KR20010104170A - 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치에 관한 것으로서, 오폐수의 전해처리시 전해반응 과정에서 전극 표면에 부착되는 피막을 전극을 분해하지 않고 간단히 효과적으로 제거하여 전류효율의 저하를 방지하고 연속 운전이 가능하도록 한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐수 유입구(40)를 통해 폐수를 유입하면서 폐수 유출구(50)를 통해 유출시키는 과정에서 전원조절부(60)에서 양의 전류를 양극전극(10)으로 음의 전류를 음극전극(20)으로 공급하여 음극전극(20)에 스케일을 달라붙게 한 다음 스케일을 제거하는 오폐수 전해처리방법에 있어서, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이에 스케일 처리시 음의 전극으로 작용될 수 있도록 한 다수개의 보조전극(30)을 설치하고, 상기 전원조절부(60)에 연결된 배선에 접점(61,62,63,64)을 설치한 다음, 스케일 제거시에는 양극전극(10)으로 공급되는 양의 전류를 차단함과 동시에 음극전극(20)으로는 양의 전류를 공급하고 보조전극(30)으로 음의 전류를 공급하여 음극전극(20)에 달라붙은 스케일을 제거하는 것에 의한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.

Description

보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치{The electrolytic treatment method of waste-water using the auxiliary cathode and its system}

본 발명은 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 오폐수의 전해처리시 전해반응 과정에서 전극 표면에 부착되는 피막을 간단히 효과적으로 제거하여 전류효율의 저하를 방지하고 연속 운전이 가능하도록 한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치에 관한 것이다.

종래로 부터 오폐수 내에 존재하는 양(＋)전하를 띠고 있는 칼슘, 마그네슘 등의 무기물들과 구리, 카드뮴 등의 중금속 등을 제거하거나, 각종 유기물이나 질소화합물들을 전기적 산화과정을 통해 제거하기 위하여 전해처리장치를 사용하여 왔다.

상기 일반적인 전해처리장치는 오폐수 내에 일정전압의 전류를 흘려보내줌으로서 양(＋)전하를 띠고 있는 무기물이나 중금속들을 음극의 표면에 달라붙게 하여 제거하고, 유기물이나 질소화합물은 전기적 산화환원반응을 통해 이산화탄소, 물 및 질소로 산화시켜 제거하는 것이다.

이때, 음극의 표면에 달라붙은 스케일들은 양극과 음극사이에서 전해반응에 대한 큰 저항을 유발하게 되며 전기저항치가 0.5㏁ 내지 1.5㏁까지 나타내게 되어 급격하게 전류효율을 떨어뜨리게 된다.

이렇게 전류효율이 떨어짐에 따라 전해반응의 효율이 떨어지게 되고 물 속에 있는 오염물질의 제거효율이 떨어지게 될 뿐만 아니라, 오염물질의 제거효율을 높이기 위한 운전비용인 전력비의 상승과 전극의 손상 및 연속운전이 불가능하게 하는 등 전해반응에 부영향을 유발시키는 문제점이 발생하게 된다.

따라서 상기 전해처리장치에서는 음극표면에 달라붙은 스케일을 적절한 방법으로 제거해야 전류효율의 저하를 방지하고 폐수의 제거효율을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

일반적으로 종래의 오폐수 전해처리장치에서 음극표면에 달라붙은 스케일의 제거는 전해처리장치의 가동을 중지한 상태에서 전극을 분리한 다음 브러쉬로 전극표면을 닦아주거나 약산으로 세척하는 방법으로 전극표면에 붙은 스케일을 제거하여 왔다.

그러나 상기한 방법은 전극의 분해, 청소 및 조립의 시간이 장시간 소요되어 작업능률이 저하될 뿐만 아니라 스케일의 제거를 위해 전극을 분해함으로서 폐수처리 작업이 연속적으로 진행되지 않고 일단 작업을 중지해야 한다는 문제점을 가지고 있다.

따라서 상기한 바와 같이 스케일제거를 위한 전극의 분해로 발생되는 폐단을 방지하기 위하여 전극을 분해하지 않고 스케일을 제거하기 위한 방법의 일환으로 양극(＋)과 음극(－)을 단순치환하여 음극을 양극으로 전환시켜 스케일을 제거하는 방법이 도입되었다.

