KR100627186B1 - 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해살균장치 및 이를 원격감시제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해살균장치 및 이를 원격감시제어하는 방법에 관한 것으로, 그 목적은 모든 방류수는 전극판 사이를 관통하여 지나가는 구조로 되어 있어 방류수가 전극판 사이에서 모두 전해 반응이 일어나 전해 효율이 증가하도록 하고, 메쉬형의 전극형상을 가진 양극과 음극을 관통하는 구조로 유체흐름의 저항을 작게 하여 미세한 극 간격 이내 에서도 영향을 받지 않고 자연스런 유체 흐름을 가질 수 있도록 하고, 메쉬형 전극을 사용하여 직렬결선을 하는 구조로 되어 전기적 안정도가 우수하도록 하며, 양극과 음극을 동시에 촉매성 산화물 전극을 사용하여 연속적인 극성변환(reverse polarity)운전을 할 수 있어 전극의 오염을 사전에 방지하고 오랫동안 전극판의 건전성을 유지할 수 있는 전기분해 살균장치를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 목적은 개별적으로 설치된 다수의 전기분해 살균장치를 이격지에서 원격으로 감시 제어할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 구성은 하폐수처리장의 말단으로 배출되는 방류수를 정류기를 통해 공급되는 직류전기로 양극극판과 음극극판에 통전시켜 전기분해 살균소독 후 배출하는 장치에 있어서, 유입되는 방류수를 다수개의 유로로 나눔과 동시에 전극을 직렬화하기 위해 방류수의 흐름과 평행하게 수직설치된 다수개의 격벽과; 방류수의 흐름과 직각방향으로 상기 격벽과 격벽사이에 설치되어 직렬연결 결선되고, 직렬연결된 전극의 양측단은 전류리더로 병렬 연결되어 정류기와 연결되는 다수개의 메쉬 형 전극으로 구성되고, 이와 같은 구성을 가진 전기분해 살균장치의 원격감시제어방법을 그 기술적 특징으로 한다.

전기분해살균장치, 메쉬형전극, 전기분해반응부, 화학분해반응부, 금속메쉬망

Description

메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해살균장치 및 이를 원격감시제어하는 방법{ Electrolysis disinfection equipment with complex electric-connection, composed of mesh electrode and the method of telemetering and controling function}

도 1a는 본 발명에 따른 전기분해살균장치의 제 1 실시예의 사시도,

도 1b는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 후단부를 보인 사시도,

도 1c는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 평면도,

도 1d는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 측면도,

도 2a는 본 발명에 따른 제 2 실시예도의 사시도,

도 2b는 본 발명에 따른 제 2 실시예도의 덮게가 덮힌 상태의 평면도,

도 2c는 본 발명에 따른 제 2 실시예도의 평면도,

도 2d는 본 발명에 따른 제 2 실시예도의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 메쉬형전극의 일부분을 보인 실시예도

도 4는 본 발명에 따른 원격제어방법 흐름도

도 5내지 7은 종래의 하폐수처리장용 전기분해 소독장치도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 격벽 (2) : 메쉬형 전극

(3) : 전류리더 (4) : 연결선

(5) : 전기분해반응부 (6) : 화학분해반응부

(7) : 받침부재 (8) : 전단벽체

(9) : 후단벽체 (10) : 좌측벽체

(11) : 우측벽체 (12) : 하부벽체

(13) : 유입단 (14) : 유출단

(15) : 덮게 (16) : 금속 메쉬망

본 발명은 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해살균장치 및 이를 원격감시제어하는 방법에 관한 것으로, 하폐수를 처리하는 하수처리장의 끝단에 설치되어 방류수의 수질을 개선시키는 전기분해살균장치 및 이러한 살균장치를 원격지에서 제어하는 방법에 관한 것이다.

산업화가 진행되면서, 물의 사용량이 증가되고, 대기·수질 오염이 날로 심화되면서 오폐수의 처리 및 물의 재이용의 필요성이 증대되고 있다. 이러한 목적을 위한 하폐수 살균처리장치는 하폐수 처리장치장의 방류전 마지막 단계에 설치된다. 이러한 살균장치에 의해 처리된 방류수의 기준을 대한민국 특허 10-2002-0036086호의 종래 기술분야에 언급된 자료를 참조하여 설명하자면 다음과 같다.

하폐수처리 및 물의 재이용화를 위해서는 박테리아, 바이러스 등을 제거하기 위한 소독 및 물에 존재하는 부유물질의 제거가 중요한 요소로 되고 있다. 즉 하수도법 시행규칙 중 개정령(환경부령 제113호)에 의한 방류수 수질기준은 아래의 [별표1]과 같다.

