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KR101194819B1 - 극성 전환이 가능한 전극을 갖는 전기화학적 수처리장치 - Google Patents

극성 전환이 가능한 전극을 갖는 전기화학적 수처리장치 Download PDF

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KR101194819B1
KR101194819B1 KR1020090136066A KR20090136066A KR101194819B1 KR 101194819 B1 KR101194819 B1 KR 101194819B1 KR 1020090136066 A KR1020090136066 A KR 1020090136066A KR 20090136066 A KR20090136066 A KR 20090136066A KR 101194819 B1 KR101194819 B1 KR 101194819B1
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Abstract

본 발명에서는, 전기화학적 수처리장치에 부하변동에 대한 유연한 대응 능력을 부여하기 위하여, 다수의 전극 각각의 극성을 개별적으로 변경할 수 있는 개선된 전기화학적 수처리장치를 제공하고자 한다. 본 발명에서 제공하는 전기화학적 수처리장치는, 원수 유입구와 처리수 유출구를 구비하는 반응조; 상기 반응조 내에 설치된 다수의 전극; 상기 다수의 전극과 일대일로 전기적으로 연결되어 있는 다수의 극성 전환 스위치; 및 상기 다수의 극성 전환 스위치에 병렬로 전기적으로 연결되는 직류전원공급장치;를 포함하고, 상기 극성전환스위치 각각은 양극 입력단, 음극 입력단 및 출력단을 가지며, 상기 극성전환스위치의 양극 입력단은 상기 직류전원공급장치의 양극 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 극성전환스위치의 음극 입력단은 상기 직류전원공급장치의 음극 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 극성전환스위치의 출력단(303)은 해당 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 극성전환스위치 각각은 양극 위치, 음극 위치 및 중립 위치를 제공한다.
전기화학적 수처리장치

Description

극성 전환이 가능한 전극을 갖는 전기화학적 수처리장치 {Electrochemical water treatment apparatus having polarity-changeable electrodes}
본 발명은 질소(TN), 암모니아(NH3), 화학적산소요구량(COD)을 저감시키거나 살균을 목적으로 하는 전기화학적 산화방법에 기초하거나, 또는, 현탁물질(SS), 중금속, 유기물 등을 저감하기 위한 목적으로 사용되는 전기화학적 응집방법에 기초하는 전기화학적 수처리장치(Electrochemical water treatment apparatus)에 관한 것이다.
도 1은, 종래의 전기화학적 수처리장치의 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 있어서, 원수 유입구(미도시) 및 처리수 유출구(미도시)를 구비하는 반응조(10) 내에 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)이 설치되어 있다. 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 반응조(10) 내에서의 위치는 고정되어 있다. 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 직류전원공급장치(60)에 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)과 직류전원공급장치(60)의 전기적 연결 역시 고정되어 있다. 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 극성은 교번할 수 있다. 즉, 일부의 전극(21, 23, 25, 27)은 직류전원공급장 치(60)의 음극출력단자에 고정적으로 연결되어 있고, 다른 전극(22, 24, 26)은 직류전원공급장치(60)의 양극출력단자에 고정적으로 연결되어 있다. 물론, 도 1과 달리, 일부의 전극(21, 23, 25, 27)이 직류전원공급장치(60)의 양극출력단자에 고정적으로 연결되어 있을 수도 있고, 다른 전극(22, 24, 26)은 직류전원공급장치(60)의 음극출력단자에 고정적으로 연결되어 있을 수도 있다.
이와 같이, 종래의 전기화학적 수처리장치에 있어서는, 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)과 직류전원공급장치(60)의 전기적 연결이 고정되어 있어서, 직류전원공급장치(60)의 출력단자의 극성 반전을 통하여 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 극성을 일괄적으로 반전시키는 것은 가능하나, 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 극성을 개별적으로 변경하는 것은 불가능하다. 또한, 종래의 전기화학적 수처리장치에 있어서는, 다수의 전극(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 극성을 개별적으로 변경하는 것에 대한 어떠한 시도도 이루어진 바가 없다.
이러한 종래의 전기화학적 수처리장치에 있어서는, 유입되는 원수의 수질이 일정한 것을 전제로 하여(또는, 유입되는 원수의 수질의 예상되는 평균치를 전제로 하여), 전극의 크기, 전극의 간격, 반응조 내에서의 유입 원수의 체류시간(즉, 전기화학적 반응 시간), 직류전원공급장치의 정상출력 범위, 등이 결정되어 있다. 그러나, 어떠한 수처리 현장에서도 유입되는 원수의 수질이 항상 일정할 수는 없다. 더우기, 유입되는 원수의 수질이 급격히 변화하는 경우도 빈번히 발생한다.
