KR20090131868A

KR20090131868A - 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 전기화학적처리장치 및 처리방법

Info

Publication number: KR20090131868A
Application number: KR1020080057832A
Authority: KR
Inventors: 전치중; 김종성; 홍상기; 김광수; 이재한; 최창하
Original assignee: (주)에이엠티기술
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-12-30
Also published as: KR101054375B1

Abstract

본 발명은 원자력발전소에서 배출되는 복수탈염설비의 재생폐수에 포함된 ETA(Ethanolamine) 및 난분해성 COD(Chemical Oxygen Demand) 유발 물질 및 TN(Total Nitrogen)을 전기분해하기 위한 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 처리장치는 폐수를 저장하는 집수조; 상기 집수조로부터 공급받은 폐수의 pH와 전기전도도와 유량을 조정하는 저류조; 상기 저류조 내의 폐수의 전기 전도도를 전기 분해가 가능한 전도도로 유지하기 위한 상기 저류조 내의 폐수에 전해질을 공급하는 전해질탱크; 상기 저류조 내의 폐수에 pH조정제를 공급하는 pH조정제탱크; 모노폴러(monopolar) 전극 및 바이폴러(bipolar)전극 을 혼용하도록, 전원을 공급받아 양극 및 음극의 직류전류가 인가되는 모노폴러 양극판 및 음극판과, 상기 모노폴러 양극판과 음극판 사이에 대전체로서 배치되는 다수의 바이폴러 전극을 포함하여 상기 저류조로부터 공급되는 폐수를 전기분해하는 전해조; 및 폐수의 상태를 파악하여 상기 집수조의 수위를 조절하며, 상기 저류조의 pH와 전기전도도 및 유량을 조절하며, 상기 전해조의 수위 및 상기 양극판과 음극판과 연결되어 전기분해를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

복수탈염, 재생폐수, 난분해성, 잔류염소, 모노폴러, 바이폴러

Description

복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 전기화학적 처리장치 및 처리방법{Electro-chemical water treamtment system and processing method for CPP wastewater and indecomposable wastewater}

본 발명은 복수탈염설비의 재생폐수와 난분해성 폐수의 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력발전소에서 배출되는 복수탈염설비의 재생폐수에 포함된 ETA(Ethanolamine) 및 난분해성 COD(Chemical Oxygen Demand) 유발 물질 및 TN(Total Nitrogen)을 전기화학적 방법을 이용하여 전기분해하기 위한 처리장치와, 이 처리장치를 이용하여 전기분해의 효율을 향상시키기 위한 전처리공정 및 전기분해 후의 안정성을 부여하기 위한 후처리 공정을 포함하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 처리방법에 관한 것이다.

원자력 발전소의 복수탈염설비의 pH 조절제로 사용되고 있는 물질로는 암모니아와 ETA(Ethanolamine)가 있다. 하지만, 국내뿐만이 아니라 국외에서도 암모니아를 사용하는 공정보다 ETA을 이용한 pH조절이 상용화되고 있는 실정인데, ETA은 약품 특성상 운전온도에서 낮은 농도로 높은 pH 유지가 가능하므로 복수탈염설비(CPP)의 부하를 감소시킬 수 있으며, 양이온교환수지는 아민모드에서 높은 나트 륨 선택도를 가지므로 증기발생기 나트륨 유입을 최소화할 수 있는 장점을 지니고 있어 현재 암모니아 대체 pH조절제로 ETA의 사용이 증가하고 있다.

그런데 ETA 사용 시, 복수탈염설비 재생 후에 발생되는 재생폐수에 의해 방류수의 COD(Chemical Oxygen Demand) 및 TN(Total Nitrogen)을 증가시키는 요인이 되고 있다. 즉, 2차 계통을 순환하는 냉각수는 복수탈염설비의 이온교환장치에 의해 주기적으로 불순물을 제거시키고 재생이 된다. 이러한 불순물은 외부로 방출될 때 ETA나 하이드라진, 암모니아와 같은 부식방지제 역시 같이 방출이 된다.

이와 같이, 재생폐수에 포함되어 있는 ETA은 난분해성 유기화합물로서, 수질환경보존법상 COD와 TN의 방류수 허용기준을 만족시키기 위하여 일반적인 물리 화학적 처리인 응집침전공정이나, 화학적 응집을 이용하여 처리하였다. 하지만, 응집 침전공정으로 ETA을 제거할 경우에는 ETA의 제거효율이 매우 낮으며, 화학적 응집을 이용한 ETA의 제거 또한 약품소요량이 많고 슬러지가 많이 발생되므로, 약품구입 비용과 슬러지를 처리하는 비용이 추가로 발생되어 소요경비의 부담이 증가되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 철이나 알루미늄으로 만들어진 방식용 전극판 모듈을 이용하여 재생폐수를 전기분해하여 처리하는 전기분해 부상방법이 많이 이용되고 있다. 전기분해 부상방법은 전극판 모듈의 전기응집에 의하여 재생폐수가 처리되는 것으로, 전기응집 시 발생하는 많은 양의 슬러지 처리 문제와 전극판 모듈을 자주 교체해 주어야 하는 등의 문제가 발생되고 있다.

이와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 최근에는 불용성 전극을 사용하는 전 기분해방법으로 난분해성 폐수를 처리하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 불용성 전극판 모듈을 이용한 전기분해 역시 재생폐수에 포함되어 있는 염소이온(Cl^-) 등의 전해질이 부족하면 전기전도도가 저하되어 전기분해 효율이 떨어져 재생폐수를 전기분해할 때 더 많은 전력을 공급해야 하므로 이에 따른 전력비 상승이 문제가 되고, 전기분해 전후의 적절한 전처리와 후처리가 병행되지 않으면 전기분해 적용에 여러가지 트러블이 발생할 수 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하고, 상기한 요구를 충족시키기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 원자력발전소에서 배출되는 복수탈염설비의 재생폐수에 포함된 ETA(Ethanolamine) 및 난분해성 COD(Chemical Oxygen Demand) 유발 물질 및 TN(Total Nitrogen)을 전기분해하기 위한 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이 처리장치를 이용하여 전기분해의 효율을 향상시키기 위한 전처리공정 및 전기분해 후의 전기분해 처리수에 잔류하는 잔류염소 성분을 무해한 정도로 제거함으로써 안정성을 부여하는 후처리 공정을 포함하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 처리방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1특징에 의하면, 본 발명에 의 한 처리장치는 폐수를 저장하는 집수조; 상기 집수조로부터 공급받은 폐수의 pH와 전기전도도와 유량을 조정하는 저류조; 상기 저류조 내의 폐수의 전기 전도도를 전기 분해에 적합한 전도도로 유지하기 위해 상기 저류조 내의 폐수에 전해질을 공급하는 전해질탱크; 상기 저류조 내의 폐수에 pH조정제를 공급하는 pH조정제탱크; 모노폴러(monopolar) 전극 및 바이폴러(bipolar)전극을 혼용하도록, 전원을 공급받아 양극 및 음극의 직류전류가 인가되는 모노폴러 양극판 및 음극판과, 상기 모노폴러 양극판과 음극판 사이에 대전체로서 배치되는 다수의 바이폴러 전극을 포함하여 상기 저류조로부터 공급되는 폐수를 전기분해하는 전해조; 및 폐수의 상태를 파악하여 상기 집수조의 수위를 조절하며, 상기 저류조의 pH와 전기전도도 및 유량을 조절하며, 상기 전해조의 수위 및 상기 양극판과 음극판과 연결되어 전기분해를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2특징에 의하면, 본 발명에 의한 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 처리방법은 (가) 전기분해가 용이하도록 원폐수에 NaCl을 투입하여 전기전도도를 조정하고 난분해성 유기물을 제거하는 전처리공정; (나) 상기 (가) 공정을 거친 폐수에 pH조정제를 투입하여 pH를 조정하는 공정; (다) 상기 공정을 거친 폐수를 모노폴러(monopolar) 및 바이폴러(bipolar) 전극으로 전원을 공급받아 양극 및 음극의 직류전류가 인가되는 모노폴러 양극판 및 음극판과, 상기 모노폴러 양극판과 음극판 사이에 대전체로서 배치되는 적어도 하나의 바이폴러 전극을 포함한 전기분해장치를 통해 전기분해하는 공정; 및 (라) 상기 (다)공정을 거친 처리수를 방류하기 전에 후처리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 후처리공정은 상기 폐수를 방류하기 전에 슬러지를 제거하기 위해 여과하는 공정과, 상기 전기분해하는 과정에서 생성되어 폐수에 포함된 차아염소산 이온(OCl^-)을 제거하기 위해 과산화수소(H₂O₂)를 투입하는 공정과, 활성탄을 통과시켜 상기 폐수에 잔류하는 미량의 차아염소산 이온(OCl^-)을 완전 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 처리장치 및 처리방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 전기분해장치에 적용되는 전극판을 모노폴러/바이폴러 전극을 혼용 하여 전기전도도가 높을 경우라도 대전이 원활하게 이루어지도록 함으로써 정류기의 안정성을 높여 전체 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 후처리 공정을 통해 전기분해 처리수에 포함된 잔류염소를 2차에 걸쳐 무해한 수준까지 완전하게 제거할 수 있다.

