KR20180085078A - Apparatus for purifying contaminated water containing heavy metals - Google Patents

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KR20180085078A
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박재동
노희숙
김대환
이지원
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(주)에너지와공조
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Abstract

Disclosed is an apparatus for purifying heavy metal-containing contaminated water. The apparatus for purifying heavy metal-containing contaminated water comprises: a chamber having an internal space; a first ion exchange membrane and a second ion exchange membrane spaced apart from each other in the chamber, and dividing the internal space of the chamber into a first space and a third space where a first polar solution and a second polar solution are supplied respectively and also into a second space to which the heavy metal-containing contaminated water is supplied while positioned between the first space and the third space; and a first electrode and a second electrode arranged to be in contact with the first polar solution and the second polar solution, respectively.

Description

중금속 함유 오염수 정화장치{APPARATUS FOR PURIFYING CONTAMINATED WATER CONTAINING HEAVY METALS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for purifying water containing heavy metals,

본 발명은 오염수로부터 중금속 농도를 저감시킬 수 있는 중금속 함유 오염수 정화장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heavy metal-containing contaminated water purification apparatus capable of reducing the heavy metal concentration from polluted water.

최근 환경오염 문제가 심각하게 대두가 되고 있고, 대기, 수질 등 세계 각국에서 경쟁적으로 환경오염을 줄이기 위해 노력하고 있다. 특히 폐수 중의 중금속은 환경오염뿐만 아니라 인간의 생태계를 파괴하는 치명적인 원인이 되므로 이를 중금속을 줄이고자 하는 방법은 많은 주목을 받고 있다.Recently, environmental pollution problem is becoming serious, and efforts are being made to reduce environmental pollution competitively in various countries such as the atmosphere and water quality. In particular, heavy metals in wastewater are a fatal cause of destruction of human ecosystem as well as environmental pollution. Therefore, the way to reduce heavy metals has attracted much attention.

이러한 폐수 중에 함유된 중금속 이온의 제거 방법으로 화학적 침전법이 일반적으로 사용되었다. 화학적 침전법은 금속성 폐수를 염기 상태의 pH에서 폐수에 함유된 금속이온을 수산화물 형태로 침전시키고, 이 침전물을 간단히 침강 분리시켜 제거하거나 필요에 따라 여과하여 제거하는 방법이다. 그러나 이 방법은 침전물의 입자가 너무 작아 여과에 문제가 있고, 그것으로 인해 부가적인 여과 공정 및 흡착 공정이 필요하여 많은 화학 물질이 적용되며, 최적 침전 조건에서도 금속 수산화물의 용해도가 높아서 완전한 침전이 이루어지지 않아 처리수 중에 잉여 금속이온이 존재하게 되는 등의 문제점이 있다. A chemical precipitation method has been generally used as a method for removing heavy metal ions contained in such wastewater. The chemical precipitation method is a method in which metallic wastewater is precipitated in the form of hydroxide in the wastewater at a basic pH, and the precipitate is removed by simple sedimentation or is removed by filtration if necessary. However, this method is problematic in that the particles of the precipitate are too small to be filtered, which requires additional filtration and adsorption processes, so that many chemicals are applied and the solubility of the metal hydroxide is high even under the optimal precipitation conditions, There is a problem that surplus metal ions are present in the treated water.

따라서, 이러한 화학적 침전법의 문제점을 해결하면서, 친환경적이고, 처리비용을 감소시킬 수 있는 중금속 함유 폐수의 정화장치의 개발이 강력하게 요구되고 있다.Accordingly, there is a strong demand for development of a purification apparatus for wastewater containing heavy metals that is eco-friendly and capable of reducing the processing cost while solving the problems of the chemical precipitation method.

본 발명의 목적은 오염수에 전기장을 인가하여 오염수로부터 중금속 농도를 저감시킬 수 있는 중금속 함유 오염수 정화장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a heavy metal-containing contaminated water purification apparatus capable of reducing the heavy metal concentration from the contaminated water by applying an electric field to the contaminated water.

