KR20130110428A - 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치 - Google Patents

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Abstract

유입되는 공급원수를 처리하는 원수처리부와, 소금물 공급관이 연결되는 소금물 저장조와, 유입되는 희석수를 전기분해하며 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 배출하는 배출관이 연결되는 전기분해조, 전기분해조의 배출관에 연결되어 생성된 차아염소산나트륨을 저장하는 차아염소산나트륨 저장조와, 원수 공급관과 소금물 공급관에 연결되어 소금물과 원수가 희석된 희석수를 전기분해조로 공급하는 희석수 공급관과, 전기분해조로 유입되는 희석수의 온도를 감지하는 제1온도센서와, 제1온도센서에서 측정된 정보를 근거로 하여 희석수의 온도를 조절하도록 구동되는 희석수 온도조절부와, 전기분해조로 직류전원을 공급하는 전원공급부와, 제1온도센서에서 감지된 측정온도를 근거로 하여 희석수 온도조절부를 제어하고 전원공급부를 제어하여 전기분해조로 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치가 개시된다.

Description

부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치{A PRODUCTION SYSTEM OF SODIUM HYPOCHLORITE FOR REDUCING BYPRODUCT}
본 발명은 부산물 저감형 차염발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소금물을 전기분해하여 차아염소산나트륨(NaOCl; 이하 '차염'이라 함)을 생성하는 과정에서 전기화학적 또는 화학적반응에 의해 차염이 재산화하는 과정에서 생성되는 클로레이트 및 브로메이트 등의 부산물 발생량을 최소화할 수 있는 부산물 저감형 차염발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 차염 발생장치는 희석염수(적정농도의 소금물(NaCl))를 격막(이온교환막)이 없는 일련의 전극을 통과시키는 과정에서 전극 양단에 부가된 직류전류(DC)를 이용해서 소금물의 전기분해를 통해 차염(NaOCl)을 만들어 내는 장치로서, 상기와 같은 방법에 의해 만들어진 차염은 염소의 안전한 형태로서 소독이 필요한 현장의 염소소독을 위하여 최종 사용된다.
일반적인 차염 발생장치가 도 1에 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 일반적인 차염 발생장치는 원수공급펌프(1)로부터 공급된 공급원수는 연수기(2)에서 경수 연화되고, 연수된 물은 소금물 저장조(3)로 공급되어 포화소금물이 형성된다. 소금물 저장조(3)에서 형성된 포화소금물(대략 26~28중량비%)은 소금물 공급관(5a)에 설치되는 염수 공급펌프(4)에 의해 희석수 공급관(5c)으로 보내지고, 희석수 공급관(5c)에서 포화소금물은 연수기(2)로부터 원수 공급관(5b)을 통해 공급되는 원수와 혼합되어 약 3중량비%로 희석되어 전기분해조(6)로 공급된다.
이러한, 전기분해조에 공급되는 소금물은 상기의 포화소금물 희석방식에 의한 희석 염수의 공급방식 이외에 해수를 직접공급하거나, 희석염수를 직접공급하는 방식이 사용될 수 있다.
이때 전기분해조(6) 내부로는 직류전원이 공급되어 소금물을 전기분해하여 차염을 생성한다. 생성된 차염은 별도의 차염 저장조(7)로 공급되어 저장되며, 저장된 상태에서 필요한 곳으로 공급되어 사용될 수 있다.