[별표1] 방류수 수질기준(제6조 제1항 관련)(㎎/ℓ)

대장균 수는 모든지역에 대하여 2003년 1월 1일부터 적용하고 수질환경보전법 시행규칙 별표 5 의 규정에 의한 청정지역이나 수도법 제5조 규정에 의한 상수 원 보호지역 및 그 경계구역으로부터 상류로 유하거리 10㎞이내 지역 또는 수도법 제3조 제15호 규정에 의한 취수시설로부터 상류로 유하거리 15㎞ 이내 지역은 방류수질 기준으로 대장균 수가 1,000개/㎖이하로 강화하여 적용된다.

이와 같이 하수처리장에서 발생된 방류수의 살균 필요성이 법으로 강제되어 있다. 종래의 방류수 살균 기술로는 염소소독, UV소독, 오존소독, 전기분해를 이용한 소독 등이 개발·적용되어 왔다.

상기 염소소독법은 물의 소독법으로 가장 널리 이용되고 있는데, 잔류성이 높아서 효율적인 것으로 알려져 있다. 그러나 염소소독법은 공정 과정에서 THM, chloramine과 같은 강독성 부산물이 생성되며, 밀도가 낮은 oil, grease 또는 콜로이드성 물질이 물에 포함되어 있는 경우에는 소독효과가 크지 않은 단점이 있다.

UV소독은 자외선에 이한 살균방법으로 최근에 집중적으로 연구되고 있다. 그러나 UV소독은 잔류효과가 거의 없고, 시설비 및 유지비가 과도하며, 처리수의 유량변동에 대응하기가 상대적으로 어려운 것으로 알려져 있다. 또한 처리수 내에 부유고형물(SS)나 색소성분이 있는 경우 처리효과가 매우 낮을 뿐만 아니라 미생물이 UV에 의해 손상된 DNA를 자가복구할 수 있기 때문에, 현장에서 확실한 소독효과를 거둘 수 있다고 규명하기 어렵다.

오존 소독법은 강력한 산화력으로 큰 소독효과를 얻을 수 있는 방법이지만 오존의 용해성이 낮고 시설비 및 운전비가 많이 소요되며 수처리 과정에서 발생하는 오존의 유출을 방지하기 위한 (후)처리 시설이 필요하다. 또한 오존 소독법은 처리부산물의 안정성에 대한 명확한 검증이 이루어지지 않았다.

전기분해를 이용한 소독은 물을 전기분해하는 과정에서 첨가 혹은 생성된 각종 화학물질이 미생물이나 바이러스를 사멸시키는 기제로 활용되도록 하는 방식이다.

소독을 목적으로 하는 전기분해법은 첨가물(NaCl, Ag,Ca, Br, I), 첨가물을 공급하기 위한 각종 부대장치 등이 필요하고, 소독의 대상이 되는 물의 성상, 유량 변동에 따라 첨가물의 종류 및 그 첨가량이 달라지게 되며 따라서 매우 복잡한 소독법으로 알려져 있다.

상기와 같은 소독법 중 전기분해를 이용한 방법으로는 대한민국 특허 10-2002-0036086호(도 5내지 7 참조)가 있는데, 그 구성을 살펴보면 "하수처리장의 방류수가 유입되고 유출되는 유입구와 유출부가 형성된 방류조에 있어서, 방류수의 유입구와 유출구가 동일 높이에 형성된 장방형(長方形) 방류조의 방류수 유입구 전방에 방류수를 두 개의 흐름으로 나누는 "Y"자 형태의 분류벽(分流壁)이 형성되어 각 분류된 공간내에 각각 복수조의 전극판이 지그재그로 엇갈리게 배열 설치되거나, 방류수의 유입구는 하부측에 형성되고 유출구는 상부측에 형성된 폭은 좁고 깊이가 깊은 심저형(深底形) 방류조의 내부에 길이방향으로 양측 내벽면에 수평으로 형성되고 복수조의 전극판이 상하로 엇갈리어 배열 설치되는 것으로, 방류조의 내부에 방류수의 흐름과 대략 평행 또는 경사지게 배열된 복수조의 전극판이 설치되어 방류수를 전해소독하는 하수처리장 방류수 전해소독설비"가 있다.

이와 같은 설비의 목적은 전기분해장치를 기존의 방류조에 설치하여 보다 효율적이고 염가의 방류수 소독처리수단을 제공한다는데 그 특징이 있으나, 그 구조상 다음과 같은 문제점이 있다. 이하 문제점 제기시 상기 특허출원 내용을 포함한 일반적인 전기분해 소독장치의 문제점을 제기한다.

상기 종래 전기분해 살균처리장치의 문제점으로는, 전극판을 경사지거나 지그재그로 배치하여 방류수가 흐를 수 있는 구조로 되어 있어, 방류수가 모두 전극판을 통과 하지 못하고 직방류 되어 전해 효율이 감소 된다는 문제점이 있다.

또한 일반적인 종래 전해 살균처리장치는 방류수가 양극과 음극 사이 즉 전극판 사이를 지나가도록 되어 있어, 일반 하수 처리장의 대량의 방류수가 배출되는 곳에 설치할 경우 유속(선속도)이 증가하여 전극표면이 빠르게 훼손된다는 문제점이 있다.

