WO2017086499A1

WO2017086499A1 - 플라즈마를 이용한 수처리장치

Info

Publication number: WO2017086499A1
Application number: PCT/KR2015/012430
Authority: WO
Inventors: 김선호; 정장근; 윤석현
Original assignee: 주식회사 플라즈마코리아
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2017-05-26

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리된 가스가 미세기포형태로 수중에 발생함에 따른 다량의 거품을 효과적으로 처리하고, 수처리장치의 전체 장치가 작은 공간에 밀집될 수 있는 컴팩트한 구조를 가진다. 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치는, 제1공간에서 제2공간으로 처리수와 가스가 이동하는 처리수유동관과, 상기 처리수유동관의 하단에 설치되어 제2공간으로 유입되는 처리수가 낙하하면서 수막을 형성하도록 하는 수막형성부재와, 상기 수막을 기준으로 좌측 또는 우측으로 치우친 위치에서 격벽의 하부에 관통공의 형태로 설치되어 제1공간에서 제2공간으로 진행하는 수류가 형성되는 수류형성공을 포함한다. 이에 따라, 수면의 거품이 수류에 의해 수막을 기준으로 수류형성공이 설치된 측의 반대측으로 유동하여 수집될 수 있다.

Description

플라즈마를 이용한 수처리장치

본 발명은 플라즈마를 이용한 수처리장치에 관한 것으로서, 오염수를 플라즈마처리된 기체에 의해 정화처리하고, 정화처리과정에서 발생하는 거품에 의한 문제를 해소할 수 있는 구조의 수처리장치에 관한 것이다.

최근 오염된 물을 정화처리하여 재사용하기 위해 플라즈마에 의해 오염물질을 분해하고 살균하는 수처리장치가 많이 개발되고 있다.

도 1은 한국등록특허공보 제10-1108146호 기재된 것으로서, 그러한 플라즈마처리기를 활용한 수질정화장치의 일예를 도시하는 것이다.

도 1을 참조하면, 박스 형태의 케이스 내부에 내장되는 플라즈마모듈(1)의 하부에 수족관(8)이 설치되어 플라즈마모듈(1)에 의해 정화된 물이 수족관으로 순환되도록 구성된다.

상기 플라즈마모듈(1)의 내부에는 도전성 방전극(2)과 도전성 대향전극(3)이 내부에 고정되고 하부에는 에어스톤(4)이 연결되는 플라즈마처리기(5)가 설치되고, 상기 플라즈마처리기(5)에는 전원을 공급하는 전원공급기(6)와 에어를 공급하는 공기발생기(7)가 연결되며 컨트롤박스가 설치된다.

이에 따라, 수중에 연속적으로 플라즈마 에너지를 전달함으로써 수족관내의 수질을 정화하고, 녹조류, 이끼를 제거하며, 세균을 살균할 수 있다.

그러나, 수족관의 물을 플라즈마 모듈로 끌어올려 유동시키는 과정에서 거품이 발생하게 되는 바, 발생된 거품이 상승하여 플라즈마모듈(1)의 상부에 설치된 각종 기기와 접촉함으로써 작동불량, 부식, 단락 등의 문제를 유발하고 있다.

특히, 활어 등 어패물을 보관하는 수조에서는 어폐물의 부산물로 인한 유기물이 축적되고, 물의 유동시 많은 거품을 발생시킨다. 그러한 거품은 해수를 사용하는 수조에서 보다 다량으로 발생하고, 수조 내의 해수를 정화처리하기 위한 정화장치의 설치 시에 거품의 제거를 위한 장치가 포함된다.

그러나, 거품의 제거를 위해 수족관에 설치되는 기존 장치들의 경우, 작동불량의 문제가 많고, 거품제거의 효율이 만족스럽지 못한 경우가 많다.

