KR101397606B1 - 물정화 방법과 그 장치 - Google Patents

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Abstract

전해정화조로부터 전극을 떼어내어 전해정화조 안의 스케일을 제거하는 번거로운 청소작업을 하지 않아도 되고, 가능한 한 유지관리에 비용이 들지 않는 냉각수 정화방법과 그 장치를 제공한다. 마주보는 전극 사이에 정화처리할 피처리수를 흘리고 이 전극 사이에 직류전압을 인가하여, 피처리수 안의 양이온을 음극측 전극에 전해석출시켜서 이 피처리수를 정화시키는 물정화 방법 및 장치에 있어서, 상기 전극으로서 양극측에 티탄, 음극측에 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하고, 상기 양극측 전극의 표면에 생성되는 양극산화피막을 절연파괴시킬 수 있는 전압을 인가하는데 충분한 전류를 마주보는 상기 전극 사이에 흘리도록 하였다. 또한, 음극측에 생성고착한 스케일을 음극측 전기부식에 의해 자동으로 박리제거하도록 하였다.
물정화

Description

물정화 방법과 그 장치{METHOD OF PURIFYING WATER AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 물정화 방법과 그 장치, 예를 들어, 사무실이나 공장 등의 설비용 냉각수, 냉방에 사용되고 있는 공기조화기의 응축기와 냉각탑 사이를 순환하고 있는 냉각수 등에 포함된 스케일(scale) 성분을 전기화학적으로 제거하는 물정화 방법과 그 장치에 관한 것이다.
도 17은 공기조화 시스템의 설명도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 공기조화기(64)는, 냉매가스를 압축하는 압축기(도시하지 않음)와, 압축되어 발열한 냉매가스를 냉각수에 의해 냉각하여 응축시키는 응축기(66)와, 응축기(66)로 응축하여 얻어진 냉각액을 팽창밸브를 통하여 유입시켜서 증발시키는 증발기(도시하지 않음)를 가지고 있다.
응축기(66) 안을 흐르는 냉매가스를 냉각하기 위하여, 응축기(66)는 냉각조(70) 안에 설치되고, 냉각조(70)에는 냉각수가 냉각탑(68)으로부터 공급되고 있다. 냉각조(70)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각탑(68)은 원형탑본체(72)와 탑본체(72)의 하부에 설치된 물받이조(74)를 가지고 있으며, 물받이조(74)와 냉각조(70)는 공급배관(76)에 의해 접속되어 있다.
탑본체(72) 안에는 냉각수와 냉각풍이 흐르는 다수의 통로를 가지는 충전 체(78)가 조립되어 있다. 탑본체(72)에는 충전체(78)에 냉각수를 분무하기 위한 스프레이 노즐(80)이 설치되어 있고, 스프레이 노즐(80)은 리턴배관(82)을 통하여 냉각조(70)에 접속되며, 냉각조(70) 안의 냉각수는 공급배관(76)에 설치된 순환펌프(84)에 의해 스프레이 노즐(80)에 공급되도록 되어 있다.
스프레이 노즐(80)로부터 충전체(78)에 분무된 냉각수는 충전체(78)에 형성된 다수의 통로를 흘러서 물받이조(74)에 떨어진다. 이와 같이 냉각탑(68)과 냉각조(70)와 이것들을 접속하는 공급배관(76)과 리턴배관(82)에 의해 물이 순환하는 냉각수로가 형성되게 되어, 순환펌프(84)의 구동에 의해 이 냉각수로 안에 물이 흐르게 된다.
탑본체(72) 안의 위쪽에는 송풍기(86)가 설치되고, 송풍기(86)에 의해 탑본체(72)의 하부로부터 공기가 빨려올라가 유입되며, 이 유입한 공기가 충전체(78) 안의 통로를 냉각수에 대하여 역류하도록 흐른다. 냉각수는 역류하여 온 공기와 직접 접촉하여 열교환되는 동시에 증발하고, 냉각수는 기화열을 잃음으로써 더욱 냉각된다. 탑본체(72)에는 냉각수의 증발에 의해 감소한 냉각수를 보충하기 위하여, 플로우트(float; 88)에 의해 개폐되는 보충배관(90)을 통하여 냉각수가 보충된다.
그런데, 냉각탑(68)은 상기와 같이 냉각수가 증발할 때 기화열을 잃는 것을 이용하여 냉각수를 냉각하기 때문에, 냉각수는 냉각탑(68)에서 항상 증발하고 있다. 그리고, 냉각탑(68)의 냉각수로서 사용되는 수돗물이나 지하수에는 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 용존 실리카 등의 양이온(스케일 유래 성분)이 포함되어 있다. 게다가, 증발에 의해 감소한 냉각수에는 수돗물이나 지하수가 끊임없이 보충되고 있 다.
이 때문에, 냉각수에 포함되어 있는 이 양이온들의 농도는 점차 높아진다. 구체적으로는, 당초 공급된 수돗물의 전기전도도 100~200μS/cm가 수일에서 1주일 동안 1000μS/cm 이상으로 상승한다. 그리고, 이 양이온이 응집하여 스케일이 되고, 응축기(66)의 열교환면에 부착하여 열교환효율을 떨어뜨리거나, 냉각수를 순환시키고 있는 배관의 내면에 부착하여 냉각수의 유통저항을 높이는 문제를 발생시켰다.
또한, 냉각수 안에는 조류(藻類)나 레지오넬라균 등의 잡균이 대량 번식하고, 이 냉각수가 이 잡균들과 함께 냉각탑으로부터 흩어져서 냉각탑 주위에서 활동하고 있는 사람들의 건강을 저해하거나, 지역주민의 건강을 저해하는 문제를 일으키고 있었다.
이 때문에, 냉각수에 수돗물이나 지하수를 더하여 양이온의 농도를 떨어뜨리고 스케일 발생을 방지하려는 방책이 채용되었는데, 그와 같이 하면 수돗물이나 지하수의 가격이 높은 곳에서는 냉각수의 비용이 올라가서, 공기조화기의 유지관리 비용이 높아진다는 문제가 있었다.
이 때문에, 수돗물이나 지하수를 저가로 입수할 수 없는 사업소에서는, 냉각수에 약제를 첨가하고 냉각수의 전기전도도를 제어하여, 응축기의 열교환면이나 배관 내면으로의 스케일 부착을 방지하는 방법이 채용하고 있는데, 약제를 정기적으로 냉각수에 첨가하여야 하기 때문에, 이 방법을 채용하는 경우에도 많은 비용이 소요되었다.
