KR101444290B1 - 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 1차적으로 처리수를 고전압 고주파가 인가된 전자기 공명 장치를 이용하여 공명통 내에 생성된 활성종들과 오존, 파동에너지 등에 의해 함유 유기물 등의 오염물질들을 분해 제거하고, 2차적으로 전자장 장치에 의한 오염물질의 세포막을 형성하고 있는 음이온과 양이온의 결합을 파괴하여 오염물질과 비오염물질의 분리를 유도하고, 3차적으로 전기 화학적 분해 장치에 의해 최종 정화시킬 수 있는 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치로서, 상기한 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 반복하여 순환 적용시킴으로써 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 발생되는 배출수 및 일반 오폐수의 정화 능력을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치{WASTEWATER PURIFICATION APPARATUS USING THE MAGNETIC RESONANCE DEVICE}

본 발명은 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 1차적으로 처리수를 고전압 고주파가 인가된 전자기 공명 장치를 이용하여 장치 내에 생성된 활성종들과 오존, 파동에너지 등에 의해 생성된 에너지가 유기물 등을 포함한 오염물질들을 이온화 분해를 유도하며, 2차적으로 전자장 장치에 의한 오염물질의 세포막을 형성하고 있는 음이온과 양이온의 결합을 파괴하여 오염물질과 비오염물질의 분리를 유도하고, 3차로 전기 화학적 분해 장치에 의해 최종 정화시킬 수 있는 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐수처리기술은 물리적 처리, 생물학적 처리, 화학적 처리 등으로 구분될 수 있다. 또한, 1차, 2차, 3차 처리 등으로 구분할 수도 있는데, 1차 처리는 물리적인 처리를 의미하고, 2차 처리는 생물학적 처리 , 화학적 처리를 의미하며, 3차 처리는 고도의 처리방식으로 물리, 화학, 생물학적 처리를 모두 뜻한다.

최근에는 효율적 폐수처리방식으로 고도산화법이 각광받고 있는데, 이는 폐수 속의 오염물질을 산화반응과 환원반응을 이용하여 처리하는 것으로 대표적인 화학적 처리기술에 속한다.

그러나, 종래의 고도산화법을 이용한 폐수처리기술은 장치의 구성 및 복잡성에 비해 오염물질의 성질과 특성에 따른 대응방법이 일률적이고 한정적이기 때문에 고비용에 비해 처리효율이 높지 않다는 문제점이 있다.

기존 폐수처리에 사용되는 H₂O₂, H₂SO₄와 같은 강산화 물질과, Cl계의 염화물이 사용되는데 이러한 약품들은 소량일지라도 강한 산화력을 지녀, 이동, 보관, 주위환경, 온도, 습도에 유의해야 하고 2차 오염물질을 생성해 처리장의 처리효율이 감소되는 또 다른 문제점이 있다.

따라서, 오염원의 성질 및 특성에 따라 효율적으로 폐수를 처리할 수 있는 성능이 뛰어나고 2차 오염원의 발생 우려가 없으며 저비용 특성을 갖는 새로운 수질정화장치 및 방법이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 10-2006-0123357호

종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 전자기 공명 장치에 의한 1차 정화처리와 전자장 장치에 의한 오염물질의 세포막을 형성하고 있는 음이온과 양이온의 결합을 파괴하여 오염물질과 비오염물질의 분리를 유도하는 2차 처리 및 전기 화학적 분해 장치에 의한 3차 정화처리를 반복하여 순환시킴으로써 일반 오폐수의 정화능력을 보다 향상시킬 수 있는 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적은 전자기 공명 장치에 의한 1차 정화처리와 전자장 장치에 의한 오염물질의 세포막을 형성하고 있는 음이온과 양이온의 결합을 파괴하여 오염물질과 비오염물질의 분리를 유도하는 2차 처리 및 전기 화학적 분해 장치에 의한 3차 정화처리를 반복하여 순환시키는것을 특징으로 하는 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치를 통해 달성될 수 있다.