전극의 전기적 연결이 고정되어 있는 종래의 전기화학적 수처리장치는 부하 변동에 유연하게 대응할 수 있는 능력이 취약하다. 그리하여, 종래의 전기화학적 수처리장치에 있어서는, 유입되는 원수의 수질이 설계치로부터 급격하게 변하는 때에는, 직류전원공급장치가 정상출력 범위를 벗어나서 작동되도록 하여야만 한다. 이는, 전기화학적 수처리 시스템의 안정성을 크게 해치게 된다. 그리고 원수의 수질에 맞도록 전류량 등의 운전조건을 지속적으로 관리해야만 하는 불편함이 있다. 또는, 이와 같은 불편함을 최소화하기 위하여 유입 원수의 수질과 상관없이, 항상 전력량이 과다하게 소모되도록 운전하는 것을 피할 수 없게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래의 전기화학적 수처리 장치에 있어서는 유입원수의 수질을 장치의 운전 범위에 맞게 조정하는 방법을 통상적으로 사용하여 왔으며 구체적으로는, 염소(Cl) 성분이 포함된 용액 등을 주입하여 전기전도도를 일정수준 이상으로 유지하거나 응집제 등의 수처리 약품을 추가로 주입하여 처리효율을 증가시켰다. 그러나 상기의 통상적인 방법들은 추가 약품을 주입함으로써 추가설비비 및 유지관리 비용을 증가시키고 최종 슬러지 발생량을 증가시키는 등 경제적이지 못할 뿐만 아니라 환경적으로도 바람직하지 못하다.
전극의 전기적 연결이 고정되어 있는 종래의 전기화학적 수처리장치장치에 있어서, 통상의 경우에는 전류를 고정하고 원수의 성상에 따라 전압이 변동되는 운전 방법을 채용하게 된다. 이러한 운전방법을 유지할 경우 공정의 변화 등으로 인하여 원수의 오염물질 함유량이 장기적으로 변동되거나 전기전도도 등의 수질이 현저하게 변동되어 운전되는 경우 다음과 같은 문제에 필연적으로 봉착하게 된다. 일례를 들면, 원수의 오염물질 함유량이 많아서 많은 양의 전류량을 공급해야 처리가 가능하며 자체의 전기전도도가 낮은 경우, 전극 간격이 고정되어 있으므로 전류량을 계속적으로 증가시킬 경우 필연적으로 높은 전압이 형성되어 직류전원공급장치에 과부하가 걸리게 함으로써 시스템을 정지시키거나, 열을 발생시켜 화재의 위험을 유발하게 된다. 또한 적정 전류량을 인가하지 못하게 되므로 처리효율이 저하되는 것은 자명하다.
본 발명에서는, 전기화학적 수처리장치에 부하변동에 대한 유연한 대응 능력을 부여하고, 부하변동 시에도 시스템의 안정성을 유지하며, 약품사용량과 슬러지 발생량을 최소화하기 위한다수의 전극 각각의 극성을 개별적으로 변경할 수 있는 개선된 전기화학적 수처리장치를 제공하고자 한다.
본 발명에서 제공하는 전기화학적 수처리장치는,
원수 유입구와 처리수 유출구를 구비하는 반응조; 상기 반응조 내에 설치된 다수의 전극; 상기 다수의 전극과 일대일로 전기적으로 연결되어 있는 다수의 극성 전환 스위치; 및 상기 다수의 극성 전환 스위치에 병렬로 전기적으로 연결되는 직류전원공급장치;를 포함하고,
상기 극성전환스위치 각각은 양극 입력단, 음극 입력단 및 출력단을 가지며, 상기 극성전환스위치의 양극 입력단은 상기 직류전원공급장치의 양극 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 극성전환스위치의 음극 입력단은 상기 직류전원공급장치의 음극 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 극성전환스위치의 출력단(303)은 해당 전극과 전기적으로 연결되며,
상기 극성전환스위치 각각은 양극 위치, 음극 위치 및 중립 위치를 제공한다.
본 발명의 전기화학적 수처리장치에 있어서는, 전극과 일대일로 전기적으로 연결되어 있는 극성 전환 스위치를 개별적으로 조작하므로써, 실시간으로 다수의 전극 각각의 극성을 개별적으로 변경시킬 수 있다. 그에 따라, 전기화학적 수처리장치에, 유입 원수의 부하변동에 대한 유연한 대응 능력을 부여할 수 있게 된다.
