KR100805378B1 - The Combined Process Method and Unit Equipment using Ozone-Electrolysis/Semiconductor Catalysis for Treatment of Non-degradable Waste - Google Patents

The Combined Process Method and Unit Equipment using Ozone-Electrolysis/Semiconductor Catalysis for Treatment of Non-degradable Waste Download PDF

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Abstract

본 발명은, OH 라디칼을 이용한 고도산화처리 방법(AOP : Advanced Oxidation Process)에 의한 난분해성 폐액의 처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 및 그 사용방법에 대한 것으로서, 폐수 중 난분해성 오염물질 분해를 위한 OH 라디칼을 기존의 AOP 방식 보다 훨씬 많이 발생시켜, 폐수처리의 효율성과 경제성을 향상시키기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 음극과 양극을 포함하는 전극, 상기 전극에 전류를 공급하는 전원, 폐수를 처리하는 전기분해조, 상기 전기분해조에 채워지는 반도체 촉매, 그리고 전기분해조에 오존을 공급하는 오존 발생기를 포함하는 난분해성 폐액의 처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치에 있어서, 상기 전기분해조 바닥에 설치되어 오존 기포를 세분화 시켜 오존과 폐수와의 접촉을 극대화시키는 확산석; 상기 반도체 촉매가 충진 된 트레이와 이러한 트레이가 여러 층으로 누적되어 있는 다단층 촉매 지지구조; 상기 반도체 촉매가 충진 된 각 트레이가 삽착되는 각 단에 설치되는 음극과 양극; 상기 오존과 폐수의 혼합이 원활하게 이루어지게 하며, 각 단 트레이에 충진 된 반도체 촉매층 상층부에 존재하는 균등화 공간; 산화분해 처리된 폐수가 필요에 따라 반응조 하단으로 일부 재순환 될 수 있게 하는 순환 시스템; 그리고 다단층 촉매지지구조의 최상단 층은 활성탄이 바스켓 형태의 메쉬망에 충진 된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 폐액 처리를 위한 오존-전기분해/반도체 촉매 복합장치에 대한 것이다.The present invention relates to an ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device and a method of using the same for treating a hardly decomposable waste liquid by an Advanced Oxidation Process (AOP) using OH radicals. The present invention relates to a device for generating OH radicals for material decomposition far more than conventional AOP methods, thereby improving the efficiency and economics of wastewater treatment. More specifically, the present invention provides an electrode including a cathode and an anode, a power supply for supplying current to the electrode, an electrolysis tank for treating wastewater, a semiconductor catalyst filled in the electrolysis tank, and supplying ozone to the electrolysis tank. An ozone-electrolysis / semiconductor catalyst complex apparatus for treating a hardly decomposable waste liquid including an ozone generator, the apparatus comprising: a diffusion stone installed at a bottom of the electrolysis tank to subdivide ozone bubbles to maximize contact between ozone and waste water; A tray filled with the semiconductor catalyst and a multi-stage catalyst support structure in which the trays are stacked in multiple layers; A cathode and an anode installed at each stage into which the respective trays filled with the semiconductor catalyst are inserted; An equalization space that facilitates mixing of the ozone and wastewater and is present in the upper portion of the semiconductor catalyst layer filled in each tray; A circulating system which allows oxidatively treated waste water to be partially recycled to the bottom of the reactor as needed; And the uppermost layer of the multi-stage catalyst support structure is for the ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device for the treatment of difficult-decomposable waste liquid, characterized in that the activated carbon is filled in a basket-type mesh network.

난분해성 폐액, OH 라디칼, 오존, 전기분해, 반도체 촉매, 복합장치, 다단층 Refractory waste, OH radicals, ozone, electrolysis, semiconductor catalysts, composite devices, multi-layer

Description

난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 및 그 사용방법{The Combined Process Method and Unit Equipment using Ozone-Electrolysis/Semiconductor Catalysis for Treatment of Non-degradable Waste}The Combined Process Method and Unit Equipment using Ozone-Electrolysis / Semiconductor Catalysis for Treatment of Non-degradable Waste}

도 1은 본 발명에 따른 복합장치의 장치 전체를 일체로 한 하나의 실시예를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing one embodiment in which the entire apparatus of the composite apparatus according to the present invention is integrated.

도 2는 본 발명에 따른 복합장치의 장치에서 발생한 OH 라디칼의 생성결과를 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing the results of the generation of OH radicals generated in the device of the composite device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 복합장치와 기존의 다른 세 가지 공정으로 각각 난분해성 방사성 유기폐액(EDTAs)을 분해한 실험결과 비교를 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the comparison of the experimental results of decomposing the radioactive organic waste liquids (EDTAs) in each of the three different devices and conventional conventional process according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 복합장치와 기존의 다른 공정으로 각각 난분해성 산업폐액(PCE)을 분해한 실험결과 비교를 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the comparison of the experimental results of decomposing the hardly decomposable industrial waste liquid (PCE) in the composite apparatus according to the present invention and other conventional processes.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of the drawings>

(100) : 배오존유출구, (110) : 폐액 유출구(100): Ozone outflow outlet, (110): Waste fluid outlet

(120a) : 3단 양극전원공급장치, (120b) : 2단 양극 전원공급장치(120a): 3-stage positive power supply, (120b): 2-stage positive power supply

(120c) : 1단 양극전원공급장치, (130a) : 3단 양극 전원공급 연결선(120c): 1 stage positive power supply, (130a): 3 stage positive power supply

(130b) : 2단 양극 전원공급 연결선, (130a) : 1단 양극 전원공급 연결선(130b): 2-stage positive power supply cable, (130a): 1-stage positive power cable

(140a) : 3단 양극 전극, (140b) : 2단 양극 전극140a: three-stage anode electrode, 140b: two-stage anode electrode

(140c) : 1단 양극 전극, (150) : 폐액 유입구140c: one-stage anode electrode, 150: waste liquid inlet

(160) : 활성탄, (170) : 오존 확산석160: activated carbon, 170: ozone diffuse stone

(180) : 반도체촉매, 활성탄 충진 mesh, (190) : 오존 발생기(180): semiconductor catalyst, activated carbon filling mesh, (190): ozone generator

(200a) : 3단 반도체 촉매, (200b) : 2단 반도체 촉매(200a): three stage semiconductor catalyst, (200b): two stage semiconductor catalyst

(200c) : 1단 반도체 촉매, (210a) : 3단 음극 전극(200c): one-stage semiconductor catalyst, (210a): three-stage cathode electrode

(210b) : 2단 음극 전극, (210c) : 1단 음극 전극(210b): two-stage cathode electrode, (210c): one-stage cathode electrode

