KR100397848B1 - 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암모니아성 질소가 포함되는 원수를 처리함에 있어서 제올라이트 여과장치를 통과하도록 하여 원수에 포함된 암모니아성 질소를 효과적으로 제거토록 하는 것을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치 및 방법에 관한 것으로,

오염된 원수를 집수하는 집수장치와;

상기 집수장치의 원수가 이동하는 과정에서 응집제를 투여하고, 응집제가 투여된 원수를 교반하는 교반장치와;

상기 교반장치를 통과한 원수에서 미립자를 플럭으로 형성하는 플럭형성장치와;

상기 플럭형성장치를 통과한 원수에서 플럭을 침강하는 침강장치와;

상기 침강장치를 통과한 원수에서 플럭을 제거하고, 내장된 제올라이트를 이용하여 암모니아성 질소를 제거하는 제올라이트 여과장치와;

상기 제올라이트 여과장치를 역세척하는 정수장치를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

Description

제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치 및 방법{Ammonai Nitrogen Eliminating Device Using Jolite and Thereof Method}

본 발명은 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치에 관한 것으로, 특히 암모니아성 질소가 포함되는 원수를 처리함에 있어서 제올라이트 여과장치를 통과하도록 하여 원수에 포함된 암모니아성 질소를 효과적으로 제거토록 하는 것을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치 및 방법에 관한 것이다.

산업체 및 가정에서 발생하는 오폐수 내에 존재하는 암모니아성 질소를 처리하는 방법으로는 생물학적 처리(Biological Treatment)가 가장 일반적이다.

활성오니법으로 알려진 생물학적 수처리에 의한 암모니아성 질소의 제거방법은 우선 질화 미생물에 의하여 암모니아성 질소가 질산성 질소로 전환된 다음 탈질 미생물에 의하여 질소가스로 변환되어 대기중으로 제거된다.

이와 같은 미생물을 이용한 암모니아성 질소 제거는 폭기조와 혐기조로 이루어진 활성오니법이나 인공 부착물에 미생물을 정착시켜 활성을 유지하는 생물막 수처리 방법에 의하여 이미 상업적으로 이용되고 있으며, 다양한 설비들이 상용화되어 있다.

상기 활성오니법이나 생물막법은 대상 폐수의 성상에 적합한 미생물을 이용하여 미생물의 정화 능력을 극대화시킨 수처리 방법이다.

그러나, 우리나라와 같이 겨울철에 수온이 낮은 나라에서 높은 농도의 암모니아성 질소를 생물학적으로 처리하기에는 거의 불가능하다. 또한 탈기를 하여 암모니아가스를 날려보내는 방법은 pH를 12이상으로 높여서 처리하여야 하므로 청수처리에는 적용이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 암모니아성 질소를 재래식 정수처리재인 응집침전, 모래여과, 소독으로는 처리가 불가능하며 고도처리로 사용되고 있는 오존이나 활성탄으로도 처리가 불가능한 상태이다.

그래서 현재 정수장에서는 겨울철에 높게 유입되는 암모니아성 질소를 제거하기 위하여 재래식 정수처리의 전단에 염소를 주입하는 전염소처리를 실시하고 있다.

그러나 전염소처리는 염소와 반응한 많은 염소 부산물이 생성되며, 이들 중에 특히 트리할로메탄을 중심으로 한 염소처리의 부산물은 발암성이나, 변이원성, 염색체 이상 등을 유발하는 유해한 성분들로 알려지고 있어서 전염소처리는 많은 문제점을 안고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로,

암모니아성 질소에 대한 이온교환 능력이 탁월하고 중금속 등의 제거 능력도 있는 것으로 알려진 제올라이트를 이용하여 원수의 여과에 이용토록 함으로서 암모니아성 질소의 효율적인 제거가 가능토록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 오염된 원수를 집수하는 집수장치와;

상기 집수장치의 원수가 이동하는 과정에서 응집제를 투여하고, 응집제가 투여된 원수를 교반하는 교반장치와;

상기 교반장치를 통과한 원수에서 미립자를 플럭으로 형성하는 플럭형성장치와;

상기 플럭형성장치를 통과한 원수에서 플럭을 침강하는 침강장치와;

상기 침강장치를 통과한 원수에서 플럭을 제거하고, 내장된 제올라이트를 이용하여 암모니아성 질소를 제거하는 제올라이트 여과장치와;

상기 제올라이트 여과장치를 역세척하는 정수장치를 포함하여 구성함이 특징이다.

