고, 다시 상측으로 이동하여 타 제1격벽과 상면 사이의 공간을 통과하는 과정을 반복한 후 배출구를 통해 배출되므로, 지하수에 포함된 비소 침전물과 유기 이물질은 분리조를 이동하는 과정에서 하측으로 침전하게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템에 있어서 상기 산화처리부는 상기 전기응집처리부를 통해 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하는 오존처리부와, 상기 오존처리부를 통과한 지하수에 포함된 철과 망간이 오존과 반응하여 고체상의 철 침전물과 망간 침전물이 형성도록 하는 산화반응조를 포함하며, 상기 오존처리부는 나노 버블 장치를 이용하여 지하수에 오존을 공급함으로써, 오존 나노 버블에 의해 오존의 포화 용존도를 높이고 체류 시간을 증가시키면서 하이드록시 라디칼을 생성을 촉진할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템은 상기 산화반응처리부를 통과한 지하수를 여과하는 여과부를 추가로 포함하며, 상기 여과부는 상기 산화반응조와 연통되어 상기 산화반응조에서 배출된 지하수를 수용하는 분리막조와, 상기 분리막조 내부에 위치하여 상기 분리막조 내의 지하수를 여과하는 멤브레인을 포함하고, 상기 산화반응조와 분리막조는 연결관에 의해 서로 연결되어, 산화반응조의 지하수는 물의 압력에 의해 연결관을 통해 분리막조로 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템에 있어서 상기 연결관은 일단은 산화반응조에 위치하고 타단은 분리막조에 위치하는 연결부와, 상기 연결부의 일단에서 하측으로 절곡형성되어 지하수가 유입되는 하향절곡부와, 상기 연결부의 타단에서 상측으로 절곡형성되어 지하수가 배출되는 상향절곡부를 포함하여, 상기 산화반응조에서 침전물이 하향하는 과정에서 연결관에 유입되는 것을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템에 있어서 상기 멤브레인은 순환관에 연결되며, 상기 순환관의 일단은 상기 멤브레인의 내부 공간에 연통되고 타단은 오존처리부에 연결되어, 상기 멤브레인을 통과하여 여과된 지하수는 다시 오존처리부에 공급됨으로써, 철 및 망간이 산화되어 침전물이 형성되는 과정과 멤브레인을 통해 여과되는 과정이 반복되게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하수 처리시스템은 산화반응조의 하면에 연결된 배출라인을 통해 침전물을 배출하는 배출처리부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 지하수에 포함된 비소, 철, 망간을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여 비소가 고체상의 침전물로 변환되는 반응을 촉진시켜 지하수에서 비소를 제거한 후, 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 라디칼 산화 반응을 시킴으로써 지하수에 존재하는 철, 망간을 제거하여, 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 나노 버블 장치를 이용하여 지하수에 오존을 공급함으로써, 오존 나노 버블에 의해 오존의 포화 용존도를 높이고 체류 시간을 증가시키면서 하이드록시 라디칼을 생성하여, 산화 반응을 촉진하여 효과적으로 철, 망간을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 비소를 고체상의 침전물로 변환시킨 후 분리조에서 비소 침전물과 함께 유기 이물질을 제거함으로써, 라디칼 산화 반응에서 유기물이 분해되어 오염되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 동력의 공급없어 물의 압력으로만 산화반응조에서 분리막조로 지하수를 공급하고, 분리막조에서 처리된 지하수는 오존처리부에 공급되어 산화반응조로 이동하여, 철, 망간이 산화되어 침전물이 형성되는 과정과 멤브레인을 통해 여과되는 과정이 반복되도록 함으로써, 처리 효율을 높이면서도 에너지 사용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 산화반응조에서 침전물이 하향하는 과정에서 산화반응조의 지하수를 분리막조에 공급하는 연결관에 유입되는 것을 최소화할 수 있고, 상기 분리막조에서 배출된 지하수를 멤브레인을 향해 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 처리 시스템의 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 처리 시스템의 구성도.
도 3은 도 2의 분리조를 설명하기 위한 참고도.
도 4는 도 2의 산화반응조와 여과조의 연결관계를 설명하기 위한 참고도.
이하에서는 본 발명에 따른 지하수 처리 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 처리 시스템의 블럭도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 처리 시스템의 구성도이고, 도 3은 도 2의 분리조를 설명하기 위한 참고도이며, 도 4는 도 2의 산화반응조와 여과조의 연결관계를 설명하기 위한 참고도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 처리 시스템을 도 1 내지 4를 참조하여 설명하면, 상기 지하수 처리 시스템은 전기에너지를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여, 고체상의 비소 침전물을 생성시켜 지하수에 포함된 비소를 제거하는 전기응집처리부(1)와, 상기 전기응집처리부(1)를 통해 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 철과 망간을 산화 반응시킴으로써 고체상의 철 침전물 및 고체상의 망간 침전물을 형성하는 산화반응처리부(2)와, 상기 산화반응처리부(2)를 통과한 지하수를 여과하는 여과부(3) 등을 포함한다.
