KR20020097115A - 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치에 관한 것으로, 양극과 음극체를 다수의 봉형태로 제작하여 전체 전극의 면적을 극대화시키고 양극을 보호하면서 음극에 인가되는 전력 소비량에 비해 이온 발생량을 증가시키기 위해 두 전극간격을 미세망 형태로 축소시킨 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 원통 형상으로 이루어지며, 그 내부에 다수의 양극봉과 음극봉이 내설되어 유입되는 폐수를 정화시킬 수 있도록 폐수 처리장치의 외형을 구성하고, 그 하단부가 테이퍼진 경사면이 형성된 하우징과; 그 하우징의 하단부에 연장되어 폐수를 유입시키는 유입구와; 상기 하우징의 상단 외주연에 다수개의 유출공과; 상기 유출공의 둘레에 유출공을 통해 배출된 정화수를 포집하기 위해 하우징에 용접된 띠형태의 포집파이프와; 그 포집 파이프의 외주연 소정부에 단일이나 복수개의 배출 파이프와; 상기 하우징의 내부 상하단에 형성된 다수개의 지지파이프에 의해 고정되며, 고전압의 인가에 의해 방전될 수 있도록 일정 거리 이격되게 입설된 음극봉과 양극봉으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명을 적용하면, 투입 전력에 비해 고효율의 산화/환원 반응을 발생시킬 수 있으며, 각 극봉간의 거리를 미세하게 설치함으로써 저전력을 이용하여 폐수처리 효율을 증대시킬 수 있다는 효과가 있다. 또한, 음극봉의 단면적을 양극봉에 비해 작게 구성함으로써 양극봉의 부식을 억제토록 하는 효과가 있다.

Description

로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치{HIGH EFFICIENCY A WASTE WATER DISPOSAL PLANT USING OF MANY ROD NET}

본 발명은 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 양극과 음극체를 다수의 봉형태로 제작하여 전체 전극의 면적을 극대화시키고 양극을 보호하면서 음극에 인가되는 전력 소비량에 비해 이온 발생량을 증가시키기 위해 두 전극간격을 미세망 형태로 축소시킨 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 기존의 무기응집제를 이용한 폐수의 화학처리과정은 주로 탁도제거를 위해 사용하며 현재는 알루미늄계와 철염계의 무기응집제와 고분자 응집제 등의 응집침전방법이 진행되고 있다. 예를들면, 종래의 관련기술은 산, 알카리약제 등으로 중화공정을 거치고 알럼(Alum)이나 가성소다 및 소석회, 염화제이철, 황산제이철, 포리황산제이철 등의 제이철염을 주제로 한것과 액체 유산반토, PAC, PAS 등의 알루미늄을 주제로 한 것 등의 다양한 종류의 각종 유기 및 무기응집제를 사용하여인위적으로 뜬찌기(Scum)를 형성시켜 폐수 중의 BOD, COD 및 색도 원인물질과 기타 중금속물질 등을 제거한다.

그런데 이 경우에 통상으로 기존의 응집침전조의 규모는 오폐수에 유입되는 부유물질을 제거하기 위해 유입수량의 6시간분량 정도이상이 되어야 하기 때문에 장치의 구조가 대형화하여야 한다.

또한 장치의 구성단위공정 역시 원수조와 약품혼화조 그리고 응집침전조로 복잡하게 구성되어야 한다.

그러므로 기존의 무기응집제에 의한 처리방법은 응집제의 투입량 조절이 오염물질의 제거효율과 관계되며 응집제 투입량이 과다한 경우가 대부분이며 이로 인한 슬러지 발생량이 많다.

더욱이 기존의 응집침전방법은 자연침강속도에 의한 침전법이기 때문에 응집물의 침전속도가 느리고 처리면적이 커져야하고 반응시간이 길어 초기투자비가 매우 크다.

한편, 전극을 이용한 전기화학적 수처리 시스템은 미국의 경우, 철과 알루미늄을 전극재료로 하여 폐수를 처리하는 공정이 연구되었다. 이 경우 알루미늄 전극을 사용한 전해응집은 수산화알루미늄 플록(floc)을 형성시킴으로써 폐수의 색도 제거율을 높히고, 슬러지 발생량을 줄이면서 반응시간 및 설치면적을 줄이기 때문에 대량의 폐수를 저렴한 가격으로 처리할 수 있는 방법이다.

