KR102278914B1 - Electrolysis equipment for treatment of sewage - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하우징(14); 캐소드 전극봉(16); 다수의 캐소드 전극(18); 아노드 전극봉(20); 및 상기 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입될 수 있도록, 관상의 기둥 형태를 갖는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극(22);을 포함하고, 상기 캐소드 전극(18)은 캐소드 고정판(28)에 고정되고, 상기 아노드 전극(22)은 아노드 고정판(29)에 고정되어, 처리효율이 우수하고, 전극의 교환 및 수리를 위한 분해, 조립이 용이하고, 처리액중에 미처 전기분해 처리가 되지 않은 미처리액이 배출되지 않도록 구조가 개선된 수처리용 전기분해장치에 관한 것이다.The present invention provides a housing 14; cathode electrode 16; a plurality of cathode electrodes 18; anode electrode 20; and an anode electrode 22 having a honeycomb structure including a plurality of through holes having a tubular column shape so that the cathode electrode 18 can be inserted spaced apart, and the cathode electrode 18 is a cathode fixing plate. 28, and the anode electrode 22 is fixed to the anode fixing plate 29, so the processing efficiency is excellent, and disassembly and assembly for replacement and repair of the electrode is easy, and electricity is not present in the treatment liquid. It relates to an electrolysis device for water treatment whose structure is improved so that untreated liquid that has not been decomposed is discharged.

Description

수처리용 전기분해장치{Electrolysis equipment for treatment of sewage}Electrolysis equipment for treatment of sewage

본 발명은 처리효율이 우수하고, 전극의 교환 및 수리를 위한 분해, 조립이 용이하고, 처리액중에 미처 전기분해 처리가 되지 않은 미처리액이 배출되지 않도록 구조가 개선된 수처리용 전기분해장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolysis device for water treatment with excellent treatment efficiency, easy disassembly and assembly for electrode replacement and repair, and improved structure so that untreated liquid that has not been subjected to electrolysis treatment is discharged from treatment liquid will be.

최근 많은 인구증가와 산업 발달로 인하여 수자원이 절대적으로 부족한 상황에서 하루에도 상당한 하수 및 산업폐수가 배출되고 있으며, 이로 인해 수질오염이 심각한 사회 문제로 대두되고 있다. 특히, 생활하수, 축산폐수 및 산업 폐수 등은 공용 수역과 중소 하천 등의 수질을 오염시키는 주원인이 되고 있다. 상기와 같은 생활하수, 축산폐수, 산업폐수의 오염물질은 주로 특정 미생물에 의해 분해가능한 유기물인 반면에 근래에 들어서 급속한 산업의 발달과 인구증가 및 도시의 인구 집중으로 인하여 각종 용수량의 증가와 함께 폐수 중에 무기 및 유기성분이 차지하는 비율이 점차 증가하고 있다. Due to the recent increase in population and industrial development, a considerable amount of sewage and industrial wastewater is discharged every day in a situation in which water resources are absolutely scarce, and water pollution is emerging as a serious social problem. In particular, domestic sewage, livestock wastewater, and industrial wastewater are the main causes of polluting the water quality of public waters and small and medium-sized rivers. The pollutants of domestic sewage, livestock wastewater, and industrial wastewater as described above are mainly organic substances that can be decomposed by specific microorganisms. The proportion of inorganic and organic components among them is gradually increasing.

기존의 생활하수, 축산폐수, 산업폐수를 처리하는 방식은 미생물의 부유식 성장을 이용한 표준 활성 슬러지 법이 보편적으로 이용되고 있다. 그러나 이러한 종래의 생물학적 처리공법은 반응속도가 느릴 뿐만 아니라, 처리효율이 떨어져 별도의 고도처리시설을 구비해야 하는 문제점이 있었다. 따라서, 최근에는 생물학적 처리공법보다 처리효율 및 속도가 뛰어난 물리 화학적 처리방법이 연구되고 있으며, 그 중에서 전기분해를 이용한 처리 방법이 부각되고 있다.The standard activated sludge method using the floating growth of microorganisms is commonly used for the conventional treatment of domestic sewage, livestock wastewater, and industrial wastewater. However, this conventional biological treatment method has a problem in that the reaction rate is slow, and the treatment efficiency is low, so that a separate advanced treatment facility must be provided. Therefore, recently, a physicochemical treatment method superior in treatment efficiency and speed than a biological treatment method has been studied, and among them, a treatment method using electrolysis is highlighted.

이러한 전기분해법의 기본 원리는 잘 알려진 바와 같이, 전해질 수용액에 전극을 담그고 직류 전기를 흘리면, 수용액 속의 이온들이 각각 반대 전하를 띈 극 쪽으로 이동하여 음극에서는 수소 기체가, 그리고 양극에서는 산소 기체가 발생되고, 발생된 수소와 산소 기체가 산화와 환원 작용을 일으켜 폐수에 함유된 오염 물질과 2차 반응을 하면서 오염 물질을 분해하게 되는 것이다. 따라서, 상기한 전기분해법을 이용한 수처리장치는 생물학적 산소 요구량(BOD)과 화학적 산소 요구량(COD)의 저하, 탈색 및 탈취에 탁월한 효과가 있다.As is well known, the basic principle of this electrolysis method is that when an electrode is immersed in an aqueous electrolyte solution and direct current is applied, the ions in the aqueous solution move toward oppositely charged poles, generating hydrogen gas at the cathode and oxygen gas at the anode. , the generated hydrogen and oxygen gases cause oxidation and reduction, thereby decomposing pollutants through secondary reaction with pollutants contained in wastewater. Therefore, the water treatment device using the electrolysis method has an excellent effect in lowering biological oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD), decolorization and deodorization.

상기한 수처리용 전기분해장치의 일례로, 종래에는 사각 함체 형상의 전해조 내부에 원판형, 사각형, 판형, 원통형 등의 음극 및 양극을 교대로 설치하여 구성한 전기분해장치가 공지되었다. 그러나 상기한 종래의 형태의 전극을 갖는 수처리용 전기분해장치는 처리 용량을 증가 또는 감소시키기 위해서는 전극의 개수와 전해조의 규격을 조정해야만 하므로, 처리 용량의 증감에 용이하게 대응할 수 없는 문제점이 있었다.As an example of the electrolysis device for water treatment, conventionally, an electrolysis device configured by alternately installing cathodes and anodes of a disk shape, a square shape, a plate shape, and a cylinder shape inside an electrolytic cell of a rectangular enclosure shape is known. However, the electrolysis apparatus for water treatment having the electrode of the conventional type has a problem in that it cannot easily cope with the increase or decrease of the treatment capacity because the number of electrodes and the standard of the electrolyzer must be adjusted in order to increase or decrease the treatment capacity.

또한, 종래 전기분해조를 통과하는 처리액 중에 전기분해가 이루어지지 않은 미처리액이 배출될 우려가 있었다.In addition, there is a fear that the untreated liquid that has not been electrolyzed may be discharged from the treatment liquid passing through the conventional electrolysis tank.

대한민국 등록특허 제10-0477945호Republic of Korea Patent Registration No. 10-0477945 대한민국 등록특허 제10-1415701호Republic of Korea Patent No. 10-1415701 대한민국 등록특허 제10-1144857호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1144857 대한민국 등록특허 제10-1784299호Republic of Korea Patent No. 10-1784299

본 발명의 일 구현예는 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창안된 것으로, 처리효율이 우수하고, 전극의 교환 및 수리를 위한 분해, 조립이 용이하고, 처리액중에 미처 전기분해 처리가 되지 않은 미처리액이 배출되지 않도록 구조가 개선된 수처리용 전기분해장치를 제공하고자 하는 것이다.One embodiment of the present invention was devised to solve the above problems in consideration of the above problems, and has excellent processing efficiency, is easy to disassemble and assemble for electrode replacement and repair, and is not electrolytically treated in the treatment solution. An object of the present invention is to provide an electrolysis device for water treatment with an improved structure so that untreated liquid is not discharged.

