KR930011712B1 - 수 처리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

수 처리장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본발명에 관한 수처리장치의 제1실시예의 개략을 도시한 일부 파단한 정면도.

제2도는 제1도중 II-II선에 따른 단면도.

제3도는 충전재로 되는 파이프편의 일부 파단 정면도.

제4도는 동상의 평면도.

제5도는 본 발명에 관한 수처리장치의 제2실시예의 개략을 표시한 일부 파단한 정면도.

제6도는 동상의 평면도.

제7도는 제5도중 VII-VII선에 따른 단면도.

제8도는 전극유니트의 종단면도.

제9도는 부극판의 평면도.

제10도는 동상의 확대 단면도.

제11도는 전극유니트의 다른 구성예를 도시한 종단면도.

제12도는 종래예의 전극유니트의 종단면도.

제13도는 스컴배제장치의 주요부를 도시한 사면도.

제14도는 수처리장치의 시스템 전체 배치의 설명도.

제15도는 종래 장치의 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본발명은 액중의 오탁물질을 제거하는 전기식 수처리장치에 관한 것이다.

[배경기술]

종래, 제15도는 도시한 전기식 오수처리장치가 제안되어 있다(특개소59-87093).

이 처리장치는, 절연자재에 의해 형성된 처리조(100)의 하부에 오수유입관(105), 상부에 유출관(106)을 연결하고, 처리조(100) 중에는 다수의 구멍(103)이 개설된 2매의 전극판(101)(102)을 간격을 두어서 상하로 배치하고, 하단의 전극판(101)은 정극, 상단의 전극판(102)은 부극으로 되도록 함과 동시에, 전극판 사이에 형성된 전해실에는 이온화경향이 큰 가용성 금속, 예컨대 알루미늄 합금에 의해 민들어진 다수의 구상 충전재(107)를 충전하고 있다. 처리조(100)에는, 유입관(105)에서 반응을 촉진하기 위한 첨가제, 예컨대 염화 알루미늄등을 첨가한 오수가 공급된다. 이 오수는 하단의 전극판(100)을 통과하여 전해실로 유입하고, 충전재(107)와 접촉하면서 그 간격을 상승한다.

오수가 각 충전재(107)의 간격을 통과하여 상승할때, 오수중의 각종 오탁 물질은 전기적으로 중화되어서 석출되고 응집한다. 한편, 충전재(107)의 표면에서는 금속이온이 용출하고, 오수중의 엄소 이온등과 반응 하여 수산화알루미늄이 생성된다. 이 수산화알루미눔은, 상기 석출물과 공유결합, 흡착, 포함등을 일으키고, 한층 불용성의 플록을 형성한다. 또한 이들의 플록은, 부극측에서 발생하는 수소가스나 정극측에서 발생하는 산소가스를 흡착하여 외관의 비중이 작아져서, 처리조(100)의 상부로 부상한다.

플록상으로 되서, 부상한 오탁물질(이하 스컴이라함)은, 물과의 2층류로 되어서 유출관(106)에서 유출하고 주지의 부상분리조(도시 생략)로 공급되어서, 스컴의 제거가 시행되는 것이다. 또 상기 장치는, 오수가 정극의 전극판(101)을 통과할 때에 일어나는 산화반응과 부극의 전극판(103)을 통과할 때에 일어나는 환원 반응에 의해 오탁물질을 무해 또한 안정한 물질로 변화시켜, BOD, COD등도 낮춘다. 그러나, 상기 전기식 오수처리장치에 있어서는, 오수에 포함되는 오탁물질의 종류에 의해서는 제거율이 낮고,많은 종류의 오탁물질이 함유된 오수의 처리에 있어서는, 충분한 제거효율이 얻어질수 없는 문제가 있었다.

[발명의 개시]

발명자는, 상기 문제점을 해결하게끔 여러가지의 실험을 반복한 결과, 전해산화와 전해환원을 분리하여 행하는 것이 제거효율의 개선에 극히 유효한 것을 규명하고 본 발명의 완성에 이르렀다.

또, 본 발명에 관한 수처리장치에서 일어나는 전기화학적 반응은 극히 복잡하고, 완전한 논리적 해명은 지금은 할 수 없으나 발명자가 행한 실험 및 해석에 의하면, 다음과 같이 추측되는 것이다. 즉, 오수중의 오탁물질이 다종다양경우는 한개의 정화프로세스로는 제거가 불가능하지만, 본 발명에 관한 수처리장치에 있어서는, 하기와 같이 중화, 산화, 환원, 응집의 프로세스가 각각 효과적으로 행하여지고, 그 위에, 이들의 프로세스에 따르는 화학적 변화가 서로 영향을 끼쳐 각 프로세스의 효과의 총화 이상의 효과가 얻어지는 것이라 생각된다.

