KR101298675B1

Apparatus and method for wastewater treatment using photocatalyst

Abstract

The water treatment apparatus according to the present invention includes a treatment tank having a purification chamber, a contaminated water supply pipe connected to the treatment tank to supply contaminated water to the treatment tank, and magnetic photocatalyst powder in which a magnetic material is coupled to a photocatalytic material in contaminated water flowing into the purification chamber. A photocatalyst input device for input, a purified water discharge pipe connected to a treatment tank to discharge purified water purified by magnetic photocatalyst powder from the purification chamber, and magnetic photocatalyst powder to prevent the magnetic photocatalyst powder contained in purified water from being discharged through the purified water discharge pipe and a photocatalyst collecting device having a magnet disposed on the purified water discharge pipe to collect it. In the case of the water treatment apparatus according to the present invention, the magnetic photocatalyst powder can be evenly dispersed in the contaminated water, so that the decomposition efficiency of the pollutants in the contaminated water by the catalytic reaction of the photocatalyst can be increased, and the magnetic photocatalyst powder can be easily recovered after the purification treatment. can be reused.

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Expires 22 August 2031.

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21 claims: 5 independent, 16 dependent

  1. 1
    정화실을 갖는 처리조;상기 처리조에 오염수를 공급하기 위해 상기 처리조에 연결되는 오염수 공급관;상기 정화실로 유입되는 오염수에 자성 물질이 광촉매 물질에 결합된 자성 광촉매 분말을 투입하기 위한 광촉매 투입장치;상기 정화실에서 상기 자성 광촉매 분말에 의해 정화된 정화수를 배출하기 위해 상기 처리조에 연결되는 정화수 배출관;정화수 속에 함유된 상기 자성 광촉매 분말이 상기 정화수 배출관을 통해 배출되는 것을 막기 위해 상기 자성 광촉매 분말을 포집할 수 있도록 상기 정화수 배출관에 배치되는 자석을 구비하는 광촉매 포집장치;상기 자석에 의해 포집된 상기 자성 광촉매 분말을 포집 해제하기 위한 포집 해제장치;및 상기 자석으로부터 포집 해제된 상기 자성 광촉매 분말을 회수하기 위해 상기 정화수 배출관에 연결되는 광촉매 회수탱크;를 포함하고, 상기 자석은 상기 자성 광촉매 분말이 상기 정화수 배출관의 내면에 부착될 수 있도록 상기 정화수 배출관의 외면에 배치되고, 상기 포집 해제장치는 상기 자석을 상기 정화수 배출관으로부터 이격시키기 위해 상기 자석을 이동시키는 자석 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  2. 2
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  3. 3
    제 1 항에 있어서, 상기 자석으로부터 포집 해제된 상기 자성 광촉매 분말을 상기 광촉매 회수탱크 쪽으로 운반하기 위한 운반유체를 상기 정화수 배출관의 내부로 공급하기 위해 상기 정화수 배출관에 연결되는 운반유체 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  4. 4
    삭제
  5. 5
    제 1 항에 있어서, 상기 자석은 전류를 공급받아 작동하는 전자석이고, 상기 포집 해제장치는 상기 자석에 공급되는 전류를 조절하는 전류 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  6. 6
