KR20170035104A - 오염수 고도산화처리장치 및 고도산화처리방법 - Google Patents

오염수 고도산화처리장치 및 고도산화처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염수를 고도산화법을 이용하여 수처리하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 자세하게는 과산화수소, 오존, 자외선의 조합을 통하여 오염수를 처리하는 것으로서, 실시를 위하여 본 발명은 반응조; 상기 반응조에 결합되고 상기 반응조로 오염수가 유입되는 유입부; 상기 유입부에 형성되고 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 제1 센서부; 상기 반응조에 결합되고 상기 반응조로부터 처리를 마친 오염수가 외부로 유출되는 유출부; 상기 유출부에 형성되고 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 제2 센서부; 상기 반응조에 결합되어 상기 반응조로 과산화수소(H2O2)를 주입하는 과산화수소주입부; 상기 과산화수소주입부에 결합되어 상기 반응조로 주입되는 과산화수소의 양을 조절하는 제1 밸브; 상기 반응조에 결합되어 상기 반응조로 오존(O3)가스를 주입하는 오존가스주입부; 상기 오존가스주입부에 결합되어 상기 반응조로 주입되는 오존의 양을 조절하는 제2 밸브; 상기 반응조 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 UV반응부; 및 상기 UV반응부에 결합되어 조사되는 자외선 양을 조절하는 자외선조절부; 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 자외선조절부에 연결되어, 상기 반응조로 주입되는 상기 과산화수소, 및 상기 오존가스의 양과 주입시간, 조사되는 자외선 양 및 조사시간을 조절하되, 상기 오존가스주입부, 상기 과산화수소주입부, 및 상기 UV 반응부 중 서로 다른 적어도 2개 이상의 조합이 가동되도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의하여 조절되는 상기 과산화수소의 양, 상기 오존가스의 양, 및 상기 자외선의 양에 따라 상기 제2 센서부에서 측정되는 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도의 변화를 분석하는 분석부를 포함한다.

Description

오염수 고도산화처리장치 및 고도산화처리방법{ADVANCED OXIDATION PROCESS APPRATUS OF SEWAGE AND THE METHOD BY USING THE SAME}
본 발명은 오염수의 수처리 기술에 관하며, 특히 오존, 과산화수소, 자외선 등을 이용하여 오염수를 처리하는 고도산화처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
오염수의 처리방법 중 산화법은 염소와 같은 산화력이 강한 물질을 오염수에 투입하여 오염물질을 처리하는 방법이다. 그러나 염소 사용은 THM(Total Trihalomethane)이 발생하는 문제가 있어, 대안으로 사용된 물질이 오존이다. 우선 산화력이 염소에 비해 뛰어나고 THM에 대한 분해능력이 있으며 용존산소를 증가시키는 효과가 있다. 다만, 오존은 산화력은 강하나 유기물과 선택적으로 반응하기 때문에 처리하지 못하는 유기물이 잔존하고 폐수 성상에 따라서는 오염물질을 이산화탄소로 완전히 분해시키지 못하고 알데히드(aldehyde)나 브롬산(bromated)과 같은 부산물을 생성하는 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 고도산화법(Advanced Oxidation Process: AOP)이 제시되었다.
고도산화처리(AOP) 기술은 오존이나 과산화수소와 같은 산화제를 함께 사용하거나, 산화제에 자외선을 조사하여 오염수를 처리하는 것이다. 이러한 고도산화처리 기술은 강력한 살균 및 산화력을 가지는 화학종인 OH라디칼(OHㆍ,Hydroxy radical)을 중간생성물질로 생성하여 오폐수 중의 각종 오염물질인 유기물 및 독성물질을 산화하여 분해하게 된다. 일례로 산화제에 자외선을 조사하는 UV 광분해법(UV/O3 or UV/H2O2), 오존과 과산화수소를 함께 사용하는 peroxone법 등이 있다.