게다가, 냉각수 안에 약제를 첨가하여도 응축기의 열교환면이나 배관 내면에 스케일이 고착(固着)하는 것을 완전히 피할 수는 없고, 제거작업이 요구되는 기간은 늘어나지만, 고착한 스케일을 제거하는 작업은 필요하여, 그것을 위한 수고와 비용은 어쩔 수 없었다.
또한, 조류나 잡균의 번식 문제에 대해서는 냉각수 안에 살균제를 첨가하는 방책이 사용되었는데, 장기적으로 조류나 잡균의 번식을 피할 수는 없고, 이것이 냉각탑으로부터 살균제 등과 함께 대기중으로 확산되어 대기오염을 일으킨다는 문제가 있었다.
그래서, 이러한 문제들을 해소하기 위하여, 예를 들어, 전기정화조 안에 여러 장의 판형상 전극을 소정 간격을 두고 평행하게 마주보도록 한 전극유닛을 넣고, 이 전해정화조 안에 상기 냉각수를 보내고, 각 전극에 양음 전극을 인가하여, 냉각수 안에 포함되어 있는 양이온을 음극측 전극의 표면에 스케일로서 석출시켜서, 냉각수로부터 양이온을 제거하는 형태의 정화장치가 여러가지 제안되고 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 2001-259690호 공보
특허문헌 2: 일본특허공개 평4-18982호 공보
특허문헌 3: 일본특허공개 소61-181591호 공보
특허문헌 4: 일본특허공개 소58-35400호 공보
특허문헌 5: 일본특허공개 2001-137891호 공보
특허문헌 6: 일본특허공개 평9-103797호 공보
특허문헌 7: 일본특허공개 2001-137858호 공보
특허문헌 8: 일본특허공개 평9-38668호 공보
특허문헌 9: 일본특허공개 평11-114335호 공보
하지만, 이 정화장치들은 장기간 운전하면 음극측 전극의 표면에 석출한 스케일이 점차 두껍게 퇴적하여, 전류가 흐르지 않게 되고 냉각수를 정화하는 기능이 떨어져 버리기 때문에, 스케일이 일정 수준 이상 퇴적하였을 경우, 수리원이 음극측 전극을 정화장치에서 떼어내어 이 전극으로부터 스케일을 물리적으로 제거하여야 하고, 정화장치의 유지관리가 번거로우며 비용이 든다는 문제가 있었다.
이 문제에 대해서는, 음극측 전극과 양극측 전극의 극성을 자동으로 정기적으로 역전시켜서 음극측 전극의 표면에 부착하고 있는 스케일을 떨어뜨리도록 한 정화장치도 제안되고 있는데, 그러한 정화장치이더라도 현실적으로는 전극 표면에 강하게 고착한 스케일은 떨어지지 않고, 스케일의 일부가 전극 위에 남아서 남은 스케일이 점차 퇴적하며, 결국에는 전류가 흐르지 않게 되어 냉각수의 정화가 불가능하게 되어 버리기 때문에, 결국에는 수리원이 음극측 전극의 표면에 고착한 스케일을 박리제거하여야 하고, 여전히 정화장치의 유지관리가 번거롭고 비용이 들었다.
또한, 이러한 형태의 정화장치는 전극으로서 Pt 등의 고가의 귀금속 재료를 사용하거나, SUS, Fe 등 바로 소모되는 재료를 사용하고 있기 때문에, 장치가 고가가 되거나 유지비가 많이 든다는 문제도 있었다.
본 발명은 전해정화조로부터 전극을 떼어내어 전해정화조 안의 스케일을 제거하는 번거로운 청소작업을 하지 않아도 되고, 가능한 한 유리관리에 시간과 노력이 들지 않는 물정화 방법과 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 물정화 방법은, 마주보는 전극 사이에 정화처리할 피처리수를 흘리고, 이 전극 사이에 직류전압을 인가하여, 피처리수 안의 양이온을 음극측 전극에 전해석출시켜서 피처리수를 정화시키는 것이다.
여기서, 상기 전극으로서는 양극에 티탄, 음극에 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용한다. 또한, 상기 양극측 전극의 표면에 생성된 양극산화피막에 이 양극산화피막을 절연파괴시킬 수 있는 전압을 인가하는데 충분한 전류를 흘리도록 하는 동시에, 음극측 전극의 표면을 전기부식시켜서 음극측 전극의 표면에 전해석출한 고착물인 스케일을 박리제거시키도록 하고 있다.
또한, 양극산화피막의 생성에 맞서서 일정 전류를 흘림으로써 인가전압을 높이도록 하여도 된다. 이 경우, 상기 전극 사이에 흐르는 전류는 양극측 전극의 단위면적(1m2)당 0.1~20A가 바람직하고, 1A에서 10A가 보다 바람직하다. 전류가 0.1A/m2 미만이면 순환냉각수를 충분히 정화할 수 없고, 20A/m2를 넘으면 양극측 전극이 빠르게 부식하여 사용할 수 없게 되기 때문이다.
또한, 상기 피처리수의 전기전도도가 소정 값 A보다 높은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 증가시키고, 이 피처리수의 전기전도도가 소정 값 B보다 낮은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 감소시켜서, 상기 소정 값 A와 상기 소정 값 B를 A≥B의 관계로 하여도 된다. 상기 피처리수의 전기전도도의 상기 소정 값 A는 100~3000μS/cm, 상기 소정 값 B는 100~3000μS/cm가 바람직하고, 또한 그 소정 값 A가 700~800μS/cm, 그 소정 값 B가 700~800μS/cm이면 보다 바람직하다.
또한, 상기 피처리수의 산화환원전위가 소정 값 C보다 높은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 증가시키고, 이 피처리수의 산화환원전위가 소정 값 D보다 낮은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 감소시켜서, 그 소정 값 C와 그 소정 값 D를 C≥D의 관계로 하여도 된다. 산화환원전위의 상기 소정 값 C는 +100 ~ -10mV, 상기 소정 값 D는 +100 ~ -100mV가 바람직하고, 더욱이 그 소정 값 C가 -40 ~ -60mV, 그 소정 값 D가 -40 ~ -60mV이면 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 물정화 장치는, 정화처리할 피처리수를 받아서 배출하는 전해조와, 그 전해조 안에 설치되어 있는 1개 또는 2개 이상의 양극측 전극과, 그 전해조 안에 상기 양극측 전극과 소정 간격을 두고 설치되어 있는 1개 또는 2개 이상의 음극측 전극과, 상기 양극측 전극과 상기 음극측 전극 사이에 직류전압을 인가하는 직류전원장치를 구비하고 있는 것이다.