(실시예)

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 처리장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 개략적으로 집수조(10), 저류조(20), 전해 조(Electrolyzer; 30), 그리고 제어부(70; 도 10 참조)로 구성된다.

상기 집수조(10)는 유입관(11)을 경유하여 유입되는 폐수를 일시 저장하는 곳으로, 이때 저장된 폐수의 수위를 일정수위(Lw)로 유지하기 위한 제 1수위게이지(41)가 장착되어 있다.

상기 집수조(10)에서 배출된 폐수는 송수관(12)을 통하여 유량조절기(13)로 이동되고, 상기 유량조절기(13)와 저류조(20)는 제1연결관(16) 및 제 1펌프(61)로 연결되어 있어서, 제 1펌프(61)를 통하여 집수조(10)의 폐수가 저류조(20)로 이동된다.

상기 유량조절기(13)는 상기 집수조(10)와 제 1펌프(61) 사이에 연결되어 있어서 상기 제 1펌프(61)로 유입되는 폐수의 양을 일정하게 유지하는 역할을 하는 것으로, 분지관(14)을 통하여 수동밸브(15)가 연결되어 있다.

상기 저류조(20)는 폐수를 전기분해하기 위하여 폐수의 전기전도도를 일정 기준치에 맞게 조정하고, pH를 적합하게 조정하기 위한 것으로, 전기전도도와 pH를 조정하기 위하여 전해질을 공급하는 전해질탱크(22)와 pH 조정제를 공급하는 pH 조정제탱크(23)가 각각 펌프를 이용하여 전도도 메터(65) 및 pH 메터(66)와 연동하여 각 약품을 공급할 수 있도록 연결되어 있다.

그리고, 상기 저류조(20)의 내부에는 폐수의 pH를 측정하는 pH센서(46)가 설치되어 있으며, 상기 전해질탱크(22) 및 pH 조정제탱크(23)에는 각각 전해질 및 pH 조정제의 잔량을 확인하기 위한 제 1 레벨게이지 (22a)와 제 2 레벨게이지 (23a)가 각각 설치되어 있어서 운전 중에 전해질이나 pH 조정제가 부족하여 비정상적으로 운전되는 것을 방지해 준다.

또한, 상기 저류조(20)에 저장된 폐수의 양은 항상 적절한 수위를 유지하고 있어야 하고, 이를 위하여, 상기 저류조(20) 내에는 허용되는 일정범위 내의 수위를 감지하기 위한 제 3 수위게이지 (43)가 설치되고, 상기 제어부(70)는 상기 제 1펌프(61)를 제어하여 폐수의 수위를 일정범위 내로 관리한다.

한편, 처리장치의 운전 중에 상기 저류조(20)의 수위가 하한치 또는 상한치보다 낮거나 높게 유지되는 상황이 발생할 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1펌프(61)의 과도한 운용이나 배출량이 적어지는 경우에는 수위가 상한치보다 높아질 수 있으며, 제 1펌프(61)를 통해 유입되는 양보다 전해조(30)로 유출되는 양이 많을 때에는 하한치보다 낮아질 수 있다.

이 경우에는 상기 제 2 수위게이지(42)를 통하여 수위의 하한치와 상한치를 감지하는데, 이때 상기 제어부(70)는 상기 제 3 수위게이지(43)를 통하여 상기 저류조(20) 내의 수위를 일정 수위범위 내로 관리하면서 운전하는 도중에 상기 제 2 수위게이지(42)를 통하여 저류조(20) 내의 수위가 하한치보다 낮아지거나 상한치보다 높아지는 것이 감지되면 시스템의 운전을 정지시키면서 동시에 부저(88)를 통하여 관리자에게 경보를 발생하여 조치를 취하도록 한다.

상기 전해조(30)는 그 내부에 폐수를 전기분해하는 전기분해장치(50)가 설치되어 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전기분해장치(50) 상단의 높이보다 낮은 높이로 유입구(26a)와 유출구(27a)가 형성되어 있어서 제 2연결관(26)을 통하여 상기 저류조(20)와 연결되고, 상기 유출구(27a)에는 유출관(27)이 연결된다.

상기 제 2연결관(26)에는 저류조(20)의 폐수를 전해조(30)로 이송시켜 주는 제 2펌프(62)가 연결되어 있다.

그리고, 상기 전해조(30)의 상단에는 상기 전기분해장치(50)를 세척하거나 전기분해시 거품이 과량 발생할 경우, 소포제를 분사할 수 있는 세척기(36)가 장착되어 있으며, 상기 전해조(30)의 상단 일측에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 전기분해장치(50)의 상단 높이보다 약간 낮은 높이(H)로 오버플로우단(35)이 형성되어 있어서, 상기 전해조(30)로 너무 많은 폐수가 유입되면 잉여폐수(Fw1)가 상기 오버플로우단(35)을 지나서 오버플로우조(34)로 이동한다. 상기 오버플로우조(34)로 이동된 잉여재생폐수는 회수관(27)을 통하여 상기 저류조(20)로 되돌아간다.

상기와 같이 상기 오버플로우단(35)을 통하여 폐수가 오버플로우되면 이는 제 5 수위게이지(45)에 의하여 감지되는데, 오버플로우를 방지하기 위해서는 상기 저류조(20)와 제 2펌프(62) 사이에 유량계(24)를 연결하여 전해조(30)로 공급되는 유량을 측정하여 오버플로우 되지 않는 유량으로 조절해 주어야 한다. 또한, 상기 유량계(24)와 상기 제 2펌프(62) 사이에 수동 개폐가 가능한 유량조절밸브(25)를 연결하여 제 2펌프(62)에 유입되는 폐수의 양을 수동으로 설정함으로써 오버플로우를 방지할 수 있다.

상기 세척기(36)는 상기 전해조(30) 내의 전기분해장치(50) 상부에 설치되어, 전기분해장치(50)를 구성하는 모노폴러 양극판(51) 및 음극판(53)과 다수의 바이폴러 전극(52)을 세척하는 용도로 사용되고, 더불어 전기분해시 거품이 과량 발생할 경우, 소포제를 투입하는 용도로 사용된다.

이러한 소포제를 투입하여 거품을 제거하는 이유는, 전기분해시에는 부반응으로 산소와 수소가 발생하는데 이때 폐수에 계면활성제가 포함되어 있을 경우 폭발의 위험성이 있는 산소와 수소를 머금은 거품(bubble)이 심하게 유발되기 때문이다.

하지만, 폐수에 한번 혼합된 계면활성제는 제거가 어렵기 때문에 전기분해 전에 소포제를 혼합하고 전기분해 반응기 내부에 폐수를 순환시키면서 전기분해장치(50)로 분사 방향이 설정된 다수의 소포 노즐(36b)과, 이 소포 노즐(36b)에 세척수를 공급하는 분배관(36a)과, 분배관(36a)에 대한 세척수 공급 제어를 하는 제 2 자동밸브(64)와, 세척수가 고압수인 경우에는 불필요한 구성 요소이지만, 고압수가 아닌 경우에는 상기 제 2 자동밸브(64)에 고압수를 공급하기 위한 제 3펌프(63)를 이용하여 고압 분사하여 거품을 제거한다. 세척수는 전기분해처리수를 재사용하거나 공업용수 또는 수도물을 사용할 수 있다.

한편, 전기분해에 소요되는 전력사용량은 전기화학적 수처리장치 전체의 유지비가 될 만큼 중요한 요소로서, 이와 관련하여 전기전도도가 아주 중요한데 전도도가 높을수록 낮은 전압으로 목적하는 분해율을 얻을 수 있고, 반면 전도도가 낮으면 같은 분해율을 얻는데 상대적으로 높은 전압이 필요하여 그에 따라 전력이 많이 소요된다.

따라서, 전력비를 줄이기 위해서는 폐수의 전도도가 낮을 경우에는 NaCl과 같은 적합한 지지전해질(support electrolyte)을 사용하여 전도도를 높여야만 하며, 이때 지지전해질을 사용함에 따라 발생하는 약품 비용의 증가보다 그 약품을 사용하여 전도도가 높아져 전력비가 감소율이 월등하다.

한편, 전기분해를 이용하여 TN, COD 및 난분해성 유기물을 제거하기 위해서는 전극에 의한 직접 반응만으로는 경제적인 처리속도를 얻을 수 없다. 따라서 간접산화방식을 유도해야 하는데, 간접산화방식을 유도하기 위해서는 염소이온(Cl^-)이 필요하다.

