KR20230050303A - 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법 - Google Patents
차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230050303A KR20230050303A KR1020230045201A KR20230045201A KR20230050303A KR 20230050303 A KR20230050303 A KR 20230050303A KR 1020230045201 A KR1020230045201 A KR 1020230045201A KR 20230045201 A KR20230045201 A KR 20230045201A KR 20230050303 A KR20230050303 A KR 20230050303A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water
- sodium hypochlorite
- anode
- cathode
- product
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 154
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 88
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 21
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical class O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 48
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 15
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- XZPVPNZTYPUODG-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;dihydrate Chemical class O.O.[Na+].[Cl-] XZPVPNZTYPUODG-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 6
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- -1 wastewater treatment Substances 0.000 description 2
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
- C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/24—Halogens or compounds thereof
- C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte
- C02F2201/46185—Recycling the cathodic or anodic feed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/14—Maintenance of water treatment installations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
본 발명의 일 측면은, 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 제1 서브 스트림을 이용하여 포화소금물 및 정제수를 얻는 제1 수단; 상기 포화소금물 및 상기 정제수를 전기분해하여 양극생성물 및 음극생성물을 얻는 제2 수단; 및 피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 제2 서브 스트림을 이용하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 반응시켜 차아염소산나트륨을 얻는 제3 수단;을 포함하는 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법을 제공한다.
Description
본 발명은 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법에 관한 것이다.
차아염소산나트륨(NaOCl)은 상하수도, 폐수 처리, 해수 전해 및 선박평형수 처리, 농식품 및 식자재 살균소독 등 다양한 분야에 적용되고 있다.
이러한 차아염소산나트륨은 그 농도에 따라 저농도 차아염소산나트륨 제조시스템 및 고농도 차아염소산나트륨 제조시스템을 이용하여 제조된다.
농도가 0.4~1.0%인 저농도 차아염소산나트륨은 소금물을 접촉식 전극반응이 이루어지는 무격막식 전기분해조를 통과시켜 얻어진다. 농도가 2% 이상인 고농도 차아염소산나트륨은 양극과 음극이 격막에 의해 구획된 격막식 전기분해조에서 생성된 염소가스와 가성소다를 별도의 반응장치에서 반응시켜 얻어진다.
도 1은 종래의 고농도 차아염소산나트륨 제조시스템을 도식화한 것이다. 도 1을 참고하면, 종래의 차아염소산나트륨 제조시스템은, 피처리수(1) 중 분기된 일부를 처리하여 정제수를 얻는 원수처리장치(2), 정제수(3) 중 일부와 소금 탱크(4)에 저장된 소금으로부터 제조된 포화소금물(5)을 처리하는 소금물 처리장치(6)를 포함할 수 있고, 상기 소금물 처리장치(6)에서 얻은 정제 포화소금물(7) 및 상기 정제수(3) 중 잔부는 각각 전기분해장치(8)를 구성하는 양극실 및 음극실로 이송될 수 있다.
상기 전기분해장치(8)은 격막식 전기분해조로서, 양극실, 음극실 및 상기 양극실과 음극실을 구획하기 위한 격막을 포함할 수 있고, 양극실 및 음극실은 각각 양극생성물과 음극생성물을 순환시키는 양극수 탱크(10)와 음극수 탱크(14)를 포함하며, 상기 양극수 탱크(10) 및 상기 음극수 탱크(14)에서 각각 양극수(11)와 수소가스(16)가 배출된다.
또한, 상기 양극실 및 상기 음극실에서 각각 생성된 염소가스(12) 및 가성소다(15)는 상기 양극수 및 음극수 탱크(10, 14)를 거쳐 반응장치(17)로 이동하여 반응함으로써 차아염소산나트륨이 생성된다.
