KR20010098763A - 폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

처리조(處理槽)를 저렴하게 밀폐구조(密閉構造)로 제작할 수 있도록 한 폐수처리장치를 제공한다. 거의 밀폐된 중공으로 형성된 제 1 전극(11)내에 제 2 전극(12)을 소정의 간격을 두어 수용하여 제 2 전극을 절연재를 사이에 끼워 제 1 전극에 지지하여 폐수 처리조(廢水處理槽)(10)를 구성하여 제 1 전극과 제 2 전극과의 사이에 처리해야 할 폐수를 유통시킨다.

상기 제 1 전극은 통형, 바람직하게는 원통형으로 하고, 제 2 전극은 통형 또는 막대형, 바람직하게는 원통형 또는 단면원형의 막대형으로 하는 것이 좋다.

Description

폐수 처리장치{A wastewater disposal plant}

본 발명은 폐수 처리장치에 관한 것으로, 특히 처리조에 밀폐 구조를 채용할수 있고, 더구나 저렴한 가격으로 제작할 수 있는 폐수 처리장치에 관한 것이다.

생활폐수나 산업폐수 등을 처리할 경우, 미생물을 사용하는 생물처리법과, 전기 에너지를 사용하는 전해법(電解法)이 일반적으로 채용되어 있다.

후자의 전해법은 폐수에 전기 에너지를 주는 것에 의해 전극면과 폐수의 접촉면에 생기는 반응이나 석출물질과 폐수중의 성분과의 사이에 생기는 흡착반응, 구체적으로는 전기분해, 전기석출, 전해산화, 전해환원, 전해중화, 이온교환 등의 전기반응을 이용하여 폐수의 고분자 무기물이나 고분자 유기물을 저분자화하여, BOD나 COD를 저하시키는 방법이며 에너지원으로서의 전원을 필요로 하는 전자의 생물 처리방법에 비하여 유지보수가 용이한 이점이 있다.

종래, 이러한 전해법으로서는 평탄한 복수의 양극판과 음극판을 처리조 내에 적절한 간격으로 교차로 배치한 방식이 널리 채용되었다. (예, 일본특개소 55-127189호, 일본특개평 06-296805호, 일본특개평 06-304406호 등 참조).

그러나 종래 방식으로서는 폐수 중에 염소계 성분 등이 포함되어 있으면 염소가스 등 유해한 가스가 생성하여 주위를 오염하는 것뿐만 아니라, 통전 케이블을 접속하는 전극의 단자가 부식되기 쉽다는 문제점이 있었다.

이것에 대하여 처리조를 밀폐 구조로 하여 염소가스를 폐수 중에 녹여 집어넣는 방법이 제안되어 있지만, 처리조에 내압용기를 채용해야 할 필요가 있고, 제작비가 고가를 초래할 뿐만 아니라 전극단자의 처리조까지의 지지 구조가 복잡하고 설비의 정비가 상당히 번잡해지는 등의 단점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 처리조에 밀폐 구조를 채용할 수 있고, 더구나 저렴한 가격으로 제작할 수 있도록 한 폐수 처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐수 처리장치는 폐수에 전기 에너지를 주어 처리를 하는 폐수 처리장치에 있어서,

거의 밀폐된 중공형상의 제 1 전극 내에 제 2 전극을 소정의 빈틈을 두어 수용함과 동시에 해당 제 2 전극을 상기 제 1 전극에 대하여 절연재를 사이에 세워 지지하여 구성되는 폐수 처리조와,

상기 폐수 처리조의 제 1 및 제 2 전극의 사이에 전류를 통전하는 통전 수단과,

상기의 상기 폐수 처리조에 마련된 상기 제 1 전극과 제 2 전극과의 사이에 처리해야 할 폐수를 유입시키는 폐수 유입구와,

상기의 상기 폐수 처리조에 마련된 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이로 처리된 폐수를 배출하는 처리완료 폐수 배출구와,

상기의 폐수 유입구에 접속된 폐수 공급통로와,

상기의 해당 폐수 공급통로에 폐수를 가압하여 공급하는 가압 수단과,

상기 처리완료 폐수 배출구에 접속된 배출통로를 갖춘 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징의 하나는 제 1 전극을 거의 밀폐한 중공형상으로 만들어, 제 1 전극 안에 제 2 전극을 삽입하여 폐수 처리조를 구성하도록 한 점에 있다.