본 발명의 실시예에 따른 중금속 함유 오염수의 정화장치는 내부 공간을 구비하는 챔버; 상기 챔버의 내부에 서로 이격되게 배치되어 상기 챔버의 내부 공간을 제1 극성 용액 및 제2 극성 용액이 각각 공급되는 제1 공간과 제3 공간 및 상기 제1 공간과 상기 제3 공간 사이에 위치하고 중금속 함유 오염수가 공급되는 제2 공간으로 분할하는 제1 이온교환막과 제2 이온교환막; 및 상기 제1 극성 용액 및 상기 제2 극성 용액과 각각 접하도록 배치된 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다. An apparatus for purifying heavy metal-containing contaminated water according to an embodiment of the present invention includes: a chamber having an inner space; A first space and a second space in which the first polar solution and the second polar solution are respectively supplied and a third space, and a third space, which is located between the first space and the third space, A first ion exchange membrane and a second ion exchange membrane that divide the first ion exchange membrane into a second space to which the contaminated water is supplied; And a first electrode and a second electrode arranged to be in contact with the first polar solution and the second polar solution, respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극에는 음의 전압 및 양의 전압이 각각 인가될 수 있고, 이 경우, 상기 제1 전극과 인접하게 배치된 상기 제1 이온 교환막은 양이온 교환막을 포함할 수 있으며, 상기 제2 전극과 인접하게 배치된 상기 제2 이온 교환막은 음이온 교환막을 포함할 수 있다. 이 경우, 일 예로, 상기 제1 극성 용액은 상기 제2 공간의 오염수로부터 공급된 중금속 양이온을 환원시키는 환원제를 함유할 수 있다. In one embodiment, a negative voltage and a positive voltage may be applied to the first and second electrodes, respectively. In this case, the first ion exchange membrane disposed adjacent to the first electrode may include a cation exchange membrane And the second ion exchange membrane disposed adjacent to the second electrode may include an anion exchange membrane. In this case, as an example, the first polar solution may contain a reducing agent for reducing the heavy metal cation supplied from the contaminated water in the second space.

일 실시에에 있어서, 상기 챔버는 상기 제1 공간에 상기 제1 극성 용액을 공급하기 위한 제1 공급구와 상기 제1 공간으로부터 상기 제1 극성 용액을 배출하기 위한 제1 배출구, 상기 제2 공간에 상기 오염수를 공급하기 위한 제2 공급구와 상기 제2 공간으로부터 상기 오염수를 배출하기 위한 제2 배출구 및 상기 제3 공간에 상기 제2 극성 용액을 공급하기 위한 제3 공급구와 상기 제3 공간으로부터 상기 제2 극성 용액을 배출하기 위한 제3 배출구를 포함할 수 있다. In one embodiment, the chamber includes a first supply port for supplying the first polar solution to the first space, a first discharge port for discharging the first polar solution from the first space, A second supply port for supplying the contaminated water, a second discharge port for discharging the contaminated water from the second space, and a third supply port for supplying the second polar solution to the third space, And a third outlet for discharging the second polar solution.

