KR20240036291A - 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템 - Google Patents
전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 기술은 재활용 가능한 처리수의 생산성을 향상시키되 이물질의 생성은 최소로 하며, 전극의 내구성 저하를 방지할 수 있는 회전식 전극모듈이 적용된 수처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수처리 하고자 하는 원수가 배출 가능하게 저장되는 원수공급부와, 상기 원수공급부와 관 연결되되 고정된 음극 고정자와 회전하는 양극 회전자에 의해 원수를 전기분해하여 응집된 플록체를 형성하는 회전식 전극모듈부과, 마이크로 내지 나노 단위의 미세기포를 생성하는 버블생성부 및 상기 회전식 전극모듈부는 물론, 상기 버블생성부와 개별적으로 관 연결되되 플록체와 미세기포의 반응에 의해 해당 플록체를 부유시키고 처리수는 상기 버블생성부와 순환이 가능하게 재공급하는 고액분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 기술은 재활용 가능한 처리수의 생산성을 향상시키되 이물질의 생성은 최소로 하며, 전극의 내구성 저하를 방지할 수 있는 회전식 전극모듈이 적용된 수처리 시스템에 관한 것이다.
이 출원은 2022년 환경분야 적정기술 개발 및 보급 지원 사업(2022.5.17~2022.12.31)에 의해 몽골 광산지역 지하수 보호를 위한 고성능 전기응집 폐수처리 시스템 개발 및 보급 지원 사업에 의해 지원된 것이다.
최근 수처리 분야에서 이용되고 있는 전기응집 부상방식이란 수처리용 반응조에 양극판과 음극판을 설치하고 직류전류를 흐르게 하여 수체 내의 부유입자, 에멀젼입자, 불용성 입자들을 안정화하여 응집시키고 이를 부상시켜 제거하는 방식을 말한다.
물에 흐르는 전류는 화학반응을 일으키는 전기적 추진력으로 작용하게 되고, 전극판으로부터 용해되어 나오는 금속이 수산화물을 형성하게 되는데 이때 생성된 금속 수산화물은 활성이 강하여 응집 및 흡착 특성이 우수하여 수처리에 효과적이다.
또한 양극에서 발생되는 활성산소를 비롯한 각종 산화제는 수중의 유기물을 산화시키고 세균이나 바이러스 등을 사멸시킨다.
또한, 음극판과 양극판에서 생성되는 수소와 산소는 미세기포를 형성하고 응집반응 결과 형성된 플록들과 결합하여 수표면으로 부상분리시켜 처리하는 것이다.
전기응집 또는 전기부상방식을 이용한 수처리 장치로서 실용신안등록 제293995호는 카운터 플로우형 전기분해/부상 일체형 전기분해 반응조에 대해 개시하고 있다.
이 고안은 위아래로 길게 장치를 형성하여 원수를 상단에서 유입시키고, 중앙부의 전극판에서 발생하는 기포를 이용하여 스컴을 상단 일측으로 배출시키고, 1차 처리된 물은 전극판을 통과하며 살균처리되어 하단으로 배출되는 방식이다.
그밖에 공개특허 제2002-33332호는 전기응집부상법을 이용한 폐수처리장치를 개시하였는데, 이 발명은 오염물질을 처리하는 함체, 전기응집반응이 일어나는 반응부와, 미세오염물질을 걸러내는 미세플럭 제거부, 전원공급장치, 배출부 및 스크래퍼를 포함하여 구성된다.