도 1은 종래의 수처리 장치 구성도.

도 2는 본 발명의 수처리장치 구성도.

도 3은 본 발명의 상세도.

이하에서 도면을 참조하여 본원발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 적용되는 제올라이트에 대해서 간략하게 설명하기로 한다.

본 발명에 적용되는 제올라이트는 3차원 망구조로 이루어진 함수 알루미노규산 결정으로 분자 오더사이즈인 미세한 세공을 무수히 많이 가지고 있다.

이러한 세공을 가진 제올라이트는 이온교환, 가스흡착, 촉매 등의 특수기능을 발휘하는 기능성 재료이다.

그리고, 제올라이트는 신생대 3기의 화산재가 속성작용등을 받아 생성된 알루미노 실리케이트계의 광물로서, 우리나라의 경우 제올라이트의 산출량이 풍부하고 지금까지 이용대상이 많지 않아 시장이 좁아 매우 저렴한 가격에 구할 수 있다.

따라서, 본원발명에서는 상기와 같은 제올라이트를 수처리장치에 적용하여 암모니아서 질소를 제거하는데 사용코자 한다.

이하에서 본원발명의 구성을 설명하면, 도 2는 본 발명의 개략적인 구성블록도이고, 도 3은 본 발명의 상세구성도로서, 오염된 원수를 집수하는 집수장치와;

상기 집수장치의 원수가 이동하는 과정에서 응집제를 투여하고, 응집제가 투여된 원수를 교반하는 교반장치와;

상기 교반장치를 통과한 원수에서 미립자를 플럭으로 형성하는 플럭형성장치와;

상기 플럭형성장치를 통과한 원수에서 플럭을 침강하는 침강장치와;

상기 침강장치를 통과한 원수에서 플럭을 제거하고, 내장된 제올라이트를 이용하여 암모니아성 질소를 제거하는 제올라이트 여과장치와;

상기 제올라이트 여과장치를 역세척하는 정수장치를 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성하는 본 발명은 원수를 집수장치에 집수하고, 집수된 원수는 파이프 라인상의 이송과정에서 이송되는 유체중에 응집제를 투여하고 이후 교반장치로 안내되어 응집제가 투여된 원수를 회전시키며, 상기 교반장치를 통과한 원수는 플럭 형성장치에서 원수의 미립자가 플럭으로 형성되게 된다.

상기 플럭 형성장치를 통과한 원수는 침강장치에서 플럭을 침강시키게 되고 이어 제올라이트 여과장치에서 암모니아성 질소가 걸러져 정수장으로 이동하게 된다.

상기 제올라이트 여과장치는 원수에 포함된 슬러지와 더불어 암모니아성 질소를 제거하게 되는 바, 계속적으로 제거하기 위해서는 재생이 행해지지 않으면 안되므로, 암모니아성 질소의 흡착제기와 더불어 연속적으로 재생하여 재생후 재생수에 포함된 고농도의 암모니아성 질소를 공기 탈기법을 이용하여 제거시킨다.

즉, 재생수에 포함된 암모니아성 질소는 고농도로 포함되어 있고 유량이 정수처리 량에 비하여 상대적으로 적으므로 처리가 용이하다.

도 3은 본 발명의 상세구성도로서, 제올라이트 여과장치에 존재하는 불순물과 암모니아성 질소를 제거하기 위한 구성을 나타내고 있다.

