| 1 |
1
전기산화-투석 모듈, 전원공급장치, 농축수조, 전해질조, 자외선 램프가 구비된 처리수조 및 제어부를 포함하는 광전기투석 수처리 장치로서,상기 전기산화-투석 모듈은 서로 대향되게 설치된 양극(산화전극) 및 음극(환원전극); 상기 양극과 음극 사이에 교대로 설치된 복수의 양이온 교환막 및 복수의 음이온 교환막; 및 양극과 이온 교환막 사이, 음극과 이온 교환막 사이 및 이온 교환막 사이에 개재된 스페이서를 포함하고,상기 전원공급장치는 상기 전기산화-투석 모듈의 양극 및 음극에 전원을 인가하고,상기 농축수조는 전기산화-투석 모듈의 양극에 농축수를 공급하고 전기산화-투석 모듈로부터 유출되는 농축수를 수용하는 농축수 저류 공간을 제공하고,상기 전해질조는 전기산화-투석 모듈의 양극 및 음극에 전해질을 공급하고 전기산화-투석 모듈로부터 유출되는 전해질을 수용하는 전해질 저류 공간을 제공하고,상기 처리수조는 전기산화-투석 모듈의 음극에 처리수를 공급하고 전기산화-투석 모듈로부터 유출되는 처리수를 수용하는 처리수 저류 공간을 제공함과 동시에 전기산화-투석 모듈로부터 유출되는 산화 농축수를 수용하고 자외선 램프에 의해 산화 농축수에 함유된 자유염소종으로부터 염소계 라디칼 및 수산화 라디칼이 생성되며 처리수의 고도산화가 진행되는 공간을 제공하고,상기 제어부는 농축수, 전해질, 처리수 또는 산화 농축수의 유량, 공급 시점 또는 공급의 차단 여부를 제어하며,상기 산화 농축수는 전기산화-투석 모듈의 양극과 이온 교환막 사이에 공급된 염소이온 함유 농축수가 양극 표면에서 산화반응을 거친 후 유출된 것으로서 상기 산화반응에 의해 염소이온에서 전환된 자유염소종을 포함하며 전기산화-투석 모듈과 처리수조를 유체적으로 연통되게 연결하는 산화 농축수 유출구 및 산화 농축수 유출관을 통해 처리수조로 유입되는 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 2 |
2
제1항에 있어서, 상기 전기산화-투석 모듈의 양극은 농축수 유입관, 농축수 유입구, 농축수 유출구 및 농축수 유출관을 통해 농축수조와 유체적으로 연통되게 연결되고, 상기 전기산화-투석 모듈의 음극은 처리수 유입관, 처리수 유입구, 처리수 유출구 및 처리수 유출관을 통해 처리수조와 유체적으로 연통되게 연결되고, 상기 전기산화-투석 모듈의 양극 및 음극은 전해질 유입관, 전해질 유입구, 전해질 유출구 및 전해질 유출관을 통해 전해질조와 유체적으로 연통되게 연결된 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 3 |
3
제1항에 있어서, 상기 전기산화-투석 모듈은 서로 대향되게 배치된 제1 본체 플레이트 및 제2 본체 플레이트를 더 포함하고,상기 제1 본체 플레이트의 내측에 양극이 부착되고 제2 본체 플레이트의 내측에 음극이 부착되어 있으며,상기 제1 본체 플레이트는 농축수 유입구, 농축수 유출구, 전해질 유입구 및 전해질 유출구를 통해 양극과 유체적으로 연통되게 연결되고,상기 제2 본체 플레이트는 처리수 유입구, 처리수 유출구, 전해질 유입구 및 전해질 유출구를 통해 음극과 유체적으로 연통되게 연결된 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 4 |
4
제1항에 있어서, 상기 농축수조에는 농축수의 전기전도도를 측정하는 전기전도도 센서가 구비된 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 5 |
5
제1항에 있어서, 상기 산화 농축수 유출관에는 산화 농축수의 자유염소종 농도를 측정하는 자유염소 센서가 구비된 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 6 |
6
제2항에 있어서, 상기 농축수 유입관, 전해질 유입관 및 처리수 유입관에는 각각 농축수, 전해질 및 처리수의 유량을 제어하거나 유입을 차단하는 펌프 또는 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 7 |
7
제2항에 있어서, 상기 전기산화-투석 모듈의 양극과 농축수조 간에는 제1 농축수 유입관 및 제2 농축수 유입관이 설치되고, 전기산화-투석 모듈에는 제1 농축수 유입구 및 제2 농축수 유입구가 형성되며,상기 제2 농축수 유입관 및 제2 농축수 유입구를 통해 농축수조로부터 전기산화-투석 모듈에 공급되는 농축수는 전기산화-투석 모듈의 양극과 이온 교환막 사이를 유동하면서 양극 표면에서 산화반응을 거친 후 산화 농축수 유출구를 통해 전기산화-투석 모듈로부터 유출되는 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 8 |
