KR101604022B1 - 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산화제에 의한 오염물의 처리장치; 내부에 전극이 형성되어 전기분해가 이루어지도록 하는 산화제재생장치; 상기 처리장치에서 산화제의 오염물과의 반응을 통해 발생된 염화나트륨이 혼합된 염화나트륨혼합수를 상기 산화제재생장치로 유입토록 하는 유입라인; 상기 산화제재생장치에서 상기 염화나트륨 혼합수를 전기분해 하여 생성된 차염소산이 혼합된 산화제혼합수를 상기 산화제재생장치로부터 상기 처리장치로 배출하는 배출라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템에 관한 것이다.

Description

산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템{Purification system using recycling apparatus for oxidizer}

본 발명은 대기, 하수, 폐수 등 각종 오염물질 처리대상을 처리하는 과정에서 환원순환 되는 염화나트륨을 전기분해를 통해 차염소산으로 재생하여 오염물질의 처리에 재사용되도록 함으로써 경제적이며 친환경적인 오염처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 대기, 하수, 폐수에 수반되는 수처리에 있어 유기물, 질소 등 오염물질을 처리하는 방법 중 미생물처리에 의한 방법은 미생물이 온도, 환경 등에 의한 영향을 받기 때문에 기존 처리장치에서는 여름, 겨울 등에 처리효율이 떨어지며 오염농도가 고농도로 갈수록 필요 부지가 늘어나므로 비교적 저농도의 경우에 사용 된다. 또한 난분해성 물질이나 독성 물질이 포함 되어 있을 경우 사실상 생물학적 처리법으로는 처리할 수가 없다.

생물학적 처리법의 단점을 보완하고 적용하기 어려운 독성 및 난분해성 오염물질을 처리를 위하여 다양한 방법이 연구되고 있다. 예를 들자면 약품에 의한 처리방법으로 차염소산 등 산화제를 투입하는 방법이 그 중 하나이다. 그러나 이러한 산화제에 의한 방법은 계속적으로 산화제를 공급해줘야 하는 번거로움과 비경제적인 면이 존재하며 약품의 과다사용에 의한 2차오염의 문제가 있을 수 있다.

또한 전기분해를 이용한 방법이 제시되고 있는데 처리해야할 유체를 직접 전기분해 장치에 통과시켜 처리하는 방법으로 유체에 혼합된 유기물, 질소 등 오염물질의 농도와 처리효율에 따라 전기분해장치 규모가 설계된다. 이러한 전기분해를 이용하는 방법에는 전해물질이 부족한 경우 염화나트륨을 계속적으로 투입하여야 하는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제0670629호 대한민국 특허등록 제0687095호