또한, 전자기 공명 장치의 공명탱크를 제작함에 있어, 공명내압과 외부 압축공기의 압력에 견딜수 있는 스테인레스 파이프와 10mm 두께의 스테인레스 판으로 막고 원통형 구조로 제작하여 녹방지와 고압에 견디도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전자기 공명 장치의 공명파동 주사전극은 누수방지를 위해 세라믹재질의 홀더에 텅스텐 합금의 전극으로 구성 되어 장시간 용액 속에 담겨 있어도 전극의 손상을 방지하는 구조로 이루어져 공명파동 주사 시 파동을 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전자기 공명 장치 외부에 전자장 발생코일과 전자장 유도코일을 구성하여 공명통 내부에서 주사되는 전자기 파동의 외부유출을 방지하는 역할과 파동의 왜곡을 유도하는 코일을 설치하여 내부공명의 효율을 극대화 하는 역할을 특징으로 한다.

또한, 전자기 공명 장치 외부에서 고압의 압축공기를 주입하기위해 오리피스 노즐을 장착하여 공명통 내 유체, 혹은 기체의 회전과 이온충돌을 야기시켜 이온분화를 촉진하는 역할을 특징으로 한다.

또한, 전자장 장치의 전자장 처리 용기를 스텐레스 스틸의 대칭구조를 내부압력에 견디도록 반구 형태로 양끝을 접속하고 오염물질 투입구와 배출구를 용기와 직각의 구조로 오염물질의 용기내 체류시간을 지연시켜 전자장내 처리효율을 높인 것을 특징으로 한다.

또한, 전자장 장치의 전자장 발생코일의 구조를 처리용기를 감싸 안은 형태로 구성하여 발생자장의 손실을 최소화 하고, 코일내부에 규소강판의 철심을 적층하여 철손에 대한 자장손실을 방지하고 용기와 전자장발생코일을 밀착 접촉시켜 자장 생성 시 발생하는 주울열(JOULE'S HEATING)을 용기내 순환수가 냉각수 역할을 하도록 하여 코일이 손상되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전자장 장치의 고압의 에어 분사관을 용기 내부에 설치하여 전자장에 의해 이완된 오염물질 간 결합력을 분산시키고 이때 발생되는 기포의 폭발현상으로 탈인, 탈질, 탈이온화가 가속되는 구조로 처리효율을 증폭시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 전기 화학적 분해 장치의 용기를 사각의 뚜껑이 개, 폐되는 밀폐구조로 고압, 고온에 견디며 내부 전극판 누설전류와 절연되어 화학반응이 일어나지 않도록 세라믹 코팅된 두께 10mm 의 스테인레스 스틸의 견고한 박스 형태이며 전극판 교체를 위해 뚜껑이 개폐될 수 있도록 볼트와 너트로 체결하며 사이에 고온, 고압용 실리콘 패킹으로 밀폐를 유지한 것을 특징으로 한다.

또한, 전기 화학적 분해 장치의 전극판의 양극(ANODE), 음극(CATHODE)의 재질은 부식 및 변형에 강한 이산화 티타늄 코팅의 타공 사각판을 사용함으로서 오염물질과 최대 접촉면을 만들었으며 슬러지의 융착을 막기 위해 원형 타공을 특징으로 한다.

또한, 전기 화학적 분해 장치의 전극판 양극과 음극사이에 설치된 필터는 양이온(CATION)과 음이온(ANION) 사이에서 전해질의 원활한 교환이 이루어져 이온들은 전자를 잃거나 얻으므로 원자나 원자무리를 형성하게 되며 이때 화학적 변화를 일으켜 탈인, 탈질화, 탈색을 활성화하는 특징으로 하는 한다.