(220a) : 3단 음극 전원공급 연결선, (220b) : 2단 음극 전원공급 연결선(220a): three-stage negative power supply connection line, (220b): two-stage negative power supply connection line

(220c) : 1단 음극 전원공급 연결선, (240) : 폐수 내부순환용 펌프220c: 1st stage negative power supply connection line, 240: Wastewater internal circulation pump

(250) : 폐수 내부순환 유출구, (260) : 폐수 내부순환 유출밸브(250): wastewater internal circulation outlet, (260): wastewater internal circulation outlet

(270) : 폐수 내부순환 유입밸브 (280) : 절연체(270): Wastewater internal circulation inlet valve (280): Insulator

(290) : 폐수 내부순환 유입구, (300) : 폐수 유입(290): wastewater internal circulation inlet, (300): wastewater inflow

(400) : 폐수 유출, (500) : 다단층 반응조(400): wastewater outflow, (500): multi-stage reactor

본 발명은, 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 및 그 사용방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 폐수 중 난분해성 오염물질 분해를 위한 OH 라디칼을 기존의 AOP 방식 보다 훨씬 많이 발생시켜, 난분해성 폐액처리의 효율성과 경제성을 높이기 위하여, 음극과 양극을 포함하는 전극, 상기 전 극에 전류를 공급하는 전원, 폐수를 처리하는 전기분해조, 상기 전기분해조에 채워지는 반도체 촉매, 그리고 전기분해조에 오존을 공급하는 오존 발생기를 포함하는 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치에 있어서, 상기 전기분해조 바닥에 설치되어 오존 기포를 세분화 시켜 오존과 폐수와의 접촉을 극대화시키는 확산석; 상기 반도체 촉매가 충진 된 트레이와 이러한 트레이가 여러 층으로 누적되어 있는 다단층 촉매 지지구조; 상기 반도체 촉매가 충진 된 각 트레이가 삽착되는 각 단에 설치되는 음극과 양극; 상기 오존과 폐수의 혼합이 원활하게 이루어지게 하며, 각 단 트레이에 충진 된 반도체 촉매층 상층부에 존재하는 균등화 공간; 산화분해 처리된 폐수가 필요에 따라 반응조 하단으로 일부 재순환 될 수 있게 하는 순환 시스템; 그리고 다단층 촉매지지구조의 최상단 층은 활성탄이 바스켓 형태의 메쉬망에 충진 된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치에 대한 것이다.The present invention relates to an ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device for difficult-decomposable waste liquid treatment and a method of using the same. More specifically, in order to generate more OH radicals for the decomposition of hardly degradable contaminants in the wastewater than the conventional AOP method, in order to increase the efficiency and economic efficiency of the hardly degradable waste liquid treatment, an electrode including a cathode and an anode, the electrode Ozone-electrolysis / semiconductor catalyst for refractory waste liquor treatment including a power supply for supplying current to the electrolysis tank, an electrolysis tank for treating wastewater, a semiconductor catalyst filled in the electrolysis tank, and an ozone generator for supplying ozone to the electrolysis tank. A composite device, comprising: a diffusion stone installed at the bottom of the electrolysis tank to subdivide ozone bubbles to maximize contact between ozone and waste water; A tray filled with the semiconductor catalyst and a multi-stage catalyst support structure in which the trays are stacked in multiple layers; A cathode and an anode installed at each stage into which the respective trays filled with the semiconductor catalyst are inserted; An equalization space that facilitates mixing of the ozone and wastewater and is present in the upper portion of the semiconductor catalyst layer filled in each tray; A circulating system which allows oxidatively treated waste water to be partially recycled to the bottom of the reactor as needed; And the uppermost layer of the multi-stage catalyst support structure is for the ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device for the hardly decomposable waste liquid treatment, characterized in that the activated carbon is filled in a basket-type mesh network.

일반적인 고도 산화처리장치(AOP)은 O3/H2O2, O3/UV, O3/UV/H2O2, TiO2/UV의 단독 혹은 복합수단에 의해 수중에 발생된 OH 라디칼이 유기물을 분해하는 것으로 단순한 산화방식(산화제나 열)에 비해 더 효율적이다. 오존을 이용한 산화처리는 대기 혹은 수처리에 적용하고 있고, 전기분해방식은 산화-환원공정을 이용한 전기화학분야에 속하나, 일반적으로 이러한 방식들은 처리효율이 낮은 단점이 있다. In general, an advanced oxidation treatment apparatus (AOP) is a method in which OH radicals generated in water by single or combined means of O 3 / H 2 O 2 , O 3 / UV, O 3 / UV / H 2 O 2 , and TiO 2 / UV are used. Decomposing organic matter is more efficient than simple oxidation (oxidants or heat). Oxidation treatment using ozone is applied to the atmosphere or water treatment, and electrolysis belongs to the electrochemical field using an oxidation-reduction process, but in general, these methods have disadvantages of low treatment efficiency.

최근에는 오존과 촉매의 조합에 의한 수처리 방법이 시도되고 있으나 이에 따른 실용화는 활발하지 않으며, 전기분해방식도 전극의 표면에 반도체 촉매물질을 코팅시켜 적용하고 있으나 연구단계에 그치고 있는 형편이다. Recently, a water treatment method using a combination of ozone and a catalyst has been attempted, but practical use thereof is not active, and electrolysis is also applied by coating a semiconductor catalyst material on the surface of an electrode.

현재 실용화하여 적용되고 있는 기존의 고도산화처리 장치는 오존(O3), 과산화수소수(H2O2)의 단독 혹은 복합수단 및 오존(O3), UV, TiO2 광촉매의 단독 혹은 복합수단에 의해 OH 라디칼이 생성되어 유기물질을 산화 분해시키는 것이다. 오존과 과산화수소 이용 방식은 과산화수소를 인위적으로 주입하여야 하므로 약품비와 공정관리가 필요하는 등의 경제적 및 유지관리 측면에서 비효율적인 단점이 있다. Existing advanced oxidation treatment devices that are currently applied and applied to ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) alone or combined means and ozone (O 3 ), UV, TiO 2 photocatalyst alone or combined means OH radicals are generated to oxidatively decompose organic materials. Since ozone and hydrogen peroxide use methods must be artificially infused with hydrogen peroxide, there are disadvantages in terms of economic and maintenance such as chemical cost and process control.