그러나, 이러한 종래기술은 소규모 수처리에는 유용하나 대규모 하수처리장이나 다량의 폐수를 처리하기에는 그 건설 및 관리비용이 많이 소요될 것으로 예상되며, 사용되는 전극판에 대하여 해당 전극판 표면의 부식인 부동태화 현상으로 인하여 전력소비의 증가를 불러올 수 있으며, 나아가서는 잦은 교체주기로 인한 경제적인 비용부담 측면도 함께 고려해야 하는 문제점이 발생하게 된다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 폐수의 오염물질을 제거하는 수처리 작업을 실행시에 유체에 대한 질량전달 증가와 불필요한 전류밀도 증가를 최소화시켜 적은 설치비용으로도 공정시간을 단축은 물론, 수처리 효율을 향상시키되 이물질 등에 의한 전기분해장치를 구성하는 전극의 내구성이 저하되는 것을 방지시키고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 과제 해결 수단으로 본 발명에 따른 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계 고액분리 고성능 수처리 시스템은 수처리 하고자 하는 원수가 배출 가능하게 저장되는 원수공급부(20)와, 상기 원수공급부(20)와 관 연결되되 고정된 음극 고정자(210)와 회전하는 양극 회전자(220)에 의해 원수를 전기분해하여 응집된 플록체를 형성하는 회전식 전극모듈부(10)과, 마이크로 내지 나노 단위의 미세기포를 생성하는 버블생성부(30) 및 상기 회전식 전극모듈(10)는 물론, 상기 버블생성부(30)와 개별적으로 관 연결되되 플록체와 미세기포의 반응에 의해 해당 플록체를 부유시키고 처리수는 상기 버블생성부(30)와 순환이 가능하게 재공급하는 고액분리부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전식 전극모듈부(10)는 내부로 유입된 폐수가 외부로 배출되는 몸체부재(100) 및 제어부(60)의 제어신호에 의해 상기 몸체부재(100) 내부에서 폐수를 전기분해하여 사용가능한 이용수를 획득하는 전기분해부재(200)를 포함하되, 상기 전기분해부재(200)는 상기 몸체부재(100) 내벽에 길이방향으로 소정 간격을 갖도록 설치되되 전위가 낮은 음극(-)의 성질을 갖는 상기 음극 고정자(210), 상기 몸체부재(100) 내부로 회전가능한 구동축(231)이 관통 삽입되게 상기 몸체부재(100) 외부에 설치되는 모터(230) 및 상기 음극 고정자(210)와 서로 대향되게 상기 구동축(231) 길이방향으로 다수 설치되어 회전하되 전위가 높은 양극(-)의 성질을 갖는 상기 양극 회전자(220)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체부재(100)는 폴리카보네이트 재질을 이용하여 관(PIPE) 형상으로 성형되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110) 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 부분과 분리가능하게 결합하여 상기 몸체(110)의 기밀을 유지시키는 적어도 하나 이상의 마감플레이트(120) 및 상기 마감플레이트(120)에 설치되되 상기 몸체(110) 내부와 연통되게 한 쌍으로 구비되어 어느 하나는 폐수가 유입되며, 다른 하나는 이용수가 배출되는 개폐 가능한 밸브(130)를 포함하며, 상기 양극 회전자(220)는 상기 구동축(231) 외면에 방사상으로 다수 형성되되 각각의 상기 양극 회전자(220) 끝단과 상호 마주보는 상기 음극 고정자(210) 끝단 간의 거리(D1)는 80 내지 100mm 이며, 상기 양극 회전자(220)와 상기 음극 고정자(210) 각각의 두께(T)는 150 내지 200mm 이고, 서로 이웃하는 각각의 상기 양극 회전자(220) 또는 각각의 상기 음극 고정자(210) 간의 거리(D2)는 100 내지 120mm이고, 상기 모터(230)의 회전속도는 800 내지 1,000rpm 의 회전속도를 갖되 상기 음극 고정자(210)와 상기 양극 회전자(220)는 알루미늄, 철 및 불용성 산화 전극 소재(Dimensionally Stable Anode, DSA) 중 어느 하나로 성형된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 몸체 내부에 고정형태를 갖도록 설치되는 다수의 음극 고정자와 상기 몸체 내부에 회전가능하게 삽입되는 다수의 양극 회전자가 상기 몸체 내부로 폐수가 유입된 상태에서 제어부의 제어를 통해 전기분해를 일정시간동안 일으켜, 재사용이 가능한 처리수가 신속하게 생성됨과 동시에 이물질의 생성을 현저히 저하시켜 전기분해장치를 구성하는 전극의 내구성이 저하되는 것을 방지시키고, 유체에 대한 질량전달 증가와 불필요한 전류밀도 증가를 최소화시킬 수 있는 회전식 전극모듈이 구비된 수처리 시스템을 제공하는 효과를 갖게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계 고액분리 고성능 수처리 시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 대한 개념도.
도 3은 도 2에 대한 원수공급부를 확대한 도면.
도 4 내지 도 6은 도 2에 대한 회전식 전극모듈부를 나타낸 도면.
도 7은 도 2에 대한 버블생성부를 확대한 도면.
도 8은 도 2에 대한 고액분리부를 확대한 도면.
