KR20010009677A

KR20010009677A - 정전류형 전기 분해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치

Info

Publication number: KR20010009677A
Application number: KR1019990028183A
Authority: KR
Inventors: 우춘호; 황재석
Original assignee: 우춘호; 황재석
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-02-05
Also published as: KR200164110Y1; KR100372554B1

Abstract

본 발명은 정전류형 전기 분해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치에 관한 것으로, 특히 저류조(1), 수개의 전극판(21)을 구비한 반응조(2), 침전조(3), 슬러지 농축조(4), 제어반(6) 및 정류기(5)로 구성된 전기 분해법에 의한 오폐수 처리장치에 있어서, 상기 저류조(1) 및 반응조(2)에는 수위검출센서(15)(23)를 설치하였고, 상기 저류조(1)에는 전기 전도도 검출기(16)를 부가 설치하였으며, 상기 제어반(6)은 ROM(61), 타이머(62), RAM(63), 마이컴(64), 펌프 구동부(65), 제 1 내지 제 3 밸브 구동부(67-69) 및 전압 및 전류 검출부(66)로 구성하고, 상기 정류기(5)내에는 전압 및 전류 변환부(51)(52)와 극성 변환부(PR)(53)를 구성한 장치로써, 본 발명의 특징은 화공약품을 일체 사용하지 않고 순수 전기로만 처리할 수 있고, 또 매우 짧은 시간내에 처리할 수 있어 작은 규모의 반응조를 이용하므로 부지선정에 따른 어려움을 해결할 수 있으며, 모든 처리를 자동화함은 물론 회분(batch)식으로 인공지능화가 가능하므로 오염된 정도에 대하여 스스로 조절해가면서 처리할 수 있고, 또한 발생된 슬러지는 안정된 수산화물 상태이므로 일반 폐기물화하여 위생 매립이 다능하고, 부유성 물질이나 휘발성 물질은 쉽게 분해시켜 반응시 발생하는 거품과 열에 의하여 증발제거시킬 수 있다.

Description

정전류형 전기 분해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치 {Improved apparatus for disposal of sewage, waste water and night soil of livestock by constant-current electrolytic analysis}

본 발명은 정전류형 전기 분해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치에 관한 것으로 더욱 상세히는 오수와 일반 폐수, 일반 분뇨 및 축산분뇨를 액상부식법이나 산화구법 등으로 처리한 후 고도처리를 하는 과정에서 2차 환경오염을 유발시킬 가능성이 있는 등을 화공약품을 일체 사용하지 않고 순수 전기로만 처리할 반능시간이 매우 짧아 작은 규모의 반응조를 이용하므로 부지선정에 따른 어려움을 해결할 수 있으며, 또한 모든 처리를 자동화함은 물론 회분(batch)식으로 인공지능화 되어 있어 발생된 폐수의 오염도에 대하여 스스로 조절해 가면서 처리하는 것이 가능하고, 또 발생된 슬러지는 안정된 수산화물 상태의 일반 폐기물(용출 실험시 중금속 배출 없음)이므로 위생 매립이 가능하며, 부유성 물질이나 휘발성 물질은 쉽게 분해시켜 반응시 발생하는 거품과 열에 의하여 증발제거되도록 발명한 것이다.

우리나라에서는 그 동안 일정규모 이하의 사업장에서는 단순 정화조에 의하여 생활하수를 처리하도록 하고 이 규모 이상에서는 오수 처리시설을 설치할 것을 법으로 정해왔는데(96. 1. 8), 이 법은 배출허용기준이 매우 관대하여 1996년 6월 30일 까지는 기타지역의 경우 1일 처리용량 100㎥ 미만을 방류시 BOD가 100ppm 이하로만 되어 있었으나 1996년 7월 1일 이후는 BOD 80ppm과 부유물질(SS) 80ppm이하로 강화되었다.

