KR100657597B1 - Electrolysis Apparatus with Aeration for removing Total Nitrogenous Compound from Waste Water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수에 포함된 질소 성분을 제거하기 위하여 사용되는 전기 분해기에 폭기 장치를 구성하여 분해율을 높여 주는 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolysis device for total nitrogen removal of wastewater having an aeration device configured to increase the decomposition rate by forming an aeration device in an electrolysis device used to remove nitrogen components contained in the wastewater.
본 발명은 유입되는 폐수를 전기 분해시키기 위하여, 폐수를 유입받아 배출시키는 반응기 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되어, 폐수를 전기 분해시키는 다수의 전극판; 상기 다수의 전극판 중 양최측단에 설치된 전극판에 전류를 인가시켜 주는 전원 공급 수단; 상기 하우징의 내부 하단에 설치되어, 폭기용 공기를 공급하는 폭기 수단; 상기 폭기 수단에 공기를 공급해 주는 공기 공급 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해 장치를 제공한다.The present invention is a reactor housing for receiving and discharge the waste water in order to electrolyze the incoming waste water; A plurality of electrode plates installed inside the housing to electrolyze waste water; Power supply means for applying a current to electrode plates provided at both ends of the plurality of electrode plates; Aeration means installed at an inner lower end of the housing to supply air for aeration; It provides an electrolysis device for total nitrogen removal of wastewater having an aeration device, characterized in that it comprises an air supply means for supplying air to the aeration means.
전기 분해, 폐수, 질소, 폭기, 공기Electrolysis, Wastewater, Nitrogen, Aeration, Air
Description
도 1은 본 발명에 따른 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해기를 설명하기 위한 폐수 처리 시스템의 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a wastewater treatment system for explaining an electrolyzer for removing total nitrogen of wastewater having an aeration device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해기의 구조를 설명하기 위한 사시도.Figure 2 is a perspective view for explaining the structure of the electrolyzer for removing total nitrogen of wastewater having an aeration device according to the present invention.
도 3은 도 2의 절단면 A-A'를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
도 4는 본 발명에서 전극판의 대전 상태를 설명하기 위한 예시도.Figure 4 is an exemplary view for explaining the state of charge of the electrode plate in the present invention.
도 5는 본 발명에서 폭기용 공기 공급 과정을 설명하기 위한 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view for explaining the aeration air supply process in the present invention.
도 6은 본 발명에서 공기 공급 과정을 설명하기 위한 블록도.Figure 6 is a block diagram for explaining the air supply process in the present invention.
도 7은 본 발명에서 전기 분해와 전기 분해 및 폭기 조건에서의 분해율을 나타낸 그래프.Figure 7 is a graph showing the decomposition rate in the electrolysis and electrolysis and aeration conditions in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 집수조 15 : 리저버10: sump 15: reservoir
20 : 반응기 30 : 전극판20
40 : 반응기 하부판 41 : 그루브40
42 : 노즐판 43 : 노즐42: nozzle plate 43: nozzle
44 : 어댑터 45 : 연결부44: adapter 45: connection
본 발명은 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 질산성 질소(NO3 --N), 아질산성 질소(NO2 --N), 암모니아성 질소(NH3-N, NH4 +-N) 상태로 폐수에 포함된 질소 성분을 제거하기 위하여 사용되는 전기 분해기에 폭기 장치를 구성하여 분해율을 높여 주는 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolysis device for total nitrogen removal of waste water having an aeration device, and more particularly, to nitrate nitrogen (NO 3 -- N), nitrous nitrogen (NO 2 -- N), ammonia nitrogen Electricity for removing total nitrogen of waste water with aeration device that increases the decomposition rate by forming an aeration device in the electrolysis device used to remove nitrogen components contained in the waste water in the (NH 3 -N, NH 4 + -N) state. It relates to a decomposition device.
일반적으로 폐수에 질소가 포함된 채 방류되면 수질의 부영양화를 초래하여 녹조와 적조를 발생시키는 원인으로 작용하며, 나아가 지하수 등의 음용수에 유입될 경우 청색증이나 암을 일으키는 요인으로 작용하므로 폐수 중에 포함된 질소 성분을 제거하여 방류해야 한다.In general, when the wastewater is discharged with nitrogen, it causes eutrophication of water quality and causes green algae and red tide, and also causes cyanosis or cancer when it enters drinking water such as groundwater. The nitrogen content should be removed and discharged.
