KR100633454B1 - 폐수처리용 전기 반응조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수처리용 전기 반응조에 관한 것으로, 상부가 개방된 직육면체 형태의 본체부 내부에 알루미늄 박막을 양극과 음극이 2:1의 비율로 경사지게 배치한 후 직류전류를 공급하도록 하고, 본체부의 상부를 덮는 캡의 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈부를 형성하여 폐수의 응집과 흡수, 흡착, 침전 및 부상 반응을 촉진시킬 수 있는 특징이 있다.

본 발명은 크게 본체부부(10)와 캡(20) 및 알루미늄 극판(30)으로 구성되는바, 상부가 개방된 직육면체 형태로 저면은 주 경사부(11a)와 보조 경사부(11b)가 구비되어 일측으로 비스듬하게 형성되어 있으며 그 끝단에는 슬러지 배출구(11)가 형성되고, 전면 상부에는 원수 유입구(12)가 형성되되, 그와는 연통되도록 내부 저면까지 '

' 형태의 노즐이 설치되며, 배면 상부에는 처리수 배출구(14)가 형성되되, 그와는 연통되도록 내부 중앙부까지 집수구(15)가 형성되고 그 전측으로는 '

'형태의 격벽(16)이 형성된 본체부부(10)와, 상기 본체부(10)의 상부를 덮을 수 있는 뚜껑의 형태로 형성되되, 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈부(21)가 형성되고, 홈부(21)와 연통되도록 거품 배출구(22)가 형성된 캡(20)과, 상기 본체부(10)의 내부에 일정 간격의 격벽형태로 양극판(30a, 30c)과 음극판(30b)이 2:1의 비율로 경사지게 설치된 알루미늄 극판(30)으로 구성되어, 부유 슬러지와 거품의 배출이 용이하고 전자의 이동과 전류의 흐름을 원활하게 하여 폐수 처리 성능을 향상시킨 대략적인 구성을 갖는다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 상부가 개방된 직육면체 형태의 본체부의 내부에 알루미늄 박막을 경사지게 삽착하되, 두 장의 양극판 사이에 한 장의 음극판이 위치한 형태로 배치한 후 직류전류를 공급함으로써 전자의 이동력과 전류의 흐름이 일층 원활하여 폐수의 응집과 흡수, 흡착, 침전 및 부상 반응을 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본체부의 상부를 덮는 캡의 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈 형태로 제작하고, 알루미늄 박막의 저부에는 노즐을 '

' 형태로 형성하여, 캡의 저면과 노즐이 항시 수면 아래에 위치하도록 형성함으로써 원수의 유입 시 발생하는 부상 슬러지와 거품이 반응조 내부로 유입되는 유입수의 압력과 전기분해 시 발생되는 가스에 의해 캡의 일측에 형성된 배출구로 원활하게 배출되어 정화속도가 향상되며, 수류가 원활하게 순환되는 효과가 있다.

전기 반응조, 전기 응집 반응조, 폐수처리, 슬러지, 전기분해, 부상 슬러지, 축산폐수

Description

폐수처리용 전기 반응조 { The electrical reaction tank for a wastewater treatment }

도 1은 본 발명의 사시도

도 2는 본 발명의 분해 사시도

도 3은 본 발명 캡의 배면 사시도

도 4는 본 발명 알루미늄 극판의 사시도

도 5는 본 발명의 결합상태 측단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10 : 본체부 11 : 슬러지 배출구

11a : 주 경사부 11b : 보조 경사부

12 : 원수 유입구 13 : 원수 유입 노즐

14 : 처리수 배출구 15 : 집수구

16 : 격벽 17 : 걸림턱

17a : 통공 17b : 슬롯

20 : 캡 21 : 홈부

22 : 거품 배출구 23 : 단턱

30 : 알루미늄 극판 30a, 30c : 양극판

30b : 음극판 31 : 단차부

본 발명은 전기 반응조에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 축산 및 생활 폐수를 회수하여 그에 내재된 유기물질과 질소, 인 및 색도 등을 제거하기 위한 전기 반응조에 관한 것으로, 상부가 개방된 직육면체 형태의 본체부 내부에 알루미늄 박막을 양극과 음극이 2:1의 비율로 경사지게 배치한 후 직류전류를 공급하도록 하고, 본체부의 상부를 덮는 캡의 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈뷰를 형성하여 폐수의 응집과 흡수, 흡착, 침전 및 부상 반응을 촉진시킬 수 있는 폐수처리용 전기 반응조에 관한 것이다.

