KR20020033332A - 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치 - Google Patents

전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020033332A
KR20020033332A KR1020000064037A KR20000064037A KR20020033332A KR 20020033332 A KR20020033332 A KR 20020033332A KR 1020000064037 A KR1020000064037 A KR 1020000064037A KR 20000064037 A KR20000064037 A KR 20000064037A KR 20020033332 A KR20020033332 A KR 20020033332A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode plate
wastewater
unit
water
treatment apparatus
Prior art date
Application number
KR1020000064037A
Other languages
English (en)
Inventor
나성범
위성수
Original Assignee
나성범
금성이엔씨 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 나성범, 금성이엔씨 주식회사 filed Critical 나성범
Priority to KR1020000064037A priority Critical patent/KR20020033332A/ko
Publication of KR20020033332A publication Critical patent/KR20020033332A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/463—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrocoagulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/465—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electroflotation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4612—Controlling or monitoring
    • C02F2201/46125—Electrical variables
    • C02F2201/4613—Inversing polarity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

본 발명의 목적은 패키지화된 단일 폐수처리장치 내에 오폐수에 포함되어 있는 큰 입자의 오염물질 뿐아니라 미세입자상의 오염물질을 모두 제거할 수 있도록 된 폐수처리장치를 제공함에 있다.
이에 본 발명은 원폐수가 유입되어 오염물질 처리가 이루어지는 함체와, 전기응집반응에 의한 오염물질 제거가 이루어지는 반응부와, 반응부를 거친 오폐수에 잔존하고 있는 미세 오염물질을 걸러내기 위한 미세플럭제거부, 반응부와 미세플럭제거부에 전류를 인가하기 위한 전원공급장치, 미세플럭제거부를 거친 처리수를 배출하기 위한 배출부 및, 함체 상부에 설치되어 수면으로 부상된 슬러지와 미세플럭을 긁어제거하기 위한 스크래퍼를 포함하는 폐수처리장치를 제공한다.

Description

전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치{Treatment Equipment of Wastewater By Eldetrolysis}
본 발명은 전기분해를 이용한 폐수 처리장치에 관한 것으로, 미세슬러지의 유출을 최소화할 수 있도록 된 전기응집부상법을 이용한 폐수 처리장치에 관한 것이다.
최근 생활수준의 향상과 산업발달로 인해 물 소비량이 증가하면서 하수 및 폐수의 배출량이 증대되고 있으며, 오폐수를 효율적으로 처리하기 위해 생물학적, 또는 물리, 화학적 원리를 이용한 많은 장치들이 개발되고 있다.
이중 전기분해 또는 전기응집에 의한 오폐수 처리방법은 근래 들어 생물학적 처리공법을 대신하여 부각되고 있는 처리방법으로서, 처리효율 및 처리속도가 뛰어나고, 수용액에 녹아 있는 다양한 불순물을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 화학약품에 의한 처리에 비해 새로운 오염문제를 야기하는 정도가 상당히 낮기 때문에 각광을 받아 오고 있다.
이러한 전기응집 부상을 이용한 폐수처리 공정은, 통상 전기응집반응조에서 오폐수 속에 포함되어 있는 여러 형태의 오염물질들을 응집 처리함으로서 이루어지는 데, 이때 응집은 작은 입자들을 보다 큰 입자들로 성장시켜 처리하는 방법으로서 전하를 받은 중금속, 유기물, 무기물 등 폐수에 함유되어 있는 오염물질(슬러지)들을 응집 시키게 된다.
이렇게 1차응집을 거친 오폐수는 다음 공정인 부상분리조나 침전조로 보내지고 이곳에서 응집제를 투입하여 교반함으로서 잔존하고 있는 오염물질의 재응집과 동시에 오염물질들을 수면상으로 부상시키거나 침전시키게 된다. 수면으로 부상 또는 침전된 오염물질들은 스크래퍼에 의해 제거하여 수처리를 완료하게 된다.
상기와 같은 종래의 전기응집을 이용한 폐수처리장치는 전기반응조에서 매우 소량의 오염물질이 제거되고, 대부분의 오염물질은 별도의 부상분리조를 설치하여 제거하게 된다. 그러나, 이와같은 공정의 추가로도 입자가 작은 오염물질들은 분리되지 않은 체 처리수 내에 포함되어 배출되는 문제가 있다.
따라서 상기 문제점을 감안하여 처리수를 침전조 또는 여러 단계의 여과조를 거치게 한 후 방류 시키게 되지만, 이러한 처리공정은 부상분리조나 간단한 침전조를 포함하는 패키지형의 폐수처리장치외에 침전조, 여과조 등의 부대시설이 요구되어 시설비용이 증가되고, 전체 구성설비들이 늘어나 범용성이 저조되는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은 부상분리조나 간단한 침전조를 포함하지 않으며 패키지화된 단일 폐수처리장치로서 오폐수에 포함되어 있는 큰 입자의 오염물질 뿐아니라 미세입자상의 오염물질을 모두 제거할 수 있도록 된 폐수처리 장치의 개발을 시도하였다.