본 발명에 관한 오수처리장치는, 내면을 절연한 복수의 처리조(2)를 서로 직렬로 접속하고, 최상류의 처리조 하부에 유입구, 최하류의 처리조 상부에 유출구를 설치하고, 각 처리조(2)의 저부에 전극유니트(6)를 각각 배설한 것이다. 각 전극유니트(6)는 절연자재로 형성되고 하부 및 상부에 각각 물의 송입구(62)및 송출구(63)를 개구한 통상케이스(61)의 내부에, 표면에 다수의 관통공(82)을 개설한 복수의 가용성 금속의 전극판을 상하방향으로 두고서 배설하여 구성된다.

각 전극판은, 이웃하는 전극판끼리가 다른 극으로 되고, 또한 상류측의 처리조의 최상단의 전극판과 ,인접하는 하류측의 처리조의 최하단의 전극판이 다른 극으로 되도록 통전된다.

처리해야할 원수(原水)는 처리조 저부의 유입구에서부터, 전극유니트하부의 송입구로 유입되어, 최하단의 전극판의 관통공을 지나서 차례로 상단의 전극판으로 관통공을 지나서 상승하고, 최후로 최상단의 전극판에서 유출하여 처리조를 채우고, 유출구에서 송출된다. 전극유니트의 각 전극판은 번갈아 정, 부로 통전되어 있기 때문에, 부극판을 통과할 때는 용출되어 있는 가용성금속의 금속이온과 이온반응하고, 정극판을 통과할 때는 전기화학 작용을 받는다. 원수는 전극유니트를 통과함으로써, 각 전극판에서는 전기적으로 +와 -의 작용을 번갈아 반복하여 받는다. 원수중의 각종 오탁물질은, 각각 고유의 하전량을 가지고 있기 때문에, 단일과 전극판을 통과시키는 것만으로는, 특정의 오탁물질을 석출되어도,오탁물질중에는 석출하기 곤란한 것이 당연히 남는다.

본 발명에서는 원수가 전극판의 관통공을 통과할때에, 극성이 정에서 부, 부에서 정으로 크게 변화하는 전기화학작용을 반복해서 받고, 오탁물질은 전기적으로 크게 흔들리기 때문에, 거의 오탁물질에 대하여 표면하전의 중화화가 일어나고, 그결과, 무수한 금속수산화물의 입자가 생성된다.

상기 금속수산화물의 입자는 서로의 충돌에 의해 용이하게 결합하게 플록화가 차츰 진행한다. 또한 이들의 플록은 부극측에서 발생하는 수소가스 및 정극측에서 발생하는 산소가스를 흡착하여 외관의 비중이 작아지고, 처리조 상부에 부상하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 수처리장치에 있어서는, 필요에 따라서 전극 유니트(6)의 전극판간에 형성된 전해실중에, 표면에 다공성 수산화피막을 형성한 다수이 가용성 금속편이 충전된다. 금속편간에는 처리수가 통과 가능한 다수이 틈이 형성된다.

본 발명에 관한 수처리장치는 전극판의 극성을 서로 바꾸어서 전기적으로 산화, 환원을 반복하기 때문에, 종래 장치에 비하여, 다종다양의 오탁물질을 함유한 오수를 높은 제거효율로 처리할 수 있는 것이다.

[발명의 실시하기 위한 최량의 형태]

제1도 및 제2도는 본 발명에 관한 오수처리장치의 제1의 실시예를 도시하고 있다. 세로가 긴 직방체상의 외조(1)를 격벽(11)에 의해 구분함으로써, 상류처리조(2a)및 하류처리조(2b)가 형성되고, 양 처리조저부에 각각 제1유입실(22a)및 제 2유입실(22b)이 형성되어 있다. 양 처리조(2a)(2b)는 연결관 (25)에 의해 서로 연결되어 있다.

또, 외조(1)의 상부에는, 양 처리조(2a)(2b)에 인접하여 스컴받이로 되는 스컴 모음실(13)이 형성되고, 그 저부에 배출구(14)가 개설되어 있다.

상류처리조(2)의 저부에 형성한 제1유일실(22)에 원수유입관(30)을 접속하고, 하류처리조(2)의 중앙부에 정화수 유출공(41)을 개설한다. 또 이 유출공(41)에 연통하여 제1실 (44)및 제2실(46)을 형성하고, 양실(44)(46)의 격벽에는 외조(1)의 수위를 조절하기 위한 3각둑(47)을 장비하고 , 제2실(46)의 저부에서 정화수를 송출한다.

외조(1)의 상부에는, 후술하는 스컴배제장치(5)가 배설되어 있다.

양 처리조(2a)(2b)저부에, 각각 전극유니트(60a)(60b)를 설치하고, 양 전극유니트(60a)(60b)의 하부 개구는 유입실(22a)(22b)에 연통한다. 전극유니트(60a)(60b)는 각각 염화비닐, FRP등의 절연자재에 의해 만들어진 통상케이스의 내부에, 제 1전극판(88a)(89b), 제2전극판(88b)(89b), 및 제3 전극판(88c)(89c)을 간격을 두고 고정되어 있다. 각 전극판은 상하로 관통되는 다수의 관통공(82)을 구비하고 있다. 각 전극유니트(60a)(60b)는 각각 외형이 280×330㎜높이가 650mm이다. 각 전극판은 예컨대 그래타이트등의 카아본전극이고 두께가 20mm, 크기가 250×300㎜ 관통공(82)의 내경이 20mm이고, 이웃하는 전극판의 간격은 250mm이다. 또 관통공(82)의 수는 1매의 전극판당 42개이다.