또한, 얻은 차아염소산나트륨의 pH를 12 이상으로 유지시켜 안정적으로 저장할 수 있도록 반응장치(17) 및/또는 차아염소산나트륨 탱크(22)에 가성소다를 주입하기 위한 가성소다 탱크(18) 및 주입장치(20)가 구비되고, 차아염소산나트륨의 저장 간 부산물의 생성을 억제하기 위한 냉각장치(23)가 더 구비된다.
이와 같이, 종래의 차아염소산나트륨 제조시스템은, 양극수 탱크에서 배출되는 양극수에 의해 주변 환경이 오염되는 문제, 제조된 고농도 차아염소산나트륨의 안정적인 저장을 위한 다수의 설비(탱크, 배관 등)가 복잡하게 구성됨에 따라 유지보수에 대한 부담이 가중되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 친환경적이고 유지보수 및 관리가 편리한 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 제1 서브 스트림을 이용하여 포화소금물 및 정제수를 얻는 제1 수단; 상기 포화소금물 및 상기 정제수를 전기분해하여 양극생성물 및 음극생성물을 얻는 제2 수단; 및 피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 제2 서브 스트림을 이용하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 반응시켜 차아염소산나트륨을 얻는 제3 수단;을 포함하는 차아염소산나트륨 제조시스템을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 수단은 양극을 포함하는 양극실, 음극을 포함하는 음극실, 및 상기 양극실 및 상기 음극실을 구획하는 격막을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 수단은 반응장치를 포함하되, 얻은 상기 차아염소산나트륨에 가성소다를 주입하기 위한 설비를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 차아염소산나트륨 제조시스템은 상기 제3 수단에서 얻은 상기 차아염소산나트륨을 저장하기 위한 설비를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 피처리수의 상기 메인 스트림 및 상기 차아염소산나트륨의 pH의 차이는 2 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은, 상기 차아염소산나트륨 제조시스템을 이용한 수처리방법에 있어서, (a) 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 제1 서브 스트림을 이용하여 포화소금물 및 정제수를 얻는 단계; (b) 상기 포화소금물 및 상기 정제수를 전기분해하여 양극생성물 및 음극생성물을 얻는 단계; (c) 피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 제2 서브 스트림을 이용하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 반응시켜 차아염소산나트륨을 얻는 단계; 및 (d) 상기 차아염소산나트륨을 저장하지 않고 피처리수의 상기 메인 스트림에 주입하는 단계;를 포함하는 수처리방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 피처리수의 상기 메인 스트림 및 상기 차아염소산나트륨의 pH의 차이는 2 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 상기 차아염소산나트륨의 주입에 따른 피처리수의 상기 메인 스트림의 pH 변화량이 2 이하일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차아염소산나트륨 제조시스템은, 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 서브 스트림을 이용하여 피처리수와 차아염소산나트륨의 pH의 차이를 최소화함으로써 제조된 차아염소산나트륨을 별도로 저장할 필요없이 즉시 피처리수에 주입할 수 있고, 이에 따라, 제조시스템에서 차아염소산나트륨의 pH를 별도로 조절하거나 차아염소산나트륨을 별도로 저장하기 위한 설비 내지 장치가 생략될 수 있으므로 유지보수 및 관리가 편리한 장점이 있다.
또한, 상기 차아염소산나트륨 제조시스템 중 전기분해를 위한 제2 수단은 양극실, 음극실 및 격막을 포함하되, 필요에 따라, 상기 음극실에서 얻은 상기 음극생성물을 순환시키기 위한 음극수 탱크 및/또는 상기 양극실에서 얻은 상기 양극생성물을 순환시키기 위한 양극수 탱크를 포함하지 않음으로써, 종래 양극수 탱크에서 다량의 부산물을 함유한 양극수가 배출됨에 따라 주변 환경을 악화시키는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 차아염소산나트륨 제조시스템을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산나트륨 제조시스템을 도식화한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해장치 및 반응장치를 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산나트륨 제조시스템을 도식화한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해장치 및 반응장치를 도식화한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
차아염소산나트륨 제조시스템
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산나트륨 제조시스템을 도식화한 것이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따른 차아염소산나트륨 제조시스템은, 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 제1 서브 스트림을 이용하여 포화소금물 및 정제수를 얻는 제1 수단; 상기 포화소금물 및 상기 정제수를 전기분해하여 양극생성물 및 음극생성물을 얻는 제2 수단; 및 피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 제2 서브 스트림을 이용하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 반응시켜 차아염소산나트륨을 얻는 제3 수단;을 포함할 수 있다.
