KR20170093083A - Electro-coagualation unit for wastewater treatment and electricity generation, and apparatus including the same - Google Patents

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Abstract

An electric aggregation unit for wastewater treatment and electricity generation, according to an embodiment of the present invention, comprises: a metal anode and an air cathode spaced apart from each other so that a wastewater passage space through which wastewater containing ammonia nitrogen, phosphate and an electrolyte pass is provided; and a conducting wire part physically connecting the metal anode and the air cathode outside the wastewater passage space and having a predetermined resistance, thereby being capable of wastewater treatment and electricity generation simultaneously.

Description

폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛 및 이를 포함하는 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치{Electro-coagualation unit for wastewater treatment and electricity generation, and apparatus including the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric coagulation unit capable of treating wastewater, and an electric coagulation unit for wastewater treatment and electricity generation,

본 발명은 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛 및 이를 포함하는 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation type electrocoagulation unit capable of wastewater treatment and a power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater containing the same.

폐수에 함유된 인과 질소를 제거하는 공법으로는 여러 가지의 생물학적 방법과 물리화학적 방법들이 있지만 모든 공법들이 제거 효율의 유지가 어려우면서도 많은 경비가 소요된다.There are various biological methods and physico - chemical methods to remove phosphorus and nitrogen contained in wastewater, but all methods have difficulty in maintaining removal efficiency, and it takes a lot of expense.

폐수에 존재하는 인과 질소를 스트루바이트와 그 동족체 형태로 제거하는 방법은 인과 질소를 효율적으로 동시에 제거할 수 있으며 생성된 스트루바이트는 우수한 지효성 비료(Slow-Release Fertilizer)로써 재이용 가치가 높은 장점이 있다.The method of removing phosphorus and nitrogen present in wastewater in the form of struvite and its analogue form can effectively remove phosphorus and nitrogen simultaneously and the generated struvite is a Slow-Release Fertilizer which has high reuse value .

지효성 비료란 식물에 독성이 없으며 한번 사용으로 오랫동안 산화하지 않고 지속적으로 효과를 내는 비료를 지칭한다.Persistent fertilizer refers to a fertilizer that is not toxic to plants and that does not oxidize for a long time and that has a long lasting effect.

해외에서 진행된 스트루바이트 결정화 연구는 S. Regy 등의 교반 반응장치에서의 스트루바이트 침전에 의한 회수(2001년), Ueno와 Fujii의 실규모 하수처리장에서 회수된 스트루바이트의 가동 및 판매에 대한 3년간의 경험(2001년), E.V. Munch 등의 폐기물을 금으로 바꾸는 폐수처리를 위한 스트루바이트 결정화 사업(2001년), S.A.Parsons 등의 하수 처리작업에서의 스트루바이트 회수를 위한 잠재성 평가(2001년), Trentelman의 미국특허 제4,389,317호, Tsunekawa 등의 일본특허 제 11-267665호 등이 있으며 인 그리고/또는 질소를 스트루바이트 형태로 제거하기 위한 여러 가지 방법을 시도했으나 대부분 pH의 상승을 위하여 알칼리제 투입이 필요함을 언급하고 있다.The study of struvite crystallization conducted overseas has shown that the recovery by Struvite precipitation in a stirred reactor of S. Regy et al. (2001), the operation and sale of struvite recovered at Ueno and Fujii's real-scale sewage treatment plant 3 years experience (2001), EV (2001), the potential for struvite recovery in sewage treatment operations (SAPSONS) (2001), the US patent of Trentelman No. 4,389,317, Tsunekawa et al., Japanese Patent No. 11-267665, and various attempts have been made to remove phosphorus and / or nitrogen in the form of struvite, but most mention that the addition of an alkaline agent is required to raise the pH .

또한, 국내의 스트루바이트 결정화 연구로는 한국공개특허 10-2002-0005521에 스트루바이트 침전용 응집원 및 알칼리 혼합조, 스트루바이트 결정반응, 침전조 등 모든 반응조를 하나의 장치로 패키지화하여 연속적인 스트루바이트 침전을 이용한 고농도 인을 함유하는 축산분뇨 또는 산업폐수의 질소폐수 처리장치가, 한국공개특허 10-2000-0019613에는 인산염과 마그네슘을 주입하고 pH를 10.7로 조절하여 스트루바이트를 형성시키고 한외여과막에서 여과하는 고농도 질소함유 하폐수의 정화법이, 한국공개특허 10-2004-0070408에는 고액분리조, 유기물 흡착조, 마그네슘을 주입하고 pH 8~12 상태에서 스트루바이트 결정을 생성하는 결정화 반응조, 결정화 저장조, 여과막으로 구성된 질소와 인 등을 함유한 폐수의 처리법이, 한국공개특허 10-2003-0076548에는 유동성 담체로 유기물을 제거하는 유기물 흡착단계, pH 조절제와 마그네슘을 주입하여 스트루바이트를 생성시키는 스트루바이트 결정화단계, 탈질화 단계로 구성된 고농도 영양염류 함유 폐수의 정화방법이, 한국공개특허 10-2003-0034299에 는 공기와 원수, Mg, PO4, 알칼리제를 공급하는 주입부, 질소 및 인의 스트루바이트 결정화부, 유체 원심력을 유도하는 프로펠러, 수압형 고액분리기, 응집핵으로 작용하는 스트루바이트 결정 유입부, 슬러지 호퍼, 유출수 및 에어 유출구로 구성된 질소와 인이 고농도로 함유된 폐수의 스트루바이트 결정화 장치가, 한국공개특허 10-2004-0028273에는 고형물을 분리하는 고액분리과정, 알칼리 조건에서 질소 및 인을 제거하는 스트루바이트 결정화 과정, 질산화 및 탈질 산화시키는 간헐폭기과정으로 구성된 고농도 질소/인 함유 폐수의 처리방법이, 한국공개특허 10-2006-0118291에는 처리대상 폐수, 마그네슘계 화합물, 인산계 화합물 및 알칼리제를 공급하는 유입부, 스트루바이트 결정화 반응조, 제1침전조, 칼슘 공급반응조, 제2침전조, 유출부로 구성된 폐수처리장치가, 한국공개특허 10-2006-0129452에는 알칼리제를 첨가하여 pH 7.4~8.5로 제어하는 pH 제어 시스템, 폐수로부터 인과 질소를 스트루바이트 펠렛으로 제거하기 위한 복수의 섹션들로 구성된 유동층 반응장치가, 한국공개특허 10-2006-0099009에는 pH 조정에 대한 언급이 없지만 유량조정조, 스트루바이트 결정화 반응조, 1차침전조, 응집조, 2차침전조로 구성된 질소제거효율을 향상시키는 스트루바이트 결정화 방법이 개시되어 있다.Also, as a domestic Struvite crystallization study, Korean Patent Laid-Open No. 10-2002-0005521 discloses a process for preparing a continuous batch reactor in which all reaction vessels such as a flocculant for Struvite sedimentation, an alkali mixing bath, a struvite crystal reaction, Korean Patent Laid-Open No. 10-2000-0019613 discloses an apparatus for treating animal wastewater containing livestock manure or industrial wastewater containing high concentration phosphorus by Struvite precipitation, wherein phosphorus and magnesium are injected and the pH is adjusted to 10.7 to form struvite Korean Unexamined Patent Application Publication No. 10-2004-0070408 discloses a method for purifying high-concentration nitrogen-containing wastewater which is filtered through an ultrafiltration membrane. The method includes a solid-liquid separation tank, an organic matter adsorption tank, a crystallization tank for producing struvite crystals in a pH of 8 to 12, A crystallization storage tank, a treatment method of wastewater containing nitrogen and phosphorus composed of a filtration membrane, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0076548, A method of purifying wastewater containing highly concentrated nutrients comprising an organic material adsorption step for removing organic matter, a Struvite crystallization step for producing struvite by injecting a pH adjusting agent and magnesium, and a denitrification step is disclosed in Korean Patent Laid- 0034299 discloses a struvite crystal inlet portion for supplying air and raw water, Mg, PO 4, an alkaline agent, a Struvite crystallization portion of nitrogen and phosphorus, a propeller for inducing fluid centrifugal force, a hydraulic type solid-liquid separator, A sludge hopper, a sludge hopper, an effluent water outlet, and a wastewater containing a high concentration of phosphorus are disclosed in Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2004-0028273, which discloses a solid-liquid separation process for separating solids, , A high-concentration nitrogen / phosphorus-containing wastewater consisting of a struvite crystallization process that removes nitrogen and phosphorus, and an intermittent aeration process in which nitrification and denitrification are oxidized A treatment method is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0118291, which comprises an inlet for supplying wastewater to be treated, a magnesium compound, a phosphoric acid compound and an alkali agent, a struvite crystallization tank, a first settling tank, a calcium supply tank, Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0129452 discloses a wastewater treatment apparatus comprising a pH control system for controlling pH 7.4 to 8.5 by adding an alkali agent, a plurality of sections for removing phosphorus and nitrogen from the wastewater by struvite pellet In the disclosed fluidized bed reaction apparatus, Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0099009 does not mention pH adjustment, but it does not disclose a method of improving the nitrogen removal efficiency composed of a flow rate adjusting tank, a Struvite crystallization tank, a primary settling tank, A method for crystallizing truvite is disclosed.