상기 전기응집처리부(1)는 전기에너지를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여, 고체상의 비소 침전물을 생성시켜 지하수에 포함된 비소를 제거하는 구성으로, 전기응집기(11), 분리조(12) 등을 포함한다.
상기 전기응집기(11)는 전기에너지를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여 고체상의 비소 침전물이 생성되도록 하는 구성으로, 상기 전기응집기(11)는 양극과 음극의 전극을 포함하여 전기 공급시 양극에서 금속 이온이 용출되는 종래의 전기응집기가 사용될 수 있으며, 다만 양극은 철로 이루지는 것에 특징이 있게 된다. 일부 지역(예컨대, 폐루 등)의 지하수에는 비소가 포함되어 있는데 비소는 독성 물질로 지하수를 식수 등으로 이용하기 위해서는 반드시 제거되어야 하며, 지하수 내 비소는 +5의 HAs(Ⅴ)O4 2- 형태로 존재하는바, 철 이온을 과량 공급하는 경우 하기의 반응식 1과 같은 반응이 촉진되어 고체상의 비소 침전물(Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)As(Ⅲ)O4(s))을 형성하게 된다. 즉, 지하수를 일시 저장하는 집수조(100)에서 공급된 지하수는 전기응집기(11)를 통과하면서, 지하수에 포함된 비소는 고체 상의 침전물로 변화하게 된다. 집수조(100)에서 전기응집기(11)로 지하수 이동 등과 같이, 지하수의 이동은 펌프, 밸브의 작동에 의해 이루어지게 되는데, 이는 발명의 요지와 무관하므로, 도시되지 않았으며, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
[반응식 1]
HAs(Ⅴ)O4 2- + 2Fe2+ + 4H+ → H3As(Ⅲ)O3 + 2Fe3+ + H2O
H3As(Ⅴ)O3 + 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O → Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)As(Ⅲ)O4(s) + Fe(OH)3 + 8H+
상기 분리조(12)는 상기 전기응집기(11)를 통과한 지하수에서 고체상의 비소 침전물, 유기물 등의 이물질을 제거하는 구성으로, 내부 하면에서 돌출되어 내부 상면과 일정 간격 이격되는 제1격벽(121)과, 내부 상면에서 돌출되어 내부 하면과 일정 간격 이격되며 상기 제1격벽(121)과 지하수 이동 방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제2격벽(122)을 포함하며, 상기 제1격벽(121)과 제2격벽(122)은 지하수 이동 방향으로 연이어 반복 형성되게 된다. 상기 전기응집기(11)를 통과한 지하수는 유입구(123)를 통해 분리조(12)에 유입되어 수위가 높아져 제1격벽(121)과 상면 사이의 공간(S1)을 통과한 후, 하측으로 떨어져 제2격벽(122)과 하면 사이의 공간(S2)을 통과하고, 다시 상측으로 이동하여 제1격벽(121)과 상면 사이의 공간을 통과하는 과정을 반복한 후 배출구(124)를 통해 배출되므로, 지하수에 포함된 비소 침전물과 유기물 등의 이물질은 분리조(12)를 이동하는 과정에서 하측으로 침전하게 된다. 상기 분리조(12)의 하면은 하기에서 설명할 배출라인(41)과 연통되므로, 상기 배출라인(41)을 통해 분리조(12) 바닥에 적층된 비소 침전물과 유기물 등의 이물질을 상기 분리조(12)에서 제거할 수 있게 된다.
상기 산화처리부(2)는 상기 전기응집처리부(1)를 통해 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 철과 망간을 산화 반응시킴으로써 고체상의 철 침전물 및 고체상의 망간 침전물을 형성하는 구성으로, 오존처리부(21), 산화반응조(22) 등을 포함한다.
상기 오존처리부(21)는 상기 전기응집처리부(1)를 통해 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하는 구성으로, 상기 오존처리부(21)는 물에 오존을 공급하는 종래의 오존처리기가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 나노 버블 장치를 이용하여 지하수에 오존을 공급함으로써 오존 나노 버블에 의해 오존의 포화 용존도를 높이고 체류 시간을 증가시키면서 하이드록시 라디칼을 생성을 촉진하는 것이 바람직하다.
