KR100492928B1 - Apparatus for processing waste water using heat-pump system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히트펌프를 이용한 폐수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트펌프 시스템의 응축기와 증발기를 폐수의 증발탱크와 응축탱크의 내부에 각각 설치한 상태에서, 상기 응축기의 표면을 통하여 폐수를 직접 스프레이 형식으로 분사시키거나 또는 보조증발탱크에서 응축기에 의하여 1차 증발된 폐수를 스프레이 형식으로 분사시키도록 함과 동시에 상기 증발탱크와 응축탱크의 내부공간을 진공상태로 조성할 수 있도록 함으로서, 냉매의 열방출 및 열회수 작용만으로 폐수를 용이하게 증발처리하여 화석연료와 에너지의 낭비 및 이에 따른 2차적인 환경오염을 방지하고, 낮은 온도조건하에서도 폐수를 신속하게 증발시켜 장치의 작동효율을 극대화시킴과 동시에 폐수의 증발에 따른 배기가스와 악취를 방지하며, 초음파발진기에 의하여 증발탱크나 응축기 표면의 스케일 제거 또한 용이하게 이루어낼 수 있도록 한 히트펌프를 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus using a heat pump, and more particularly, in a state in which a condenser and an evaporator of a heat pump system are respectively installed in an evaporation tank and a condensation tank of a wastewater, wastewater is discharged through a surface of the condenser. By spraying directly or by spraying the first evaporated wastewater by the condenser in the sub-evaporation tank in the form of a spray, the internal space of the evaporation tank and the condensation tank can be vacuumed, Easily evaporate the wastewater with only heat release and heat recovery to prevent the waste of fossil fuel and energy and its secondary environmental pollution, and maximize the operating efficiency of the device by rapidly evaporating the wastewater under low temperature conditions. At the same time, it prevents exhaust gas and odor due to evaporation of waste water. Removal of the evaporation tank and the condenser surface scale is also directed to a waste water treatment apparatus using a heat pump to be easily achieved.
또한, 본 발명은 상기 응축탱크와 연결되어 응축수를 저장하는 저장수조의 내부공간을 진공상태에서 대기압 상태로 신속하게 조성시킬 수 있도록 함으로서, 저장수조에 저장된 응축수를 외부공간으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하고, 상기 저장수조의 하부에 제 2저장수조를 추가로 연결 설치하여 그 내부공간을 진공 또는 대기압 상태로 조성시킬 수 있도록 함으로서, 증발탱크와 응축탱크 내부의 진공도를 변화시키지 않는 상태에서 저장수조에 저장된 응축수를 제 2저장수조를 거쳐 대기압 상태인 외부공간으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 히트펌프 시스템에 의한 폐수의 지속적인 고효율 증발처리가 가능하도록 하여 폐수의 처리성능과 그 처리속도를 더욱 향상시킬 수 있도록 한 히트펌프를 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다.In addition, the present invention is to be connected to the condensation tank to quickly create the inner space of the storage tank for storing the condensate from the vacuum state to atmospheric pressure, so that the condensed water stored in the storage tank can be easily discharged to the external space In addition, the second storage tank is further connected to the lower portion of the storage tank so that the internal space can be formed in a vacuum or atmospheric pressure state, so that the vacuum degree in the evaporation tank and the condensation tank is not changed. The stored condensate can be easily discharged through the second storage tank into the outer space at atmospheric pressure, thereby enabling continuous high efficiency evaporation of the wastewater by the heat pump system to further improve the treatment performance and the processing speed of the wastewater. Of wastewater treatment apparatus using heat pump to improve to be.
Description
본 발명은 히트펌프를 이용한 폐수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트펌프 시스템의 응축기와 증발기를 폐수의 증발탱크와 응축탱크의 내부에 각각 설치한 상태에서, 상기 응축기의 표면을 통하여 폐수를 직접 스프레이 형식으로 분사시키거나 또는 보조증발탱크에서 응축기에 의하여 1차 증발된 폐수를 스프레이 형식으로 분사시키도록 함과 동시에 상기 증발탱크와 응축탱크의 내부공간을 진공상태로 조성할 수 있도록 함으로서, 냉매의 열방출 및 열회수 작용만으로 폐수를 용이하게 증발처리하여 화석연료와 에너지의 낭비 및 이에 따른 2차적인 환경오염을 방지하고, 낮은 온도조건하에서도 폐수를 신속하게 증발시켜 장치의 작동효율을 극대화시킴과 동시에 폐수의 증발에 따른 배기가스와 악취를 방지하며, 초음파발진기에 의하여 증발탱크나 응축기 표면의 스케일 제거 또한 용이하게 이루어낼 수 있도록 한 히트펌프를 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus using a heat pump, and more particularly, in a state in which a condenser and an evaporator of a heat pump system are respectively installed in an evaporation tank and a condensation tank of a wastewater, wastewater is discharged through a surface of the condenser. By spraying directly or by spraying the first evaporated wastewater by the condenser in the sub-evaporation tank in the form of a spray, the internal space of the evaporation tank and the condensation tank can be vacuumed, Easily evaporate the wastewater with only heat release and heat recovery to prevent the waste of fossil fuel and energy and its secondary environmental pollution, and maximize the operating efficiency of the device by rapidly evaporating the wastewater under low temperature conditions. At the same time, it prevents exhaust gas and odor due to evaporation of waste water. Removal of the evaporation tank and the condenser surface scale is also directed to a waste water treatment apparatus using a heat pump to be easily achieved.
또한, 본 발명은 상기 응축탱크와 연결되어 응축수를 저장하는 저장수조의 내부공간을 진공상태에서 대기압 상태로 신속하게 조성시킬 수 있도록 함으로서, 저장수조에 저장된 응축수를 외부공간으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하고, 상기 저장수조의 하부에 제 2저장수조를 추가로 연결 설치하여 그 내부공간을 진공 또는 대기압 상태로 조성시킬 수 있도록 함으로서, 증발탱크와 응축탱크 내부의 진공도를 변화시키지 않는 상태에서 저장수조에 저장된 응축수를 제 2저장수조를 거쳐 대기압 상태인 외부공간으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 히트펌프 시스템에 의한 폐수의 지속적인 고효율 증발처리가 가능하도록 하여 폐수의 처리성능과 그 처리속도를 더욱 향상시킬 수 있도록 한 히트펌프를 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다.In addition, the present invention is to be connected to the condensation tank to quickly create the inner space of the storage tank for storing the condensate from the vacuum state to atmospheric pressure, so that the condensed water stored in the storage tank can be easily discharged to the external space In addition, the second storage tank is further connected to the lower portion of the storage tank so that the internal space can be formed in a vacuum or atmospheric pressure state, so that the vacuum degree in the evaporation tank and the condensation tank is not changed. The stored condensate can be easily discharged through the second storage tank into the outer space at atmospheric pressure, thereby enabling continuous high efficiency evaporation of the wastewater by the heat pump system to further improve the treatment performance and the processing speed of the wastewater. Of wastewater treatment apparatus using heat pump to improve to be.
일반적으로 폐수라고 하는 것은 각 가정의 일상적인 생활과정에서 발생한 생활하수 뿐만 아니라 공장 등과 같은 사업장에서 제품의 생산이나 제조과정에서 발생한 산업폐수를 총칭하는 것으로서, 최초 원수(原水: 음용가능한 상수 또는 농업 및 공업용수)가 되는 물에 액체성 또는 고체성의 폐기물이 섞여 있어 그대로는 원래의 목적대로 다시 사용할 수 없는 오염된 물을 말한다.In general, wastewater is a general term for industrial wastewater generated during the production or manufacture of a product at a workplace, such as a factory, as well as the daily sewage generated from the daily life process of each household. Industrial water) refers to contaminated water that is mixed with liquid or solid waste and cannot be reused as it was originally intended.
상기와 같은 각종 폐수는 가정이나 사업장의 하수도를 통하여 하천으로 유입된 다음, 하수처리시설이나 폐수처리시설과 같은 각종 정화시설로 집수되어 음용이 가능한 상수 또는 농업 및 공업용수로 정화됨으로서 재사용이 가능하게 되는 데, 특히 산업폐수의 경우에는 수질오염이나 토양오염과 같은 심각한 환경오염을 유발시키는 매우 중요한 요인이 되므로, 각종 사업장에서는 소정의 정화시설을 갖추어 폐수를 규정된 요건에 적합하도록 1차 정화시킨 다음 하천을 통하여 방류하도록 환경보전법으로 규제하고 있다.Such wastewater is introduced into the rivers through the sewerage of homes or businesses, and then collected into various purification facilities such as sewage treatment facilities or wastewater treatment facilities, and purified by drinking water or agricultural and industrial water for reuse. In particular, in the case of industrial wastewater, it is a very important factor that causes serious environmental pollution such as water pollution or soil pollution. Therefore, various workplaces have a predetermined purification facility to first purify the wastewater to meet the prescribed requirements. It is regulated by the Environmental Conservation Act to discharge it through rivers.
상기와 같이 각 사업장에서 산업폐수를 1차적으로 정화시키기 위하여 일반적으로 사용되어져 왔던 방법으로는, 제품의 생산 및 제조과정에서 발생한 폐수를 집수조와 같은 탱크에 저장시킨 상태에서 상기 집수조의 내부로 응집제를 투입하여 폐수에 함유되어 있는 부유물질 등의 이물질을 서로 엉겨붙게 하여 침강시키는 처리방식과, 상기 폐수를 다단계의 스크린을 구비하는 스크린장치를 통하여 흘려보냄으로서 폐수중에 함유된 이물질이 걸러지도록 한 것이 알려져 있다.As described above, a method that has been generally used for the primary purification of industrial wastewater at each workplace includes a flocculant in the sump of the wastewater generated during the production and manufacture of the product in a tank such as a sump. It is known to treat the sedimentation of foreign matters, such as suspended solids, contained in the wastewater by entanglement and sedimentation, and to filter the foreign matter contained in the wastewater by flowing the wastewater through a screen device having a multi-stage screen. have.