상기 제1 수단은 피처리수의 메인 스트림(1)으로부터 분기된 제1 서브 스트림(1')을 처리하여 정제수(3)를 얻는 원수처리장치(2), 정제수(3) 중 일부와 소금 탱크(4)에 저장된 소금으로부터 제조된 포화소금물(5)을 처리하는 소금물 처리장치(6)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어, "피처리수"는 상기 제조시스템을 이용하여 얻은 차아염소산나트륨에 의한 처리, 살균이 필요한 오염수를 의미하며, "메인 스트림"은 기설정된 장소에 저류(貯留)하거나, 기설정된 경로를 따라 흐르는 오염수의 동적 상태를 통칭할 수 있다. 또한, "서브 스트림"은 피처리수의 메인 스트림 중 일부가 분기되어 설정된 경로를 따라 흐르는 오염수의 동적 상태를 의미한다.
피처리수의 메인 스트림(1)이 기설정된 경로를 따라 흐르는 오염수의 동적 상태를 의미하는 경우, 상기 메인 스트림(1)으로부터 분기된 상기 제1 서브 스트림(1')은 상기 차아염소산나트륨 제조시스템을 구성하는 상기 제1 내지 제3 수단을 거쳐 차아염소산나트륨(21)과 함께 상기 메인 스트림(1)으로 재합류할 수 있다.
또한, 상기 메인 스트림(1)으로부터 분기된 상기 제2 서브 스트림(1'')은 상기 제3 수단을 거쳐 차아염소산나트륨(21)과 함께 상기 메인 스트림(1)으로 재합류할 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브 스트림(1', 1'') 중 적어도 일부는 상기 제1 내지 제3 수단 중 적어도 하나에서 물질 간 반응에 직접 참여할 수 있고, 경우에 따라, 이러한 반응에 참여하지 않고 물질을 이송시키기 위한 불활성 캐리어(carrier)로만 작용할 수도 있다.
상기 소금물 처리장치(6)에서 얻은 정제된 포화소금물(7) 및 상기 정제수(3) 중 잔부는 각각 후술할 제2 수단의 전기분해장치를 구성하는 양극실 및 음극실로 이송될 수 있다.
상기 제2 수단은 전기분해장치, 바람직하게는, 격막식 전기분해조(8)일 수 있다. 상기 격막식 전기분해조는 양극을 포함하는 양극실, 음극을 포함하는 음극실, 및 상기 양극실 및 상기 음극실을 구획하는 격막을 포함할 수 있다.
상기 양극실에서는 상기 정제 포화소금물이 전기분해되어 양극생성물(13)인 염소가스(Cl2)가 생성될 수 있고, 상기 음극실에서는 상기 격막을 통해 이동해온 나트륨 이온(Na+)과 물의 전기분해에 의해 생성된 수산화 이온(OH-)이 반응하여 음극생성물(9)인 가성소다(NaOH)가 생성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해장치 및 반응장치를 도식화한 것이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 차아염소산나트륨 제조시스템은 양극을 포함하는 양극실, 음극을 포함하는 음극실, 및 상기 양극실과 상기 음극실을 구획하는 격막을 포함하는 제2 수단, 즉, 격막식 전기분해조(8)를 포함할 수 있고, 상기 양극실 및 상기 음극실에서 생성된 물질을 반응시켜 차아염소산나트륨을 얻는 제3 수단, 즉, 반응장치(17)를 더 포함할 수 있다.
