KR20080017651A

KR20080017651A - 전기응집반응조와 제작방법

Info

Publication number: KR20080017651A
Application number: KR1020060079079A
Authority: KR
Inventors: 서두하; 김학석; 구봉헌; 전봉준
Original assignee: 주식회사 씨티아이
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2008-02-27

Abstract

본 발명은 폐수처리용 전기응집반응조에 전기를 공급하는 방법과 그 제작에 관한 것으로, 전기응집 반응조 내부 전극판에 전기가 공급되면, 반응조 내의 폐수에는 산화응집 반응이 일어나므로, 반응조 내부 금속류에 전기적 반응에 의한 부식 및 절단과 같은 손상이 없이, 안정적으로 전기를 공급하는 방법과 그 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전기공급바, 전기공급부, 전극판

Description

전기응집반응조와 제작방법{WASTEWATER TREATMENT SYSTEM AND MAKING METHOD}

도1은 본 고안의 일 실시예에 따른 전기응집반응조의 전체적인 구성을 나타낸 측면 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:원수 유입구 110:처리수 유출구 120:슬러지 배출구

200:반응조 전기공급바(BAR)

210:전기공급바 상부지지대(외부) 220:전기공급바 하부지지대(외부)

230:전기공급바 상부지지대(내부) 240:전기공급바 하부지지대(내부)

250:전극판 지지대

260:전극판 전기공급부

300:전극판

500:폐수의 수위

900:반응조 본체

출원번호 10-1996-0043496 : 전기화학응집법에 의한 인 및 유기물 제거장치

출원번호 20-2000-0035333 : 전기분해와 경사판을 이용한 오폐수처리장치

출원번호 10-2000-0045706 : 전기분해를 이용한 연속식 폐수처리장치

출원번호 10-2000-0051385 : 수처리 방법 및 장치

출원번호 10-2000-0057146 : 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치

출원번호 10-2000-7009568 : 액체의 전기응집 방법 및 장치

출원번호 20-2002-0020444 : 전기응집과 여재를 이용한 수질정화장치

출원번호 10-2003-0026171 : 전도성 메디아를 이용한 전기응집처리 장치

출원번호 20-2003-0004966 : 고효율 전기응집 폐수처리장치

출원번호 10-2003-0089897 : 스프링전극 전기응집처리 장치

출원번호 10-2004-0003911 : 폐수정화용 전해처리 시스템

출원번호 10-2005-0082029 : 전기응집반응기

출원번호 10-2005-0084923 : 폐수처리용 전기 반응조

출원번호 10-2006-0036572 : 전기응집을 이용한 폐수정화장치

본 발명은 전기분해를 이용한 폐수처리장치 중 반응조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐수를 처리하는 반응조에 양극과 음극이 인가된 전극판과 폐수가 반응하게 되어, 폐수에 포함된 오염원을 응집 및 산화시켜 침전 분리하는 폐수처리용 반응조에 관한 것이다.

전기응집 반응조를 사용하여 폐수를 처리할 경우, 약품 투입에 따른 2차적인 슬러지 감소, 시설의 운전 기술의 단순화 및 경제적 운영 및 시설 설치면적의 협소성 등 많은 사회경제적인 이점이 있음에도 불구하고 현재까지 대중화 되어 사용되고 있지는 않다.

상기와 같은 많은 공정특허와 공지의 기술이 있으나, 아직 까지 널리 상용화 되지 못한 것은 실용화에는 많은 문제점이 있기 때문이다.

특히, 효율적인 전기공급 방법과 전극판과 관련한 반응조의 설계 등이 가장 많은 문제점이 있다. 구체적으로 살펴 보면,

전기응집 반응조 내부에는 폐수와 전극판과의 반응으로 폐수의 표면에 노출된 금속은 전기응집 반응으로 인하여, 장시간 사용할 경우 손상되어 절단 되는 문제점이 있다. 그러므로, 반응조 상부로 부터 전기를 공급 받을 경우, 전극판뿐만 아니라 전극판 이외의 전기공급바도 교체하여야 하는 단점이 있다.

전극판도 폐수 수위 상부 표면에 노출될 경우, 노출된 부분에는 폐수에 잠긴 부분보다 활발한 반응으로, 전극판의 다른 부분보다 빨리 손상되어 원활한 폐수처리의 문제점으로 대두된다. 즉, 전극판의 불균일한 반응으로 전극판의 빈번한 교체가 필요하고, 비용 역시 추가적으로 부담해야 하며, 전체적인 폐수처리시스템의 처리 효율이 저하되는 단점이 있다.

공지의 기술 "전기분해를 이용한 연속식 폐수처리장치" (출원번호 10-2000-0045706, 등록번호 10-0366726)의 경우, 상기 나열한 문제점에 직접적으로 노출되어 있으며, 구체적으로 전극판의 일부에서만 반응이 일어나므로, 폐수의 표면에 접 한 부분, 즉 전극판이 폐수 표면에 노출된 부분이 다른 부분보다 반응이 활발하여 전극판이 불균일하게 사용되어, 전극판 사용효율이 저하되고, 전체적인 시스템 효율도 저하되는 단점이 있다.