오존과 UV(254nm) 방식은 오존이 자외선을 흡수하여 광 분해되면서 수중에서 오존분해 메커니즘을 거쳐 OH 라디칼을 생성하므로 오존과 과산화수소 방식에 비해 효율적이고 유지관리가 쉽다. 그러나 UV의 조사(照射)거리 및 물의 탁도에 따른 UV 강도의 현저한 감소로 현장 적용시 경제성과 실용성의 과제가 남는다. Ozone and UV (254nm) are ozone absorbing ultraviolet rays and photoly decompose and generate OH radicals through the ozone decomposition mechanism in water, which is more efficient and easier to maintain than ozone and hydrogen peroxide. However, due to the significant reduction of the UV intensity according to the irradiation distance of UV and turbidity of water, there remains a problem of economic and practicality in the field application.

TiO2/UV방식은 광촉매에 UV를 조사하여 광촉매 표면에서 OH 라디칼이 생성되어 유기물질을 산화 분해시키는 것으로 대기오염물질 제거 및 살균용에는 약간의 효과는 있으나, 수질오염물질 처리 시에는 TiO2 분말의 회수 문제점과 상기한 UV가 가지고 있는 단점 등이 있다. TiO 2 / UV method produces OH radicals on the surface of the photocatalyst by irradiating UV to the photocatalyst to oxidatively decompose organic materials. However, TiO 2 powder can be used for water pollutant removal and sterilization. Recovery problems and disadvantages of the above-described UV.

또한, 이러한 기존의 단독 혹은 복합수단 고도산화처리 공정들은 일반적으로 처리속도가 느리며, 난분해성 오염물질에 대해 선택성이 있다는 단점이 현장 적용에 있어 문제점으로 남아 있다.In addition, these conventional single or combined means of advanced oxidation treatment processes are generally slow processing speed, selectivity for hardly degradable pollutants remains a problem in the field application.

종래의 TiO2 코팅 층을 이용한 난분해성 유기물 처리에 관련된 발명 중에서, 일본국 특허공개2000-51863호와 평성11-10157호은 양극-음극전극을 일정 간격으로 하여 온수흐름방향에 직각으로 설치하고 전극사이의 살균조 내부에 광촉매(TiO2, ZnO)를 코팅 또는 격자형태 도선에 광촉매(TiO2, ZnO)를 코팅하여 설치하는 광촉매 반도체를 이용하는 전기분해방식과 오존/자외선램프에 의한 히드록시 라디칼 생성방식을 이용하여 처리조에서 낮은 농도의 유기물을 분해하는 것에 관한 것이고, 오존/전기분해 복합공정을 병행하는 것을 특징으로 하고 있다. Among the inventions related to the treatment of hardly decomposable organic matter using the conventional TiO 2 coating layer, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-51863 and Pyeongseong 11-10157 are provided with a cathode-cathode electrode at regular intervals and installed at right angles to the hot water flow direction. Electrolysis method using photocatalytic semiconductor which is installed by coating photocatalyst (TiO 2 , ZnO) or coating photocatalyst (TiO 2 , ZnO) on lattice-shaped wires and hydroxy radical generation method by ozone / ultraviolet lamp The present invention relates to decomposing low concentrations of organic substances in a treatment tank using a combination of ozone and electrolysis.

그러나, 현재까지 폐수 중 난분해성 오염물질 분해를 위한 OH 라디칼을 기존의 AOP 방식 보다 훨씬 많이 발생시켜, 난분해성 폐액처리의 효율성과 경제성을 높이기 위한, 음극과 양극을 포함하는 전극, 상기 전극에 전류를 공급하는 전원, 폐수를 처리하는 전기분해조, 상기 전기분해조에 채워지는 반도체 촉매, 그리고 전기분해조에 오존을 공급하는 오존 발생기를 포함하는 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치에 있어서, 전기분해조 바닥에 설치되어 오존 기포를 세분화 시켜 오존과 폐수와의 접촉을 극대화시키는 확산석; 반도체 촉매가 충진 된 트레이와 이러한 트레이가 여러 층으로 누적되어 있는 다단층 촉매 지지구조; 반도체 촉매가 충진된 각 트레이가 삽착되는 각 단에 설치되는 음극과 양극; 오존과 폐수의 혼합이 원활하게 이루어지게 하며, 각 단 트레이에 충진 된 반도체 촉매층 상층부에 존재하는 균등화 공간; 산화분해 처리된 폐수가 필요에 따라 반응조 하단으로 일부 재순환 될 수 있게 하는 순환 시스템; 그리고 다단층 촉매지지구조의 최상단 층은 활성탄이 바스켓 형태의 메쉬망에 충진된 것을 포함하는 것을 특징 으로 하는 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치는 개발되거나 공개된 사실이 없다.However, to date, OH radicals for the decomposition of hardly degradable contaminants in wastewater are generated much more than the conventional AOP method, so as to increase the efficiency and economic efficiency of the hardly degradable waste liquid treatment, an electrode including a cathode and an anode, and a current to the electrode. Combined device for ozone-electrolysis / semiconductor catalyst for refractory waste liquid treatment including a power supply for supplying water, an electrolysis tank for treating wastewater, a semiconductor catalyst filled in the electrolysis tank, and an ozone generator for supplying ozone to the electrolysis tank. In the, the electrolysis tank is installed on the bottom of the diffuser to subdivide the ozone bubbles to maximize the contact between the ozone and waste water; A tray filled with a semiconductor catalyst and a multi-stage catalyst support structure in which the trays are stacked in multiple layers; A cathode and an anode installed at each stage into which each tray filled with the semiconductor catalyst is inserted; Equalization space to facilitate the mixing of ozone and wastewater, and exists in the upper portion of the semiconductor catalyst layer filled in each tray; A circulating system which allows oxidatively treated waste water to be partially recycled to the bottom of the reactor as needed; In addition, no ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device for hardly decomposable waste liquid treatment, characterized in that the uppermost layer of the multi-stage catalyst support structure includes activated carbon filled in a basket-type mesh network. .

따라서, 본 발명은 폐수 중 난분해성 오염물질 분해를 위한 OH 라디칼을 기존의 AOP 방식 보다 훨씬 많이 발생시켜, 난분해성 폐액처리의 효율성과 경제성을 높이기 위한, 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 및 그 사용방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention generates much more OH radicals for the decomposition of hardly degradable contaminants in the wastewater than the conventional AOP method, so as to improve the efficiency and economics of the hardly degradable waste liquid treatment, and ozone-electrolysis / An object of the present invention is to provide a semiconductor catalyst composite device and a method of using the same.

