WO2015137573A1 - 고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템 - Google Patents

고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템 Download PDF

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WO2015137573A1
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high voltage
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문영근
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문영근
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a wastewater purification treatment system, and more particularly, to a system for treating wastewater using high voltage discharge and fine bubbles.
  • General water treatment technologies can be roughly classified into physical and chemical treatments, biological treatments, and multistage treatments. At present, much research is being conducted to see a better water treatment effect beyond these technologies, and a lot of research is being conducted around a so-called advanced water treatment technology.
  • the types of advanced water treatment technologies include: 1) electrochemical method, 2) water and water treatment technology using electricity and magnetism, 3) water treatment technology using ultraviolet rays, and 4) water treatment using high voltage discharge. There is a technique.
  • High voltage discharges include pulse streamer discharges, silent discharges, partial discharges, creepage discharges, and corona discharges. Researches on electric discharges for water pollutants have been actively conducted in the United States, Japan, the Netherlands, the Czech Republic, Russia, and Canada since the late 1980s.
  • the generation of high voltage pulse discharges in water or on the surface initiates a variety of physicochemical processes that generate UV, shock waves, and chemically active species such as H, O, OH and hydrogen peroxide (H2O2).
  • H, O, OH and hydrogen peroxide H2O2
  • radicals such as O 3, O, OH, H, N, and HO 2 are generated, and these unstable products are reacted with pollutants or oxygen secondaryly to peroxides.
  • a new type of radical a chain oxidative reaction proceeds, and this oxidation reaction can be widely applied to the purification of pollutants such as hardly decomposable substances, harmful gases and odors in the atmosphere, and color and waste water sterilization. Can be.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent No. 10-1211823 (2012.12.13.)
  • Embodiments of the present invention are to provide a wastewater purification treatment system that improves the purification capacity and speed by using high voltage discharge and fine bubbles simultaneously in one reactor.
  • embodiments of the present invention is to provide a wastewater purification treatment system capable of purifying high concentration hardly degradable wastewater by simultaneously using high voltage discharge and fine bubbles in one reactor.
  • embodiments of the present invention provide a wastewater purification treatment system that maximizes the efficiency of wastewater purification treatment by reducing the time required for wastewater purification by first purifying with fine bubbles prior to the purification by high voltage discharge and fine bubbles. It is to.
  • the first septic tank for storing the wastewater flowing from the outside and the first purification of the wastewater with fine bubbles;
  • a first bubble generator which receives wastewater from the first septic tank and flows it out to the first septic tank together with the fine bubbles in order to generate the fine bubbles for the primary purification in the first septic tank;
  • a second septic tank that firstly purifies the first clarified wastewater from the first septic tank and secondly purifies the wastewater with high voltage discharge and fine bubbles;
  • a high voltage discharge device positioned above the second septic tank and discharging ozone or radical ions to the primary clarification wastewater in the second septic tank;
  • a purging chamber in which the first septic tank and the second septic tank are located;
  • the wastewater flowing into the first septic tank may include at least one of food wastewater, dyeing wastewater, animal husbandry wastewater, papermaking wastewater, and starch wastewater.
  • the air flowing into the high voltage discharge device may be air in the purification chamber so that the high voltage discharge device discharges ozone or radical ions.
  • first bubble generator and the second bubble generator may be supplied with fine bubbles from one fine bubble generator.
  • Embodiments of the present invention can improve the purifying capacity and speed by using a high voltage discharge and micro bubbles in one reactor at the same time.
  • embodiments of the present invention can purify high concentration hardly degradable wastewater by simultaneously using high voltage discharge and fine bubbles in one reactor.
  • embodiments of the present invention can maximize the efficiency of the wastewater purification process by reducing the time required for wastewater purification by first purifying with fine bubbles prior to the purification by the high voltage discharge and the fine bubbles.
  • the polluted air generated during the operation of the wastewater purification treatment system may be purified and discharged to the outside.
  • FIG. 1 is an apparatus configuration diagram of a wastewater purification treatment system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a high voltage discharge device of a wastewater purification treatment system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram of a high voltage discharger of the wastewater purification treatment system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the function of the fine bubbles in the second reservoir of the wastewater purification treatment system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wastewater purification system using high voltage discharge and fine bubbles according to an embodiment of the present invention.
  • the first septic tank 100 and the second septic tank 200 are positioned in the purification chamber 10. do.
  • the wastewater is first purified by the microbubbles in the first septic tank 100, and then the primary clarification wastewater is the second septic tank. Supplied to 200, the secondary purification is performed by the action of high voltage discharge and fine bubbles.
  • the primary pollutant (SS, Suspended Sediment), etc. are firstly removed through the first purification process, and then secondly purified by the cooperative action of the high voltage discharge and the fine bubbles.
  • the wastewater purification system 1 using the high voltage discharge and the fine bubbles according to the embodiment of the present invention can quickly remove the high concentration hardly degradable wastewater.
  • the first septic tank 100 receives waste water (w / w, waste water) from the outside through the waste water inlet pipe 110.
  • the incoming wastewater may include sewage, wastewater, and sewage discharged from various facilities such as homes, factories, and concentrated industries. Furthermore, it may include food wastewater, dyeing wastewater, animal husbandry wastewater, papermaking wastewater, starch wastewater, and the like, which are high concentration hardly degradable wastewater.
  • the introduced waste water is first purified by fine bubbles in the first septic tank 100, that is, the first septic tank 100 firstly purifies the waste water while simultaneously storing the introduced waste water.
  • the primary purification in the first septic tank 100 is performed by capturing contaminants of fine bubbles.
  • the first septic tank 100 is in fluid communication with the first bubble generator 150. That is, the first bubble generator 150 receives the wastewater in the first purification tank 100 from the first wastewater inflow path 152 connected to the side of the first purification tank 100. Thereafter, the first bubble generator 150 injects fine bubbles into the wastewater introduced into the first bubble generator 150, and then returns to the first septic tank 100 through the first wastewater outlet passage 154. Let out.
  • one end of the first wastewater outlet passage 154 may be connected to the first bubble generator 150, and the other end thereof may be connected to the bottom surface of the first septic tank 100.
  • the fine bubbles contained in the wastewater that has flowed out to the first septic tank 100 are again in the first septic tank 100. Rising from can spread smoothly.
  • the fine bubbles B spread inside the first septic tank 100 may have a diameter of 10 ⁇ 100 ⁇ m.
  • the present invention is not limited thereto, and may have a diameter of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and may have a diameter of 100 ⁇ m or more. Meanwhile, in FIG.
  • first wastewater inflow path 152 is illustrated as one and the first wastewater outflow path 154 is illustrated as two, the present invention is not limited thereto, and the number thereof is the capacity of the first septic tank 100. You can decide according to your needs. For example, in order to spread the bulky or fine bubbles of the first septic tank 100 more quickly in the first septic tank 100, three or more first wastewater outlet passages 154 may be provided. Further, although not shown in the drawings, the first wastewater outlet may be two or more branch pipes branching from one main outlet.
  • the fine bubbles B supplied into the first septic tank 100 primarily purify waste water (w / w) in the first septic tank 100.
  • the inside of the first purification tank 100 may be filled with fine bubbles B after a predetermined time has elapsed.
  • the predetermined time may be about 5 minutes (the time required until the visually full is about 30 seconds to 1 minute), but this is based on the capacity of the first bubble generator 150 and the size of the first septic tank 100 It may be different according to the present invention, but is not limited thereto.
  • the microbubble (B) is the total nitrogen (T / N), total phosphorus (T / P, Total Phosphorus), and biological oxygen demand (BOD, Biochemical Oxygen) of the wastewater (w / w) in the first septic tank (100).
  • Demand Chemical Oxygen Demand (COD) and Suspended Sediment (SS).
  • the suspended pollutant is a pollutant suspended in the wastewater, and is present in food wastewater, dyeing wastewater, animal husbandry wastewater, paper wastewater, and starch wastewater, and is one of the pollutants that are difficult to remove.
  • the fine bubbles B are adsorbed on the outer surface of the floating pollutant SS to collect the floating pollutants SS.
  • the fine bubbles B having a lower density than the waste water are subjected to a force (buoyancy) to move upward in the waste water in the first septic tank 100.
  • the microbubbles B are buoyant in the state of adsorbing / capturing the suspended pollutants SS, so that the suspended pollutants SS together with the microbubbles B are wastewater in the first septic tank 100. It will float to the top.
  • FIG. 1 it can be seen that the floating contaminants SS are suspended in the upper portion of the first septic tank 100. In this way, the contaminants including the floating contaminants (SS) to be suspended in the upper portion of the waste water in the first septic tank 100, easily removed by the contaminant removal operation in the upper portion of the first septic tank 100. Can be.
  • the pollutant including the floating pollutant (SS) is primarily removed from the waste water (w / w) in the first septic tank (100).
  • primary purification process This primary purification process enables the rapid purification of the suspended contaminants (SS), which take a considerable time when removed by high voltage discharge, to be removed quickly and efficiently. By the purification process) can be reduced.