상기 산화반응조(22)는 상기 오존처리부(21)를 통과한 지하수에 포함된 철과 망간이 오존과 반응하여 고체상의 철 침전물과 고체상의 망간 침전물이 형성도록 하는 구성으로, 상기 오존처리부(21)를 통과하여 오존과 혼합된 지하수가 유입되고, 하기 반응식 2와 3과 같이 상기 지하수에 포함된 철 및 망간은 오존과 반응하여 고체상의 철 침전물(Fe(OH)3(s)), 고체상의 망간 침전물(MnO2(s))을 형성하게 된다. 또한, 지하수에서 하기 반응식 4와 같이 하이드록 라디칼이 생성하여 철과 망간의 산화반응을 더욱 촉진하게 된다. 상기 산화반응조(22)의 하면은 하기에서 설명할 배출라인(41)과 연통되므로, 상기 배출라인(41)을 통해 산화반응조(22) 바닥에 적층된 철 침전물과 망간 침전물을 상기 산화반응조(22)에서 제거할 수 있게 된다.
[반응식 2]
2Fe2+ + O3 + H2O → 2Fe3+ + O2 + 2OH-,
Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3(s) + 3H+
[반응식 3]
Mn2+ + O3 + H2O → MnO2(s) + O2 + 2H+
[반응식 4]
O3 + H2O → HO3 + + OH- → 2HO2 ,
O3 + HO2 , → HO, + 2O2
HO2 , + HO2 , → H2O2 + O2
상기 여과부(3)는 상기 산화반응처리부(2)를 통과한 지하수를 여과하는 구성으로, 분리막조(31), 멤브레인(32) 등을 포함한다.
상기 분리막조(31)는 상기 산화반응조(22)와 연통되어 상기 산화반응조(22)에서 배출된 지하수를 수용하는 구성으로, 상기 분리막조(31)의 내부에는 멤브레인(32)이 위치하게 된다. 상기 산화반응조(22)와 분리막조(31)는 연결관(311)에 의해 서로 연결되어, 산화반응조(22)의 지하수는 물의 압력에 의해 연결관(311)을 통해 분리막조(31)로 이동하게 된다. 상기 연결관(311)은 일단은 산화반응조(22)에 위치하고 타단은 분리막조(31)에 위치하는 연결부(311a)와, 상기 연결부(311a)의 일단에서 하측으로 절곡형성되어 지하수가 유입되는 하향절곡부(311b)와, 상기 연결부(311a)의 타단에서 상측으로 절곡형성되어 지하수가 배출되는 상향절곡부(311c) 등을 포함하여, 상기 산화반응조(22)에서 침전물이 하향하는 과정에서 연결관(311)에 유입되는 것을 최소화할 수 있고, 상기 분리막조(31)에서 배출된 지하수는 멤브레인(32)을 향해 이동하게 된다. 상기 분리막조(31)의 하면은 하기에서 설명할 배출라인(41)과 연통되므로, 상기 배출라인(41)을 통해 분리막조(31) 바닥에 적층된 침전물을 상기 분리막조(31)에서 제거할 수 있게 된다.
상기 멤브레인(32)은 상기 상향절곡부(311c)의 상측의 상기 분리막조(31) 내부에 위치하여 상기 분리막조(31) 내의 지하수를 여과하는 구성으로, 내부가 빈 공간을 가지며, 멤브레인의 외부에서 내부로 지하수가 이동하면서 여과되게 된다. 상기 멤브레인(32)은 순환관(321)에 연결되게 되는데, 상기 순환관(321)의 일단은 상기 멤브레인(32)의 내부 공간에 연통되고 타단은 오존처리부(21)에 연결되어, 상기 멤브레인(32)을 통과하여 여과된 지하수는 다시 오존처리부(21)에 공급됨으로써, 철, 망간이 산화되어 침전물이 형성되는 과정과 멤브레인을 통해 여과되는 과정이 반복되게 되어 처리 효율을 높일 수 있으면서도, 산화반응조에서 분리막조에 동력의 공급없어 물의 압력으로만 지하수를 공급하여 에너지 사용량을 줄일 수 있게 된다. 상기 철, 망간이 산화되어 침전물이 형성되는 과정과 멤브레인을 통해 여과되는 과정이 일정 횟수 반복된 후, 지하수는 처리수를 저장하는 저장조(200)에 배출되어 이용되게 된다.
