KR100693029B1 - 유화유 폐수의 유수분리장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유화유 폐수의 유수분리장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유화유 폐수가 공급되어 일정시간 동안 처리되는 것으로 촉매제가 공급되는 약품투입조가 구비되며 자기유체역학장치 및 제1 펌프가 상하부로 소통 가능하게 구비된 자기유체 반응조와, 상기 자기유체 반응조에서 처리된 처리수를 제2 펌프 및 제1 스트레이너를 통하여 공급받아 일정시간 동안 정체시키면서 중력에 의해 물과 오일로 분리시켜, 물은 하부로 배출시키고 부상된 오일을 오일스키머로 수거하여 배출시키는 부상조와, 상기 부상조의 하부에 제1 개폐밸브로 연통 연결되어 유입된 상기 물로부터 잔류오일이 여과되는 유화유 폐수 여과부로 이루어진 유수분리기에 있어서, 상기 유화유 폐수 여과부는 유입구가 상기 제1 개폐밸브와 연결되고 유출구 일측은 제2 스트레이너가 연결되어 제2 개폐밸브와 소통 가능하게 연결되며 유출구 타측은 제3 개폐밸브와 소통 가능하게 연결된 여과조와; 상기 제2 개폐밸브에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 유출구는 제4 개폐밸브와 소통 가능하게 연결된 제3 펌프와; 상기 제4 개폐밸브에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 상기 유입구로부터는 제5 개폐밸브를 소통 가능하게 구비한 바이패스가 상기 여과조와 연결되며 상기 유입구에 압력계가 구비된 전처리필터와; 상기 전처리필터의 유출구에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 유출구는 제6 개폐밸브와 제7 개폐밸브가 소통 가능하게 연결된 연결부의 중간에 연결되며 중간부는 제8 개폐밸브와 소통 가능하게 연결된 한외여과장치와; 상기 제6 개폐밸브는 상기 여과조와 소통 가능하게 연 결되고, 상기 제7 개폐밸브에 유입구가 연결되며 유출구는 상기 제3 펌프의 유입구에 연결된 제9 개폐밸브와 소통 가능하게 연결되는 화학세정조를 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명은 자기유체역학장치에 의해 유화유 폐수 중 계면활성제가 파괴되어 물과 유분으로 분리될 수 있음은 물론, 이들 중에서 분리된 물만을 한외여과로 재처리함으로써 상기 유화유 폐수의 원수를 한외여과에 직접 적용하는 것에 비하여 여과막에 걸리는 부하를 현저히 줄여 보다 안정적으로 처리할 수 있는 효과를 제공한다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 유화유 폐수의 유수분리장치를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 유화유 폐수의 유수분리방법의 흐름도.
도 3은 본 발명에 기재된 표 1을 도시한 그래프.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
10: 자기유체 반응조 11: 약품투입조
12: 자기유체역학장치 13: 제1 펌프
20: 부상조 21: 제2 펌프
22: 스트레이너 23: 오일스키머
30: 유화유 폐수 여과부 31: 제1 개폐밸브
100: 여과조 101: 제2 스트레이너
102: 제2 개폐밸브 103: 제3 개폐밸브
200: 제3 펌프 201: 제4 개폐밸브
300: 전처리필터 301: 제5 개폐밸브
302: 바이패스 303: 압력계
400: 한외여과장치 401: 제6 개폐밸브
402: 제7 개폐밸브 403: 제8 개폐밸브
500: 화학세정조 501: 제9 개폐밸브
본 발명은 유화유 폐수의 유수분리장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유화유 폐수의 유수분리를 위하여 자기유체역학장치와 한외여과모듈을 병용하여 유화유 폐수의 유수분리를 할 수 있도록 한 유화유 폐수의 유수분리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 절삭공정이나 압연공정을 원활하게 실시하기 위하여 절삭유 또는 압연유와 같은 유화유가 사용된다.
상기와 같이 절삭유 또는 압연유로 사용되는 유화유는 수중에 분산된 기름입자가 직경이 l㎛ 이하로 매우 작고, 중력과 반데어발스(VAN DER WAALS)인력 그리고 반발력이 서로 평행상태에 있어 장시간 방치하여도 부상하지 않고 물과 분리되지 않는 오일을 의미한다.