그 개발과정에서 다양한 실험들이 행해졌으며, 실질적으로 미세입자상 오염물질이 제거되어 제거효율을 극대화시킬 수 있는 장치 및 방법을 얻기 위해서 다음과 같은 기술적 과제를 해결할 필요가 있음을 발견하였다.
첫째, 전기분해 응집이 이루어지는 부상분리조로부터 유출되는 미세입자상의 오염물질을 최소화되어야 한다. 이를 위해 큰입자의 오염물질과는 별도로 미세한입자상의 오염물질을 부상시키기 위한 수단이 필요하다.
둘째, 오염물질이 포함되어 처리가 이루어지는 원폐수와 처리된 처리수 사이의 구분이 확실히 이루어지도록 하는 고액분리수단을 개발함으로서 깨끗한 처리수만을 배출시킬 수 있어야 한다.
셋째, 원폐수는 부상분리조 내부의 각 전극판 사이로 균일하게 공급되어야 하며, 분리조 상부의 스크레퍼 작동 또는 전극판 교체시 원폐수를 공급하는 투입관이 간섭을 일으키지 않도록 해야한다.
넷째, 시간이 지남에 따라 전극판의 표면에 발생, 피막을 형성하여 전기응집반응을 저해하고, 종국에는 전극판 사이의 공간을 막아 오염물질의 부상을 막는 스케일의 발생을 억제을 억제 시키기 위한 수단이 필요하다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 요구사항에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 첫째 기존의 전기응집장치에서 다량 유출되던 플럭의 유출량을 최소화하여 후단에 추가되었던 복잡한 침전조 및 여과조 등의 고액분리 공정없이도 양호한 수질의 처리수를 얻을 수 있도록 된 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
둘째, 본 발명은 원폐수와 처리수의 경계가 뚜렷해지도록 함으로서, 처리수 배출시 플럭화된 오염물질의 유입을 차단할 수 있도록 구성된 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.
셋째, 본 발명은 원폐수 투입을 위한 투입관의 설치위치와 구조를 개선하여 원폐수의 균일한 공급과 함께 다른 작동부와의 간섭이 일어나지 않도록 된 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.
넷째, 본 발명은 기존의 전기응집장치의 전극판에 시간이 지나감에 따라 발생하는 산화피막 현상을 억제시키고 산화피막에 의한 전극판 막힘 현상을 방지할 수 있는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐수처리장치의 개략적인 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 개략적인 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 폐수처리장치의 개략적인 측단면도,
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 폐수처리장치의 개략적인 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 외관을 도시한 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 함체 11,12,13 : 전극판
20 : 반응부 30 : 미세플럭제거부
40 : 배출부 41 : 배출구
50 : 투입관 51 : 분기관
60 : 전원공급장치 70 : 스크래퍼
80 : 1단계처리부 82 : 2단계처리부
83 : 3단계처리부
첫째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기응집에 의해 폐수를 처리하는 장치에 있어서, 전기응집부상조를 이루는 함체 내부에 배치되어 오폐수에 포함된 오염물질을 부상처리하기 위한 반응부와, 반응부에 연결되어 전극판을 거친 원폐수에 포함되어 있는 미세입자상 오염물질을 제거하기 위한 미세플럭제거부 및, 반응부와 미세플럭제거부에 전류를 인가하기 위한 전원공급장치를 포함한다.
반응부는 적어도 양극에 철재 또는 알루미늄을 사용한 적어도 한쌍의 전극판과, 전극판으로 원폐수를 투입시키기 위한 공급수단을 포함하는 데, 본 발명에서는 공급수단은 반응조 상부에 위치하여 전극판의 상부에서 하부로 원폐수를 투입하여 반응부내에서 물의 흐름이 하향류를 형성하는 구조로 되어 있다.
이에 따라 상기 전기응집 반응부는 다음과 같이 처리공정을 전혀 거치지 않은 산업체의 원폐수를 안정적으로 처리할 수 있다.
전원공급장치를 통해 전극판에 직류 또는 고주파 펄스성 전해전원을 공급하고 공급수단을 통해 전극판 상부로부터 일정한 유속으로 폐수를 유입시키면, 물분자의 분해로 인한 수소 및 산소가스 발생과 산화 환원반응에 의한 오염 물질 산화와 상변화에 의한 오염물질과 물과의 분리촉진과, 전극에서 발생되는 이온이 화학반응 및 침전을 일으키거나 콜로이드 입자를 응집 및 부상시켜 오염물질을 제거하게 된다.
즉, 반응부에 주입된 원폐수는 수직으로 세워진 전극판의 하부로부터 발생하여 올라온 수산화알루미늄과 반응하여 플럭을 형성한다. 수산화알루미늄은 전극판에서 발생한 알루미늄 이온과 물의 전기분해에 의해 형성된 수산화기가 반응을 하여 발생하는 것으로 알려져 있다. 반응식은 다음과 같다.