그러나 1999년 1월 1일부터는 이제 더욱 강화되어 단독 정화조, 합병정화조, 오수정화시설의 방법에 의해 그 규제 규모를 달리 했다. 즉 건축연면적의 크기로 정화시설의 방식을 달리하여 처리하도록 한 것이며, 배출허용기준도 합병정화조와 오수정화시설 모두 BOD와 SS에서 20ppm이하로 매우 강하게 규정하여 설정하였다.

따라서 이제 계곡 등에서 성업중인 각종 숙박업, 요식업 등에서는 이 배출허용 기준을 준수해야만 할 것이다.

그런데 그 동안 많은 오수처리시설을 예를 들면 접촉산화법, 활성오니법, 회전원판법 등과 같은 생물학적 처리방식과 오존에 의한 고급산화법(AOP)과 같은 화학적인 처리방법 그리고 초음파공정, 분자분해, 원적외선, 전기분해 등과 같은 물리적 처리방법으로 크게 3가지로 구분되어 처리하였다.

이러한 공정 중 오수처리시설의 대부분은 접촉산화방식과 전기분해에 화공약품을 첨가하여 응질을 돕는 이러한 처리공정이 대다수를 차지하고 있는데, 이 중 접촉폭기에 의한 산화방식은 미생물에 의해 처리해야 하는 공정이므로 일반인이 우선 관리가 어렵고 또 보이지 않는 지하구조물 속에서 대부분 반응을 시키는 경우이므로 문을 열면 악취와 벌레 때문에 실제로 관찰도 어려워 더욱 처리효율을 기대하기 어렵고, 설상가상으로 추운 겨울에는 미생물의 활동이 둔화되어 더더욱 처리효율이 떨어져 현재와 같이 법이 강화된 시점에서 20ppm을 유지한다는 것이 매우 어렵게 되었다.

그리고, 국내 특허 제 167123 호에도 개제된 바 있는 전기분해에 화공약품을 추가 주입하여 처리하는 방식 즉, "전기분해법에 의한 폐수처리장치"등은 대부분 철이나 스테인레스 등으로 구성된 전극을 쓰고 있는데, 이들의 경우 처리하여 발생되는 슬러지의 형상이 철일 경우 수산화철로 적갈색을 나타내고, 스테인레스의 경우 스테인레스의 종류에 따라서 다소 차이는 있으나, 스테인레스의 주성분이 12%이상의 크롬과 니켈 등이 중금속으로 구성되어 있는데, 여기서 특히 크롬의 경우 녹청색 수산화크롬이 크롬산으로 산화되면서 흑갈색으로 변화를 일으켜 슬러지의 색이 전체적으로 흑색을 띄게 된다.

그러므로 이들 전극을 이용하여 오수를 처리하는 것은 만일의 경우 슬러지가 넘쳐서 하천으로 흐러 들어가게되면 즉시 하천의 색이 적색이나 흑색으로 착색될 뿐만 아니라 크롬이온이 완전한 침전을 형성하지 못하고 이온상태로 남아 방류되면 문제는 더욱더 복잡해지는 항시 위험성이 내포되어 있는 공법이다.

여기서 중요한 것은 이들 반응조가 모두 정전압 방식으로 일정볼트의 전압을 처음부터 끝까지 가하여 줌으로써 전기분해를 유도하는데, 처리하고자 하는 오수의 성상이 대부분 유기 물질이므로 처음에는 전도성이 없어 전압을 가하여도 전류를 통하지 못하여 처리가 불가능하고, 이후 차츰 시간이 경과됨에 따라 유기물질이 분해를 일으켜며 제거되어 전류가 통하기 시작하면 급속도로 전도도가 커지면서 분해가 일어나서 부가적으로 열을 발생하게 된다.