특히, 플라즈마를 수처리에 활용하는 경우, 플라즈마처리된 가스를 다수의 미세기포형태로 수중에 배출되게 되므로, 다량의 거품발생을 유발하게 되는 바, 거품제거를 위한 보다 효과적인 방안을 필요로 한다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 플라즈마 처리된 가스가 미세기포형태로 수중에 발생함에 따른 다량의 거품을 효과적으로 처리하여 수족관으로 배출되는 처리수에서 거품이 제거될 수 있는 구조의 플라즈마를 이용한 수처리장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전체 장치가 작은 공간에 밀집될 수 있어 컴팩트한 구조를 가지면서도 수처리 및 거품제거가 효과적으로 이루어질 수 있는 플라즈마를 이용한 수처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치는, 제1공간과 제2공간이 격벽에 의해 구분되어 설치된 케이스와, 상기 제1공간에 연결되어 오염수가 상기 제1공간으로 유입되는 오염수유입구와, 상기 제1공간에 설치되어 플라즈마처리된 가스를 수중에서 다수의 버블의 형태로 배출시켜 오염수를 정화처리하는 플라즈마처리기와, 상기 제2공간에 설치되고 상기 격벽의 상부의 연결공에 결합되어 상기 제1공간에서 상기 제2공간으로 처리수와 가스가 이동하는 처리수유동관과, 상기 처리수유동관의 하단에 설치되어 상기 제2공간으로 유입되는 처리수가 낙하하면서 수막을 형성하도록 하는 수막형성부재와, 상기 수막을 기준으로 좌측 또는 우측으로 치우친 위치에서 상기 격벽에 관통공의 형태로 설치되어 상기 제1공간에서 상기 제2공간으로 진행하는 수류가 형성되는 수류형성공과, 상기 제2공간의 하부에 설치되어 처리수를 배출시키는 처리수배출구를 포함하되, 상기 수막형성부재에 의해 형성되는 수막은 그 수막의 일단부가 상기 격벽에 접촉하고, 수면의 거품이 상기 수류에 의해 상기 수막을 기준으로 상기 수류형성공이 설치된 측의 반대측으로 유동하여 수집되고 상기 수막에 의해 그 유동이 차단되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 격벽이 판상체이고, 상기 수막의 일단부가 상기 격벽에 접촉하고 그 타단부는 상기 제2공간의 내측벽면과 이격되도록 구성하여, 수면의 거품이 상기 수류에 의한 물의 유동으로, 상기 수막의 둘레를 따라 유동하는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 좌측과 우측 중 상기 수류형성공이 설치되어 있는 측에서 상기 제2공간의 상단부에 설치되어 가스를 배출하는 가스배출구와, 상기 가스배출구와 연결되어 상기 가스에 포함하는 오존을 정화처리하는 활성탄필터를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 격벽에는 상부에는 수면의 상측에 형성되어 거품과 가스를 상기 제1공간에서 상기 제2공간으로 배출시키는 가스유동공이 설치되되, 상기 가스유동공은 좌측 또는 우측 중, 상기 수막을 기준으로 상기 수류형성공이 설치된 측의 반대측에 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 케이스에는 상기 제1공간과 차단벽에 의해 분리되어 수밀된 제3공간이 형성되고, 상기 제3공간에 설치된 제어기와, 상기 차단벽에서 상기 제1공간에 노출되어 수위를 감지하고 감지신호를 상기 제어기로 전달하는 수위센서가 더 포함되되, 상기 수위센서는 상기 연결공의 중심위치와 같거나 그보다 높게 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 처리수배출구는 상기 제2공간의 수위를 소정 높이 이상으로 유지시킬 수 있도록 상기 제2공간의 바닥에서부터 소정 높이로 돌출된 형상으로 설치되고, 상기 제2공간에는 상기 처리수배출구를 덮는 캡부재가 설치되되, 상기 캡부재는 하부가 개방되고 상기 처리수배출구보다 높은 높이의 내부공간을 가지고, 상기 내부공간에 상기 처리수배출구가 위치하는 캡본체와, 상기 캡본체의 상단에 수직으로 설치되고 상기 내부공간과 대기를 연통시키는 공기출입기둥과, 상기 캡본체의 하단에 설치되고 상기 내부공간으로 처리수가 유입되는 처리수유입구를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 캡부재는 상기 제2공간에서 그 내측벽면과 이격되어 있는 중간위치에 설치되어 상기 수류형성공을 통과하여 형성된 수류가 상기 캡본체의 둘레를 따라 선회하도록 함으로써, 상기 수류가 상기 수막을 기준으로 상기 수류형성공이 설치된 측의 반대측으로 진행하도록 구성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

전술한 구성에 따른 본 발명은 오염수에 포함된 거품, 및 플라즈마 처리된 가스가 미세기포형태로 수중에서 발생됨에 따라 생성되는 거품을, 제2공간에서 수류 및 수막의 작용으로 효과적으로 제거한 후, 처리수를 배출시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 플라즈마를 이용한 수처리장치는 전체 장치가 박스형상의 케이스에 의해 제공되는 공간에 밀집될 수 있으면서도, 수처리 및 거품제거가 효과적으로 이루어질 수 있는 바, 컴팩트한 구조로 인해 설치공간의 제약을 극복할 수 있고, 높은 성능으로 사용상의 만족도를 높일 수 있다.

