상하수도기술사 114회 2교시 기출문제 5. 전기응집 공정

기출문제 : 전기응집 공정에 의한 총인 제거원리와 설계요소에 대하여 설명하시오.

 

답 1. 개요

- 전기화학적인 방법으로 폐수를 처리하는 방법은 전기분해법, 전기응집법, 전기부상법 등의 방법 有

- 전기응집법은 전극판의 이온이 폐수 중의 오염물과 응집, 흡착하여 수소나 염소가스에 의해 부상되거나 때로는 침전되어 제거되는 원리를 이용

답 2. 전기응집 공정 원리

- 전극에서 발생하는 전자가 물분자를 산소와 수소로 분해하여 미세기포(콜로이달 에어, coloidal air) 발생

- 수 중에 전기적인 전극 존재 시 이온상태 물질들의 응집과 결합을 촉진시키며, 발생한 미세기포와 흡착되어 부상

- 즉 전극을 이용하여 발생한 미세기포가 응집제 역할을 하며 오염물을 제거하는 공정을 전기응집 공정이라 함

[상하수도기술사 기출문제, 전기응집]

답 3. 전기응집 공정의 특징

- 미세기포의 우수한 처리능력으로 SS분해, BOD, COD, 유분, 총질소, 총인, 금속이온 등 다양한 물질의 처리 가능

- 응집하여 부상한 플록은 재분산이 거의 없어 재활용 가능

- 저전압으로 처리하기 때문에 유지비용이 가압부상법의 1/2 ~ 1/3

- 고밀도로 단시간 처리 가능하여 좁은 설치면적에 적용 가능

- 전극에서 직접적인 오염물의 산화, 환원반응 및 분해가 일어나 유기물질 및 색도 제거 가능

- 전기응집의 장점은 고도의 입자 제거 효율과 처리시설이 간결하며 비교적 저렴한 비용과 완전한 자동화가 가능하다는 점임

답 4. 전기응집 공정에 의한 총인 제거 원리

- 폐수 중의 질소성분은 여러 형태로 존재하지만, 암모니아성 질소로 대표한 질소의 제거원리는 다음과 같음

- 2NH4+ + 2e → N2↑ + 4H2↑

 

답 5. 전기응집 공정 설계요소

1) 전류 공급량

- 전류를 많이 공급하면 전기응집 유닛의 크기가 작아지나, 전류밀도가 너무 크면 전기 에너지를 낭비하여 전류 효율의 상당한 감소를 초래

2) 전극의 오염 

- 전극에 생긴 피복층은 전극 간의 전압차를 가파르게 증가시켜 전류효율을 심각하게 감소시킬 수 있음

3) 전극 구성

- 전극 판의 방향에 따라 전기응집 셀은 수평적 또는 수직적으로 구성 가능

- 시스템의 단순화를 위하여 전극 판은 보통 쌍극 모드로 연결되며, 전극사이의 공간을 흐르는 폐수는 복수 채널 또는 단수 채널로 구성 가능

→ 복수 채널은 흐름의 배열은 간단하지만 각 채널의 흐르는 유체의 양은 적으므로 단수 채널을 사용하여 유량을 증가시키는 것이 좋음

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