뿐만 아니라, 이와 같은 처리장치는 연속흐름 방식이어서 미처 완전히 분해가 일어나기 전에, 즉 전류가 통하지도 못하였을 때 침전조로 이송되어 실제로는 화공약품에 의하여 응집침전이 일어나거나 하는 정도로 전기작용에 의한 처리효율은 미약하고, 또 이 경우 일정 전압만을 고정함으로써 일정시간이 지난후 분해가 시작되면 계속 전류가 올라 비효율적인 전력을 소모하는 문제점도 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 일체의 화공약품을 투입하지 않고도 빠른 반응시간내에 원하는 배출허용 기준치이하의 BOD와 SS 뿐만 아니라, 보다 완벽한 COD, T-N,T-P 및 대장균에 대한 데이타를 얻어 낼 수 있는 정전류 전기 전해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 저류조에서 먼저 전기 전도도를 측정하여 이 값에 의하여 처리시간이 설정되면 일정 전류를 유지하기 위하여 회분식 반응조에서 초기에는 상당히 강한 전압이 가해져서 유기물의 분해를 촉진시키고 유기물이 분해되어 전류가 통하기 시작하면 전압이 내려가면서 일정 전류를 유지시키는 정전류 방식을 채택하므로써 달성할 수 있다.

따라서, 유기물이 보다 고효율로 분해가 가능하고, 또 정전압 방식에 비하여 분해에 필요한 전류만 흐르게 되므로 실제 필요한 전력만을 공급할 수 있어 전력비를 절약할 수 있으며, 특히 최근 호수나 강 그리고 바다에 이르기까지 사회문제화 되고 있는 질소 인에 의한 부영화되는 것을 방지할 수 있고, 또 점차 법규가 강화됨에 따라 이제 더 이상 기존의 합병정화조 등으론 한계가 있는 오수나 각종 생물학적 공정으로 처리하여도 더 이상 색도, 질소, 인등이 제거되지 못하는 분뇨나 축산폐수의 고도처리 등에 전혀 화공약품의 투입없이 이용할 수 있으며, 일단 처리시간이 매우 짧으므로 장치가 간단하고 규모가 매우 작아 실내에도 설치가 가능하며, 자동 운전을 실시할 수 있어 소비자가 특별한 관심을 갖지 안아도 스스로 가동되는 등의 장점이 있다.

도 1은 본 발명 장치가 설비된 오폐수 처리장치의 개략적 구성도.

도 2는 본 발명 장치의 상세 블럭 구성도.

도 3은 본 발명 장치에 의해 전극판에 인가 및 흐르는 전압 대 전류가 시간의 경과에 따라 어떻게 변화되는지를 도시한 그래프.

도 4는 본 발명 장치를 통해 각종 오폐수의 처리전 후 오염도 및 처리효율을 나타낸 시험결과 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 저류조 2 : 반응조

3 : 침전조 4 : 슬러지 농축조

4 : 정류기 5 : 제어반

15,23 : 수위검출센서 16 : 전기 전도도 검출기

17 : 세척수 분무기 18 : 세척수 공급밸브

21 : 전극판 51 : 전압 변환부

52 : 전류 변환부 53 : 극성 변환부(PR)

61 : ROM 62 : 타이머

63 : RAM 64 : 마이컴

65 : 펌프 구동부 66 : 전압 및 전류 검출부

67-69 : 제 1 내지 제 3 밸브 구동부

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명 장치가 설비된 오폐수 처리장치의 개략적 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치의 상세 블럭 구성도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 블로워(11)에 의해 공급되는 공기로 오폐수속에 산소를 공급시키는 산기관(12)을 구비하고 처리하고자 하는 오폐수가 유입되는 소정용적의 저류조(1)와; 소정두께 및 면적을 갖는 수개의 전극판(21)이 일정간격(5-10mm)을 두고 설치된 구성을 갖고 오폐수 공급밸브(14)가 열린상태에서 펌프(13)의 작동에 의해 상기 저류조(1)에서 소정용량의 오폐수가 유입되면 이를 전기 분해법을 통해 분해시켜 무독,무취성 가스와 슬러지로 분리시키는 소정용적의 반응조(2)와; 상기 반응조(2)에서 전기 분해되어 플록화된 오폐수가 처리수 배출밸브(22)를 통해 유입되면 이를 침전시켜 처리수는 외부로 방출시키고 슬러지는 슬러지 농축조(4)로 배출시키는 소정용적의 침전조(3)와; 상기 침전조(3)에서 배출되는 슬러지를 농축 처리하는 슬러지 농축조(4)와; 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어반(6)과; 상기 제어반(6)의 출력에 의해 제어를 받으며 상기 반응조(2)내에 설치되어 있는 전극판(21)들에 교류전압을 정류시킨 소정의 직류전압 및 전류를 인가시켜 주는 정류기(5)로 구성된 전기 분해법에 의한 오폐수 처리장치에 있어서,