상기 배출처리부(4)는 지하수를 처리하는 과정에서 생성된 침전물을 제거하기 위한 구성으로, 분리조, 산화반응조, 분리막조 등의 하면에 연결된 배출라인(41)을 통해 침전물을 배출하게 된다. 상기 지하수 처리시스템은 라디칼 산화반응 과정을 먼저 수행하는 것이 아니라, 전기응집 처리 과정을 통해 지하수에 철 이온을 공급하여 비소가 고체상의 침전물로 변환되는 과정을 촉진시켜 지하수에서 비소를 제거한 후, 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 라디칼 산화 반응을 시킴으로써 지하수에 존재하는 철, 망간을 제거하여, 지하수에서 비소, 철, 망간을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 또한, 유기물에 오존을 공급하는 경우 유기물이 분해되어 제거하기 어려운 오염물이 생성되는데, 라디칼 산화반응 전 비소 침전물과 함께 유기 이물질을 함께 제거하여, 새로운 오염이 최소화 및 경제성을 도모할 수 있다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 전기응집처리부 2: 산화처리부 3: 여과부
4: 배출처리부 11: 전기응집기 12: 분리조
21: 오존처리부 22: 산화반응조 31: 분리막조
32: 멤브레인 41: 배출라인 121: 제1격벽
122: 제2격벽 123: 유입구 124: 배출구
311: 연결관 321: 순환관 311a: 연결부
311b: 하향절곡부 311c: 상향절곡부 100: 집수조
200: 저장조

Claims (8)

  1. 전기에너지를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여, 고체상의 비소 침전물을 생성시켜 지하수에 포함된 비소를 제거하는 전기응집처리부와, 상기 전기응집처리부를 통해 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하여 철과 망간을 산화 반응시킴으로써 고체상의 철 침전물 및 망간 침전물을 형성하는 산화반응처리부를 포함하여, 지하수에 포함된 비소, 철 및 망간을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 지하수 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기응집처리부는 전기에너지를 이용하여 지하수에 철 이온을 공급하여 고체상의 비소 침전물이 생성되도록 하는 전기응집기와, 상기 전기응집기를 통과한 지하수에서 고체상의 비소 침전물 및 유기 이물질을 제거하는 분리조를 포함하며,
    상기 전기응집기의 양극은 철로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하수 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분리조는 내부 하면에서 돌출되어 내부 상면과 일정 간격 이격되는 제1격벽과, 내부 상면에서 돌출되어 내부 하면과 일정 간격 이격되며 상기 제1격벽과 지하수 이동 방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제2격벽을 포함하며, 상기 제1격벽과 제2격벽은 지하수 이동 방향으로 연이어 반복 형성되고,
    상기 전기응집기를 통과한 지하수는 유입구를 통해 분리조에 유입되어 수위가 높아져 제1격벽과 상면 사이의 공간을 통과한 후, 하측으로 떨어져 제2격벽과 하면 사이의 공간을 통과하고, 다시 상측으로 이동하여 타 제1격벽과 상면 사이의 공간을 통과하는 과정을 반복한 후 배출구를 통해 배출되므로, 지하수에 포함된 비소 침전물과 유기 이물질은 분리조를 이동하는 과정에서 하측으로 침전하게 되는 것을 특징으로 하는 지하수 처리시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산화처리부는 상기 전기응집처리부를 통해 비소가 제거된 지하수에 오존을 공급하는 오존처리부와, 상기 오존처리부를 통과한 지하수에 포함된 철과 망간이 오존과 반응하여 고체상의 철 침전물과 망간 침전물이 형성도록 하는 산화반응조를 포함하며,
    상기 오존처리부는 나노 버블 장치를 이용하여 지하수에 오존을 공급함으로써, 오존 나노 버블에 의해 오존의 포화 용존도를 높이고 체류 시간을 증가시키면서 하이드록시 라디칼을 생성을 촉진할 수 있는 것을 특징으로 하는 지하수 처리시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지하수 처리시스템은 상기 산화반응처리부를 통과한 지하수를 여과하는 여과부를 추가로 포함하며,
    상기 여과부는 상기 산화반응조와 연통되어 상기 산화반응조에서 배출된 지하수를 수용하는 분리막조와, 상기 분리막조 내부에 위치하여 상기 분리막조 내의 지하수를 여과하는 멤브레인을 포함하고,
    상기 산화반응조와 분리막조는 연결관에 의해 서로 연결되어, 산화반응조의 지하수는 물의 압력에 의해 연결관을 통해 분리막조로 이동하는 것을 특징으로 하는 지하수 처리시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결관은 일단은 산화반응조에 위치하고 타단은 분리막조에 위치하는 연결부와, 상기 연결부의 일단에서 하측으로 절곡형성되어 지하수가 유입되는 하향절곡부와, 상기 연결부의 타단에서 상측으로 절곡형성되어 지하수가 배출되는 상향절곡부를 포함하여, 상기 산화반응조에서 침전물이 하향하는 과정에서 연결관에 유입되는 것을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 지하수 처리시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 멤브레인은 순환관에 연결되며, 상기 순환관의 일단은 상기 멤브레인의 내부 공간에 연통되고 타단은 오존처리부에 연결되어, 상기 멤브레인을 통과하여 여과된 지하수는 다시 오존처리부에 공급됨으로써, 철 및 망간이 산화되어 침전물이 형성되는 과정과 멤브레인을 통해 여과되는 과정이 반복되게 되는 것을 특징으로 하는 지하수 처리시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 지하수 처리시스템은 상기 분리조와 산화반응조의 하면에 연결된 배출라인을 통해 침전물을 배출하는 배출처리부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 처리시스템.
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