도시한 바와 같이 제올라이트 여과장치는 정수지와 연결된 역세 파이프를 통해 역세수를 제공받아 암모니아성 질소를 분리하게 되며, 이때 NaOH 저장탱크로 부터 NaOH를 제공받아 PH를 높이도록 함으로서 암모니아성 질소를 원활히 분리할 수 있도록 하고 있다.

그리고 제올라이트 여과장치 타단에는 암모니아 탈기조가 위치하여 여기서 암모니아 질소를 외부로 배출하게 되며 나머지는 회수조로 이동하여 하천으로 방류되고 슬러지는 슬러지관으로 이동하여 모아진다.

본 발명을 이용한 암모니아성 질소의 제거공정은 다음과 같다.

오염된 원수를 집수하는 집수공정와;

상기 집수공정후 원수가 이동하는 과정에서 응집제를 투여하고, 응집제가 투여된 원수를 교반하는 교반공정와;

상기 교반공정후 원수의 미립자를 플럭으로 형성하는 플럭형성공정과;

상기 플럭형성공정후 원수에서 플럭을 침강하는 침강공정과;

상기 침강공정을 통과한 원수에서 플럭을 제거하고, 제올라이트를 이용하여 암모니아성 질소를 제거하는 제올라이트 여과공정을 포함하여 이루어진다.

즉, 제올라이트 물질을 이용하여 암모니아성 질소를 제거한 다음 정수장치로 처리수를 이동시켜 상수원에 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명을 이용하게 되면 제올라이트를 이용하여 암모니아성 질소를 제거하므로 겨울철 수온이 낮은 우리나라에서 암모니아성 질소를 저렴한 비용으로 용이하게 제거하는 장점을 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 암모니아성 질소가 포함되는 원수를 처리함에 있어서 제올라이트 여과장치를 통과하도록 하여 원수에 포함된 암모니아성 질소를 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (6)

1. 오염된 원수를 집수하는 집수장치와;

   상기 집수장치의 원수가 이동하는 과정에서 응집제를 투여하고, 응집제가 투여된 원수를 교반하는 교반장치와;

   상기 교반장치를 통과한 원수에서 미립자를 플럭으로 형성하는 플럭형성장치와;

   상기 플럭형성장치를 통과한 원수에서 플럭을 침강하는 침강장치와;

   상기 침강장치를 통과한 원수에서 플럭을 제거하고, 내장된 제올라이트를 이용하여 암모니아성 질소를 제거하는 제올라이트 여과장치와;

   상기 제올라이트 여과장치를 역세수를 이용하여 역세척하여 연속적으로 재생하는 정수장치를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제올라이트 여과장치는 암모니아성 질소를 탈기시키기 위한 암모니아 탈기장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 정수장치와 제올라이트 여과장치의 역세척 파이프에는 NaOH 공급장치의 파이프와 접속되어 역세척수에 NaOH를 포함시켜 제올라이트 여과장치에 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거장치.
4. 오염된 원수를 집수하는 집수공정와;

   상기 집수공정후 원수가 이동하는 과정에서 응집제를 투여하고, 응집제가 투여된 원수를 교반하는 교반공정와;

   상기 교반공정후 원수의 미립자를 플럭으로 형성하는 플럭형성공정과;

   상기 플럭형성공정후 원수에서 플럭을 침강하는 침강공정과;

   상기 침강공정을 통과한 원수에서 플럭을 제거하고, 제올라이트를 이용하여 암모니아성 질소를 제거하는 제올라이트 여과공정; 및

   상기 제올라이트를 역세수를 이용하여 역세척하여 연속적으로 재생하는 연속 재생 공정;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제올라이트 여과공정은 암모니아성 질소를 탈기시키기 위한 암모니아 탈기공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   NaOH를 포함시켜 제올라이트 여과공정에 공급되는 NaOH 공급공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 암모니아성 질소의 제거방법.