KR19980087770A - Wastewater Treatment Apparatus and Method Using Electrolytic Flotation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전해부상법을 이용한 폐수처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 폐수유입관(8)과 처리수 출구(9)가 형성된 본체(1)의 내부를 다공성막(4)에 의하여 제1격실(2)와 제2격실(3)으로 구분하고 각 격실(2)(3)에는 기포를 발생시키는 제1전극판(6)과 제2전극판(7)을 수직으로 설치하되, 제1격실(2)의 상부에는 스키머(5)를 설치하며, 상기 제1전극판(6) 및 제2전극판(7)에 일정 전압과 전류 공급을 위한 직류전원공급기(10)에 상기 제1전극판(6)과 제2전극판(7)의 양극과 음극을 교대로 변환키 위해 타이머(11)와 단자를 연결하고 상기 전극 변환수단으로 개인용 컴퓨터(12)와 포톤카운터(Photon counter, 13)을 연결한 전극변환계(14)로 폐수처리 장치를 구성하여, 상기 본체(1) 내부에 설치된 제1전극판 및 제2전극판에 일정 전압을 걸어주어 기포를 발생시키고, 상기 기포가 상승하는 동안에 미소하고 불균일상으로 존재하는 피처리물질이 상기 기포에 부착되어 전해부상토록 함과 동시에 전극변환 수단을 이용하여 전극판의 극을 교대로 양극과 음극으로 변환될 수 있도록 구성되어지며 상기 제2격실(3)내에 COD제를 유입시켜 폐수를 선택적으로 흡착 및 분해하는 방법에 의하여 전류효율을 증대시킬 뿐만 아니라 폐수를 단시간에 다량 처리할 수 있어 환경보호에 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a method using an electrolytic flotation method, wherein the interior of the main body (1) having the wastewater inlet pipe (8) and the treated water outlet (9) is formed by a porous membrane (4) in a first compartment ( 2) and the second compartment (3) and each compartment (2) (3) is installed in the first electrode plate 6 and the second electrode plate (7) for generating bubbles vertically, the first compartment ( 2, a skimmer 5 is installed on the upper portion of the second electrode plate, and the first electrode plate (10) is provided in the DC power supply 10 for supplying a constant voltage and current to the first electrode plate 6 and the second electrode plate 7. 6) and a timer 11 and a terminal are connected in order to alternately convert the positive electrode and the negative electrode of the second electrode plate 7 and the personal computer 12 and the photon counter 13 are connected to the electrode converting means. One electrode conversion system 14 constitutes a wastewater treatment device, and generates bubbles by applying a constant voltage to the first electrode plate and the second electrode plate provided inside the main body 1, and the bubbles are separated. During the process, minute and non-uniformly processed materials are attached to the bubbles to cause electrolytic injury, and at the same time, the electrodes of the electrode plate can be alternately converted into the positive electrode and the negative electrode using electrode conversion means. By introducing a COD agent into the second compartment 3 to selectively adsorb and decompose the wastewater, the current efficiency can be increased as well as a large amount of wastewater can be treated in a short time, thereby greatly contributing to environmental protection.
Description
본 발명은 전해부상법을 이용한 폐수처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극에 석출 응집되는 스케일(Scale)을 자동제거하여 전류효율을 증대시킬 뿐만 아니라 분해 석출시키는 물질의 물리화학적 성질을 이용하여 폐수를 단시간에 다량 처리할 수 있는 폐수처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and method using an electrolytic flotation method, and more particularly, to automatically remove scales precipitated and aggregated on an electrode to increase current efficiency as well as to physically decompose and precipitate physicochemical properties. The present invention relates to a wastewater treatment apparatus capable of treating a large amount of wastewater in a short time and a method thereof.
산업의 발달과 함께 폐수를 비롯한 각종 환경 오염물질이 대량으로 발생하여 이에 따른 대기, 수질, 토양의 오염이 심각한 상황에 이르고 있으며, 이 가운데 공장, 광산, 축산, 농업생산, 생활폐수 등으로부터 발생되어 강이나 하천의 수질오염을 일으키는 폐수는 자정작용이 상실되어 처리가 더욱 어려워지고 있으며 그 영향 또한 심각하다. 따라서, 최근들어 선진국을 중심으로 보다 더 선택적이고 에너지 절약형인 폐수처리 공정의 개발에 대한 관심이 점차 높아지고 있는 실정이다. 환경문제를 해결하는데 있어서 전기화학적 방법은 폐수중에 포함된 오염물질의 반응성을 높이고 처리방법을 개량하여 환경오염물질을 전기화학적으로 분해 제거하고, 오염물질을 전기화학센서를 이용하여 감시하는 폐수처리 방법이다. 일반적으로 전기화학적 산화.환원 반응을 이용한 폐수처리는 산화제, 환원제 등의 약품이 필요없으며, 이에 따른 후속처리가 불필요하며 신속하게 처리된다. 또한 다른 수처리법과 비교해 볼 때 장치의 단위 부피당 처리능력이 탁월하여 중금속이온, 시안화합물 이온, 폐놀류등과 같이 생물학적으로 유해한 오염물질을 포함하고 있는 폐수처리에 적용할 수 있으며 조작도 간단하다.Along with the development of the industry, various environmental pollutants including wastewater are generated, resulting in serious pollution of the air, water quality, and soil. Among them, it is generated from factories, mines, livestock, agricultural production, and domestic wastewater. Wastewater that causes water pollution in rivers or rivers loses its self-cleaning action, making it more difficult to treat. Therefore, in recent years, the interest in the development of more selective and energy-saving wastewater treatment process, especially in advanced countries, has been increasing. In solving environmental problems, the electrochemical method improves the reactivity of pollutants contained in the wastewater and improves the treatment method to electrochemically decompose and remove environmental pollutants, and to monitor the pollutants using an electrochemical sensor. to be. In general, wastewater treatment using an electrochemical oxidation / reduction reaction does not require chemicals such as oxidizing agents and reducing agents, and therefore, subsequent treatment is unnecessary and is quickly processed. In addition, compared to other water treatment methods, the unit has a superior treatment capacity per unit volume, so it can be applied to wastewater treatment containing biologically harmful contaminants such as heavy metal ions, cyanide ions, and wasteols.
그러나 전기화학적 폐수법은 전기화학적 장치가 일반화되지 않았으며, 그 비용도 고가이고, 처리되는 물질농도가 낮으면 물질이동이 늦기 때문에 처리시간이 길어지며, 상기 전극판에 침적되는 스케일의 영향으로 전류효율의 저하와 용액 저항의 상승에 따른 전력소비의 증대와 수처리되는 물질에 대한 반응 속도가 느리기 때문에 부반응이 증대되는 문제점을 안고 있다.However, the electrochemical wastewater method has not been generalized to the electrochemical device, its cost is high, and if the concentration of the material to be treated is low, the processing time is long because the material movement is slow, and the current is affected by the scale deposited on the electrode plate. There is a problem in that the side reaction is increased because of the increase in power consumption due to the decrease in efficiency and the increase in the solution resistance and the slow reaction rate for the material to be treated.
상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전극에 석출 응집되는 스케일(Scale)을 자동제거하여 전류효율을 증대시킬 뿐만 아니라 분해 석출시키는 물질의 물리화학적 성질을 이용하여 폐수를 단시간에 다량 처리할 수 있는 폐수처리 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to shorten the wastewater by using the physicochemical properties of the material to dissolve and precipitate as well as to increase the current efficiency by automatically removing the scale (Scale) precipitated on the electrode The present invention provides a wastewater treatment apparatus capable of treating a large amount and a method thereof.
도 1은 본발명에 따른 폐수처리장치1 is a wastewater treatment apparatus according to the present invention.
도 2는 본발명에 의한 폐수처리장치 계통도2 is a wastewater treatment system flow diagram according to the present invention
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
1 : 본 체 2 : 제1격실1: main body 2: first compartment
3 : 제2격실 4 : 다공성막3: second compartment 4: porous membrane
5 : 스키머(Skimmer) 6 : 알루미늄 전극판5: Skimmer 6: Aluminum electrode plate
7 : 백금도금된 티타늄 전극판 8 : 폐수 입구7: platinum-plated titanium electrode plate 8: wastewater inlet
9 : 처리수 출구 10 : 직류전원공급기9 treated water outlet 10 DC power supply
11 : 타이머 12 : 컴퓨터11: timer 12: computer
13 : 포톤카운터 14 : 전극변환계13 photon counter 14 electrode conversion system
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 장치의 본체 내부에 설치된 전극판에 일정 전압을 걸어주면 물이 분해되어 기포가 발생되고,이때에 콜로이드를 안정화시키고 있는 전하가 전기전해에 의해서 중화되어 응집이 일어나기 쉬운 효과가 발생되어, 상기 기포가 상승하는 동안에 미소하고 불균일상으로 존재하는 피처리물질이 상기 기포에 부착되어 상승하게 된다. 또한 수처리 속도를 증가시키기 위하여 전해조에서는 전해액의 유속을 크게 하거나, 기포를 다량 발생시키는 등의 확산 속도를 증대시키기 위한 수단과 부피당 전극판 표면적을 증가시켜 물질 이동거리를 짧게 하고 이를 위하여 전극판 간격을 최소화시켜 용액의 전기저항을 작게하며, 전해질 농도가 낮거나 전리도가 작은 용액 전해에도 적용할 수 있도록 전해 반응 형태의 입상 전극판을 이용한 다극 또는 3차원 전해조를 제작한다. 따라서 전해부상법을 이용한 본원은 전류효율을 증대시킬 뿐만 아니라 탈염처리, 전극 반응에 의해 분해, 석출시키는 물질의 물리화학적 성질을 이용하여 폐수를 단시간에 다량처리할 수 있는 새롭고 효율이 매우 높은 장치 및 방법에 관한 것이다.According to the present invention for solving the above problems, if a certain voltage is applied to an electrode plate installed inside the main body of the device, water is decomposed and bubbles are generated. At this time, the charges stabilizing the colloid are neutralized by electric electrolysis and aggregation occurs. An effect that is likely to occur is generated so that a substance which is microscopically and non-uniformly present during the bubble rise is attached to the bubble and rises. In addition, in order to increase the rate of water treatment, the electrolyzer has a means for increasing the diffusion speed such as increasing the flow rate of the electrolyte or generating a large amount of bubbles, and increasing the electrode plate surface area per volume to shorten the material movement distance, and thereby Minimize the electrical resistance of the solution by minimizing it, and multipolar or three-dimensional electrolyzer using a granular electrode plate in the form of electrolytic reaction is prepared to be applied to solution electrolysis of low electrolyte concentration or low ionization degree. Therefore, the present application using the electrolytic flotation method is a new and highly efficient device capable of treating a large amount of wastewater in a short time by using the physicochemical properties of the material which not only increases the current efficiency but also decomposes and precipitates by the desalination treatment and electrode reaction, and It is about a method.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전해부상법을 이용한 장치 및 방법을 도 1 내지 도 2를 참조하여 하기에서 살펴보면, 본 발명은 내부에 공간을 형성함과 동시에 폐수 유입을 위한 폐수유입관(8)과 처리수 배출을 위한 처리수 출구(9)를 포함하는 본체(1)과, 상기 본체(1)의 내부를 제1격실(2)와 제2격실(3)으로 구분하는 다공성막(4)와, 기포 발생을 위하여 상기 제1격실(2) 및 제2격실(3)에 수직으로 설치된 제1전극판(6)과 제2전극판(7), 상기 제1격실내 부상 고형물의 부유물을 자동으로 제거하기 위한 스키머(5)로 구성되며, 상기 제1전극판(6) 및 제2전극판(7)에 일정 전압과 전류 공급을 위한 직류전원공급기(DC power supply, 10)와 상기 제1전극판(6)과 제2전극판(7)의 양극과 음극을 교대로 변환키 위해 상기 직류전원공급기(DC power supply, 10)에 타이머(11)와 단자를 연결하고 상기 전극 변환수단으로 개인용 컴퓨터(12)와 포톤카운터(Photon counter, 13)을 연결한 전극변환계(14)로 구성된다.Looking at the apparatus and method using the electrolytic flotation method of the present invention for achieving the above object with reference to Figures 1 to 2 below, the present invention forms a space therein and wastewater inflow for wastewater inflow A body 1 comprising a pipe 8 and a treated water outlet 9 for discharging the treated water, and a porosity separating the interior of the body 1 into a first compartment 2 and a second compartment 3. The first electrode plate 6, the second electrode plate 7, and the first compartment inside the membrane 4 and the first compartment 2 and the second compartment 3 are formed vertically to generate bubbles. It consists of a skimmer (5) for automatically removing the suspended solids, DC power supply (10) for supplying a constant voltage and current to the first electrode plate 6 and the second electrode plate (7) ) And a timer (1) in the DC power supply 10 to alternately convert the positive electrode and the negative electrode of the first electrode plate 6 and the second electrode plate 7. 1) and the terminal is connected to the electrode conversion means comprising a personal computer 12 and the photoelectric counter (Photon counter, 13) connected to the electrode conversion system (14).
상기한 구성에서 제1전극판(6)은 알루미늄 또는 백금 전극판으로 구성된 복극식 전극(Bipolar electrode)으로 이루어지며, 제2전극판(7)은 활성탄소의 전극판이나 백금으로 도금된 티타늄으로 구성된 복극식 전극(Bipolar electrode)으로 이루어진다. 한편, 다공성막(4)는 반투과성막이나, 세라믹 또는 다공성인 플라스틱 물질로 구성된다.In the above configuration, the first electrode plate 6 is made of a bipolar electrode made of aluminum or a platinum electrode plate, and the second electrode plate 7 is made of an electrode plate of activated carbon or titanium plated with platinum. It consists of a bipolar electrode. On the other hand, the porous membrane 4 is made of a semi-permeable membrane, ceramic or porous plastic material.
또한, 본 발명에 따른 폐수처리 방법을 살펴보면 폐수유입관(8)과 처리수 출구(9)를 포함하는 본체(1), 상기 본체(1)의 내부를 제1격실(2)와 제2격실(3)으로 구분하는 다공성막(4)와, 상기 제1격실(2) 및 제2격실(3)에 수직으로 설치된 제1전극판(6)과 제2전극판(7), 상기 제1격실내 부상 고형물의 부유물을 자동으로 제거하기 위한 스키머(5)로 구성되어 상기 본체(1) 내부에 설치된 제1전극판(6) 및 제2전극판(7)에 일정 전압을 걸어주어 기포를 발생시키고, 상기 기포가 상승하는 동안에 미소하고 불균일상으로 존재하는 피처리물질이 상기 기포에 부착되어 전해부상토록 함과 동시에 전극변환 수단을 이용하여 전극판의 극을 교대로 양극과 음극으로 변환될 수 있도록 구성되어지며, 아울러 제2격실내에 COD제를 유입시켜 폐수를 선택적으로 흡착 및 분해하는 것을 특징으로 하는 폐수처리 방법이다.In addition, the wastewater treatment method according to the present invention includes a body 1 including a wastewater inlet pipe 8 and a treated water outlet 9, and an interior of the body 1 having a first compartment 2 and a second compartment. Porous membrane (4) divided by (3), the first electrode plate 6 and the second electrode plate (7), the first electrode plate installed perpendicular to the first compartment (2) and the second compartment (3) It consists of a skimmer (5) for automatically removing the floating solids in the compartment, by applying a constant voltage to the first electrode plate 6 and the second electrode plate (7) installed inside the main body (1) While the bubbles are rising, minute and non-uniform material to be treated is attached to the bubbles to cause electrolytic injury, and at the same time, the poles of the electrode plate are alternately converted into the positive electrode and the negative electrode using the electrode conversion means. It is designed to adsorb and decompose wastewater selectively by introducing COD into the second compartment. A waste water treatment method for ranging.
상기한 본 발명에 따른 작용을 살펴보면, 물이 전해에 의해서 생긴 미세한 기포에 현탁물 등을 붙게하여 부상시켜 분리제거하는 전해부상법을 이용한 새로운 장치 및 방법은 상온 상압과 같은 온화한 조건에서 선택성이 높게 폐수를 처리할 수 있으며 특히 폐수에 용존하고 있는 페놀과 같은 매우 제거시키기 어려운 독성 유기물들을 선택적으로 흡착 및 파괴 시킬 수 있어, 폐수처리후의 반응물과 생성물, 즉 유해성 유기물을 효율적으로 분해하여 부상시키고 생성물과 폐수처리제가 쉽게 분리되며, 전극판에 스케일(Scale)이 생기지 않기 때문에 전류효율이 좋아 에너지 절약 및 폐수처리 효율을 향상시킬 수 있다.Looking at the operation according to the present invention, the new device and method using the electrolytic flotation method to remove the water floating by attaching a suspension or the like to the fine bubbles generated by the electrolysis is high selectivity under mild conditions such as room temperature and atmospheric pressure Wastewater can be treated and in particular the adsorption and destruction of highly difficult to remove toxic organics, such as phenols dissolved in the wastewater, can efficiently decompose and float the reactants and products after the wastewater treatment, ie harmful organics. Since the wastewater treatment agent is easily separated and no scale is generated on the electrode plate, the current efficiency is good, and energy efficiency and wastewater treatment efficiency can be improved.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 폐수처리 장치는 내부에 제1격실(2)과 제2격실(3)을 형성하고 있는 본체(1)과 상기 제1격실(2)와 제2격실(3)을 격리시키며, 부상 고형물을 분리하는데 사용되는 다공성 막(Membrane, 4)와 부상된 고형물을 자동적으로 걷어내어 외부로 배출하기 위한 스키머(Skimmer, 5), 상기 제1격실과 제2격실에 각각 설치된 알루미늄 또는 백금 전극판(6)과 활성탄소의 전극판이나 백금으로 도금된 티타늄의 전극판(7) 및 처리할 폐수가 유입되는 폐수 유입관(8)과 처리수를 배출하기 위한 처리수 출구(9)로 구성된다. 상기한 제1격실 및 제2격실의 전극판(6)은 각 극판이 3쌍을 1조로 배열시키며, 이 때 음극과 양극을 각각 교대로 연결하고 상기 폐수처리 장치의 외부에 별도로 구성된 직류전원 공급기(10)로부터 공급되는 일정전압과 전류를 직류로 흘려주면 양극에서 수산화 이온이 발생하여 다량의 수산화 알루미늄이 생성되고, 반면에 음극에서는 미세한 수소 기체가 생성되어 고형물을 완전 부상시키게 된다.As shown in FIG. 1, the wastewater treatment apparatus of this embodiment includes a main body 1 having the first compartment 2 and a second compartment 3 therein, the first compartment 2, and the second compartment 2. (3) isolating, porous membrane (Membrane) 4 used to separate the floating solids, and a skimmer (5) for automatically removing and injuring the floating solids, the first compartment and the second compartment Aluminum or platinum electrode plate 6 installed in each, electrode plate 7 of activated carbon or platinum plated with platinum, wastewater inflow pipe 8 through which wastewater to be treated and treated water for discharging the treated water It consists of an outlet 9. The electrode plates 6 of the first compartment and the second compartment each have three pairs of pole plates arranged in a pair, and at this time, a DC power supply configured to connect the cathode and the anode alternately and separately configured outside the wastewater treatment apparatus. When a constant voltage and a current supplied from (10) are applied to a direct current, hydroxide ions are generated at the anode to generate a large amount of aluminum hydroxide, while fine hydrogen gas is generated at the cathode to completely float the solids.
이 때의 전극 반응은 다음과 같다.The electrode reaction at this time is as follows.
음극: 2e-+ 2H2O → H2(g)+ 2OH- Cathode: 2e - + 2H 2 O → H 2 (g) + 2OH -
양극: 2H2O → O2(g)+ 4H++ 4e- Anode: 2H 2 O → O 2 ( g) + 4H + + 4e -
즉, 음극으로부터 나온 2개의 전자가 2개의 물분자와 반응하여 1분자의 수소가 부상되고 2개의 수산이온이 생성되어 용액 중에 남거나 양이온인 고형물과 반응하게 되고, 양극에서는 물분자로부터 산소기체와 수소이온이 생성되고, 이 때 발생하는 수소이온은 용액으로부터 고형물과 반응하게 되는 것이다.That is, two electrons from the cathode react with two water molecules, one molecule of hydrogen is floated, and two hydroxide ions are generated to react with solids that remain or remain in the solution. At the anode, oxygen gas and hydrogen are released from the water molecules. Ions are produced, and the generated hydrogen ions react with the solids from the solution.
한편, 전극반응으로 석출하는 물질의 분자수는 반응에 관여한 전자의 수에 의존하며 전자가 음극으로부터 주위의 이온 또는 분자에 이동하고 물에 용해된 이온의 운동에 의해 전류는 액체내로 흘러간다. 따라서, 에멀젼화된 부상물질을 부상시키는데 가장 중요한 조건은 용액내 충분한 기포의 발생 여부와 전극판을 중심으로 얼마나 기포가 균일하게 분포하는가 하는 문제이다. 전극판에서 발생되어 통상 12-30m정도의 크기를 갖는 기포가 불충분하면 고형물의 일부만 부상하게 되어 충분한 폐수처리가 이루어지지 못하며, 또한 전극판에서 다량의 기포가 발생하여도 국부적으로 고형물을 형성하지 못하면 부상 분리 장치의 효율은 오히려 감소된다. 한편, 기존의 전기화학적 산화.환원 반응을 이용한 폐수처리 장치 또는 방법의 경우 통상 음극에서 생성되는 수산화 이온의 양은 양극에서 발생하는 수소 기체의 양보다 상대적으로 크기 때문에 기포의 분포가 균일치 못함과 동시에 이로 인하여 양극판에 스케일이 형성되어 처리 효율을 감소시킨다.On the other hand, the number of molecules of the material precipitated by the electrode reaction depends on the number of electrons involved in the reaction, the electrons move from the cathode to the surrounding ions or molecules, and the current flows into the liquid by the movement of the ions dissolved in water. Therefore, the most important condition for floating the emulsified floating material is the question of whether sufficient bubbles are generated in the solution and how uniformly the bubbles are distributed around the electrode plate. Insufficient bubbles, which are usually generated in the electrode plate, having a size of about 12-30 m, cause only a portion of the solids to rise, and thus insufficient waste water treatment cannot be performed. Also, if a large amount of bubbles are generated in the electrode plate, the solids cannot be formed locally. The efficiency of the flotation separator is rather reduced. Meanwhile, in the conventional wastewater treatment apparatus or method using an electrochemical oxidation / reduction reaction, since the amount of hydroxide ions generated at the cathode is relatively larger than the amount of hydrogen gas generated at the anode, the distribution of bubbles is not uniform. As a result, a scale is formed on the positive electrode plate, thereby reducing processing efficiency.
따라서, 본원의 경우 전기분해를 행하는 전해조(Electrolytic cell)는 양극을 나타내는 알루미늄 극판과 음극을 나타내는 알루미늄 극판을 바람직하게는 4cm 이하의 간격으로 본체(1)에 수직한 방향으로 설치하고 반응제의 강전해질 약품이 없이 기포가 다량으로 발생하도록 넓은 극판을 설치한다. 이 때 외부로부터 일정하게 공급되는 직류 전압은 10∼40kV, 전류는 20A이다. 기포가 부상하여 고형물과 반응하는 속도는 전극판 면적에 비례하므로 전극판 면적 자체를 크게하거나 다공성 전극판을 사용하는 것이 유리하며, 전해조의 전극판 접속 방법은 복극식 전극(Bipolar electrode)을 사용하여 같은 전극판의 한쪽이 음극, 반대쪽이 양극의 2가지 역할을 하게 한다. 이는 단극식 전극에 비해 복극식 전극이 대전압, 소전류 양상이 되어 오옴 손실(Ohmic loss)가 작을 뿐 아니라 종래의 일반적인 전기화학적 폐수처리 방법을 이용한 폐수 처리시 전술한 기포 발생의 불균일성을 극복하기 위함이다. 또한 전원 및 양극 교대 방법은 제2도에 도시된 바와 같이 직류전원공급기(DC power supply, 10)를 이용하여 일정 전압과 전류를 공급하고 타이머(11)와 단자를 연결하여 극판이 교대로 바뀌게 하며 포톤 카운터 모드로 작동시켜 개인용 컴퓨터(12)와 포톤 카운터(Photon counter, 13)등을 연결한 전극변환계(14)를 구성하여 자동처리한다. 따라서, 각 격실내 전해조 속의 폐수흐름이나 청정화할 배출수에 일정 전압, 전류를 통해줌에 따라 상기 화학식에 기술된 바와 같이 수소이온과 수산화 이온의 미세 기포가 생성되어 용액 중에 방출되면 상압하에서 슬러지 플럭, 부유물질, 기름 방울 등은 이 미세 기포에 부착되어 한 덩어리의 플럭 입자로 부상하게 되며, 상기 부유고형물 혼합물이 표면으로 상승하면 스키머(5)로 걷어냄으로써 제1격실(2)내 1차 폐수처리 작업은 완료된다. 이 때, 정화될 산업 폐액 등은 본 장치의 본체(1) 상부에 설치된 폐수 입구(8)로부터 자동 유입되고, 폐수처리된 청정액은 부상분리 장치 하부의 처리수 출구(9)로부터 배출된다. 2차 폐수처리를 위한 제2격실(3)은 제1격실(2)과 분리되며, 양 격실 사이에는 다공성막(4)이 제1도와 같이 설치된다. 상기 다공성막(4)은 반투과성막이나, 세라믹, 다공성인 플라스틱 물질이며 여과 대상 입자의 크기에 의해 선택적으로 장착된다. 한편 상기 제1격실(2)에서 1차 정화처리되어 상기 다공성막(4)을 투과하여 제2격실(3)으로 유입된 폐수는 다시 상온 상압하에서 공지된 COD제를 투여하고 전술한 다공성 활성탄소의 전극판이나 백금으로 도금된 티타늄의 전극판(7)을 사용하여 제2격실(3)내에 다량의 수소이온과 수산화 이온을 발생케하여 전해부상법을 완결시킨다. 이 때 제2격실(3)내 다공질 탄소 전극도 입상 전극과 같이 취급되며, 접촉저항이 큰 활성탄으로 구성된 탄소봉의 전극도 유효전극 표면적을 크게하고 폐수처리의 반응 종류와 속도를 전위와 전류로서 제어할 수 있다. 표 1은 앞에서 기술한 장치 및 방법에 따라 각종 산업 폐수에 대하여 동일한 폐수처리 작업을 반복 수행하여 COD, BOD, SS 제거율을 살펴본 것을 종합적으로 정리하여 나타낸 것이다.Therefore, in the case of the present application, an electrolytic cell (electrolytic cell) that performs electrolysis is provided with an aluminum electrode plate representing the positive electrode and an aluminum electrode plate representing the negative electrode in a direction perpendicular to the main body 1 at intervals of 4 cm or less, preferably with a strong electrolyte of the reactant. Wide electrode plates are installed to create a large amount of bubbles without chemicals. At this time, the DC voltage constantly supplied from the outside is 10 to 40 kV, and the current is 20 A. The rate at which bubbles rise and react with solids is proportional to the electrode plate area, so it is advantageous to increase the electrode plate area itself or to use a porous electrode plate. The electrode plate connection method of the electrolytic cell uses a bipolar electrode. One side of the same electrode plate has a role of the negative electrode, the other side of the positive electrode. This is because the bipolar electrode has a large voltage and a small current in comparison with the monopolar electrode, so that ohmic loss is small and overcomes the above-mentioned nonuniformity of bubble generation in the wastewater treatment using a conventional electrochemical wastewater treatment method. For sake. In addition, as shown in FIG. 2, the power supply and the positive pole alternate method supply a constant voltage and current using a DC power supply 10 and connect the terminals 11 and the terminals to alternately change the pole plates. By operating in the photon counter mode to configure the electrode conversion system (14) connecting the personal computer 12 and the photon counter (Photon counter, 13) and the like automatically processing. Therefore, as the wastewater flow in each compartment of the compartment or the discharged water to be cleaned through a constant voltage and current, fine bubbles of hydrogen ions and hydroxide ions are generated as described in the above formula and released into the solution, and the sludge floc at atmospheric pressure is released. Suspended matter, oil droplets, etc. adhere to the microbubbles and float as flocks of floc particles. When the suspended solids mixture rises to the surface, it is removed by the skimmer 5 to treat the primary wastewater in the first compartment 2. The work is done. At this time, the industrial waste liquid to be purified or the like is automatically introduced from the wastewater inlet 8 installed above the main body 1 of the apparatus, and the wastewater treated clean liquid is discharged from the treated water outlet 9 under the flotation separator. The second compartment 3 for the secondary wastewater treatment is separated from the first compartment 2, and a porous membrane 4 is installed between the two compartments as shown in FIG. 1. The porous membrane 4 is a semi-permeable membrane, ceramic, porous plastic material, and is selectively mounted by the size of the particles to be filtered. On the other hand, the wastewater which is first purified in the first compartment (2), permeated into the porous membrane (4), and introduced into the second compartment (3) is again administered with a known COD agent at room temperature and normal pressure. Electrolytic flotation is completed by generating a large amount of hydrogen ions and hydroxide ions in the second compartment 3 using an electrode plate 7 or an electrode plate 7 of platinum plated with platinum. At this time, the porous carbon electrode in the second compartment 3 is treated like the granular electrode, and the electrode of the carbon rod composed of activated carbon having a large contact resistance also increases the effective electrode surface area and controls the reaction type and speed of wastewater treatment as potential and current. can do. Table 1 shows a comprehensive summary of the COD, BOD, and SS removal rates by repeating the same wastewater treatment operation for various industrial wastewaters according to the apparatus and method described above.
표 1에서 보는 바와 같이 제2격실내 COD 제거율은 평균 96%의 효율을 나타내고 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the COD removal rate in the second compartment represents an average efficiency of 96%.
상기한 바와 같이 본 발명의 전해 분해 방법을 이용한 폐수처리 장치 및 방법은 기포 발생의 불균일성을 극복하고, 전극에 부상하여 석출 응집되는 스케일(Scale)을 자동제거하여 전류효율을 증대시킬 뿐만 아니라 분해 석출시키는 물질의 물리화학적 성질을 이용하여 폐수를 단시간에 다량 처리할 수 있어 환경보호에 크게 기여할 수 있다.As described above, the wastewater treatment apparatus and method using the electrolytic decomposition method of the present invention overcomes the nonuniformity of bubble generation, and automatically removes the scale that precipitates and flocculates on the electrode, thereby increasing the current efficiency as well as decomposition precipitation. By using the physicochemical properties of the material, the wastewater can be treated in a large amount in a short time, which can greatly contribute to environmental protection.
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