KR100321629B1

KR100321629B1 - 폐수정화처리장치

Info

Publication number: KR100321629B1
Application number: KR1019980058875A
Authority: KR
Inventors: 배석림
Original assignee: 배석림
Priority date: 1998-12-26
Filing date: 1998-12-26
Publication date: 2002-11-23
Also published as: WO2000039030A1; KR19990030410A

Abstract

본 발명은 수중의 콜로이드 입자들이 + 또는 -의 고유전하를 띠고 있고 이와같이 일정한 하전을 띤 콜로이드 입자들의 해리에서 생성된 H⁺또는 OH^-기가 정전기적인 결합에 의한 전기 이중층을 형성하여 같은 전하끼리의 정전기적인 반발력에 의하여 상호 응집을 방해하므로 전기적인 교란효과를 이용하여 정전기적인 반발력을 제거함으로써 폐수중에 포함된 오염물질의 제거를 용이하게 하는 폐수정화 처리장치에 관한 것이다. 본 폐수정화 처리장치는 주처리장치를 이용하여 수중에서 외부로 절연되게 절연층을 형성한 두 개의 전극에 고압의 전류를 순간적이고도 연속적으로 단락되게 흐르게 함으로서 전극사이에 강한 전기장이 형성되도록 유도하여, 이때 폐수중에서 발생하는 다량의 OH기에 의하여 액상물질내에 OH 라디칼 농도를 극대화하고 오존발생기에서 생성된 오존을 투여하여 오염물질을 산화시킴을 특징으로 한다. 이에 따라 전극의 손실이나 과다한 전력소비를 방지하면서 효과적인 폐수의 산화, 분해처리할 수 있는 폐수정화처리장치를 제공한다.

Description

폐수정화 처리장치{Cleaning process apparatus for waste water}

본 발명은 수중의 콜로이드 입자들이 + 또는 -의 고유전하을 띠고 있고 이와 같이 일정한 전하을 띤 콜로이드 입자들의 해리에서 생성된 H⁺또는 OH^-기가 정전기적인 결합에 의한 전기 이중층을 형성하여 같은 전하끼리의 정전기적인 반발력에 의하여 상호 응집을 방해하므로 전기적인 교란효과를 이용하여 정전기적인 반발력을 제거함으로써 폐수중에 포함된 오염물질의 제거를 용이하게 하는 폐수정화 처리장치에 관한 것이다.

종래의 전기적인 교란효과를 이용한 폐수처리장치로는 전리이온 정화장치가공지되어 있으며, 상기한 전리이온 정화장치는 절연재료로 만들어진 정화조와 정화조 하부에 설치된 전극유니트가 있고 전극 사이에 알루미늄 합금의 구상물질이 충진되어 있는 구성으로 폐수가 전극유니트를 통과함으로써 전기분해작용에 의한 산화, 환원, 분해, 가스발생, 등의 복합작용으로 폐수중의 오염물질을 제거하는 방법이나 전극의 산화에 따른 전극손실과 소비전력의 과다 등으로 경제성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 본 발명인의 선출원인 특허출원 제91-4406(공고번호 94-2337) 및 동 91-22327(공고번호 94-1946)호는 본 발명의 구성요소의 하나인 주처리장치(1)와 유사한 개념을 응용하는 것으로 자연상태의 액상물질이 구성부분인 수소원자들간의 잡아당기는 힘, 즉 반데스발스의 힘(수소결합)에 의하여 집단수(CLUSTER) 형태로 존재하는 것을 교번되는 고압전류의 전기장의 힘으로 수소결합을 와해시켜 집단화된 물의 분자를 미세한 분자상태로 변환시킴으로서 파생되는 효과를 응용한 것이다.

즉, 특허출원 91-4406호(공고번호 94-2337)는 유류의 경우 연소를 위하여 분사가 되더라도 기름입자의 크기가 매우 커 불완전연소를 유발하는 원인이 되었으나, 전기장의 힘으로 분자를 미세화하여 완전연소가 가능케 하였으며, 염색용수에 있어서 염료의 분산을 촉진하기 위한 물분자의 미세화를 위하여 종래에는 열을 가하여 수소결합력을 약화시켰으나 상기 발명으로 전기장을 이용하여 용이하게 미세화할 수 있었다.