상기한 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 도1에 나타낸 바와 같이 종래 전해처리장치는 폐수가 유입될 수 있도록 한 유입구(130) 및 처리된 폐수가 유출될 수 있도록 한 유출구(140)가 형성된 본체(100)와 상기 본체(100) 내부에 양극전극(110)이 형성되고 외주연으로는 음극전극(120)이 형성되며, 상기 양극전극(110)과 음극전극(120)에 전류를 공급할 수 있도록 전원조절부(150)가 형성된다.

상기와 같은 전해처리장치에서 유입구(130)을 통해 폐수를 유입하면서 유출구(140)을 통해 유출시키는 과정에서 상기 전원조절부(150)에서 양의 전류를 양극전극(110)으로 음의 전류를 음극전극(120)으로 공급하게 되면 오폐수 내에 함유되어 있는 양(＋)전하를 띠고 있는 칼슘, 마그네슘 등의 무기물들과 구리, 카드뮴 등 중금속들이 음극전극(120)에 달라붙어 스케일을 형성하게 된다.

이때 음극전극(120)에 달라붙은 스케일이 일정량 축적되면 전원조절부(150)에서 양극전극(110)과 음극전극(120)에 공급되는 양의 전류와 음의전류를 치환시켜 양극전극(110)에는 음의 전류를 음극전극(120)에는 양의 전류를 공급시키게 되고, 이과정에서 음극전극(120)에 달라붙은 스케일이 빠르게 떨어져 나가면서 외부로 배출되어 별도의 스케일 제거과정을 통해 제거되는 것이다.

그러나 일반적으로 양극(＋)과 음극(－)의 재질이 상이하므로 불용성 양극(＋)을 음극(－)으로 전환하여 사용하는 경우 전극의 내구성이 저하되어 자주 전극을 교체해 주어야 하는 문제점이 발생하였다.

이에 본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로 오폐수의 전해처리시 전해반응 과정에서 전극 표면에 부착되는 피막을 전극을 분해하지 않고 간단히 효과적으로 제거하여 전류효율의 저하를 방지하고 연속 운전이 가능하도록 한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 오폐수 전해처리장치를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 오폐수 전해처리장치를 나타낸 개략도.

도 3은 봉형 보조전극의 사시도.

도 4은 메시형 보조전극의 사시도.

도 5은 스크린형 보조전극의 사시도.

도 6은 원통메쉬형 보조전극의 사시도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 오폐수 전해처리장치를 나타낸 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본체 10 : 양극전극 20 : 음극전극

30 : 보조전극 31 : 봉형보조전극 32 : 메쉬형보조전극

33 : 스크린형보조전극 34 : 원통메쉬형보조전극 40 : 유입구

50 : 유출구 60 : 전원조절부 61 : 1차접점

62 : 2차접점 63 : 3차접점 64 : 4차접점

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐수 유입구를 통해 폐수를 유입하면서 폐수 유출구를 통해 유출시키는 과정에서 전원조절부에서 양의 전류를 양극전극으로 음의 전류를 음극전극으로 공급하여 음극전극에 스케일을 달라붙게 한 다음 스케일을 제거하는 오폐수 전해처리방법에 있어서,

상기 양극전극과 음극전극 사이에 스케일 처리시 음의 전극으로 작용될 수 있도록 한 다수개의 보조전극을 설치하고, 상기 전원조절부에 연결된 배선에 접점을 설치한 다음, 스케일 제거시 양극전극으로 공급되는 양의 전류를 차단함과 동시에 음극전극으로는 양의 전류를 공급하고 보조전극으로 음의 전류를 공급하여 음극전극에 달라붙은 스케일을 제거하는 것에 의한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.