상기와 같은 차염 발생장치에 의해 생성된 차염은 전해과정 또는 생성된 차염의 재산화과정을 통해 발암물질로서 법적규제대상인 클로레이트 또는 브로메이트의 부산물을 형성하게 된다. 이러한 부산물의 형성반응은 유입수(연수된 물)의 질, 소금의 순도, 유입 및 반응온도, pH, 생성차염의 농도 및 전해조공급 전류밀도, 차염의 저장기간 등에 의해 좌우되므로, 이러한 여러 가지 요소들을 제어하여 부산물 생성을 저하시킬 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 차염의 생성 시 부산물의 발생량을 줄일 수 있도록 개선된 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치는, 유입되는 공급원수를 처리하는 원수처리부와; 소금물 공급관이 연결되는 소금물 저장조와; 유입되는 희석수를 전기분해하며, 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 배출하는 배출관이 연결되는 전기분해조; 상기 전기분해조의 배출관에 연결되어 생성된 차아염소산나트륨을 저장하는 차아염소산나트륨 저장조와; 원수 공급관과 상기 소금물 공급관에 연결되어 소금물과 원수가 희석된 희석수를 상기 전기분해조로 공급하는 희석수 공급관과; 상기 전기분해조로 유입되는 희석수의 온도를 감지하는 제1온도센서와; 상기 제1온도센서에서 측정된 정보를 근거로 하여 상기 희석수의 온도를 조절하도록 구동되는 희석수 온도조절부와; 상기 전기분해조로 직류전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 제1온도센서에서 감지된 측정온도를 근거로 하여 상기 희석수 온도조절부를 제어하고, 상기 전원공급부를 제어하여 상기 전기분해조로 공급되는 전류를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 희석수의 pH를 감지하는 pH 미터와; 상기 pH미터의 측정값을 근거로 하여 상기 희석수가 적정범위의 pH를 유지하도록 조절하는 pH 조절부;를 더 포함하여, 상기 제어부는 상기 pH 미터에서 측정된 희석수의 pH를 근거로 하여 희석수가 설정된 pH범위 내로 유지되도록 상기 pH 조절부를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 원수처리부는, 역삼투압공정 또는 전기투석공정 또는 전기흡착공정 중 하나이상의 공정으로 구성되고, 통과하는 유입수의 전도도를 50 ㎲/㎝ 이하로 유지되도록 하고, 경도 10 mg/L 이하가 되도록 경수 연화시키는 연수부를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 pH 조절부는 약품주입부를 포함하여, 상기 pH 미터의 신호를 받아 희석수의 pH를 6∼8을 유지하도록, pH가 6 미만에서는 알카리용액을 주입하고, pH가 8 초과의 범위에서는 산성용액을 주입하도록 상기 약품주입부를 제어하는 것이 좋다.
또한, 상기 제어부는 상기 전기분해조로 공급되는 직류전류의 전류밀도가 60 내지 80mA/㎠를 유지하도록 상기 전원공급부를 제어하는 것이 좋다.
또한, 상기 희석수 온도조절부는, 상기 희석수 공급관에 설치되는 열교환기와; 상기 열교환기로 공급될 열매체를 냉각 또는 가열하는 냉동/가열장치; 및 상기 냉동/가열장치와 상기 열교환기로 상기 열매체가 순환되도록 하는 매체 순환경로;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1온도센서에서 감지된 유입수의 온도가 설정된 온도범위를 유지하도록 상기 냉동/가열장치의 구동을 제어하는 것이 좋다.
또한, 상기 전기분해조의 온도를 측정하는 제2온도센서와; 상기 전기분해조의 온도를 조절하는 분해수 온도 조절부;를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 전기분해조 내에서 생성된 차아염소산나트륨의 농도를 측정하는 농도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 농도센서에서 측정되는 농도가 5,000∼6,500ppm으로 유지되도록 상기 염수공급펌프를 제어하고 유입수의 유입량을 제어하고 상기 전원공급부를 제어하여 직류전류밀도를 60∼80mA/cm2가 되도록 고, 상기 유입수의 온도가 10∼20℃를 유지하도록 상기 유입수 온도조절부를 제어하는 것이 좋다.
또한, 상기 차아염소산나트륨 저장조 내부의 온도를 20℃ 이하로 유지하도록 상기 제어부에 의해 제어되는 차아염소산나트륨 저장조 온도조절부를 더 포함하며, 상기 차아염소산나트륨 저장조는 외기와의 접촉을 차단하도록 밀폐된 구조를 가지는 것이 좋다.
