KR100246080B1 - 직가열식 폐수증발농축장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수의 처리효율을 높이면서도 시스템의 안정성을 기할 수 있는 새로운 구조의 직가열식 폐수증발농축장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 원폐수 또는 전처리된 폐수가 유입되는 농축조(10)와, 상기 농축조(10)의 상부에 설치되며 버너(22)가 구비된 연소실(20)과, 상기 연소실(20)의 일측에 연통되며 연소실(20) 내로 가압공기를 주입하는 송풍기구(30)와, 상기 연소실(20)과 농축조(10) 사이에 설치되며 버너(22)에 의해 가열된 열풍을 하부의 농축조(10) 내에 저류된 폐수 속으로 유도하는 열풍가이드(24)와, 상기 농축조(10)에서 증발된 수증기를 배출하는 배기관(40)과, 상기 농축조(10)에서 농축된 폐액을 배출하는 배출관(50)과, 상기 농축조(10)에서 폐수를 재순환시켜서 상기 열풍가이드(24) 위로 흘려보내는 재순환기구(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 직가열식 폐수농축증발장치가 제공된다.
Description
본 발명은 직가열식 폐수증발농축장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 버너에 의해 가열된 열풍을 직접 폐수에 가함으로써 폐수의 처리효율을 높이면서도 시스템의 안정성을 기할 수 있는 새로운 구조의 직가열식 폐수증발농축장치에 관한 것이다.
염색공장이나 도금공장 기타 각종 폐수배출업소나 폐수처리업소에서 폐수를 처리하기 위해서는 폐수를 농축시켜서 소각하거나, 농축건조후 케이크상태로 매립하는 등의 방법이 사용된다. 이와같이, 폐수를 소각하거나 케이크화하여 매립하기 위해서는 일차로 폐수를 가열하여 농축시키는 과정이 필요하다. 그런데, 종래의 폐수처리과정에서 폐수를 가열농축시키는 방법은 스팀이나 고온수가 순환되는 보일러의 관속으로 폐수를 통과시켜서 폐수를 가열함으로써 농축하는 방법이 사용되었다. 그러나, 이와같은 보일러에 의한 간접가열반식에 의해 농축할 때에는, 열효율이 낮고, 폐수에 함유된 다량의 유해물질이나 화학성분, 기타 이물질로 인해서 보일러 내부의 관이 급격하게 부식되거나 관 내주면에 스케일이 발생하여 관이 단시간 내에 막히게 되어, 장치가 작동을 멈추는 심각한 문제점이 있었다. 이로 인해 폐수처리장치를 한번에 장시간 가동하는 것이 곤란하고, 부단한 유지보수를 요함으로써 제때에 폐수처리를 하지 못하여 폐수를 무단방류하는 페단을 초래하기도 하였다.
본 발명은 전술한 바와같은 종래의 보일러에 의한 폐수의 간접가열방식 농축 방법의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 버너를 이용하여 직접 폐수를 가열함으로써, 에너지효율을 높이면서도 폐수의 증발과 농축과정이 막힘없이 원활하게 이루어질 수 있어서 시스템의 안정성을 기할 수 있는 새로운 구조의 직가열식 폐수증발농축장치를 제공하고자 하는 것이다.
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 폐수증발농축장치의 구성도.
제2도는 상기 실시예의 요부 단면구성도.
제3도는 상기 실시예의 요부 부분절단사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 농축조 14 : 차단판
20 : 연소실 22 : 버너
24 : 열풍가이드 26 : 착화토치
27 : 연료노즐부 30 : 송풍기구
40 : 배기관 50 : 배출관
60 : 재순환기구 65 : 차단벽
본 발명의 특징에 따르면, 원폐수 또는 전처리된 폐수가 유입되는 농축조(10)와, 상기 농축조(10)의 상부에 설치되며 버너(22)가 구비된 연소실(20)과, 상기 연소실(20)의 일측에 연통되며 연소실(20) 내로 가압공기를 주입하는 송풍기구(30)와, 상기 연소실(20)과 농축조(10) 사이에 설치되며 버너(22)에 의해 가열된 열풍을 하부의 농축조(10) 내에 저류된 폐수 속으로 유도하는 열풍가이드(24)와, 상기 농축조(10)에서 증발된 수증기를 배출하는 배기관(40)과, 상기 농축조(10)에서 농축된 폐액을 배출하는 배출관(50)과, 상기 농축조(10)에서 폐수를 재순환시켜서 상기 열풍가이드(24) 위로 흘려보내는 재순환기구(60)와, 상기 열풍가이드(24)의 상부로 연장되며 상단부에는 다수의 노치부(66)가 형성된 차단벽(65)을 포함하며, 상기 차단벽(65)은 재순환된 폐수를 저류시키면서 노치부(66)를 통해 폐수가 균일하게 흘러내리도록 하는 것을 특징으로 하는 직가열식 폐수농축증발장치가 제공된다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 제1도는 본 발명에 따른 폐수증발농축장치의 실시예의 전체구성도이고, 제2도와 제3도는 상기 실시예의 요부구성도이다. 도시된 바와같이, 농축조(10)가 구비되고, 이 농축조(10)의 상부에는 연소실(20)이 직립설치된다. 이 연소실(20)의 내벽은 캐스터블과 같은 단열재(21)로 처리되고, 이 연소실(20)의 상부에는 LPG 등으로 착화시키는 착화토치(26와 연료를 분사공급하는 연료분사노즐(27) 등이 구비되는 버너(22)가 설치된다. 이 연소실(20)의 저면은 상기 농축조(10)로 개방된 구조를 취한다. 상기 연소실(20)의 일측에는 송풍기(32)에 의해 연소실(30) 내로 대략 2기압 전후의 압력으로 공기를 불어넣는 송풍기구(30)가 구비된다. 이 송풍기구(30)에 의해 버너(22)의 화염이 하향하게 되고, 이에 의해 열풍이 농축조(10) 쪽으로 향하게 된다.