여기서, 상기 양극측 전극은 티탄으로 이루어지고 직류전원장치의 양극측 출력단자에 접속되며, 상기 음극측 전극은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고 상기 직류전원장치의 음극측 출력단자에 접속되어 있다.
또한, 상기 양극측 전극의 형상 및 상기 음극측 전극의 형상은 판형상, 둥근막대형상 또는 각막대 형상으로 할 수 있고, 상기 전극들은 같은 형상끼리 또는 다른 형상끼리 마주보게 할 수 있다. 상기 양극측 전극 및 상기 음극측 전극, 특히 음극측 전극은 메쉬눈금의 크기가 100㎛ ~ 10cm인 망제(網製) 보호주머니로 덮어도 된다.
상기 양극측 전극의 표면에 형성된 양극산화피막에는, 상기 양극산화피막을 절연파괴에 의해 박리/제거시키는 전압이 상기 직류전원장치에 의해 인가되도록 되어 있다. 상기 직류전원장치는 상기 양극측 전극과 상기 음극측 전극 사이에 양극측 전극의 단위면적(1m2) 당 0.1~20A의 정전류를 흘리는 정전류 전원장치인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 물정화 장치는, 전극 사이를 흐르는 전류값을 측정하는 전류계를 구비하고, 이 전류계에 의해 측정된 전류값이 소정 값보다 작아진 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 높이고, 이 전류계에 의해 측정된 전류값이 소정 값보다 커진 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 낮추는 전압제어장치를 구비하고 있어도 된다.
또한, 본 발명에 따른 물정화 장치는, 피처리수의 전기전도도를 계측하는 전기전도도계와, 이 전기전도도계에 의해 얻어진 전기전도도가 소정 값 A보다 높은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 높이어 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 증가시키고, 이 전기전도도계에 의해 얻어진 전기전도도가 소정 값 B보다 낮은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 낮추어 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 감소시켜서, 상기 소정 값 A와 상기 소정 값 B가 A≥B의 관계에 있는 전류제어장치를 구비하고 있어도 된다. 전기전도도의 상기 소정 값 A로는 100~3000μS/cm, 상기 소정 값 B로는 100~3000μS/cm인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 물정화 장치는, 상기 피처리수의 산화환원전위를 계측하는 산화환원전위계와, 이 산화환원전위계에 의해 얻어진 산화환원전위가 소정 값 C보다 높은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 높이어 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 증가시키고, 상기 산화환원전위계에 의해 얻어진 산화환원전위가 소정 값 D보다 낮은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 낮추어 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 감소시켜서, 이 소정 값 C와 이 소정 값 D가 C≥D의 관계에 있는 전류제어장치를 구비하고 있어도 된다. 상기 피처리수의 산화환원전위의 상기 소정 값 C로서는 +100 ~ -100mV, 상기 소정 값 D로서는 +100 ~ -100mV인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 양극측 전극의 표면에 생성한 양극산화피막이 강제로 절연파괴되고, 스케일 성분을 제거하는데 필요한 양의 전류가 양극산화피막의 생성에 맞서서 피처리수 안을 흐르기 때문에, 피처리수 안의 스케일 성분이 효율적으로 제거되고, 피처리수의 전기전도율이 원하는 범위에서 유지된다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피처리수를 정화처리하는 중에 음극측 전극의 표면이 전기부식되기 때문에, 음극측 전극의 표면에 전해석출한 스케일은 음극 재료와 함께 효율적으로 박리제거되고, 피처리수의 전기전도율이 원하는 범위에서 유지된다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 양극측과 음극측 전극의 형상에 따라 음극측 전극의 표면이 전기부식되는 속도가 느려서, 적당히 조합함으로써 음극측 전극의 수명을 늘릴 수 있다는 효과가 있다. 예를 들어, 양극측 전극의 형상과 음극측 전극의 형상이 판형상끼리인 것보다, 양극측 전극의 형상이 판형상이고 음극측 전극의 형상이 둥근막대 형상인 경우에는, 음극측 전극의 수명이 2배 이상 늘어난다.
또한, 본 발명에 따르면, 양극측 전극이 절연파괴되어 전극으로부터 박리한 이산화티탄이나 티탄 조각, 및 음극측 전극이 전기부식되어 전극으로부터 박리한 알루미늄 조각이, 이 전극들을 덮고 있던 메쉬형상의 보호주머니에 의해 포착되어, 이것들이 장치바닥부에 직접 퇴적하여 물의 흐름을 저해하거나, 배출장치의 배출밸브가 막히는 사태를 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 음극측 전극의 표면에 부착 생성한 스케일 성분이 작업자의 제거작업에 의하지 않고도 유지보수할 필요없이 제거되기 때문에, 보수관리 비용이 적게 든다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 전극에 인가되어 있는 전압의 극성을 소정 시간마다 바꾸지 않기 때문에, 전기제어가 복잡해지지 않고 장치의 제작비용을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피처리수의 전기전도도가 소정 값보다 높아졌을 때 상기 전극 사이를 흐르는 전류가 증가하여, 양극측 전극의 표면에 생성되는 양극산화피막이 강제로 절연파괴되고, 스케일 성분을 제거하는데 필요한 양의 전류가 양극산화피막의 생성에 맞서서 수중을 흘러서 수중의 스케일 성분이 효율적으로 제거되고, 또한 피처리수의 전기전도도가 소정 값보다 낮아졌을 때 상기 전극 사이를 흐르는 전류가 감소하여 전극의 소모가 억제된다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피처리수의 산화환원전위가 소정 값보다 높아졌을 때 상기 전극 사이를 흐르는 전류가 증가하여, 양극측 전극의 표면에 생성되는 양극산화피막이 강제로 절연파괴되고, 스케일 성분을 제거하는데 필요한 양의 전류가 양극산화피막의 생성에 맞서서 수중을 흘러서 수중의 스케일 성분이 효율적으로 제거되고, 또한 피처리수의 산화환원전위가 소정 값보다 낮아졌을 때 상기 전극 사이를 흐르는 전류가 감소하여 전극의 소모가 억제된다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각탑 냉각수 정화장치의 설명도이다.
도 2는 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 첫번째 예의 설명도이다.
도 3은 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 두번째 예의 설명도이다.
도 4는 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 세번째 예의 설명도이다.
도 5는 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 네번째 예의 설명도이다.
도 6은 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 다섯번째 예의 설명도이다.
도 7은 도 1의 정화장치의 제어기구의 설명도이다.
도 8은 도 1의 정화장치를 조립한 공기조화 시스템의 설명도이다.