이렇게 함으로 수중에 염소계 성분 등이 포함되어 있는 경우에도 생성한 염소가스 등의 유해한 가스가 그대로 환경에 방출되는 염려도 없고, 또한 전극의 접속단자가 부식되는 일도 없게 된다.

또한, 폐수 처리조 자체를 전극으로 하고 있기 때문에 처리조에 내압 용기를 채용하는 경우와 같이 제작원가가 높아질 일이 없고, 제 2 전극을 제 1 전극에 대하여 절연재를 사이에 세워 접속하면 좋기 때문에, 전극의 지지구조도 간단히 되어 설비비를 대폭 줄일 수 있게 된다.

또한, 폐수에 압력을 가하여 생성가스를 폐수 속으로 녹여 넣게 하도록 하고 있기 때문에 가스와 폐수의 접촉이 용이하다. 이 경우, 폐수에 가해지는 압력은 소정 압력을 일정하게 제어하도록 하는 것이 좋지만, 압력을 변동시킬 수도 있다.

그러나, 폐수를 항상 압력을 가하면 폐수 중에 산소 이외의 가스도 용해하여 거의 포화상태로 되어 반응효율이 저하한다. 산소 이외의 가스가 폐수 중에 존재하면 산소와 처리 물질과의 반응이 악화될 우려가 있게 된다.

그러므로 폐수에 가하는 압력을 일정 시간마다 또는 간헐적으로 변동시켜 일단 상압(常壓)으로 되돌리면 폐수에 용해되어 있는 가스가 기화하여 외부에 배기되고 새로 발생한 산소 등으로 폐수중의 결합을 촉진할 수 있다.

즉, 가압수단은 폐수에 대하여 소정의 일정 압력을 가압하도록 해도 좋고 혹은 폐수에 대한 가압력을 변동시키도록 하여도 무방하다.

폐수 처리조는 1조(一槽)만 마련하여 회분식으로 처리할 수도 있지만, 대량의 폐수를 효율 좋게 처리하는 경우에는 복수의 폐수 처리조를 마련하여 연속식으로 처리하는 것도 가능하다.

즉, 복수의 폐수 처리조를 마련하여 복수의 각 폐수 처리조의 배출통로에는다음 폐수 처리조의 폐수 공급통로를 순차 접속하는 것에 의해 복수의 폐수 처리조를 직렬로 접속하여 폐수 처리조의 군을 구성하는 것이 좋다.

또한, 폐수 처리조를 나온 처리완료 폐수는 그대로 다음 공정에 이행시키는 것이 좋으나, 폐수를 보다 완전하게 처리하는 데에 있어서 처리완료 폐수의 일부를 폐수 처리조에 되돌려 처리시키는 것도 가능하다.

즉, 폐수 공급통로와 배출통로와의 사이에는 폐수 순환통로를 접속하여 폐수 순환통로에는 배출통로 내에서 처리가 끝난 폐수의 일부를 폐수 공급통로로 순환시키는 순환 펌프를 마련하도록 하는 것이 좋다.

본 발명의 폐수 처리장치를 새롭고 효율적으로 이용할 수 있으며, 이러한 폐수 처리장치에 채용되는 폐수 처리조도 새롭고 처리효율이 양호한 것을 제공하는 것이다.

본 발명에 관련한 폐수 처리조는 장방형으로 거의 균일한 내경을 갖는 원통으로 되고, 거의 밀폐구조(密閉構造)의 제 1 전극과,

장방형의 거의 균일한 외경을 갖는 원통 또는 막대형으로 상기 제 1 전극 내에 소정의 간격을 두고 수용되어 상기 제 1 전극에 절연부재를 사이에 세워 지지된 제 2 전극과,

상기 제 1 전극 및 제 2 전극과의 사이에 처리해야 할 폐수를 유입시키는 폐수 유입구와,

상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이로 처리된 폐수를 배출하는 처리완료 폐수 배출구를 갖춘 것을 특징으로 한다.