  • the primary purification wastewater purified through the primary purification process may be moved to the secondary purification tank 200 through the first septic tank wastewater outlet pipe 120 according to the opening of the first valve V1.
  • One end of the first septic tank wastewater outlet pipe 120 may be coupled to a lower portion of the first septic tank 100, and the other end thereof may be coupled to an upper portion of the second septic tank 200.
  • the first valve V1 may be provided in the first septic tank wastewater outlet pipe 120.
  • a separate pump may be provided to transfer the primary purification wastewater through the first septic tank wastewater outlet pipe 120.
  • the other end of the first septic tank wastewater outlet pipe 120 is located higher.
  • the present invention is not limited thereto, and the other end of the septic tank wastewater outlet pipe 120 may be located at a lower position.
  • the first septic tank 100 is located above the second septic tank 200, and one end of the first septic tank wastewater outlet pipe 120 connected to the first septic tank 100 is the second septic tank 200.
  • it may be located higher than the other end of the first septic tank wastewater outlet pipe 120 connected to.
  • the first purification wastewater can move along the first septic tank wastewater outlet pipe 120 by gravity. Therefore, a separate pump is not provided, and movement of the 1st purification wastewater can be interrupted only by opening and closing of the 1st valve V1.
  • the first purification wastewater introduced into the second purification tank 200 through the first purification tank wastewater outlet pipe 120 is secondaryly purified in the second purification tank 200. Secondary purification is achieved by the simultaneous action of high voltage discharge and microbubbles.
  • the second purification tank 200 is provided with a high voltage discharge device 260 at the top thereof, and is in fluid communication with the second bubble generator 250.
  • the high voltage discharge device 260 is positioned above the second purification tank 200 and generates ozone or radical ions from air introduced from the outside by the high voltage discharge.
  • the high voltage discharge device 260 may include various types of devices, for example, a dielectric barrier discharge (DBD) source, an inductively coupled plasma (ICP) source, a capacitively coupled plasma (CCP) source, a TCP (for example).
  • DBD dielectric barrier discharge
  • ICP inductively coupled plasma
  • CCP capacitively coupled plasma
  • TCP for example
  • a transformer coupled plasma source, an electron cyclotron resonance (ECR) source, a surface wave plasma (SWP) source, and the like may be used.
  • the high voltage discharge device 260 may generate ozone or radical ions using high voltage discharge from air introduced from the outside, and may secondary purify the primary purification wastewater using the high voltage discharge.
  • the high voltage discharge device 260 of the present invention may perform a function of treating the primary purified wastewater by applying an electric field to the primary purified wastewater. The air introduced during this treatment is ionized, and thus the primary purification wastewater may be secondary purification, which will be described later.
  • the high voltage discharge device 260 may have an air inlet pipe 262 for introducing air.
  • the high voltage discharge device 260 may be located above the second septic tank 200, where the primary clarification wastewater is being flowed in and stored in and / or moved from the second septic tank 200. Because they react more effectively within and / or on the waste water.
  • the high voltage discharge device 260 according to an embodiment of the present invention has a form in which one or more high voltage dischargers 270 are combined.
  • the high voltage discharger 270 includes a cylindrical tube 270-1, a support 270-3, a metal mesh 270-5, and an external electrode 270-. 7); It may include an internal electrode (270-9).
  • the cylindrical tube 270-1 is a basic structure of the high voltage discharger 270 according to the embodiment of the present invention, and both ends of the cylindrical tube 270-1 may be made of a dielectric.
  • the cylindrical tube 270-1 includes an internal electrode 270-9 therein, and the form thereof may not be particularly limited.
  • One end, that is, the upper end, of the cylindrical tube 270-1 may be opened and coupled to the support 270-3, and the other end, ie, the lower end, may be opened in whole or in part thereof.
  • the cylindrical tube 270-1 may be formed between insulating electrodes disposed between both electrodes disposed inside and outside thereof.
  • it may be a quartz tube made of quartz, it may be made of a dielectric.
  • the avalanche effect can be maximized while maintaining the best flow of the current.
  • one end of the cylindrical tube 270-1 may be coupled to the support 270-3.
  • the support 270-3 supports each component of the cylindrical tube 270-1 and the high voltage discharger 270 including the same.
  • the support 270-3 may serve to distinguish between a region where a high voltage discharge is performed and a region that introduces current and air.
  • the material or shape of the support 270-3 is not particularly limited and may be, for example, made of a non-conductive material.
  • the metal mesh 270-5 surrounds the outside of the cylindrical tube 270-1 and is connected to the external electrode 270-7 to act as a mesh electrode having a mesh shape. Such a hole in the mesh can maximize corona discharge. In other words, by increasing the charge area, the charge is partially concentrated to increase the electron generation efficiency, and the corona discharge is increased, but the arc discharge can be suppressed.
  • the material or shape of the metal mesh 270-5 is not particularly limited, but may be formed of a conductor, for example, stainless steel.
  • the center of the cylindrical tube 270-1 may be formed over all or part of its upper and lower portions.
  • the external electrode 270-7 penetrates through the support 270-3 and is connected to the metal mesh 270-5.
  • the external electrode 270-7 may be located outside the cylindrical tube 270-1 and supplies a current to the metal mesh 270-5. To this end, the external electrode 270-7 may be formed through the support 270-3.
  • the internal electrode 270-9 may be positioned inside the cylindrical tube 270-1 through the support 270-3.
  • the inner electrode 270-9 is an electrode facing the outer electrode 270-7, and a high voltage discharge is performed with the cylindrical tube 270-1 interposed therebetween.
  • the material or shape of the internal electrode 270-9 may be variously formed, for example, a plate-shaped conductor made of Spanishless steel.
  • the air transfer tube 264 may be integrally formed with the internal electrode 270-9.
  • the internal electrode 270-9 may be formed in a tubular shape, and air may flow into the internal electrode 270-9 to transfer air into the cylindrical tube 270-1. Since the embodiment of the present invention forms an insulating capacitor between the external electrodes 270-7 and the internal electrodes 270-9 by air and then generates a high voltage discharge therethrough, the air transfer tube 264 has a high voltage discharge. It is to deliver the air for the cylindrical tube 270-1.
  • the air transfer tube 264 is integrated with the internal electrode 270-9, but is not limited thereto, and may be provided as a separate tube distinct from the internal electrode 270-9. to be.
  • the air supplied to the high voltage discharger 270 may be air in the purification chamber 10. That is, by using the air in the purification chamber 10 as air supplied to the high voltage discharger 270 to induce high voltage discharge to generate ozone or radicals, odor generating substances contained in the air in the purification chamber 10 are reduced. And / or can be removed.
  • the high voltage discharger 270 of the present invention having such a configuration has the following operational relationship.
  • DC which is a supply power supply
  • the boosted voltage is intermittently applied by connecting a + power supply to the internal electrode 270-9 protruding toward the upper side of the support 270-3, and having an external structure having a network structure.
  • the external electrode 270-7 and the internal electrode 270-9 are charged with each other with the cylindrical tube 270-1 as the dielectric interposed therebetween.
  • the energy injected by the high voltage forms an avalanche inside the cylindrical tube 270-1 which is a barrier like a semiconductor phenomenon, and the generated electrons are formed by the cylindrical tube 270-1 due to the heat energy in which the electrons stand out.
  • the oxygen molecule is obtained with two generated electrons and is transformed into an unstable inorganic oxygen peroxide (O- 2 2 ), or O - 2 , which is a radical peroxide. Since the inorganic oxygen peroxide is formed radially around the cylindrical tube 270-1, a large amount is instantaneously generated over a large unit area.
  • These inorganic oxygen peroxides may react directly or indirectly with organic matter contained in the primary clarification wastewater, and the reaction may purify the wastewater.
  • the hydrated radicals (radical radicals) and the like may react with NH 4, which is one of organic substances, to generate N 2 and H 2 O.
  • the reaction of the hydrated radicals as described above can be extended to all organic matter contained in the wastewater, the reaction of the hydrated radicals with the organic matter can be the secondary purification treatment.
  • the inorganic oxygen peroxides penetrate and neutralize cell membranes such as pathogens and viruses through radical action, decompose volatile organic compounds (VOC), and change substances such as methane into water and carbon dioxide, and hydrogen sulfide. In this case, it will be decomposed into water and trace sulfuric acid. In particular, it has an excellent effect on the removal of odors, it is possible to completely remove by disintegrating and extinguished rather than collecting more than 20 known odors.
  • the high voltage discharger 270 is the air delivered into the cylindrical tube 270-1 by the air transfer tube 60, and by using the contaminated air in the purification chamber 10, Air contaminated with odors or the like in the purification chamber 10 can be continuously purified.
  • charging and discharging are sequentially performed by a capacitor formed by insulating air between the external electrode 270-7 and the internal electrode 270-9, and the external electrode 270-7 and the internal electrode 270-9.
  • the change or loss of the surface properties of the cylindrical tube 270-1 existing therebetween appears as a disadvantage.
  • the embodiment of the present invention can replace only the cylindrical tube 270-1 and the metal mesh 270-5 formed around the external electrode 270-7, which does not change significantly even by continuous use.