또한 상기 전기분해 살균처리장치 및 일반적인 종래 전기분해 살균처리장치는 결선 방식에 제한이 있다. 즉, 전극판의 형상에 따라 메쉬형의 다공질 전극은 병렬결선을 평판형의 경우 직병렬 결선으로 제한 되어 있어서 단선등이 있으면 정류기에 과부하가 생겨 전체 장치의 운전이 정지되는 등의 문제점이 있다.

또한 상기 전기분해 살균처리장치 및 일반적인 종래 전기분해 살균처리장치의 양극은 코팅 전극을 사용하고 음극은 금속전극을 사용하기 때문에 극성 변환시 시간에 제한이 있으며, 연속적인 극성변환 운전을 할수 없어 전극의 건전성이 떨어지고 음극판의 잦은 교체가 필요하다는 문제점이 있다.

또한 상기 전기분해 살균처리장치는 설치시 지하에 매설하기 위한 토목공사가 필요하다는 문제점이 있다.

또한 상기 전기분해 살균처리장치 및 일반적인 종래 전기분해 살균처리장치는 개별 혹은 각각의 상태를 원격에서 감시하거나 조정할 수 있는 수단이 없어 마을 등에 설치되는 소규모 하폐수처리장일 경우 설치 후 설비의 안정적인 유지 보수에 어려움이 따른다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 모든 방류수는 전극판 사이를 관통하여 지나가는 구조로 되어 있어 방류수가 전극판 사이에서 모두 전 해 반응이 일어나 전해 효율이 증가하도록 하고, 메쉬형의 전극형상을 가진 양극과 음극을 관통하는 구조로 유체흐름의 저항을 작게 하여 미세한 극 간격 이내 에서도 영향을 받지 않고 자연스런 유체 흐름을 가질 수 있도록 하고, 메쉬형 전극을 사용하여 직렬결선을 하는 구조로 되어 전기적 안정도가 우수하도록 하며, 양극과 음극을 동시에 촉매성 산화물 전극을 사용하여 연속적인 극성변환(reverse polarity)운전을 할 수 있어 전극의 오염을 사전에 방지하고 오랫동안 전극판의 건전성을 유지할 수 있는 전기분해 살균장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 개별적으로 설치된 다수의 전기분해 살균장치를 이격지에서 원격으로 감시 제어할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 전기분해 살균장치는 유체흐름방향에 직각으로 직렬연결된 메쉬형전극을 양극과 음극으로 구성하고, 이 메쉬형 전극(2)은 촉매성 산화물 전극을 사용하여 연속적인 극성변환(reverse polarity)운전을 할 수 있도록 구성하였다.

상기 촉매성 산화물 전극은 백금 도금 티타늄 전극판을 대체하여 티타늄에 루테륨, 이리듐, 백금, 로듐, 팔라듐 등의 백금족 귀금속 과 탄달륨, 주석, 안티모늄 등을 적절히 혼합하여 고온 산화 처리에 의해 코팅 처리된 산화물 촉매 코팅 티 타늄 전극판이다.

또한 본 발명의 메쉬형 전극(2)을 직렬로 연결하기 위해 유체 흐름에 직각방향으로 설치된 개별 메쉬형 전극(2)이 이웃하는 수평방향의 메쉬형 전극(2) 사이에 격벽(1)을 설치하였다. 격벽(1)은 유체의 흐름과 평행하게 설치하여 수로 역활을 겸하도록 구성하고, 그 갯수는 직렬연결을 이루는 수평방향 전극의 갯수에 따라 증가시켜 설치한다.

상기 격벽(1)을 사이에 둔 메쉬형 전극(2)의 연결은 유체흐름의 직각방향으로 형성된 앞뒤 메쉬형 전극(2) 중 어느 하나의 메쉬형 전극(2)만 유체흐름에 직각방향인 수평방향으로 이웃하는 메쉬형 전극(2)과 격벽(1)의 상부 연결선(4)을 통해 결선되어 직렬연결된다. 이때 한번 결선된 메쉬형 전극(2)은 연속해서 이웃하는 메쉬형 전극(2)과 연결되지 않고 한번 건너 뛴 후 다시 결선하는 방식으로 연결된 후 일측 끝단과 수직 결선되는 전류리더(3)에 용접된다.

상기 메쉬형 전극(2)은 유체의 흐름방향과 직각방향에 대하여 다수개 설치하여 구성한 전기분해반응부(5)로 구성하고, 이러한 전기분해반응부(5)는 후단에 있는 전기분해반응부(5)와 일정 간격 이격시켜 화학분해반응부(6)를 형성한다.

상기와 같이 메쉬형 전극(2)을 격벽(1)으로 나눔으로 해서 연속적으로 극성이 +.-로 변하여 직렬연결로 결성된다.

이와 같은 결선의 방법은 아래 도면에 의해 설명된다.