도 2는 도 1에 대한 개념도.
도 3은 도 2에 대한 원수공급부를 확대한 도면.
도 4 내지 도 6은 도 2에 대한 회전식 전극모듈부를 나타낸 도면.
도 7은 도 2에 대한 버블생성부를 확대한 도면.
도 8은 도 2에 대한 고액분리부를 확대한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계 고액분리 고성능 수처리 시스템(이하, 간략하게 '수처리 시스템'이라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리 시스템(1)은 크게 원수공급부(20), 회전식 전극모듈부(10), 버블생성부(30), 고액분리부(40) 및 이들을 전기적으로 제어하는 제어부(60)를 포함한다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 원수공급부(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 수처리 하고자 하는 원수가 저장 및 후에 설명하는 다른 공정부에 공급될 수 있도록 하기 위한 구성으로 원수저장탱크(21), 원수펌프(24) 및 용해탱크(25)를 포함한다.
예컨대 원수저장탱크(21)는 내부에 원수가 수용될 수 있는 통상의 탱크(TANK) 형상으로 형성되어 있으며, 원수펌프(24)와 서로 관 연결되어 수용된 원수가 용해탱크(25) 방향으로 공급될 수 있도록 한다.
이때, 원수저장탱크(21)와 원수펌프(24) 사이에는 벤츄리관 구조로 서로 연결되되 해당 벤츄리관에는 제1공기유입부(22)가 부가적으로 관 연결되어 원수와 공기가 용해탱크(25) 내에서 서로 용해되는 구조를 만족할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 용해탱크(25)는 일측이 원수펌프(24)와 관 연결되되 벤츄리관(23)에서 서로 혼합된 원수와 공기가 상기 용해탱크(25) 내에서 용해가 이루어지도록 하며, 타측은 회전식 전극모듈부(10)와 관 연결되어 공기와 용해된 원수가 상기 회전식 전극모듈부(10)에 공급될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 회전식 전극모듈부(10)는 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 원수를 전기분해시켜 응집된 플록체를 형성하기 위한 구성으로 몸체부재(100) 및 전기분해부재(200)를 포함한다.
예컨대 몸체부재(100)는 도시한 바와 같이, 용해탱크(25)에서 유입되는 원수가 후술하는 전기분해부재(200)의 전기분해를 통해 응집된 플록체를 갖는 이용수로 변화할 수 있는 공간을 제공하기 위한 구성으로 몸체(110), 마감플레이트(120) 및 복수의 밸브(130)를 포함한다.
예컨대 금속재질로 성형되는 몸체(110)는 도시한 바와 같이, 상부와 하부가 개구되되 내부에는 길이방향으로 중공부가 형성된 원통형의 관(PIPE) 형상으로 형성되며, 그 개구된 상부와 하부는 분리 결합이 가능한 마감플레이트(120)에 의해 폐쇄되어 중공부 내부의 기밀이 유지될 수 있도록 한다.
몸체(110) 외면은 폴리카보네이트(polycarbonate) 재질이 감싸지도록 구비되며, 그 내벽에는 상기 몸체(110) 길이방향으로 다수의 음극 고정자(210)가 동일 간격을 갖도록 구비되어 상기 음극 고정자(210)와 종방향(도면상으로 수평방향)으로 서로 마주보도록 회전하는 양극 회전자(220)와 전기분해가 이루어져 상기 몸체(110) 내부로 유입된 원수가 일정시간동안의 전기분해에 의해 재사용이 가능한 응집된 플록체를 갖는 이용수로 변화할 수 있도록 한다.
또한, 상술한 몸체(110)와 동종의 재질로 성형되는 마감플레이트(120)는 도시한 바와 같이, 전체적으로 판의 형상을 갖도록 성형되어 상기 몸체(110)의 개방된 상부와 하부가 폐쇄될 수 있게 볼트와 너트로 구성된 체결수단에 의해 상호 체결되어 상기 몸체(110) 내부의 기밀이 유지될 수 있도록 함으로써, 상기 몸체(110) 내부로 유입된 원수는 물론, 전기분해를 통해 변화한 이용수의 외부 유출이 방지될 수 있도록 한다.