도 9는 전극 사이에 정전류를 흘렸을 경우의 전극간전압(V)의 날짜변화에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 전극 사이에 정전류를 흘렸을 경우의 피처리수의 도전율(μS/cm)의 날짜변화에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은 전극 사이에 정전류를 흘렸을 경우의 피처리수의 산화환원전위(mV)의 날짜변화에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는 전류밀도(A/m2)를 변화시켜서 전극 사이에 전류를 흘렸을 경우의 피처리수의 도전율(μS/cm)의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 13은 전류밀도의 차이에 의한 전기전도율(COND) 감소율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 14는 음극측 전극의 재질차이에 의한 전기전도율의 감소율 추이를 나타내는 그래프이다.
도 15는 전극 사이에 흐르는 전류를 증감시켰을 경우의 피처리수의 도전율(μS/cm)의 증감을 나타내는 그래프이다.
도 16은 전극 사이에 흐르는 전류를 증감시켰을 경우의 피처리수의 산화환원전위(mV)의 증감을 나타내는 그래프이다.
도 17은 피처리수를 통하여 전극 사이에 전류를 흘렸을 경우의 전압(V)의 추이를 음극의 형상별로 나타내는 그래프이다.
도 18은 공기조화 시스템의 설명도이다.
**부호의 설명**
10: 정화장치 12: 전해정화조
14: 전극유닛 16: 직류전원장치
18: 바닥부 20: 급수펌프
22: 급수구 24: 전극
26: 전극 28: 측부
30: 범람 칸막이 32: 유출구
34: 전기전도도계 36: 플로우트 스위치
38: 경보장치 40: 경보램프
42: 경보부저 44: 리시버 탱크
46: 유출배관 48: 리턴펌프
50: 플로우트 스위치 52: 배출구
54: 배출장치 56: 배출밸브
58: 개폐용 타이머 60: 여과부
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각탑 냉각수 정화장치의 설명도, 도 2는 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 첫번째 예의 설명도, 도 3은 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 두번째 예의 설명도, 도 4는 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 세번째 예의 설명도, 도 5는 도 1의 정화장치에 사용되고 있는 전극유닛의 네번째 예의 설명도, 도 6은 도 1의 정화장치에 사용되 고 있는 전극유닛의 다섯번째 예의 설명도, 도 7은 도 1의 정화장치의 제어기구의 설명도이다.
이 도면들에서 도면부호 10은 정화장치이며, 정화장치(10)는, 전해정화조(12)와, 전해정화조(12) 안에 수용된 전극유닛(14)과, 전극유닛(14)에 직류전류를 공급하는 직류전원장치(16)를 구비하고 있다.
전해정화조(12)는 상자형상의 용기로 이루어지고, 전해정화조(12)의 바닥부(18)에서 전해정화조(12)의 측부와 가까운 위치에는, 후술하는 냉각탑(68)의 물받이조(74)로부터 급수펌프(20)를 통하여 빠진 냉각수를 받는 급수구(22)가 설치되어 있다. 전해정화조(12) 및 급수펌프(20)의 크기(용량)는 냉각탑(68)의 크기(용량)에 따라 설계되어 있다.
전극유닛(14)은 양극측 전극(24)과 음극측 전극(26)을 소정 간격을 두고 번갈아 대향 배치시킨 것으로 이루어진다. 전극유닛의 각 전극(24, 26)의 형상은, 도 2에 나타내는 예에서는 각각 판형상으로 되어 있는데, 여러가지 것을 채용할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 한쪽 극성의 전극의 형상을 판형상, 다른쪽 극성의 전극의 형상을 막대형상으로 하고, 막대형상 전극을 여러개 열(列)형상으로 판형상 전극과 마주보도록 소정 간격을 두고 대향 배치시켜도 되며, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 모든 극성의 전극을 여러 개의 열형상 막대형상체로 하고, 각 극성의 전극을 소정 간격을 두고 평행하게 대향 배치시켜도 된다.
양극측 전극(24)은 티탄으로 이루어지고, 음극측 전극(26)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진다. 전극유닛(14)의 크기는 대상이 되는 냉각탑(68)의 크기(용량)에 따라 설계된다.
전극유닛(14)의 전극(24)은 직류전원장치(16)의 양극측 출력단자에 접속되고, 전극(26)은 직류전원장치(16)의 음극측 출력단자에 접속되어 있다. 직류전원장치(16)는 양극측 전극(24)의 단위면적(1m2)당 0.1~20A 정도의 전류를 흘릴 수 있는 직류안정화 전원으로 이루어진다.
전해정화조(12)의 측부(28)와 전극유닛(14)의 사이에서 급수구(22)의 반대측이 되는 장소에는, 2장의 평행한 범람 칸막이(30)가 상하로 약간 어긋난 상태로 대략 수직하게 소정 간격을 두고 설치되어 있다. 전해정화조(12)의 측부(28)에서 범람 칸막이(30)가 설치되어 있는 측의 위쪽에는, 정화된 냉각수를 유출시키는 유출구(32)가 설치되어 있다.
전해정화조(12)의 측부(28)와 범람 칸막이(30)의 사이에서 유출구(32)의 근처에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 냉각수의 전기전도율을 측정하는 전기전도도계(34)가 설치되고, 전기전도도계(34)는 경보장치(38)에 접속되어, 냉각수의 전기전도율이 소정 값 이상이 되었을 경우에 경보램프(40)가 점등하거나 경보부저(42)가 울리도록 되어 있다.
전해정화조(12)의 상부에는 플로우트 스위치(float switch; 36)가 설치되며, 플로우트 스위치(36)는 리시버 탱크(receiver tank;44)의 여과부(60)에 스케일이 축적되고 그것이 처리수 흐름의 저항이 되어 전해정화조(12)로부터의 배출을 저해 하였을 경우에 경보램프(40)를 점등하고, 경보부저(42)를 울리게 한다.
전해정화조(12)의 아래쪽에는 전해정화조(12)에서 정화한 순환냉각수를 일시적으로 모으는 리시버 탱크(44)가 설치되고, 유출구(32)는 유출배관(46)을 통하여 리시버 탱크(44)에 이어져 있다.
리시버 탱크(44)의 근방에는 정화한 리시버 탱크(44)의 냉각수를 냉각탑(68)으로 되돌리는 리턴펌프(48)가 설치되고, 리시버 탱크(44) 안에는 받은 냉각수가 소정 높이 이상이 되면 리턴펌프(48)를 작동시켜서 리시버 탱크(44) 안의 냉각수를 냉각탑(68)으로 되돌리는 플로우트 스위치(50)가 설치되어 있다.
전해정화조(12)의 바닥부(18)의 중앙 부근에는 박리한 스케일을 배출시키는 배출구(52)가 설치되고, 전해정화조(12)의 바닥부(18)는 배출구(52)를 향하여 낮아지도록 경사져 있으며, 그 경사각(α)은 25~35°의 범위에 있다.