폐수 중의 질소 성분을 제거하는 방법으로, 생물학적 처리 방법이 권장되고 있으나, 생물학적 처리방법은 그 효과가 우수한 반면, 미생물의 성장과 질소의 제거를 위해 반드시 메탄올 등의 탄소원이 투입되어야 하므로 그 처리비용이 고가이며, 또한 반응 시간이 길기 때문에 전체적인 설비가 대형화되는 문제점이 있다.Although the biological treatment method is recommended as a method of removing nitrogen components from the wastewater, the biological treatment method has an excellent effect, but since the carbon source such as methanol must be added for the growth of microorganisms and the removal of nitrogen, the treatment cost is high. There is a problem that the overall equipment is enlarged because it is expensive and the reaction time is long.
또한, 수소이온 농도(pH)조절이나 온도 또는 폐수 성분에 따른 운전 조건이 까다롭고, 중금속 또는 염소이온과 같은 독성 물질이 포함된 폐수의 경우에 미생물이 사멸되므로 적용할 수 있는 폐수의 종류가 한정되는 문제점이 있다.In addition, it is difficult to control the pH, the temperature or the wastewater components, and the wastewater containing toxic substances such as heavy metals or chlorine ions can kill the microorganisms. There is a problem.
그 외에 여과(Filtration), 탄소 흡착(Carbon Adsorption), 전기 투석(Electro Dialysis), 역 삼투압(Reverse Osmosis), 선택적 이온 교환(Selective Ion Exchange) 및 증발 (Evaporation)법과 같은 물리화학적 방법도 사용되고 있으나, 이 기술들은 질소를 분해하는 것이 아니고 단지 질소를 분리하여 농축 처리하는 방법이기 때문에 사후 재처리해야 하는 문제점을 가지고 있다.In addition, physicochemical methods such as filtration, carbon adsorption, electrodialysis, reverse osmosis, selective ion exchange and evaporation are also used. These techniques do not decompose nitrogen, but only because it is a method of separating and concentrating nitrogen, there is a problem that needs to be reprocessed afterwards.
그리고, 최근 몇 가지 시도되고 있는 기술로 미국에서 개발한 금속 분말과 술팜산(Sulfamic acid)을 이용하여 질소를 제거하는 방법과 폐 금속 칩(chip)을 이용해 질소를 제거하는 기술이 안출되어 사용되고 있으나, 전자의 경우 질소를 제거하기 위해 투입되는 유기물의 일종인 술팜산이 총 질소를 증가시킬 우려와 함께 투입된 금속 분말을 다시 회수하여야 하는 문제가 있으며, 후자의 폐 금속 칩을 이용하는 경우에는 전처리 단계에서 반드시 산 세척을 해야 하는데 따른 2차 오염을 유발시키게 되는 문제와 함께 폐 금속 칩으로부터 해리(解離)되어 나오는 중금속을 회수하여야 하는 문제점이 있다. 시안의 제거에는 알칼리염소법을 비롯하여 오존산화법, 전해산화법, 폭기법, 미생물분해법, 산성탈기법, 순치활성슬러지법 등이 사용된다.In recent years, several attempts have been made to remove nitrogen using metal powder and sulfamic acid developed in the United States, and to remove nitrogen using waste metal chips. In the former case, sulfamic acid, which is a kind of organic substance added to remove nitrogen, may increase total nitrogen, and the metal powder may have to be recovered again. There is a problem in that heavy metals that are dissociated from the waste metal chips have to be recovered along with the problem of causing secondary pollution due to acid washing. Cyanide removal, ozone oxidation, electrolytic oxidation, aeration, microbial decomposition, acidic degassing, and pure activated sludge are used for the removal of cyanide.
한편, 본 출원인이 2004년 3월 9일에 출원번호 제 10-2004-0015907호로 출원한 "전기화학적 폐수 처리 장치"에 폐수에 포함된 총질소 성분을 제거하기 위하여 전기 분해기를 이용하는 기술이 소개되어 있다.Meanwhile, in the "electrochemical wastewater treatment apparatus" filed by the applicant on March 9, 2004 with the application number 10-2004-0015907, a technique using an electrolysis machine is introduced to remove total nitrogen components contained in the wastewater. have.