본 발명의 일 구현예는 미처리액 유입관(10)과 처리액 배수관(11)이 형성되어 있고, 내부에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 형성되는 하우징(14); 상기 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되어, 정전류 공급선(17a)이 연결되는 캐소드 전극봉(16); 상기 하우징 내부로 연장된 캐소드 전극봉(16)에 연결되고, 아노드 전극(22)에 포함되는 각각의 통공에 중심축을 따라 삽입될 수 있도록, 원통형 막대 형태를 갖는 다수의 캐소드 전극(18); 상기 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되어, 정전류 공급선(17b)이 연결되고, 내부에는 미처리액 유입관(10)이 형성되어 있는 아노드 전극봉(20); 및 상기 하우징 내부로 연장된 아노드 전극봉(20)에 연결되고, 내부에는 미처리액 유입관(10)이 형성되어 있으며, 상기 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입될 수 있도록, 관상의 기둥 형태를 갖는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극(22);을 포함하고, 상기 캐소드 전극(18)은 캐소드 결착수단(280)에 의하여 캐소드 고정판(28)에 고정되는 것이고, 상기 아노드 전극(22)은 아노드 제1 결착수단(290)에 의하여 아노드 고정판(29)에 고정되는 것인 수처리용 전기분해장치를 제공한다.In one embodiment of the present invention, an untreated liquid inlet pipe 10 and a treated liquid drain pipe 11 are formed, and a first space portion 12 and a second space portion 13 are formed inside the housing 14. ; a cathode electrode 16 penetrating through the upper block 15 of the housing 14 and disposed in a coaxial structure inside the housing and exposed to the outside of the housing, to which a constant current supply line 17a is connected; A plurality of cathode electrodes 18 having a cylindrical rod shape connected to the cathode electrode 16 extending into the housing and being inserted along the central axis into each through hole included in the anode electrode 22; It penetrates through the lower block 19 of the housing 14 and is disposed in a coaxial structure inside the housing and exposed to the outside of the housing, a constant current supply line 17b is connected, and an untreated liquid inlet pipe 10 is formed therein. with an anode electrode (20); and an anode electrode 20 extending into the housing, an untreated liquid inlet pipe 10 is formed therein, and a tubular column shape so that the cathode electrode 18 can be inserted spaced apart Including; the anode electrode 22 of a honeycomb structure including a plurality of through holes, the cathode electrode 18 is fixed to the cathode fixing plate 28 by the cathode binding means 280, the anode electrode (22) provides an electrolysis device for water treatment that is fixed to the anode fixing plate (29) by the anode first fastening means (290).

상기 아노드 전극(22)은 내부에 미처리액 유입관(10)이 형성되고, 상기 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입될 수 있도록, 관상의 육각기둥 형태를 갖는 중심 아노드 전극(22a); 및 상기 중심 아노드 전극(22a)의 외주면을 따라서 형성되고, 상기 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입될 수 있도록, 관상의 육각기둥 형태를 갖는 다수의 주변 아노드 전극(22b);을 포함하는 것이고, 상기 아노드 전극(22)은 상기 중심 아노드 전극(22a) 및 다수의 주변 아노드 전극(22b)을 각각 조립 및 고정하고, 각각 배선 연결하여 전기적으로 접속되는 것일 수 있다.The anode electrode 22 has a central anode electrode 22a having a tubular hexagonal column shape so that an untreated liquid inlet pipe 10 is formed therein, and the cathode electrode 18 is spaced apart to be inserted; and a plurality of peripheral anode electrodes (22b) formed along the outer circumferential surface of the central anode electrode (22a) and having a tubular hexagonal column shape so that the cathode electrode (18) can be inserted spaced apart. The anode electrode 22 may be electrically connected by assembling and fixing the central anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b, respectively, and connecting wires to each other.

상기 아노드 전극 몸체(27)의 상단부와 상단 블록(15) 간의 결속부위에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)를 연통시켜주는 유로(23)가 형성될 수 있다.At the binding portion between the upper end of the anode electrode body 27 and the upper block 15 , a flow path 23 for communicating the first space 12 and the second space 13 may be formed.

상기 수처리용 전기분해장치는 외부에 설치된 오존 발생기에서 생성된 오존을 공급하는 오존유입관(30)을 더 포함하는 것이고, 상기 캐소드 전극(18)은 스테인레스강인 것이고, 상기 아노드 전극(22)은 표면에 이산화티탄이 포함된 알루미늄인 것일 수 있다.The electrolysis device for water treatment further includes an ozone inlet pipe 30 for supplying ozone generated from an ozone generator installed outside, the cathode electrode 18 is made of stainless steel, and the anode electrode 22 is It may be aluminum containing titanium dioxide on the surface.

상기 수처리용 전기분해장치는 상기 캐소드 전극(18), 캐소드 고정판(28) 및 아노드 전극(22)의 사이에 이온교환막(40)을 더 포함하는 것일 수 있다.The electrolysis device for water treatment may further include an ion exchange membrane 40 between the cathode electrode 18 , the cathode fixing plate 28 and the anode electrode 22 .

본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극(22)의 중심 내부로 미처리액이 유입되어 상기 미처리액이 수처리용 전기분해장치의 중심부로부터 외곽부로 이동하면서 단계적으로 전기분해되어 정화되기 때문에 전기분해의 효율을 크게 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다. 이로써, 처리액 중에 미처 전기분해되지 않은 미처리액이 배출되지 않도록 구조가 개선된 효과가 있다.In the electrolysis apparatus for water treatment according to an embodiment of the present invention, the untreated liquid is introduced into the center of the anode electrode 22 of the honeycomb structure including a plurality of through holes, and the untreated liquid is discharged from the center of the electrolyzer for water treatment. As it moves to the outer part, it is electrolyzed and purified in stages, so it has the effect of greatly increasing the efficiency of electrolysis. Accordingly, there is an effect that the structure is improved so that the untreated liquid that has not been electrolyzed is not discharged from the treatment liquid.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 전기분해를 위해 격막을 배제한 중공 원통형의 아노드 전극 및 캐소드 전극을 조합하여 수처리용 전기분해장치를 구성함으로써, 단순화된 구조를 갖는 효과가 있다. 이로써, 상기 수처리용 전기분해장치는 전극의 부분 교환이 가능하고, 교환 및 수리를 위한 분해, 조립이 용이하므로 보수 및 유지관리가 간편한 매우 유용한 효과를 갖는다.In addition, the electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention has a simplified structure by combining a hollow cylindrical anode electrode and a cathode electrode excluding a diaphragm for electrolysis to constitute an electrolysis device for water treatment there is As a result, the electrolysis device for water treatment has a very useful effect in that the electrode can be partially exchanged, and disassembly and assembly for replacement and repair are easy, so repair and maintenance are easy.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 단면도 및 평면도를 나타낸 이미지이다.
도 2는 다수의 캐소드 전극(18)이 고정되는 캐소드 고정판(28)의 분해사시도, 측면도 및 단면도를 나타낸 이미지이다.
도 3은 허니컴 구조의 아노드 전극(22)이 고정되는 아노드 고정판(29)의 분해사시도, 측면도 및 단면도를 나타낸 이미지이다.
도 4는 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27)가 배치된 구조의 측면도 및 단면도를 나타낸 이미지이다.
도 5는 중심 아노드 전극(22a) 및 다수의 주변 아노드 전극(22b)이 고정되는 아노드 고정판(29)의 분해사시도, 측면도 및 단면도를 나타낸 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 처리액의 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도 및 측면도를 나타낸 이미지이다.
도 7은 오존유입관(30)을 더 포함하는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 단면도 및 평면도를 나타낸 이미지이다.
도 8은 이온교환막(40), 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27)가 배치된 구조의 측면도 및 단면도를 나타낸 이미지이다.
도 9는 이온교환막(40)을 더 포함하는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 처리액의 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도를 나타낸 이미지이다.1 is an image showing a cross-sectional view and a plan view of an electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention.
2 is an image showing an exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view of a cathode fixing plate 28 to which a plurality of cathode electrodes 18 are fixed.
3 is an image showing an exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view of the anode fixing plate 29 to which the anode electrode 22 of the honeycomb structure is fixed.
4 is an image showing a side view and a cross-sectional view of a structure in which the cathode electrode body 26 and the anode electrode body 27 are disposed.
5 is an image showing an exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view of the anode fixing plate 29 to which the central anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b are fixed.
6 is an image showing a schematic view and a side view schematically showing the flow of a treatment liquid of an electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention.
7 is an image showing a cross-sectional view and a plan view of an electrolysis device for water treatment according to another embodiment of the present invention, which further includes an ozone inlet pipe 30 .
8 is an image showing a side view and a cross-sectional view of a structure in which the ion exchange membrane 40, the cathode electrode body 26 and the anode electrode body 27 are disposed.
9 is an image showing a schematic diagram schematically showing the flow of a treatment liquid of an electrolysis apparatus for water treatment according to another embodiment of the present invention further including an ion exchange membrane 40 .

