KR20220100140A - 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템은, 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수를 처리하는 수처리시스템에 있어서, 상기 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수인 원수가 유입되는 전처리챔버, 상기 원수를 여과하기 위한 세라믹필터, 상기 세라믹필터에 축적되는 오염물질을 제거하기 위한 오존 미세기포를 상기 세라믹필터에 분사하는 제1 분사노즐이 구비되는 전처리조; 상기 오존 미세기포를 상기 제1 분사노즐에 공급하는 제1 오존 미세기포 공급부; 상기 전처리 챔버와 연결되어 상기 세라믹필터에 의해 여과되는 원수가 유입되는 반응챔버, 상기 원수에 자외선을 조사하기 위한 자외선 조사기, 상기 자외선과의 상호반응에 의해 OH라디칼이 생성되도록 하기 위한 오존 미세기포를 상기 반응챔버 내에 분사하는 제2 분사노즐이 구비되는 반응조; 및 상기 오존 미세기포를 상기 제2 분사노즐에 공급하는 제2 오존 미세기포 공급부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리막 여과 공정으로 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수의 오염물질을 여과한 후에 자외선과 오존 미세기포를 이용하여 처리할 수 있는 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템에 관한 것이다.
폐수처리는 공장, 도시 등으로부터 나오는 폐수 중에 함유된 유독물질이나 유해물질을 정화하기 위해 소정의 허용한계수질로 처리하는 것을 의미한다.
공공 수역의 수질보전을 위해 공장이나 사업소 등에서 배출되는 폐수는 환경정책기본법, 수질환경보전법, 오수·분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률 등에 규정된 기준에 도달할 때까지 정화하여 배수해야한다. 이를 위해, 폐수의 종류나 내용에 따라 고체·액체분리, 물리화학적 처리, 생물학적 처리 등의 방법이 이용된다.
고체·액체분리법은 폐수 속의 부유물을 분리 회수하기 위한 것으로, 처리비용이 싸고 운전관리도 쉽다. 중력에 의한 침강 분리 방식이 가장 널리 이용되나, 중력 침강과는 반대로 부상하기 쉬운 부상물을 수면에 자연히 모이게 하는 방법이나, 불어넣거나 감압에 의해 발생시킨 물 속의 미세기포의 상승력을 이용한 강제 부상 분리 방식도 이용된다.
물리화학적 처리에는 중화·pH조정, 산화·환원, 추출, 흡착 등의 방법이 있다. 중화·pH조정은 폐수에 산이나 알칼리를 주입하여 용해되어 있는 가스를 방출시키거나 금속염을 응집·침강시키고, 계속되는 처리를 위해 가장 알맞은 pf로 조정하는 것이다. 산화·환원에는 악재를 이용한 산화나 환원 외에 전기분해에 의한 처리, 오존이나 자외선을 이용한 산화분해 등도 이루어진다. 추출은 폐수 속에 존재하는 유용물질을 용매를 이용하여 회수하는 것이고, 흡착은 활성탄이나 제올라이트와 같은 흡착제로 폐수 속의 각종 유기물질과 암모니아 등을 처리하는 방법이다. 이 밖에 이온교환, 전기투석, 역삼투막에 의한 처리 등도 물리화학적 처리법의 일종이다.
생물학적 처리법은 미생물을 이용하여 폐수를 처리하는 방법이다. 미생물과 폐수가 접촉하는 형태에 따라 부유현탁법과 고착법으로 분류된다. 부유현탁법에서 미생물과 폐수가 혼합되어 미생물이 부유현탁한 상태로 처리수와 미생물로 분리된 뒤 미생물은 다시 폐수처리로 되돌려진다. 고착법은 살수로상법·회전원판법·침지로상법·유동상법 등이 있는데, 이들은 모두 미생물을 부착시키는 고정된 지지체가 있어 폐수만이 고착미생물의 주위를 통과하게 된다.