본 발명에 따른 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치는, 전기분해조 바닥에 설치되어 오존 기포를 세분화 시켜 오존과 폐수와의 접촉을 극대화시키는 확산석; 반도체 촉매가 충진 된 트레이와 이러한 트레이가 여러층으로 누적되어 있는 다단층 촉매 지지구조; 반도체 촉매가 충진 된 각 트레이가 삽착되는 각 단에 설치되는 음극과 양극; 오존과 폐수의 혼합이 원활하게 이루어지게 하며, 각 단 트레이에 충진된 반도체 촉매층 상층부에 존재하는 균등화 공간; 분해 처리된 폐수가 필요에 따라 반응조 하단으로 일부 재순환 될 수 있게 하는 순환 시스템; 그리고 다단층 촉매지지구조의 최상단 층은 활성탄이 바스켓 형태의 메쉬망에 충진 된 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.An ozone-electrolysis / semiconductor catalyst complex apparatus for treating a hardly decomposable waste liquid according to the present invention includes: a diffusion stone installed at the bottom of an electrolysis tank to subdivide ozone bubbles to maximize contact between ozone and waste water; A tray filled with a semiconductor catalyst and a multi-stage catalyst support structure in which the trays are stacked in multiple layers; A cathode and an anode installed at each stage into which each tray filled with a semiconductor catalyst is inserted; An equalization space that facilitates mixing of ozone and wastewater and is present in the upper portion of the semiconductor catalyst layer filled in each tray; A circulatory system that allows the decomposed wastewater to be partially recycled to the bottom of the reactor as needed; And the uppermost layer of the multi-stage catalyst support structure is characterized in that the activated carbon is filled in the basket-type mesh network.

또한, 본 발명은 상기 장치를 사용한 난분해성 폐수처리 방법에 있어서, 단층 반응조에 폐수를 주입하는 단계; 주입된 폐수가 반도체촉매를 충진한 다단층 및 활성탄과 최대한 균밀하게 섞이는 단계; 다단층의 각각의 음극과 양극에 전원을 공 급하는 단계; 오존발생기에서 오존을 발생시켜 발생된 오존이 오존확산석을 통하여 다단층 반응조에 주입된 폐수와 균질하게 섞이는 단계; 충진된 반도체 촉매가 폐수처리 반응조의 측면에 설치된 전기분해장치의 전극과 접촉하고 전자는 바닥상태(기저상태)에서 여기되어 전도대에 있게 되는 단계; 다단계 반응조내에 구성된 다단층의 각 단에서 용존오존이 전극 및 충진된 반도체 촉매와 접촉하여 전극으로부터 전자를 받아 들여 ozonide(O- 3)로 전환되는 단계; 그리고 ozonide가 빠르게 HO3를 생성하고 이것이 OH 라디칼과 산소로 분해되는 단계; 를 포함하는 그 사용방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is a method for treating hardly degradable wastewater using the apparatus, comprising: injecting wastewater into a monolayer reactor; Mixing the injected waste water with the multi-layer and the activated carbon filled with the semiconductor catalyst as closely as possible; Supplying power to each cathode and anode of the multilayer; Mixing ozone generated by generating ozone in the ozone generator with the wastewater injected into the multi-layer reactor through the ozone diffusion stone; The charged semiconductor catalyst is in contact with an electrode of an electrolysis device installed on the side of the wastewater treatment reactor, and electrons are excited in the ground state (base state) to be in the conduction band; Dissolving ozone at each stage of the multi-stage reactor configured in the multi-stage reactor in contact with the electrode and the charged semiconductor catalyst to receive electrons from the electrodes and convert them into ozonide (O - 3 ); And ozonide rapidly produces HO 3 , which decomposes into OH radicals and oxygen; Its purpose is to provide a method of use that includes.

발명의 구성 특성을 보면, 양극(스테인레스 스틸, TiO2-Ir 코팅)-음극(백금, TiO2 코팅, TiO2-Ir 코팅)전극사이에 반도체 촉매(ZnO, TiO2)를 충진한 다단층을 구성한다. 각 층에서는 전극으로부터 공급된 전자와 하부에서 공급되는 오존 및 반도체촉매의 복합작용으로 유기물 분해성능 및 공정 효율성에 가장 큰 영향을 주는 히드록시 라디칼의 생성량 및 생성속도를 극대화시키며, 이를 이용하여 원자력발전소 발생 난분해성 방사성 유기폐액을 포함한 산업시설 발생 난분해성 유기폐액 처리를 위한 복합장치를 그 특징으로 한다. According to the constituent characteristics of the invention, a multistage layer filled with a semiconductor catalyst (ZnO, TiO 2 ) is filled between an anode (stainless steel, TiO 2 -Ir coated) -cathode (platinum, TiO 2 coated, TiO 2 -Ir coated) electrode. Configure. In each layer, the combined action of the electron supplied from the electrode and the ozone and semiconductor catalyst supplied from the lower side maximizes the amount and rate of generation of hydroxy radicals, which have the greatest effect on organic decomposition performance and process efficiency. It is characterized by a complex device for the treatment of industrially generated hardly decomposable organic waste liquids, including generated hardly decomposable radioactive organic waste liquids.

본 발명의 복합장치 장치 부분은 고ㆍ저주파 무성방전 방식을 적용한 오존발생장치에서 발생되어 반응기로 유입되는 오존이 수중으로 많이 용해 되도록 작은 방울의 오존화가스를 발생시키기 위한 확산석이 폐수처리 반응조 바닥에 설치되어 있고, 반응조내에 다단층으로 구성되어 충진된 반도체 촉매 및 각 단 마다 별도로 설치된 전극들과 용존오존이 균일하게 접촉될 수 있도록 구성하며, 다단층의 수는 대상 폐수의 주입농도 및 처리량에 따라 달라지도록 하고, 각 단에 충진된 반도체 촉매층 상부에 균등공간을 두어 용존오존과 대상폐수의 혼합이 원활하도록 구성하며, 산화 분해처리된 폐수는 필요시 반응조 하단으로 일부 재순환 할 수 있도록 순환시스템을 구성하여 고농도의 난분해성 폐수의 분해율을 향상시킬 수 있는 폐수처리의 벳취처리 공정이 가능하도록 구성하였고, 본 발명의 단일 벳취처리 공정은 하나 이상의 반응조를 연속적으로 설치하여 구성할 수 있으며 이와 같은 연속처리 공정에 의해 난분해성 폐수의 처리용량 및 분해효율을 증대시켜 환경 방출 기준을 만족시킬 수 있다.In the composite device apparatus part of the present invention, a diffusion stone for generating a small drop of ozonized gas is generated at the bottom of the wastewater treatment reactor so that the ozone generated in the high and low frequency silent discharge method is applied and the ozone flowing into the reactor is dissolved in water. It is composed of a multistage layer in the reaction tank, and is configured to make uniform contact between the charged semiconductor catalyst and the electrodes separately installed in each stage and dissolved ozone, and the number of multistage layers depends on the injection concentration and throughput of the target wastewater. It is configured to make the mixing of dissolved ozone and the target waste water smoothly by putting an equal space on the upper part of the semiconductor catalyst layer filled in each stage, and circulating the waste water treated by oxidative decomposition treatment to the bottom of the reactor if necessary. Betcher for wastewater treatment to improve the decomposition rate of high-degradability, non-degradable wastewater The single batch treatment process of the present invention can be configured by continuously installing one or more reactors, and by increasing the treatment capacity and decomposition efficiency of the hardly decomposable wastewater by such a continuous treatment process, environmental emission standards can be improved. Can satisfy.

