KR20160005409A - 수중 부상분리 촉진 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수중 조류 또는 부유물질을 전기응집하고, 부상분리시키는 수중 부상분리 촉진 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중에 전기를 공급하는 전극판을 구비하고, 공급된 전기를 통해 수중 조류 또는 부유물질의 응집과 부상분리를 일으키는 수중 부상분리 촉진 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기존의 부상분리 장치 및 방법보다 적은 설비부지를 차지하면서, 빠른 조류 또는 부유물질의 응집 및 부상분리시킬 수 있고, 또한 전극의 교체 없이 수중 조류 또는 부유물질을 빠르고, 연속적으로 제거할 수 있어 대용량의 조류 및 부유물질 제거에 효과적이다.

Description

수중 부상분리 촉진 장치 및 방법{Apparatus and Method for Stimulating Flotation in Water}
본 발명은 수중 조류 또는 부유물질을 전기응집하고, 부상분리시키는 수중 부상분리 촉진 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중에 전기를 공급하는 전극판을 구비하고, 공급된 전기를 통해 수중 조류 또는 부유물질의 응집과 부상분리를 일으키는 수중 부상분리 촉진 장치 및 방법에 관한 것이다.
물은 인간의 모든 경제, 사회, 문화 활동에 없어서는 안 될 중요한 자원이다. 그러나 인구의 증가 및 급속한 산업화에 의한 물의 소비량 증대와 환경오염에 따른 수질 오염으로 인하여 물부족 사태는 매년 심각해지고 있는 실정이다.
수온의 온도가 상승하는 여름철에는 저수지, 호수, 어장, 근해 바다 또는 흐르는 물까지도 녹조 또는 적조가 발생하고 있다. 이러한 녹조 또는 적조는 호수 또는 바다 양식장의 물고기는 물론 수생식물까지도 사멸시켜 생태환경 파괴는 물론 심한 악취까지 유발시킨다.
일반적으로 녹조현상은 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하게 되고 물의 색을 현저하게 녹색으로 변화시킴으로써 발생된다. 이러한 녹조현상의 원인은 독소를 발생시키는 남조류에 의해 수생식물에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 독소에 의한 인체 및 가축에의 영향, 생태계 파괴로 인한 생태학적인 문제, 산소결핍으로 인한 물고기 및 각종 수중생물 폐사 등의 심각한 문제를 야기한다.
또한, 적조현상은 "식물 플랑크톤이 대량으로 증식하여 바닷물의 색깔이 붉게 변하는 현상을 말하는 것인데, 적조를 일으키는 생물은 편모조류나 규조류가 대부분이지만 유글레나 또는 원생동물로 분류되는 섬모충류가 원인이 되는 경우도 종종 있는 것으로 알려져 있다. 적조현상은 최근 우리나라에서도 남해연안과 서해, 동해 남부연안에 걸쳐 널리 나타나고 있다. 적조원인 생물도 규조류 중심에서 편모조류 중심으로 옮겨가고 있으며, 적조 발생의 농도도 점점 고밀도화되어 가고 있는 추세로 이로 인하여 적조의 피해도 해마다 증가하고 있다.
최근 이러한 녹,적조 현상은 광역화, 독성화, 장기화의 특성을 띠며 발생하고 있어, 이를 해결하기 위한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.
이러한 현상을 해결하기 위한 기존의 기술은, 염소계 약제 또는 오존을 이용한 화학적 살균방법 등을 이용하여 정전기적인 흡착력으로 녹조나 적조를 흡착하여 물밑에 침전시키는 방법, 물과 함께 녹조나 적조를 미세 필터를 이용하여 물로부터 녹조 및 적조를 분리하여 제거하는 여과방법, 그리고 미생물을 이용하여 조류를 제거해내는 방법, 초음파, 녹조 제거선 등을 이용하는 것이 일반적이다.