일 실시예에 있어서, 상기 챔버는 가운데 부분에 상기 제1 공간에 대응하는 제1 관통 개구가 형성된 제1 프레임, 가운데 부분에 상기 제2 공간에 대응하는 제2 관통 개구가 형성된 제2 프레임 및 가운데 부분에 상기 제3 공간에 대응하는 제3 관통 개구가 형성된 제3 프레임을 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 제1 이온 교환막은 상기 제1 관통 개구와 상기 제2 관통 개구를 분할하도록 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이에 배치되며, 상기 제2 이온 교환막은 상기 제2 관통 개구와 상기 제3 관통 개구를 분할하도록 상기 제2 프레임과 상기 제3 프레임 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 일 예로, 상기 제1 전극은 상기 제1 프레임을 사이에 두고 상기 제1 이온 교환막과 대향하도록 배치될 수 있고, 상기 제2 전극은 상기 제3 프레임을 사이에 두고 상기 제2 이온 교환막과 대향하도록 배치될 수 있다. 그 결과, 상기 제1 프레임의 제1 관통 개구는 상기 제1 전극 및 상기 제1 이온교환막에 의해 양측이 밀폐될 수 있으며, 상기 제3 프레임의 제3 관통 개구는 상기 제2 전극 및 상기 제2 이온교환막에 의해 양측이 밀폐될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 극성 용애과 상기 오염수의 누수를 방지하기 위하여, 상기 제1 내지 제3 프레임은 압축된 발포 수지로 형성될 수 있다. In one embodiment, the chamber may include a first frame having a first through-opening corresponding to the first space at the center thereof, a second frame having a second through-opening corresponding to the second space at the center thereof, And a third frame having a third through-opening corresponding to the third space. In this case, the first ion-exchange membrane may include a first through-hole and a second through-hole so as to divide the first through- And the second ion exchange membrane may be disposed between the second frame and the third frame to divide the second through-aperture and the third through-aperture. In this case, for example, the first electrode may be disposed to face the first ion exchange membrane with the first frame therebetween, and the second electrode may be disposed to face the second ion exchange membrane As shown in FIG. As a result, the first through-hole of the first frame may be sealed on both sides by the first electrode and the first ion exchange membrane, and the third through-opening of the third frame may be sealed by the second electrode and the second Both sides can be sealed by the ion exchange membrane. On the other hand, in order to prevent leakage of the first and second polar fluxes and the contaminated water, the first to third frames may be formed of a compressed foamed resin.

본 발명에 따르면, 챔버 내부의 공간을 양이온 교환막과 음이온 교환막을 이용하여 복수의 공간으로 분할 한 후 오염수에 전기장을 인가함으로써, 오염수에 함유된 중금속 양이온, 기타 오염원 음이온을 상기 오염수로부터 제거할 수 있다. According to the present invention, the space inside the chamber is divided into a plurality of spaces using a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, and then an electric field is applied to the contaminated water to remove heavy metal cations and other contaminant anions contained in the contaminated water from the contaminated water can do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 함유 오염수의 정화정치를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a purification state of heavy metal-containing contaminated water according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에서 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged or reduced from the actual size for the sake of clarity of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", “구비하다”또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", or "having" are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element or a combination thereof disclosed in the specification, It should be understood that the foregoing does not preclude the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, elements, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되고 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as commonly used and predefined terms should be construed to have meanings consistent with their contextual meanings in the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중금속 함유 오염수의 정화정치를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a purification state of heavy-metal-containing contaminated water according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중금속 함유 오염수의 정화장치(1000)는 챔버(1100), 제1 이온교환막(1200), 제2 이온교환막(1300), 제1 전극(1400) 및 제2 전극(1500)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus 1000 for purifying heavy metal-containing contaminated water according to an embodiment of the present invention includes a chamber 1100, a first ion exchange membrane 1200, a second ion exchange membrane 1300, a first electrode 1400 And a second electrode 1500.

상기 챔버(1100)는 극성 용액 및 오염수를 수용할 수 있는 내부 공간을 구비한다면 그 구조가 특별히 제한되지 않는다. The structure of the chamber 1100 is not particularly limited as long as it has an inner space capable of accommodating the polar solution and the contaminated water.

