KR20200022960A - 플라즈마 이온 가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리 시스템 - Google Patents
플라즈마 이온 가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200022960A KR20200022960A KR1020180099225A KR20180099225A KR20200022960A KR 20200022960 A KR20200022960 A KR 20200022960A KR 1020180099225 A KR1020180099225 A KR 1020180099225A KR 20180099225 A KR20180099225 A KR 20180099225A KR 20200022960 A KR20200022960 A KR 20200022960A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tank
- plasma ion
- ion gas
- pressure
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 25
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 5
- 238000009300 dissolved air flotation Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 3
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000003403 water pollutant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C02F1/24—Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
- B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
- B01F23/2312—Diffusers
- B01F23/23121—Diffusers having injection means, e.g. nozzles with circumferential outlet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
- B01F23/2373—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm
-
- B01F3/04248—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
-
- 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
- C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
-
- 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
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
- H05H1/4645—Radiofrequency discharges
- H05H1/466—Radiofrequency discharges using capacitive coupling means, e.g. electrodes
-
- B01F2003/04858—
-
- H05H2001/466—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
본 발명은 플라즈마 이온 가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리 시스템에 관한 것이다. 그러한 고도처리 시스템은, 반응조(3)와, 응집조(5)와, 가압 부상조(7)를 포함하며, 가압 부상조(7)에 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블형태로 변환하여 주입하여 부상시킴으로써 이물질을 응집시켜서 제거하는 고도처리장치로서, 가압 부상조(7)에는 공기를 압축하는 공기 압축기(9)와; 공기 압축기(9)로부터 공급된 공기를 이용하여 플라즈마 이온가스를 발생시키는 플라즈마 발생기(11)와; 플라즈마 발생기(11)로부터 공급된 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블 형태로 변환하여 가압 부상조(7)로 공급하는 마이크로 버블 발생기(13)를 포함한다.
Description
본 발명은 고도처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응조의 입측에 사이클론 여과기를 설치하여 가압 부상조에 유입되기 전에 고비중의 SS 및 용존SS를 제거하고, 반응조에 마이크로 버블 발생기 혹은 약품 투입기를 배치함으로써 가압 부상조에 유입되는 유기물을 감소시킬 수 있고, 가압 부상조에 마이크로 버블과 혼합된 플라즈마 이온가스를 주입함으로써 부상력을 향상시켜서 슬러지를 저감할 수 있는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 오폐수 처리는 공장이나 사업소 등에서 배출되는 폐수에 함유된 유해물질이나 오염물질을 제거하는 과정이다.
이러한 오폐수처리 공정은 오폐수의 종류나 내용에 따라 물리적 처리, 화학적 처리, 생물학적 처리, 열처리, 고도산화법 등으로 분류될 수 있다.
즉, 물리화학적인 처리방법으로는, 침전, 가압용존공기부상(DAF), 여과, 약품응집, 산화처리 등이 있으며, 생물학적 처리방법으로는, 활성슬러지가 저류된 생물 반응조(3) 내에서 미생물의 대사과정을 극대화하여 각종 오염물질을 제거하는 방법이 있다. 이때, 생물학적 처리방법은 주로 하, 폐수 처리공정에 이용된다.
특히, 물리화학적인 고도 수처리 공정 중 가압 용존공기부상 공정(DAF; dissolved air flotation)은 수질오염입자의 표면에, 압력변화에 의해 생성된 초미세기포를 부착/부상시켜 수질오염입자를 간편하게 제거할 수 있는 방법이다.
이러한 가압 용존 공기부상 방법은, 수질오염 입자뿐만 아니라 총인(T-P) 제거에도 안정적이고 높은 효율의 처리효과를 얻을 수 있기 때문에 고압시설을 적용하여 사용되고 있다.
그러나, 가압 용존 공기부상 방법을 사용하여 수질오염입자의 표면에 슬러지가 부상되도록 하기 위하여 오폐수를 유입조에 유입하는 과정을 거치게 되는데, 오폐수를 유입하는 과정에서 낙하충격 및 원수의 난류발생으로 인해 초미세기포와 플록(floc)이 깨지거나 응집된 슬러지가 분산되면서 유입조 상부로 부상되지 않고 침전되는 문제점이 있다.