또한 상기 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법을 보다 효과적으로 달성하기 위하여 본 발명은 폐수가 유입될 수 있도록 한 유입구 및 처리된 폐수가 유출될 수 있도록 한 유출구가 형성된 본체와 상기 본체 내부에 양극전극이 형성되고 외주연으로는 음극전극이 형성되며, 상기 양극전극과 음극전극에 전류를 공급할 수 있도록 전원조절부가 형성된 오폐수 전해처리장치에 있어서,

상기 양극전극과 음극전극 사이에는 스케일제거시 음의 전극으로 작용할 수 있도록 한 다수개의 보조전극이 형성되고, 상기 전원조절부에는 폐수처리시와 스케일제거시에 각각의 전극으로 공급되는 전류를 제어할 수 있도록 한 접점이 형성되는 것에 의한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리장치를 제공함으로서 달성할 수있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치를 상세하게 설명하기로 하나 본 발명이 하기한 설명에 한정되는 것은 아니다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 오폐수 전해처리장치를 나타낸 개략도로 상기 도2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 오폐수 전해처리장치는 폐수가 유입될 수 있도록 한 유입구(40) 및 처리된 폐수가 유출될 수 있도록 한 유출구(50)가 형성된 본체(1)와 상기 본체(1) 내부에 양극전극(10)이 형성되고 외주연으로는 음극전극(20)이 형성되며, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이에는 스케일제거시 음의 전극으로 작용될 수 있도록 한 다수개의 보조전극(30)이 형성되고, 상기한 양극전극(10), 음극전극(20) 및 보조전극(30)에 전류를 공급할 수 있도록 전원조절부(60)가 형성되고, 상기 전원조절부(60)에는 폐수처리시와 스케일제거시에 각각의 전극(10,20,30)으로 공급되는 전류를 제어할 수 있도록 한 접점(61,62,63,64)이 형성된다.

이때 보조전극(30)은 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이에 동일한 간격을 유지하면서 설치되고, 다양한 방법으로 고정가능하며 특히 고정시에는 양극전극(10)과 음극전극(20)에 단락이 되지 않도록 고정하는 것이 중요하다.

상기와 같은 장치에서 폐수 유입구(40)를 통해 폐수를 유입하면서 폐수 유출구(50)를 통해 유출시키는 과정에서 전원조절부(60)에서 양의 전류를 양극전극(10)으로 음의 전류를 음극전극(20)으로 공급하게 되면 음극전극(20)에 오폐수 내에 함유되어 있는 양(＋)전하를 띠고 있는 칼슘, 마그네슘 등의 무기물들과 구리, 카드뮴 등 중금속들이 달라붙게 되어 스케일을 형성하게 된다.

이때 전원조절부(60)의 배선에는 1차접점(61), 2차접점(62), 3차접점(63) 및 4차접점(64)이 설치되어 있어 정상전해 반응시에는 1차접점(61)과 2차접점(62)은 연결되고 3차접점(63)과 4차접점(64)은 떨어지게 되어 3차접점(63)과 4차접점(64)이 설치된 배선에는 전류가 흐르지 않고 1차접점(61)과 2차접점(62)에 설치된 배선에만 전류가 흐르게 됨으로서 양극전극(10)과 음극전극(20)으로 전류가 흐르게 된다.

상기와 같이 양극전극(10)과 음극전극(20)에 전류를 공급하게 되면 음극전극(20)에는 스케일이 형성되며, 이때 전해반응을 계속진행하여 일정량의 스케일이 축적되면 전원조절부(60)와 각각의 전극(10,20,30)을 연결하는 배선에 설치된 접점(61,62,63,64)을 조절하여 양극전극(10)으로 공급되는 전류를 차단함과 동시에 음극전극(20)에는 양의 전류를 공급하고 보조전극(30)에 음의 전류를 공급하여 스케일을 제거하게 된다.

즉, 스케일 제거시에는 양극전극(10)으로 연결되는 배선에 설치된 1차접점(61)을 떨어뜨려 양극전극(10)으로 공급되는 양의 전류를 차단하고, 음극전극(20)으로 연결되는 배선에 설치된 2차접점(62)을 떨어뜨려 음극전극(20)으로 공급되는 음의 전류를 차단함과 동시에 3차접점(63)을 연결하여 음극전극(20)으로 양의 전류를 공급하고 4차접점(64)을 연결하여 보조전극(30)으로 음의 전류를 공급하게 된다.