전기응집은 전기분해에 의한 직접적인 이온을 발생시키기 위해 양극에는 알루미늄, 철 등의 용해성 전극을 이용하고 연속적으로 양극주변에 금속 양이온을 공급하여 화학반응을 일어나게 한다. 생성된 금속양이온은 전기장의 힘과 농도구배에의해서 대류(convection), 확산(diffusion)되며 콜로이드와 같은 입자들과 전기적으로 결합하여 중성화되기 때문에 부유물 및 용존유·무기물이 응집·침전되는 절차를 가진다. (Cenkin, V.E. and Belevttsev, A.N.,'Electrochemicaltreatment of industrial wastewater', Effluent and water treatment J., July, 243-247 (1985))

그러나, 상기한 전기응집에 의한 침전방법은 양극판의 주기적인 (+)와 (-)의교체에 따라 전리된 알루미늄이온과 폐수내 유기물과의 응집침전을 효과적으로 유도하는 과정에서 전극판 두께가 얇은 경우에 알루미늄의 전극판 교체(기존의 경우 30일)가 빈번해질 수 있기 때문에 알루미늄을 사용하는 전극판의 수명을 연장하기 위한 기술개발과 관리노력이 수반되지 않으면 효과를 반감시킬 수 있다.

또한, 상기한 전기응집에 의한 침전방법은 오수에 고활성 이온 및 오존 등을 주입하여 오수에 포함된 오염물질을 분해함으로써 오수가 정화될 수 있도록 하는 방법인 바, 그 구성은 어느 한쪽에 고전압을 인가시키기 위한 마이너스 전극과; 다른 한쪽에 접지시킨 플러스 전극으로 이루어져 마이너스 전극에 고전압을 인가시켜 두 전극사이에서 방전이 일어나면서 전기장을 형성하여 마이너스 전극내에서 자유전자가 방출되도록 하는 것이다. 이 마이너스 전자는 두 전극 사이에 존재하는 공기를 활성화시켜 이온물질, 오존, 산소음이온을 생성하여 폐수를 처리하게 된다.

하지만, 상기한 전기응집을 이용한 폐수처리장치는 두 전극이 판형상으로 이루어진 경우가 대부분이며, 마이너스 전극에 고전압을 인가해야 되므로 방전을 위한 전력소비가 매우 많다는 단점이 있으며, 편평한 판 형상의 마이너스 전극에 인가되는 단위면적 당 전력 소비량에 비하여 이온 발생량은 매우 적어 비효율적이라는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 양극과 음극체를 다수의 봉형태로 제작하여 전체 전극의 면적을 극대화시키고 양극을 보호하면서 음극에 인가되는 전력 소비량에 비해 이온 발생량을 증가시키기 위해 두 전극간격을 미세망 형태로 축소시킨 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치의 외형을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치를 도시한 측단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치를 도시한 평면도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치의 음극봉과 양극봉을 도시한 평면도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치의 다른 구조를 도시한 평면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

4:하우징, 6:유입구,

8:배출파이프, 14:음극봉,

16:양극봉, 18:유출공.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 원통 형상으로 이루어지며, 그 내부에 다수의 양극봉과 음극봉이 내설되어 유입되는 폐수를 정화시킬 수 있도록 폐수 처리장치의 외형을 구성하고, 그 하단부가 테이퍼진 경사면이 형성된 하우징과;

그 하우징의 하단부에 연장되어 폐수를 유입시키는 유입구와;

상기 하우징의 상단 외주연에 다수개의 유출공과;

상기 유출공의 둘레에 유출공을 통해 배출된 정화수를 포집하기 위해 하우징에 용접된 띠형태의 포집파이프와;

그 포집 파이프의 외주연 소정부에 단일이나 복수개의 배출 파이프와;

상기 하우징의 내부 상하단에 형성된 다수개의 지지파이프에 의해 고정되며, 고전압의 인가에 의해 방전될 수 있도록 일정 거리 이격되게 입설된 음극봉과 양극봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 음극봉의 외부 표면적은 양극봉의 외부 표면적의 1/2인 것을 특징으로 하는 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치가 제공된다.

더욱 바람직하게, 상기 양극봉 대신 일정 길이를 갖는 사각의 양극판이 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치의 외형을 도시한 사시도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치(2)는 원통 형상으로 이루어지며, 그 내부에 다수의 양극봉과 음극봉이 내설되어 유입되는 폐수를 정화시킬 수 있도록 폐수 처리장치의 외형을 구성하고, 그 하단부가 테이퍼진 경사면이 형성된 하우징(4)과; 그 하우징(4)의 하단부에 연장되어 폐수를 유입시키는 유입구(6)와; 그 하우징(4)의 상단 외측면 소정부에 용접되어 정화된 정화수를 배출시키는 배출파이프(8)가 제공된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치를 도시한 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치를 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치의 음극봉과 양극봉을 도시한 평면도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치(2)는 하우징(4)의 상단 외주연에 다수개의 유출공(18)이 형성되어 있으며, 그 유출공(18)의 둘레에 유출공(18)을 통해 배출된 정화수를 포집하기 위한 띠형태의 포집파이프(7)가 하우징(4)에 용접되어 있으며, 그 포집 파이프(7)의 외주연 소정부에 단일이나 복수개의 배출 파이프(8)가 결합되어 있다.

또한, 상기 하우징(4)의 내부 상단에는 다수개의 봉상단 지지파이프(10)가구비되며, 하단에도 다수개의 봉하단 지지파이프(12)가 구비되어 하우징(4)의 길이방향과 동일하게 상기 하우징(4)의 내부에 내설된 다수의 음극봉(14)과 양극봉(16)을 내부 상하단에 고정시키게 된다.