폐수처리 기술은 이러한 물리화학적 및 생물학적 공정보다 수질개선 효과가 우수하고, 약품 사용이 배제된 환경친화적 분리막 여과 공정으로 진화되고 있다. 특히, 폐수처리에 있어서 생물학적 활성오니법과 분리막 기술의 장점을 결합한 막분리 활성오니법이 주목받고 있다. 분리막은 액체 또는 기체 환경의 혼합물질에 대해 원하는 입자 등에 대해서만 선택적 투과 및 분리가 이루어지는 제품으로, 일반적으로 분리 성능에 따라 정밀여과막(Microfiltration, MF), 한외여과막(Ultrafiltration, UF), 나노여과막(Nanofiltration, NF) 및 역삼투막(Reverse osmosis, RO) 등으로 분류된다.
분리막 여과 공정은 기존의 설비와 간단히 결합되어 분리와 농축을 자동 및 연속적으로 수행할 수 있는 장점이 있으나, 사용시간에 따라 제거되는 오염물질(용질)에 의한 막오염 현상으로 인해 막분리의 수행이 어려워짐에 따라, 단독으로 적용되는 경우 폐수처리 효율이 떨어지는 단점이 있다.
막오염 현상은 분리막 표면에서의 젤 레이어(gel layer) 형성, 막 공극에서의 용질 흡착, 공극 막힘 등에 의해 발생되며, 이로 인해 높은 압력 손실을 유발하여 여과속도 및 처리효율이 떨어져 에너지 손실 및 처리비용이 증가되므로, 주기적으로 분리막에서 오염물질을 제거해야만 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 막오염 현상 등으로 인해 오염물질이 포함된 원수의 처리효율이 떨어지는 분리막 여과 공정 단독의 수처리시스템의 단점을 극복하기 위해 막오염 현상을 주기적으로 해소하면서 분리막 여과 공정과 자외선 고도산화처리 공정을 병합하여 원수의 처리효율을 증가시킬 수 있는 오존 미세기포를 이용하는 수처리시스템을 제공하는데 목적이 있다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템은, 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수를 처리하는 수처리시스템에 있어서, 상기 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수인 원수가 유입되는 전처리챔버, 상기 원수를 여과하기 위한 세라믹필터, 상기 세라믹필터에 축적되는 오염물질을 제거하기 위한 오존 미세기포를 상기 세라믹필터에 분사하는 제1 분사노즐이 구비되는 전처리조; 상기 오존 미세기포를 상기 제1 분사노즐에 공급하는 제1 오존 미세기포 공급부; 상기 전처리 챔버와 연결되어 상기 세라믹필터에 의해 여과되는 원수가 유입되는 반응챔버, 상기 원수에 자외선을 조사하기 위한 자외선 조사기, 상기 자외선과의 상호반응에 의해 OH라디칼이 생성되도록 하기 위한 오존 미세기포를 상기 반응챔버 내에 분사하는 제2 분사노즐이 구비되는 반응조; 및 상기 오존 미세기포를 상기 제2 분사노즐에 공급하는 제2 오존 미세기포 공급부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 분사노즐은, 상기 자외선 조사기에서 자외선이 투과되도록 하는 석영관과 이격되되, 상기 석영관을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 석영관과의 이격공간에 오존 미세기포를 분사하여 상기 이격공간에 우선적으로 OH라디칼이 생성되도록 할 수 있다.
그리고 상기 수처리시스템은, 상기 반응챔버의 상부에 결합되며, 일방향의 회전동안 상측으로 이동하거나 타방향의 회전동안 하측으로 이동하여 상기 자외선 조사기가 중심부를 관통할 때, 상기 자외선 조사기의 외측에 부착된 오염물질을 세정하는 세정부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세정부는, 상기 반응챔버의 상부와 결합되며, 상기 일방향으로 회전하면서 신축 또는 상기 타방향으로 신장되는 회전축; 상기 회전축에 의해 상기 일방향으로 회전하면서 상측 또는 상기 타방향으로 회전하면서 하측으로 이동하며, 상기 자외선 조사기가 관통되도록 하기 위한 관통구가 중심부에 형성되는 회전프레임; 및 상기 자외선 조사기가 상기 관통구를 관통할 때, 상기 자외선 조사기의 외측을 둘러싸면서 접촉되도록 상기 관통구의 내면에 복수로 구비되며, 상기 회전프레임의 상기 일방향 또는 상기 타방향 회전을 통해 상기 자외선 조사기의 외측에 부착된 오염물질을 세정하는 세정솔;을 포함할 수 있다.