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is provided as an example, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 구현예는 미처리액 유입관(10)과 처리액 배수관(11)이 형성되어 있고, 내부에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 형성되는 하우징(14); 상기 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되어, 정전류 공급선(17a)이 연결되는 캐소드 전극봉(16); 상기 하우징 내부로 연장된 캐소드 전극봉(16)에 연결되고, 아노드 전극(22)에 포함되는 각각의 통공에 중심축을 따라 삽입될 수 있도록, 원통형 막대 형태를 갖는 다수의 캐소드 전극(18); 상기 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되어, 정전류 공급선(17b)이 연결되고, 내부에는 미처리액 유입관(10)이 형성되어 있는 아노드 전극봉(20); 및 상기 하우징 내부로 연장된 아노드 전극봉(20)에 연결되고, 내부에는 미처리액 유입관(10)이 형성되어 있으며, 상기 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입될 수 있도록, 관상의 기둥 형태를 갖는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극(22);을 포함하고, 상기 캐소드 전극(18)은 캐소드 결착수단(280)에 의하여 캐소드 고정판(28)에 고정되는 것이고, 상기 아노드 전극(22)은 아노드 제1 결착수단(290)에 의하여 아노드 고정판(29)에 고정되는 것인 수처리용 전기분해장치를 제공한다.In one embodiment of the present invention, an untreated liquid inlet pipe 10 and a treated liquid drain pipe 11 are formed, and a first space portion 12 and a second space portion 13 are formed inside the housing 14. ; a cathode electrode 16 penetrating through the upper block 15 of the housing 14 and disposed in a coaxial structure inside the housing and exposed to the outside of the housing, to which a constant current supply line 17a is connected; A plurality of cathode electrodes 18 having a cylindrical rod shape connected to the cathode electrode 16 extending into the housing and being inserted along the central axis into each through hole included in the anode electrode 22; It penetrates through the lower block 19 of the housing 14 and is disposed in a coaxial structure inside the housing and exposed to the outside of the housing, a constant current supply line 17b is connected, and an untreated liquid inlet pipe 10 is formed therein. with an anode electrode (20); and an anode electrode 20 extending into the housing, an untreated liquid inlet pipe 10 is formed therein, and a tubular column shape so that the cathode electrode 18 can be inserted spaced apart Including; the anode electrode 22 of a honeycomb structure including a plurality of through holes, the cathode electrode 18 is fixed to the cathode fixing plate 28 by the cathode binding means 280, the anode electrode (22) provides an electrolysis device for water treatment that is fixed to the anode fixing plate (29) by the anode first fastening means (290).

이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 단면도 및 평면도를 도 1에 나타내었다.1 is a cross-sectional view and a plan view of an electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention.

상기 무격막 중공 전극으로 구성된 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 종전의 격막을 배제하고 원통형 막대 형태의 캐소드 전극과 관상의 기둥 형태를 갖는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극을 조합하여 전기분해조의 전기분해의 효율을 크게 증대시킨 단순한 구조로 이루어진다. The electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention composed of the diaphragm-free hollow electrode has a honeycomb structure including a cylindrical rod-shaped cathode electrode and a plurality of through-holes having a tubular column shape, excluding the conventional diaphragm. It has a simple structure in which the efficiency of the electrolysis of the electrolysis tank is greatly increased by combining the node electrodes.

이를 위하여, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 미처리액의 전기분해를 위한 반응 영역을 제공하는 수단으로 하우징(14)을 포함한다.To this end, the electrolysis apparatus for water treatment according to an embodiment of the present invention configured with the hollow electrode without a diaphragm includes a housing 14 as a means for providing a reaction region for electrolysis of an untreated liquid.

상기 하우징(14)은 원형의 관 형태로서, 상단부와 하단부는 상단 블록(15)과 하단 블록(19)에 의해 마감되며, 이에 따라 하우징(14)의 내부에는 공간부, 즉 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 조성된다. The housing 14 is in the form of a circular tube, and the upper and lower ends are closed by the upper block 15 and the lower block 19, and accordingly, there is a space inside the housing 14, that is, the first space ( 12) and a second space 13 are formed.

여기서, 상기 하우징(14)과 상단 블록(15) 및 하단 블록(19)은 나사 체결구조 등에 의해 긴밀하게 결합될 수 있게 되며, 상기 제1공간부(12)와 제2공간부(13)는 후술하는 아노드 전극몸체(27)에 의해 구획될 수 있게 된다. Here, the housing 14, the upper block 15, and the lower block 19 can be tightly coupled by a screw fastening structure, etc., and the first space portion 12 and the second space portion 13 are It can be partitioned by the anode electrode body 27 to be described later.

상기 하우징(14)의 측면부 하단에는 제2공간부(13)와 통하는 처리액 배수관(11)이 형성됨과 더불어 이렇게 형성되는 처리액 배수관(11)에 처리액 배관(미도시)이 연결되어 있는 배관 피팅(25b)이 체결 구조로 연결됨으로써, 제2공간부(13) 내의 처리액이 처리액 배수관(11)를 통해 별도의 처리액 저장탱크(미도시) 또는 후처리 탱크(미도시)로 보내질 수 있게 된다.A treatment liquid drain pipe 11 communicating with the second space 13 is formed at the lower end of the side surface of the housing 14 , and a treatment liquid pipe (not shown) is connected to the treatment liquid drain pipe 11 thus formed. Since the fitting 25b is connected to the fastening structure, the treatment liquid in the second space 13 is sent to a separate treatment liquid storage tank (not shown) or post-treatment tank (not shown) through the treatment liquid drain pipe 11 . be able to

이와 더불어, 상기 상단 블록(15)의 저면에는 소정의 직경, 예를 들면 원형관 형태로 되어 있는 아노드 전극 몸체(27)의 직경에 상응하는 직경으로 이루어지는 원형의 결속홈(24)이 형성되며, 이에 따라 하우징(14)의 상단 블록(15)측과 아노드 전극 몸체(27)와의 결합시 아노드 전극 몸체(27)의 상단부가 결속홈(24) 내에 삽입됨으로써, 하우징(14)의 상단 블록(15)측과 아노드 전극(27)측이 서로 결속될 수 있게 된다. In addition, a circular binding groove 24 having a predetermined diameter, for example, a diameter corresponding to the diameter of the anode electrode body 27 in the form of a circular tube, is formed on the bottom surface of the upper block 15, , Accordingly, when the upper block 15 side of the housing 14 and the anode electrode body 27 are combined, the upper end of the anode electrode body 27 is inserted into the binding groove 24 , so that the upper end of the housing 14 is inserted. The block 15 side and the anode electrode 27 side can be bound to each other.

즉, 상기 아노드 전극봉(20)을 통해 하단 블록(19)에 관통 체결되는 구조로 설치되는 동시에 상기 아노드 전극(22)은 아노드 전극몸체(27)를 통해 상단 블록(15)에 있는 결속홈(24) 내에 끼워지는 구조로 설치될 수 있게 된다. That is, it is installed in a structure that is penetrated and fastened to the lower block 19 through the anode electrode 20 , and the anode electrode 22 is coupled in the upper block 15 through the anode electrode body 27 . It can be installed in a structure fitted in the groove (24).

이때, 상기 하우징(14)의 상단 블록(15)의 저면인, 상기 아노드 전극 몸체(27)의 상단부와 상단 블록(15) 간의 결속부위에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)를 연통시켜주는 유로(23)가 형성될 수 있다.At this time, in the binding portion between the upper end of the anode electrode body 27 and the upper block 15, which is the bottom surface of the upper block 15 of the housing 14, a first space portion 12 and a second space portion ( A flow path 23 for communicating 13) may be formed.