각 전극판 사이에 형성된 전해실에는, 다수의 파이프편(72)이 충전되어 잇다. 이 파이프편(72)은 제3도 및 제4도 도시한 바와 같이, 중앙공(73)의 주위에 서로 120도의 간격을 두고, 상하 2단에 각각 3개의 관통공(74)을 개설하고, 표면에는 후술한 바와 같이 다공질 수산화피막이 형성되어 있다. 파이프편(72)의 외경(D)은 40mm, 중앙공(73)의 내경(B)은 10mm,높이, (H)는 50㎜관통공(74)의 내경(B)은 6mm, 파이프편 단면에서 관통공(74)의 중심까지의 거리(A)는 15mm이다.

전해실내의 다수의 파이프편(72)의 안에, 대부분은 알루미늄 합금제의 것이고, 철합금제의 것이 전체의 2-5%혼입되어 있다. 알루미늄 합금제 파이프편의 금속성분은 Fe : 5.0%, Mg : 4.5% Ni : 1.0%, Cr : 0.25%, Zn : 0.25%, Cu : 0.2%, 나머지 Al이다. 한편 철합금제 파이프편의 금속성분은 N : 1.6%, Mn : 0.9%, Cr : 0.6%, C : 0.35%, Si : 0.35%, Mo : 0.3%, P : 0.01%, S : 0.01%, 나머지 F2이다.

알루미늄 합금제의 파이프편(72)은 pH 11에 조절된 수산화칼슘의 수용액에 100시간 침지함으로써 표면에 두께가 대략 10㎛인 수산화피막을 형성한다. 이 수산화피막은 주지한 바와 같이 다공질(포오라스층)로 되고, 물을 함유하는 것이 가능하다. 따라서, 수중에서 서로 접촉하는 다수의 파이프편(27)은 물을 함유한 수산화피막을 통하여 서로 전지적으로 연결됨과 동시에, 수산화피막을 통하여 금속이온을 수중에 용출할 수가 있는 것이다.

또, 상기 수산화피막은 Al.Mg 및 Ca를 주성분(대략 90%)으로 하고, 기타 Fe, Ni, Cr 등을 각각 소량씩 함유하고 있다.

상류측의 전극 유니트(60a)의 제1전극판(88a) 및 제3전극판(88c)은 정극, 제 2전극판(88b)은 부극으로 되도록 통전하고, 하류측의 전극유니트(60b)의 제 1전극판(89a) 및 제3전극판(89c)은 부극, 제2전극판(89b)은 정극으로 되도록 통전한다. 인접하는 전극판간의 전위차는, 예컨대 20V정도의 저전압으로 설정된다. '따라서 전해실내에서 심한 물의 전기분해는 일어나지 않는다. 오수에는, 미리 적당한 첨가제, 예컨대 황산알루미늄, 염화나트륨, 수산화칼슘등을 5~20ppm정도 첨가하고, 상기 유입관(30)에서 제1유입실(22a)로 공급한다. 제1유입실(22a)로 공급된 오수는, 우선 상류전극유니트(60a)내로 유입하고 여기서 산화를 주체로 하는 1차 처리가 시행된 후, 연결관(25)및 제2유입실(22b)을 거쳐 하류 전극유니트(60b)로 유입하고 여기서 환원을 주체로 하는 2차 처리가 시행된다. 이들의 처리가 시행되고 정화된 물은, 유출공(41)에서 우선 제1실 (44)로 유입하고, 또한 3각둑(47)을 거쳐 제2실(46)로 유입하고, 제2실(46)에서 장치외부로 유출한다. 상류 전극유니트(60a)에 있어서는, 오수는 제1 내지 제3의 전극판(88a)(88b)(88c)을 통과할 때에 순차,산화, 훤원, 산화의 작용을 번갈아 받고, 제3전극판(880)을 통과했을 때에는 산화된 상태로 된다. 이 사이에 오탁물질의 분해가 일어나고, 오수중에 함유되는 염소이온이 유리산소와 결합하고, 이것이 산화제로 되서 차이프련(72)의 표면과 반응한다. 이결과, 수산화알루미늄 및 수산화철이 생성되고, 이들이 오수증에 공급된다.

또, 음극인 제2전극판(88b)의 표면에서는 수소가스, 양극인 제1전극판(88a)및 제3전극판(88c)의 표면에서는 산소가스가 발생하고, 예컨대 직경이 10~30㎛인 기포로 되어서 상승한다. 이 기포의 상승속도는 대략 1.5~4cm/sec이고, 이상승기포에 의해 전해실내에는 대류가 생기고, 이것에 의해 오탁물질의 플록화가 조장됨과 동시에, 상승기포가 이 플록을 흡착하고, 처리조(2a)의 상층부로 부상시킨다.