일반적으로 축산 및 생활폐수를 처리하기 위해 사용되는 폐수 처리 시스템은, 대부분의 형태가 저류조에 모여진 폐수를 전기 반응조에서 용해된 금속과 반응시켜 폐수를 1차적으로 처리할 수 있도록 하며, 그런 다음 처리된 폐수를 오존 반응장치에서 오존(O₃)과 혼합하여 생물학적인 오염원을 제거하여 각종 폐수를 효과적으로 처리할 수 있도록 구성되었다.

상기 사용되는 각각의 처리장치 중, 전기 반응조는 다양한 형태로 제작되어 사용되고 있는바, 일반적인 전기응집 산화기술은 전기적 응집(Electrocoagulation), 전기적 부상(Electoflotation), 표면착화(Surface complexation), 정전기적 인력(Electrostatic attraction), 화학전환(Chemical modification) 및 화학침전(Chemical precipitation) 등으로 세분할 수 있으며, 폐수처리에 적용되는 전기분해법은 전해응집반응과 전기적 산화반응이 가장 핵심적인 반응으로 일어난다.

특히, 전기 반응조 내에서 발생하는 전기 응집 반응은, 용해된 금속이 가수분해하여 현탁 용존 및 콜로이드성 물질로 수산화물을 형성하게 되며 제타전위(zeta potential)가 낮기 때문에 응집, 현탁 및 침강 특성이 우수하여 폐수처리에 효과적이다.

그러나 전기 산화반응은 양극에서 발생된 산소가 유기물과 반응하여 산화되고 또한 음극과 양극에서 발생되는 수소 및 산소 기체에 의해 거품이 형성되고 산화되거나 응집된 물질은 침전하거나 거품과 함께 부상하기 때문에 고농도 유기성 폐수의 경우에는 그 거품의 발생량이 상당히 높게 나타나 거품을 처리하기가 용이하지 않아 시간이 경과함에 따라 반응속도가 현저히 감소되며, 수류가 전체 반응조에 일정하게 순환하지 못하는 문제점으로 내포하고 있었다.

또한, 전기 응집 극판의 배열이 단순히 양극과 음극이 순차적으로 교차하도록 배열되어 있어서 전자의 이동력과 전류의 흐름이 원활하지 못하여 축산폐수의 원활한 정화가 이루지 지지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 상부가 개방된 직육면체 형태의 본체부의 내부에 알루미늄 박막을 경사지게 삽착하되, 두 장의 양극판 사이에 한 장의 음극판이 위치한 형태로 배치한 후 직류전류를 공급함으로써 전자의 이동력과 전류의 흐름이 일층 원활하여 폐수의 응집과 흡수, 흡착, 침전 및 부상 반응을 촉진시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 본체부의 상부를 덮는 캡의 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈 형태로 제작하고, 알루미늄 박막의 저부에는 노즐을 '

' 형태로 형성함으로써 원수의 유입 시 발생하는 부상 슬러지와 거품이 반응조 내부로 유입되는 유입수의 압력과 전기분해 시 발생되는 가스에 의해 캡의 일측에 형성된 배출구로 원활하게 배출되어 정화속도가 향상되며, 수류가 원활하게 순환되도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 폐수처리용 전기 반응조에 관한 것으로, 상부가 개방된 직육면체 형태의 본체부 내부에 알루미늄 박막을 양극과 음극이 2:1의 비율로 경사지게 배치한 후 직류전류를 공급하도록 하고, 본체부의 상부를 덮는 캡의 저면은 단면이 직 삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈부를 형성하여 폐수의 응집과 흡수, 흡착, 침전 및 부상 반응을 촉진시킬 수 있는 특징이 있다.