이러한 공기부상방법을 통한 오폐수의 정화 이외에 화학적 정화공법으로 오존 산화공법이 사용되었지만, 오존가스의 산화력으로 인해 입자의 응집력이 저하되고 그로 인해 보다 많은 응집제가 요구되면서 처리효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 오존가스의 산화력으로 인해 오폐수를 정화하는 핵심장치들이 부식되어 장비의 고장이 많아지고, 장비의 수명이 줄어들면서 그에 따른 비용소모가 발생 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 반응조의 입측에 사이클론 여과기를 설치하여 가압 부상조에 유입되기 전에 고비중의 SS 및 용존SS를 제거하고, 반응조에 마이크로 버블 발생기 혹은 약품 투입기를 배치함으로써 가압 부상조에 유입되는 유기물을 감소시킬 수 있고, 가압 부상조에 마이크로 버블과 혼합된 플라즈마 이온가스를 주입함으로써 부상력을 향상시켜서 슬러지를 저감할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는,
반응조(3)와, 응집조(5)와, 가압 부상조(7)를 포함하며, 가압 부상조(7)에 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블형태로 변환하여 주입하여 부상시킴으로써 이물질을 응집시켜서 제거하는 고도처리장치로써,
가압 부상조(7)에는 공기를 압축하는 공기 압축기(9)와;
공기 압축기(9)로부터 공급된 공기를 이용하여 플라즈마 이온가스를 발생시키는 플라즈마 발생기(11)와;
플라즈마 발생기(11)로부터 공급된 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블 형태로 변환하여 가압 부상조(7)로 공급하는 마이크로 버블 발생기(13)를 포함하는 고도처리장치.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명은 반응조의 입측에 사이클론 여과기를 설치하여 가압 부상조에 유입되기 전에 고비중의 SS 및 용존SS를 제거하고, 반응조에 마이크로 버블 발생기 혹은 약품 투입기를 배치함으로써 가압 부상조에 유입되는 유기물을 감소시킬 수 있고, 가압 부상조에 마이크로 버블과 혼합된 플라즈마 이온가스를 주입함으로써 부상력을 향상시켜서 슬러지를 저감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고도처리 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 발생기의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 마이크로 버블 발생기의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 발생기의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 마이크로 버블 발생기의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 이온가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고도처리 시스템(1)은 여과기(15)와, 반응조(3)와, 응집조(5)와, 가압 부상조(7)를 포함한다.
이러한 고도처리 시스템(1)은 가압 부상조(7)에 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블형태로 변환하여 주입하여 부상시킴으로써 이물질을 응집시켜서 효과적으로 제거할 수 있다.
즉, 반응조(3)의 입측에 배치되는 여과기(15)는 다양한 여과기가 적용될 수 있으며, 예를 들면 사이클론 여과기(cyclone separator)가 적용될 수 있다. 이러한 사이클론 여과기(15)는 오폐수에 함유되어 있는 이물질을 분리시키는 장치이다.
즉, 이물질이 함유된 액체를 원뿔형 원통 위쪽에 원둘레의 접선 방향으로부터 유입시키면 고속으로 와류가 발생되는 원리를 이용하여 와류의 원심력으로 고형분(固形紛)은 원통 내면에 부딪치므로 운동 에너지가 감소되어 밑으로 떨어지며, 이물질이 여과된 오폐수는 중심에 설치되어 있는 관을 통하여 유출되는 방식이다.
본 발명에서는 이러한 사이클론 여과기(15)가 배치됨으로써 가압 부상조(7)에 오폐수가 유입되기 전에 비중이 높은 SS 및 용존 SS를 제거한다. 그리고, 사이클론의 중력에 의한 비중 높은 슬러지를 사전에 제거하면 후공정에서 응집제 등을 적게 사용할 수 있고 부하를 저감하여 처리하므로 가압 부상조(7)에서의 처리 효율을 높일 수 있다.
이와 같이 사이클론 여과기(15)를 통과한 오폐수는 반응조(3)로 유입되어 약품 및 마이크로 버블에 의하여 처리된다.
이러한 반응조(3)는 여과기(15)를 통과한 오폐수가 유입됨으로써 부유물질이 제거된다. 즉, 반응조(3)에는 약품을 주입하는 약품 공급부(18)와, 마이크로 버블 발생기(17)가 구비된다.
