KR101866425B1 - 고농도 유기성폐수의 전처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고농도 유기성폐수에 대해 전기펜톤공정(electro-fenton process) 및 전기산화공정을 순차적으로 적용함과 함께 전기펜톤공정시 Fe²⁺이온 공급원으로서 FeCl₂를 이용하여 후속의 전기산화공정시 폐수의 염소이온 농도를 일정 수준 이상으로 유지되도록 함으로써 고농도 유기성폐수의 COD 및 T-N을 효과적으로 저감시키고 슬러지 발생을 최소화할 수 있는 고농도 유기성폐수의 전처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 고농도 유기성폐수의 전처리장치는 Fe²⁺이온과 H₂O₂의 반응에 의한 수산화래디컬(OH·)의 생성 및 수산화래디컬(OH·)에 의한 유기물의 산화반응이 진행되는 공간을 제공하는 전기펜톤반응조; 상기 전기펜톤반응조에 FeCl₂를 공급하는 FeCl₂ 공급장치; 상기 전기펜톤반응조에 H₂O₂를 공급하는 H₂O₂ 공급장치; 및 상기 전기펜톤반응조에서의 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수를 저류함과 함께 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 암모니아성 질소의 산화반응이 진행되는 공간을 제공하는 전기산화반응조;를 포함하여 이루어지며, 전기펜톤반응조 내의 고농도 유기성폐수는 FeCl₂로부터 해리된 염소이온(Cl^-)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고농도 유기성폐수의 전처리장치{Apparatus for treatment of high concentration organic wastewater}

본 발명은 고농도 유기성폐수의 전처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고농도 유기성폐수에 대해 전기펜톤공정(electro-fenton process) 및 전기산화공정을 순차적으로 적용함과 함께 전기펜톤공정시 Fe^{2 +}이온 공급원으로서 FeCl₂를 이용하여 후속의 전기산화공정시 폐수의 염소이온 농도를 일정 수준 이상으로 유지되도록 함으로써 고농도 유기성폐수의 COD 및 T-N을 효과적으로 저감시키고 슬러지 발생을 최소화할 수 있는 고농도 유기성폐수의 전처리장치에 관한 것이다.

인분, 가축분뇨 등은 고농도의 유기성폐수로서 영양염류를 다량 함유하기 때문에 미처리 상태로 수계에 방류되면 하천, 호수 등의 부영양화를 가속화시켜 수중생태계를 파괴한다. 또한, 분뇨와 같은 고농도 유기성폐수는 유기물의 농도가 매우 높아 하수처리공정에 곧바로 투입되면 하수처리공정의 농도부하가 급격히 증가되어 하수처리공정에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 고농도 유기성폐수는 통상의 하수와는 달리 소정의 전처리공정을 거친 후에 하수처리공정과 연계되어 처리된다.

고농도 유기성폐수를 하수처리공정에 연계시키기 전에 적용하는 공정 이른 바, 고농도 유기성폐수의 전처리공정으로는 생물학적 처리방법, 물리화학적 처리방법 등이 이용되고 있다. 한국등록특허 제1192378호는 고농도 유기성폐수를 처리하기 위한 방법으로 폭기 반응조, 침전조, 방류조로 구성되는 정화조 시스템을 제시하고 있다.

한편, 고농도 유기성폐수는 고농도의 영양염류를 포함하고 있기 때문에 고농도 유기성폐수의 전처리공정은 COD(chemical oxygen demand) 및 T-N(total nitrogen) 저감에 초점이 맞추어질 필요가 있다.

최근에는 고농도 유기성폐수의 COD 및 T-N 저감을 위해 MBR(membrane bio-reactor)과 질산화조가 결합된 공정이 제시된 바 있다. 즉, MBR을 이용하여 고농도 유기성폐수의 COD를 저감시키고, 질산화조를 통해 암모니아성 질소를 탈질시키는 공정이다. 그러나, 이러한 방식의 공정은 슬러지가 다량 발생함과 함께 탈질 효율이 미미한 단점이 있다.