H2O →H++ OH-
↓
Al3++ OH-→Al(OH)3
수산화알루미늄에 의해 수중의 오염물질(중금속, 유기물, 무기물 등)이 작은 플럭을 형성한다. 여기에 음극의 전극판에서 발생하여 올라오는 수소가스에 의해 플럭이 부상되면서 이미 형성된 작은 플럭끼리 부딪혀 좀더 큰 플럭으로 응집되고, 종국에는 수면상부로 부상되어 제거된다. 특히, 원수혼합부에 주입된 원폐수는 하부로부터 밀려 올라온 다수의 응집 플럭으로 인하여 오염물질의 응집 효율이 극대화되어 적은 체류시간으로 최대의 응집효율을 얻을 수 있게 된다.
따라서 바닥으로부터 일정 높이까지만 반응영역(발생 수소가스에 의해 플럭의 혼합이 일어남)이 나타나고 그 이하로는 발생 플럭이 상승류에 의해 내려오지 못하므로 결국 바닥으로부터 일정 높이까지는 맑은 처리수 영역이 나타나게 된다.
상기 미세플럭제거부는 반응부와 처리수 배출부 사이에 위치하여 전극판으로만 구성되어 있으며, 상부에 원수 유입이 되지 않은 상태에서 전극에서 미세기포만을 발생시켜 형성된 전극판 사이의 상승류로 인하여 하부를 통과하여 전기응집반응부에서 배출부로 소량 혼입되어 이동하는 미세플럭을 흡입 제거하는 구조로 되어 있다. 반응부를 거친 처리수에 미세기포를 발생시켜 플럭을 제거하는 구조로 되어 있다.
따라서 반응부를 통과한 후에도 전극판 하부에서 계속 잔존하는 미세 플럭은 원폐수가 유입되지 않고 미세기포(수소가스)만을 발생시키는 전극판으로 이루어지는 미세플럭제거부를 통해 전기응집부상부로부터 유출되는 일부 플럭에 미세기포를 부착하거나 결합시켜 부상 처리하게 됨으로 최종처리수조에 플럭의 혼입을 완전 제거시킬 수 있게 된다. 각 전극판에서의 반응식은 다음과 같다.
음극 : 2e-+ 2H2O → H2+ 2OH-
양극 : 2H2O → O2+ 4H+4e-
상기 전극판은 처리대상 폐수의 성상에 따라 달라질 수 있으며 스테인리스 스틸판, 순철판, 알루미늄판, 티타늄판, 티타늄백금도금판 또는 흑연판 등을 선택사용할 수 있다.
또한, 전극판의 길이, 폭, 전극판 사이 간격 등은 폐수의 종류나 오염 정도 및 처리수량에 따라 달라질 수 있으며, 처리 대상수의 전기전도도가 작을 경우 전도도의 상승을 위해 전해질을 높여주는 약품이 투입될 수 있다.
한편, 둘째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기 응집반응이 일어나는 함체의 하부 측면을 내측으로 절단하여 V자형의 다각형 단면형태를 이루는 구조로 되어 있다.
셋째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 공급수단이 함체 후면에 수평설치되는 원폐수 투입관과, 투입관에서 분기되어, 각 전극판 사이로 설치되어 전극판 사이로 원폐수를 투입하기 위한 분기관으로 이루어짐을 특징으로 한다.
넷째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 각 전극판에 인가되는 전류를 전환하여 전극판의 극성이 일정 시간 간격을 두고 음극과 양극으로 교차시키기 위한 제어수단을 더욱 포함한다. 즉, 음극측 금속재 표면에는 표면에서 발생되는 수소가스에 의해 세정되어 산화피막이 생기지 않으나, 양극측의 금속재 표면에서는 산화피막이 발생하게 되므로 일정시간 간격으로 극성을 전환하므로서 산화피막 형성을 방지하게 된다.
이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 폐수처리장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐수처리장치의 개략적인 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 폐수처리장치의 개략적인 측단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 전기응집부상 폐수처리장치를 다단형으로 적용한 경우의 개략적인 단면도이다.
상기한 도면에 의하면, 본 발명에 따른 단단형 전기응집부상 폐수처리장치는 원폐수가 유입되어 오염물질 처리가 이루어지는 함체(10)와, 전기응집반응에 의한오염물질 제거가 이루어지는 반응부(20)와, 반응부(20)를 거친 오폐수에 잔존하고 있는 미세 오염물질을 걸러내기 위한 미세플럭제거부(30), 반응부(20)와 미세플럭제거부(30)에 전류를 인가하기 위한 전원공급장치(60), 미세플럭제거부(30)를 거친 처리수를 배출하기 위한 배출부(40) 및, 함체(10) 상부에 설치되어 수면으로 부상된 슬러지와 미세플럭을 긁어제거하기 위한 스크래퍼를 포함한다.
반응부(20)는 함체(10) 내부에 일정간격으로 배열 설치되고, 하부가 내측으로 절곡되어 V자형의 다각형 단면형태(도 3의 11)를 갖으며, 전원공급장치(60)로부터 전류를 인가받아 전기분해를 일으키기 위한 다수개의 전극판(11)과, 함체(10) 후면에 수평설치되고 원폐수가 공급되는 원폐수 투입관(50), 투입관(50)에서 분기되어 각 전극판(11) 사이로 원폐수를 투입하기 위한 분기관(51)을 포함하여 이루어진다.
반응부(20)의 전극판(11)은 알루미늄, 순철판, 스테인레스 스틸판, 티타늄판, 티타늄백금도금판 등이 사용될 수 있다.