본 발명의 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치에 따르면, 희석수의 온도, pH, 공급량, 소금물 농도를 제어하고, 전기분해조 내에서의 온도와 전기분해를 위해 공급되는 전류 및 차염의 생성농도를 제어함으로써, 전기분해시 발생되는 클로레이트 및 브로메이트와 같은 부산물의 발생량을 현저하게 줄일 수 있으며 전류효율을 높일 수 있다.
도 1은 일반적인 차아염소산나트륨 발생장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치를 자세히 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치(100)는, 소금물 공급관(33)이 연결되는 소금물 저장조(10), 전기분해조(20)와, 차아염소산나트륨 저장조(30)와, 희석수 공급관(34)과, 제1온도센서(41)와, 제2온도센서(71)와, 희석수 온도조절부(43), 전원공급부(50), 분해수 온도조절부(73), pH 미터(61)와, pH 조절부(62) 및 제어부(90)를 구비한다.
상기 소금물 저장조(10)에는 물과 소금이 저장되며, 자연적으로 포화용액의 소금물을 생성하여 공급하는 것으로서, 포화소금물을 온도에 따라 차이는 있으나 26∼28중량비% 소금함유량을 갖는 항상 일정한 농도의 소금함유량의 소금물을 생성한다. 이러한 소금물 저장조(10)에는 제1원수 공급관(32)이 연결되어 원수(순수)를 공급받는다. 소금물 저장조(10) 내의 포화소금물은 소금물 공급관(33)을 통해 희석수 공급관(34)으로 공급된다. 상기 희석수 공급관(34)에는 제2원수 공급관(31)이 연결된다. 따라서 희석수 공급관(34)에서는 제2원수 공급관(31)과 제1원수 공급관(32)을 통해 공급되는 포화소금물이 희석되어 적정 소금물 농도를 가지는 희석수(희석염수)가 생성되어 상기 전기분해조(20)로 공급할 수 있게 된다. 여기서 희석수 공급관(34)을 통해 공급되는 희석수는 약 3중량비%로 희석된 상태로 공급되는 것이 바람직하다.
또한, 희석수 공급관(34)에는 pH 미터(61)와 pH 조절부(62) 및 pH 조절용 약품주입부(64)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 제1 및 제2원수 공급관(31,32)의 상류에는 후술할 원수 공급펌프(35)가 설치된다. 원수 공급펌프(35)는 제어부(90)에 의해 구동제어되어 원수를 원하는 양만큼 공급할 수 있게 된다.
상기 전기분해조(20)는 희석수 공급관(34)을 통해 공급된 희석수를 전기분해하여 차염을 발생시키고, 발생된 차염은 차염 배출관(22)을 통해 차염 저장조(30)로 공급되어 저장된다. 상기 전기분해조(20) 내에는 희석수를 전기분해하기 위한 전극(21)이 설치되어, 상기 전원공급부(50)로부터 직류전원을 공급받아 희석수를 전기분해한다. 여기서 전극(21)은 소금물의 전해반응 중 염소이온(Cl-)이 전해산화반응을 통해 염소(Cl2)를 생성하는 반응이 주요반응으로 작용하여야 하나, 전극에 따라서 부반응인 물분해 반응의 비율이 높아질 경우 부산물 생성이 증가하게 된다. 본 발명의 실시예의 경우, 상기 전극(21)은 바람직하게는 티타늄(Ti)을 기재로 하여 백금계 산화물 촉매가 코팅된 불용성전극을 포함하여 부반응을 최소화하고 주반응이 주로 발생하도록 하여 부산물의 생성을 줄이는 것이 좋다.
여기서 전극의 주반응은 아래의 반응식 1을 통해 이해할 수 있고, 부반응은 반응식 2를 통해 이해될 수 있다.