상기 반응장치(17)는, 상기 격막식 전기분해조(8)의 외부에 별도로 구비될 수 있다. 상기 양극실과 상기 반응장치의 사이, 및 상기 음극실과 상기 반응장치의 사이에는 각각 양극수 탱크 및 음극수 탱크가 구비될 수 있고, 상기 양극수 탱크 및 상기 음극수 탱크에 저장된 양극수 및 음극수는 각각 상기 양극실과 상기 양극수 탱크, 및 상기 음극실과 상기 음극수 탱크를 순환할 수 있다.
상기 양극수 탱크 및 상기 음극수 탱크는 상기 격막식 전기분해조의 상기 양극실 및 상기 음극실을 각각 순환하는 양극수 및 음극수를 저장하기 위한 설비이다.
필요에 따라, 상기 양극수 탱크 및/또는 상기 음극수 탱크는 전도도 센서 및/또는 수위 센서를 구비할 수 있다. 바람직하게는, 상기 전도도 센서는 양극수 순환관로 및/또는 음극수 순환관로 상에 구비될 수 있고, 상기 수위 센서는 상기 양극수 탱크 및/또는 상기 음극수 탱크 내에 구비될 수 있다.
상기 전도도 센서에 의해 전도도 밸브를 개폐함으로써 양극수 및/또는 음극수의 농도를 제어할 수 있고, 상기 수위 센서에 의해 수위 밸브를 개폐함으로써 순수의 공급과 그에 따른 양극수 및/또는 음극수의 수위를 제어할 수 있다. 즉, 상기 전도도 센서 및 상기 수위 센서를 통해 양극수 및/또는 음극수의 수위와 농도를 동시에 제어함으로써 상기 양극수 탱크 및/또는 상기 음극수 탱크의 물질 밸런스를 조절할 수 있다.
다만, 이와 같이 양극실 및 음극실에서 생성된 물질을 적절히 순환, 배출하기 위해서는 저장조, 배관 등 설비가 복잡해질 뿐만 아니라 양극수 탱크에서 다량의 부산물을 함유한 양극수를 배출함에 따라 주변 환경이 악화되는 문제가 있다.
상기와 같이 제1 내지 제3 수단을 구비한 상기 차아염소산나트륨 제조시스템은, 필요에 따라, 종래 양극실 및 음극실에서 생성된 물질을 적절히 순환, 배출하기 위해 구비된 설비를 생략할 수도 있다.
피처리수의 메인 스트림 중 분기된 서브 스트림이 상기 차아염소산나트륨 제조시스템을 구성하는 상기 제1 내지 제3 수단 중 적어도 하나에서, 및/또는 상기 제1 내지 제3 수단을 통한 물질(원료, 중간 생성물, 최종 생성물을 포함함)의 이송에 캐리어(carrier)로 작용하도록 함으로써, 종래 양극실 및 음극실에서 생성된 물질을 적절히 순환, 배출하기 위해 구비된 양극수 탱크, 음극수 탱크, 순환 라인과 같은 설비를 생략할 수 있고, 이 경우, 전체적인 시스템을 컴팩트화하여 생산성, 경제성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 양극수 배출에 따른 문제를 해결하여 친환경성을 제고할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해장치 및 반응장치를 도식화한 것이다. 도 2 및 도 4를 참고하면, 상기 제3 수단의 상기 반응장치(17)를 상기 제2 수단의 상기 격막식 전기분해조(8)와 일체형으로 구성함으로써, 양극수 탱크, 음극수 탱크, 순환 라인 등을 적절히 생략할 수 있고, 그에 따라 전술한 것과 같은 작용효과를 얻을 수 있다.
상기 제2 수단의 양극실 및 음극실에서 각각 생성된 염소가스 및 가성소다는 상기 제2 수단의 하류에 구비된 제3 수단의 반응장치(17)로 이송되어 상호 반응함으로써 차아염소산나트륨이 생성될 수 있다.