본 발명에서는, 다수의 전극 각각의 극성을 개별적으로 변경시키므로써, 전극 간격을 실시간으로 변화시키는 것과 같은 효과를 얻을 수 있게 된다. 전기저항은 전기전도도에 반비례하고 두 지점 사이의 거리에 비례하게 되므로, 동일한 전류를 인가하였을 경우, 전기전도도가 증가하거나 전극간격이 감소하면, 전압은 감소하게 된다.
즉, 본 발명에서는, 다수의 전극 각각의 극성을 개별적으로 변경시키므로써, 전극 간격을 실시간으로 변화시키는 것과 같은 효과를 얻을 수 있게 되며, 그에 따라, 전극에 인가되는 전압을 조절할 수 있게 된다. 유입 원수의 수질이 변하는 경우, 다수의 전극 각각의 극성을 개별적으로 변경시켜서, 변화된 유입 원수의 수질에 적합한 전류 및 전압을 수처리장치의 설계 사양에 맞게 인가되도록 함으로써, 설비 변경에 소요되는 시간과 비용 을 절약하게 된다. 또한 유입원수의 부하변동 시에도 일체의 운전정지 또는 설비변경이 필요하지 않으므로 결과적으로 처리효율 향상과 안정적 운전을 기대할 수 있게 된다.
도 2는, 본 발명의 전기화학적 수처리장치의 일구현예를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 있어서, 원수 유입구(110) 및 처리수 유출구(120)를 구비하는 반응조(100) 내에 평판형 전극(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)이 설치되어 있다. 전극(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)의 반응조(100) 내에서의 위치는 고정되어 있다. 다수의 전극(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)과 다수의 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)는 일대일로 전기적으로 연결되어 있다. 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)는 직류전원공급장치(600)의 음극과 양극 양쪽에 각각 병렬연결되어 있다.
극성전환스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370) 각각은, 양극 입력단(301), 음극 입력단(302) 및 출력단(303)을 갖는다. 극성전환스위치의 양극 입력단(301)은 직류전원공급장치(600)의 양극 출력단(610)과 전기적으로 연결된다. 극성전환스위치의 음극 입력단(302)은 직류전원공급장치(600)의 음극 출력단(620)과 전기적으로 연결된다. 그에 따라, 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)는 직류전원공급장치(600)와 전기적으로 병렬연결된다. 극성전환스위치의 출력단(303)은 해당 전극과 전기적으로 연결된다.
극성전환스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370) 각각은, 양극 위치, 음극 위치 및 중립 위치의 3가지 위치를 제공한다. 극성전환스위치(310)가 양극 위치에 있으면, 해당 전극(210)에 양의 전압이 인가된다. 극성전환스위치(310)가 음극 위치에 있으면, 해당 전극(210)에 음의 전압이 인가된다. 극성전환스위치(310)가 중립 위치에 있으면, 해당 전극(210)과 직류전원공급장치(600)의 전기적 연결은 단절된다. 극성전환스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)로서는, 양극 입력단, 음극 입력단 및 출력단을 구비하며, 양극 위치, 음극 위치 및 중립 위치를 제공할 수 있는 모든 전환 스위치가 사용될 수 있다. 극성전환스위치는 사용자에 의한 수동 제어 또는 제어기에 의한 자동 제어에 의하여 조작될 수 있다.
전극(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270) 마다 극성전환스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)가 구비되어 있다. 따라서 전극 각각에 대하여 개별적인 극성 변경이 가능하며, 결과적으로 전극간의 간격을 변경시키는 효과를 유발하여 고전압-저전류 운전, 또는 저전압-고전류 운전을 선택적으로 채택하여 운전할 수 있게된다.
도 3은, 도 2의 구현예의 제1실시예를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 극성전환스위치(310)은 양극 위치에 있고, 극성전환스위치(370)은 음극 위치에 있으며, 극성전환스위치(320, 330, 340, 350, 360)은 중립 위치에 있다. 그에 따라, 전극(210)에는 양의 전압이 인가되고, 전극(270)에는 음의 전압이 인가되며, 전극(220, 230, 240, 250, 260)에는 전압이 인가되지 않는다. 전극(220, 230, 240, 250, 260)이 10 cm 마다 하나씩 배치되어 있다고 하였을 때, 도 3에 나타난 제1실시예에 있어서, 양의 전압과 음의 전압이 인가되는 전극 사이의 간격인 전극간격(즉, 전극(210)과 전극(270) 사이의 간격)은 60 cm 이다.
