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고효율 오존 전달 반응장치
GㆍOㆍT SYSTEM
General Ozone transfer & reaction system
1.1 기술의 개요
처리하고자 하는 물의 수질, 수량 및 목표수질에 따라 최소량의 오존가스를 주입하여
최단시간에 99.9% 이상의 물질전달과 반응 과정을 거치면서,
산화ㆍ분해ㆍ살균ㆍ살조ㆍ탈색ㆍ탈취 등을 완벽하게 수행하는 고효율 수처리
시스템이다. 이때 총 반응 시간은 5~120초 이다.
1.2 이론적 배경
일반적으로 기체를 액체에 전달(용해) 시킬 때 적용되는 이론은
기체 침투설 (Peretration theory), 기체접촉표면 갱신설 (Surface renewal theory),
일중 경막설 (One film theory), 이중 경막설 (Two film theory) 등이 있으며,
일반적으로 이중 경막설이 널리 적용 되고 있다.
이때 전달되는 기체의 양은 거시적으로는 "헨리의 법칙 (Henry's law)"을 따르고,
미시적으로는 "픽커의 법칙 (Fick's law)" 에 따라 결정된다.
다시 말하면, 유체의 유동상태에 변화를 주어 오존전달과 화학반응을 극대화 시켰으며, 화학반응의 이론은
유효 충돌설과 활성화 에너지설에 기초하여 최단시간에 반응을 달성하도록
관련기술을 복합적으로 적용하였다.
주기 1) 헨리의 법칙 (Henry's law)
기체가 액체에 전달될 때, 각 기체의 전달량은 각 기체의 분압과
기체 상수에 비례한다.
2) 픽커의 법칙 (Fick's law)
기체가 액체에 전달될 때, 기체의 전달량은 기체분자확산 (Molecula diffusion)에
의해 기체의 농도와 접촉면적에 비례한다.
단, 전달과정에서 기체와 액체간의 화학반응은 없을 경우임.
1.3 GㆍOㆍT SYSTEM의 구성
발생된 오존가스를 처리수에 반응시키는 전달ㆍ반응장치 (Mass transfer & reaction system)를
중심으로 모든 사양이 결정된다.
그 구성은 다음과 같다.
(1) 전달반응 장치 (Mass transfer & reaction system)
발생된 오존가스를 처리수와 강력 산화 반응시킴으로써 오존 사용량의 절감 및
처리효율을 높이는 핵심적인 장치이다. 처리수의 수질, 수량, 목표수질에 따라
전달ㆍ반응장치의 사양이 설계된다.
(2) 오존발생장치
고농도의 오존가스를 생산하는 장치이며,
에너지 및 유지관리비를 최소화할 수 있도록 설계
(3) 원료가스 공급장치
산소 및 공기원료를 공급하는 장치로서, 산소가 원료인 경우
오존가스의 품질 및 운전여건에 따라 PSA 방식과 LOX 방식이 적용된다.
(4) 배오존 처리장치
전달ㆍ반응장치에서 기액분리기를 통하여 잔류된 산소 가스가 배출되며
미량 오존가스의 처리와비상대비용 배오존가스 처리기를 설치함.
배오존 처리후 잔류농도는 0.05ppm이하이다.
(5) 자동제어 장치
감시제어 전용 컴퓨터에 의하여 원료가스 공급장치에서 배오존처리기까지
전체 System이 연동되며 자동운전 된다.
(6) AOP처리 기능
GOT 처리와 U.V, H2O2를 병행하여 산화를 촉진함으로
난분해성 물질의 제거와 처리효과를 배가함.
1.4 GㆍOㆍT SYSTEM의 특성 및 비교
1.4.1 GㆍOㆍT SYSTEM의 특징
1) 오존 소요량이 적다 (기존 기술대비 15~40%)
2) 설치 면적이 작다 (기존 기술대비 23~30%)
3) 반응 탱크가 불필요 하다 (기존 기술은 반드시 필요)
4) 오존가스의 유출이 없어 안전하다 (오존가스 전달 반응효율 99%이상)
5) 고도처리의 새로운 지평을 제시함
ㆍBOD, COD 60~90% 제거
ㆍ반응시간이 짧고, 연속처리 한다 (5~120초, 기존 기술 5~15분 이상)
ㆍH2O2, UV, TiO2 등의 산화촉매제를 이용한 고도산화처리 (AOP)
6) 소요동력이 적고, 운전이 간단하다
7) 시설비와 유지 관리비를 2~3배 절감한다
8) 기존 처리설비에도 구조물 변경 없이 적용 가능하다
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