본 발명은 전자기 공명 장치에 의한 1차 정화처리와 전자장 장치에 의한 오염물질의 세포막을 형성하고 있는 음이온과 양이온의 결합을 파괴하여 오염물질과 비오염물질의 분리를 유도하는 2차 처리 및 전기 화학적 분해 장치에 의한 3차 정화처리를 반복하여 순환시킴으로써 일반 오폐수의 정화능력과 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리를 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 처리장치 구조도를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 전자기 공명장치 구조도.
도 4는 본 발명의 전자장 장치 구조도.
도 5는 본 발명의 전기화학적 처리장치 구조도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예들에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 전체 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예로서 처리장치 구조도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 오염수 정화장치는 전자기 공명 장치의 1차 정화 처리와 전자장 장치 및 전기 화학적 분해 장치에 의한 2차, 3차 정화처리를 반복하여 순환시키는 장치들을 포함한다.

도 3은 본 발명의 전자기 공명장치 구조도를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수나 일반 오폐수가 1차적으로 본 전자기 공명장치에 유입(5)되면, 공명탱크(7)에 공명파동 주사전극(1)으로부터 18.5kV의 고전압과 17kHz의 고주파를 인가하면 공명통 내에 공명파동을 발생시키게 되고, 이 때 생성된 활성종들과 오존, 파동에너지 등에 의해 처리수가 반응한다.
상기 공명탱크(7)는 공명내압과 외부 압축공기의 압력에 견딜 수 있는 스테인레스 파이프와 10mm 두께의 스테인레스 판으로 막은 원통형 구조로 제작하여 녹방지와 고압에 견디도록 구성된다.
주사전극(1)은 누수방지를 위해 세라믹재질의 홀더에 텅스텐 합금의 전극으로 구성되어 장시간 용액 속에 담겨 있어도 전극의 손상을 방지하는 구조로 이루어져 공명파동 주사 시 파동을 유지한다.

또한 동시에 고압 압축공기 노즐(4)을 통해 공명탱크 내부에 압축공기를 주입 내부 폭발을 유도시킨다.

공명파동은 전자기파의 일종으로 전극으로부터 발생된 후 전파되는 메커니즘은 일반파동과 동일하나 전자기파는 파동을 전달하기 위해 매질이 반드시 필요한 것은 아니며 기/액체 접촉면 또는 유체 내에서 전자장 유도코일(3)에 의해 종파와 횡파 형태의 진동으로 전파되고 그 결과 매질 내에서 유체가 압축, 팽창을 반복하여 공명파동을 생성시키는 성질을 이용하는 것으로서, 처리수 내 오염물질들의 형상변화에 적합한 방법 중 하나이다.
또한, 공명탱크(7)의 외부에 전자장 발생코일(2)과 전자장 유도코일(3)을 설치하여 공명탱크 내부에서 주사되는 전자기 파동의 외부 유출을 방지하는 역할과 파동의 왜곡을 유도하여 내부공명의 효율을 극대화한다.

한편, 본 발명에서는 생성된 공명파동의 증폭 및 안정화된 강약 조절을 위하여 추가로 전자장 발생코일(2)을 공명탱크 중간에 설치하였다.

따라서, 본 전자기 공명 장치를 이용한 오염수 처리는 메탄가스 성분 중에 물에 용해되어 있는 암모니아수를 배출하지 않으며 재순환하는 중화처리 , 탈암모니아 처리 효과를 증대시키기 위해 18.5kV의 고전압에 17KHz 의 파동을 첨가시켜 발생시키고 외부에서 고압의 압축공기를 오리피스노즐(4) 등을 통하여 공명통 내에 주사하면 오존(O₃)과 하이드록실 라디칼(0H^-)이 생성되어 이온의 내부 증폭을 유도하게 되고 결국에는 수용액속에 함유되어 있는 유독물질 분해를 유도하여 이온화 경향을 가속시켜 Ph의 변화가 급격히 일어나며 오존(O₃)의 반응성이 크게 증대될 때 수중으로 기폭되며 강력한 산화력으로 유기물 등 기타오염물질을 분해 제거하는 효율을 극대화시킬 수 있는 원리 및 장치의 구성을 특징으로 하는 전자기 공명 장치를 본 발명에서는 1차 처리장치로 도입하였다.