  • the internal electrodes 270-9 can be used continuously.
  • the high voltage discharge device 260 has a form in which one or more such high voltage dischargers 270 are combined. Specifically, as shown in FIG. 2, the high voltage discharge device 260 is coupled to the cover 266 constituting the lower part of the high voltage discharge device main body 280, respectively, and the high voltage discharge device 270 is coupled to the cover 266. It may be made in the form that the support 270-3 is coupled to the upper side.
  • the cover 266 may be a cover 266 constituting an upper surface of the second septic tank 200 and covering the upper portion of the second septic tank 200.
  • the current supply unit 268 for supplying current to the external electrodes 270-7 and the internal electrodes 270-9 of the high voltage discharger 270 may be located in the high voltage discharge device body 280.
  • the high voltage discharge device main body 280 may include an air pipe 262-1 communicating with the air inlet pipe 262 and connected to the air transfer pipe 264 for supplying air to each of the high voltage dischargers. As a result, the air introduced from the air inlet pipe 262 may be transferred to the high voltage discharger 270 through the air pipe 264 through the air pipe 262-1.
  • a portion of the high voltage discharger 270 may protrude outside the high voltage discharge device body 280.
  • the protruding high voltage discharger 270 may be partially submerged in the primary purification wastewater, as shown in FIG. 1.
  • the present invention is not limited thereto, and a chamber (not shown) in which ozone or radicals emitted from the high voltage discharger 270 are collected is separately present in the lower portion of the high voltage discharge device 260, and a discharge pipe (not shown) extends from the chamber. May be submerged in the primary clarification wastewater. Accordingly, ozone or radicals generated from the high voltage discharger 270 may be supplied into the primary purification wastewater w / w-1 in the second purification tank 200.
  • ozone or radicals supplied into the primary purification wastewater (w / w-1) may be reacted with the primary purification wastewater (w / w-1) in the second purification tank 200 (purification reaction) or oxidation reaction. Due to the cause, it is gathered around the high voltage discharger 270. That is, the ozone or radicals are not positioned outside the high voltage discharger 270, and the ozone or radicals are positioned only in a specific region in which the ozone or radicals are emitted from the high voltage discharger 270.
  • the ozone or radicals are not expanded in the second septic tank 200, since the secondary purification is performed only in a very limited area, the time required for the secondary purification process becomes very long.
  • the second purification tank 200 is in fluid communication with the second bubble generator 250. That is, the second bubble generator 250 receives the wastewater in the second septic tank 200 from the second wastewater inlet 252 connected to the side of the second septic tank 200. Thereafter, the second bubble generator 250 injects fine bubbles into the wastewater introduced into the second bubble generator 250, and then returns to the second septic tank 200 through the second wastewater outlet 254. Let out.
  • one end of the second wastewater outlet passage 254 may be connected to the second bubble generator 250, and the other end thereof may be connected to the bottom surface of the second septic tank 200.
  • the fine bubbles contained in the wastewater flowing out to the second septic tank 200 can be smoothly spread in the second septic tank 200.
  • the fine bubbles B spread in the second septic tank 200 may have a diameter of 10 ⁇ 100 ⁇ m.
  • the present invention is not limited thereto, and may have a diameter of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and may have a diameter of 100 ⁇ m or more.
  • one second wastewater inlet 252 and two second wastewater outlet 254 are illustrated in FIG. 1, the present invention is not limited thereto, and the number thereof may be the capacity of the second septic tank 200. You can adjust it as needed.
  • the second bubble generator 250 may have a structure substantially the same as that of the first bubble generator 150, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the fine bubbles B supplied into the second septic tank 200 are ozone or articles in which the primary clarification waste water w / w-1 in the second septic tank 200 is discharged from the high voltage discharger 270, that is, radiated. It serves to expand.
  • the ozone or the LATILE discharged from the high voltage discharger 270 is present only in a specific region, and is provided by the microbubble B supplied into the second purification tank 200 and filled in the second purification tank 200. Will be expanded.
  • ozone or radicals generated from the high voltage discharger 270 move rapidly along the surface of the fine bubbles B in the second reservoir 200.
  • This extension of the range rapidly increases the surface area of the zone where ozone or radicals are present, allowing for a faster secondary purification process.
  • This secondary purification process the total nitrogen (T / N, total phosphorus (T / P), total phosphorus (T / P), biological oxygen demand (BOD, Biochemical) of the waste water (w / w) in the second septic tank 200 It will reduce or lower Oxygen Demand (COD), Chemical Oxygen Demand (COD) and Suspended Sediment (SS). In this way, final purified water (c / w, clean water) can be produced.
  • the fine bubbles B in the second septic tank 200 may additionally purify the suspended pollutant SS that is not removed even by the primary clarification process in the first septic tank 100. That is, when the second bubble generator 250 is activated, the inside of the second purification tank 200 may be filled with fine bubbles B after a predetermined time has elapsed.
  • the predetermined time may be about 5 minutes (the time required until the visually full is about 30 seconds to 1 minute), but this is based on the capacity of the first bubble generator 150 and the size of the first septic tank 100 As may be different according to the present invention, the present invention is not limited thereto, as described with reference to the first septic tank 100.
  • the fine bubbles B in the second purification tank 200 not only expand ozone or radicals in the vicinity of the high voltage discharger 270 of the high voltage discharge device 260, but also in the other areas, Like the first purification process, it may serve to remove suspended contaminants (SS).
  • SS suspended contaminants
  • the purified water (c / w, clean water) that has undergone the first purification process of the first septic tank 100 and the second purification process of the second septic tank 100 is total nitrogen (T / N, Total Nitrogen), total phosphorus (T / P, Total Phosphorus), BOD, Biochemical Oxygen Demand (COD), Chemical Oxygen Demand (COD), Suspended Sediment (SS) Water (c / w, Clean Water).
  • the cleanly purified water may be discharged to the outside of the purification chamber 10 through the purified water outlet pipe 20.
  • the purified water outlet pipe 20 may be provided with a valve (V2) for discharging only the purified water in the second purification tank 200.
  • the first purification process in the first septic tank 100 and the second purification process in the second septic tank 200 are basically for purifying wastewater. Therefore, in the vicinity of the first septic tank 100 and the second septic tank 200, contaminated air containing odor or the like is present.
  • a first septic tank 100 and a second septic tank 200 are positioned in the purification chamber 10 and purged.
  • the chamber 10 is blocked from the outside so that the contaminated air in the vicinity of the first septic tank 100 and the second septic tank 200 does not flow out.
  • a wastewater inflow pipe 110 for introducing wastewater (w / w) into the first purification tank 100 extends to the outside, and a purified water outlet pipe for outflowing purified water ( 20) extends outward.
  • the purge chamber 10 includes an external air inlet tube 12 for introducing air into the purge chamber 10, and an internal air outlet tube 14 through which air from the purge chamber 10 can flow out. ) Is prepared.
  • each of the wastewater inlet pipe 110 and the purified water outlet pipe 20 is provided with valves V2 and V3 and is opened only when necessary.
  • the external air inlet pipe 12 may be provided with a one-way intermittent valve so that the air inside the purification chamber 10 does not flow through the external air inlet pipe 12, and the internal air outlet pipe 14 is provided with a valve V4 for controlling the outflow of the internal air of the purification chamber 10. Therefore, when each valve V2, V3, V4 is closed, the internal air in the purification chamber 10 may not flow out.
  • the internal air outlet pipe 14 is connected to a high voltage discharge air purifier 300 for purifying the internal air flowing out of the purification chamber 10.
  • a high voltage discharge air purifier 300 for purifying the internal air flowing out of the purification chamber 10.
  • an air pump is provided in the internal air outlet pipe 14 to allow the air inside the purification chamber 10 to be forced out of course.
  • a high voltage discharger (not shown) is provided inside the high voltage discharge air purifier 300.
  • the high voltage discharger provided in the high voltage discharge air purifier 300 may have the same structure as the high voltage discharger 260 described above, and of course, the design may be changed from the viewpoint of those skilled in the art to be suitable for the purification of the air.
  • the high voltage discharge air purifier 300 cleans the internal air. Can be purified.
  • the purified air may be discharged to the outside through the purge air outlet pipe 310 communicated with the high voltage discharge air purifier 300.
  • Purification by the high voltage discharge air purifier 300 purifies the contaminated air in the purification chamber 10 in two stages. That is, as described above, the contaminated air in the purification chamber 10 is purified by one step by the high voltage generator 270 positioned above the second purification tank 200, and further, the internal air outlet pipe 14 is cleaned. Internal air introduced into the high voltage discharge air purifier 300 is purged in two stages. As a result, the purified air flowing out after being purified by the high-voltage discharge air purifier 300 may be cleanly purified air.
  • the first bubble generator 150 and the second bubble generator 250 are connected to each of the first purification tank 100 and the second purification tank 200 described above, and each of the first bubble generators is connected to each other.
  • 150 and the second bubble generator 250 is shown to have a separate fine bubble generator (156, 256), so that the fine bubbles are supplied through each of the fine bubble generator (156, 256).