상기 염소이온이 폐수에 존재하면 전해조의 양극판에서 염소이온이 염소가스(Cl₂)로 전환되고, 전환된 염소가스는 물에 대한 용해도가 아주 크므로 바로 물에 녹아서 유리염소를 형성하며, pH에 따라 차아염소산(HOCl) 또는 차아염소산이온(OCl^-)으로 존재하고 수중의 암모니아성 질소와 반응하여 암모니아를 질소가스로 전환시킨다.

따라서, 전기전도도를 높이는 염소이온을 공급할 수 있는 지지전해질로서 비용을 고려하여 NaCl이 좋으며, NaOCl, Ca(ClO)₂와 같은 약품을 지지전해질로 사용할 경우에는 전기전도도를 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 염소이온의 공급 외에 유입되는 TN 또는 COD 성분의 일정 정도를 제거하거나, 난분해성 물질을 생분해성 물질로 전환하여 결과적으로 전기분해의 부하를 줄일 수 있다.

또한, 상기 전해조(30)에는 상태를 파악할 수 있게 하기 위하여 전해조(30) 내부의 폐수가 담긴 부분에 삽입되어 내부 폐수의 온도를 측정함으로써, 일정 온도 이상이 되면 제어부(70)에 신호를 줘서 시스템을 차단할 수 있는 열감지 센서(47) 가 설치된다.

상기 열감지 센서(47)는 폐수의 온도에 따라 전체 시스템을 오프(OFF) 시키고 관련 온도 상승의 원인을 밝힌 뒤 재가동하기 위한 것으로서, 이것은 전기분해가 계속 진행되어 안정화되면 전해조(30)로 공급되는 전기에너지의 일부가 열로 퇴화되어 폐수의 온도를 상승시킴에 따라 전해조(30)로 유입되는 재생폐수의 온도와 방류되는 폐수의 온도는 일정한 차를 나타나게 되는데, 만약 전해조(30)로 폐수가 유입되지 않거나, 설정한 유량보다 적게 유입되는 등의 비정상 운전상태가 되게 되면, 전해조(30) 내부의 폐수 온도가 적정온도보다 높아지기 때문에, 이러한 전해조(30) 내의 폐수의 온도를 측정하여 폐수의 온도에 따라 전체 시스템을 오프/재가동하기 위함이다.

한편, 시스템 가동시에는 전해조(30) 내에 전기가 인가된 상태가 대부분이므로 무분별하게 전기분해 시스템의 전해조(30) 커버를 개폐하는 것은 운전자 등에게 위험을 초래할 수 있기 때문에, 전해조(30)의 커버가 개폐되기 전에 이 상황을 미리 감지하여 추가적인 안전문제가 발생하지 않도록 하기 위해, 전해조(30)의 커버에는 자기센서를 적용한 커버개폐감지센서(48)가 설치된다.

여기서, 상기 커버개폐 감지센서(48)를 설치하는 이유는 전극설치시와 반응기 정비, 운전시에 원수공급부족 또는 전극과 전원부(80) 등의 체결불량과 같은 작업자 부주의 등으로 발생할 수 있는 시스템 과열현상과 전해조(30) 가동 시에 폐수 성상 등에 기인하여 발생될 수 있는 슬러지 생성으로 인한 발열, 폭발 같은 위험 상황을 방지하기 위함이며 그 원리는 다음과 같다.

상기 커버개폐 감지센서(48)는 전해조(30)의 커버에 설치되어, 만약 커버의 개폐 또는 손상 및 전해조(30) 커버가 제대로 닫혀 지지 않은 상태 즉, 전해조(30) 커버가 전해조(30) 본체와 일탈, 또는 열변형이 일어남에 따른 전해조(30) 본체와 커버와의 분리가 일어났을 시에 단락을 유도하여 시스템 자체에 전원을 인가하지 않도록 하여 불필요한 안전 위해요소를 발생단계에서부터 차단할 수 있다.

다시 말해, 본 발명은 상기 커버개폐감지센서(48)를 통해 만약 커버의 개폐 또는 손상 및 전해조(30) 커버가 제대로 닫혀 지지 않은 상태에 따른 접점단락이 발생되면, 커버개폐감지센서(48)는 이 상황을 미리 감지하여 추가적인 안전문제가 발생하지 않도록 시스템 자체에 전원을 인가하지 않도록 하여 시스템의 전원을 모두 차단, 가동을 중지시켜 불필요한 안전 위해요소를 발생단계에서부터 차단할 수 있다.

한편, 상기 정류기(86)는 전기분해시 필요한 에너지를 전극을 통해서 폐수로 인가하는 역할을 하는 것으로, 이뿐만 아니라 정류기 전압, 전류에 대한 로우/하이(Low/High)값을 설정하여 시스템의 전극, 정류기 등을 안전하게 유지하여 사용되도록 하는 안전장치로서의 역할을 한다.

이러한 정류기(86)의 역할을 살펴보면, 정류기는 현장여건 및 폐수내 분해대상물질의 분해특성에 따라 전압값을 고정하여 운전하는 정전압모드와, 전류값을 고정하여 운전하는 정전류모드 두 가지 중 하나를 선택하여 운전하게 되는데, 정전류모드하에서는 전류값이 고정되게 되므로, 폐수의 유량, 전기전도도, 반응기내 수온, 전극의 노후화 정도 등의 변화에 따라 전압값이 변화가 수반되게 되며, 정전압 모드하에서는 같은 인자들의 변화에 대해 전류값의 변화가 발생하게 된다.

구체적으로, 상기 정류기(86)는 모드별 특성에 따라 정전류모드에서는 일반적으로 전압값에 대한 Low/High 설정을, 정전압모드에서는 전류값에 대한 Low/High 값 설정을 하는 것으로, 부수적으로 정전류모드에서 사용자의 전류운전범위를 제한하기 위하여 전류값에 대한 Low/High 값 설정과, 정전압모드에서 사용자의 전압운전범위를 제한하기 위하여 전압값에 대한 Low/High 값 설정을 병행하기도 한다.

또한, 운전방식을 고려하여 이루어지는 정류기의 운전전압값과 운전전류값에 대한 Low/High 값의 설정은 운전자가 의도하지 않은 인자변화로 인해서 과도한 전류 또는 전압이 시스템에 인가되지 않도록 하고, 또는 매우 낮은 전압하에서 정류기를 가동시에도 전류의 세기와 연관하여 정류기의 과열을 방지할 수 있도록 그 상한과 하한을 규정해 줌으로써, 현장 사용전력량의 피크(Peak)치 예측, 정류기의 안정성 확보, 반응기내의 과열방지를 유도하고, 필요시 이 설정값을 토대로 시스템의 가동유무를 제어할 수 있다.

한편, 전기전도도는 전기분해시에 폐수를 매체로 하여 전기가 흐를 수 있는 정도를 통칭하는 것으로서, 전기전도도는 안전적인 관점과 시스템 효율적인 관점에서 서술될 수 있는데, 이 중 전기전도도의 안전적인 측면으로는 상기한 내용의 정류기의 전압, 전류 Low/High 설정과 함께 정류기의 가동상황 및 전기분해 시스템의 운전조건 등을 결정짓는 인자로 작용하게 된다.

즉, 상기 전기전도도는 효율적인면 뿐만 아니라 전기전도도에 대한 제어는 전기분해 시스템 특성상 안전 및 비용적인 관점에서 필요하며, 시스템 (재)가동의 적절성유무를 판단하는 단계에서 그 상한과 하한값을 설정하여 원활한 가동상황을 유지하도록 관리되어야만 한다.

이에, 상기한 전기전도도를 본 발명에서는 반응기내로 유입되는 폐수의 전기전도도를 전도도 측정기(28)에 의해 측정하여 전도도 측정기를 통해 얻은 값을 토대로 시스템 전체의 가동여부를 판단하는데, 상기 전도도 측정기(28)를 통해 얻은 전도도 값의 이상은 상기에서 언급한 정류기의 운전모드와 연관지어 설명될 수 있다.

그 예로, 정전압모드에서는 전도도값이 설정치 보다 낮을 경우에 전류값의 하락이 발생되며, 높을 경우에는 전류값의 상승이 초래되고, 정전류모드에서는 전도도값이 설정치 보다 낮을 경우에 전압의 상승이, 높을 경우에 전압의 하락이 발생된다.

특히, 정전류모드에서 전도도 부족으로 인한 급격한 전압값의 상승, 전도도 과잉으로 인한 일반적으로 정류기 사용인가 전압의 약 60% 미만의 급격한 전압값의 하락은 전반적 시스템의 이상작동 및 정류기의 과열 등을 초래할 우려가 있으며, 필요 이상의 전기사용료 증대 등의 부작용을 수반하게 된다.

상기 전기분해장치(50)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 다수의 전극판으로 구성되는데, 직류가 인가되는 모노폴러(monopolar) 양극판(51), 직류가 인가되는 모노폴러(monopolar) 음극판(53), 상기 모노폴러(monopolar) 양극판(51)과 음극판(53) 사이에 소정 간격으로 배치되는 다수의 바이폴러(bipolor) 전극(52)을 포함한다. 이 경우, 양극판과 음극판 (51,53) 및 전극(52)은, 전해조(30)에서 전기분해시 전 기응집효과에 의해 SS가 부상하여 스컴이 형성되는데 유입구(26a)로부터 유입되는 폐수의 흐름방향(Fw2')으로 배치시켜 스컴이나 슬러지를 외부로 쉽게 배출되도록 하였다.