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술로서 약품에 의한 처리방법의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 산화제를 사용한 오염물질의 처리시 발생되는 염화나트륨을 전기분해를 이용하여 차염소산 등 산화제로 재생되도록 하여 계속적인 산화제의 공급이 필요가 없는 오염처리 시스템을 제공하고자 함이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템은 산화제에 의한 오염물의 처리장치; 내부에 전극이 형성되어 전기분해가 이루어지도록 하는 산화제재생장치; 상기 처리장치에서 산화제의 오염물과의 반응을 통해 발생된 염화나트륨이 혼합된 염화나트륨혼합수를 상기 산화제재생장치로 유입토록 하는 유입라인; 상기 산화제재생장치에서 상기 염화나트륨 혼합수를 전기분해 하여 생성된 차염소산이 혼합된 산화제혼합수를 상기 산화제재생장치로부터 상기 처리장치로 배출하는 배출라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 처리장치는, 상기 유입라인 및 상기 배출라인에 연통하는 용액조; 상기 용액조와 하면이 연통하도록 구성되며, 상부에서 상기 용액조로부터 산화제혼합수를 공급받아 하방향으로 분사시키는 분사노즐과, 상기 분사노즐 하부에서 상기 분사노즐에서 분사된 산화제혼합수와 하방향에서 상향하는 배기가스가 상호 접촉시간을 가지도록 하기 위한 접촉층과, 하부에서 배기가스가 내부로 유입되도록 하는 배기가스유입라인이 구비된 탈취조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 산화제재생장치에는 염화나트륨 수용액이 저장된 저장조와 염화나트륨수용액공급라인으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 탈취조에는, 상기 배기가스유입라인 하부에 복수의 여재가 충진된 여재층이 구성되되 상기 여재는 클레이 100중량부에 망간산화물 20 내지 40중량부, 물 5 내지 15중량부, 경화제 0.1 내지 0.5중량부를 포함하여 배합됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 배기가스유입라인에는 절대습도조절구가 구성되되, 상기 절대습도조절구는, 원통관형의 몸체와, 상기 몸체 중심에서 방사향으로 복수로 형성되며 끝단부가 상기 몸체를 관통하는 방열핀과, 상기 방열핀과 대응하는 위치에서 상기 몸체 하단에 상기 몸체와 연통하는 응결수저장공간으로 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 산화제 재생장치는 내부에 전극이 형성되어 전기분해가 이루어지도록 하는 산화제재생장치; 차염소산이 오염물과의 반응을 통해 발생된 염화나트륨이 혼합된 염화나트륨혼합수를 상기 산화제재생장치로 유입토록 하는 유입라인; 상기 산화제재생장치에서 상기 염화나트륨혼합수를 전기분해 하여 생성된 차염소산이 혼합된 산화제혼합수를 상기 산화제재생장치로부터 배출하는 배출라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 산화제재생장치는, 일측에 상기 유입라인과 연통하고 타측에 상기 배출라인에 연통한 하우징; 상기 하우징 내부에서 중공을 형성하며 직경을 달리하는 복수의 전극이 각 전극 간 내주연과 외주연 사이에 유로를 형성하도록 장착되고 인접하는 전극 간 교번으로 양극 또는 음극이 인가되도록 전원이 연결되는 전극부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 복수의 전극에 의해 형성되는 복수의 유로는 상기 유입라인 및 상기 배출라인과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 유입라인과 연통하는 하우징의 일측 내주연에는 와류유도날이 복수로 돌출되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 하우징의 내부에 복수의 전극이 각각 유로를 형성하도록 장착됨에 있어 각 전극을 관통하며 적어도 일단 이상이 상기 하우징 외부로 노출되도록 하고 금속성 재질의 방열대와 상기 방열대에서 복수의 전극 중 교번으로 전극을 지지하도록 하며 절연재질로 형성되는 절연클립과 상기 방열대에서 복수의 전극 중 상기 절연클립과 교번으로 전극을 지지하도록 하며 금속성 재질의 방열클립을 포함하는 지지구가 상기 절연클립과 상기 방열클립의 위치가 다른 2세트 이상 구성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 하우징 외부에는 상기 방열대의 하우징 외부로 노출된 부분을 수용하는 공간이 형성되는 수용부가 구성되며 상기 수용부에는 복수의 유도공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 산화제재생장치에는 가스포집부가 구성됨을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 가스포집부는 배출라인에 연통하도록 구성되며 내부에 상,하 교번의 격벽이 형성되어 배출라인을 통해 유입된 산화제혼합수가 상,하로 와류를 형성하면서 배출되도록 하는 유동조와, 상기 유동조 상단에서 복수의 유입공에 의해 연통하며 상기 유동조에서 상승하는 가스를 포집하는 포집조가 형성되는 것을 특징으로 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 대기, 유체 등에 혼합된 오염물질을 처리함에 있어 산화제를 계속적으로 재생하여 사용할 수 있도록 함에 의해 경제적이며 친환경적인 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 개략적 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 구성도이고,
도 3은 도 2에 도시된 탈취조의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이고,
도 4는 도 2에 도시된 탈취조의 또 다른 실시 예를 나타내는 구성도이고,
도 5는 본 발명의 일 구성인 산화제 재생장치를 나타내는 측단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 구성인 산화제 재생장치의 일 실시예를 나타내는 측단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 구성인 산화제 재생장치의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이고,
도 8은 본 발명의 일 구성인 산화제 재생장치의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도이고,
도 10은 도 9에 도시된 가스포집부의 실시 예를 나타내는 개략도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템(1)은 도 1에서 보는 바와 같이 산화제에 의한 오염물의 처리장치(5); 내부에 전극이 형성되어 전기분해가 이루어지도록 하는 산화제재생장치(2); 상기 처리장치(5)에서 산화제의 오염물과의 반응을 통해 발생된 염화나트륨이 혼합된 염화나트륨혼합수를 상기 산화제재생장치(2)로 유입토록 하는 유입라인(3); 상기 산화제재생장치(2)에서 상기 염화나트륨 혼합수를 전기분해 하여 생성된 차염소산이 혼합된 산화제혼합수를 상기 산화제재생장치(2)로부터 상기 처리장치(5)로 배출하는 배출라인(4);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명은 오염물질이 혼합된 대기, 유체 등을 정화처리하는 처리장치(5)에서 오염물질의 처리에 사용되는 산화제가 오염물질과 반응과정에서 산화력을 잃고 염화나트륨이 발생되면 염화나트륨혼합수를 상기 산화제 재생장치(2)로 유입시키고 상기 산화제재생장치(2)에서는 염화나트륨혼합수를 공급받아 전기분해를 통해 산화력을 얻어서 차염소산이 생성되도록 하는 것이며 이렇게 산화제재생장치(2)에서 생성된 차염소산을 포함하는 산화제혼합수는 다시 처리장치(5)로 유입되도록 함으로써 별도로 산화제 등 약품의 공급없이 산화제에 의한 분해, 분해결과물에 의한 산화제의 재생산 및 재생산 된 산화제의 재이용이 반복되도록 하는 시스템에 관한 것이다.