8
제1항에 있어서, 상기 양극은 IrO2, RuO2, SnO2, Ta2O5 또는 TiO2에서 선택되는 1종 이상의 재료로 이루어지고, 상기 음극은 Ti 또는 스테인리스 강에서 선택되는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 9 |
9
제1항에 있어서, 상기 자외선 램프는 UV-B 램프 또는 UV-C 램프에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 10 |
10
제1항에 있어서, 상기 자유염소종은 차염소산(HOCl) 또는 일산화염소(OCl-)에서 선택되는 1종 이상으로 구성되고, 상기 염소계 라디칼은 이염소라디칼이온(Cl2-·), 염소라디칼(Cl·) 또는 일산화염소 라디칼(ClO˙)에서 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광전기투석 수처리 장치
|
| 11 |
11
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 광전기투석 수처리 장치를 이용하고, 하기의 단계를 포함하는 수처리 방법 :(a) 농축수조에 염소이온을 함유하는 원수를 공급하여 농축수를 준비하고, 처리수조에 염소이온을 함유하는 원수를 공급하여 처리수를 준비하고, 전해질조에는 전해질을 공급하여 전해질을 준비하는 것으로 구성되는 운전 준비 단계;(b) 운전 준비 단계 후, 전기산화-투석 모듈에 일정 크기의 전압을 인가하고, 전해질조로부터 전해질을 전기산화-투석 모듈에 공급하고 양극(산화전극)과 이온 교환막 사이 및 음극과 이온 교환막 사이로 순환시키고, 농축수조 및 처리수조로부터 각각 농축수 및 처리수를 전기산화-투석 모듈에 공급하고 이온 교환막 간의 사이로 교대로 순환시켜, 염소이온 농도가 증가한 농축수를 농축수조로 회수하고 염소이온 농도가 감소하거나 염소이온을 포함하지 않는 처리수를 처리수조로 회수하는 것으로 구성되는 원수의 탈염 단계;(c) 탈염 단계 후, 농축수조로부터 염소이온 농도가 증가한 농축수 일부를 전기산화-투석 모듈에 공급하고 전해질조로부터 전해질을 전기산화-투석 모듈에 공급하여 농축수와 전해질을 양극(산화전극)과 이온 교환막 사이로 순환시켜 양극 표면의 산화반응에 의해 염소이온에서 전환된 자유염소종을 포함하는 산화 농축수를 수득하고, 산화 농축수를 처리수조로 공급하는 것으로 구성되는 자유염소종 발생 단계; 및(d) 자유염소종 발생 단계 후, 처리수조에 구비된 자외선 램프를 구동시켜 산화 농축수에 함유된 자유염소종으로부터 염소계 라디칼 및 수산화 라디칼을 생성시키고 비이온 오염물질과 반응시켜 비이온 오염물질을 산화시키는 것으로 구성되는 고도산화 처리 단계
|
| 12 |
12
제11항에 있어서, 상기 탈염 단계에서 인가 전압은 1~2
|
| 13 |
13
제11항에 있어서, 상기 탈염 단계에서 농축수조에 구비된 전기전도도 센서를 통해 농축수의 전기전도도를 실시간으로 측정하고 전해질의 전기전도도와 비교한 후 소정의 기준에 도달했을 때 자유염소종 발생 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법
|
| 14 |
14
제13항에 있어서, 상기 전해질은 1M 농도 이하의 질산나트륨 용액 또는 1M 농도 이하의 과염소산나트륨 용액에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수처리 방법
|
| 15 |
15
제11항에 있어서, 상기 자유염소종 발생 단계에서 산화 농축수 유출관에 구비된 자유염소 센서를 통해 산화 농축수의 자유염소종 농도를 실시간으로 측정하고 산화 농축수의 자유염소종 농도가 10 mg/L를 초과하는 경우 제어부를 통해 농축수의 양극(산화전극)으로의 유입을 차단하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법
|
| 16 |
16
제11항에 있어서, 상기 고도산화 처리 단계를 시작할 때 농축수의 흐름을 탈염 단계와 동일하게 복구하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법
|