상기 제1 및 제2 이온교환막(1200, 1300)은 상기 챔버(1100)의 내부 공간에 배치되고, 상기 챔버(1100)의 내부 공간을 3개의 공간으로 분할할 수 있다. 예를 들면, 상기 챔버(1100)의 내부 공간은 상기 제1 이온 교환막(1200)을 사이에 두고 서로 인접한 제1 공간(110a)과 제2 공간(120a) 그리고 상기 제2 이온 교환막(1300)을 사이에 두고 상기 제2 공간(120a)과 인접한 제3 공간(130a)으로 분할될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 이온 교환막(1200, 1300)에 의해 상기 챔버(1100)의 내부공간은 상기 제1 및 제2 이온 교환막(1200, 1300) 사이에 형성되는 상기 제2 공간(120a), 상기 제1 이온 교환막(1200)에 의해 상기 제2 공간(120a)과 분할되고 상기 제2 공간(120a)의 좌측에 위치하는 제1 공간(110a) 및 상기 제2 이온 교환막(1300)에 의해 상기 제2 공간(120a)과 분할되고 상기 제2 공간(120a)의 우측에 위치하는 상기 제3 공간(130a)으로 분할될 수 있다. 한편, 상기 챔버(1100)에는 상기 제1 내지 제3 공간(110a, 120a, 130a) 각각에 유체를 공급하기 위한 공급구들(111, 121, 131) 및 상기 제1 내지 제3 공간(110a, 120a, 130a) 각각으로부터 유체를 배출하는 배출구들(112, 122, 132)이 형성될 수 있다. The first and second ion exchange membranes 1200 and 1300 are disposed in the inner space of the chamber 1100 and may divide the inner space of the chamber 1100 into three spaces. For example, the inner space of the chamber 1100 may include a first space 110a, a second space 120a, and the second ion exchange membrane 1300, which are adjacent to each other with the first ion exchange membrane 1200 interposed therebetween. And a third space 130a adjacent to the second space 120a. That is, the inner space of the chamber 1100 is divided into the second space 120a formed between the first and second ion exchange membranes 1200 and 1300 by the first and second ion exchange membranes 1200 and 1300, A first space 110a divided by the first space 120a by the first ion exchange membrane 1200 and located on the left side of the second space 120a and a second space 110b by the second ion exchange membrane 1300 And the third space 130a divided from the second space 120a and located on the right side of the second space 120a. The chamber 1100 is provided with supply holes 111, 121, and 131 for supplying fluids to the first to third spaces 110a, 120a, and 130a, and first to third spaces 110a and 120a , 130a, respectively, may be formed.

상기 제1 전극(1400)은 상기 제1 공간(110a)에 공급된 유체와 접촉하도록 배치될 수 있고, 상기 제2 전극(1500)은 상기 제3 공간(130a)에 공급된 유체와 접촉하도록 배치될 수 있다. 일 실시예로, 상기 제1 및 제2 전극(1400, 1500) 중 하나에는 양의 전압이 인가될 수 있고, 나머지 하나에는 음의 전압이 인가될 수 있다. The first electrode 1400 may be disposed to be in contact with the fluid supplied to the first space 110a and the second electrode 1500 may be disposed to be in contact with the fluid supplied to the third space 130a. . In one embodiment, a positive voltage may be applied to one of the first and second electrodes 1400 and 1500, and a negative voltage may be applied to the other.