참고도 1)은 본 발명의 직병렬결선방법, 참고도 2)는 일반적인 단일연결의 예, 3)은 직렬연결의 예, 4)는 병렬연결의 예이다.

상기와 같은 전기분해반응부(5)와 화학분해반응부(6)는 다단으로 형성되어 방류수는 후단의 전기분해반응부(5)와 화학분해반응부(6)로 갈수록 방류수에 포함된 박테리아, 바이러스 및 물에 부유물질이 적어지게 되어 수질이 개선된다.

또한 본 발명의 격벽(1)은 전기분해반응부(5) 전후끝단 보다 길게 단을 형성하여 바이패스전류를 예방하도록 구성하였다.

또한 격벽(1)의 전후단에는 금속 메쉬망을 형성하여 유입단이나 받침부재(7)에 전기가 흐르지 않도록 어스 역활을 함과 동시에 이물질의 통과를 막도록 구성하였다.

상기 메쉬형 전극(2)의 전후 메쉬형 전극(2)간의 거리는 5mm 이내가 되도록 설치한다. 그 거리는 작으면 작을 수록 좋다.

상기 메쉬형 전극(2)을 이루는 메쉬의 크기는 유속에 따라 그 크기를 달리하여 구성하는데 유속이 크면 메쉬가 큰 것(12mm*24mm)을 사용하고 유속이 작으면 메쉬가 작은(3mm*6mm)것을 사용하여 구성한다.

도 1a는 본 발명에 따른 전기분해살균장치의 제 1 실시예의 사시도, 도 1b는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 후단부를 보인 사시도, 도 1c는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 평면도, 도 1d는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 측면도를 도시하고 있는데, 이를 참고하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전기분해살균장치는 하부에 형성된 다수의 받침부재(7)에 의해 얹혀져 지지되는 형태를 취하고 있고 이를 이루는 테두리는 전단벽체(8), 후단벽체(9), 좌측벽체(10), 우측벽체(11) 및 하부 벽체(12)에 의해 방류수가 격리되도록 구성되고, 상부는 덮게(15)를 덮은 후 볼트등의 고정수단으로 체결하여 메쉬형 전극(2)의 상부를 필요시 개폐하도록 구성한다. 따라서 방류수는 전단 벽체(8)에 형성된 유입단과 후단 벽체(9)에 형성된 유출단을 통해서만 공급되고 유출되도록 구성된다.

상기와 같은 구조에 의해 지중에 살균처리를 위한 저수조등의 장치를 매설하는 등의 공사가 필요하지 않은 구조이다.

전기분해살균장치의 구성을 앞부분부터 구체적으로 설명하자면 앞단에는 하폐수처리장으로부터 공급되는 방류수를 공급받는 유입단이 형성되어 있고, 후단에 는 살균처리된 방류수가 배출되는 받침부재(7)이 형성되어 있다.

유입단(13)으로부터 공급된 방류수는 유입단(13) 후단에 일정 거리를 두고 방류수의 흐름과 직각방향으로 설치된 금속메쉬망을 거치게 되는데, 이 금속메쉬망을 통과하면서 방류수에 포함된 이물질이 1차적으로 걸러지게 하여 이물질에 의한 전류의 단락을 방지하게 된다. 또한 메쉬망이 금속으로 형성되어 있어 다수의 전극으로 구성된 본 발명 전기분해장치에서 발생되는 전류가 금속 메쉬망의 이전에 설치된 유입단쪽으로 흐르지 않게 어스역활을 하게 된다.

금속 메쉬망(16)을 통과한 방류수는 그 흐름에 평행하게 수직 설치된 다수의 격벽(1)을 통해 다수의 유로로 나뉘어지고, 이 유로를 통과하면서 격벽(1)에 직각방향인 방류수의 흐름에 직각방향으로 설치된 다수의 메쉬형 전극(2)에서 전기분해된 후 격벽(1)의 후단부를 지나면서 다시 합쳐진 후 후단 금속메쉬망을 거쳐 받침부재(7)으로 흘러가 배출되도록 구성된다.

후단의 금속메쉬망(16)은 전단의 금속메쉬망(16)에서 걸러지지 않은 이물질을 2차적으로 걸러 이물질에 의한 전류의 단락을 방지하게 된다. 또한 이 후단의 금속메쉬망(16)은 전단의 금속메쉬망(16) 처럼 전류가 후단의 유출단(14) 쪽으로 전류가 흐르지 않도록 어스역활을 하게 된다.

유출단(14)은 후단 벽체(9)의 설치경사에 따라 전단부가 낮고 후단부로 갈수록 높게 상부방향으로 일정각도 경사지게 구성하였다.

