KR100411022B1

KR100411022B1 - 오폐수정화용 태양광촉매장치

Info

Publication number: KR100411022B1
Application number: KR10-2001-0005482A
Authority: KR
Inventors: 김영규
Original assignee: 김영규
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2021-02-05
Also published as: KR20010044313A

Abstract

본 발명은 오폐수를 방류하기 전에 최종적으로 태양광을 이용하여 정화하는 오폐수정화용 태양광촉매장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생물학적 오폐수처리공정중 최종침전지에 설치되면서 태양광에 의해 생성되는 산소라디칼이나 OH^-를 이용하여 오폐수의 질소, 인, 난해분해성 유기물질을 제거하면서 미생물을 살균하도록 구성되는 오폐수정화용 태양광촉매장치를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 분배조(1)로 유입되는 오폐수를 혐기조(10), 무산소조(15), 호기조(20) 등에서 정화처리한 후, 최종침전조(30)를 통해 하천 등으로 방류하도록 이루어지는 오폐수의 정화처리공정에 있어서, 그 내주면에 티타늄코팅층(52)을 갖는 투명관(51)내에 담체로 성형된 티타늄광촉매(53)를 구비하여 상기 최종침전조(30)내에 설치하되, 조사되는 태양광 또는 자외선에 의해 생성되는 산소라디칼이나 OH^-를 이용하여 상기 최종침전조(30)내로 유입되는 유입수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수정화용 태양광촉매장치를 제공하게 된다.

Description

오폐수정화용 태양광촉매장치{PHOTOCATALYST APPARATUS FOR PURIFICATION OF WASTEWATER}

본 발명은 오폐수를 방류하기 전에 최종적으로 태양광을 이용하여 정화하는 오폐수정화용 태양광촉매장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생물학적 오폐수처리공정중 최종침전지나 처리조에 설치되면서 태양광에 의해 생성되는 산소라디칼이나 OH^-를 이용하여 오폐수의 질소, 인, 난해분해성 유기물질을 제거하면서 미생물을 살균하게 되는 오폐수정화용 태양광촉매장치에 관한 것이다.일반적으로, 하수나 오폐수는 생물학적 처리공정인 활성슬러지법, 질소와 인의 제거를 위한 혐기, 무산소, 호기공정이나 생물막담체를 사용한 공정 등을 통해 정화처리를 하게 된다.그러나, 이러한 종래의 정화공정으로는 오폐수의 난분해성 유기물질을 충분히 분해할 수 없을 뿐만 아니라 미생물을 살균할 수 없어 그대로 하천 등을 방류할 경우 수질오염을 오히려 가중시키게 된다.이러한 문제를 개선하기 위하여 종래에는 하수처리장이나 오폐수처리장에 별도의 염소소독조를 설치하여 오폐수 등의 미생물을 염소살균하게 되는데, 이때 염소는 물고기를 오히려 폐사시키게 될 뿐만 아니라 물속의 유기물질과 반응하여 발암물질인 트리할메탄(THM)이나 유기염소계화합물을 발생시키는 등 제2의 수질오염을 유발시키게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 생물학적 오폐수처리공정중 최종침전지에 설치되면서 태양광에 의해 생성되는 산소라디칼이나 OH^-를 이용하여 오폐수의 질소, 인, 난해분해성 유기물질을 제거하면서 미생물을 살균하도록 구성되는 오폐수정화용 태양광촉매장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1 내지 도6은 오폐수정화공정중 최종침전조에 설치되는 본 발명의 일 실시예를 예시하는 구성도이다.〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉1: 분배조 10: 혐기조 11: 슬러지탈질조 15: 무산소조 20: 호기조 30: 최종 침전조

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 분배조로 유입되는 오폐수를 혐기조, 무산소조, 호기조 등에서 정화처리한 후, 최종침전조를 통해 하천 등으로 방류하도록 이루어지는 오폐수의 정화처리공정에 있어서, 그 내주면에 티타늄코팅층을 갖는 투명관내에 담체로 성형된 티타늄광촉매를 구비하여 상기 최종침전조내에 설치하되, 조사되는 태양광 또는 자외선에 의해 생성되는 산소라디칼이나 OH^-를 이용하여 상기 최종침전조내로 유입되는 유입수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수정화용 태양광촉매장치를 제공하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도1 내지 도6은 오폐수정화공정중 최종침전조에 설치되는 본 발명의 일 실시예를 예시하는 구성도이다.