폐수에 포함된 질소 성분을 효율적으로 제거하기 위해서는 반응기를 통과하는 폐수가 전극의 표면에 고르게 접촉하면서 통과해야만 한다.In order to efficiently remove nitrogen contained in the wastewater, the wastewater passing through the reactor must pass through the electrode evenly in contact with the surface of the electrode.
그런데, 상기 출원번호 제 10-2004-0015907호는 개시된 반응기의 구조는 단순하게 교차 설치된 전극 사이를 폐수가 흐르도록 설계되어 있기 때문에 폐수와 전극간의 접촉율을 높이기 위해서 취할 수 있는 방법으로는 전극의 표면적을 최대한 넓게 하거나 유속을 느리게 하여 접촉 시간을 길게 하는 수밖에 없다.However, the application No. 10-2004-0015907 discloses that the structure of the disclosed reactor is designed so that the wastewater flows simply between the cross-installed electrodes, so as to increase the contact rate between the wastewater and the electrodes. There is no choice but to increase the surface area as much as possible or slow the flow rate to lengthen the contact time.
그러나, 반응기를 통과하는 폐수의 유속을 느리게 하면 폐수 처리 시간이 너무 길어져 시간당 폐수 처리량이 감소하고, 반응기의 전극판을 넓히는 것도 반응기의 크기를 크게 하기 때문에 적절한 방법이 될 수 없다.However, if the flow rate of the wastewater passing through the reactor is slowed down, the wastewater treatment time becomes too long, and the wastewater throughput per hour decreases, and widening the electrode plate of the reactor is not an appropriate method because it increases the size of the reactor.
그리고, 오염된 폐수를 충진탑(packed tower), 산기장치(diffused aeration), 트레이 폭기(tray aeration) 그리고 스프레이 폭기(spray aeration) 등과 같은 다양한 종류의 폭기 처리법은 공기를 주입하여 휘발성 오염 물질과 공기간의 접촉면적을 증대시켜 줌으로써 암모니아와 같은 물질을 휘발시켜 제거하는 방법이 있다.In addition, various types of aeration treatment such as packed towers, diffused aeration, tray aeration, and spray aeration are used to inject contaminated wastewater into volatile contaminants and air. There is a method of volatilizing and removing a substance such as ammonia by increasing the contact area of the liver.
탈기 기법은 휘발성 오염 물질을 물에서 공기로 이동시키는 방법으로, 주로 지하수 정화에 쓰이는 방법이며, 충진탑이나 폭기조에서 이루어진다. 일반적인 충진탑 탈기 장치는 탑의 위 부분에 오염된 폐수를 분사시키는 스프레이 노즐(spray nozzle)을 설치하고, 분무된 폐수에 공기가 접촉되도록 물의 흐름 방향에 역류하도록 팬(fan)을 설치하고, 탑의 바닥에 회수된 물을 펌프를 이용하여 배출한다.Degassing is a method of transferring volatile contaminants from water to air, mainly used for groundwater purification, and is performed in packed towers or aeration tanks. In general, the packed tower degassing apparatus is provided with a spray nozzle for spraying contaminated wastewater on the upper part of the tower, and a fan is installed to counter the flow direction of water so that the air comes into contact with the sprayed wastewater. Drain the collected water at the bottom of the pump using a pump.