전해정화조(12)의 바닥부(18)의 안쪽으로 배출구(52)가 설치되어 있는 부위에는 배출장치(54)가 아래쪽을 향하여 설치되어 있다. 배출장치(54)는 개폐장치인 배출밸브(56)를 구비하고, 배출밸브(56)는 배출용 타이머(58)에 의해 개폐 타이밍 및 시간이 제어되고 있다.
배출장치(54)의 출구측은 다른 배관에 접속되지 않고 개방상태로 되어 있으며, 배출장치(54)의 바로 아래이며 리시버 탱크(44) 위에는 냉각수와 함께 배출된 스케일을 분리하는 여과부(60)가 설치되어 있다.
배출장치(54)의 배출능력은, 전해정화조(12)의 바닥부(18)에 모인 스케일이 물의 힘에 의해 배출되도록, 전해정화조(12)에 물이 소정 높이까지 들어가 있어서 배출밸브(56)가 완전개방상태가 되었을 때 배출되는 물의 최대유량이 30리터/분 이상이 되도록 되어 있다.
이어서, 이 냉각탑 냉각수 정화장치의 동작에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다.
먼저, 급수펌프(20)를 작동시키면, 냉각탑(68)의 물받이조(74) 안의 냉각수가 빨려나가고, 이 빨려나간 냉각수가 전해정화조(12)의 급수구(22)로부터 전해정화조(12)의 내부로 공급된다.
공급된 냉각수는 전극유닛(14)을 침지하고, 범람 칸막이(30)를 통과하여 유출구(32)로부터 전해정화조(12)의 외부로 넘쳐서 리시버 탱크(44)로 들어간다.
리시버 탱크(44)의 플로우트 스위치(50)는 소정 높이에서 스위치가 들어오도록 설정되어 있어서, 리시버 탱크(44)의 냉각수 양이 설정 높이가 되면 플로우트 스위치(50)가 들어와서 리턴펌프(48)가 작동하고, 리시버 탱크(44)에 들어간 냉각수는 리턴펌프(48)에 의해 냉각탑(68)의 물받이조(74)로 되돌아간다.
전해정화조(12) 안에 냉각수가 채워진 상태에서 직류전원장치(16)를 온(on)으로 하면, 전극(24)에 양전압이 인가되고, 전극(26)에 음전극이 인가되며, 수중에 포함되어 있는 칼슘 이온, 마그네슘 이온 등의 양이온이나 용존 실리카는 전극(26)에 당겨져서 전극(26)의 표면에서 환원되고 전극(26)의 표면 또는 표면 근방에 스케일로서 석출하여, 냉각수 안의 이 양이온들이 점차 감소한다.
단, 인가전압을 일정하게 해두면, 양전압이 인가되고 있는 전극(24)의 표면은 양극산화되어 점차 양극산화피막이 생성되고, 전류가 흐르기 어려워지며, 상기 스케일 성분의 제거도 점차 저조해지기 때문에, 전류값을 올림으로써 전극 사이의 전압을 올려서 양극산화피막을 절연파괴시켜서, 전극으로부터 양극산화피막을 박리시키고, 전류가 흐르기 쉬워지도록 하고 있다.
그리고, 이와 같은 전기분해에 의한 물의 정화가 계속되면, 전극(26)의 표면 또는 표면 근방에 스케일로서 석출하고, 전극(26)의 표면에 고착한다. 또한, 전극(26)이 전기부식을 일으킴으로써, 알루미늄 조각과 스케일이 전해정화조(12)의 바닥부(18)에 진흙형태의 물질로서 점차 모인다.
이어서, 배출용 타이머(58)에 미리 작동시간과 유지시간을 설정해 두고, 미리 설정한 작동시간이 경과한 후에 배출용 타이머(58)에 의해 배출밸브(56)가 열려서, 전해정화조(12) 안의 물이 바닥부(18)에 퇴적해 있던 스케일과 함께 배출장치(54)를 통하여 배출된다.
배출된 수중의 스케일은 여과부(60)에서 여과되어 제거되고, 물은 리시버 탱크(44)로 들어간다. 미리 설정한 유지시간이 경과하면 배출밸브(56)가 닫히고, 전해정화조(12) 안으로 다시 물이 모이기 시작한다. 여과부(60)에 남겨진 스케일은 어느 정도 모인 시점에 차례로 반출제거되게 된다.
한편, 전해정화조(12)의 유출구 근처에 설치되어 있던 전기전도도계(34)는 냉각수의 전기전도율을 항상 계측하고 있으며, 물의 전기전도율이 설정값 이상이 되었을 경우에는 경보장치(38)가 작동하여, 경보램프(40)가 점등하고 경보부저(42)가 울린다.
전해정화조(12) 상부의 플로우트 스위치(36)는, 리시버 탱크(44)의 여과 부(60)에 스케일이 축적되고 그것이 처리수 흐름의 저항이 되어 수위가 올라가는 것을 감시하고 있으며, 저항이 소정 값 이상이 되었을 경우 수위가 상승하고 플로우트 스위치(36)가 감지하여 경보램프(40)가 점등하고 경보부저(42)가 울린다.
(실시예 1)
120 냉동톤의 냉각탑의 물을 순환경로 안에서 빼내어 이것을 본 발명의 장치에 통과시켜서 정화하고, 정화한 후 순환경로 안으로 되돌렸다.
본 발명의 장치의 전극유닛(14)으로서는, A, B 2가지 타입의 전극유닛을 사용하였다. A 타입의 전극유닛은 폭 300mm × 높이 600mm × 두께 1mm의 티탄판과 알루미늄판 각 36장, 총 72장을 12.5mm 피치로 마주보게 한 것이다(도 2 참조). 또한, B 타입의 전극유닛은 폭 300mm × 높이 600mm × 두께 1mm의 티탄판과 Φ15mm × 600mm × 3개의 알루미늄 둥근막대를 1개의 유닛으로 하여 총 36 유닛으로 마주보게 한 것이다(도 3 참조). 또한, 직류전원장치(16)는 직류안정화 전원장치를 사용하여, 직류전원장치(16)로부터 전극유닛(14)으로 6A의 일정 전류를 공급하였다. 전류밀도는 1A/m2가 된다.