전해실내의 파이프편(72)의 수산화피막은 건조상태에서는 전기적 절연성을 가지고 있다. 그러나 수중에 있어서는, 인접하는 파이프편(72)끼리는 수산화 피막의 개재에 의해 서로 떨어져 있으나, 이 피막은 다공성이기 때문에 이들 파이프편(72)은 피막에 침투한 물을 통해서, 물의 전기저항에 상당하는 저항치에서 서로 전기적으로 통하고 있다.

따라서, 각 전극판에 통전되면, 각 전해실에 충전된 파이프편(72)은, 상기 저항치에 따라서 대전하고, 전해실내에는 아래쪽에서 위쪽으로 향하여 변화하는 전위분포가 생긴다. 이것에 의해, 각 파이프편(72)에서는, 각각의 전위부분에 따른 이온농도로 금속이온이 용출한다. 각 전해실내에 공급된 오수는 상기 전위분포내를 통과하고, 이 사이에 오수중의 각종 오탁물질은 각각에 고유한 전위부분에서 전해반응을 일으키고, 분해되어서 석출한다. 석출한 각종 오탁물질은 각각 고유의 하전량을 가지고 있으나, 이 하전량에 따른 이온 농도를 가지는 금속이온이 그 표면에 흡착되고 이것에 의해 대부분의 오탁물질에 대하여 표면하전의 중화화가 일어나고, 그결과, 무수한 금속수산화물의 입자가 생성된다.

상기 금속수산화물의 입자는 서로의 충돌에 의해 용이하게 결합하여 플록화가 차츰 진행한다. 또한 이들의 플록은 음극판측에서 발생하는 수소가스 및 음극판측에서 발생하는 산소가스를 흡착해서 외관의 비중이 작아지고, 처리조상부에 부상하는 것이다.

또, 전해실내의 다수의 파이프편(72)은 각각 일정치 않게 자리잡고 있으나, 각 파이프편 사이에는 서로 연통하는 무수한 간극이 생김과 동시에, 각 파이프편은 중앙공(73)및 주벽에 6개의 관통공(74)를 가지고 있기 때문에, 상기 플록은 이들의 간극과 구멍을 무리없이 통과하고, 처리층 상부로 부상한다. 따라서, 이들의 플록이 파이프편 사이에 퇴적하는 일이 없다. 이어서, 하류처리조(2b)에 있어서는 오수는 제1 내지 제3이 전극판(89a)(89b)(89c)을 통과할 때에, 환원,산화,환원의 작용을 순차적으로 받고, 상류처리조(2)에서 제2유입실(22)로 유입할 때에는 산성상태이었던 액은 하류처리조(2)의 제3전극판(89c)을 통과 했을때에는 중화된 상태로 되돌아온다.

이 사이에, 하류처리조(2b)에는 상류처리조(2a)와는 다른 종류의 오탁물질의 분해가 일어나고, 이들이 플록으로 되어서 하류처리조(2b)의 상층부로 부상한다. 오탁물질이 분해, 응집되고, 플록화하여 부상하는 과정은, 상류처리조(2a)에 있어서의 경우와 같다. 또, 상류처리조(2a)로 공급된 오수가 산성 또는 알칼리성에 편중하고 있는 경우에 있어서는, 오수는 상류처리조(2a) 및 하류처리조(2a) 내의 각 전극판을 순차적으로 통과함으로써 서서히 중화상태로 가까워지고, 하류처리조(2a)를 나온 시점에서는 PH는 대략 7로 맞추어진다.

이결과, 상류저리조(2a)에서는 산화작용을 주체로 하는 1차 처리가 시행되고, 하류처리조(2b)에서는 환원작용을 주제로 한 2차 처리가 시행되고, 이들 2단계의 처리에 의해 각각 고유의 오탁물질의 분해, 제거가 행하여진다. 그 위에, 각 전해실에 투입되어 있는 알루미늄합금제의 파이프편(72)은 이온화 경향이 크고, 철합금제의 파이프편(72)은 이온화경향이 작기 때문에, 양 전극판 사이의 전위의 경사(gradient)는 전해실내에서 한결같지 않고, 위치에 따라서 일정치 않게 변화하고, 이것에 의해 각종 오탁물질에 대한 반응이 각각 고유의 전위경사부분에서 일어나게 된다. 이결과, 제15도에 도시한 종래의 장치에 비하여 또한 다종류의 오탁물질의 제거가 가능하게 되는 것이다. 상류처리조(2)및 하류처리조(2)의 상층부에 부상한 스컴은, 스컴베제장치(5)의 소출판(56)의 이동에 의해 외조(1)의 상단부에 설치된 경사판(15)으로 향하여 긁어모아지고, 또한 경사판(15)상에서 스컴모음실(13)로 긁어내어지고 배출구(14)를 거쳐 외부로 배출된다. 발명자는 상기 수처리장치를 사용하여 제14도에 도시한 바와 같이 오수정화시스템을 구성하고 시뇨 2차 처리수, 식당폐수, 식품가공장폐수,제면장폐수 및 하수도 폐수의 각각에 대하여, 본 발명에 관한 수처리장치의 효과를 확인하는 실험을 행하였다. 오수정화시스템의 처리용량은 2톤/시간이다.

원수조(9)내의 오수는 핌프(91)에 의해 수처리장치(95)로 공급한다. 또 이 오수에는, 약액용기(93)에서 약품주입 펌프(94)에 의해 적당한 첨가제를 주입한다. 수처리장치(95)에 의해 처리된 정화수는, 또한 주지의 부상조(96)로 보내고, 정화수정의 잔류스컴을 완전하게 제거하는 것이다. 실험에 의해 얻어진 결과의 일부를 하기 제1표 내지 제5표에 표시한다. 여기서 N-Hex는 노르말렉산, T-N은 전진소, T-P는 전인을 표시한다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

각종외수에 있어서, COD, BOD, SS 기타의 함유성분에 대하여 100%에 가까운 제거율이 달성되고 있다. 또, 탈취, 탈색, 살균등의 효과도 얻어지고 있는 것을 알 수가 있다. 제15도에 도시한 종래장치에 있어서는 처리효율이 낮을 뿐만 아니라, 구상 충전재(107)의 사이에 플록이 퇴적하기 쉽고, 이것에 의해 연속 운전이 불가능하게 되는 문제가 있다.

여기에 대하여 상기 수처리장치에 있어서는, 가용성 금속편이 복수의 관통공을 가지는 파이프편으로부터 구성되어 있어, 단위중량당의 실효표면적이 크고, 그위에 이들의 파이프편 사이 및 각 파이프편자체에는, 플록을 함유한 처리수가 통과하기 위한 충분한 간극이 형성되기 때문에, 고효율에서의 연속운전이 가능하다.

또 상술한 바와 같이 각 전극판에 인가해야할 전압은 낮고, 전극간을 흐르는 전류도 예컨대 3A정도이고, 소비전력이 극히 적다. 그위에, 종래의 장치에 비하여 다종류의 오수를 효율좋게 정화할 수 있기 때문에 가정용의 수처리장치로서도 극히 유효하다. 본 발명에 관한 오수처리장치는 극히 고성능이기 때문에 이것을 오탁물질을 다량으로 함유한 원수에 직접 사용하면, 오탁물질의 플록이 전극판의 사이에 다량으로 발생하여 충만하고 수류를 방해한다. 따라서, 본 발명의 처리장치의 사용에 있어서는, 원수를 우선 공지의 수처리장치를 통하여 1차, 2차처리를 끝내고, 어느 정도의 오탁물질을 제거한 것을 원수로하고, 최종적으로 수중에 잔존하는 오탁물질을 완전 제거하고, 물을 탈취, 탈색하여 청정하게 하는 3차 처리에 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 장치는, 공업용수에서 음료수를 정제하는 수처리장치등에 가장 적합하다.

[발명을 실시하기 위한 다른 형태]

제5~제7도는, 본 발명에 관한 오수처리장치의 제2의 실시예를 도시하고 있다. 외조(1)는 FRP등의 절연자재에 의해 형성되고, 격벽(11)에 의해 내부를 복수의 처리조(2)로 분할 하고 있다.

외조(1)의 상부에, 각 처리조(2)에 인접하여 스컴모음실(13)이 형성되고, 그 저부에 스컴배출구(14)가 개설되어 있다.

처리조(2)는 하부에 구비한 저판(21)에 의해 상하로 구획하고, 유입실(22)과 처리실(23)을 형성하고 있다. 저판(21)에는 설치공(24)을 개설하여, 전극유니트(6)을 설치하고, 유입실(22)의 물은 전극유니트(6)중을 상승하여 처리된 후, 처리실(23)로 유입한다. 제1단의 처리조(2a)에는 원수 송입부(3)가 상류측에 배설되어서, 연결관(31)이, 원수송입부(3)와 처리조의 유입실(22)에 개구한 유입구를 연통하고 있다.

최종단의 처리조(2b)에는 처리수 방출부(4)가 배설되고, 처리실의 측벽에 개설한 유출공(41)을 통하여 방출부(4)에 연통하고 있다.

각 처리조의 처리실(23)에 개구하고 있는 유출공과 하류측의 인접 처리조의 유입실(22)에 개구하고 있는 유입구와는 연결관(25)에 의해 연통하고, 처리실(23)을 채우는 물은 연결관(25)을 통하여 하류측의 유입실(22)로 보내지고, 각 단의 처리조(2)를 순차 지나서 반복처리 된다. 원수송입부(3)는 2매의 간막이판(32)(33)에 의해 3실로 나누어지고, 원수는 원수조(9)에서 펌프(91)에 의해 제2실(34)로 공급딘다.

제2실과 제3실(35)과의 간막이판(32)에는 3각둑 (36)이 형성되어 있고, 원수는 제2실(34)에는 제3실(35)로 흐르고, 상기 연결관(31)에 의해 처리조(2a)로 보내야한 수량이 계측된다. 또, 제2실(34)과 제1실(37)의 간막이판(33)에는 조절판(38)이 상하로 슬라이드 가능하게 배설디고, 간막이판 및 이 조절판의 개구(39)를 넘어서 제 1실(37)로 유입하고 원수조(9)로 되돌아오는 원수의 양을 조절함으로써 3각둑 (36)을 넘는 수량을 결정해서 외조(1)의 수위를 결정하는 것이다. 제3실(35)에는 약품주위노즐(92)이 배설되고, 원수의 오탁물질의 응집을 촉진되는 적당한 약액 예컨대 황산알루미늄,염화나트륨,수산화칼슘등을 약액용기(93)에서 약품주입펌프(94)에 의해 한방울씩 트입하고, 5~20ppm의 농도로 한다. 처리수 유출부(4)는, 슬라이드판(42)을 구비한 간막이판(43)에 의해 2실로 구획되고, 최종단의 처리조(2b)의 유출공(41)에서의 처리수는, 제1실 (44)을 지나 슬라이드판(42)의 창공(45)을 넘어서 제2실(46)로 흐로고, 방출되는 것이다.

외조(1)의 상부에는, 모우터(51)에 의해 구동되는 스컴배제장치(5)가 배설되어있다. 이 장치는 제6도,제7도 및 제13도에서 도시한 바와 같이, 각 처리조(2)의 위쪽을 지나서 2개의 회전축(52)(52)을 병설하고, 평행하는 축상의 스프로켓(53)(53)사이에 팽팽하게 설치한 2조의 순환 체인(54)(54)에 복수의 설치로드(55)를 멈추게하고, 각 설치로드(55)에 처리조와 대응하는 위치에 가요성의 소출판(56)을 고정한 것이다. 각 처리조의 유입실(22)에는 제5도 및 제7도에 도시한 바와 같이 오존 수주입관(27)이 배설되고, 선단이 전극유니트(6)의 아래쪽으로 개구되어 있다.

오존수 주입관(27)은 펌프(28)를 통하여 오존수 발생기(29)에 접속하고 있고, 오존을 함유한 물을 전극유니트(6)의 송입구(65)에 방출하고 처리해야할 물과 혼합하여 전극판을 통과시켜 전극판으로의 수산화물등, 반응생성물의 부착을 방해하고, 박리르 촉진하는 것이다. 주입하는 오존수량은 처리해야할 원수의 양이 6톤/시간일때, 오존수 농도가 100ι당 230㎎의 것을 100ι/시간의 비율로 한다.

전극유니트(6)는 각종구성의 것이 실시되고 ,그 일예로서, 제8도에 도시한 바와 같이 염화비닐 FRP등의 절연자제에 의해 만들어진 통상의 케이스(61)의 내부에 복수매의 부전극판(8)과 정전극판(81)을 번갈아배치하고 있고, 각 전극판(8)(81)에는 다수의 관통공(82)을 개설하여 처리해야할 물의 유통을 가능하게 한것이 사용된다. 케이스(61)는 상하를 개구하여 물의 송입구(62), 송출구(63)를 형성하고, 하부에는 최하단의 전극판보다 낮은 위치에, 하면에 패킹(64)을 구비한 외향플랜지(65)를 돌출설치하고 있다. 따라서 전극유니트(6)를 처리조(2)의 저판(21)상에 두었을때, 케이스(61)하부가 저판에 개설되어 있는 설치공(34)에 끼워지고, 플랜지(65)가개구 가장자리에 놓여, 설치공(24)을 막음과 동시에 붙이고 떼기가 가능한 설치가 행하여진다.

각 전극판(8)(81)은 제9도에 도시한 바와 같이 1변이 13㎝인 정방형이고, 개설하는 관통공(82)의 수, 배치, 직경은 임의이지만,일례로서 직경 10mm의 구멍을 세로, 가로 5열로 개설하는 것이 사용된다.

전극판(8)(81)은, 케이스 내면에 접착된 스테이(66)에 의해 상하면이 멈추어지고, 스테이의 접착과 전극판의 설치를 번갈아 행하여 조립된다. 케이스 측면에서 각 전극판에 향하여 나사(84)를 나사넣기하여, 나사는 정전극판(81)에 나사넣기한 것과, 부전극판(8)에나사넣기한 것이 각각 그룹으로 나누어서 전기적으로 접속되고, 외부에서 끌어들어가 있는 전선(7)으로 정, 부로 나누어서 접속된다. 케이스측면에 돌출하는 나사(84)및 접속선(85)상을 액밀(lipuid-tight)한 절연 케이싱(86)에 의해 덮고 절연한다.

통전선(7)의 선단은 제 7도에 도시한 바와같이 처리조(2)의 정면벽에서 경사상향으로 돌출 설치한 인출관(12)을 통하여 외부로 인출되고 외조(1)에 구비된 단자판(71)에 멈추어지고 전극 유니트(6)의 각 전극판에 통전하다.

부전극판(8)은 제10도에 도시한 바와 같이 두께 10mm의 알루미늄판(87)의 상하면에 두께 1mm의 티타늄판(83)을 대고 덮어서, 플라스틱나사(84)을 양판(83)(87)에 관통하여 일체로 멈추게 한것이다. 알루미늄판(87)의 금속성분은 알루미늄 또는, 예컨대 Fe : 5.0%, Mg : 4.5%, Ni : 1.0%, Cr : 0.25%, Zn : 0.25%, Cu : 0.2%, 나머지 Al의 알루미늄합금이다. 또, 알루미늄판은, 철 또는 예컨대 Ni : 1.6%, Mn : 0.9%, Cr : 0.6%, C : 0.35%, Si : 0.35%, Mo : 0.3%, P : 0.01%, 나머지 Fe의 철합금, 기타의 가용성금속과 치환할 수있다.

정전극판(18)은 그래파이트등의 카아본의 판체가 사용된다.

제11도는 처리조(2)에 전극유니트(6)를 설치하는 다른 구성예이고, 처리조(2)는 유입실을 구비치않고, 격벽(11)의 하단에 유입공(26)을 개설하고 있다. 전극유니트(6)는 케이스(61)의 하단을 저벽(67)으로 막음과 동시에 송입구(62)를 케이스측벽에 개설하고, 저벽(67)상에 유입실(68)을 형성한 것이다. 전극유니트(6)를 처리조(2)의 바닥에 가라앉하면, 유입공(26)고 송입구(62)는 일치하고 구멍가장자리에 형성되어 있는 걸어맞춤면과 걸어맞춤받이면과의 끼워맞춤에의해 전극유니트의 위치결정이 되는 것이다. 상기 수처리장치는 제1도에 도시한 상기 수처리장치와 같게 1차, 2차처리가 끝난 원수를 다시 정화하는 것을 목적으로 하여 사용하는 것이지만, 제 1도의 장칭 비하여 처리성능을 약간 낮게 억제하고, 이것에 의해 비교적 높은 농도의 오수의 처리를 가능하게 하는 것이다 .따라서 염색공장의 폐수를 탈색처리하는 장치등에 가장 적합하다.

제5도는 각 처리조에 제8도의 전극 유니트를 설치한 예를 도시하고 있으나, 이것은 원수가 이미 2차처리되어 있는 경우이다. 원수가 미처리된 경우에는, 제12도에 도시한 전극유니트(6a)를 제1단으로 사용하고, 제8도의 전극유니트(6)는 제2단으로 사용하는 것이 바람직하다. 제12도의 전극유니트(6a), 케이스(61)중에, 전극판(8a)(81a)를 수직으로 세워서, 극성을 번갈아 틀리게 해서, 나열한것이다. 원수는 전극판의 평면에 따라서 상승하고, 1회의 전기작용을 공급하고, 제8도의 전극유니트(6)에 의해 고성능의 처리가 시행된다. 오수는 전극유니트(6)을 통과함으로써 각 전극판을 통과할 때 전기적으로 크게 흔들려 산화, 환원의 작용을 번갈아 받는다.

이 사이에 오탁물질의 분해가 일어나고, 오수중에 함유되는 염소이온이 유리산소와 결합하고, 이것이 산화제로 되서 부전극판과 반응한다. 이결과, 수산화알루미늄 및 수산화철이 생성되고, 이들이 오수중에 석출된다.

또, 부전극판(8)의 표면에서 수소가스, 정전극판(81)의 표면에서는 산소가스가 발생하고, 예컨대 직경이 10~30㎛의 기포로 되서 상승한다. 이 기포의 상승속도는 대략 1.5~4.5cm/sec이고, 이 상승기포에 의해 전극판이 사이 및 처리실(23)내에는 대류가 생기고, 이것에 의해 오탁물질의 플록화가 조장됨과 동시에, 상승 기포가 이 플록을 흡착하고, 처리실(23)의 상층부로 부상시킨다. 또, 제1단처리조(2a)로 공급된 오수가 산성 혹은 알칼리성에 편재되어 있는 경우에 있어서도, 오수는 전극유니트중의 각 전극판을 순차적으로 통과함으로써 서서히 중화 상태로 가까워져서, 전극유니트(6)을 나온 시점에서는 PH는 대략 7에 맞추어져 있다.

부전극판(8)에서는 환원작용을 주체로 하는 처리가 시행되고, 정전극판(81)에서는 산화작용을 주체로 한처리가 시행되고, 이들2단계의 처리를 복수회 반복함으로써, 각각에 고유의 오탁물질의 분해, 제거가 행하여진다.

발명자는 상기 수처리장치를 사용하여, 제1실시예에서 설명한 제14도에 도시한 바와 같이 오수정화시스템을 구성하였다. 수처리장치 혹은 원수의 공급경로중에 필요에 따라서 오존수 발생기(29)에서의 오존수를 펌프(28)에 의해 주입한다.

제15도에 도시한 종래장치에 있어서는, 부극판(102)이 산화되어서 표면이 절연성의 수산화물에 의해 덮여지고, 장치의 처리성능을 저하하고, 장기간의 연속운전에 지장이 있었다. 이 문제를 감안하여 본 발명자는 원수에 오존수를 혼합하여 두고 전기 화학처리에 있어서, 전극판에 오존수를 접촉시킴으로써, 부전극판에는 수산화물,반응생성물의 부착이 적은 발견하고, 이 원리를 상기 수처리장치에 응용한 것이다. 오존수는 부전극판이 부착물을 분해하고 박리하기때문에, 부전극판은 종래와 같이 절연성의 생성물에 덮여있는 일은 없고, 전해작용을 지속할 수가 있고, 수처리 장치의 장기 연속운전을 가능하게 한다. 2차 처리된 각종 원수에 대하여 제5도의 구조를 가지는 수처리장치의 실험기를 사용하여 처리를 행하였다. 그결과를 이하에 표시한다.

전극유니트의 종류: 제2단 처리조는 제8도의 것, 기타의 단은 제12도의 것 전압, 전류 : 200 , 1암페어

유량 : 매시 200ι

실험 1

원소 : 제면의 수세배수

실험 2

원소 : 축산뇨분배수

실험 3

원수 : 유업배수(활성탄 처리함)

실험 4

원수 : 공업용수(원수)

각종 오수에 있어서, 극히 높은 제거율이 달성되어 있는 것이

명백하다.

본 발명의 각부 구성은 상기 실시예에 한하지 않고, 특허청구의 범위에 기재의 기술적 범위내에서 여러가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 제1도의 각 전극판에 인가되어야할 전압의 극성은 정극, 부극이 반대라고 좋다. 또, 각 처리조에 배설되어야 할 전극판은 3단에 한정되지 않고 5혹은 그 이상의 흡수이어도 좋고, 또한 병설해야할 처리조는 2열에 한정되지 않고 4열 혹은 그 이상의 짝수열이라도 좋다.

각 전해실내에 충전하는 금속편으로서는, 상기 파이프편에 한정되지 않고, 예컨대 테트라포드상의 것이라도 좋다. 또, 제2도 혹은 제6도에 도시한 스컴모음실(13)에서의 배출액에는, 처리수에 투입한 첨가제가 미량이긴 하지만 함유되어 있어, 이 배출액에서 스컴을 분리한 후, 이것을 다시 연결관에서부터 장치내로 공급해서, 첨가제가 유효이용을 도모하는 것이 가능하다.

또한, 제8도의 케이스중에 배설해야할 전극판(8)(81)의 수를 증가하고, 각 처리조(2)중에 설치하는 적극유니트의 수를 2기 또는 그 이상으로 하고, 외조(1)내에 형성하는 처리조 (2)의 수를 증가시킴으로써, 제거성능을 한층 향상할 수 있다.

Claims (6)

1. 내면을 절연한 복수의 처리조(2)를 직렬로 접속하고, 최상류의 처리조에 원수의 유입구, 최하류의 처리조에 정화수의 유출구를 설치하고, 각 처리조(2)의 저부에는 전극유니트(6)를 각각 배설하고, 각 전극유니트(6)는, 절연자재로 형성되고, 하부 및 사부에 각각 물의 송입구(62) 및 송출구(63)를 개구한 케이스(61)의 내부에, 표면에 다수이 관통공(82)을 개설한 복수의 전극판을 상하방향으로 간격을 두고 배설하여 구성하고, 각 전극판은 이웃하는 전극판끼리가 다른 극으로 되고, 또한, 상류측의 처리조의 최상단의 전극판과 인접하는 하류측의 처리조의 최하단의 전극판이 다른 극으로 되도록통전되고, 전극판 사이에 형성된 각 전해실에는 표면에 다수의 가용성 금속편을 충천하고, 금속편 사이에는 처리수가 통과 가능한 다수의 틈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
2. 제1항에 있어서, 처리조(2)는 짝수로 직렬접속되고, 각 처리조(21)의 전극유니트(6)에 홀수장의 전극판이 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
3. 제1항에 있어서,가용성 금속편은 주위면에 복수이 관통공(74)을 개설한 파이프편(72)인 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
4. 제3항에 있어서,각 전해실에는 다수의 알루미늄 합금제 파이프편과 소수의 철합금제 파이프편이 혼합하여 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
5. 내면을 절연한 복수의 처리조(2)를 직렬로 접속하고, 최상류의 처리조에 원수의 유입구, 최하류의 처리조에 정화수의 유출구를 설치하고, 각 처리조(2)의 저부에는 전극 유니트(6)를 각각 배설하고, 각 전극유니트(6)는, 절연자재로 형성되고, 하부 및 상부에 각각 물의 송입구(62)및 송출구(63)를 개구한 케이스의 내부에, 표면에다수의 관통공(82)을 개설한 복수의 전극판을 상하 방향으로 간격을 두고 배설하여 구성하고, 각 전극판은 이웃하는 전극판끼리가 다른 극으로되고, 또한 상류측의 처리조의 최상단의 전극판과 인접하는 하류측의 처리조의 최하단 전극판이 다른 극으로 되고, 부극으로 되는 전극판은 다수의 관통공을 개설한 편평한 가용성 금속판과, 이 가용성 금속판의 앞뒤 양면에 접합된 가용성 금속판의 관통공과 연통하는 다수의 관통공을 개설한 1쌍의 티타늄판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수 처리장치.
6. 제5항에 있어서, 가용성 금속판은 알루미늄판 또는 철판인 것을 특징으로 하는 수처리장치.

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