한국등록특허 제1192378호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 고농도 유기성폐수에 대해 전기펜톤공정(electro-fenton process) 및 전기산화공정을 순차적으로 적용함과 함께 전기펜톤공정시 Fe²⁺이온 공급원으로서 FeCl₂를 이용하여 후속의 전기산화공정시 폐수의 염소이온 농도를 일정 수준 이상으로 유지되도록 함으로써 고농도 유기성폐수의 COD 및 T-N을 효과적으로 저감시키고 슬러지 발생을 최소화할 수 있는 고농도 유기성폐수의 전처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 유기성폐수의 전처리장치는 Fe^{2 +}이온과 H₂O₂의 반응에 의한 수산화래디컬(OH·)의 생성 및 수산화래디컬(OH·)에 의한 유기물의 산화반응이 진행되는 공간을 제공하는 전기펜톤반응조; 상기 전기펜톤반응조에 철 촉매를 공급하는 철 촉매 공급장치; 상기 전기펜톤반응조에 H₂O₂를 공급하는 H₂O₂ 공급장치; 및 상기 전기펜톤반응조에서의 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수를 저류함과 함께 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 암모니아성 질소의 산화반응이 진행되는 공간을 제공하는 전기산화반응조;를 포함하여 이루어는 것을 특징으로 한다.

상기 철 촉매는 FeCl₂이며, 전기펜톤반응조 내의 고농도 유기성폐수는 FeCl₂로부터 해리된 염소이온(Cl^-)을 포함한다.

상기 전기펜톤반응조에 고농도 유기성폐수가 채워진 상태에서, FeCl₂ 공급장치 및 H₂O₂ 공급장치를 통해 고농도 유기성폐수에 FeCl₂와 H₂O₂를 각각 공급하면, FeCl₂로부터 해리된 Fe^{2 +}이온은 H₂O₂와 반응하여 수산화래디컬(OH·)이 생성되며, 생성된 수산화래디컬(OH·)은 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 유기물을 산화시킨다.

전기산화반응조 내에 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수가 채워진 상태에서, 전기산화반응조의 양극과 음극에 전원을 인가하면 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 염소이온(Cl^-)이 산화되어 염소계 산화제가 생성되며, 생성된 염소계 산화제는 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 암모니아성 질소를 산화시킨다.

상기 전기펜톤반응조의 고농도 유기성폐수의 pH는 1∼3으로 조절된다. 또한, 상기 전기펜톤반응조의 고농도 유기성폐수의 H₂O₂/Fe²⁺ 몰농도비는 3.25∼5.26인 것이 바람직하다.

상기 염소계 산화제는 차아염소산(HOCl), 이염소래디컬이온(Cl₂ ^-), 염소래디컬(Cl·) 중 어느 하나이며, 전기산화반응조의 양극에 인가되는 전압은 염소래디컬(Cl·)의 표준산화환원 전위보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 고농도 유기성폐수의 전처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.

전기펜톤공정 및 전기산화공정을 순차적으로 적용함에 따라, 분뇨 등의 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 COD 및 T-N을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 전기펜톤공정시 Fe²⁺이온의 공급원으로 FeCl₂를 이용함에 따라, 전기산화공정 진행시 일정 수준 이상의 염소이온(Cl^-) 농도를 유지시킬 수 있어 염소계 산화제를 안정적으로 생성시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 유기성폐수의 전처리장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 유기성폐수의 전처리장치의 반응흐름을 도시한 참고도.
도 3은 pH에 따른 COD_Cr 농도 저감을 나타낸 실험결과.
도 4는 H₂O₂와 Fe²⁺의 몰농도비에 따른 TCOD_Cr 감량율을 나타낸 실험결과.
도 5a는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 20mM이고 pH가 4일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것이고, 도 5b는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 20mM이고 pH가 7일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것.
도 6a는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 50mM이고 pH가 4일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것이고, 도 6b는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 50mM이고 pH가 7일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것.

본 발명은 전기펜톤공정(electro-fenton process)과 전기산화공정을 순차적으로 적용하여 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 COD(chemical oxygen demand) 및 T-N(total nitrogen)의 저감 효율을 향상시킴과 함께 슬러지 발생을 최소화할 수 있는 기술을 제시한다.