염소계 약제 또는 오존을 이용한 화학적 살균방법은 식수원과 농업 용수에 사용할 경우 인체에 유해하고 농작물에 해로우므로 사용하기 곤란하고, 수영장 등과 같이 레크레이션 활동 등에도 영향을 미치기 때문에 세심히 고려해야 한다. 또한, 화학약제는 오히려 자연생태 환경에 악영향을 주게 되어 수질을 더 악화시키게 되는 원인이 될 수 있다.
황토를 이용한 응집침전 방법은 황토의 콜로이드 입자를 통하여 수중의 현탁물질(영양물질, 미세한 플랑크톤 등)을 흡착, 응집시킴으로써 녹조류 또는 적조류를 제거하는 방식이다(KR10-1355178). 그러나, 이 방식을 이용할 경우, 대량 살포에 의해 일부의 녹조류 및 적조류를 제거하기도 하지만, 황토에 의해 응집되어 물밑에 가라앉은 녹,적조류 사체를 분해하는데 더 많은 용존 산소를 필요하게 되고, 시간이 흐를수록 물속의 산소 부족현상을 초래하여 부영양화가 가속되어지고, 결국에는 산소를 필요로 하는 수중식물이나 미생물은 더 이상 살지 못하는 죽은 호수 또는 바다로 만드는 원인이 될 수도 있다.
필터를 이용한 녹조류 및 적조류의 여과방법은 녹조류 등에 의해 오염된 물을 퍼올려서 필터를 포함한 여과장치에 통과시켜 물과 녹조류 및 적조류를 분리하는 물리적인 방식인데, 이를 위해서는 과도한 에너지를 소비하여야 하므로 일반적인 방식으로 이용하기 곤란한 단점이 있다.
또한, 미생물을 이용한 조류제거 방법은 제거하고자 하는 조류 또는 적조의 문제보다 이를 제거하기 위해 도입된 미생물 종이 또 다른 생태 환경을 파괴하거나 오염시킬 수 있는 가능성이 제기되며, 또한 이러한 미생물 처리 후 처리수에서 다시 잔여 미생물을 제거하기 위한 화학처리과정 등이 반드시 필요하여 그 규모나, 운용비용의 상승이 예상된다.
상기 초음파 방식은 녹조의 공기주머니를 파괴하면서 녹조를 용수의 아래로 가라앉히는 것으로, 친환경적으로 녹조를 제거하는 장점이 있는 반면, 넓은 면적의 일정수역에서는 사용이 어렵고 그 유지 비용이 많이 소요되는 단점이 있는 것이다.
상기 녹조 제거선 방식은 선박에 녹조 흡입과 여과 및 회수장치를 설치하여 가동시키는 것으로, 녹조를 제거하는 장점이 있는 반면, 높은 유지 관리의 비용이 소요되는 단점이 있는 것이다.
최근 조류(algae) 제거 분야에 새로운 대안 기술로 떠오르는 것은 미세버블을 이용한 기술이다. 이와 관련된 특허는 마이크로 버블을 이용하여 수면 온도를 저온으로 유지시킴은 물론 녹조를 저감시키면서 용수의 저층에 산소를 공급하도록 하였다(KR10-1196945). 이 특허는 지하수와 마이크로버블을 함께 이용하여 녹조 예방 및 수질정화를 도모하였지만, 마이크로버블 발생 방법에 있어서는 버블의 크기나 발생의 지속성에 문제가 있고, 마이크로버블의 용도가 단순히 산소(O2)의 공급을 통해 용존산소(DO)를 증가시키는 수질정화에 국한되어 있으며, 오염수의 현탁물질이나 부유물질에 의한 노즐 막힘 등의 문제에 대한 해결방안이 제시되어 있지 않고, 특히 마이크로버블이 지하수와 함께 상류측 노즐에서 토출되어 용수내 하부의 수질 정화 기능을 수행하기 어려운 단점이 있다.