상기 저류조(1) 및 반응조(2)에 각각 설치되어 해당조에 유입되는 오폐수 량을 전기적인 신호로 검출하는 수위검출센서(15)(23)와, 상기 저류조(1)로 유입된 오폐수의 전기 전도도를 측정하여 제어반(6)내의 마이컴(64)으로 보내주는 전기 전도도 검출기(16)를 부가 설치하고,

상기 제어반(6)은, 소정의 오폐수들에 대한 전기 전도도에 부응하여 시스템 작동 초기에 상기 반응조(2)의 전극판(21)에 얼마의 전압 및 전류를 인가시켜야 전기 분해가 잘 이루어지는지를 미리 산출하여 맵핑화한 데이타와 시스템의 제어에 필요한 프로그램 등이 기억되는 ROM(61)과;

시스템의 제어에 필요한 시간데이타를 제공하는 타이머(62)와;

시스템의 작동 중 각종 데이타를 일시 저장하였다가 마이컴의 요구가 있을시 이를 출력시켜 주는 RAM(63)과;

각 부로 부터 소정의 데이타을 입력받아 소정의 프로그램을 통해 시스템의 전반적인 제어기능을 수행함과 동시에 시스템 작동 초기에는 전기 전도도 검출기(16)를 통해 저류조(1)로 유입된 오폐수의 전기 전도도를 측정하여 반응조(2)의 전극판(21)에 공급할 초기 전압 및 전류를 포함하여 반응시간 등을 ROM(61) 데이타에 근거하여 산출한 후 해당 제어신호를 전압 변환부(51)와 전류 변환부(52)로 출력하고, 시스템의 작동중에는 전압 및 전류 검출부(66)를 통해 전극판(21) 사이의 전압 및 전류를 계속 인지하여 전기 분해 정도를 인식함과 동시에 그 정도에 따라 전극판(21)에 가해지는 전압을 조정하여 전류를 일정위치까지 높여주는 방향으로 자동 조정하다가 전기 분해가 어느정도 이루어져 소정 전류치에 도달되면 그때 부터 전압을 낮추어가면서 더 이상 전류가 못하도록 하여 전류를 일정하게 유지시키기 위한 제어신호를 전압 변환부(51)와 전류 변환부(52)로 발생하는 마이컴(64)과;

상기 마이컴(64)의 제어를 받아 상기 저류조(1)와 반응조(2) 사이에 설치된 펌프(13)를 선택적으로 작동시키는 펌프 구동부(65)와;

상기 마이컴(64)의 제어를 받아 오폐수 공급밸브(14)와 처리수 배출밸브(22)를 선택적으로 작동시키는 제 1 및 제 2 밸브 구동부(67,68)와;

상기 반응조(2)에 설치된 전극판(21) 사이의 전압 및 전류를 인지하여 마이컴(64)으로 출력시켜 주는 전압 및 전류 검출부(66)로 구성하고,

상기 정류기(5)내에는 직류전압으로 정류 전압을 마이컴(64)의 출력신호에 부응하여 변화시켜 주는 전압 변환부(51)와; 상기 전압 변환부(51)를 통해 출력되어 전극판(21)에 흐르는 전류를 상기 마이컴(64)의 제어를 받아 일정전류로 변화시켜 주는 전류 변환부(52)와; 상기 마이컴(64)에서 소정시간 마다 출력되는 제어신호가 있을시 마다 상기 전극판(21)에 인가되는 전압의 극성을 전환시켜 전극판에 달라붙는 슬러지가 자동으로 떨어지도록 하는 극성 변환부(53)를 구비시켜서 된 것을 기본적인 특징으로 한다.