전기펜톤공정은 Fe^{2 +}과 H₂O₂의 반응을 유도하여 수산화래디컬(OH·)을 생성시키고 수산화래디컬(OH·)을 통해 유기물을 산화시키는 공정이며, 전기산화공정은 폐수 내에 존재하는 염소이온(Cl^-)을 염소계 산화제로 산화시키고 염소계 산화제를 통해 암모니아성 질소(또는 질산성 질소)를 질소(N₂)로 산화시키는 공정이다.

전기산화공정시 염소계 산화제가 암모니아성 질소와 반응하고, 염소계 산화제는 염소이온(Cl^-)의 산화반응에 의해 형성됨에 따라, 고농도 유기성폐수 내에는 일정 수준 이상의 염소이온(Cl^-)이 존재할 필요가 있다.

이와 같은 점을 고려하여, 본 발명은 전기산화공정의 전단계에서 진행되는 전기펜톤공정시 Fe²⁺이온의 공급원으로 FeCl₂를 적용한다. 전기펜톤공정시 FeCl₂를 이용함에 따라, 후속의 전기산화공정시 고농도 유기성폐수 내에 일정 수준 이상의 염소이온(Cl^-)이 존재하게 되어 별도의 염소 주입 없이 암모니아성 질소의 산화반응에 요구되는 염소계 산화제의 생성이 가능하게 된다.

한편, 전기펜톤공정시 Fe^{2 +}과 H₂O₂의 반응에 의해 수산화래디컬(OH·)이 생성되고 수산화래디컬(OH·)의 생성 과정에서 Fe^{2 +}이온은 Fe^{3 +}이온으로 변환되는데, Fe^{3 +}이온은 음극에서 Fe^{2 +}이온으로 환원됨에 따라, 소량의 FeCl₂ 주입을 통해 수산화래디컬(OH·) 생성과정을 유지시킬 수 있어 수산화물 형태의 슬러지 발생을 최소화시킬 수 있다.

이와 함께, 암모니아성 질소의 산화반응 효율은 COD의 영향을 받게 되는데, 전기펜톤공정에 의해 COD가 저감된 상태에서 전기산화공정을 통한 암모니아성 질소의 산화반응이 진행됨에 따라, 암모니아성 질소의 산화반응 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 유기성폐수의 전처리장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 유기성폐수의 전처리장치는 전기펜톤반응조(110) 및 전기산화반응조(120)를 포함하여 이루어진다.

상기 전기펜톤반응조(110)는 전기펜톤반응에 의한 수산화래디컬(OH·)의 생성 및 수산화래디컬(OH·)에 의한 유기물의 산화반응이 진행되는 공간을 제공하며, 상기 전기화학반응조는 폐수에 포함되어 있는 암모니아성 질소의 산화반응이 진행되는 공간을 제공한다.

상기 전기펜톤반응조(110) 내에는 양극과 음극이 배치되며(도시하지 않음), 직류전원 공급장치(130)에 의해 상기 양극과 음극에 전원이 공급된다. 또한, 상기 전기펜톤반응조(110)의 일측에는 전기펜톤반응조(110)에 FeCl₂와 H₂O₂를 각각 공급하는 FeCl₂ 공급장치(111) 및 H₂O₂ 공급장치(112)가 구비된다.

상기 전기펜톤반응조(110) 내에서의 수산화래디컬(OH·)의 생성 및 수산화래디컬(OH·)에 의한 유기물의 산화반응은 다음과 같이 진행된다.

상기 전기펜톤반응조(110)에 분뇨 등의 고농도 유기성폐수가 채워진 상태에서, FeCl₂ 공급장치(111) 및 H₂O₂ 공급장치(112)를 통해 고농도 유기성폐수에 FeCl₂와 H₂O₂를 각각 공급하면, FeCl₂로부터 해리된 Fe^{2 +}이온은 H₂O₂와 반응하여 수산화래디컬(OH·)이 생성된다(식 1 및 식 2 참조). 생성된 수산화래디컬(OH·)은 강력한 수중 산화제로서 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 유기물을 산화시킨다. 고농도 유기성폐수의 유기물이 산화됨에 따라 고농도 유기성폐수의 COD는 저감된다.