상기 처리장치(5)는 배기가스의 정화처리, 하·폐수 등의 정화처리 등 대기, 유체 등에 혼합된 오염물을 산화제에 의한 약품처리가 수행되도록 하는 포괄적인 개념으로 이러한 약품처리에 더하여 기타 정화처리공정이 부가된 것일 수도 있다.

본 발명에서는 도 2에서 상기 처리장치(5)의 일 예를 도시하고 있는 바, 도 2에서 도시되고 있는 처리장치(5)는 배기가스의 정화에 관한 것으로 배기가스로부터 오염물질을 산화제에 의해 처리하면서 동시에 탈취가 가능하도록 하는 예를 제시하고 있는 것이다.

본 실시 예의 처리장치(5)는 도 2에서 보는 바와 같이 상기 유입라인(3) 및 상기 배출라인(4)에 연통하는 용액조(51); 상기 용액조(51)와 하면이 연통하도록 구성되며 상부에서 상기 용액조(51)로부터 산화제혼합수를 공급받아 하방향으로 분사시키는 분사노즐(521)과, 상기 분사노즐(521) 하부에서 상기 분사노즐(521)에서 분사된 산화제혼합수와 하방향에서 상향하는 배기가스가 상호 접촉시간을 가지도록 하기 위한 접촉층(522)과, 하부에서 배기가스가 내부로 유입되도록 하는 배기가스유입라인(523)이 구비된 탈취조(52);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 용액조(51)는 상기 산화제재생장치(2)와 상기 유입라인(3) 및 상기 배출라인(4)에 의해 연결되는데 산화제재생장치(2)에 의해 산화제혼합수가 상기 배출라인(4)을 통해 상기 용액조(51)로 유입되어 저장되도록 하는 것이며, 상기 산화제혼합수가 배기가스에 혼합된 오염물질과 반응하여 생성되는 염화나트륨혼합수는 상기 용액조(51)에서 상기 유입라인(3)을 통해 다시 산화제재생장치(2)로 유입되도록 하는 것이다. 또한 상기 용액조(51)에는 상기 배출라인(4)을 통해 상기 용액조(51)로 유입된 산화제혼합수를 상기 분사노즐(521)로 유동케 하는 산화제혼합수배출라인(511)이 더 구성되도록 하는 것이다.

상기 탈취조(52)는 배기가스에 포함되어 있는 오염물질, 수분 및 악취를 제거하는 역할을 한다.

상기 탈취조(52)는 상단에 오염물질 및 악취가 제거된 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 처리가스배출라인(524)이 구성되며, 그 하부에는 산화제혼합수배출라인(511)과 연통하는 분사노즐(521)이 형성되고, 상기 분사노즐(521) 하부에는 접촉층(522)이 형성되며, 상기 접촉층(522) 하부에는 배기가스가 내부로 유입되도록 하는 배기가스유입라인(523)이 구성된다.

상기 접촉층(522)은 배기가스 투과시 배기가스 내의 오염물질을 흡착함과 함께 상기 분사노즐(521)로부터 분사되는 산화제혼합수에 의해 오염물질이 분해되도록 하는 것이며 이를 위해 낙하하는 산화제혼합수가 일시 함유되면서 상승하는 배기가스와 충분한 접촉시간을 가져가도록 하여야 한다. 이러한 과정을 통해 산화제 즉 차염소산은 오염물질과 산화과정에서 염화나트륨이 생성되고 접촉층(522)을 통과한 유체는 염화나트륨혼합수가 되는 것이다.

접촉층(522)은 다양한 공지기술에 의해 구현될 수 있는데 일 예로 희토류볼에 의해 접촉층(522)이 구성될 수 있다.

상기 희토류볼은 희토류가 함유되어 있는 세라믹 담체로서, 상기 희토류로는 란탄(lanthanum), 세륨(cerium), 프라세오디움(praseodymium), 네오다늄(neodymium), 프로메튬(promethium), 사마륨(samarium), 유로퓸(europium), 가돌리늄(gadolinim), 테르븀(terbium), 디스프로슘(dysprosium), 홀뮴(holmium), 에르븀(erbium), 툴륨(thulium), 이테르븀(ytterbium), 루테튬(lutetium), 스칸듐(scandium), 이트륨(yttrium) 중 어느 하나 또는 복수가 포함될 수 있다.

한편 상기 탈취조(52)에는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 배기가스유입라인(523) 하부에 복수의 여재가 충진된 여재층(525)이 구비되도록 하는 예를 제시한다.