  • the present invention is not limited thereto, and the first bubble generator 150 and the second bubble generator 250 may be formed of one structure.
  • first wastewater inlet 152, the first wastewater inlet 154, the second wastewater inlet 252, and the second wastewater inlet 254 are each separately present, but include a first wastewater inlet ( 152 and one fine bubble supplier (not shown) for supplying fine bubbles to the second wastewater inlet 252 may be one.
  • one microbubble feeder may supply microbubbles so that the wastewater including the microbubbles may be discharged to the first wastewater outlet 154 and the second wastewater outlet 254.

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Abstract

고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 정화 처리 시스템은, 외부로부터 유입되는 폐수를 저장하고 미세 기포로 폐수를 1차 정화하는 제 1 정화조; 제 1 정화조 내에서 1차 정화를 위한 미세 기포를 발생시키기 위해, 제 1 정화조로부터 폐수를 유입받아 미세 기포와 함께 제 1 정화조로 유출시키는 제 1 기포 발생기; 제 1 정화조로부터 1차 정화된 1차 정화 폐수가 유입되어, 고전압 방전 및 미세 기포로 폐수를 2차 정화하는 제 2 정화조; 제 2 정화조의 상부에 위치하고, 제 2 정화조 내부의 1차 정화 폐수에 오존이나 라디칼 이온을 배출하는 고전압 방전 장치; 제 2 정화조 내에서 고전압 방전 장치로부터 배출되는 오존이나 라디칼 이온이 확장되도록 하는 미세 기포를 발생시키기 위해, 제 2 정화조로부터 1차 정화 폐수를 유입받아 미세 기포와 함께 제 2 정화조로 유출시키는 제 2 기포 발생기; 제 1 정화조와 제 2 정화조가 위치되는 정화 챔버; 정화 챔버로부터 유출된 공기를 고전압 방전으로 정화하여 외부로 배출하는 고전압 방전 공기 정화기;를 포함한다.

Description

고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템
본 발명의 실시예들은 폐수 정화 처리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 고전압 방전과 미세 기포를 이용하여 폐수를 정화 처리하는 시스템에 관한 것이다.
일반적인 수(水)처리 기술은 크게 물리ㆍ화학적 처리와 생물학적 처리, 다단계 처리로 대별할 수 있다. 현재 이러한 기술을 뛰어넘어 더 나은 수처리 효과를 보기 위해 많은 연구가 진행되고 있는데, 소위 첨단 수처리 기술이라 불리는 기술을 중심으로 많은 연구가 행해지고 있다.
첨단 수처리 기술의 종류를 살펴보면, 1) 전기화학적 방법에 의한 기술, 2) 전기ㆍ자기를 이용한 수(水)처리 기술, 3) 자외선을 이용한수(水)처리 기술, 4) 고전압 방전을 이용한 수처리 기술이 있다.
고전압 방전을 이용한 수(水)처리 기술은, 종전의 수처리 기술과는 달리 약품투입이 필요 없고 처리공정도 간편하며, 2차 오염도 발생시키지 않는 장점으로 최근 새로운 개념의 수(水)처리 기술로 부각되고 있다. 고전압 방전에는 펄스 스트리머 방전, 무성 방전, 부분 방전, 연면 방전 및 코로나 방전 등이 있다. 수질 오염물질 처리를 위한 전기 방전에 관한 연구들은 1980년대 후반부터 미국, 일본, 네덜란드, 체코, 러시아, 캐나다 등에서 활발하게 진행되어 왔다. 수중 또는 수표면에서 고전압 펄스방전을 발생시키면 다양한 물리화학적 과정들이 시작되어 자외선(UV), 충격파(shock waves), 그리고 H, O, OH, 과산화수소(H2O2) 등과 같은 화학적 활성종들을 생성시키며, 수표면에 근접하여 발생하는 기체중의 방전에서는 배경기체에 산소가 존재할 때, 고농도의 오존과 활성 라디칼들이 생성되어 쉽게 물에 용해되어 오염물질 제거과정에 참여할 수 있는 것으로 알려져 있다.
고전압 방전 장치의 유입가스로 공기를 이용할 경우, O3을 비롯한 O, OH, H, N, HO2 등의 라디칼(Radical)이 생성되고 이러한 불안정한 생성물들은 2차적으로 오염물질 또는 산소 등과 반응하여 과산화물(Peroxide)이나 새로운 형태의 라디칼을 형성함으로써 연쇄적인 산화분해 반응이 진행되며, 이러한 산화반응은 난분해성 물질, 대기 중 유해가스 및 악취, 색도 및 오ㆍ폐수의 살균처리 등 오염물질 정화에 폭 넓게 응용될 수 있다.
현재, 수(水)처리를 위한 고전압 방전 기법은 너무도 많이 연구되어져 왔으며, 물을 고전압 방전을 이용하여 정화할 경우 효과가 좋다는 것은 학술적 실험으로 증명이 되어 그 가치를 인정받고 있다.
나아가, 최근에는 고전압 방전으로 정화된 폐수에 2차적으로 버블을 발생시켜 2차적인 정화를 실시하는 기술도 제안되고 있다. 하지만, 이 경우, 고전압 방전에 의한 정화와 버블에 의한 정화가 독립적으로 이루어지게 된다. 이러한 독립적인 2단계의 정화는 단순히 고전압 방전에 의한 정화와 버블에 의한 정화를 병렬적으로 진행하는 것에 불과하다. 또한, 고전압 방전에 의한 정화를 주로 하고 고전압 방전으로 정화된 폐수에 버블로 추가적인 정화를 행하는 것에 불과하다는 점에서, 고전압 방전에 의해서만 정화를 하는 경우와 비교할 때 거의 동일한 시간이 소요되게 된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1211823호 (2012.12.13.)
본 발명의 실시예들은 고전압 방전과 미세 기포를 하나의 반응조에서 동시에 이용함으로써, 정화 능력 및 속도를 증진시킨 폐수 정화 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 고전압 방전 및 미세 기포를 하나의 반응조에서 동시에 이용함으로써, 고농도 난분해성 폐수를 정화시킬 수 있는 폐수 정화 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
나아가, 본 발명의 실시예들은 고전압 방전 및 미세 기포에 의한 정화에 앞서 미세 기포를 이용한 정화를 먼저 행함으로써, 폐수 정화에 소요되는 시간을 줄여 폐수 정화 처리의 효율을 극대화하는 폐수 정화 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
더불어, 폐수 정화 처리 시스템의 운용 중에 발생하게 되는 오염된 공기를 정화하여 외부로 배출시킬 수 있는 폐수 정화 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부로부터 유입되는 폐수를 저장하고 미세 기포로 폐수를 1차 정화하는 제 1 정화조; 제 1 정화조 내에서 1차 정화를 위한 미세 기포를 발생시키기 위해, 제 1 정화조로부터 폐수를 유입받아 미세 기포와 함께 제 1 정화조로 유출시키는 제 1 기포 발생기; 제 1 정화조로부터 1차 정화된 1차 정화 폐수가 유입되어, 고전압 방전 및 미세 기포로 폐수를 2차 정화하는 제 2 정화조; 제 2 정화조의 상부에 위치하고, 제 2 정화조 내부의 1차 정화 폐수에 오존이나 라디칼 이온을 배출하는 고전압 방전 장치; 제 2 정화조 내에서 고전압 방전 장치로부터 배출되는 오존이나 라디칼 이온이 확장되도록 하는 미세 기포를 발생시키기 위해, 제 2 정화조로부터 1차 정화 폐수를 유입받아 미세 기포와 함께 제 2 정화조로 유출시키는 제 2 기포 발생기; 제 1 정화조와 제 2 정화조가 위치되는 정화 챔버; 정화 챔버로부터 유출된 공기를 고전압 방전으로 정화하여 외부로 배출하는 고전압 방전 공기 정화기;를 포함한다.
여기서, 제 1 정화조로 유입되는 폐수는 음식물 폐수, 염색 폐수, 축산 폐수, 제지 폐수, 및 전분 폐수 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 고전압 방전 장치가 오존이나 라디칼 이온을 배출하도록, 고전압 방전 장치로 유입되는 공기는 정화 챔버 내의 공기일 수 있다.
나아가, 제 1 기포 발생기 및 제 2 기포 발생기는, 하나의 미세 기포 발생기로부터 미세 기포를 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 고전압 방전과 미세 기포를 하나의 반응조에서 동시에 이용함으로써, 정화 능력 및 속도를 증진시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 고전압 방전 및 미세 기포를 하나의 반응조에서 동시에 이용함으로써, 고농도 난분해성 폐수를 정화시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예들은 고전압 방전 및 미세 기포에 의한 정화에 앞서 미세 기포를 이용한 정화를 먼저 행함으로써, 폐수 정화에 소요되는 시간을 줄여 폐수 정화 처리의 효율을 극대화할 수 있다.