본 발명의 복합장치 기술 특성을 보면, 폐수처리 반응조 내에 구성된 다단층의 각 단에서 용존 오존이 전극 및 충진 된 반도체 촉매와 접촉하여 전극으로부터 전자를 받아 들여 ozonide(O- 3)로 전환되고, ozonide는 빠르게 HO3를 생성하여 이것은 OH 라디칼과 산소로 분해 된다. According to the technical characteristics of the composite apparatus of the present invention, dissolved ozone is contacted with an electrode and a charged semiconductor catalyst at each stage of a multi-layer composed of a wastewater treatment reactor and receives electrons from the electrode and is converted into ozonide (O - 3 ), and ozonide Rapidly produces HO 3 , which decomposes into OH radicals and oxygen.

이때 충진 된 반도체 촉매는 폐수처리 반응조의 측면에 설치된 전기분해장치의 전극과 접촉하고 전자는 바닥상태(기저상태)에서 여기되어 전도대에 있게 된다.At this time, the filled semiconductor catalyst is in contact with the electrode of the electrolysis device installed on the side of the wastewater treatment reactor, and the electrons are excited in the ground state (base state) to be in the conduction band.

따라서, 본 발명은 종래의 오존-전기분해/반도체 촉매를 사용하는 폐액처리 장치에 비하여 많은 양의 OH 라디칼을 발생시킴으로써 난분해성 폐수처리의 효율을 높이고 처리시간을 보다 짧게 효과적으로 이루어지게 하는 것을 특징으로 한다.Therefore, the present invention is characterized by generating a large amount of OH radicals compared to the conventional waste liquid treatment apparatus using an ozone-electrolysis / semiconductor catalyst to increase the efficiency of the hardly decomposable wastewater treatment and to shorten the treatment time effectively. do.

또한, 본 발명에 있어 오존은 폐수의 탁도에 많은 영향을 받지 않으며, 반도 체 촉매를 입상으로 성형하여 충진 시킴으로써 촉매의 회수가 용이한 특징이 있다.In addition, in the present invention, ozone is not significantly affected by the turbidity of the wastewater, and the catalyst is easily recovered by molding and filling the semiconductor catalyst into granules.

따라서, 본 발명은 원자력발전소 발생 난분해성 방사성 유기폐액을 포함한 산업시설 발생 난분해성 유기폐액을 포함한 오염물질을 쉽게 분해할 수 있는 OH 라디칼을 훨씬 많이 생성시킴으로써 폐수처리의 효율을 높이고 처리시간을 보다 짧게 단축시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, the present invention generates much more OH radicals that can easily decompose pollutants including industrially-generated, non-degradable organic wastes generated by nuclear power plants, thereby increasing the efficiency of wastewater treatment and shortening the treatment time. There is an advantage that can be shortened.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 이하의 실시 예들은 본 발명을 예시를 통하여 상세하게 설명하고자 하는 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 실시예의 내용으로 한정하고자 하는 것은 아니다.However, the following embodiments are only intended to describe the present invention in detail by way of example and are not intended to limit the scope of the invention to the contents of the embodiments.

본 발명에 의한 원자력발전소 발생 난분해성 방사성 유기폐액을 포함한 산업시설 발생 난분해성 유기폐액 처리를 위한 복합장치 및 장치는 도 1에 나타난 바와 같이, 오존을 발생시키기 위한 고ㆍ저주파 무성방전 방식을 적용한 오존발생장치(190), 양극(140a, 140b, 140c)은 스테인레스 스틸, TiO2-Ir 코팅전극, 음극(210a, 210b, 210c)은 백금, TiO2 코팅, TiO2-Ir 코팅전극을 각각 적용한 전기분해장치(140a~140c, 210a~210c)와 입상으로 성형하여 폐수처리(水處理) 반응조(500)에 각각의 ZnO, TiO2, 반도체 촉매(200a, 200b, 200c)를 바스켓 형태의 mesh 망(180)에 충진하고 중간에 절연체(280)를 부착한 구성 특성을 가지는 3단의 다단층으로 구성하였다.As shown in FIG. 1, a composite apparatus and apparatus for treating a biodegradable organic waste generated in an industrial facility including a non-degradable radioactive organic waste generated by a nuclear power plant according to the present invention are ozone using a high and low frequency silent discharge method for generating ozone. Generator 190, anodes 140a, 140b, 140c are stainless steel, TiO 2 -Ir coated electrode, cathodes 210a, 210b, 210c are platinum, TiO 2 coated, TiO 2 -Ir coated electrode The ZnO, TiO 2 and semiconductor catalysts 200a, 200b and 200c were respectively formed in the wastewater treatment reactor 500 by molding into decomposition granulators 140a to 140c and 210a to 210c and granular. 180) and a multistage layer having three constructional layers having an insulator 280 attached therebetween.

다단층의 양극, 음극 각 단에 필요한 전압 및 전류는 각단에 별도로 설치한 전원공급장치(120a, 120b, 120c) 및 양극 연결부위(130a, 130b,130c)와 음극 연결부위(220a, 220b, 220c)에 의하여 각 단별로 독립적으로 공급하여 각 단에 설치된 전극에 사용되는 전류밀도를 최대로 하는 것을 특징으로 구성한다. 또한 본 발명의 다단층 유기폐액 복합처리 장치는 3단의 다단층으로만 구성될 수 있는 그 구성이 한정되는 것이 아니라, 3단 이상의 다단층을 연속적으로 설치하여 구성할 수 있으며, 이와 같은 다단층 구성에 의하여 고농도 난분해성 유기폐액의 분해율을 향상 시킬수 있어 환경 방출 기준을 충분히 만족시킬 수 있다.The voltages and currents required for the anode and cathode stages of the multi-stage layer are separately provided at the power supply devices 120a, 120b, and 120c, and anode connection portions 130a, 130b, and 130c, and cathode connection portions 220a, 220b, and 220c, respectively. It is configured to maximize the current density used for the electrode installed in each stage by supplying to each stage independently by). In addition, the multi-layer organic waste liquid composite processing apparatus of the present invention is not limited to the configuration that can be composed of only three multi-layers, it can be configured by installing three or more multi-stage layer continuously, such a multi-layer By constitution, the decomposition rate of high concentration hardly degradable organic waste liquid can be improved, and the environmental emission standard can be sufficiently satisfied.