도 1는 종래 플라즈마처리기를 활용한 수질정화장치의 구성도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치의 분해사시도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치의 종단면구성도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치의 작용설명도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치에서 제2공간의 작용상태도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치에서 제2공간의 작용을 다른 단면에서 도시하는 작용상태도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치에서 캡부재를 도시하는 사시도

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치에서 수막형성부재의 다른 형태를 도시하는 사시설명도

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 수처리장치는, 제1공간(21)과 제2공간(22)이 세워진 격벽(24)에 의해 구분되어 설치된 케이스(20)와, 상기 제1공간(21)에 연결되어 오염수(71)가 제1공간(21)으로 유입되는 오염수유입구(31)와, 상기 제1공간(21)에 설치되어 플라즈마처리된 가스를 수중에서 다수의 버블의 형태로 배출시켜 오염수(71)를 정화처리하는 플라즈마처리기(40)와, 상기 제2공간(22)에 설치되고 격벽(24)의 상부의 연결공(25)에 결합되어 제1공간(21)에서 제2공간(22)으로 처리수(72)와 가스가 이동하는 처리수유동관(61)과, 상기 처리수유동관(61)의 하단에 설치되어 상기 제2공간(22)으로 유입되는 처리수(72)가 낙하하면서 수막(73)을 형성하도록 하는 수막형성부재(62)와, 상기 수막(73)을 기준으로 좌측 또는 우측으로 치우친 위치에서 상기 격벽(24)에 관통공의 형태로 설치되어 제1공간(21)에서 제2공간(22)으로 진행하는 수류가 형성되는 수류형성공(26)과, 상기 제2공간(22)의 하부에 설치되어 처리수(72)를 배출시키는 처리수배출구(32)를 포함한다.

상기 케이스(20)는 박스형상을 가지고 내부에 장치들이 설치되며 수처리대상인 오염수(71)가 유입되어 수용되는 부분이다.

상기 케이스(20)의 내부는 제1공간(21)과 제2공간(22)이 세워진 격벽(24)에 의해 구분되도록 설치되고, 제1공간(21)을 중심으로 제2공간(22)의 반대편에는 제3공간(23)이 설치된다. 상기 격벽(24)은 수직의 판상체이다.

상기 격벽(24)에는 제1공간(21)에서 처리된 처리수(72)가 제2공간(22)으로 유동하는 연결공(25)과 수면 상측의 가스가 제1공간(21)에서 제2공간(22)으로 이동하는 가스유동공(29)이 설치되고, 하부에는 수류형성공(26)이 관통공의 형태로 설치되어 있다.

상기 제3공간(23)도 제1공간(21)과 차단벽(27)에 의해 분리되고 제1공간(21)으로부터 물이 유입되지 않도록 수밀되어 있다.

상기 제1공간(21)은 오염수(71)가 유입되어 정화처리되는 공간이고 제2공간(22)은 제1공간(21)으로부터 정화처리된 처리수(72)가 유입되어 외부의 수족관 등으로 배출되는 공간이며, 제3공간(23)은 제어기(미도시)와 플라즈마처리기(40)에 가스(공기)를 공급하는 압축기(49)와 기기장치들(93)이 설치되는 공간이다.

상기 오염수유입구(31)는 제1공간(21)에 연결되어 오염수(71)가 상기 제1공간(21)으로 유입되는 입구로서, 제1공간(21)의 바닥면에서 제3공간(23) 측으로 치우친 위치에 설치된다. 오염수유입구(31)와 외부의 수족관(미도시)이 연결되고, 공급펌프(미도시)에 의해 수족관의 오염수(71)가 제1공간(21)으로 유입될 수 있다.

상기 플라즈마처리기(40)는 제1공간(21)에 설치되어 플라즈마처리된 가스를 수중에서 다수의 버블의 형태로 배출시켜 오염수(71)를 정화처리하는 장치이다.