이러한 상태에서, 전기전도도가 1 ms/cm인 원수를 유입시키고, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었을 때, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 사이의 전압(즉, 전극(210)과 전극(270) 사이의 전압)이 10 V 를 나타냈다고 가정한다.
그 다음, 도 4와 같이 극성전환스위치를 조작한다. 도 4는, 도 2의 구현예의 제2실시예를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도 4에 있어서, 극성전환스위치(310)은 양극 위치에 있고, 극성전환스위치(340)은 음극 위치에 있고, 극성전환스위치(370)은 양극 위치에 있으며, 극성전환스위치(320, 330, 350, 360)은 중립 위치에 있다. 그에 따라, 전극(210)에는 양의 전압이 인가되고, 전극(240)에는 음의 전압이 인가되고, 전극(270)에는 양의 전압이 인가되며, 전극(220, 230, 250, 260)에는 전압이 인가되지 않는다. 전극(220, 230, 240, 250, 260)이 10 cm 마다 하나씩 배치되어 있다고 하였을 때, 도 4에 나타난 제2실시예에 있어서, 양의 전압과 음의 전압이 인가되는 전극 사이의 간격인 전극간격(즉, 전극(210)과 전극(240) 사이의 간격, 또는, 전극(240)과 전극(270) 사이의 간격)은 30 cm 이다.
이러한 상태에서는, 제1실시예에서와 마찬가지로 전기전도도가 1 ms/cm인 원수를 유입시키고 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었다고 하였을 때, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 사이의 전압(즉, 전극(210)과 전극(240) 사이의 전압, 또는, 전극(240)과 전극(270) 사이의 전압)은 5 V 를 나타내게 된다. 즉, 동일한 원수 수질 및 전류 공급량 조건하에서, 전극의 구성을 제1실시예로부터 제2실시예로 변경하면, 전류는 10 A로 동일하지만, 전압은 10 V에서 5 V로 낮아지게 되어 전력량은 100 W 에서 50 W 로 절반정도 감소하게 된다.
그 다음, 도 5와 같이 극성전환스위치를 조작한다. 도 5는, 도 2의 구현예의 제3실시예를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도 5에 있어서, 극성전환스위치(310)은 음극 위치에 있고, 극성전환스위치(320)은 양극 위치에 있고, 극성전환스위치(330)은 음극 위치에 있고, 극성전환스위치(340)은 양극 위치에 있고, 극성전환스위치(350)은 음극 위치에 있고, 극성전환스위치(360)은 양극 위치에 있으며, 극성전환스위치(370)은 음극 위치에 있다. 그에 따라, 전극(210)에는 음의 전압이 인가되고, 전극(220)에는 양의 전압이 인가되고, 전극(230)에는 음의 전압이 인가되며, 전극(240)에는 양의 전압이 인가되고, 전극(250)에는 음의 전압이 인가되고, 전극(260)에는 양의 전압이 인가되며, 전극(270)에는 음의 전압이 인가된다. 전극(220, 230, 240, 250, 260)이 10 cm 마다 하나씩 배치되어 있다고 하였을 때, 도 5에 나타난 제3실시예에 있어서, 양의 전압과 음의 전압이 인가되는 전극 사이의 간격인 전극간격(즉, 전극(210)과 전극(220) 사이의 간격, 또는, 전극(220)과 전극(230) 사이의 간격)은 10 cm 이다.
이러한 상태에서는, 제1실시예에서와 마찬가지로 전기전도도가 1 ms/cm인 원수를 유입시키고 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었다고 하였을 때, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 사이의 전압(즉, 전극(210)과 전극(220) 사이의 전압, 또는, 전극(220)과 전극(230) 사이의 전압)은 10/6 V 를 나타내게 된다. 즉, 동일한 원수 수질 및 전류 공급량 조건하에서, 전극의 구성을 제1실시예로부터 제3실시예로 변경하면, 전류는 10 A로 동일하 지만, 전압은 10 V에서 10/6 V로 낮아지게 되어 전력량은 100 W 에서 100/6 W 로 감소하게 된다.
다른 측면에서 살펴보면, 도 3의 제1실시예와 같은 전극 구성에서, 전기전도도가 1/6 ms/cm인 원수를 유입시키는 경우에는, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었을 때, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 사이의 전압(즉, 전극(210)과 전극(270) 사이의 전압)은 60 V 가 된다. 이러한 과도한 전압 상승은 직류전원공급장치(600)가 정상적인 작동범위를 벗어나서 작동되도록 할 수 있으며, 그에 따라, 직류전원공급장치(600)의 안정성을 해치게 된다.