즉, 상기 피처리수 및 상기 차아염소산나트륨의 pH의 차이는 2 이하, 바람직하게는, 1 이하, 더 바람직하게는, 0.5 이하일 수 있고, 이 경우, 이들의 pH가 실질적으로 동일하기 때문에, 제조된 차아염소산나트륨을 별도로 저장하지 않고 즉시 피처리수에 연속적으로 주입, 적용할 수 있다.
또한, 이 경우, 상기 제3 수단에서 제조된 차아염소산나트륨의 pH를 별도로 조절하거나 이를 별도로 저장하기 위한 설비 내지 장치, 예를 들어, 상기 반응조(11)에 가성소다를 주입하기 위한 가성소다 탱크 및/또는 제조된 차아염소산나트륨을 저장하기 위한 차아염소산나트륨 탱크가 생략될 수 있으므로 유지보수 및 관리가 편리한 장점이 있다.
수처리방법
본 발명의 다른 일 측면은, 상기 차아염소산나트륨 제조시스템을 이용한 수처리방법에 있어서, (a) 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 제1 서브 스트림을 이용하여 포화소금물 및 정제수를 얻는 단계; (b) 상기 포화소금물 및 상기 정제수를 전기분해하여 양극생성물 및 음극생성물을 얻는 단계; (c) 피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 제2 서브 스트림을 이용하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 반응시켜 차아염소산나트륨을 얻는 단계; 및 (d) 상기 차아염소산나트륨을 저장하지 않고 피처리수의 상기 메인 스트림에 주입하는 단계;를 포함하는 수처리방법을 제공한다.
상기 (a) 내지 (c) 단계는, 상기 차아염소산나트륨 제조시스템을 구성하는 상기 제1 내지 제3 수단을 이용하는 것을 특징으로 하므로, 각 단계에서의 구성과 작용효과에 대해서는 전술한 것과 같다.
상기 (d) 단계에서는 상기 차아염소산나트륨을 저장하지 않고 피처리수의 상기 메인 스트림에 주입할 수 있다.
상기 차아염소산나트륨 제조시스템은 얻어진 차아염소산나트륨의 pH를 기설정된 범위로 조절하기 위한 별도의 설비, 구체적으로, 상기 제3 수단에서 생성된 상기 차아염소산나트륨을 저장하기 위한 설비, 및/또는 생성된 상기 차아염소산나트륨에 가성소다를 주입하기 위한 설비를 포함하지 않을 수 있다.
그 대신, 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 하나 이상의 서브 스트림을 상기 차아염소산나트륨 제조시스템에서의 물질 이동에 필요한 캐리어로 이용함으로써 생성된 차아염소산나트륨의 pH를 기설정된 범위, 예를 들어, 피처리수의 pH와 유사한 범위로 조절할 수 있고, 이 경우, 상기 차아염소산나트륨의 주입에 따른 피처리수의 상기 메인 스트림의 pH 변화량을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 수처리방법은 얻어진 차아염소산나트륨의 pH를 기설정된 범위로 조절하기 위한 별도의 설비와 제어방법을 필요로 하지 않으므로, 운전, 유지보수 및 관리가 편리한 장점이 있다.