폐수에 전기 에너지를 주어 처리하는 경우, 전극면에서 3mm 이상 떨어진 곳에 있어서는 폐수의 처리효율이 저하하여 폐수가 처리되지 않고 유통될 염려가 있음.

따라서, 폐수를 효율적으로 처리하기 위해서는 전극을 소정의 좁은 치수로 정밀하게 그리고 서로 평행으로 보지(保持)되는 것이 바람직하다. 그러나, 종래의 폐수처리 시스템과 같이 평판형상의 전극을 채용한 경우에는 인접하는 전극판을 서로 평행으로 유지시키는 것이 어려우므로, 본 발명의 실시예에서는 제 1 전극을 원통으로 제 2 전극을 원통 또는 막대형으로 형성함으로써 제 1 및 제 2 전극을 소정의 좁은 간격이면서 높은 정밀도를 갖도록 서로 평행으로 보지할 수가 있도록 한다.

제 1 및 제 2 전극은 사각통, 그 외의 다각통으로 형성하는 것도 좋지만 원통형으로 형성하면 제 1 및 제 2 전극을 보다 간단히 그리고 서로 평행으로 조립할 수 있게 된다.

즉, 제 1 및 제 2 전극을 원통형으로 하고 제 1 및 제 2 전극의 중심축선을 일치시켜 양전극을 배치하면 양자의 평행도를 보다 정확히 보장할 수 있다.

페수 유입구 및 처리완료 폐수배출구는 제 1 및 제 2 전극의 사이에 처리해야 할 폐수가 유통할 수 있도록 하는 것이 바람직하지만, 상술 한 바와 같이 각통형 또는 원통형의 제 1 및 제 2 전극을 채용하는 경우 제 2 전극의 일단을 개수시켜(開口) 폐수 도입구 또는 처리완료 폐수배출구로 하는 것이 좋다.

즉, 제 2 전극의 일단을 열어 폐수 유입구로 하면서 제 2 전극의 다른 한쪽끝에는 폐수 도입구를 형성하고, 제 1 전극에는 처리완료 폐수 배출구를 폐수 도입구로부터 도입된 폐수를 제 1 및 제 2 전극의 사이에 유통시키도록 형성하는 것이 가능하다.

또한, 제 2 전극의 일단을 열어 처리완료 폐수 배출구로 하면서 제 2 전극의 다른 한쪽에는 폐수 도입구를 형성하고, 제 1 전극에는 폐수 유입구를 제 1 및 제 2 전극 사이를 유통한 폐수를 폐수 도입구에서 제 2 전극 내에 도입시키도록 형성하는 것이 가능하다.

또한, 제 2 전극을 통형이 아니라 막대형으로 하는 경우, 제 1 및 제 2 전극의 전극면의 높은 평행도를 확보하는 바, 제 1 전극은 원통형을 하고 제 2 전극은 단면 원형의 막대형으로 하여 상기 제 1 및 제 2 전극의 중심축선을 일치시켜 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 막대형의 제 2 전극을 채용하는 경우 제 1 전극의 일단측에는 폐수 유입구를 형성하면서 제 1 전극의 다른 한쪽에는 처리완료 폐수 배출구를 형성하는 것이 좋지만, 관련 구조는 상술의 통형의 제 2 전극을 채용하는 경우에도 같이 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 폐수 처리장치의 바람직한 실시형태를 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실시예를 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 실시예를 나타내는 구성도

도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 실시예를 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 폐수 처리조 11 : 제 1 전극

12 : 제 2 전극 14 : 처리완료 폐수배출구

23 : 폐수 공급통로(폐수 공급파이프)

24 : 가압펌프(가압수단) 29 : 배출통로

36 : 폐수 순환통로(폐수 순환파이프)

37 순환펌프 38 폐수 유입구

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 근거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 관련된 폐수 처리장치의 바람직한 실시형태인 제 1 실시예에 따른 구성을 도시한 것으로서, 그림에 있어서 폐수 처리조(10)는 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)을 조합하여 거의 밀폐 구조로 구성되어 있다.