상기 챔버(1100)의 제2 공간(120a)에는 중금속을 함유하는 오염수가 공급될 수 있고, 상기 챔버(1100)의 제1 및 제3 공간(110a, 130a)에는 상기 오염수를 정화하기 위한 극성 용액, 예를 들면, 수용액이 공급될 수 있다. The contaminated water containing a heavy metal may be supplied to the second space 120a of the chamber 1100 and the first and third spaces 110a and 130a of the chamber 1100 may have polarities A solution, for example, an aqueous solution may be supplied.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극(1400, 1500)에 음의 전압 및 양의 전압이 각각 인가될 수 있고, 이 경우, 상기 제1 이온교환막(1200)은 양이온을 통과시키는 양이온 교환막일 수 있고, 상기 제2 이온교환막(1300)은 음이온을 통과시키는 음이온 교환막일 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극(1400, 1500)에 음의 전압 및 양의 전압이 각각 인가되는 경우, 상기 제1 및 제2 전극(1400, 1500)에 인가된 전압에 의해 생성되는 전기장에 의해 상기 오염수 내의 중금속 양이온은 상기 제1 전극(1400) 방향으로 작용하는 힘을 받게 되고, 상기 오염수 내의 음이온은 상기 제2 전극(1500) 방향으로 작용하는 힘을 받게 된다. 이 경우, 상기 제1 이온교환막(1200)이 양이온 교환막이고 상기 제2 이온교환막(1300)이 음이온 교환막인 경우, 상기 오염수 내의 중금속 양이온은 상기 제1 이온 교환막(1200)을 통과하여 상기 제1 공간(110a)에 공급된 극성 용액으로 이동한 후 환원될 수 있고, 상기 오염수 내의 음이온은 상기 제2 이온 교환막(1300)을 통과하여 상기 제3 공간(130a)에 공급된 극성 용액으로 이동한 후 산화될 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예에 따른 중금속 함유 오염수의 정화장치(1000)를 이용하면, 오염수로부터 오염원으로 작용하는 양이온 및 음이온을 효과적으로 제거할 수 있다. In one embodiment, a negative voltage and a positive voltage may be applied to the first and second electrodes 1400 and 1500, respectively. In this case, the first ion exchange membrane 1200 may include a cation Exchange membrane, and the second ion exchange membrane 1300 may be an anion exchange membrane for passing anion. When a negative voltage and a positive voltage are respectively applied to the first and second electrodes 1400 and 1500, the electric field generated by the voltage applied to the first and second electrodes 1400 and 1500 The heavy metal cation in the contaminated water is subjected to a force acting in the direction of the first electrode 1400 and the anion in the contaminated water receives a force acting in the direction of the second electrode 1500. In this case, when the first ion exchange membrane 1200 is a cation exchange membrane and the second ion exchange membrane 1300 is an anion exchange membrane, heavy metal cations in the contaminated water pass through the first ion exchange membrane 1200, The anion in the contaminated water may be transferred to the polar solution supplied to the space 110a and then transferred to the polar solution supplied to the third space 130a through the second ion exchange membrane 1300 After oxidation. As a result, by using the apparatus 1000 for purifying heavy water containing polluted water according to the embodiment of the present invention, it is possible to effectively remove positive ions and negative ions acting as contaminants from the polluted water.

일 실시예에 있어서, 상기 챔버(1100)는 서로 분할된 복수의 프레임(1110, 1120, 1130)으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(1100)는 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 프레임(1110, 1120, 1130)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 이온 교환막(1200)은 상기 제1 프레임(1110)의 관통 개구와 상기 제2 프레임(1120)의 관통 개구를 분할하도록 상기 제1 프레임(1110)과 상기 제2 프레임(1120) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제2 이온 교환막(1300)은 상기 제2 프레임(1120)의 관통 개구와 상기 제3 프레임(1130)의 관통 개구를 분할하도록 상기 제2 프레임(1120)과 상기 제3 프레임(1130) 사이에 배치될 수 있다.In one embodiment, the chamber 1100 may be formed of a plurality of frames 1110, 1120, and 1130, which are divided from each other. For example, as shown in FIG. 1, the chamber 1100 may include first through third frames 1110, 1120, and 1130 sequentially stacked. In this case, the first ion exchange membrane 1200 is divided into the first frame 1110 and the second frame 1120 to divide the through-opening of the first frame 1110 and the through- And the second ion exchange membrane 1300 may be disposed between the second frame 1120 and the second frame 1120 so as to divide a through opening of the second frame 1120 and a through opening of the third frame 1130, And the third frame 1130. [