이와 같은 상태에서, 전기펜톤반응조(110)의 양극과 음극에 전원을 인가하면 수산화래디컬(OH·)의 생성과정에서 발생된 Fe^{3 +}이온은 음극에서 Fe^{2 +}이온으로 환원되며(식 3 및 식 4 참조), 환원된 Fe^{2 +}이온은 H₂O₂와의 반응에 참여하여 수산화래디컬(OH·)이 생성된다.

이와 같이, Fe^{2 +}이온이 수산화래디컬(OH·) 생성과정에서 Fe^{3 +}이온으로 산화되더라도 음극에서 재차 Fe^{2 +}이온으로 환원되어 수산화래디컬(OH·) 생성 반응에 참여함에 따라, 전기펜톤반응에 소요되는 FeCl₂의 소모량을 절감할 수 있으며, FeCl₂의 소모량이 줄어듦으로 인해 Fe(OH)₂ 등의 슬러지 발생을 최소화할 수 있다. 한편, Fe²⁺이온의 공급원으로 FeCl₂가 사용됨을 기술하였는데, FeCl₂에서 해리된 염소이온(Cl^-)은 후속의 전기산화공정에서 생성되는 염소계 산화제의 전구체로 작용한다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

(식 1) FeCl₂ → Fe²⁺ + 2Cl^-

(식 2) Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH· + OH^-

(식 3) Fe³⁺ + e^- = Fe²⁺

(식 4) Fe^{3 +} + R· = Fe^{2 +} + R⁺

전기펜톤반응조(110) 내에서 전기펜톤반응이 진행되는 과정에서 고농도 유기성폐수의 pH는 낮아질수록 COD 저감에 효과적이다. 구체적으로, 고농도 유기성폐수의 pH는 1∼3으로 조절되는 것이 바람직하다. 고농도 유기성폐수의 pH가 3을 넘게 되면 도 3의 실험결과에 나타낸 바와 같이 유기성폐수의 COD의 처리 효율이 급격히 저하된다. 참고로, pH 5.5 이상에서는 Fe²⁺ 이온이 아래의 식 5에 의해 Fe(OH)_2(s)로 침전되며, pH 1 이상에서는 Fe³⁺가 식 6에 의해 Fe(OH)_3(s) 형태로 침전되는 것으로 보고된 바 있다.

(식 5) Fe²⁺ + 2OH^- → Fe(OH)_2(s) + H_2(g)

(식 6) 4Fe^{3 +} + 10H₂O + O₂ → Fe(OH)_2(s) + H_2(g)

이와 함께, 고농도 유기성폐수의 COD 저감을 위해 H₂O₂/Fe²⁺ 몰농도비를 3.25∼5.26으로 조절할 필요가 있다. 그 이상 비에서는 잔류하는 H₂O₂와 Fe²⁺가 전기펜톤반응으로 생성된 수산화래디컬(OH·)의 스캐빈저로 작용하여 산화효율이 저감된다. 도 4를 참조하면, H₂O₂/Fe^{2 +} 몰농도비가 3.25에서 5.26 조건으로 증가함에 따라 TCOD_Cr 감량율이 일정하게 유지되는 경향을 나타내며, H₂O₂/Fe²⁺ 몰농도비가 6.57, 10.29 조건에서는 COD 감량율이 점차 감소하여 40% 내외의 처리효율을 보인다.

다음으로, 상기 전기산화반응조(120)에 대해 설명하기로 한다.

상기 전기산화반응조(120)는 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수를 대상으로 앞서 언급한 바와 같이, 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 암모니아성 질소의 산화반응이 진행되는 공간을 제공한다. 상기 전기산화반응조(120) 내에는 고농도 유기성폐수에 침지되는 양극과 음극이 구비되며(도시하지 않음), 전기산화반응조(120)의 일측에는 양극과 음극에 전원을 인가하는 직류전원 공급장치(130)가 구비된다.