본 발명은 크게 본체부부(10)와 캡(20) 및 알루미늄 극판(30)으로 구성되는바, 상부가 개방된 직육면체 형태로 저면은 일측으로 비스듬하게 형성되어 있으며 그 끝단에는 슬러지 배출구(11)가 형성되고, 전면 상부에는 원수 유입구(12)가 형성되되, 그와는 연통되도록 내부 저면까지 '

' 형태의 노즐이 설치되며, 배면 상부에는 처리수 배출구(14)가 형성되되, 그와는 연통되도록 내부 중앙부까지 집수구(15)가 형성되고 그 전측으로는 '

'형태의 격벽(16)이 형성된 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 상부를 덮을 수 있는 뚜껑의 형태로 형성되되, 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈부(21)가 형성되고, 홈부(21)와 연통되도록 거품 배출구(22)가 형성된 캡(20)과, 상기 본체부(10)의 내부에 일정 간격의 격벽형태로 양극판(30a, 30c)과 음극판(30b)이 2:1의 비율로 경사지게 설치된 알루미늄 극판(30)으로 구성되어, 부유 슬러지와 거품의 배출이 용이하고 전자의 이동과 전류의 흐름을 원활하게 하여 폐수처리 성능을 향상시킨 대략적인 구성을 갖는다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 분해 사시도를 나타낸 것으로, 직육면체 형태의 본체부(10) 내부에 알루미늄 극판(30)이 삽착되고, 본체부(10)의 상단에는 캡(20)이 체결수단에 의해 결합된 구성을 갖는다.

우선, 본체부(10)의 구성을 살펴보면, 상부가 개방된 수평으로 긴 직육면체로 형성되되, 저면은 배면측으로 향할수록 점진적으로 낮아지는 주 경사부(11a)가 형성되며, 그 끝단으로는 슬러지 배출구(11)가 구비되어 정화 후 침전되는 슬러지가 용이하게 배출될 수 있도록 구성되며, 슬러지 배출구(11)의 상측으로는 보조 경사부(11b)가 형성되어 미량 발생된 슬러지의 침전율을 향상시키고 한번 유입된 슬러지가 다시 부상하거나 깨어지지 않도록 구성된다.

또한, 본체부(10)의 전면 상부로는 원수 유입구(12)가 형성되어 있으며, 상기 원수 유입구(12)와 연통된 형태로 원수 유입 노즐(13)이 설치되되, 상기 원수 유입 노즐(13)은 본체부(10)의 내부 저면부에 원통관이 '

' 형태로 배열되어 있으며, 원수 유입 노즐(13)에 형성된 각각의 단위 노즐은 본체부(10)의 상측을 향하도록 스프링쿨러의 형태로 제작하여 반응조 내부에 교반 작용 없이도 원수의 완전 혼합을 유도하며, 이로 인해 반응효율이 증대되도록 구성된다.

한편, 본체부(10)의 배면 상부에는 처리수 배출구(14)가 형성되어 있으며, 상기 처리수 배출구(14)와 연통된 형태로 집수구(15)가 설치되되, 상기 집수구(15)는 배면 내부에 설치되어 정화가 완료된 처리수를 집수하여 배출될 수 있도록 하 며, 집수구(15)의 전측으로는 '

' 형태의 격벽(16)이 형성되어, 미처리 원수 및 슬러지가 처리수 배출구(14)로 배출되지 않도록 하는 구성을 갖는다.

상기 본체부(10) 내부 상부와 중앙부 및 하단부로는 통공(17a) 혹은 슬롯(17b)이 형성된 걸림턱(17)이 형성되어 있어서 후술하는 알루미늄의 극판(30)이 순차적으로 삽입 · 고정될 수 있는 구성을 갖는다.

한편, 상기 본체부(10)의 상면에 결합되는 캡(20)의 구성을 도 3을 통해 살펴보면, 직사각 형태의 패널로 구성되되, 저면에는 단면이 직사각형태로 형성된 삼각뿔 형태로 홈부(21)가 형성되어 있어서 캡(20)의 저면이 수면까지 맞닿게 되어 상기 본체부(10)의 저부에서 분산되는 유입수의 수압과 반응조 내부에서 발생된 가스에 의해 부상 슬러지와 거품이 홈부(21)의 빗면을 따라 용이하게 배출될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 캡(20) 전면 중앙으로는 거품 배출구(22)가 형성되어 있어서 정화 시 발생되는 부유 슬러지와 거품 등을 반응조 내부에서 발생된 가스와 내부 압력에 의해 용이하게 배출될 수 있도록 구성되며, 캡(20)의 저면 테두리부에는 단턱(23)을 형성하여 상기 본체부(10)의 상면에 삽착될 수 있는 구성을 갖는다.

한편, 상기 본체부(10)의 내부에 삽착되는 알루미늄 극판(30)의 구성을 도 4 를 통해 살펴보면, 대략적인 형태가 직사각 패널형태로 구성되되, 재질은 알루미늄 재질로 구성되고, 양측단 가장자리 부분으로는 단차부(31)가 형성되어 있어서 상기 본체부(10)의 걸림턱(17)의 통공(17a)을 관통하여 슬롯(17b)에 경사지게 끼움될 수 있도록 구성된다.

상기 알루미늄 극판(30)이 본체부(10)의 내부에 연속적으로 배열되는 순서는 두 장의 양극판(30a, 30c) 사이에 한 장의 음극판(30b)이 설치된 형태로, 즉, 양극(+)-음극(-)-양극(+)-양극(+)-음극(-)-양극(+)-양극(+)-음극(-)-양극(+)의 형태로 설치되되, 양극판(30a, 30c)은 용해성 전극과 불용성 전극이 교차 반복되도록 배치되는 구성을 갖는다.

상기 설치된 알루미늄 극판(30)에 직류전류를 흐르게 하면, 본체부(10) 내에 있는 부유입자와 에멀젼 입자 및 불용성 입자들을 안정화하여 응집시키도록 하는 역할을 하며, 또한, 부과된 전류는 화학반응을 일으키는 전기적 추진력으로 작용하게 되고 용해된 금속이 수산화물을 형성하게 되는데 이때 생성된 금속 수산화물은 활성이 강하여 응집 및 흡착 특성이 우수하여 수처리에 효과적인 구성을 갖는다.

뿐만 아니라, 양극판(30a, 30c)에서 발생되는 활성산소를 비롯한 각종 산화제는 수중의 유기물을 산화시키고 세균이나 바이러스 등을 사멸시키며, 음극판(30b)에서 생성되는 수소와 산소는 미세기포를 형성하고 응집 반응결과 형성된 플록(floc)들과 부상하여 수표면으로 부상분리되어 캡(20)에 형성된 거품 배출구(22)로 배출되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 조립 및 설치과정을 도 5를 통해 살펴보면, 우선, 본체부(10)의 내부 저면에 원수 유입 노즐(13)을 설치하고, 걸림턱(17)에는 알루미늄 극판(30)을 연속적으로 삽착한 후, 캡(20)을 본체부(10)의 상면에 재치하되, 캡(20)의 단턱(23)이 본체부(10)의 상단에 삽착되도록 한다.

그 후, 본체부(10)의 전면 상부에 형성된 원수 유입구(12)로는 원수가 유입될 수 있도록 유입관을 삽설하고, 캡(20)의 전면에 형성된 거품 배출구(22)로는 부상 슬러지를 배출할 수 있도록 배출관을 연결하며, 본체부(10)의 저면에 형성된 슬러지 배출구(11)에는 침전되는 슬러지가 용이하게 배출되도록 배출관을 연결한다.