더불어, 폐수 정화 처리 시스템의 운용 중에 발생하게 되는 오염된 공기를 정화하여 외부로 배출시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐수 정화 처리 시스템의 장치 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐수 정화 처리 시스템의 고전압 방전 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐수 정화 처리 시스템의 고전압 방전기의 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐수 정화 처리 시스템의 제 2 저장소에서 미세 기포에 기능을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 시스템의 장치 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 시스템(1)은 정화 챔버(10) 내에 제 1 정화조(100)와 제 2 정화조(200)가 위치된다. 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 시스템(1)은, 폐수가 제 1 정화조(100)에서 미세 기포에 의해 먼저 1차 정화된 후, 1차 정화 폐수가 제 2 정화조(200)로 공급되어 고전압 방전과 미세 기포의 작용에 의해 2차 정화된다. 이로써, 1차 정화 과정을 통해 부유성 오염물질(SS, Suspended Sediment) 등이 1차로 제거된 후, 고전압 방전과 미세 기포의 협력작용에 의해 2차 정화된다. 이로써, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 시스템(1)은 고농도 난분해성 폐수를 신속하게 제거할 수 있다.
먼저, 제 1 정화조(100)는 폐수 유입관(110)을 통해 외부로부터 폐수(w/w, waste water)를 유입받는다. 유입받는 폐수는 가정, 공장, 농축 산업 등 각종 시설에서 배출되는 오수, 폐수, 하수 등을 포함할 수 있다. 나아가, 고농도 난분해성 폐수인 음식물 폐수, 염색 폐수, 축산 폐수, 제지 폐수, 전분 폐수 등을 포함할 수 있다.
유입된 폐수는 제 1 정화조(100) 내에서 미세 기포에 의해 우선 정화되며, 즉, 제 1 정화조(100)는 유입된 폐수를 저장함과 동시에 이를 1차 정화한다. 제 1 정화조(100) 내에서의 1차 정화는 미세 기포의 오염물질 포획 등에 의해 이루어진다.
이를 위하여, 제 1 정화조(100)는 제 1 기포 발생기(150)와 유체 연통되어 있다. 즉, 제 1 기포 발생기(150)는 제 1 정화조(100)의 측방과 연결되어 있는 제 1 폐수 유입로(152)로부터 제 1 정화조(100) 내의 폐수를 유입받는다. 이 후, 제 1 기포 발생기(150)는, 제 1 기포 발생기(150) 내에서 유입받은 폐수에 미세 기포를 주입한 다음, 제 1 폐수 유출로(154)를 통해 다시 제 1 정화조(100) 내로 유출시킨다. 여기서, 제 1 폐수 유출로(154)는 일단이 제 1 기포 발생기(150)와 연결되고, 타단은 제 1 정화조(100)의 하면과 연결되어 있을 수 있다. 제 1 폐수 유출로(154)의 타단이 제 1 정화조(100)의 하면과 연결되어 있음으로 인하여, 다시 제 1 정화조(100)로 유출된 폐수 내에 포함된 미세 기포가 제 1 정화조(100) 내에서 상승하며 원활하게 퍼질 수 있다. 여기서, 제 1 정화조(100) 내부에 퍼지는 미세 기포(B)는 10 ~ 100 ㎛의 직경을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 10 ~ 1000 ㎛의 직경을 가질 수도 있으며, 100 ㎛ 이상의 직경을 가질 수도 있다. 한편, 도 1에서는, 제 1 폐수 유입로(152)가 1개 이고 제 1 폐수 유출로(154)가 2개인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 그 개수는 제 1 정화조(100)의 용량이나 필요에 따라 결정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 정화조(100)의 부피가 크거나 미세 기포가 제 1 정화조(100) 내에서 보다 신속히 퍼지도록 하기 위해, 제 1 폐수 유출로(154)는 3개 이상 마련될 수 있다. 나아가, 도면으로 도시하지는 않았으나, 제 1 폐수 유출로는 하나의 메인 유출로에서 분기되는 2개 이상의 분지관일 수 있다.
제 1 정화조(100) 내로 공급되는 미세 기포(B)는, 제 1 정화조(100) 내의 폐수(w/w)를 1차 정화하게 된다. 제 1 기포 발생기(150)가 기동되면, 소정 시간 경과 후, 제 1 정화조(100) 내는 미세 기포(B)로 가득 찰 수 있다. 여기서, 소정 시간은 5분 정도(시각적으로 가득 찰 때까지 소요되는 시간은 약 30초 ~ 1분)일 수 있으나, 이는 제 1 기포 발생기(150)의 용량 및 제 1 정화조(100)의 크기에 따라 상이할 수 있는 바, 이에 한정되지 않는다. 미세 기포(B)는 제 1 정화조(100) 내에서 폐수(w/w)의 총질소(T/N, Total Nitrogen), 총인(T/P, Total Phosphorus), 생물학적 산소 요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand), 화학적 산소 요구량(COD, Chemical Oxygen Demand), 부유성 오염물질(SS, Suspended Sediment)를 줄이거나 낮추는 역할을 하게 된다.
여기서, 부유성 오염물질(SS)은 폐수 내에 부유하여 존재하는 오염물질로서, 음식물 폐수, 염색 폐수, 축산 폐수, 제지 폐수, 전분 폐수에 존재하여 그 제거가 어려운 오염물질 중 하나이다. 제 1 정화조(100) 내에서는 미세 기포(B)가 부유성 오염물질(SS) 외면에 흡착되어 부유성 오염물질(SS)을 포집하게 된다. 폐수보다 밀도가 낮은 미세 기포(B)는 제 1 정화조(100) 내의 폐수 상측으로 이동하려는 힘(부력)을 받게 된다. 여기서, 미세 기포(B)가 부유성 오염물질(SS)을 흡착/포집한 상태에서 부력을 받음으로써, 부유성 오염물질(SS)은 미세 기포(B)와 함께 제 1 정화조(100) 내의 폐수 상부에 부유하게 된다. 도 1에서, 부유성 오염물질(SS)이 제 1 정화조(100) 내의 상부에 부유하여 있는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 제 1 정화조(100) 내의 폐수 상부에 부유해 있게 되는 부유성 오염물질(SS)을 포함하는 오염물질은, 제 1 정화조(100)의 상부에서의 오염물질 제거 작업에 의해 용이하게 제거될 수 있다.
이와 같이, 부유성 오염물질(SS)을 포함하는 오염물질은 제 1 정화조(100) 내에서 폐수(w/w)로부터 1차적으로 제거되게 된다. 본 명세서에서는 이를 “1차 정화 과정”으로 지칭하도록 한다. 이러한 1차 정화 과정은, 고전압 방전에 의해 제거될 경우 상당한 시간이 소요되는 부유성 오염물질(SS)을 신속하고 효율적으로 제거될 수 있게 함으로써, 후술할 2차 정화 과정(고전압 방전 및 미세 기포에 의한 정화 과정)에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
이러한 1차 정화 과정을 통해 정화된 1차 정화 폐수는, 제 1 밸브(V1)의 개방에 따라 제 1 정화조 폐수 유출관(120)을 통해 2차 정화조(200)로 이동될 수 있다. 제 1 정화조 폐수 유출관(120)의 일단은 제 1 정화조(100)의 하부와 결합되어 있을 수 있으며, 타단은 제 2 정화조(200)의 상부와 결합되어 있을 수 있다. 제 1 밸브(V1)는 제 1 정화조 폐수 유출관(120)에 마련될 수 있다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 제 1 정화조 폐수 유출관(120)을 통해 1차 정화 폐수를 이송시키기 위해 별도의 펌프가 마련될 수 있다.
도 1에서는 제 1 정화조 폐수 유출관(120)의 일단보다 타단이 높은 곳에 위치하고 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 1 정화조 폐수 유출관(120)의 일단보다 타단이 낮은 곳에 위치할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제 1 정화조(100)가 제 2 정화조(200)보다 상측에 위치하여, 제 1 정화조(100)와 연결되는 제 1 정화조 폐수 유출관(120)의 일단이 제 2 정화조(200)와 연결되는 제 1 정화조 폐수 유출관(120)의 타단보다 높은 곳에 위치할 수 있음은 물론이다. 이 경우에는, 중력에 의해 제 1 정화 폐수가 제 1 정화조 폐수 유출관(120)을 따라 이동할 수 있다. 따라서, 별도의 펌프가 마련되지 않고, 제 1 밸브(V1)의 개폐에 의해서만 제 1 정화 폐수의 이동을 단속할 수 있다.
제 1 정화조 폐수 유출관(120)을 통해 제 2 정화조(200)로 유입된 제 1 정화 폐수는, 제 2 정화조(200) 내에서 2차 정화되게 된다. 2차 정화는 고전압 방전 및 미세 기포의 동시 작용에 의해 이루어진다. 이러한 2차 정화를 위해, 제 2 정화조(200)는, 상부에 고전압 방전 장치(260)를 구비하고 있고, 제 2 기포 발생기(250)와 유체 연통되어 있다.