장방형으로 균일한 내외경을 갖는 스테인레스 강제의 원형 파이프를 사용하여 제작되는 상기 제 1 전극(11)의 상단에는 전극의 일부를 구성하는 통형 쇠장식(13)을 달아 붙이고 통형 쇠장식(13)에는 처리완료 폐수 배출구(14)가 형성한다.

상기 통형 쇠장식(13)의 상단에는 변형 통형의 지지(支持) 쇠장식(15)가 연결편(16)에 의해서 연결되도록 하고, 상기 지지 쇠장식(15)의 상단에는 금속제의 봉쇄쪽(17)을 붙인다.

한편, 제 1 전극(11)보다도 소경이고 또한 장방형 방향으로 거의 균일한 내외경을 갖는 스테인레스 강제의 원형 파이프를 써서 제작되는 상기의 제 2 전극(12)은 제 1 전극(11) 내에 삽입되도록 하고, 상기 제 2 전극(12)의 위쪽 부분은 제 1 전극(11)으로부터 돌출되도록 형성한다.

상기 제 2 전극(12)과 봉쇄편(封鎖片)(17)과의 사이에는 합성 수지제의 통체(절연재)(18)를 개설(介設)되도록 하고, 상기 통체(筒體)(18)는 0링(19)에 의해 이탈이 방지되도록 하면서 그 위쪽에는 합성수지제의 캡(20)이 채워지도록 함으로써 제 1 전극(11)의 윗쪽이 밀폐되도록 한다.

또한, 제 2 전극(12)의 상단에는 티타늄(Titanium)제 파이프(21)가 통체(18)의 내부에서 연결되도록 하고, 상기 티타늄제 파이프(21)의 상단은 열려진 상태가 되도록 하여 폐수 유입구가 되도록 한다.

상기 폐수 유입구에는 원형의 연결부재(22)를 연결하고,연결부재(bracket)(22)에는 폐수 공급통로(폐수 공급파이프)(23)의 일측 끝단이 연결되도록 하여 다른 한쪽에서 가압펌프(가압수단)(24)를 개설하여 폐수탱크(25)에 연결되도록 한다.

또한, 제 2 전극(12)의 하단에는 폐수 도입구(26)를 열려 있도록 하여 제 2 전극(12)의 내부를 통하여 유입되는 폐수가 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)의 사이에 도입되도록 한다.

다른 쪽, 제 1 전극(11)의 하단에는 합성 수지제의 밀폐뚜껑(27)에 의해 밀폐된 상태가 유지되도록 하고, 상기 제 1 및 제 2 전극(11)(12)의 하단부의 사이에는 합성 수지제의 스페이서(절연재)(28)를 개설하여 상기 제 1 및 제 2 전극(11)(12)의 양자간의 중심축선이 일치되도록 하는 동시에 소정의 간격, 예를 들면 약 3mm의 틈을 장방형 방향에 거의 균등하게 유치하도록 배치되도록 한다.

또한 제 1 전극(11)의 처리완료 폐수 배출구(14)에는 배출통로(배출파이프)(29)의 끝이 접속되도록 하고, 상기 공급통로(29)의 다른 한쪽에는 폐수를 뽑을 때 사용하는 폐쇄변(30)을 부착하면서 상기 폐쇄변(30)의 상류측에서 제 2 공급통로(31)에 의해 분기되도록 결합하여 개설된 휠타(32)를 경유하여 상기의 처리완료 배수탱크(33)에 배출되도록 하였다.

또한, 제 1 전극(11)에는 -측의 전선(34)이 접속되고, 제 2 전극(12)에는 +측 전선(35)이 접속되도록 한다. 그리고 제 1 전극(11)의 외부에 대한 절연성을 확보할 수 있으면 제 1 전극(11)에는 +측의 전선이, 제 2 전극(12)에는 -측의 전선이, 혹은 양 전극(11)(12)의 사이에 교번(交番) 전류가 흐르도록 하여도 무방하다.