공지의 기술 "폐수정화용 전해처리 시스템" (출원번호 10-2004-0003911, 등록번호 10-0609599)의 경우, 전극판에 전기를 공급부분이 상부에 있을 경우, 반응 챔브내에 폐수로 완전히 채워지지 않는다면, 전기공급부와 폐수가 접촉하는 부분에서는 장시간 사용시 반응으로 인한 손상은 피할 수 없다.

상기 "종래기술의 문헌 정보" 및 상기 특허들을 살펴볼 때, 실험실적 단기적인 사용에는 이용이 가능하겠으나, 공업적인 대용량의 장시간 가동되는 폐수처리시스템에 적용할 경우, 예상치 못한 어려움에 봉착할 수 있다. 그리고 장기적 사용이 요구되는 현장적용에는 해결해야 할 많은 문제점이 있는 것이, 공지의 기술로 볼 때 현재까지의 기술이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점의 일부를 해소하기 위하여 안출된 것으로, 전기응집 반응조에서 폐수 반응에 관계하는 모든 금속류(전극판, 반응조 전기공급바, 전극판 전기공급부)들을 폐수에 항상 잠기도록 하는 것이다. 즉 반응조 내의 금속류(전극판, 반응조 전기공급바, 전극판 전기공급부)는 반응조의 폐수 내에 설치 제작되는 것이다. 그렇게 함으로서, 전극판 전체에서 반응이 균일하게 일어나고, 폐수처리시설 가동시 적합한 조건의 설정이 가능할 뿐만아니라 폐수의 성상에 따라 적정한 반응조건을 설정할 수 있다.

그리고 반응조 내부, 폐수의 수위보다 낮은 위치에 개구부를 만들어 전기공급바(Bar)를 삽입 고정함으로서, 폐수의 누수를 방지하고 장기간 안정적으로 전기를 공급하는 방법을 제공하는 것에 본 발명의 목적이 있다.

반응조는 플라스틱 계열의 고분자 화합물 종류로 PE(Poly-ethylen),PP(Poly-profilen), PVC(Poly Vinyl Chloride),PC 등의 소재로 제작이 가능하다. 그리고 사용환경에 따라서 FRP소재로 제작이 가능하다.

반응조의 각 소재별로 살펴보면,

PP 소재는 일반적으로 화력에 약하고, 폐수의 누수 문제가 발생할 때, 쉽게 유지 보수하기 어려운 단점이 있고, 제작에 필요한 가공 기술 역시 상당한 숙련공이 작업을 하여야 하는 단점이 있다. 전기 반응조에의 반응시 발생하는 발열 때문에 장시간 사용시 변형이 쉽게 올 수 있고, 폐수의 누수 등의 문제로 유지 보수하기 어려운 단점이 있기에 사용에 적합치 않은 부분이 많다.

PVC 소재는 열변형성 및 압축강도 면에서 PP, PE 등의 소재에 비하여 우수한 면이 많이 있으며, 일반적인 제작 가공성도 좋은 것으로 판명되었다.

FRP 소재는 내구성 및 내열성 및 압축강도 등 모든 면에서 우수하지만, 제작과정의 어려움으로 가공성이 떨어지고, 높은 제작 가격으로 인하여 경제적인 제작에 어려움이 있다. 그러므로 사용환경 및 제작 경제성을 고려하여, 적합한 재질을 선택하여 최적의 시스템을 구현할 수 있다.

PVC 소재로 반응조를 제작할 경우, 전기응집반응조와 전기공급바(BAR)는 억 지끼워맞춤으로 견고하게 결합시키고, 반응조의 내외부에 전기공급바의 지지대를 설치하여, 전기공급바의 설치 이후 상하부 압력에 안정적으로 고정 설치 사용한다.

전기공급바는 양극 "+", 음극 "-" 극성의 전기를 공급하기 위한 2개로 이루어져 있으며, 반응조의 개구부 역시 2개로 이루어진다.

전기공급바는 전기전도성을 고려하여, 은(Ag)이 가장 좋은 소재이나, 소재 단가 등 경제적인 면을 고려하여, 구리(Cu)로 제작하는 것이 효과적이다.

전기공급바의 모양은 여러가지가 있을 수 있으나, 사각형 모양 등 각이 있는 것보다는 원형 모양이 제작성이나, 억지끼워맞춤에 좋다.

폐수의 수위(500) 보다 낮은 위치에 있는 전기공급바(200)를 통하여 반응조에 외부에서 반응조 내부로 전기를 공급함으로서, 폐수의 표면이 아니라 폐수의 내부로 직접 전기를 공급하여, 전극판 전체에서 폐수와 반응이 일어나므로, 전기공급장치의 손상이 없고, 전극판 표면 100%를 이용한 전기적 반응으로 전극판의 효율적 반응을 유도한다.