고전압 방전 장치(260)는 제 2 정화조(200)의 상부에 위치하고, 고전압 방전에 의해, 외부로부터 유입된 공기로부터 오존이나 라디칼 이온을 생성한다. 이를 위하여, 고전압 방전 장치(260)는 다양한 형태의 장치를 포함할 수 있으며, 예를 들어, DBD(dielectric barrier discharge) 소스, ICP(inductively coupled plasma) 소스, CCP(capacitively coupled plasma) 소스, TCP(transformer coupled plasma) 소스, ECR(electron cyclotron resonance) 소스, SWP(surface wave plasma) 소스 등일 수 있다.
이러한 고전압 방전 장치(260)는 외부로부터 유입된 공기로부터 고전압 방전을 이용하여 오존이나 라디칼 이온을 생성하고, 이를 이용하여 1차 정화 폐수를 2차 정화할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 고전압 방전 장치(260)는 1차 정화 폐수에 전기장을 인가하여 1차 정화 폐수를 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 처리 과정 동안 유입된 공기는 이온화되며, 이에 따라 1차 정화 폐수는 2차 정화 처리될 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
또한, 고전압 방전 장치(260)는 공기를 유입하기 위한 공기 유입관(262)을 가질 수 있다. 고전압 방전 장치(260)는 제 2 정화조(200) 상부에 위치할 수 있는데, 이는 1차 정화 폐수가 제 2 정화조(200)에서 유출입 저장 및/또는 이동되고 있고, 그 보다 가벼운 오존이나 라디칼이 상기 폐수 내부 및/또는 표면에서 더욱 효과적으로 반응하기 때문이다.
도 2 및 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전 장치(260)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전 장치(260)는 고전압 방전기(270)가 하나 이상 결합된 형태이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전기(270)는, 원통형관(270-1), 지지대(270-3), 금속망(270-5), 외부전극(270-7); 내부전극(270-9)을 포함할 수 있다.
먼저, 원통형관(270-1)은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전기(270)의 기본 구조로써, 양단이 개방되고, 유전체로 이루어질 수 있다. 원통형관(270-1)은 그 내부에 내부전극(270-9)을 포함하고, 그 형태는 특별히 제한되지 않을 수 있다. 원통형관(270-1)의 일단, 즉 상단은 오픈(open)되어 지지대(270-3)에 결합되고, 타단, 즉 하단은 전체 또는 그 일부가 개방될 수 있다. 원통형관(270-1)은 그 내외부에 배치된 양 전극 사이에 존재하여 절연 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 석영으로 이루어진 석영관일 수 있으며, 유전체로 이루어질 수 있다.
이로써, 외부전극(270-7)과 내부 전극(270-9)에 전류가 인가되면, 유전체(Dielectric Substance)의 전기분극(편극, polarization)에 의해 전기장이 줄어들면서 상대적으로 전기용량을 증대된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 이러한 유전체를 원통형관(270-1)으로 사용하여 전류의 흐름을 최상으로 유지하면서 전자사태(avalanch effect)를 극대화시킬 수 있다.
나아가, 지지대(270-3)는 원통형관(270-1)의 일단이 결합될 수 있다. 지지대(270-3)는 원통형관(270-1)과 이를 포함하는 고전압 방전기(270)의 각 구성요소를 지지하게 된다. 또한, 지지대(270-3)는 고전압 방전이 이루어지는 영역과 전류와 공기를 유입시키는 영역을 구분하는 역할을 할 수가 있다. 이러한 지지대(270-3)의 재질이나 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 비전도성 물질로 이루어질 수 있다.
금속망(270-5)은 상기 원통형관(270-1)의 외부를 둘러싸며, 외부전극(270-7)과 연결되어 그물(Mesh) 형태를 갖는 망상 전극으로써 작용할 수 있다. 이와 같은 망 형태의 구멍은 코로나 방전을 극대화시킬 수 있다. 즉, 대전면적을 높이면서 전하(charge)를 부분 집중시켜 전자발생 효율을 높이고, 코로나 방전 발생은 높이되 아크 방전은 억제할 수 있다. 나아가, 상기 금속망(270-5)의 재질이나 형상은 특별히 제한되지 않지만, 도전체로 형성될 수 있고, 예를 들어 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있다. 나아가, 원통형관(270-1)의 가운데를 중심으로 그것의 상부 및 하부 전체 또는 일부에 걸쳐서 형성될 수 있다.
외부전극(270-7)은 지지대(270-3)를 관통하여 금속망(270-5)과 연결된다. 외부전극(270-7)은 원통형관(270-1)의 외부에 위치할 수 있으며, 금속망(270-5)에 전류를 공급한다. 이를 위하여, 외부전극(270-7)은 지지대(270-3)를 관통하여 형성될 수 있다.
내부전극(270-9)은 지지대(270-3)를 관통하여 원통형관(270-1) 내부에 위치할 수 있다. 내부전극(270-9)은 외부전극(270-7)과 대향하는 전극으로써, 원통형관(270-1)을 사이에 두고 고전압 방전이 이루어진다. 이를 위하여, 내부전극(270-9)의 재질이나 형상은 다양하게 형성될 수 있으며, 예를 들어, 스페인레스 스틸로 이루어진 판상의 도전체일 수 있다.
공기전달관(264)은 내부전극(270-9)과 일체로 형성될 수 있다. 내부전극(270-9)이 관형상으로 형성되고, 내부전극(270-9)의 내부로 공기가 흘러 원통형관(270-1) 내부로 공기를 전달될 수 있다. 본 발명의 실시예는 외부전극(270-7)과 내부전극(270-9) 사이에 공기에 의해 절연 커패시터를 형성한 후, 그것을 통하여 고전압 방전을 일으키는 것이므로, 공기전달관(264)은 고전압 방전을 위한 공기를 원통형관(270-1) 내부로 전달하는 것이다. 본 발명의 실시예에서는 공기전달관(264)이 내부전극(270-9)과 일체화 되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 내부전극(270-9)과 구별되는 별도의 관으로 구비될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 방전기(270)에 공급되는 공기는 정화 챔버(10) 내의 공기일 수 있다. 즉, 고전압 방전기(270)에 공급되어 고전압 방전이 유도되어 오존 또는 라디칼을 발생시키는 공기로서, 정화 챔버(10) 내의 공기를 사용함으로써, 정화 챔버(10) 내의 공기에 포함된 악취 발생 물질을 저감 및/또는 제거할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 고전압 방전기(270)는 다음과 같은 작동관계를 갖는다. 먼저, 공급전원인 DC일 경우, 지지대(270-3) 상단측으로 돌출된 내부전극(270-9)에 + 전원을 연결하여 승압된 전압을 단속적으로 인가하고, 망상 구조를 갖는 외부전극(270-7)에는 - 전원을 연결한다. 그러면, 유전체인 원통형관(270-1)을 사이에 두고 외부전극(270-7)과 내부전극(270-9)이 서로 대전된다. 이 상태에서, 고전압에 의해 주입된 에너지가 반도체 현상과 같이 방벽인 원통형관(270-1) 내부에서 전자사태를 형성하고, 생성된 전자는 전자가 띄고 있는 열에너지로 인해 원통형관(270-1) 방벽을 뚫고 원통형관(270-1) 외부에 있는 외부전극(270-7) 쪽으로 방사된다. 이 때, 생성된 전자사태의 전자들이 주변에 있는 산소분자를 끌어 당기기 위해 방전되며, 이때 생성된 전자는 산소분자가 쉽게 흡수할 수 있는 에너지를 띄게 된다. 보통, 이온 수명은 에너지에 따라 달라진다.
따라서, 산소분자는 생성된 2개의 전자를 얻어 과산화라디칼인 불안정한 무기성 과산화산소(O-2 2), 또는 O- 2로 변형된다. 이러한 무기성 과산화산소는 원통형관(270-1)을 중심으로 방사상으로 형성되므로 대단위 면적에 걸쳐 많은 양이 순간적으로 생성되게 된다. 이러한 무기성 과산화산소들은 1차 정화 폐수 내에 포함된 유기물과 직접적으로 또는 간접적으로 반응할 수 있으며, 이와 같은 반응으로 인해 폐수는 정화 처리될 수 있다. 이를 테면, 상기한 수화 라디칼(과산화라디칼) 등은 유기물 중 하나인 NH4와 반응하여 N2와 H2O를 생성시킬 수 있다. 위와 같은 수화 라디칼의 반응은 폐수 내에 포함된 모든 유기물로 확장될 수 있으며, 수화 라디칼과 유기물과의 반응으로 인해 1차 정화 폐수는 2차 정화 처리될 수 있게 된다. 또한, 상기한 무기성 과산화산소들은 라디칼 작용을 통해 병원균, 바이러스 등의 세포막에 침투하여 중화 및 파괴시키고, 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하며, 메탄과 같은 물질은 물과 이산화탄소로 변화시키고, 황화수소의 경우에는 물과 극미량의 황산으로 분해되게 된다. 특히, 악취 제거에 탁월한 효과를 발휘하는데, 알려진 20여종 이상의 악취를 포집하는 것이 아니라 분해시켜 소멸함으로써 완전한 제거가 가능하게 된다.
또한, 상기한 본 발명에 따른 고전압 방전기(270)는, 공기전달관(60)에 의하여 원통형관(270-1) 내부로 전달되는 공기로, 정화 챔버(10) 내의 오염된 공기를 사용함으로써, 정화 챔버(10) 내의 악취 등으로 오염된 공기를 지속적으로 정화할 수 있다.
