KR20230160969A - 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 - Google Patents
태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230160969A KR20230160969A KR1020220059463A KR20220059463A KR20230160969A KR 20230160969 A KR20230160969 A KR 20230160969A KR 1020220059463 A KR1020220059463 A KR 1020220059463A KR 20220059463 A KR20220059463 A KR 20220059463A KR 20230160969 A KR20230160969 A KR 20230160969A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water
- power generation
- charging
- facility
- water purification
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 288
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 77
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 50
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 13
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 244000144972 livestock Species 0.000 claims description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 6
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 4
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 10
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 5
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 8
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 6
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 3
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 2
- 241000255925 Diptera Species 0.000 description 2
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 2
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 241000589220 Acetobacter Species 0.000 description 1
- 241000589291 Acinetobacter Species 0.000 description 1
- 241000589151 Azotobacter Species 0.000 description 1
- 241000588921 Enterobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 1
- 241000187479 Mycobacterium tuberculosis Species 0.000 description 1
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/043—Details
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/009—Apparatus with independent power supply, e.g. solar cells, windpower, fuel cells
Abstract
본 발명은 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 태양광을 고집광 태양광열 판넬을 이용하여 400℃ 이상의 고온의 열에너지로 전환시켜 물을 가열하여 수증기를 발생시켜 담수화를 시키고 이와 같은 담수화된 물을 식수와 생활용수로 사용할 수가 있으며, 생활용수로 사용된 하수 및 폐수를 다시 모아서 오폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하여 정수하고 정수된 정화수를 주로 농장에 농사용이으로 공급하고 일부는 다시 상기 수질 정화 처리장으로 귀환시켜서 재처리수의 투입에 사용하게 되어 물부족한 지역이나 전기가 공급되지 않는 지역에서도 발전과 용수의 공급이 가능하게 되고 수질 정화 처리장에 발전시설을 설치하게 되고 수질 정화 처리장의 인접지에 전기를 공급할 수가 있게 되어 송전비용이 저렴하게 되고 비사용 토지를 사용할 수 있게 되어 토지사용의 효율성을 제고할 수 있는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 태양광을 고집광 태양광열 판넬을 이용하여 400℃ 이상의 고온의 열에너지로 전환시켜 물을 가열하여 수증기를 발생시켜 담수화를 시키고 이와 같은 담수화된 물을 식수와 생활용수로 사용할 수가 있으며, 생활용수로 사용된 하수 및 폐수를 다시 모아서 오폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하여 정수하고 정수된 정화수를 주로 농장에 농사용이으로 공급하고 일부는 다시 상기 수질 정화 처리장으로 귀환시켜서 재처리수의 투입에 사용하게 되어 물부족한 지역이나 전기가 공급되지 않는 지역에서도 발전과 용수의 공급이 가능하게 되고 수질 정화 처리장에 발전시설을 설치하게 되고 수질 정화 처리장의 인접지에 전기를 공급할 수가 있게 되어 송전비용이 저렴하게 되고 비사용 토지를 사용할 수 있게 되어 토지사용의 효율성을 제고할 수 있는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 태양광발전은 신재생에너지의 한 분야로서 많은 장점으로 인해 최근 그 수요가 급증하고 있으며, 발전 효율을 높이기 위한 기술도 많이 발전해오고 있고, 특히, 최근에는 태양광 발전장치들이 건물 옥상이나 수상은 물론 건물일체형 태양광 발전장치(BIPV) 등 다양한 형태로 설치되고 있으며, 태양광발전설비 중 직접적으로 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 태양광모듈의 경우 최대 25년의 수명을 가지고 있지만, 설치환경 및 운영상황에 따라 운영 중에 성능이 차이를 보이며, 불량이 빈번히 발생할 경우 설비의 피로도가 높아져 노화진행을 가속시킬 우려가 있다.
우리나라에서는 이러한 태양광발전은 주로 산림의 경사면에 설치되거나 바닷가나 호수와 같은 장소에 설치되고 있으므로 발전된 전력을 한전의 계통전원으로 공급하기 위해서는 반드시 장거리의 송전이 수행되게 되어 송전비용이 고가로 되게 되며 장거리 송전에 따른 전력의 사용효율이 저조하게 되는 문제가 있었다.
그리고, 생활용수로 사용한 하수 및 공장에서 사용된 폐수 및 가축사육시 발생되는 축산분뇨를 정화하는 수질 정화 처리장은, 운영상의 고비용이나 처리능력 및 처리효율성 등 복합적인 다양한 문제로 인해 시설의 상당수는 가동이 중단되거나 일부는 무용지물로 방치되고 있는 실정이고, 대다수의 수질 정화 처리장은 거주지로부터 멀리 떨어져 설치되어 있고 넓은 바닥면적을 차지하고 있어 가동이 중단된 수질 정화 처리장은 여름에는 모기와 같은 해충이 번식되고 발생되는 위험 및 혐오지역으로 기피되고 있는 실정이다.