그리고 상기 세정부는, 상기 반응조 내에서 상기 원수의 처리가 완료된 후에 역세과정 전까지 상기 자외선 조사기의 외측에 부착된 오염물질에 세정할 수 있다.
또한, 상기 제1, 2 오존 미세기포 공급부는, 상기 반응챔버에서 OH라디칼이 포함되는 처리수가 생성되기 전인 경우, 유체공급부와 연결되는 제1 바이패스관을 통해 공급받는 유체를 이용하여 오존 미세기포를 생성하고, 상기 반응챔버에서 상기 처리수가 생성되는 경우, 상기 반응챔버로부터 상기 처리수를 유출시키기 위한 처리수유출관과 연결되는 제2 바이패스관을 통해 공급받는 처리수의 일부를 이용하여 오존 미세기포를 생성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 분리막 여과 공정과 자외선 고도산화처리 공정을 병합함으로써, 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수인 원수의 처리효율이 증가될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 분리막 여과 공정에 이용된 세라믹필터와 자외선 고도산화처리 공정에 이용된 자외선 조사기에 부착된 오염물질을 제거함으로써, 분리막 여과 공정과 자외선 고도산화처리 공정의 원수 처리효율을 유지할 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템의 개략적인 설명도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 분사노즐의 오존 미세기포 분사방식을 설명하기 위한 개략적인 설명도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 분사노즐의 오존 미세기포 분사방식을 설명하기 위한 개략적인 설명도이다.
도 4는 도 1에 도시된 세정부의 오염물질 세정방식을 설명하기 위한 개략적인 설명도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 분사노즐의 오존 미세기포 분사방식을 설명하기 위한 개략적인 설명도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 분사노즐의 오존 미세기포 분사방식을 설명하기 위한 개략적인 설명도이다.
도 4는 도 1에 도시된 세정부의 오염물질 세정방식을 설명하기 위한 개략적인 설명도이다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예의 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템(이하에서는 '수처리시스템')에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 수처리시스템은 전처리조(100), 제1 오존 미세기포 공급부(200), 반응조(300) 및 제2 오존 미세기포 공급부(400)를 포함한다.
전처리조(100)는 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수(이하에서는 '원수')를 전처리하기 위해 전처리챔버(110), 세라믹필터(120) 및 제1 분사노즐(130)를 포함한다.
전처리챔버(110)는 원수의 유입을 위한 원수유입관(111)이 상부에 구비되며, 세라믹필터(120)에 의해 오염물질이 여과된 원수가 반응조(300)로 이동되도록 하기 위한 원수배출관(112)이 측부에 구비된다.
또한, 전처리챔버(110)는 도면에 미도시되었으나, 전처리챔버(110)의 내면, 세라믹필터(120) 및 제1 분사노즐(130)의 역세를 위한 역세수의 유입을 위해 역세수유입관과 역세에 사용된 역세수의 유출이 가능토록 하기 위한 역세수유출관이 구비되는 것이 바람직하다.
세라믹필터(120)는 전처리챔버(110)에서 분리막 여과 공정이 이루어지도록 하기 위해 전처리챔버(110)의 내부에 구비되어 원수의 오염물질(예: 유기물 및/또는 무기물)을 여과한다.
또한, 세라믹필터(120)는 원수의 오염물질을 여과함 뿐만 아니라, 원수의 탁도를 저감하게 되며, 이를 통해 반응조(300)에서 오존 및 자외선을 이용한 원수의 처리 과정이 용이해지도록 한다.
그리고 세라믹필터(120)는 전처리챔버(110) 내에 하나만 구비되는 것이 아니라 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 세라믹필터(120)는 원수에 포함된 박테리아 등을 여과하기 위한 정밀여과막(MF), 원수에 포함된 고분자량의 유기물질 등을 여과하기 위한 한외여과막(UF), 다가이온의 저분자량의 유기물질 등을 여과하기 위한 나노여과막(NF) 및 알기이온 등을 여과하기 위한 역삼투막(RO) 순으로 배치되어 원수의 오염물질을 여과할 수 있고, 각 막의 간격을 조절하여 각 막이 밀착되거나 이격되도록 한다.