상기 플라즈마처리기(40)는 수중에 설치되고 가스(예컨대 공기)가 내부에서 유동하며 내부에 방전극(42)이 설치된 투명한 유전체관(41)과, 상기 유전체관(41)의 외부에서 수중에 설치된 대향전극(48)과, 상기 방전극(42)과 대향전극(48)에 전원을 인가하여 상기 유전체관(41) 내부에서 플라즈마를 발생시키기 위한 전원인가수단(미도시)과, 상기 유전체관(41)에 연결되어 상기 가스가 통과하면서 수중에서 다수의 기포로 변환되어 배출시키는 버블생성기(45)를 포함한다.

상기 유전체관(41)이 수평으로 설치되고 상기 버블생성기(45)도 다공체로 이루어져 수평으로 유전체관(41)의 하측에서 유전체관(41)과 나란히 설치된다. 상기 유전체관(41)과 버블생성기(45)는 연결통로(43)에 의해 연결되어 플라즈마처리된 가스가 유전체관(41)에서 버블생성기(45)로 유동할 수 있다.

이에 따라, 유전체관(41) 내부에 플라즈마 방전이 발생하고 소정압력의 가스가 그 방전영역을 통과하면서 오존, OH라디칼 등 활성물질이 생성된다.

그러한 오존, OH라디칼 등 활성물질을 포함하는 가스는 다공성물질인 버블생성기(45)를 통과하는 과정에서 다수의 미세기포로 변환되어 수중에 배출된다.

수중에 배출되는 오존, OH라디칼 등 활성물질을 포함하는 미세기포는 제1공간(21)으로 공급된 오염수(71)의 오염물질과 반응하면서 오염물질을 산화, 분해시켜 오염수(71)를 정화처리한다. 또한, 오염수(71)에 포함된 세균도, 플라즈마방전에 의한 자외선과 오존에 의해 살균되어 제거될 수 있다.

상기 처리수유동관(61)은 제2공간(22)에 설치되고 상기 격벽(24)의 상부의 연결공(25)에 결합되어 제1공간(21)에서 제2공간(22)으로 처리수(72)와 그 처리수에 포함된 가스가 이동하도록 안내한다.

상기 처리수유동관(61)은 엘보우(elbow)형상을 가져 제2공간(22)에서 하측방향으로 꺾여 있고, 격벽(24)의 상부에 설치된 연결공(25)과 결합되어 연결공(25)을 통해 월류하는 처리수(72)가 처리수유동관(61)을 통해 제2공간(22)으로 유동하게 된다.

상기 연결공(25)은 격벽(24)의 상부에서 좌우측으로 치우치지 않은 중간부분에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 수막형성부재(62)는 처리수유동관(61)의 하단에 설치되어 제2공간(22)으로 유입되는 처리수(72)가 낙하하면서 수막(73)을 형성하도록 하는 부분이다.

수막형성부재(62)는 원판의 형상으로 형성되어 엘보우형상인 처리수유동관(61)의 하단에 부착되고 처리수유동관(61)의 끝단과의 사이에 틈이 형성되어 처리수유동관(61)을 통해 토출되는 처리수(72)가 원판의 상면을 타고 주위로 퍼지면서 낙하하여, 도 5와 같이, 원판의 주위에 둥근 수막(73)을 형성하게 된다.

또한, 상기 수막(73)은 그것의 일단부가 상기 격벽(24)에 접촉하여 흐르도록 수막형성부재(62)가 설치되고 이에 따라 수막(73)이 격벽(24)과 협동하여 거품(B)을 차단하는 차단벽(27)의 역할을 하게 된다.

상기 수막(73)은 후술하는 거품(B)(스컴;scum)이 도 5와 같이, 일측에 수집되도록 하고 거품(B)이 수막(73)으로 접근하는 경우에는 거품(B)과 접촉하여 소멸시킴으로써 거품(B)이 수막(73)을 통과하지 못하도록 차단한다. 이에 따라, 거품(B)이 성장하여 후술하는 가스배출구(26a)를 통해 활성탄필터를 오염시키지 않도록 하고, 처리수배출구(32)를 통해 수족관에도 거품(B)이 재유입되지 않도록 한다.

상기 수막(73)은 일단부가 상기 격벽(24)에 접촉하여 격벽(24)과 함께 거품(B)을 차단하는 역할을 하면 되므로, 도 8과 같이 변형된 형태로 구성할 수도 있다.