상기와 같은 단점을 보완하고자 한 특허에서는 지열의 열교환과 나노버블을 이용하여 일정 수역 내 용수의 수면 온도를 일정하게 유지시키면서 용존산소(DO)를 증대시키는 물지적 처리 방식의 정화처리부를 구성하였다(KR10-1361104). 하지만, 상기 특허는 나노버블 공급부 및 설비가 땅에 매립되어야 함에 따라 초기 설비 건설 비용이 높으며, 설비 설치 후 이동이 쉽지 않다.
또한, 최근 녹조제거의 새로운 기술로는 전위차법을 이용한 조류 제거장치 이다(KR10-0993009). 양전하를 제공하는 무기염과 고분자로 개질화된 자성분말체를 조류가 발생된 수역 또는 폐수 중에 주입하여 진탕(shaking)하면, 음전하를 띠고 있는 녹조 및 부유물질은 전위차법에 의하여 양전하를 띠고 있는 자성분말체 표면에 흡착되고, 수중에 이온상태로 존재하는 인산염은 무기염과 반응하여 부유물질인 불용성의 인산염이 형성되며, 여기에 영구자석이나 전자석을 통해 자력을 공급하여 수중에 발생된 녹조, 부유물질 및 인산염을 고속제거하는 방법이다. 하지만 본 방법은 지속적인 자성분말체를 공급해야하며, 또한 처리 후 존재할 수 있는 자성분말체로 인한 물의 오염의 가능성이 있으며, 반응조를 처리하는 물 안에서 운영해야 하는 번거로움이 있다.
또한 조류 및 부유물을 제거하기 위하여 오폐수, 공정수 및 하천호소수 등에 함유되어 있는 고형 부유물질을 제거하는 종래의 방법으로는 중력을 이용한 침전법, 응집제를 이용한 부상분리법, 원심분리법 및 여과법 등의 방법이 있는데, 이 중 가장 일반적으로 사용되는 방법은 여과법이다.
여과법은 부유물질을 함유한 물을 여재가 충진된 층으로 강제 통과시켜 여재 사이의 공극에 부유물질이 포획되도록 하는 원리를 이용하는 방법이다. 그러나, 여과법에 의한 부유물질 제거장치에서는 운전이 진행되면서 여재층 사이에 일정량의 고형물질이 쌓이게 되면 여과를 멈추고 포획된 부유물질을 역세척시켜 계외로 배출시켜야 한다. 이러한 여과법을 이용한 부유물질 제거장치의 대표적인 것이 모래를 이용한 사여과기인데, 사여과기는 가격이 저렴하고 부유물질의 제거효율이 80% 이상인 장점이 있지만, 유입되는 부유물질의 농도가 높으면 여재의 역세척 주기가 짧아지며 역세수량이 처리수량의 20 - 30%로 과도하고 역세척을 위한 별도의 용수라인이 필요하거나 큰 처리수조가 필요한 단점이 있다. 또한 반복하여 사용하게 되면 눈막힘 현상과 채널링(channeling) 현상이 발생되어 여과효율이 떨어지기 때문에 주기적으로 여재를 교체해 주어야 하는 문제점이 있다.
응집제를 이용한 종래 부상 분리법과 관련된 기술로는 (주)수산이엔씨의 등록특허(KR 10-0742509) [계면활성제 미세기포를 이용한 하수 슬러지 상압부상 고농축 방법]이 있는데, 상기 등록특허는 하수처리장의 침사지 생슬러지와 최종침전지 잉여슬러지 또는 혼합슬러지를 계면활성제 미세기포와 분산/발포 반응시켜, 혼합 슬러지 고형물의 수면 농축과 반류수의 처리효율을 개선하고, 하수처리장의 독립적 슬러지 처리공정의 효율을 높이는 동시에 슬러지의 높은 수분 함유로 인한 탈수시설의 경제적 비용 절감과 운전상의 문제점을 보완하여 적은 부지면적 내에서 연계 공정간 구성 효율을 증가시켜, 종래의 하수처리장 슬러지 처리 방식인 중력식 농축 및 가압부상농축 시설의 운영상 문제점을 보완하고, 슬러지 처리에 소요되는 약품사용량을 절감시키므로서, 경제적 비용지출을 줄이는 동시에 농축슬러지의 함수 저감을 극대화하여 소화조의 원활한 처리를 유도함으로서 처리효율 개선 및 고도처리 효율증가를 위한 계면활성제 미세기포를 이용한 하수 슬러지 상압부상 고농축 방법을 제시하고 있다. 이 발명은 응집제 외에 계면활성제를 추가적으로 공급하고, 응결작용 공정을 추가적 진행해야 하기 때문에 처리시간이 늘어나며, 추가적 공정으로 설비 부지가 더 넓어져야 하는 단점이 있다.