이와 같이 여재층(525)이 구성되도록 하는 이유는 배기가스와 접촉되어 낙하되는 염화나트륨 혼합수는 상기 접촉층(21)에서 어느 정도 여과가 이루어진 상태이나 오염물질 및 차염소산이 잔존할 수 있으므로 이러한 혼합수가 그대로 용액조(51)로 유입되는 경우 염화나트륨혼합수의 염화나트륨이 적정농도가 유지되지 않게 되는 것이며 이를 그대로 상기 산화제재생장치(2)로 유입시키는 경우 전기분해 효율이 저하되어 당연히 차염소산의 생성율을 저하시키게 되는 것이다.

이에 본 발명에서는 낙하되는 염화나트륨혼합수가 용액조(51)로 유입되기 전에 상기 여재층(525)을 거치도록 하여 여과 및 분해가 이루어지도록 함으로써 용액조(51)에서 적정의 염화나트륨농도가 유지되도록 하여 전기분해 효율을 높이고자 하는 것이다.

더욱 바람직하게 상기 여재는 클레이 100중량부에 망간산화물 20 내지 40중량부, 물 5 내지 15중량부, 경화제 0.1 내지 0.5중량부를 포함하여 배합되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 클레이는 다공성의 재질을 가짐으로써 오염물질의 흡착 및 미생물의 담체로서 유기물을 분해토록 하는 것이다.

상기 여재의 조성으로 망간산화물이 첨가되는데 이는 낙하되는 염화나트륨혼합수에는 배기가스로부터의 중금속 성분이 함유되는데 이러한 중금속 성분은 일반적인 여재로는 그 여과가 용이하지 않아 용액조(51)로 유입되는 경우에는 적정의 염류농도가 유지되지 않음은 물론 중금속이 산화제재생장치(2)의 전기분해를 방해하여 산화제 재생효율을 저하시키게 된다.

특히 중금속 성분은 수중에서 입자성 물질에 흡착되어 있는 입자성과 용존성의 두 상태로 존재한다. 입자성 상태의 중금속은 입자를 여과함으로써 제거가 가능하나, 용존성 중금속의 제거는 여과에 의해 제거가 되지 않으며, 특히 플라스틱 재질의 여재는 중금속과 반응성이 없는 문제가 있다. 이에 상기 망간산화물은 pH 6∼8에 음전하를 나타내므로 양전하를 띠는 중금속성분도 흡착하여 제거할 수 있도록 하는 것이다.

또한 도 2에서 보는 바와 같이 상기 산화제재생장치(2)에는 염화나트륨 수용액이 저장된 저장조(6)와 염화나트륨수용액공급라인(61)으로 연결되도록 하여 상기 산화제재생장치(2)로 상기 용액조(51)에서 유입되는 염화나트륨 혼합수가 적정의 농도를 유지하지 못하는 경우 상기 저장조(6)의 염화나트륨이 별도로 산화제재생장치(2)로 공급되도록 하여 산화제재생장치(2)의 전기분해 효율을 높이도록 하는 것이다.

한편 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 탈취조(52)에 있어 상기 배기가스유입라인(523)에 절대습도조절구(8)가 더 구성되도록 하여 배기가스로부터 백연을 저감시키도록 하는 예를 제시한다.

본 실시 예에서는 상기 배기가스유입라인(523)에 절대습도조절구(8)가 구성되도록 하는데, 상기 절대습도조절구(8)는 원통관형의 몸체(81)와, 상기 몸체(81) 중심에서 방사향으로 복수로 형성되며 끝단부가 상기 몸체를 관통하는 방열핀(82)과, 상기 방열핀(82)과 대응하는 위치에서 상기 몸체(81) 하단에 상기 몸체와 연통하는 응결수저장공간(83)으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 몸체(81)는 원통관형상으로 상기 배기가스유입라인(523)에 장착되어 상기 배기가스유입라인(523)과 연통하도록 하는 구성에 해당한다.

상기 방열핀(82)은 도 4에서 보는 바와 같이 방사형으로 상기 몸체(81) 외측으로 일단부가 돌출되는 형상으로 구성되는 것으로 몸체(81) 내부의 열을 상기 방열핀(82)을 통해 몸체(81) 외부로 유출시키도록 하는 것이다. 고온의 배기가스가 상기 방열핀(82)을 통과하면서 잠열이 방열핀(82)을 통해 외부로 유출되도록 하며 상기 방열핀(82)에는 배기가스의 수증기가 응결되도록 하여 배기가스의 절대습도를 저하시키도록 하는 것이다.

이러한 방열핀(82)에 응결수는 상기 응결수저장공간(83)으로 유도되어 외부로 용도에 맞게 배출되도록 하는데 일 예로 상기 용액조(51)로 유입되도록 할 수 있다. 상기 방열핀(82)의 재질은 열전도율이 높으며 방청성이 우수한 재질이 사용되어야 하는 바, 알루미늄 재질을 사용하는 것이 타당하다.