분기관(51)은 반응부(20)의 전극판(11)과 전극판(11) 사이에 위치하여 전극판(11) 상부에서 하부로 투입되며 각 전극판(11) 사이로 고르게 원폐수가 유입될 수 있도록 되어 있다.
미세플럭제거부(30)는 반응부(20)와 처리수 배출부(40)사이에 위치하여 전극판(11)으로만 이루어져 원폐수가 유입 되지 않은 상태에서 전극에서 미세기포만을 발생시켜 형성된 전극판 사이의 상승류로 인하여 하부를 통과하여 전기응집반응부에서 배출부로 소량 혼입되어 이동하는 미세플럭을 흡입 제거 하는 구조로 되어 있다.
여기서 미세플럭제거부(30)에는 스테인리스 스틸 또는 티타늄재질의 전극판 (11)이 사용됨으로서, 수소(또는 산소)가스만을 발생시켜 미세플럭을 부상시키게 된다.
또한, 배출부(40)는 함체(10) 중앙부에 위치하여 좌,우측 미세플럭제거부 (30)의 전극판(11) 사이 일정 공간으로서, 전극판(11)의 하부로부터 처리수가 유입되는 구조로 되어 있으며, 함체(10) 일측을 통해 상기 공간 하부에 연결되어 처리수를 배출시키기 위한 배출구(41)를 포함하여 이루어진다.
즉, 본 발명의 일실시예는 중앙을 기준으로 좌우측에 반응부(20)가 위치하며 배출부(40)와 반응부(20) 사이에 미세플럭제거부(30)가 설치되어, 원폐수는 반응부 (20)로 투입되어 함체(10) 하부를 통해 중앙쪽의 미세플럭제거부(30)와 배출부(40)를 거쳐 배출구(41)로 빠져나가게 된다.
상기와 같은 진행과정에서 원폐수내의 오염물질은 반응부(20)와 미세플럭제거부(30)의 전극판(11)에서 전기분해에 의한 전기응집반응으로 오염물질이 처리되어 함체(10) 상부로 부상제거하도록 되는 것이다.
여기서 반응부(20)의 모든 전극판(11)은 수면보다 2cm 정도 낮게 하여 수중에 잠기도록 설치하며, 중앙부의 미세플럭부를 이루는 전극판(12)과 배출부(40)를 이루는 전극판(13)은 수면보다 높게 형성한 구조로 하여, 반응부(20)에서 발생한 부상 슬러지 및 원폐수가 넘쳐 미세플럭부와 배출부(40)로 유입되지 못하도록 한다.
또한, 모든 전극판(11, 12, 13)은 함체(10) 바닥과 일정간격 떨어져 설치되어 처리수는 함체(10)의 바닥을 통해 유통되며, 이중, 배출부(40)를 이루는 전극판(13)이 가장 낮아 함체(10) 바닥과의 간격이 가장 좁고, 배출부(40)를 이루는 전극판(13) 바로 외측에 놓여지는 미세플럭제거부(30)의 전극판(12)이 가장 높아 함체(10) 바닥과의 간격이 가장 넓으며 미세플럭제거부(30)의 전극판(12)으로부터 함체(10) 외측으로 갈수록 전극판(11)의 높이가 점점 낮아지는 구조로 되어 있다.
미세플럭제거부(30)는 상부에서 원폐수의 유입이 차단되어 전극판(12) 사이에 발생한 미세기포(수소가스)에 의해 다음 단계로 혼입되는 플럭을 완전 제거시키게 되며, 바닥과 전극판(12) 사이의 간격, 즉 배출부(40)로 진행하는 처리수가 배출부(40)를 이루는 전극판(13)에 의해 막혀 미세플럭제거부(30)로 유입되고 이에 따라 미세플럭제거부(30)에서의 제거효율을 극대화시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서 전극판(11, 12, 13)간의 간격은 약 2cm로서, 2cm보다 큰 경우에는 수소가스의 발생량이 많아져 전극판(11) 사이의 회전류 발생으로 플럭이 부상되지 않는 현상이 발생되며, 2cm보다 작은 경우에 전기소모량이 커지는 단점이 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 함체(10)는 하단이 내측으로 테이퍼져 V자형의 다각형 형태로 되어 있고, 바닥에는 원폐수에 혼입된 찌꺼기가 침전되는 호퍼(90)가 구비된 구조로 되어 있다.
함체(10) 하단이 V자형을 이룸에 따라 바닥으로부터 발생하는 맑은 물영역과슬러지가 함유되어 전극판(11)에 의한 반응이 일어나는 반응물영역이 확연히 구분되어 처리효율을 높일 수 있게 된다.
함체(10) 상부에는 스크래퍼가 설치되어 부상슬러지를 처리할 수 있게 된다.
이하 본 실시예에 따른 단단형 처리장치의 작용에 대해 설명하면, 투입관(50)으로 유입된 오폐수는 분기관(51)을 통해 반응부(20)의 각 전극판(11) 상부로 유입되어 하향진행하게 된다.