반응조(500)의 하단에 설치된 유입구(150)를 통하여 유입된 폐수(300)는 3단의 다단층을 거치면서 분해 처리되어 유출구(110)를 통하여 유출(400)되며, 필요할 경우 순환펌프(270) 및 순환용 유입밸브(260) 및 유출밸브(270)를 사용하여 회분식 운전이 가능하도록 구성한다. The wastewater 300 introduced through the inlet 150 installed at the bottom of the reactor 500 is decomposed and processed through the multiple stages of the three stages, and the outlet 400 is discharged through the outlet 110, and a circulation pump 270 if necessary. And it is configured to enable the batch operation using the inlet valve 260 and the outlet valve 270 for circulation.

또한, 고농도의 난분해성 유기폐액 처리를 위한 회분식공정을 사용할 경우 최상단 층은 활성탄(160)이 바스켓 형태의 메쉬망(180)에 충진된 층을 사용하여 반응조 상부의 처리된 폐수를 순환펌프(240) 및 밸브(260,270)에 의하여 반응조 내부에서 순환흐름(250,290)을 갖도록 하여 폐수처리 반응조(500)내에서 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 내의 폐액처리에 필요한 분해 처리 체류시간을 증가시켜 유기물 분해율을 증대시킬 수 있다. 본 발명에서 사용한 활성탄층은 유기물의 단순 물리흡착에 기여하고 유기물의 탈착과정에 동반되므로 장기간 사용가능하며, 필요시 교체하여 활성탄을 재생함으로서 페기물 발생량을 감소시킬 수 있다.In addition, in the case of using a batch process for treating a high concentration of hardly degradable organic waste liquid, the uppermost layer is a circulating pump 240 for treating the treated wastewater on the upper part of the reactor using a layer filled with the activated carbon 160 in the basket mesh mesh 180. ) And valves 260 and 270 to have circulating flows 250 and 290 inside the reactor to increase the decomposition treatment residence time required for waste liquid treatment in the ozone-electrolysis / semiconductor catalyst complex in the wastewater treatment reactor 500. Can be increased. The activated carbon layer used in the present invention contributes to the simple physical adsorption of organic matter and is accompanied by the desorption process of organic matter, so that it can be used for a long time, and if necessary, the amount of waste generated can be reduced by regenerating activated carbon.

이상과 같이 구성한 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체 촉매 복합장치를 적용함으로서 유기물 분해성능 및 공정 효율성에 가장 큰 영향을 주는 히드록시 라디칼의 생성량 및 생성속도를 극대화시킴으로서 원자력발전소 발생 난분해성 방사성 유기폐액을 포함한 산업시설 발생 난분해성 유기폐액 처리의 효율을 높이고 고농도의 난분해성 유기폐액 처리시에도 처리시간을 보다 짧게 효과적으로 이루어지게 하는 것을 특징으로 한다.By applying the ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device for the treatment of difficult-to-decomposable waste liquids configured as described above, it is possible to maximize the amount and rate of generation of hydroxy radicals that have the greatest effect on organic decomposition performance and process efficiency. Industrial facilities, including radioactive organic waste liquids to improve the efficiency of treatment of difficult to decompose organic waste and characterized in that the treatment time is made shorter and more effective even in the treatment of high concentration of difficult to decompose organic waste.

이와 같이 운영되는 본 발명의 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 및 장치에 따른 구체적인 실험결과는 다음과 같다.Specific experimental results according to the ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite apparatus and apparatus for the hardly degradable waste liquid treatment of the present invention operated as described above are as follows.

도 2는 본 발명에 따른 양극, 음극 모두 TiO2-Ir 코팅전극을 사용하고 TiO2 입상 반도체촉매를 사용한 난분해성 폐액처리를 위한 오존/전극/반도체촉매 복합장치에 의해 발생되는 OH 라디칼의 생성량과 UV/TiO2 장치에 의한 생성량을 전류밀도가 약 20(mA./cm2)범위에서 비교 관찰한 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 반응시간이 6분까지는 오존 자체분해에 의해 발생된 OH 라디칼의 양을 나타낸 것이며, 6분 이후는 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 및 장치를 적용할 경우 OH 라디칼의 발생을 나타내고 있는데, 오존 자체분해에 의해 발생된 양에 비해 훨씬 많은 양의 OH 라디칼이 본 발명인 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치 및 그 사용방법에서 UV/TiO2 장치에 비해 약 10배 정도 많은 양의 OH라디칼이 생성됨을 알 수 있었다. FIG. 2 shows the amount of OH radicals generated by the ozone / electrode / semiconductor catalyst composite apparatus for treating a hardly decomposable waste liquid using a TiO 2 -Ir coated electrode and a TiO 2 granular semiconductor catalyst according to the present invention. The amount produced by the UV / TiO 2 device was compared and observed at a current density of about 20 (mA./cm 2 ). As shown in FIG. 2, the reaction time represents the amount of OH radicals generated by ozone self-decomposition up to 6 minutes, and after 6 minutes, an ozone-electrolysis / semiconductor catalyst complex apparatus and apparatus for hardly decomposable waste liquid treatment. When the OH radicals are generated, a much larger amount of OH radicals than the amount generated by ozone self-decomposition is an ozone-electrolysis / semiconductor catalyst complex device for treating a hardly degradable waste liquid of the present invention, and a method of using the same. It can be seen that the amount of OH radicals generated about 10 times higher than that of UV / TiO 2 devices.