여기서, 상기 다수의 전극은 플레이트 형상으로 티타늄전극 또는 세라믹전극으로 형성될 수 있으며, 도 3과 같이 상기 양극판(51)에는 직류양극을 부가하는 양극단자(55)가 접속되고, 상기 음극판(53)에는 직류음극을 부가하는 음극단자(56)가 각각 접속된다.

다음으로, 상기 전기분해장치(50)의 전극판 배치를 구체적으로 설명한다.

도 3과 같이, 3장의 모노폴러 음극판(53)을 소정 간격으로 배치하고 3장의 모노폴러 음극판(53) 사이에 양극판(51)을 각각 한 장씩 배치하며, 각각의 모노폴러 양극판(51) 및 음극판(53) 사이에 각각 바이폴러 전극(52)을 2장씩 배치한다. 즉, 모노폴러 음극판(53), 그 일측에 연속적으로 배치된 2장의 바이폴러 전극(52), 그 일측에 연속적으로 배치된 양극판(51) 및 또다시 그 일측에 연속적으로 배치된 2장의 바이폴러 전극(52)이 하나의 단위 모듈로 정의될 수 있다.

이 상태에서 상기 다수의 모노폴러 양극판(51)과 음극판(53)에 직류 전류를 인가하면, 오버플로우조(34)에 인접한 첫 번째 음극판(53)의 일측에 있는 첫 번째 바이폴러 전극(52)의 대응면에는 양전하가 대전되고, 그 반대면에는 음전하가 대전되며, 마찬가지로 첫 번째 바이폴러 전극(52)에 인접해 있는 두 번째 바이폴러 전극(52)의 대응면에는 양전하가 대전되고, 그 반대면에는 음전하가 된다. 또한, 상기 두 번째 바이폴러 전극(52) 일측에 배치된 첫번째 모노폴러 양극판(51)의 일측 에 배치된 세 번째 바이폴러 전극(52)은 첫번째 모노폴러 양극판(51)과의 대응면에 음전하가 대전되고, 그 반대면에는 양전하가 대전되며, 마찬가지로 세 번째 바이폴러 전극(52)에 인접해 있는 네 번째 바이폴러 전극(52)의 대응면에는 음전하가 대전되고, 그 반대면에는 양전하가 대전된다. 따라서, 상기 모노폴러 양극판(51) 및 음극판(53)과 각각 그 사이에 배치된 바이폴러 전극(52) 사이에는 교대로 양전하 또는 음전하가 대전된 상태이므로 이와 같이 모노폴러/바이폴러 전극으로 형성된 수로를 통과하는 폐수는 전기분해된다.

본 실시예에서는 직접전기를 인가하는 모노폴러 양극판(51) 및 음극판(53) 사이에 위치한 바이폴러 전극(52)은 각각 2장씩 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 제한 되지 않고 1장에서 10장까지 재생폐수의 처리용량이나 전체적인 시스템의 부하를 고려하여 적절히 변경 설치하는 것도 물론 가능하다.

한편, 본 실시예와 같이 모노폴러 전극 및 바이폴러 전극을 혼용하는 경우와, 바이폴러 전극만을 사용하는 경우에 대하여 각각 동일한 조건에서 실험한 결과는 다음과 같다.

바이폴러 전극 만을 사용하는 경우 정류기의 출력측 전압/전류는 대략 300~450V/90A~230A였고, 모노폴러 및 바이폴러 전극 병합의 경우에는 대략 20~30V/2,000~5,000A로 측정되었다. 이처럼 바이폴러 전극만을 사용한 경우 고전압 저전류으로 정류기의 안정성 측면에서 불리한 반면 본 실시예는 저전압 운전 조건에서 전극의 안정성이 확대된다.

따라서 모두 바이폴러 전극으로 사용할 때 직접전기를 인가하는 (＋)전극과 (－)전극이 2장 또는 4장을 사용하는데 반해, 모노폴러 전극 및 바이폴러 전극을 혼용하는 경우 10~20장 정도로 늘릴 수 있다.

더욱이, 전기분해하는 전기전도도가 낮을 경우(10~20mS/cm)에는 바이폴러 전극 전용이나 모노폴러/바이폴러 전극 혼용의 경우 대전에 문제가 없으나, 전기전도도가 더 높은 경우 바이폴러 전극 전용은 대전이 원활하게 이루어지기 않기 때문에 대전의 불균질에서 야기되는 효율감소 문제가 발생할 수 있으나, 모노폴러/바이폴러 전극 혼용인 경우 대전이 균질하게 이루어지므로 바이폴러 전극을 전용으로 사용하는 것보다 모노폴러/바이폴러 전극을 혼용하는 경우가 전체적인 시스템의 안정성을 확보할 수 있다.반면에, 상기 전극판을 모노폴러 전극 전용으로 배치할 경우에는, 정류기의 출력측 전압/전류가 5V/11,200A와 3.5V/33,600A로 변경되므로, 정류기 제작비용이 상승할 뿐만 아니라 제작 기술상의 어려움이 수반되는 문제가 있다.

한편, 상기 바이폴러 전극(52)은, 세라믹을 모재로 하고, 이 세라믹 모재의 표면에 뛰어난 전도도를 갖고, 부도체인 상기 세라믹 전극 내부로의 전류 흐름을 방지하여 전류의 손실을 최소화함과 동시에 전기화학적 반응이 일어나는 표면으로만 전류를 유도하여 전력비를 최소화시켜 전극의 발열에 의한 온도상승을 방지할 수 있는 불용성 산화물 촉매 코팅층이 형성되어 있다.

상기 바이폴러 전극(52)의 코팅층은, 이리듐(Ir)화합물, 루테늄(Ru)화합물 및 주석(Sn)화합물을 주성분으로 하고, 여기에 티타늄(Ti)화합물, 몰리브덴(Mo)화합물, 탄탈륨(Ta)화합물 및 지르코늄(Zr)화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함 하는 화합물로 형성되어 있다.

덧붙여, 본 발명에 따른 상기 바이폴러 전극(52)의 각 원소는 귀금속 또는 금속이온을 공급할 수 있는 다양한 화합물 즉, 질화물, 황화물, 수화물 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 염화물을 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 바이폴러 전극(52)의 코팅층은 세라믹모재에 대해 박리가 일어나지 않고 전류를 전달할 수 있을 정도의 두께가 형성되어야 한다. 이는 코팅층이 일정한 두께가 되어야만 수처리 분야에서 사용되는 세라믹 전극이 수용액 중의 이온성 화합물과의 마찰로 인한 마모(erosion) 또는 마모 부식(erosion corrosion)의 발생을 방지할 수 있고, 전극 표면에서 발생되는 미세한 수소공기방울에 의한 코팅층의 탈착현상을 방지할 수 있기 때문이며, 상기 코팅층의 두께는 대략 3~10㎛인 것이 바람직하다.

이는, 코팅층의 두께가 3㎛ 미만인 경우에는 마찰 또는 수소공기 방울에 의해 코팅층이 손상될 우려가 있기 때문이며, 두께가 10㎛ 초과시에는 화합물의 열분해 과정 중 소결화에 의한 조대한 결정립 또는 비정상적인 결정립이 형성되어 박리될 수 있는 여지가 있기 때문이다.

상기한 바와 같이, 상기 바이폴러 전극(52)은, 세라믹모재에 코팅층을 형성시켜, 내식성, 내마모성, 내화학성 등이 우수하며, 전기분해와 같은 입자충진 전극으로 사용할 수 있으며, 전기의 직접 인가가 아닌 용액 또는 전도성의 매질 내에서 전기를 대전시키는 방법으로 세라믹 모재 표면의 전자 및 전하를 제어할 수 있고, 다양한 조성을 갖는 화합물을 세라믹 모재의 표면에 피복시킴으로써 효율을 향상시 킬 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 상기 전기분해장치에 의한 전기분해를 위한 전원은 전원부(80)로부터 공급되는데, 상기 전원부(80)는 교류 단상 220V, 3상 380V, 3상 440V가 공급될 수 있다.

상기 전원부(80)에서 전기를 공급받은 정류기(86)는 정전압 모드로 직류를 공급할 경우가 있는데, 그 이유는 운전이 시작됨에 따라 상기 전해조(30)에 재생폐수가 유입되어 수위가 정상수위까지 높아질 때와 운전이 종료되면서 전해조(30)의 수위가 낮아질 경우에 전해조(30) 내부에 존재하는 재생폐수의 양에 맞춰 전류가 인가되도록 하여 재생폐수의 분해율을 일정하게 유지하기 위한 것이다.