A 타입의 전극유닛(14)의 전극 사이의 전압은, 도 9에 나타내는 바와 같이 0.5V에서부터 서서히 상승하여 35V에 도달하고, 그 후 22V까지 떨어져서 22V와 32V 사이를 반복하여 왔다갔다한다. 이는, 양극측 전극의 표면에 양극산화피막이 점차 형성되고, 32V에서 절연파괴가 발생하여 전류가 흐르기 쉬워지며, 인가전압이 22V까지 떨어지고, 또한 점차 양극산화피막이 형성되어 22V와 32V 사이에서 양극산화 피막의 생성과 파괴가 일어나고 있는 것으로 생각된다. 이에 대하여, B 타입의 전극유닛(14)의 전극 사이의 전압은, 도 9에 나타내는 바와 같이 0.5V로부터 서서히 상승하여 22V에 도달하고, 그 후에는 18V 전후에서 추이하였다.
이 때의 물의 도전율은, A, B 타입의 모든 전극 유닛(14)의 경우에 도 10의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이 당초 1000μS/cm이었는데, 점차 떨어져서 700~820μS/cm에서 안정되고 큰 차이는 보이지 않았다. 또한, 산화환원전위는 A, B 타입의 모든 전극 유닛(14)의 경우에 도 11의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이 당초 380mV이었는데, 점차 떨어져서 -60mV에서 안정되고 큰 차이는 보이지 않았다. 한편, 전해조의 바닥부에는 진흙형태의 물질이 침적(沈積)하고, 이것을 분석하였더니 실리카, 칼슘, 마그네슘을 주성분으로 한 것이었다.
(실시예 2)
전극유닛에 흘리는 전류의 밀도를 1A/m2, 2A/m2, 3A/m2의 3가지로 바꾸어 실시예 1의 약 35분의 1 스케일의 탁상실험으로 순환처리를 하였더니, 물의 도전율은 도 12의 (a), (b)에 나타내는 바와 같았다. 이 실험으로부터 전류밀도를 늘리면 물의 도전율이 보다 떨어지는 것을 알 수 있다. 하지만, A, B 타입의 모든 전극유닛(14)의 경우에서 물의 도전율 저하에 큰 차이는 보이지 않았다.
더욱이, 전극유닛에 흘리는 전류의 밀도를 0.5A/m2, 1A/m2, 4A/m2, 10A/m2, 2A/m2로 하고, 실시예 1의 약 35분의 1 스케일의 탁상실험으로 순환처리를 하였더니, 물의 도전율은 도 13의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이 감소하였다. 이 실험으 로부터 전류밀도가 클수록 물의 전기전도율(COND)의 감소가 빠른 것을 알 수 있다. 하지만, A, B 타입의 모든 전극유닛(14)의 경우에서 전기전도율(COND)의 감소에 큰 차이는 보이지 않았다.
(실시예 3)
실시예 1의 조건으로 1주일 동안 연속 가동시켰더니, 전극의 표면에 고착하는 스케일은 약간 남지만, 강하게 고착하는 것은 거의 없고, 박리한 스케일이 전해조의 바닥부에 양호하게 침적하였다. 또한, A, B 타입의 모든 전극유닛(14)의 경우에서 박리한 스케일의 침적에 큰 차이는 보이지 않았다.
이 성분을 화학분석하였더니, 표 1의 윗줄에 나타내는 바와 같이, 양극의 절연파괴된 티탄 성분이 약 40%, 전기부식되었다고 생각되는 음극측 알루미늄 성분이 약 11%, 나머지는 보충된 스케일 유래 성분이었다. 또한, A, B 타입의 모든 전극유닛(14)의 경우에서 스케일 성분에는 거의 차이가 보이지 않았다.
[표 1]
원소명
전극판의 종류 Ti Al Ca Cl Si Mg 그 밖의
산화물
양극(Ti)/음극(Al) 40 11.2 3.3 2.2 1.5 0.8 40.6
양극(Ti)/음극(Ti) 57 미검출 3.8 2.0 1.2 0.1 35.9
한편, 음극측 전극이 전기부식되는 이유는, 전기분해에 의해 음극 근방의 수소이온 농도(pH)가 높아져서 음극 자신이 알칼리 부식을 일으킨 것으로 추측된다. 덧붙여, 음극에 양극과 같은 티탄판을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 얻은 스케일의 성분을 분석하면, 표 1의 아랫줄에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 성분은 검출되지 않았다.
(실시예 4)
전극(26)의 재료를 티탄판으로 하였을 경우, 알루미늄판으로 하였을 경우 및 알루미늄 막대로 하였을 경우의 전기전도율과 그 감소율의 추이를 조사하였더니, 도 14의 (a), (b)에 나타내는 바와 같았다. 도 14의 (a), (b)에 나타내는 결과로부터 전극(26)의 재료를 알루미늄으로 하였을 경우가 티탄의 경우보다 전기전도율의 감소가 빠르고, 정화능력이 높은 것을 알 수 있다.
(실시예 5)
전류제어장치를 사용하여 실시예 1의 조건하에서 전기전도도계(34)에 의해 얻어진 전기전도도의 높고낮음에 따라 직류전원장치(16)로부터 전극유닛(14)에 공급되는 전류의 양을 증감시켰다. 즉, 전기전도도가 1000μS/cm을 넘었을 경우에 전류를 100% 증가시키고, 전기전도도가 700μS/cm 미만이 되었을 경우에 전류를 원래 값으로 되돌렸다.
그 결과, A타입의 전극유닛(14)은 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 전류를 100% 증가시켰을 때, 도전율 980μS/cm가 670μS/cm로 되고, 전류를 원래 값으로 되돌렸을 때, 도전율 670μS/cm가 820μS/cm로 증가하였다. 이에 대하여, B타입의 전극유닛(14)은 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 전류를 100% 증가시켰을 때, 도전율 980μS/cm가 670μS/cm로 되고, 전류를 원래 값으로 되돌렸을 때, 도전율 670μS/cm가 830μS/cm로 증가하였다.
이 결과로부터 전극유닛(14)에 공급하는 전류를 증감함으로써 목적으로 하는 성능을 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상기와 같이 함으로써 수중의 스케일 성분이 효율적으로 제거되고, 또한 전기전도도가 허용범위에 들어가 있는 경우에 쓸모없는 전류를 흘리지 않아도 되기 때문에, 전력비용이 절약되는 동시에 전극의 불필요한 부식/소모가 방지되었다.
(실시예 6)
실시예 5와 마찬가지로, 물의 산화환원전위를 계측하는 산화환원전위계와 전류제어장치를 이용하여, 산화환원전위계에 의해 얻어진 산화환원전위의 높고낮음에 따라 직류전원장치(16)로부터 전극유닛(14)에 공급되는 전류의 양을 증가시켰다. 즉, 산화화원전위가 200mV를 넘었을 경우에 전류를 100% 증가시켰다.