폐수를 처리하는 경우 제 1 및 제 2 전극(11)(12) 사이에 소정의 전류를 흐르도록 하는 한편 가압펌프(24)를 작동시킨다. 그러면 폐수탱크(25) 내의 폐수가 소정의 압력, 예를 들어 6kg/cm^2의압력을 받게되어 폐수 도입파이프(23)와 연결브라켓(22) 및 티타늄제 파이프(21)를 통과하여 제 2 전극(12)에 공급된다.

제 2 전극(12)에 공급된 폐수는 제 2 전극(12) 내를 통과하여 폐수 도입구(26)로부터 제 1 및 제 2 전극(11)(12) 사이의 빈틈으로 흘러 들어와 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)의 사이를 통과하도록 한다.

폐수가 제 1 및 제 2 전극(11)(12)의 사이를 통과하는 사이에 폐수에 제 1 및 제 2 전극(11)(12)으로부터의 전기 에너지가 주어져 폐수중의 고분자 무기물이나 고분자유기물(高分子有機物)이 저분자화 되어 처리된 폐수는 처리완료 폐수 배출구(14)로부터 공급통로(29)와 휠타(32) 및 제 2 공급통로(31)를 지나서 처리완료 폐수탱크(33)에 보내어져 저류되도록 한다.

도 2는 제 2 실시예에 따른 구성을 도시한 것으로서, 도 1과 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내어 도시한 것이다.

본 실시예에 의하면, 폐수 공급통로(23)와 공급통로(29)와의 사이에 폐수 순환통로(폐수 순환파이프)(36)를 접속하여 폐수 순환통로(36)의 중간에 순환펌프(37)를 개설한 것이다.

본 실시예에 의하면, 전해처리 완료된 폐수의 일부가 폐수 순환통로(36)와 순환펌프(37)를 통과하여 폐수 공급통로(23)에 되돌려지고, 제 1 및 제 2전극(11)(12) 사이에서 재처리되도록 함으로써 폐수가 보다 확실히 처리되도록 한다.

도 3은 제 3 실시예에 따른 구성을 도시한 것으로서,

본 실시예에 의하면, 제 1 내지 제 n의 복수의 폐수 처리조(10)···를 차례로 배열하여 설치하되,

제 1 폐수 처리조(10)의 폐수 유입구(38)에는 폐수 공급통로(23)가 접속되도록 하여 제 1 폐수 처리조(10)의 처리완료 폐수 배출구(14)에는 공급통로(31)의 일단이 접속되는 동시에 공급통로(31)의 다른 한쪽은 폐수 공급통로(23)에 접속하여 제 2 폐수 처리조(10)의 폐수 유입구(38)에 접속되도록 하고,

이러한 접속방식이 제 n 폐수 처리조(10)까지 동일하게 채택되도록 하고, 이렇게 해서 복수의 폐수 처리조(10)···를 시리얼 접속한 폐수 처리조의 군이 형성되도록 한다.

이와 같이 복수의 폐수 처리조(10)···를 직렬로 접속하여 폐수를 연속적으로 처리하도록 하면 대량의 폐수를 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

도 4는 제 4 실시예에 따른 구성을 도시한 것으로서, 도 1 내지 도 3과 동일부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내어 도시한 것이다.

본 예로써는 제 1 전극(11)의 하단에 폐수유입구(38)를 형성하여 폐수유입구(38)를 통하여 들어간 폐수가 제 1 및 제 2 전극(11)(12)의 사이를 통과하도록 하여 제 1 전극(11)의 상단에 형성된 처리완료 폐수배출구(14)로 배출시키도록 한다.

또한, 상기의 제 4 실시예에 있어서는 폐수유입구(38)과 처리완료 폐수배출구(14)는 그 위치를 반대로 배치하더라도 좋다.