제1 분사노즐(130)은 세라믹필터(120)의 표면상에 축적되는 오염물질에 의해 세라믹필터(120)의 기능이 저하되는 것을 방지하기 위해 제1 오존 미세기포 공급부(200)로부터 공급받는 오존 미세기포를 세라믹필터(120)에 분사한다.
여기서, 제1 분사노즐(130)이 세라믹필터(120)에 오존 미세기포를 분사하는 시점은 전처리챔버(110)에 원수의 유입이 종료된 후로부터 전처리챔버(110)의 역세가 이루어지기 전까지인 것이 바람직하다.
또한, 제1 분사노즐(130)은 도 2에 도시된 바와 같이, 세라믹필터(120)를 통과하는 여과된 원수가 원수유출관(112)으로 이동되도록 하기 위해 원수의 통과가 이루어지는 관통구(131)가 프레임(132)의 중심부에 형성되며, 관통구(131)의 내면에 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
그리고 제1 분사노즐(130)은 도 1에 도시된 바와 같이 세라믹필터(120)의 후단에 구비된 것으로 도시되어 있으나 이로 국한되는 것은 아니며, 세라믹필터(120)의 전단에도 구비될 수 있다.
더 나아가, 제1 분사노즐(130)은 전처리조(100)에 더 구비되는 이동수단(미도시)을 통해 세라믹필터(120)와의 거리가 조절될 수 있다. 이를 통해, 전처리조(100)에서는 세라믹필터(120)에 가해지는 오존 미세기포의 세기를 조절할 수 있다.
제1 오존 미세기포 공급부(200)는 제1 분사노즐(130)에 오존 미세기포를 공급하기 위해 제1 분사노즐(130)과 연결되는 제1 오존 미세기포 공급관(210)을 구비한다.
이러한 제1 오존 미세기포 공급부(200)는 수처리시스템에서의 수처리가 이루어졌는지 여부에 따라 다른 방식으로 오존 미세기포를 생성한다.
만약, 반응챔버(310)에서 OH라디칼에 의해 오염물질이 제거된 처리수가 생성되기 전, 즉 수처리가 이루어지기 전인 경우, 제1 오존 미세기포 공급부(200)는 유체공급부(500)와 연결되는 제1 바이패스관(510)을 통해 공급받는 유체를 이용하여 오존과 공기가 용존된 오존 미세기포를 생성할 수 있다.
이와 달리, 반응챔버(310)에서 처리수가 생성되는 경우, 제1 오존 미세기포 공급부(200)는 처리수유출관(311)과 연결되는 제2 바이패스관(600)을 통해 공급받는 처리수의 일부를 이용하여 오존과 공기가 용존된 오존 미세기포를 생성할 수 있다.
또한, 제1 오존 미세기포 공급부(200)는 저온 및 고압에서 오존이 용해된 과포화 오존수에서 기포를 발생시켜 오존 미세기포를 생성하며, 온도 및 압력의 조절을 통해 오존 미세기포의 량과 크기를 조절한 후에 제1 분사노즐(130)에 공급할 수 있다.
반응조(300)는 오염물질이 여과된 원수를 후처리하기 위해 반응챔버(310), 자외선 조사기(320), 제2 분사노즐(330) 및 세정부(340)를 포함한다.
반응챔버(310)는 원수유출관(112)으로부터 유출되는 원수가 유입되며, 오존 및 자외선의 상호반응에 의해 난분해성 유기물질이 제거된 처리수가 유출되도록 하기 위한 처리수유출관(311)이 측부에 구비되며, 반응챔버(310)의 내면, 자외선 조사기(320), 제2 분사노즐(330) 및 세정부(340)의 역세를 위한 역세수의 유입을 위해 역세수유입관(312)이 상부에 구비되고, 역세에 사용된 역세수의 유출이 가능토록 하기 위한 역세수유출관(313)이 하부에 구비된다.
자외선 조사기(320)는 반응챔버(310)에서 자외선 고도산화처리 공정(Advanced Oxidation Process, AOP)이 이루어지도록 하기 위해 자외선 램프(321), 석영관(322), 소켓(323) 및 케이블(324)을 포함한다.