도 4는 본 발명의 전자장 장치 구조도를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 전자기 공명 장치에서 1차 처리된 처리수가 2차 처리를 위한 전자장장치의 전자장 처리용기(13)에 유입(14)되면, 전자장 발생코일(11)의 저전압 시스템에서 발생하는 전기장 에너지가 전자장 주사 공간 내에 생성되게 되고 고압 압축공기 인입구(12)로부터 약 5㎏/㎤의 압력으로 인입되어 전자장 처리용기(13) 내에 분사됨으로써 1차 공명처리장치에서 발생된 오존과 공기 혼합물을 형성하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 전자장 처리용기(13)는 스텐레스 스틸의 대칭구조를 내부 압력에 견디도록 반구 형태로 형성되고 오염물질 투입구(14)와 배출구(15)가 형성된다.
또한, 전자장 발생코일(11)을 전자장 처리용기를 감싸 안은 형태로 구성하여 발생자장의 손실을 최소화 하고, 코일내부에 규소강판의 철심을 적층하여 철손에 대한 자장손실을 방지하고 용기와 전자장발생코일을 밀착 접촉시켜 자장 생성 시 발생하는 주울열(JOULE'S HEATING)을 용기내 순환수가 냉각수 역할을 한다.
또한, 전자장 처리용기의 내부에 설치되는 고압 압축공기 인입구(12)는 고압의 에어가 분사되어 전자장에 의해 이완된 오염물질 간 결합력을 분산시키는 역할을 한다.

본 발명에 의한 전자장 장치의 저전압 시스템에서 발생하는 전기장 에너지는 자장 내에서 미생물의 세포막을 파괴시켜 사멸케 하고 전기장 형성과정에서 발생하는 자유전자에 의해 세포막 주위 전압차로 인해 미생물의 세포막에 마이크로 기공이 형성되고 형성된 기공 안으로 이온성 물질이 유입되어 막의 파괴가 일어나는 원리이다.

삭제

직접적인 영향인자는 전기장의 세기와 처리시간 및 내부압력이다. 세포질은 지방층으로 구성되어 있으며 일종의 비전도체 역할을 하고 미생물 세포에 전기장 전기압이 발생하는 현상을 나타내며 세포막의 기공 뚫림과 투과 현상이 나타나는 원리를 이용하는 것이다.

이렇게 2차 처리된 오염수는 에어분사 노즐이 부착된 배출구(15)를 통해 다음 처리공정으로 이송된다.

도 5는 본 발명의 전기 화학적 분해 장치 구조도를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 전자장장치에서 2차로 처리된 처리수가 3차 처리를 위한 전기 화학적 분해 장치의 처리용기(21)에 유입(22)되면, 분해가 곤란한 오염물질들을 함유한 폐수를 사이에 두고 양극판(25)과 음극판(26)의 산화환원반응을 이용하여 전기화학적 반응을 일으킴으로써 유해물질을 제거하거나 무해한 성분으로 변화시킬 수 있다.
전기 화학적 분해 장치 처리용기는 사각의 뚜껑이 개폐되는 밀폐구조로 고압, 고온에 견디며 내부 전극판 누설전류와 절연되어 화학반응이 일어나지 않도록 세라믹 코팅된 두께 10mm 의 스테인레스 스틸의 견고한 박스 형태이며, 전극판 교체를 위해 뚜껑이 개폐될 수 있도록 볼트와 너트로 체결하며 사이에 고온, 고압용 실리콘 패킹으로 밀폐를 유지한다.
또한, 전기 화학적 분해 장치의 전극판의 양극(ANODE), 음극(CATHODE)의 재질은 부식 및 변형에 강한 이산화 티타늄 코팅의 타공 사각판을 사용함으로서 오염물질과 최대 접촉면을 만들었으며 슬러지의 융착을 막기 위해 원형 타공이 형성된다.
또한, 전기 화학적 분해 장치의 전극판 양극과 음극사이에 설치된 필터(27)는 양이온(CATION)과 음이온(ANION) 사이에서 전해질의 원활한 교환이 이루어져 이온들은 전자를 잃거나 얻으므로 원자나 원자무리를 형성하게 되며 이때 화학적 변화를 일으켜 탈인, 탈질화, 탈색을 활성화한다.