그러나, 응집제를 이용한 폐수처리방식은 고가의 응집제를 사용함에 따라 폐수처리에 따른 비용상승을 유발시키는 문제점이 있었고, 응집제에 의하여 이물질을 완벽하게 응집처리하는 것이 거의 불가능하기 때문에 확실한 폐수처리가 어려운 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 응집제가 이물질과 함께 침강하지 않고 폐수의 내부에 잔존하게 될 경우에는 응집제에 의한 2차적인 수질오염을 야기시키는 문제점이 있었다.However, the wastewater treatment method using the flocculant has a problem of causing a cost increase due to the use of expensive flocculant, and it is difficult to reliably treat the wastewater because it is almost impossible to flocculate the foreign matter completely by the flocculant. In addition to this, when the flocculant remains in the wastewater without sedimentation with the foreign matter, there was a problem causing secondary water pollution by the flocculant.
또한, 스크린장치를 이용한 폐수처리방식은 스크린장치 단독으로는 이물질의 제거효과가 매우 저조하여 폐수를 보다 확실하게 처리할 수 있도록 2차적인 수처리장치를 병행 운용하여야 하는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 폐수의 처리에 사용되는 장치의 설비 및 그 유지관리에 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 폐수처리장치의 설치를 위하여 비교적 넓은 부지를 확보하여야 함으로서 사업장 내의 부지를 효과적으로 활용하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, the wastewater treatment method using the screen device has a problem in that the screen device alone has a very low effect of removing foreign substances, so that the secondary water treatment device must be operated in parallel to treat the waste water more reliably. In addition to the cost of equipment and maintenance of the equipment used for the treatment, there is a problem that can not effectively utilize the site in the workplace by securing a relatively large site for the installation of the wastewater treatment device.
상기와 같이 응집제나 스크린장치에 의한 일반적인 폐수처리방식이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 최근에 가장 널리 사용되고 있는 것으로서, 비교적 큰 입자를 가지는 이물질을 1차적으로 제거하여 산업폐수를 현탁액(懸濁液)의 상태로 형성시킨 다음, 상기 폐수가 유입되는 증발탱크의 내부 또는 외부에 전기식 가열코일이나 가스버너 또는 석유버너와 같은 폐수의 가열수단을 설치하고, 상기 저장탱크로부터 폐수의 증기가 유입되는 응축탱크의 내부에는 냉각수가 순환되는 폐수증기의 응축수단을 설치한 증발농축식 폐수처리장치가 알려져 있다.In order to solve the problems of the general wastewater treatment method using a flocculant or a screen device as described above, it is the most widely used in recent years. After forming in the state, the heating means of the waste water such as electric heating coil, gas burner or petroleum burner is installed inside or outside the evaporation tank into which the waste water is introduced, and the condensation tank into which the steam of the waste water flows from the storage tank. An evaporative concentrated wastewater treatment apparatus is known that is provided with a condensation means of wastewater steam in which cooling water is circulated.
상기와 같은 종래의 증발농축식 폐수처리장치를 사용하여 산업폐수를 처리하게 되면, 산업폐수로부터 그 수분만을 용이하게 증발 및 분리하여 오염도가 낮은 응축수를 처리수로서 방류 또는 재이용할 수 있게 될 뿐만 아니라, 산업폐수에 함유된 각종 슬러리 형태의 이물질은 그 부피가 최소화되도록 농축 처리하여 퇴비나 인공토(人工土)의 제조 또는 매립 등을 수행할 수 있게 됨으로서, 응집제나 스크린장치에 의한 일반적인 폐수처리방식에 비하여 폐수처리의 효율성을 향상시킬 수 있게 되었다.When the industrial wastewater is treated using the conventional evaporative concentration wastewater treatment system as described above, only the moisture can be easily evaporated and separated from the industrial wastewater to discharge or reuse condensed water having low pollution as treated water. In addition, various types of slurry in the industrial wastewater can be concentrated to minimize the volume, so that compost or artificial soil can be manufactured or reclaimed. Compared to this, the efficiency of wastewater treatment can be improved.
그러나, 상기와 같은 종래의 증발농축식 폐수처리장치는 증발탱크의 내부에 폐수를 저장시킨 상태에서 폐수를 고온으로 가열하여야 하기 때문에, 1톤(Ton) 정도의 폐수를 처리하는 데에 상당히 많은 량의 화석연료 또는 전기에너지가 소모되는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 화석연료의 연소에 따른 연소가스와 함께 폐수의 증발과정에서 발생하는 가스 및 악취로 인하여 2차적인 환경오염을 유발시키게 되고 폐수처리장의 작업환경 또한 극도로 저하되는 문제점이 있었다.However, in the conventional evaporative wastewater treatment apparatus as described above, since the wastewater has to be heated to a high temperature in a state in which the wastewater is stored inside the evaporation tank, a considerable amount is required to treat the wastewater of about 1 ton. In addition to the consumption of fossil fuel or electric energy, the secondary environmental pollution is caused by the gas and odor generated from the evaporation of waste water along with the combustion gas caused by the combustion of fossil fuel. The environment also had a problem of being extremely degraded.
특히, 폐수의 증발과정에서 발생하는 스케일이 고온의 증발온도에 의하여 증발탱크나 가열수단 등의 표면에 매우 강하게 부착되는 현상이 발생하게 됨으로서, 폐수의 증발효율이 빠른 시간내에 저하될 뿐만 아니라 내부 스케일의 제거작업 또한 매우 까다롭게 되는 문제점이 있었고, 응축탱크의 내부로 유입된 고온증기의 열을 냉각수가 제대로 회수하지 못함에 따라 응축탱크로부터 많은 량의 폐열이 버려지게 됨과 동시에 증기의 응축량 또한 적게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 폐수처리에 따른 장치의 성능과 그 효율 및 폐수처리의 속도가 전반적으로 저하되는 문제점이 있었다.In particular, the phenomenon that the scale generated during the evaporation of the waste water is very strongly adhered to the surface of the evaporation tank or heating means due to the high temperature evaporation temperature, so that the evaporation efficiency of the waste water not only decreases quickly but also the internal scale Also, the removal work of the gas was very difficult, and as the cooling water did not properly recover the heat of the hot steam introduced into the condensation tank, a large amount of waste heat was discarded from the condensation tank and the amount of steam condensation was also reduced. There was a problem, which causes a problem that overall performance and efficiency of the device according to the wastewater treatment and the speed of the wastewater treatment is lowered.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치는 히트펌프 시스템의 응축기와 증발기를 폐수의 증발탱크와 응축탱크의 내부에 각각 설치한 상태에서, 상기 응축기의 표면을 통하여 폐수를 직접 스프레이 형식으로 분사시키거나 또는 보조증발탱크에서 응축기에 의하여 1차 증발된 폐수를 스프레이 형식으로 분사시키도록 함과 동시에 상기 증발탱크와 응축탱크의 내부공간을 진공상태로 조성할 수 있도록 함으로서, 냉매의 열방출 및 열회수 작용만으로 폐수를 용이하게 증발처리하여 화석연료와 에너지의 낭비 및 이에 따른 2차적인 환경오염을 방지하고, 낮은 온도조건하에서도 폐수를 신속하게 증발시켜 장치의 작동효율을 극대화시킴과 동시에 폐수의 증발에 따른 배기가스와 악취를 방지하며, 초음파발진기에 의하여 증발탱크나 응축기 표면의 스케일 제거 또한 용이하게 이루어낼 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention is installed in the condenser and the evaporator of the heat pump system in the evaporation tank and the condensation tank of the waste water respectively. In the state, the wastewater is directly sprayed through the surface of the condenser or sprayed the first evaporated wastewater by the condenser in the auxiliary evaporation tank and at the same time the internal space of the evaporation tank and the condensation tank. It is possible to make the vacuum in the vacuum state, and the waste water can be easily evaporated by only the heat release and heat recovery action of the refrigerant to prevent waste of fossil fuel and energy and its secondary environmental pollution. Rapid evaporation maximizes the operating efficiency of the device and at the same time wastewater evaporates And to be able to prevent the gas and odor, and made also facilitates the descaling of the evaporation tank and the condenser surface by the ultrasonic oscillator as a technical problem.
또한, 본 발명은 상기 응축탱크와 연결되어 응축수를 저장하는 저장수조의 내부공간을 진공상태에서 대기압 상태로 신속하게 조성시킬 수 있도록 함으로서, 저장수조에 저장된 응축수를 외부공간으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하고, 상기 저장수조의 하부에 제 2저장수조를 추가로 연결 설치하여 그 내부공간을 진공 또는 대기압 상태로 조성시킬 수 있도록 함으로서, 증발탱크와 응축탱크 내부의 진공도를 변화시키지 않는 상태에서 저장수조에 저장된 응축수를 제 2저장수조를 거쳐 대기압 상태인 외부공간으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 히트펌프 시스템에 의한 폐수의 지속적인 고효율 증발처리가 가능하도록 하여 폐수의 처리성능과 그 처리속도를 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention is to be connected to the condensation tank to quickly create the inner space of the storage tank for storing the condensate from the vacuum state to atmospheric pressure, so that the condensed water stored in the storage tank can be easily discharged to the external space In addition, the second storage tank is further connected to the lower portion of the storage tank so that the internal space can be formed in a vacuum or atmospheric pressure state, so that the vacuum degree in the evaporation tank and the condensation tank is not changed. The stored condensate can be easily discharged through the second storage tank into the outer space at atmospheric pressure, thereby enabling continuous high efficiency evaporation of the wastewater by the heat pump system to further improve the treatment performance and the processing speed of the wastewater. Making it possible to improve is another technical challenge.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 압축기로부터 토출된 고온고압의 냉매가스를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 팽창밸브를 거쳐 유입된 냉매를 증발시키는 증발기로 이루어지며, 상기 증발기로부터 배출된 냉매를 압축기를 통하여 재유입시키도록 한 것에 있어서, 상기 응축기는 폐수가 유입되는 증발탱크의 내부에 설치되고, 상기 증발기는 카트리지 필터를 구비하는 증기배출덕트에 의하여 상기 증발탱크와 연결되는 응축탱크의 내부에 설치되며,상기 증발탱크의 내부에는 그 바닥부 중앙에 농축폐수의 배출수단을 구비하는 농축저장조가 하부로 연장 형성된 상태에서 폐수공급용 노즐관이 그 몸체의 외부로부터 삽입되어 상기 응축기의 상부에 위치하도록 설치되며, 상기 증발탱크의 하부에는 스케일 제거용 초음파발진기가 설치되고 상기 농축저장조로부터는 회수펌프를 구비하는 회수관이 연장되어 폐수탱크의 몸체 외부로 노출되는 상기 노즐관과 연결 설치되며, 상기 응축탱크는 그 바닥부에 설치된 응축수 배출관에 의하여 저장수조와 연결되고 그 저장수조의 일측에는 진공펌프를 구비하는 진공배관과 전자변을 구비하는 압력조정라인이 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, consists of a condenser for condensing the refrigerant gas of the high temperature and high pressure discharged from the compressor, and an evaporator for evaporating the refrigerant introduced through the expansion valve from the condenser, discharged from the evaporator In order to reflow the refrigerant through a compressor, the condenser is installed inside the evaporation tank into which the waste water is introduced, the evaporator of the condensation tank connected to the evaporation tank by a vapor discharge duct having a cartridge filter It is installed inside, the inside of the evaporation tank is a waste water supply nozzle tube is inserted from the outside of the body of the condenser in a state in which the concentrated storage tank having a discharge means for the discharge of concentrated wastewater is formed at the bottom of the bottom portion in the center of the condenser It is installed to be located in, the lower portion of the evaporation tank ultrasonic generator for removing scale Is installed and a recovery pipe having a recovery pump is extended from the concentrated storage tank and is connected to the nozzle tube exposed to the outside of the body of the waste water tank, and the condensation tank is connected to the storage tank by a condensate discharge pipe installed at the bottom thereof. One side of the storage tank is connected to a vacuum pipe having a vacuum pump and a pressure control line having an electromagnetic valve is characterized in that the connection is installed.
또한, 본 발명은 상기 저장수조의 하부에는 배수라인에 의하여 제 2저장수조가 연결된 상태에서 전자변을 구비하는 상기 압력조정라인이 제 2저장수조측에 연결 설치되며, 상기 저장수조측의 진공배관과 상기 제 2저장수조측의 압력조정라인이 전자변을 구비하는 진공라인에 의하여 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 초음파발진기를 그 하부측에 구비한 상태로 증발탱크와 별도로 분리되는 보조증발탱크의 내부에 상기 응축기를 설치한 상태에서, 상기 노즐관은 보조증발탱크의 상부측에서 연장되어 증발탱크의 내부로 삽입되고, 회수펌프를 구비하는 상기 회수관은 증발탱크와 보조증발탱크의 하부측을 연결하도록 설치되며, 상기 노즐관의 상부에 해당하는 증발탱크의 내부에는 스크린판이 고정 설치되고, 증발탱크의 외부 일측에는 전자변을 구비하는 폐수유입관이 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is installed in the lower portion of the storage tank is connected to the second storage tank side the pressure adjusting line having an electronic valve in the state in which the second storage tank is connected by a drain line, and the vacuum pipe of the storage tank side and The pressure control line of the second storage tank side is connected by a vacuum line having an electromagnetic valve, and the inside of the auxiliary evaporation tank separate from the evaporation tank in the state provided with the ultrasonic oscillator on the lower side. In the state where the condenser is installed, the nozzle tube extends from the upper side of the auxiliary evaporation tank and is inserted into the evaporation tank, and the recovery tube having the recovery pump connects the evaporation tank and the lower side of the auxiliary evaporation tank. Is installed, the screen plate is fixed to the inside of the evaporation tank corresponding to the upper portion of the nozzle tube, the outer side of the evaporation tank is provided with an electronic valve It characterized in that the waste water inlet pipe is connected to the installation.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention for achieving the above object is as follows.
도 1은 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 일실시예를 나타내는 장치도이고, 도 2는 본 발명의 폐수처리장치에 사용되는 응축기 구조를 나타내는 일부확대 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 다른 실시예를 나타내는 장치도이고, 도 4는 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 또 다른 실시예를 나타내는 장치도이며, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 11a는 냉매파이프, 20a 및 29a는 수위검출기, 21a는 사이트 글라스(Sight glass), 23a, 33a, 34a 및 40a는 전자변, 23b 및 25a는 유량계, 26a 및 26b는 압력게이지, 28a는 응축수 배출관을 나타내는 것이다.1 is an apparatus diagram showing an embodiment of a wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention, Figure 2 is a partially enlarged side cross-sectional view showing a condenser structure used in the wastewater treatment apparatus of the present invention, Figure 3 4 is an apparatus diagram showing another embodiment of a wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention. FIG. 4 is an apparatus diagram showing another embodiment of a wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention. In the description, reference numeral 11a denotes a refrigerant pipe, 20a and 29a are level detectors, 21a is sight glass, 23a, 33a, 34a and 40a are electromagnetic valves, 23b and 25a are flowmeters, 26a and 26b are pressure gauges, 28a represents a condensate discharge line.
본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 압축기(10)로부터 토출된 고온고압의 냉매가스를 응축시키기 위한 응축기(11)가 냉매의 공급라인(17)에 의하여 압축기(10)와 연결 설치되고, 상기 응축기(11)로부터 팽창밸브(15)를 거쳐 유입된 냉매를 증발시키기 위한 증발기(16)가 냉매의 팽창라인(18)에 의하여 응축기(11)와 연결 설치되며, 상기 증발기(16)로부터 배출된 냉매를 회수라인(19)을 통하여 압축기(10)로 재유입시킬 수 있도록 한 히트펌프 시스템이 그 기본적인 구성요소로 설치되어 있다.One embodiment of the wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention, as shown in Figure 1 and 2, the condenser 11 for condensing the refrigerant gas of the high temperature and high pressure discharged from the compressor 10 is a refrigerant Is connected to the compressor 10 by the supply line 17 of the evaporator 16 for evaporating the refrigerant introduced from the condenser 11 through the expansion valve 15 to the expansion line 18 of the refrigerant It is connected to the condenser 11 by the heat pump system is installed as a basic component that allows the refrigerant discharged from the evaporator 16 to be re-introduced into the compressor 10 through the recovery line 19. .
상기와 같은 히트펌프 시스템을 기본으로 하여 폐수를 증발처리시키기 위한 본 발명의 요부에 해당하는 구성요소는, 상기 히트펌프 시스템의 응축기(11)가 폐수의 증발탱크(20) 내부에 설치되고, 상기 히트펌프 시스템의 증발기(16)는 카트리지 필터(27)를 구비하는 증기배출덕트(26)에 의하여 상기 증발탱크(20)와 연결되는 응축탱크(28)의 내부에 설치되며, 상기 응축탱크(28)는 그 바닥부에 형성된 응축수 배출관(28a)에 의하여 저장수조(29)와 연결 설치되고, 상기 저장수조(29)의 일측에는 진공펌프(31)를 구비하는 진공배관(32) 및 전자변(33a)을 구비하는 압력조정라인(33)이 각각 연결 설치된 것이다.The components corresponding to the main part of the present invention for evaporating wastewater based on the heat pump system as described above, the condenser 11 of the heat pump system is installed in the evaporation tank 20 of the wastewater, The evaporator 16 of the heat pump system is installed inside the condensation tank 28 connected to the evaporation tank 20 by a vapor discharge duct 26 having a cartridge filter 27, the condensation tank 28 ) Is connected to the storage tank 29 by the condensate discharge pipe 28a formed at the bottom thereof, and the vacuum pipe 32 and the electronic valve 33a having a vacuum pump 31 on one side of the storage tank 29. Pressure adjustment line 33 having a) is installed respectively.
그리고, 상기 증발탱크(20)의 내부에는 폐수에 함유된 슬러리 성분을 농축하여 저장시킬 수 있도록 그 바닥부 중앙에서 하부로 연장되는 농축저장조(21)가 형성되고 있고, 상기 농축저장조(21)의 몸체상에는 그 내부에 저장된 슬러리의 상태와 농축된 양을 육안으로 확인할 수 있도록 사이트 글라스(21a)가 설치되어 있으며, 상기 농축저장조(21)의 하측에는 배출밸브(22)를 구비하는 배관이 연장되어 농축된 슬러리를 외부로 배출시킬 수 있도록 되어 있다.In the evaporation tank 20, a concentration storage tank 21 extending downward from the center of the bottom thereof is formed to concentrate and store the slurry components contained in the wastewater. The sight glass 21a is installed on the body to visually check the state and concentration of the slurry stored therein, and a pipe having a discharge valve 22 is extended below the concentrated storage tank 21. The concentrated slurry can be discharged to the outside.
또한, 상기 증발탱크(20)의 내부 중앙에 위치하게 되는 응축기(11)의 상부에는 증발탱크(20)의 몸체 외부로부터 삽입되는 폐수공급용 노즐관(23)이 설치되는 데, 상기 노즐관(23)은 증발탱크(20)의 내부로 삽입되는 부분에 응축기(11)의 표면을 향하여 폐수를 스프레이 형식으로 분사시킬 수 있는 다수 개의 노즐이 구비되어 있으며, 증발탱크(20)의 외부로 노출되는 부분에는 노즐이 형성되어 있지 않은 상태에서 증발탱크(20)의 수위검출기(20a)로부터 발생하는 신호에 의하여 폐수의 유입량을 조절시키는 전자변(23a)이 설치됨과 동시에 상기 농축저장조(21)로부터 회수펌프(25)를 구비한 상태로 연장되는 회수관(24)이 연결 설치되어 있다.In addition, the upper part of the condenser 11 which is located in the inner center of the evaporation tank 20 is provided with a waste water supply nozzle tube 23 is inserted from the outside of the body of the evaporation tank 20, the nozzle tube ( 23 is provided with a plurality of nozzles for spraying the waste water in the form of a spray toward the surface of the condenser 11 in the portion inserted into the evaporation tank 20, which is exposed to the outside of the evaporation tank 20 At the portion, a solenoid valve 23a for adjusting the inflow of wastewater by a signal generated from the water level detector 20a of the evaporation tank 20 in the state where no nozzle is formed is installed, and at the same time, a recovery pump from the concentrated storage tank 21. The recovery pipe 24 extended in the state provided with 25 is connected.
상기 증발탱크(20)의 수위검출기(20a)는 증발탱크(20)의 내부에 저장되는 폐수의 저장량을 감지하여 이에 해당하는 전기적인 신호를 전자변(23a)으로 전송함으로서 전자변(23a)의 개폐율을 조절시킬 수 있는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하나, 증발탱크(20)내의 온도와 압력에 의한 영향을 최소화시킬 수 있도록 가급적 증발탱크(20)의 외부에 설치하는 것이 바람직하며, 상기 증발탱크(20)의 외측 바닥부에는 16kHz이상의 고주파(高周波)에 해당하는 초음파를 발생시킴으로서 증발탱크(20)와 응축기(11) 표면의 스케일을 제거할 수 있도록 초음파 발진기(35)가 설치되어 있다.The water level detector 20a of the evaporation tank 20 senses the amount of waste water stored in the evaporation tank 20 and transmits an electrical signal corresponding to the electronic valve 23a to open and close the electronic valve 23a. As long as it can be used to control any one, it is preferable to install the outside of the evaporation tank 20 as possible to minimize the effect of the temperature and pressure in the evaporation tank 20, the evaporation tank ( An ultrasonic oscillator 35 is installed at the outer bottom of 20 to remove scales on the surface of the evaporation tank 20 and the condenser 11 by generating ultrasonic waves corresponding to high frequency of 16 kHz or higher.
또한, 상기 증발탱크(20)에 설치되는 응축기(11)의 바람직한 구조는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 증발탱크(20)의 일측 외부에 압축기(10)로 연결되는 냉매유입부(12)와 증발기(16)로 연결되는 냉매배출부(14) 및 그 사이에 1개의 냉매순환부(13')를 각각 설치함과 동시에, 이와 대향되는 증발탱크(20)의 타측 외부에는 2개의 냉매순환부(13)를 설치한 다음, 증발탱크(20)를 직선 형태로 가로지르는 다수 개의 냉매파이프(11a)를 이용하여 각각의 부위가 서로 엇갈리게 연결되도록 함으로서, 냉매유입부(12)를 통하여 유입된 냉매가 냉매순환부(13)(13') 및 냉매파이프(11a)를 통하여 지그재그 형태로 유동한 다음 냉매배출부(14)를 통하여 배출되도록 이루어진 것이다.In addition, the preferred structure of the condenser 11 installed in the evaporation tank 20, as shown in Figure 2, the refrigerant inlet 12 is connected to the compressor 10 to the outside of one side of the evaporation tank 20 And a refrigerant discharge unit 14 connected to the evaporator 16 and one refrigerant circulation unit 13 'therebetween, and at the same time, two refrigerant circulations outside the other side of the evaporation tank 20 opposite thereto. After the unit 13 is installed, the respective portions are alternately connected to each other by using a plurality of refrigerant pipes 11a crossing the evaporation tank 20 in a straight line shape, and the refrigerant flows through the refrigerant inlet 12. The refrigerant flows in a zigzag form through the refrigerant circulation units 13 and 13 'and the refrigerant pipe 11a, and then is discharged through the refrigerant discharge unit 14.
상기와 같이 증발탱크(20)의 외부 양측에 냉매유입부(12)와 냉매배출부(14) 및 냉매순환부(13)(13')를 각각 설치하여 냉매파이프(11a)를 통한 냉매의 유동을 지그재그 형태로 유도하게 되면, 증발탱크(20)의 내부에서 냉매가 체류하는 시간을 최대한으로 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 노즐관(23)을 통하여 스프레이 형태로 분사되는 폐수와 응축기(11) 표면의 접촉성을 크게 향상시킬 수 있게 됨과 동시에, 초음파 발진기(35)에 의한 각 냉매파이프(11a)의 개별 진동에 의하여 스케일의 제거작업 또한 보다 능률적으로 수행할 수 있기 때문이다.As described above, the coolant inlet 12, the coolant discharge part 14, and the coolant circulation part 13, 13 ′ are respectively provided on both outer sides of the evaporation tank 20 to flow the coolant through the coolant pipe 11a. In the zigzag form, not only the extension of the residence time of the refrigerant in the evaporation tank 20 can be extended to the maximum, but also the surface of the waste water and the condenser 11 sprayed in the form of a spray through the nozzle tube 23. This is because the contactability of the film can be greatly improved, and the removal of the scale can be performed more efficiently by the individual vibration of each refrigerant pipe 11a by the ultrasonic oscillator 35.
또한, 도 2상에서는 상기 냉매유입부(12)와 냉매배출부(14) 사이에 1개의 냉매순환부(13')가 설치되고, 그 대향측에 2개의 냉매순환부(13)가 설치되어 해당 부위에서 각각 2개의 냉매파이프(11a)가 4회에 걸쳐 서로 엇갈리게 연결된 것으로 도시되어 있으나, 증발탱크(20)의 용량에 따라 냉매순환부(13)(13')의 설치개수 및 그에 따른 냉매파이프(11a)의 연결개수와 연결방식은 용이하게 증감 및 변경이 가능함을 밝혀두는 바이다.In addition, in FIG. 2, one refrigerant circulation unit 13 ′ is provided between the refrigerant inlet unit 12 and the refrigerant discharge unit 14, and two refrigerant circulation units 13 are provided on opposite sides thereof. Although two refrigerant pipes 11a are alternately connected to each other four times at the site, the number of installation of the refrigerant circulation units 13 and 13 'and the refrigerant pipes according to the capacity of the evaporation tank 20 are shown. Note that the number of connections and connection methods in (11a) can be easily changed or changed.
그리고, 상기 증발탱크(20)의 내부공간을 히트펌프 시스템의 증발기(16)가 설치되는 응축탱크(28)의 내부공간과 연통시키기 위한 증기배출덕트(26)에는 폐수증기에 함유된 미세한 이물질을 걸러낼 수 있도록 카트리지 필터(27)가 그 내부에 설치되는 데, 상기 카트리지 필터(27)는 처리하고자 하는 폐수의 종류에 따라 필터재질 및 그 적층갯수를 용이하게 변경 및 증감시킬 수 있도록 증기배출덕트(26)로부터 착탈가능하게 설치되며, 상기 카트리지 필터(27)의 전,후방에 해당하는 증기배출덕트(26)에는 압력게이지(26a)(26b)가 설치되어 카트리지 필터(27)에 의한 필터링 상태와 그 교체시기 등을 파악할 수 있도록 되어 있다.Further, in the vapor discharge duct 26 for communicating the internal space of the evaporation tank 20 with the internal space of the condensation tank 28 in which the evaporator 16 of the heat pump system is installed, fine foreign substances contained in the waste water vapor are contained. A cartridge filter 27 is installed therein to filter the cartridge filter 27, and the cartridge filter 27 can easily change and increase or decrease the filter material and the number of stacked layers according to the type of wastewater to be treated. Detachable from (26) is installed, the vapor discharge duct 26 corresponding to the front and rear of the cartridge filter 27 is provided with pressure gauges (26a, 26b) is filtered by the cartridge filter 27 And the time of replacement.
그리고, 상기 증발탱크(20)로부터 증기배출덕트(26)를 통하여 폐수증기가 유입되는 응축탱크(28)의 내부에는 히트펌프 시스템의 증발기(16)가 설치되는 데, 도 1상에서는 상기 증발기(16)가 다수 개의 "U"자관으로 굴곡 형성된 것으로 도시되어 있으나, 폐수증기의 열을 흡수하여 증기를 응축시킬 수 있는 구조라면 어떠한 형태의 증발구조를 적용하더라도 무방하며, 상기 응축탱크(28)의 바닥부에 설치된 응축수 배출관(28a)에는 응축탱크(28)로부터 배출되는 응축수를 저장하기 위한 저장수조(29)가 연결 설치되어 있다.In addition, an evaporator 16 of a heat pump system is installed in the condensation tank 28 through which the waste water vapor is introduced from the evaporation tank 20 through the steam discharge duct 26. ) Is shown to be bent into a plurality of "U" tube, but if any structure that can absorb the heat of the waste water vapor to condense steam, any type of evaporation structure may be applied, the bottom of the condensation tank 28 The storage tank 29 for storing the condensed water discharged from the condensation tank 28 is connected to the condensate discharge pipe 28a installed in the unit.
상기 저장수조(29)는 그 내부로 유입되는 응축수를 저장함과 동시에 그 일측에서 진공펌프(31)를 구비한 상태로 연결 설치되는 진공배관(32)에 의하여 증발탱크(20)와 응축탱크(28)의 내부공간을 진공상태로 조성하는 역할을 하게 되며, 상기 저장수조(29)의 상부측으로 연결되는 압력조정라인(33)에는 저장수조(29)에 저장된 응축수의 량을 감지하는 수위검출기(29a)로부터 신호를 전송받아 저장수조(29)의 내부공간으로 대기압을 인가시키기 위한 전자변(33a)이 설치되고, 저장수조(29)의 하측에는 응축수를 외부로 배출시키기 위한 배수라인(30)이 연결 설치되어 있다.The storage tank 29 stores the condensed water introduced into the inside and at the same time, the evaporation tank 20 and the condensation tank 28 by the vacuum pipe 32 is installed in a state connected with the vacuum pump 31 on one side thereof. It serves to create the internal space of the vacuum), the pressure control line 33 connected to the upper side of the storage tank 29, the water level detector 29a for detecting the amount of condensed water stored in the storage tank 29 Electron valve (33a) for applying the atmospheric pressure to the internal space of the storage tank 29 is received from the signal is installed, the drain line 30 for discharging the condensate to the outside of the storage tank 29 is connected It is installed.
상기 저장수조(29)에 설치되는 수위검출기(29a) 또한 증발탱크(20)에 설치되는 수위검출기(20a)와 마찬가지로, 저장수조(29)에 저장된 응축수의 량을 감지하여 이에 해당하는 전기적인 신호를 전자변(33a)으로 전송함으로서 전자변(33a)의 개폐상태를 조절시킬 수 있는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하나, 저장수조(29)내의 온도와 압력에 의한 영향을 최소화시킬 수 있도록 가급적 저장수조(29)의 외부에 설치하는 것이 바람직하다.Similar to the water level detector 20a installed in the evaporation tank 20, the water level detector 29a installed in the storage tank 29 also detects the amount of condensed water stored in the storage tank 29 and corresponds to an electrical signal. It can be used as long as it can control the opening and closing state of the electronic valve (33a) by transmitting to the electronic valve (33a), but it is possible to minimize the effects of the temperature and pressure in the storage tank (29) as possible storage tank ( It is preferable to install on the outside of 29).
도 3은 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 다른 실시예를 나타내는 장치도로서, 전체적인 구성은 본 발명의 일실시예에 의한 구성과 동일하게 이루어지며, 단지 차이가 있는 점은 상기 저장수조(29)의 배수라인(30)에 의하여 저장수조(29)와 연결되는 제 2저장수조(29')를 저장수조(29)의 하부에 추가 설치한 상태에서 전자변(33a)을 구비하는 상기 압력조정라인(33)이 제 2저장수조(29')측에 연결 설치되도록 함과 동시에, 저장수조(29)측의 진공배관(32)과 상기 제 2저장수조(29')측의 압력조정라인(33)이 전자변(34a)을 구비하는 진공라인(34)에 의하여 연결 설치되도록 한 구성으로 이루어진다.Figure 3 is a device diagram showing another embodiment of the wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention, the overall configuration is made the same as the configuration according to an embodiment of the present invention, the only difference is the storage The second storage tank 29 ′ connected to the storage tank 29 by the drain line 30 of the tank 29 is provided with an electromagnetic valve 33a in a state in which the storage tank 29 is additionally installed. The pressure adjusting line 33 is connected to the second storage tank 29 'side and at the same time, the pressure adjustment of the vacuum pipe 32 on the storage tank 29 side and the second storage tank 29' side is adjusted. The line 33 is configured to be connected to and installed by the vacuum line 34 having the electron valve 34a.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에서 상기 압력조정라인(33)을 제 2저장수조(29')측에 설치하고, 저장수조(29)의 진공배관(32)과 제 2저장수조(29')의 압력조정라인(33)을 진공라인(34)으로 연결하는 이유는, 저장수조(29)의 내부공간을 항상 진공상태로 유지시킴과 동시에 제 2저장수조(29')의 내부공간을 진공 또는 대기압 상태로 조정하여, 증발탱크(20) 및 응축탱크(28)의 내부에 조성된 진공상태를 변화시키지 않으면서 저장수조(29)에 저장된 응축수를 제 2저장수조(29')의 배수라인(30')을 통하여 대기압 상태의 외부공간으로 배출시킬 수 있도록 한 것으로서, 상기 진공라인(34)이 진공배관(32) 및 압력조정라인(33)과 연결되는 위치는 해당 진공펌프(31)와 전자변(33a)의 전방측이 된다.As described above, in another embodiment of the present invention, the pressure adjusting line 33 is installed on the second storage tank 29 ', and the vacuum pipe 32 and the second storage tank 29' of the storage tank 29 are installed. The reason for connecting the pressure adjusting line 33 of) to the vacuum line 34 is to maintain the internal space of the storage tank 29 at a vacuum at the same time and to vacuum the internal space of the second storage tank 29 '. Alternatively, by adjusting to atmospheric pressure, the condensed water stored in the storage tank 29 is drained from the second storage tank 29 'without changing the vacuum formed in the evaporation tank 20 and the condensation tank 28. 30 'to allow discharge into the outer space at atmospheric pressure, and the position where the vacuum line 34 is connected to the vacuum pipe 32 and the pressure control line 33 is corresponding to the vacuum pump 31. It becomes the front side of the electromagnetic side 33a.
도 4는 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 또 다른 실시예를 나타내는 장치도로서, 전체적인 구성은 본 발명의 각 실시예에 의한 구성과 동일하게 이루어지며, 단지 차이가 있는 점은 상기 초음파발진기(35)를 그 하부측에 구비한 상태로 증발탱크(20)와 별도로 분리되는 보조증발탱크(36)를 설치한 다음, 히트펌프 시스템의 응축기(11)를 상기 보조증발탱크(36)의 내부에 설치함으로서, 응축기(11)에 의하여 보조증발탱크(36)의 내부에서 1차 증발된 폐수를 진공상태로 유지되는 증발탱크(20)의 내부에서 최종적으로 증발시킬 수 있도록 한 것이다.Figure 4 is a device diagram showing another embodiment of the wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention, the overall configuration is made the same as the configuration according to each embodiment of the present invention, the only difference is that After installing the auxiliary evaporation tank (36) separate from the evaporation tank (20) with the ultrasonic oscillator (35) at its lower side, the condenser (11) of the heat pump system is the auxiliary evaporation tank (36). By installing in the interior, the condenser 11 is to be able to finally evaporate in the interior of the evaporation tank 20 to maintain the vacuum of the first evaporated wastewater in the auxiliary evaporation tank (36).
이를 위하여, 상기 노즐관(23)은 보조증발탱크(36)의 상부측에서 연장되어 증발탱크(20)의 내부로 삽입되도록 설치됨으로서, 보조증발탱크(36)의 내부에서 1차 증발된 폐수를 진공상태로 유지되는 증발탱크(20)의 내부공간을 통하여 스프레이 형식으로 흩뿌릴 수 있도록 되어 있으며, 회수펌프(25)를 구비하는 회수관(24)은 농축저장조(21)의 상부에 해당하는 증발탱크(20)의 하부측으로부터 상기 보조증발탱크(36)의 하부측으로 연결 설치됨으로서, 농축저장조(21)로 가라앉은 미증발폐수를 보조증발탱크(36)의 내부로 다시 회수할 수 있도록 되어 있다.To this end, the nozzle tube 23 is installed to extend from the upper side of the auxiliary evaporation tank 36 to be inserted into the evaporation tank 20, so that the first evaporated wastewater inside the auxiliary evaporation tank 36. It can be sprayed through the internal space of the evaporation tank 20 maintained in a vacuum state, the recovery pipe 24 having the recovery pump 25 is evaporated corresponding to the upper portion of the concentrated storage tank 21 By being connected to the lower side of the auxiliary evaporation tank 36 from the lower side of the tank 20, it is possible to recover the unevaporated wastewater that has sunk into the concentration storage tank 21 back into the auxiliary evaporation tank 36. .
또한, 상기 노즐관(23)의 상부에 해당하는 증발탱크(20)의 내부에는 폐수증기로부터 비교적 큰 입자의 이물질을 1차적으로 걸러냄과 동시에 미증발된 폐수가 증기배출덕트(26)를 통하여 직접 유입되는 것을 차단할 수 있도록 스크린판(39)이 고정 설치되어 있으며, 증발탱크(20)의 외부 일측에는 위에서 설명되어진 바와 같이 증발탱크(20)에 저장되는 폐수의 저장량이 일정량 이하로 저하될 경우, 수위검출기(20a)로부터 발생하는 신호에 의하여 적정량의 폐수를 증발탱크(20)의 내부로 유입시킬 수 있도록 전자변(40a)을 구비하는 폐수유입관(40)이 설치된 구성으로 이루어진다.In addition, the inside of the evaporation tank 20 corresponding to the upper portion of the nozzle tube 23 is primarily filtering out foreign particles of relatively large particles from the waste water vapor and at the same time through the steam discharge duct 26 Screen plate 39 is fixedly installed to block the direct inflow, the outer side of the evaporation tank 20 when the storage amount of waste water stored in the evaporation tank 20 as described above is lowered below a certain amount The wastewater inlet pipe 40 is provided with an electronic valve 40a to allow a proper amount of wastewater to flow into the evaporation tank 20 by a signal generated from the water level detector 20a.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 사용되는 응축기(11)는 도면상 다수 개의 "U"자관으로 이루어지는 증발구조를 도시하고 있으나, 보조증발탱크(36)의 내부를 유동하는 폐수를 가열하여 1차적으로 증발시킬 수 있는 구조라면 어떠한 형태의 증발구조를 적용하여도 무방할 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 도 1에 도시되어 있는 본 발명의 일실시예에 의한 응축기(11) 구조를 보조증발탱크(36)의 내부에 그대로 적용시킬 수도 있으며, 농축저장조(21)의 하부에 설치되는 농축폐수의 배출수단 또한 배출펌프(38)를 구비하는 배출관(37) 대신에 도 1에 도시된 배츨밸브(22)를 사용할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.And, the condenser 11 used in another embodiment of the present invention shows an evaporation structure consisting of a plurality of "U" magnetic pipe in the drawing, by heating the wastewater flowing inside the auxiliary evaporation tank 36 1 As long as the structure can be evaporated differentially, any type of evaporation structure can be applied, and if necessary, the condenser 11 structure according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 36 may be applied as it is, and the discharge means of the concentrated wastewater installed at the lower portion of the concentrated storage tank 21 may also have a discharge valve 22 shown in FIG. 1 instead of the discharge pipe 37 having the discharge pump 38. Note that you can also use).
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the working relationship of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 실시예의 경우는, 미도시된 스크린이나 침전조를 거쳐 비교적 큰 입자의 이물질이 일차적으로 걸러진 현탁액(懸濁液) 상태의 폐수를 상기 노즐관(23)을 통하여 증발탱크(20)의 내부로 공급시킴과 동시에, 히트펌프 시스템을 구동시켜 압축기(10)로부터 토출된 고온고압의 냉매가스가 응축기(11)를 이루는 냉매유입부(12)와 냉매순환부(13)(13') 및 냉매파이프(11a)를 통하여 유동되도록 한 다음, 저장수조(29)측에 설치된 진공펌프(31)를 작동시켜 증발탱크(20)와 응축탱크(28) 및 저장수조(29)의 내부공간을 진공상태로 조성하게 되며, 이와 같은 장치의 작동 초기시점에서는 저장수조(29)의 하측에 설치된 배수라인(30)은 폐쇄된 상태로 유지된다.First, in the case of the embodiment shown in Figures 1 to 3, through the screen or the settling tank not shown, the waste water in the suspension state in which the relatively large particles of foreign matter are first filtered. While supplying the inside of the evaporation tank 20 through the heat pump system, the refrigerant inlet 12 and the refrigerant circulating unit 12 in which the high-temperature high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 10 forms the condenser 11 are driven. 13) 13 'and the refrigerant pipe 11a, and then operate the vacuum pump 31 installed on the storage tank 29 side to the evaporation tank 20, the condensation tank 28 and the storage tank ( The internal space of the 29) is formed in a vacuum state, and the drainage line 30 installed below the storage tank 29 is kept closed at the initial operation of the apparatus.