상기 격벽(1)과 격벽(1)사이에 설치된 메쉬형 전극(2)은 유체흐름의 직각방 향으로 형성된 앞뒤 메쉬형 전극(2) 중 어느 하나의 메쉬형 전극(2)만 유체흐름에 직각방향인 수평방향으로 이웃하는 메쉬형 전극(2)과 격벽(1)의 상부 연결선(4)을 통해 결선되어 직렬연결되도록 구성하였다. 또한 한번 결선된 메쉬형 전극(2)은 연속해서 이웃하는 메쉬형 전극(2)과 연결되지 않고 한번 건너 뛴 후 다시 결선하는 방식으로 연결된 후 일측 끝단과 수직 결선되는 전류리더(3)에 용접된다. 이때 전류리더(3)는 티타늄을 사용한다. 이와 같이 전류리더(3)에 메쉬형 전극(2)의 +, -극이 각각 결선된 후 전류리더(3)는 정류기(도시없음)로 연결된다.

상기 메쉬형 전극(2)은 유체의 흐름방향과 직각방향에 대하여 다수개 설치하여 구성한 전기분해반응부(5)로 구성하고, 이러한 전기분해반응부(5)는 후단에 있는 전기분해반응부(5)와 일정 간격 이격시켜 화학분해반응부(6)를 형성하도록 설치구성한다.

상기 전기분해반응부(5)에서는 전위차에 의한 순간살균이 이루어진다. 즉, 직류전원의 통전으로 전위차(ORP)가 발생하여 세균의 세포막을 터뜨려 살균하게 된다. 또한 전기분해반응부(5)에 이어지는 화학분해반응부(6)에서는 전기분해반응부(5)에서 발생된 라디칼에 의한 순간 살균이 이루어진다.

즉, 물을 전기분해하면 하이드록실라디칼, 하이드로퍼옥시라디칼, 수퍼옥사이드칼, 과산화수소, 차아염이온등의 라디칼이 발생되는데, 이러한 라디칼은 높은 전위차를 가지는 반응성물질로 라디칼은 이온교환을 통해 순간적 살균을 하게 된다. 이와 같은 순간 살균에 의해 유기물, 냄새, 색도, 세제, 농약성분, 환경호르몬 등의 처리가 가능하다.

상기 본 발명의 전기분해반응부(5)는 전기분해반응부(5)와 어느정도 거리를 두고 형성되어야만 발생된 라디칼에 의한 살균작용이 일어나는 것으로, 본원 발명처럼 전후 전기분해반응부(5)사이의 공간부가 형성되었을 경우에만 그와 같은 2차적인 살균 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명 격벽(1)은 전기분해반응부(5) 전후끝단 보다 길게 단을 형성하여 전후 금속메쉬망 근처까지 연장하여 설치구성하였는데, 이와 같은 구성에 의해 바이패스전류를 차단하게 된다.

도 2a는 본 발명에 따른 전기분해살균장치의 제 2 실시예의 사시도, 도 2b는 제 2 실시예의 덮게가 덮힌 상태의 평면도, 도 2c는 본 발명에 따른 제 2 실시도예의 평면도, 도 2d는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 측면도를 도시하고 있는데, 이를 참고하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명 제 2 실시예의 구성은 실시예 1의 구성과 동일하나 바이패스 전류의 발생을 예방하기 위한 일부 구성의 변형예로서, 다수의 격벽(1) 중 일부 격벽구간에만 유입단의 방류수가 유입된 후 후단의 2곳에 형성된 유출단을 통해 방류되도록 격벽(1)에 의한 유로를 변경하여 구성하였다.

즉, 본 발명의 실시예 1에서는 유입단(13)을 통과한 방류수가 금속 메쉬망(16)을 지나 다수의 격벽(1)으로 모두 흘러가게 구성하였지만, 실시예 2에서는 중 앙부 금속 메쉬망(16)의 양측단과 접하여 형성된 격벽(1)이 전단벽체(8)의 유입단(13)까지 연장되어 측방향으로 흐르는 방류수의 흐름을 막고 유출단(14)이 형성된 전단 벽체(8)와는 연장되지 않도록 구성하고, 금속메쉬망(16)과 접하는 격벽(1) 사이에 형성되어 유로를 2개로 나누는 격벽(1)은 유출단이 형성된 후단 벽체(9)까지 연장하여 유로가 섞이지 않도록 하며, 금속 메쉬망(16)의 양측단과 접한 격벽(1)의 양측과 전기분해살균장치의 좌우측 벽체(10, 11)를 나누는 격벽(1)은 유입단(13)이 형성된 전단 벽체(8)와는 접하지 않고 유출단(14)이 형성된 후단벽체(9)와는 연결되도록 구성한다.

따라서 방류수의 흐름은 중앙부를 통과하면서 2개로 나뉘어 유출단(14) 쪽으로 흐르다가 다시 유입단(13)쪽으로 유로가 변경된 후 마직막으로 유입단(13) 쪽에서 유출단(14) 쪽으로 유로가 최종 변경되어 유출단(14)을 통해 배출되게 된다.