특히 오염물질 내에 포함되어 있는 질산성질소를 제거하기 위해서는 전극의 전류밀도, 필터(27)의 존재유무에 따라 효율이 변화한다.

따라서 전극 간에 필터(27)를 설치하고 이온은 직류전기의 흐름 때문에 막을 통하여 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하는 성질을 이용하여 이온을 선택적으로 이동시킴으로써 처리효율을 높힌다.

이로 인해 이온의 이동방향을 바꾸어줌으로써 부산물로 예견되는 스케일 형성과 화학약품의 사용을 감소시킬 수 있다.

또한 이렇게 하여도 발생되는 응집물 슬러지(스케일)는 상하에 부착되어 있는 고압압축공기 노즐(24)을 통해 분사되는 고압공기로 탈리 배출시킬 수 있는 구조도 도입하였다.

한편, 음이온은 음이온 교환막을 통해서만 이동하며 양이온은 양이온 교환막을 통해서만 이동한다.

전기화학적 분해방법은 전기적 응집(electro oxidation), 표면작화(surface complexation), 정전기적 인력(electrostatic attraction), 화학 전환(electrochemical modification), 화학 침전(chemical precipitation)등에 의해 반응이 일어난다고 보고 있다.

전기화학 반응을 이용하여 오염물질의 제거 시 작용하는 주요 인자는 Ph, 전기전도도(conductivity), 전해질(electrolyte concentration), 전류밀도(current density), 전극간격 등이 있다.

상기한 바와 같은 본 발명은 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 효과적인 재순환 처리 및 일반 오폐수의 새로운 정화방법을 제시할 수 있게 된다.

먼저 1차적으로 처리수가 유입된 전자기 공명 장치의 공명통에 18.5kV의 고전압과 17kHz의 고주파를 인가하면 공명통 내에 생성된 활성종들과 오존, 파동에너지 등에 의해 처리수가 반응한다.

이 때 내부압축공기를 주입 내부 폭발을 유도시킨다. 공명파동은 전자기파의 일종으로 전극으로부터 발생된 후 전파되는 메커니즘은 일반파동과 동일하나 전자기파는 파동을 전달하기 위해 매질이 반드시 필요한 것은 아니며 기·액체 접촉면 또는 유체 내에서 종파와 횡파 형태의 진동으로 전파되고 그 결과 유체 내에서 압축, 팽창을 반복하여 공명파동을 생성시키는 성질을 이용하는 것으로서, 처리수 내 오염물질들의 형상변화에 적합한 방법 중 하나이다.

따라서, 본 전자기 공명 장치를 이용한 오염수 처리는 처리수의 함유 메탄가스로부터 암모니아수를 배출하지 않으며 재순환하는 중화처리, 탈기 처리 효과를 증대시키기 위해 고전압에 17KHz 의 파동을 첨가시켜 발생시키고 외부에서 고압의 압축공기를 오리피스노즐 등을 통하여 공명통 내에 주사하면 오존(O₃)과 하이드록실 라디칼(0H^-)이 생성되어 이온의 내부 증폭을 유도하게 되고 결국에는 수용액속에 함유되어 있는 유독물질을 분해 제거하며 이온화 경향이 가속되어 Ph의 변화가 급격히 일어나며 오존(O₃)의 반응성이 크게 증대될 때 수중으로 기폭되며 강력한 산화력으로 유기물등 기타오염물질을 분해 제거하는 효율을 극대화시킬 수 있는 원리 및 장치의 구성을 특징으로 하는 전자기 공명 장치를 본 발명에서는 1차 처리장치로 도입하였다.