피처리수의 상기 메인 스트림 및 상기 차아염소산나트륨의 pH의 차이는 2 이하, 바람직하게는, 1 이하, 더 바람직하게는, 0.5 이하일 수 있다. 또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 차아염소산나트륨의 주입에 따른 피처리수의 상기 메인 스트림의 pH 변화량이 2 이하, 바람직하게는, 1 이하, 더 바람직하게는, 0.5 이하일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 피처리수의 메인 스트림
1': 피처리수의 제1 서브 스트림
1'': 피처리수의 제2 서브 스트림
2: 원수처리장치
3: 정제수
4: 소금 탱크
5: 포화소금물
6: 소금물 처리장치
7: 정제 포화소금물
8: 격막식 전기분해조
9: 양극생성물
10: 양극수 탱크
11: 양극수
12: 염소가스
13: 음극생성물
14: 음극수 탱크
15: 음극수(가성소다)
16: 수소가스
17: 반응장치
18: 가성소다 탱크
19: 가성소다
20: 가성소다 주입장치
21: 차아염소산나트륨
22: 차아염소산나트륨 탱크
23: 냉각장치
24: 차아염소산나트륨 주입장치
1': 피처리수의 제1 서브 스트림
1'': 피처리수의 제2 서브 스트림
2: 원수처리장치
3: 정제수
4: 소금 탱크
5: 포화소금물
6: 소금물 처리장치
7: 정제 포화소금물
8: 격막식 전기분해조
9: 양극생성물
10: 양극수 탱크
11: 양극수
12: 염소가스
13: 음극생성물
14: 음극수 탱크
15: 음극수(가성소다)
16: 수소가스
17: 반응장치
18: 가성소다 탱크
19: 가성소다
20: 가성소다 주입장치
21: 차아염소산나트륨
22: 차아염소산나트륨 탱크
23: 냉각장치
24: 차아염소산나트륨 주입장치
Claims (3)
- 오염수인 피처리수의 메인 스트림으로부터 분기된 제1 서브 스트림을 이용하여 포화소금물 및 정제수를 얻는 제1 수단;
상기 포화소금물 및 상기 정제수를 전기분해하여 양극생성물 및 음극생성물을 얻는 제2 수단; 및
피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 제2 서브 스트림을 이용하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 반응시켜 차아염소산나트륨을 얻는 반응장치를 포함하는 제3 수단;을 포함하고,
상기 제2 수단은 양극을 포함하는 양극실, 음극을 포함하는 음극실, 및 상기 양극실 및 상기 음극실을 구획하는 격막을 포함하고,
상기 양극실과 상기 반응장치의 사이, 및 상기 음극실과 상기 반응장치의 사이에는 각각 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 순환, 배출하는 양극수 탱크, 음극수 탱크 및 순환 라인이 생략되고,
상기 메인 스트림 및 상기 차아염소산나트륨의 pH의 차이는 2 이하인,
차아염소산나트륨 제조시스템을 이용한 수처리방법에 있어서,
(a) 피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 상기 제1 서브 스트림을 이용하여 상기 포화소금물 및 상기 정제수를 얻는 단계;
(b) 상기 포화소금물 및 상기 정제수를 전기분해하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 얻는 단계;
(c) 피처리수의 상기 메인 스트림으로부터 분기된 상기 제2 서브 스트림을 이용하여 상기 양극생성물 및 상기 음극생성물을 반응시켜 상기 차아염소산나트륨을 얻는 단계; 및
(d) 상기 차아염소산나트륨을 저장하지 않고 피처리수의 상기 메인 스트림에 주입하는 단계;를 포함하고,
상기 (d) 단계에서, 상기 차아염소산나트륨의 주입에 따른 피처리수의 상기 메인 스트림의 pH 변화량은 0.5 이하인,
수처리방법. - 제1항에 있어서,
상기 제3 수단은 반응장치를 포함하되, 얻은 상기 차아염소산나트륨에 가성소다를 주입하기 위한 설비를 포함하지 않는,
수처리방법. - 제1항에 있어서,
상기 차아염소산나트륨 제조시스템은 상기 제3 수단에서 생성된 상기 차아염소산나트륨을 저장하기 위한 설비를 포함하지 않는,
수처리방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20200103859 | 2020-08-19 | ||
| KR1020200103859 | 2020-08-19 | ||
| KR1020200131648A KR20220022827A (ko) | 2020-08-19 | 2020-10-13 | 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200131648A Division KR20220022827A (ko) | 2020-08-19 | 2020-10-13 | 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230050303A true KR20230050303A (ko) | 2023-04-14 |
Family