이와 같이 음극전극(20)에 양의 전류를 공급하게 되면 전극의 표면에 붙어있던 스케일이 빠른속도로 떨어져 나와 외부로 배출되어 별도의 스케일제거과정을 통해 제거되며, 이때 전기 저항치는 최초 음극전극(20)의 전기 저항치인 0.2∼8Ω 정도까지 나타내게 된다.

상기와 같이 스케일을 제거한 다음에는 다시 전원조절부(60)에 설치된 3차접점(63)과 4차접점(64)을 떨어뜨려 3차접점(63)과 4차접점(64)이 설치된 배선에는 전류가 흐르지 않게 하고, 1차접점(61)과 2차접점(62)은 다시 연결하여 양극전극(10)에는 양의 전류가 음극전극(20)에는 음의 전류가 공급되도록 하여 정상적인 전해반응이 다시 일어나게 한다.

이때 접점(61,62,63,64)은 전원조절부(60)에 타이머를 설치하여 일정시간동안은 1차접점(61)과 2차접점(62)에만 전류가 흐르게 하여 정상적인 전해반응이 일어나게 하고, 일정시간이 흐른 후에는 1차접점(61)과 2차접점(62)이 떨어지게 하고 3차접점(63)과 4차접점(64)은 연결되도록 하여 3차접점(63)과 4차접점(64)에만 전류가 흐르게 함으로서 자동적으로 스케일 제거과정과 정상전해반응이 교대로 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 사용된 보조전극(30)은 다양한 형태의 전극을 사용할 수 있으며, 특히 폐수처리시설의 특성 및 전해처리장치에 맞게 선택할 수 있는데 일예로 튜브형 전해처리장치에서는 도3에 나타낸 봉형보조전극(31)을 사용할 수 있으며, 판형 및 봉형 전해처리장치에서는 도4에 나타낸 메쉬형보조전극(32)이나 도5에 나타낸 스크린형보조전극(33) 등을 사용할 수 있으며, 원통형의 전해처리장치에서는 도6에 나타낸 원통메쉬형보조전극(34) 등의 전극을 선택하여 설치할 수 있으며, 이 보조전극의 형태는 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니다.

즉 상기 도3 내지 도6에 도시된 보조전극(31,32,33,34)의 형태로 부터 다양한 변형이 가능하게 되는데 예를 들어 도3에 나타낸 봉형보조전극(31) 대신 사각형을 사용하거나 도4에 나타낸 메쉬형보조전극(32)도 일측방향으로 길게 변형시킨 보조전극을 사용할 수 있다.

도7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 오폐수 전해처리장치를 나타낸 개략도로 상기 도7에서 보는 바와 같이 양극전극(10)과 음극전극(20)사이에 보조전극(30)을 설치한 것을 다수개 반복하여 설치한 다음, 상기 도1에서 설명한 바와 동일하게 전원조절부(60)에서 각각의 전극(10,20,30)으로 공급되는 전류를 적절하게 제어함으로서 정상전해반응 및 스케일제거가 가능하게 되며, 특히 대량의 폐수처리시 유용하게 사용될 수 있다.

이외에도 다양한 형태의 오폐수 전해처리장치에 본 발명이 적용될 수 있으며 특히 양극전극과 음극전극 사이에 보조전극을 설치함으로서 전극의 표면에 부착된 스케일을 제거하기 위하여 전극을 분해하여 청소하거나 약산으로 세척하는 수동적인 방식 대신에, 정상운전 중 자동적으로 전기적인 제거방식을 이용하여 스케일제거가 가능하도록 함으로써 장치의 가동 중단 없이 연속적으로 운전할 수 있어 청소가 간단하여 작업능률이 향상될 뿐만 아니라 폐수처리효율이 극대화될 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명은 첨부한 도면의 일 실시예를 참조로 설명되었으나 이는예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에 통상의 지식을 지니는 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전극의 표면에 부착된 스케일을 제거하기 위하여 수동적인 방식 대신에, 정상운전 중 자동적으로 전기적인 제거방식을 이용하여 청소가 되도록 함으로써 종래 전극을 분해하여 청소하고 다시 조립하는데 소요되는 시간이 필요치 않으며 장치의 가동 중단 없이 연속적으로 운전할 수 있고 청소가 간단하여 작업능률을 충분히 올릴 수 있도록 한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법 및 장치를 제공하는 유용한 발명이다.

