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제목 마이크로 버블을 이용한 해수처리 시스템 및 이를 이용한 해수처리 방법





마이크로 버블을 이용한 해수처리 시스템 및 이를 이용한 해수처리 방법
{Sea water treatment system using micro-bubble and method thereof}

본 발명은 마이크로버블을 이용한 친환경 해수처리 시스템 및 방법에 관한 것으로,

보다 상세하게는 산소 또는 일반 공기를 마이크로버블 형태로 수조에 공급하여 물 속에 분포하는 각종 세균을 살균하고,

수조 내 생물체의 생장에 필요한 용존산소를 공급하며, 수조 내의 유해한 유기물을 제거하는

해수용 스키머의 역할을 동시에 구현하는 다기능의 시스템 및 이를 이용한 해수처리 방법에 관한 것이다.


대한민국 공개특허 10-2012-0059666는 미생물 담체를 이용하는 수처리방법에 마이크로버블 효과를 부여하고자 하는 것이다.

종래의 생물반응조의 호기성에 의한 활성오니의 수처리 방법에서는 물 방울의 크기가 매우 큰 폭기(Bubbling)조건에서

수중에 용존된 유기물질을 제거하는 시스템으로 공기방울이 매우 커서 빠른 속도로 수면 위로 부상 후 대기 중으로 빠져나오기 때문에

물과의 접촉 면적이 적고, 또한 부력도 크고 물(액체)과의 접촉시간도 짧아 충분한 수처리 효과를 거두기 어려웠던 문제점을 해결하기 위하여,

 

상기 출원은 오염된 수중에 미생물 담체가 존재하는 상태에서 버블(Bubble)직경이

100 마이크로미터 이하의 미세기포가 오염된 수중에 공급되면 마이크로버블의 미세기포는 표면장력의 작용에 의해

수중에 급속이 완전 용해되어 용존산소(DO, Dissolved oxygen)를 극대화하여

미생물 담체에 존재하는 미생물에 의해 수처리 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라

초 미세 기포가 자기 가압 효과에 의해 소멸할 때 산화력이 강력한 하이드록시 라디칼(-OH)이 생성에 따라

수중에 존재하는 여러 가지의 유해 화학물질을 분해하여 수질이 청정화되도록

수처리 효율을 배가시킬 수 있는 수처리 방법에 관한 것이다.

그러나 상기의 발명은 미생물 담체를 이용하는 수처리공정에 한정된 기술이며,

유기오염물질의 포집 및 마이크로 격벽에 의한 버블의 이동경로 확장 등에 대한 구성이 결여되어있다.

즉, 수족관 등에서의 해수처리 방법에 있어서, 버블을 이용한 스키머(skimmer)를 개량하여 보다

용이하게 유기오염물질을 제거하고 용존산소량을 증가시키는 효율적인 해수처리 방법이 필요한 것이다.



이에, 본 발명은 수조(100)의 해수처리를 위하여, 버블스키머(buble skimmer)(200)를 포함하는 해수처리 시스템에 있어서,

상기 버블스키머(200)는 직경 1-100㎛ 의 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블발생기(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는

마이크로 버블을 이용한 수처리 시스템을 제공하여 상기와 같은 문제를 해결하고자 한다.

본 발명에 따르면, 수족관 등의 해수처리에 있어서, 산소 또는 공기를 마이크로버블 형태로 수조에 공급하여

물 속에 분포하는 각종 세균을 살균하고, 수조 내 생물체의 생장에 필요한 용존산소를 공급하며,

수조 내의 유해한 유기물을 제거하는 스키머의 역할을 동시에 구현하는 효과를 제공한다.

본 발명은 종래의 스키머에서 밀리미터 크기의 버블을 발생시키는 것에 반해,

경이 마이크로미터 수준인 마이크로 버블을 발생시킨다.

상기의 마이크로 버블은 밀리미터 크기의 버블에 대해 증가된 기포 표면적을 가지며,

이에 따라 유기물에 대한 강한 흡착력을 제공함으로써 유기물 제거 효율을 극대화시키고, 용존산소 공급능력이 크게 향상된다.

실험적으로 밀리미터 크기의 기포 대비 400% 높은 용존산소 공급률을 확인할 수 있었다.

또한, 본 발명은 활성산소 마이크로버블을 이용한 살균효과를 기대할 수 있다.

상기의 활성산소 마이크로버블은 1 ml 당 백만 개 이상의 세균 농도에 대하여

 1시간 이내에 99% 이상의 높은 살균력을 가지고 있음을 실험으로 확인하였으며,

별도의 살균제 등의 투입이 필요 없어 친환경적이고, 수족관의 생물체에 대해 무해한 장점 있다.


즉, 본 발명에 따르면, 살균기와 용존산소 공급기, 그리고

유기물 제거를 위한 스키머 장치가 별도로 구성된 종래의 해수용 수조 시스템에 반하여,

살균, 용존산소공급, 유기물 제거를 하나의 시스템으로 통합시킴으로써 공간적인/비용적인 효율을 향상시키고,

마이크로 버블을 적용하여 유기물 제거 및 용존산소공급 효과를 극대화 시키는 효과가 있는 것이다.
















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