많은 연구자들이 스트루바이트 형성을 위한 적정 pH는 8~10 정도이며 최적의 pH는 9.0~9.2 정도인 것으로 보고하고 있다. Many researchers report that the optimum pH for struvite formation is about 8-10 and the optimal pH is about 9.0-9.2.

하지만 현재까지 개발된 대부분의 스트루바이트 제조 기술은 pH를 상승시키기 위해 알칼리제를 사용하며, NaOH의 값을 감당하기 어려워 pH를 9 이상으로 올리지 못하며, 생성된 결정의 크기를 키우기 위해 유동층 반응조를 사용하고 공기를 불어 넣어서 고형물을 부유시켜야 한다.However, most of the struvite manufacturing techniques developed so far use an alkaline agent to raise the pH, and it is difficult to raise the pH to 9 or more because it is difficult to cope with the value of NaOH. In order to increase the size of the crystals produced, And air should be blown to float the solids.

또한 현재까지 개발된 대부분의 스트루바이트 제조 기술은 전력을 소모하면서 진행되는 기술이라는 효율적인 측면에서 많은 문제점을 내포하고 있다.In addition, most of the struvite fabrication techniques developed so far have many problems in terms of efficient power consumption.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 폐수에 함유된 인과 질소를 효과적으로 제거하는 동시에 전력을 생산할 수 있는 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛 및 이를 포함하는 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치를 제공하는 것이다. An object of an embodiment of the present invention is to provide a power generation type electrocoagulation unit capable of effectively removing phosphorus and nitrogen contained in wastewater and capable of producing power and capable of treating wastewater, Device.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은, 폐수 - 상기 폐수는, 암모니아성 질소(ammonia nitrogen), 인산염(phosphate) 및 전해질을 포함함 - 가 통과하는 폐수통과공간이 제공되도록 서로 이격되어 배치되는 금속 애노드(Metal anode)와 공기 캐소드(Air cathode); 및 상기 금속 애노드와 상기 공기 캐소드를 상기 폐수통과공간의 외측에서 물리적으로 연결하고 소정의 저항을 구비하는 도선부;를 포함하며, 상기 금속 애노드 및 상기 공기 캐소드는, 각각 마그네슘 및 탄소천을 포함하고, 상기 마그네슘을 포함하는 금속 애노드는, 마그네슘 이온 및 상기 폐수의 물과 반응하여 제1 수산화이온이 생성되기 위한 제1 전자가 생성되도록, 산화되며, 상기 탄소천을 포함하는 공기 캐소드는, 상기 도선부를 통해 이동된 상기 마그네슘의 산화에 의해 생성된 제2 전자가 상기 폐수의 물과 공기 중의 산소와 반응하여 제2 수산화이온이 생성되도록 하고, 상기 제1 수산화이온 및 상기 제2 수산화이온은, 상기 마그네슘 이온, 상기 폐수에 포함된 암모니아성 질소 및 인산염의 반응에 의한 스트루바이트(MgHN4PO46H2O)가 결정화되도록 하여 상기 폐수의 처리가 가능하도록, 상기 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 조건을 만족하도록 기여하며, 상기 제2 전자는, 상기 도선부를 통해 이동되는 과정에서 전력을 생산하는 것을 특징으로 할 수 있다.A power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention is characterized in that the wastewater is discharged from the wastewater passage space through which the wastewater flows, including ammonia nitrogen, phosphate and an electrolyte, A metal anode and an air cathode which are spaced apart from each other so as to be provided; And a wire portion physically connecting the metal anode and the air cathode outside the wastewater passage space and having a predetermined resistance, wherein the metal anode and the air cathode each include magnesium and carbon cloth, Wherein the metal anode containing magnesium is oxidized so that first electrons are generated to react with magnesium ions and water of the wastewater to generate first hydroxide ions, and the air cathode including the carbon cloth is discharged through the lead portion Wherein the second hydroxide ion reacts with the water in the wastewater and oxygen in the air to generate a second hydroxide ion, wherein the first hydroxide ion and the second hydroxide ion convert the magnesium ion , Struvite (MgHN 4 PO 4 6 H 2 O) due to the reaction of ammonia nitrogen and phosphate contained in the wastewater is crystallized And contributes to satisfy the pH condition for crystallization of the struvite so that the wastewater can be treated, and the second electrons produce electric power in the process of being moved through the lead portion .

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛의 상기 제1 수산화이온 및 상기 제2 수산화이온은, 상기 폐수통과공간으로 유입되는 상기 폐수의 pH를 상승시켜, 상기 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 조건을 만족시키기 위한 별도의 알칼리제의 투입이 필요 없도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.The first hydroxide ion and the second hydroxide ion of the electric power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention increase the pH of the wastewater flowing into the wastewater passage space, So that it is not necessary to add an additional alkali agent to satisfy the pH condition for crystallization of the bite.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛의 상기 전력 생산을 위한 상기 제2 전자의 상기 도선부를 통한 이동은, 상기 폐수에 포함된 상기 전해질에 의해 구현되는 것을 특징으로 할 수 있다.The movement of the second electrons through the lead portion for producing the electric power of the electric power production type electrocoagulation unit capable of wastewater treatment according to an embodiment of the present invention is realized by the electrolyte contained in the wastewater can do.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은, 상기 폐수통과공간의 크기를 규정하고, 일측 및 타측 각각에 상기 금속 애노드 및 상기 공기 캐소드가 배치되는 폐수통과부; 및 상기 공기 캐소드의 일면 중 상기 폐수통과부를 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 공기 캐소드를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 공기공급부;를 더 포함하며, 상기 폐수통과부는, 상기 폐수가 유입되는 유입구와 상기 폐수가 유출되는 유출구를 구비하며, 상기 유입구는, 상기 유출구보다 상대적으로 하측에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.A power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention includes a wastewater passage portion defining a size of the wastewater passage space and having the metal anode and the air cathode disposed on one side and the other side, respectively; And an air supply unit disposed on an opposite surface of one side of the air cathode facing the wastewater passage so as to supply the air toward the air cathode from the outside, And an inlet port and an outlet port through which the wastewater flows out, wherein the inlet port is disposed at a lower side relative to the outlet port.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛의 상기 폐수통과부는, 상기 금속 애노드와 상기 공기 캐소드의 이격 거리를 규정하는 것을 특징으로 할 수 있다.The wastewater passing portion of the power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention may define a distance between the metal anode and the air cathode.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은, 상기 폐수통과부와 상기 금속 애노드 사이에 배치되어, 상기 폐수통과부와 상기 금속 애노드 사이를 실링하는 제1 실링부; 및 상기 폐수통과부와 상기 공기 캐소드 사이에 배치되어, 상기 폐수통과부와 상기 공기 캐소드 사이를 실링하는 제2 실링부;를 더 포함할 수 있다.A power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention includes a first sealing part disposed between the wastewater passage part and the metal anode and sealing between the wastewater passage part and the metal anode; And a second sealing part disposed between the wastewater passing part and the air cathode to seal between the wastewater passing part and the air cathode.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛의 상기 공기공급부는, 소정의 내부공간을 구비하며, 상기 외부로부터 상기 내부공간으로 상기 공기가 공급되도록, 상기 내부공간과 상기 외부가 연통되는 복수의 공기통로를 구비하며, 상기 복수의 공기통로는, 상기 내부공간을 포위하도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The air supply unit of the electric power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention is provided with a predetermined internal space and the air is supplied from the outside to the inside space, And a plurality of air passages communicating with the outside, wherein the plurality of air passages are formed to surround the internal space.