[반응식 1]
2Cl- → Cl2 + 2e-
[반응식 2]
H2O → 2H+ + 1/2O2 + 2e-
6OCl- + 3H2O → 2ClO3 - + 4Cl- + 6H+ + 3/2O2 + 6e-
상기 차염 저장조(30)는 전기분해조(20)에서 생성된 차염이 공급되어 저장되며, 필요시에 원하는 곳으로 공급될 수 있다. 이러한 차염 저장조(30)에 저장되는 차염은 생성 후에 보관기간이 경과 할수록 재산화반응에 의해 차염(OCl-)이 클로레이트(ClO3 -)로 전환반응이 발생될 수 있으며, 이를 최소화하기 위해 차염 저장조(30)의 온도를 20℃ 이내로 유지하고, 공기와의 접촉을 최대한 차단하도록 밀폐된 구조를 가지는 것이 좋다. 그리고 생성된 차염의 저장기간은 5일 이내로서 보다 바람직하게는 3일 이내가 될 수 있도록 사용처의 일일 사용량을 감안하여 차염 저장조(30)의 저장용량을 설정하는 것이 바람직하다.
상기 제1온도센서(41)는 희석수 공급관(34)을 통해 공급되는 희석수의 온도를 측정하도록 희석수 공급관(34) 상에 설치된다.
상기 희석수 온도조절부(43)는 제1온도센서(41)에서 측정된 희석수의 측정온도를 근거로 하여 전기분해조(20)로 공급되는 희석수를 전기분해에 적합하면서도 부산물의 생성을 억제할 수 있는 적정온도(30℃이하, 보다 바람직하게는 15±5℃)로 유지시키기 위한 것이다. 이를 위해 상기 희석수 온도조절부(43)는 희석수 공급관(34)에 설치되는 열교환기(44)와, 열교환기(44)로 공급될 열매체를 냉각 또는 가열하는 냉동/가열장치(45) 및 매체 순환경로(46)를 구비한다. 냉동/가열장치(45)는 제1온도센서(41)에서 측정된 희석수의 온도가 적정온도 범위 이하일 경우 열매체를 가열하여 매체 순환경로(46)를 통해 순환시켜서 열교환기(44)에서 열교환에 의해 희석수를 가열하도록 하고, 측정된 희석수의 온도가 적정온도 범위 이상일 경우에는 열매체를 냉각시켜 순환경로(46)를 통해 순환시켜서 열교환기(44)에서 열교환에 의해 희석수를 냉각시키도록 한다. 이러한 냉동/가열장치(45)는 제어부(90)의 제어신호에 의해 구동제어된다.
상기 전원공급부(50)는 전기분해조(20)의 전극(21)으로 직류전류를 공급하도록 설치되며, 상기 제어부(90)에 의해 구동이 제어될 수 있다. 여기서 제어부(90)는 전원공급부(50)에서 전극(21)으로 공급되는 전류의 밀도가 낮춰진 상태로 공급되도록 제어하며, 바람직하게는 공급되는 전류의 전류밀도가 40∼100mA/㎠미만의 범위가 되도록 하며, 보다 바람직하게는 60∼80mA/㎠ 범위가 되도록 한다. 이와 같이 전류의 밀도를 낮춰서 공급하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 전해반응 중 전극표면으로의 염소이온(Cl-)의 흡착과 산화반응이 주도적인 반응으로 작용하도록 할 수 있게 되고, 부산물이 발생되는 부반응을 최소화할 수 있게 된다.
상기 pH 미터(61)는 희석수 공급관(34)을 통해 전기분해조(20)로 공급되는 희석수의 pH를 측정한다. pH 미터(61)에서 측정된 값은 제어부(90)로 전달되고, 제어부(90)는 측정된 값이 전기분해에 적합한 적정범위(pH 6∼pH 8)인지 확인하고, 적정범위를 유지하도록 상기 pH 조절부(62)를 제어하게 된다. 이때 약품주입부(64)는 pH 미터(61)에서 측정된 값에 따라서 희석수의 pH가 적정범위(6∼8)를 유지할 수 있도록 희석수에 소정 약품을 공급하도록 제어부(90)에 의해 제어된다. 여기서 pH가 6 미만에서는 가성소다와 같은 알칼리용액을 공급하고, pH가 8을 초과할 경우 염산과 같은 산 용액을 공급하여 pH를 조절할 수 있게 된다.