이때, 몸체(110) 상부와 하부에 설치된 한 쌍의 마감플레이트(120) 외면에는 제어부(60)의 제어신호 또는 수동으로 개폐 동작이 가능한 밸브(130)가 상기 몸체(110) 내부와 연통될 수 있도록 설치되어 원수의 유입량이나 고액분리부(40)로 공급되는 플록체가 포함된 이용수의 배출량이 제어되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서의 마감플레이트(120)는 상부와 하부가 개구된 몸체(110)에 한 쌍이 결합하여 전기분해부재(200)에 대한 유지보수의 용이성을 장점으로 하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 필요에 따라 상기 몸체(110)의 상부 또는 하부 중 어느 하나만 개구시에는 단수의 구성으로 결합되어 사용되는 것도 가능하다.
나아가, 몸체(110) 하부에 구비되는 마감플레이트(120) 외면에는 상기 몸체(110) 내부 바닥면에 침전된 이물질이 폐수와 함께 외부로 배출되기 위한 별도의 배출밸브(미도시)가 구비되는 것도 가능하다.
또한, 전기분해부재(200)는 도시한 바와 같이, 상술한 몸체(110) 외측에서 내측으로 관통하되 제어부(60)에 의해 제어가능하도록 설치되어 상기 몸체(110) 내부로 유입된 원수에 전기분해를 가하여 응집된 플록체를 갖는 이용수로 변화할 수 있도록 하기 위한 구성으로 음극 고정자(210), 양극 고정자(210) 및 모터(230)를 포함한다.
예컨대 알루미늄의 재질로 성형된 음극 고정자(210)는 전체적으로 링(RING)의 형상을 갖도록 형성되되 도시한 바와 같이, 몸체(110) 내벽에 길이방향으로 동일한 간격을 갖도록 다수 구비되며, 각각의 상기 음극 고정자(210)는 제어부(60)와 전기적으로 연결되는 상기 몸체(110)에 형성된 음극인가단자(211)를 통해 전위가 낮은 음극(-)을 제공받는다.
아울러, 음극 고정자(210)는 알루미늄 이외에 철이나 불용성 산화 전극 소재(Dimensionally Stable Anode, DSA) 중 어느 하나로 성형되는 것이 바람직하다.
또한, 양극 회전자(220)는 음극 고정자(210)와 동종의 재질로 성형되되 도시한 바와 같이, 횡방향(도면상으로 수직방향)으로 길이를 갖는 구동축(231) 임의의 중심점을 기준으로 상기 음극 고정자(210) 끝단과 서로 마주보게 방사상으로 다수 설치되며, 제어부(60)와 전기적으로 연결되는 몸체(110)에 형성된 양극인가단자(221)를 통해 전위가 높은 양극(+)을 제공받아 음극으로 이루어진 상기 음극 고정자(210)와 함께 원수를 전기분해하여 플록체가 포함된 이용수가 생성될 수 있도록 한다.
양극 회전자(220)는 몸체(110) 상부에 구비되되 제어부(60)의 제어신호에 의해 정방향(시계방향) 또는 역방향 중 적어도 어느 한 방향으로 구동축(231)을 회전시키는 모터(230)에 의해 회전하여 음극 고정자(210)와 함께 원수의 전기분해가 구현되도록 하며, 상기 모터(230)의 회전속도는 800 내지 1,000rpm의 회전속도를 한다.
한편, 각각의 양극 회전자(220) 끝단과 상호 마주보는 음극 고정자(210) 끝단 간의 거리(D1)는 80 내지 100mm 이며, 상기 양극 회전자(220)와 상기 음극 고정자(210) 각각의 두께(T)는 150 내지 200mm 이고, 서로 이웃하는 각각의 상기 양극 회전자(220) 또는 각각의 상기 음극 고정자(210) 간의 거리(D2)는 100 내지 120mm를 유지하도록 하는 것이 바람직한 설치방법이며, 이러한 설치를 통해 종래의 양극과 음극이 모두 고정형태인 전기분해기기와 대비하여 상기 양극 회전자(220)의 회전을 통해 질량 전달을 개선함과 동시에 전기적 저항값이 낮아지되 전기소모량은 감소하며, 이용수를 획득하기 위한 처리속도(50% 이하)가 신속하게 이루어지는 장점을 갖게 된다.
아울러, 원수를 처리하기 위해 사용되는 응집제의 사용량이 종래의 전기분해기기와 대비하여 20% 내외로 낮아져 생성된 이용수에 대한 별도의 수질정화 단계가 불필요하게 된다.