본 발명의 다른 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛;을 포함하며, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛 및 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛을 포함하고, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛의 금속 애노드는, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 공기공급부와 접촉되며, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 공기공급부는, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛의 금속 애노드와 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 공기 캐소드가 전기적으로 연결되도록, 도체로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.A power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater according to another embodiment of the present invention includes a power generation type electrocoagulation unit capable of wastewater treatment, Wherein the metal anode of the power generation type first electrocoagulation unit capable of treating the wastewater comprises a first electric agglomerating unit capable of producing wastewater and a second electric agglomerating unit capable of treating wastewater, Wherein the air supply part of the second electric coagulation unit of the power generation type capable of treating the wastewater is in contact with the air supply part of the power generation type second electrocoagulation unit, And the air cathode of the second electric agglomerating unit of the power generation type capable of treating the wastewater is electrically connected, . ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은, 상기 폐수통과공간의 크기를 규정하는 폐수통과부;를 더 포함하며, 상기 금속 애노드는, 상기 폐수통과공간이 제1 폐수통과공간과 제2 폐수통과공간으로 구획되도록 상기 폐수통과공간 내에 배치되고, 상기 공기 캐소드는, 상기 폐수통과부의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1 공기 캐소드 및 제2 공기 캐소드를 포함하며, 상기 제1 공기 캐소드 및 상기 제2 공기 캐소드는, 상기 폐수통과공간 내에 배치된 하나의 상기 금속 애노드를 공유하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater, comprising: a wastewater passage portion defining a size of the wastewater passage space; Wherein the air cathode includes a first air cathode and a second air cathode arranged at one side and the other side of the wastewater passage portion, respectively, and the second air cathode and the second air cathode are disposed in the wastewater passage space so as to be divided into a wastewater passage space and a second wastewater passage space, The first air cathode and the second air cathode may share one metal anode disposed in the wastewater passage space.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛의 상기 금속 애노드는, 산화로 인한 교체가 가능하도록, 상기 폐수통과부에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.The metal anode of the power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention may be detachably coupled to the wastewater passage portion so as to be replaceable due to oxidation.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은, 상기 제1 공기 캐소드의 일면 중 상기 제1 폐수통과공간을 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 제1 공기 캐소드를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 제1 공기공급부; 및 상기 제2 공기 캐소드의 일면 중 상기 제2 폐수통과공간을 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 제2 공기 캐소드를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 제2 공기공급부;를 더 포함할 수 있다.The electric generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention includes a first air cathode and a second air cathode which are disposed on the opposite surface of one surface of the first air cathode facing the first waste water passage space, A first air supply unit for supplying the air toward the first air supply unit; And a second air supply unit disposed on a surface of the one surface of the second air cathode facing the second waste water passage space to supply the air toward the second air cathode from the outside .

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛;을 포함하며, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛 및 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛을 포함하고, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛의 제1 공기 캐소드와 제2 공기 캐소드는, 제1 도선에 의해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 제1 도선은, 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 금속 애노드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater, comprising: a power generation type electrocoagulation unit capable of wastewater treatment; And a second electric coagulation unit capable of treating wastewater, wherein the first air coagulation unit and the second air coagulation unit of the power generation type first electrocoagulation unit capable of treating the wastewater, The cathode may be electrically connected to each other by a first conductive line, and the first conductive line may be electrically connected to the metal anode of the second electric agglomerating unit of the power generation type capable of treating the wastewater.

본 발명에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛 및 이를 포함하는 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치에 의하면, 폐수에 함유된 인과 질소를 효과적으로 제거할 수 있다.The power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to the present invention and the power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater containing the same can effectively remove phosphorus and nitrogen contained in wastewater.

또한, 폐수를 처리하는 과정에서 전력을 생산할 수 있으며, 나아가 폐수로부터 일부 자원 물질의 회수도 가능할 수 있다.In addition, it is possible to produce electric power in the process of treating wastewater, and further, it is possible to recover some resource materials from wastewater.

또한, 특정 구성요소의 교체가 간단한 방법에 의해 구현되도록 하여, 편의성을 극대화할 수 있다.Also, the replacement of specific components can be implemented by a simple method, thereby maximizing convenience.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛에 의해 전력이 생산되는 원리 및 폐수가 처리되는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛에 제공되는 금속 애노드와 공기 캐소드에 의한 산화 반응 또는 환원 반응을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛에 의해 전력이 생산되고 폐수가 처리되는 동시에 스트루바이트를 회수할 수 있다는 설명하기 위한 처리 계통도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛을 설명하기 위한 개략 분해사시도.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치를 설명하기 위한 개략 사시도 및 사진.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치를 설명하기 위한 개략 사시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치에 제공되는 금속 애노드의 착탈 원리를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치를 설명하기 위한 개략 내부구성도.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치에 의해 인공 폐수를 처리한 경우, 생성된 침전물에 대한 XRD 분석 데이터 및 전류에 대한 전압 분포 곡선을 도시한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a principle of generating electric power by a power generation type electrocoagulation unit capable of wastewater treatment according to an embodiment of the present invention and a principle of treating wastewater. FIG.
FIG. 2 is a view for explaining an oxidation reaction or a reduction reaction by a metal anode and an air cathode provided in a power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3 is a processing system diagram for explaining that electric power is produced by a power generation type electrocoagulation unit capable of wastewater treatment according to an embodiment of the present invention, and wastewater is treated and struvite can be recovered.
4 is a schematic exploded perspective view for explaining a power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are schematic perspective views and photographs for explaining a power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater according to another embodiment of the present invention, respectively.
6 is a schematic perspective view for explaining a power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater according to another embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining the principle of detachment of a metal anode provided in a power generation type electrophotoconductor capable of treating wastewater according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic internal configuration view for explaining a power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater according to another embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing XRD analysis data and voltage distribution curves for currents when the artificial wastewater is treated by a power generation type electrophoresis apparatus capable of treating wastewater according to the present invention. FIG.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛에 의해 전력이 생산되는 원리 및 폐수가 처리되는 원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛에 제공되는 금속 애노드와 공기 캐소드에 의한 산화 반응 또는 환원 반응을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a principle of generating electric power by a power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention and a principle of treating wastewater. FIG. 2 is a view for explaining an oxidation reaction or reduction reaction by a metal anode and an air cathode provided in a power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to the present invention.

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛에 의해 전력이 생산되고 폐수가 처리되는 동시에 스트루바이트를 회수할 수 있다는 설명하기 위한 처리 계통도이다.3 is a processing flowchart for explaining that electric power is produced by a power generation type electrocoagulation unit capable of wastewater treatment according to an embodiment of the present invention, and wastewater is treated and struvite can be recovered.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛(100, 이하 '전기 응집 유닛'이라 함)은, 금속 애노드(A, Metal anode)와 공기 캐소드(C, Air cathode)의 산화 또는 환원 반응에 의해 전력을 생산하는 동시에 폐수에 함유된 인과 질소를 제거할 수 있다.1 to 3, a power generation type electrocoagulation unit 100 (hereinafter referred to as 'an electrocoagulation unit') capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention includes a metal anode (A) The oxidation or reduction reaction of the air cathode (C) can produce power and simultaneously remove phosphorus and nitrogen contained in the wastewater.

구체적으로, 상기 전기 응집 유닛(100)은 폐수(W)가 통과하는 폐수통과공간(S)이 제공되도록 서로 이격되어 배치되는 금속 애노드(A)와 공기 캐소드(C), 상기 금속 애노드(A)와 상기 공기 캐소드(C)를 상기 폐수통과공간(S)의 외측에서 물리적으로 연결하고 소정의 저항을 구비하는 도선부(102)를 포함할 수 있다.Specifically, the electrocoagulation unit 100 includes a metal anode A and an air cathode C, which are spaced apart from each other so as to provide a wastewater passage space S through which the wastewater W passes, the metal anode A, And a wire portion 102 physically connecting the air cathode C to the outside of the wastewater passage space S and having a predetermined resistance.

여기서, 상기 폐수통과공간(S)을 통과하는 상기 폐수(W)는 암모니아성 질소(ammonia nitrogen), 인산염(phosphate) 및 전해질을 포함할 수 있으며, 상기 폐수통과공간(S)을 통과하는 과정에서 특정 기작에 의해 스트루바이트(struvite)가 결정화됨으로써 상기 폐수(W)에 함유된 인 및 질소가 제거될 수 있다.Here, the wastewater W passing through the wastewater passage space S may include ammonia nitrogen, phosphate, and an electrolyte. In the course of passing through the wastewater passage space S, Phosphorus and nitrogen contained in the wastewater W can be removed by crystallization of struvite by a specific mechanism.