특히 돼지를 사육하는 양돈 농장의 경우에는, 퇴비단에서 발생하는 침출여과수의 상태가 매우 불량하여 심한 악취는 물론 BOD, COD, SS, 악취의 측정수치가 초기의 양돈분뇨슬러리 수질과 거의 비슷한 수질로 배출됨으로 이를 액비화하는 과정에서 심한 악취는 물론 고농도 오염부하로 인해 많은 운전시간과 그로 인한 대용량의 저장 처리시설, 비용이 소요됨으로서 또다시 고비용 저효율의 비경제성, 불안정성 등 정화처리의 어려움을 초래할 뿐만 아니라 2차적인 환경오염원으로 작용하는 등 그 처리에 많은 부담을 되고 있기 때문이다. 또한, 침출여과수를 정화처리함에 있어 고비용의 응집제를 사용하여 높은 오염부하 농도를 처리함에도 불구하고 악취는 물론 처리 성능이 불안정하여, 무단 해양투기하거나 미숙성 불량 액비를 경작지에 무단 살포하여 심한 악취는 물론 환경의 오염 및 경작지 손상이 심각한 상황에 이르러 보다 환경 친화적이고, 경제적이며, 안정적인 축산폐수처리장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.
또한 종래의 돈사의 구조는 사육시설 하부에 돈 분뇨를 모으기 위한 분뇨탱크가 위치하고 있으며, 이는 배출되는 돈 분뇨를 돈사 아래에 위치한 돈 분뇨 탱크에 쉽게 모으기 위함이지만 집수조에서 방류까지 많은 시간이 소요되며 잔류하는 돈 분뇨로 인하여 악취의 발생 원인이 되는 암모니아, 메틸메르캅탄 등이 생성되어 사육시설 내부로 유입되고 있고, 유입된 악취 가스는 가축들에게 그대로 노출되어 가축들의 생장에 영향을 미치고 각종 질병에 쉽게 노출되는 결과를 낳고 있으며, 이를 해결하고자 돈사 내에 악취가스를 외부로 배출시킬 수 있는 환기시설을 별도로 설치하여 운영하고 있으나 동절기에 환기시설을 가동시, 돈사 내부의 난방에 큰 걸림돌이 되어 다량의 난방비용이 소모되는 문제점을 안고 있고, 또한 악취가스를 돈사 외부로 배출시킨다고 하더라도 배출된 악취가스로 인하여 인근 주민들과의 민원이 발생되고 있는 실정이다.
또한, 종래의 축산분뇨 처리방법에서, 축사에서 발생되는 축산분뇨는 교반식 발효조에서 퇴비화하여 처리하고 있으나, 이때 사용하는 톱밥의 수급이 어렵고 겨울철 발효 효율저하되는 등의 원인으로 인해 정상적인 운영이 어려운 문제점이 있다.
그리고 수질을 정화하는 하수 종말 처리장과 같은 수질 정화 처리장은 냄새와 생활환경의 악화로 인하여 사람들이 생활하는 장소에서 수킬로미터 이격되게 설치되고 점유하는 면적도 수천평에서 수만평의 넓은 지역을 점유하여 거주지로부터 멀리 이격되게 배치되고 점유하는 넓은 면적도 제대로 활용할 수가 없이 사용되게 되고, 가동이 중단된 경우에는 여름에는 모기와 같은 해충이 번식되고 발생되는 위험 및 혐오지역으로 기피되고 있는 문제점이 있었다.
더 나아가, 사회가 점점 발전됨에 따라 핵가족으로의 분화가 촉진되면서 사회가 도시화가 되고 도시내에 사용가능한 토지가 줄어들게 되면서 도시에는 많은 전력이 필요하게 되나 도시의 밀집화가 계속진행됨에 따라 도시내에 발전시설을 설치하는 방안은 점점 희박하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양광을 고집광 태양광열 판넬을 이용하여 400℃ 이상의 고온의 열에너지로 전환시켜 물을 가열하여 수증기를 발생시켜 담수화를 시키고 이와 같은 담수화된 물을 식수와 생활용수로 사용할 수가 있으며, 생활용수로 사용된 하수 및 폐수를 다시 모아서 오폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하여 정수하고 정수된 정화수를 주로 농장에 농사용으로 공급하고 일부는 다시 상기 수질 정화 처리장으로 귀환시켜서 재처리수의 투입에 사용하게 되어 물부족한 지역이나 전기가 공급되지 않는 지역에서도 발전과 용수의 공급이 가능하게 되고, 수질 정화 처리장에 발전시설을 설치하게 되어 인접지에 전기를 공급할 수가 있게 되어 송전비용이 저렴하게 되고 비사용 토지를 사용할 수 있게 되어 토지사용의 효율성을 제고할 수 있는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발전공간의 활용이 어려우며 활용할 토지가 많은 수질 정화 처리장내에 도시형 발전소를 설치하여 수질정화도 이루면서 수질 정화 처리장에 발전시설을 설치하게 되어 도시와 인접지에 도시형 발전소를 건설하여 전기를 공급할 수가 있게 되어 송전비용이 저렴하게 되고 비사용 토지를 사용할 수 있게 되어 토지사용의 효율성을 제고할 수 있는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은, 고집광 태양광열 판넬이 설치되어 태양광이 고열의 에너지로 전환되면서 처리할 오염수가 증발되어 일부는 정화수가 발생되는 담수화 설비와 나머지는 발전터빈을 돌러서 발전/충전하는 태양광 담수화/발전/충전 설비와, 수소와 산소를 발생시켜 저장하는 수소발전/충전/저장설비와, 상기 태양광 담수화 설비에서 공급되는 정화수가 이송파이프를 통하여 가정, 공장 및 축사로 공급되는 정화수 공급관과, 상기 가정, 공장 및 축사에서 사용된 하수, 폐수 및 축산폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하는 오염수 공급관과, 상기 오염수 공급관에 의하여 공급된 오염수를 고도화처리하는 수질 정화 처리장과, 상기 수질 정화 처리장에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되고 일부는 다시 수질 정화 처리장으로 귀환되는 정류수 방류관과, 상기 수질 정화 처리장에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되는 농장을 포함하는 본 발명에 따른 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템에 의하여 달성된다.