이러한 유로(23)는 상단 블록(15)의 저면에서 수직으로 천공되어 형성되는 원형의 홀 형태로서, 이때의 유로(23)는 상기 아노드 전극 몸체(27)의 상단부가 결속되는 상단 블록(15) 상의 결속홈(24)의 폭 대비 상대적으로 넓고 결속홈(24)의 깊이 대비 상대적으로 깊은 홀 형태로 이루어지게 되며, 이에 따라 상기 아노드 전극 몸체(27)의 상단부 상단 블록(15) 상의 결속홈(24)에 끼워진 상태에서 아노드 전극(22)과 유로(23) 간에 갭이 조성되고, 이렇게 조성되는 갭을 통해 제1공간부(12) 내의 유체가 제2공간부(13)로 빠져나갈 수 있게 된다. 이와 같은 유로(23)는 처리액의 생성 속도를 조절하기 위하여 개방되는 길이를 조절할 수 있다. The flow path 23 is in the form of a circular hole formed by being vertically perforated from the bottom surface of the upper block 15, and the flow path 23 at this time is the upper block 15 to which the upper end of the anode electrode body 27 is bound. ) is made in the form of a hole relatively wide compared to the width of the binding groove 24 and relatively deep compared to the depth of the binding groove 24, and thus the binding on the upper block 15 of the upper end of the anode electrode body 27 is made. A gap is formed between the anode electrode 22 and the flow path 23 in the state inserted into the groove 24 , and the fluid in the first space 12 flows into the second space 13 through the gap formed in this way. be able to go out Such a flow path 23 may have an open length to control the production rate of the treatment liquid.

이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 미처리액을 전기분해하는 수단으로 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22)을 포함한다. 상기 캐소드 전극(18)은 캐소드 결착수단(280)에 의하여 캐소드 고정판(28)에 고정되는 것이고, 상기 아노드 전극(22)은 아노드 제1 결착수단(290)에 의하여 아노드 고정판(29)에 고정되는 것일 수 있다. 이러한 다수의 캐소드 전극(18)이 고정되는 캐소드 고정판(28)의 분해사시도, 측면도 및 단면도를 도 2에 나타내었고, 허니컴 구조의 아노드 전극(22)이 고정되는 아노드 고정판(29)의 분해사시도, 측면도 및 단면도를 도 3에 나타내었다. 이때, 상기 캐소드 결착수단(280) 및 아노드 제1 결착수단(290)은 당분야에서 일반적으로 사용되는 구성부속의 고정을 위한 결착수단을 자유롭게 사용할 수 있는 것으로, 특별히 한정하지 않는다.The electrolysis apparatus for water treatment according to an embodiment of the present invention includes a cathode electrode 18 and an anode electrode 22 as a means for electrolyzing an untreated liquid. The cathode electrode 18 is fixed to the cathode fixing plate 28 by the cathode binding means 280, and the anode electrode 22 is the anode fixing plate 29 by the anode first binding means 290. may be fixed to An exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view of the cathode fixing plate 28 to which the plurality of cathode electrodes 18 are fixed are shown in FIG. 2 , and the anode fixing plate 29 to which the anode electrode 22 of the honeycomb structure is fixed is disassembled A perspective view, a side view and a cross-sectional view are shown in FIG. 3 . At this time, the cathode binding means 280 and the anode first binding means 290 can freely use the binding means for fixing the constituent parts generally used in the art, and is not particularly limited.

상기 캐소드 전극몸체(26)는 원통형 막대 형태를 갖는 다수의 캐소드 전극(18)과, 캐소드 결착수단(280)에 의하여 상기 다수의 캐소드 전극(18)이 고정되는 캐소드 고정판(28)과, 원형 바 형태를 이루는 캐소드 전극봉(16)으로 구성되며, 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 설치된다. 상기 다수의 캐소드 전극(18)이 고정되는 캐소드 고정판(28)의 분해사시도, 측면도 및 단면도는 도 2에 나타내었다.The cathode electrode body 26 includes a plurality of cathode electrodes 18 having a cylindrical bar shape, a cathode fixing plate 28 to which the plurality of cathode electrodes 18 are fixed by a cathode binding means 280, and a circular bar. It is composed of a cathode electrode 16 forming a shape, and is installed inside the housing through the upper block 15 of the housing 14. An exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view of the cathode fixing plate 28 to which the plurality of cathode electrodes 18 are fixed are shown in FIG. 2 .

이렇게 설치되는 캐소드 전극(18)의 캐소드 전극몸체(26)는 하우징(14)의 내부에 동축 구조로 배치되는 동시에 캐소드 전극봉(16)은 상단 블록(15)에 수직으로 관통되면서 상단 블록측에 체결되는 구조로 지지되며, 이때의 캐소드 전극봉(16)의 상단부 끝 부분은 하우징(14)의 외부로 노출됨과 더불어 이렇게 노출되는 캐소드 전극봉(16)의 상단 끝 부분에는 정전류 공급선(17a)이 연결된다. The cathode electrode body 26 of the cathode electrode 18 installed in this way is disposed in a coaxial structure inside the housing 14, and at the same time, the cathode electrode 16 penetrates the upper block 15 vertically and is fastened to the upper block side. In this case, the upper end of the cathode 16 is exposed to the outside of the housing 14, and a constant current supply line 17a is connected to the exposed upper end of the cathode 16.

이에 따라, 상기 정전류 공급선(17a)을 통해 캐소드 전극(18)측에는 외부의 전원 공급원(미도시)으로부터 "-"극의 전원이 공급될 수 있게 된다. Accordingly, power of a “-” pole can be supplied from an external power source (not shown) to the cathode electrode 18 side through the constant current supply line 17a.

여기서, 상기 캐소드 전극(18)의 캐소드 전극몸체(26)는 스테인레스강을 포함하는 재질로 제조되는 것이 바람직하며, 특히 캐소드 전극몸체(26)의 외주면과 아노드 전극(22)측을 향하는 하단면에는 2 내지 3 ㎛ 정도 두께의 백금(Pt)이 코팅될 수 있다. Here, the cathode electrode body 26 of the cathode electrode 18 is preferably made of a material containing stainless steel, in particular, the outer peripheral surface of the cathode electrode body 26 and the lower surface facing the anode electrode 22 side. Platinum (Pt) with a thickness of about 2 to 3 μm may be coated.

상기 아노드 전극몸체(27)는 캐소드 전극몸체(26)의 직경 대비 상대적으로 큰 직경을 가지는 상단이 개방되어 있는 원형의 관 형태를 갖는다. The anode electrode body 27 has a circular tube shape with an open top having a relatively large diameter compared to the diameter of the cathode electrode body 26 .

또한, 상기 아노드 전극몸체(27)는 관상의 기둥 형태를 갖는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극(22)과, 아노드 제1 결착수단(290)에 의하여 상기 허니컴 구조의 아노드 전극(22)이 고정되는 아노드 고정판(29)과, 중공의 원형 바 형태를 이루는 아노드 전극봉(20)으로 구성되며, 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 설치된다. 이러한 허니컴 구조의 아노드 전극(22)이 고정되는 아노드 고정판(29)의 분해사시도, 측면도 및 단면도를 나타낸 이미지를 도 3에 나타내었다.In addition, the anode electrode body 27 has a honeycomb structure including a plurality of through-holes having a tubular column shape, and the honeycomb structure is formed by the anode first binding means 290 . It consists of an anode fixing plate 29 to which the node electrode 22 is fixed, and an anode electrode 20 forming a hollow circular bar shape, penetrates the lower block 19 of the housing 14 and is installed inside the housing. do. An exploded perspective view, a side view and a cross-sectional view of the anode fixing plate 29 to which the anode electrode 22 of the honeycomb structure is fixed is shown in FIG. 3 .

이렇게 설치되는 아노드 전극(22)의 아노드 전극몸체(27)는 하우징(14)의 내부에서 하우징과 동축 구조를 이룸과 더불어, 상기 아노드 전극(22)의 허니컴 구조의 통공에 상기 각각의 캐소드 전극(18)이 삽입될 수 있도록, 상기 아노드 전극(22) 각각의 통공이 상기 각각의 캐소드 전극(18)의 바깥둘레를 감싸면서 이격되어 배치되고, 이때의 아노드 전극봉(20)은 하단 블록(19)에 수직으로 관통되면서 하단 블록측에 체결되는 구조로 지지된다. The anode electrode body 27 of the anode electrode 22 installed in this way forms a coaxial structure with the housing in the inside of the housing 14, and in the hole of the honeycomb structure of the anode electrode 22, each In order for the cathode electrode 18 to be inserted, the through hole of each of the anode electrodes 22 surrounds the outer periphery of each cathode electrode 18 and is spaced apart, and the anode electrode 20 at this time is While penetrating vertically to the lower block 19, it is supported in a structure that is fastened to the lower block side.

즉, 상기 아노드 전극(22)은 아노드 전극몸체(27)를 통해 상단 블록(15)에 있는 결속홈(24) 내에 끼워지는 동시에 아노드 전극봉(20)을 통해 하단 블록(19)에 관통 체결되는 구조로 설치될 수 있게 된다. That is, the anode electrode 22 is inserted into the binding groove 24 in the upper block 15 through the anode electrode body 27 and passes through the lower block 19 through the anode electrode 20 . It can be installed in a fastened structure.

그리고, 상기 아노드 전극봉(20)의 하단부 끝 부분은 하우징(14)의 외부로 노출됨과 더불어 이렇게 노출되는 아노드 전극봉(20)의 하단부 끝 부분에는 정전류 공급선(17b)이 연결된다. And, the lower end end of the anode electrode 20 is exposed to the outside of the housing 14, and the constant current supply line 17b is connected to the exposed lower end end of the anode electrode 20.

이에 따라, 상기 정전류 공급선(17b)을 통해 아노드 전극(22)측에는 외부의 전원 공급원(미도시)으로부터 "+"극의 전원이 공급될 수 있게 된다. Accordingly, power of the “+” pole can be supplied from an external power supply source (not shown) to the anode electrode 22 side through the constant current supply line 17b.

여기서, 상기 아노드 전극(22)의 아노드 전극몸체(27)는 알루미늄을 포함하는 재질로 제조되는 것이 바람직하며, 특히 아노드 전극몸체(27)의 내주면과 캐소드 전극(18)측을 향하는 하단면에는 2 내지 3 ㎛ 정도 두께의 이산화티탄이 코팅될 수 있다. Here, the anode electrode body 27 of the anode electrode 22 is preferably made of a material containing aluminum, and in particular, the inner peripheral surface of the anode electrode body 27 and the lower end facing the cathode electrode 18 side. The surface may be coated with titanium dioxide having a thickness of about 2 to 3 μm.

이와 더불어, 상기 아노드 전극(22) 및 아노드 전극봉(20)은 내부에 미처리액 유입관(10)이 형성되고, 이렇게 형성되는 미처리액 유입관(10)에 배관(미도시)이 연결되어 있는 배관 피팅(25c)이 체결 구조로 연결됨으로써, 미처리액 유입관(10)을 통해 하우징(14)의 내부, 즉 제1공간부(12)의 내부로 미처리액이 들어올 수 있게 된다. In addition, the anode electrode 22 and the anode electrode 20 have an untreated liquid inlet pipe 10 formed therein, and a pipe (not shown) is connected to the untreated liquid inlet pipe 10 formed in this way. As the pipe fitting 25c located there is connected to the fastening structure, the untreated liquid can enter the inside of the housing 14 through the untreated liquid inlet pipe 10 , that is, into the first space 12 .

상기 미처리액은 미처리액 유입관(10)에 투입하기 전에 전기분해 효율을 향상시키기 위한 전처리 공정을 거칠 수 있다. 보다 구체적으로 상기 전처리 공정은 미처리 폐수 70 내지 85 중량%에 대하여, 염화나트륨(NaCl) 및 티오황산나트륨(Na2S2O3)의 혼합물 15 내지 30 중량%를 주입함과 아울러 폐수의 농도가 pH 9가 될 때까지 수산화나트륨(NaOH)를 주입할 수 있다. 이때, 상기 염화나트륨(NaCl) 및 티오황산나트륨(Na2S2O3)은 2:1의 중량비율로 혼합된 것을 사용하는 것이 좋다. 이로써, 상기 제1공간부(12)의 내부로 미처리액이 투입되어 전기분해가 보다 효율적으로 진행될 수 있는 효과가 있다. The untreated liquid may be subjected to a pretreatment process for improving electrolysis efficiency before being introduced into the untreated liquid inlet pipe 10 . More specifically, in the pretreatment process, 15 to 30% by weight of a mixture of sodium chloride (NaCl) and sodium thiosulfate (Na 2 S 2 O 3 ) is injected with respect to 70 to 85% by weight of the untreated wastewater, and the concentration of the wastewater is pH 9 Sodium hydroxide (NaOH) can be injected until In this case, it is preferable to use a mixture of sodium chloride (NaCl) and sodium thiosulfate (Na 2 S 2 O 3 ) in a weight ratio of 2:1. Accordingly, there is an effect that the untreated liquid is injected into the first space 12, so that the electrolysis can proceed more efficiently.

이렇게 상기 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27) 그리고 하우징(14)이 동축 구조로 순차 배치됨으로써, 상기 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27) 사이에는 제1공간부(12)가 조성되고, 아노드 전극몸체(27)와 하우징(14) 사이에는 제2공간부(13)가 조성된다. 이와 같은 배치 구조에서, 각각의 캐소드 전극(18)의 외주면은 아노드 전극(22)의 통공의 내주면에 대면되고, 캐소드 전극몸체(26)의 하단면은 아노드 전극몸체(27)의 바닥면에 대면됨으로써, 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22) 간의 통전 면적이 확대될 수 있게 되고, 따라서 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22) 사이로 공급되는 미처리액의 전기분해 효율이 향상될 수 있게 된다.In this way, the cathode electrode body 26, the anode electrode body 27, and the housing 14 are sequentially arranged in a coaxial structure, so that a first space is formed between the cathode electrode body 26 and the anode electrode body 27. (12) is formed, and a second space (13) is formed between the anode electrode body (27) and the housing (14). In this arrangement structure, the outer peripheral surface of each cathode electrode 18 faces the inner peripheral surface of the through hole of the anode electrode 22 , and the lower surface of the cathode electrode body 26 is the bottom surface of the anode electrode body 27 . By facing the , the conduction area between the cathode electrode 18 and the anode electrode 22 can be enlarged, and thus the electrolysis efficiency of the untreated liquid supplied between the cathode electrode 18 and the anode electrode 22 is improved. can become

이러한 상기 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27)가 배치된 구조의 측면도 및 단면도를 도 4에 나타내었다. A side view and a cross-sectional view of the structure in which the cathode electrode body 26 and the anode electrode body 27 are disposed are shown in FIG. 4 .

보다 구체적으로, 상기 아노드 전극몸체(27)의 관상의 기둥 형태를 갖는 허니컴 구조의 아노드 전극(22)에 존재하는 다수의 통공의 중심축에 대응하여, 상기 캐소드 전극몸체(26)의 원통형 막대 형태를 갖는 다수의 캐소드 전극(18)이 삽입되는 것이다. 이로써, 다수의 전기분해 공간을 확보하면서, 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22) 간의 통전 면적이 획기적으로 확대될 수 있게 되는 효과가 있다. 따라서 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22) 사이로 공급되는 미처리액의 전기분해 효율이 획기적으로 향상될 수 있게 된다.More specifically, in response to the central axis of the plurality of through holes present in the anode electrode 22 of the honeycomb structure having a tubular column shape of the anode electrode body 27, the cathode electrode body 26 has a cylindrical shape. A plurality of cathode electrodes 18 having a rod shape are inserted. Accordingly, while securing a plurality of electrolysis spaces, there is an effect that the conduction area between the cathode electrode 18 and the anode electrode 22 can be remarkably expanded. Accordingly, the electrolysis efficiency of the untreated liquid supplied between the cathode electrode 18 and the anode electrode 22 can be remarkably improved.

바람직한 실시예로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 아노드 전극(22)은 내부에 미처리액 유입관(10)이 형성됨과 더불어 관상의 육각기둥 형태로 이루어진 중심 아노드 전극(22a)과, 상기 중심 아노드 전극(22a)의 외주면을 따라 밀착 배치되면서 관상의 육각기둥 형태로 이루어진 다수의 주변 아노드 전극(22b)을 포함한다.As a preferred embodiment, as shown in FIG. 4, the anode electrode 22 has a central anode electrode 22a formed in a tubular hexagonal column shape with an untreated liquid inlet pipe 10 formed therein; A plurality of peripheral anode electrodes 22b formed in a tubular hexagonal column shape while closely disposed along an outer circumferential surface of the central anode electrode 22a are included.

이때, 상기 중심 아노드 전극(22a)과 다수의 주변 아노드 전극(22b)의 내부에는 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입되고, 상기 중심 아노드 전극(22a)과 다수의 주변 아노드 전극(22b)은 아노드 고정판(29)에 고정되며, 상기 중심 아노드 전극(22a)과 다수의 주변 아노드 전극(22b)은 각각 배선으로 연결되어 전기적으로 접속된다.At this time, the cathode electrode 18 is spaced apart and inserted into the center anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b, and the center anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes ( 22b) is fixed to the anode fixing plate 29, and the central anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b are electrically connected to each other by wiring.