또한 본 발명에서는 도 5에서 보는 바와 같이 산화제재생장치(2)가 구성되도록 하는 예를 제시하고 있다. 이는 유체유동저항성을 제어하기 위한 것이며 산화제 재생효율을 높이기 위한 것이다.

상기 산화제재생장치(2)는 도 5에서 보는 바와 같이 일측에 상기 유입라인(3)과 연통하고 타측에 상기 배출라인(4)에 연통한 하우징(21); 상기 하우징(21) 내부에서 중공을 형성하며 직경을 달리하는 복수의 전극(221)이 각 전극(221) 간 내주연과 외주연 사이에 유로(222)를 형성하도록 장착되고 인접하는 전극(221) 간 교번으로 양극 또는 음극이 인가되도록 전원(23)이 연결되는 전극부(22);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징(21)의 단면형상을 한정하지는 않으나 원통형으로 전극부(22)가 구성된 중앙부 양측은 중앙부보다 직경이 작아지는 형상으로 구성되도록 하였다.

상기 전극부(22)는 복수의 전극(221) 및 상기 전극(221) 간에 의해 형성되는 유로(222)를 포함하는 것으로 상기 전극(221)은 관형으로 중공이 형성되도록 하는데 각각의 전극(221)은 직경을 달리하여 상기 하우징(21)의 중앙부에서 직경의 크기별로 각각 일정 유격을 형성하며 내재되는 형상으로 구성되어 인접하는 전극(221) 간 내주연과 외주연 사이에 유로(222)가 형성되도록 하는 것이다.

이와 같이 구성하는 이유는 상기 유입라인(3)을 통해 유입되는 염화나트륨혼합수가 상기 하우징(21) 내부에서 전기분해에 노출되지 않는 사공간을 제어하여 염화나트륨혼합수(W1)의 전기분해에 의한 차염소산의 생성효율을 높이도록 하여 상기 배출라인(4)을 통해 차염소산의 농도가 높은 산화제혼합수(W2)가 배출되도록 하기 위한 것이다.

또한 도 5에서 보는 바와 같이 유입되는 염화나트륨혼합수(W1) 및 배출되는 산화제혼합수(W2)는 전극(221)에 의해 형성되는 복수의 유로(222)가 상기 유입라인(3) 및 상기 배출라인(4)과 평행하게 형성되어 유입되는 유체 및 배출되는 유체가 전극(221)에 의해 그 유동이 제어되는 것이 방지되어 유체의 유동저항에 의해 발생할 수 있는 사영역을 줄이고 전극(221)에 스케일 침적 등의 문제를 해결하는 것이다.

하우징(21) 내부에 장착이 되는 전극(221)의 수는 선택적이며 도 5에서는 전극(221)의 수를 4개로 장착된 예를 제시하고 있다. 가장 직경이 큰 전극(221-1)이 하우징(21)의 내주연에 장착이 되도록 하며 차례로 각각 유로(222)가 형성되도록 하면서 직경순으로 전극(221-2, 221-3)이 장착되도록 하는 것이며 중앙부에는 바람직하게 바형상의 전극(221-4)이 장착되도록 한다. 이렇게 바형상의 전극(221-4)을 중앙부에 배치하는 이유는 전극부(22)의 모든 영역에서 전기분해가 이루어지도록 하기 위한 것이다.

이러한 전극(221)은 교번으로 양극 및 음극이 인가되도록 하는데 이를 위해 도 2에서는 최외각의 전극(221-1) 및 내부로 3번째의 전극(221-3)에는 전원(23)으로부터 +전원이 인가되도록 하여 양극이 인가되도록 하고 내부로 2번째의 전극(221-2) 및 중앙의 전극(221-4)은 전원(23)으로부터 -전원이 인가되도록 하여 음극이 인가되도록 하는 예를 제시한다.

상기와 같은 산화제재생장치(2)의 구성에 의해 상기 유입라인(3)으로 유입된 염화나트륨혼합수는 단면이 링형상의 유로(222)를 통과하면서 전기분해가 되어 상기 배출라인(4)을 통해 산화제혼합수가 배출되도록 하는 것인데 본 발명에서는 도 6에서 보는 바와 같이 상기 유입라인(3)과 연통하는 하우징(21)의 일측 내주연에는 와류유도날(23)이 복수로 돌출되도록 하여 유입라인(3)을 통해 유입된 염화나트륨혼합수는 상기 와류유도날(23)에 의해 와류를 형성하게 되며 각각의 유로(222)로 유입된 염화나트륨혼합수는 와류를 형성하면서 유동하게 되는 것이다.