또한, 상기 정류기(86)에는, 주기적으로 전류의 방향을 전환하여 상기 극판에 증착되는 이물질을 탈착할 수 있는 전류방향전환기(87)를 더 설치할 수 있다. 이는 전기분해시 모든 음극판(53)에는 금속이온, 칼슘이온 등과 같은 양(+)이온이 증착되어 전기분해 효율을 떨어뜨리는 현상이 발생하는데, 이러한 것을 방지하기 위하여 전원부에는 주기적으로 전류의 방향을 전환할 수 있는 기능을 갖추고 있어, 전극 음극부에 증착된 이물질을 탈착하기 위함이다.

상기 정류기(86)에는 출력전류와 전압을 측정하기 위한 전류센서(82) 및 전압 센서(83)가 부착되어 있으며, 측정된 출력전류 및 전압은 제어부(70)에 입력되고, 이들은 전류 표시부(84a) 및 전압 표시부(84b)를 통하여 출력된다.

물론, 상기 전류 표시부(84a) 및 전압 표시부(84b)는 일반적인 전류 미터 및 전압 미터를 통하여 상기 전원부(80)에 직접 연결되어 출력전류 및 전압을 표시할 수 있다.

상기 세척기(36)는 상기 전해조(30) 내의 전기분해장치 상부에 설치되며, 전기분해장치를 구성하는 다수의 전극판을 세척하는 용도로 사용하거나, 전기분해시 거품이 과량 발생할 경우, 소포제를 투입하는 용도로 사용한다.

이를 위하여, 상기 세척기(36)는 상기 전기분해장치로 분사 방향이 설정된 다수의 노즐(36b), 상기 다수의 노즐(36b)에 세척수를 공급하는 분배관(36a), 상기 분배관(36a)에 대한 세척수 공급 제어를 하는 제 4 자동밸브(58)로 구성되며, 상기 세척수가 고압수인 경우에는 불필요한 구성 요소이지만, 고압수가 아닌 경우에는 상기 제 4 자동밸브(58)에 고압수를 공급하기 위한 제 3펌프(63)가 추가로 연결되어야 한다.

상기 제어부(70)는, 제 1수위 센서(41) 내지 제 5수위 센서(45), pH 센서(46), 제 1펌프(61) 내지 제 3펌프(63), 전도도 메터(65) 내지 제 2 자동밸브(64), 전원부(80), 전류 센서(82) 및 전압 센서(83), 표시부(84), 운전 맵 표시부(85), 부저(88) 등에 연결되어 있어서 각 신호의 입출력을 통하여 폐수를 상기 집수조(10)에서 저류조(20)로 이송시키고, 저류조(20) 내의 폐수의 전기전도도와 pH를 조정한 후에 상기 전해조(30)로 이송시켜서 상기 전기분해장치를 통하여 전기분해한 후에 배출한다.

상기와 같은 제어부(70)는 시스템의 동작 여부를 설정하기 위한 온/오프 스위치, 시스템을 자동 또는 수동으로 선택운전하기 위한 운전모드 선택 스위치, 동작 스위치 등을 구비한 조작부(75)를 더 포함하여 구성된다.

상기 자동 또는 수동운전을 선택하는 운전모드 선택 스위치의 경우에 일반적인 운전은 자동모드로 선택되어 운전되며, 장치의 시운전시 또는 고장이나 수리 등의 경우에만 수동모드로 운전된다.

상기 표시부(84)는 상기 제어부(70)에 연결되어, 전기 분해기에 공급되는 전원의 전류 및 전압을 상기 전류 센서(82) 및 전압 센서(83)로 측정한 것을 각각 표시하는 전류 표시부(84a) 및 전압 표시부(84b), 상기 pH 센서(46)에 의하여 측정된 pH를 표시하는 pH 표시부(84c), 상기 유량계(24)에 의하여 감지된 폐수의 플로우 상태를 표시하는 플로우 표시부(84d)로 구성된다.

상기 운전 맵 표시부(85)는 본 발명의 장치가 동작 중일 때에 폐수 처리에 필수적으로 동작하는 각 구성 요소의 동작 여부를 알려 주는 것으로, 이를 통하여 운전 상태의 정상 여부를 확인할 수 있다. 이때 이러한 상태를 확인하기 위하여, 상기 저류조(20) 및 전해조(30)를 중심으로 각 구성 요소를 적당한 위치에 표시하고, 각 구성 요소를 아래와 같은 기능을 하는 제 1램프 내지 제 15램프로 구성하는데, 이들은 상기 제어부(70)에 의하여 점멸된다.

이와 같은 상기 운전 맵 표시부(85)는 상기 제 1펌프(61)의 동작 상태를 표시하는 제 1램프, 상기 제 2수위 게이지(42)의 상한치와 하한치를 각각 나타내는 제 2램프 및 제 3램프, 상기 제 3수위 게이지 (43)의 상한치와 하한치를 각각 나타내는 제 4램프 및 제 5램프, 상기 전해질탱크(22) 및 pH 조정제탱크(23)의 제 1레벨 게이지 (22a) 및 제 2레벨 게이지 (23a)에 의한 전해질 및 pH 조정제의 잔량 여부를 각각 나타내는 제 6램프 및 제 8램프, 상기 전도도메터(65) 및 pH메터(66)의 개폐 상태를 각각 나타내는 제 7램프 및 제 9램프, 상기 제 2펌프(62)의 동작 상태를 나타내는 제 10램프, 상기 제 5수위 게이지 (45)에 의해 감지된 전해조(30)의 오버플로우 상태를 나타내는 제 11램프, 상기 제 4수위 게이지 (44)의 상한치와 하한치를 각각 나타내는 제 12램프 및 제 13램프, 상기 제 1 자동 밸브(67) 및 제 4 자동 밸브(68)의 개폐 상태를 각각 나타내는 제 14램프 및 제 15램프로 구성된다.

이때, 상기 운전 맵 표시부(85)와 제어부(70)는 사용자의 편의를 도모하고자 MMI를 구성하여 PC로 그 모든 기능을 대체할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 처리장치는 다음과 같이 동작한다.

장치를 동작시키기 전에 상기 전해질탱크(22)과 pH 조정제탱크(23)에 각각 전해질과 pH 조정제가 충진되어 있는지를 확인한다. 이 때, 상기 전해질탱크(22) 및 pH 조정제탱크(23)에 각각 설치된 제 1레벨 게이지(22a) 및 제 2레벨 게이지 (23a)에 의하여 전해질이나 pH 조정제의 잔량을 확인하고, 그 잔량들이 미리 설정된 기준치보다 부족한 경우에는 상기 제어부(70)가 이를 인식하여 상기 부저(88)를 통하여 경보를 발생하여 충진을 요청한다.

상기와 같이 준비된 상태에서 상기 조작부의 온/오프 스위치를 이용하여 장치를 시동하면, 전원이 공급되면서 상기 표시부(84)의 전류 표시부(84a), 전압 표시부(84b), pH 표시부(84c), 플로우 표시부(84d)에 각각의 데이터가 표시되고, 각 구성 요소의 동작에 따라 상기 운전 맵 표시부(85)가 표시된다.

상기와 같이 준비된 상태에서 상기 조작부(75)의 운전 모드 선택 스위치를 자동으로 선택한 후에, 상기 동작 스위치를 온시키면 상기 제 1펌프(61)가 동작하여 집수조(10) 내의 재생폐수가 상기 저류조(20)로 공급되고, 동시에 제 2펌프(62)에 의하여 일정한 유량으로 상기 전해조(30)로 공급되면서 상기 정류기(86)로부터 직류를 인가받은 상기 전기분해장치(50)에 의하여 폐수의 전기 분해가 시작된다.

이 때, 상기 저류조(20)에서 전해조(30)로 공급되는 폐수의 양은 상기 유량계에 의하여 측정되어 상기 플로우 표시부(84d)에 표시되며, 상기 제 5수위 센서(45)에 의하여 오버플로우가 감지되면 상기 유량 조절 밸브(25)를 조절하여 유량을 조절한다.

상기와 같은 동작은 모두 상기 제어부(70)에 의하여 제어되는 것으로, 상기 제어부(70)는 각 구성 요소를 제어하면서 그에 따른 동작 상태를 상기 운전 맵 표시부(85)를 통하여 표시한다.

상기와 같이 동작하는 본 발명의 세부 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제어부(70)는 상기 제 3수위 게이지 (43)를 통한 저류조(20) 내의 수위를 측정하여 상기 제 1펌프(61)를 구동 제어하여 상기 저류조(20)의 수위를 일정한 양으로 조절한다.

상기 제 2수위 센서(42)는 상기 집수조(10) 내의 폐수가 고갈되어 상기 저류조(20)로 재생폐수 유입이 중단되므로 수위가 하한치보다 낮아지거나 이물질 등으로 인해 상기 전해조(30)로 재생폐수가 이동하지 못하여 수위가 상승함에 따라 상한치보다 높아질 경우 상기 부저(88)를 통하여 경보를 발생한다.