하향진행하는 오폐수는 전극판(11)을 통과하면서 전원공급장치(60)를 통해 전류를 인가받은 전극판(11)에 의해 발생되는 전기응집반응에 의해 오염물질은 플럭화되어 상부로 부상하게 된다.
오염물질이 제거된 처리수는 함체(10) 바닥을 통해 배출부(40)쪽으로 이동하게 되고 이과정에서 미세플럭제거부(30)의 하부에 형성된 흡입류에 의해 반응부(20) 전극판(11)에 걸려 처리수에 포함되어 있는 미세입자상의 오염물질이 부상처리되게 된다.
미세플럭제거부(30)를 거친 처리수는 배출부(40)에 형성된 배출구(41)를 통해 빠져나가게 된다.
한편, 본 발명의 또다른 실시예는 다단형 전기응집부상 폐수처리장치로서 도 4에 도시된 바와 같이, 원폐수를 함체(10) 상부에서 투입하는 것과 미세플럭제거부(81,84) 및 배출부(40)의 구조는 동일하며, 반응부와 미세플럭제거부가 여러 단계로 구비되어 다단형을 이룸이 상이하다. 각 단계는 직렬로 배치되어 최종적으로 배출부(40)로 연결되는 구조로 되어 있다.
즉, 함체(10) 측면에 설치된 투입관(50)과 투입관(50)에 분기되고 함체(10) 상부로 연결되어 원폐수를 유입시키기 위한 분기관(51)과 분기관(51)을 통해 유입되는 원폐수를 1차 처리하기 위한 다수개의 전극판(11)으로 이루어진 1단계처리부(80)와, 1단계처리부(80)에 연결되는 미세플럭제거부(81), 미세플럭제거부(81)와 함체(10) 저면에 부착설치되는 격벽(85) 사이에 설치되는 다수개의 전극판(11)으로 이루어지는 2단계처리부(82), 격벽(85) 외측에 설치되어 격벽(85) 상부를 통해 하부로 진행하는 처리수를 재처리하기 위한 다수개의 전극판(11)으로 이루어지는 3단계처리부(83), 3단계처리부(83)에 연결되는 미세플럭제거부(34) 및, 미세플럭제거부(84)에 연결되어 각 단계를 거친 처리수를 배출하기 위한 배출부(40)를 포함한다.
즉, 본 실시예에서는 함체(10) 일측에 1단계처리부(80)가 위치하고 각 처리부(80,82,83)와 미세플럭제거부(81,84)는 직렬로 배열되며 최종적으로 함체(10) 타측에 배출부(40)가 위치하여, 원폐수는 1단계처리부(80) 상부로부터 투입되어 함체(10) 하부를 통해 미세플럭제거부(81)와 제2단계처리부(82)로 유입되고, 2단계처리부(82)에서는 하부에서 상부로 진행하여 함체(10) 상부를 통해 3단계처리부(83)로 유입되며, 3단계처리부(83)를 통과한 처리수는 다시 함체(10) 하부를 통해 미세플럭제거부(84)와 배출부(40)를 거쳐 배출구(41)로 빠져나가게 된다.
상기와 같은 진행과정에서 원폐수는 각단계처리부(80,82,83)와 미세플럭제거부(81,84)의 전극판(11)에서 전기분해에 의한 응집으로 오염물질이 단계적으로 처리되어 미세한 오염물질까지 부상 처리할 수 있게 되는 것이다.
여기서 각단계 처리부에는 같은 개수의 전극판(11)이 설치됨이 바람직하다.
전극판(11)은 1단계처리부(80)에서는 알루미늄 또는 철판재질이 사용되며, 2,3단계처리부(82,83)에서는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸이 각각 50%씩 사용된다. 미세플럭제거부(81,84)의 전극판(11) 재질은 단단형에서와 동일하다.
다단형 처리장치의 작용에 대해 설명하면, 투입관(50)으로 보내진 오폐수는 분기관(51)을 통해 1단계처리부(80)의 각 전극판(11) 상부에서 함체(10) 내부로 투입되고, 투입된 오폐수는 전극판(11)의 전기 응집작용에 의해 다량의 플럭을 형성하여 오염물질은 부상 분리된다.
1단계처리부(80)를 통과하여 함체(10) 하부로 내려온 오폐수는 미세플럭제거부(81)를 이루는 전극판(11)에 의해 막혀 미세입자상의 오염물질이 재차 걸러져 미세플럭제거부(81) 상부로 부상하게 되고, 2단계처리부(82)를 통과하면서 상승류와 전기분해에 의해 발생한 기체에 의해 플럭의 제거율을 높이게 된다.
동시에 1단계처리부(80)에서 플럭으로 미형성된 오염물질을 플럭화하여 2단계처리부(82), 3단계처리부(83)에서 오염물질의 제거효율을 극대화하게 된다. 특히, 3단계처리부(83)에서는 플럭의 형성은 최소화하며 기체 발생을 극대화하여 플럭의 추가형성을 최소화하고, 발생기체에 의해 전단계의 전기 응집부상부에서 미제거된 플럭을 제거하여 최종처리수를 깨끗하게 하여 준다.
또한 각 단계처리부 후단에 있는 미세플럭제거부(30)는 각 단계에서 다음 단계로 혼입되는 플럭을 완전 제거시켜 주므로 본 발명의 효율을 더욱 우수하게 하여준다.