즉, 도 8의 (a)와 같이 수막형성부재(62a)를 원추형상으로 구성함으로써 원추형상의 표면을 타고 흐르는 처리수(72)가 보다 양호한 형태의 수막(73)을 형성할 수 있다. 또한, 도 8의 (b)와 같이 수막형성부재(62b)를 긴 슬릿(slit)형태의 토출구(62c)를 가진 부재로 형성하여 그 슬릿형태의 토출구(62c)를 통해 배출되는 처리수(72)가 커튼과 같은 수막(73)을 형성하도록 할 수 있다.

한편, 상기 수류형성공(26)은 수막(73)을 기준으로 좌측 또는 우측으로 치우친 위치에서 상기 격벽(24)의 하부에 관통공의 형태로 설치되어 제1공간(21)에서 제2공간(22)으로 진행하는 수류(S)가 형성되도록 한다.

오염수(71)가 계속 공급되어 정화처리되고 있는 제1공간(21)에서, 정화처리가 된 처리수(72)는 주로 격벽(24)의 연결공(25)을 통해 처리수유동관(61)으로 유동하고, 일부는 수류형성공(26)을 통과하여 제2공간(22)으로 진행함으로써 제2공간(22) 내를 소정거리 이동하는 수류(S)를 형성하게 된다.

그 수류(S)는 수류형성공(26)이 수막(73)을 기준으로 좌측 또는 우측으로 치우친 위치에 설치되므로, 도 5와 같이, 제2공간(22)의 내부벽면을 따라 선회하면서 다른 측을 향해 주위의 물도 함께 유동시킨다. 이러한 유동은 수면에 부유하는 거품(B)을 수막(73)의 일측으로 모으는 작용을 하게 된다.

상기 처리수배출구(32)는 제2공간(22)의 하부에 설치되어 처리수(72)를 배출시키고 있다.

구체적으로 처리수배출구(32)는 바닥에서부터 소정 높이로 돌출된 형상으로 설치되어 그 소정높이에서 처리수(72)가 빠져나가도록 함으로써 그 소정높이 이하의 수위에서는 처리수(72)가 빠지지 않으므로 제2공간(22)의 수위를 소정 높이 이상으로 유지시킬 수 있다. 이는 수면에 부유하는 거품(B)이 수집된 상태에서 수면에 남아 있을 수 있도록 하고 처리수(72)와 함께 빠져나가지 않도록 한다.

또한, 제2공간(22)에는 처리수배출구(32)를 덮는 캡부재(80)가 더 설치되어 배출구에 오존 등을 포함하는 가스가 유입되지 않도록 한다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 캡부재(80)는 하부가 개방되고 처리수배출구(32)보다 높은 높이의 내부공간(82a)을 가지고, 그 내부공간(82a)에 상기 처리수배출구(32)가 위치하는 캡본체(82)와, 상기 캡본체(82)의 상단에 수직으로 설치되고 상기 내부공간(82a)과 대기를 연통시키는 공기출입기둥(83)과, 상기 캡본체(82)의 하단에 설치되고 상기 내부공간(82a)으로 처리수(72)가 유입되는 처리수유입구(81)를 포함한다. 상기 공기출입기둥(83)의 상단은 상면덮개(26)의 설치공(26b)에 끼워져 대기와 연통된다.

상기 캡본체(82)가 소정높이의 처리수배출구(32)를 덮고 캡본체(82)의 하단에 처리수유입구(81)가 설치됨으로써 바닥근처에 유동하는 처리수(72)가 상기 내부공간(82a)으로 유입되어 처리수배출구(32)로 월류해 배출되고, 기포들은 처리수유입구(81)에 도달하기 전에 상승하여 처리수(72)와 분리된다.

상기 캡부재(80)는 제2공간(22)에서 그 내측벽면과 이격되어 있는 중간위치에 설치되어 수류형성공(26)을 통과하여 형성된 수류가 캡본체(82)의 둘레를 따라 선회하도록 함으로써, 상기 수류가 수막(73)을 기준으로 수류형성공(26)이 설치된 측의 반대측으로 진행하고 있다.

한편, 상기 가스유동공(29)은 격벽(24)의 상부에서 수면의 상측에 형성되는 것으로서, 플라즈마처리기(40)에서 발생된 오존 등 가스와 거품(B)이 제1공간(21)에서 제2공간(22)으로 배출될 수 있는 구멍이다.