그리고, 상기 저류조(20)의 수위가 하한치보다 낮아지면 상기 제어부(70)는 정지 모드로 전환하여 운전을 중단한다.

상기 전해조(30)에는 상기 제 2펌프(62)에 의하여 일정한 유량으로 폐수가 공급되는데, 상기 제 4수위 게이지 (44)는 상기 제 2펌프(62)에 의하여 재생폐수의 유입이 시작되어 수위가 상승하여 일정 위치 이상이 되면 이를 감지하여 상기 정류기(86)를 제어하여 상기 전기 분해기(50)에 전원을 공급하도록 한다.

상기 제 5수위 센서(45)는 상기 유출구(27a) 등이 막혀서 배수가 안되거나 상기 저류조(20)로부터의 유입량 증가로 인하여 전해조(30) 내의 수위가 높아질 경우에 발생하는 오버플로우 현상을 감지하는 것으로, 이와 같이 오버플로우가 감지되면 상기 제어부(70)는 상기 부저(88)를 통하여 경보를 발생한다.

상기와 같이 동작하여 재생폐수 처리를 종료한 후에 운전이 중지되는 과정은 다음과 같다.

정상적인 상태에서 재생폐수 처리의 종료는 상기 저류조(20)로 폐수의 유입이 중지되는 시점부터 판단하고, 제 1펌프(61), 전도도메터(65) 및 pH메터(66) 등을 오프시킨다.

이어 상기 저류조(20) 내의 수위가 제 2수위 게이지 의 하한치보다 낮아지는 경우에는 상기 제 2펌프(62)를 중지시키고, 상기 제 1솔레노이드 밸브(67)를 개방하여 전해조(30) 내의 잔류 폐수를 드레인관(38)을 통하여 배출시키기 시작한다. 전해조(30) 내의 제 4수위 게이지 (44)를 통하여 전해조(30) 내의 수위가 하한치 이하로 낮아지면 전기분해장치(50)에 대한 전원공급은 차단되며 동시에 상기 제 4 자동 밸브(68)를 개방하여 상기 세척기(36)의 노즐(36b)을 통하여 세척수를 상기 전기분해장치(50)에 분사하여 일정 시간 동안 세척한다.

상기와 같이 세척 과정 중에도 상기 제 1 자동 밸브(67)는 계속 개방되어 있으며, 미리 설정된 시간(세척 시간과 세척수의 배출 시간을 고려하여 설정된 시간)이 지나면 상기 제 1 자동 밸브(67)를 닫고, 운전을 완전 중지시킨다.

한편, 본 발명에 따른 장치는 비정상적인 작동을 방지하기 위하여 다음과 같은 상황에는 부저(88)를 통하여 경보를 발생하거나 전체 시스템을 정지할 수 있도록 설계되어 있다.

경보가 발생되는 경우에 상기 운전 맵 표시부(85) 또는 PC 화면에 해당 위치의 상황이 표시되므로, 이를 참조하여 조치하면 정상적인 가동으로 회복된다.

예를 들어 경보가 발생되는 이상 상황을 나열하면 표 1와 같다.

이상 상황	조치 사항
pH 조정제 용액 고갈	시스템 종료 후 pH 조정제 용액 보충
전해질 용액 고갈	시스템 종료 후 전해질 용액 보충
저류조 오버플로우	시스템 종료 후 관련 조치
전해조 오버플로우	시스템 종료 후 관련 조치
전해조 온도 이상	시스템 종료 후 관련 조치
전해조 커버 개방(open)	시스템 종료 후 관련 조치
전압, 전류 Low/High	시스템 종료 후 관련 조치

그리고, 상기 집수조(10)의 재생폐수가 고갈될 경우, 상기 제어부(70)에 의하여 자동으로 정지되지만, 상기 집수조(10)에 폐수가 다시 채워지면 제 1수위 게이지 (41)를 통해 감지하여 자동으로 재가동된다.

도 5는 본 발명에 따른 전기화학적 수처리방법을 나타낸 절차도이다.

도면을 참조하면, 먼저 원폐수를 전기분해 하기 전에 효율적인 전기분해공정을 확보하기 위하여, 집수조에 저장 또는 저류하여 집수조의 원폐수를 물리적 처리 또는 화학적 처리를 하는 전처리공정을 실시한다.

이때, 이러한 전처리공정은 먼저 원폐수에 포함된 SS(Suspended Solid)와 DS(Dissolved Solid)를 제거하는 공정을 포함하고 있다(S11).

상기 물리적 처리공정은 SS를 포함한 부유물질 등의 전반적 제거공정으로, 스크리닝, 여과(사여과)과정인 필터링 및 중력침전 등으로 할 수 있다.

여기서, 상기 SS는 전기분해시 전기응집에 의해 발생된 스컴이 수면위로 모이게 되면 반응성을 떨어뜨리며, 전기분해장치가 오염되고, 경우에 따라 폭발의 위험이 있기 때문에, 원활한 전기분해를 하기 위하여 제거되어야 하는 것으로서, 이를 위해 물리적 또는 화학적인 처리공정을 실시할 수 있다.

상기 화학적 처리공정은 물리적 처리공정으로 제거가 불가능한 입자상 물질, 기타 전기분해 저해물질인 불소 등을 제거하는 공정(S12)과, 전기분해를 위한 전기전도도를 조정하는 공정(S13), pH 등의 부여, 난분해성 물질 등의 분자결합성을 완화시키기 위한 공정으로, 이러한 공정으로는 염산 또는 황산 등을 이용하여 pH조정, 부유물 용해, 난분해성 물질, 복합구조물질의 분자결합력을 완화시킬 수 있는 산처리공정(S14)을 들 수 있다.

그 외, 상기 화학적 처리공정으로는 가성소다를 이용하여 pH조정, 응집, 전기분해시 대전을 일으킬 수 있는 중금속을 제거할 수 있는 알칼리처리공정과, 명반(Alum), 철염 등의 기타약품을 이용하여 중금속이나 기타 경도(알칼리도) 유발물질을 침전시키는 약품침전공정, 미세한 콜로이드성 입자의 선택적 제거가 가능한 전기응집 및 막처리공정 및 NaCl, NaOCl, Ca(ClO)₂, Ca(OH)₂ 등을 이용하여 약품처리공정을 들 수 있다.

구체적으로, 상기 약품처리공정은 pH조정, 전기전도도 부여, 불소(F^-)나 기타 음이온같은 방해물질의 침전처리 및 유기물 분해속도를 증가시키기 위한 것으로, 질소관련 폐수를 처리함에 있어 성상이 맑고 별도의 침전관련 전처리가 필요없는 경우 NaCl 또는 NaOCl 등의 약품사용을 할 수 있으며, 침전물의 발생이 예상되어 사전에 응집처리를 수반하여야 할 경우 Ca(ClO)₂ 등을 사용하여 전반적인 시스템의 성능을 보완한다. 이 경우 추가적으로 (약)음이온계열의 고분자 응집제계열의 폴리머를 사용하는 것이 바람직하며, 농축시설, 슬러지 저류시설 및 탈수기 등의 설비가 부수적으로 도입된다(S12~S14) .

더불어, 상기 Ca(ClO)₂ 는 불소를 처리시킬 수 있는 효과도 가져올 수 있으며, 기존의 소석회, 생석회와는 달리 폐수내의 질소가 함유된 경우 슬러지 부상효과를 억제할 수 있어 침전설비 규모 축소 및 전기분해설비 경량화에 그 효과가 탁월하다.

즉, 상기 NaCl, NaOCl과 Ca(ClO)₂는 Cl^- 또는 OCl^-이온을 공급하여 산화제로서의 역할을 하여 pH도 조절하며, 전기전도도를 향상시키고 전기분해시 전력로드를 줄어들게 할 뿐만 아니라 불소, 인과 같은 물질을 응집 또는 침전시키는 역할을 할 수 있는 장점이 있으며, 이때 상기 NaCl, NaOCl과 Ca(ClO)₂를 사용하는 경우에는 전해조의 용량, 전극종류, 전류밀도, 처리유량 등을 조절해야 할 필요가 있다. 여기서 Ca(ClO)₂를 사용하는 경우에는, Ca²⁺ 이온이 전극의 음극에 스케일(scale)을 유발하므로 사용에 주의를 요한다.

한편, 약품투입시 원활한 교반을 위하여 교반기, 폭기장치 등이 별도로 수반될 수 있으며, 특히 폭기장치의 경우 투입되는 산화제와 관련하여 효율 개선 등의 부수적인 효과를 가져올 수 있다. 단 질소계열의 처리시에는 과도한 폭기는 질산성 질소의 생성을 촉진시킬 수 있으므로 단계적인 에어량 조절장치를 부착하여 불필요한 부반응을 억제하도록 해야한다.

그리고, 상기 전처리공정으로 소포제를 투입하는 공정을 거칠 수 있다.

