KR20000032773A - 수처리에 이용되는 전기 분해 장치와 이를 이용한 수처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 전기 분해 장치는, 망사형 전극판을 적층시키고, 전극판의 전원을 교차적으로 인가하는 구조를 사용하여, 작은 공간에서도 원수와 전극판과의 접촉 면적을 증대시켜서 효율적인 수처리가 가능하도록 하고, 전극판의 극성을 일정 시간 주기로 자동으로 절환시킴에 의하여 전극판에 축적되는 스케일을 제거하여 전극판이 부식되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용하는 수처리 방법에서는, 전기 분해 단계 이전에 응집제를 첨가하여 전해질을 증가시키고 전극에서 발생하는 산화제의 산화력을 증대시켜서 전기 분해에 의한 수처리 효과를 더욱 증대시킨다.

Description

수처리에 이용되는 전기 분해 장치와 이를 이용한 수처리 방법

본 발명은 수처리에 이용되는 전기 분해 장치에 관한 것으로서, 특히 전해질의 양이 적은 폐수 처리에 유용하게 사용될 수 있도록 효율적인 구조를 가지는 전기 분해 장치와 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.

수처리에 적용되는 전기 분해 방식은 전해질이 포함된 원수에 금속 등의 전극을 담그고 전극에 전류를 흘려보내주면, 음극에서의 전해 환원 작용과 양극에서의 산화 환원 작용에 의하여 생성된 산화제, 환원제 및 금속수산화물 등이 폐수 중의 성분과 2차 반응을 일으켜서 금속 이온을 석출시키거나, 각종 유기 및 무기 오염 물질을 분해하거나 불용성 물질로 변환시켜서 응집 처리시킨다.

이러한 전기 분해 방식을 수처리에 적용하기 위하여 사용된 종래의 전기 분해 장치는 전극 표면에 스케일이 발생하여 시간이 경과할수록 효율이 급속도로 저하되고, 심지어는 전극이 부식되어 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 낮은 처리 효율로 인하여 종래의 전기 분해 장치는 전해질의 양이 많은 원수를 처리하는데에만 적용되었고, 전해질의 양이 적은 원수를 처리하는데에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 처리 용량을 크게 하면 전극의 표면과 접촉하는 원수의 양이 작으므로 많은 양의 원수가 전극의 표면과 접촉하도록 하기 위하여 원수를 순환시켜야 하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 처리 효율을 증대시켜서 작은 공간을 차지하면서도, 전해질의 양이 작은 원수에도 적용할 수 있는 전기 분해 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 처리 효율이 증대된 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 의한 전기 분해 장치의 전기분해조를 도시한 것,

도2는 본 발명에 의한 전기 분해 장치의 적층식 전극의 구조,

도3은 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법의 공정도.

* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 적층식 전극 2 : 망사형 전극판

3 : 전극 절환 스위치 4 : 교반기

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 전기 분해 장치는, 복수개의 망사형 전극판이 적층되어 있고, 각 전극판에 직류 전원의 극성이 교차적으로 인가되어, 다른 극성이 인가된 양 전극판 사이에서 전기 분해 반응이 일어나는 적층식 전극판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법은, 전기 분해를 위한 망사형 전극판이 적층되어 있는 적층식 전극판이 장착된 전기 분해조에 응집제를 투여하는 단계, 전기 분해조내의 적층식 전극판 사이의 전기 분해 반응에 의하여 오염 물질이 분해되고 분해된 물질이 슬러지로서 제거되는 단계; 및 상기 단계를 거친 처리수를 응집 침전 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 전기 분해 장치와 이를 이용한 수처리 방법을 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 전기 분해 장치의 전기분해조를 도시한 것이고, 도2는 본 발명에 의한 전기 분해 장치의 적층식 전극의 구조이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전기 분해 장치는 복수개의 망사형 전극판들(2)이 적층된 형태의 전극(1)을 포함하고 있다.

망사형 전극판들(2)은 5 내지 25 V의 직류 전원의 양극과 음극에 교차적으로 각각 연결된다. 전원의 양극과 음극이 교차적으로 연결된 전극판 사이에서 전기 분해 반응이 일어나서 금속성 오염 물질, 유기 및 무기 오염 물질들이 분해된다.

적층식 전극(1)이 장착되는 전기분해조에서는 도1에 도시된 바와 같이, 전기분해조의 하방으로 원수가 유입되고, 전기분해조의 상방으로 처리수가 배출되도록 하여, 원수를 전기분해조내에서 하방에서 상방으로 이동시키는 과정에서 적층식 전극(1)과 접촉하도록 한다. 적층식 전극(1)을 구성하는 망사형 전극판(2)의 망사 구조에 의하여 원수가 전극판을 잘 통과할 수 있다. 원수가 전극판과 접촉하는 면적이 크므로 효과적인 수처리를 수행할 수 있다.

전기분해조내에서 원수의 흐름을 원활하게 하기 위하여 전기분해조의 하방에 교반기(4)를 장착할 수도 있다.