구체적으로, 상기 금속 애노드(A) 및 상기 공기 캐소드(C)는, 각각 마그네슘(Mg) 및 탄소천(carbon cloth)을 포함할 수 있으며, 상기 금속 애노드(A)에서는 산화 반응과 환원 반응이 일어나게 되고, 상기 공기 캐소드(C)에서는 환원 반응이 일어나게 된다.Specifically, the metal anode (A) and the air cathode (C) may include magnesium (Mg) and carbon cloth, respectively. In the metal anode (A) , And a reduction reaction occurs in the air cathode (C).

이 과정에서, 생성되는 전자에 의해 전력이 생산되는 동시에 수산화이온이 다량 생성되게 되어 폐수의 pH는 상승하게 되며, 이로 인해 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 조건이 만족하게 된다.In this process, electricity is generated by the generated electrons, and a large amount of hydroxide ions are generated, so that the pH of the wastewater is increased, thereby satisfying the pH condition for crystallization of struvite.

상기와 같은 과정을 도면을 기초로 하여 상세히 설명한다.The above process will be described in detail with reference to the drawings.

우선, 도 2를 참조하면, 마그네슘을 포함하는 금속 애노드(A)에서는 다음의 제1 반응식과 제2 반응식과 같은 산화 반응 및 제3 반응식과 같은 환원 반응이 일어나게 되며, 탄소천을 포함하는 공기 캐소드(C)는 다음의 제4 반응식과 같은 환원 반응이 일어나게 된다.Referring to FIG. 2, in the metal anode (A) containing magnesium, oxidation reactions such as the first reaction formula and the second reaction formula and a reduction reaction such as the third reaction formula occur, and an air cathode C) is subjected to a reduction reaction as in the following reaction formula (4).

○ 제1 반응식(금속 애노드에서의 산화 반응) : 2Mg → 2Mg2 + + 4e- First reaction formula (oxidation reaction at the metal anode): 2 Mg → 2 Mg 2 + + 4 e -

○ 제2 반응식(금속 애노드에서의 산화 반응) : Mg → Mg2 + + 2e- Second Reaction Scheme (Oxidation Reaction in Metal Anode): Mg → Mg 2 + + 2e -

○ 제3 반응식(금속 애노드에서의 환원 반응) : 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- The third reaction formula (reduction reaction in the metal anode): 2H 2 O + 2e - ? H 2 + 2OH -

○ 제4 반응식(공기 캐소드에서의 환원 반응) : O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- ○ 4th reaction (reduction reaction at the air cathode): O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

여기서, 상기 제1 반응식에 의한 산화 반응과 상기 제2 반응식에 의한 산화 반응은 마그네슘에 의한 동일한 산화 반응이나, 전력 생산의 측면과 폐수 처리의 측면을 구분하여 설명하기 위해 편의상 구분하였음을 밝혀둔다.Here, it is noted that the oxidation reaction by the first reaction formula and the oxidation reaction by the second reaction formula are distinguished for the sake of the same oxidation reaction by magnesium, the aspects of electric power production and the wastewater treatment.

상기 제1 반응식에 의한 산화 반응에 의해 생성된 전자(4e-, 이하 '제2 전자'라 함)는 상기 금속 애노드(A)와 상기 공기 캐소드(C)를 연결하는 도선부(102)를 따라 이동하게 되며, 이로 인해 전력이 생산되게 된다.The electrons 4e - (hereinafter referred to as "second electrons") generated by the oxidation reaction according to the first reaction formula are generated along the conductive portions 102 connecting the metal anode A and the air cathode C And the electric power is produced.

이때, 상기 제2 전자의 흐름을 위해 전해질이 필요하게 되는데, 본 발명에서는 종래에서 사용한 별도의 고농도의 염화나트륨(NaCl)을 이용하는 것이 아니라, 폐수 내에 함유된 전해질 그 자체를 이용하게 된다.At this time, an electrolyte is required for the flow of the second electrons. In the present invention, the electrolyte itself contained in the wastewater is used instead of the conventionally used high concentration sodium chloride (NaCl).

일반적으로 축산폐수와 같은 유기성 폐수와 하수처리 공정의 반류수에는 500 ppm 이상의 암모니아성 질소와 100 ppm을 상회하는 인이 포함되어 있으며, 비교적 고농도의 전해질이 포함되어 있으므로, 본 발명에서는 전력 생산을 위해 별도의 전해질을 사용하지 않고, 폐수 내의 전해질을 사용하여 효율성을 극대화할 수 있다.Generally, the organic wastewater such as livestock wastewater and the reflux water of the sewage treatment process contain ammonia nitrogen of more than 500 ppm and phosphorus of more than 100 ppm. Since the electrolyte contains a relatively high concentration of electrolyte, It is possible to maximize the efficiency by using the electrolyte in the wastewater without using any separate electrolyte.

금속 애노드(A)로부터 공기 캐소드(C)로 도선부(102)를 따라 이동된 제2 전자는 상기 제4 반응식에 의한 환원 반응에 사용되어 수산화이온(4OH-, 이하 '제2 수산화이온'이라 함)을 생성하는데 기여하게 된다.Moved along the wire 102 to the air cathode (C) of the metal anode (A), the second electron is used in the reduction by the fourth scheme hydroxide ions (4OH -, hereinafter referred to as "second hydroxyl ion, ).

한편, 제2 반응식에 의한 산화 반응에 의해 생성된 전자(2e-, 이하 '제1 전자'라 함)는 제3 반응식에 의한 환원 반응에 사용되어 수산화이온(2OH-, 이하 '제1 수산화이온'이라 함)을 생성하는데 기여하게 된다.On the other hand, the electrons 2e - (hereinafter referred to as "first electrons") generated by the oxidation reaction by the second reaction formula are used in the reduction reaction by the third reaction formula to form hydroxide ions (2OH - Quot;). ≪ / RTI >

여기서, 상기 제3 반응식에 의한 반응에 의해 생성되는 제1 수산화이온과 상기 제4 반응식에 의한 반응에 의해 생성되는 제2 수산화이온은, 상기 제1 반응식과 상기 제2 반응식에 의한 반응에 의해 생성되는 마그네슘 이온과 폐수에 포함된 암모니아성 질소 및 인산염이 반응하여 스트루바이트(MgHN4PO46H2O)가 결정화되도록 하여 상기 폐수의 처리가 가능하도록, 상기 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 조건을 만족하도록 기여하게 되며, 이하에서 구체적으로 설명한다.Here, the first hydroxide ion generated by the reaction of the third reaction formula and the second hydroxide ion generated by the reaction of the fourth reaction formula are generated by the reaction of the first reaction formula and the second reaction formula (MgHN 4 PO 4 6 H 2 O) is crystallized by reacting magnesium ions contained in the waste water with ammonia nitrogen and phosphate contained in the wastewater to treat the wastewater. The pH condition for crystallization of the struvite And will be described in detail below.

폐수에 함유된 질소와 인을 제거하기 위한 스트루바이트(MgHN4PO46H2O)는 다음과 같은 제5 반응식에 의해 생성될 수 있으며, 생성된 스트루바이트는 완효성 비료 (slow-release fertilizer)로서 식물에 독성을 나타내지 않고, 한 번 사용으로 장기간 산화하지 않고 지속적 효과를 나타내는 비료로서 사용될 수 있다. Struvite (MgHN 4 PO 4 6 H 2 O) for removing nitrogen and phosphorus contained in wastewater can be produced by the following reaction formula 5, and the produced struvite is a slow-release fertilizer ) Can be used as a fertilizer that does not show toxicity to plants and shows a continuous effect without long-term oxidation in a single use.

○ 제5 반응식 : Mg2 + + NH4+ + HPO4 2 - + OH- + 5H2O → MgNH4PO4·6H2O○ The fifth reaction scheme: Mg 2 + + NH 4+ + HPO 4 2 - + OH - + 5H 2 O → MgNH 4 PO 4 · 6H2O

폐수에 함유된 질소와 인을 제거하기 위한 스트루바이트의 생성을 위해서는, 수산화 이온이 필요하게 되며, 다시 말해, 알칼리 조건으로 pH가 8 내지 9 정도가 되어야 한다.For the production of struvite to remove the nitrogen and phosphorus contained in the wastewater, hydroxide ions are required, that is to say the pH should be around 8 to 9 under alkaline conditions.

그러나, 폐수통과공간으로 유입되는 폐수의 pH 는 그보다 낮은 수치인 것이 것이 일반적이므로 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 조건을 만족시키기 위해 pH 를 상승시킬 수 있는 구성이 필요하게 된다.However, since the pH of the wastewater flowing into the wastewater passage space is generally lower than that of the wastewater, a configuration capable of raising the pH to satisfy the pH condition for crystallization of the struvite is required.