이와 같은 유화유 입자는 전기적으로 부전하(負電荷)로 대전(帶電)되어 유립자(油粒子) 사이에 전기적 반발력으로 인해 서로 결합할 수 없고 물의 점성과 평형상태로 분산되어 있어서 그 표면이 점차 활성화되어 물분자와 화학적 결합을 이루면서 안정화 되어있다.
따라서, 상기 절삭유 또는 압연유는 작업공정에서 사용된 이후로는 재사용이 불가능하며, 또한 사용 후 바로 방류하게 되면 환경오염에 큰 영향을 줄 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 일반적으로 전문처리업체에서 유화유를 수거하여 처리하는 실정이나 비용이 많이 들어 비경제적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 자기유체역학장치를 사용하여 유화유 폐수 중의 계면활성제를 파괴하여 물과 기름을 분리한 후 이것들 중 물만을 한외여과로 재처리할 수 있도록 한 유화유 폐수의 유수분리장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 상술한 목적은 유화유 폐수가 공급되어 일정시간 동안 처리되는 것으로 촉매제가 공급되는 약품투입조가 구비되며 자기유체역학장치 및 제1 펌프가 상하부로 소통 가능하게 구비된 자기유체 반응조와, 상기 자기유체 반응조에서 처리된 처리수를 제2 펌프 및 제1 스트레이너를 통하여 공급받아 일정시간 동안 정체시키면서 중력에 의해 물과 오일로 분리시켜, 물은 하부로 배출시키고 부상된 오일을 오일스키머로 수거하여 배출시키는 부상조와, 상기 부상조의 하부에 제1 개폐밸브로 연통 연결되어 유입된 상기 물로부터 잔류오일이 여과되는 유화유 폐수 여과부로 이루어진 유수분리기에 있어서, 상기 유화유 폐수 여과부는 유입구가 상기 제1 개폐밸브와 연결되고 유출구 일측은 제2 스트레이너가 연결되어 제2 개폐밸브와 소통 가능하게 연결되며 유출구 타측은 제3 개폐밸브와 소통 가능하게 연결된 여과조와; 상기 제2 개폐밸브에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 유출구는 제4 개폐밸브와 소통 가능하게 연결된 제3 펌프와; 상기 제4 개폐밸브에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 상기 유입구로부터는 제5 개폐밸브를 소통 가능하게 구비한 바이패스가 상기 여과조와 연결되며 상기 유입구에 압력계가 구비된 전처리필터와; 상기 전처리필터의 유출구에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 유출구는 제6 개폐밸브와 제7 개폐밸브가 소통 가능하게 연결된 연결부의 중간에 연결되며 중간부는 제8 개폐밸브와 소통 가능하게 연결된 한외여과장치와; 상기 제6 개폐밸브는 상기 여과조와 소통 가능하게 연결되고, 상기 제7 개폐밸브에 유입구가 연결되며 유출구는 상기 제3 펌프의 유입구에 연결된 제9 개폐밸브와 소통 가능하게 연결되는 화학세정조를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.
또한, 유화유 폐수의 일정량을 자기유체 반응조로 이동시키는 단계(제1 단계)와; 상기 자기유체 반응조로 이동된 유화유 폐수에 약품투입조로부터 일정량의 촉매제를 주입하여 상기 유화유 폐수의 전기전도도를 향상시키는 단계(제2 단계)와; 상기 전기전도도가 향상된 상기 자기유체 반응조 내의 유화유 폐수를 자기유체역학장치가 설치된 순환관체에 제1 펌프를 구동시켜 일정한 시간동안 순환시키는 단계(제3 단계)와; 상기 자기유체역학장치가 설치된 순환관체에서 일정한 시간동안 순환되어 처리된 처리수를 부상조로 이동시킨 후 일정 시간동안 정체시킴과 동시에 오일스키머를 작동시켜 물과 오일로 분리하는 단계(제4 단계)와; 상기 부상조에서 일정한 시간을 보내면서 분리된 하부의 물은 제1 개폐밸브의 개방에 의해 하부유출구를 통하여 여과조로 이송되는 단계(제5 단계)에 있어서, 상기 여과조에 저장된 물은 제2, 4, 6, 8 개폐밸브가 개방됨과 동시에 제3 펌프가 작동됨으로 인하여 전처리필터 및 한외여과장치로 이송되어 잔여기름이 걸러져 물은 상기 제8 개폐밸브를 통하여 방출되고 기름은 상기 제6 개폐밸브를 통하여 상기 여과조로 회류되는 단계(제6 단계)와; 상기 전처리필터 및 한외여과장치의 거르는 효율이 저하되면 제4, 7, 9 개폐밸브가 개방됨과 동시에 제3 펌프가 작동됨으로 인하여 화학세정조 내의 약품이 순환하며 상기 전처리필터 및 한외여과장치를 세척하는 단계(제7 단계)에 의해 달성된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유화유 폐수의 유수분리장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유화유 폐수의 유수분리방법의 흐름도이다.
도 1 내지 도 2에 따르면, 유화유 폐수가 공급되어 일정시간 동안 처리되는 것으로 촉매제가 공급되는 약품투입조(11)가 구비되며 자기유체역학장치(12) 및 제1 펌프(13)가 상하부로 소통 가능하게 구비된 자기유체 반응조(10)와, 상기 자기유체 반응조(10)에서 처리된 처리수를 제2 펌프(21) 및 스트레이너(22)를 통하여 공급받아 일정시간 동안 정체시키면서 중력에 의해 물과 오일로 분리시켜, 물은 하부로 배출시키고 부상된 오일을 오일스키머(23)로 수거하여 배출시키는 부상조(20)와, 상기 부상조(20)의 하부에 제1 개폐밸브(31)로 연통 연결되어 유입된 상기 물로부터 잔류오일이 여과되는 유화유 폐수 여과부(30)로 이루어진 유수분리기에 있어서, 본 발명에 의한 유화유 폐수의 유수분리장치의 상기 유화유 폐수 여과부(30)는 크게 여과조(100), 제3 펌프(200), 전처리필터(300), 한외여과장치(400) 및 화 학세정조(500)로 구성된다.
상기 여과조(100)는 상부에 구비된 유입구가 상기 제1 개폐밸브(31)와 소통 가능하게 배관 연결되고, 하부에 구비된 일측 유출구는 제2 스트레이너(101)를 사이에 두고 제2 개폐밸브(102)와 소통 가능하게 배관 연결되며, 하부에 구비된 타측 유출구는 제3 개폐밸브(103)와 소통 가능하게 배관 연결된다.
상기 제3 펌프(200)는 유입구가 상기 제2 개폐밸브(102)에 소통 가능하게 배관 연결되고, 유출구는 제4 개폐밸브(201)의 유입구와 소통 가능하게 배관 연결된다.
상기 전처리필터(300)는 유입구가 상기 제4 개페밸브(201)의 유출구와 소통 가능하게 배관 연결되고, 상기 전처리필터(300)의 유입구로부터는 제5 개폐밸브(301)의 유입구 및 유출구가 소통 가능하게 배관 연결된 바이패스(302)가 상기 여과조(100)와 소통 가능하게 배관 연결되며, 또한 상기 전처리필터(300)의 유입구, 상기 제4 개폐밸브(201)의 유출구 및 제5 개폐밸브(301)의 유입구 사이에 연결된 배관에는 압력계(303)가 구비된다.
상기 한외여과장치(400)는 유입구가 상기 전처리필터(300)의 유출구에 소통 가능하게 배관 연결되고, 유출구는 제6 개폐밸브(401)의 유입구와 제7 개폐밸브(402)의 유입구가 소통 가능하게 배관 연결된 연결부의 중간에 배관 연결되며, 상기 한외여과장치(400)의 유입구와 유출구는 배출용 제8 개폐밸브(403)의 유입구와 소통 가능하게 배관 연결되고, 상기 제6 개폐밸브(401)의 유출구는 여과조(100)와 소통 가능하게 배관 연결된다.
상기 화학세정조(500)는 유입구가 상기 제7 개폐밸브(402)의 유출구와 소통가능하게 배관 연결되고, 유출구는 제9 배출밸브(501)의 유입구와 소통 가능하게 배관 연결되며, 상기 제9 개폐밸브(501)의 유출구는 상기 제2 개폐밸브(102)의 유출구와 상기 제3 펌프(200)의 유입구가 소통 가능하게 배관 연결된 연결부의 중간에 배관 연결된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 방법으로 작동된다.
먼저 외부로부터 유화유 폐수를 수집하여 자기유체 반응조(10)로 이동시킨다.
상기 자기유체 반응조(10)로 이동된 유화유 폐수의 전기전도도를 향상시키기 위하여 약품투입조(11)로부터 상기 자기유체 반응조(10)에 일정량의 촉매제가 주입된다.
상기 전기전도도가 향상된 자기유체 반응조(10) 내의 유화유 폐수를 자기유체역학장치(12)가 설치된 순환관체에 구비된 제1 펌프(13)를 구동시켜 일정한 시간동안 순환시킨다.
그리고 상기 자기유체역학장치(12)가 설치된 순환에서 일정한 시간동안 순환되어 처리된 처리수를 제2 펌프(21)의 구동에 의해 제1 스트레이너(22)를 통과하여 부상조(20)로 이동시킨 후 일정 시간동안 정체시키고, 오일스키머(23)를 작동시켜 여액과 오일로 분리되며, 상기 부상조(20)에서 일정한 시간을 보내면서 분리된 하부의 여액은 제1 개폐밸브(31)의 개방에 의해 하부유출구를 통하여 여과조(100)로 이송된다.
상기 여과조(100)에 저장된 여액은 제2, 4, 6, 8 개폐밸브(102, 201, 401, 403)가 개방됨과 동시에 제3 펌프(200)가 작동됨으로 인하여 전처리필터(300) 및 한외여과장치(400)로 이송되어 잔여기름이 걸러져 여액은 상기 제8 개폐밸브(403)를 통하여 방출되고 기름은 상기 제6 개폐밸브(401)를 통하여 상기 여과조(100)로 회류된다.
그리고 상기 전처리필터(300) 및 한외여과장치(400)의 거르는 효율이 저하되면 제4, 7, 9 개폐밸브(201, 402, 501)가 개방됨과 동시에 제3 펌프(200)가 작동됨으로 인하여 화학세정조(500) 내의 약품이 순환하며 상기 전처리필터(300) 및 한외여과장치(400)가 세척된다.
(실시예)
유화유 폐수의 분리에 있어서 하기의 표 1은 자기유체역학장치(MHD)(12)만을 사용하여 분리한 결과와 상기 자기유체역학장치(MHD)(12)를 통하여 1차 처리한 후 한외여과장치(400)를 통하여 2차 처리까지 한 후의 결과를 나타내었으며, 이러한 상기 결과는 도 3에 도시되어 있다.
표 1 및 도 3에 의하면, 유분의 처리과정을 거치지 않은 원수의 노르말 핵산(N-Hexane)과 화학적 산소 요구량(COD)의 수치에 비해서 자기유체역학장치(MHD)(12)로 1차 처리했을 때 상기 노르말 핵산(N-Hexane)과 화학적 산소 요구량(COD)의 수치가 상당히 낮아진 것을 확인할 수가 있었으나, 자기유체역학장치(MHD)(12)만으로는 어떠한 방법을 쓰더라도 성능을 낮추기에는 한계가 있었다.
또한 자기유체역학장치(MHD)(12)로 1차 처리 후 장시간(2일 내지 4일) 방치하였을 경우에 비교적 낮은 수치를 얻을 수는 있었으나 이 수치 또한 방류기준과는 상당한 차이가 있으며 처리시간 또한 며칠씩 걸리는 한계가 나타났다.
하지만 자기유체역학장치(MHD)(12)를 통해서 촉매제만을 공급하여 1차 처리후 한외여과장치로 2차 처리를 하였을 경우에는 하기 표 1에 기재된 바와 같이, 노르말 헥산(N-Hexane)와 화학적 산소 요구량(COD)의 수치가 현저히 낮아졌으며 처리시간 또한 단축시킬 수 있었다.
표 1
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 자기유체역학장치에 의해 유화유 폐수 중 계면활성제가 파괴되어 물과 유분으로 분리될 수 있음은 물론, 이들중에서 분리된 물만을 한외여과로 재처리함으로써 상기 유화유 폐수의 원수를 한외 여과에 직접 적용하는 것에 비하여 여과막에 걸리는 부하를 현저히 줄여 보다 안정적으로 처리할 수 있는 효과를 제공한다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.
Claims (2)
- 유화유 폐수가 공급되어 일정시간 동안 처리되는 것으로 촉매제가 공급되는 약품투입조(11)가 구비되며 자기유체역학장치(12) 및 제1 펌프(13)가 상하부로 소통 가능하게 구비된 자기유체 반응조(10)와, 상기 자기유체 반응조(10)에서 처리된 처리수를 제2 펌프(21) 및 제1 스트레이너(22)를 통하여 공급받아 일정시간 동안 정체시키면서 중력에 의해 물과 오일로 분리시켜, 물은 하부로 배출시키고 부상된 오일을 오일스키머(23)로 수거하여 배출시키는 부상조(20)와, 상기 부상조(20)의 하부에 제1 개폐밸브(31)로 연통 연결되어 유입된 상기 물로부터 잔류오일이 여과되는 유화유 폐수 여과부(30)로 이루어진 유수분리기에 있어서,상기 유화유 폐수 여과부(30)는 유입구가 상기 제1 개폐밸브(31)와 연결되고 유출구 일측은 제2 스트레이너(101)가 연결되어 제2 개폐밸브(102)와 소통 가능하게 연결되며 유출구 타측은 제3 개폐밸브(103)와 소통 가능하게 연결된 여과조(100)와;상기 제2 개폐밸브(102)에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 유출구는 제4 개폐밸브(201)와 소통 가능하게 연결된 제3 펌프(200)와;상기 제4 개폐밸브(201)에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 상기 유입구로부터는 제5 개폐밸브(301)를 소통 가능하게 구비한 바이패스(302)가 상기 여과조(100)와 연결되며 상기 유입구에 압력계(303)가 구비된 전처리필터(300)와;상기 전처리필터(300)의 유출구에 유입구가 소통 가능하게 연결되고 유출구 는 제6 개폐밸브(401)와 제7 개폐밸브(402)가 소통 가능하게 연결된 연결부의 중간에 연결되며 중간부는 제8 개폐밸브(403)와 소통 가능하게 연결된 한외여과장치(400)와;상기 제6 개폐밸브(401)는 상기 여과조(100)와 소통 가능하게 연결되고, 상기 제7 개폐밸브(402)에 유입구가 연결되며 유출구는 상기 제3 펌프(200)의 유입구에 연결된 제9 개폐밸브(501)와 소통 가능하게 연결되는 화학세정조(500)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유화유 폐수의 유수분리장치.
- 유화유 폐수의 일정량을 자기유체 반응조(10)로 이동시키는 단계(제1 단계)와;상기 자기유체 반응조(10)로 이동된 유화유 폐수에 약품투입조(11)로부터 일정량의 촉매제를 주입하여 상기 유화유 폐수의 전기전도도를 향상시키는 단계(제2단계)와;상기 전기전도도가 향상된 상기 자기유체 반응조(10) 내의 유화유 폐수를 자기유체역학장치(12)가 설치된 순환관체에 제1 펌프(13)를 구동시켜 일정한 시간동안 순환시키는 단계(제3 단계)와;상기 자기유체역학장치(12)가 설치된 순환관체에서 일정한 시간동안 순환되어 처리된 처리수를 부상조(20)로 이동시킨 후 일정 시간동안 정체시킴과 동시에 오일스키머(23)를 작동시켜 여액과 오일로 분리하는 단계(제4 단계)와;상기 부상조(20)에서 일정한 시간을 보내면서 분리된 하부의 여액은 제1 개폐밸브(31)의 개방에 의해 하부유출구를 통하여 여과조(100)로 이송되는 단계(제5단계)에 있어서,상기 여과조(100)에 저장된 여액은 제2, 4, 6, 8 개폐밸브(102, 201, 401, 403)가 개방됨과 동시에 제3 펌프(200)가 작동됨으로 인하여 전처리필터(300) 및 한외여과장치(400)로 이송되어 잔여기름이 걸러져 여액은 상기 제8 개폐밸브(403)를 통하여 방출되고 기름은 상기 제6 개폐밸브(401)를 통하여 상기 여과조(100)로 회류되는 단계(제6 단계)와;상기 전처리필터(300) 및 한외여과장치(400)의 거르는 효율이 저하되면 제4, 7, 9 개폐밸브(201, 402, 501)가 개방됨과 동시에 제3 펌프(200)가 작동됨으로 인하여 화학세정조(500) 내의 약품이 순환하며 상기 전처리필터(300) 및 한외여과장치(400)를 세척하는 단계(제7 단계)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화유 폐수의 유수분리방법.
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