한편, 생물학적 처리방법이나 화학적 처리방법에서 분해가 곤란한 오염물질들이 들어있는 난분해성 오염수를 처리하기 위해서는 유해물질을 함유한 폐수를 사이에 두고 양극과 음극의 산화 환원반응을 이용하여 전기화학적 반응을 일으킴으로써 유해물질을 제거하거나 무해한 성분으로 변화시킬 수 있다.

특히 오염물질 내에 포함되어 있는 질산성질소를 제거하기 위해서는 전극의 전류밀도, 분리막의 존재유무에 따라 효율이 변화한다. 따라서 전극 간에 이온막을 설치하고 이온은 직류전기의 흐름 때문에 막을 통하여 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하는 성질을 이용하여 이온을 선택적으로 이동시킴으로써 처리효율을 높힌다.

이로 인해 이온의 이동방향을 바꾸어줌으로써 부산물로 예견되는 스케일 형성과 화학약품의 사용을 감소시킬 수 있다.

음이온은 음이온 교환막을 통해서만 이동하며 양이온은 양이온 교환막을 통해서만 이동한다.

전기화학적 분해방법은 전기적 응집(electro oxidation), 표면작화(surface complexation), 정전기적 인력(electrostatic attraction), 화학 전환(electrochemical modification), 화학 침전(chemical precipitation)등에 의해 반응이 일어난다고 보고 있다. 전기화학 반응을 이용하여 오염물질의 제거 시 작용하는 주요 인자는 Ph, 전기전도도(conductivity), 전해질(electrolyte concentration), 전류밀도(current density), 전극간격 등이 있다.

따라서, 본 발명에서는 2차적으로 전자장 장치의 30V 저전압과 27∼29kHz 고주파 시스템에서 발생하는 전기장에너지가 물 속 미생물의 세포막 파괴를 유도하여 사멸케 하고 전기장 형성과정에서 발생하는 자유전자에 의한 세포막 주위 전압차로 인해 미생물의 세포막에 마이크로 기공이 형성되고 형성된 기공 안으로 이온성 물질이 유입되어 막의 파괴가 일어난다.

삭제

직접적인 영향인자는 전기장의 세기와 처리시간 및 내부압력이다. 세포질은 지방층으로 구성되어 있으며 일종의 비전도체 역할을 하고 미생물 세포에 전기장 전기압이 발생하는 현상을 나타내며 세포막의 기공 뚫림과 투과 현상이 나타나는 원리를 이용하여 오염물질의 성상변화를 유도하여 상기한 전기화학적 반응의 80V 저전압과 전류 45∼50A, 전류밀도 36 A/㎠ 조건에 의한 전기분해 공정의 후처리 효율을 상승시키는 원리를 이용하는 것이다.

상기한 바와 같이, 전자기 공명 장치에 의한 1차 정화처리와 전자장 장치와 전기 화학적 분해 장치에 의한 2차, 3차 정화처리를 반복하여 순환시킴으로써 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치를 제공할 수 있다.

상기한 실시 예에 의해 실험한 결과를 정리해보면 다음과 같다.

다음 표 1은 파주시 오폐수 처리장 내 오폐수를 대상으로 상기 공정에 의해 수차례에 걸쳐 일정시간동안 처리한 결과로서, 수질오염 공정시험기준에 의해 분석한 오폐수 원수와 처리수의 주요 성분 분석 결과이다.

오폐수의 정화처리 실험 결과

시험항목	단위	실험결과
		오폐수 원수	처리수
BOD	㎎/L	36.1∼38.0	9.8± 0.3
COD	㎎/L	39.0∼43.2	2.7± 0.6
부유물질	㎎/L	113.0∼115.7	28.8± 3
총질소	㎎/L	17.2∼17.9	5.6± 0.2
총인	㎎/L	0.724∼0.736	0.044± 0.009