한편, 특허출원 91-22327(공고번호 94-1946)호는 교번되는 고압전류에 의한 전기장의 역할로 물질간의 이온화 현상을 유발토록 함으로써 배관내의 스케일(scale)이 가지고 있는 국부전지 전압과의 결합을 억제시켜 스케일의 생성을 예방함과 동시에 스케일의 제거가 이루어질 수 있도록 한 용수처리장치에 관한 것이다.

상기와 같은 발명은 전기장을 이용하여 액상물질을 미세화하거나 이온화하는 효과는 있었으나, 액상물질에 포함된 오염물질을 제거하는데는 별다른 효과가 없었 다.

본 발명은 상기와 같은 폐수처리장치 또는 액상물질 응집력 와해장치가 갖는 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 전극간의 직접적인 수중방전이 아닌 절연된 전극간의 전기장을 이용하여 수중의 콜로이드 전하입자에 전기적인 교란을 일으키고, 오염물질의 산화, 분해 등을 촉진하기 위하여 오존발생기에서 생성된 고압의 가스를 폐수중에 분사하며, 전극의 산화에 의한 손실을 근본적으로 방지하고 전기분해에 따른 과다한 전력소비를 방지하도록 하는 목적을 제공한다.

제 1도는 본 발명의 처리 공정 장치도

제 2도는 본 발명의 주처리장치도

상기한 목적은, 본 발명에 따라, 입구(3)와 출구(4)가 소정거리 이격된 위치에 형성되며, 내측에 폐수를 수용하기 위한 수용공간이 형성된 함체(2)와, 상기 함체(2)의 외면 소정위치에 고압전류을 인가하도록 된 C전극(10)과, 상기 함체(2)내부에 병렬로 삽설되어 양단이 마감부재로 마감되며, 각각 A전극(6')과 B전극(7')이 교번적으로 인가되는 절연체(5)가 피복된 A,B전극극봉(6)(7)과, 상기 A,B전극봉(6)(7)에 고전압공급부(12)의 고압전류를 교번적으로 인가하기 위하여 적어도 3가지의 서로 다른 제어신호를 소정 주파수(10-1KHZ)의 스위칭제어신호로 스위칭부(13)를 제어하는 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수정화 처리장치에 의해 달성된다.

그리고, 상기 고전압공급부(12)는, 상용교류 전원을 플러스 또는 마이너스 50OV ∼ 5000V의 직류가동전원으로 변환출력하되, 그라운드 단자가 별도로 설치되도록 한다.

또한, 상기 A전극(6')과 B전극(7')은, 1 극성의 직류가동전원이 순간적으로 함체(2)내의 액상물질에 충전되도록 한 후, 2 극성의 상이한 직류가동전원이 순간적으로 함체(2)내의 액상물질에 충전이 되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 방전부(14)는, 상기 CPU로부터 스위칭부(13)로 전달되는 스위칭제어신호에 의해 함체(2)내의 액상물질에 충전된 1또는 2극성의 충전전원을 다음 충전시까지 순간방전시키도록 한다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고압의 전류를 이용하면서도 전력의 소모를 극소화 시키는 안전성이 양호한 주처리장치를 이용하여 수중에서 외부로 절연이 되게 절연층을 형성한 두 개의 전극에 고압의 전류를 콘트롤러에 의하여 순간적이고도 연속적으로 단락되게 흐르게 함으로서 전극사이에 강한 전기장이 형성되도록 유도하여, 이때 폐수중에서 발생하는 다량의 OH기에 의하여 액상물질내에 OH 라디칼 농도를 극대화하고, 외부에 별도로 마련된 오존발생기에서 오존을 생성하여 입구(3)로 투여함으로써 오염물질을 산화시켜 소기의 정화효과를 갖도록 한 것으로서, 그 주처리장치(1)의 구성은, 입구(3)와 출구(4)가 소정거리 이격된 위치에 형성되며, 내측에 폐수를 수용하기 위한 수용공간이 형성된 함체(2)와, 상기 함체(2)의 외면 소정위치에 고압전류을 인가하도록 된 C전극(10)과, 상기 함체(2)내부에 병렬로 삽설되어 양단이 마감부재로 마감되며, 각각 A전극(6')과 B전극(7')이 교번적으로 인가되는 절연체(5)가 피복된 A,B전극극봉(6)(7)과, 상기 A,B전극봉(6)(7)에 고전압공급부(12)의 고압전류를 교번적으로 인가하기 위하여 적어도 3가지의 서로 다른 제어신호를 소정 주파수(10-1KHZ)의 스위칭제어신호로 스위칭부(13)를 제어하는 중앙처리장치(CPU)를 포함한다.