본 발명에 따른 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템은, 고집광 태양광열 판넬이 설치되어 태양광이 고열의 에너지로 전환되면서 처리할 오염수가 증발되어 일부는 정화수가 발생되는 태양광 담수화 설비와 나머지는 발전터빈을 돌러서 발전을 일으켜서 충전하거나 수소와 산소를 발생시켜 저장하는 충전 및 수소저장설비와, 상기 태양광 담수화 설비에서 공급되는 정화수가 이송파이프를 통하여 가정, 공장 및 축사로 공급되는 정화수 공급관과, 상기 가정, 공장 및 축사에서 사용된 하수, 폐수 및 축산폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하는 오염수 공급관과, 상기 오염수 공급관에 의하여 공급된 오염수를 고도화처리하는 수질 정화 처리장과, 상기 수질 정화 처리장에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되고 일부는 다시 수질 정화 처리장으로 귀환되는 정류수 방류관과, 상기 수질 정화 처리장에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되는 스마트팜농장을 포함하여, 태양광을 고집광 태양광열 판넬을 이용하여 400℃ 이상의 고온의 열에너지로 전환시켜 물을 가열하여 수증기를 발생시켜 담수화를 시키고 이와 같은 담수화된 물을 식수와 생활용수로 사용할 수가 있으며, 생활용수로 사용된 하수 및 폐수를 다시 모아서 오폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하여 정수하고 정수된 정화수를 주로 스마트팜과 같은 농사용이으로 공급하고 일부는 다시 상기 수질 정화 처리장으로 귀환시켜서 재처리수의 투입에 사용하게 되어 물부족한 지역이나 전기가 공급되지 않는 지역에서도 발전과 용수의 공급이 가능하게 되고 수질 정화 처리장에 발전시설을 설치하게 되어 인접지에 전기를 공급할 수가 있게 되어 송전비용이 저렴하게 되고 비사용 토지를 사용할 수 있게 되어 토지사용의 효율성을 제고할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 태양광발전장치의 개략적인 종단면도
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 개략적인 구성도
도 4는 수질 정화 처리장의 수질정화흐름도
도 5는 수질 정화 처리장의 수질 정화 처리 장치의 개략적인 종단면도
도 6은 방류수에는 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis)와 같은 미생물이 존재하는 100배 확대된 사진
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비와 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 태양광발전장치의 개략적인 종단면도
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 개략적인 구성도
도 4는 수질 정화 처리장의 수질정화흐름도
도 5는 수질 정화 처리장의 수질 정화 처리 장치의 개략적인 종단면도
도 6은 방류수에는 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis)와 같은 미생물이 존재하는 100배 확대된 사진
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비와 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 개략적인 구성도
본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템(A)은, 고집광 태양광열 판넬이 설치되어 태양광이 고열의 에너지로 전환되면서 처리할 오염수가 증발되어 일부는 정화수가 발생되는 태양광 담수화 설비(1a)와 나머지는 발전터빈을 돌러서 발전을 일으키는 발전 설비(1b)와 발전된 전기를 충전하는 충전 설비(1c)를 포함하는 태양광 담수화/발전/충전 설비(1)와, 상기 태양광 담수화 설비(1a)에서 공급되는 정화수가 이송파이프를 통하여 가정, 공장 및 축사(이하 '정화수 사용처'라 함)로 공급되는 정화수 공급관(3)과, 상기 정화수 사용처(4)에서 사용된 하수, 폐수 및 축산폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하는 오염수 공급관(5)과, 상기 오염수 공급관에 의하여 공급된 오염수를 고도화처리하는 수질 정화 처리장(6)과, 상기 수질 정화 처리장(6)에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되고 일부는 다시 수질 정화 처리장으로 귀환되는 정류수 방류관(7)과, 상기 수질 정화 처리장에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되는 스마트팜농장(8)을 포함한다.