이러한 이유로, 종래에는 알칼리제인 수산화나트륨(NaOH)을 처리가 필요한 폐수에 별도로 투입하였으나, 이러한 방법은 폐수 처리의 비용을 증가시키는 등의 문제를 야기시키게 되었다.For this reason, conventionally, sodium hydroxide (NaOH), which is an alkali agent, is separately added to wastewater which is required to be treated. However, this method causes problems such as an increase in the cost of wastewater treatment.

본 발명에서는 상기와 같은 문제가 전혀 발생되지 않으며, 다시 말해서, 별도의 알칼리제의 투입 없이도 상기 제3 반응식에 의한 반응에 의해 생성되는 제1 수산화이온과 상기 제4 반응식에 의한 반응에 의해 생성되는 제2 수산화이온에 의해 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 의 최적 조건을 만족시킬 수 있게 된다.In the present invention, the above-mentioned problems are not generated at all, that is, the first hydroxide ion generated by the reaction by the third reaction formula and the second hydroxide ion generated by the reaction by the fourth reaction formula, 2 hydroxide ion can satisfy the optimum pH condition for crystallization of struvite.

즉, 본 발명에서는 마그네슘을 포함하는 금속 애노드(A) 및 탄소천을 포함하는 공기 캐소드(C)를 이용하여 폐수가 폐수통과공간(S)에 체류하는 시간 동안 pH 를 상승시킬 수 있게 되어 자연스럽게 스트루바이트의 결정화가 진행되도록 할 수 있는 것이다.That is, in the present invention, the pH can be raised during the time that the wastewater stays in the wastewater passage space S by using the metal anode A containing magnesium and the air cathode C containing carbon cloth, So that the crystallization of the bytes can proceed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛에 의해 전력이 생산되고 폐수가 처리되는 동시에 스트루바이트를 회수할 수 있는 예시적인 처리 계통도이다.FIG. 3 is an exemplary process flow chart for recovering struvite while electric power is produced and waste water is treated by a power generation type electro-coagulation unit capable of wastewater treatment according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛을 설명하기 위한 개략 분해사시도이며, 도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치를 설명하기 위한 개략 사시도 및 사진이다.FIG. 4 is a schematic exploded perspective view for explaining a power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A and FIG. 1 is a schematic perspective view and a photograph for explaining a power generation type electric coagulation apparatus.

이하에서는, 본 발명에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛(200, 이하 '전기 응집 유닛'이라 함) 및 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치(20, 이하 '전기 응집 장치'라고 함)에 대해 설명하되, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 전력 생산 원리 및 폐수 처리 원리에 대한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a power generation type electrocoagulation unit 200 (hereinafter, referred to as an " electrocoagulation unit ") capable of treating wastewater according to the present invention and a power generation type electrocoagulation apparatus 20 The description of the power production principle and the principle of wastewater treatment described with reference to FIGS. 1 to 3 will be omitted.

우선, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집 유닛(200)은, 마그네슘을 포함하는 금속 애노드(A), 탄소천을 포함하는 공기 캐소드(C), 상기 금속 애노드(A)와 상기 공기 캐소드(C)를 폐수통과공간(S)의 외측에서 물리적으로 연결하는 도선부(미도시), 상기 폐수통과공간(S)의 크기를 규정하는 폐수통과부(210) 및 상기 공기 캐소드(C)를 향해 공기가 공급되도록 하는 공기공급부(220)를 포함할 수 있다.4, an electrocoagulation unit 200 according to an embodiment of the present invention includes a metal anode A containing magnesium, an air cathode C containing a carbon cloth, (Not shown) physically connecting the air cathode C to the outside of the wastewater passage space S, a wastewater passage 210 defining the size of the wastewater passage space S, And an air supply unit 220 for supplying air toward the air conditioning unit C.

상기 금속 애노드(A) 및 상기 공기 캐소드(C)는 상기 폐수통과부(210)의 일측 및 타측 각각에 배치될 수 있으며, 상기 공급공급부(220)는 상기 공기 캐소드(C)의 일면 중 상기 폐수통과부(210)를 향한 일면의 반대면에 배치될 수 있다.The metal anode A and the air cathode C may be disposed on one side and the other side of the wastewater passage 210 and the supply and supply unit 220 may be disposed on one side of the air cathode C, And may be disposed on the opposite surface of the one side toward the passing portion 210.

상기 폐수통과부(210)는 상기 금속 애노드(A)와 상기 공기 캐소드(C)의 이격 거리, 즉, 상기 폐수통과공간(S)의 폭을 규정할 수 있다.The wastewater passing portion 210 may define a distance between the metal anode A and the air cathode C, that is, a width of the wastewater passage space S.

상기 폐수통과부(210)는 상기 폐수통과공간(S)을 통과하는 폐수가 상기 폐수통과공간(S)으로 유입되기 위한 유입구(212) 및 상기 폐수통과공간(S)으로부터 외부로 유출되기 위한 유출구(214)를 구비할 수 있으며, 상기 유입구(212)는 상기 유출구(214)보다 상대적으로 하측에 배치될 수 있다.The wastewater passing portion 210 includes an inlet 212 for flowing wastewater passing through the wastewater passing space S into the wastewater passing space S and an outlet 212 for flowing out from the wastewater passing space S to the outside. (214), and the inlet (212) may be disposed relatively lower than the outlet (214).

이는 폐수가 상기 폐수통과공간(S) 내에 체류할 수 있는 시간을 확보하기 위한 것으로, 체류시간 확보를 통해, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 일련의 반응을 위한 시간을 확보할 수 있게 된다.This is for securing the time for the wastewater to stay in the wastewater passage space S, and securing the residence time allows time for the series of reactions described with reference to Figs. 1 to 3 to be secured.

상기 유입구(212) 및 상기 유출구(214)의 개수는 특별하게 정해지는 것은 아니며, 당업자의 의도에 맞게 다양하게 변경될 수 있다.The number of the inlet 212 and the number of the outlet 214 are not particularly limited and can be variously changed according to the intention of a person skilled in the art.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집 유닛(200)은, 상기 폐수통과부(210)와 상기 금속 애노드(A) 사이에 배치되어, 상기 폐수통과부(210)와 상기 금속 애노드(A) 사이를 실링하는 제1 실링부(230) 및 상기 폐수통과부(210)와 상기 공기 캐소드(C) 사이에 배치되어, 상기 폐수통과부(210)와 상기 공기 캐소드(C) 사이를 실링하는 제2 실링부(240)를 포함할 수 있다.The electrocoagulation unit 200 according to an embodiment of the present invention is disposed between the wastewater passing portion 210 and the metal anode A so that the wastewater passing portion 210 and the metal anode A And a second sealing part 230 which is disposed between the wastewater passing part 210 and the air cathode C so as to seal between the wastewater passing part 210 and the air cathode C And may include a second sealing portion 240.

상기 공기공급부(220)는 소정의 내부공간을 구비하도록 중앙부가 관통된 사각 링형상으로 형성될 수 있으며, 외부로부터 상기 내부공간으로 상기 공기가 공급되도록, 상기 내부공간과 상기 외부가 연통되는 복수의 공기통로(222)를 구비할 수 있으며, 상기 복수의 공기통로(222)는 상기 내부공간을 포위하도록 형성될 수 있다.The air supply unit 220 may be formed in a rectangular ring shape having a central part penetrated to have a predetermined internal space and may be formed of a plurality of And an air passage 222. The plurality of air passageways 222 may be formed to surround the internal space.

상기 복수의 공기통로(222)를 통해 상기 내부공간으로 유입된 공기에 포함된 산소는 공기 캐소드(C)의 환원 반응에 사용되게 된다.Oxygen contained in the air introduced into the internal space through the plurality of air passages 222 is used for the reduction reaction of the air cathode C.

한편, 상기 공기공급부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 금속 애노드(A)의 일면 중 폐수통과부(210)를 향한 일면의 반대면에도 배치될 수 있으나, 이는 필수적인 사항이 아니며, 도 5a 및 도 5b를 참조로 설명할 전기 응집 장치(20)의 구현을 위한 선택적인 사항일 수 있다.4, the air supply unit 220 may be disposed on one surface of the metal anode A facing the waste water passage 210, but this is not essential. And an embodiment of the electrocoagulation device 20 to be described with reference to FIG. 5B.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집 유닛(200)은 지지판(250) 및 체결구(260)에 의해 하나의 유닛으로 구현될 수 있으며, 상기 지지판(250) 및 상기 체결구(260)는 다양한 형상 및 구조 등으로 변경될 수 있다.The electrocoagulation unit 200 according to an embodiment of the present invention may be realized as a single unit by a support plate 250 and a fastener 260. The support plate 250 and the fastener 260 may be various Shape, structure, and the like.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 전기 응집 장치(20)는, 도 4를 참조로 설명한 전기 응집 유닛(200)이 복수개 연결되어 구현될 수 있다.Referring to FIGS. 5A and 5B, the electrocoagulation apparatus 20 according to the present invention can be realized by connecting a plurality of the electrocoagulation units 200 described with reference to FIG.