이때, 상기 전극판(21)은 알루미늄(Al)판으로 설치하여 전기 분해 과정 중 전극판 자체에서 중금속 용출수이 발생되지 않도록 하고, 또 많은 전극판(21)에 전력을 공급하기 위하여 정류기(5)의 출력단자와 상기 전극판(21)은 부스바를 통해 연결한다.

또한, 상기 반응조(2)의 상부에는 수개의 고압노즐(171)을 구비한 세척수 분무기(17)를 부가 설치하여 반응조(2)내에 물을 강하게 분사시켜 자동 세척을 수행할 수 있도록 하되, 상기 세척수 분무기(17)와 연결된 원수관에는 세척수 공급밸브(18)를 설치하고, 제어반(6)내에는 마이컴(64)의 제어를 받아 상기 세척수 공급밸브(18)를 선택적으로 작동시키는 제 3 밸브 구동부(69)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 도 3은 본 발명 장치에 의해 전극판에 인가 및 흐르는 전압 대 전류가 시간의 경과에 따라 어떻게 변화되는지를 도시한 그래프를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 장치를 통해 각종 오폐수의 처리전 후 오염도 및 처리효율을 나타낸 시험결과 도표이다.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치가 구비된 오폐수 처리장치의 운영에 앞서, 처리해야할 오폐수의 종류나 유기물의 농도 등에 따르는 전기 전도도 대비한 전압 및 전류값을 여러 각도로 분석한 상태에서 정확히 산출하여 소정의 데이터로 만든 다음 이들을 맵핑화하여 ROM(61)에 저장해야만, 시스템을 작동하기에 앞서 상기 제어반(6)내의 마이컴(64)이 전기 전도도 검출기(16)를 통해 저류조(1)로 유입된 오폐수의 전기 전도도를 검출하여 반응조(2)의 전극판(21)에 공급할 초기 전압 및 전류를 이 데이타에 근거하여 정확히 산출한 후 전압 변환부(51)로 제어신호를 정확히 출력할 수 있다.

이와같이 ROM(61)내에 전기 전도도 : 전압 : 전류에 따르는 소정데이터 및 시스템 운영 프로그램이 저장되어 있으며, 본 발명 장치가 구비된 시스템 전체에 전원을 공급하고 자동모드를 선택하면, 상기 제어반(6)내의 마이컴(64)에서는 저류조(1)에 설치된 수위검출센서(15)를 통해 저류조의 유량이 일정수위 이상인지를 검출하여 일정수위 이상이면, 전기 전도도 검출기(16)를 통해 저류조(1)내 오폐수의 전기 전도도(electro conductivity)를 측정하여 ROM(61) 데이타와 비교한 후 반응시간과 전극판(21)에 인가시킬 초기 전압 및 전류를 산출하여 이를 인식한다.

이어서, 상기 마이컴(64)은 바로 펌프 구동부(65)와 제 1 밸브 구동부(67)에 구동신호를 출력시켜 저류조(1)내의 오폐수가 반응조(2)로 펌핑되도록 하는데, 이와같이 오폐수가 반응조(2)로 공급되는 도중 수위검출센서(23)를 통해 일정 량이 공급되었는지를 계속 감지하여 일정 량이 되면 상기 펌프(13)의 구동을 차단함과 동시에 오폐수 공급밸브(14)를 닫아 오폐수의 유입을 차단하게 된다.

이후, 상기 마이컴(64)은 반응조(2)내에 일정간격(5-10mm)을 두고 설치된 일루미늄 전극판(21)에 상기에서 오폐수의 전기 전도도에 의거하여 산출한 소정전압을 공급하기 위해 전압 변환부(51)에 제어신호를 타이머(62)의 제어를 받으며 일정전류가 될 때 까지 인가시기다가 일정전류가 되면 전압을 조정하여 일정전류가 유지되도록 하는 것을 일정 반응시간 동안 출력하게 된다.