Claims (10)

1. 폐수 유입구(40)를 통해 폐수를 유입하면서 폐수 유출구(50)를 통해 유출시키는 과정에서 전원조절부(60)에서 양의 전류를 양극전극(10)으로 음의 전류를 음극전극(20)으로 공급하여 음극전극(20)에 스케일을 달라붙게 한 다음 스케일을 제거하는 오폐수 전해처리방법에 있어서,

   상기 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이에 스케일 처리시 음의 전극으로 작용될 수 있도록 한 다수개의 보조전극(30)을 설치하고, 상기 전원조절부(60)에 연결된 배선에 접점(61,62,63,64)을 설치한 다음, 스케일 제거시에는 양극전극(10)으로 공급되는 양의 전류를 차단함과 동시에 음극전극(20)으로는 양의 전류를 공급하고 보조전극(30)으로 음의 전류를 공급하여 음극전극(20)에 달라붙은 스케일을 제거하는 것에 의한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법.
2. 제 1항에 있어서, 보조전극(30)으로 봉형보조전극(31), 메시형보조전극(32) 스크린형보조전극(33) 또는 원통형보조전극(34)에서 선택되는 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전원조절부(60) 배선에 1차접점(61), 2차접점(62), 3차접점(63) 및 4차접점(64)을 설치하고 일정시간동안은 1차접점(61)과 2차접점(62)에만 전류가 흐르게 하여 정상적인 전해반응이 일어나게 하고, 일정시간이 흐른후에는 1차접점(61)과 2차접점(62)이 떨어지게 하고 3차접점(63)과 4차접점(64)은 연결하여 3차접점(63)과 4차접점(64)에만 전류가 흐르게 하여 스케일제거과정이 일어나도록 자동조절 하는 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 양극전극(10)과 음극전극(20)사이에 보조전극(30)을 설치한 것을 여러개 반복 설치하여 대량의 폐수처리가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법.
5. 제 3항에 있어서, 양극전극(10)과 음극전극(20)사이에 보조전극(30)을 설치한 것을 여러개 반복 설치하여 대량의 폐수처리가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리방법.
6. 폐수가 유입될 수 있도록 한 유입구(40) 및 처리된 폐수가 유출될 수 있도록 한 유출구(50)가 형성된 본체(1)와 상기 본체(1) 내부에 양극전극(10)이 형성되고 외주연으로는 음극전극(20)이 형성되며, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20)에 전류를 공급할 수 있도록 전원조절부(60)가 형성된 오폐수 전해처리장치에 있어서,

   상기 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이에는 스케일제거시 음의 전극으로 작용할 수 있도록 한 다수개의 보조전극(30)이 형성되고, 상기 전원조절부(60)에는 폐수처리시와 스케일제거시에 각각의 전극으로 공급되는 전류를 제어할 수 있도록한 접점(61,62,63,64)이 형성되는 것에 의한 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리장치.
7. 제 6항에 있어서, 보조전극(30)으로 봉형보조전극(31), 메시형보조전극(32) 스크린형보조전극(33) 또는 원통형보조전극(34)에서 선택되는 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리장치.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 전원조절부(60) 배선에 1차접점(61), 2차접점(62), 3차접점(63) 및 4차접점(64)을 설치하고 일정시간동안은 1차접점(61)과 2차접점(62)에만 전류가 흐르게 하여 정상적인 전해반응이 일어나게 하고, 일정시간이 흐른후에는 1차접점(61)과 2차접점(62)이 떨어지게 하고 3차접점(63)과 4차접점(64)은 연결하여 3차접점(63)과 4차접점(64)에만 전류가 흐르게 하여 스케일제거과정이 일어나도록 자동조절 하는 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리장치.
9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 양극전극(10)과 음극전극(20)사이에 보조전극(30)을 설치한 것을 여러개 반복 설치하여 대량의 폐수처리가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리장치.
10. 제 8항에 있어서, 양극전극(10)과 음극전극(20)사이에 보조전극(30)을 설치한 것을 여러개 반복 설치하여 대량의 폐수처리가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 보조전극을 이용한 오폐수 전해처리장치.