일반적으로, 수용액에 용해되어 있는 대부분의 유기물질은 자체적으로 태양빛을 흡수하지 못하기 때문에 태양빛에 의한 분해반응을 일으킬 수 없게 되고, 태양빛을 이용하여 수용액내의 유독성 유기물질을 분해하려면 태양빛을 흡수하여 변이상태를 거쳐 빛에너지에 의한 화학적 반응을 일으키는 데 도움을 주는 보조물 즉, 광촉매가 필요하게 된다.

본 발명에 따른 오폐수정화용 태양광촉매장치는 도1 내지 도6에 도시한 바와같이 생물학적으로 정화처리된 오폐수를 하천 등으로 방류하는 최종침전조(30)에 설치된다.

이때, 오폐수정화용 태양광촉매장치는 유리재나 스테인레스스틸재로 만들어지는 투명관(51)과, 이 투명관(51)의 내주면에 각각 졸(sol)형태로 코팅되는 티타늄코팅층(52)과, 담체로 성형되어 투명관(51)내에 구비되는 티타늄광촉매(53)로 구성되어 있다.

여기서, 최종침전조(30)에 설치되는 오폐수정화용 태양광촉매장치는 투명관(51)을 통해 태양광이나 자외선이 조사되면 이를 이용하여 티타늄광촉매(53)에서 산소라디칼이나 OH^-를 생성하게 된다.

그리고, 티타늄광촉매(53)에서 생성되는 산소라디칼이나 OH^-는 최종침전조(30)로 유입되는 오폐수의 난분해성 유기물질을 용이하게 분해하는 동시에 오폐수의 미생물을 살균하는 작용을 하게 된다.

[실시예1]도1에 도시한 바와 같이 혐기조(10), 무산소조(15), 호기조(20)로 구성된 오폐수의 정화공정에서 혐기조의 인(P) 용출현상이 없을 때는 호기조의 내부반송수를 혐기조로 공급하여 무산소조로 운영함으로써 탈질효과를 높이게 된다.그리고, 호기조(20)에서는 질산화가 발생되고 질산화된 내부반송수를 무산소조(15)로 공급하여 탈질반응을 통해 질소가 제거되고, 이러한 상태에서 오폐수를 최종침전조에 공급하게 된다.이때, 하천 등으로 방류되기 전에 최종침전조(30)로 유입되는 오폐수는 최종 침전조에 설치된 태양광촉매장치의 투명관(51)을 거치게 되는데, 티타늄광촉매(53)에서는 투명관내로 조사되는 태양광이나 자외선을 이용하여 산소라디칼 또는 OH^-를 발생시키게 되고, 이를 이용하여 오폐수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하게 된다.

[실시예2]도2에 도시한 바와 같이 혐기조(10), 무산소조(15), 호기조(20)로 구성된 오폐수의 정화공정에서 혐기조의 인(P) 용출현상이 발생되고, 호기조에서는 인의 과잉 섭취현상이 나타난다.이때, 과잉섭취된 인을 포함하는 슬러지는 폐기시킴으로써 인을 제거하게 되고, 호기조(20)에서는 질산화 반응이 나타나는데 질산화된 내부반송수가 무산소조(15)에 유입되어 탈질현상이 나타나 질소를 제거하게 된다.그리고, 하천 등으로 방류되기 전에 최종침전조(30)로 유입되는 오폐수는 최종침전조에 설치된 태양광촉매장치의 투명관(51)을 거치게 되는데, 티타늄광촉매(53)에서는 투명관내로 조사되는 태양광이나 자외선을 이용하여 산소 라디칼 또는 OH^-를 발생시키게 되고, 이를 이용하여 오폐수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하게 된다.

[실시예3]도3에 도시한 바와 같이 슬러지탈질조(11), 무산소조(15), 호기조(20)로 구성된 오폐수의 정화공정에서 호기조에서는 질산화가 이루어지며, 질산화된 내부반송수가 무산소조에 유입되어 탈질현상에 의한 질소를 제거하게 된다.또한, 슬러지탈질조(11)로 유입된 외부반송슬러지는 탈질되어 질산성 질소와 인을 용출하게 되고, 무산소조(15)에 유입되어 원수에 의해 질소와 인이 제거된다.그리고, 하천 등으로 방류되기 전에 최종침전조(30)로 유입되는 오폐수는 최종침전조에 설치된 태양광촉매장치의 투명관(51)을 거치게 되는데, 티타늄광촉매(53)에서는 투명관내로 조사되는 태양광이나 자외선을 이용하여 산소 라디칼 또는 OH^-를 발생시키게 되고, 이를 이용하여 오폐수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하게 된다.

[실시예4]도4에 도시한 바와 같이 무산소조(15), 호기조(20)로 구성된 오폐수의 정화공정에서 호기조에서는 인의 과잉 섭취현상이 나타난다.이때, 과잉섭취된 인을 포함하는 슬러지는 폐기시킴으로써 인을 제거하게 되고, 호기조(20)에서는 질산화 반응이 나타나는데 질산화된 내부반송수가 무산소조(15)에 유입되어 탈질현상이 나타나 질소를 제거하게 된다.그리고, 하천 등으로 방류되기 전에 최종침전조(30)로 유입되는 오폐수는 최종침전조에 설치된 태양광촉매장치의 투명관(51)을 거치게 되는데, 티타늄광촉매(53)에서는 투명관내로 조사되는 태양광이나 자외선을 이용하여 산소 라디칼 또는 OH^-를 발생시키게 되고, 이를 이용하여 오폐수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하게 된다.

[실시예5]도5에 도시한 바와 같이 혐기조(10), 호기조(20)로 구성된 오폐수의 정화공정에서 혐기조의 인(P) 용출현상이 발생되고, 호기조에서는 인의 과잉 섭취현상이 나타난다.이때, 과잉섭취된 인을 포함하는 슬러지는 폐기시킴으로써 인을 제거하게 되고, 농도가 놓은 오폐수의 유기물이 혐기조(10)에서 분해되면서 그 농도가 낮아지면 호기조(20)에서는 질산화 반응을 촉진시켜 정화하게 된다.그리고, 하천 등으로 방류되기 전에 최종침전조(30)로 유입되는 오폐수는 최종침전조에 설치된 태양광촉매장치의 투명관(51)을 거치게 되는데, 티타늄광촉매(53)에서는 투명관내로 조사되는 태양광이나 자외선을 이용하여 산소 라디칼 또는 OH^-를 발생시키게 되고, 이를 이용하여 오폐수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하게 된다.[실시예6]도6에 도시한 바와 같이 호기조(20)로 구성되는 오폐수의 정화공정에 있어 분배조(1)의 내부반송수와 최종침전조(30)의 외부반송수를 호기조에 공급하여 정화하게 된다.그리고, 하천 등으로 방류되기 전에 최종침전조(30)로 유입되는 오폐수는 최종침전조에 설치된 태양광촉매장치의 투명관(51)을 거치게 되는데, 티타늄광촉매(53)에서는 투명관내로 조사되는 태양광이나 자외선을 이용하여 산소 라디칼 또는 OH^-를 발생시키게 되고, 이를 이용하여 오폐수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다.그러므로, 본 발명의 실질적인 범위는 상술된 실시예에 의해 한정되어져서는 안되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 청구범위와 균등한 구성에 의해 정해져야 함은 당연하다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 생물학적 처리공정인 활성슬러지법, 질소와 인의 제거를 위한 혐기, 무산소, 호기공정이나 생물막담체를 사용한 공정에서의 최종침전지에 설치되어 오폐수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 오폐수의 미생물을 살균하여 하천 등으로 방류되도록 함으로써 보다 정화된 수질을 유지시킬 수 있고, 염소 등을 이용한 기존의 소독방법을 사용하지 않음으로써 2차적인 수질 오염을 방지할 뿐만 아니라 정화비용을 절감할 수 있는 등의 효과를 제공하게 된다.

Claims

분배조(1)로 유입되는 오폐수를 혐기조(10), 무산소조(15), 호기조(20) 등에서 정화처리한 후, 최종침전조(30)를 통해 하천 등으로 방류하도록 이루어지는 오폐수의 정화처리공정에 있어서,

그 내주면에 티타늄코팅층(52)을 갖는 투명관(51)내에 담체로 성형된 티타늄 광촉매(53)를 구비하여 상기 최종침전조(30)내에 설치하되, 조사되는 태양광 또는 자외선에 의해 생성되는 산소라디칼이나 OH^-를 이용하여 상기 최종침전조(30)내로 유입되는 유입수의 난분해성 유기물질을 분해하는 동시에 미생물을 살균하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수정화용 태양광촉매장치.
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