그런 다음, 전처리공정을 거친 재생폐수는 저류조를 통해 수질성상 균등화 및 전기분해설비 유입을 위한 유량이 조절된다(S15).

상기한 공정을 거친 폐수는 전원을 공급받아 양극 및 음극의 직류전류가 인가되는 모노폴러 양극판(51) 및 음극판(53)과, 상기 모노폴러 양극판(51)과 음극판(53) 사이에 대전체로서 배치되는 다수의 바이폴러 전극(52)을 포함한 전기분해장치를 통해 전기분해하는 공정을 거친다(S20).

여기서, 상기 전기분해장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 전기분해장치를 사용하며 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

전기분해공정을 거친 후에는 전기분해 반응과정에서 불가피하게 발생된 부산물 및 처리수 성상제어를 위한 폐수의 후처리 공정을 거친다.

상기 후처리공정은 슬러지를 제거하기 위해 여과하는 공정(S31), 상기 전기분해하는 과정에서 생성되어 재생폐수에 포함된 차아염소산 이온(OCl^-)을 감소시키기 위해 과산화수소(H₂O₂)를 투입하는 공정(S32) 및 활성탄을 통과시켜 상기 재생폐수에 잔류하는 미량의 차아염소산 이온을 완전 제거하는 공정(S33)을 포함한다.

먼저, 상기 여과공정(S31)은 슬러지를 제거하기 위한 공정으로서, 전기분해시 전처리과정에서 제거되지 못한 용존성 고형물질들이 부수적인 전기응집과정을 거쳐 방류수와 함께 배출되는 경우에 실시하며, 그 양 및 슬러지 성상에 비추어 중력침전이 가능한 경우에는 침전조를 두어 제거한다.

상기 과산화수소(H₂O₂)를 투입하는 공정(S32)은 전기분해공정(S20)을 거친 재생폐수에 포함된 잔류염소(OCl^-)성분을 제거하는 공정이다. 이러한 OCl^-성분은 전기분해시, 전기전도도를 조정하기 위해 투입하는 다량의 지지전해질(NaCl)이 전기분해 부반응에 의해 발생하게 되는데, OCl^- 성분은 독성이 있기 때문에 중화하여 배출해야 한다. 따라서 재생폐수에 H₂O₂를 투입하여 OCl^- 성분을 중화하는 공정이 필요하며, 아래 식에 의해 OCl^- 성분은 H₂O₂와 반응하여 최종 Cl^- 이온 형태로 전환된다.

Cl₂ + H₂O ↔ HOCl + H⁺ + Cl^- (HOCl ↔ OCl^- + H⁺)

Cl₂(Cl₂, HOCl, OCl^-) + H₂O₂ ↔ O₂ + 2HCl

Dose : About 0.48 pounds of hydrogen peroxide(H₂O₂) is required to destroy one pound of Free available chlorine.

[ Ref : FMC Technical Data, Pollution Control Release No. 5 ]

본 실시예에서는 상기 반응식 1과 같이, OCl^- 성분을 제거하기 위해서 H₂O₂를 사용하지만, H₂O₂ 또한 독성을 갖고 있으므로 필요이상으로 어느 한쪽이 과잉으로 될 경우 해로운 영향을 미치게 된다. 따라서 OCl^- 성분을 수 ppm 정도 남기는 수준으로 중화하는 것이 바람직하며, 이러한 제어는 잔류염소 계측기(미도시)와 과산화수소 주입 펌프(미도시)를 연동시킴으로써 가능하다.

한편, 상기 재생폐수에 H₂O₂를 투입하는 량에 따른 잔류염소 제거량(부가적으로 COD 발생량을 나타냄)을 실험한 결과 도 6과 같은 그래프를 얻었다.

도 6은 잔류염소 농도(as Cl₂)가 약 1,000ppm일 때, 35% 과산화수소를 투입하면서 그에 따른 OCl^- 제거 성능과 부가적으로 COD 유발 정도를 평가한 그래프로서, 전기분해 처리수 1리터(잔류염소농도 : 1,000ppm)에 35% 과산화수소를 약 1.3ml 투입한 결과 잔류염소 농도는 거의 0(zero) 값에 도달하는 것을 볼 수 있다.

또한, 과잉으로 과산화수소를 투입할 경우, 잔류염소를 제거한 후의 잉여의 과산화수소는 COD_Mn 값으로 검출되는 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 과산화수소 1ppm이 유발하는 COD_Mn은 0.3~0.4ppm으로 측정되었다. 따라서 잔류염소를 제거하는데 필요 이상의 과산화수소를 첨가할 경우, 독성의 문제와 COD_Mn 농도를 높이는 부작용이 발생할 수 있다.

한편, 상기 실험을 통해 하기의 표 3과 같이 재생폐수에 포함된 잔류염소 농도에 따른 과산화수소의 적정투입량을 알 수 있으며, 아울러 OCl^-의 제거량은 H₂O₂의 농도(50%, 35%, 5% 등)와는 별다른 상관관계가 없고 다만 투입량에 비례한다는 것을 알 수 있다.

잔류염소 농도	과산화수소 적정투입량
1,000ppm	1.2~1.3ml/L.
800ppm	0.96~1.04ml/L.
500ppm	0.6~0.65ml/L.

또한, 본 발명자의 실험결과에 의하면, 동일한 양의 과산화수소를 투입하는 조건에서 전기분해 처리수의 pH와 잔류염소 제거량과의 상관관계는 관찰되지 않았으며, 전기분해 처리수의 온도에 따른 잔류염소 제거량의 차이도 미미한 것으로 관찰되었다.

한편, 상기 공정(S32)을 거친 재생폐수는 활성탄(AC, Activated Carbon)을 통과하면서 상기 공정(S32) 시 미처 제거되지 않은 미량의 OCl^-을 무해한 수준이 되도록 완전히 제거하는 공정이다.

상기 활성탄을 이용한 공정(S33)에서 상기 OCl^- 성분은 하기 반응식 2와 같이 활성탄(AC)과 반응하여 최종 Cl^- 이온 형태로 전환된다.

HOCl + C⁺ → H⁺ + Cl^- + C^*O

OCl^- + C^* → Cl^- + C^*O

여기서, C^*는 활성탄 표면의 탄소임

이와 같이 본 실시예에서는 전기분해 처리수의 잔류염소를 제거하기 위한 방안으로 활성탄을 검토하였으며, 이는 활성탄 만으로 잔류염소를 제거하거나 또는, 1차적으로 고농도의 잔류염소를 H₂O₂로 제거한 뒤 남은 저농도의 잔류염소를 제거하기 위함이다.

본 실험에 앞서, 전기분해 처리수에 포함되어 있는 염소이온(Cl^-)의 방해작용에 대해서 검토하였으며, 하기 표 3와 같은 결과를 얻었다. 여기서, 실험에 사용한 활성탄은 Norit사의 GAC-1240(12ㅧ40)을 사용하였다.

구분	유입 Cl^- 농도	유입 OCl^- 농도	활성탄 통과 후 Cl^- 농도	유입 OCl^- 농도
Case 1	6,564ppm	815ppm	6,500ppm	0.2ppm
Case 2	5,800ppm	920ppm	5,760ppm	130ppm
Case 3	7,560ppm	1,150ppm	7,570ppm	385ppm
Case 4	4,800ppm	658ppm	4,840ppm	1.8ppm

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, Cl^-이온의 경우, 활성탄에 흡착되지 않으며, 잔류염소만이 활성탄 표면의 탄소와 반응함으로써 산소가 제거되어 Cl^-이온으로 환원되는 것을 관찰할 수 있었다. 결국, 전기분해 처리수에 포함되어 있는 Cl^-이온은 활성탄이 잔류염소를 제거하는 데 별다른 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다.

도 7 내지 도 9는 활성탄의 내구시간을 평가한 그래프로 시간(Duration Time)에 대한 잔류염소 제거량(OCl^- Conc.)을 나타내는 그래프이다.

도 7은 활성탄 1kg을 이용하여 이 활성탄으로 고농도의 잔류염소 (OCl^-)가 포함된 전기분해 처리수를 유량 1.2LPM으로 통과시킨 결과를 나타내는 그래프이며, 도 8은 활성탄 1kg을 이용하여 잔류염소농도 90ppm 전후의 전기분해 처리수를 유량 1.6LPM으로 통과시킨 결과를 나타내는 그래프이며, 도 9는 활성탄 4kg을 이용하여 잔류염소농도 60ppm 전후의 전기분해 처리수를 유량 2.5LPM으로 통과시킨 결과를 나타내는 그래프이다.

도 7을 참고하면, 고농도의 잔류염소(1600ppm)를 포함한 재생폐수를 1.2LPM으로 소량(1kg)의 활성탄을 통과시키는 경우, 대략 내구시간(Duration Time)이 6시간 동안은 잔류염소가 거의 검출되지 않다가 6시간 이후부터 조금씩 늘어나면서 대략 22시간이 지나면서부터 급격히 늘어나 약 200ppm의 잔류염소가 검출되었다.