자외선 램프(321)는 제2 분사노즐(330)에서 분사될 오존 미세기포(오존)와 상호반응을 일으킬 자외선(Ultraviolet, UV)을 반응챔버(310) 내로 조사한다.
석영관(322)은 자외선 램프(321)를 감싸 보호하며, 자외선 램프(321)로부터 반응챔버(310) 내로 조사되는 자외선을 투과(굴절)시키기 위한 석영 재질로 이루어진다.
여기서, 석영관(322)의 투과는 자외선 램프(321)로부터 조사되는 자외선이 반응챔버(310) 내의 전체 영역으로 확산되도록 하기 위한 확산투과일 수 있으며, 이러한 자외선 확산투과에 따라 반응챔버(310) 내에서는 자외선과 오존미세기포의 상호반응 효율이 향상되어 OH라디칼의 생성이 극대화됨에 따라, 반응챔버(310) 내에서는 난분해성 유기물질의 제거가 용이하게 이루어질 수 있다.
소켓(323)은 자외선 램프(321)에 전기를 공급하기 위한 투입구이면서, 자외선 램프(321)의 끝단 및 석영관(322)의 끝단과 결합되어 반응챔버(310) 내에 유입되는 원수로부터 자외선 램프(321) 및 석영관(322)을 지지한다.
케이블(324)은 소켓(323)의 일측을 관통하며, 자외선 램프(321)와 연결되어 전기공급 회로를 구성함으로써, 자외선 램프(321)에 전기를 공급하여 자외선 램프(321)로부터 자외선이 조사되도록 한다.
제2 분사노즐(330)은 자외선 조사기(320)의 자외선과 상호반응에 의해 반응챔버(310) 내에 OH라디칼이 생성되도록 하기 위한 오존 미세기포를 반응챔버(310) 내에 분사한다.
이러한 제2 분사노즐(330)이 오존 미세기포를 분사함에 따라, 원수의 미생물이나 유기물 등의 오염물질은 오존 미세기포와 물의 계면에 부착되는 액적효과에 따라 오존 미세기포에 의해 수면으로 부상되어 제거될 수 있다.
또한, 제2 분사노즐(330)은 도 3에 도시된 바와 같이 석영관(322)과 이격되되, 석영관(322)을 둘러싸는 형태로 배치되어 석영관(322)과의 이격공간(A)에 우선적으로 오존 미세기포를 분사함에 따라, 석영관(322)과의 이격공간(A)에 우선적으로 OH라디칼이 생성되도록 한다.
이에, 반응챔버(310)는 제2 분사노즐(330)과 석영관(322)의 이격공간(A)의 부근에서 우선적으로 OH라디칼이 생성될 수 있으며, 그 후에는 자외선과 오존미세기포가 확산되어 반응챔버(310) 내의 전체 원수에 OH라디칼이 생성될 수 있다.
그리고 이격공간(A)은 우선적으로 OH라디칼이 생성되는 공간일 뿐만 아니라, 세정부(340)가 반응챔버(310)의 하부를 향해 하측으로 이동될 수 있도록 하는 공간이기도 하다.
세정부(340)는 도 4에 도시된 바와 같이, 원수의 수처리 과정동안 석영관(322)의 외주연에 부착되는 오염물질을 세정하기 위해 회전축(341), 회전프레임(342) 및 세정솔(343)을 포함한다.
여기서, 세정부(340)가 석영관(322)에 부착된 오염물질의 세정 과정의 시점은 반응챔버(310)의 원수의 유입이 종료된 후로부터 반응챔버(310)의 역세가 이루어지기 전까지인 것이 바람직하다.
회전축(341)은 반응챔버(310)의 상부와 결합되며, 일방향으로 회전하면서 신축 또는 타방향으로 회전하면서 신장된다.
회전프레임(342)은 회전축(341)과 연결되어 회전축(341)에 의해 일방향으로 회전하면서 상측 또는 타방향으로 회전하면서 하측으로 이동하며, 석영관(322)이 관통되도록 하기 위한 관통구(342a)가 중심부에 형성된다.