또한, 본체부(10)의 내부에 설치된 알루미늄 극판(30)에는 직류전류를 발생시키는 장치(40)를 각각의 양극판(30a, 30c) 및 음극판(30b)에 맞게 연결함으로써 본 발명의 조립 및 설치를 완료한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 축산폐수에 적용할 수 있는 전기 반응조로써 축산폐수뿐만 아니라 마을의 하수도 및 공장 폐수처리에 적합한 것으로, 전기분해 반응을 통해 난분해성 오염물질을 동시에 제거할 수 있으며, 기존에 설치된 전기 반응조와 호환 설치가 가능하여 기설치된 폐수처리 시스템을 그대로 사용 가능한 구성을 갖는다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 상부가 개방된 직육면체 형태의 본체부의 내부에 알루미늄 박막을 경사지게 삽착하되, 두 장의 양극판 사이에 한 장의 음극판이 위치한 형태로 배치한 후 직류전류를 공급함으로써 전자의 이동력과 전류의 흐름이 일층 원활하여 폐수의 응집과 흡수, 흡착, 침전 및 부상 반응을 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본체부의 상부를 덮는 캡의 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈 형태로 제작하고, 알루미늄 박막의 저부에는 노즐을 '主' 자 형태로 형성하여, 캡의 저면과 노즐이 항시 수면 아래에 위치하도록 형성함으로써 원수의 유입 시 발생하는 부상 슬러지와 거품이 반응조 내부로 유입되는 유입수의 압력과 전기분해 시 발생되는 가스에 의해 캡의 일측에 형성된 배출구로 원활하게 배출되어 정화속도가 향상되며, 수류가 원활하게 순환되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 폐수처리용 전기 반응조에 있어서,

   상부가 개방된 직육면체 형태로 저면은 주 경사부(11a)가 보조 경사부(11b)가 구비되어 일측으로 비스듬하게 형성되어 있으며 그 끝단에는 슬러지 배출구(11)가 형성되고, 전면 상부에는 원수 유입구(12)가 형성되되, 그와 연통되도록 원수 유입 노즐(13)이 설치되며, 배면 상부에는 처리수 배출구(14)가 형성되되, 그와는 연통되도록 내부 중앙부까지 집수구(15)가 형성된 본체부(10)와,

   상기 본체부(10)의 상부를 덮을 수 있는 뚜껑의 형태로 형성되되, 저면은 단면이 직삼각형 형태인 삼각뿔 형태로 홈부(21)가 형성되고, 홈부(21)와 연통되도록 거품 배출구(22)가 형성된 캡(20)과,

   상기 본체부(10)의 내부에 일정 간격의 격벽형태로 양극판(30a, 30c)과 음극판(30b)이 2:1의 비율로 경사지게 설치된 알루미늄 극판(30)으로 구성되어, 부유 슬러지와 거품의 배출이 용이하고 전자의 이동과 전류의 흐름을 원활하게 하여 폐수처리 성능을 향상시키도록 함을 특징으로 하는 폐수처리용 전기 반응조.
2. 제 1항에 있어서,

   본체부(10)의 저부에 원수 유입구(12)와 연통되도록 설치되는 원수 유입 노 즐(13)은 그 형태가 '

   

   ' 형태의 노즐이 설치되며, 원수 유입 노즐(13)에 형성된 각각의 단위 노즐은 본체부(10)의 상측을 향하도록 스프링쿨러의 형태로 제작되어, 반응조 내부에 교반 작용 없이도 원수의 완전 혼합을 유도함을 특징으로 하는 폐수처리용 전기 반응조.
3. 제 1항에 있어서,

   본체부(10)의 내부에 연속적으로 배열되는 알루미늄 극판(30)은, 두 장의 양극판(30a) 사이에 한 장의 음극판(30b)이 설치된 형태로, 즉, 양극(+)-음극(-)-양극(+)-양극(+)-음극(-)-양극(+)-양극(+)-음극(-)-양극(+)의 형태로 설치되어, 전자의 이동력과 전류의 흐름을 원활하게 함을 특징으로 하는 폐수처리용 전기 반응조.

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