이와 같이 유로(222)에서 염화나트륨혼합수가 와류를 형성하도록 하는 이유는 동일한 공간에서 염화나트륨혼합수가 양극 및 음극에 접하는 시간을 길게 가져가도록 하여 전기분해 효율을 높이기 위한 것이다. 즉 차염소산의 생성효율을 높이기 위한 것이다.

한편 상기 전극(221)에는 계속적인 전기분해과정을 거치게 되면 내주연 및 외주연에 스케일이 침적되어 유체저항이 발생되고 전기분해효율을 저하시키는 원인이 될 수 있다.

이에 본 발명에서는 상기 전극(221)을 구성함에 있어 셀룰로오스 아세테이트 및 망간산화물이 조성으로서 포함되도록 하는 예를 제시한다. 여기서 조성으로서 포함된다고 함은 전극(221) 자체를 제조함에 있어 셀룰로오스 아세테이트 및 망간산화물이 조성으로 포함되는 것은 물론 전극(221)을 구성함에 있어 도전체의 표면을 코팅하면서 코팅성분의 조성으로서 셀룰로오스 아세테이트 및 망간산화물이 포함되도록 하는 것을 포함하는 것이다.

여기서 셀룰로오스 아세테이트 및 망간산화물이 조성으로서 포함함량은 전극자체에 포함시키는 경우, 코팅에 포함시키는 경우 등 다양한 인자에 의해 결정되므로 이를 한정하지 않는다.

상기 셀룰로스아세테이트는 친수화제로서 첨가되는 것으로 친수화에 의해 전극(221)에 스케일을 방지토록 하는 것인데 특히 염화나트륨혼합수에는 경우에 따라 유류성분이 함유될 수 있는데 이러한 유류성분에 의한 스케일의 발생을 제어토록 하기 위한 것이다.

한편 이와 같이 셀룰로스아세테이트를 첨가하여 친수성이 부여된다고 하더라도 슬러지에 의한 스케일을 제어할 수는 없다. 일반적으로 슬러지를 이루는 콜로이드성 물질인 EPS, 단백질 등은 매질 내의 음이온 특히 수산화이온의 선택적 흡착에 의해 약한 음전하를 띄고 있는데, 이에 본 발명에서는 망간산화물이 더 첨가되도록 하는 것이다. 상기 망간산화물은 pH 6∼8에 음전하를 나타내어 슬러지와 척력을 발생시키므로 슬러지에 의한 스케일의 발생을 제어할 수 있게 되는 것이다.

한편 상기 전극부(22)는 염화나트륨혼합수를 전기분해 하는 과정에서 열이 발생되는데 이러한 열은 전극(241)을 열화시키는 원인이 되며 전기분해에 의해 생성되는 산화제혼합수의 온도가 높아져 부산물이 발생되고 이러한 부산물은 전극(241) 스케일의 원인이 되며 차염소산의 농도가 낮아지는 원인이 되어 결국 차염소산의 발생효율을 저하시키는 원인으로 작용을 한다.

이에 본 발명에서는 상기 하우징(21)에 복수의 전극(221)을 고정하는 수단이 되며 상기에서 언급한 바와 같이 전극부(22)에 전기분해과정에서 발생되는 열을 외부로 방열시키는 지지구(24)가 구성되는 예를 도 4에서 도시하고 있다.

상기 지지구(24)는 도 7에서 보는 바와 같이 방열대(241), 절연클립(242-1) 및 방열클립(242-2)으로 구성된다.

상기 방열대(241)는 각 전극(221)을 관통하여 양단부가 상기 하우징(21) 외부로 노출되도록 하는 구성으로 각 전극(221)을 하우징(21) 내부에서 잡아주는 기능을 하도록 함과 동시에 금속성의 재질로 구성하여 각 전극(221)에서 발생되는 열을 외부로 방열토록 하는 기능을 수행토록 하는 것이다. 바람직하게는 상기 방열대(241)는 알루미늄 소재 등 열전도율이 높은 재질을 사용하여 각 전극(221)에서 발생되는 열을 빠르게 전달하여 외부로 방열시키도록 하는 것이다.

또한 상기 방열대(241)와 각 전극(221)이 접하는 부분에는 클립(242)이 구성되도록 하여 견고하게 각 전극(221)이 하우징(21)에 고정이 되도록 하는 바, 클립(242)의 구조는 다양하게 제시될 수 있는데 일 예로 도 4에서 보는 바와 같이 중공이 형성되는 관형상으로 상기 중공에 방열대(241)가 삽입된 상태로 전극(221)을 관통하도록 하며 양단에 플랜지가 형성되어 플랜지 사이에 전극(221)이 게재되도록 하여 상기 방열대(241)에 각 전극(221)이 견고하게 고정이 되도록 하는 것이다. 여기서 가장 최외각의 전극(도 2에서 221-1)의 경우에는 내부로 노출되는 단에만 플랜지가 형성되도록 한다.