세정솔(343)은 회전프레임(342)의 상하이동에 따라 석영관(322)이 관통구(342a)를 관통할 때, 석영관(322)의 외측을 둘러싸면서 접촉되기 위해 관통구(342a)의 내면에 복수로 구비된다.
또한, 세정솔(343)은 회전프레임(342)의 일방향 또는 타방향의 회전을 통해 석영관(322)의 외주연에 부착된 오염물질에 압력을 가하여 오염물질을 세정한다.
그리고 세정솔(343)은 오염물질의 세정에 용이한 소수성 소재(예: 메탈릴트리메틸실란, 알릴트리메틸실란, 비닐트리메틸실란 등) 또는 엘라스토머 소재(예: 스티렌계, PVC계, 폴리아미드계, 폴리에스터계 등) 등으로 이루어질 수 있다.
더 나아가, 세정솔(343)은 석영관(322)의 세정을 통해 석영관(322)에 부착되어 반응챔버(310) 내에 잔존하게 되는 난분해성 유기물질의 제거가 가능하며, 이를 통해 자외선 조사기(320)의 교체시기를 늦춰 반응조(300)의 자외선 고도산화처리 공정 비용을 절감할 수 있다.
제2 오존 미세기포 공급부(400)는 제2 분사노즐(330)에 오존 미세기포를 공급하기 위해 제2 분사노즐(330)과 연결되는 제2 오존 미세기포 공급관(310)을 구비한다.
이러한 제2 오존 미세기포 공급부(400)는 수처리시스템에서의 수처리가 이루어졌는지 여부에 따라 다른 방식으로 오존 미세기포를 생성한다.
만약, 반응챔버(310)에서 OH라디칼에 의해 오염물질이 제거된 처리수가 생성되기 전인 경우, 제2 오존 미세기포 공급부(400)는 유체공급부(500)와 연결되는 제1 바이패스관(510)을 통해 공급받는 유체를 이용하여 오존과 공기가 용존된 오존 미세기포를 생성할 수 있다.
이와 달리, 반응챔버(310)에서 처리수가 생성되는 경우, 제2 오존 미세기포 공급부(400)는 처리수유출관(311)과 연결되는 제2 바이패스관(600)을 통해 공급받는 처리수의 일부를 이용하여 오존과 공기가 용존된 오존 미세기포를 생성할 수 있다.
또한, 제2 오존 미세기포 공급부(400)는 저온 및 고압에서 오존이 용해된 과포화 오존수에서 기포를 발생시켜 오존 미세기포를 생성하며, 온도 및 압력의 조절을 통해 오존 미세기포의 량과 크기를 조절한 후에 제2 분사노즐(330)에 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
100: 전처리조,
110: 전처리챔버,
111: 원수유입관, 112: 원수배출관,
120: 세라믹필터, 130: 제1 분사노즐,
131: 관통구, 132: 프레임,
200: 제1 오존 미세기포 공급부, 210: 제1 오존 미세기포 공급관,
300: 반응조, 310: 반응챔버,
311: 처리수유출관, 312: 역세수유입관,
313: 역세수유출관, 320: 자외선 조사기,
321: 자외선 램프, 322: 석영관,
323: 소켓, 324: 케이블,
330: 제2 분사노즐, 340: 세정부,
341: 회전축, 342: 회전프레임,
342a: 관통구, 343: 세정솔,
400: 제2 오존 미세기포 공급부, 410: 제2 오존 미세기포 공급관,
500: 유체공급부, 510: 제1 바이패스관,
600: 제2 바이패스관.
111: 원수유입관, 112: 원수배출관,
120: 세라믹필터, 130: 제1 분사노즐,
131: 관통구, 132: 프레임,
200: 제1 오존 미세기포 공급부, 210: 제1 오존 미세기포 공급관,
300: 반응조, 310: 반응챔버,
311: 처리수유출관, 312: 역세수유입관,
313: 역세수유출관, 320: 자외선 조사기,
321: 자외선 램프, 322: 석영관,
323: 소켓, 324: 케이블,
330: 제2 분사노즐, 340: 세정부,
341: 회전축, 342: 회전프레임,
342a: 관통구, 343: 세정솔,
400: 제2 오존 미세기포 공급부, 410: 제2 오존 미세기포 공급관,
500: 유체공급부, 510: 제1 바이패스관,
600: 제2 바이패스관.
