KR20030025897A - 열교환과 공기교반이 가능한 폐수 전해처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기분해 반응을 이용한 폐수처리 장치에 관한 것으로, 특히 열교환과 공기교반이 가능토록하여 폐수의 정화시 반응조 바닥에 찌꺼기의 침전발생을 방지하고, 전기분해 작용에 의해 고온을 갖는 정수의 온도를 열교환시켜 효과적인 에너지로 활용할 수 있는 전기분해 폐수처리 장치에 관한 것이다. 따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외일측에 폐수 유입구를 형성하고, 내측으로는 전류를 공급하는 양극판과 음극판이 격순으로 다수개 형성되며, 바닥부에는 다수의 기포발생기를 갖으며, 상기 폐수 유입구와 대향하는 타외측에는 유입된 폐수를 정화처리한 후 정수를 배출하는 정수 배출구를 갖으며, 상기 정수 배출구부로 형성되는 열교환기로 구성된다.

Description

열교환과 공기교반이 가능한 폐수 전해처리 장치{The wastewater electrolysis processor that heat exchange orders and air agitation are possible}

본 발명은 전기분해 반응을 이용한 폐수처리 장치에 관한 것으로, 특히 열교환과 공기교반이 가능토록하여 폐수의 정화시 반응조 바닥에 찌꺼기의 침전발생을 방지하고, 전기분해 작용에 의해 고온을 갖는 정수의 온도를 열교환시켜 효과적인 에너지로 활용할 수 있는 전기분해 폐수처리 장치에 관한 것이다.

종래에 폐수를 처리하기 위한 방법으로는 주로 화학약품에 의존되어 실시되고 있어 화학공정의 복잡성, 적절한 처리기술 부족으로 인한 과다한 화학약품 사용 및 부차적 환경오염 유발, 화학반응장치 설치에 필요한 넓은 부지 확보, 방류수의 온도상승 등과 같은 문제점을 가지고 있다.

또한, 폐수처리를 위한 화학적 공정은 매우 많은 공정과, 부산물 발생, 넓은 설치공간, 공해물질 배출 등 많은 환경적인 문제점을 가지고 있었다.

또, 전기분해에 의해 정화된 폐수는 과정중에 온도가 상승하여 이를 저장조에 저장하여 자연대류와 복사 열전달에 의해 온도를 낮춘후에 방류함으로서, 넓은 부지확보와 저장시설이 필요하였다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기에너지를 이용하여 전극과 전해액 계면에서 물질변화를 일으킴으로서 기존의 화학약품에 의해 발생되는 문제점과 폐수의 정화시 폐수처리장치의 바닥에 찌꺼기의 침전발생을 방지하고, 전기분해 작용에 의해 고온을 갖는 정수의 온도를 열교환시켜 효과적인 에너지로 활용할 수 있는 열교환과 공기교반이 가능한 전기분해 폐수처리장치를 제공함에 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 열교환기를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 음극과 양극의 극판 형상을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 의한 열교환기 및 기포발생기가 설치된 전기분해 폐수처리 장치의 사용상태를 나타내는 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

3 : 냉각수관 4 : 격벽

5 : 온수입구 6 : 온수출구

7 : 냉각수 입구 8 : 냉각수 출구

10 : 열교환기 11 : 폐수유입구

12 : 정수 배출구 13 : 음극판

14 : 양극판 15 : 기포발생기

20 : 폐수처리 장치

따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외일측에 폐수 유입구를 형성하고, 내측으로는 전류를 공급하는 양극판과 음극판이 격순으로 다수개 형성되며, 바닥부에는 다수의 기포발생기를 갖으며, 상기 폐수 유입구와 대향하는 타외측에는 유입된 폐수를 정화처리한 후 정수를 배출하는 정수 배출구를 갖으며, 상기 정수 배출구부로 형성되는 열교환기로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 열교환기를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 음극과 양극의 극판 형상을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 열교환기 및 기포발생기가 설치된 전기분해 폐수처리 장치의 사용상태를 나타내는 도면이다.

먼저, 도 1에 도시된 열교환기는, 원통(2)의 몸체 일측에 형성된 냉각수 입구(7)와, 대향하는 타측에 냉각수 출구(8)를 갖고, 상면 일측으로는 온수입구(5)와, 하면 일측으로는 온수출구(6)를 갖으며, 내부 가로방향으로는 냉각수를 이송시키는 다수의 냉각수관(3)이 형성되고, 세로방향으로는 온수의 흐름을 장거리로 흐르게 하기 위한 다수의 격벽(4)이 지그재그 형식으로 설치된다.

도 2는 음극과 양극의 극판 모양을 도시한 것으로서, 양극(14)과 음극(13)의 일측으로 각각 홈(13a, 14a)을 형성하고 있다.

도 3은 본 발명의 폐수처리 장치의 사용상태를 나타내는 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 폐수처리를 위해 폐수를 폐수 유입구(11)로 공급하면, 내부에 격순으로 형성된 음극(13)과 양극(14)의 2전극판에 의해, 폐수의 전해처리가 이루어진다. 여기서, 상기 양극(14)과 음극(13)은 상하 유동이 발생할 수 있도록 하기 위해 높이를 다르게 설치하였다.