상기 연소실(20)과 농축조(10) 사이에는 상단이 테이퍼지고 하단이 폐수 속으로 연장되어 잠기는 열풍가이드(24)가 구비된다. 이 열풍가이드(24)의 저면은 폐색되고, 그 하단 둘레에는 다수의 통공(25)이 형성되어 버너(22)에 의해 가열된 열풍이 열풍가이드(24)를 따라 폐수의 액면 이하로 주입되어 열풍가이드(24) 하단둘레의 통공(25)을 통해 폐수 속으로 분출되어 폐수를 교반하면서 직접 가열시키게 된다. 이와같이, 버너에 의한 열풍이 직접 폐수에 접촉하고 섞이면서 가열하므로 열효율이 약 20% 이상 향상되고, 보일러방식에 의한 간접가열시 불가피하게 야기되는 스케일발생 등의 문제가 없다. 이때, 열풍에 의해 폐수가 지나치게 출렁이는 것을 방지하도록 농축조(10)에는 원통형 격벽형태의 차단판(14)이 배치된다.
이 농축조(10)의 일측에는, 장치의 부식을 방지하도록 원폐수를 투입하여 약품으로 중화시키는 중화조(12)가 구비되고, 이 중화조(12)로부터 피처리폐수를 공급펌프(13)를 통해 농축조(10)로 공급하는 공급관(11)이 농축조(10)로 접속된다. 그리고, 농축조(10)의 상부 일측에는 폐수의 가열에 의해 발생되는 수증기가 배출되는 배기관(40)이 설치된다. 이때, 수증기와 함께 배출되는 유해성분이 함유된 물방울 등은 배기관(40)의 중간에 설치된 데미스터(42)에 의해 포획되어 농축조(10)로 복귀된다.
그리고, 열풍가스에 의해 가열되어 수증기가 증발됨으로써 대략 15% 내지 10% 정도로 부피가 줄어들면서 농축된 농축폐액은 배출관(50)과 배출펌프(52)를 통해 저장조(54)로 배출되어 건조나 소각, 매립 등의 후처리에 제공된다.
한편, 버너(22)에 의해 가열된 열풍은 대략 1000℃ 이상의 고온이므로, 이 열풍을 농축조(10)로 유도하는 열풍가이드(24)가 열에 녹거나 열화될 수 있으므로 이를 방지하기 위해서, 농축조(10)의 하단 근처에서 폐수를 빼내어 순환펌프(62)를 통해 연소실(20) 하단의 열풍가이드(24) 상부로 복귀시키는 순환관(63)을 포함하는 재순환기구(60)가 구비된다. 이 재순환기구(60)는 제2도에 도시된 바와같이, 연소실(20) 하단 측벽으로 복귀되므로, 복구된 폐수가 원통형의 차단벽(65)을 타고 넘어서 열풍가이드(24)의 내주면을 따라 흘러내리면서 열풍가이드(24)를 냉각시킴으로써 금속재의 열풍가이드(24)가 열에 의해 녹거나 변형되지 않도록 한다. 한편, 이때, 열풍가이드(24)를 따라 흘러내리면서 고온의 열풍에 노출되는 폐수 속에 함유되어 있던 유해가스나 고형물 기타 가연성 물질이 고온의 열풍에 노출되어 연소된다. 상기 원통형 차단벽(65)은 폐수가 둘레를 따라 균등하게 흘러내리도록 차단벽(65)의 상단에는 일정간격으로 노치부(66)가 형성된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 농축조(10)의 상부에 연소실(20)을 설치하고, 송풍기구에 의해 버너의 화염과 열풍을 하향시켜 폐수 속으로 유입시킴으로써 폐수를 직접 가열하고 교반하면서 수증기를 증발시킬 수 있기 때문에, 에너지효율이 향상되고, 종래와 같이 보일러에 의한 간접가열방식에서 불가피하게 초래되는 보일러의 부식이나 스케일의 발생 등이 방지되어 처리효율이 개선되고, 처리과정이 중단됨이 없이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 농축조에 폐수의 재순환기구를 구비하고 재순환된 폐수를 균일하게 열풍가이드(24) 내벽을 따라 흘러내리도록 함으로써 열풍에 의한 장치의 과열을 방지하면서도 부수적으로 폐수에 함유된 가연성 물질의 소각을 촉진할 수 있다.
Claims (1)
- 원폐수 또는 전처리된 폐수가 유입되는 농축조(10)와, 상기 농축조(10)의 상부에 설치되며 버너(22)가 구비된 연소실(20)과, 상기 연소실(20)의 일측에 연통되며 연소실(20) 내로 가압공기를 주입하는 송풍기구(30)와, 상기 연소실(20)과 농축조(10) 사이에 설치되며 버너(22)에 의해 가열된 열풍을 하부의 농축조(10) 내에 저류된 폐수 속으로 유도하는 열풍가이드(24)와, 상기 농축조(10)에서 증발된 수증기를 배출하는 배기관(40)과, 상기 농축조(10)에서 농축된 폐액을 배출하는 배출관(50)과, 상기 농축조(10)에서 폐수를 재순환시켜서 상기 열풍가이드(24) 위로 흘려보내는 재순환기구(60)와, 상기 열풍가이드(24)의 상부로 연장되며 상단부에는 다수의 노치부(66)가 형성된 차단벽(65)을 포함하며, 상기 차단벽(65)은 재순환된 폐수를 저류시키면서 노치부(66)를 통해 폐수가 균일하게 흘러내리도록 하는 것을 특징으로 하는 직가열식 폐수농축증발장치.
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