상기 전기 응집 유닛(200)은 제1 전기 응집 유닛(200a), 제2 전기 응집 유닛(200b) 내지 제N(N은 자연수) 전기 응집 유닛(200n)을 포함할 수 있으며, 각각의 전기 응집 유닛은 이웃하는 전기 응집 유닛과 공기공급부에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.The electrocoagulation unit 200 may include a first electrocoagulation unit 200a, a second electrocoagulation unit 200b to an Nth (N is a natural number) electrocoagulation unit 200n, May be electrically connected by an air supply unit and an adjacent electrocoagulation unit.

상기 전기적인 연결에 대한 구체적인 설명은 제1 전기 응집 유닛(200a) 및 제2 전기 응집 유닛(200b)을 예로 들어 하기로 한다.A detailed description of the electrical connection will be made by way of example of the first electrocoagulation unit 200a and the second electrocoagulation unit 200b.

상기 제1 전기 응집 유닛(200a)의 금속 애노드(A)는 제2 전기 응집 유닛(200b)의 공기캐소드(C)와 접촉된 상태인 공기공급부(220b)와 접촉될 수 있으며, 상기 공기공급부(220b)는 도체로 형성될 수 있다.The metal anode A of the first electrocoagulation unit 200a may be in contact with the air supply unit 220b in contact with the air cathode C of the second electrocoagulation unit 200b, 220b may be formed of a conductor.

이로 인해, 제1 전기 응집 유닛(200a)의 금속 애노드(A)는 제2 전기 응집 유닛(200b)의 공기 캐소드(C)와 공기공급부(220b)를 매개로 하여 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 이러한 방식을 통해, 복수의 전기 응집 유닛(200a, 200b~200n)은 서로 순차적으로 전기적으로 연결될 수 있다.The metal anode A of the first electrocoagulation unit 200a can be electrically connected to each other via the air cathode C and the air supply unit 220b of the second electrocoagulation unit 200b, The plurality of electrocoagulation units 200a, 200b to 200n can be sequentially electrically connected to each other.

여기서, 제N 전기 응집 유닛(200n)의 금속 캐소드(C)는 미도시된 도선부를 통해 제1 전기 응집 유닛(200a)의 공기 캐소드(C)와 연결되며, 상기 도선부를 통한 전자의 이동에 의해 전력이 생산되게 된다.Here, the metal cathode C of the Nth electrocoagulation unit 200n is connected to the air cathode C of the first electrocoagulation unit 200a via a lead portion (not shown), and by the movement of electrons through the lead portion Electric power is produced.

한편, 상기 전기 응집 장치(20)는 지지판(25) 및 체결구(26)에 의해 복수의 전기 응집 유닛(200)이 서로 연결될 수 있으며, 상기 지지판(25) 및 상기 체결구(26)는 다양한 형상 및 구조 등으로 변경될 수 있다.A plurality of the electrocoagulation units 200 may be connected to each other by the support plate 25 and the fastener 26. The support plate 25 and the fastener 26 may be various Shape, structure, and the like.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치를 설명하기 위한 개략 사시도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치에 제공되는 금속 애노드의 착탈 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a schematic perspective view for explaining a power generation type electrophotocopying apparatus capable of treating wastewater according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic view of a power generation type electrophoresis apparatus according to another embodiment of the present invention, Fig. 7 is a view for explaining the detachment principle of the metal anode provided in the electro-type coagulation apparatus. Fig.

또한, 도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치를 설명하기 위한 개략 내부구성도이다.FIG. 8 is a schematic internal configuration diagram for explaining a power generation type electrophoresis apparatus capable of treating wastewater according to another embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치(30, 이하 '전기 응집 장치'라고 함)는 복수의 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛(300, 이하 '전기 응집 유닛'이라 함)을 포함할 수 있다.6 to 8, a power generation type electrocoagulation apparatus 30 (hereinafter, referred to as 'an electrocoagulation apparatus') capable of treating wastewater according to the present invention includes a plurality of power generation type electrocoagulation units 300 , Hereinafter referred to as an " electrocoagulation unit ").

상기 전기 응집 유닛(300)은 제1 전기 응집 유닛(300a), 제2 전기 응집 유닛(300b) 내지 제N(N은 자연수) 전기 응집 유닛(300n)을 포함할 수 있으며, 각각은 모두 동일한 구성일 수 있으므로, 상기 제1 전기 응집 유닛(300a)을 대표로 설명한다.The electrocoagulation unit 300 may include a first electrocoagulation unit 300a and a second electrocoagulation unit 300b to an Nth (N is a natural number) electrocoagulation unit 300n, The first electrocoagulation unit 300a will be described as an example.

상기 제1 전기 응집 유닛(300a)은 마그네슘을 포함하는 금속 애노드(A), 탄소천을 포함하는 공기 캐소드(C), 폐수통과공간(S)의 크기를 규정하는 폐수통과부(310)를 포함할 수 있다.The first electrocoagulation unit 300a includes a metal anode A containing magnesium, an air cathode C containing a carbon cloth, and a wastewater passage 310 defining the size of the wastewater passage space S .

여기서, 상기 금속 애노드(A)는 상기 폐수통과공간(S)이 제1 폐수통과공간(S1)과 제2 폐수통과공간(S2)으로 구획되도록 상기 폐수통과공간(S) 내에 배치될 수 있으며, 상기 공기 캐소드(C)는 상기 폐수통과부(310)의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1 공기 캐소드(C1) 및 제2 공기 캐소드(C2)를 포함할 수 있다.The metal anode A may be disposed in the wastewater passage space S such that the wastewater passage space S is divided into a first wastewater passage space S1 and a second wastewater passage space S2, The air cathode C may include a first air cathode C1 and a second air cathode C2 disposed on one side and the other side of the wastewater passing portion 310, respectively.

상기 제1 공기 캐소드(C1) 및 상기 제2 공기 캐소드(C2)는 상기 폐수통과공간(S) 내에 배치된 하나의 상기 금속 애노드(A)를 공유할 수 있으며, 상기 금속 애노드(A)는 산화로 인한 교체가 가능하도록, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 폐수통과부(310)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.The first air cathode C1 and the second air cathode C2 may share one of the metal anodes A disposed in the wastewater passage space S and the metal anode A may be oxidized 7 and 8, the waste water passing portion 310 can be detachably coupled to the waste water passing portion 310 so as to be replaceable.

상기 금속 애노드(A)의 교체 방식은 도시된 바와 같이 슬라이딩 방식일 수 있느나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The manner of replacing the metal anode (A) may be a sliding type as shown in the drawing, but is not limited thereto.

여기서, 상기 전기 응집 장치(30)는 지지판(35) 및 체결구(36)에 의해 복수의 전기 응집 유닛(300)이 서로 연결될 수 있는데, 상기 금속 애노드(A)가 폐수통과부(310)에 착탈 가능하게 결합될 수 있으므로, 상기 체결구(36)의 분리가 없어도 특정 금속 애노드(A)의 교체가 가능할 수 있다.A plurality of the electrocoagulation units 300 may be connected to each other by the support plate 35 and the fastening member 36. The metal anode A may be connected to the wastewater passing portion 310 So that it is possible to replace the specific metal anode (A) without the separation of the fastener (36).

한편, 상기 제1 전기 응집 유닛(300a)은 상기 제1 공기 캐소드(C1)의 일면 중 상기 제1 폐수통과공간(S1)를 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 제1 공기 캐소드(C1)를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 제1 공기공급부(322) 및 상기 제2 공기 캐소드(C2)의 일면 중 상기 제2 폐수통과공간(S2)를 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 제2 공기 캐소드(C2)를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 제2 공기공급부(324)를 포함할 수 있다.On the other hand, the first electrocoagulation unit 300a is disposed on the opposite surface of one surface of the first air cathode C1 toward the first wastewater passage space S1, and the first air cathode C1 (322) for supplying the air toward the second wastewater passage space (S2) and a second air supply port (322) for supplying the air toward the second wastewater passage space (S2) And a second air supply unit 324 for supplying the air toward the second air cathode C2.

상기 제1 공기공급부(322) 및 상기 제2 공기공급부(324)는 각각 소정의 내부공간 및 상기 내부공간과 외부가 연통되는 공기통로를 구비할 수 있다.The first air supply unit 322 and the second air supply unit 324 may include a predetermined internal space and an air passage through which the internal space and the outside communicate with each other.

