KR100372849B1 - 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응집 및 전기분해 원리를 이용하여 폐수중의 유기물과 영양염류를 제거할 수 있는 장치에 관한 것이다. 최근 호수의 부영양화, 적조현상 등으로 식수원의 수질오염 문제를 일으키고 있는 식물성 플랑크톤을 억제하기 위한 다각적인 노력이 이루어 지고 있으나 그동안 주로 사용해온 생물학적 폐수처리 방법만으로는 조류 성장의 제한 인자인 질소와 인의 처리가 어려웠다. 본 발명은 응집제를 사용하는 응집법과 물의 전기분해시 생성되는 산화제를 이용한 유기물산화 원리를 이용해 고농도 유기폐수, 생물분해가 어려운 난분해성 폐수중의 유기물을 소멸시킴은 물론 질소와 인을 효과적으로 제거할 수 있는 방법을 개발한 것이다. 응집제를 먼저 투여하여 응결물을 형성하여 인제거와 더불어 전해처리시 유기물 제거효율을 높였으며 생물학적 처리시 제거가 어려운 난분해성 물질의 제거는 물론 색도, 질소, 인의 제거효율이 매우 높다. 본 발명을 생물학적 처리 단계 이전에 활용하면 생물학적 처리효율도 크게 개선할 수 있다.

처리조는 유입부, 응집조, 전해부상조, 부유슬러지 유출부를 일체형으로 구성하였으며, 응집제는 폐수의 종류와 특성에 따라 무기응집제(황산반토, 염화제이철), 유기 고분자응집제(양이온 응집제, 음이온 응집제, 무이온 응집제)를 독립적 또는 혼합하여 사용 할 수 있고, 전해부상조에 사용하는 전극은 불용성(티타늄 판에 백금을 도포한 것, 이리듐을 도포한 것, 루테듐을 도포한 것 등) 또는 용해성 전극(알누미늄, 철)을 사용 할 수 있으며, 용해성 전극을 사용 할 경우 응집제를 사용하지 않거나 사용량을 줄일 수 있다. 전해 부상조에는 또 과산화 수소수를 주입할 수 있다.

본 발명을 적용하면 소규모 축산폐수 처리시설, 색도 제거가 어려운 도축장 폐수, 난분해성 물질이 다량 함유되고 색도제거가 어려운 염색폐수를 안전하게 처리 할 수 있을 것으로 기대된다.

Description

응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치{Advanced apparatus for treating wastewater using the electrolysis and coagulation}

도축폐수는 생물학적 처리가 용이하여 처리방법으로 적용하고 있으나 처리후 색도제거가 어려워 문제시 되고 있다. 또 염료 등 난분해성 물질을 함유하고 있는 경우에도 생물학적 처리에 어려움이 있으며 처리후에도 색도가 문제시 되고 있다. 최근 호수의 부영양화 원인물질인 질소와 인의 제거가 절실히 필요하나 소규모 처리시설의 경우 처리가 어렵다. 본 발명은 이러한 난분해성 물질은 물론, 축산폐수 등에서 다량 배출되는 질소와 인등 영양염류의 처리가 가능하도록 전기분해 원리를 이용한 것으로 운영이 간단하고 처리시설 면적이 적으며 경제적인 처리방법을 개발한 것이다.

전기 화학적 방법에 의한 유기물의 분해원리를 이용한 것으로 이 원리를 이용한 종래의 기술은 철, 알누미늄, 구리, 백금전극 등 다양한 전극소재를 이용한 오.폐수 처리기술이 소개되고 있다. 또 철이나 알누미늄과 같은 용해성 전극은 전해과정에서 용출되어 2가 또는 3가의 금속성 양이온이 물속에 남게되는 데 이 과정에서 물속의 미세한 부유물과 응집되어 침전을 유리하게 하는 응집제의 역할을 하기도 한다. 전기분해 방법은 그 원리는 비교적 간단하지만 그동안 전력비의 과다로 생물학적 처리방법 만큼 활성화 되지 못해 왔으나 유기물 특히 색소 등 난분해성 물질의 분해도 가능하기 때문에 염색폐수, 피혁폐수, 침출수 등 생물학적 처리가 어렵거나 생물학적 처리후에도 잔류하는 색소나 유기물을 재처리하는 목적으로 많이 사용되어 왔다. 산업 폐수의 배출기준이 총량 기준으로 규제됨에 따라 산업폐수의 처리에 대한 관심과 기업의 부담이 증대되고 있다. 또한 공단 지역의 유출수와 생활하수를 혼합하여 처리하는 하수처리장은 기존의 생물학적 처리 방법인 활성슬러지법만으로는 처리 효율의 저하 등과 같은 문제를 야기시키고 있다. 특히 피혁폐수는 그 성상이 다양하고 배출되는 폐수의 량도 일정하지 않으며, 고농도의 질소농도와 계면활성제 및 중금속류 등과 같은 성분을 포함하고 있어 부영양화, 하수처리장의 처리 효율 저하 및 생태계의 파괴 등과 같은 심각한 수질오염을 유발시키고 있다. 일반적인 피혁폐수의 처리공정에는 유기물을 줄이기 위해 명반 및 고분자 물질을 이용한 응집침전법이 전처리에 이용되고 있으며, 최근에는 바닷물 중에 존재하는 Mg^2-이온을 이용한 알칼리성 산업 폐수 응집처리법이 연구되고 있다. 최근 무기성 또는 유기성 전해질을 함유한 폐수에 전기에너지를 가하여 폐수 중의 여러 가지 오염 물질을 동시에 제거하는 전해산화에 의한 폐수처리가 주목을 받고 있다. 전해처리 방법은 전극과 용액의 계면에서 직접적인 전자전달이 행해지는 전극 반응과 전극 반응 생성물이 폐수 중의 성분과 반응하는 2차 반응으로 구분할 수 있으며, 이를 이용한 전기 투석, 응집, 부상 원리, 유기물의 직·간접 산화와 중금속의 회수 등에 이용되고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 난분해성 유기물질의 분해제거, 질소 및 인 제거에 의한 고도폐수처리를 가능하게 하고, 도축폐수 및 염색폐수와 같이 색도제거가 어려운 폐수의 처리에 매우 유용한, 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 말명에 의한 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치는 폐수의 특성을 고려하여 응집제의 종류 및 투여량을 정하여 투여할 수 있고, 응집보조제인 산과 알카리를 투입할 수 있는 응집응결조; 및 사용되는 전극은 스테인레스 스틸, 철, 알루미늄, 티타늄, 티타늄판에 백금을 도포한 것, 티타늄판에 루테늄을 도포한 것, 및 티타늄판에 이리듐을 도포한 것으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 전극의 형상은 철망형, 원판형, 및 사각형 판형으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 상기 전극의 음극과 양극을 서로 교환하여 사용할 수 있고, 전류량이 자동 조절되는 전기분해 부상조를 포함하며, 응집응결 원리 및 전기분해 원리가 함께 적용되고, 응집응결 반응 이후에 전기분해 반응이 일어나는 것을 특징으로 한다.이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.본 발명은 난분해성 폐수를 응집의 원리와 물의 전기분해에서 얻어지는 산화제에 의하여 유기물의 분해와 동시에 질소 및 인의 제거가 가능하다는 원리를 이용하여 폐수중의 유기물 제거는 물론 질소와 인성분을 동시에 제거할 수 있는 고도처리 기술을 개발한 것이다. 또한 색도제거가 용이하여 각종 환경처리시설에서 배출허용기준 범위이내로 처리하면서도 처리수 중의 색도 문제로 각종 민원이 발생하는 문제도 해결할 수 있도록 하였다.처리원리는 우선 폐수에 대하여 Jar-test를 하여 최적 응집조건을 구하고 기존의 방법처럼 응집후 침전분리를 시행하지 않고 응결물이 포함된 폐수를 전기분해 장치로 이송시킨다.

사용되는 응집제는 무기응집제로서 폐수의 종류에 따라 염화제2철, 황산알누미늄, PAC 등이며 고분자 응집제로는 양이온성, 음이온성, 무이온성을 페수의 특성과 농도에 따라 선택적으로 사용한다.

다음으로 응결물이 포함된 폐수는 전기분해조에 투입되는 데, 전해조에서는 직류전원에 의해 물을 전기분해 하여 OH 래디컬을 얻고 이 OH 래디컬의 강력한 산화작용을 이용하여 유기물을 분해시키는 원리를 이용한 것이다.

양극 2H₂O = O₂+ 4e^-+ 4H⁺-------------------------(1)

4OH^-= 2H₂O + 4e^-+ O₂-------------------------(2)

음극 2H⁺+ 2e^-= H₂-----------------------(3)

2H₂O + 2e^-= H₂+ 2OH^--------------------------(4)

음극에서 발생된 OH 래디컬은 난분해성 물질, 질소성분등 유기물을 분해시킨다. 또한, 철이나 알누미늄과 같은 용해성 전극은 전기분해시 아래와 같은 수산화반응이 진행되어 응집제가 생성된다.

Fe ----------- Fe³⁺+ 3e^-------------------------(5)

Fe³⁺+ 3OH^--------- Fe(OH)₃↓ 침강 또는 부상 ---------------------(6)

Al ----------- Al³⁺+ 3e^------------------------(7)

Al³⁺+ 3OH^-------- Al(OH)₃↓ 침강 또는 부상 ---------------------(8)

결국 양극에서 생성된 Fe³⁺, Al³⁺은 알칼리도와 결합하여 수산화물로 침전된다. 따라서 사멸된 조류나 미처리된 유기물질 등 부유물을 침전시키는 응집제로 작용한다.

전해작용으로는 전기응집(Electrocoagulation), 전기적 부상 (Electroflotation), 전기적 산화(Electrooxidation), 표면부착(Surface complexation), 정전기적 인력(Electrostatic attaction), 화학 전환(Chemical modification), 화학침전(Chemical precipitation)등이 있으나, 본 방법에서는 전기적 응집반응(Electrocoagulation), 전기적 산화반응(Electrooxidation)이 일어난다. 특히 전기적응집은 용해된 금속이 가수분해하여 현탁용존 및 콜로이드성 물질로 수산화물을 형성하게 되며 Zeta전위 때문에 응집, 현탁, 침강특성이 우수하여 폐수처리에 효과적이다.

<유기물질의 제거원리

일반적으로 유기오염물질은 직접적인 양극산화반응과 간접적인 산화반응에 의해 전기 화학적으로 산화분해 된다. 이들 두 공정은 그림1과 같이 나타낼 수 있다. 직접적인 양극 산화반응 공정으로는 오염물질이 양극표면에 흡착되어 양극전자 이동반응에 의해서 산화된다. 그리고 간접적인 산화반응 공정은 발생기 산소(O₂), 하이포화염소산(HClO), 산화된 금속이온과 같은 강력한 산화제가 전기분해가 일어나는 동안에 전기 화학적인 반응에 의해서 생성된다. 오염물질은 전기 화학적인 반응에 의해서 강력한 산화제의 산화반응에 의해서 bulk용액 속에서 분해된다. 염소이온이 포함된 폐수는 양극 산화반응에 의해서 HClO를 생성시켜 간접적인 산화반응효과를 증가시킨다. 전기 화학적인 산화 공정에서 전해질 NaCl의 효과는 수용액상의 전기전도도를 증가시켜 전류효율을 높이는 역할뿐만 아니라 NaClO 와 HClO를 생성시켜 유기오염물질을 산화시키는 간접적인 산화반응을 한다.(그림 1)

<암모니아성 질소 제거원리

전해산화에 의한 암모니아 제거반응은 직접산화 반응과 간접산화반응에 의해 진행된다. 암모니아의 직접산화반응은 양극에서 직접 일어나며, 간접산화반응은 전해반응에서 발생하는 산화물에 의해 산화되는 반응을 말한다. 또한, 수용액에 염분의 농도가 증가하면 염분이 전해반응하여 산화제로 작용하므로 암모니아의 산화반응속도는 증가하게 되며, 아래의 반응에 의해 암모니아는 산화된다.

암모니아의 전해반응과 동시에 수용액중의 염소가 반응하여 생성되는 잔류 염소에는 차아염소산(HOCl)과 차아염소산이온(OCl^-)을 들 수 있는데, pH가 높을 경우는 차아염소산 이온의 분율이 높아지고, pH가 낮을 경우는 차아염소산의 분율이 높게 나타나는 것으로 알려져 있다. 전류의 밀도가 증가하면 전극의 표면에서 암모니아의 직접산화반응이 증가하게 되고, 또한 수용액에서는 암모니아성질소의 제거에 따라 pH가 낮아지면서 차아염소산의 분율이 증가하게 되어, (3), (4)식의 간접산화반응이 활발해지게 되므로, 암모니아성질소의 제거율을 촉진시킬 것으로 생각된다. Fig. 4에서 질산성질소의 농도는 전류밀도 및 전해시간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내고 있는데, 이는 전류밀도의 증가에 따른 질산화가 촉진되었기 때문이라고 생각된다. 이상과 같이 염분을 함유하는 폐수의 전해산화반응에서 암모니아성질소의 제거 및 질산화는 전해에 의하여 생성된 차아염소산과 암모니아성질소가 반응하여 최종생산물인 NO₃ ^-, N₂, NCl₃등으로 전환되므로 암모니아성질소의 제거율과 질산화를 촉진시킬 수 있을 것으로 사료된다.

Anode : Cl^-→Cl₂+2e^-(9)

solution : Cl₂+ H₂O →HOCl +H⁺+Cl^-(10)

HOCl + NH₄ ⁺→NH₂Cl + H₂O + H⁺(11)

HOCl + NH₂Cl →NHCl₂+ H₂O (12)

NHCl₂+ HOCl →NCl₃+ H₂O (13)

NHCl₂+ H₂O →NOH + 2H⁺+ 2Cl^-(14)

NOH + 2HOCl →NO₃ ^-+3H⁺+ 2Cl^-(15)

NOH + NHCl₂→N₂+ HOCl + H⁺+ Cl^-(16)

직류전원은 정류기를 사용하여 공급 받는다.

본 발명이 이루려는 기술적 과제는 응집처리과정을 선행공정으로 하여 인을 응결시키고, 플럭을 만들어 전해공정에서 처리율을 향상시킨 전기분해 페수처리 공정을 개발하려는 것으로 난분해성 폐수를 응집의 원리와 물의 전기분해에서 얻어지는 산화제에 의하여 유기물의 분해와 동시에 질소 및 인을 동시에 제거할 수 있는 고도처리 기술을 개발한 것이다. 또한 색도제거가 용이하여 각종 환경처리시설에서 배출허용기준 범위이내로 처리하면서도 처리수 중의 색도 문제로 각종 민원이 발생하는 문제도 해결할 수 있도록 하는 것이다. 효율검토를 위한 실험재료 및 결과는 다음과 같다.

<실험재료 및 장치>

실험에 사용된 회분식 전해실험장치의 개략도는 그림2.와 그림3에 도시하였다. 본 실험장치는 응집반응조, 전해조 및 슬러지 부상 제거조로 구성되어 있다. 응집반응조는 직경 18cm, 길이 30cm로서 7ℓ용량이며 상부에 가변 모터를 장착하여 rpm을 조절할수 있도록 하였으며 무기응집제, pH조절용산, 알카리 투입부 및 고분자 응집제를 투여할 수 있도록 하였다.

전기분해장치의 구성은 control panel, 전극 유니트, 전해조, skimer 등으로 이루어져 있다. control panel은 전력 공급 역할을 하는데 교류를 직류로 바꾸어 주는 정류기, 회로 차단기, 변압기, 극 교반 타이머등으로 이루어져 있다. 전해조는 전극 유니트를 포함하고 있어 수처리를 행하는 주요 부분이며 Skimer는 전해시 발생하는 스컴을 제거하는 역할을 한다. 가장 중요한 전극 유니트는 불용성 전극으로 이루어진 구조물이며 이 부분에서 모든 처리 행위가 이루어진다.상기 전극은 음극과 양극소재에 대하여 스테인레스 스틸, 철, 알루미늄, 티타늄, 티타늄판에 백금을 도포한 것, 티타늄판에 루테늄을 도포한 것, 티타늄판에 이리듐을 도포한 것 등이 사용되며, 전극의 형상은 철망형, 원판형, 사각형 판형 등이 사용될 수 있다. 전극판 사이에는 탄소구슬 등 구슬형 복극전극을 둘 수 있는 구조로서, 음극과 양극을 서로 교환하여 사용할 수 있는 구조를 가진다.처리 효율이 높고 수명이 긴 전극으로서 백금족 금속과 란탄계열의 금속을 합금하여 사용 하였다. 이 전극은 전도율이 높고 ClO^-발생효율을 높여 백금전극에 의해 30% ∼ 50%정도 향상된 처리효율을 보이며 수명도 백금에 비해 길다. 가격은 백금과 비슷하나 효율 상승 등으로 인하 유지관리비 절약이 가능하고 전체적으로 20∼30%정도 경비 절감이 되는 것으로 알려져 있다.

전해조는 10mm의 투명 아크릴로 제작하였으며 용량을 조절할수 있도록 하였고 상부에는 부상 슬러지를 제거하기 용이 하도록 설계하였다. 전원공급은 DC power supply를 이용하였으며 전류, 전해조 전압 및 온도를 측정할 수 있도록 ammeter, voltmeter, 온도계를 부착하였다.(그림 2)

(그림 3)

<처리실험><대상폐수의 성상 및 특성분석>

처리시험에 사용된 폐수는 대전 농수산 시장의 도축폐수로서 폐수중의 많은 량은 가축 혈액 성분으로 현재 활성슬러지법에 의한 생물학적 처리를 하고 있으나 질소, 인의 제거가 어렵고 처리후 색도가 높아 문제시 되고 있으나 채수 시기에 따라 수질이 크게 다르나 실험에 사용한 폐수의 성분은 하기의 표 1과 같고, 그 분석방법은 하기의 표 2와 같다. <응집실험>

기존의 연구[류병로.RRC.1998-2000]에서 응집침전후 용존성 물질, 원폐수 그리고 응집부 슬러지 함유 폐수에 대한 전해처리 실험결과 원폐수 보다는 응집제 함유 폐수의 처리성의 우수하였으며 응집침전 전후에는 큰 차이를 보이지 않아 응집후 침전에 소요되는 침전조를 제거하여 처리장치를 Compact화 하기위한 목적으로 응집슬러지를 함께 전해조로 이송하였다. 사용된 무기 응집제는 Alum이며 pH조절을 위해 NaOH를 사용하였으며 유기응집제로는 Yangfloc사이 음이온계, 비이온계, 양이온계 응집제를 사용하여 실험하였다.

응집실험의 실험조건은 다음 표 3과 같다.

<전기분해 처리 실험>

회분식 전해장치에 사용한 전극은 용해성 전극으로 철전극, 알루미늄전극을 불용성 전극으로 복합전극을 사용하였다. 전해조는 그림 2.와 그림3.에 도시한 실험장치를 사용하여 실험하였으며 전극판의 크기는 10cm ×10cm로서 1mm두께로서 양극과 음극을 1조로 하여 병렬 연결하여 사용하였다. 전류밀도, 전해조 전암, 전극간격, 염분함량 등을 변화시켜 가며 처리에 미치는 영향을 측정하였다. 전해실험에서 분석용 시료 재취는 실험의 일관성을 갖기 위하여 고정된 일정한 위치(중심부)에서 피펫을 이용하여 채취, 분석하였다.

<결과 및 고찰>

<응집실험>

도축장 활성슬러지 처리부 유출수에 대한 응집침전실험을 실시하였다.

응집교반 30분 침전후 시료를 채취하였다. 그림4.와 그림5.는 응집제로서 Alum을 이용하여 pH 및 Alum 주입량 변화에 따른 유기물 제거 특성을 나타낸 결과이다. 이하의 COD는 망간법에 의한 분석치이다.(그림 4)

(그림 5)

그림6과 그림7은 응집제로서 FeCl₃를 이용했을 때 유기물 제거특성을 나타낸 것이다.(그림 6)

(그림 7)

<전기분해실험>

<용해성 전극에 의한 실험>

회분식 실험장치에 10cm ×10cm두께 1mm의 철 전극 및 알루미늄 전극을 2개조(양극, 음극 각1매)로 하고 전극 간격을 1cm하여 실험하였다. 전해액으로 NaCl을 주입하였으며 초기농도는 2500mg/ℓ로 하였다. 그림8. ∼ 그림 10.은 용해성 전극(Fe, Al)을 사용하고 1차 응집반응을 거치고 도축폐수의 처리 실험 결과이고, 이때 전극 전압은 6볼트를 유지하였다. 이와 관련하여, 표 4는 철, 알루미늄 전극사용시의 COD 제거수치를 나타낸 것이다. (그림 8)

(그림 9)

(그림 10)

<불용성 백금전극에 의한 실험>

전극간격 1cm의 백금전극을 2개조 사용하고 전압을 4볼트로 유지, 도축원폐수의 COD농도 1140mg/ℓ를 1차 응집처리후 30분 침전된 상등수를 시료로 하여 전해액으로 NaCl를 사용하여 전해액의 농도에 따른 COD제거율을 실험하였는데, 그 결과는 표 5와 같고, 표 6에는 사용전류량에 따른 제거특성을 나타내었다.

전극간 전압에 따른 처리도 실험을 위해 전극간 거리로 1cm 전극을 2개조로 하여 응집후 슬러지를 포함한 시료에 대한 NaCl농도를 18,000mg/ℓ로 하여 실험하였다.(그림 11)

(그림 12)

(그림 13)

(그림 14)

그림 15에서 전해액의 농도가 높을수록 오염물의 제거율은 높게 나타났다.(그림 15)

<전극간격에 따른 COD 제거 효율>

전극간격에 따른 COD제거 특성을 조사하기 위해 전해조 전압을 8볼트로 하고 응집처리한 폐수에 전해액으로 NaCl농도를 18,000mg/ℓ로 하여 실험하였다. 처리전 시료의 COD농도는 1830mg/ℓ이고, 전극간 간격은 0.5cm, 1cm, 1.5cm, 2cm로 시험하였다. 전극간격에 따른 COD 제거율은 표 7과 같다. (그림 16)

고농도 유기물을 함유한 도축폐수를 응집후 회분식 전해처리법을 처리할 경우 전극간격, 전해처리시간, 전해액의 농도 및 pH가 COD, T-N, T-P 제거 효율에 미치는 영향을 실험하였다.

전극간격은 작을수록 반응초기의 제거효율이 높았으며 최대의 반응속도 범위인 0∼10분 사이에서 1cm 간격의 전극이 경제적인 것으로 나타났으며, NaCl을 전해질 용액으로 사용할 경우 18,000mg/ℓ농도에서 제거율이 높았다. 전해 처리시간은 대체로 길수록 COD제거율이 상승하였으나 5 ∼ 10분 사이의 반응율이 높아 5 ∼ 10분이 경제적인 것으로 판단된다. 전해조 전압은 전압이 클수록 초기 COD제거율이 높았으나 10볼트 이상에서는 오히려 감소하는 경향을 나타냈다.