상기 제1 내지 제3 프레임들(1110, 1120, 1130)은 두께를 제외하고는 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 내지 제3 프레임(1110, 1120, 1130) 각각은 가운데 부분에 관통 개구가 형성되고 소정 두께를 갖는 몸체부(1111, 1121, 1131), 상기 몸체부(1111, 1121, 1131)의 일 측면으로부터 상기 관통 개구까지 연장되도록 상기 몸체부(1111, 1121, 1131) 내부에 형성된 유체 공급구(1112, 1122, 1132) 및 상기 몸체부(1111, 1121, 1131)의 다른 측면으로부터 상기 관통 개구까지 연장되도록 상기 몸체부(1111, 1121, 1131) 내부에 형성된 유체 배출구(1113, 1123, 1133)를 포함할 수 있다. 상기 유체 공급구(1112, 1122, 1132)와 상기 유체 배출구(1113, 1123, 1133)는 상기 관통 개구를 사이에 두고 서로 대향하도록 상기 몸체부(1111, 1121, 1131) 내부에 형성될 수 있다. The first through third frames 1110, 1120, and 1130 may have the same structure except for the thickness. For example, each of the first to third frames 1110, 1120, and 1130 includes body portions 1111, 1121, and 1131 each having a through-hole formed at the center thereof and having a predetermined thickness, the body portions 1111, 1121, 1132 and 1132 formed in the body portions 1111, 1121 and 1131 so as to extend from one side of the body portions 1111, 1121 and 1131 to the through openings from the other side of the body portions 1111, And fluid outlets 1113, 1123, and 1133 formed in the body portions 1111, 1121, and 1131 so as to extend to the through openings. The fluid outlets 1112, 1122 and 1132 and the fluid outlets 1113, 1123 and 1133 may be formed inside the body parts 1111, 1121 and 1131 so as to face each other with the through-hole interposed therebetween.

도 1에는 상기 제1 내지 제3 프레임들(1110, 1120, 1130) 각각의 몸체부(1111, 1121, 1131)가 사각형 단면 형상의 관통 개구가 형성된 사각틀 구조를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 상기 복수의 프레임들(1110, 1120, 1130) 각각의 몸체부(1111, 1121, 1131)는 원형 또는 타원형 단면 형상의 관통 개구가 가운데 형성된 원형 틀 구조, 기타 다각형 단면 형상의 관통 개구가 형성된 틀 구조 등을 가질 수 있다. 1, the body portions 1111, 1121, and 1131 of the first through third frames 1110, 1120, and 1130 are illustrated as having a rectangular frame structure having a through-hole having a rectangular cross-sectional shape, The body portions 1111, 1121, and 1131 of the frames 1110, 1120, and 1130 may have a circular frame structure in which a through hole having a circular or elliptical cross-section is formed in the center, a frame structure in which a through- .

상기 제1 전극(1400)은 상기 제1 이온 교환막(1200)과 함께 상기 제1 프레임(1110)의 관통 개구 양측을 밀폐하도록 상기 제1 이온 교환막(1200)과 대향하는 상기 제1 프레임(1110)의 일측에 배치될 수 있고, 상기 제2 전극(1500)은 상기 제2 이온 교환막(1300)과 함께 상기 제3 프레임(1130)의 관통 개구 양측을 밀폐하도록 상기 제2 이온 교환막(1300)과 대향하는 상기 제3 프레임(1130)의 일측에 배치될 수 있다. The first electrode 1400 may be formed with the first frame 1110 opposite to the first ion exchange membrane 1200 to seal both sides of the through-opening of the first frame 1110 together with the first ion exchange membrane 1200. [ And the second electrode 1500 may be disposed on one side of the third frame 1130 with the second ion exchange membrane 1300 so as to seal both sides of the through- May be disposed on one side of the third frame (1130).

한편, 상기 제1 내지 제3 프레임(1110, 1120, 1130)은 발포 수지로 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 프레임(1110, 1120, 1130)이 발포 수지로 형성되는 경우, 별도의 가스켓 부재를 사용하지 않더라도 상기 제1 및 제2 이온 교환막과 상기 제1 내지 제3 프레임(1110, 1120, 1130) 사이를 통해 오염수나 극성 용액이 누수되는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, the first to third frames 1110, 1120, and 1130 may be formed of a foamed resin. When the first to third frames 1110, 1120 and 1130 are formed of a foamed resin, the first and second ion exchange membranes and the first to third frames 1110 and 1120 And 1130, it is possible to prevent the contaminated water or the polar solution from leaking.

한편, 이와 다른 실시예에 있어서, 상기 챔버(1100)는 단일 구조물로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 이온 교환막(1200, 1300)은 상기 챔버(1100)의 내부 공간을 분할하도록 상기 챔버(1100) 내부에 배치될 수 있고, 상기 제1 및 제2 전극(1400, 1500)은 상기 챔버(1100)의 내부 공간 중 상기 제1 및 제3 공간(110a, 130a)에 공급되는 극성 용액에 침지되도록 제1 및 제3 공간(110a, 130a) 내에 각각 배치될 수 있다. Meanwhile, in another embodiment, the chamber 1100 may be formed as a single structure. In this case, the first and second ion exchange membranes 1200 and 1300 may be disposed inside the chamber 1100 to divide the internal space of the chamber 1100, and the first and second electrodes 1400, 1500 may be respectively disposed in the first and third spaces 110a and 130a so as to be immersed in the polar solution supplied to the first and third spaces 110a and 130a in the inner space of the chamber 1100. [

한편, 상기 제1 공간(110a)에 공급되는 극성 용액은 상기 제2 공간(120a)의 오염수로부터 공급된 중금속 양이온을 환원시키는 환원제를 함유할 수 있고, 상기 제3 공간(130a)에 공급되는 극성 용액은 상기 제2 공간(120a)의 오염수로부터 공급된 음이온을 산화시킬 수 있는 산화제를 함유할 수 있다.Meanwhile, the polar solution supplied to the first space 110a may contain a reducing agent for reducing heavy metal cations supplied from the contaminated water in the second space 120a, and may be supplied to the third space 130a The polar solution may contain an oxidizing agent capable of oxidizing the anion supplied from the contaminated water in the second space 120a.

본 발명에 따르면, 챔버 내부의 공간을 양이온 교환막과 음이온 교환막을 이용하여 복수의 공간으로 분할 한 후 오염수에 전기장을 인가함으로써, 오염수에 함유된 중금속 양이온, 기타 오염원 음이온을 상기 오염수로부터 제거할 수 있다. According to the present invention, the space inside the chamber is divided into a plurality of spaces using a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, and then an electric field is applied to the contaminated water to remove heavy metal cations and other contaminant anions contained in the contaminated water from the contaminated water can do.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

1000: 중금속 함유 오염수의 정화장치
1100: 챔버 1200: 제1 이온교환막
1300: 제2 이온 교환막 1400: 제1 전극
1500: 제2 전극 1000: Purifier for contaminated water containing heavy metals
1100: chamber 1200: first ion exchange membrane
1300: second ion exchange membrane 1400: first electrode
1500: second electrode

Claims (7)

