KR20000005194U

KR20000005194U - 전기분해식 폐수정화장치

Info

Publication number: KR20000005194U
Application number: KR2019980015927U
Authority: KR
Inventors: 이광호
Original assignee: 이광호
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-25

Abstract

본 고안은 전기분해식 폐수정화장치에 관한 것으로, 전해조(4)에서 양극(8)과 음극(20)으로 된 촉매전극에 의하여 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)를 정화시키는 장치에 있어서 상기 양극(8)에는 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)을 1 : 1 : 1의 비율로 설치하고 상기 음극(20)에는 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)을 1 : 1의 비율로 설치한 것으로서, 촉매전극의 내구성을 향상시키고 폐수처리능력을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

전기분해식 폐수정화장치

본 고안은 전기분해식 폐수정화장치에 관한 것으로, 특히 전해조의 음극을 알루미늄(Al)과 스테인레스강(SUS)으로 구성하고, 양극을 탄소(Carbon), 산화납(PbO₂) 그리고 철(Fe)로 구성함으로써 제작비용이 저렴하고 폐수처리능력이 우수한 전기분해식 폐수정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 연소 차아염소산은 염소 과전압이 산소과전압에 비하여 낮은 전극을 염소이온이 존재하는 용액속에 넣고 외부에서 전류를 발생시킴으로써 얻을 수 있는데, 상기와 같은 염소, 차아염소산(HClO)이온은 무기물질인 중금속 등과 반응하여 침전하거나 유기물질을 파괴시키는 작용을 하고, 차아염소산은 산화, 탈색, 살균작용을 한다.

상기와 같은 염소, 하이포 아 염소산 이온 그리고 차아염소산을 발생시키는 장치를 도 1을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

염화나트륨(NaCl)을 첨가한 폐수(56)가 들어있는 전해조(54)의 내측에는 촉매전극이 설치되는데, 상기 촉매전극은 양극(58)이 탄소(Carbon )로 구성되고 음극(60)이 알루미늄(Al)으로 구성된다.

그리고 상기 양극(58)과 음극(60)의 극간 거리는 20∼30mm를 유지시키고, 전극(58,60)의 표면적 1㎠당 0.1A의 전류를 흐르도록 한다.

또한 상기 염화나트륨을 첨가한 폐수(56)는 폐수 1ℓ당 공업용 염화나트륨 5ｇ을 혼합하고, 전류효율을 향상시키기 위하여 계면활성제를 첨가하며 폐수(56)의 온도를 90℃이상으로 유지시킨다.

상기와 같이 구성된 종래의 전기분해식 폐수정화장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 탄소로 이루어진 양극(58)에서의 반응을 보면 다음과 같다.

2Cl^-→ Cl₂+ 2e^-

4OH^-→ O₂+ 2H₂O + 4e^-

다음으로 알루미늄으로 이루어진 음극(60)에서의 반응을 보면 다음과 같다.

2H₂O + 2Na⁺→ 2NaOH + H₂

상기와 같이 양극(58)에서 산소의 활성화가 진행될 때, 유리된 염소는 음극(60)에서 생성되는 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 차아염소산(HOCl)을 생성한다.

즉, Cl₂+ NaOH → HOCl + NaCl

상기와 같이 탄소로 이루어진 양극(58)과 알루미늄으로 이루어진 음극(60)에서의 반응에 의하여 발생한 차아염소산(HOCH)의 강력한 산화력에 의하여 염화나트륨을 첨가한 폐수(56)를 정화시킨다.

그런데 상기와 같은 종래의 전기분해식 폐수정화장치의 촉매전극의 양극(58)으로 사용되는 탄소는 저렴하여 많이 사용되지만, 소모성이며 전류효율을 높이기 위하여 계면활성제 등의 첨가물이 필요하고 염화나트륨을 첨가한 폐수(56)의 온도를 90℃이상으로 유지해야 하며 염소발생 효율이 50% 이하에 불과하여 폐수처리에 적합하지 않은 결점이 있었다.

또한 종래의 촉매전극의 음극(60)으로 사용되는 알루미늄은 염화나트륨을 첨가한 폐수(56)에서 부식되는 결점이 있었다.

한편 백금도금 티타늄 전극과 같은 촉매전극을 구비한 전기분해식 폐수정화장치를 제공하여 상기와 같은 결점을 해소할 수 있지만 그 제작비용이 고가인 결점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 결점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 전해조의 음극을 알루미늄(Al)과 스테인레스강(SUS)으로 구성하고, 양극을 탄소(Carbon), 산화납(PbO₂) 그리고 철(Fe)로 구성함으로써 제작비용이 저렴하고 페수처리능력이 우수한 전기분해식 폐수정화장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 전해조에서 양극과 음극으로 된 촉매전극에 의하여 염화나트륨을 첨가한 폐수를 정화시키는 장치에 있어서, 상기 양극에는 탄소, 산화납 그리고 철을 1 : 1 : 1의 비율로 설치하고, 상기 음극에는 알루미늄과 스테인레스강을 1 : 1의 비율로 설치한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 전기분해식 폐수정화장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 전기분해식 폐수정화장치를 도시한 도면이고,

도 2는 본 고안에 의한 전기분해식 폐수정화장치를 도시한 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

4 : 전해조 6 : 염화나트륨을 첨가한 폐수

8 : 양극 10 : 탄소(Carbon)

12 : 산화납(PbO₂) 14 : 철(Fe)

20 : 음극 22 : 알루미늄(Al)

24 : 스테인레스강(SUS)

도 2는 본 고안에 전기분해식 폐수정화장치를 도시한 도면으로서, 본 고안은 폐수를 정화시키는 전해조(4)에 설치되는 촉매전극의 양극(8)을 탄소(Carbon ; 10), 산화납(PbO₂; 12) 그리고 철(Fe ; 14)로 구성하고, 음극(20)을 알루미늄(Al ; 22)과 스테인레스강(SUS ; 24)으로 구성하여 폐수처리능력과 전해조(4)의 촉매전극의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 것에 그 특징이 있다.

상기와 같은 특징을 가지는 본 고안에 의한 전기분해식 폐수정화장치를 도 2를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

염화나트륨(NaCl)을 첨가한 폐수(6)가 들어있는 전해조(4)의 내측에는 촉매전극이 설치되는데, 상기 촉매전극은 전해조(4)에 양극(8)과 음극(20)을 설치하고 상기 양극(8)에는 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)을 설치하고, 상기 음극(20)에는 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)을 설치한다.

그리고 상기 촉매전극의 양극(8)에 설치되는 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)을 1 : 1 : 1의 비율로 설치하고, 상기 촉매전극의 음극(20)에 설치되는 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)을 1 : 1의 비율로 설치한다.

도 2에는 일실시예로서 양극(8)에 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)을 2개씩 설치하고, 음극(20)에는 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)을 2개씩 설치한 것이 도시되어 있다.

그리고 상기 양극(8)과 음극(20)의 거리는 20∼30mm를 유지시키고, 표면적 1㎠당 0.1A의 전류를 흐르도록 한다.

또한 상기 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)는 폐수 1ℓ당 공업용 염화나트륨 5ｇ을 혼합하고, 전해온도는 15℃∼20℃로 하여 처리하는게 바람직하며 온도가 상승되면 그 처리효율이 더욱 좋아진다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 전기분해식 폐수정화장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)로 구성된 양극(8)에서 일어나는 반응을 설명하면 다음과 같다.

2Cl^-→ Cl₂+ 2e^-

4OH^-→ O₂+ 2H₂O + 4e^-

다음으로 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)으로 이루어진 음극(20)에서의 반응을 보면 다음과 같다.

2H₂O + 2Na⁺→ 2NaOH + H₂

상기와 같이 양극(8)에서 산소의 활성화가 진행될 때, 유리된 염소는 음극(20)에서 생성되는 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 차아염소산(HOCl)을 생성한다.

즉, Cl₂+ NaOH → HOCl + NaCl

상기와 같이 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)로 이루어진 양극(8)과 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)으로 이루어진 음극(20)에서의 반응에 의하여 발생한 차아염소산(HOCl)의 강력한 산화력에 의하여 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)를 정화시킨다.

그리고 양극(8)이 탄소(10)뿐만 아니라 산화납(12) 그리고 철(14)로 구성됨으로써 탄소(10)가 소모되더라도 산화납(12)과 철(14)에 의하여 상기 양극(8) 반응을 계속된다.

또한 음극(20)이 알루미늄(22)만이 아닌 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)으로 구성됨으로써 알루미늄(22)이 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)에서 부식되더라도 부식이 일어나지 않는 스테인레스강(24)에 의하여 상기 음극(20) 반응이 계속된다.

이와 같이, 본 고안에 의한 전기분해식 폐수정화장치는 촉매전극의 양극(8)을 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)로 구성함으로써 종래와 같이 탄소(10)가 소모되더라도 산화납(12)과 철(14)에 의하여 양극(8) 반응을 계속할 수 있도록 하고 종래와 같이 전류효율을 높이기 위하여 계면활성제 등을 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)에 첨가할 필요가 없으며 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)의 온도를 90℃이상으로 유지하지 않아도 되고, 촉매전극의 음극(20)을 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)으로 구성함으로써 종래와 같이 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)내에서 알루미늄(22)이 부식되더라도 스테인레스강(24)에 의하여 음극(20) 반응을 계속할 수 있도록 함으로써 촉매전극의 내구성을 향상시키고 폐수처리능력을 향상시키며 또한 그 구성물질이 저렴하여 제작비용을 절감하는 효과가 있다.

Claims

전해조(4)에서 양극(8)과 음극(20)으로 된 촉매전극에 의하여 염화나트륨을 첨가한 폐수(6)를 정화시키는 장치에 있어서,

상기 양극(8)에는 탄소(10), 산화납(12) 그리고 철(14)을 1 : 1 : 1의 비율로 설치하고,

상기 음극(20)에는 알루미늄(22)과 스테인레스강(24)을 1 : 1의 비율로 설치한 것을 특징으로 하는 전기분해식 폐수정화장치.