상기 태양광 담수화 설비(1a)는 해수담수화설비를 실시예로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 태양광 담수화 설비(1a)는 고집광 태양광열 판넬(11)이 설치되어 상기 고집광 태양광열 판넬(11)에서 촛점으로 모아진 태양광이 고열의 에너지로 전환되면서 해수저장조(12)내의 처리할 해수가 증발되어 증발된 물을 모아서 담수가 발생되는 원리를 이용한 설비로서, 이와 같이 발생된 담수는 정화수 공급관(3)를 통하여 정화수 사용처(4)로 공급되게 되는 것이다. 또한, 상기 태양광 담수화 설비(1)와 병렬로 설치된 태양광 발전 설비(1b)는 고집광 태양광열 판넬(11)이 태양광의 촛점을 모아 광전판넬(13)에서 광전변환된 전기를 콘트롤러와 충전 설비(1c)로 저장하고 인버터로 변환시켜 상기 담수화 설비(1)의 펌프로 송전시키는 기능을 수행하게 된다.
상기 태양광 발전 설비(1b)는 넓은 여유공간을 갖는 상기 수질 정화 처리장(6) 및 비사용 토지에 설치하여 발전을 할 수가 있게 되므로, 발전설비의 설치에 대한 민원이 발생되지 않아 설치계획이 쉽고 발전설비토지에 대한 비용이 들지 않게 되어 발전비용이 저렴하게 된다.
상기 태양광 담수화/발전/충전 설비(1)는 섬과 같은 도서지방이나 전기가 닿지 않는 오지에서 발전을 하여 전기를 사용함과 동시에 담수를 저장하여 용수로서 사용할 수가 있게 되는 것이다.
본 발명의 제2실시예에 사용되는 수소 발전/충전/저장설비(2)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기동(스타트)전기로 절대온도 10~20 도로 냉각시켜 수소기체와 산소얼음으로 수소와 산소가 분리되게 하고 수소기체를 이용하여 수소발전/충전/저장시키는 설비이거나, 또는 병렬로 설치된 상기 태양광 발전 설비(1b)에서 발생된 전기를 충전지(21)내로 충전하거나, 별도로 설치된 발전터빈(20)을 증발된 수증기로 돌려서 발전을 일으켜서 설비내에 설치된 충전지(21)내에 충전하거나, 발생된 전기를 이용하여 설비내에 설치된 수소/산소 발생부(22)를 작동시켜 수소와 산소를 발생시켜 저장하는 가스저장부(23)를 포함하는 설비이다.
상기 수소 발전/충전/저장설비(2)는 일부의 증발된 수증기로 발전터빈(20)을 돌려서 발전을 일으킬 수가 있게 되므로 이러한 발전설비를 넓은 여유공간을 갖는 상기 수질 정화 처리장(6)에 설치하여 발전을 할 수가 있게 되므로, 발전설비의 설치에 대한 민원이 발생되지 않아 설치계획이 쉽고 발전설비토지에 대한 비용이 들지 않게 되어 발전비용이 저렴하게 되고, 또한, 상기 수질 정화 처리장(6)의 인근의 가구에 전기를 공급할 수가 있게 되므로, 긴 송전거리가 필요하지 않으므로 저렴한 비용으로 생산된 전기를 공급할 수가 있게 되는 것이다.
따라서, 상기 수소 발전/충전/저장설비(2)는 수질 정화가 필요한 도시에 인접하고 넓은 여유공간을 갖는 상기 수질 정화 처리장(6)에 설치할 수가 있게 되므로 도시형 발전소를 용이하게 설치할 수가 있게 되어 전력생산이나 사용에 효율성을 제고할 수가 있게 되는 것이다.
상기 정화수 공급관(3)은 태양광 담수화 설비(1)에서 공급되는 정화수가 이송파이프를 통하여 정화수 사용처(4)로 공급되게 하는 기능을 수행한다.
상기 정화수 사용처(4)는 공급되는 정화수를 사용하는 장소로서, 공장, 주택 및 축사를 포함하여 정화수를 소비하는 장소의 전체를 포함하는 개념이라고 할 수 있다.
상기 오염수 공급관(5)은 정화수 사용처(4)에서 사용된 하수, 폐수 및 축산폐수를 포함하는 오염수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장(6)로 오염수를 공급하는 기능을 수행한다.
상기 수질 정화 처리장(6)은 오염수 공급관에 의하여 공급된 오염수를 고도화처리하는 기능을 수행한다. 상기 수질 정화 처리장(6)에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 오염수가 유입되는 유입조정단계와, 미생물이 첨가되어 오염수내의 유기물을 분해 및 처리하는 활성액 처리단계와, 활성액 처리된 처리수가 화산석이나 플라이애쉬에 의하여 높은 정화도를 갖게 고도처리되는 고도처리단계와, 상기 고도처리된 정화수가 저류되는 저류단계와, 저류처리된 정화수가 방류되는 방류단계를 포함하고, 상기 방류단계에서 일부는 미생물의 먹이로 번식되도록 방류수의 일부가 다시 활성액 처리단계로 귀환되어 공급되게 되는 수질 정화 흐름도를 갖으며, 상기 방류수의 일부가 활성액 처리단계로 귀환되는 중간에 미세공기를 발생시키는 버블발생기를 배치하여 미세한 버블이 발생된 상태로 상기 활성액 처리단계로 귀환되면 상기 활성액 처리단계의 미생물들이 버블들에 의하여 활성화되어 급격한 수치로 미생물이 증대되어 정화수처리에 많은 도움을 주게 되는 구성을 갖는다.
상기 수질 정화 처리장(6)에 설치된 수질 정화 처리 장치(60)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 오염수가 유입되어 일시 머무르면서 높은 중량의 물질들이 침강되는 저류조(61)와, 상기 저류조(61)를 통과되어 오염수가 유입되어 호기성 미생물과 혐기성 미생물이 투입되어 유기물을 분해 및 사멸시키는 활성액 처리조(62)와, 상기 활성액 처리조(62)를 통과한 처리수가 통과되면서 미세한 기공을 갖아 처리수중에서 작게 분해된 처리수만을 통과하게 여과작용하는 생물막 처리조(63)와, 상기 생물막 처리조(63)를 통과하여 더욱 깨끗하게 여과처리되면서 화산석이나 플라이애쉬의 표면에 형성된 다공내의 정화공에 의하여 더욱 깨끗하게 정화되면서 더욱 깨끗하게 고도화처리되는 고도화처리조(64)와, 상기 고도처리된 정화수가 저류되는 저류조(65)와, 상기 저류조(65)에서 분기되는 분기부를 가지며 일부 분기부는 상기 수질 정화 처리장(6)에서 정화된 방류수가 방류관(7)을 통하여 주로 인근의 스마트팜농장(8)으로 공급되고 방류관(7)의 다른 분기부는 다시 수질 정화 처리장의 활성액 처리조(62)로 귀환되는 정류수 방류관(7)를 포함한다.
상기 방류관(7)의 다른 분기부는 다시 수질 정화 처리장의 활성액 처리조(62)로 귀환되는 정류수 방류관(7)의 중간에는 미세공기를 발생시키는 버블발생기(66)가 배치되어 미세한 버블들을 방류수내에 방류시키고 이러한 미세한 버블들을 포함하는 귀환되는 방류수가 활성액 처리조(62)로 귀환되어, 상기 활성액 처리조(62)의 내부에는 많은 미세한 버블과 미생물을 포함하는 방류수가 투입되므로 미생물이 생존하기에 적합하게 되어, 급격한 수치로 미생물이 증대되어 정화수처리에 많은 도움을 주게 된다. 상기 버블발생기(66)는, 일예로, 본 출원인이 발명한 등록특허 10-1528712의 '마이크로버블발생기'가 사용될 수 있을 것이다.
상기 활성액 처리조(62)내에 투입되는 상기 호기성 미생물은 대표적으로 Lactobacillus, Acetobacter, Acinetobacter, 스핀고파이시스, 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 등의 미생물이 포함되며, 호기성 세균으로는 아세트산균, 결핵균, 아조토박터(질소균) 등이 있고, 이러한 세균의 호기성은 여러 분야에서 활용되는데, 호기성 조건에서 자연발생의 박테리아나 균류에 의해 물, 이산화탄소, 부식토로 분해될 수 있도록 만든다.
상기 활성액 처리조(62)내에 투입되는 상기 혐기성 미생물(세균)은 산소의 유무에 관계없이 생육 가능한 세균을 통성 혐기성 세균이라 한다. 전자의 대표적인 예로 클로스토리디움 속, 황산염 환원세균, 메탄생성균, 대부분의 광합성세균 등이 있고, 후자의 예로는 장내세균과, 비프리오과 포도상구균 등이 있다.
상기 혐기성 미생물은 유입수에 포함되어 있는 인(P)을 방출함과 함께 아질산성 질소, 질산성 질소를 탈질하는 역할을 한다.
상기 활성액 처리조(62)내에 투입되는 호기성 미생물과 혐기성 미생물은 상기 활성액 처리조(62)내에 투입되더라도 산소가 많은 부분에는 호기성 미생물이 모이게 되고 산소가 적거나 결핍된 부분에는 혐기성 미생물이 모이게 되어 자연적으로 분리되어 물을 처리하는 구조를 갖는다.
상기 생물막 처리조(63)는 처리수가 통과되면서 미세한 기공을 갖아 처리수중에서 작게 분해된 처리수만을 통과하게 여과작용을 수행하며, 생물막 처리조 내의 원수를 미세조류와 처리수로 분리하고, 미세조류 배양에 필요한 이산화탄소(CO2)를 공급함과 함께 상기 생물막 처리조(63)의 막오염을 방지하는 역할을 수행하는 산기장치가 더 구비될 수 있으며, 상기 생물막 처리조(63)의 상부에는 미세조류 배양에 필요한 광에너지를 공급하기 위한 광원이 배치될 수 있다.