내부 공간을 구비하는 챔버;
상기 챔버의 내부에 서로 이격되게 배치되어 상기 챔버의 내부 공간을 제1 극성 용액 및 제2 극성 용액이 각각 공급되는 제1 공간과 제3 공간 및 상기 제1 공간과 상기 제3 공간 사이에 위치하고 중금속 함유 오염수가 공급되는 제2 공간으로 분할하는 제1 이온교환막과 제2 이온교환막; 및
상기 제1 극성 용액 및 상기 제2 극성 용액과 각각 접하도록 배치된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는, 중금속 함유 오염수의 정화장치.A chamber having an interior space;
A first space and a second space in which the first polar solution and the second polar solution are respectively supplied and a third space, and a third space, which is located between the first space and the third space, A first ion exchange membrane and a second ion exchange membrane that divide the first ion exchange membrane into a second space to which the contaminated water is supplied; And
And a first electrode and a second electrode arranged to be in contact with the first polar solution and the second polar solution, respectively. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 전극에는 음의 전압 및 양의 전압이 각각 인가되고,
상기 제1 전극과 인접하게 배치된 상기 제1 이온 교환막은 양이온 교환막을 포함하며,
상기 제2 전극과 인접하게 배치된 상기 제2 이온 교환막은 음이온 교환막을 포함하는 것을 특징으로 하는, 중금속 함유 오염수의 정화장치.The method according to claim 1,
A negative voltage and a positive voltage are respectively applied to the first and second electrodes,
Wherein the first ion exchange membrane disposed adjacent to the first electrode comprises a cation exchange membrane,
Wherein the second ion exchange membrane disposed adjacent to the second electrode comprises an anion exchange membrane. 제2항에 있어서,
상기 제1 극성 용액은 상기 제2 공간의 오염수로부터 공급된 중금속 양이온을 환원시키는 환원제를 함유하는 것을 특징으로 하는, 중금속 함유 오염수의 정화장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first polar solution contains a reducing agent for reducing the heavy metal cation supplied from the contaminated water in the second space. 제1항에 있어서,
상기 챔버는 상기 제1 공간에 상기 제1 극성 용액을 공급하기 위한 제1 공급구와 상기 제1 공간으로부터 상기 제1 극성 용액을 배출하기 위한 제1 배출구, 상기 제2 공간에 상기 오염수를 공급하기 위한 제2 공급구와 상기 제2 공간으로부터 상기 오염수를 배출하기 위한 제2 배출구 및 상기 제3 공간에 상기 제2 극성 용액을 공급하기 위한 제3 공급구와 상기 제3 공간으로부터 상기 제2 극성 용액을 배출하기 위한 제3 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중금속 함유 오염수의 정화장치.The method according to claim 1,
The chamber includes a first supply port for supplying the first polar solution to the first space, a first discharge port for discharging the first polar solution from the first space, a second discharge port for supplying the polluted water to the second space, A second outlet for discharging the contaminated water from the second space, a third outlet for supplying the second polar solution to the third space, and a second outlet for supplying the second polar solution from the third space, And a third outlet for discharging the polluted water containing heavy metals. 제1항에 있어서,
상기 챔버는 가운데 부분에 상기 제1 공간에 대응하는 제1 관통 개구가 형성된 제1 프레임, 가운데 부분에 상기 제2 공간에 대응하는 제2 관통 개구가 형성된 제2 프레임 및 가운데 부분에 상기 제3 공간에 대응하는 제3 관통 개구가 형성된 제3 프레임을 포함하고,
상기 제1 이온 교환막은 상기 제1 관통 개구와 상기 제2 관통 개구를 분할하도록 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이에 배치되며,
상기 제2 이온 교환막은 상기 제2 관통 개구와 상기 제3 관통 개구를 분할하도록 상기 제2 프레임과 상기 제3 프레임 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 중금속 함유 오염수의 정화장치.The method according to claim 1,
A first frame having a first through-opening corresponding to the first space formed in the center of the chamber, a second frame having a second through-opening corresponding to the second space at a center thereof, And a third frame formed with a third through-hole corresponding to the third frame,
Wherein the first ion exchange membrane is disposed between the first frame and the second frame so as to divide the first through-hole and the second through-hole,
Wherein the second ion exchange membrane is disposed between the second frame and the third frame so as to divide the second through-hole and the third through-hole. 제5항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 제1 프레임을 사이에 두고 상기 제1 이온 교환막과 대향하도록 배치되고,
상기 제2 전극은 상기 제3 프레임을 사이에 두고 상기 제2 이온 교환막과 대향하도록 배치되고,
상기 제1 프레임의 제1 관통 개구는 상기 제1 전극 및 상기 제1 이온교환막에 의해 양측이 밀폐되며,
상기 제3 프레임의 제3 관통 개구는 상기 제2 전극 및 상기 제2 이온교환막에 의해 양측이 밀폐되는 것을 특징으로 하는, 중금속 함유 오염수의 정화장치.6. The method of claim 5,
Wherein the first electrode is disposed to face the first ion exchange membrane with the first frame therebetween,
Wherein the second electrode is arranged to face the second ion exchange membrane with the third frame interposed therebetween,
Wherein the first through-hole of the first frame is sealed at both sides by the first electrode and the first ion exchange membrane,
Wherein the third through-hole of the third frame is sealed at both sides by the second electrode and the second ion exchange membrane. 제5항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 프레임은 압축된 발포 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 중금속 함유 오염수의 정화장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the first to third frames are formed of a compressed foamed resin.
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