도 8을 참고하면, 도 7에 비해 잔류염소의 농도가 낮은 약 90ppm의 잔류염소가 포함된 재생폐수의 유량을 1.6LPM으로 다소 늘려 활성탄(1kg)을 통과시키는 경우, 저농도의 잔류염소의 제거량도 도 7과 같이 양호한 것으로 나타났다.

도 9를 참고하면, 도 7 및 도 8의 경우보다 활성탄을 더 늘려 4kg으로 준비하고 잔류염소의 농도도 가장 낮은 60ppm 전후의 잔류염소를 포함한 재생폐수를 도 7 및 도 8의 경우보다 더 늘려 2.5LPM으로 활성탄을 통과시켰다. 이 경우, 내구시간(Duration Time)이 약 140시간 동안 활성탄을 통과한 재생폐수에 포함된 잔류염소는 거의 0(zero)에 가깝게 나타났다.

구분	AC 사용량	유입 잔류염소 농도	유입 Flow	사용기간 (효율50%)	결과 잔류염소제거량 (as OCl-)
도 7	1kg	500~1,500ppm	1.2LPM	29hr	1,297g
도 8	1kg	85~140ppm	1.6LPM	74hr	655g
도 9	4kg	60ppm 전후	2.5 LPM	140hr	1,260g

상기 표 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 결과적으로 활성탄을 이용할 경우, 전기분해 처리시 발생하는 잔류염소를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알 수 있다.

다음은 H₂O₂를 투입하여 고농도 잔류염소를 일정 농도로 제거하여 저농도로 만들고, 이 저농도를 다시 활성탄을 사용하여 제거할 경우의 실험결과를 도 10에 나타냈다. 이 경우, H₂O₂ 투입량은 25cc/min(H₂O₂ 농도는 1.5%)이고, 사용한 활성탄 양은 1kg이고, 잔류염소 농도는 800ppm이다.

도 10을 참고하면, H₂O₂를 투입한 전기분해 처리수의 경우(4초 지점, 7초 지점) 내구시간이 1시간될 때 까지는 잔류염소 농도가 거의 0(zero)에 가깝게 나타나다가 1시간이 경과하면 검출되는 잔류염소 농도가 점차 늘어나다가 34시간이 되면 거의 100ppm 전후로 검출되었다. 반면에, H₂O₂를 통해 1차 처리된 전기분해 처리수를 활성탄으로 통과시키면 34시간인 시점까지 지속적으로 잔류염소 농도가 0(zero)으로 나타났다.

결론적으로, 전기분해 된 처리수에 H₂O₂를 투입하여 1차로 잔류염소를 저농도로 처리한 후, 활성탄을 사용함으로써, 전기분해 처리수의 잔류염소를 완전하게 제거할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치를 설명하기 위한 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 오버플로우조를 나타내는 개략 확대측면도,

도 3은 도 1에 도시된 전해조의 전기분해장치의 전극판의 배열과 폐수의 흐름을 설명하기 위한 평면도,

도 4는 본 발명의 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치의 제어부 구성을 나타낸 블록도,

도 5는 본 발명에 따른 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리방법을 나타낸 절차도이고,

도 6은 잔류염소 농도(as Cl₂)가 약 1,000ppm일 때, 35% 과산화수소를 투입하면서 그에 따른 OCl^- 제거 성능과 부가적으로 COD 유발 정도를 평가한 그래프이고,

도 7 내지 도 9는 활성탄의 내구시간을 평가한 그래프로 내구시간(Duration Time)에 대한 잔류염소 제거량(OCl^- 농도)을 나타내는 그래프이다.

도 10은 H₂O₂를 투입하여 고농도 잔류염소를 일정 농도로 제거한 후, 활성탄을 사용하여 잔류염소를 제거한 실험결과를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10... 집수조 20... 저류조

30... 전해조 46... pH센서

50... 전기분해장치 70... 제어부

Claims

폐수를 저장하는 집수조;

상기 집수조로부터 공급받은 폐수의 pH와 전기전도도와 유량을 조정하는 저류조;

상기 저류조 내의 폐수의 전기 전도도를 전기 분해에 적합한 전도도로 유지하기 위해 상기 저류조 내의 폐수에 전해질을 공급하는 전해질탱크;

상기 저류조 내의 폐수에 pH조정제를 공급하는 pH조정제탱크;

바이폴러(bipolar)전극 및 모노폴러(monopolar) 전극을 혼용하도록 전원을 공급받아 양극 및 음극의 직류전류가 인가되는 모노폴러 양극판 및 음극판과, 상기 모노폴러 양극판과 음극판 사이에 대전체로서 배치되는 다수의 바이폴러 전극을 포함하여 상기 저류조로부터 공급되는 폐수를 전기분해하는 전해조; 및

폐수의 상태를 파악하여 상기 집수조의 수위를 조절하며, 상기 저류조의 pH와 전기전도도 및 유량을 조절하며, 상기 전해조의 수위 및 상기 양극판과 음극판과 연결되어 전기분해를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 전해조의 전극은 플레이트 형상이며, 티타늄 전극 또는 세라믹 전극으로 이루어지고, 폐수 내의 슬러지나 스컴(scum)이 원활히 배출되도록 상기 모노폴러의 양극판 및 음극판과 함께 폐수의 흐름과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수 난분해성 폐수 처리장치
제2항에 있어서, 상기 모노폴러 양극판 및 음극판과, 상기 모노폴러 양극판 및 음극판 사이와 외측 중 어느 한측에 배치되는 적어도 하나의 바이폴러 전극을 단일 모듈로 하고, 이 단일 모듈이 연속적으로 다수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제2항에 있어서, 상기 세라믹전극은, 세라믹 모재와, 상기 세라믹 모재의 표면에, 이리듐(Ir)화합물, 루테늄(Ru)화합물 및 주석(Sn)화합물을 필수성분으로 하고, 여기에 티타늄(Ti)화합물, 몰리브덴(Mo)화합물, 탄탈륨(Ta)화합물 및 지르코늄(Zr)화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 화합물로 형성된 코팅층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제4항에 있어서, 상기 코팅층의 각 원소 화합물은 염화물인 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제4항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 3~10㎛인 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 주기적으로 전류의 방향을 전환하여 상기 음극판에 증착되 는 이물질을 탈착할 수 있는 전류방향전환기를 포함하는 정류기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 폐수가 상기 전해조로 유입되기 전에 폐수 내에 존재하는 고형물을 제거하기 위하여 전기응집장치, 침전장치 및 여과장치에서 선택된 적어도 하나를 더 포함한 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 전기화학적 처리장치의 안정성을 확보하기 위하여, 공급되는 전압과 전류에 대응하여 설정된 로우(Low)/하이(High)값에 의해 가동을 온(on)/오프(off) 제어할 수 있는 정류기를 더 설치하는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
(가) 전기분해가 용이하도록 원폐수에 NaCl을 투입하여 전기전도도를 조정하고 난분해성 유기물을 제거하는 전처리공정;

(나) 상기 (가)공정을 거친 폐수에 pH조정제를 투입하여 pH를 조정하는 공정;

(다) 상기 (나)공정을 거친 폐수를 바이폴러(bipolar) 및 모노폴러(monopolar) 혼용 전극으로 전원을 공급받아 양극 및 음극의 직류전류가 인가되는 모노폴러 양극판 및 음극판과, 상기 모노폴러 양극판과 음극판 사이에 대전체로 서 배치되는 적어도 하나의 바이폴러 전극을 포함한 전기분해장치를 통해 전기분해하는 공정; 및

(라) 상기 (다)공정을 거친 폐수를 방류하기 전에 후처리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제10항에 있어서, 상기 전처리공정은 전기분해가 용이하도록 원폐수를 응집제 및 폴리머를 투입하여 상기 원폐수에 포함된 SS(Suspended Solid), DS(Dissolved Solid)를 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리장치.
제10항에 있어서, 상기 후처리공정은

상기 재생폐수를 방류하기 전에 슬러지를 제거하기 위해 여과하는 공정과,

상기 전기분해하는 과정에서 생성되어 전기분해처리수에 포함된 차아염소산 이온(OCl^-)을 감소시키기 위해 과산화수소(H₂O₂)를 투입하는 공정과,

활성탄을 통과시켜 상기 재생폐수에 잔류하는 미량의 차아염소산 이온을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리방법.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전해조의 바이폴러 전극 은 플레이트 형상이며, 티타늄전극 또는 세라믹전극으로 이루어지고, 폐수 내의 슬러지나 스컴(scum)이 원활히 배출되도록 상기 모노폴러의 양극판 및 음극판과 함께 폐수의 흐름과 평행하게 배치되며;

상기 모노폴러 양극판 및 음극판과, 상기 모노폴러 양극판 및 음극판 사이와 외측 중 어느 한측에 배치되는 적어도 하나의 바이폴러 전극을 단일 모듈로 하여, 이 단일 모듈이 연속적으로 다수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수 처리방법.