이와 같은 탈기 기법의 주요 내부기작을 살펴보면 유입되는 하수 또는 폐수의 pH를 11이상으로 충분히 높여서 수중에 존재하는 암모늄이온(NH4
+)을 암모니아(NH3) 분자로 변화시킨 후 탈기(air stripping)탑에서 공기와 접촉하여 기체 상태로 날려보내는데, 유입 하수의 pH를 높이기 위해 주로 석회를 사용한다. 특히 석회에 의한 인의 침전제거가 동시에 요구될 때 가장 경제적인 질소제거 방법 중의 하나이다. 그러나, 기온이 영하로 떨어졌을 때 처리 효율(적정온도 20℃ 이상)이 저하되므로 추운 지역이나 동절기에 적용이 곤란하며 악취가 발생하며, 사용되는 석회로 인하여 탈기탑 내에 스케일(scale)이 형성되는 등의 문제가 있다.The main internal mechanism of this degassing technique is to increase the pH of the incoming sewage or wastewater to 11 or more to change the ammonium ion (NH 4 + ) present in the water to molecules of ammonia (NH 3 ) and then to air stripping. The tower contacts the air and blows it off in a gaseous state, mainly using lime to raise the pH of the incoming sewage. It is one of the most economical nitrogen removal methods, especially when precipitation of phosphorus by lime is required at the same time. However, when the temperature drops below zero, the treatment efficiency (
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 질소 성분이 포함된 폐수를 전기 분해하여 질소 성분을 신속하게 분리하여 공기 중으로 방출해 주는 전기 분해기에 폭기 장치를 설치하여 전기 분해에 따른 폐수 처리 능력을 최대화시켜 주는 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, the object of which is to install an aeration device in an electrolysis device that electrolyzes wastewater containing nitrogen components to quickly separate the nitrogen components and release them into the air. The present invention provides an electrolysis device for total nitrogen removal of waste water having an aeration device that maximizes wastewater treatment capacity due to electrolysis.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유입되는 폐수를 전기 분해시키기 위하여, 폐수를 유입받아 배출시키는 반응기 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되어, 폐수를 전기 분해시키는 다수의 전극판; 상기 다수의 전극판 중 양최측단에 설치된 전극판에 전류를 인가시켜 주는 전원 공급 수단; 상기 하우징의 내부 하 단에 설치되어, 폭기용 공기를 공급하는 폭기 수단; 상기 폭기 수단에 공기를 공급해 주는 공기 공급 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a reactor housing for receiving waste water in order to electrolyze the incoming waste water; A plurality of electrode plates installed inside the housing to electrolyze waste water; Power supply means for applying a current to electrode plates provided at both ends of the plurality of electrode plates; Aeration means installed at an inner lower end of the housing to supply air for aeration; It provides an electrolysis device for total nitrogen removal of wastewater having an aeration device, characterized in that it comprises an air supply means for supplying air to the aeration means.
상기 다수의 전극판은 폐수의 유로를 길게 형성하기 위하여, 각 하단은 상기 반응기 하우징의 하부면에 밀착되고, 각 측단은 교대로 상기 반응기의 대향되는 내측벽에 밀착되도록 설치된다. 그리고, 상기 전극판은 직류 양극이 인가되는 양극판과, 직류 음극이 인가되는 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 배치되는 다수의 대전판으로 구성된다.The plurality of electrode plates are installed to be in close contact with the lower surface of the reactor housing, each side end is in close contact with the opposite inner wall of the reactor in order to form a long flow path of the waste water. The electrode plate includes a positive electrode plate to which a direct current positive electrode is applied, a negative electrode plate to which a direct current negative electrode is applied, and a plurality of charging plates disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
상기 폭기 수단은 상기 반응기 하우징의 바닥면의 윗면에 그루브를 형성하고, 다수의 공기 노즐이 형성된 노즐판을 상기 바닥면에 장착하고, 그 일측에 공기 공급 연결부가 형성되어 이루어진다.The aeration means is formed by forming a groove on the upper surface of the bottom surface of the reactor housing, mounting a nozzle plate formed with a plurality of air nozzles on the bottom surface, the air supply connection is formed on one side.
또는, 상기 폭기 수단은 다수의 공기 노즐이 형성된 다수의 파이프로 이루어져 상기 다수의 전극판 사이의 하부에 설치되거나, 다수의 공기 노즐이 형성되어 상기 전극판에 의하여 형성된 수로의 형태와 같은 구조로 형성되어 반응기 하우징의 바닥에 설치된다.Alternatively, the aeration means is composed of a plurality of pipes formed with a plurality of air nozzles are installed in the lower portion between the plurality of electrode plates, or a plurality of air nozzles are formed to have a structure such as the shape of the channel formed by the electrode plate And installed at the bottom of the reactor housing.
상기 폭기 수단에 형성된 공기 배출공은 그 직경이 0.1∼1.0mm로 이루어진다.The air discharge hole formed in the aeration means has a diameter of 0.1 to 1.0 mm.