상기 고도화처리조(64)의 상부에는 연탄재와 그 위에 모래가 배치되고 그 위체 잔디가 식생되어, 상기 고도화처리조(64)에서 발생되는 암모니아가 상기 연탄재와 모래를 통과하여 잔디의 뿌리에 공급되므로, 고도화처리조(64)의 상부에 배치된 잔디가 왕성하게 생육이 가능하게 되는 것이다. 이를 더욱 구체적으로 설명하면, 호기성 미생물 또는 혐기성 미생물에 의하여 슬러지가 분해되면 암모니아성 질소의 농도가 증가되며 질산화 미생물은 산소를 이용하여 암모니아성 질소를 질산성 질소로 변환시키고 잔존하는 암모니아와 질산성 질소는 상부에 있는 잔디의 뿌리로 공급되어 잔디가 왕성하게 생육이 되는 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방류수에는 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균과 같은 많은 미생물이 존재하고 있으므로, 상기 방류관(7)으로 방류되는 방류수에는 상기 미생물에 의하여 분해된 많은 유기물들이 존재하게 되어 미생물의 먹이로서 충분한 조건을 가지게 되므로, 상기 수질 정화 처리장(6)의 활성액 처리조(62)로 귀환되어 상기 활성액 처리조(62)내의 미생물의 먹이로 제공되어 미생물의 번식을 왕성하게 하여 처리수의 처리를 보다 신속하게 처리할 수가 있게 됨은 물론이고, 방류수에는 상기 미생물에 의하여 분해된 많은 유기물들이 존재하게 되어 인근의 농장(8)으로 공급되는 방류수는 많은 영양분을 가지게 되어 농장(8)에서 생육되는 채소나 과일도 왕성한 생장을 촉진시킬 수가 있게 되는 것이다.
상기 농장(8)은 수질 정화 처리장(6)에서 정류된 방류수가 주로 공급되어 사용되는 인근의 농장을 지칭하고, 상기 농장(8)은 상기 수질 정화 처리장(6)에서 인근에 설치되어 상기 수질 정화 처리장(6)의 환경을 농장(8)과 혼합되게 설치되어 오염시설이 없게 깨끗한 환경을 조성하게 되는 것이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비와 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템의 개략적인 구성도로서, 한 장소에 상기 태양광 담수화/발전/충전 설비(1)와 수소발전/충전/저장설비(2)가 설치되어 보다 효율적인 공간의 활용과 효율적인 전력과 가스의 사용을 가능하게 하는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비와 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템은, 태양광을 고집광 태양광열 판넬을 이용하여 400℃ 이상의 고온의 열에너지로 전환시켜 물을 가열하여 수증기를 발생시켜 담수화를 시키고 발전된 전기를 충전시켜 충전된 전기를 이용하여 수소와 산소로 분리하여 발생된 수소는 수소발전에 사용되어 상기 태양광 담수화 설비의 보조동력을 공급하게 되고 산소는 저장하여 필요한 곳에 공급하게 되고, 이와 같은 담수화된 물을 식수와 생활용수로 사용할 수가 있으며, 생활용수로 사용된 하수 및 폐수를 다시 모아서 오폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하여 정수하고 정수된 정화수를 주로 농사용이으로 공급하고 일부는 다시 상기 수질 정화 처리장으로 귀환시고 일부는켜서 재처리수의 투입에 사용하게 되어 물부족한 지역이나 전기가 공급되지 않는 지역에서도 발전과 용수의 공급이 가능하게 되고 수질 정화 처리장에 발전시설을 설치하게 되어 인접지에 전기를 공급할 수가 있게 되어 송전비용이 저렴하게 되고 비사용 토지를 사용할 수 있게 되어 토지사용의 효율성을 제고할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 따른 태양광 담수화/발전/충전 설비와 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템은 일반적인 태양광발전장치의 산업과 수소발전장치의 산업과 수질정화산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.