그런데 각 전극(221)은 교번으로 양극 및 음극이 인가된 상태이므로 전기전도성이 있는 방열대(241)와 모든 전극(221)이 연결되도록 한다면 방열은 이루어지더라도 전극(221)에 부하 등 하자발생의 원인이 될 수 있다.

이에 본 발명에서는 클립(242)을 2가지 종류로 구분하여 절연재질의 절연클립(242-1)과 금속성 재질의 방열클립(242-2)을 제시하면서 상기 방열대(241)가 관통하는 복수의 전극(221) 중 교번으로 전극(221)을 절연클립(242-1)으로 지지토록 하고 상기 방열대(241)에서 복수의 전극(221) 중 상기 절연클립(242-1)에 의해 지지되지 않는 전극(221)을 방열클립(242-2)이 지지토록 하는 예를 제시한다.

이렇게 구성함으로써 하나의 방열대(241)는 전극(221) 중 양극 또는 음극이 인가된 전극(221)에 대해서만 상기 방열클립(242-2)을 매개로 열이 외부로 방열되도록 하며 음극 또는 양극이 인가된 전극(221)에 대해서는 절연클립(242-1)을 매개로 전기가 방열대(241)로 전달되는 것을 차단한다. 일반적으로 절연클립(242-1)의 재질에 의해 열전도성도 높지 않은 바 방열대(241)로의 열전달은 미미하게 된다.

이에 본 발명에서는 도 7에서 보는 바와 같이 2개의 방열대(241)가 전극(221)들을 관통하도록 하면서 방열대(241) 간에 절연클립(242-1)과 방열클립(242-2)이 형성된 위치가 교번이 되도록 하여 일 방열대(241)에서는 음극이 인가된 전극(221)으로부터의 전기전달이 차단되면서 주로 양극이 인가된 전극(221)에서 발생되는 열을 외부로 방열토록 하고 타 방열대(241)에서는 양극이 인가된 전극(221)으로부터의 전기전달이 차단되면서 주로 음극이 인가된 전극(221)에서 발생되는 열을 외부로 방열토록 하여 전극(221)의 하우징(21) 내 지지와 동시에 부하없이 전체 전극(221)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키도록 하는 것이다.

한편 도 7의 구조에서는 전극부(22)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키도록 하나 하절기 등의 경우 외부의 열이 방열대(241)를 통해 내부의 전극부(22)로 전달될 수 있는 문제가 있을 수 있다.

이에 본 발명에서는 도 8에서 보는 바와 같이 상기 하우징(21) 외부에는 상기 방열대(241)의 하우징(21) 외부로 노출된 부분을 수용하는 공간(251)이 형성되는 수용부(25)가 구성되며 상기 수용부(25)에는 복수의 유도공(252)이 형성되도록 하는 예를 제시한다.

즉 수용부(25)가 구성되어 상기 방열대(241)가 하우징(21) 외측에서 공간(251)에 배치되도록 함으로써 상기 방열대(241)를 통해 방열되는 열은 상기 유도공(252)을 통해 외부로 배출되도록 하고 하절기 등의 경우 외부의 열은 상기 수용부(25)에 의해 형성된 공간(251)이 차열공간으로서 기능을 하므로 상기 방열대(241)로 전달되는 것을 차단토록 하는 것이다. 결과적으로 상기 수용부(25)가 구성되어 전극부(22)의 열은 외부로 방출되도록 하되 외부로부터의 열은 방열대(241)로의 전달이 차단되도록 하는 것이다.

한편 상기 산화제재생장치(2)에서는 전기분해과정에서 양극에서 수소가 발생되며 음극에서 염소가스가 발생되고 염소는 물에 용해되어 차염소산이 생성된다.

이 과정에서 가스로서 수소, 염소가스, 차염소산 증기 등이 발생되는데 특히 수소는 폭발의 위험이 있는 바, 본 발명에서는 산화제재생장치(2)에 전기분해과정에서 발생되는 가스를 별도로 포집하여 상기 배기가스유입라인(523)을 통해 다시 탈취조(52)로 유입시켜 처리토록 하는 가스포집부(9)가 더 구성되도록 하는 예를 도 9에서 제시하고 있다.

이에 더하여 도 10에서는 가스포집부(9)의 일 실시 예를 제시하고 있는데, 상기 가스포집부(9)는 도면에 배출라인(4) 상에 구성되어 배출라인(4)을 통해 산화제혼합수가 유동조(92)로 유입되도록 하며 유동조(92)에서는 유동조(92) 내부에 상,하 교번으로 형성된 격벽(921)에 의해 상,하로 와류를 형성하면서 배출라인(4)을 통해 배출되도록 하는 것이다.