ID=80322964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230045201A KR20230050303A (ko) | 2020-08-19 | 2023-04-06 | 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230114579A1 (ko) |
| JP (1) | JP2023534615A (ko) |
| KR (1) | KR20230050303A (ko) |
| WO (1) | WO2022039363A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116065166B (zh) * | 2023-03-06 | 2023-07-11 | 济南欧瑞实业有限公司 | 一种基于海水利用的次氯酸钠发生器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004181445A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-07-02 | Viita Kk | 殺菌水生成装置 |
| KR101079470B1 (ko) * | 2011-08-01 | 2011-11-03 | (주) 테크윈 | 차아염소산나트륨 발생장치 |
| KR101226640B1 (ko) * | 2012-08-14 | 2013-01-25 | 주식회사 제이텍 | 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치 |
| KR101446571B1 (ko) * | 2013-04-04 | 2014-10-07 | 주식회사 아큐스 | 고농도 및 저농도 차아염소산나트륨수용액 동시 생성장치 |
| KR101373389B1 (ko) * | 2013-12-09 | 2014-03-14 | (주) 테크윈 | 고농도 차아염소산나트륨 발생장치 |
-
2021
- 2021-06-21 WO PCT/KR2021/007711 patent/WO2022039363A1/ko active Application Filing
- 2021-06-21 JP JP2022577554A patent/JP2023534615A/ja active Pending
-
2022
- 2022-12-12 US US18/064,707 patent/US20230114579A1/en active Pending
-
2023
- 2023-04-06 KR KR1020230045201A patent/KR20230050303A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022039363A1 (ko) | 2022-02-24 |
| JP2023534615A (ja) | 2023-08-10 |
| US20230114579A1 (en) | 2023-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101079470B1 (ko) | 차아염소산나트륨 발생장치 | |
| KR101118795B1 (ko) | 소독부산물 저감형 고효율 차아염소산나트륨 발생장치 | |
| KR20230050303A (ko) | 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법 | |
| KR101835629B1 (ko) | 공정 유연성을 지닌 차아염소산나트륨 제조장치 | |
| WO2015122435A1 (ja) | 海水電解システム及び電解液注入方法 | |
| US20230055791A1 (en) | Method of treating ballast water | |
| KR20220022827A (ko) | 차아염소산나트륨 제조시스템 및 이를 이용한 수처리방법 | |
| JP2012067356A (ja) | 次亜塩素酸水の製造装置及び製造方法 | |
| KR102433195B1 (ko) | 수산화나트륨 생성장치 및 이를 포함하는 차아염소산나트륨 생성장치 | |
| JPS6118495A (ja) | 水処理薬剤の製法 | |
| JPS5933193B2 (ja) | 水処理用薬剤の製法 | |
| KR20190054754A (ko) | 3실형 전해수 생성장치 | |
| KR102274879B1 (ko) | 전기분해조용 전극구조체 | |
| KR102471866B1 (ko) | 선박평형수의 처리시스템 | |
| US20200036024A1 (en) | Chloralkali process | |
| WO2016199443A1 (ja) | 電解水生成装置、及びスケールの抑制方法 | |
| KR102476542B1 (ko) | 차아염소산나트륨 제조시스템 | |
| WO2022254878A1 (ja) | 次亜塩素酸ナトリウム溶液の製造方法および製造装置 | |
| KR200385323Y1 (ko) | 자체 ｐＨ-조정조를 구비하는 암모니아 전해장치 | |
| JPH0494787A (ja) | 電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法 | |
| KR101187433B1 (ko) | 소독혼화제 발생장치 | |
| JP2015186806A (ja) | 次亜塩素酸水の製造装置及び製造方法 | |
| JPH0118155B2 (ko) | ||
| JP2006175403A (ja) | 電解水生成方法および電解水生成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |