KR20060004898A

KR20060004898A - 복수탈염설비 재생폐수의 유기탄소와 질소 처리장치 및처리방법

Info

Publication number: KR20060004898A
Application number: KR1020050134876A
Authority: KR
Inventors: 황덕흥
Original assignee: 황덕흥
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2006-01-16
Also published as: KR100691962B1

Abstract

본 발명은 냉각수 pH조절제로서 난분해성 유기물질인 에타놀아민 등을 사용하는 복수탈염설비에서 발생되는 재생폐수를 효과적으로 유기탄소와 질소를 처리할 수 있는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치 및 처리방법을 개시한다. 본 발명에 따른 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치는 폐수 중의 부유물질을 제거하기 위해 응집제를 첨가하여 응집시킨 후에 침전조에서 응집된 부유물질들을 제거하는 응집침전조와, 침전조에서 제거되지 못한 잔류부유물질들을 제거하기 위한 모래여과장치와, 부유물질들이 제거된 재생폐수에서 에탄놀아민과 같은 난분해성물질을 전기분해되기 쉬운 물질로 변화시키기 위한 오존처리장치와, 오존처리된 재생폐수를 효과적으로 전기분해처리할 수 있도록 하기 위해 재생폐수를 전기분해 촉매인 해수와 혼합하여 촉매혼합수를 만드는 촉매혼합조와, 촉매혼합조로부터 유입되는 재생폐수 촉매혼합수가 양극과 음극이 장착된 전극판 모듈을 이용하여 전기분해시킴으로서 직접 및 간접산화되도록 촉매혼합수를 처리하는 전기분해처리장치와, 전기분해처리된 촉매혼합수에 잔존하는 염소산화제와 산화부산물을 활성탄을 이용하여 제거하는 활성탄 여과조와, 장시간 전기분해처리를 함에 따라 오염된 전극판을 효율적이며 경제적으로 세정하기 위한 전극판세정조를 포함하여 구성되는 특징이 있다. 특히 복수탈염설비 재생폐수를 전기분해처리하기 위한 촉매제로 염소이온을 다량 함유되어 있는 해수를 사용함으로써 전기분해처리의 직접산화 및 간접산화 효과를 최대한 이용할 수 있는 장점이 있으며, 폐수 중 유기탄소 뿐만 아니라 질소에 대한 처리효과 도 향상시킬 수 있다.

복수탈염설비, 재생폐수, 에타놀아민, 응집침전조, 오존처리조, 전기분해처리조, 전극판세정조, 해수

Description

복수탈염설비 재생폐수의 유기탄소와 질소 처리장치 및 처리방법{Treatment Facilities and Method of Organic Carbon and Nitrogen in CPP Regeneration Wastewater}

도 1은 본 발명에 따른 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전극판 모듈의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 재생폐수 처리방법의 흐름도이다.

♠ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 유량조정조 3 : 응집침전조

5 : 모래여과조 7 : 오존처리조

9 : 촉매혼합조 11 : 전기분해처리조

13 : 활성탄 여과조 15 : 전극판 세정조

17 : 방류조 20 : 전극판 모듈

본 발명은 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 복수탈염설비로부터 발생되는 재생폐수에 촉매제로 해수를 첨가한 후 해수와 혼합된 재생폐수를 오존처리와 전기분해처리하는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다. 원자력 발전소 등에 사용되는 고온 고압의 보일러에는 복수(復水)에 함유된 불순물들이 제거된 고순도의 냉각수가 급수된다. 복수 중에 함유된 불순물들은 복수탈염설비의 이온교환수지에 흡착되게 되며 포화된 이온교환수지의 재생과정에서 재생폐액이 발생하게 되는데, 이 과정에서 COD 유발물질인 에탄올아민(ETA)이 다량 함유된 재생폐수가 발생된다. 에탄올아민은 복수탈염설비의 이온교환수지를 재생하는 과정에서도 방출되어 재생폐수의 유기물질 및 질소 농도가 증가하게 된다. 재생폐수에 포함되어 있는 에탄올아민은 일반적인 물리 화학적 처리인 응집침전공정이나, 생물학적 난분해성 폐수를 처리를 이용하여 처리할 수 있다. 그런데, 응집 침전공정으로 에탄올아민을 제거할 경우에는 에탄올아민의 제거효율이 매우 낮으며, 에탄올아민에 대한 생물학적 처리는 아직 처리 시스템이 개발되어 있지 않다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 철이나 알루미늄으로 만들어진 방식용 전극판 모듈을 이용하여 재생폐수를 전기분해하여 처리하는 전기분해 부상방법이 많이 이용되고 있다. 전기분해 부상방법은 전극판의 전기응집에 의하여 재생폐수가 처리는 것으로, 전기응집 시 많은 양의 슬러지가 발생되고, 슬러지가 전극판에 흡착되어 전극판이 부식되므로, 전극판을 자주 교체해 주어야 하는 등의 문제가 발생되고 있다. 이와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 최근에는 전기분해처리 시 사용되는 전극판을 불용성 전극판으로 대체하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 불용성 전극판을 이용한 전기분해처리 역시 재생폐수에 포함되어 있는 염소이온 등의 전해질이 부족하면 전기 전도도가 저하되어 전 기분해 효율이 떨어져 재생폐수를 전기분해할 때 더 많은 전력을 공급하여야 하는 문제점이 초래되고 있다. 또한, 불용성 전극판이 판 형태로 제작되어 있어서 전극판의 전류밀도를 높이기 위해서는 전극판에 많은 전류를 인가하여야 하기 때문에 전력비가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 보안하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 오존처리를 통해 재생폐수 중 난분해성 유기물질을 전기분해가능한 물질로 변화시키고, 이렇게 오존처리된 재생폐수를 촉매제로 염소이온이 함유되어 있는 해수를 이용하여 전기분해처리함으로서 처리효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 재생폐수에 함유되어 있는 유기물질과 질소가 직접 및 간접산화되도록 전기분해하여 제거할 수 있는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치 및 처리방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 장시간 전기분해처리 함에 따라 오염된 전극판을 주기적으로 세정하여 전극판에 잔존하는 오염물을 제거함으로써, 전기분해처리 효율을 높임과 동시에 전극판의 부식 등에 의한 내구성을 향상시킬 수 있는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치 및 처리방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 전극판의 양극을 망 형태로 제작하여 전극판의 전류밀도를 높임으로써, 전기분해 시 사용되는 전력을 감소시킬 수 있는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치 및 처리방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치는 복수탈염설비에서 발생되는 재생폐수가 유입되며 재생폐수에 응집제를 첨가하여 재생폐수에 함유되어 있는 부유물질들을 응집하여 침전시키는 응집침전조와, 응집된 부유물질을 제거하는 모래여과장치와, 부유물질들이 제거된 재생폐수 중의 난분해성 유기물질을 전기분해가능한 유기물질로 변화시키는 오존처리장치와, 오존처리된 재생폐수가 유입되어 전기분해처리 할 수 있도록 촉매제인 해수와 혼합하여 혼합수를 만드는 촉매혼합조와, 양극판과 음극판이 장착된 전극판 모듈을 이용하여 촉매혼합조로부터 유입되는 혼합수가 전기분해에 의해 직접 및 간접산화되도록 처리하는 전기분해처리장치와, 전기분해된 혼합수에 잔존하는 염소산화제와 산화부산물을 활성탄을 이용하여 제거하는 활성탄 여과장치와, 오염된 전극판을 세정하기 위한 전극판 세정조를 포함하여 구성된 것을 특징한다. 또한, 본 발명에 따른 복수탈염설비의 재생폐수 처리방법은 복수탈염설비에서 발생되는 재생폐수에 응집제를 첨가하여 상기 재생폐수에 함유되어 있는 부유물질들을 침전하는 침전단계와, 부유물질들이 침전된 상기 재생폐수에 잔존하는 미세 응집물질들을 여과하는 모래여과단계와, 상기 여과단계에서 여과된 상기 재생폐수를 오존처리하는 오존처리단계와, 오존처리된 재생폐수를 전기분해할 수 있도록 부유물질 및 해양생물들이 제거된 해수와 혼합하여 혼합수를 만드는 촉매혼합단계와, 상기 혼합수에 포함되어 있는 오염물질들이 직접 및 간접산화되도록 상기 혼합수를 전기분해하는 전기분해처리단계와, 전기분해처리된 상기 혼합수 내에 잔존하는 염소산화제 및 산화부산물 등을 활성탄을 이용하여 제거하는 활성탄 여과단계와, 장시간 운전으로 오염된 전극판을 세정하는 전극판세정단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명 에 따른 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치 및 처리방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치는 재생폐수의 유량과 수질을 일정하게 유지시키는 유량조정조(1)와, 재생폐수의 부유물질들을 침전시키는 침전조(3)와, 응집된 부유물질을 여과하는 모래여과장치와(5), 난분해성 유기물질을 전기분해가능한 유기물질로 변화시키는 오존처리장치(7)와 재생폐수를 해수와 혼합하여 혼합수를 만드는 촉매혼합조(9)와, 혼합수를 전기분해하는 전기분해처리장치(11)와, 전기분해처리된 처리수의 염소산화제 및 산화부산물을 제거하는 활성탄 여과장치(13)와 오염된 전극판을 세정하는 전극판 세정장치(15)로 구성되어 있다. 유량조정조(1)는 복수탈염설비에서 발생되는 재생폐수가 유입관을 통하여 유량조정조(1)에 수용되고, 유량조정조(1)에 수용된 재생폐수는 유량조정조(1) 내에서 교반에 의해 수질이 일정하게 유지되면서 응집침전조(3)로 유출된다. 응집침전조(3)의 바닥면은 그 중앙으로 하향 경사져 있고 중앙부에는 응집물 즉 슬러지가 모이는 슬러지배출부(3a)가 마련되어 있다. 침전조(3)의 바닥면에 침전된 각종 응집물은 경사면에 의하여 슬러지배출부(3a)로 모은 후 배출파이프(3b)를 통해 배출된다. 모래여과조(5)의 내부에는 침전조(3)에서 제거되지 않은 재생폐수의 부유물질과 미세 응집물을 여과되도록 모래(5a)가 적층되어 있다. 재생폐수는 모래층(5a)을 통과하면서 침전조에 침전제거되지 못한 잔여 부유물질 및 미세 응집물들이 제거된다. 오존처리조(7)는 오존발생기(7a), 가스공급장치(7b)와 오존접촉노즐(7c)로 구성되는데, 여과조(5)를 통과한 재생폐수가 오존처리됨으로서 난분해성 유기물질들이 전기분해가능한 유기물질로 변화시키게 된다. 오존처리된 재생폐수는 촉매혼합조(9)로 배출된다. 촉매혼합조(9)에서는 오존처리된 재생폐수와 촉매제인 해수가 혼합되어 혼합수가 만들어진다. 촉매혼합조(9)의 일측에는 재생폐수와 해수를 일정 비율로 혼합할 수 있도록 해수펌프(9a)가 설치되어 있으며 내부에는 폭기장치(9b)가 설치되어 있다. 폭기장치(9b)는 혼합조(9)에 유입되는 재생폐수와 해수를 교반한다. 한편, 해수는 해수여과장치(10)에서 부유물질과 해양생물들이 제거된 후 혼합조(9)로 유입된다. 전기분해처리조(11)의 내부에는 촉매혼합조(9)에서 유입되는 혼합수를 전기분해할 수 있도록 전원공급부(11a)에서 전류를 인가 받는 전극판 모듈(20)이 설치되어 있다. 전원공급부(11a)는 전극판 모듈(20)에 전류를 조절함으로서 전력을 전극판 모듈에 인가한다. 본 발명에 따른 전기분해처리조(11)는 전극판에 혼합수가 효율적으로 접촉하여 전기분해될 수 있도록 전극판 모듈을 다수 설치되는 것이 바람직하다. 활성탄여과조(13)에서는 전기분해처리과정 중에 발생되는 산화제 중 잔류산화제와 산화부산물을 제거하기 과정으로서 입상활성탄이 충진된 활성탄 여과조(13)를 통과시켜 제거하게 된다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전극판 모듈(20)의 전극판(21)은 재생폐수 혼합수를 직접 및 간접산화 시키는 양극(22) 및 음극(23)으로 이루어져 있으며, 양극(22)은 티타늄(Ti)에 이산화이리듐(IrO₂)이 전착되어 있고 음극(23)은 스테인레스 스틸로 제작되어 있다. 전극판 모듈(20)의 양극(22)은 낮은 전류에서 높은 전류밀도를 가지기 위하여 망 형태로 제작되어 있다. 한편, 촉매혼합수를 전기분해하는 과정에서 전극판 모듈(20)의 전극판 표면에는 오염물질 즉 스케일, 슬러지 등이 많이 부착되는데, 이를 제거하기 위 하여 전극판 모듈(20)을 세정할 수 있는 전극판 세정조(15)가 마련된다. 전극판 모듈(20)은 전기분해처리조(11)에 설치되어 있는 전극판 모듈이송장치(12)에 의하여 전극판 세정조(13)로 이송된다. 전극판 세정조(15)의 내부에는 세정액에 의해 전극판 모듈(20)이 효율적으로 세정될 수 있도록 교반용 노즐(15a)이 설치되어 있다. 전극판 모듈(20)의 세정에 사용되는 세정액은 염산을 이용하여 pH를 2 이하로 유지시키는 것이 바람직하다. 그리고 전극판 모듈(20)을 세정한 후 발생되는 세정폐액은 유량조정조(1)로 반송되어 재생폐수와 혼합시켜 처리한다. 전기분해처리조(11)에서 전기분해된 처리수는 활성탄 여과조(13)로 배출된다. 활성탄 여과조(13)에는 처리수에 남아있는 염소산화제와 산화부산물을 제거하기 위하여 활성탄이 마련되어 있으며, 활성탄 여과조(13)에서 최종적으로 처리된 최종처리수는 방류조(17)에 유입된 후 해양으로 방류된다. 지금부터는 상기와 같은 구성을 갖는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치에 따른 재생폐수 처리방법을 설명한다. 도 1과 도 3을 참조하면, 응집침전조(3)에서는 유입된 재생폐수에 잔존하는 부유물질을 침전시키기 위하여 재생폐수에 응집제를 첨가하는 응집침전단계(S50)가 진행된다. 응집침전단계(S50)에서는 재생폐수에 응집제로서 황산알루미늄과 응집보조제를 첨가하여 재생폐수 내에 잔존하는 부유물질을 응집시켜 침전성을 증가시켜 침전시킨다. 응집침전단계(S50)에서 침전되지 않은 미세 응집물들은 재생폐수가 모래여과조(5)를 통과하면서 모래층(5a)에 의하여 여과된다(S52). 오존처리단계(S54)에서는 모래여과단계(S110)를 거친 재생폐수는 오존처리조(7)에서 난분해성 유기물질을 전기분해가능한 유기물질로 변화시키는 과정을 거쳐 촉매혼합조(9)에서 해수와 혼합되는 혼합단계 (S56)가 진행된다. 촉매혼합단계(S56)에서는 재생폐수를 용이하게 전기분해할 수 있도록 재생폐수에 염소이온이 다량 함유되어 있는 해수가 혼합되어 혼합수가 만들어진다. 해수에 함유되어 있는 염소이온은 재생폐수를 전기분해 때 촉매로 사용되는 것이다. 촉매혼합단계(S56)에서는 폭기장치(9b)에 의하여 재생폐수와 해수가 완전히 교반된다. 본 발명에 따른 재생폐수와 해수의 혼합비율은 혼합수 전체에 대하여 재생폐수 70~80 중량% : 해수 20~30 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 전기분해처리조(11)에서는 유입된 혼합수를 양극판과 음극판이 장착된 전극판 모듈(20)을 이용하여 전기분해하는 전기분해처리단계(S58)가 진행된다. 전기분해처리단계(S58)에서는 혼합수 내에 함유되어 있는 오염물질 전극판 모듈(20)에 의하여 직접 및 간접산화된다. 전기분해단계(S58)는 다수 설치되어 있는 전기분해처리조(11)에서 이루어지므로 혼합수에 의한 전기저항을 줄이고 전해질을 충분히 이용할 수 있으므로 인해 오염물질의 처리효율을 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 전류밀도를 낮출 수 있기 때문에 전력비를 감소시킬 수 있다. 본 발명에 따른 전기분해처리단계(S58)는 전극판 모듈(20)의 전류밀도를 2~5 A/dm로 유지한 상태에서 혼합수를 1~2 시간 정도 전기분해 하는 것이 바람직하다. 활성탄여과조(13)에서는 전기분해처리단계(S58)에서 처리된 처리수가 유입되어 여과되는 활성탄 여과단계(S60)가 진행된다. 활성탄 여과단계(S60)에서는 입상활성탄을 이용하여 전기분해처리된 처리수에 잔존하는 염소산화제 및 산화부산물 등을 제거한다. 그리고 활성탄 여과단계(S60)를 거친 최종처리수는 방류조(17)에 수용된 후 해양으로 방류된다. 전극판 세정조(15)에서는 장시간 전기분해처리됨에 따라 오염된 전극판 산을 이용하여 세정하는 전극판 세정단계가 진해된다. 지금부터는 본 발명에 따른 오존처리단계(S54)와 전기분해처리단계(S58)에서의 전기분해 산화 원리를 상세히 설명한다. 먼저, 재생폐수에 포함되어 있는 난분해성 유기물질들은 강력한 산화력을 가진 오존에 의해 유기물질 분자 내의 이중결합을 공격하여 연결을 절단하게 됨으로서 분해가능한 유기물지로 변화하게 된다.

오존처리에 의한 분해 과정은 아래와 같다.

O₂ + 고전압 -> O₃

O₃ + 유기물 -> 산화부산물 + H₂O + CO₂

그리고 오존처리된 재생폐수가 촉매혼합조에서 오존처리된 폐수와 해수가 혼합된 혼합수에 포함되어 있는 분해가능한 오염물질은 직접양극산화나 간접산화공정으로 제거된다. 직접양극산화에서 오염물질이 양극판에 접견함으로서 양성전자 교환에 의하여 제거된다. 간접산화는 전기분해에서 전기화학적으로 생성된 차아염소산 같은 강력한 산화제에 의해 혼합수 내의 오염물질이 산화된다. 따라서 해수는 전해질이 풍부하기 때문에 직접산화와 염소에 의한 간접산화가 빠르게 진행되기 때문에 짧은 시간에 산화 효과를 얻을 수 있는 것이다. 이러한, 전기분해처리는 혼합수 내에 존재하는 유기물질을 산화시키는 동시에 질소 등의 오염물질들을 안정한 물질로 완전하게 산화시켜 제거할 뿐만 아니라 대장균 및 병원성 세균도 직접 혹은 간접산화 과정을 통해 파괴시킬 수 있다. 상기와 같은 이유로 본 발명에서는 염소이온이 다량 함유되어 있는 해수를 촉매로 사용하는 것이며, 염소의 전기분해 과정 은 아래와 같다.

양극 : 2Cl₂ -> Cl^-(dissolved) + 2e^-

음극 : 2H₂O + 2e^- -> 2OH^- + H₂

전극간 반응 : Cl₂ + H₂O -> HOCl + Cl^- + H⁺

HOCl -> OCl^- + H⁺

즉, 양극에서 차아염소산(HOCl), 음극에서 차아염소산 이온(OCl^-)이 생성되어 이러한 중간생성물은 수중에서 유기물질 등을 간접산화하게 된다. 다음으로, 전기분해에 의한 유기물 제거를 살펴보면, 전해액이 산성인 용액의 금속이온은 전기분해과정에서 안정 상태에서 들뜬 상태로 산화되며 중간산물인 반응체가 생성된다. 양극에서 많은 양의 유기물질이 산화되어 이산화탄소로 용액 내에 확산되며 반응식은 아래와 같다.

xMⁿ ⁺ -> xM⁽ⁿ⁺¹⁾⁺ + xe^-

xM⁽ⁿ⁺¹⁾⁺ + reacting agent -> xMⁿ ⁺ + yCO₂

즉, 유기물질의 전기분해는 양극에서 산화되지만 물의 전기분해에 의한 수산화 이온이 전극표면에 흡착되어 유기물을 산화하는 직접산화와 염소의 전기분해에 의해 생성된 차아염소산 등의 중간산물에 의한 간접산화로 구분할 수 있다. 도 4a 와 도 4b를 참고하여 직접산화 및 간접산화를 상세히 설명한다.

<직접산화>

직접산화에 의한 유기물질 제거는 아래의 식과 같이, 전극표면(M[ ])에서 물의 전기분해에 의해 생성되는 수산화 이온이 양극에 흡착된다.

H₂O + M[ ] -> M[OH^-] + H⁺ + e^-

전극표면에 흡수 병합된 수산화 이온에 의해 유기물질이 산화되며, 반응식은 아래와 같으며 높은 전류밀도의 산성용액에서 잘 진행된다.

R + M[OH^-] -> M[ ] + RO + H⁺ + e^-

여기서, RO는 계속적으로 형성되는 수산화 이온에 의해 산화된 유기물질이며 수중에서 양극방전을 계속한다. 그리고 산화된 양극(MO_x)에 물의 전기분해에 의해 생성된 수산화 이온이 흡착되고, 이미 발생된 산소와 반응하여 더 산화된 양극(MO_x+1)을 형성한다. 또한, 유기물질(R)은 이 산화성 양극에 흡착된 수산화 이온과 반응하여 이산화탄소, 물 혹은 수소 이온으로 분해되며, 식은 아래와 같다.

MO_x + H₂O -> MO_x[OH^-] + H⁺ + e^-

R + MO_x[OH^-]_z -> CO₂ + zH⁺ + ze^-+ MO_x

<간접산화>

간접산화로 제거되는 유기물질의 전기화학반응은 전기분해 중 염소의 양극산 화가 동시에 발생하며 차아염소산이 전극표면에 형성된다. 이렇게 양극에서 생성된 차아염소산에 의해 유기물질이 산화되는 반응은 식 아래와 같다.

H₂O + M[ ] + Cl^- -> M[HOCl] + H⁺ + 2e^-

R + M[HOCl] -> M[ ] + RO + H⁺ + Cl^- + 2e^-

전기분해 과정의 예를 아래와 같이 나타내었다. Benzoquinone로 산화되었다가 계속하여 Maleic, 이산화탄소로 산화되는데, 산소발생 반응과 경쟁관계에 있으며 높은 산소과전압에서 산소발생보다 우선적으로 반응한다.

C₆H₇N + 2H₂O -> C₆H₄O₂ + 3H⁺ + NH₄ ⁺ + 4e^-

C₆H₄O₂ + 6H₂O -> C₄H₄O₄ + 12H⁺ + 2CO₂ + 12e^-

C₄H₄O₄ + 4H₂O -> 12H₂O + 4CO₂ + 12e^-

한편, 재생폐수 중에서 질소오염물의 제거 메카니즘을 살펴보면 아래의 식과 같다.

Cl₂ + H₂O -> HOCl + Cl^- + H⁺

2NH₃ + 3HOCl -> N₂(gas) + 3H₂O + HCl

생성된 염소 가스가 반응성이 좋은 암모니아성 질소와 먼저 결합하여 결합잔류염소를 생성하고, 그 후에 수중 분해되어 유리 잔류염소가 존재하게 된다. 따라 서 결합잔류염소는 염소 가스/유리잔류염소 등에 의해 한번 더 산화되어서 질소 가스로 소비되므로 제거되게 된다. 상기와 같은 전기분해반응에 의하여 처리되는 재생폐수는 전기분해처리조(11)에서 전기분해되는 시간 즉, 혼합수가 전기분해저리조(11)에 머무르는 체류시간에 따라 처리수의 수질이 변하게 된다. <표 1> 오존처리와 전기분해처리를 연계에 따른 처리수의 COD 농도 변화.

처리방법 및 처리시간 (분)		COD농도 (mg/L)
오존처리 (농도 190 g/㎥)	0분	68.0
	30분	65.2
	60분	62.4
전기분해처리 (전류 50A)	0분	62.4
	30분	21.5
	60분	5.8

또한, 전기분해처리조(11)의 최적 조건에서 BOD 및 T-N(총질소량) 제거 정도를 각각 살펴보면, <표 2>와 같다.

<표 2> 전기분해처리에 의한 BOD 및 T-N 제거 특성.

시료채취지점		농도(mg/L)
BOD	유입	57
BOD	유출	8
T-N	유입	40
T-N	유출	10

<표2>에 나타낸 바와 같이 전기분해처리조에 유입 전 BOD농도가 57 mg/L에서 전기분해 처리수의 BOD는 8 mg/L로 나타나 86 % 정도의 제거율을 얻었다. 그리고 T-N의 경우는 유입 전 40 mg/L에서 전기분해 후 10 mg/L로 나타나 75 % 정도의 제거율을 나타낸다. 따라서 본 전기분해처리장치의 최적조건에서 COD와 더불어 BOD 및 T-N까지도 효과적으로 제거할 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 복수탈염설비의 재생폐수 처리장 치 및 처리방법에 의하면, 재생폐수를 오존처리와 촉매제로 염소이온이 다량 함유되어 있는 해수가 사용된 전기분해처리를 통해 재생폐수의 처리효과가 향상될 뿐만 아니라, 재생폐수에 함유되어 있는 유기물질과 질소가 직접 및 간접산화에 의하여 효과적으로 처리되는 장점이 있다. 또한, 전극판 모듈의 양극을 망 형태로 제작되어 있어 전극판 모듈의 전류밀도가 높아져 전기분해 시 사용되는 전력이 감소될 뿐만 아리라, 촉매로 해수를 사용하므로 유지관리비가 절감되는 효과가 있다. 또한, 전기분해 처리과정에서 살균 등의 부가적인 효과로 인해 소독을 위한 부속처리 시설이 필요 없다. 또한, 전극판 모듈을 주기적으로 세정하여 전극판 모듈에 잔존하는 슬러지를 제거하므로써, 전극판 모듈의 전기분해 효율을 향상됨과 동시에 전극판 모듈의 부식이 방지될 뿐만 아니라, 전극판 모듈에 사용된 세정폐액을 재생폐수의 촉매로 사용할 수 있어 재생폐수의 처리효과를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

복수탈염설비에서 발생되는 재생폐수가 유입되며 상기 재생폐수에 응집제를 첨가하여 상기 재생폐수에 함유되어 있는 부유물질들을 응집하여 침전시키는 응집침전조와; 상기 잔류부유물질들을 여과하여 제거하는 모래여과조와; 상기 모래여과조에서 유입되는 상기 재생폐수를 오존발생기와 오존접촉조를 이용하여 산화분해처리를 하는 오존처리조와; 상기 오존처리조에서 유입되는 상기 재생폐수를 전기분해처리 할 수 있도록 해수와 혼합하여 혼합수를 만드는 촉매혼합조와; 전극판이 장착된 전극판 모듈을 이용하여 상기 촉매혼합조에서 유입되는 상기 촉매혼합수가 직접 및 간접산화되도록 상기 혼합수를 전기분해하는 전기분해처리조와; 전기분해된 상기 혼합수에 잔존하는 염소산화제와 산화부산물을 활성탄을 이용하여 제거하는 활성탄 여과조와; 장기간 운전함에 따라 오염되는 전극판을 세정하는 전극판세정조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전극판 모듈의 표면에 부착되어 있는 오염물질들을 이동형 전극판 모듈 이송장치와 세정액을 이용하여 제거하는 전극판세정조가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치.
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기분해처리조는 다수 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치.
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극판 모듈의 양극은 망 형태로 티타늄(Ti)에 이산화이리듐(IrO)이 전착되어 있고, 음극은 판 형태로 스테인레스 스틸로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 복수탈염설비의 재생폐수 처리장치.
복수탈염설비에서 발생되는 재생폐수에 응집제를 첨가하여 상기 재생폐수에 함유되어 있는 부유물질들을 침전하는 응집침전단계; 부유물질들이 침전된 상기 재생폐수에 잔존하는 미세 응집물질들을 여과하는 모래여과단계; 상기 여과단계에서 여과된 상기 재생폐수를 오존처리할 수 있도록 하는 오존처리단계; 상기 오존처리단계에서 오존처리된 상기 재생폐수를 전기분해처리 촉매로 부유물질 및 해양생물들이 제거하여 폐수와 혼합하여 혼합수를 만드는 혼합단계; 상기 혼합수에 포함되어 있는 오염물질들이 직접 및 간접산화되도록 상기 혼합수를 전극판 모듈을 이용하여 전기분해하는 전기분해처리단계; 상기 전기분해처리된 혼합수 내에 잔존하는 염소산화제 및 산화부산물 등을 활성탄을 이용하여 제거하는 활성탄 여과단계; 상기 전기분해처리단계를 통해 오염된 전극판 세정하는 전극판세정단계로 이루어지는 복수탈염설비의 재생폐수 처리방법.