나아가, 양극 회전자(220)의 회전에 의한 난류 반응 상태를 향상시켜 전류의 성능을 향상시키기 위해 전기분해 반응의 총 비용 절감 효과를 구현하게 되는데 이는 전극저항의 최소화로 인하여 구현이 가능하게 되며, 전기분해시에 몸체(110) 내부에서 발생하는 이물질(슬러지)의 발생량도 종래와 대비하여 50% 이하로 저하시키는 장점도 갖게 된다.
한편, 본 발명에서의 구동축(231)은 도시한 바와 같이, 서로 분리 결합이 가능한 제1 및 제2구동체(231a,231b)를 포함하는 두 분체로 이루어지되 상기 제1 및 제2구동체(231a,231b)가 결합하는 이음부에는 제1 및 제2접촉단자(233a,233b)가 형성되어 양극인가단자(221)를 통해 제어부(60)와 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다.
즉, 제어부(60)와 전기적으로 연결되게 몸체(110)를 관통한 양극인가단자(221)는 제1구동체(231a)를 관통하여 제1접촉단자(233a)와 전기적으로 연결되되 상기 제1접촉단자(233a)는 상기 제1구동체(231a)가 제2구동체(231b)와 상호 결합(나사결합 또는 볼트가압에 의한 결합)시에 상기 제2구동체(231b) 내부에 형성된 제2접촉단자(233b)와 전기적으로 연결되며, 상기 제2접촉단자(233b)는 결합홈(235)과 탈착 가능하게 끼움 결합하는 다수의 양극 회전자(220)와 전기적으로 연결되어 양극(+)의 전위를 상기 제어부(60)로 인가받을 수 있도록 하는 것이다.
그리고, 상기 버블생성부(30)는 도 7에 도시한 바와 같이, 마이크로 내지 나노 단위의 미세기포인 버블을 생성하여 후에 설명하는 고액분리부(40)에 공급시켜 플록체의 부상이 용이하게 하기 위한 구성으로 기액펌프(31)를 포함한다.
예컨대 기액펌프(31)는 도시한 바와 같이, 버블용해탱크(33)는 물론, 제2공기유입부(32)와 관 연결되어 외부에서 공급된 버블생성수와 함께 공기를 혼합하여 버블용해탱크(33)에 버블이 생성될 수 있도록 공급하며, 이러한 버블을 통해 슬러지를 포함하는 플록체와 접촉이 이루어져 고액분리부(40) 내에서 해당 플록체가 부상할 수 있는 힘을 제공하게 된다.
이때, 버블생성부(30)에 사용되는 버블생성수는 고액분리부(40)를 통해 플록체가 분리된 처리수가 순환구조로 공급되어 사용될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 플록체의 성질에 따라 마이크로 또는 나노 단위의 버블을 공급한다.
그리고, 상기 고액분리부(40)는 도 8에 도시한 바와 같이, 상술한 버블생성부(30)의 버블을 통해 슬러지가 포함된 플록체를 부상시키는 고액분리를 실행하여 처리수를 획득할 수 있도록 하기 위한 구성으로 하우징(41) 및 스크러버부재(50)를 포함한다.
예컨대 하우징(41)은 속이 빈 탱크(TANK)의 형상으로 성형될 수 있으며, 상부에는 스크러버부재(50)가 설치되어 공급된 이용수에 포함된 플록체의 슬러지가 수거되어 외부로 배출될 수 있는 구조를 갖는다.
하우징(41)은 도시한 바와 같이, 전체적으로 분리 가능한 두 분체가 볼트 등과 같은 체결수단에 의해 원통의 탱크형상으로 서로 결합한 형태를 이루어 유지보수의 편의성을 제공할 수 있으며, 외면에는 내부와 연통하는 다수의 밸브부재가 구비된다.
여기서, 밸브부재는 상술한 회전식 전극모듈부(10)에서 공급되는 이용수가 유입되는 이용수공급밸브(47), 스크러버부재(50)에 의해 분리된 슬러지가 배수되는 슬러지배출밸브(44), 슬러지가 제거된 처리수를 외부로 배수하기 위한 제1배출밸브(45), 상기 제1배출밸브(45)와 동일하게 처리수 일부가 버블생성부(30)에 유입될 수 있도록 환수용으로 배수되는 제2배출밸브(46), 상기 버블생성부(30)에서 공급되는 버블수가 유입되는 버블수공급밸브(48) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
아울러, 하우징(41) 내부에는 이용수공급밸브(47)와 서로 연통되게 상기 하우징(41) 내부에 적어도 하나 이상이 파이프 형상으로 설치되는 다수의 이용수공급관(42) 및 상기 하우징(41) 내부에 파이프 형상으로 설치되는 처리수배출관(43)이 형성된다.
이때, 이용수공급관(42)은 처리수배출관(43)을 중심으로 방사상으로 다수 형성된 형상으로 하우징(41) 내부에 설치되는 것이 바람직하다.
아울러, 다수의 버블수공급밸브(48)는 도시한 바와 같이, 각각의 이용수공급밸브(47) 하부에 위치하도록 하우징(41)에 설치되어 이용수공급관(42)에 이용수와 함께 버블수가 함께 혼합되어 스크러버부재(50) 방향으로 플록체의 부상이 용이하도록 한다.
또한, 스크러버부재(50)는 하우징(41) 상부에 구비된 회전모터(51)를 포함하며, 상술한 이용수와 버블수가 혼합되어 이용수공급관(42)을 통해 플록체 즉, 슬러지가 부상하면 회전모터(51)와 회전가능하게 결합하는 스크러버(미도시)가 슬러지배출밸브(44) 방향으로 밀어내러 상기 하우징(41) 외부로 배출될 수 있는 공지의 기술을 적용하고 있기에 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이때, 슬러지에 용이한 회전모터(51)의 회전속도는 5 내지 10 RPM의 속도를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리 시스템(1)은 종래와는 차별적으로 몸체 내부에 고정형태를 갖도록 설치되는 다수의 음극 고정자와 상기 몸체 내부에 회전가능하게 삽입되는 다수의 양극 회전자가 상기 몸체 내부로 폐수가 유입된 상태에서 제어부의 제어를 통해 전기분해를 일정시간동안 일으켜, 재사용이 가능한 처리수가 신속하게 생성됨과 동시에 이물질의 생성을 현저히 저하시켜 전기분해장치를 구성하는 전극의 내구성이 저하되는 것을 방지시키고, 유체에 대한 질량전달 증가와 불필요한 전류밀도 증가를 최소화시킬 수 있는 회전식 전극모듈이 구비된 수처리 시스템을 제공하는 효과를 갖게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 본 발명에 따른 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계 고액분리 고성능 수처리 시스템
10: 회전식 전극모듈부
100: 몸체부재
110: 몸체 120: 마감플레이트
130: 밸브
200: 전기분해부재
210: 음극 고정자 211: 음극인가단자
220: 양극 회전자 221: 양극인가단자
230: 모터 231: 구동축
231a: 제1구동체 231b: 제2구동체
233a: 제1접촉단자 233b: 제2접촉단자
235: 결합홈
20: 원수공급부
21: 원수저장탱크 22: 제1공기유입부
23: 벤츄리관 24: 원수펌프
25: 용해탱크
30: 버블생성부
31: 기액펌프 32: 제2공기유입부
33: 버블용해탱크
40: 고액분리부
41: 하우징 42: 이용수공급관
43: 처리수배출관 44: 슬러지배출밸브
45: 제1배출밸브 46: 제2배출밸브
47: 이용수공급밸브 48: 버블수공급밸브
50: 스크러버부재
51: 회전모터
60: 제어부
10: 회전식 전극모듈부
100: 몸체부재
110: 몸체 120: 마감플레이트
130: 밸브
200: 전기분해부재
210: 음극 고정자 211: 음극인가단자
220: 양극 회전자 221: 양극인가단자
230: 모터 231: 구동축
231a: 제1구동체 231b: 제2구동체
233a: 제1접촉단자 233b: 제2접촉단자
235: 결합홈
20: 원수공급부
21: 원수저장탱크 22: 제1공기유입부
23: 벤츄리관 24: 원수펌프
25: 용해탱크
30: 버블생성부
31: 기액펌프 32: 제2공기유입부
33: 버블용해탱크
40: 고액분리부
41: 하우징 42: 이용수공급관
43: 처리수배출관 44: 슬러지배출밸브
45: 제1배출밸브 46: 제2배출밸브
47: 이용수공급밸브 48: 버블수공급밸브
50: 스크러버부재
51: 회전모터
60: 제어부
Claims (3)
- 수처리 하고자 하는 원수가 배출 가능하게 저장되는 원수공급부(20);
상기 원수공급부(20)와 관 연결되되 고정된 음극 고정자(210)와 회전하는 양극 회전자(220)에 의해 원수를 전기분해하여 응집된 플록체를 형성하는 회전식 전극모듈부(10);
마이크로 내지 나노 단위의 미세기포를 생성하는 버블생성부(30); 및
상기 회전식 전극모듈부(10)는 물론, 상기 버블생성부(30)와 개별적으로 관 연결되되 플록체와 미세기포의 반응에 의해 해당 플록체를 부유시키고 처리수는 상기 버블생성부(30)와 순환이 가능하게 재공급하는 고액분리부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 회전식 전극모듈부(10)는
내부로 유입된 폐수가 외부로 배출되는 몸체부재(100); 및
제어부(60)의 제어신호에 의해 상기 몸체부재(100) 내부에서 폐수를 전기분해하여 사용가능한 이용수를 획득하는 전기분해부재(200);를 포함하되,
상기 전기분해부재(200)는 상기 몸체부재(100) 내벽에 길이방향으로 소정 간격을 갖도록 설치되되 전위가 낮은 음극(-)의 성질을 갖는 상기 음극 고정자(210), 상기 몸체부재(100) 내부로 회전가능한 구동축(231)이 관통 삽입되게 상기 몸체부재(100) 외부에 설치되는 모터(230) 및 상기 음극 고정자(210)와 서로 대향되게 상기 구동축(231) 길이방향으로 다수 설치되어 회전하되 전위가 높은 양극(-)의 성질을 갖는 상기 양극 회전자(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 몸체부재(100)는
폴리카보네이트 재질을 이용하여 관(PIPE) 형상으로 성형되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110) 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 부분과 분리가능하게 결합하여 상기 몸체(110)의 기밀을 유지시키는 적어도 하나 이상의 마감플레이트(120) 및 상기 마감플레이트(120)에 설치되되 상기 몸체(110) 내부와 연통되게 한 쌍으로 구비되어 어느 하나는 폐수가 유입되며, 다른 하나는 이용수가 배출되는 개폐 가능한 밸브(130)를 포함하며,
상기 양극 회전자(220)는
상기 구동축(231) 외면에 방사상으로 다수 형성되되 각각의 상기 양극 회전자(220) 끝단과 상호 마주보는 상기 음극 고정자(210) 끝단 간의 거리(D1)는 80 내지 100mm 이며, 상기 양극 회전자(220)와 상기 음극 고정자(210) 각각의 두께(T)는 150 내지 200mm 이고, 서로 이웃하는 각각의 상기 양극 회전자(220) 또는 각각의 상기 음극 고정자(210) 간의 거리(D2)는 100 내지 120mm이고,
상기 모터(230)의 회전속도는
800 내지 1,000rpm 의 회전속도를 갖되 상기 음극 고정자(210)와 상기 양극 회전자(220)는 알루미늄, 철 및 불용성 산화 전극 소재(Dimensionally Stable Anode, DSA) 중 어느 하나로 성형된 것을 특징으로 하는 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020220114918A KR20240036291A (ko) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220114918A KR20240036291A (ko) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240036291A true KR20240036291A (ko) | 2024-03-20 |
Family
ID=90483434
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220114918A KR20240036291A (ko) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 전극 스케일링 제어용 전기응집 모듈 미세기포 연계한 고성능 고액분리 수처리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240036291A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020033332A (ko) | 2000-10-30 | 2002-05-06 | 나성범 | 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치 |
| KR200293995Y1 (ko) | 2002-08-10 | 2002-11-04 | (주) 테크윈 | 오,폐수의 고도처리 및 살균처리를 위한 카운터 플로우형전기분해/부상 일체형 복합 전기분해 반응조 |
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2022
- 2022-09-13 KR KR1020220114918A patent/KR20240036291A/ko unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020033332A (ko) | 2000-10-30 | 2002-05-06 | 나성범 | 전기응집부상법을 이용한 폐수처리 장치 |
| KR200293995Y1 (ko) | 2002-08-10 | 2002-11-04 | (주) 테크윈 | 오,폐수의 고도처리 및 살균처리를 위한 카운터 플로우형전기분해/부상 일체형 복합 전기분해 반응조 |
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