이와 같은 구성에 의해 바이패스전류의 발생가능성을 실시예 1보다 저감시켰지만 방류수가 모든 메쉬형 전극(2)을 통하게 되므로 전기분해 살균처리는 실시예 1과 동일하게 작용하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 메쉬형전극의 일부분을 보인 실시예도인데, 이와 같은 형상의 메쉬망 크기는 전술한 바와 같이 유속에 따라 그 크기를 달리하여 구성하는데 유속이 크면 메쉬가 큰 것을 사용하고 유속이 작으면 메쉬가 작은것을 사용하여 구성한다

상기 메쉬형 전극(2)을 이루는 메쉬의 크기는 유속에 따라 그 크기를 달리 하여 구성하는데 유속이 크면 메쉬가 큰 것(12mm*24mm)을 사용하고 유속이 작으면 메쉬가 작은(3mm*6mm)것을 사용하여 구성한다.

상기 본 발명의 메쉬형 티타늄이 제작 되는 방법이 일반 메쉬 제작과 다른데, 일반 메쉬는 격자 부분이 기계적으로만 접합 되어 있어 전기적 저항이 커질수 있어서, 본 발명에서 사용하는 금속메쉬망(티타늄)은 일반메쉬가 아니라 티타늄 원판에 홀을 낸후 익스팬드(expanded)하여 구성한 후 다시 평탄화 하기 위하여 프레스로 가공한 형상이다.

도 4는 본 발명 전기분해 살균장치의 원격 감시 제어방법에 관한 계통도로, 본 발명 전기분해살균장치는 보통 대규모 하폐수처리장을 가진 도시지역보다는 소규모 하폐수처리장이 운영되는 시골 마을 지역을 위해 설치 구성되는데, 이와 같은 지역에 설치된 전기분해살균장치는 전문적인 운영요원이 없을 경우 관리가 미흡하여 전기분해 살균장치가 원활하게 작동되지 않을 수 있어 이를 원격으로 감시 제어할수 있도록 구성한 것이다. 물론 본 발명의 원격감시제어방법을 대용량 하폐수처리장에 설치된 전기분해살균장치에 적용해도 됨은 당연하다.

본 발명 전기분해살균장치를 원격감시제어방법에 사용되는 장치구성은,

하페수처리장의 말단에 설치되어 방류수를 전기분해 살균하는 전기분해살균장치와;

전기분해살균장치에 전류를 공급하는 정류기와;

전기분해살균장치에 설치되어 이를 통과하는 방류수의 pH를 검출하는 pH센서 및 전도도를 건출하는 전도도센서로 이루어진 패키지센서와;

전기분해살균장치에 설치되어 이를 통과하는 방류수의 살균효과를 검출하는 산화환원전위차 송신기(ORP transmeter)및 탐침자로 이루어진 산화환원전위차 센서와;

상기 정류기의 전류변동값과 패키지센서 및 산화환원전위차 센서로부터 측정값을 입력받는 인터페이스와, 이를 메인원격감시제어부에 통신하는 통신부와, 입력된 정보를 처리하고, 로컬운전시스템의 각장치를 제어하는 프로그램이 실행되는 CPU와, 로컬운전시스템에 전원을 공급하는 전원모듈과, 임의의 정보를 입력하는 소프트터치스크린수단으로 구성되는 로컬운전시스템과;

상기 로컬운전시스템의 통신부를 통해 전송되어 입력되는 정보를 입력받아 로컬운전시스템을 감시, 제어하는 프로그램이 실행되는 다수의 원격제어감시장치로 구성되는 메인원격감시제어부로 구성된다.

상기 로컬운전시스템을 이루는 장치 수단에서 생략된 부분은 일반적인 컴퓨터장치를 이루는 구성이므로 기타 장치의 설명은 생략하였다.

상기 로컬운전시스템과 메인원격감시제어부의 원격제어감시장치간의 통신은 이더넷망으로 연결되어 통신되도록 구성한다.

상기 로컬운전시스템은 도면상에서는 편의상 하나만 표시하였지만 실제 운영시는 다수의 로컬운전시스템을 원격제어하도록 구성한다.

상기 패키지센서와 산화환원전위차 센서는 전기분해소독장치가 방류수를 처 리함에 따른 방류수의 수질을 지속적으로 검사하여 데이타를 생성한다.

상기 로컬운전시스템은 현장운전제어 및 감시(모니터링)하는 시스템으로 각 센서로부터의 데이타수집 및 정류기의 부하에 따른 자동제어를 하는 시스템이다. 또한 설비 가동 및 기능의 이상시 알람내역 데이타를 관리한다. 또한 각종센서 및 기기의 운전상태관리를 한다.

상기 메인원격감시제어부는 원격운전, 감시시스템으로 여러지역에 분산설치되어 있는 다수의 로컬운전시스템 각각의 상태를 점검하여 이상유뮤가 발생한 해당 로컬운전시스템의 CPU로 해당 명령을 보내 제어하도록 하는 통합관리시스템이다.