그 결과, A 타입의 전극유닛(14)의 경우에는, 도 16의 (a)에 나타내는 바와 같이 전류를 100% 증가시켰을 때, 산화환원전위 -58mV가 -90mV로 되고, 원래의 값으로 되돌렸을 때 산화환원전위가 -55mV로 감소하였다. 또한, B 타입의 전극유닛(14)의 경우에는, 도 16의 (b)에 나타내는 바와 같이 전류를 100% 증가시켰을 때, 산화환원전위 -58mV가 -96mV로 되고, 원래의 값으로 되돌렸을 때 산화환원전위가 -48mV로 감소하였다.
이 결과들로부터 전극유닛(14)에 공급하는 전류를 증감함으로써 목적으로 하는 성능을 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상기와 같이 함으로써 수중의 스케일 성분이 효율적으로 제거되고, 또한 산화환원전위가 허용범위에 들어 있는 경우에 쓸모없는 전류를 흘리지 않아도 되기 때문에, 전력비용이 절약되는 동시에 전극의 불필요한 부식이 방지되었다.
(실시예 7)
음극측 전극의 형상을 판형상으로 한 A 타입의 전극유닛(14)을 사용하였을 경우와, 음극측 전극의 형상을 막대형상으로 한 B 타입의 전극유닛(14)을 사용하였을 경우의 피처리수의 전압 변화와 음극의 내구성을 조사하는 실험을 하였다.
여기서, A 타입의 전극유닛(14)은 폭 300mm × 높이 600mm × 두께 1mm의 티탄판(양극)과 알루미늄판(음극) 각 36장, 총 72장을 12.5mm 피치로 마주보게 한 것을 사용하였다. 또한, B 타입의 전극유닛(14)은 폭 300mm × 높이 600mm × 두께 1mm의 티탄판(양극)과 Φ15mm × 600mm × 3개의 알루미늄 둥근막대(음극)를 1개의 유닛으로 하여 총 36 유닛으로 마주보게 한 것을 사용하였다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 음극측 전극이 알루미늄판인 경우, 점차 전압이 높게 추이하여, 전기저항이 높아지고, 전기부식이 심하며, 판면 전체의 층형상 박리가 발생하였다. 그 결과, 외관상 박리조각이 다량 발생하여 꽤 많은 소모가 확인되었다. 이에 대하여, 음극측 전극이 둥근막대인 경우에는, 전압추이가 30일간 거의 변하지 않고, 18~22V에서 추이하였다. 판형상과 마찬가지로 층형상 박리는 있는데, 바닥부에서부터 서서히 일어나기 때문에 안정적으로 전압추이하였다고 생각된다. 외관상 소모는 적고 그 후에도 안정적으로 사용할 수 있었다.
본 발명은 냉각탑의 물 정화 뿐만 아니라, 냉각장치(chiller)용 순환수, 냉온수기용 순환수, 보일러의 보급수, 히트펌프식 급탕기의 보급수, 전기온수기의 보습수, 가스석유급탕의 보급수, 사출성형기 등의 금형냉각용 물, 가습기, 유도가열 로 등의 전기가열 시스템에 사용되는 물, 순수(純水) 제조장치에 공급되는 물(원수(原水)), 24시간 목욕탕의 물, 수영장의 물, 인공호수의 물 등의 정화에도 적용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 마주보는 전극 사이에 정화처리할 피처리수를 흘리고, 상기 전극 사이에 직류전압을 인가하여, 피처리수 안의 양이온을 음극측 전극에 전해석출시켜서 상기 피처리수를 정화시키는 물정화 방법에 있어서,
    상기 전극으로서 양극측에 티탄, 음극측에 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하고, 상기 양극측 전극의 표면에 생성되는 양극산화피막을 절연파괴시킬 수 있는 전압을 인가하는 전류를 마주보는 상기 전극 사이에 흘리며, 상기 전극 사이에 흘리는 전류가 양극측 전극의 단위면적(1m2) 당 0.1~20A인 것을 특징으로 하는 물정화 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처리수의 전기전도도가 소정 값 A보다 높은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 증가시키고, 상기 피처리수의 전기전도도가 소정 값 B보다 낮은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 감소시켜서, 상기 소정 값 A와 상기 소정 값 B를 A≥B의 관계로 한 것을 특징으로 하는 물정화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피처리수의 전기전도도의 상기 소정 값 A가 100 ~ 3000μS/cm, 상기 소정 값 B가 100 ~ 3000μS/cm인 것을 특징으로 하는 물정화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처리수의 산화환원전위가 소정 값 C보다 높은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 증가시키고, 상기 피처리수의 산화환원전위가 소정 값 D보다 낮은 경우에는 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 감소시켜서, 상기 소정 값 C와 상기 소정 값 D를 C≥D의 관계로 한 것을 특징으로 하는 물정화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 피처리수의 산화환원전위의 상기 소정 값 C가 +100 ~ -100mV, 상기 소정 값 D가 +100 ~ -100mV인 것을 특징으로 하는 물정화 방법.