이와 같이 구성한 본 발명의 폐수 처리장치에 의하여서는 거의 밀폐된 중공형상의 제 1 전극 내에 제 2 전극을 소정의 빈틈을 두면서 절연재를 사이에 세워 지지하여 구성되는 폐수 처리조와,

상기 폐수 처리조의 제 1 및 제 2 전극의 사이에 전류를 통전하는 통전 수단과,

상기의 상기 폐수 처리조에 마련된 상기 제 1 전극과 제 2 전극과의 사이에 처리해야 할 폐수를 폐수 공급통로를 통하여 유입시키는 폐수 유입구와,

상기의 상기 폐수 처리조에 마련된 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이로 처리된 폐수를 배출통로를 통하여 배출하는 처리완료 폐수 배출구와,

상기의 해당 폐수 공급통로에 폐수를 가압하여 공급하는 가압 수단들로 구성함으로써 제 1 전극을 거의 밀폐된 중공형상으로 만들어 제 1 전극 안에 제 2 전극을 삽입하여 폐수 처리조를 구성할 수 있도록 하여 수중에 염소계 성분 등이 포함되어 있는 경우에도 생성한 염소가스 등의 유해한 가스가 그대로 환경에 방출되는 염려도 없으며 또한 전극의 접속단자가 부식되는 일도 없게 된다.

또한, 폐수 처리조 자체를 전극으로 하고 있기 때문에 처리조에 내압 용기를 채용하는 경우와 같이 제작원가가 높아질 일이 없고, 제 2 전극을 제 1 전극에 대하여 절연재를 사이에 세워 접속하면 좋기 때문에, 전극의 지지구조도 간단히 되어설비비를 대폭 줄일 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 폐수에 전기 에너지를 주어 처리를 하는 폐수 처리장치에 있어서,

   거의 밀폐된 중공형상의 제 1 전극 내에 제 2 전극을 소정의 빈틈을 내어 수용함과 동시에 해당 제 2 전극을 상기 제 1 전극에 대하여 절연재를 사이에 세워 지지하여 구성하게 되는 폐수 처리조와;

   상기 폐수 처리조의 제 1 및 제 2 전극의 사이에 전류를 통전하는 통전수단과;

   상기 폐수 처리조에 마련되고, 상기 제 1 전극과 제 2 전극과의 사이에 처리하여야 할 폐수를 유입시키는 폐수유입구와;

   상기 폐수 처리조에 마련되고, 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 사이로 처리되는 폐수를 배출하는 처리완료 폐수배출구와;

   상기 폐수유입구에 접속된 폐수공급통로와;

   상기 폐수 공급통로에 폐수를 가압하여 공급하는 가압수단과;

   상기 처리완료 폐수배출구에 접속된 배출통로를 갖춘 것을 특징으로 하는 폐수 처리장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폐수 처리조를 복수개 설치하면서 상기 복수개의 폐수 처리조의 폐수 배출통로에 다음에 위치하는 폐수 처리조의 폐수 공급통로를 순차적으로 접속되는 것에 의해, 상기 복수개의 폐수 처리조가 직렬로 접속된 폐수처리군을 구성하도록 한 폐수 처리장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 폐수 처리조를 복수개 설치하면서 상기 복수개의 폐수 처리조에 폐수 공급통로가 각각 접속되는 것에 의해, 상기 복수개의 폐수 처리조가 병렬로 접속된 폐수 처리군을 구성하도록 한 폐수 처리장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기의 폐수 처리조에는,

   장방형 방향으로 거의 균일한 내경을 갖는 원통으로 되어 거의 밀폐 구조의 제 1 전극과;

   장방형 방향으로 거의 균일한 외경을 갖는 원통 또는 막대 모양으로 된, 상기 제 1 전극 내에 소정의 빈틈을 내어 수용된 상기 제 1 전극에 절연부재를 사이에 두고 지지된 제 2 전극과;

   상기 제 1 전극과 제 2 전극의 사이에 처리해야 할 폐수를 유입시키는 폐수 유입구와;

   상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 처리된 폐수를 배출하는 처리완료 폐수 배출구를 구비하도록 한 폐수 처리장치.