    제 1 항에 있어서, 정화수와 함께 상기 정화수 배출관을 따라 유동하는 상기 자성 광촉매 분말 중에서 상기 광촉매 포집장치를 통과한 자성 광촉매 분말을 걸러내기 위해 상기 광촉매 포집장치보다 상기 정화수 배출관의 하류에 설치되는 거름부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  7. 7
    제 1 항에 있어서, 상기 광촉매 회수탱크로 회수된 상기 자성 광촉매 분말을 상기 광촉매 투입장치로 운반하기 위해 상기 광촉매 투입장치와 상기 광촉매 회수탱크를 연결하는 광촉매 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  8. 8
    제 1 항에 있어서, 상기 정화실로 투입된 오염수와 상기 자성 광촉매 분말을 교반하기 위해 상기 처리조 내부에 설치되는 교반기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  9. 9
    제 1 항에 있어서, 상기 처리조로 유입되는 오염수에 함유된 오염물의 농도를 측정하기 위한 오염수 농도센서;및 상기 오염수 농도센서로부터 상기 처리조로 유입되는 오염수에 함유된 오염물의 농도에 대한 정보를 제공받아 상기 처리조로 유입되는 오염수에 적절량의 상기 자성 광촉매 분말이 투입될 수 있도록 상기 광촉매 투입장치를 제어하는 제어장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  10. 10
    제 1 항에 있어서, 상기 자성 광촉매 분말을 구성하는 상기 자성 물질은 철(Fe), 코발트(Co), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  11. 11
    제 10 항에 있어서, 상기 자성 광촉매 분말을 구성하는 상기 광촉매 물질은 이산화티탄인 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  12. 12
    제 10 항에 있어서, 상기 자성 광촉매 분말을 구성하는 상기 광촉매 물질은 이산화티탄에 질소나 탄소가 도핑되어 가시광 영역에서도 광분해능을 발휘할 수 있는 가시광 응답형 이산화티탄인 것을 특징으로 하는 수처리장치.
  13. 13
    (a) 처리조의 내부에 오염수와 자성 물질이 광촉매 물질에 결합된 자성 광촉매 분말을 투입하는 단계;(b) 상기 처리조에 투입된 오염수와 상기 자성 광촉매 분말에 빛을 조사하여 상기 자성 광촉매 분말을 활성화시킴으로써 오염수 속의 오염물을 분해시키는 단계;(c) 상기 처리조에 연결된 정화수 배출관의 유로를 개방하여 상기 처리조에서 정화된 정화수를 배출하는 단계;(d) 상기 정화수 배출관의 외면에 배치된 자석의 자력을 이용하여 상기 정화수 배출관을 통해 배출되는 정화수 속에 포함된 상기 자성 광촉매 분말을 상기 정화수 배출관의 내면에 부착시켜 포집하는 단계;및 (e) 상기 자석에 의해 포집된 상기 자성 광촉매 분말을 회수하는 단계;를 포함하고, 상기 (e) 단계는, (e-1) 상기 자석을 상기 정화수 배출관으로부터 이격시켜 상기 자석의 자력에 의해 상기 정화수 배출관의 내면에 부착된 상기 자성 광촉매 분말을 상기 정화수 배출관의 내면으로부터 포집 해제시키는 단계, 및 (e-2) 상기 자석으로부터 포집 해제된 상기 자성 광촉매 분말을 상기 정화수 배출관에 연결된 광촉매 회수탱크에 수거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.
  14. 14
    삭제
  15. 15
    제 13 항에 있어서, 상기 (e) 단계는, 상기 (e-1) 단계 이후, 상기 정화수 배출관의 내부로 운반유체를 공급하여 상기 자석으로부터 포집 해제된 상기 자성 광촉매 분말을 상기 광촉매 회수탱크 쪽으로 운반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.
  16. 16
    제 13 항에 있어서, 상기 (d) 단계 이후, 정화수와 함께 상기 정화수 배출관을 따라 유동하는 상기 자성 광촉매 분말 중에서 상기 광촉매 포집장치를 통과한 자성 광촉매 분말을 오염수로부터 걸러내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.
  17. 17
    제 13 항에 있어서, 상기 (e) 단계 이후, 회수된 상기 자성 광촉매 분말을 상기 광촉매 투입장치로 운반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.
  18. 18
    제 13 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 처리조로 투입된 오염수와 상기 자성 광촉매 분말을 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.
  19. 19
    제 13 항에 있어서, 상기 자성 광촉매 분말을 구성하는 상기 자성 물질은 철(Fe), 코발트(Co), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리방법.
  20. 20
    제 19 항에 있어서, 상기 자성 광촉매 분말을 구성하는 상기 광촉매 물질은 이산화티탄인 것을 특징으로 하는 수처리방법.
  21. 21
    제 19 항에 있어서, 상기 자성 광촉매 분말을 구성하는 상기 광촉매 물질은 이산화티탄에 질소나 탄소가 도핑되어 가시광 영역에서도 광분해능을 발휘할 수 있는 가시광 응답형 이산화티탄인 것을 특징으로 하는 수처리방법.
Independent claims21