도 6에는 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 처리액의 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도 및 측면도를 나타내었다. 6 is a schematic view and a side view schematically illustrating a flow of a treatment liquid of an electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 미처리액 유입되는 중심 아노드 전극(22a)과 이에 대응하는 하나의 캐소드 전극(18)이 대면하는 공간에서 전기분해가 시작된다. 이후, 상기 전기분해가 완료된 처리액은 순차적으로 상기 중심 아노드 전극(22a)의 외주면을 따라서 형성된 주변 아노드 전극(22b)으로 이동하여, 상기 주변 아노드 전극(22b)과 이에 대응하는 각각의 캐소드 전극(18)이 대면하는 공간들에서 순차적으로 전기분해가 진행된다. More specifically, electrolysis is started in a space in which the central anode electrode 22a into which the untreated liquid flows and one cathode electrode 18 corresponding thereto face each other. Thereafter, the electrolysis-completed treatment liquid sequentially moves to the peripheral anode electrode 22b formed along the outer circumferential surface of the central anode electrode 22a, and the peripheral anode electrode 22b and each corresponding thereto Electrolysis is sequentially performed in the spaces where the cathode electrode 18 faces.

즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 중심부로부터 외곽부로 이동하면서 단계적으로 전기분해되어 정화되기 때문에 전기분해의 효율을 크게 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 처리액 중에 미처 전기분해되지 않은 미처리액이 배출되지 않도록 구조가 개선된 효과가 있다.That is, since the electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention is purified by electrolysis step by step while moving from the center to the outer part, the efficiency of the electrolysis can be greatly increased. In addition, there is an effect that the structure is improved so that the untreated liquid that has not been electrolyzed is discharged from the treatment liquid.

또한, 상기 수처리용 전기분해장치는 전극의 부분 교환이 가능하고, 교환 및 수리를 위한 분해, 조립이 용이하므로 보수 및 유지관리가 간편한 매우 유용한 효과를 갖는다.In addition, the electrolysis device for water treatment has a very useful effect in that the electrode can be partially exchanged, and disassembly and assembly for replacement and repair are easy, so repair and maintenance are easy.

보다 바람직하기로는, 상기 중심 아노드 전극(22a)은 상기 주변 아노드 전극(22b)들과 아노드 제2 결착수단(291)에 의하여 끼움 고정되고, 상기 주변 아노드 전극(22b)들은 상기 중심 아노드 전극(22a)과 아노드 제2 결착수단(291)에 의하여 끼움 고정됨과 동시에, 아노드 제1 결착수단(290)에 의하여 아노드 고정판(29)에 고정되어, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. 이러한 상기 중심 아노드 전극(22a) 및 다수의 주변 아노드 전극(22b)이 고정되는 아노드 고정판(29)의 분해사시도, 측면도 및 단면도는 상기 도 5에 나타낸 바와 같다. 이때, 상기 아노드 제2 결착수단(291)은 당분야에서 일반적으로 사용되는 구성부속의 고정을 위한 결착수단을 자유롭게 사용할 수 있는 것으로, 특별히 한정하지 않는다. More preferably, the central anode electrode 22a is fitted and fixed with the peripheral anode electrodes 22b and the anode second binding means 291, and the peripheral anode electrodes 22b are connected to the center The anode electrode 22a and the anode second fastening means 291 are fitted and fixed, and at the same time, are fixed to the anode fixing plate 29 by the anode first fastening means 290, further improving the above-described effect. can do. An exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view of the anode fixing plate 29 to which the central anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b are fixed are as shown in FIG. 5 . In this case, the anode second fastening means 291 is not particularly limited, as a fastening means for fixing the constituent parts generally used in the art can be freely used.

상기 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 외부에 설치된 오존 발생기에서 생성된 오존을 공급하는 오존유입관(30)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 캐소드 전극(18)은 스테인레스강인 것이고, 상기 아노드 전극(22)은 표면에 이산화티탄이 포함된 알루미늄인 것을 사용할 수 있다. 이로써, 수산화 라디칼을 발생시켜, 전기분해 처리액에 존재하는 유기물질을 산화 및 분해시킬 수 있는 효과가 있다. The electrolysis apparatus for water treatment according to an embodiment of the present invention may further include an ozone inlet pipe 30 for supplying ozone generated by an ozone generator installed outside. In this case, the cathode electrode 18 may be made of stainless steel, and the anode electrode 22 may be made of aluminum including titanium dioxide on its surface. Accordingly, there is an effect of generating hydroxyl radicals to oxidize and decompose organic substances present in the electrolysis treatment liquid.

이러한 오존유입관(30)을 더 포함하는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 단면도 및 평면도를 도 7에 나타내었다.7 is a cross-sectional view and a plan view of an electrolysis device for water treatment according to another embodiment of the present invention, which further includes the ozone inlet pipe 30 .

보다 구체적으로 하우징(14)의 상단부 외곽측, 즉 상단 블록(15)의 외곽측에는 제1공간부(12)와 통하는 오존유입관(30)이 형성됨과 더불어 이렇게 형성되는 오존유입관(30)에 오존 배관(미도시)이 연결되어 있는 배관 피팅(25a)이 체결 구조로 연결됨으로써, 오존유입관(30)을 통해 하우징(14)의 내부, 즉 제1공간부(12)의 내부로 오존이 들어올 수 있게 된다. More specifically, an ozone inlet pipe 30 communicating with the first space 12 is formed on the outer side of the upper end of the housing 14, that is, on the outer side of the upper block 15, and in the ozone inlet pipe 30 formed in this way. As the pipe fitting 25a to which the ozone pipe (not shown) is connected is connected in a fastening structure, ozone is introduced into the inside of the housing 14 through the ozone inlet pipe 30 , that is, into the inside of the first space 12 . be able to come in.

상기 오존 발생기에서 생성된 오존은 두 가지로 반응하는데, 수중에서 오존과 유기물이 직접 결합하여 산화 분해하는 직접반응과, 오존이 수중에서 자가 분해되어 수산화 라디칼을 생성하고, 생성된 수산화 라디칼과 유기물이 결합하여 산화 분해하는 간접반응으로 나뉜다. 상기 직접반응은 반응속도는 빠르나 특정 화합물에만 제한되는 단점이 있는 반면, 간접반응은 직접 반응에 비해 반응속도는 느리나 대부분의 화합물에 적용할 수 있는 비제한성이 장점이다. 이러한 간접반응을 지배하는 핵심 산물은 수산화 라디칼이다. 하기 반응식 1은 오존의 수중에서의 분해 메카니즘을 나타낸 것이다(Hoigne, Staehelin, and Bader mechanism).The ozone generated by the ozone generator reacts in two ways: a direct reaction in which ozone and organic matter are directly combined in water to oxidatively decompose, and ozone self-decomposes in water to generate hydroxyl radicals, and the generated hydroxyl radicals and organic matter It is divided into an indirect reaction that combines and oxidizes. The direct reaction has a fast reaction rate but is limited only to a specific compound, whereas the indirect reaction has a slower reaction rate than the direct reaction, but has the advantage of being non-limiting applicable to most compounds. The key product that dominates this indirect reaction is the hydroxyl radical. Scheme 1 below shows the decomposition mechanism of ozone in water (Hoigne, Staehelin, and Bader mechanism).

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112019091099316-pat00001
Figure 112019091099316-pat00001

상기 제 1단계는 오존발생기에서 생성된 오존(O3 -)과 수중의 OH-이 반응하여 HO2와 수퍼옥사이드(superoxide; O2 -)를 생성한다. 여기서 HO2는 H+와 O2 -로 해리된다(1-2단계). 제 2단계는 O2 -와 오존이 반응하여 O2와 O3 -(ozonide)를 생성한다. 제 3단계는 O3 -와 수중의 H+이 반응하여 HO3라디칼을 생성한다. 제 4단계에서는 HO3가 O2와 강력한 산화력을 가진 OH라디칼로 해리된다.In the first step, ozone (O 3 − ) generated in the ozone generator and OH − in water react to generate HO 2 and superoxide (O 2 − ). Here, HO 2 is dissociated into H + and O 2 - (steps 1-2). In the second step, O 2 − and ozone react to form O 2 and O 3 − (ozonide). In the third step, O 3 − and H + in water react to generate HO 3 radicals. In the fourth step, HO 3 is dissociated into O 2 and OH radicals with strong oxidizing power.