이와 같은 장치 구성을 가진 원격제어방법은 다음과 같은 단계를 거쳐 제어된다.

하폐수처리장의 말단에 설치되어 방류수를 전기분해 살균하는 전기분해살균장치의 메쉬형전극에 공급되는 정류기의 전류변동값을 실시간으로 검출하여 출력하는 단계와;

전기분해살균장치에 설치되어 이를 통과하는 방류수의 pH를 검출하는 pH센서 및 전도도를 건출하는 전도도센서 및 산화환원전위차 센서가 실시간으로 측정값을 출력하는 단계와;

상기 각 단계에서 발생된 측정값을 로컬운전시스템의 CPU에 실행되는 로컬운전제어프로그램이 이상유무를 실시간 판단하고 제어함과 동시에 메인원격감시제어부를 이루는 다수의 원격제어감시장치 각각에 해당 정보를 이더넷을 통하여 전송하 는 단계와;

상기 로컬운전시스템으로부터 전송된 자료를 다수의 원격제어감시장치에서 감시함과 동시에 제어권을 가진 원격제어감시장치가 다수의 로컬운전시스템 중 비정상상태인 로컬운전시스템에 제어명령을 전송하는 단계와;

상기 원격제어감시장치로부터 전송받은 명령을 로컬운전시스템에서 실행하여 비정상부를 제어하는 단계로 이루어진다.

상기와 같은 제어방법에 의해 원격지에서 다수의 지역에 분산 설치된 전기분해살균장치의 원활한 제어가 가능하게 되어 지속적인 살균작업을 하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 하폐수처리장의 종단에서 공급되는 모든 방류수가 메쉬형 전극 사이를 관통하여 지나가는 구조로 되어 있어 방류수가 메쉬형전극 사이에서 모두 전해 반응이 일어나 전해 효율이 증가한다는 장점과,

메쉬형 전극 형상을 가진 양극과 음극을 관통하는 구조로 유체흐름의 저항을 작게 하여 미세한 극 간격(5mm)이내에서도 영향을 받지 않고 자연스런 유체 흐름을 가질 수 있다는 장점과,

메쉬형 전극을 사용하여 직렬결선을 하는 구조로 되어 전기적 안정도가 우수하다는 장점과,

양극과 음극을 동시에 촉매성 산화물 전극을 사용하여 연속적인 극성변환(reverse polarity) 운전을 할 수 있어 전극의 오염을 사전에 방지하고 오랫동안 전극판의 건전성을 유지할 수 있다는 장점과,

다수의 이격지에 설치된 전기분해살규장치를 원격지에서 감시 제어할수 있다는 장점을 가져 원활한 운전이 가능하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

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6. 하폐수처리장의 말단으로 배출되는 방류수를 정류기를 통해 공급되는 직류전기로 양극극판과 음극극판에 통전시켜 전기분해 살균소독 후 배출하는 장치에 있어서,

   유입되는 방류수를 다수개의 유로로 나눔과 동시에 전극을 직렬화하기 위해 방류수의 흐름과 평행하게 수직설치된 다수개의 격벽과;

   방류수의 흐름과 직각방향으로 상기 격벽과 격벽사이에 설치되어 직렬연결 결선되고, 직렬연결된 전극의 양측단은 전류리더로 병렬 연결되어 정류기와 연결되는 다수개의 메쉬형 전극;으로 구성하되,

   상기 메쉬형 전극으로 구성된 양극과 음극은 연속적인 극성변환(reverse polarity)운전을 하도록 촉매성 산화물 전극으로 구성하고,

   상기 격벽을 사이에 둔 메쉬형 전극의 연결구조는 유체흐름의 직각방향으로 형성된 앞뒤 메쉬형 전극 중 어느 하나의 메쉬형 전극만 유체흐름에 직각방향인 수평방향으로 이웃하는 메쉬형 전극과 격벽의 상부 연결선을 통해 결선되어 직렬연결되고, 한번 결선된 메쉬형 전극은 연속해서 이웃하는 메쉬형 전극과 연결되지 않고 한번 건너 뛴 후 다시 결선하는 방식으로 연결구성하며,

   상기 메쉬형 전극은 유체의 흐름방향과 직각방향에 대하여 다수개 설치하여 방류수 중 미생물 및 유기물을 1차적으로 전기분해하는 전기분해반응부와; 전단 전기분해반응부와 후단 전기분해반응부와 일정 간격 이격시켜 전기분해반응부에서 발생된 라디칼에 의한 방류수 중 미생물 및 유기물을 2차적으로 분해하는 화학분해반응부가 적어도 2단이상 다단으로 형성하고,