도1은 전기분해 부상장치의 총괄도

도2는 전기분해 부상조의 단면도(A), 입체도(B)

도3은 전기분해 부상조의 측면도(A), 평면도(B)

도4는 응집응결 혼화조

도5는 회분식 전기분해조

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

① 정류기로서 직류전원 공급장치

② 저류조로서 폐수의 저류기능

③ 응집반응조로서 응집제에 의한 인처리 및 응결물 형성조

④ 전기분해부상조로서 유기물제거 및 질소제거 기능

⑤ 부상슬러지 탈수기

본 발명은 응집응결 및 전해분해에 의해 생성된 산화제에 의한 유기물, 질소성분 및 인성분의 분해소멸 제거 장치를 개발한 것으로 각 부분별 기능 및 특징은 다음과 같다.

도1에서 ①의 정류기는 전압과 전류조절이 가능한 것으로 폐수의 특성에 따라 전류량을 조절할 수 있는 장치이며,

도1에서 ②는 저류조로서 폐수의 균등화, 균질화를 할 수 있는 혼화지이고,

도1에서 ③은 응집 반응조로서 자동으로 응집제 및 응집보조제인 산. 알카리 조절제가 투여될 수 있는 구조이고,

도1에서 ④는 전기분해 부상조로서 세로방향으로 가로와 세로가 각각 10Cm * 10 Cm 두께 1mm의 전극판이 설치되어 있는 구조로서 전극판은 양극과 음극을 교대로 수개에서 수십개를 설치할 수 있고, 전극판 간의 간격은 1Cm 단위로 증감 할 수 있는 구조이다. 측면에서 과산화수소수를 투입 할 수 있는 구조로 되어있으며 상부에는 부상슬러지가 한쪽으로 모일 수 있도록 설계 되어 있다. 응집반응조에서 생성된 응결물은 펌프로 이송되어 전해장치의 하부로 유입되며 처리과정 중 상향 유동하여 처리수는 방류규로 부상슬러지는 슬러지 탈수기로 유동한다.

도1에서 ⑤는 슬러지 탈수기 및 전동모터로 탈수기는 기계식 벨트프레스 탈수기이며 전동모터는 폐수처리량에 따라 다른 용량이 적용된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 난분해성 유기물질의 분해제거, 질소 및 인 제거에 의한 고도 페수처리가 가능토록 되어 있고, 도축폐수 및 염색폐수와 같이 색도제거가 어려운 폐수의 처리에 매우 유용하다. 특히 축산폐수의 처리에 유용하며 활성슬러지법 등 생물학적 처리공정에 비하여 불용성 전극을 사용할 경우 반 영구적으로 사용 할 수 있고 유해한 물질이 생성되지 않으며 자동화운전이 용이하여 유지관리가 편리하므로 중소규모 축산, 도축, 염색폐수처리에 효과가 있다.

Claims (4)

1. 폐수의 특성을 고려하여 응집제의 종류 및 투여량을 정하여 투여할 수 있고, 응집보조제인 산과 알카리를 투입할 수 있는 응집응결조; 및

   사용되는 전극은 스테인레스 스틸, 철, 알루미늄, 티타늄, 티타늄판에 백금을 도포한 것, 티타늄판에 루테늄을 도포한 것, 및 티타늄판에 이리듐을 도포한 것으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 전극의 형상은 철망형, 원판형, 및 사각형 판형으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 상기 전극의 음극과 양극을 서로 교환하여 사용할 수 있고, 전류량이 자동 조절되는 전기분해 부상조

   를 포함하며,

   응집응결 원리 및 전기분해 원리가 함께 적용되고, 응집응결 반응 이후에 전기분해 반응이 일어나는 것을 특징으로 하는 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 전극 사이에는 구슬형 복극전극이 위치하는 것을 특징으로 하는 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전기분해 부상조는 과산화수소수를 투입할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치.