또, 전해처리 작용과 동시에 바닥부에 형성된 기포발생기(15)에서는 기포가 발생되어 상하 유동하는 폐수의 슬러지나 기타 오물질들을 중력에 의해 바닥에 침전되는 것을 방지함과 동시에 반응을 촉진시킬 수 있도록 하였다.

상기 기포발생기(15)에 의해 활성화된 폐수는 계속하여 정화처리되면서 정수 배출구(12) 쪽으로 흐르게 되는데, 이때 폐수는 전해처리 작용에 의해 매우 고온의 상태에서 배출된다.

이것은, 전기분해 폐수처리장치는 온도가 높을 때 상대적으로 전기분해 성능이 향상되기 때문이다.

그리고, 상기와 같이 처리된 폐수의 출구온도는 약 80℃∼85℃로 기준 온도보다 매우 높으므로 저장조에서 반드시 온도를 낮춘 후에 방류해야 한다.

따라서, 기존의 방식들은 저장조에 처리된 폐수를 저장하면서, 자연대류와 복사 열전달에 의해 열교환작용을 하고난 후, 상온상태로 낮추어 외부로 방류한다.

그러나, 본 발명은 열교환기를 전기분해 폐수처리장치의 정수 배출구(12)부분에 설치하여, 처리된 폐수로부터 폐열을 회수할 수 있도록 하였다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 전해처리 작용에 의해 정화된 고온의 정수는 정수 배출구(12)를 통해, 상기 정수 배출구(12)에 형성된 열교환기(10)의 온수입구(5)로 유입되면, 내부에 세로방향으로 형성된 다수의 지그재그식의 격벽(4)을 통과하게 되고, 이와 동시에 내부의 가로방향으로 형성된 다수의 냉각수관(3)에 의해 유입된 정수온도가 내려가게 된다.

즉, 상기 열교환기(10)에서의 열원은 폐수가 정화처리된 정수(방류수)이고, 냉각수로는 지하수를 사용하게 된다.

이와 같이, 지하수는 정화처리되어 배출되는 정수의 온도를 낮추는 동시에 폐열을 회수한 온수를 얻을 수 있다.

이 온수는 후처리 세척용이나 공업용수 등으로 사용할 수 있음은 물론, 직접적으로 온수가 필요한 곳에 사용되거나, 수증기나 고온의 물이 필요한 곳에 사용하여 가열하는 데 필요한 에너지를 절약할 수 있다.

또한, 전기분해를 이용한 폐수처리 장치는 화학적 합성 또는 처리에서의 단점을 보완하고 산화· 환원반응을 동시에 수행할 수 있는 장점을 지니고 있다.

또, 중금속 이온, 시안화물 이온, 유기물, COD 등을 함유한 폐수를 동시에 처리할 수 있으며, 유기합성에서 선택적으로 반응을 진행시키기 때문에 정밀화학에서 반드시 필요한 분야이며, 매우 각광받는 분야이다.

또한, 상기 음극(13)과 양극(14)은 전해액의 유동과 가이드를 끼우기가 용이하도록 일측에 홈(13a, 14a)을 형성하였다.

즉, 극판의 간극과 가이드는 중요하므로 가이드를 만들어 끼울 수 있도록 하여 수압에 의해 극판의 휨방지를 위한 것이다.

또한, 극판과 전해액이 직접 접촉할 수 있도록 하여 화학반응을 촉진시킬 수 있도록 하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 주로 화학약품에 의존함에 따라 발생되는 과다한 화학약품 사용 및 부차적 환경오염 유발, 화학반응장치 설치에 필요한 넓은 부지 확보, 방류수의 온도상승 등과 같은 문제점을 해결할 수 있는 효과를 가지고 있으며, 또, 전기분해에 의한 폐수의 정화처리 과정중에 온도 상승으로 인한 저장조와 부지확보 등의 추가적인 시설이 필요없고, 청정에너지인 전기에너지를 이용한 전기분해 반응장치는 전극과 전해액(폐수) 계면에서 화학적 합성과 처리과정으로 폐수를 양호하게 정화시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 외일측에 폐수 유입구(11)를 형성하고, 내측으로는 전류를 공급하는 양극판(14)과 음극판(13)이 격순으로 다수개 형성되며, 바닥부에는 다수의 기포발생기(15)를 갖으며, 상기 폐수 유입구(11)와 대향하는 타외측에는 유입된 폐수를 정화처리한 후 정수를 배출하는 정수 배출구(12)를 갖으며, 상기 정수 배출구(12)부로는 열교환기(10)가 형성된 것을 포함하는 열교환과 공기교반이 가능한 전기분해 폐수처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기(10)는 원통(2)의 몸체 일측에 냉각수 입구(7)와, 대향하는 타측에 냉각수 출구(8)를 갖고, 상면 일측으로는 온수입구(5)와, 하면 일측으로는 온수출구(6)를 갖으며, 내부 가로방향으로는 냉각수를 이송시키는 다수의 냉각수관(3)이 형성되고, 세로방향으로는 온수의 흐름을 장거리로 흐르게 하기 위한 다수의 격벽(4)이 지그재그 형식으로 설치된 것을 특징으로 하는 열교환과 공기교반이 가능한 전기분해 폐수처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 양극판(14)과 음극판(13)은 전해액의 유동과 가이드를 끼우기 위해, 일측으로 홈(13a, 14a)을 형성한 것을 특징으로 하는 열교환과 공기교반이 가능한 전기분해 폐수처리 장치.