전기산화반응조(120) 내에서의 염소계 산화제에 의한 암모니아성 질소의 산화반응은 다음과 같이 진행된다. 전기산화반응조(120) 내에 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수가 채워진 상태에서, 양극과 음극에 전원을 인가하면 양극에서는 염소이온(Cl^-)의 산화반응이 일어나고 음극에서는 전자수용에 따른 물(H₂O)의 환원반응이 발생된다. 여기서, 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수는 전술한 바와 같이 FeCl₂에서 해리된 다량의 염소이온(Cl^-)을 포함하고 있다.

구체적으로, 양극에서는 전원 인가에 따라 고농도 유기성폐수에 존재하는 염소이온(Cl^-)이 차아염소산(HOCl), 이염소래디컬이온(Cl₂ ^-), 염소래디컬(Cl·) 등의 염소계 산화제로 산화되며(식 7 및 식 8 참조), 음극에서는 양극에서 발생된 전자(e^-)를 회수하여 전자수용체인 물(H₂O)에 전달함으로써 물(H₂O)의 환원반응을 유도한다. 음극에서의 염소이온(Cl^-) 산화반응에 의해 생성된 염소계 산화제는 폐수 내의 암모니아성 질소와 반응하여 암모니아성 질소를 질소(N₂) 또는 질산성 질소(NO₃-N)로 산화시킨다(식 9 내지 식 12 참조).

(식 7) 2Cl^- → Cl₂ ^-· + e^-

(식 8) Cl₂ ^-· ↔ Cl· + Cl^-

(식 9) NH₃ + Cl· → NH₂· + H⁺ + Cl^-

(식 10) NH₂· + Cl· → NH₂Cl

(식 11) NH₂Cl + 2Cl· → NHCl₂ + H⁺ + Cl^-

(식 12) NH₂Cl + NHCl₂ → N₂ + 3H⁺ + 3Cl^-

한편, 염소계 산화제는 염소이온(Cl^-), 차아염소산(HOCl), 이염소래디컬이온(Cl₂ ^-), 염소래디컬(Cl·)로 갈수록 산화력이 강하다. 즉, 암모니아성 질소의 산화반응에 염소래디컬(Cl·)이 가장 강력한 산화제로 작용한다. 따라서, 암모니아성 질소의 산화반응 효율을 높이기 위해서는 다른 염소계 산화제보다는 염소래디컬(Cl·)의 생성을 촉진시킬 필요가 있으며, 염소래디컬(Cl·)의 생성 여부는 양극에 인가되는 전압이 염소래디컬(Cl·)의 표준산화환원 전위를 만족하는지 여부에 결정된다. 표 1을 참조하면, 차아염소산(HOCl)의 표준산화환원 전위는 1.48V NHE(normal hydrogen electrode), 이염소래디컬이온(Cl₂ ^-)의 표준산화환원 전위는 2.0V NHE, 염소래디컬(Cl·)의 표준산화환원 전위는 2.4V NHE이다.

따라서, 암모니아성 질소의 산화반응 효율을 높이기 위해서는 염소래디컬(Cl·) 생성이 활발해야 하며, 염소래디컬(Cl·) 생성을 촉진시키기 위해 염소래디컬(Cl·)의 표준산화환원 전위를 만족시키는 2.4V NHE 이상의 전압이 양극에 인가되어야 한다.

<염소계 산화제의 표준산화환원 전위>

염소계 산화제	표준산화환원 전위(E 0 , V NHE)
ClO-/Cl-	0.81
Cl2/Cl-	1.36
HOCl/Cl-	1.48
Cl2 -·/Cl-	2.0
Cl·/Cl-	2.4

한편, 전기펜톤반응조에 Fe^{2 +}이온의 공급원으로 FeCl₂가 공급됨으로 인해 전기펜톤반응조의 고농도 유기성폐수에 FeCl₂로부터 해리된 염소이온(Cl^-)이 일정량 포함되고, 이와 같은 염소이온(Cl^-)은 전기산화반응조에서의 염소계 산화제의 전구체로 이용됨을 기술하였는데, 염소이온(Cl^-)의 농도가 높아질수록 암모니아성 질소의 산화 효율은 실험결과에 의해서도 뒷받침된다.