3 : 정화수 공급관
4 : 정화수 사용처
5 : 오염수 공급관
6 : 처리장
7 : 방류관
8 : 농장
20 : 발전터빈
21 : 충전지
23 : 가스저장부
4 : 정화수 사용처
5 : 오염수 공급관
6 : 처리장
7 : 방류관
8 : 농장
20 : 발전터빈
21 : 충전지
23 : 가스저장부
Claims (5)
- 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템(A)에 있어서,
고집광 태양광열 판넬이 설치되어 태양광이 고열의 에너지로 전환되면서 처리할 오염수가 증발되어 일부는 정화수가 발생되는 태양광 담수화 설비(1a)와 나머지는 발전터빈을 돌러서 발전을 일으키는 발전 설비(1b)와 발전된 전기를 충전하는 충전 설비(1c)를 포함하는 태양광 담수화/발전/충전 설비(1)와,
상기 태양광 담수화 설비(1a)에서 공급되는 정화수가 이송파이프를 통하여 정화수 사용처(4)로 공급되는 정화수 공급관(3)과,
상기 정화수 사용처(4)에서 사용된 하수, 폐수 및 축산폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하는 오염수 공급관(5)과,
상기 오염수 공급관에 의하여 공급된 오염수를 고도화처리하는 수질 정화 처리장(6)과,
상기 수질 정화 처리장(6)에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되고 일부는 다시 수질 정화 처리장으로 귀환되는 정류수 방류관(7)과,
상기 수질 정화 처리장에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되는 농장(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템
- 제1항에 있어서,
스타트전기로 절대온도 10~20 도로 냉각시켜 수소기체와 산소얼음으로 수소와 산소가 분리되게 하고 수소기체를 이용하여 수소발전/충전/저장시키는 설비이거나, 또는 병렬로 설치된 상기 태양광 발전 설비(1')에서 발생된 전기를 충전지(21)내로 충전하거나, 별도로 설치된 발전터빈(20)을 증발된 수증기로 돌려서 발전을 일으켜서 설비내에 설치된 충전지(21)내에 충전하거나, 발생된 전기를 이용하여 설비내에 설치된 수소/산소 발생부(22)를 작동시켜 수소와 산소를 발생시켜 저장하는 가스저장부(23)를 포함하는 수소 발전/충전/저장설비(2)가 추가로 설치된 특징으로 하는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 태양광 담수화 설비(1)는 상기 태양광 담수화 설비(1)는 고집광 태양광열 판넬(11)이 설치되어 상기 고집광 태양광열 판넬(11)에서 촛점으로 모아진 태양광이 고열의 에너지로 전환되면서 저장조(12)내의 처리할 저장수가 증발되어 증발된 물을 모아서 담수가 발생되고 정화수 공급관(3)를 통하여 정화수 사용처(4)로 공급되게 되고,
상기 태양광 담수화 설비(1)와 병렬로 설치된 태양광 발전 설비(1')는 고집광 태양광열 판넬(11)이 태양광의 촛점을 모아 광전변환된 전기를 콘트롤러와 축전지(21)로 저장하고 인버터로 변환시켜 상기 담수화 설비(1)의 펌프로 송전시키고,
상기 태양광 발전 설비(1')는 넓은 여유공간을 갖는 상기 수질 정화 처리장(6)에 설치하여 발전을 할 수가 있게 되고,
상기 충전/수소저장설비(2)는, 상기 태양광 발전 설비(1')에서 발생된 전기를 충전지(21)내로 충전하거나, 별도로 설치된 발전터빈(20)을 증발된 수증기로 돌려서 발전을 일으켜서 설비내에 설치된 충전지(21)내에 충전하거나, 발생된 전기를 이용하여 설비내에 설치된 수소/산소 발생부(22)를 작동시켜 수소와 산소를 발생시켜 저장하는 가스저장부(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치 및 수소발전장치의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 - 제1항에 있어서,
상기 수질 정화 처리장(6)에서는, 오염수가 유입되는 유입조정단계와, 미생물이 첨가되어 오염수내의 유기물을 분해 및 처리하는 활성액 처리단계와, 활성액 처리된 처리수가 화산석이나 플라이애쉬에 의하여 높은 정화도를 갖게 고도처리되는 고도처리단계와, 상기 고도처리된 정화수가 저류되는 저류단계와, 저류처리된 정화수가 방류되는 방류단계를 포함하고, 상기 방류단계에서 일부는 미생물의 먹이로 번식되도록 방류수의 일부가 다시 활성액 처리단계로 귀환되어 공급되게 되는 수질 정화 흐름도를 갖으며,
상기 수질 정화 처리장(6)에 설치된 수질 정화 처리 장치(60)는, 오염수가 유입되어 일시 머무르면서 높은 중량의 물질들이 침강되는 저류조(61)와, 상기 저류조(61)를 통과되어 오염수가 유입되어 호기성 미생물과 혐기성 미생물이 투입되어 유기물을 분해 및 사멸시키는 활성액 처리조(62)와, 상기 활성액 처리조(62)를 통과한 처리수가 통과되면서 미세한 기공을 갖아 처리수중에서 작게 분해된 처리수만을 통과하게 여과작용하는 생물막 처리조(63)와, 상기 생물막 처리조(63)를 통과하여 더욱 깨끗하게 여과처리되면서 화산석이나 플라이애쉬의 표면에 형성된 다공내의 정화공에 의하여 더욱 깨끗하게 정화되면서 더욱 깨끗하게 고도화처리되는 고도화처리조(64)와, 상기 고도처리된 정화수가 저류되는 저류조(65)와, 상기 저류조(65)에서 분기되는 분기부를 가지며 일부 분기부는 상기 수질 정화 처리장(6)에서 정화된 방류수가 주로 인근의 스마트팜농장(8)으로 공급되고 다른 분기부는 다시 수질 정화 처리장으로 귀환되는 정류수 방류관(7)를 포함하고,
상기 고도화처리조(64)의 상부에는 연탄재와 그 위에 모래가 배치되고 그 위체 잔디가 식생된 것을 특징으로 하는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 - 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템(A)에 있어서,
고집광 태양광열 판넬이 설치되어 태양광이 고열의 에너지로 전환되면서 처리할 오염수가 증발되어 일부는 정화수가 발생되는 태양광 담수화 설비(1a)와 나머지는 발전터빈을 돌러서 발전을 일으키는 발전 설비(1b)와 발전된 전기를 충전하는 충전 설비(1c)를 포함하는 태양광 담수화/발전/충전 설비(1)와,