약품 공급부(18)는 약품탱크에 저장된 약품, 예를 들면 폴리머, 황산알루미늄, 황산제이철, 염산제이철, 가성소다 등의 응집제를 펌프에 의하여 펌핑함으로써 반응조(3)로 주입한다.
따라서, 반응조(3) 내부에 저장된 오폐수는 응집제에 의하여 처리됨으로써 이물질이 분리될 수 있다.
그리고, 마이크로 버블 발생기(13)는 마이크로 버블을 반응조(3)의 내부에 주입함으로써 별도의 교반기가 필요없고, 마이크로 버블의 음이온으로 이물질을 응집하고, 또한 유기물질을 산화분해할 수 있다.
이러한 마이크로 버블 발생기(17)는 다양한 형태의 버블 발생기가 사용되고 있는 바, 예를 들면 전단 선회식 마이크로 버블 발생기(17)가 적용 가능하다.
즉, 마이크로 버블 발생기(17)는 도 3에 도시된 바와 같이, 가압펌프(P)와, 인젝터(30) 및 가압탱크(도시안됨)로 구성된다.
가압펌프(P)는 액체를 소정의 압력으로 배출시키는 바, 예를 들면 0.4 Mpa 내지 0.8 Mpa의 압력으로 액체를 펌핑한다.
그리고, 인젝터(30)는 측면에는 가압펌프(110)로부터 공급되는 액체가 유입되는 액체 유입구(31)가 설치된다. 그리고, 인젝터(30)의 후면에는 기체를 흡인하는 기체 유입구(33)가 설치된다. 그리고, 인젝터(30)는 측면으로부터 유입되는 액체가 와류(35)를 형성하여 액체와 기체가 혼합된 유체를 배출구(37)를 통해 배출한다.
또한, 인젝터(30)는 유체가 배출되는 방향으로 내부 직경이 작아지게 형성되는 경사부(39)를 가진다. 경사부(39)의 내면에는 반원 형상의 나사 머리를 가진 복수개의 돌기(41)가 설치된다. 이러한 복수개의 돌기(41)로 인해 액체에 소용돌이 흐름이 생성된다.
따라서, 기체 유입구(33)로부터 흡인된 기체는 인젝터(30)의 내부 중심으로 흐르게 되고, 액체 유입구(31)로부터 유입되는 액체는 인젝터(30)의 내부에서 원심력에 의해 내면을 따라 회전하게 되고, 이 과정에서 경사면(39)의 돌기(41)에 의해 소용돌이 흐름이 생기면서 마이크로 버블이 발생된다.
상기한 방식 외에도 전단식 마이크로 버블 방식이 가능한 바, 압축기로부터 분사된 기체가 물이 흐르는 관의 다공질체를 통해 내부로 주입됨으로써 버블을 발생시키는 방식이다.
이와 같이 다양한 형태의 마이크로 버블 발생기(17)에 의하여 마이크로 버블이 발생하게 되고, 마이크로 버블을 주입함으로써 오폐수에 함유된 응집제를 쉽게 처리할 수 있음으로 응집제 비용을 절반 이상 저감할 수 있다.
이러한 마이크로 버블은 50㎛ 이하의 초미세 기포를 의미하며, 내부 수축작용으로 직경이 10㎛ 이하인 나노 버블로 축소된 후 고온 고압 초음파와 프리 라디칼(Free radical)을 발생하고 압괴 소멸한다.
또한, 마이크로 버블은 물질 이동계수가 높아서 저층부에 산소전달 혐기 퇴적층을 호기화할 수 있고, 교반 폭기 작용으로 균일한 용존 산소량(DO)이 증가하게 된다. 따라서, 폐수의 저층부 산소 부족과 악취를 해결할 수 있다.
그리고, 응집조(5)는 반응조(3)에서 처리된 오폐수가 유입되어 응집처리된다. 이러한 응집조(5)는 교반기가 설치됨으로써 저장된 오폐수를 교반시켜서 상부 수면에 거품 혹은 스컴 등의 저밀도 물질이 부력에 의하여 상승하여 부유될 수 있다.
따라서, 응집조(5)의 상부 수면에 부유하는 거품 혹은 스컴 등을 제거함으로써 정화처리할 수 있다.
그리고, 가압 부상조(7)는 응집조(5)에서 공급된 오폐수에 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블 형태로 처리함으로써 응집력을 향상시켜서 수면에 부상시킬 수 있다.
이러한 가압 부상조(7)는 용존공기부상(DAF:Dissolved Air Flotation)처리를 통하여 부유물질을 제거하는 바, 보다 효과적인 처리를 위하여 플라즈마 이온가스 및 마이크로 버블 방식을 적용한다.
즉, 가압 부상조(7)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기를 압축하는 공기 압축기(9)와; 공기 압축기(9)로부터 공급된 공기를 이용하여 플라즈마 이온가스를 발생시키는 플라즈마 발생기(11)와; 플라즈마 발생기(11)로부터 공급된 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블 형태로 변환하여 가압 부상조(7)로 공급하는 마이크로 버블 발생기(13)를 포함한다.
보다 상세하게 설명하면, 공기 압축기(9)는 통상적인 구조의 압축기(9)를 의미하며, 공기를 고압으로 압축하여 플라즈마 발생기(11)로 주입하게 된다.
이때, 공기를 공급하는 경우 공기 압축기(9)로부터 3∼5Kg/cm2의 압력범위와 15∼20 LPM(Liters Per Minute)의 유량범위로 공기를 공급하게 된다.
그리고, 공기 압축기(9)로부터 압축된 공기는 플라즈마 발생기(11)로 공급되는 바, 플라즈마 발생기(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 중공부가 형성된 접지전극(21)과, 접지전극(21)의 중공부에 삽입되는 방전전극(23)과, 접지전극(21)의 중공부를 밀폐시키는 캡부(25)로 구성된다.
접지전극(21)은 도전성 소재로 이루어지며 내부에 중공부가 형성되고 상부에는 방전전극(23)과의 체결을 위한 플랜지가 형성된다.
방전전극(23)은 구리 등의 도전성 소재로 이루어지며, 전원이 인가된다.
그리고, 방전전극(23)의 주위에는 기체가 공급되어 기체층이 형성된다. 이때 기체는 공기 뿐만 아니라 산소 기타 활성가스를 사용할 수 있다.
공기를 공급하는 경우 공기 압축기(9)로부터 3∼5Kg/cm2의 압력범위와 15∼20 LPM(Liters Per Minute)의 유량범위로 공기를 공급하게 된다.
따라서, 전원이 방전전극(23)에 인가되는 경우 방전전극(23)과 접지 전극의 사이에 방전이 일어남으로써 플라즈마 이온가스가 발생하게 된다.
이때, 플라즈마 이온가스 혹은 프리 라디칼의 산화력에 의하여 유기성 물질을 산화시키므로 슬러지가 저감될 수 있다. 또한 플라즈마의 음이온 이온화가스는 응집력이 강하므로 응집제의 사용량을 줄일 수 있다.
그리고, 플라즈마 이온가스는 마이크로 버블장치로 공급되어 버블형태로 변환되어 가압 부상조(7)로 주입될 수 있다.
이러한 마이크로 버블 발생기(13)는 도 3에 도시된 구조의 버블 발생기가 사용되는 바, 상기에서 이미 설명하였음으로 이하 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 다양한 형태의 마이크로 버블 발생기(13)에 의하여 마이크로 버블이 발생하게 되고, 이때 플라즈마 이온가스가 버블에 함유된다.
본 발명에서는 가압 부상조(7)에 연결된 피드 펌프(Feed pump)에 의하여 오폐수가 마이크로 버블 발생기(13)로 공급됨으로써 버블이 생성될 수 있다.
따라서, 플라즈마 이온가스가 버블형태로 가압 부상조(7)에 공급될 수 있다.
이때, 플라즈마 이온가스는 배관 등에 의하여 가압 부상조(7)의 하부에 공급된다. 따라서, 가압 부상조(7)의 하부로부터 플라즈마 이온 가스 버블이 상승하게 되고, 이 과정에서 부유물질을 부유시키게 된다.
이때, 플라즈마 이온 가스 버블의 상승속도를 줄여서 용존시간을 늘리기 위하여, 가압 부상조(7)의 내부에 다수개의 수평 플레이트를 상하방향으로 서로 일정 간격씩 떨어지도록 배치하되 지그재그 형상으로 배치한다.
예를 들면, 가장 하부의 수평 플레이트가 가압 부상조(7)의 내부 일측면에서 수평방향으로 배치되어 그 단부는 타측 벽면과 일정 간격을 유지하고, 그 다음 상측의 수평 플레이트는 상측으로 일정 간격 떨어져 배치되되 가압 부상조(7)의 내부 타측면에서 수평방향으로 배치되어 그 단부는 일측 벽면과 일정 간격을 유지하는 구조이다.
이때, 마이크로 버블 발생기(13)와 연결되는 관체는 가압 부상조(7)의 가장 하부 유로에 연결됨으로써 버블이 가장 하부에서 부터 공급될 수 있다. 또한, 플라즈마 이온 가스 버블은 산화성이 강하므로 수평 플레이트는 산화에 강한 재질, 예를 들면 스테인리스 강(Stainless steel)으로 형성된다. 그리고, 수평 플레이트의 표면에 다수개의 돌기를 돌출 형성함으로써 플라즈마 이온 가스 버블의 이동속도를 늦추는 동시에 다른 버블과 합쳐지는 과정을 통하여 부유물질의 처리효율을 높일 수 있다.
따라서, 각 수평 플레이트의 사이에 유로가 형성되고, 이 유로를 따라 플라즈마 이온 가스 버블이 이동하면서 상승하게 되므로 용존시간이 증가하게 된다.
이러한 마이크로 버블은 상기한 바와 같이 50㎛ 이하의 초미세 기포를 의미하며, 이러한 마이크로 버블은 내부 수축작용으로 직경이 10㎛ 이하인 나노 버블로 축소된 후 고온 고압 초음파와 프리 라디칼(Free radical)을 발생하고 압괴 소멸한다.
따라서, 마이크로 버블은 가압부상의 우수한 부유물질의 제거능력과 오존의 강력한 산화력을 결합함으로써 난분해성유기물, 부유물질, 소독 및 총인(T-P)의 처리효율이 매우높다.
Claims (5)
- 반응조(3)와, 응집조(5)와, 가압 부상조(7)를 포함하며, 가압 부상조(7)에 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블형태로 변환하여 주입하여 부상시킴으로써 이물질을 응집시켜서 제거하는 고도처리장치로서,
가압 부상조(7)에는 공기를 압축하는 공기 압축기(9)와;
공기 압축기(9)로부터 공급된 공기를 이용하여 플라즈마 이온가스를 발생시키는 플라즈마 발생기(11)와;
플라즈마 발생기(11)로부터 공급된 플라즈마 이온가스를 마이크로 버블 형태로 변환하여 가압 부상조(7)로 공급하는 마이크로 버블 발생기(13)를 포함하는 고도처리장치(1). - 제 1항에 있어서,
플라즈마 발생기(11)는 내부에 중공부가 형성된 접지전극(21)과; 접지전극(21)의 중공부에 삽입되는 방전전극(23)과; 접지전극(21)의 중공부를 밀폐시키는 캡부(25)를 포함하며, 방전전극(23)의 주위에 공기 압축기(9)로부터 공급된 기체가 공급됨으로써 전원이 방전전극(23)에 인가되는 경우 방전전극(23)과 접지 전극의 사이에 방전이 일어남으로써 플라즈마 이온가스가 발생하는 것을 특징으로 하는 고도처리장치(1). - 제 1항에 있어서,
마이크로 버블 발생기(13)는 가압펌프(P)와, 인젝터(30) 및 가압탱크(도시안됨)를 포함하는 바,
인젝터(30)는 측면에 장착되어 가압펌프(110)로부터 공급되는 액체가 유입되는 액체 유입구(31)와; 후면에 장착되어 기체를 흡인하는 기체 유입구(33)와; 액체 유입구(31)로부터 유입된 액체가 와류(35)를 형성하여 액체와 기체가 혼합되어 버블 형태로 배출되는 배출구(37)와; 유체가 배출되는 방향으로 내부 직경이 작아지게 형성되는 경사부(39)와; 경사부(39)의 내면에 형성되어 와류를 형성하는 복수개의 돌기(41)를 포함하는 고도처리장치(1). - 제 1항에 있어서,
가압 부상조(7)의 내부에는 다수개의 수평 플레이트를 상하방향으로 서로 일정 간격씩 떨어지도록 배치하되 지그재그 형상으로 배치함으로써 각 수평 플레이트의 사이에 유로가 형성되고, 이 유로를 따라 플라즈마 이온 가스 버블이 이동하면서 상승하게 되므로 용존시간이 증가하고,
또한, 수평 플레이트의 표면에 다수의 돌기를 돌출 형성함으로써 플라즈마 이온 가스 버블이 다른 버블과 합쳐지는 과정을 통하여 부유물질의 처리효율이 향상될 수 있는 것을 특징으로 하는 고도처리장치(1). - 제 1항에 있어서,
반응조(3)에는 입측에 사이클론 여과기(15)가 연결됨으로써 오폐수가 가압 부상조(7)에 유입되기 전에 비중이 높은 SS 및 용존 SS를 제거할 수 있으며,
마이크로 버블 발생기(17) 혹은 약품투입기(18)를 추가로 연결함으로써 약품의 사용량을 저감할 수 있는 것을 특징으로 하는 고도처리장치(1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180099225A KR20200022960A (ko) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 플라즈마 이온 가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180099225A KR20200022960A (ko) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 플라즈마 이온 가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200022960A true KR20200022960A (ko) | 2020-03-04 |
Family
ID=69783437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180099225A Ceased KR20200022960A (ko) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 플라즈마 이온 가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200022960A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111408481A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-14 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 煤泥等离子体浮选脱灰脱硫的方法 |
| CN116871062A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-13 | 山东理工大学 | 低温等离子体耦合微纳米气泡强化多金属硫化矿浮选分离的选矿方法及其装置 |
| US11970412B2 (en) | 2020-06-23 | 2024-04-30 | Doosan Enerbility Co., Ltd. | Underwater plasma discharge device and water treatment system using same |
-
2018
- 2018-08-24 KR KR1020180099225A patent/KR20200022960A/ko not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111408481A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-14 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 煤泥等离子体浮选脱灰脱硫的方法 |
| US11970412B2 (en) | 2020-06-23 | 2024-04-30 | Doosan Enerbility Co., Ltd. | Underwater plasma discharge device and water treatment system using same |
| CN116871062A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-13 | 山东理工大学 | 低温等离子体耦合微纳米气泡强化多金属硫化矿浮选分离的选矿方法及其装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100992430B1 (ko) | 침전 장치 및 이를 포함하는 하ㆍ폐수 처리 장치 | |
| CN104888636A (zh) | 微纳米气泡发生装置和污水净化系统 | |
| KR101491001B1 (ko) | 다단 부상분리장치 | |
| CA2963306C (en) | Water treatment process employing dissolved air flotation to remove suspended solids | |
| SG184575A1 (en) | A microbubble generator | |
| CN104891616A (zh) | 含油废水净化方法、系统 | |
| KR101128679B1 (ko) | 초미세기포 발생장치 및 이를 이용한 고도수처리방법 | |
| KR100882200B1 (ko) | 하이드로사이클론 및 이것을 포함하는 수질오염 방지장치 | |
| KR101095298B1 (ko) | 부상분리를 이용한 수처리 장치 | |
| KR100989213B1 (ko) | 반응/응집/중화조가 필요없는 미세 기포에 의한 고도처리 부상분리장치 및 방법 | |
| KR20200022960A (ko) | 플라즈마 이온 가스를 이용한 가압 부상조가 구비된 고도처리 시스템 | |
| KR20100009141U (ko) | 기포확산유도판이 구비된 여과병용 다기능 소결소재 미세기포 발생장치 | |
| CN103241863B (zh) | 船载式水域净化系统及水域净化方法 | |
| CN105347582A (zh) | 一种铁碳微电解降解碱性有机废水的装置及方法 | |
| JP4271991B2 (ja) | オゾン水処理装置 | |
| KR100530772B1 (ko) | 2차 하수처리장치 및 처리방법 | |
| CN207391163U (zh) | 一种油气田钻井压裂返排液处理设备 | |
| CN207227211U (zh) | 一种印染废水的二氧化氯微纳米气泡处理装置 | |
| CN102910703B (zh) | 一种超声波气浮系统 | |
| CA2635792A1 (en) | Produced water treatment system | |
| CN110668621A (zh) | 射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统 | |
| CN101679084A (zh) | 从残留排出液中回收悬浮固体的方法 | |
| CN212425684U (zh) | 一种污水三级处理环保装置 | |
| CN211688633U (zh) | 射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统 | |
| CN214399924U (zh) | 一种基于电场的絮凝处理设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20180824 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20191022 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20200205 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20191022 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
|
| PG1501 | Laying open of application |