그리고, 상기 함체(2)는 원통상이거나 또는 적용되는 여건과 환경에 따라 그 형태가 변경될 수는 있다고 하겠으나 폐수가 기밀되게 통과할 수가 있도록 구성된 함체(2)의 외부에는, 폐수를 함체(2) 내부로 들여보내는 입구(3)와 폐수를 함체(2)외부로 흘려보내는 출구(4)를 형성하고, 일면 한 부위에는 CPU로부터 인가되는 C전극(10)이 접속되도록 한다.

또한, 상기 함체(2) 내부에는, 절연체(5)로 피복 또는 코팅되고, 그 형상이 원기둥의 형상으로 된 A전극(6')이 인가되는 A전극봉(6)과 B전극(7')이 인가되는 B전극봉(7)을 병렬로 각각 내설한 다음 이를 도2와 같이 마감부재(8)로 기밀되게 마감처리한다.

그리고, 상기 주처리장치(1)와 접속되는 CPU(11)는, 소정의 주파수(10-1KHZ)로 스위칭제어신호를 발생시키며, 여기서 스위칭 제어신호는 적어도 3가지의 서로 다른 제어신호를 가지게 되는 바, 스위칭부(13)로 전달된 제어신호는 스위칭부(13)에 의해서 각각 A전극(6')과 B전극(7')으로 전달된 주파수에 맞게 연속적으로 교번되게 전원을 인가하게 된다.

즉, 상기 고전압공급부(12)는, 상용교류 전윈을 플러스 또는 마이너스 5OOV∼5000V의 직류가동전원으로 변환출력하고, 상기 스위칭부(13)는, 상기한 스위칭 제어신호에 따라 극성이 서로 다른 상기의 직류가동전원을 A전극과 B전극에 교번적으로 인가하게 되는 것이다.

여기서, 상기 A전극(6')과 B전극(7')은, 1 극성의 직류가동전원이 순간적으로 주처리장치내(1)의 함체(2)에 수용된 액상물질에 충전되도록 한 후, 2 극성의 직류가동전원이 순간적으로 함체(2)내의 액상물질에 충전이 되도록 한다.

그리고, 상기 방전부(14)는 스위칭제어신호에 의해 동작되는 스위칭부(13)에 의하여 함체(2)내의 액상물질에 충전된 1 또는 2극성의 충전전원을 다음 충전시까지 순간방전을 시키게 되는 것으로서, 이를 부연하면, C전극(10)을 기준으로 하여 A전극에는 500내지 5000V의 플러스전압을, B전극에는 마이너스 500내지∼5000V를 인가하면, A전극(6')과 B(7')전극사이에 위치한 폐수중에서 양전하를 띤 물질은 B전극(7')쪽으로 모이게 되고, 반대로 음전하를 띤 물질은 A전극(6')쪽으로 이동하게 되는데, 이때 A전극(6')과 C전극(10) 및 B전극(7')과 C전극(10)사이에 전자가 충전되게 되며, 다음 순간적으로 A전극과 B전극 사이의 전압을 방전 시키게 되고, 이어서, A전극(6')에 마이너스 5OOV에서 5000V가량의 전압을 가하고, 반대로 B전극(7')에는 플러스 500V에서 5000V가량의 전압을 가하게 하는 동작을 CPU에서 계속적으로 하게 되면, 서로의 반대 현상에 의하여 물질 상호간의 충돌현상이 일어나 자연 물질의 입자가 파괴 되면서 분자와 각각의 전자 사이에 스핀을 주게되는 것이다.