Claims (6)
- 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수를 처리하는 수처리시스템에 있어서,
상기 혐기성 소화 탈리액 또는 유기성 폐수인 원수가 유입되는 전처리챔버, 상기 원수를 여과하기 위한 세라믹필터, 상기 세라믹필터에 축적되는 오염물질을 제거하기 위한 오존 미세기포를 상기 세라믹필터에 분사하는 제1 분사노즐이 구비되는 전처리조;
상기 오존 미세기포를 상기 제1 분사노즐에 공급하는 제1 오존 미세기포 공급부;
상기 전처리 챔버와 연결되어 상기 세라믹필터에 의해 여과되는 원수가 유입되는 반응챔버, 상기 원수에 자외선을 조사하기 위한 자외선 조사기, 상기 자외선과의 상호반응에 의해 OH라디칼이 생성되도록 하기 위한 오존 미세기포를 상기 반응챔버 내에 분사하는 제2 분사노즐이 구비되는 반응조; 및
상기 오존 미세기포를 상기 제2 분사노즐에 공급하는 제2 오존 미세기포 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 분사노즐은,
상기 자외선 조사기에서 자외선이 투과되도록 하는 석영관과 이격되되, 상기 석영관을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 석영관과의 이격공간에 오존 미세기포를 분사하여 상기 이격공간에 우선적으로 OH라디칼이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수처리시스템은,
상기 반응챔버의 상부에 결합되며, 일방향의 회전동안 상측으로 이동하거나 타방향의 회전동안 하측으로 이동하여 상기 자외선 조사기가 중심부를 관통할 때, 상기 자외선 조사기의 외측에 부착된 오염물질을 세정하는 세정부;를 더 포함하는 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 세정부는,
상기 반응챔버의 상부와 결합되며, 상기 일방향으로 회전하면서 신축 또는 상기 타방향으로 신장되는 회전축;
상기 회전축에 의해 상기 일방향으로 회전하면서 상측 또는 상기 타방향으로 회전하면서 하측으로 이동하며, 상기 자외선 조사기가 관통되도록 하기 위한 관통구가 중심부에 형성되는 회전프레임; 및
상기 자외선 조사기가 상기 관통구를 관통할 때, 상기 자외선 조사기의 외측을 둘러싸면서 접촉되도록 상기 관통구의 내면에 복수로 구비되며, 상기 회전프레임의 상기 일방향 또는 상기 타방향 회전을 통해 상기 자외선 조사기의 외측에 부착된 오염물질을 세정하는 세정솔;을 포함하는 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 세정부는,
상기 반응조 내에서 상기 원수의 처리가 완료된 후에 역세과정 전까지 상기 자외선 조사기의 외측에 부착된 오염물질에 세정하는 것을 특징으로 하는 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1, 2 오존 미세기포 공급부는,
상기 반응챔버에서 OH라디칼이 포함되는 처리수가 생성되기 전인 경우, 유체공급부와 연결되는 제1 바이패스관을 통해 공급받는 유체를 이용하여 오존 미세기포를 생성하고,
상기 반응챔버에서 상기 처리수가 생성되는 경우, 상기 반응챔버로부터 상기 처리수를 유출시키기 위한 처리수유출관과 연결되는 제2 바이패스관을 통해 공급받는 처리수의 일부를 이용하여 오존 미세기포를 생성하는 것을 특징으로 하는 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템.
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| KR1020210002027A KR102512015B1 (ko) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템 |
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| KR1020210002027A KR102512015B1 (ko) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 자외선 및 오존 미세기포를 이용한 기포부상식 수처리시스템 |
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| KR20220100140A true KR20220100140A (ko) | 2022-07-15 |
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| KR (1) | KR102512015B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102604019B1 (ko) | 2022-11-02 | 2023-11-20 | 주식회사 지평 | 악성 폐수의 재활용을 위한 수처리 시스템 |
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- 2021-01-07 KR KR1020210002027A patent/KR102512015B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
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