즉, 오폐수가 반응조(2)로 공급된 초기에는 오폐수 자체의 전기 전도도가 매우 낮은 상태이므로 상기 반응조(2)내의 같이 전극판(21)에 상기에서 산출한 전압 즉, 높은 전압을 인가시켜 많은 전류가 흐르도록 유도시키고(물론, 초기에는 전기 전도도가 낮은 상태이므로 전류 자체는 매우 낮게 흐름), 시간이 경과되므로 인해 전기 분해속도가 빨라져 상기 전압 및 전류 검출부(66)를 통해 검출한 결과 전극판(21) 사이에 흐르는 전류의 흐름이 차츰 높아지면 그에 부응하여 전압은 낮추어 주되, 전극판 사이의 전류가 일정전류 이상에 도달하여 급격히 상승되려고 하면 그 상태(즉, 일정전류)가 유지되도록 전압 및 전류 변환부(51)(52)를 각각 제어하는 동작을 일정 반응시간 동안 지속하게 된다.

한편, 상기와 같이 일정 반응시간 동안 전극판(21)들 사이에 소정 전압 및 전류를 계속해서 인가 및 흘려주게 되면, "-" 전극판에 슬러지들이 달라붙어 고형화되어 전류흐름에 방해가 될 우려가 있으므로, 상기 마이컴(64)은 타이머(62)의 지원을 받아 일정시간 간격으로 극성 변환부(53)에 제어신호인 극성 전환신호를 출력도록 하였다.

따라서, 상기 전극판(21)에 인가되는 전압의 극성이 상기 마이컴(64)에서 소정시간 마다 출력되는 제어신호에 의해 일정시간 마다 바뀌게 되므로 이전에 "-" 전압을 공급받음으로 인해 달라붙었던 슬러지가 소정시간 후에는 "+" 전압을 공급받으므로 다시 떨어지는 동작이 반복되므로 전극판(21)의 표면에 슬러지가 달라붙는 것 자체를 방지할 수 있다.

이때, 상기 전극판(21)의 재질로는 알루미늄 판을 선택하여 설치하므로써, 오폐수의 전기 분해시 Al → Al³⁺+ 3e^-로 이온화되고, 또 이와같이 이온화된 Al³⁺는 물의 전해에 의해 생성되는 OH^-와 결합하여 Al³⁺+ 3OH^-→ Al(OH)₃가 되면서 강력한 응집의 핵으로 작용하게 되므로 미립자가 용해된 부분까지 흡착 제거하게 되며, 또 이때 발생된 전자는 유기물의 П-bond와 결합하여 유기물질을 분해하는 작용을 하게 된다.

한편, 상기와 같이 오폐수의 전기 분해가 정해진 반응시간 동안 이루어지면 상기 마이컴(64)은 정류기(5)의 구동을 차단시켜 전극판(21)으로 공급되는 전력을 차단하고, 처리수 배출밸브(22)가 열리도록 제 2 밸브 구동부(68)에 소정의 출력신호를 발생시키게 되므로, 무기물질로 분해되어 엉김이 시작되는 처리수가 사이펀의 원리에 의해 침전조(3)로 이송되도록 한다.

이와같이 반응조(2)내의 처리수를 침전조(3)로 배출시키는 동안 상기 마이컴(64)은 수위검출센서(23)를 통해 수위를 검출하여 하한치가 검출되면, 제 3 밸브 구동부(69)에 소정의 출력신호를 발생시켜 세척수 공급밸브(18)가 열리도록 하므로써, 깨끗한 세척수가 상기 반응조(2)의 상부에 설치된 세척수 분무기(17)의 고압노즐(171)들을 통해 소정시간동안 강하게 분사되므로 반응조(2)내부는 물론이거니와 전극판(21) 사이에 붙어 있는 약간의 슬러지까지 세척시킨다.

이후, 상기 마이컴(64)은 세척수 공급밸브(18)와 처리수 배출밸브(22)를 순차적으로 닫은 다음, 오폐수 공급밸브(14)를 열고 펌프(13)를 작동시켜 저류조(1)내의 오폐수를 일정 량 만큼 반응조(2)로 유입시켜 주는 작동을 통해 1 싸이클의 폐수처리 작동을 완성시키게 되는데, 이후에는 전술한 과정을 저류조의 오폐수 수위가 하한치에 도달할 때 까지 반복하게 된다.

