Applied Chemistry ,Vol. 12, No. I, May 2c뼈， 81-84

해수의 전기 분해 반웅에 있어서 극전환을 이용한 파울링 현상 제거

인집호- 강기문" 이제근 .., 이경학， 박현정， 임준혁't

*부경대학교 청정화학공학부**중앙대학교 기계공학부***부경대학교 환경공학과

Removal of Fouling from sea-waterby changing poles for electrolysis reaction

Sung-Woo Lee' . Ki-Moon Kang" . Je-Keun Lee'" . Kyoung-Hag Lee' . Hyun-Jung Park' .Jun-Heok Lim'

*Division of clean chemical engineering. Pukyoung National University , **Mechanical EngineeringDepartment. Chung-Ang University. ***Environmental Engineering Department. Pukyoung National

University

Abstract

This system of recirculating aquaculture has merits of spending minimum

seawater and little change in temperature by external factors. Ever. it has problems

of waste material accumulation in fish tank and rapid rise in the ammonia level

In this study. electrolysis with switching poles were explored to study the

characteristic of removal efficiency of ammonia and the phenomenon of polarization

by precipitates. The current , which is the most important factor for product of free

chlorine ‘ was lower at the same potential in the electrolysis. By reason of decreasing

current , yield of free chlorine is declined. Therefore. it should be prevented fouling

phenomenon by switching poles.

1. 서 론

전기화학적 반응을 이용하여 해수 내 암모니아나 단백질을 처리하여 양식 폐수를 처리하는 기

술에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.(Lin and Wu (1), 윤 등 (2)) 그러나 해수 중에 폰재하

는 양이온의 반응으로 인한 CaC03, MgO와 같은 불용성 물질이 생성된다. 이러한 물질은 반응기

내에 침전물로 남아 미관상으로 좋지 않을 뿐만 아니라 생성된 불용성 염이 전극 표변에 달라붙

게 되어 전해반응에 방해요소로 작용하게 된다. 용출된 2가 금속의 생성으로 인해 전극표변에서

의 반응 연적이 줍어들게 되어 전류의 세기에 따라 생성농도를 결정짓는 전기분해의 경우 동일한

전류를 발생시키기 위해서는 더 높은 전압이 필요하게 되고 이로 인한 전력의 증가로 경제성이

떨어지게 된다. 따라서 기폰의 전극 표변에서의 이물질 부착을 줄이기 위한 연구가 활발히 진행되

고 있다 (3).

본 연구에서는 최근 수처리에 이용되는 전해반응기 내의 전극표연을 초기상태로 유지하기 위

하여 극전환을 통하여 한 전극에 용출된 물질을 산화 환원 반응을 통하여 다시 분해하여 반응기

내의 분극현상을 줄이고자 한다. 극전환 유무에 따른 불용성 물질 생성량을 확인한 후 그 활용성

을 확인하고자 한다. 불용성 물질인 CaOH , MgOH의 생성량 및 시간에 따른 전압 증가를 확인하

여 최적의 극전환 주기를 도출하고자 한다.

81

82 이성우·강기문·이제근·이경학·박현정·임준혁

2. 실 험

본 실험에서 해수의 전기 분해 반응에 있어서 양이온의 불용성 염 생성을 확인하기 위한 실험

으로 일반해수와 동일한 조건을 맞추기 위해 인공해수염 (Coral reef)을 이용하여 조제하였다. 실

험 장치는 Fig.1과 같이 크게 반응기， 극전환장치， 전원공급기 및 저장조로 이루어져 있으며 2 L

의 인공해수가 순환하도록 설치하였다. 반응기는 Fig.2와 같이 원통구조로 두께 4 mm의 아크릴

관을 사용하였고， 크기는 지름이 50 mm (

83Removal of Fouling from sea-water by changing lXlles for electrolysis reaction

도에서 각 시간에 따른 농도를 뺀 값을 생성된 불용성 생성염으로 환산하였다.

3. 결과및토론

Fig.3. 에서는 전해반응에 있어서 Fouling 현상으로 인한 동일한 전압에 따른 전류의 하강을 확

인하기 위하여 극전환을 하지 않고 시간에 따른 전압 및 전류를 확인하였다. Fig.3.에서 보듯이

극전환을 하지 않거나 극전환 주기가 길어질수록 시간에 따른 전류의 감소한다. 극전환 주기가

120초 이상이거나 극전환을 하지 않은 경우 통일 전압에서 실제 흘려준 전류의 70% 정도 밖에

흐르지 않으므로 생성물의 수율 또한 70%이하로 나타났다. 극전환을 하지 않은 경우， 반응 개시

후 10분 후 부터는 육안 상으로 확인이 가능할 정도로 많은 불용성 염이 생성 되었으며 전극 표

연을 덮어 반응이 정상적으로 일어나지 않음을 확인할 수 있었다. 본 실험은 분극현상으로 인한

전류의 감소현상을 막기 위한 실험으로 이론 전류 값의 90%이상을 유지하기 위해서는 극전환 주

기를 30초 이하로 하여야 함을 알 수 있다.

‘L!WG [삐 !u]

JOO

--{과-

-톨-

- -6-.--훌--。

•

1

이성우·강기문·이제근·이경학·박현정·임준혁84

f

+

0

훌

다

。찮

O

b)를 1260。i

“'\0 12，때를.... 1220g딛

.를 1200 1!'l ''''''''I -t•- lm:프 1 ·0 Ilm:먼 1180 1--~-- 20seci:i 1- .s;;;_. 3