3단계처리부(83)까지 거친 처리수는 최종적으로 미세플럭제거부(30)를 거친 후 배출부(40)의 배출구(41)를 통해 빠져나가게 된다.
도 5은 본 장치의 외형을 도시한 사시도로서, 전기 응집부상이 이루어지는 함체(10) 측면에는 전극판(11)에 전기를 공급하기 위한 전원공급장치(60)가 설치되며, 상부로는 원폐수를 투입하기 위한 투입관(50)이 설치되어 있음이 도시되어 있다.
한편, 본 발명은 이상 설명된 각 실시예에 있어서 제어수단을 더욱 포함하는 데, 각 전극판(11)은 제어수단에 의해 극성을 전환하게 된다. 극성전환에 따라 양극으로부터는 계속 이온이 용출되어 원폐수에 공급되기 때문에 처리성능은 항상 일정한 상태로 유지할 수 있다.
전극을 극성전환하는 시간간격은 양극에서의 이온 용출 이론값에 대한 실 용출량이 90%이상이 되는 시간으로 설정함이 바람직하다.
여기서 전극판(11)에 산화피막이 발생되는데 필요한 시간이 장시간이 됨을 고려하고, 극성을 전환시키는 스위칭소자의 내구성을 높이고 각 전극판(11)을 거의 균일한 감소상태로 유지하기 위하여, 일정시간(약 10분에서 4시간) 간격을 두고 극성이 전환되도록 함이 바람직하다.
[실험 1]
본 발명에 따른 전기화학응집법에 의한 폐수처리장치에 세차장 폐수를 원폐수로 채택하여 소금 투입농도를 0.15%로 조절한 1톤의 폐수를 연속처리하였다.
처리장치의 처리유량은 시간당 400리터이며, 유효 반응시간은 20분, 전해전극판(11)의 표면적은 3.8m2이다.
세차장 폐수에 대한 전기응집부상 처리후 시험분석 결과
시료 CODMn n-Hexane SS 비 고
원폐수 177 60 183
처리수 41 2 21
제거효율(%) 77 97 89
상기의 표에서 알수 있는 바와 같이 최종처리수의 COD와 n-Hexane, SS의 분석치는 모두 배출수 기준(가 등급 이상)을 만족하고 있으며, 항목에 따라 80%에서 97%의 매우 우수한 오염물질제거 효율을 보이고 있다.
[실험 2]
본 발명의 또다른 실시예에 따른 다단형 전기응집장치를 사용하여 생물학적 또는 화학적 처리가 매우 어려운 것으로 알려진 피혁, 나염(안료나염), 인쇄회로기판 업체의 폐수를 처리하였다.
처리조건은 다단형반응조에서 반응시간 10분, 통전 전류 95A, 통전 전압 8V, 처리수량 0.7톤/시간, 전해전극판(11)의 표면적 3.4m2이다.
피혁업체 폐수에 대한 다단형 전기응집부상 처리후 시험분석 결과
시료 CODMn n-Hexane SS 비 고
원폐수 1370 312 1830
처리수 287 21.3 87
제거효율(%) 79 94 95
나염업체 폐수에 대한 다단형 전기응집부상 처리후 시험분석 결과
시료 CODMn n-Hexane SS 비 고
원폐수 293 24 421
처리수 51 2.3 24
제거효율(%) 83 91 94
인쇄회로기판 업체 폐수에 대한 다다형 전기응집부상 처리후 시험분석 결과
시료 CODMn n-Hexane SS 비 고
원폐수 186 34 178
처리수 27 3.1 14
제거효율(%) 85 91 93
상기 표 2, 3, 4에서 볼 수 있듯이 실시예 1에서 실시한 단단형 전기응집반응장치보다 다단형 전기응집반응장치의 처리효율이 우수한 것을 알수 있다.
본 발명은 이상과 같이 상당히 우수한 효율을 갖는 폐수처리장치를 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치 및 그 방법에 의하면, 부상부에서 약 80%의 슬러지를 제거하고, 미세플럭제거부에서 98%이상의 슬러지를 제거하게 되므로 종래의 전기응집장치와는 달리 별도의 침전조나 부상분리조를 구비할 필요가 없게 된다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 그 구조를 캐비닛 식으로 하지 않고 직렬이나병렬식으로 다양하게 적용할 수 있게 되어 처리수량의 변동에 대한 적용성을 높일 수 있게 된다. 따라서 본 장치는 가정용, 병원, 세차장, 염료공장을 비롯한 각종 산업체 등에 다양하게 적용할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바에 따라 본 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다. 첫째, 낮은 전력을 사용하고 저렴한 투자비와 운전비용으로 뛰어난 처리효율을 얻을 수 있다. 둘째, 화공약품 미사용으로 슬러지 발생량을 감소시킬 수 있고, 처리수질 양호로 별도의 침전시설 및 여과시설이 필요하지 않다. 셋째, 운전이 용이하고 안정적인 처리가 가능하며 다양한 폐수처리공정에 적용이 가능하다. 넷째로, 설치공간이 적어 설치장소를 자유롭게 선택할 수 있다.