또한 한상배의 등록특허(KR 10-0806472) [부상분리와 여과, 막분리 및 바이오필터 기능이 구비된 수처리장치]가 있는데, 상기 등록특허는 물과 공기를 가압하여 산소를 과포화 상태로 용해시키는 가압용해장치와; 여과상, 분리막 모듈 및 생물막접촉재 중에서 선택된 어느 하나 이상의 수처리 수단이 설치된 수처리조와; 과포화수용 용수를 취수하여 상기 가압용해장치로 공급하는 취수유로와; 상기 가압용해장치에서 생성된 과포화수가 상기 수처리조로 공급되도록 하는 과포화수 공급유로로 이루어지고, 상기 취수 및 공급 유로에는 운전조건에 따라 취수원과 과포화수 공급 위치를 변경할 수 있는 유로조절수단이 구비되며, 상기 수처리조의 상부에는 부유슬러지 제거장치가 설치되므로, 여과상, 분리막 모듈 및 생물막접촉재 등과 같은 수처리수단에 부가되는 고형물 부하가 감소되고, 역세척 주기가 길며, 호기성 미생물을 고농도로 증식할 수 있고, 슬러지 처리처분이 용이하고, 운전단계에 맞추어 적절한 유로를 선택할 수 있는 기술을 제시하고 있다. 하지만, 이 발명은 많은 공정단계를 포함하고 있어 넓은 설비 부지가 필요하며, 또한 많은 공정단계에 따라 높은 운영 비용이 필요할 수 있는 단점이 있다.
또한, 이순화의 등록특허(KR 10-0919367) [고효율 기체용해탱크를 이용한 부상분리장치]가 있다. 상기 등록특허는 응집조로부터 원하수가 유입되는 부상탱크, 상기 부상탱크 일측의 원하수 유입구 하부에 구비되어 유입되는 원하수에 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치, 상기 부상탱크의 하부에 구비되어 현탁입자가 제거된 처리수가 유입되는 처리수 수집부, 상기 부상탱크의 외부 상측에 구비되어 상기 처리수 수집부를 통해 유입된 처리수중 일부를 외부로 배출시키는 농축율 조절밸브, 상기 처리수 수집부를 통해 유입된 처리수중 일부를 가압시키는 순환수펌프 및 상기 순환수펌프에 의해 가압된 순환수에 공기가 용해되어 형성된 가압수를 수용하며, 형성된 가압수를 상기 미세기포 발생장치로 공급하는 기체용해탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 발명은 응집제 및 처리수를 혼합하기 위한 응집조가 따로 설치되어 설비 부지 및 비용이 증가하는 단점이 있다.
이러한 기존의 가압부상조들은 많이 사용되어온 시설이므로 관리가 용이하고, 미세기포를 발생시키기 위하여 여러가지 매개체를 이용하므로 미세기포 발생이 용이하게 일어나는 장점이 있지만, 부상조에서는 미세기포 발생에 의한 슬러지의 부상이 이루어지지 않아 침전되는 슬러지의 발생이 높고, 처리수의 용량이 커질수록 내부공간의 미사용 면적이 넓어 슬러지의 부상력이 약화되며, 또한 설치부지를 넓게 차지하기 때문에 설치비용이 많이 드는 단점이 있다.
최근 이러한 단점을 보완할 수 있는 수처리 연구들이 진행되고 있으며, 그 중 전기응집을 통한 부상분리에 대한 연구들이 진행되고 있다. 이러한 연구들에서 음극(Anode)를 주로 알루미늄 혹은 철로 구성된 전극을 사용하나, Shanshan Gao 그룹에서는 알루미늄 전극을 사용할 때, 효과적인 전기적 응집과 부상분리로 조류제거가 잘 일어남을 밝혔으며(Shanshan Gao et al., Journal of Hazardous Materials, 177:336-343, 2010), 이러한 전기적 응집과 부상분리를 통해 조류를 제거하는 것이 전기공급없이 응집제(황산알루미늄)를 공급하여 처리할 때 보다 용해된 유기탄소(Dissolved Organic Carbon, DOC)를 20% 이상 더 제거할 수 있음을 주장하였다(Jia-Qian Jiang et al., Water Research, 36:4064-4078, 2002). 하지만, 이러한 연구들의 방법 및 장치에서는 알루미늄 전극이 알루미늄 이온을 계속 공급해야하기 때문에 지속적인 전극교체가 필요하며, 전극 교체시 처리공정이 연속적으로 이루어지기 어렵게 되는 단점이 있다.
발생된 녹조를 수중에서 제거하는 장치로는, 호수의 물을 가압부상조로 끌어들여 기포를 공급함으로써 수면위로 부상하는 녹조를 슬러지 제거장치로 걸러 슬러지 탱크로 투입하고, 이것을 탈수하여 녹조만 추려내는 구조로 되어 있고, 한국 특허 10-0506612호는 이에 덧붙여 바지선으로 부력체를 이동할 수 있게 하고, 부력체에는 부상하는 녹조를 효율적으로 수거하기 위한 무한궤도식 스크레버가 탑재된 구성의 장치를 개시하고 있다.
그외에도 녹조를 제거하기 위하여, 조류를 전기분해하고 오존의 투입으로 살균처리하는 시스템이 한국 특허 10-0636291호로 개시되어 있고, 또 한국 특허 10-0699598호는 파도를 이용한 자연 펌핑효과로 수중의 용존산소량을 증대시켜 녹조가 사멸되게 하는 장치를 제안하고 있다.
또한 알루미늄 전극을 이용한 전기적 응집을 이용한 녹조제거를 제거하는 장치가 개발되었다(한국 특허 10-0937004호). 하지만 이 특허의 방법 및 장치에서는 알루미늄 전극이 알루미늄 이온을 계속 공급해야하기 때문에 지속적인 전극교체가 필요하며, 전기적 응집 후 응집된 물질들을 침전시키고, 미생물 처리조로 보내는 공정이 추가가 되어 기존의 부상분리 보다 응집물의 분리시간이 길어지는 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 기존 부상분리 방법이나 장치보다 넓은 설비부지가 필요하지 않고, 더 짧은 처리시간으로 조류 및 부유물질을 부상분리시킬 수 있으며, 전극의 교체가 필요하지 않는 장치 및 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 전극의 교체없이 전기적 응집을 이용하여 일정 수역 내에서 부상분리를 촉진시키는 장치 및 방법을 착안하고, 이를 이용한 부상분리 실험 결과, 기존의 부상분리 방법이나 설비보다 빠르게 부상분리를 일으킬 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
상술한 바와 같이 녹조를 제거하기 위한 종래 방식으로서, 약제 살포, 발생된 녹조의 여과수집, 물속 용존산소량의 증대 등을 기본으로 하는 것은, 상기 약제 살포의 경우에 또 다른 환경오염을 일으킬 우려가 있고, 설비를 이용한 여과 수집은 녹조 균류의 근본적인 처리가 병행되지 않아 일회 실시로는 녹조를 박멸할 수 없으며, 물속 용존산소량을 증대시키는 방법은 녹조 처리에 시간이 많이 소요되어 효과가 미진한 단점이 있다.
그러므로 효과적인 녹조 방제는 단시간에 녹조를 분리하고 여과한 다음 저수지나 하천으로 방류하는 방법이 최선일 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 약제 살포없이 저수지나 호수의 물을 도입하여 응집제 처리 및 전기응집을 통한 조류 또는 부유물질의 부상분리를 촉진시키며, 저수지에 부유하도록 상기 장치를 배치하거나, 한정적인 저장용기에 설치할 수 있는 수중 부상분리 촉진장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 수중 부상분리 촉진 장치를 이용한 조류 또는 부유물질의 수중 부상분리 촉진방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 응집제로 처리된 조류 또는 부유물질을 전기응집시킨 다음, 전기응집된 조류 또는 부유물질을 부상분리시키는 수단을 포함하는 조류 또는 부유물질의 수중 부상분리 촉진 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 조류 또는 부유물질 함유수에 응집제를 첨가하고, 전기응집시킨 다음, 부상분리시키는 단계를 포함하는 조류 또는 부유물질의 수중 부상분리 촉진방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존의 부상분리 장치 및 방법보다 적은 설비부지를 차지하면서, 빠른 조류 또는 부유물질의 응집 및 부상분리시킬 수 있고, 또한 전극의 교체 없이 수중 조류 또는 부유물질을 빠르고, 연속적으로 제거할 수 있어 대용량의 조류 및 부유물질 제거에 효과적이다.
도 1은 수중 부상분리 촉진 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명은 일 관점에서, 본 발명은 응집제로 처리된 조류 또는 부유물질을 전기응집시킨 다음, 전기응집된 조류 또는 부유물질을 부상분리시키는 수단을 포함하는 조류 또는 부유물질의 수중 부상분리 촉진장치에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 수중 부상분리 촉진 장치는; 반응용기(7); 상기 반응용기 상측에 삽입되는 조류 또는 부유물질이 함유된 오염수를 상기 반응용기로 유입시키는 유입수단(4); 상기 오염수에 응집제를 공급하는 투여수단(5); 반응용기 내부에 설치되고, 오염수에 전기를 공급하는 수단(1); 및 상기 반응용기 하단부에 연결되며, 부상분리를 통해 조류 또는 부유물질이 제거된 처리수를 배출하는 배출수단(6)을 구비하는 것을 특징으로 한다(도 1).
본 발명에 있어서, 상기 전기를 공급하는 수단(1)은 전극판일 수 있다.
상기 유입수단, 배출수단 및 투여수단은 펌프일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전극판은 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬이 도금된 납(Pb), 탄소(C), 백금이 도금된 티타늄(Ti)으로 구성된 불용성 금속 그룹에서 선택되는 하나 이상의 금속으로 제작된다. 상기 촉매판을 불용성 금속으로 사용하였을 때, 전극의 산화 또는 환원으로 인한 손상이 없고, 알루미늄이온은 응집제를 통해 공급할 수 있어, 전극의 교체 없이 연속적으로 조류 및 부유물을 부상분리 할 수 있다.
상기 전극판 사이 거리는 3~5 mm 일 수 있다. 상기 전극판 사이 거리가 3 mm이하이면 합선의 우려가 있으며, 5 mm이상이면 전기적 응집 및 부상분리 효율이 떨어질 수 있다.
상기 전극판의 두께는 0.5~2 mm 일 수 있다. 두께가 0.5 mm 이하인 경우, 전극이 빠른 유체의 흐름 등에 의해 손상될 수 있으며, 2 mm 이상으로 적용할 경우, 공정 효율 대비 운영 비용이 높아질 수 있다. 공정 조건에 따라 0.5~2 mm의 두께의 범위에서 전극을 제작하여 운영가능하다.
상기 전기를 공급하는 수단에서 공급하는 전압은 1V 내지 10,000V일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 전기적 급속 응집 및 부상분리를 위해 보통 공급 전압값을 1V 내지 50V, 전류값은 0.1 내지 10.0A으로 설정하며, 전류값이 10A이며 전압값을 1000V 내지 5000V으로 설정하였을 때, 저농도의 오존을 생성할 수 있고, 전류값이 10A이며 전압값을 5000V 내지 7000V으로 설정하였을 때, 고농도의 오존을 생성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 관점에서, 조류 또는 부유물질 함유수에 응집제를 첨가하고, 전기응집시킨 다음, 부상분리시키는 단계를 포함하는 조류 또는 부유물질의 수중 부상분리 촉진방법에 관한 것이다.
상기 응집제는 폴리알루미늄클로라이드(PAC), 황산제2철, 황산알루미늄, 염화알루미늄 및 염화제2철의 무기염으로 구성되는 그룹과 천연응집제 및 광물계 무기응집제 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 응집제 일 수 있으며, 또한 상기 응집제는 원액 대비 5 ppm 내지 50 ppm으로 혼합되어 사용할 수 있다. 또한, 전기전도도를 높이기 위해, 상기 응집제는 염화칼륨, 염화칼슘, 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화철로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 염화합물을 추가하여, 응집제에 대한 염화합물의 농도가 0.1wt% 내지 5.0wt%가 되도록 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전기응집시키는 단계는 처리수의 전기적인 처리를 통한 전기 분해로 수소, 산소 및 오존이 발생할 수 있다. 전기응집 단계에서 생성되는 이러한 기포를 통해 전기적인 응집 및 부상분리를 더욱 촉진시킬 수 있으며, 발생하는 오존을 통해 처리수를 살균 처리할 수도 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
1: 전기를 공급하는 수단
2: 전원장치
3: 전기전달수단
4: 유입수단
5: 투여수단
6: 배출수단
7: 반응용기

Claims (9)

  1. 응집제로 처리된 조류 또는 부유물질을 전기응집시킨 다음, 전기응집된 조류 또는 부유물질을 부상분리시키는 수단을 포함하는 조류 또는 부유물질의 수중 부상분리 촉진장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수중 부상분리 촉진 장치는; 반응용기(7); 상기 반응용기 상측에 삽입되는 조류 또는 부유물질이 함유된 오염수를 상기 반응용기로 유입시키는 유입수단(4); 상기 오염수에 응집제를 공급하는 투여수단(5); 반응용기 내부에 설치되고, 오염수에 전기를 공급하는 수단(1); 및 상기 반응용기 하단부에 연결되며, 부상분리를 통해 조류 또는 부유물질이 제거된 처리수를 배출하는 배출수단(6)을 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 부상분리 촉진장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전기를 공급하는 수단(1)은 전극판인 것을 특징으로 하는 수중 부상분리 촉진장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전극판은 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬이 도금된 납(Pb), 탄소(C), 백금이 도금된 티타늄(Ti)으로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 수중 부상분리 촉진장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전극판 사이 거리는 3~5 mm인 것을 특징으로 하는 수중 부상분리 촉진장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 전극판의 두께는 0.5~2 mm인 것을 특징으로 하는 수중 부상분리 촉진장치.
  7. 조류 또는 부유물질 함유수에 응집제를 첨가하고, 전기응집시킨 다음, 부상분리시키는 단계를 포함하는 조류 또는 부유물질의 수중 부상분리 촉진방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 응집제는 폴리알루미늄클로라이드(PAC), 황산제2철, 황산알루미늄, 염화알루미늄 및 염화제2철의 무기염으로 구성되는 그룹과 천연응집제 및 광물계 무기응집제 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 수중 부상분리 촉진방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 단계는 처리수의 전기적인 처리를 통한 전기 분해로 수소, 산소 및 오존이 발생하는 것을 특징으로 하는 수중 부상분리 촉진방법.
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KR101870404B1 (ko) * 2017-12-19 2018-07-23 한국농어촌공사 미세조류 수거 분리장치
KR20190080646A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 국립낙동강생물자원관 미세조류, 세포외 중합물질 및 시안계 화합물질을 제거하는 폐수처리방법
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