따라서, 상기 CPU(11)의 온(ON)에 의하여 위와 같은 동작의 반복과 함께 교반작응을 하게 되는데, 이때, CPU(11)로부터 발생되는 제어신호의 주파수는 액상물질의 종류에 따라 10HZ-1KHZ까지로 하고 위 장치의 전극은 폐수의 종류 및 농도에 따라 그 숫자 및 형태가 변경 설정되는 것이다.

위와 같은 구성과 동작을 보이는 본 발명의 주처리장치(1)는 폐수의 종류와 오염정도에 따라 여러가지 실시예를 가질 수가 있는데 대표적인 실시예는 다음과 같다.

- 실시예 -

실시예는, 본 발명의 주처리장치를 폐수정화시 취부 이용되는 공정시스템에 연결하는 구성으로,

오존발생장치 → 순환배관

↓

폐수 → 침전조 → 본발명의 액상처리장치 → 스트루버(SCRUBER) → 제2침전조 → 방류

한편, 상술한 오존발생기는 본 발명에서 제공하는 주처리장치와는 별도로 마련되어 오존을 생성하게 되며, 상기 오존발생기에서 생성된 고압의 가스(오존)를 폐수중에 분사하며, 전극의 산화에 의한 손실을 근본적으로 방지하도록 하여 전력손실을 최소화 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 종래에 있어서 액상물질을 OH라디칼화 하기 위하여 엄청난 전력을 소비하여야 하는데 비하여, 본 발명의 액상물질처리장치는 전력이극히 적게 소모되는 주처리장치에 의하여 수중에서 외부로 절연이 되게 절연층을 형성한 두 개의 전극에 고압의 전류를 CPU에 의하여 순간적이고도 연속적으로 교반되게 흐르게 하여 전극사이에 강한 전기장이 형성되도록 유도함으로서, 이때 액상물질이 다량의 OH기에 의하여 액상물질내에 OH라디칼 농도를 극대화하고 투입되는 화성이 강한 산소인 오존에 의하여 오염물질을 산화시킴으로서 소기의 정화 효과를 갖도록 한 것으로, 본 발명은 전극의 손실이나 과다한 전력소비를 방지하면서 효과적인 폐수의 산화, 분해처리할 수 있는 장치로서 장치의 설치비용이나 처리시간 및 설치면적의 감소는 물론 폐수처리비용을 대폭 절약할 수 있는 획기적인 발명인 것이다.

Claims

입구(3)와 출구(4)가 소정거리 이격된 위치에 형성되며, 내측에 폐수를 수용하기 위한 수용공간이 형성된 함체(2)와,

상기 함체(2)의 외면 소정위치에 고압전류을 인가하도록 된 C전극(10)과,

상기 함체(2)내부에 병렬로 삽설되어 양단이 마감부재로 마감되며, 각각 A전극(6')과 B전극(7')이 교번적으로 인가되는 절연체(5)가 피복된 A,B전극극봉(6)(7)과,

상기 A,B전극봉(6)(7)에 고전압공급부(12)의 고압전류를 교번적으로 인가하기 위하여 적어도 3가지의 서로 다른 제어신호를 소정 주파수(10-1KHZ)의 스위칭제어신호로 스위칭부(13)를 제어하는 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수정화 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 고전압공급부(12)는,

상용교류 전원을 플러스 또는 마이너스 5OOV ∼ 5000V의 직류가동전원으로 변환출력하되, 그라운드 단자가 별도로 설치됨을 특징으로 하는 폐수정화 처리장치.
제 1항에 있어서,

A전극(6')과 B전극(7')은,

1 극성의 직류가동전원이 순간적으로 함체(2)내의 액상물질에 충전되도록 한후, 2 극성의 상이한 직류가동전원이 순간적으로 함체(2)내의 액상물질에 충전이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐수정화 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 방전부(14)는,

상기 CPU로부터 스위칭부(13)로 전달되는 스위칭제어신호에 의해 함체(2)내의 액상물질에 충전된 1또는 2극성의 충전전원을 다음 충전시까지 순간방전시키도록 함을 특징으로 하는 폐수정화 처리장치.