도 3은 본 발명에 따른 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치와 기존의 다른 세 가지 공정을 원자력발전소 설비(증기발생기 등) 및 시스템 제염(decontamination)시 발생되는 화학세정폐액에 포함된 대표적인 난분해성 방사성 유기폐액으로 분류되는 EDTA(Ethylene Diamine Tetra Aceticacid)에 각각 적용하여 분해한 실험결과를 비교한 것이다. 표 1의 실험 조건과 도 3의 결과를 보면, 반응시간 10분경과 후 양극,음극 모두 TiO2-Ir 코팅전극을 사용하고 TiO2 입상 반도체촉매가 충진된 1단층만을 사용한 오존/전극/반도체촉매 복합장치((주)지피엔이 AOP장치)의 분해효율은 98.6%인 반면 다른 공정들은 75~92%의 분해효율을 나타냈다. 분해 반응 후 반응부산물을 측정한 결과 오존/전극/반도체촉매 복합장치는 2시간 반응후 분해 부산물이 거의 없었다. 3 is a chemical cleaning waste solution generated during decontamination of a nuclear power plant (steam generator, etc.) and a system using an ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device and other three processes for difficult-degradable waste liquid treatment according to the present invention. The experimental results were analyzed by applying to each of the EDTA (Ethylene Diamine Tetra Aceticacid), which is classified as a representative non-degradable radioactive organic waste solution. In the experimental conditions and the results of FIG. 3 in Table 1, and the reaction time for 10 minute and then the positive electrode, a negative electrode both TiO 2 -Ir using the coated electrode, and TiO 2 particulate catalyst that only the ozone with the filled single layer / electrode / catalyst The decomposition efficiency of the composite device (GPI Co., Ltd. AOP device) was 98.6%, while the other processes showed a degradation efficiency of 75-92%. As a result of measuring the reaction byproducts after the decomposition reaction, the ozone / electrode / semiconductor catalyst composite device had almost no decomposition byproducts after the reaction for 2 hours.

도 4는 본 발명에 따른 난분해성 폐액처리를 위한 오존/전극/반도체촉매 복합장치와 기존의 다른 두가지 공정을 대표적인 난분해성 유독성물질인 PCE (Tetrachloroethylene)에 각각 적용하여 분해한 실험결과를 비교한 것이다. 기존의 오존공정과 본 발명 장치인 2가지 경우 즉 ZnO 반도체촉매를 사용하고 양극은 스테인레스 스틸, 음극은 Pt 전극을 사용한 경우 그리고 양극, 음극 모두 TiO2-Ir 코팅전극을 사용하고 TiO2 입상 반도체촉매를 사용한 난분해성 폐액처리를 위한 오존/전극/반도체촉매 복합장치의 두 가지 경우에 대하여 PCE의 분해에 대한 성능평가의 결과를 나타낸 것이다. 도 4에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 복합장치가 반응시간이 20분이 되었을 때 이미 PCE의 농도가 약 1.3 ppm을 나타내 가장 짧은 시간유독성 오염물질에도 비-선택적인 장점이 있으며, 또한 많은 양의 OH 라디칼이 생성되는 특징이 있어 수처리 효율이 높으며, 처리시간을 훨씬 단축시킬 수 있음을 나타냈다.4 is a comparison of the experimental results obtained by decomposing the ozone / electrode / semiconductor catalyst composite device for treating the hardly degradable waste liquid according to the present invention and applying the other two processes to PCE (Tetrachloroethylene), which is a representative hardly degradable toxic substance, respectively. . Two cases of the conventional ozone process and the present invention device are ZnO semiconductor catalyst, anode is made of stainless steel, cathode is Pt electrode and both TiO 2 -Ir coated electrode is used and TiO 2 granular semiconductor catalyst is used. The results of the performance evaluation on the decomposition of PCE are presented for two cases of ozone / electrode / semiconductor catalyst composites for difficult-to-decompose waste liquid treatment using. As shown in FIG. 4, when the reaction time of the composite device according to the present invention is 20 minutes, the concentration of PCE is already about 1.3 ppm, and thus the non-selective advantage is obtained even in the shortest time toxic contaminants. It has been shown that there is a characteristic of generating radicals, so that the water treatment efficiency is high, and the treatment time can be shortened much.

EDTA 분해성능 비교 실험조건EDTA Degradation Performance Comparison ItemItem 지피엔이 AOP 장치JIPIEN AOP Device O3+TiO2+UVO 3 + TiO 2 + UV Wet OxidationWet oxide ElectrolysisElectrolysis 초기농도(ppm)Initial concentration (ppm) 290290 290290 300300 300300 전극공급전압Electrode Supply Voltage 30V30 V -- -- 1.3V(SCE)1.3 V (SCE) 오존 투여율Ozone dosage 25~30 mg dm-3min-1 25-30 mg dm -3 min -1 29.3 mg dm-3min-1 29.3 mg dm -3 min -1 -- -- UV 강도(I0)UV intensity (I 0 ) -- 6.1×1016 hυ㎖-1min-1 6.1 × 10 16 hυml -1 min -1 -- H2O2 H 2 O 2 -- 2×10-2mol/ℓ2 × 10 -2 mol / ℓ -- 촉 매 catalyst -- Co(Ⅱ): 2×10-4mol/ℓCo (II): 2 × 10 -4 mol / l --

본 발명은 기존 수처리 방법 중의 하나인 오존만을 사용하는 방식이 수질오염물질을 직접 분해하는데 선택성이 있으며 OH 라디칼의 발생량이 불충분한 문제가 있으므로, 오존을 OH 라디칼로 전환하여 비-선택성인(단일결합, 이중결합 등의 수질오염물질 분해에 선택성이 없음) OH 라디칼을 보다 많이 생성시킬 수 있게 함으로써 오존만을 이용한 수처리 방식에 비해 성능을 약 70% 이상을 향상시켰다. 또한 오존과 입상으로 성형한 촉매의 충진으로 UV의 조사거리에 따른 상용화 문제, TiO2의 회수문제 등을 해결하고, 인위적인 화합물(예를 들면, 과산화수소 등)을 첨가하지 않아 처리비용을 크게 절감할 수 있고, 효율적이며, 현장적용에 편리한 특징이 있다. 그리고 전기분해장치의 전극을 통한 전류량을 조절하여 OH 라디칼 발생량을 동시에 조절할 수 있어 적용하는 처리수질에 따라 유동적으로 사용할 수 있는 장점 이 있다.In the present invention, since only one method of using ozone, which is one of the existing water treatment methods, is selective in directly decomposing water pollutants and there is an insufficient amount of generation of OH radicals, it is non-selective by converting ozone into OH radicals. It is not selective for the decomposition of water pollutants such as double bonds.) By generating more OH radicals, the performance is improved by about 70% or more compared to ozone-only water treatment. In addition, the filling of ozone and granular catalysts solves the problems of commercialization according to the irradiation distance of UV and recovery of TiO 2 , and it does not add artificial compounds (for example, hydrogen peroxide), thereby greatly reducing the processing cost. It is convenient, efficient, and convenient for field application. In addition, by controlling the amount of current through the electrode of the electrolysis device, the amount of OH radicals can be controlled at the same time.