상기와 같은 제1 전기 응집 유닛(300a)과 동일한 구성의 전기 응집 유닛이 복수개 연결되면, 하나의 전기 응집 장치(30)가 구현될 수 있다.When a plurality of electrocoagulation units having the same configuration as the first electrocoagulation unit 300a are connected, one electrocoagulation unit 30 can be realized.

여기서, 제1 전기 응집 유닛(300a), 제2 전기 응집 유닛(300b) 내지 제N(N은 자연수) 전기 응집 유닛(300n)은 도선(372, 374)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.Here, the first electrocoagulation unit 300a, the second electrocoagulation unit 300b, and the Nth (N is a natural number) electrocoagulation unit 300n may be electrically connected to each other by the leads 372 and 374.

구체적으로, 제1 전기 응집 유닛(300a)의 제1 공기 캐소드(C1)와 제2 공기 캐소드(C2)는 제1 도선(372)에 의해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 제1 도선(372)은 제2 전기 응집 유닛(300b)의 금속 애노드(A)에 전기적으로 연결될 수 있다.Specifically, the first air cathode C1 and the second air cathode C2 of the first electrocoagulation unit 300a are electrically connected to each other by a first conductive line 372, and the first conductive line 372 Can be electrically connected to the metal anode (A) of the second electrocoagulation unit (300b).

상기와 같은 방식을 통해, 복수의 전기 응집 유닛은 서로 순차적으로 전기적으로 연결될 수 있으며, 제N 전기 응집 유닛(300n)의 공기 캐소드(C1, C2)는 도선부(32)를 통해 제1 전기 응집 유닛(300a)의 금속 애노드(A)와 연결되며, 상기 도선부(32)를 통한 전자의 이동에 의해 전력이 생산되게 된다.The air cathodes C1 and C2 of the Nth electrocoagulation unit 300n can be electrically connected to the first electrocoagulation unit 300a through the lead portion 32. In this way, Is connected to the metal anode (A) of the unit (300a), and electric power is produced by the movement of electrons through the lead portion (32).

도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치에 의해 인공 폐수를 처리한 경우, 생성된 침전물에 대한 XRD 분석 데이터 및 전류에 대한 전압 분포 곡선을 도시한 도면이다.FIGS. 9A and 9B are diagrams showing XRD analysis data and voltage distribution curves for currents generated when artificial wastewater is treated by a power generation type electrophoresis apparatus capable of treating wastewater according to the present invention .

본 발명에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치에 의한 폐수 처리, 자원생산 및 전력생산 가능성을 조사하기 위해서 12개의 스택으로 이루어진 셀을 사용하여 실험을 수행하였다. Experiments were conducted using 12 stacked cells in order to investigate the wastewater treatment, resource production and electric power production possibility by the electric production type electric coagulation apparatus capable of wastewater treatment according to the present invention.

실험을 위해서, 초기 pH가 7이고 0.02 M의 NaCl, 1000 ppm의 암모니아성 질소 및 500ppm의 인이 포함된 인공 폐수를 900 mL/분의 속도로 주입하였으며, 유출수를 수집한 다음 ICP를 이용하여 인의 농도와 유출수의 pH를 모니터링하였다. For the experiment, artificial wastewater containing an initial pH of 7, 0.02 M NaCl, 1000 ppm ammonia nitrogen, and 500 ppm phosphorus was injected at a rate of 900 mL / min. The effluent was collected and analyzed using ICP Concentration and pH of effluent were monitored.

또한, 원심분리를 통해서 유출수로부터 침전물을 분리/건조한 후, XRD 분석을 통해서 스트루바이트의 생성 유무를 확인하였다. Further, the precipitate was separated / dried from the effluent through centrifugation, and X-ray diffraction analysis was used to confirm whether or not struvite was formed.

더불어, 이러한 조건에서 생성 가능한 전력도 조사하였다. 도 9a 및 9b에는 각각 XRD 분석 데이터 및 전류에 대한 전압 분포 곡선을 도시하였다.In addition, the power that can be generated under these conditions was also investigated. 9A and 9B show voltage distribution curves for XRD analysis data and current, respectively.

실험 결과, 초기 농도 500 ppm이었던 인이 4시간 이내에 1 ppm 이하로 감소하였고, 유출수의 pH는 8.9이었으며, 최대전력은 2 W가 생산되었다. As a result, the initial phosphorus concentration of 500 ppm was reduced to less than 1 ppm within 4 hours, the pH of the effluent was 8.9 and the maximum power was 2 W.

또한, 폐수 주입속도가 900 mL/분이었으므로, 하루에 1.3 톤 정도의 폐수를 처리할 수 있을 것으로 판단된다. In addition, since the wastewater infusion rate was 900 mL / min, it is considered that the wastewater of 1.3 ton per day can be treated.

한편, 도 9a를 참조하면, 회수된 산화물의 XRD 피크는 스트루바이트 고유의 주된 피크 (분홍색 점)와 같은 위치에서 피크를 형성함을 알 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 9A, it can be seen that the XRD peak of the recovered oxide forms a peak at the same position as the main peak (pink dot) inherent to struvite.

그러므로, 본 발명에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치는, 금속 애노드로부터 마그네슘 이온이 제공되고 폐수의 pH 가 스트루바이트의 결정을 위한 pH인 8.9로 상승하였으므로, 성공적으로 스트루바이트가 회수되었다는 것을 알 수 있다. Therefore, the power generation type electrophoresis apparatus capable of treating the wastewater according to the present invention has successfully provided the magnesium ion from the metal anode and the pH of the wastewater has risen to 8.9, which is the pH for determination of struvite, It can be seen that it has been recovered.

종합하면, 본 발명에 따른 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛 및 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치는, 안정적 운전 효율로 폐수를 처리함과 동시에, 별도의 외부 공급 에너지원이 없이도 자립적으로 운전이 가능할 정도로 전력을 생산하고, 더 나아가 폐수로부터 유용한 자원물질인 스트루바이트의 회수까지도 가능하게 할 수 있다.In summary, the power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to the present invention and the power generation type electrocoagulation apparatus capable of treating wastewater according to the present invention are capable of treating wastewater with stable operation efficiency, It is possible to produce electricity to such an extent that it can be operated autonomously without the use of the waste water, and furthermore, the recovery of struvite, which is a useful resource material, from the wastewater can be made possible.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that changes or modifications may fall within the scope of the appended claims.

100, 200: 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛
20, 30: 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치
A: 금속 애노드
C: 공기 캐소드
100, 200: Power generation electro-coagulation unit capable of wastewater treatment
20, 30: Electricity production type electric coagulation apparatus capable of wastewater treatment
A: Metal anode
C: Air cathode

Claims (12)

폐수 - 상기 폐수는, 암모니아성 질소(ammonia nitrogen), 인산염(phosphate) 및 전해질을 포함함 - 가 통과하는 폐수통과공간이 제공되도록 서로 이격되어 배치되는 금속 애노드(Metal anode)와 공기 캐소드(Air cathode); 및
상기 금속 애노드와 상기 공기 캐소드를 상기 폐수통과공간의 외측에서 물리적으로 연결하고 소정의 저항을 구비하는 도선부;를 포함하며,
상기 금속 애노드 및 상기 공기 캐소드는,
각각 마그네슘 및 탄소천을 포함하고,
상기 마그네슘을 포함하는 금속 애노드는,
마그네슘 이온 및 상기 폐수의 물과 반응하여 제1 수산화이온이 생성되기 위한 제1 전자가 생성되도록, 산화되며,
상기 탄소천을 포함하는 공기 캐소드는,
상기 도선부를 통해 이동된 상기 마그네슘의 산화에 의해 생성된 제2 전자가 상기 폐수의 물과 공기 중의 산소와 반응하여 제2 수산화이온이 생성되도록 하고,
상기 제1 수산화이온 및 상기 제2 수산화이온은,
상기 마그네슘 이온, 상기 폐수에 포함된 암모니아성 질소 및 인산염의 반응에 의한 스트루바이트(MgHN4PO46H2O)가 결정화되도록 하여 상기 폐수의 처리가 가능하도록, 상기 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 조건을 만족하도록 기여하며,
상기 제2 전자는,
상기 도선부를 통해 이동되는 과정에서 전력을 생산하는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
Wastewater - the wastewater comprises a metal anode and an air cathode, which are spaced apart from each other to provide a wastewater passage space through which ammonia nitrogen, phosphate and electrolyte are passed, ); And
And a wire portion physically connecting the metal anode and the air cathode outside the wastewater passage space and having a predetermined resistance,
The metal anode and the air cathode may be formed of a metal,
Each containing magnesium and carbon cloth,
The metal anode containing magnesium may be, for example,
Magnesium ions and the water of the wastewater to produce first electrons for the generation of the first hydroxide ions,
The air cathode, comprising the carbon cloth,
The second electrons generated by the oxidation of the magnesium moved through the lead portion react with water in the wastewater and oxygen in the air to generate second hydroxide ions,
Wherein the first hydroxide ion and the second hydroxide ion,
(MgHN 4 PO 4 6 H 2 O) due to the reaction of magnesium ions, ammonia nitrogen and phosphate contained in the wastewater is crystallized so that the wastewater can be treated. In order to crystallize the struvite, contributes to satisfy the pH condition,
The second electron may be,
And the electric power is produced in the process of being moved through the lead portion.
제1항에 있어서,
상기 제1 수산화이온 및 상기 제2 수산화이온은,
상기 폐수통과공간으로 유입되는 상기 폐수의 pH를 상승시켜, 상기 스트루바이트의 결정화를 위한 pH 조건을 만족시키기 위한 별도의 알칼리제의 투입이 필요 없도록 하는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the first hydroxide ion and the second hydroxide ion,
Characterized in that the pH of the wastewater flowing into the wastewater passage space is increased so that the addition of an alkaline agent for satisfying the pH condition for crystallization of the struvite is not required, Electrocoagulation unit.
제1항에 있어서,
상기 전력 생산을 위한 상기 제2 전자의 상기 도선부를 통한 이동은,
상기 폐수에 포함된 상기 전해질에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
The method according to claim 1,
The movement of the second electrons through the lead portion for power production,
Wherein said electrolytic cell is embodied by said electrolyte contained in said wastewater.
제1항에 있어서,
상기 폐수통과공간의 크기를 규정하고, 일측 및 타측 각각에 상기 금속 애노드 및 상기 공기 캐소드가 배치되는 폐수통과부; 및
상기 공기 캐소드의 일면 중 상기 폐수통과부를 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 공기 캐소드를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 공기공급부;를 더 포함하며,
상기 폐수통과부는,
상기 폐수가 유입되는 유입구와 상기 폐수가 유출되는 유출구를 구비하며,
상기 유입구는,
상기 유출구보다 상대적으로 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
The method according to claim 1,
A wastewater passage portion defining the size of the wastewater passage space and having the metal anode and the air cathode disposed on one side and the other side, respectively; And
And an air supply unit disposed on an opposite surface of one side of the air cathode facing the wastewater passage to supply the air toward the air cathode from the outside,
The waste water passing-
An inlet port through which the waste water flows and an outlet through which the waste water flows out,
The inlet
Wherein the electric power generation type electric flocculation unit is disposed at a lower side relative to the outlet.
제4항에 있어서,
상기 폐수통과부는,
상기 금속 애노드와 상기 공기 캐소드의 이격 거리를 규정하는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
5. The method of claim 4,
The waste water passing-
Wherein the distance between the metal anode and the air cathode is defined by a distance between the metal anode and the air cathode.
제4항에 있어서,
상기 폐수통과부와 상기 금속 애노드 사이에 배치되어, 상기 폐수통과부와 상기 금속 애노드 사이를 실링하는 제1 실링부; 및
상기 폐수통과부와 상기 공기 캐소드 사이에 배치되어, 상기 폐수통과부와 상기 공기 캐소드 사이를 실링하는 제2 실링부;를 더 포함하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
5. The method of claim 4,
A first sealing portion disposed between the wastewater passing portion and the metal anode, for sealing between the wastewater passing portion and the metal anode; And
And a second sealing portion disposed between the wastewater passing portion and the air cathode to seal between the wastewater passing portion and the air cathode.
제4항에 있어서,
상기 공기공급부는,
소정의 내부공간을 구비하며, 상기 외부로부터 상기 내부공간으로 상기 공기가 공급되도록, 상기 내부공간과 상기 외부가 연통되는 복수의 공기통로를 구비하며,
상기 복수의 공기통로는,
상기 내부공간을 포위하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
5. The method of claim 4,
The air-
And a plurality of air passages having a predetermined internal space and communicated with the outside so that the air is supplied from the outside to the inside space,
Wherein the plurality of air passages
Wherein the inner space is formed so as to surround the inner space.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛;을 포함하며,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은,
폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛 및 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛을 포함하고,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛의 금속 애노드는,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 공기공급부와 접촉되며,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 공기공급부는,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛의 금속 애노드와 상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 공기 캐소드가 전기적으로 연결되도록, 도체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치.
A power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to any one of claims 4 to 7,
The electric power generation type electrocoagulation unit capable of treating the wastewater,
A first electric agglomerating unit of power generation type capable of wastewater treatment and a second electric agglomerating unit of power generation type capable of wastewater treatment,
The metal anode of the first electric agglomerating unit of the power generation type capable of treating the wastewater,
And a second electro-coagulation unit that is connected to the air supply unit of the power generation-
The air supply unit of the second electric agglomerating unit of the power generation type capable of treating the wastewater,
Characterized in that the metal anode of the power generation type first electrocoagulation unit capable of treating the wastewater and the air cathode of the power generation type second electrocoagulation unit capable of treating the wastewater treatment are electrically connected to each other. Capable of producing electricity.
제1항에 있어서,
상기 폐수통과공간의 크기를 규정하는 폐수통과부;를 더 포함하며,
상기 금속 애노드는,
상기 폐수통과공간이 제1 폐수통과공간과 제2 폐수통과공간으로 구획되도록 상기 폐수통과공간 내에 배치되고,
상기 공기 캐소드는,
상기 폐수통과부의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1 공기 캐소드 및 제2 공기 캐소드를 포함하며,
상기 제1 공기 캐소드 및 상기 제2 공기 캐소드는,
상기 폐수통과공간 내에 배치된 하나의 상기 금속 애노드를 공유하는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
The method according to claim 1,
And a wastewater passage portion that defines a size of the wastewater passage space,
The metal anode,
Wherein the wastewater passage space is disposed in the wastewater passage space such that the wastewater passage space is divided into a first wastewater passage space and a second wastewater passage space,
The air cathode includes:
And a first air cathode and a second air cathode arranged on one side and the other side of the wastewater passage, respectively,
Wherein the first air cathode and the second air cathode are arranged such that,
And the one of the metal anodes disposed in the wastewater passage space is shared by the wastewater treatment space.
제9항에 있어서,
상기 금속 애노드는,
산화로 인한 교체가 가능하도록, 상기 폐수통과부에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
10. The method of claim 9,
The metal anode,
Wherein said waste water treatment unit is detachably coupled to said waste water passing portion so as to be replaceable by oxidation.
제9항에 있어서,
상기 제1 공기 캐소드의 일면 중 상기 제1 폐수통과공간을 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 제1 공기 캐소드를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 제1 공기공급부; 및
상기 제2 공기 캐소드의 일면 중 상기 제2 폐수통과공간을 향한 일면의 반대면에 배치되어 외부로부터 상기 제2 공기 캐소드를 향해 상기 공기가 공급되도록 하는 제2 공기공급부;를 더 포함하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛.
10. The method of claim 9,
A first air supply unit disposed on an opposite surface of one surface of the first air cathode facing the first waste water passage space to supply the air from the outside toward the first air cathode; And
And a second air supply unit disposed on an opposite surface of one surface of the second air cathode facing the second waste water passage space for supplying the air from the outside toward the second air cathode, Capable electric production type electrocoagulation unit.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛;을 포함하며,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 유닛은,
폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛 및 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛을 포함하고,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제1 전기 응집 유닛의 제1 공기 캐소드와 제2 공기 캐소드는, 제1 도선에 의해 서로 전기적으로 연결되며,
상기 제1 도선은,
상기 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 제2 전기 응집 유닛의 금속 애노드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 폐수 처리가 가능한 전력 생산형 전기 응집 장치.
11. A power generation type electrocoagulation unit capable of treating wastewater according to any one of claims 9 to 11,
The electric power generation type electrocoagulation unit capable of treating the wastewater,
A first electric agglomerating unit of power generation type capable of wastewater treatment and a second electric agglomerating unit of power generation type capable of wastewater treatment,
The first air cathode and the second air cathode of the power generation type first electrocoagulation unit capable of treating the wastewater are electrically connected to each other by a first conductor,
The first conductor may be formed,
Characterized in that the electric power generation type electric coagulation apparatus is electrically connected to the metal anode of the second electric coagulation unit of the power generation type capable of treating the wastewater.
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