(실시예)(Example)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention described above in more detail.
본 발명을 설명하기 전에 전기 분해를 이용한 폐수 처리 시스템의 개략적인 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.Before describing the present invention, a schematic configuration of a wastewater treatment system using electrolysis will be described with reference to FIG. 1.
폐수 발생원에서 발생된 폐수는 집수조(10)에 모아져, 리저버(15)에 공급된다.The wastewater generated from the wastewater generating source is collected in the
상기 리저버(15)는 폐수를 전기 분해하여 방출하기 위해 폐수의 전기 전도도를 일정 기준치에 맞게 조정하고, pH를 폐수 방류 기준에 맞게 조정하기 위한 것으로, 그 상단에는 전해질을 공급해 주는 전해질통과 pH 조정제를 공급하는 pH 조정제통이 각 솔레노이드 밸브를 통하여 연결되어 미리 설정된 전기 전도도 및 pH를 유지할 수 있도록 되어 있다.The
그리고, 상기 리저버(15)에 저장된 폐수의 양은 항상 일정 수위를 유지하고 있어야 한다. 즉, 폐수의 처리는 연속적으로 처리되는 것이기 때문에 폐수의 전기 전도도와 pH를 일정치로 유지하기 위해서는 상기 전해질 및 pH 조정제도 유입되는 폐수의 양에 대응하여 일정한 양으로 투입되어야 하기 때문에 상기 리저버(15) 내의 수위를 일정 범위 내의 수위로 유지해야 하는 것이다.And, the amount of wastewater stored in the
이를 위해서 상기 리저버(15)에는 수위의 상한 및 하한을 감지하는 수위센서가 설치되어 있어서, 폐수를 상기 집수조(10)로부터 상기 리저버(15)로 이송시켜 주는 펌프를 제어한다.To this end, the
상기 반응기(20)는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 일측에 상기 리저버(15)로부터 폐수를 유입받아 타측으로 배출하도록 탱크 구조로 되어 있으며, 상기 반응기(20) 내부에는 다수의 전극판(30)이 설치되어 있다.The
상기 다수의 전극판(30)은 다수 중에서 일측단에 설치되어 양극 전압이 인가되는 양극판(31), 타측단에 설치되어 음극 전압이 인가되는 음극판(33), 상기 양극판(31)과 음극판(33) 사이에 배치되는 다수의 제 1대전판(32) 및 제 2대전판(34), 상기 양극판(31)에 직류 양극을 부가하는 양극 단자(35), 상기 음극판(33)에 직류 음극을 부가하는 음극 단자(36)로 구성된다.The plurality of
상기 양극판(31) 및 음극판(33)과 제 1대전판(32)의 일단부는 상기 반응기(20)의 배면 내측면에 밀착되고, 상기 제 2대전판(34)은 반대로 상기 반응기(20)의 전면 내측면에 밀착되어 있다.One end of the
상기와 같이 다수의 전극판의 일단부가 각각 반응기(20)의 전면과 배면의 내측면에 밀착되면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 유입구(21)와 유출구(22) 사이에 수로가 지그재그 형태로 형성되어, 수로의 길이가 늘어나는 이점이 있다.As described above, when one end of the plurality of electrode plates is in close contact with the inner surface of the front and rear of the
따라서, 상기 유입구(21)를 통하여 유입되는 폐수는 양극판(31)과 제 2대전판(34)의 첫 번째의 제 2대전판(34) 사이로 유입되어 순차적으로 제 1대전판(32)과 제 2대전판(34)에 의하여 형성된 지그재그 형태의 수로를 따라 이동하면서 유출구(22)로 배출된다.Therefore, the wastewater introduced through the
상기와 같은 구조로 이루어지는 전극판(30)에 공급되는 전원은 정전압 전원부로부터 전압을 인가받는 것이 바람직한데, 그 이유는 운전이 시작됨에 따라 상기 반응기(20)에 폐수가 유입되어 수위가 정상수위까지 높아질 때와 운전이 종료되면서 반응기(20)의 수위가 낮아질 경우에 반응기(20) 내부에 존재하는 폐수의 양에 맞춰 전류가 인가되도록 하여 폐수의 분해율을 일정하게 유지하기 위한 것이다.The power supplied to the
