KR100449416B1 - 워터 이젝터가 부착된 진공증발농축 건조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고농도의 혼합 폐수를 처리하기 위한 워터 이젝터가 부착된 진공증발농축 건조 시스템에 관한 것으로서, 특히 고동도의 원폐수를 처리하기 위하여 종래의 진공증발농축 장치에 워터 이젝터와 진공 탱크를 설치 연결하여 전체의 시스템을 진공 상태를 유지하며 폐수가 농축, 증발, 응축 및 건조 과정을 거치며 폐수 속에 함유되어 있는 물 이외의 고형분을 경제적이고 안정적으로 분리 할 수 있는 워터 이젝터가 부착된 진공증발 농축 건조 시스템에 관한 것이다.

Description

워터 이젝터가 부착된 진공증발농축 건조 방법 {method of evaporatoring for vacuum evaporator}

본 발명은 본원 출원인에 의한 특허 출원 등록 제032428호 "고농도 혼합 폐수의 복합 처리방법" 및 특허출원 등록 제 026044호 "진공증류법에 의한 폐수처리방법)에 적용하여 사용 할 수 있는 고농도의 혼합 폐수를 처리하기 위한 워터 이젝터가 부착된 진공증발농축 건조 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 고동도의 원폐수를 처리하기 위하여 종래의 진공증발농축 장치에 워터 이젝터와 진공 탱크를 설치 연결하여 전체의 시스템을 진공 상태를 유지하며 폐수가 농축, 증발, 응축 및 건조 과정을 거치며 폐수 속에 함유되어 있는 물 이외의 고형분을 경제적이고 안정적으로 분리 할 수 있는 워터 이젝터가 부착된 진공증발 농축 건조 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사용되어지고 있는 고농도 폐수처리 설비로는 압축된 토출 증기를 공정의 가열원으로 재 사용하는 TVR식 증발농축기, 증기를 재압축하여 사용하는 MVR식 증발농축기 및 다중효용 증발농축기등 다양한 농축기가 상용화되어 사용되고있다.

상기와 같이 일반적으로 많이 사용되고 있는 거의 대부분 폐수처리 장치는 고농도 폐수 처리시 폐수를 감압식 증발 농축기를 이용하여 오염물질과 응축수를 분리한 후 농축액은 건조장치로 이송하여 증발 응축공정을 통해 수분을 증발 시킨 후 상기 응축공정 후에 발생되는 고형화 슬러지를 별도로 인출하여 처리 하였다.

상기 농축액을 건조 시키는 건조 장치로 가장 널리 사용되어지는 건조장치로는 폐들형 건조기, 리터액형 건조기 및 로타디스크형 건조기 등이 있으며 이러한상기 증발 농축기나 건조기는 에너지 절약과 시스템 구조상 진공 펌프를 이용하여 감압상태에서 가동을 해야만 그 효율성이 증대된다.

이러한 상기 증발 농축기와 건조기의 특성 때문에 증발 농축기와 건조기의 진공 유지를 위해 수봉식 진공펌프나 유봉식 진공 펌프를 가장 많이 사용하고 있지만 상기 수봉식 진공펌프 및 유봉식 진공펌프는는 실린더 내부의 액체의 온도에 따라 펌프안의 진공도가 달라짐을 물론 급수 및 폐수처리를 위한 부대 시설을 따로 구비해야 한다는 문제점이 있다.

또한 상기 수봉식 진공 펌프 및 유봉식 진공 펌프는 펌프의 내부로 가스등 폐수 속의 여러 가지 유해 성분에 의해 펌프의 내부가 부식되고 상기 펌프의 내부 부식으로 인해 일정 기간 사용 후 펌프를 교체해야 한다는 문제점이 있다.

이러한 수봉식 진공 펌프 및 유봉식 진공펌프의 문제점 및 경제성 때문에 일반적인 진공 펌프를 사용하는 폐수처리장치도 있지만 이러한 일반 진공 펌프의 경우 폐수의 증발시 수분과 함께 폐수의 성상에 따라 불응축 가스도 함께 증발하여 진공 펌프의 임펠러 및 케이싱 부에 스케일이 형성되어 정상적인 진공도를 유지 할 수 없을 뿐만 아니라 진공을 유지하기 위한 씰수가 외부에서 계속적으로 공급되어야만 한다.