또한, 외부전극(270-7)과 내부전극(270-9) 사이의 절연 공기에 의해 형성된 커패시터에 의해 순차적으로 충방전이 이루어지면서, 외부전극(270-7)과 내부전극(270-9) 사이에 존재하는 원통형관(270-1)의 표면 특성 변화 또는 상실이 단점으로 나타난다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예는 원통형관(270-1)과 그 둘레에 형성된 금속망(270-5)만을 교체할 수 있고, 연속 사용에 의하더라도 큰 변화가 없는 외부전극(270-7)과 내부전극(270-9)은 지속적으로 사용할 수 있도록 할 수 있다.
여기서, 고전압 방전 장치(260)는 이러한 고전압 방전기(270)가 하나 이상 결합된 형태를 갖는다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 고전압 방전 장치(260)는 고전압 방전 장치 본체(280)의 하부를 구성하는 덮개(266)에 고전압 방전기(270)가 각각 결합되되, 덮개(266)의 상측에 지지대(270-3)가 결합되는 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 덮개(266)는 제 2 정화조(200)의 상면을 구성하며 제 2 정화조(200)의 상부를 덮는 덮개(266)일 수 있다. 고전압 방전 장치 본체(280)의 내부에는 고전압 방전기(270)의 외부전극(270-7) 및 내부전극(270-9)에 전류를 공급하기 위한 전류 공급부(268)가 위치될 수 있다. 또한, 고전압 방전 장치 본체(280)는, 공기 유입관(262)와 연통되고, 고전압 방전기 각각에 공기를 공급하는 공기전달관(264)과 연결되는 공기관(262-1)을 포함할 수 있다. 이로써, 공기 유입관(262)으로부터 유입된 공기는 공기관(262-1)을 거쳐 공기전달관(264)을 통해 고전압 방전기(270)로 전달될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 고전압 방전기(270)의 일부는 고전압 방전 장치 본체(280)의 외측으로 돌출되어 있을 수 있다. 이와 같이 돌출된 고전압 방전기(270)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 정화 폐수 내에 일부가 잠겨 있을 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 고전압 방전기(270)로부터 방사되는 오존이나 라디칼들이 모이게 되는 챔버(미도시)가 고전압 방전 장치(260)의 하부에 별도로 존재하고, 동 챔버로부터 배출관(미도시)이 연장되어 1차 정화 폐수 내에 잠겨있을 수도 있다. 이로 인해, 고전압 방전기(270)로부터 발생된 오존이나 라디칼들은 제 2 정화조(200) 내의 1차 정화 폐수(w/w-1) 내로 공급될 수 있다.
여기서, 1차 정화 폐수(w/w-1) 내로 공급된 오존이나 라디칼들은 제 2 정화조(200) 내에서 1차 정화 폐수(w/w-1)와의 반응(정화 반응) 내지 산화 반응 등의 원인으로 인해 고전압 방전기(270)의 주위에 모여 있게 된다. 즉, 고전압 방전기(270)의 외측으로 확장되지 못하고, 고전압 방전기(270)에서 오존이나 라디칼이 방사되는 부근의 특정 영역에만 오존이나 라디칼이 위치되게 된다. 제 2 정화조(200) 내에서 이러한 오존 또는 라디칼이 확장되지 못하는 경우, 극히 제한된 일부 영역에서만 2차 정화가 이루어지게 되므로, 2차 정화 과정에 소요되는 시간이 매우 길어지게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 폐수의 정화 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 정화조(200)가 제 2 기포 발생기(250)와 유체 연통되어 있다. 즉, 제 2 기포 발생기(250)는 제 2 정화조(200)의 측방과 연결되어 있는 제 2 폐수 유입로(252)로부터 제 2 정화조(200) 내의 폐수를 유입받는다. 이 후, 제 2 기포 발생기(250)는, 제 2 기포 발생기(250) 내에서 유입받은 폐수에 미세 기포를 주입한 다음, 제 2 폐수 유출로(254)를 통해 다시 제 2 정화조(200) 내로 유출시킨다. 여기서, 제 2 폐수 유출로(254)는 일단이 제 2 기포 발생기(250)와 연결되고, 타단은 제 2 정화조(200)의 하면과 연결되어 있을 수 있다. 이를 통해 다시 제 2 정화조(200)로 유출된 폐수 내에 포함된 미세 기포가, 제 2 정화조(200) 내에서 상승하며 원활하게 퍼질 수 있다. 여기서, 제 2 정화조(200) 내부에 퍼지는 미세 기포(B)는 10 ~ 100 ㎛의 직경을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 10 ~ 1000 ㎛의 직경을 가질 수도 있으며, 100 ㎛ 이상의 직경을 가질 수도 있다. 한편, 도 1에 제 2 폐수 유입로(252)가 1개, 제 2 폐수 유출로(254)가 2개인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 그 개수는 제 2 정화조(200)의 용량이나 필요에 따라 조절할 수 있다. 제 2 기포 발생기(250)는 제 1 기포 발생기(150)와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있는 바, 그 구체적인 설명은 생략한다.
제 2 정화조(200) 내로 공급되는 미세 기포(B)는, 제 2 정화조(200) 내의 1차 정화 폐수(w/w-1)가 고전압 방전기(270)로부터 배출, 즉 방사되는 오존 또는 라티클을 확장되는 역할을 한다.
즉, 고전압 방전기(270)로부터 배출되는 오존 또는 라티클은 특정 영역에만 존재하게 되는데, 제 2 정화조(200) 내로 공급되어 제 2 정화조(200)에 채워져 있는 미세 기포(B)에 의해 존재하는 영역이 확장되게 된다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 고전압 방전기(270)로부터 발생되어 배출되는 오존 또는 라디칼, 예를 들어 무기성 과산화수소는 제 2 저장조(200) 내의 미세 기포(B)의 표면을 따라 빠르게 이동하면서 주위로 이동되어 확장될 수 있다. 즉, 고전압 방전기(270)로부터 배출되는 힘 내지 확산 현상에 의해 고전압 방전기(270) 주위로 퍼지는 경우에 비하여, 주위 미세 기포(B)의 표면을 따라 빠르게 확장되면서, 보다 넓은 범위, 구체적으로 상기 특정 영역보다 넓은 영역으로 퍼질 수 있다. 즉, 제 2 정화조(200) 내의 미세 기포(B)는 오존 또는 라디칼이 주위로 퍼지는 브릿지 역할을 하게 되는데, 이로써, 제 2 정화조(200) 내에서 오존 또는 라디칼이 존재하는 범위가 보다 넓어지게 된다. 이러한 범위의 확장은 오존 또는 라디칼이 존재하는 영역의 표면적을 급속히 증가시키게 되어 2차 정화 과정을 보다 신속하게 이루어질 수 있도록 한다. 이러한 2차 정화 과정은, 제 2 정화조(200) 내에서 폐수(w/w)의 총질소(T/N, Total Nitrogen), 총인(T/P, Total Phosphorus), 생물학적 산소 요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand), 화학적 산소 요구량(COD, Chemical Oxygen Demand), 부유성 오염물질(SS, Suspended Sediment)를 줄이거나 낮추는 역할을 하게 된다. 이로써, 최종 정화된 물(c/w, Clean Water)을 만들 수 있다.
이 뿐만 아니라, 제 2 정화조(200) 내의 미세 기포(B)는 제 1 정화조(100) 내의 1차 정화 과정으로도 제거되지 못한 부유성 오염물질(SS)을 추가적으로 정화시킬 수 있다. 즉, 제 2 기포 발생기(250)가 기동되면, 소정 시간 경과 후, 제 2 정화조(200) 내는 미세 기포(B)로 가득 찰 수 있다. 여기서, 소정 시간은 5분 정도(시각적으로 가득 찰 때까지 소요되는 시간은 약 30초 ~ 1분)일 수 있으나, 이는 제 1 기포 발생기(150)의 용량 및 제 1 정화조(100)의 크기에 따라 상이할 수 있는 바, 이에 한정되지 않음은 제 1 정화조(100)와 관련하여 설명한 바와 같다. 제 2 정화조(200) 내의 미세 기포(B)는, 고전압 방전 장치(260)의 고전압 방전기(270) 부근에서는 오존 또는 라디칼을 확장시키게 될 뿐만 아니라, 그 이외의 영역에서는 제 1 정화조(100)의 제 1 정화 과정과 마찬가지로 부유성 오염물질(SS, Suspended Sediment)을 제거하는 역할을 할 수 있다.
이와 같이, 제 1 정화조(100)의 1차 정화 과정 및 제 2 정화조(100)의 2차 정화 과정을 거친 정수(c/w, Clean Water)는 총질소(T/N, Total Nitrogen), 총인(T/P, Total Phosphorus), 생물학적 산소 요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand), 화학적 산소 요구량(COD, Chemical Oxygen Demand), 부유성 오염물질(SS, Suspended Sediment)이 현저히 줄어들거나 낮추어져 정화된 깨끗한 물(c/w, Clean Water)일 수 있다. 이렇게 깨끗하게 정화된 물은 정수 유출관(20)을 통해 정화 챔버(10)의 외부로 배출될 수 있다. 한편, 정수 유출관(20)에는 제 2 정화조(200)에서 정화가 끝난 물만을 배출시키기 위한 밸브(V2)가 마련될 수 있다.