그리고, 상기와 같이 양단에 양극판(31)과 음극판(33)을 배치하고, 그 중간에는 제 1대전판(32) 및 제 2대전판(34)을 배치한 상태에서 상기 양극판(31)과 음극판(33)에만 직류 양극 및 음극을 인가하면 양극판(31)에 인접해 있는 첫 번째의 제 2대전판(34)의 대응면에는 음전하가 대전되고, 그 반대면에는 양전하가 대전되며, 이에 인접해 있는 첫 번째의 제 1대전판(32)의 대응면에는 다시 음전하가 대전되고, 그 반대면에는 양전하가 대전되며, 이와 같은 식으로 상기 음극판(33)에 인접한 마지막 제 2대전판(34)의 대응면에는 양전하가 대전된다.In addition, the
따라서, 상기 양극판(31) 및 음극판(33)과 제 1대전판(32) 및 제 2대전판(34) 사이에는 교대로 양전하 또는 음전하가 대전된 상태이기 때문에 이들에 의하여 형성된 수로를 통과하는 폐수는 전기 분해될 수 있는 것이다.Therefore, since the positive or negative charges are alternately charged between the
한편, 상기 반응기(20)의 하단에 있는 반응기 하부면(40)에는 공기가 공급될 수 있는 그루브(41)가 형성되어 있으며, 상기 그루브(41)가 형성된 반응기 하부면(40) 위에는 다수의 노즐(43)이 형성된 노즐판(42)이 장착되어 있다.Meanwhile, a
그리고, 상기 반응기 하부면(40)의 일측에는 공기 유로가 그 내부에 형성된 어댑터(44)가 장착되며, 상기 어댑터(44)의 일측에 형성된 연결부(45)에는 공기 펌프(50)로부터 공급되는 압축 공기가 유량 조절기(52)에 의하여 일정 유량으로 공급된다.In addition, one side of the
상기 노즐(43)을 통하여 상기 반응기(20) 내에 공급되는 공기는 상기 반응기(20)에 수용되어 있는 폐수의 양에 맞게 일정한 양으로 공급되어야 하며, 배출되는 기포의 크기가 일정하면서 균일하게 배출되어야 한다.The air supplied into the
이를 위해서 본 발명에서는 상기 공기 펌프에서 배출되는 공기의 압력과, 상기 반응기(20)에 수용되는 폐수의 양을 감안하여 상기 유량 조절기(52)의 유량을 제어부(60)를 통하여 제어하도록 하였다.To this end, in the present invention, the flow rate of the
그리고, 본 발명의 실시예에서는 공기를 반응기(20) 내부에 공급하는 구조를 그루브(41)가 형성된 반응기 하부면(40), 노즐(43)이 형성된 상기 노즐판(42)을 통하여 구현하였지만, 경우에 따라서는 노즐이 형성된 파이프를 상기 전극판(30)에 의하여 형성된 수로와 같은 지그재그 형태로 적어도 하나로 가공하여 상기 반응기(20) 내부 하단에 설치하여 사용할 수도 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the structure for supplying air into the
상기 노즐(43)의 직경은 배출되는 공기 방울의 크기를 결정하는 요인이므로 최적의 폭기를 위하여 0.1∼1.0mm로 하는 것이 바람직하다. 왜냐 하면, 0.1mm보다 작게 하면 전체 기포의 표면적이 너무 커져서 폐수와 전극간의 접촉을 방해하는 요인으로 작용하고, 1.0mm보다 크면 전체 기포의 표면적이 너무 작어서 충분한 교반 효과를 얻을 수 없기 때문이다. 따라서, 약 0.5mm 정도의 직경으로 노즐(43)을 형성하는 것이 가장 바람직하다.Since the diameter of the
그리고, 상기 노즐(43)을 통하여 공급되는 공기의 양이 폐수의 양에 대하여 1 내지 3정도의 비율로 공급되는 것이 바람직한데, 상기와 같이 노즐(43)의 직경이 0.5mm 정도로 이루어진 상태에서 폐수의 양에 대하여 1배보다 적은 양으로 공급되면 충분한 교반 효과를 얻을 수 없고, 3배보다 많은 양으로 공급되면 기포의 양이 너무 많아져 폐수와 전극간의 접촉이 방해되어 전기 분해 효율이 떨어지는 요인으로 작용하기 때문이다.In addition, the amount of air supplied through the
상기와 같이 폭기를 위하여 반응기(20) 내부에 설치된 공기 공급 수단에 의한 폐수의 전기 분해 성능을 살펴보면 아래와 같다.Looking at the electrolysis performance of the waste water by the air supply means installed inside the
본 발명에 따른 폭기 장치를 구비한 폐수의 총질소 제거용 전기 분해 장치를 이용하여 전기 분해할 때에 폭기 여부에 따른 분해 효율을 살펴보면 표 1과 같다.Table 1 shows the decomposition efficiency according to aeration when electrolysis is performed using an electrolysis device for total nitrogen removal of wastewater having an aeration device according to the present invention.