또한 진공 유지가 끝난 씰수에는 폐수에서 증발된 불응축 가스등과 같은 오염 물질이 혼합되어 배출되기 때문에 배출된 폐수는 수질오염 방지를 위해 재처리를 해야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 종래에 사용되어지는 진공증발 및 건조장치에 워터 이젝터와 진공 탱크를 설치 연결하여 전체 폐수 처리 공정을 진공 상태에서 진행 할 수 있도록 하였으며 원폐수가 증발 농축기의 열교환기에서 발생하는 스팀에 의해 가열된 후 세퍼레이터에 분사되면 폐수속에 수분이 증발되어 냉각 콘덴서로 이송되고 냉각 콘덴서에서 이동된 증기 속의 수분은 쿨링 타워의 냉각수에 의해 냉각응축되어 응축수 탱크에 저장되고 응축되지 않은 잔류공기와 불응축 가스는 워터 이젝터에 의해 강제로 진공 탱크에 흡입되어 시스템을 진공화 시킴으로 경제적이고 안정적으로 폐수를 처리 할 수 있는 워터 이젝터가 부착된 진공증발농축 건조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 진공증발 농축건조 방법의 전체 공정을 나타낸 전체 공정도

※도면의 주요 부호에 대한 설명※

1: 농축기 2:콘덴서

3: 저장조 4: 건조기

5: 농축액 저장 탱크 6: 응축수 탱크

7 7': 에어 컴프레셔, 드레인 밸브 8, 8': 워터 이젝터

9; 가열기 10: 냉각탑

11, 11': 응축수 펌프 12, 12': 농축액 이송 펌프

13: 순환 펌프 15: 냉각수 펌프 16, 16': 농축액 이송 파이프 17, 17': 물 이송관 18: 농축가스 이송관 19: 응축수 이송관 20, 20': 진공 탱크

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부에서 유입되는 소정의 폐수를 농축 할 수 있는 농축기(1)와; 상기 농축기에서 농축된 농축액을 공급하기 위한 농축액 이송펌프(12)와; 상기 농축기(1)를 거친 농축액을 저장 할 수 있는 농축액 저장 탱크(5)와; 상기 농축액 저장 탱크(5)에 저장되어 있는 농축액의 일정량을 건조기(4)로 공급 해 주는 농축액 이송 펌프(12, 12')와; 상기 농축액 이송 펌프(12,12')에 의해 공급된 농축액의 농축 정도를 감지하여 동력제어 기능을 수행하는 검출센서 및 외부 표식 기능의 디스플레이 수단을 포함하는 건조기(4)와; 상기 건조기(4)의 하단부에 설치되어 고형물 슬러지가 배출 될 수 있도록 에어 컴프레셔(7)와 연결된 드레인 밸브와; 상기 건조기(4)에서 발생된 가스를 응축 시키기 위한 콘덴서(2)와; 상기 콘덴서(2)를 거친 응축수를 저장하기 위한 응축수 탱크(6)와; 상기 콘덴서(2,2') 미처 응축되지 않은 불응축 가스를 흡입 할 수 있는 워터 이젝터(8)가 구비된 진공 탱크(20)를 설치한다.

본 발명은 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 진공증발 농축건조 방법 및 장치의 전체 공정을 나타낸 전체 공정도이다.

외부에서 유입되는 소정의 폐수를 상기 농축기에서 1차적으로 증발 응축 시키고 수분이 80~90%정도 빠진 농축액은 농축기(1)의 하단부에 형성되어 있는 농축액 이송 펌프(12)에 의해 농축액 이송 파이프(16,16')을 따라 농축액 저장 탱크(5)로 이송되고, 농축액 저장 탱크(5)에 저장된 농축액 속의 잔여 수분을 건조 시키기 위하여 농축액 저장 탱크(5)의 하단부에 설치되어 있는 농축액 이송 파이프(16,16')를 통해 건조기로 이송되어진다.