한편, 이러한 제 1 정화조(100) 내의 제 1 정화 과정 및 제 2 정화조(200) 내의 제 2 정화 과정 중에는 기본적으로 폐수를 정화하기 위한 것이다. 따라서, 제 1 정화조(100) 및 제 2 정화조(200)의 근방에는 악취 등을 포함하는 오염된 공기가 존재하게 된다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폐수 정화 처리 시스템(1)은, 제 1 정화조(100) 및 제 2 정화조(200)가 정화 챔버(10) 내에 위치되며, 정화 챔버(10)는 외부와 차단되어 제 1 정화조(100) 및 제 2 정화조(200) 근방의 오염된 공기가 외부로 유출되지 않도록 한다.
다만, 정화 챔버(10)에는 제 1 정화조(100)로 폐수(w/w)를 유입시키기 위한 폐수 유입관(110)이 외부로 연장되어 있으며, 정화가 끝난 물을 유출시키기 위한 정수 유출관(20)이 외부로 연장되어 있다. 또한, 정화 챔버(10)에는, 정화 챔버(10) 내로 공기가 유입되도록 하기 위한 외부 공기 유입관(12)과, 정화 챔버(10)의 공기가 외부로 유출될 수 있는 내부 공기 유출관(14)이 마련된다.
여기서, 폐수 유입관(110) 및 정수 유출관(20) 각각에는 밸브(V2, V3)가 마련되어 필요한 경우에만 개방된다. 나아가, 도면으로 도시하지 않았으나, 외부 공기 유입관(12)에는 정화 챔버(10) 내부의 공기가 외부 공기 유입관(12)을 통해 유출되지 않도록 일방향 단속 밸브가 구비될 수 있으며, 내부 공기 유출관(14)에는 정화 챔버(10)의 내부 공기의 유출을 단속하는 밸브(V4)가 구비되어 있다. 따라서, 각 밸브(V2, V3, V4)가 닫힌 경우, 정화 챔버(10) 내의 내부 공기는 외부로 유출되지 않을 수 있다.
여기서, 내부 공기 유출관(14)은, 정화 챔버(10)로부터 유출되는 내부 공기를 정화시키기 위한 고전압 방전 공기 정화기(300)가 연결되어 있다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 내부 공기 유출관(14)에는 공기 펌프가 마련되어, 정화 챔버(10) 내부의 공기를 강제로 유출시킬 수 있음은 물론이다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 고전압 방전 공기 정화기(300)의 내부에는 고전압 방전기(미도시)가 구비되어 있다. 고전압 방전 공기 정화기(300) 내에 구비되는 고전압 방전기는 상술한 고전압 방전기(260)와 같은 구조를 가질 수 있으며, 공기의 정화에 적합하도록 당업자의 입장에서 설계 변경될 수도 있음은 물론이다.
따라서, 내부 공기 유출관(14) 상의 밸브(V4)가 개방되어, 정화 챔버(10)의 내부 공기가 고전압 방전 공기 정화기(300)로 유입되면 고전압 방전 공기 정화기(300)는 내부 공기를 깨끗한 공기로 정화시킬 수 있다. 이와 같이 정화된 공기는 고전압 방전 공기 정화기(300)와 연통되어 있는 정화 공기 유출관(310)을 통해 외부로 유출될 수 있다.
이러한 고전압 방전 공기 정화기(300)에 의한 정화는, 정화 챔버(10) 내부의 오염된 공기를 2단계에 걸쳐 정화시키게 된다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 제 2 정화조(200)의 상부에 위치하는 고전압 발생 장치(270)에 의하여 정화 챔버(10) 내의 오염된 공기가 1단계 정화되며, 나아가 내부 공기 유출관(14)을 통하여 고전압 방전 공기 정화기(300)로 유입된 내부 공기가 2단계 정화되게 된다. 이로써, 고전압 방전 공기 정화기(300)에서 정화된 후 외부로 유출되는 정화 공기는 깨끗하게 정화된 공기일 수 있다.
한편, 도 1에서는, 상술한 제 1 정화조(100) 및 제 2 정화조(200) 각각에 제 1 기포 발생기(150) 및 제 2 기포 발생기(250)가 각각 연결되어 있으며, 각각의 제 1 기포 발생기(150) 및 제 2 기포 발생기(250)는 별도의 미세 기포 발생기(156, 256)가 존재하여, 각각의 미세 기포 발생기(156, 256)를 통해 미세 기포가 공급되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제 1 기포 발생기(150) 및 제 2 기포 발생기(250)는 하나의 구조체로 이루어질 수 있음은 물론이다.
즉, 제 1 폐수 유입로(152), 제 1 폐수 유출로(154), 제 2 폐수 유입로(252), 및 제 2 폐수 유출로(254)는 각각 별도로 존재하되, 제 1 폐수 유입로(152) 및 제 2 폐수 유입로(252)에 미세 기포를 공급하는 미세 기포 공급기(미도시)는 하나일 수 있다. 환언하면, 하나의 미세 기포 공급기가 미세 기포를 공급하여, 미세 기포를 포함하는 폐수가 제 1 폐수 유출로(154) 및 제 2 폐수 유출로(254)로 유출될 수 있도록 할 수도 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
[부호의 설명]
1: 폐수 정화 처리 시스템
10: 정화 챔버
12: 외부 공기 유입관
14: 내부 공기 유출관
100: 제 1 저장조
150: 제 1 기포 발생기
152: 제 1 폐수 유입관
154: 제 1 폐수 유출관
200: 제 2 저장조
250: 제 2 기포 발생기
252: 제 2 폐수 유입관
254: 제 2 폐수 유출관
260: 고전압 방전 장치
262: 공기 유입관
266: 덮개
270: 고전압 방전기
270-1: 원통형관
270-3: 지지대
270-5: 금속망
270-7: 외부전극
270-9: 내부전극(270-9)
B: 미세 기포
c/w: 정수(clean water)
V1, V2, V3, V4: 밸브
w/w: 폐수(waste water)
w/w-1: 1차 정화 폐수
SS: 부유성 오염물질

Claims (3)

  1. 폐수를 정화하는 폐수 정화 처리 시스템으로서,
    정화 챔버;
    상기 정화 챔버 내에 위치되어 상기 정화 챔버의 외부로부터 유입되는 폐수가 저장되고, 상기 폐수 내에 부유하여 존재하는 부유성 오염물질(suspended sediment)의 외면에 미세 기포가 흡착되어 상기 부유성 오염물질이 포집 및 부유됨으로써 상기 폐수를 1차 정화하되, 상기 1차 정화는 미세 기포로만 이루어지는 제 1 정화조;
    상기 제 1 정화조 내에 상기 1차 정화를 위한 미세 기포가 가득찰 수 있도록, 상기 제 1 정화조로부터 폐수를 유입받아 미세 기포와 함께 상기 제 1 정화조로 유출시키는 제 1 기포 발생기;
    상기 정화 챔버 내에 위치되고, 상기 제 1 정화조로부터 상기 1차 정화된 1차 정화 폐수가 유입되어, 고전압 방전 및 미세 기포를 동시에 이용하여 상기 1차 정화 폐수를 2차 정화하는 제 2 정화조;
    상기 제 2 정화조의 상부에 위치하고, 상기 정화 챔버 내부의 공기를 공기 유입관을 통해 유입받아, 상기 정화 챔버 내부의 공기를 1단계 정화함과 동시에 상기 제 2 정화조 내부의 상기 1차 정화 폐수에 오존이나 라디칼 이온을 배출하는 고전압 방전 장치;
    상기 제 2 정화조의 상부에서 상기 고전압 방전 장치로부터 배출되는 오존이나 라디칼 이온이, 상기 제 2 정화조의 내부에 확장되도록 하는 미세 기포를 발생시키기 위해, 상기 제 2 정화조로부터 상기 1차 정화 폐수를 유입받아 미세 기포와 함께 상기 제 2 정화조로 유출시키는 제 2 기포 발생기;
    상기 정화 챔버로부터 유출되는 공기를 고전압 방전으로 2단계 정화하여 외부로 배출하는 고전압 방전 공기 정화기;를 포함하여,
    외부로부터 유입되는 상기 폐수를 상기 1차 정화 및 상기 2차 정화로 정화하고, 상기 정화 챔버 내부의 공기를 상기 1단계 정화 및 상기 2단계 정화로 정화하는,
    고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 정화조로 유입되는 폐수는 음식물 폐수, 염색 폐수, 축산 폐수, 제지 폐수, 및 전분 폐수 중 하나 이상을 포함하는
    고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 기포 발생기 및 상기 제 2 기포 발생기는, 하나의 미세 기포 발생기로부터 미세 기포를 공급받는
    고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템.
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