표 1 및 도 7에서 보는 바와 같이, 1번의 전기분해 조건에서만 처리할 경우보다 2~5번의 전기 분해 및 폭기하는 경우의 분해율이 높다는 것을 알 수 있으며, 물론 폐수의 pH에 따라서 분해율이 달라지기 때문에 분해율을 높이기 위해서는 폐수의 종류에 따라 최적의 pH를 유지할 필요가 있다.As shown in Table 1 and Figure 7, it can be seen that the decomposition rate when the electrolysis and aeration of the two to five times than the treatment only in one electrolysis condition, and the decomposition rate is of course different depending on the pH of the waste water In order to increase the decomposition rate, it is necessary to maintain the optimum pH according to the type of waste water.
상기와 같은 결과를 통하여, 전기 분해기에 공기를 공급하는 것은 전기 분해 중인 폐수를 교반시키기 때문에 전기 전도도와 pH를 균일하게 유지하도록 하여 전기 분해율을 높이는 것으로 판단할 수 있으며, 폐수 중에서 발생되어 전극판(30)에 부착된 기포를 제거하여 전극판의 유효 면적을 확대시켜 주는 작용을 한다는 것을 알 수 있다.Through the above results, supplying air to the electrolyzer may be judged to increase the electrolysis rate by maintaining the electrical conductivity and pH uniformly since the agitation of the wastewater during electrolysis may occur. It can be seen that the air bubbles attached to 30 are removed to enlarge the effective area of the electrode plate.
또한, 폐수 중에 함유된 질산성질소는 아질산성질소를 거쳐 암모니아로 전환 되고, 음극판에서 발생한 염소에 의하여 만들어진 차염소이온과 반응하여 질소가스로 전환되어 대기 중으로 방출된다.In addition, the nitrate nitrogen contained in the waste water is converted to ammonia through nitrous nitrogen, and reacted with the chlorine ions produced by chlorine generated in the negative electrode plate to be converted into nitrogen gas and released into the atmosphere.
이 과정에서 암모니아가 차염소이온과 만나기 전에 폭기에 의해서 공기 중으로 날아가기 때문에 효율이 향상되는 것이다.In this process, efficiency is improved because ammonia is blown into the air by aeration before it meets secondary chlorine ions.
그리고, 상기 설명과 같이 pH가 높을 때 전기 분해 효율이 향상되는 것을 관찰할 수 있는데, 이 결과는 바로 폭기에 의하여 암모니아가 제거된다는 사실을 뒷받침한다.And, as described above, it can be observed that the electrolysis efficiency is improved when the pH is high, and this result supports the fact that ammonia is removed by aeration.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 수질을 오염시키는 폐수에 포함된 총질소량을 전기 분해 처리를 할 때에 전기 반응기 내에 공기를 공급함으로써 전기 분해 효율을 현저하게 높여 준다.The present invention made as described above significantly increases the electrolysis efficiency by supplying air into the electric reactor during the electrolysis treatment of the total nitrogen contained in the wastewater polluting the water quality.
그리고, 전기 분해 처리를 할 때에 폭기를 겸하면 단위 시간당 폐수 처리량을 증대시키는 효과를 제공한다.In addition, aeration during electrolysis provides an effect of increasing the wastewater throughput per unit time.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be made by those who possess.
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