즉, 상기 오존 발생기에서 생성된 오존을 오존유입관(30)으로 공급하고, 상기 아노드 전극(22)은 표면에 존재하는 이산화티탄리 촉매로 작용하여, O3 -(ozonide)로 바로 이온화하며, 이온화된 O3 -와 H+이 반응하여 HO3라디칼을 생성한 후, HO3 라디칼로부터 산소와 OH 라디칼을 발생하는 것이다. 이러한 OH 라디칼은 전기분해 처리액에 존재하는 유기물질을 산화 및 분해시킬 수 있는 효과가 있다. That is, the ozone generated by the ozone generator is supplied to the ozone inlet pipe 30, and the anode electrode 22 acts as a titanium dioxide catalyst present on the surface, and is directly ionized into O 3 - (ozonide). , ionized O 3 − and H + react to generate HO 3 radicals, and then generate oxygen and OH radicals from HO 3 radicals. These OH radicals have an effect of oxidizing and decomposing organic materials present in the electrolysis treatment solution.

또한, 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 상기 캐소드 전극(18), 캐소드 고정판(28) 및 아노드 전극(22)의 사이에 이온교환막(40)을 더 포함하는 것일 수 있다. 이로써, 상기 배출되는 처리액의 pH가 7.0의 목표 pH가 되도록 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다. 이러한 이온교환막(40)을 더 포함하는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치로서, 이온교환막(40), 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27)가 배치된 구조의 측면도 및 단면도를 도 8에 나타내었다. In addition, the electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention may further include an ion exchange membrane 40 between the cathode electrode 18 , the cathode fixing plate 28 and the anode electrode 22 . have. Accordingly, there is an effect that the pH of the discharged treatment liquid can be easily controlled so that the target pH is 7.0. As an electrolysis device for water treatment according to another embodiment of the present invention further comprising such an ion exchange membrane 40, the ion exchange membrane 40, the cathode electrode body 26 and the anode electrode body 27 are disposed. A side view and a cross-sectional view of FIG. 8 are shown.

또한, 상기 이온교환막(40)을 더 포함하는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 처리액의 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도를 도 9에 나타내었다. In addition, a schematic diagram schematically showing the flow of the treatment liquid of the electrolysis apparatus for water treatment according to another embodiment of the present invention further including the ion exchange membrane 40 is shown in FIG. 9 .

즉, 미처리액 유입되는 중심 아노드 전극 부분과 이에 대응하는 하나의 캐소드 전극이 대면하는 공간에서 전기분해가 시작된다. 이후, 상기 전기분해가 완료된 처리액은 순차적으로 상기 중심 아노드 전극의 외주면을 따라서 형성된 주변 아노드 전극 부분으로 이동하게 되고, 상기 주변 아노드 전극 부분과 이에 대응하는 각각의 캐소드 전극이 대면하는 공간들에서 순차적으로 전기분해가 진행된다. 이때, 상기 전기분해가 완료된 처리액이 전기분해가 이루어지는 다음 공간으로 이동할 때, 상기 이온교환막(40)을 통과하는 것이다.That is, the electrolysis is started in the space where the central anode electrode portion into which the untreated liquid flows and the corresponding one cathode electrode face each other. Thereafter, the electrolysis-completed treatment liquid sequentially moves to the peripheral anode electrode portion formed along the outer circumferential surface of the central anode electrode, and the space in which the peripheral anode electrode portion and the corresponding cathode electrode face each other Electrolysis proceeds sequentially in the fields. At this time, when the electrolysis-completed treatment liquid moves to the next space where the electrolysis is performed, it passes through the ion exchange membrane 40 .

즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치의 중심부로부터 외곽부로 이동하면서 단계적으로 전기분해되어 정화되고, 상기 단계적으로 정화된 처리액이 매 단계별로 이온교환막(40)을 통과하기 때문에 상기 배출되는 처리액의 pH가 7.0의 목표 pH가 되도록 더욱 용이하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 전기분해의 효율을 더욱 크게 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 처리액 중에 미처 전기분해되지 않은 미처리액이 배출되지 않도록 구조가 개선된 효과가 있다.That is, as the electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention moves from the center to the outer part, it is purified by electrolysis step by step, and the step-by-step purified treatment liquid passes through the ion exchange membrane 40 at each step. It is possible to more easily control the pH of the discharged treatment liquid to a target pH of 7.0, and also has the effect of further increasing the efficiency of electrolysis. In addition, there is an effect that the structure is improved so that the untreated liquid that has not been electrolyzed is discharged from the treatment liquid.

또한, 상기 pH의 제어는 배출되는 처리액의 pH가 7.0 의 목표 pH보다 낮은 경우 전류밀도를 감소시키고, 상기 살균수의 pH가 상기 목표 pH보다 높은 경우 전류밀도를 증가시켜 상기 목표 pH를 미세하게 조절할 수 있다.In addition, the control of the pH decreases the current density when the pH of the discharged treatment liquid is lower than the target pH of 7.0, and increases the current density when the pH of the sterilizing water is higher than the target pH to finely adjust the target pH. can be adjusted

또한, 상기 이온교환막(40)은 a) 음이온 교환수지 또는 양이온 교환수지로 된 고분자 화합물; b) 비스-아크릴아미드 및 아크릴아미드를 포함하는 아크릴아미드 혼합물; 및 c) 상기 고분자 화합물과 상기 아크릴아미드 혼합물을 반응시켜 얻은 공중합체를 포함하는 것을 사용하여, 상기한 목표 pH의 미세조정을 보다 용이하게 수행할 수 있다. In addition, the ion exchange membrane 40 may include a) a polymer compound made of an anion exchange resin or a cation exchange resin; b) an acrylamide mixture comprising bis-acrylamide and acrylamide; and c) a copolymer obtained by reacting the polymer compound with the acrylamide mixture, so that fine adjustment of the target pH can be more easily performed.

이때, 상기 음이온 교환수지 또는 양이온 교환수지는 스티렌계, 페놀계, 아민계 또는 메타크릴계인 것이 바람직하고, 상기 음이온 교환수지는 트리메틸아민으로 치환된 스티렌계이고 상기 양이온 교환수지는 술폰기로 치환된 스티렌계인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 비스-아크릴아미드는 N,N'-메틸렌-비스-아크릴아미드인 것이 바람직하다. 또한, 상기 a) 내지 c)의 화합물이 서로 상호침투(interpenetration)되어 있는 것이 보다 바람직하다.In this case, the anion exchange resin or the cation exchange resin is preferably styrene-based, phenol-based, amine-based or methacrylic-based, the anion-exchange resin is styrene-based substituted with trimethylamine, and the cation-exchange resin is styrene substituted with a sulfone group It is more preferable that it is a system. In addition, the bis-acrylamide is preferably N,N'-methylene-bis-acrylamide. In addition, it is more preferable that the compounds of a) to c) are interpenetrated with each other.

이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극(22)의 중심 내부로 미처리액이 유입되어 상기 미처리액이 수처리용 전기분해장치의 중심부로부터 외곽부로 이동하면서 단계적으로 전기분해되어 정화되기 때문에 전기분해의 효율을 크게 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다. 이로써, 처리액 중에 미처 전기분해되지 않은 미처리액이 배출되지 않도록 구조가 개선된 효과가 있다.In the electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention, the untreated liquid is introduced into the center of the anode electrode 22 of the honeycomb structure including a plurality of through holes, and the untreated liquid is transferred to the center of the electrolytic apparatus for water treatment. It has the effect of greatly increasing the efficiency of electrolysis because it is purified and electrolyzed step by step while moving from the to the outer part. Accordingly, there is an effect that the structure is improved so that the untreated liquid that has not been electrolyzed is not discharged from the treatment liquid.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 수처리용 전기분해장치는 전기분해를 위해 격막을 배제한 중공 원통형의 아노드 전극 및 캐소드 전극을 조합하여 수처리용 전기분해장치를 구성함으로써, 단순화된 구조를 갖는 효과가 있다. 이로써, 상기 수처리용 전기분해장치는 전극의 부분 교환이 가능하고, 교환 및 수리를 위한 분해, 조립이 용이하므로 보수 및 유지관리가 간편한 매우 유용한 효과를 갖는다.In addition, the electrolysis device for water treatment according to an embodiment of the present invention has a simplified structure by combining a hollow cylindrical anode electrode and a cathode electrode excluding a diaphragm for electrolysis to constitute an electrolysis device for water treatment there is As a result, the electrolysis device for water treatment has a very useful effect in that the electrode can be partially exchanged, and disassembly and assembly for replacement and repair are easy, so repair and maintenance are easy.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that all embodiments described above are illustrative and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention, rather than the above detailed description, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later and their equivalents.

10 : 미처리액 유입관 11 : 처리액 배수관
12 : 제1공간부 13 : 제2공간부
14 : 하우징 15 : 상단 블록
16 : 캐소드 전극봉 17a,17b : 정전류 공급선
18 : 캐소드 전극 19 : 하단 블록
20 : 아노드 전극봉 21 : 전해액 공급부
22 : 아노드 전극 22a: 중심 아노드 전극
22b: 주변 아노드 전극 23 : 유로
24 : 결속홈 25a,25b,25c : 배관 피팅
26 : 캐소드 전극몸체 27 : 아노드 전극몸체
28: 캐소드 고정판 280: 캐소드 결착수단
29: 아노드 고정판 290: 아노드 제1 결착수단
291: 아노드 제2 결착수단 30: 오존유입관
40: 이온교환막10: untreated liquid inlet pipe 11: treated liquid drain pipe
12: first space 13: second space
14: housing 15: top block
16: cathode electrode 17a, 17b: constant current supply line
18: cathode electrode 19: bottom block
20: anode electrode 21: electrolyte supply part
22: anode electrode 22a: center anode electrode
22b: peripheral anode electrode 23: flow path
24: binding groove 25a, 25b, 25c: pipe fitting
26: cathode electrode body 27: anode electrode body
28: cathode fixing plate 280: cathode fastening means
29: anode fixing plate 290: anode first fastening means
291: anode second binding means 30: ozone inlet pipe
40: ion exchange membrane

Claims (5)

미처리액 유입관(10)과 처리액 배수관(11)이 형성되어 있고, 내부에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 형성되는 하우징(14);
상기 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되어, 정전류 공급선(17a)이 연결되는 캐소드 전극봉(16);
상기 하우징 내부로 연장된 캐소드 전극봉(16)에 연결되고, 아노드 전극(22)에 포함되는 각각의 통공에 중심축을 따라 삽입될 수 있도록, 원통형 막대 형태를 갖는 다수의 캐소드 전극(18);
상기 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되어, 정전류 공급선(17b)이 연결되고, 내부에는 미처리액 유입관(10)이 형성되어 있는 아노드 전극봉(20); 및
상기 하우징 내부로 연장된 아노드 전극봉(20)에 연결되고, 내부에는 미처리액 유입관(10)이 형성되어 있으며, 상기 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입될 수 있도록, 관상의 기둥 형태를 갖는 다수개의 통공을 포함하는 허니컴 구조의 아노드 전극(22);
을 포함하고, 상기 캐소드 전극(18)은 캐소드 결착수단(280)에 의하여 캐소드 고정판(28)에 고정되는 것이고, 상기 아노드 전극(22)은 아노드 제1 결착수단(290)에 의하여 아노드 고정판(29)에 고정되며,
상기 아노드 전극(22)은 내부에 미처리액 유입관(10)이 형성됨과 더불어 관상의 육각기둥 형태로 이루어진 중심 아노드 전극(22a)과, 상기 중심 아노드 전극(22a)의 외주면을 따라 밀착 형성되면서 관상의 육각기둥 형태로 이루어진 다수의 주변 아노드 전극(22b)을 포함하고,
상기 중심 아노드 전극(22a)과 다수의 주변 아노드 전극(22b)의 내부에는 캐소드 전극(18)이 이격되어 삽입되고, 상기 중심 아노드 전극(22a)과 다수의 주변 아노드 전극(22b)은 아노드 고정판(29)에 고정되며, 상기 중심 아노드 전극(22a)과 다수의 주변 아노드 전극(22b)은 각각 배선으로 연결되어 전기적으로 접속되며,
상기 중심 아노드 전극(22a)과 이에 대응하는 하나의 캐소드 전극(18)이 대면하는 공간에서 전기분해가 시작되고, 이후 상기 전기분해가 완료된 처리액은 순차적으로 상기 중심 아노드 전극(22a)의 외주면을 따라서 형성된 주변 아노드 전극(22b)으로 이동하여, 상기 주변 아노드 전극(22b)과 이에 대응하는 각각의 캐소드 전극(18)이 대면하는 공간들에서 순차적으로 전기분해가 진행되는 것을 특징으로 하는 수처리용 전기분해장치.
a housing 14 in which an untreated liquid inlet pipe 10 and a treated liquid drain pipe 11 are formed, and a first space portion 12 and a second space portion 13 are formed therein;
a cathode electrode 16 penetrating through the upper block 15 of the housing 14 and disposed in a coaxial structure inside the housing and exposed to the outside of the housing, to which a constant current supply line 17a is connected;
A plurality of cathode electrodes 18 having a cylindrical rod shape connected to the cathode electrode 16 extending into the housing and being inserted along the central axis into each through hole included in the anode electrode 22;
It penetrates through the lower block 19 of the housing 14 and is disposed in a coaxial structure inside the housing and exposed to the outside of the housing, a constant current supply line 17b is connected, and an untreated liquid inlet pipe 10 is formed therein. with an anode electrode (20); and
It is connected to the anode electrode 20 extending into the housing, an untreated liquid inlet pipe 10 is formed therein, and has a tubular column shape so that the cathode electrode 18 can be inserted spaced apart. an anode electrode 22 having a honeycomb structure including a plurality of through holes;
Including, the cathode electrode 18 is fixed to the cathode fixing plate 28 by the cathode binding means 280, the anode electrode 22 is an anode by the anode first binding means 290 It is fixed to the fixing plate (29),
The anode electrode 22 has an untreated liquid inlet pipe 10 formed therein, and a central anode electrode 22a formed in a tubular hexagonal column shape, and the central anode electrode 22a is in close contact along the outer circumferential surface of the central anode electrode 22a. It includes a plurality of peripheral anode electrodes (22b) formed in the form of a tubular hexagonal column,
The cathode electrode 18 is spaced apart and inserted into the center anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b, and the center anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b are inserted. Silver is fixed to the anode fixing plate 29, and the central anode electrode 22a and the plurality of peripheral anode electrodes 22b are electrically connected by wiring, respectively,
Electrolysis is started in the space where the central anode electrode 22a and the corresponding one cathode electrode 18 face each other, and then the electrolysis-completed treatment liquid is sequentially applied to the central anode electrode 22a. It moves to the peripheral anode electrode 22b formed along the outer circumferential surface, and the electrolysis is sequentially performed in spaces where the peripheral anode electrode 22b and each cathode electrode 18 corresponding thereto face each other. an electrolysis device for water treatment.
 삭제delete 제1항에 있어서,
아노드 전극 몸체(27)의 상단부와 상단 블록(15) 간의 결속부위에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)를 연통시켜주는 유로(23)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수처리용 전기분해장치.
According to claim 1,
Water treatment, characterized in that at the binding portion between the upper end of the anode electrode body (27) and the upper block (15), a flow path (23) for communicating the first space (12) and the second space (13) is formed. for electrolysis.
 제1항에 있어서,
상기 수처리용 전기분해장치는 외부에 설치된 오존 발생기에서 생성된 오존을 공급하는 오존유입관(30)을 더 포함하는 것이고,
상기 캐소드 전극(18)은 스테인레스강인 것이고,
상기 아노드 전극(22)은 표면에 이산화티탄이 포함된 알루미늄인 것을 특징으로 하는 수처리용 전기분해장치.
According to claim 1,
The electrolysis device for water treatment further includes an ozone inlet pipe 30 for supplying ozone generated by an ozone generator installed outside,
The cathode electrode 18 is stainless steel,
The anode electrode 22 is an electrolysis device for water treatment, characterized in that the aluminum containing titanium dioxide on the surface.
 제1항에 있어서,
상기 수처리용 전기분해장치는 상기 캐소드 전극(18), 캐소드 고정판(28) 및 아노드 전극(22)의 사이에 이온교환막(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 전기분해장치.

According to claim 1,
The electrolysis device for water treatment further comprises an ion exchange membrane (40) between the cathode electrode (18), the cathode fixing plate (28) and the anode electrode (22).
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