이때, 상기 음극봉(14)은 양극봉(16)보다 외부 단면적이 작게 구성하고, 음극봉(14)과 양극봉(16)간의 거리(도 4 참조: A)는 축소시킴으로써 양극봉(16)의 부식을 방지하도록 하며, 거리 축소로 인해 소모되는 전류량이 감소될 수 있도록 하여 전체 소모전력을 효율적으로 감소시키도록 한다.

또한, 상기 하우징(4)내에 다수의 음극봉(14)과 양극봉(16)을 이용하여 로드네트(Rod Net)를 형성함으로써 전기장이 입체적으로 발생될 수 있도록 하고 각 극봉에 전기장이 집중되도록 함으로써 투입전력 대비 산화 및 환원량을 극대화시킬 수 있도록 한다. 특히, 본 발명에서는 단일의 양극봉(16)을 중심으로 4 방향에 음극봉(14)을 배치하는 구조를 택함으로써 입체적인 전기장의 발생이 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치(2)은 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(4)이 원통형으로 구성되는 구조를 일례로써 예시하였으나, 하우징(4)이 직육면체 형상으로 그 평면이 사각형을 갖는 구조를 택하여 본 발명을 실시할 수도 있음을 미리 밝힌다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치의 다른 구조를 도시한 평면도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치(2')는 사각의 하우징으로 이루어지며, 그 내부에 판 형상의 양극판(16)과, 봉형상의 음극봉(14)으로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 양극판(16)은 하우징의 내부에 각각 일정 간격으로 이격되어 다수개가 입설되도록 배치되며, 음극봉(14)은 그 양극판(16)의 사이에 양극판(16)의 길이방향과 수평되게 배치되면 각 음극봉(14)은 일정 거리 이격되게 입설 배치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 음극봉(14)에 고압의 전류를 인가하였을 때, 상기 양극판(16)과의 사이에서 방전이 일어나게 된다. 상기 음극봉(14)의 재질은 전도율이 매우 우수한 금속인 것이 바람직하며 그 표면에는 내산화성을 갖도록 귀금속 도금이 되어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 양극판(16)의 재질은 스테인레스 스틸로 이루어진 것이 바람직하다.

도 3을 참조하면, 상기 양극봉(16)을 중심으로 음극봉(14)과의 사이에는 음극봉(14)으로의 고전압 투입에 따라 방전이 이루어지고, 그 방전으로 인해 양극봉(16)과 음극봉(14)의 사이에는 전기장이 형성된다.

이때, 양극봉(16)을 중심으로 배치된 음극봉(14)은 양극봉(16)과의 사이에서 강한 방전이 발생되게 되므로 그 방전영역에서 공기중의 산소나 기타 성분들이 산화 또는 이온화되어 오존 또는 활성이온을 발생시켜 폐수를 처리하게 된다. 이러한 폐수처리방법은 도 5를 통해 예시한 양극판(16)과 음극봉(14)의 사이에서도 동일하게 적용된다. 바람직하게, 상기 음극봉(14)의 외부 표면적은 양극봉(16)의 외부 표면적에 약 1/2 이 되도록 한다. 상기 음극봉(14)의 외부 표면적은 양극봉(16)의 외부 표면적에 1/2인 경우 양극봉(16)의 부식방지가 4배에 달하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치는 투입 전력에 비해 고효율의 산화/환원 반응을 발생시킬 수 있으며, 각 극봉간의 거리를 미세하게 설치함으로써 저전력을 이용하여 폐수처리 효율을 증대시킬 수 있다는 효과가 있다. 또한, 음극봉의 단면적을 양극봉에 비해 작게 구성함으로써 양극봉의 부식을 억제토록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 원통 형상으로 이루어지며, 그 내부에 다수의 양극봉과 음극봉이 내설되어 유입되는 폐수를 정화시킬 수 있도록 폐수 처리장치의 외형을 구성하고, 그 하단부가 테이퍼진 경사면이 형성된 하우징과;

   그 하우징의 하단부에 연장되어 폐수를 유입시키는 유입구와;

   상기 하우징의 상단 외주연에 다수개의 유출공과;

   상기 유출공의 둘레에 유출공을 통해 배출된 정화수를 포집하기 위해 하우징에 용접된 띠형태의 포집파이프와;

   그 포집 파이프의 외주연 소정부에 단일이나 복수개의 배출 파이프와;

   상기 하우징의 내부 상하단에 형성된 다수개의 지지파이프에 의해 고정되며, 고전압의 인가에 의해 방전될 수 있도록 일정 거리 이격되게 입설된 음극봉과 양극봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 음극봉의 외부 표면적은 양극봉의 외부 표면적의 1/2인 것을 특징으로 하는 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 양극봉 대신 일정 길이를 갖는 사각의 양극판이 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 로드네트를 이용한 고효율 폐수처리장치.