상기와 같이 본 발명에 의한 폐수처리장치를 작동시키게 되면, 노즐관(23)으로부터 폐수가 스프레이 형식으로 분사됨과 동시에 고온의 냉매가스가 유동하는 각 냉매파이프(11a)와 접촉되어 폐수중에 함유된 수분이 미세한 이물질과 함께 증발하면서 냉매가스를 응축시키게 되며, 이와 같이 증발된 수분은 진공펌프(31)의 작동에 따른 흡입력에 의하여 증기배출덕트(26)를 따라 응축탱크(28)측으로 유입됨과 동시에 폐수를 증발시키고 응축된 냉매는 팽창밸브(15)가 설치된 팽창라인(18)을 따라 증발기(16)측으로 유입된다.When operating the wastewater treatment apparatus according to the present invention as described above, the water contained in the wastewater in contact with each refrigerant pipe (11a) in which the high-temperature refrigerant gas flows while the wastewater is sprayed from the nozzle tube (23) The refrigerant gas is condensed while evaporating together with the fine foreign matter, and the water vaporized in this way flows into the condensation tank 28 along the steam discharge duct 26 by suction power according to the operation of the vacuum pump 31 and at the same time, wastewater. After evaporating the condensed refrigerant, the refrigerant is introduced into the evaporator 16 along the expansion line 18 in which the expansion valve 15 is installed.
또한, 폐수의 증발에 따라 수분과 분리된 슬러리는 초음파발진기(35)로부터 발생하는 초음파 진동에 의하여 냉매파이프(11a)의 표면에 부착되지 않고 미증발된 폐수와 함께 증발탱크(20)의 바닥부에 설치된 농축저장조(21)로 침강되는 데, 농축저장조(21)의 내부에 일정량의 슬러리가 침강되기 전에는 그 상부에 현탁액 상태의 폐수가 항상 존재하므로, 이를 회수펌프(25)와 회수관(24)을 통하여 노즐관(23)측으로 재유입시킴으로서 증발처리에 다시 적용시키는 것이 폐수의 빠른 농축처리에 바람직하며, 농축저장조(21)에 저장되는 슬러리의 양은 사이트 글라스(21a)를 통하여 수시로 확인할 수 있게 된다.In addition, the slurry separated from the moisture by the evaporation of the waste water is not attached to the surface of the refrigerant pipe (11a) by the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic oscillator 35 and the bottom portion of the evaporation tank 20 together with the unevaporated wastewater. It is settled in the concentrated storage tank 21 installed in, but before the predetermined amount of slurry is settled inside the concentrated storage tank 21, since the waste water in the suspension state is always there, the recovery pump 25 and the recovery pipe 24 Reapplying to the evaporation process by re-introducing to the nozzle tube 23 side through a) is preferable for the rapid concentration treatment of wastewater, and the amount of slurry stored in the concentration storage tank 21 can be checked at any time through the sight glass 21a. do.
또한, 증발탱크(20)의 내부에 저장되는 폐수의 량에 따라 수위검출기(20a)로부터 전기적인 신호가 전자변(23a)으로 전송됨으로서, 노즐관(23)을 통하여 유입되는 폐수의 량을 조절할 수 있게 되는 데, 증발탱크(20)의 내부에 일정량 이상의 폐수가 저장될 경우에는 수위검출기(20a)가 상기 전자변(23a)을 폐쇄시킴으로서, 회수관(24)과 회수펌프(25)만으로 증발탱크(20)에 저장된 폐수를 순환식으로도 증발처리할 수 있게 된다.In addition, according to the amount of waste water stored in the evaporation tank 20, an electrical signal is transmitted from the water level detector 20a to the electromagnetic valve 23a, thereby adjusting the amount of waste water flowing through the nozzle tube 23. When a predetermined amount or more of the waste water is stored in the evaporation tank 20, the water level detector 20a closes the electron valve 23a, so that the evaporation tank (only the recovery pipe 24 and the recovery pump 25) is used. The wastewater stored in 20 can be evaporated by circulation.
그리고, 증발탱크(20)로부터 증기배출덕트(26)를 통하여 폐수증기가 응축탱크(28)로 유입되는 과정에서 폐수증기에 함유되어 있는 미세한 이물질이 카트리지 필터(27)에 의하여 걸러지게 됨으로서, 폐수증기를 청정도가 높은 상태로 조성하여 응축탱크(28)의 내부로 공급시킬 수 있게 되며, 이와 같이 응축탱크(28)로 공급된 증기는 증발기(16)의 내부를 유동하는 저온냉매와 열교환을 행함으로서 응축되어 응축탱크(28)의 하부에 설치된 응축수 배출관(28a)을 통하여 저장수조(29)로 유입되고, 증기의 응축에 사용되어 증발된 냉매는 회수라인(19)을 통하여 압축기(10)로 재유입됨으로서 폐수의 증발처리에 다시 사용할 수 있게 되는 것이다.In addition, the fine water contained in the waste water vapor is filtered by the cartridge filter 27 in the process of introducing the waste water vapor into the condensation tank 28 through the vapor discharge duct 26 from the evaporation tank 20. The vapor is formed in a state of high cleanliness and can be supplied to the inside of the condensation tank 28. Thus, the steam supplied to the condensation tank 28 performs heat exchange with the low temperature refrigerant flowing in the evaporator 16. As the condensate is introduced into the storage tank 29 through the condensate discharge pipe 28a installed at the lower part of the condensation tank 28, the refrigerant evaporated and used for condensation of steam is returned to the compressor 10 through the recovery line 19. By reintroduction, the wastewater can be used again for evaporation.
또한, 상기 저장수조(29)의 하부에 설치되는 배수라인(30)은 진공펌프(31)에 의하여 저장수조(29)의 내부공간이 진공상태로 조성된 다음, 응축탱크(28)로부터 일정량의 응축수가 저장수조(29)로 유입되어 그 바닥부에 응축수가 저장된 후에는 배수라인(30)을 개방시킨 상태로 유지하여도 무방한데, 그 이유는 저장수조(29)의 내부압력(진공)보다 그 외부압력(대기압)이 높기 때문에 저장수조(29)의 내부에 저장된 응축수가 외부로 방출되지 않기 때문이다.In addition, the drain line 30 is installed in the lower portion of the storage tank 29 is formed in a vacuum state of the internal space of the storage tank 29 by the vacuum pump 31, and then a predetermined amount of the condensation tank 28 After the condensed water enters the storage tank 29 and the condensed water is stored at the bottom thereof, the drain line 30 may be kept open, because the condensed water may be kept in an open state than the internal pressure (vacuum) of the storage tank 29. This is because the condensed water stored inside the storage tank 29 is not discharged to the outside because its external pressure (atmospheric pressure) is high.
상기와 같이 본 발명에 의한 폐수처리장치는 히트펌프 시스템의 응축기(11)와 증발기(16)를 폐수의 증발탱크(20)와 응축탱크(28)의 내부에 각각 설치함으로서, 하나의 압축기(10)를 이용한 냉매의 열방출 및 열회수 작용만으로도 폐수를 용이하게 증발 및 농축처리할 수 있게 되고, 이로 인하여 화석연료의 사용에 따른 에너지의 낭비와 화석연료의 연소에 의하여 발생하는 연소가스로 인한 2차적인 환경오염을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the wastewater treatment apparatus according to the present invention, the condenser 11 and the evaporator 16 of the heat pump system are installed in the evaporation tank 20 and the condensation tank 28 of the wastewater, respectively, to provide a single compressor 10. Wastewater can be easily evaporated and concentrated only by heat release and heat recovery of the refrigerant by using), and thus secondary energy due to the waste of energy caused by the use of fossil fuel and the combustion gas generated by the combustion of fossil fuel. Environmental pollution can be prevented.
또한, 증발탱크(20)의 내부공간을 진공으로 조성시킨 상태에서 응축기(11)를 이루는 냉매파이프(11a)의 표면을 통하여 폐수를 스프레이 형식으로 분사시키도록 함으로서, R-134a 냉매를 사용하여 고압측(응축기)의 냉매응축온도를 50℃ 정도로 하고 저압측(증발기)의 냉매증발온도를 20℃ 정도로 세팅하여 히트펌프 시스템을 가동시키더라도 폐수의 증발량과 증발속도 및 그 응축량과 응축속도를 크게 향상시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 히트펌프 시스템을 COP(성능계수; Coefficient of performance)4 정도의 고효율로 작동시킬 수 있게 된다.In addition, the waste water is sprayed through the surface of the refrigerant pipe 11a constituting the condenser 11 in a state in which the internal space of the evaporation tank 20 is formed in a vacuum, thereby using a high pressure using R-134a refrigerant. Even when the heat pump system is operated by setting the refrigerant condensation temperature of the side (condenser) to about 50 ° C and the refrigerant evaporation temperature of the low pressure side (evaporator) to about 20 ° C, the evaporation rate, evaporation rate, and the condensation rate This makes it possible to operate the heat pump system with a high efficiency of about COP (Coefficient of performance) 4.
뿐만 아니라, 50℃ 정도의 낮은 온도조건하에서도 폐수를 신속하고 용이하게 증발시킬 수 있게 됨으로서, 응축기(11)를 이루는 냉매파이프(11a)의 표면이나 증발탱크(20)의 내벽상에 슬러리에 의한 스케일이 강하게 부착되지 않기 때문에, 초음파발진기(35)에 의한 초음파 진동만으로도 상기 스케일을 냉매파이프(11a)의 표면이나 증발탱크(20)의 내벽으로부터 용이하게 분리시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 폐수의 증발처리 효율이 스케일에 의하여 저하되는 현상을 방지할 수 있게 됨과 동시에 폐수의 저온증발처리에 의하여 악취의 발생 또한 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.In addition, the wastewater can be evaporated quickly and easily even under a low temperature of about 50 ° C., so that the slurry is formed on the surface of the refrigerant pipe 11a constituting the condenser 11 or on the inner wall of the evaporation tank 20. Since the scale is not strongly attached, the scale can be easily separated from the surface of the refrigerant pipe 11a or the inner wall of the evaporation tank 20 only by the ultrasonic vibration by the ultrasonic oscillator 35, thereby causing the evaporation of the wastewater. It is possible to prevent the phenomenon that the treatment efficiency is lowered by the scale and to minimize the occurrence of odor by the low temperature evaporation treatment of the waste water.
또한, 본 발명의 폐수처리장치를 사용하여 폐수를 증발 및 농축처리하는 과정에서 응축탱크(28)의 내부로 유입된 폐수증기중 그 일부가 증발기(16)에 의하여 응축되기 전에 저장수조(29)와 연결된 진공배관(32)를 통하여 외부로 배출될 우려가 있지만, 응축수 배출관(28a)이 응축탱크(28)의 바닥부에 설치되어 있기 때문에 대부분의 폐수증기가 증발기(16)와 접촉하게 됨으로서 미응축되는 폐수증기의 량이 매우 적게 되고, 이로 인하여 저장수조(29)와 연결된 진공배관(32)를 통하여 외부로 배출되는 미응축된 폐수증기량을 최소화시킬 수 있게 된다.In addition, a portion of the wastewater vapor introduced into the condensation tank 28 in the process of evaporating and concentrating the wastewater using the wastewater treatment apparatus of the present invention before the condensation by the evaporator 16, the storage tank 29 Although there is a possibility that it is discharged to the outside through the vacuum pipe 32 connected to the condensate discharge pipe (28a) is installed in the bottom of the condensation tank 28, since most of the waste water vapor comes into contact with the evaporator (16). The amount of condensed waste water vapor is very small, thereby minimizing the amount of uncondensed waste water vapor discharged to the outside through the vacuum pipe 32 connected to the storage water tank 29.
뿐만 아니라, 최초 증발탱크(20)와 응축탱크(28) 및 저장수조(29)의 내부공간을 진공상태로 조성하여 놓게 되면, 증발탱크(20)에서 발생하는 폐수증기가 응축탱크(28)에서 거의 대부분 응축되기 때문에 진공펌프(31)를 지속적으로 가동시키지 않더라도 증발탱크(20)와 응축탱크(28)의 내부를 비교적 긴 시간동안 진공상태로 유지시킬 수 있게 됨으로서, 진공배관(32)을 통하여 외부로 배출되는 미응축된 폐수증기의 량을 극소화시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 적은 용량의 진공펌프(31)만으로도 증발탱크(20)와 응축탱크(28) 및 저장수조(29)의 내부공간을 진공상태로 조성 및 유지시킬 수 있게 되는 것이다.In addition, when the internal space of the first evaporation tank 20, the condensation tank 28 and the storage tank 29 is formed in a vacuum state, the waste water vapor generated in the evaporation tank 20 is discharged from the condensation tank 28. Since most of the condensation is performed, the inside of the evaporation tank 20 and the condensation tank 28 can be maintained in a vacuum state for a relatively long time even without the continuous operation of the vacuum pump 31, and thus, through the vacuum pipe 32. In addition to minimizing the amount of uncondensed waste steam discharged to the outside, the internal space of the evaporation tank 20, the condensation tank 28, and the storage tank 29 can be reduced with only a small capacity vacuum pump 31. It will be able to composition and maintain in a vacuum state.
상기와 같이 본 발명에 의한 폐수처리장치를 사용하여 폐수의 증발 및 농축처리를 지속적으로 수행하는 과정에서 증발탱크(20)의 농축저장조(21)에 일정량의 슬러리가 침강되면, 사이트 글라스(21a)로 이를 확인하여 배출밸브(22)를 개방시킴으로서 농축된 슬러리를 외부로 배출시켜 비료나 인공토의 제조 또는 매립등을 행하게 되며, 저장수조(29)의 내부에 응축수가 일정 수위 이상으로 저장될 경우 또한, 수위검출기(29a)로부터 이에 해당하는 전기적인 신호가 압력조정라인(33)의 전자변(33a)으로 전송되어 전자변(33a)을 개방시킴으로서, 저장수조(29) 외부의 대기압이 진공상태인 저장수조(29)의 내부로 유입되어 저장수조(29)에 저장된 응축수를 배수라인(30)을 통하여 대기압 상태인 외부공간으로 배출시킬 수 있게 된다.As described above, when a certain amount of slurry is settled in the concentration storage tank 21 of the evaporation tank 20 in the process of continuously performing the evaporation and concentration treatment of the wastewater using the wastewater treatment apparatus according to the present invention, the sight glass 21a By confirming this, the discharge valve 22 is opened to discharge the concentrated slurry to the outside to manufacture or reclaim fertilizer or artificial soil, and when the condensate is stored above a predetermined level in the storage tank 29. The electrical signal from the water level detector 29a is transmitted to the electromagnetic valve 33a of the pressure adjusting line 33 to open the electronic valve 33a, whereby the atmospheric pressure outside the storage tank 29 is in a vacuum state. It is possible to discharge the condensed water stored in the storage tank 29 and introduced into the internal space 29 to the external space at atmospheric pressure through the drain line 30.
그러나, 본 발명의 일실시예에 의한 폐수처리장치는 저장수조(29)에 저장된 응축수를 배출시키기 위하여 외부의 대기압을 저장수조(29)의 내부로 인가시킴에 따라 증발탱크(20)와 응축탱크(28)에 조성된 진공도에 영향을 미치게 되고, 이로 인하여 히트펌프 시스템에 의한 폐수의 지속적인 고효율 처리에 어느 정도의 지장을 초래하게 되는 데, 이를 방지하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 저장수조(29)의 하부에 그 내부압력을 진공 또는 대기압으로 조정시킬 수 있는 제 2저장수조(29')를 설치하게 된다.However, the wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention applies an external atmospheric pressure to the inside of the storage tank 29 to discharge the condensed water stored in the storage tank 29, and thus the evaporation tank 20 and the condensation tank. Affects the degree of vacuum formed in (28), thereby causing some obstacles to the continuous high efficiency treatment of wastewater by the heat pump system, in order to prevent this in another embodiment of the present invention the storage tank In the lower part of 29, a second storage tank 29 'capable of adjusting its internal pressure to be vacuum or atmospheric pressure is provided.
다시 말해서, 상기 저장수조(29)에 일정량 이상의 응축수가 저장될 경우 수위검출기(29a)가 이를 감지하여 최초 진공라인(34)에 설치된 전자변(34a)을 개방시키게 되고, 이로 인하여 제 2저장수조(29')의 내부공간이 진공펌프(31)의 작동에 의하여 저장수조(29)와 동일한 진공상태로 조성됨으로서, 저장수조(29)에 저장된 응축수가 그 자중에 의하여 배수라인(30)을 따라 제 2저장수조(29')의 내부로 흘러내리게 된다.In other words, when a predetermined amount or more of condensed water is stored in the storage tank 29, the water level detector 29a detects this and opens the electron valve 34a installed in the first vacuum line 34, thereby causing the second storage tank ( 29 ') is formed in the same vacuum state as the storage tank 29 by the operation of the vacuum pump 31, so that the condensate stored in the storage tank 29 along the drain line 30 by its own weight 2 will flow down into the storage tank (29 ').
상기와 같이 저장수조(29)에 저장된 응축수를 요구하는 양만큼 제 2저장수조 (29')로 공급시키게 되면, 상기 수위검출기(29a)가 이를 감지하여 진공라인(34)에 설치된 전자변(34a)을 폐쇄시킴과 동시에 압력조정라인(33)에 설치된 전자변(33a)을 개방시킴으로서, 저장수조(29)의 내부공간에 조성된 진공도를 변화시키지 않은 상태에서 제 2저장수조(29')의 내부공간을 대기압 상태로 조성시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 제 2저장수조(29')에 저장된 응축수를 배수라인(30')을 통하여 외부로 배출시킬 수 있게 된다.As described above, when the condensate stored in the storage tank 29 is supplied to the second storage tank 29 'by the required amount, the water level detector 29a detects this and the electronic valve 34a installed in the vacuum line 34 is provided. The inner space of the second storage tank 29 'in a state in which the vacuum degree formed in the interior space of the storage tank 29 is not changed by closing the valve and opening the electromagnetic valve 33a installed in the pressure adjusting line 33. It can be made to the atmospheric pressure, thereby allowing the condensate stored in the second storage tank (29 ') to be discharged to the outside through the drain line (30').
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 폐수처리장치에서는 응축수의 배출을 위하여 대기압을 인가시키더라도 증발탱크(20)와 응측탱크(28) 및 저장수조(29)의 내부에 조성된 진공도에는 변화를 초래하지 않게 됨으로서, 히트펌프 시스템에 의한 폐수처리를 높은 효율로서 지속적으로 수행할 수 있게 되고, 이로 인하여 본 발명의 폐수처리장치에 의한 폐수의 처리성능과 그 처리속도를 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, in the wastewater treatment apparatus according to another embodiment of the present invention, even if atmospheric pressure is applied to discharge the condensed water, the degree of vacuum formed inside the evaporation tank 20, the condensation tank 28, and the storage tank 29 is changed. By not causing it, the wastewater treatment by the heat pump system can be continuously carried out with high efficiency, thereby further improving the treatment performance and the treatment speed of the wastewater by the wastewater treatment apparatus of the present invention. .
마지막으로, 도 4에 도시되어 있는 실시예의 경우는 응축기(11)에 의하여 보조증발탱크(36)의 내부에서 폐수를 1차적으로 증발시킨 다음, 이를 진공상태로 유지되는 증발탱크(20)의 내부로 분사하여 최종적으로 증발시키도록 한 것과, 이를 위한 폐수의 공급 및 순환경로를 제외한 나머지 작용관계는 상기에서 설명되어진 작용관계와 동일하게 이루어지는 것이므로, 도 4에 도시된 실시예의 작용관계는 폐수의 증발 및 그 공급과 순환구조를 중심으로 설명하고자 한다.Finally, in the case of the embodiment shown in Figure 4 by the condenser 11 the first evaporation of the waste water in the interior of the auxiliary evaporation tank 36, and then the interior of the evaporation tank 20 is maintained in a vacuum state Finally, the action relationship except for supplying and circulating the wastewater is made in the same way as the above-described action relationship, so that the action relationship of the embodiment shown in FIG. And the supply and circulation structure will be described.
먼저, 도시되지 않은 스크린이나 침전조를 거쳐 비교적 큰 입자의 이물질이 일차적으로 걸러진 현탁액(懸濁液) 상태의 폐수를 폐수유입관(40)을 통하여 증발탱크(20)의 내부로 일차 공급시킨 후, 이와 같이 공급된 폐수가 회수관(24)과 회수펌프(25)를 통하여 보조증발탱크(26)의 내부로 공급되도록 한 상태에서 히트펌프 시스템을 작동시키게 되면, 보조증발탱크(36)의 내부에 설치된 응축기(11)를 통하여 유동하는 고온고압의 냉매가스에 의하여 보조증발탱크(36)의 내부에서 폐수가 1차적으로 증발하게 된다.First, through the screen (not shown) or the settling tank, the wastewater in the suspension state in which relatively large particles of foreign matter are first filtered through the wastewater inlet pipe 40 is first supplied into the evaporation tank 20. When the heat pump system is operated in such a state that the waste water supplied in this way is supplied into the auxiliary evaporation tank 26 through the recovery pipe 24 and the recovery pump 25, the interior of the auxiliary evaporation tank 36 is applied. Waste water is primarily evaporated inside the auxiliary evaporation tank 36 by the high temperature and high pressure refrigerant gas flowing through the installed condenser 11.
상기와 같이 보조증발탱크(36)의 내부에서 1차적으로 증발된 폐수증기는 그 상단 노즐관(23)을 통하여 진공상태로 유지되는 증발탱크(20)의 내부로 유입된 다음, 노즐관(23)의 선단부에 형성되는 분사노즐에 의하여 스프레이 형식으로 흩뿌려지게 됨과 동시에 증발탱크(20)에 조성된 진공 분위기하에서 최종적으로 감압 증발되며, 이와 같이 증발된 폐수증기는 스크린판(39)을 거쳐 그 이물질이 1차적으로 제거된 상태에서 증기배출덕트(26)로 배출되며, 배출되지 못한 폐수증기는 배출탱크(20)의 바닥부에 형성된 농축저장조(21)로 침강된다.Waste water vapor evaporated primarily in the auxiliary evaporation tank 36 as described above is introduced into the evaporation tank 20 maintained in a vacuum state through the upper nozzle pipe 23, and then the nozzle pipe 23. At the same time, it is sprayed by the spray nozzles formed at the tip of the head) and is finally evaporated under reduced pressure in the vacuum atmosphere formed in the evaporation tank 20. Thus, the vaporized waste water vapor passes through the screen plate 39. The foreign matter is first discharged to the steam discharge duct 26 in the state of being removed, the waste water vapor not discharged is settled in the concentrated storage tank 21 formed in the bottom of the discharge tank (20).
또한, 폐수의 증발에 따라 발생하는 농축슬러리는 초음파발진기(35)로부터 발생하는 초음파 진동에 의하여 응축기(11)의 표면에 거의 부착되지 않기 때문에 응축기(11)에 의한 증발성능의 저하를 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라, 상기 농축저장조(21)의 내부에 일정량의 슬러리가 침강되기 전에는 그 상부에 현탁액 상태의 폐수가 항상 존재하므로, 이를 회수펌프(25)와 회수관(24)을 통하여 상기 보조증발탱크(36)의 내부로 재유입시킴으로서 적정한 폐수농도를 유지하여 폐수의 빠른 농축처리에 보다 크게 기여할 수 있게 되며, 농축저장조(21)에 저장되는 슬러리의 양은 사이트 글라스(21a)를 통하여 수시로 확인하여 필요에 따라 배출펌프(38)와 배출관(37)을 통하여 증발탱크(20)의 외부로 배출시키게 된다.In addition, since the concentrated slurry generated by the evaporation of the waste water is hardly attached to the surface of the condenser 11 by the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic oscillator 35, the deterioration of the evaporation performance by the condenser 11 can be prevented. In addition, before the predetermined amount of slurry is settled inside the concentrated storage tank 21, since the waste water in the suspension state is always present at the upper portion thereof, the secondary evaporation is performed through the recovery pump 25 and the recovery pipe 24. By re-introducing into the tank 36, it is possible to maintain a proper wastewater concentration to contribute to the faster concentration of wastewater, and the amount of slurry stored in the concentrated storage tank 21 is often checked through the sight glass 21a. If necessary, the discharge pump 38 and the discharge pipe 37 is discharged to the outside of the evaporation tank 20.
도 4에 도시되어 있는 실시예의 경우는 보조증발탱크(36)를 사용함에 따라 장치의 구조가 다소 복잡하게 되고 그 설치면적 또한 증가하게 되는 데 반하여, 폐수의 증발을 2차에 걸쳐 수행함으로서 폐수의 증발효율을 보다 향상시킬 수 있게 되는 데, 그 이유는 증기의 상태로 1차 조성된 폐수를 진공상태의 공간을 통하여 흩뿌리게 되면, 응축기(11)의 표면을 통하여 액체 상태의 폐수를 직접적으로 분사시키는 것보다 단위시간당 폐수의 증발량을 향상시킬 수 있기 때문이다.In the case of the embodiment shown in FIG. 4, the structure of the apparatus is somewhat complicated and the installation area is also increased with the use of the auxiliary evaporation tank 36. It is possible to further improve the evaporation efficiency, because when the wastewater primarily formed in the state of steam is scattered through the vacuum space, the liquid wastewater in the liquid state is directly injected through the surface of the condenser 11. This is because it is possible to improve the amount of evaporation of waste water per unit time than to make it.
상기와 같이 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치는, 히트펌프 시스템의 응축기와 증발기를 폐수의 증발탱크(보조증발탱크)와 응축탱크의 내부에 각각 설치함으로서, 하나의 압축기를 이용한 냉매의 열방출 및 열회수 작용만으로도 폐수를 용이하게 증발 및 농축처리할 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 화석연료의 사용에 따른 에너지의 낭비와 화석연료의 연소에 의하여 발생하는 연소가스로 인한 2차적인 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.Waste water treatment apparatus using a heat pump according to the present invention as described above, by installing the condenser and the evaporator of the heat pump in the evaporation tank (auxiliary evaporation tank) and the condensation tank of the waste water, respectively, It is effective to easily evaporate and concentrate the waste water by heat release and heat recovery, and thus secondary pollution due to the waste of energy due to the use of fossil fuel and the combustion gas generated by the combustion of fossil fuel. There is an effect that can prevent.
그리고, 증발탱크의 내부공간을 진공으로 조성시킨 상태에서 응축기의 표면을 통하여 폐수를 스프레이 형식으로 직접 분사시키거나, 또는 보조증발탱크의 내부에서 1차 증발된 폐수증기를 진공으로 조성된 증발탱크의 내부공간을 통하여 스프레이 형식으로 흩뿌리도록 함으로서, 50℃ 정도의 낮은 온도하에서도 폐수의 증발량과 증발속도 및 그 응축량과 응축속도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 히트펌프 시스템을 COP 4 정도의 고효율로 작동시킬 수 있는 효과가 있으며, 응축기의 표면이나 증발탱크의 내벽상에 슬러리에 의한 스케일이 부착되지 않도록 하여, 폐수의 증발처리 효율이 스케일에 의하여 저하되는 현상을 방지할 수 있게 됨과 동시에 폐수의 저온증발처리에 의하여 악취의 발생 또한 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.Then, the wastewater is directly sprayed through the surface of the condenser in the form of a vacuum while the internal space of the evaporation tank is formed in vacuum, or the waste water vapor evaporated first in the auxiliary evaporation tank of the evaporation tank is formed in a vacuum. By spraying through the internal space in a spray form, it is possible to greatly improve the evaporation rate and evaporation rate of the wastewater, and its condensation rate and condensation rate even at a low temperature of about 50 ° C. It is effective to operate with high efficiency, and the scale by slurry is not adhered to the surface of condenser or the inner wall of evaporation tank, and the evaporation efficiency of waste water can be prevented from being reduced by scale. At the same time, it is possible to minimize the occurrence of odor by the low temperature evaporation treatment of the waste water.
뿐만 아니라, 응축수를 저장하는 저장수조의 하부에 제 2저장수조를 추가로 연결 설치하여 그 내부공간을 진공 또는 대기압 상태로 조성시킬 수 있도록 한 경우에는, 증발탱크와 응축탱크 내부의 진공도를 변화시키지 않는 상태에서 저장수조에 저장된 응축수를 제 2저장수조를 거쳐 대기압 상태인 외부공간으로 용이하게 배출시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 히트펌프 시스템에 의한 폐수의 지속적인 고효율 증발처리가 가능하도록 하여 폐수의 처리성능과 그 처리속도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, when the second storage tank is additionally connected to the lower part of the storage tank for storing condensate so that the internal space can be created in a vacuum or atmospheric pressure state, the vacuum degree inside the evaporation tank and the condensation tank is not changed. In this case, the condensate stored in the storage tank can be easily discharged to the outside space at atmospheric pressure through the second storage tank, thereby enabling continuous high efficiency evaporation of the wastewater by the heat pump system. There is an effect that can further improve the processing performance and the processing speed.
도 1은 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 일실시예를 나타내는 장치도.1 is a device diagram showing an embodiment of a wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention.
도 2는 본 발명의 폐수처리장치에 사용되는 응축기 구조를 나타내는 일부확대 측단면도.Figure 2 is an enlarged side cross-sectional view showing a part of the condenser structure used in the wastewater treatment apparatus of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 다른 실시예를 나타내는 장치도.Figure 3 is a device diagram showing another embodiment of the wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 폐수처리장치의 또 다른 실시예를 나타내는 장치도.Figure 4 is a device diagram showing another embodiment of the wastewater treatment apparatus using a heat pump according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 압축기 11 : 응축기 12 : 냉매유입부10 Compressor 11 Condenser 12 Refrigerant inlet
13,13' : 냉매순환부 14 : 냉매배출부 15 : 팽창밸브13,13 ': refrigerant circulation part 14: refrigerant discharge part 15: expansion valve
16 : 증발기 17 : 공급라인 18 : 팽창라인16 evaporator 17 supply line 18 expansion line
19 : 회수라인 20 : 증발탱크 21 : 농축저장조19: recovery line 20: evaporation tank 21: concentrated storage tank
22 : 배출밸브 23 : 노즐관 24 : 회수관22 discharge valve 23 nozzle tube 24 recovery tube
25 : 회수펌프 26 : 증기배출덕트 27 : 카트리지 필터25 recovery pump 26 steam discharge duct 27 cartridge filter
28 : 응축탱크 29 : 저장수조 29' : 제 2저장수조28: condensation tank 29: storage tank 29 ': second storage tank
30,30' : 배수라인 31 : 진공펌프 32 : 진공배관30,30 ': Drain line 31: vacuum pump 32: vacuum piping
33 : 압력조정라인 34 : 진공라인 35 : 초음파발진기33: pressure control line 34: vacuum line 35: ultrasonic oscillator
36 : 보조증발탱크 37 : 배출관 38 : 배출펌프36: auxiliary evaporation tank 37: discharge pipe 38: discharge pump
39 : 스크린판 40 : 폐수유입관39: screen plate 40: wastewater inlet pipe
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