이러한 각각의 공정을 혼합하여 오염수를 처리시조합에 따라 또는 오존과 과산화수소의 주입량 또는 자외선 조사량에 따라 오염물질의 최적의 제거효율 및 경제성이 차이가 나게 된다. 그리고 주요 타겟이 되는 메이저(major) 오염물질 이외에도 OH 라디칼의 스캐빈저로 작용하는 다양한 물질들의 양에 따라서도 공정의 제거효율이 달라지게되어 이들을 통합적으로 고려하고 분석하여 최적의 조건을 도출하는 시스템의 개발이 요구된다.
관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-2005-0073527호(2005.12.30 등록, 고도산화공정을 이용한 수처리 장치 및 그 수처리 방법)가 있다.
본 발명은 오염수를 수용하는 한 반응조에 오존주입, 과산화수소 주입, 및 자외선 조사를 동시에 가능하게하여 오염수 내의 유기오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 오염수의 고도산화처리장치 및 고도산화처리방법을 제공하는 것이다.
또한, 반응조에 오염수가 유입되는 유입부 및 외부로 유출되는 유출부에 각각 유기오염물질의 농도를 측정할 수 있는 센서부를 포함하고, 오존, 과산화수소, 및 자외선의 조합 등을 변경하면서 센서부를 체크하여 유기오염물질의 제거율을 확인할 수 있는 발명을 제공하고자 한다.
나아가, 센서부에서 측정된 유기오염물질의 농도로부터 해당 오염수의 최적의 조합을 도출할 수 있고, 이에 따라 나머지 오염수의 처리를 도출된 최적의 조합에 따라 진행할 수 있는 발명을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 반응조;
상기 반응조에 결합되고 상기 반응조로 오염수가 유입되는 유입부;
상기 유입부에 형성되고 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 제1 센서부;
상기 반응조에 결합되고 상기 반응조로부터 처리를 마친 오염수가 외부로 유출되는 유출부;
상기 유출부에 형성되고 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 제2 센서부;
상기 반응조에 결합되어 상기 반응조로 과산화수소(H2O2)를 주입하는 과산화수소주입부;
상기 과산화수소주입부에 결합되어 상기 반응조로 주입되는 과산화수소의 양을 조절하는 제1 밸브;
상기 반응조에 결합되어 상기 반응조로 오존(O3)가스를 주입하는 오존가스주입부;
상기 오존가스주입부에 결합되어 상기 반응조로 주입되는 오존의 양을 조절하는 제2 밸브;
상기 반응조 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 UV반응부; 및
상기 UV반응부에 결합되어 조사되는 자외선 양을 조절하는 자외선조절부;
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 자외선조절부에 연결되어, 상기 반응조로 주입되는 상기 과산화수소, 및 상기 오존가스의 양과 주입시간, 조사되는 자외선 양 및 조사시간을 조절하되, 상기 오존가스주입부, 상기 과산화수소주입부, 및 상기 UV 반응부 중 서로 다른 적어도 2개 이상의 조합이 가동되도록 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에 의하여 조절되는 상기 과산화수소의 양, 상기 오존가스의 양, 및 상기 자외선의 양에 따라 상기 제2 센서부에서 측정되는 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도의 변화를 분석하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오염수의 고도산화처리장치를 제공하는 것이다.
이때, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부 각각은, 상기 유기오염물질의 농도를 측정하는 TOC(Total Organic Carbon) 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오존가스주입부는, 미세기포 산기관(fine bubble diffuser)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 반응조에 유입된 오염수를 고도산화처리장치를 이용하여 수처리하는 오염수 고도산화처리방법에 있어서,
(a) 반응조로 유입되는 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 단계;
(b) 상기 반응조에 기설치된 과산화수소주입부, 오존가스주입부, 및 UV반응부 중 서로 다른 적어도 2개 이상을 조합하여 기설정된 시간동안 순차적으로 각 조합에 따른 반응을 진행시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 각 조합마다 상기 반응조를 거쳐 외부로 유출되는 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계에서 측정된 유기오염물질의 농도가 최소인 조합에 따라 나머지 오염수를 처리하는 단계를 포함하고,
상기 (b) 단계에 있어서, 상기 과산화수소주입부는 상기 반응조로 과산화수소를 주입하고, 상기 오존가스주입부는 상기 반응조로 오존을 주입하며, 상기 UV반응부는 상기 반응조로 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는, 오염수 고도산화처리방법을 제공한다.
상기 (a) 단계 및 상기 (c) 단계의 오염수 내의 유기오염물질의 농도 측정은 TOC(Total Organic Carbon) 센서로 진행될 수 있다.
상기 오존가스주입부는, 미세기포 산기관(fine bubble diffuser)을 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 오염수의 고도산화처리장치 및 고도산화처리방법을 이용하면 오염수를 수용하는 한 반응조에 오존주입, 과산화수소 주입, 및 자외선 조사를 동시에 가능하게하여 오염수 내의 유기오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
그리고, 반응조의 유입부 및 유출부에 설치된 유기오염물질 측정 센서를 통하여, 오존, 과산화수소, 및 자외선 각 반응조합에 따른 유기오염물질 농도를 측정하고, 측정된 결과로부터 해당 오염수의 최적의 조합을 도출할 수 있다.
나아가, 도출된 최적의 조합으로 나머지 오염수를 처리함으로써, 효율적이면서 경제적인 오염수처리를 가능하게 한다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 어느 실시예에 따라 오염수 고도산화처리장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 오염수 고도산화처리방법의 일 부분예로서, 오염수 처리를 위한 최적의 조합을 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 오염수의 고도산화처리장치 및 고도산화처리방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 고도산화처리 기술을 이용하여 오염수를 수처리하는 장치를 제시하는 것으로서, 오염수가 처리되는 반응조에 과산화수소, 오존, 및 UV 자외선의 다양한 조합을 통하여 오염수를 처리하되, 처리결과를 분석하여 해당 오염수에 최적의 조합을 도출하고, 도출된 결과를 이후의 오염수 처리에 이용하는 것이다. 이러한 최적의 조합 도출 및 이후의 오염수에 최적의 조합을 적용함으로써, 효율적이며 경제적으로 오염수를 처리하는 기술을 제시한다.
도 1은 본 발명의 어느 실시예에 따라 오염수 고도산화처리장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오염수 고도산화처리장치는 반응조(100), 유입부(200), 제1 센서부(210), 유출부(300), 제2 센서부(310), 과산화수소주입부(400), 제1 밸브(410), 오존가스주입부(500), 제2 밸브(510), UV반응부(600), 자외선조절부(610), 제어부(700) 및 분석부(800)를 포함한다.
반응조(100)는 본 발명에 따른 고도산화처리 반응이 이루어지는 곳으로서, 오염수가 유입되어 오존, 과산화수소 또는 자외선 등에 의하여 반응이 진행된다. 유입부(200)는 유입저장탱크(IT) 및 이송라인을 포함한다. 도 1에 표시된 IN은 유입저장탱크(IT)로 오염수가 유입되는 것을 나타낸다. OUT은 반응조를 거쳐 처리가된 오염수가 외부로 유출되는 것을 나타낸다.
유입저장탱크와 반응조(100) 사이에는 이송라인이 형성되어, 오염수는 유입저장탱크를 거쳐 반응조(100)로 이동하게 된다.
유입저장탱크로 유입된 오염수는 교반기에 의하여 교반이 이루어질 수 있다. 오염수의 교반은 수처리의 반응을 돕는다. 즉, 오염된 하천수, 호소수, 상수원수 및 오··폐수 등의 오염수를 처리하는 수질정화과정에서는 오염물질 예들 들어, 유기물질 등을 플럭화시키어 이를 처리하도록 함으로서, 수질을 정화시키는 한편, 정화처리를 위하여 응집제, 소독약품들이 투입되는 교반조의 사용이 도움이 될 수 있다.
유입저장탱크와 반응조(100) 사이에 형성된 이송라인에는 제1 센서부(210)가 형성되어 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정할 수 있다. 또한, 오염수가 반응조(100)를 거쳐 외부로 유출되는 유출라인에는 제2 센서부(310)가 형성되어 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 다시한번 측정하게 된다.
제1 센서부(210)에서 측정된 유기오염물질의 농도는 반응조(100)에서 오염수가 반응을 마치고 외부로 유출시 제2 센서부(310)에서 측정된 유기오염물질의 농도와 비교되어 반응조(100)에서 유기오염물질이 어느정도 제거되었는지를 확인할 수 있게 된다. 즉, 제1 센서부(210)에서 측정된 유기오염물질의 농도는 반응조(100)에서 반응이 일어나기 전 농도이며, 제2 센서부(310)에서 측정된 유기오염물질의 농도는 반응이 진행된 이후의 농도에 해당하기 때문에 이 차이만큼 반응조(100) 내에서 반응이 진행되어 유기오염물질이 제거되었다고 판단할 수 있게 된다.
이때, 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 센서, 즉 제1 센서부(210) 및 제2 센서부(310)에서 사용되는 센서로는 TOC(Total Organic Carbon) 센서가 포함될 수 있다. TOC 센서의 일례로 Mettler toledoTM사의 총 유기탄소센서가 이용될 수 있다. 더욱 자세한 수질 측정을 위하여 BOD, COD, pH, DO, 탁도, 전기전도도, 염도, 클로로필-a, 알칼리도 등을 측정하는 센서가 TOC 센서를 대신하거나 또는 추가적으로 부착될 수도 있다.
반응조(100)는 오염수 내의 유기오염물질 제거의 반응이 진행되는 장소로서, 이러한 반응조(100)에는 과산화수소를 주입하는 과산화수소주입부(400), 오존을 주입하는 오존주입부, 및 반응조(100) 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 자외선 램프로 구성된 UV반응부(600)가 결합되어 있다.
과산화수소주입부(400)는 반응조(100)에 결합되어 반응조(100)에과산화수소를 주입하게 된다. 이때 과산화수소주입부(400)와 반응조(100) 사이에는 주입라인이 형성될 수 있다. 과산화수소주입부(400)는 주입라인을 통하여 과산화수소를 반응조(100)에 주입할 수 있게 된다. 이때의 주입라인은 오염수를 반응조(100)에 유입시키는 이송라인에 결합할 수도 있다. 이때 주입라인을 통과하는 과산화수소는 이송라인을 통과하는 오염수와 혼합믹서(M)를 통하여 서로 혼합된채로 반응조(100)로 이송될 수도 있다.
오존가스주입부(500)는 반응조(100)에 결합되어 반응조(100)로 오존가스를 주입하게 된다. 이때, 오존가스주입부(500)는 미세기포 산기관(520)을 포함할 수 있다. 즉, 반응조(100) 내부로 오존의 미세기포를 제공함으로써, 오존과 오염수의 접촉 면적을 극대화 시킴으로써, 오염수의 산화효율을 증가시킬 수 있게 된다. 오염수의 산화효율이 증가됨으로써 오염수에 존재하는 유기오염물질의 제거효율이 증가하게 되는 것이다.
UV반응부(600)는 반응조(100) 내부에 설치되어 오염수를 향하여 자외선을 조사한다. 이때 UV반응부(600)는 자외선을 조사하는 자외선 램프로 구성될 수 있다. 자외선 램프는 단수로 존재할 수도 있고, 복수개가 설치될 수도 있다. 이는 반응조(100)의 크기 또는 처리되어야할 오염수의 양에 따라 다양하게 채택될 수 있다. 또한 UV 반응부에서 조사되는 자외선의 양 또한 조절될 수 있다. 즉 UV 자외선 램프의 조사량을 조절하거나 또는 조사시간을 조절할 수도 있다.
상술한 특징을 포함하는 본 발명에 따른 오염수 고도산화처리장치는 오염수가 수용된 반응조(100)에 과산화수소, 오존, 및 자외선의 다양한 상호 조합에 의하여 해당 오염수를 처리할 수 있다. 다양한 상호 조합에 따른 해당 오염수의 처리결과를 분석하여, 처리를 원하는 해당 오염수 내의 유기오염물질의 최적의 제거 효율을 제공하는 조합을 도출할 수 있게 된다.
처리를 원하는 해당 오염수의 최적의 유기오염물질 제거 효율은 과산화수소, 오존, 및 자외선의 다양한 조합에 따른, 유입부(200)에 형성된 제1 센서부(210)에 의하여 측정된 유기오염물질의 농도와 유출부(300)에 형성된 제2 센서부(310)에 의하여 측정된 유기오염물질의 농도를 비교하여 도출할 수 있다.
나아가 본 발명은 과산화수소 및 오존의 주입량과 자외선의 조사량을 변화시켜 반응을 진행할 수 있다. 즉, 오존, 과산화수소, 및 자외선을 각각 조합하는 방법과 더불어 주입량을 변화시켜 가면서 반복적으로 반응을 진행시키는 것이다. 각 조합 및 각 주입량 또는 조사량에 따른 반응이 끝날 때마다 처리된 오염수 내의 유기오염물질의 양을 측정, 및 비교하여 최적의 반응조(100)건을 도출할 수 있다. 또한, 파일럿 스케일로 운전이 가능하여 오염수에 대한 연속공정으로 진행될 수 있다.
이를 위하여 본 발명에서는 과산화수소주입부(400)에 제1 밸브(410)가, 오존가스주입부(500)에 제2 밸브(510)가, UV반응부(600)에 자외선조절부(610)가 결합된다. 즉, 제1 밸브(410)는 과산화수소주입부(400)에 결합되어 반응조(100)로 주입되는 과산화수소의 양을 조절하고, 제2 밸브(510)는 오존가스주입부(500)에 결합되어 반응조(100)로 주입되는 오존가스의 양을 조절하며, 자외선조절부(610)는 UV반응부(600)에 결합되어 오염수에 조사되는 자외선 양을 조절하게 된다.
이때, 제1 밸브(410), 제2 밸브(510)의 개폐량 또는 자외선조절부(610)의 자외선 조사량 조절은 제어부(700)에서 이루어진다. 즉, 제어부(700)는 제1 밸브(410), 제2 밸브(510), 및 자외선 조절부에 연결되어 오존가스 또는 과산화수소의 주입량 또는 자외선의 조사량을 조절하고, 이에 따른 각 반응의 유기오염물질 제거율을 측정하게 된다.
또한 제어부(700)는 오존가스주입부(500), 과산화수소주입부(400) 및 UV반응부(600) 중 서로 다른 적어도 2개 이상의 조합이 가동되도록 제어한다. 즉, 제어부(700)는 오존가스주입부(500) 및 과산화수소주입부(400)의 조합, 또는 오존가스주입부(500)와 UV반응부(600)의 조합, 또는 과산화수소주입부(400) 및 UV반응부(600)의 조합, 또는 오존가스주입부(500), 과산화수소주입부(400) 및 UV반응부(600)의 조합이 가동되도록 제1 밸브(410), 제2 밸브(510) 또는 자외선조절부(610)를 제어하게 된다. 이렇게 OH라디칼을 생성시켜 오염수를 처리하는 고도산화처리를 위한 다양한 조합을 오염수에 적용함으로써, OH 라디칼의 생성을 방해하는 스캐빈저의 영향 및 다양한 경우에 있어서의 처리가 요구되는 오염수에 해당하는 최적의 조합을 도출할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 분석부(800)는 유출부(300) 및 제2 센서부(310)에 연결되어, 제어부(700)에 의하여 조절되는 과산화수소의 양, 오존가스의 양 및 자외선의 양에 따라 제2 센서부(310)에서 측정되는 유기오염물질의 농도의 변화를 분석하게 된다. 즉, 오존가스주입부(500), 과산화수소주입부(400) 및 UV반응부(600) 중 서로 다른 적어도 2개 이상의 조합에 따른 제2 측정부에서 측정되는 유기오염물질의 농도의 변화뿐만 아니라, 각 조합의 경우의 다양한 주입량 또는 조사량에 따른 제2 측정부에서 측정되는 유기오염물질의 농도의 변화를 분석하게 된다.
이로써, 분석부(800)는 해당 오염수에 적용될 수 있는 최적의 조합 및 그 조합에서의 최적의 주입량 또는 조사량을 도출할 수 있게 된다. 이렇게 도출된 최적의 조합 및 최적의 주입량 또는 조사량은 이후의 오염수 처리에 적용될 수 있다.
자세하게는, 분석부(800)는 제어부(700)와 연결되어, 분석부(800)에서 도출된 최적의 조합, 그리고 최적의 주입량 또는 조사량은 제어부(700)에 전달하게 되고, 제어부(700)는 전달받은 최적의 조합, 그리고 최적의 주입량 또는 조사량으로 나머지 오염수를 처리하게 된다. 따라서 나머지 오염수에서 유기오염물질을 매우 경제적이고 효율적으로 제거할 수 있게 된다.
또한 본 발명은 반응조를 둘러싸도록 형성되는 냉각부(C)를 더 포함할 수 있다. 산화반응의 진행으로 반응조 내부의 열이 증가하여 온도가 올라갈 수 있다. 따라서 냉각부는 반응조를 둘러싸며 냉각수를 공급함으로써, 반응조의 온도 상승을 막아 일정온도를 유지할 수 있게 한다. 즉, 다양한 조합의 반응이 진행되는 경우, 각 반응을 일정온도 내에서 진행시킬 수 있게 된다. 다시말해, 온도를 통제하게 된다.
이하는, 본 발명의 다른 실시예로써, 오염수의 고도산화처리방법에 대하여 기술한다. 도 2는 오염수 고도산화처리방법의 일 부분예로서, 오염수 처리를 위한 최적의 조합을 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 오염수 고도산화처리방법은 반응조에 유입된 오염수를 고도산화처리장치를 이용하여 수처리하는 것으로서, 반응조로 유입되는 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 단계, 반응조에 기설치된 과산화수소주입부, 오존가스주입부, 및 UV반응부 중 서로 다른 적어도 2개 이상을 조합하여 기설정된 시간동안 순차적으로 각 조합에 따른 반응을 진행시키는 단계, 각 조합마다 반응조를 거쳐 외부로 유출되는 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 단계, 및 유출되는 오염수 내의 측정된 유기오염물질의 농도가 최소인 조합에 따라 나머지 오염수를 처리하는 단계를 포함한다.
이때, 유기오염물질의 농도측정은 TOC 센서로 진행될 수 있다.
본 발명은 반응조로 유입되는 오염수의 유기오염물질의 농도를 TOC 센서를 이용하여 측정하고, 반응조에서 반응을 마치고 외부로 유출되는 처리수의 유기오염물질의 농도를 TOC 센서를 이용하여 측정함으로써, 반응 전후의 유기오염물질의 농도를 비교할 수 있게 된다.
이때 반응조 내부에서의 반응은 과산화수소 및 오존가스의 조합, 또는 과산화수소 및 자외선의 조합, 또는 오존가스 및 자외선의 조합, 또는 과산화수소, 오존가스 및 자외선의 조합에 의하여 반응이 진행될 수 있다.
그리고 각 조합에 따른 반응 후의 처리수 내의 유기오염물질의 양을 측정함에 따라 해당 오염수 처리에 최적의 조합을 도출할 수 있게 된다.
상술한 오염수 고도산화처리장치에서와 마찬가지로 본 발명에 따른 오염수 고도산화처리방법 또한 과산화수소 및 자외선의 주입량 또는 자외선의 조사량을 변화시켜가면서 최적의 주입량 또는 조사량을 도출할 수도 있다.
이에 따라 최적의 조합, 그리고 그 조합에 따른 최적의 주입량 또는 조사량을 도출하고, 도출된 반응조건으로 나머지 오염수를 처리하여 효율적이고, 경제적으로 오염수를 처리할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 실시예로서, 오염수 내의 BPA 제거효율을 측정해 보았다. 이때, 실험에는 20 내지 28L 크기의 반응조를 이용하였고 자외선 램프는 저압램프 (20mW/cm2)를 사용하여 실험을 진행해보았다. 각 조합의 반응시간은 5분 이내로 진행되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 오염수에 각 조합을 5분 이상 반응시켜도 5분 동안 진행된 반응과 큰 차이가 없었고, 오히려 유기오염물질의 제거율이 감소하는 경향을 보이기도 하였다.
또한, 오존은 0-10mg/L 범위내에서 주입량이 단계적으로 조절되며 실험이 진행되었다. 10mg/L 이상 오존이 주입되더라도 유기오염물질의 제거율이 크게 달라지지 않았고, 오히려 유기오염물질의 제거율이 감소하는 경향을 보였다.
또한, 과산화수소는 0-300mg/L 범위내에서 주입량아 단계적으로 조절되었다. 300mg/L 이상 오존이 주입되더라도 유기오염물질의 제거율이 크게 달라지지 않았고, 오히려 유기오염물질의 제거율이 감소하는 경향을 보였다.
따라서, 경험적으로 도출된 반응시간과 오존 및 과산화수소의 주입량의 임계치 범위내에서 각 조합에 따른 반응을 진행시켜가면서, 최적의 조합 및 최적의 조합에 따른 주입량 또는 조사량을 결정할 수 있게 된다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (6)

  1. 반응조;
    상기 반응조에 결합되고 상기 반응조로 오염수가 유입되는 유입부;
    상기 유입부에 형성되고 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 제1 센서부;
    상기 반응조에 결합되고 상기 반응조로부터 처리를 마친 오염수가 외부로 유출되는 유출부;
    상기 유출부에 형성되고 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 제2 센서부;
    상기 반응조에 결합되어 상기 반응조로 과산화수소(H2O2)를 주입하는 과산화수소주입부;
    상기 과산화수소주입부에 결합되어 상기 반응조로 주입되는 과산화수소의 양을 조절하는 제1 밸브;
    상기 반응조에 결합되어 상기 반응조로 오존(O3)가스를 주입하는 오존가스주입부;
    상기 오존가스주입부에 결합되어 상기 반응조로 주입되는 오존의 양을 조절하는 제2 밸브;
    상기 반응조 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 UV반응부; 및
    상기 UV반응부에 결합되어 조사되는 자외선 양을 조절하는 자외선조절부;
    상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 자외선조절부에 연결되어, 상기 반응조로 주입되는 상기 과산화수소, 및 상기 오존가스의 양과 주입시간, 조사되는 자외선 양 및 조사시간을 조절하되, 상기 오존가스주입부, 상기 과산화수소주입부, 및 상기 UV 반응부 중 서로 다른 적어도 2개 이상의 조합이 가동되도록 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의하여 조절되는 상기 과산화수소의 양, 상기 오존가스의 양, 및 상기 자외선의 양에 따라 상기 제2 센서부에서 측정되는 상기 오염수 내의 유기오염물질의 농도의 변화를 분석하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오염수의 고도산화처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부 각각은,
    상기 유기오염물질의 농도를 측정하는 TOC(Total Organic Carbon) 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오염수의 고도산화처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오존가스주입부는
    미세기포 산기관(fine bubble diffuser)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수의 고도산화처리장치.
  4. 반응조에 유입된 오염수를 고도산화처리장치를 이용하여 수처리하는 오염수 고도산화처리방법에 있어서,
    (a) 반응조로 유입되는 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 단계;
    (b) 상기 반응조에 기설치된 과산화수소주입부, 오존가스주입부, 및 UV반응부 중 서로 다른 적어도 2개 이상을 조합하여 기설정된 시간동안 순차적으로 각 조합에 따른 반응을 진행시키는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계의 각 조합마다 상기 반응조를 거쳐 외부로 유출되는 오염수 내의 유기오염물질의 농도를 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계에서 측정된 유기오염물질의 농도가 최소인 조합에 따라 나머지 오염수를 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계에 있어서, 상기 과산화수소주입부는 상기 반응조로 과산화수소를 주입하고, 상기 오존가스주입부는 상기 반응조로 오존을 주입하며, 상기 UV반응부는 상기 반응조로 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는, 오염수 고도산화처리방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (a) 단계 및 상기 (c) 단계의 오염수 내의 유기오염물질의 농도 측정은 TOC(Total Organic Carbon) 센서로 진행되는 것을 특징으로 하는, 오염수 고도산화처리방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 오존가스주입부는
    미세기포 산기관(fine bubble diffuser)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수의 고도산화처리방법.
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