본 발명에 의한 전기 분해 장치는 또한, 시간이 경과함에 따라서 전극판에 스케일이 쌓이므로, 축적된 스케일을 제거하기 위하여 전극판의 극성을 자동으로 전환하기 위한 전극 절환 스위치(3)를 포함한다. 전극판의 극성이 전환되면 이전 극성을 가지는 도중에 수행된 전기 분해 과정에 의하여 전극판 표면에 축적된 스케일을 제거할 수 있다.

본 발명에 의한 전기 분해 장치에 의하여 처리될 수 있는 원수내의 오염 물질들은 주로 전기 분해 반응에 의하여 생성되는 전리 이온에 의하여 처리된다.

전리 이온은 난분해성 COD 유기 물질, 색도 유발 물질을 산화, 환원시키고, 유해 중금속 물질은 콜로이드 및 플록의 제타 전위를 변화시켜서 응집 처리시킨다. 암모니아는 질소 및 수소로 분해시켜서 제거하고 대장균을 포함하는 일반 세균은 전리 이온화된 발생기 산소에 의하여 살균된다.

도3은 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법의 공정도이다.

도3에 도시된 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법의 가장 큰 특징은 응집제를 전기 분해 공정 이전에 투여하는 것이다. 이때 응집제로는 염화제일철 또는 염화제이철이 사용된다. 이러한 응집제는 물에 용해되면 전해질이 되어서 전기를 잘 통하게 할 뿐만 아니라, 응집제의 철 성분은 슬러지를 잘 응집하게 하는 응집 효과가 있고, 염소 성분은 전극에서 발생하는 산화제의 산화력을 더욱 증대시키는 역할을 한다.

본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법을 요약하면, 제1단계의 응집제 투여 후, 제2단계로서 본 발명에 의한 전기 분해 장치가 장착된 전기 분해조에서의 전기 분해 반응에 의하여 오염 물질이 분해되고, 전기 분해조의 하방으로 응집되어 슬러지로서 제거되고, 제3단계로서 전기분해조로부터 배출되는 처리수는 일반적인 응집 침전 단계를 거친다.

본 발명에 의한 수처리 방법의 제3단계에서는 2개 이상의 응집침전조를 사용하는 회분식 공법을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 응집침전조를 2개 이상 두고, 전기분해조와의 연결 부위에 응집침전조 선택 밸브를 장착하여, 2개 이상의 응집침전조 중 하나를 이용하여 응집 침전 단계를 거치고, 먼저 사용된 하나의 응집침전조가 가득 차서 응집 침전이 수행되는 동안, 2개 이상의 응집침전조에 다른 응집침전조를 이용하여 응집 침전을 수행하도록 하여 시간을 절약할 수 있다. 이와 같이 2개 이상의 응집침전조를 이용하는 회분식 공법을 이용하기 위하여, 조 선택 밸브를 자동으로 절환하도록 할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전기 분해 장치는, 망사형 전극판을 적층시키고, 전극판의 전원을 교차적으로 인가하는 구조를 사용하여, 작은 공간에서도 원수와 전극판과의 접촉 면적을 증대시켜서 효율적인 수처리가 가능하도록 하고, 전극판의 극성을 자동으로 절환시킴에 의하여 전극판에 축적되는 스케일을 제거하여 전극판이 부식되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용하는 수처리 방법에서는, 전기 분해 단계 이전에 응집제를 첨가하여 전해질을 증가시키고 전극에서 발생하는 산화제의 산화력을 증대시켜서 전기 분해에 의한 수처리 효과를 더욱 증대시킨다.

Claims (6)

1. 복수개의 망사형 전극판이 적층되어 있고, 각 전극판에 직류 전원의 극성이 교차적으로 인가되어, 다른 극성이 인가된 양 전극판 사이에서 전기 분해 반응이 일어나는 적층식 망사형 전극판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 분해 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 적층식 전극판의 극성을 절환할 수 있는 전극 절환 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 분해 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기한 적층식 전극판의 아래에 교반기를 더 장착하고, 전기 분해 장치내에서의 물의 흐름의 방향을 적층식 전극판의 하방에서 상방으로 하는 것임을 특징으로 하는 전기 분해 장치.
4. 전기 분해를 위한 망사형 전극판이 적층되어 있는 적층식 전극판이 장착된 전기 분해조에 응집제를 투여하는 단계;

   전기 분해조내의 적층식 전극판 사이의 전기 분해 반응에 의하여 오염 물질이 분해되고 분해된 물질이 슬러지로서 제거되는 단계; 및

   상기 단계를 거친 처리수를 응집 침전 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법.
5. 제4항에 있어서,

   전기분해조에 투입되는 상기 응집제는 염화제일철 또는 염화제이철인 것임을 특징으로 하는 전기분해장치를 이용한 수처리 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기한 응집 침전 단계는 2개 이상의 응집침전조를 이용하는 회분식 공법을 이용하는 것임을 특징으로 하는 전기 분해 장치를 이용한 수처리 방법.