상기 표 1을 참조하면, 생물학적 산소요구량(BOD)의 경우 평균 약 73%의 제거율을 보여주고 있고, 화학적 산소요구량(COD)의 경우 평균 약 93%의 제거율을 보여주고 있다. 한편 부유물질은 평균 약 75%, 총질소는 평균 약 67%, 총인은 평균 약 94%의 높은 제거율을 보여주고 있음을 알 수 있었다. 따라서 상기 실험결과들을 토대로 본 발명에서 제시하고자 했던 전자기 공명 장치에 의한 1차 정화처리와 전자장 장치와 전기 화학적 분해 장치에 의한 2차, 3차 정화처리를 반복하여 순환시킴으로써 일반 오폐수의 정화능력을 보다 향상시킬 수 있는 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치를 제공할 수 있다는 해결방안 제시 기대치에 있어서 매우 만족스러운 결과 값을 얻을 수 있었다.

1 : 공명파동 주사전극 2 : 전자장 발생코일
3 : 전자장 유도코일 4 : 고압 압축공기 노즐
5 : 유입구 6 : 유출구
11 : 전자장 발생코일 12 : 고압 압축공기 인입구
13 : 전자장 처리용기 14 : 투입구
15 : 배출구 16 : 규소강판
21 : 전기, 화학적 처리장치 용기 22 : 유입구
23 : 배출구 24 : 고압 압축공기 노즐
25 : 양극판 26 : 음극판
27 : 필터

Claims (12)

1. 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 및 일반 오폐수의 정화처리에 있어서,
   공명내압과 외부 압축공기의 압력에 견딜 수 있는 스테인레스 파이프와 10mm 두께의 스테인레스 판으로 막힌 원통형 구조로 이루어지는 공명탱크와, 상기 공명탱크의 양측에 각각 설치되며 세라믹 재질의 홀더에 텅스텐 합금의 전극으로 이루어지는 공명파동 주사전극과, 상기 공명탱크의 외부에 설치되어 전자기 파동의 외부유출 방지와 파동의 왜곡을 유도하는 전자장 발생코일 및 전자장 유도코일과, 상기 공명탱크의 양측에 각각 설치되어 고압의 압축공기를 주입하는 오리피스 노즐로 구성되는 전자기 공명장치와;
   스텐레스 스틸의 대칭구조를 내부압력에 견디도록 반구형태로 형성되며 오염물질 투입구와 배출구가 각각 형성되는 전자장 처리용기와, 상기 전자장 처리용기를 감싸는 형태로 형성되고 그 내부에 규소강판의 철심을 적층되는 전자장 발생코일과, 상기 전자장 처리용기의 내부에 설치되며 고압의 에어가 분사되어 전자장에 의해 이완된 오염물질 간 결합력을 분산시키는 고압 압축공기 인입구로 구성되는 전자장 장치와;
   사각의 뚜껑이 개폐되는 밀폐구조로 이루어지고 세라믹 코팅된 두께 10mm의 스테인레스 스틸의 견고한 박스 형태인 전기, 화학적 처리장치 용기와, 상기 전기, 화학적 처리장치 용기의 내부에 일정 간격을 두고 설치되며 이산화티타늄 코팅의 타공 사각판을 이루어지는 양극판 및 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 설치되어 전해질의 원활한 교환이 이루어지게 하는 필터와, 상기 전기, 화학적 처리장치 용기의 외부에 다수 설치되는 고압 압축공기 노즐로 구성되는 전기, 화학적 처리장치를 포함하며;
   상기 전자기 공명장치에 의해 바이오 메탄가스 정제 처리시스템 중 배출수를 1차 정화 처리하고, 상기 전자장 장치에 의해 상기 전자기 공명장치를 통해 1차 정화 처리된 배출수를 2차 처리하며, 상기 전기, 화학적 처리장치에 의해 상기 전자장 장치를 통해 2차 처리된 배출수를 3차 정화처리하는 것을 특징으로 하는 전자기 공명 장치와 전자장 장치, 전기 화학적 분해 장치를 이용한 바이오 메탄가스 정제 처리 시스템 중 배출수의 재순환 처리 장치.
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