Claims (11)

  1. 원폐수가 유입되어 오염물질 처리가 이루어지는 함체와, 전기응집반응에 의한 오염물질 제거가 이루어지는 반응부와, 반응부를 거친 오폐수에 잔존하고 있는 미세 오염물질을 걸러내기 위한 미세플럭제거부, 반응부와 미세플럭제거부에 전류를 인가하기 위한 전원공급장치, 미세플럭제거부를 거친 처리수를 배출하기 위한 배출부 및, 함체 상부에 설치되어 수면으로 부상된 슬러지와 미세플럭을 긁어제거하기 위한 스크래퍼를 포함하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반응부는 함체 내부에 일정간격으로 배열설치되고 전원공급장치로부터 전류를 인가받아 전기분해를 일으키기 위한 적어도 한쌍의 전극판과, 함체 후면의 상부 위치에 수평 설치되어 원폐수가 공급되는 원폐수 투입관, 투입관에서 분기되어 각 전극판 사이의 상부로 원폐수를 투입하기 위한 분기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 미세플럭제거부는 반응부에 연결되는 전극판으로만 이루어져 원폐수가 유입되지 않는 상태에서 전기분해만을 일이키도록 된 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 배출부는 상기 미세플럭제거부의 전극판 하부로부터처리수가 유입되는 공간으로 이루어지고, 함체 일측을 통해 상기 공간 하부에 연결되어 처리수를 배출시키기 위한 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 함체는 하단이 내측으로 테이퍼져 V자형의 다각형 단면형태를 이루어 내재되는 전극판의 하부가 동일한 V자형의 다각형 단면형태를 이루는 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응부의 각 전극판은 수면보다 소정 간격 낮게 형성하여 수중에 잠기도록 설치되고, 미세플럭부를 이루는 전극판과 배출부를 이루는 전극판은 수면보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전극판과 함체 바닥면과의 간격에 있어서, 배출부를 이루는 전극판의 간격이 가장 좁고, 미세플럭제거부의 전극판의 간격이 넓으며, 미세플럭제거부의 전극판으로부터 함체 외측으로 갈수록 전극판의 간격이 좁아지도록 된 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 각 전극판 간의 간격이 약 2cm인 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 반응부와 미세플럭제거부가 적어도 2단계이상 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  10. 원폐수가 유입되어 오염물질 처리가 이루어지는 함체와, 함체 측면에 설치된 투입관과 투입관에 분기되고 함체 상부로 연결되어 원폐수를 유입시키기 위한 분기관과 분기관을 통해 유입되는 원폐수를 1차 처리하기 위한 다수개의 전극판으로 이루어진 1단계처리부와, 1단계처리부에 연결되는 미세플럭제거부, 미세플럭제거부와 함체 저면에 부착설치되는 격벽 사이에 설치되는 다수개의 전극판으로 이루어지는 2단계처리부, 격벽 외측에 설치되어 격벽 상부를 통해 하부로 진행하는 처리수를 재처리하기 위한 다수개의 전극판으로 이루어지는 3단계처리부, 3단계처리부에 연결되는 미세플럭제거부 및, 미세플럭제거부에 연결되어 각 단계를 거친 처리수를 배출하기 위한 배출부 및, 각 단계처리부와 미세플럭제거부에 전류를 인가하기 위한 전원공급장치와 함체 상부에 설치되어 수면으로 부상된 슬러지와 미세플럭을 긁어제거하기 위한 스크래퍼를 포함하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
  11. 제1항 내지 제 5 항 또는 제 7항 내지 제 10 항중 어느 한항에 있어서, 각 전극판의 극성을 전환하기 위한 제어수단이 더욱 포함된 것을 특징으로 하는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치.
KR1020000064037A 2000-10-30 2000-10-30 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치 KR20020033332A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000064037A KR20020033332A (ko) 2000-10-30 2000-10-30 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000064037A KR20020033332A (ko) 2000-10-30 2000-10-30 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020033332A true KR20020033332A (ko) 2002-05-06

Family

ID=19696187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000064037A KR20020033332A (ko) 2000-10-30 2000-10-30 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020033332A (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100862324B1 (ko) * 2007-05-11 2008-10-13 노현승 전기 산화 및 응집반응을 이용한 폐수처리장치
KR100867208B1 (ko) * 2008-04-08 2008-11-06 한솔에코(주) 전기화학을 이용한 정수처리장치
KR100868980B1 (ko) * 2007-03-22 2008-11-17 주식회사 욱영전해씨스템 하수처리장치 및 이를 이용한 하수처리방법
KR20180102906A (ko) * 2017-03-08 2018-09-18 주식회사 아모그린텍 전기응집장치
KR20180102908A (ko) * 2017-03-08 2018-09-18 주식회사 아모그린텍 수처리용 오염물질 제거 시스템
KR102027366B1 (ko) * 2019-03-27 2019-10-01 한국산업기술시험원 수처리 장치
KR20200114104A (ko) * 2019-03-27 2020-10-07 한국산업기술시험원 수처리 장치
KR20220087912A (ko) * 2020-12-18 2022-06-27 주식회사 포스코 수처리 시스템
KR20240036291A (ko) 2022-09-13 2024-03-20 (주)지티앤 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS534663U (ko) * 1976-06-30 1978-01-17
JPH05212385A (ja) * 1992-02-03 1993-08-24 K M Y:Kk 堅形電解浮上式排水処理方法及びその装置
JPH06218373A (ja) * 1991-01-10 1994-08-09 Penta Ocean Constr Co Ltd 電解処理法による汚濁水浄化装置
JPH07116666A (ja) * 1993-10-27 1995-05-09 Parker Eng Kk 塗料スラッジ除去装置
KR19980087770A (ko) * 1998-09-15 1998-12-05 최재원 전해부상법을 이용한 폐수 처리 장치 및 방법
KR20000063284A (ko) * 2000-06-19 2000-11-06 백준호 호소의 부영양화 정화 방법
KR20010048040A (ko) * 1999-11-24 2001-06-15 이병호 전기응집과 용존공기부상을 병용한 수처리방법 및수처리장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS534663U (ko) * 1976-06-30 1978-01-17
JPH06218373A (ja) * 1991-01-10 1994-08-09 Penta Ocean Constr Co Ltd 電解処理法による汚濁水浄化装置
JPH05212385A (ja) * 1992-02-03 1993-08-24 K M Y:Kk 堅形電解浮上式排水処理方法及びその装置
JPH07116666A (ja) * 1993-10-27 1995-05-09 Parker Eng Kk 塗料スラッジ除去装置
KR19980087770A (ko) * 1998-09-15 1998-12-05 최재원 전해부상법을 이용한 폐수 처리 장치 및 방법
KR20010048040A (ko) * 1999-11-24 2001-06-15 이병호 전기응집과 용존공기부상을 병용한 수처리방법 및수처리장치
KR20000063284A (ko) * 2000-06-19 2000-11-06 백준호 호소의 부영양화 정화 방법

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100868980B1 (ko) * 2007-03-22 2008-11-17 주식회사 욱영전해씨스템 하수처리장치 및 이를 이용한 하수처리방법
KR100862324B1 (ko) * 2007-05-11 2008-10-13 노현승 전기 산화 및 응집반응을 이용한 폐수처리장치
KR100867208B1 (ko) * 2008-04-08 2008-11-06 한솔에코(주) 전기화학을 이용한 정수처리장치
KR20180102906A (ko) * 2017-03-08 2018-09-18 주식회사 아모그린텍 전기응집장치
KR20180102908A (ko) * 2017-03-08 2018-09-18 주식회사 아모그린텍 수처리용 오염물질 제거 시스템
KR102027366B1 (ko) * 2019-03-27 2019-10-01 한국산업기술시험원 수처리 장치
KR20200114104A (ko) * 2019-03-27 2020-10-07 한국산업기술시험원 수처리 장치
KR20220087912A (ko) * 2020-12-18 2022-06-27 주식회사 포스코 수처리 시스템
KR20240036291A (ko) 2022-09-13 2024-03-20 (주)지티앤 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4919775A (en) Method and apparatus for electrolytic treatment of sludge
KR20020033332A (ko) 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치
CN216584324U (zh) 一种多组不同材质电极板组的电镀综合废水高效处理装置
KR100321799B1 (ko) 전기응집과 용존공기부상을 병용한 수처리방법 및수처리장치
KR20200134604A (ko) 전기응집 및 전기부상 방식 수처리 장치
KR20020004661A (ko) 원통형 전기응집기를 이용한 폐수처리장치
KR101005470B1 (ko) 동력학적 전기분해 및 철 여과를 통한 생물학적 처리수의 인 제거 장치
KR102051994B1 (ko) 오폐수 중의 유기물, 인 및 잉여 철 제거가 가능한 수처리용 전기분해장치 및 이를 이용한 오폐수 처리 시스템
KR20080037761A (ko) 전기응집을 이용한 축산폐수처리장치 및 그 처리방법
CN216737901U (zh) 一种一体化工业小型废水处理装置
KR100435002B1 (ko) 전해부상방법을 이용한 수처리 장치 및 그 운전방법
KR0167123B1 (ko) 전기분해법에 의한 폐수처리장치
CN216039059U (zh) 一种序批式电絮凝装置
CN213537568U (zh) 一种絮凝浮沉一体装置
CN111573972A (zh) 研磨超声波清洗废水零排放回用或达标处理系统及工艺
CN113443758A (zh) 垃圾渗滤液全量化预处理装置、处理系统以及处理方法
KR200223757Y1 (ko) 전기분해와 경사판을 이용한 오폐수처리장치
KR200227263Y1 (ko) 접촉면적을 극대화시킨 경사판침전조
KR100875505B1 (ko) 전기 산화 및 응집반응을 이용한 폐수처리장치
KR200161832Y1 (ko) 오폐수처리장치
KR20080008921A (ko) 산업 폐수 처리용 폐수정화장치
CN110872146A (zh) 污水处理装置及衣物处理系统
KR200229123Y1 (ko) 전해 정화 장치
CN218320942U (zh) 一种五金废水处理一体机
KR100366726B1 (ko) 전기분해를 이용한 연속식 폐수처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee