KR200314427Y1 - 고효율 전기응집 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고효율 전기응집 폐수처리장치에 관한 것으로, 오수가 유입되는 과정중에 자연스럽게 전기응집 처리가 이루어질 수 있으며, 그 효율이 극대화되게 오수 접촉면적이 확대되도록 다겹의 원형 판형상의 전극이 구비되고, 각 전극판으로 용이하게 전압이 유기될 수 있게 된 고효율 전기응집 폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 원통 형상으로 이루어지며, 그 하단부에 오폐수가 유입되는 유입구가 형성되고, 그 상단부 외주연 소정부에 처리된 정화수가 배출되도록 배출 파이프가 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 상기 유입구와 연통되게 형성되며, 그 외주연에 다수의 제 1 유출공이 형성된 내부 파이프와; 상기 내부 파이프의 외주연에, 그 내부 파이프의 길이방향과 수직되게 부착된 다수의 양극판과; 상기 하우징의 내부에 하우징의 내측벽과 일정 거리 이격되게 구성되며, 내부 파이프를 그 내부에 위치시키고, 그 외주연에 다수의 제 2 유출공이 형성된 외부 파이프와; 상기 외부 파이프의 내주연에, 외부 파이프의 길이 방향과 수직되게 부착된 다수의 음극판으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안을 적용하면, 투입 전력에 비해 고효율의 산화/환원 반응을 발생시킬 수 있도록 각 극판간의 거리를 미세하게 설치하고, 오폐수의 이동시 용이하게 오폐수의 처리가 이루어질 수 있도록 다수의 격벽을 통한 처리영역이 구성됨으로써 폐수처리 효율을 증대시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

고효율 전기응집 폐수처리장치{HIGH EFFICIENCY ELECTRICAL COHESION A WASTE WATER DISPOSAL PLANT}

본 고안은 고효율 전기응집 폐수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 오수가 유입되는 과정중에 자연스럽게 전기응집 처리가 이루어질 수 있으며, 그 효율이 극대화되게 오수 접촉면적이 확대되도록 다겹의 원형 판형상의 전극이 구비되고, 각 전극판으로 용이하게 전압이 유기될 수 있게 된 고효율 전기응집 폐수처리장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 기존의 무기응집제를 이용한 폐수의 화학처리과정은 주로 탁도제거를 위해 사용하며 현재는 알루미늄계와 철염계의 무기응집제와 고분자 응집제 등의 응집침전방법이 진행되고 있다. 예를들면, 종래의 관련기술은 산, 알카리약제 등으로 중화공정을 거치고 알럼(Alum)이나 가성소다 및 소석회, 염화제이철, 황산제이철, 포리황산제이철 등의 제이철염을 주제로 한 것과 액체 유산반토, PAC, PAS 등의 알루미늄을 주제로 한 것 등의 다양한 종류의 각종 유기 및 무기응집제를 사용하여 인위적으로 뜬찌기(Scum)를 형성시켜 폐수 중의 BOD, COD 및 색도 원인물질과 기타 중금속물질 등을 제거한다.

그런데, 이 경우에 통상으로 기존의 응집침전조의 규모는 오폐수에 유입되는 부유물질을 제거하기 위해 유입수량의 6시간분량 정도이상이 되어야 하기 때문에 장치의 구조가 대형화하여야 한다.

또한, 장치의 구성단위공정 역시 원수조와 약품혼화조 그리고 응집침전조로 복잡하게 구성되어야 한다.

그러므로, 기존의 무기응집제에 의한 처리방법은 응집제의 투입량 조절이 오염물질의 제거효율과 관계되며 응집제 투입량이 과다한 경우가 대부분이며 이로 인한 슬러지 발생량이 많다.

더욱이 기존의 응집침전방법은 자연침강속도에 의한 침전법이기 때문에 응집물의 침전속도가 느리고 처리면적이 커져야하고 반응시간이 길어 초기투자비가 매우 크다.

한편, 전극을 이용한 전기화학적 수처리 시스템은 미국의 경우, 철과 알루미늄을 전극재료로 하여 폐수를 처리하는 공정이 연구되었다. 이 경우 알루미늄 전극을 사용한 전해응집은 수산화알루미늄 플록(floc)을 형성시킴으로써 폐수의 색도 제거율을 높히고, 슬러지 발생량을 줄이면서 반응시간 및 설치면적을 줄이기 때문에 대량의 폐수를 저렴한 가격으로 처리할 수 있는 방법이다.

전기응집은 전기분해에 의한 직접적인 이온을 발생시키기 위해 양극에는 알루미늄, 철 등의 용해성 전극을 이용하고 연속적으로 양극주변에 금속 양이온을 공급하여 화학반응을 일어나게 한다. 생성된 금속양이온은 전기장의 힘과 농도구배에의해서 대류(convection), 확산(diffusion)되며 콜로이드와 같은 입자들과 전기적으로 결합하여 중성화되기 때문에 부유물 및 용존유·무기물이 응집·침전되는 절차를 가진다. (Cenkin, V.E. and Belevttsev, A.N.,'Electrochemicaltreatment of industrial wastewater', Effluent and water treatment J., July, 243-247 (1985))

그러나, 상기한 전기응집에 의한 침전방법은 양극판의 주기적인 (+)와 (-)의 교체에 따라 전리된 알루미늄이온과 폐수내 유기물과의 응집침전을 효과적으로 유도하는 과정에서 전극판 두께가 얇은 경우에 알루미늄의 전극판 교체(기존의 경우30일)가 빈번해질 수 있기 때문에 알루미늄을 사용하는 전극판의 수명을 연장하기 위한 기술개발과 관리노력이 수반되지 않으면 효과를 반감시킬 수 있다.

또한, 상기한 전기응집에 의한 침전방법은 오수에 고활성 이온 및 오존 등을 주입하여 오수에 포함된 오염물질을 분해함으로써 오수가 정화될 수 있도록 하는 방법인 바, 그 구성은 어느 한쪽에 고전압을 인가시키기 위한 마이너스 전극과; 다른 한쪽에 접지시킨 플러스 전극으로 이루어져 마이너스 전극에 고전압을 인가시켜 두 전극사이에서 방전이 일어나면서 전기장을 형성하여 마이너스 전극내에서 자유전자가 방출되도록 하는 것이다. 이 마이너스 전자는 두 전극 사이에 존재하는 공기를 활성화시켜 이온물질, 오존, 산소음이온을 생성하여 폐수를 처리하게 된다.

하지만, 상기한 전기응집을 이용한 폐수처리장치는 두 전극이 판형상으로 이루어진 경우가 대부분이며, 마이너스 전극에 고전압을 인가해야 되므로 방전을 위한 전력소비가 매우 많다는 단점이 있으며, 편평한 판 형상의 마이너스 전극에 인가되는 단위면적 당 전력 소비량에 비하여 이온 발생량은 매우 적어 비효율적이라는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은 도 1과 도 2와 같은 고효율 폐수처리장치를 출원한 바 있다. 상기한 고효율 폐수처리장치(2)는 양극과 음극체를 다수의 봉형태로 제작하여 전체 전극의 면적을 극대화시키고 양극을 보호하면서 음극에 인가되는 전력 소비량에 비해 이온 발생량을 증가시키기 위해 두 전극간격을 미세망 형태로 축소시킨 것이다.

보다 상세하게, 고효율 폐수처리장치(2)는 원통 형상으로 이루어지며, 그 내부에 다수의 양극봉과 음극봉이 내설되어 유입되는 폐수를 정화시킬 수 있도록 폐수 처리장치의 외형을 구성하고, 그 하단부가 테이퍼진 경사면이 형성된 하우징(4)과; 그 하우징(4)의 하단부에 연장되어 폐수를 유입시키는 유입구(6)와; 그 하우징(4)의 상단 외측면 소정부에 용접되어 정화된 정화수를 배출시키는 배출파이프(8)가 제공된다.

또한, 고효율 폐수처리장치(2)는 하우징(4)의 상단 외주연에 다수개의 유출공(18)이 형성되어 있으며, 그 유출공(18)의 둘레에 유출공(18)을 통해 배출된 정화수를 포집하기 위한 띠형태의 포집파이프(7)가 하우징(4)에 용접되어 있으며, 그 포집 파이프(7)의 외주연 소정부에 단일이나 복수개의 배출 파이프(8)가 결합되어 있다.

또한, 상기 하우징(4)의 내부 상단에는 다수개의 봉상단 지지파이프(10)가 구비되며, 하단에도 다수개의 봉하단 지지파이프(12)가 구비되어 하우징(4)의 길이방향과 동일하게 상기 하우징(4)의 내부에 내설된 다수의 음극봉(14)과 양극봉(16)을 내부 상하단에 고정시키게 된다.

이때, 상기 음극봉(14)은 양극봉(16)보다 외부 단면적이 작게 구성하고, 음극봉(14)과 양극봉(16)간의 거리(도 4 참조: A)는 축소시킴으로써 양극봉(16)의 부식을 방지하도록 하며, 거리 축소로 인해 소모되는 전류량이 감소될 수 있도록 하여 전체 소모전력을 효율적으로 감소시키도록 한다.

또한, 상기 하우징(4)내에 다수의 음극봉(14)과 양극봉(16)을 이용하여 로드네트(Rod Net)를 형성함으로써 전기장이 입체적으로 발생될 수 있도록 하고 각 극봉에 전기장이 집중되도록 함으로써 투입전력 대비 산화 및 환원량을 극대화시킬 수 있도록 한다. 특히, 본 고안에서는 단일의 양극봉(16)을 중심으로 4 방향에 음극봉(14)을 배치하는 구조를 택함으로써 입체적인 전기장의 발생이 이루어질 수 있도록 한다.

그러나, 상기한 고효율 폐수처리장치(2)는 수직되게 전극봉이 형성됨으로 인해 오수가 유입되면서 처리되는 오수 체류시간이 매우 짧아지므로 처리효율이 감소되게 된다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 오수가 유입되는 과정중에 자연스럽게 전기응집 처리가 이루어질 수 있으며, 그 효율이 극대화되게 오수 접촉면적이 확대되도록 다겹의 원형 판형상의 전극이 구비되고, 각 전극판으로 용이하게 전압이 유기될 수 있게 된 고효율 전기응집 폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 폐수처리장치를 도시한 사시도,

도 2는 종래의 폐수처리장치를 도시한 측단면도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치의 외형을 도시한 사시도,

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치의 구성을 도시한 측단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20:폐수처리장치, 26:내부파이프,

28:제 1 유출공, 30:양극판,

34:걸름망, 36:외부파이프,

38:음극판, 40:제 2 유출공,

46:절연판.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면 원통 형상으로 이루어지며, 그 하단부에 오폐수가 유입되는 유입구가 형성되고, 그 상단부 외주연 소정부에 처리된 정화수가 배출되도록 배출 파이프가 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 상기 유입구와 연통되게 형성되며, 그 외주연에 다수의 제 1 유출공이 형성된 내부 파이프와; 상기 내부 파이프의 외주연에, 그 내부 파이프의 길이방향과 수직되게 부착된 다수의 양극판과; 상기 하우징의 내부에 하우징의 내측벽과 일정 거리 이격되게 구성되며, 내부 파이프를 그 내부에 위치시키고, 그 외주연에 다수의 제 2 유출공이 형성된 외부 파이프와; 상기 외부 파이프의 내주연에, 외부 파이프의 길이 방향과 수직되게 부착된 다수의 음극판으로 구성된 것을 특징으로 하는 고효율 전기응집 폐수처리장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 음극판의 종단과 내부 파이프의 외측벽 사이에는 절연판이 부착되어 전기적으로 비접촉 되게 된 것을 특징으로 하는 고효율 전기응집 폐수처리장치가 제공된다.

보다 바람직하게, 상기 내부 파이프의 상단부에는 걸름망(34)이 부착된 것을 특징으로 하는 고효율 전기응집 폐수처리장치가 제공된다.

이하, 본 고안에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치의 외형을 도시한 사시도이며, 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치의 구성을 도시한 측단면도이다.

이를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치(20)는 원통 형상으로 이루어지며, 그 내부에 다수의 양극판과 음극판이 내설됨으로써 유입되는 폐수를 정화시킬 수 있도록 폐수 처리장치의 외형을 구성하는 하우징(22)과; 그 하우징(22)의 하단부에 연장되어 폐수를 유입시키는 유입구(24)와; 그 하우징(22)의 상단 외측면 소정부에 용접되어 정화된 정화수를 배출시키는 배출파이프(8)가 제공된다.

먼저, 본 고안의 일실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치(20)의 하우징 내부에는 다수의 유출공이 형성된 내부 파이프(26) 및 외부 파이프(36)가 구성되는 바, 그 내부 파이프(26) 및 외부 파이프(36)에 의해 유입된 오폐수가 체류하면서 전기응집되는 제 1, 2, 3 오폐수 처리영역(32,44,42)이 구성된다.

보다 상세하게, 본 고안의 일실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치(20)의 하우징(22) 내부 하단에는 격벽이 형성되어져 있으며, 그 격벽의 중심 상부측으로 유입된 오폐수를 상측으로 상승시키는 내부 파이프(26)가 형성되는 바, 그 내부 파이프(26)의 외주면에는 다수의 제 1 유출공(28)이 형성되어져 있으므로 내부 파이프(26)를 따라 상측으로 이동되는 오폐수는 상기 제 1 유출공(28)을 통해 내부 파이프(26)의 외부로 방출된다. 이때, 유입되는 오폐수는 최초에 상기 내부 파이프(26)의 중앙부인 제 1 오폐수 처리영역(32)으로 유입된다.

또한, 상기 내부 파이프(26)의 외주연에는 박막 원형띠 형태의 양극판(30)이 일정거리 이격된 상태로 다수개 부착되어지는 바, 어느 하나의 제 1 유출공(28)의 상부와 하부에 각각 상기 양극판(30)이 용접되어져 부착되게 된다.

상기 내부 파이프(26)의 상단은 오폐수의 처리에 의해 발생된 슬러지를 걸러주기 위한 걸름망(34)이 구성되며, 내부 파이프(26)를 그 내부에 위치시키고, 그 외주연에 다수의 제 2 유출공(40)이 형성된 외부 파이프(36)가 구성된다.

상기 외부 파이프(36)는 그 내주연에 박막 원형띠 형태의 음극판(38)이 일정거리 이격된 상태로 다수개 부착되는 바, 그 음극판(38)은 상기 양극판(30)과 엇갈린 상태로 배치되며, 음극판(38)의 종단에는 절연판(46)이 부착됨으로써 상기 내부 파이프(26)와 전기적으로 접속되지 않게 구성된다. 상기 음극판(38)과 양극판(30)사이의 영역이 제 2 오폐수 처리영역(44)이다.

또한, 상기 외부 파이프(36)의 외측벽은 상기 하우징(22)의 내측벽과 일정거리 이격됨으로 인해 배출 통로(42)를 형성하고, 그 배출 통로(42)는 상기 배출 파이프(8)와 연통되게 구성된다. 배출 통로(42)가 제 3 오폐수 처리영역(42)이다.

한편, 상기 내부 파이프(26)의 소정부에는 양극 전압이 인가되므로 그 내부 파이프(26)의 외주연에 부착된 상기 양극판(30)에도 양극 전압이 전도되어 인가되며, 상기 외부 파이프(36)의 소정부에는 음극 전압이 인가됨으로써 그 외부 파이프(36)의 내주연에 부착된 상기 음극판(38)에 음극 전압이 인가되게 된다. 또한, 이때, 상기 양극판(30)은 상기 외부 파이프(36)와 접촉되지 않으며, 상기 음극판(38)은 상기 내부 파이프(26)의 외주연에 절연체(46)를 매개로 접촉되므로 통전이 이루어지지는 않는다.

전기 응집은 상기 양극판(30)과 음극판(38)의 사이에서 발생되는 바, 기본적으로 상기 내부 파이프(26)와 외부 파이프(36)에 반대되는 극전압이 인가되므로 내부 파이프(26)와 외부 파이프(36)의 사이에서 전기응집이 이루어지고, 그 내부 파이프(26)와 외부 파이프(36)에 각각 수직되게 부착된 양극판(30)과 음극판(38)의 사이는 작은 간격으로 이격되어져 있으므로 상대적으로 작은 전력을 인가하여도 그 양극판(30)과 음극판(38)의 사이에서 전기응집이 효과적으로 발생되게 된다.

또한, 상기 유입구(24)를 통해서 단위시간별로 일정량의 오폐수가 지속적으로 유입되게 되므로 전기응집을 통한 폐수처리가 이루어진 정화수는 오폐수의 유입에 의해 상기 제 1, 2 유출공(28, 40)을 통해 배출 통로(42)로 배출되며, 지속적으로 유입압력에 의해 상승함으로써 상기 배출 파이프(8)로 유출되게 된다.

한편, 본 고안의 실시예에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 고효율 전기응집 폐수처리장치는 투입 전력에 비해 고효율의 산화/환원 반응을 발생시킬 수 있도록 각 극판간의 거리를 미세하게 설치하고, 오폐수의 이동시 용이하게 오폐수의 처리가 이루어질 수 있도록 다수의 격벽을 통한 처리영역이 구성됨으로써 폐수처리 효율을 증대시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 원통 형상으로 이루어지며, 그 하단부에 오폐수가 유입되는 유입구가 형성되고, 그 상단부 외주연 소정부에 처리된 정화수가 배출되도록 배출 파이프가 형성된 하우징과;

   상기 하우징의 내부에 상기 유입구와 연통되게 형성되며, 그 외주연에 다수의 제 1 유출공이 형성된 내부 파이프와;

   상기 내부 파이프의 외주연에, 그 내부 파이프의 길이방향과 수직되게 부착된 다수의 양극판과;

   상기 하우징의 내부에 하우징의 내측벽과 일정 거리 이격되게 구성되며, 내부 파이프를 그 내부에 위치시키고, 그 외주연에 다수의 제 2 유출공이 형성된 외부 파이프와;

   상기 외부 파이프의 내주연에, 외부 파이프의 길이 방향과 수직되게 부착된 다수의 음극판으로 구성된 것을 특징으로 하는 고효율 전기응집 폐수처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 음극판의 종단과 내부 파이프의 외측벽 사이에는 절연판이 부착되어 전기적으로 비접촉 되게 된 것을 특징으로 하는 고효율 전기응집 폐수처리장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 파이프의 상단부에는 걸름망(34)이 부착된 것을 특징으로 하는 고효율 전기응집 폐수처리장치.