이와 반대로 도 3의 제1실시예와 같은 전극 구성에서, 전기전도도가 10 ms/cm인 원수를 유입시키는 경우에는, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었을 때, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 사이의 전압(즉, 전극(210)과 전극(270) 사이의 전압)은 1 V 가 된다. 동일한 오염물질을 함유하며 오염물질의 처리효율이 전류량에 비례할 경우 전력사용량은 100 W에서 10 W로 90%가 감소하게 되는 것이다. 단, 이 경우에는 동일한 전류량으로 동일한 처리효율을 얻을 수 있는 원수의 단순한 전기전도도의 상승을 말하는 것으로서, 통상은 전해질(염분 등의)의 첨가에 의한 인위적인 조작을 제외하고 실제 폐수처리 현장에서 나타나지는 않는다.
상기와 같은 측면에서, 도 5의 제3실시예와 같은 전극 구성에서는, 전기전도 도가 1/6 ms/cm인 원수를 유입시키는 경우에도, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었을 때, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 사이의 전압(즉, 전극(210)과 전극(270) 사이의 전압)은 여전히 10 V 가 된다. 즉, 원수의 수질이 크게 변하더라도, 전극 구성의 변경을 통하여 정상적인 전압이 유지되도록 하므로써, 직류전원공급장치(600)가 정상적인 작동범위를 유지할 수 있도록 할 수 있다.
이와 반대로, 도 5의 제3실시예와 같은 전극 구성에서, 전기전도도가 10 ms/cm인 원수를 유입시키는 경우에는, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었을 때, 각 전극에 인입되는 전류의 양은 같지만 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 사이의 전압(즉, 전극(210)과 전극(270) 사이의 전압)은 1/6 V 가 된다. 결국 제3실시예와 같은 전극 구성에서 원수의 전기전도도가 10배가 변동하면 전력사용량은 실시예3의 100/6W에서 10/6 W로 10배가 감소하게 된다. 전압이 1/6 V 로 감소하는 경우 전력량은 감소하게 되나 통상의 직류전원공급장치의 경우 안정적인 출력범위를 가지므로 설계 출력범위 보다 낮은 전압이 유지될 경우 고부하로 인한 시스템 위험은 없으나 전기적인 효율이 급격하게 떨어지게 된다.
상기의 실시예 1, 2, 3에서는 전기전도도가 1 ms/cm인 동일한 원수를 유입시키고 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620)으로부터 10 A의 전류가 공급되었을 때를 가정한 것이다. 그러나 동일한 전극배치에서(전극의 배열에 관계없이)원수를 같은 효율로 처리하는 최적의 전류밀도, 즉 단위면적 당 인가되는 전류의 세 기(A/cm2)는 같으므로 동일한 전류밀도(상기의 실시예에서는 전극(210 내지 270)의 면적이 X라고 가정할 때 실시예 1은 전류밀도 10 A/Xcm2, 실시예 2는 전류밀도 10 A/2Xcm2), 실시예 1은 전류밀도 10 A/6Xcm2임)를 인가할 때, 직류전원공급장치(600)의 출력단(610, 620) 에서의 전력량은 실시예 1에서 10 A와 10V 이므로 100 W, 실시예 2에서 20 A와 5 V 로서 100 W, 실시예 3에서 60 A와 10/6 V 로서 100 W 이므로 전력사용량은 같게 된다. 이러한 경우에는 각 실시예의 처리효율과 전압은 감소하나 전류량이 크게 증가하여 역시 시스템의 안정성을 해치고 전원공급설비의 교체와 같은 비용을 유발시키게 된다.
이와 같은 원리를 이용하여, 염분 등의 함유로 인하여 전기전도도가 높고 전기저항이 낮은 폐수처리 시에는, 실시예 1과 같이 전극을 구성하여 최소 전류량과 적정 전압을 인가하고; 호소수, 암모니아폐수, 전도도가 낮은 중금속 폐수 등과 같이 전기저항이 높은 폐수의 경우에는, 실시예 3과 같이 전극에 부착된 스위치를 조작함으로써 적정 전류를 인가할 수 있게 된다.
도 6은, 본 발명의 전기화학적 수처리장치의 다른 구현예를 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 6의 구현예는, 반응조(100), 전극(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270), 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370), 직류전원공급장치(600) 뿐만아니라, 전기전도도 측정 수단(900) 및 제어장치(1000)를 포함하고 있 다.
전기전도도 측정 수단(900)으로서는, 원수의 전기저항을 측정할 수 있는 임의의 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면, 전기전도도 측정 수단(900)은 전기전도도 센서; 또는 전류계와 전압계의 조합; 등일 수 있다.
제어장치(1000)는, 전기전도도 측정 수단(900)을 통하여 반응조(100) 내의 유입 원수의 전기전도도를 감지한 후, 유입 원수의 전기전도도에 적합한 전극 구성이 되도록, 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)를 개별적으로 제어한다. 도 6의 구현예는, 유입 원수의 성상에 따라 제어장치를 통하여 전극 배열을 자동 스위칭함으로써 전극간격을 조정하는 기능을 발휘한다. 예를 들면, 제어장치(1000)는, 유입 원수의 전기전도도가 상승하면 전극간격이 증가하도록 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)를 개별적으로 제어하며, 유입 원수의 전기전도도가 하강하면 전극간격이 감소되도록 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)를 개별적으로 제어한다. 앞에서 살펴본 바와 같이, 전극간격의 증가는, 양의 전압과 음의 전압이 인가되는 전극 사이에 위치하는, 전압이 인가되지 않는 전극의 수가 증가하도록, 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)를 조작하는 것을 의미한다. 또한, 전극간격의 감소는, 양의 전압 과 음의 전압이 인가되는 전극 사이에 위치하는, 전압이 인가되지 않는 전극의 수가 감소되도록, 극성 전환 스위치(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370)를 조작하는 것을 의미한다.
본 발명은, 전기화학적 산화방법에 기초하거나 전기화학적 응집방법에 기초하는 전기화학적 수처리장치 또는 그 방법으로서 사용될 수 있다.
도 1은, 종래의 전기화학적 수처리장치의 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 전기화학적 수처리장치의 일구현예를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은, 도 2의 구현예의 제1실시예를 도식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 2의 구현예의 제2실시예를 도식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 2의 구현예의 제3실시예를 도식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 전기화학적 수처리장치의 다른 구현예를 도식적으로 나타낸 도면이다.

Claims (2)

  1. 원수 유입구와 처리수 유출구를 구비하는 반응조; 상기 반응조 내에 설치된 다수의 전극; 상기 다수의 전극과 일대일로 전기적으로 연결되어 있는 다수의 극성 전환 스위치; 및 상기 다수의 극성 전환 스위치에 병렬로 전기적으로 연결되는 직류전원공급장치;를 포함하고,
    상기 극성전환스위치 각각은 양극 입력단, 음극 입력단 및 출력단을 가지며, 상기 극성전환스위치의 양극 입력단은 상기 직류전원공급장치의 양극 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 극성전환스위치의 음극 입력단은 상기 직류전원공급장치의 음극 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 극성전환스위치의 출력단은 해당 전극과 전기적으로 연결되며,
    상기 극성전환스위치 각각은 양극 위치, 음극 위치 및 중립 위치를 제공하는,
    전기화학적 수처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기화학적 수처리장치는 전기전도도 측정 수단 및 제어장치를 더 포함하며, 상기 제어장치는, 상기 전기전도도 측정 수단을 통하여 상기 반응조 내의 유입 원수의 전기전도도를 감지한 후, 유입 원수의 전기전도도에 따른 전극 구성이 되도록, 상기 다수의 극성 전환 스위치를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하 는,
    전기화학적 수처리장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200028892A (ko) * 2017-07-12 2020-03-17 악신 워터 테크놀로지스 아이엔씨. 폐수 처리 시스템을 동작시키는 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200256523Y1 (ko) * 2001-09-11 2001-12-13 김대성 폐수 처리 장치
JP2008029953A (ja) 2006-07-28 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 電解水生成装置およびその水位計のクリーニング方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200256523Y1 (ko) * 2001-09-11 2001-12-13 김대성 폐수 처리 장치
JP2008029953A (ja) 2006-07-28 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 電解水生成装置およびその水位計のクリーニング方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200028892A (ko) * 2017-07-12 2020-03-17 악신 워터 테크놀로지스 아이엔씨. 폐수 처리 시스템을 동작시키는 방법
KR102602769B1 (ko) * 2017-07-12 2023-11-15 악신 워터 테크놀로지스 아이엔씨. 폐수 처리 시스템을 동작시키는 방법

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