도1에서와 같이 전극판, 반응조 전기공급바, 전극판 전기공급부 등 전기응집반응에 관계되는 모든 금속류는, 전기응집반응시 언제나 반응 폐수내에 존재하므로, 전극판 전체에서 폐수와 반응이 일어나게 되므로, 전기응집반응 효율 증대 및 전극판 사용량의 최적화도 도모할 수 있다.

상기 서술한 목적 달성을 위한 본 발명은 폐수처리용 전기응집 반응조의 전 극판(300)에 전기를 공급하는 방법에 있어서, 폐수를 유입하는 유입구(100), 처리수를 배출하는 유출구(110), 슬러지를 배출하는 슬러지 배출구(120), 전기적 반응을 유도하는 전극판(300), 전극판 전기공급부(260) 및 절연 소재로 이루어진 반응조 본체(900)에,

반응조의 일측, 유입구와 유출구 및 처리 폐수의 수위(500)보다 낮은 위치에, 반응조의 내외부가 관통하는 2개의 개구부를 만들고, 반응조 외부 개구부의 상하에 전기공급바 지지대(210,220)와 반응조 내부의 개구부 상하에 외부 지지대 보다 작은 전기공급바 지지대(230,240를 설치하여, 전기공급바의 상하부압력에 대응하고, 상하좌우로 기울여지는 것을 방지한다.

전기공급바 지지대는 반응조와 동일 소재로 하여, 반응조와 일체가 되게 견고하게 용접하여 고정 접착시킨다.

전기공급바(bar)와 반응조 개구부를 억지끼워 맞추며, 전기공급바는 억지끼워 맞춤에 따라 수평으로 반응조의 내외부를 관통한다.

그리고 반응조 재질에 따라 적당한 접착재로 전기공급바와 반응조의 개구부 및 전기공급바 지지대에 접착제로 후처리하여 폐수의 누수를 방지한다.

이때, 전기공급바와 반응조를 용접에 의하여 접착할 수 없는 것은 절연소재의 반응조와 비절연 소재인 전기공급바 소재의 성질이 다르기 때문에 용접에 의하여 견고하게 붙일 수 없는 어려움이 있다. 예를들면, 반응조는 PVC, PP, PE등의 전기가 통하지 않는 절연체이기 때문에, 같은 소재류의 경우 용접으로 붙일 수 있으나, 구리 소재의 전기공급바와 PVC, PP 등의 소재는 용접이 되지 않으므로, 전기공 급바를 절연 소재의 반응조에 억지끼워맞춤과 내성이 강한 접착제를 사용하여 후처리 함으로서, 전기공급바와 반응조의 접촉부위에 누수가 발생하지 않고, 반응조를 장시간 견고하게 사용할 수 있다.

전기공급바(200)는 반응조 외부에서 내부로 전기를 공급하고, 이와 연결된 반응조 내부의 전극판 전기공급부(260)에서 각 전극판(300)에 전기를 공급하여, 전극판과 폐수가 반응한다. 즉, 반응조 내에 전기를 공급하는 방법이 폐수의 표면이 아니라, 반응조 폐수의 내부로 직접 공급하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 전기응집을 이용한 폐수처리장치의 핵심인 전기공급의 효과적인 방법을 고안함으로서, 폐수처리 현장에서 발생하는 문제점의 일부나마 제거하여 쉽고 편리한 폐수처리 시스템으로 정착시키고자 한다.

Claims

폐수처리용 전기응집 반응조의 전극판에 전기를 공급하는 방법에 있어서,

폐수를 반응조에 유입시키는 유입구(100)와 처리수를 배출하는 유출구(110) 그리고 슬러지를 배출하는 슬러지 배출구(120)가 설치되어 있는, 절연 소재로 형성된 반응조(900)와;

반응조 일측면,

폐수의 수위(500)보다 낮은 위치에,

전기공급바(200) 형태와 일치하는 2개의 개구부가 있고,

개구부 주변에 전기공급바(200)를 지지하는 지지대를 반응조(900)에 부착하고,

전기공급바를 개구부에 끼워 맞추어 접착하여, 반응 폐수의 누수를 방지하고, 반응조 내부 전극판 전기공급부(260)와 전극판(300)에 전기를 공급하며;

반응에 관계하는 금속류(반응조 전기공급바(200), 전극판 전기공급부(260), 전극판(300))가 반응 폐수 수위(500)보다 낮은 위치에 설치되어, 전극판 전체에서 반응이 일어나는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 전기응집반응조
제1항에 있어서,

반응조(900) 제작 소재는 플라스틱 계열의 고분자 화합물 또는 FRP소재 중 어느 하나로 로 된 것을 특징으로 하는 폐수처리용 전기응집반응조
제1항에 있어서,

전기공급바(200)는 소재가 구리(Cu) 또는 은(Ag)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐수처리용 전기응집반응조
제1항에 있어서,

전기공급바(Bar)와 개구부를 억지끼워 맞춤으로 반응조 폐수의 누수를 방지하는 것을 특징으로 하는 폐수처리용 전기응집반응조