한편, 침전조(3)로 유입된 처리수는 0.5∼1시간이면 모두 엉김(agglomeration)현상 에 의해 독립침강이 일어나고, 상등액은 COD meter에 의해 기준치 이하인지 감지한 후 유출수로 배출하거나 저류 했다가 공정수로 쓰여지며, 슬러지는 어느정도 차여졌을시 도시 생략한 슬러지 이송펌프에 의하여 슬러지 농축조(4)로 이송된 후 50∼70일간 체류되면서 슬러지가 압축(압밀침전)되어 물이 웨어 밖으로 나오게 되는데 이 물은 저류조(1)측으로 다시 반송되고, 최종 침전물은 규모가 크면 필터 프레스로 고액 분리시키고 아니면 액비나 매립에 의해 저리한다.

이와같은 공정 중에 어떤 예기치 못한 이유로 펌프나 밸브 등에 이상이 발생되면 당시 반응조(2)내의 오폐수까지만 처리하고, 침전조(3)로 이송되면서 정지되고, 만일 전기누전 등과 같은 비상사태가 발생된 경우에는 메인 전원이 차단되어 어떤 밸브와 펌프도 작동되지 않도록 설계하여 비정상적으로 특정 펌프만 작동하여 넘치거나 하는 문제점이 발생되지 않도록 하였다.

또한, 본 발명 장치를 이용하여 각종 오폐수의 처리전 후 오염도 및 처리효율을 시험한 결과 도 4와 같은 수치를 얻을 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정전류 방식에 의한 전기 분해법을 이용하므로써 화공약품을 일체 사용하지 않고 순수 전기로만 처리할 수 있어 2차 오염을 막을 수 있고, 또 매우 짧은 시간에 처리할 수 있어 작은 규모의 반응조를 이용하므로 부지선정에 따른 어려움을 해결할 수 있으며, 모든 처리를 자동화함은 물론 연속식으로 인공지능화하므로써 발생된 물량의 오염도에 대하여 스스로 조절해가면서 처리할 수 있고, 또한 발생된 슬러지는 안정된 수산화물 상태이므로 일반 폐기물이라서 위생 매립이 가능하며, 부유성 물질이나 휘발성 물질은 쉽게 분해하여 반응시 발생하는 거품과 열에 의하여 쉽게 증발제거시킬 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

오폐수가 유입되는 소정용적의 저류조(1)와; 수개의 전극판(21)이 일정간격(5-10mm)을 두고 설치된 구성을 갖고 오폐수 공급밸브(14)가 열린상태에서 펌프(13)의 작동에 의해 상기 저류조(1)에서 일정용량의 오폐수가 유입되면 이를 전기 분해법을 통해 분해시켜 무독,무취성 가스와 슬러지로 분리시키는 소정용적의 반응조(2)와; 상기 반응조(2)에서 전기 분해되어 플록화된 오폐수가 처리수 배출밸브(22)를 통해 유입되면 이를 응집 침전시켜 처리수는 외부로 방출시키고 침강된 슬러지는 슬러지 농축조(4)로 배출시키는 소정용적의 침전조(3)와; 상기 침전조(3)에서 배출되는 슬러지를 농축 처리하는 슬러지 농축조(4)와; 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어반(6)과; 상기 제어반(6)의 출력에 의해 제어를 받으며 상기 반응조(2)내에 설치되어 있는 전극판(21)들에 교류전압을 정류시킨 소정의 직류전압 및 전류를 인가시켜 주는 정류기(5)로 구성된 전기 분해법에 의한 오폐수 처리장치에 있어서,

상기 저류조(1) 및 반응조(2)에 각각 설치되어 해당조에 유입되는 오폐수 량을 전기적인 신호로 검출하는 수위검출센서(15)(23)와, 상기 저류조(1)로 유입된 오폐수의 전기 전도도를 검출하여 제어반(6)내의 마이컴(64)으로 보내주는 전기 전도도 검출기(16)를 부가 설치하고,