  7. 정화처리할 피처리수를 받아서 배출하는 전해조와, 상기 전해조 안에 설치되어 있는 1개 또는 2개 이상의 제1 전극과, 상기 전해조 안에 상기 제1 전극과 소정 간격을 두고 설치되어 있는 1개 또는 2개 이상의 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 직류전압을 인가하는 직류전원장치를 구비하고, 상기 제1 전극은 티탄으로 이루어지고, 상기 제2 전극은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지며, 상기 제1 전극에는 상기 직류전원장치의 양극측 출력단자가 접속되고, 상기 제2 전극에는 상기 직류전원장치의 음극측 출력단자가 접속되어, 상기 제1 전극의 표면에 형성된 양극산화피막을 절연파괴에 의해 박리 및 제거시키는 전압이 인가되는 전류를 흘리며, 상기 직류전원장치가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 양극이 되는 상기 제1 전극의 단위면적(1m2) 당 0.1~20A의 정전류를 흘리는 정전류 전원장치인 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 형상이 판형상, 둥근막대형상 또는 각막대형상이고, 상기 제2 전극의 형상이 판형상, 둥근막대형상 또는 각막대형상으로서, 이 전극들이 같은 형상끼리 또는 다른 형상끼리 마주보고 있는 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    메쉬눈금의 크기가 100㎛ ~ 10cm인 망제 보호주머니에 의해 상기 전극이 덮여 있는 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극 사이를 흐르는 전류값을 측정하는 전류계를 구비하고, 이 전류계에 의해 측정된 전류값이 소정 값보다 작은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 높이어 상기 전극 사이를 흐르는 전류값을 증가시키고, 상기 전류계에 의해 측정된 전류값이 소정 값보다 큰 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 낮추어 상기 전극 사이를 흐르는 전류값을 감소시키는 전원제어장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 피처리수의 전기전도도를 계측하는 전기전도도계와, 상기 전기전도도계에 의해 얻어진 전기전도도가 소정 값 A보다 높은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 높이어 상기 전극 사이를 흐르는 전류값을 증가시키고, 상기 전기전도도계에 의해 얻어진 전기전도도가 소정 값 B보다 낮은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 낮추어 상기 전극 사이를 흐르는 전류값을 감소시켜서, 상기 소정 값 A와 상기 소정 값 B가 A≥B의 관계에 있는 전원제어장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 피처리수의 전기전도도의 상기 소정 값 A가 100 ~ 3000μS/cm, 상기 소정 값 B가 100 ~ 3000μS/cm인 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 피처리수의 산화환원전위를 계측하는 산화환원전위계와, 상기 산화환원전위계에 의해 얻어진 산화환원전위가 소정 값 C보다 높은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 높이어 상기 전극 사이를 흐르는 전류값을 증가시키고, 상기 산화환원전위계에 의해 얻어진 산화환원전위가 소정 값 D보다 낮은 경우에는 상기 직류전원장치의 출력전압을 낮추어 상기 전극 사이를 흐르는 전류를 감소시켜서, 상기 소정 값 C와 상기 소정 값 D가 C≥D의 관계에 있는 전류제어장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 피처리수의 산화환원전위의 상기 소정 값 C가 +100 ~ -100mV, 상기 소정 값 D가 +100 ~ -100mV인 것을 특징으로 하는 물정화 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102070228A (zh) * 2010-09-20 2011-05-25 宝钢工程技术集团有限公司 一种冷却循环水电化学水质稳定处理系统
KR101951495B1 (ko) 2011-06-30 2019-02-22 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 코팅, 접착제, 실란트 및 탄성중합체 응용을 위한 실란 종결된 중합체
JP5839070B2 (ja) * 2014-03-28 2016-01-06 ダイキン工業株式会社 水処理ユニット

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT310100B (de) * 1970-12-07 1973-09-10 Hartkorn Karl Heinz Verfahren zur Reinigung von wässerigen Flüssigkeiten, die mit störenden Stoffen belastet sind
DE2626572C2 (de) * 1976-06-14 1986-03-27 Sachs Systemtechnik Gmbh, 8720 Schweinfurt Gerät zur Trinkwasserreinigung
US4087337A (en) * 1977-05-25 1978-05-02 Diamond Shamrock Corporation Rejuvenation of the efficiency of sea water electrolysis cells by periodic removal of anodic deposits
JPS5835400A (ja) 1981-08-26 1983-03-02 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 電気水垢処理方法
NL8303208A (nl) * 1983-09-16 1985-04-16 Velde Henning J C Ing Buero Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van afvalwater.
JPS61181591A (ja) 1985-02-07 1986-08-14 Fusamori Kogyo Kk 電気スケ−ル除去水処理装置および水処理方法
US4908109A (en) * 1985-10-24 1990-03-13 Mercer International, Inc. Electrolytic purification system utilizing rapid reverse current plating electrodes
JP2971511B2 (ja) 1990-05-11 1999-11-08 コニカ株式会社 被処理水の電気化学的処理方法
JPH04244291A (ja) * 1991-01-10 1992-09-01 Penta Ocean Constr Co Ltd 電解処理法による汚濁水浄化装置
JPH07509536A (ja) * 1992-04-03 1995-10-19 バヒル，ビトルド　ミハイロビチ 水の電気化学処理装置
US5364508A (en) * 1992-11-12 1994-11-15 Oleh Weres Electrochemical method and device for generating hydroxyl free radicals and oxidizing chemical substances dissolved in water
JPH0788476A (ja) * 1993-09-22 1995-04-04 Nippon Alum Co Ltd 電解除濁方法
JP3465367B2 (ja) * 1994-08-23 2003-11-10 東陶機器株式会社 イオンリッチ水生成装置
JP3720079B2 (ja) 1995-05-24 2005-11-24 サンエネルギー株式会社 水処理剤及びその製造方法
JP3157438B2 (ja) 1995-10-06 2001-04-16 株式会社日本製鋼所 電場印加水処理装置
JPH11114335A (ja) 1997-10-16 1999-04-27 Tsuneo Sugito 二酸化チタンを付加した線条立体空隙構造体の製造手法と大気、及び循環水の接触材
JP2000140849A (ja) * 1998-11-09 2000-05-23 Shikishima Kiki Kk 電気化学的水処理装置及び方法
JP2001137858A (ja) 1999-09-01 2001-05-22 Takao Miyanoo 水処理方法およびこれに用いる酸化チタン電極
JP2001137891A (ja) 1999-11-11 2001-05-22 Kurita Water Ind Ltd スケール防止方法
JP2001259690A (ja) 2000-03-15 2001-09-25 Asahi Glass Engineering Co Ltd 水系のスケール防止方法
US6645366B2 (en) * 2000-11-01 2003-11-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Waste water treatment device
WO2002068340A1 (en) * 2001-02-28 2002-09-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Drain treating method, drain treating device and drain treating system
JP3951041B2 (ja) * 2001-07-19 2007-08-01 日立造船株式会社 飛灰からの重金属の電気化学的回収方法
US6866757B2 (en) * 2001-10-12 2005-03-15 F. William Gilmore Electrocoagulation reaction chamber and method
JP2003200170A (ja) * 2001-12-28 2003-07-15 Kenichi Karasawa 電気分解による水処理方法及び同装置、及び無段階変圧による電気分解用電源装置
JP3731555B2 (ja) * 2002-03-19 2006-01-05 栗田工業株式会社 冷却水の処理方法及び処理装置
US7326340B2 (en) * 2003-03-05 2008-02-05 Siemens Water Technologies Holding Corp. System for controlling sulfide generation
JP3794640B2 (ja) * 2003-06-30 2006-07-05 株式会社コガネイ 循環冷却水の電解浄化装置
JP3523864B1 (ja) * 2003-11-28 2004-04-26 房森工業株式会社 水処理方法、及び水処理装置
JP4438570B2 (ja) * 2004-08-27 2010-03-24 株式会社レイケン スケール回収装置
JP2006098003A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Kurita Water Ind Ltd 循環型冷却水系の電解処理方法及び電解処理装置
JP4126307B2 (ja) * 2005-03-16 2008-07-30 株式会社コガネイ 循環水の浄化方法とその装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
네덜란드 공개특허 제8303208호(1985.04.16.) 1부. *
네덜란드 공개특허 제8303208호(1985.04.16.) 1부.*

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