여기서 상기 약품주입부(64)는 예를 들어, 알칼리용액과 산 용액이 각각 수용된 약품통들과, 약품통들과 원수의 공급경로(연수부 포함)를 각각 연결하는 약품 공급경로 및 약품 공급경로 상에 설치되어 약품을 분사하여 공급하도록 하는 약품 공급펌프 등을 포함하는 구성을 가질 수 있으며, 약품 공급펌프는 제어부(90)에 의해 구동제어됨으로써, 원하는 약품을 원수 공급경로 상으로 공급하여 pH를 조절할 수 있게 된다. 여기서 상기 약품주입부(64)의 구성은 다양한 예가 가능한 것으로 이해되어야 한다.
또한, 공급원수의 처리를 위한 원수처리부는 역삼투압공정(RO) 또는 전기투석공정 또는 전기흡착공정을 포함한 공정을 하나이상 포함하여 구성할 수 있으며, 이때 원수처리부를 통과한 원수는 전도도는 50 ㎲/㎝ 이하로 유지되도록 하고, 경도 10 mg/L 이하가 되도록 경수연화시킨다.
상기 제2온도센서(71)는 전기분해조(20) 내의 분해수의 온도를 측정하도록 설치된다. 제2온도센서(71)에서 측정된 정보는 제어부(90)로 전달되고, 제어부(90)는 전기분해조(20)의 온도가 전기분해 반응에 적합한 온도범위(45℃이하, 보다 바람직하게는 30ㅁ5℃)를 유지하도록 분해수 온도조절부(73)의 구동을 제어함으로써, 전기분해 반응시 발생되는 열에 의해 분해수의 온도가 상승하는 것을 일부 억제하도록 할 수 있다.
여기서 상기 분해수 온도조절부(73)는 전기분해조(20) 내에 설치되는 열교환기(74)와, 냉동/가열장치(75) 및 매체 순환경로(76)를 구비한다. 열교환기(74)는 전기분해조(20) 내부에 설치되며, 열매체가 통과하면서 분해수와 열교환을 하도록 설치된다. 냉동/가열장치(75)는 전기분해조(20) 외부에 설치되어 열매체를 가열 또는 냉각하여 매체 순환경로(76)를 통해 순환시키도록 제어부(90)에 의해 구동제어된다. 매체 순환경로(76)는 냉동/가열장치(75)와 열교환기(74)를 연결하여 열매체가 순환되도록 안내한다.
또한, 상기 전기분해조(20)에는 차염의 농도를 측정하기 위한 농도센서(80)가 더 설치된다. 농도센서(80)에서 측정된 정보는 제어부(90)로 전달되고, 제어부(90)는 측정된 농도가 적정범위를 유지하는지 확인하고, 적정범위를 유지할 수 있도록 전기분해조(20)로 희석수 공급펌프(36)를 제어하여 유입되는 희석수의 유량을 조절하고, 전원공급부(50)를 제어하여 전류량을 조절하며, 희석수의 농도를 조절하여 차아염소산나트륨의 농도를 조절한다. 희석수의 농도는 예를 들어, 희석수 공급관(34)에 소금물 농도센서(37)를 설치하고, 소금물 농도센서(37)의 측정값에 따라서 소금물 공급관(33)에 설치되는 밸브(33a)의 개폐 정도를 제어하여 조절될 수 있으며, 이외에도 다양한 방법에 의해 희석수의 농도를 조절할 수 있다. 여기서 바람직하게는 상기 생성되는 차염 농도의 적정범위는 4,000∼8,000ppm인 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 5,000∼6,500ppm인 것이 좋다. 즉, 상기 적정범위의 이하에서는 전환율이 낮아 소금 및 물의 사용량이 과다해지는 문제점이 있으며, 상기 적정범위 이상에서는 전해반응 중에 부반응의 비중이 증가하여 부산물의 발생량이 증가하는 문제점이 있기 때문에, 상기 적정범위로 차염의 농도가 유지되도록 제어함으로써 부산물의 생성을 억제할 수 있게 된다.