상기 제어반(6)은, 소정의 오폐수들에 대한 전기 전도도에 부응하여 시스템 작동 초기에 상기 반응조(2)의 전극판(21)에 얼마의 전압 및 전류를 인가 및 흘려주어야 전기 분해가 잘이루어지는지를 미리 산출하여 맵핑화한 데이타와 시스템의 제어에 필요한 프로그램 등이 기억되는 ROM(61)과; 시스템의 제어에 필요한 시간데이타를 제공하는 타이머(62)와; 시스템의 작동중 각종 데이타를 일시저장하였다가 마이컴의 요구가 있을시 이를 출력시켜 주는 RAM(63)과; 각 부로 부터 소정의 데이타을 입력받아 소정의 프로그램을 통해 시스템의 전반적인 제어기능을 수행함과 동시에 시스템 작동 초기에는 전기 전도도 검출기(16)를 통해 저류조(1)로 유입된 오폐수의 전기 전도도를 측정하여 반응조(2)의 전극판(21)에 공급할 초기 전압 및 전류를 포함하여 반응시간 등을 ROM(61) 데이타에 근거하여 산출한 후 해당 제어신호를 전압 변환부(51)로 출력하고, 시스템의 작동중에는 전압 및 전류 검출부(66)를 통해 전극판(21) 사이의 전압 및 전류를 계속 감지하여 전기 분해정도를 인식함과 동시에 그 정도에 따라 전극판(21)에 가해지는 초기 고전압으로 전류를 일정 한도까지 높여주는 방향으로 조정시키다가 전기 분해가 어느정도 이루어져 일정 전류치에 도달되면 그때 부터 전류를 일정하게 유지시키기 위한 제어신호를 전압 변환부(51)와 전류 변환부(52)로 발생하는 마이컴(64)과; 상기 마이컴(64)의 제어를 받아 상기 저류조(1)와 반응조(2) 사이에 설치된 펌프(13)를 선택적으로 작동시키는 펌프 구동부(65)와; 상기 마이컴(64)의 제어를 받아 오폐수 공급밸브(14)와 처리수 배출밸브(22)를 선택적으로 작동시키는 제 1 및 제 2 밸브 구동부(67,68)와; 상기 반응조(2)에 설치된 전극판(21) 사이의 전압 및 전류를 인지하여 마이컴(64)으로 출력시켜 주는 전압 및 전류 검출부(66)로 구성하며,

상기 정류기(5)내에는 직류전압으로 정류된 전압을 마이컴(64)의 출력신호에 부응하여 변화시켜 주는 전압 변환부(51)와; 상기 전압 변환부(51)를 통해 출력되어 전극판(21)에 흐르는 전류를 상기 마이컴(64)의 제어를 받아 일정전류로 변화시켜 주는 전류 변환부(52)와; 상기 마이컴(64)에서 일정시간 마다 출력되는 제어신호가 있을시 마다 상기 전극판(21)에 인가되는 전압의 극성을 전환시켜 전극판에 달라붙는 슬러지가 자동으로 떨어지도록 하는 극성 변환부(53)를 구비시켜서 된 것을 특징으로 하는 정전류형 전기 분해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치.
청구항 1에 있어서, 상기 전극판(21)의 재질은 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 정전류형 전기 분해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치.
청구항 1에 있어서, 상기 반응조(2)의 상부에는 수개의 고압노즐(171)을 구비한 세척수 분무기(17)를 부가 설치하고, 상기 세척수 분무기(17)와 연결된 원수관에는 세척수 공급밸브(18)를 설치하되, 상기 제어반(6)내에는 마이컴(64)의 제어를 받아 상기 세척수 공급밸브(18)를 선택적으로 작동시키는 제 3 밸브 구동부(69)를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 정전류형 전기 분해법에 의한 오,폐수 처리와 분뇨 및 축산분뇨의 고도처리장치.