도 5a는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 20mM이고 pH가 4일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것이고, 도 5b는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 20mM이고 pH가 7일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것이며, 도 6a는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 50mM이고 pH가 4일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것이고, 도 6b는 고농도 유기성폐수의 NH₄ ⁺ 농도가 50mM이고 pH가 7일 때 염소이온(Cl^-) 농도 및 전류밀도에 따른 암모니아성 질소의 제거속도를 나타낸 것이다. 또한, 아래의 표 2는 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b의 실험결과를 정리한 것이다.

도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b 및 표 2를 참조하면, 실험결과를 참조하면, 고농도 유기성폐수의 염소이온(Cl^-) 농도가 50mM, 100mM, 150mM으로 커질수록 pH 및 전류밀도에 무관하게 암모니아성 질소의 제거속도가 증가됨을 확인할 수 있으며, 또한 고농도 유기성폐수의 pH가 낮을수록 암모니아성 질소의 산화반응이 활발히 진행됨을 알 수 있다.

<표 2> NH₄ ⁺ 농도와 Cl^- 농도, 전류밀도, pH에 따른 암모니아성 질소 제거 속도상수

110 : 전기펜톤반응조 111 : FeCl₂ 공급장치
112 : H₂O₂ 공급장치 120 : 전기산화반응조
130 : 직류전원 공급장치

Claims (8)

1. Fe²⁺이온과 H₂O₂의 반응에 의한 수산화래디컬(OH·)의 생성 및 수산화래디컬(OH·)에 의한 유기물의 산화반응이 진행되는 공간을 제공하는 전기펜톤반응조;
   상기 전기펜톤반응조에 철 촉매를 공급하는 철 촉매 공급장치;
   상기 전기펜톤반응조에 H₂O₂를 공급하는 H₂O₂ 공급장치; 및
   상기 전기펜톤반응조에서의 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수를 저류함과 함께 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 암모니아성 질소의 산화반응이 진행되는 공간을 제공하는 전기산화반응조;를 포함하여 이루어지며,
   상기 철 촉매는 FeCl₂이며, 전기펜톤반응조 내의 고농도 유기성폐수는 FeCl₂로부터 해리된 염소이온(Cl^-)을 포함하며,
   상기 전기펜톤반응조에 고농도 유기성폐수가 채워진 상태에서, FeCl₂ 공급장치 및 H₂O₂ 공급장치를 통해 고농도 유기성폐수에 FeCl₂와 H₂O₂를 각각 공급하면, FeCl₂로부터 해리된 Fe²⁺이온은 H₂O₂와 반응하여 수산화래디컬(OH·)이 생성되며, 생성된 수산화래디컬(OH·)은 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 유기물을 산화시키며,
   전기산화반응조 내에 전기펜톤반응이 완료된 고농도 유기성폐수가 채워진 상태에서, 전기산화반응조의 양극과 음극에 전원을 인가하면 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 염소이온(Cl^-)이 산화되어 염소계 산화제가 생성되며, 생성된 염소계 산화제는 고농도 유기성폐수에 포함되어 있는 암모니아성 질소를 산화시키는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성폐수의 전처리장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전기펜톤반응조의 고농도 유기성폐수의 pH는 1∼3으로 조절되는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성폐수의 전처리장치.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전기펜톤반응조의 고농도 유기성폐수의 H₂O₂/Fe²⁺ 몰농도비는 3.25∼5.26인 것을 특징으로 하는 고농도 유기성폐수의 전처리장치.
   
7. 제 1 항에 있어서, 상기 염소계 산화제는 차아염소산(HOCl), 이염소래디컬이온(Cl₂ ^-), 염소래디컬(Cl·) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고농도 유기성폐수의 전처리장치.
   
8. 제 1 항에 있어서, 전기산화반응조의 양극에 인가되는 전압은 염소래디컬(Cl·)의 표준산화환원 전위보다 큰 것을 특징으로 하는 고농도 유기성폐수의 전처리장치.

Images