   상기 메쉬형 전극은 유속이 크면 메쉬가 큰 것을 사용하고 유속이 작으면 메쉬가 작은것 중에서 선택적으로 구성하되, 티타늄 원판에 홀을 낸 후 익스팬드(expanded)하여 구성한 후 다시 평탄화 하기 위하여 프레스로 가공한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해 살균장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 전기분해살균장치는 하부에 형성된 다수의 받침부재에 의해 얹혀져 지지되는 형태를 취하고 있고 이를 이루는 테두리는 전단벽체, 후단벽체, 좌측벽체, 우측벽체 및 하부 벽체에 의해 방류수가 격리되도록 구성되고, 상부는 덮게를 덮은 후 볼트등의 고정수단으로 체결하여 메쉬형 전극의 상부를 필요시 개폐하도록 구성하고, 방류수는 전단 벽체에 형성된 유입단을 통해 공급된 후 격벽에 의해 유로가 나뉘어진 후 후단에 형성된 유출단을 통해서만 유출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해 살균장치.
8. 제 6항 또는 7항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 유입단과 격벽의 선단부분사이 그리고 유출단과 격벽의 후단부분사이에 방류수의 흐름과 직각방향으로 설치구성되어 이물질제거 및 어스역활을 하는 금속메쉬망으로 구성된 것을 특징으로 하는 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해 살균장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 격벽은 전기분해반응부 전후끝단 보다 길게 단을 형성하여 전후 금속메쉬망 근처까지 연장하여 설치구성하여 바이패스전류를 차단토록 구성한 것을 특징으로 하는 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해 살균장치.
10. 제 6항 또는 7항 중 어느 한항에 있어서,

    중앙부 금속 메쉬망의 양측단과 접하여 형성된 격벽이 전단벽체의 유입단까지 연장되어 측방향으로 흐르는 방류수의 흐름을 막고 유출단이 형성된 전단 벽체와는 연장되지 않도록 구성하고, 금속메쉬망과 접하는 격벽 사이에 형성되어 유로를 2개로 나누는 격벽은 유출단이 형성된 후단의 벽체까지 연장하여 유로가 섞이지 않도록 하며, 금속 메쉬망의 양측단과 접한 격벽의 양측과 전기분해살균장치의 좌우측 벽체를 나누는 격벽은 유입단이 형성된 전단 벽체와는 접하지 않고 유출단이 형성된 후단벽체와는 접하도록 유로를 구성한 것을 특징으로 하는 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해 살균장치.
11. 하페수처리장의 말단에 설치되어 방류수를 전기분해 살균하는 상기 제 6항 내지 10항 중 어느 한항에 따라 구비된 전기분해살균장치와; 전기분해살균장치에 전류를 공급하는 정류기와; 전기분해살균장치에 설치되어 이를 통과하는 방류수의 pH를 검출하는 pH센서 및 전도도를 건출하는 전도도센서로 이루어진 패키지센서와; 전기분해살균장치에 설치되어 이를 통과하는 방류수의 살균효과를 검출하는 산화환원전위차 송신기(ORP transmeter)및 탐침자로 이루어진 산화환원전위차 센서와; 상기 정류기의 전류변동값과 패키지센서 및 산화환원전위차 센서로부터 측정값을 입력받는 인터페이스와, 이를 메인원격감시제어부에 통신하는 통신부와, 입력된 정보를 처리하고, 로컬운전시스템의 각장치를 제어하는 프로그램이 실행되는 CPU와, 로컬운전시스템에 전원을 공급하는 전원모듈과, 임의의 정보를 입력하는 소프트터치스크린수단으로 구성되는 로컬운전시스템과; 상기 로컬운전시스템의 통신부를 통해 CDMA방법으로 전송되어 입력되는 정보를 입력받아 로컬운전시스템을 감시, 제어하는 프로그램이 실행되는 다수의 원격제어감시장치를 구비한 후,

    하폐수처리장의 말단에 설치되어 방류수를 전기분해 살균하는 전기분해살균장치의 메쉬형전극에 공급되는 정류기의 전류변동값을 실시간으로 검출하여 출력하는 단계와;

    전기분해살균장치에 설치되어 이를 통과하는 방류수의 pH를 검출하는 pH센서 및 전도도를 건출하는 전도도센서 및 산화환원전위차 센서가 실시간으로 측정값을 출력하는 단계와;

    상기 각 단계에서 발생된 측정값을 로컬운전시스템의 CPU에 실행되는 로컬운전제어프로그램이 이상유무를 실시간 판단하고 제어함과 동시에 메인원격감시제어부를 이루는 다수의 원격제어감시장치 각각에 해당 정보를 이더넷을 통하여 전송하는 단계와;

    상기 로컬운전시스템으로부터 전송된 자료를 다수의 원격제어감시장치에서 감시함과 동시에 제어권을 가진 원격제어감시장치가 다수의 로컬운전시스템 중 비정상상태인 로컬운전시스템에 제어명령을 전송하는 단계와;

    상기 원격제어감시장치로부터 전송받은 명령을 로컬운전시스템에서 실행하여 비정상부를 제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 메쉬형 전극을 사용한 직병렬혼합결선방식의 전기분해살균장치를 원격감시제어하는 방법.

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