또한, 상기 차아염소산나트륨 저장조(30) 내부의 온도를 측정하는 제3온도센서(31)와, 제3온도센서(31)에서 측정된 온도를 근거로 하여 상기 차아염소산나트륨 저장조(30) 내부의 온도를 20℃ 이하로 유지하도록 상기 제어부(90)에 의해 제어되는 차아염소산나트륨 저장조 온도조절부(33)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 차아염소산나트륨 저장조 온도조절부(33)는 제3온도센서(31)에서 측정된 차아염소산나트륨 저장조(30) 내부의 측정온도를 근거로 하여 부산물의 생성을 억제할 수 있는 적정온도(20℃이하)로 유지시키기 위한 것이다. 이를 위해 상기 온도조절부(33)는 차아염소산나트륨 저장조(30) 내에 설치되는 열교환기(33a)와, 열교환기(33a)로 공급될 열매체를 냉각 또는 가열하는 냉동/가열장치(33b) 및 매체 순환경로(33c)를 구비한다. 냉동/가열장치(33b)는 제3온도센서(31)에서 측정된 차아염소산나트륨 저장조(30) 내부의 온도가 적정온도 범위를 초과할 경우 열매체를 냉각하여 매체 순환경로(33c)를 통해 순환시켜서 열교환기(33a)에서 열교환에 의해 차아염소산나트륨을 냉각하도록 하고, 측정된 차아염소산나트륨 저장조(30) 내의 온도가 적정온도 범위 이하를 유지하도록 한다. 이러한 냉동/가열장치(33b)는 제3온도센서(31)의 측정온도를 전달받아 구동여부를 판단하는 제어부(90)의 제어신호에 의해 구동 제어된다.
이하에서는 상술한 바와 같이 본원 발명의 실시예에 따른 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치의 작용효과를 실험예와 비교예를 통해 자세히 설명하기로 한다.
- 실험예의 실험조건 -
25㎏/day급 차염 발생장치에서 원수를 연수부(63)에서 역삼투압공정(RO)을 통해 순수로 제조하고 제조된 순수 중 일부를 분지하여 소금물 저장조(10)로 공급하여 포화소금물을 생성하도록 한다. 그리고 생성된 포화소금물과 제조된 순수를 혼합하여 3중량비%로 희석된 희석수로 제조한다. 그리고 3중량비%로 희석된 희석수의 온도를 희석수 온도조절부(43)를 이용하여 15℃로 조절하여 2.17L/min의 유속으로 전기분해조(20)로 공급하였고, 이때 전기분해조(20) 내의 양극과 음극의 전극의 전류밀도 60mA/㎠의 조건으로 정전류를 공급하여 차염을 생성하였다.
- 비교예의 실험조건 -
상기 실험예의 실험조건에서 전기분해조(20)로 유입되는 3중량비%로 희석된 희석수의 온도를 희석수 온도조절부(43)를 이용하여 25℃로 조절하여 2.17L/min의 유속으로 전기분해조(20)로 공급하였고, 이때 전기분해조(20) 내의 양극과 음극의 전극의 전류밀도 100mA/㎠의 조건으로 정전류를 공급하여 차아염소산나트륨을 생성하였다.
상기와 같이 서로 다른 조건의 실험예와 비교예의 실험결과는 아래의 표 1과 같다.
차염생성농도 전류효율 클로레이트발생량 ClO3 -/Cl2 저감률
비교예 8,116mg/L 63.6% 383mg/L 0.047
실험예 6,296mg/L 78.9% 142mg/L 0.023 51.1%
상기와 같은 실험결과를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따르면, 희석수의 공급량, 공급온도, 차염생성농도, 전기분해조의 전류밀도를 적절히 제어함으로써 클로레이트 발생량을 현저하게 줄일 수 있음을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치에 의해 차염을 생성하게 되면, 부산물의 발생을 최소화하면서 차염을 효율적으로 생산할 수 있게 된다.
10..소금물 저장조 20..전기분해조
30..차염 저장조 33..소금물 공급관
34..희석수 공급관 41..제1온도센서
43..희석수 온도조절부 50..전원공급부
61..pH 미터 62..pH 조절부
71..제2온도센서 73..분해수 온도조절부
80..농도센서 90..제어부

Claims (9)

  1. 유입되는 공급원수를 처리하는 원수처리부와;
    소금물 공급관이 연결되는 소금물 저장조와;
    유입되는 희석수를 전기분해하며, 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 배출하는 배출관이 연결되는 전기분해조;
    상기 전기분해조의 배출관에 연결되어 생성된 차아염소산나트륨을 저장하는 차아염소산나트륨 저장조와;
    원수 공급관과 상기 소금물 공급관에 연결되어 소금물과 원수가 희석된 희석수를 상기 전기분해조로 공급하는 희석수 공급관과;
    상기 전기분해조로 유입되는 희석수의 온도를 감지하는 제1온도센서와;
    상기 제1온도센서에서 측정된 정보를 근거로 하여 상기 희석수의 온도를 조절하도록 구동되는 희석수 온도조절부와;
    상기 전기분해조로 직류전원을 공급하는 전원공급부와;
    상기 제1온도센서에서 감지된 측정온도를 근거로 하여 상기 희석수 온도조절부를 제어하고, 상기 전원공급부를 제어하여 상기 전기분해조로 공급되는 전류를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 희석수의 pH를 감지하는 pH 미터와;
    상기 pH미터의 측정값을 근거로 하여 상기 희석수가 적정범위의 pH를 유지하도록 조절하는 pH 조절부;를 더 포함하여,
    상기 제어부는 상기 pH 미터에서 측정된 희석수의 pH를 근거로 하여 희석수가 설정된 pH범위 내로 유지되도록 상기 pH 조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 원수처리부는,
    역삼투압공정 또는 전기투석공정 또는 전기흡착공정 중 하나이상의 공정으로 구성되고, 통과하는 유입수의 전도도를 50 ㎲/㎝ 이하로 유지되도록 하고, 경도 10 mg/L 이하가 되도록 경수 연화시키는 연수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 pH 조절부는 약품주입부를 포함하여, 상기 pH 미터의 신호를 받아 희석수의 pH를 6∼8을 유지하도록, pH가 6 미만에서는 알카리용액을 주입하고, pH가 8 초과의 범위에서는 산성용액을 주입하도록 상기 약품주입부를 제어하는 것을 특징으로하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전기분해조로 공급되는 직류전류의 전류밀도가 60 내지 80mA/㎠를 유지하도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 희석수 온도조절부는,
    상기 희석수 공급관에 설치되는 열교환기와;
    상기 열교환기로 공급될 열매체를 냉각 또는 가열하는 냉동/가열장치; 및
    상기 냉동/가열장치와 상기 열교환기로 상기 열매체가 순환되도록 하는 매체 순환경로;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제1온도센서에서 감지된 유입수의 온도가 설정된 온도범위를 유지하도록 상기 냉동/가열장치의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기분해조의 온도를 측정하는 제2온도센서와;
    상기 전기분해조의 온도를 조절하는 분해수 온도 조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기분해조 내에서 생성된 차아염소산나트륨의 농도를 측정하는 농도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 농도센서에서 측정되는 농도가 5,000∼6,500ppm으로 유지되도록 상기 염수공급펌프를 제어하고 유입수의 유입량을 제어하고 상기 전원공급부를 제어하여 직류전류밀도를 60∼80mA/cm2가 되도록 고, 상기 유입수의 온도가 10∼20℃를 유지하도록 상기 유입수 온도조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차아염소산나트륨 저장조 내부의 온도를 20℃ 이하로 유지하도록 상기 제어부에 의해 제어되는 차아염소산나트륨 저장조 온도조절부를 더 포함하며,
    상기 차아염소산나트륨 저장조는 외기와의 접촉을 차단하도록 밀폐된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 부산물 저감형 차아염소산나트륨 발생장치.
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