상기 가스유동공(29)은 좌측 또는 우측 중, 상기 수막(73)을 기준으로 수류형성공(26)이 설치된 측의 반대측에 형성되는 것으로서, 이는 거품(B)이 수집되는 위치에 가스유동공(29)을 형성하여 가스유동공(29)을 통해 제2공간(22)으로 넘어오는 거품(B)이 다른 거품(B)과 함께 수집되도록 한 것이다. 특히, 좌측 또는 우측 중 가스유동공(29)이 위치하는 측의 반대측 위치에는 가스배출구(26a)가 설치되고 가스배출구(26a)는 활성탄필터와 연결되므로 가스배출구(26a)와 상기 가스유동공(29)을 서로 분리시키기 위함이다.

좌측과 우측 중 상기 수류형성공(26)이 설치되어 있는 측에서 상기 제2공간(22)의 상단부에 상기 가스배출구(26a)가 설치되어 가스를 배출하고 있다. 가스배출구(26a)는 제2공간(22)의 상면덮개(26)에 형성되는 것이 바람직하다.

가스배출구(26a)로 배출되는 오존 등 가스는 가스배출구(26a)와 배관(85)를 통해 연결된 활성탄필터를 통과함으로써 오존의 정화처리가 이루어지고 대기 중으로 배출될 수 있다.

한편, 제1공간(21)과 제3공간(23)을 분리하는 차단벽(27)에는 수위센서(92)가 설치되고 제1공간(21) 측에 노출됨으로써 제1공간(21)의 수위를 측정한다. 수위센서(92)의 감지신호는 제어기에 전달되고 그 감지신호에 따라 제어기는 공급펌프를 제어하여 제1공간(21)의 수위를 일정하게 유지시킨다. 상기 수위센서(92)는 상기 연결공(25)의 중심위치와 같거나 그보다 높게 설치된다.

상기 차단벽(27)에는 플라즈마처리기(40)의 지지체(46)가 지지공(27a)에 지지헤드(47)과 함께 고정설치되어 제1공간(21)에서 유전체관(41)을 수평으로 유지시키고 있고, 제1공간(21)에 위치하는 압축기(49), 전원인가수단 등과 플라즈마처리기(40)가 연결된다.

이하, 전술한 구성에 따른 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 도 4를 참조하면, 공급펌프에 의해 수족관의 오염수(71)가 오염수유입구(31)를 통해 제1공간(21)으로 유입된다.

공급펌프는 제어기에 의해 제어되어 수위센서(92)가 감지하는 위치에서 수위가 일정하도록 유지한다.

플라즈마처리기(40)는 압축기에서 공급받은 가스를 유전체관(41) 내로 유동시키고, 유전체관(41) 내벽과 방전극(42) 사이에서 발생하는 플라즈마에 의해 그 가스가 플라즈마반응하여 오존, OH라디컬 등 다량의 활성물질을 생성한다.

플라즈마와 반응하여 오존 등을 포함하는 가스는 버블생성기(45)를 통과하면서 다량의 미세기포로 변환되어 수중에 배출된다. 수중에서 미세기포의 오존, 라디컬물질은 오염물질과 반응하여 오염물질을 산화, 분해시킴으로써 오염수(71)를 정화처리하고, 살균작용도 한다.

오염수(71)가 정화처리된 처리수(72)는 격벽(24)의 연결공(25)을 월류하여 처리수유동관(61)으로 유동하게 되고, 처리수유동관(61)의 하단에 부착된 수막형성부재(62)의 상면을 타고 낙하함으로써 수막형성부재(62)를 벗어나 수막(73)을 형성한다.

그 수막(73)의 일단부가 상기 격벽(24)에 접촉하고 그 타단부는 상기 제2공간(22)의 내측벽면과 이격되도록 형성되어 있어 수막(73)은 소정길의 차단막을 형성한다.

그 수막(73)의 형성과 함께, 격벽(24)의 하부에 설치된 수류형성공(26)을 통하여 처리수(72)가 제2공간(22)으로 진입하여 수류를 형성하고 그 수류는 제2공간(22)의 내부벽면을 따라 선회하는 흐름을 형성한다.

또한, 격벽(24)의 상부에 설치된 가스유동공(29)을 통해서는 오존 등 가스와 미세기포의 발생과정에서 생성되는 거품(B)이 제2공간(22)으로 넘어가게 된다.

오염수(71) 및 그것이 처리된 처리수(72)는 유기물질이 포함되어 있어 거품이 발생하고, 수족관으로부터 유입되는 오염수(71)에 많은 거품(B)이 포함되어 있으며, 제1공간(21)에서의 정화처리과정 및 상기 수막(73)의 형성시 거품(B)이 발생한다. 해수는 유기물이 많아 특히 거품(B)의 발생이 많다.

그러한 거품(B)은 오염물질을 포함하고 있으므로 별도 수집될 필요가 있고 오존을 정화하는 활성탄필터 등에는 유입되지 않도록 해야 하는 바, 제2공간(22)에서 일측 공간의 수면에 수집되도록 하고, 관리자가 정기적으로 제거하여야 한다.

즉, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에서는 격벽(24)의 하부에서 좌측에 치우친 위치에 설치된 수류형성공(26)을 통해 제2공간(22)으로 진입하는 일부 처리수(72)의 수류(S)가 제2공간(22)의 내측벽면을 따라 선회하고 있다.

제2공간(22)에서 그 내측벽면과 이격되어 있는 중간위치에 캡본체(82)가 설치되어 있으므로, 캡본체(82)의 둘레를 따라 수류가 선회하면서 진행하는 흐름을 보이게 된다.

이와 함께, 처리수(72)의 상층부도 그 수류의 영향을 받아 같은 궤적으로 유동하려 하므로, 수막(73)을 기준으로 수면의 거품(B)이 수막(73)의 둘레를 따라 유동해 가게 된다.

결국, 상기 수류(S)가 수막(73)을 기준으로 수류형성공(26)이 설치된 측의 반대측으로 진행하는 것이고, 이에 따라 수면의 거품(B)이 수막(73)을 기준으로 수류형성공(26)이 설치된 측의 반대측으로 유동하여 수집되는 것이다.

수집된 거품(B)은 수막(73)과 격벽(24)에 의해 유동이 차단되므로, 그 차단된 위치에 계속 체류하면서 점차 누적되게 된다. 관리자는 정기적으로 누적된 거품(B)을 제거할 필요가 있다.

한편, 제2공간(22)으로 유입된 가스는 가스배출구(26a)를 통해 배출되어 활성탄필터에서 오존이 정화처리된 후 대기 중으로 배출된다.

상기 가스배출구(26a)는 수류형성공(26)이 설치되어 있는 측에 위치하고, 거품(B)이 수집되는 측과는 반대의 위치에 설치된 것이며, 제1공간(21)의 거품(B)이 통과해 넘어오는 가스유동공(29)과도 반대의 위치에 설치되므로, 거품(B)이 활성탄필터로 유입될 수 있는 위험이 해소되고 있다.

제2공간(22)에서 거품(B)이 제거된 처리수(72)는 캡부재(80)의 처리수유입구(81)를 통해 캡본체(82)의 내부공간(82a)으로 진입한 후, 처리수배출구(32)를 월류하여 외부의 수족관으로 재유입될 수 있다.

처리수(72)가 처리수유입구(81)로 유입되기 위해 하강하는 과정에서 처리수(72) 내의 미세기포는 상승함으로써 처리수유입구(81)로 유입되지 않는다.

또한, 캡본체(82) 내에 처리수(72)가 가득찬 상태에서 처리수배출구(32)를 통해 처리수(72)가 하강하면, 캡본체(82) 내에 진공압이 걸림으로써 배출이 원활하지 않을 수 있으나, 본 실시예에서는 캡본체(82)의 상단에 수직으로 설치되고 상기 내부공간(82a)과 대기를 연통시키는 공기출입기둥(83)이 설치됨으로써 내부공간(82a)의 압력이 대기압과 동일하게 되어 전술한 문제가 발생하지 않는다.

본 발명은 수족관과 같이 오염수를 정화처리하기 위해 사용될 수 있다.

특히, 해수를 사용하는 수족관에서 해수를 정화처리하는 용도로 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims

제1공간(21)과 제2공간(22)이 세워진 격벽(24)에 의해 구분되어 설치된 케이스(20)와,

상기 제1공간(21)에 연결되어 오염수가 상기 제1공간(21)으로 유입되는 오염수유입구(31)와,

상기 제1공간(21)에 설치되어 플라즈마처리된 가스를 수중에서 다수의 버블의 형태로 배출시켜 오염수를 정화처리하는 플라즈마처리기(40)와,

상기 제2공간(22)에 설치되고 상기 격벽(24)의 상부의 연결공(25)에 결합되어 상기 제1공간(21)에서 상기 제2공간(22)으로 처리수와 가스가 이동하는 처리수유동관(61)과,

상기 처리수유동관(61)의 하단에 설치되어 상기 제2공간(22)으로 유입되는 처리수가 낙하하면서 수막(73)을 형성하도록 하는 수막형성부재(62)와,

상기 수막(73)을 기준으로 좌측 또는 우측으로 치우친 위치에서 상기 격벽(24)에 관통공의 형태로 설치되어 상기 제1공간(21)에서 상기 제2공간(22)으로 진행하는 수류가 형성되는 수류형성공(26)과,

상기 제2공간(22)의 하부에 설치되어 처리수를 배출시키는 처리수배출구(32)를 포함하되,

상기 수막형성부재(62)에 의해 형성되는 수막(73)은 그 수막(73)의 일단부가 상기 격벽(24)에 접촉하고,

수면의 거품(B)이 상기 수류에 의해 상기 수막(73)을 기준으로 상기 수류형성공(26)이 설치된 측의 반대측으로 유동하여 수집되고 상기 수막(73)에 의해 그 유동이 차단되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 수처리장치
제1항에 있어서,

상기 격벽(24)은 판상체이고,

상기 수막(73)의 일단부가 상기 격벽(24)에 접촉하고 그 타단부는 상기 제2공간(22)의 내측벽면과 이격되도록 형성시킴으로써,

수면의 거품(B)이 상기 수류에 의한 물의 유동으로 상기 수막(73)의 둘레를 따라 유동하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 수처리장치
제1항 또는 제2항에 있어서,

좌측과 우측 중 상기 수류형성공(26)이 설치되어 있는 측에서 상기 제2공간(22)의 상단부에 설치되어 가스를 배출하는 가스배출구(26a)와,

상기 가스배출구(26a)와 연결되어 상기 가스에 포함하는 오존을 정화처리하는 활성탄필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 수처리장치
제3항에 있어서,

상기 격벽(24)의 상부에는 수면의 상측에 형성되어 거품(B)과 가스를 상기 제1공간(21)에서 상기 제2공간(22)으로 배출시키는 가스유동공(29)이 설치되되,

상기 가스유동공(29)은 좌측 또는 우측 중, 상기 수막(73)을 기준으로 상기 수류형성공(26)이 설치된 측의 반대측에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 수처리장치
제3항에 있어서,

상기 케이스(20)에는 상기 제1공간(21)과 차단벽(27)에 의해 분리되어 수밀된 제3공간(23)이 형성되고,

상기 제3공간(23)에 설치된 제어기와,

상기 차단벽에서 상기 제1공간(21)에 노출되어 수위를 감지하고 감지신호를 상기 제어기로 전달하는 수위센서(92)가 더 포함되되,

상기 수위센서(92)는 상기 연결공(25)의 중심위치와 같거나 그보다 높게 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 수처리장치
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 처리수배출구(32)는 상기 제2공간(22)의 수위를 소정 높이 이상으로 유지시킬 수 있도록 상기 제2공간(22)의 바닥에서부터 소정 높이로 돌출된 형상으로 설치되고,

상기 제2공간(22)에는 상기 처리수배출구(32)를 덮는 캡부재(80)가 설치되되,

상기 캡부재(80)는

하부가 개방되고 상기 처리수배출구(32)보다 높은 높이의 내부공간(82a)이 형성되고 상기 내부공간(82a)에 상기 처리수배출구(32)가 위치하는 캡본체(82)와,

상기 캡본체(82)의 상단에 수직으로 설치되고 상기 내부공간(82a)과 대기를 연통시키는 공기출입기둥(83)과,

상기 캡본체(82)의 하단에 설치되고 상기 내부공간(82a)으로 처리수가 유입되는 처리수유입구(81)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 수처리장치
제6항에 있어서,

상기 캡부재(80)는

상기 제2공간(22)에서 그 내측벽면과 이격되어 있는 중간위치에 설치되어

상기 수류형성공(26)을 통과하여 형성된 수류가 상기 캡본체(82)의 둘레를 따라 선회하도록 함으로써,

상기 수류가 상기 수막(73)을 기준으로 상기 수류형성공(26)이 설치된 측의 반대측으로 진행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 수처리장치