궁극적으로, 본 발명은 대용량의 수처리에 적용이 가능하고, 슬러지 발생량이 적으며, 처리장치의 설치면적이 작게 차지하는 이점이 있으며, 또한 기존의 처리시설을 활용하여 본 발명을 적용할 수 있는 큰 장점이 있어 고도정수처리시설, 간이전용상수도, 발전용수, 하수종말처리장의 유출수, 염소계 유기폐수, 염색폐수, 난분해성 유독성폐수 등 각종 용수생산 및 다양한 폐수처리에 적용할 수 있다. 따라서 본 발명은 환경생태보존에 일익을 담당할 수 있으며, 지구의 환경보존산업을 활성화 시키는 장점을 제공할 수 있다.Ultimately, the present invention has the advantage that it can be applied to a large amount of water treatment, less sludge generation, occupy a small installation area of the treatment device, and also to apply the present invention by utilizing the existing treatment facility Therefore, it can be applied to various water production and various wastewater treatment such as advanced water treatment facility, simple water supply, power generation water, effluent from sewage terminal treatment plant, chlorine organic wastewater, dyeing wastewater, and non-degradable toxic wastewater. Therefore, the present invention can play a role in environmental conservation, and can provide an advantage of activating the global environmental conservation industry.

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 음극과 양극을 포함하는 전극; 상기 전극에 전류를 공급하는 전원; 폐수를 처리하는 전기분해조; 상기 전기분해조에 채워지는 반도체 촉매; 전기분해조에 오존을 공급하는 오존 발생기; 상기 전기분해조 바닥에 설치되어 오존 기포를 세분화시켜 오존과 폐수와의 접촉을 극대화시키는 확산석; 상기 반도체 촉매가 충진된 트레이와 이러한 트레이가 여러층으로 누적되어 있는 다단층 촉매 지지구조; 상기 반도체 촉매가 충진된 각 트레이가 삽착되는 각 단에 설치되는 음극과 양극; 상기 오존과 폐수의 혼합이 원활하게 이루어지게 하며, 각 단 트레이에 충진된 반도체 촉매층 상층부에 존재하는 균등화 공간; 산화분해 처리된 폐수가 필요에 따라 반응조 하단으로 일부 재순환 될 수 있게 하는 순환 시스템; 그리고 다단층 촉매지지구조의 최상단 층은 활성탄이 바스켓 형태의 메쉬망에 충진된 것을 포함하는, 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치에 있어서,An electrode comprising a cathode and an anode; A power supply for supplying current to the electrode; An electrolysis tank for treating wastewater; A semiconductor catalyst filled in the electrolysis tank; An ozone generator for supplying ozone to the electrolysis tank; A diffusion stone installed at the bottom of the electrolysis tank to subdivide ozone bubbles to maximize contact between ozone and waste water; A tray filled with the semiconductor catalyst and a multi-stage catalyst support structure in which the trays are stacked in multiple layers; A cathode and an anode installed at each stage into which the trays filled with the semiconductor catalyst are inserted; An equalization space that facilitates mixing of the ozone and the wastewater and is present in the upper portion of the semiconductor catalyst layer filled in each tray; A circulating system which allows oxidatively treated waste water to be partially recycled to the bottom of the reactor as needed; In the ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite apparatus for hardly decomposable waste liquid treatment, wherein the uppermost layer of the multi-stage catalyst support structure includes activated carbon filled in a basket-type mesh network. 상기 전극의 양극 및 음극이 티타늄(TiO2)에 이리듐(Ir) 코팅인 것을 특징으로 하는, 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치.The positive electrode and the negative electrode of the electrode is titanium (TiO 2 ) It is characterized in that the coating of iridium (Ir), ozone-electrolysis / semiconductor catalyst composite device for the treatment of difficult decomposition. 삭제delete 제3항의 장치에 있어서, 상기 전극의 음극이 백금 또는 TiO2 코팅 전극인 것을 특징으로 하는, 난분해성 폐액처리를 위한 오존-전기분해/반도체촉매 복합장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the cathode of the electrode is a platinum or TiO 2 coated electrode. 상기 다단층 반응조(500)로부터 용이하게 부착과 탈착이 가능하도록 일체화된 구조로된 입상 반도체 촉매층.A granular semiconductor catalyst layer having an integrated structure to be easily attached and detached from the multi-stage reaction tank (500). 제3항 또는 제5항에 따르는 상기 장치를 사용하여 난분해성 폐액을 처리하는 방법에 있어서, A method for treating hardly degradable waste liquor using the apparatus according to claim 3 or 5, 다단층 반응조에 폐수를 주입하는 단계;Injecting wastewater into a multi-stage reactor; 주입된 폐수가 반도체촉매를 충진한 다단층 및 활성탄과 최대한 균밀하게 섞이는 단계;Mixing the injected waste water with the multi-layer and the activated carbon filled with the semiconductor catalyst as closely as possible; 다단층의 각각의 음극과 양극에 전원을 공급하는 단계;Supplying power to each cathode and anode of the multilayer; 오존발생기에서 오존을 발생시켜 발생된 오존이 오존확산석을 통하여 다단층 반응조에 주입된 폐수와 균질하게 섞이는 단계;Mixing ozone generated by generating ozone in the ozone generator with the wastewater injected into the multi-layer reactor through the ozone diffusion stone; 충진된 반도체 촉매가 폐수처리 반응조의 측면에 설치된 전기분해장치의 전극과 접촉하고 전자는 바닥상태(기저상태)에서 여기되어 전도대에 있게 되는 단계;The charged semiconductor catalyst is in contact with an electrode of an electrolysis device installed on the side of the wastewater treatment reactor, and electrons are excited in the ground state (base state) to be in the conduction band; 다단계 반응조내에 구성된 다단층의 각 단에서 용존오존이 전극 및 충진된 반도체 촉매와 접촉하여 전극으로부터 전자를 받아 들여 ozonide(O- 3)로 전환되는 단계; 그리고Dissolving ozone at each stage of the multi-stage reactor configured in the multi-stage reactor in contact with the electrode and the charged semiconductor catalyst to receive electrons from the electrodes and convert them into ozonide (O - 3 ); And ozonide가 빠르게 HO3를 생성하고 이것이 OH 라디칼과 산소로 분해되는 단계; 를 포함하는 난분해성 폐액을 처리하는 방법.ozonide rapidly produces HO 3 , which decomposes into OH radicals and oxygen; Method for treating a hardly degradable waste liquid comprising a.
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