이 과정에서 산화제혼합수와 함께 배출되거나 산화제혼합수에 혼합되어 있는 가스가 토출되어 유동조(92) 상부로 유동하여 유동조(92) 상부에서 복수의 유입공(931)에 의해 연통하는 포집조(93)로 가스가 포집되며 포집조(93)에 포집된 가스는 포집가스배출라인(91) 및 이와 연결된 배기가스유입라인(523)을 통해 탈취조(52)로 재유입되어 처리가 되도록 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

1 : 오염처리 시스템 2 : 산화제재생장치
3 : 유입라인 4 : 배출라인
5 : 처리장치

Claims (12)

1. 산화제에 의한 오염물의 처리장치; 내부에 전극이 형성되어 전기분해가 이루어지도록 하는 산화제재생장치; 상기 처리장치에서 산화제의 오염물과의 반응을 통해 발생된 염화나트륨이 혼합된 염화나트륨혼합수를 상기 산화제재생장치로 유입토록 하는 유입라인; 및 상기 산화제재생장치에서 상기 염화나트륨 혼합수를 전기분해 하여 생성된 차염소산이 혼합된 산화제혼합수를 상기 산화제재생장치로부터 상기 처리장치로 배출하는 배출라인;을 포함하되,
   상기 처리장치는 상기 유입라인 및 상기 배출라인에 연통하는 용액조; 및 상기 용액조와 하면이 연통하도록 구성되며, 상부에서 상기 용액조로부터 산화제혼합수를 공급받아 하방향으로 분사시키는 분사노즐과, 상기 분사노즐 하부에서 상기 분사노즐에서 분사된 산화제혼합수와 하방향에서 상향하는 배기가스가 상호 접촉시간을 가지도록 하기 위한 접촉층과, 하부에서 배기가스가 내부로 유입되도록 하는 배기가스유입라인이 구비된 탈취조;를 포함하고,
   상기 탈취조에는 상기 배기가스유입라인 하부에 복수의 여재가 충진된 여재층이 구성되되 상기 여재는 클레이 100중량부에 망간산화물 20 내지 40중량부, 물 5 내지 15중량부, 경화제 0.1 내지 0.5중량부를 포함하여 배합됨을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 산화제재생장치에는 염화나트륨 수용액이 저장된 저장조와 염화나트륨수용액공급라인으로 연결되는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 배기가스유입라인에는 절대습도조절구가 구성되되,
   상기 절대습도조절구는,
   원통관형의 몸체와, 상기 몸체 중심에서 방사향으로 복수로 형성되며 끝단부가 상기 몸체를 관통하는 방열핀과, 상기 방열핀과 대응하는 위치에서 상기 몸체 하단에 상기 몸체와 연통하는 응결수저장공간으로 구성됨을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 산화제재생장치는,
   일측에 상기 유입라인과 연통하고 타측에 상기 배출라인에 연통한 하우징;
   상기 하우징 내부에서 중공을 형성하며 직경을 달리하는 복수의 전극이 각 전극 간 내주연과 외주연 사이에 유로를 형성하도록 장착되고 인접하는 전극 간 교번으로 양극 또는 음극이 인가되도록 전원이 연결되는 전극부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
   
7. 제 6항에 있어서,
   복수의 전극에 의해 형성되는 복수의 유로는 상기 유입라인 및 상기 배출라인과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 유입라인과 연통하는 하우징의 일측 내주연에는 와류유도날이 복수로 돌출되는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
   
9. 제 6항에 있어서,
   상기 하우징의 내부에 복수의 전극이 각각 유로를 형성하도록 장착됨에 있어 각 전극을 관통하며 적어도 일단 이상이 상기 하우징 외부로 노출되도록 하고 금속성 재질의 방열대와 상기 방열대에서 복수의 전극 중 교번으로 전극을 지지하도록 하며 절연재질로 형성되는 절연클립과 상기 방열대에서 복수의 전극 중 상기 절연클립과 교번으로 전극을 지지하도록 하며 금속성 재질의 방열클립을 포함하는 지지구가 상기 절연클립과 상기 방열클립의 위치가 다른 2세트 이상 구성되는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 하우징 외부에는 상기 방열대의 하우징 외부로 노출된 부분을 수용하는 공간이 형성되는 수용부가 구성되며 상기 수용부에는 복수의 유도공이 형성되는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
    
11. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 산화제재생장치에는 가스포집부가 구성됨을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 가스포집부는 배출라인에 연통하도록 구성되며 내부에 상,하 교번의 격벽이 형성되어 배출라인을 통해 유입된 산화제혼합수가 상,하로 와류를 형성하면서 배출되도록 하는 유동조와, 상기 유동조 상단에서 복수의 유입공에 의해 연통하며 상기 유동조에서 상승하는 가스를 포집하는 포집조가 형성되는 것을 특징으로 하는 산화제 재생장치를 이용한 오염처리 시스템.

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