상기 건조기(4)와 농축기(1)로 이송된 농축액는 건조기(4)와 농축기(1) 내부에서 다 시 건조되고 건조시에 발생하는 고형물 슬러지는 건조기(4)의 하단부에 설치되어 고형물 슬러지가 배출 될 수 있도록 에어 컴프레셔(7)와 연결된 드레인 밸브(7')로 배출되고 상기 농축기와 건조기에서 증발된 증기는 증기 이송관을 통해 건조기와 농축기(1) 상단부에 설치되어 있는 냉각 콘덴서(2, 2')로 이송되어 진다.

상기 냉각 콘덴서(2, 2')로 이송되어진 증기는 냉각 콘덴서(2, 2')에서 냉각응축되어 응축수로 변환되고 변환되고 변환된 응축수는 냉각 콘덴서(2, 2') 하부에 설치되어 있는 응축수 이송관(19)을 통해 응축수 탱크(6)를 경유하여 저장조에 저장되게 된다.

또한 냉각 콘덴서(2, 2')에서 응축되지 않은 잔류공기와 불응축 가스는 워터 이젝터(8,8')의 물분사시의 압력에 의해 진공탱크(20,20') 내로 분사되는 물속에 흡착되게 되고 상기 워터 이젝터(8,8')의 작동시에 발생하는 압력에 의해 건조시에 발생하는 가스가 콘덴서(2, 2')로 이송됨으로 건조기(4) 내부를 진공화 시키게 되고 건조기(4) 내부에 남게되는 슬러지는 최종 수분함수율이 20%이하로 건조시켜 드레인 밸브(7')로 인출 후 처리하게 되며 상기 진공 탱크로 분사되었던 물은 오버 플로워 이송과을 통해 응축수 저장조로 이송된다.

따라서 본 발명은 고농도 폐수를 처리하기 위해 증발농축기와 건조기를 사용하게 되는데 증발농축기와 건조기의 시스템 내부를 진공화함으로 에너지를 절약 할 수 있다는 효과가 있다.

또 종래에는 시스템을 간소화 하기 위하여 필연적으로 진공 펌프를 사용하고 있으나 근래에 많이 사용되어지는 수봉식 진공 펌프와 유봉식 펌프는 폐수중에 배출되는 가스 및 독성물질과 오염물질로 펌프의 케이싱 및 임펠라에 스케일이 끼고 부식되어 효율이 떨어짐은 물론 상기 효율 저하로 인해 펌프의 수명이 단축됨과 동시에 일정기간 사용 후에는 고진공을 유지할 수 없으며 또 물과 기름을 계속해서 보충해줘야만 가동이 가능하기 때문에 경제적으로 많은 부담이되고 있다.

반면 본 발명은 물 보충과 스케ㅔ일이 없이 고진공을 유지하면서 가동되기 때문에 유지 보수 비용이 경감된다는 효과가 있으며 고장이 거의 없기 때문에 매우 경제적이다.

Claims (1)

1. 폐수처리 증발농축, 건조 시스템에 있어서,

   외부 유입의 폐수를 증발시키고 상기 농축기에서 수분이 빠진 농축액은 농축기의 하단부에 형성되어 있는 농축액 이송 펌프에 의해 농축액 이송관을 따라 농축액 저장 탱크로 이송 시키는 1단계;

   이송된 농축액을 수용하여 이를 건조처리하되, 건조시 발생된 고형물 슬러지는 드레인 밸브를 통해 외부로 배출되고, 증발 농축기와 건조기에서 증발된 증기는 냉각 콘덴서로 이송되어 액화 된 후 응축수로 전환되는 제2단계;

   상기 냉각 콘덴서에서 불응축된 잔류공기와 불응축 가스는 워터 이젝터의 분사시 발생하는 압력에 의해 불응축 가스 이송관을 통해 강제적으로 진공 탱크에 흡입되어 농축기와 건조기의 내부가 진공화되는 제 3 단계; 및

   상기 과정을 거쳐 진공탱크 내부의 워터 이젝터의 순환물과 불응축 가스를 수용하여 복합처리 장치로 이송시키는 제 4단계를 순차적으로 마련됨을 특징으로하는 워터 이젝터가 부착된 진공증발농축 건조 방법.