스타트전기로 절대온도 10~20 도로 냉각시켜 수소기체와 산소얼음으로 수소와 산소가 분리되게 하고 수소기체를 이용하여 수소발전/충전/저장시키는 설비이거나, 또는 병렬로 설치된 상기 태양광 발전 설비(1')에서 발생된 전기를 충전지(21)내로 충전하거나, 별도로 설치된 발전터빈(20)을 증발된 수증기로 돌려서 발전을 일으켜서 설비내에 설치된 충전지(21)내에 충전하거나, 발생된 전기를 이용하여 설비내에 설치된 수소/산소 발생부(22)를 작동시켜 수소와 산소를 발생시켜 저장하는 가스저장부(23)를 포함하는 수소 발전/충전/저장설비(2)와,
상기 태양광 담수화 설비(1a)에서 공급되는 정화수가 이송파이프를 통하여 정화수 사용처(4)로 공급되는 정화수 공급관(3)과,
상기 정화수 사용처(4)에서 사용된 하수, 폐수 및 축산폐수가 이송되어 모이는 수질 정화 처리장에 공급하는 오염수 공급관(5)과,
상기 오염수 공급관에 의하여 공급된 오염수를 고도화처리하는 수질 정화 처리장(6)과,
상기 수질 정화 처리장(6)에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되고 일부는 다시 수질 정화 처리장으로 귀환되는 정류수 방류관(7)과,
상기 수질 정화 처리장에서 정류된 방류수가 주로 인근의 농장으로 공급되는 농장(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220059463A KR20230160969A (ko) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220059463A KR20230160969A (ko) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230160969A true KR20230160969A (ko) | 2023-11-27 |
Family
ID=88968127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220059463A KR20230160969A (ko) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230160969A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101109534B1 (ko) | 2009-08-07 | 2012-01-31 | 한국에너지기술연구원 | 태양에너지와 소수력 발전을 이용한 해수담수화 시스템 |
-
2022
- 2022-05-16 KR KR1020220059463A patent/KR20230160969A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101109534B1 (ko) | 2009-08-07 | 2012-01-31 | 한국에너지기술연구원 | 태양에너지와 소수력 발전을 이용한 해수담수화 시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101709004B (zh) | 一种畜禽废物综合处理与资源利用方法 | |
| Mo et al. | Energy–nutrients–water nexus: Integrated resource recovery in municipal wastewater treatment plants | |
| Shilton et al. | Solar-powered aeration and disinfection, anaerobic co-digestion, biological CO2 scrubbing and biofuel production: the energy and carbon management opportunities of waste stabilisation ponds | |
| CN106565058A (zh) | 一种牲畜饲养场污水处理工艺 | |
| JP5491183B2 (ja) | 総合ユーティリティー設備 | |
| CN106957130B (zh) | 一种生活污水和有机固体废弃物的处理方法 | |
| CN203946997U (zh) | 一种农村生活垃圾及污水处理系统 | |
| US20130130346A1 (en) | Human Waste Treatment System and Method | |
| Ghazy et al. | Sewage sludge management in Egypt: Current status and perspectives towards a sustainable agricultural use | |
| JPWO2010103819A1 (ja) | 活性化石炭粒状材を用いた窒素や燐による富栄養化汚染水の水質浄化用濾過材料およびこれを利用した浄水施設、活性化石炭微粉末をイオン交換材料として利用した汚泥処理方法および該方法を経て製造される各種リサイクル材料 | |
| CN103848535B (zh) | 多介质可再生生物过滤方法及装置 | |
| CN104649513A (zh) | 一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统 | |
| CN104310722A (zh) | 废水的高效处理工艺及装置 | |
| CN109912129A (zh) | 一种风、光互补的农村污水处理系统 | |
| CN112142258B (zh) | 一种村镇生活污水的资源化与达标处理方法 | |
| CN106007165B (zh) | 一种规模禽畜养殖场污染物一体化微生物法处理流程 | |
| KR20230160969A (ko) | 태양광담수화/발전/충전설비 또는 수소발전/충전/저장설비의 신재생에너지를 이용한 수질정화 및 환경자원순환 시스템 | |
| CN102515438B (zh) | 一种垃圾渗滤液处理工艺 | |
| CN112551824B (zh) | 一种用于污泥处理的垂直潜流式人工湿地装置及方法 | |
| CN101348308B (zh) | 集镇污水混合处理工艺 | |
| CN212504438U (zh) | 一种区域内有机垃圾和生活污水全资源化综合处理系统 | |
| CN204803189U (zh) | 一种基于生物载体块水培槽的农村污水处理装置 | |
| Sung et al. | Performance of temperature-phased anaerobic digestion (TPAD) system treating dairy cattle wastes | |
| CN110818455A (zh) | 一种适用于农牧旅游区多源有机废弃物集成处置的方法 | |
| CN101913702A (zh) | 一种农村生活污水处理系统及处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |