KR100972507B1

KR100972507B1 - 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지케익 제조방법 및 장치

Info

Publication number: KR100972507B1
Application number: KR1020100039718A
Authority: KR
Inventors: 김웅; 김상현
Original assignee: 김웅
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2010-07-26

Abstract

본 발명은 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 유입되는 산성 폐수를 농축 반응조의 내부에 설치된 활성탄 흡착재를 통해 처리수 내의 유기물질을 유효하게 제거하여, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있게 되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에 설치된 가열기를 통해 처리수를 일정한 온도로 가열하여 농축 반응이 촉진될 수 있도록 하고, 상기 농축 반응조의 내부 하측에 에어 유입관과 연설된 산기관을 통해 처리수에 에어를 공급함으로써, 상기 산기관을 통해 공급되는 에어를 통하여 처리수의 농축 반응을 가일층 향상시킬 수 있도록 함은 물론, 농축 반응조와 연설된 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조에서 농축된 처리수의 일부를 순환 시킴으로써, 농축 반응시간을 단축시키고, 농축 반응을 지속시키면서 처리수의 가열온도가 지속되도록 하며, 특히 상기 농축 반응조의 처리수가 재차 열교환기의 내부로 유입되어, 가열된 처리수가 산성 폐수가 유입되는 코일형 내관의 외측과 접촉하면서 유입되는 산성 폐수의 온도를 상승 시키도록 함으로써, 상기 산성 폐수의 농축 반응을 위하여 가열하는 에너지 손실을 극소화시킬 수 있도록한 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
그 기술적인 구성은, 산성 폐수가 펌프를 통해 유입되는 열 교환기의 내부에는 코일형 내관이 설치되고, 상기 열 교환기 일측에는 폐수 이송관을 개재하여 라인 믹서기가 설치되며, 상기 라인 믹서기 하측에는 중화제의 유입을 위한 중화제 공급관 및 농축 반응조에서 농축된 처리수의 순환을 위한 순환 펌프가 설치되고, 상기 라인 믹서기 일측에는 처리수의 농축 반응 위한 농축 반응조가 연통 연설되는 한편, 상기 농축 반응조 내부에는 처리수의 유기물질 제거를 위한 활성탄 흡착재가 설치되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에는 처리수의 농축 반응 촉진을 위한 가열기가 설치되고, 상기 농축 반응조의 내부 하측에는 에어 유입관과 연설된 산기관이 설치되며, 상기 농축 반응조의 농축 가열된 처리수가 재차 열교환기의 내부에 설치된 코일형 내관 외측으로 유입되고,상기 열 교환기의 타측에는 처리수 유출관과 처리수 이송관을 개재하여 ph 조정조 및 응집조와 연통 연설되고, 상기 응집조는 침전조 및 탈수 여과기와 연통 연설되는 것을 요지로 한다.

Description

산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지케익 제조방법 및 장치{A Manufacturing Method and Apparatus of Cu Sludge cake in Industrial wastewater}

본 발명은 각종 산업 폐수, 폐기물로 배출되는 산성폐액에 존재하는 구리(Cu)를 중화 및 농축반응, 여과하여, 구리의 농도가 60%이상 함유될 수 있는 고농도의 구리 슬러지 케익(Cu Sludge cake)을 형성시켜, 구리를 손쉽고, 용이하게 회수할 수 있도록한 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지케익 제조방법 및 장치에 관한 것으로 이는 특히, 산성 폐수가 펌프를 통해 유입되는 열 교환기의 내부에는 코일형 내관이 설치되고, 상기 열 교환기 일측에는 폐수 이송관을 개재하여 라인 믹서기가 설치되며, 상기 라인 믹서기 하측에는 중화제의 유입을 위한 중화제 공급관 및 농축 반응조에서 농축된 처리수의 순환을 위한 순환 펌프가 설치되고, 상기 라인 믹서기 일측에는 처리수의 농축 반응 위한 농축 반응조가 연통 연설되는 한편, 상기 농축 반응조 내부에는 처리수의 유기물질 제거를 위한 활성탄 흡착재가 설치되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에는 처리수의 농축 반응 촉진을 위한 가열기가 설치되고, 상기 농축 반응조의 내부 하측에는 에어 유입관과 연설된 산기관이 설치되며, 상기 농축 반응조의 농축 가열된 처리수가 재차 열교환기의 내부에 설치된 코일형 내관 외측으로 유입되고,상기 열 교환기의 타측에는 처리수 유출관과 처리수 이송관을 개재하여 ph 조정조 및 응집조와 연통 연설되고, 상기 응집조는 침전조 및 탈수 여과기와 연통 연설됨으로써, 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 유입되는 산성 폐수를 농축 반응조의 내부에 설치된 활성탄 흡착재를 통해 처리수 내의 유기물질을 유효하게 제거하여, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있게 되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에 설치된 가열기를 통해 처리수를 일정한 온도로 가열하여 농축 반응이 촉진될 수 있도록 하고, 상기 농축 반응조의 내부 하측에 에어 유입관과 연설된 산기관을 통해 처리수에 에어를 공급함으로써, 상기 산기관을 통해 공급되는 에어를 통하여 처리수의 농축 반응을 가일층 향상시킬 수 있도록 함은 물론, 농축 반응조와 연설된 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조에서 농축된 처리수의 일부를 순환 시킴으로써, 농축 반응시간을 단축시키고, 농축 반응을 지속시키면서 처리수의 가열온도가 지속되도록 하며, 특히 상기 농축 반응조의 처리수가 재차 열교환기의 내부로 유입되어, 가열된 처리수가 산성 폐수가 유입되는 코일형 내관의 외측과 접촉하면서 유입되는 산성 폐수의 온도를 상승 시키도록 함으로써, 상기 산성 폐수의 농축 반응을 위하여 가열하는 에너지 손실을 극소화시킬 수 있도록한 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 환경오염에 대한 관심의 증가로 인하여, 폐기물의 처리방법도 토지 오염 문제와 매립공간 확보 문제 등을 유발하던 종전의 단순 매립방법이나 해양투기 등을 탈피하여 폐기물을 재활용함으로써 환경오염을 방지하고, 자원을 재할용하는 청정기술로 변화되고 있으며, 이에 대한 많은 연구가 지속적으로 진행되고 있는 실정인 것이다.

특히, 구리등과 같은 중금속이 함유된 폐기물의 경우, 이에 포함된 중금속이 재자원화 될 수 있음에도 불구하고, 종래의 폐기물 처리방법에 있어서는 이들 중금속들이 단순 폐기되고 있어 자원낭비 뿐 아니라, 환경오염을 유발하게 되는 문제점이 있었던 것이다.

상기와같은 문제점을 개선하여, 인쇄회로기판 제조과정 중에 발생되는 폐수를 처리하는 과정중에 발생한 슬러지상에 함유된 구리성분을 회수하여 자원을 재활용 하는 슬러지내의 구리 회수 방법이 대한민국 공개 특허공보 제 10-2008-0073038호에 알려져 있다.

즉, 슬러지내의 구리를 회수하는 방법으로서, 슬러지를 70~100℃ 사이에서 산을 이용하여 상기 슬러지내에 함유된 수산화구리로부터 구리를 용액중에 이온화시키는 제1과정과, 상기 제1과정에 의해 발생한 처리폐액을 필터링하여 고형물과 이온화된 구리를 함유한 액체상태의 처리폐액으로 분리하는 제2과정 및 상기 제2과정에서 분리된 처리폐액에 철을 투입하여 구리를 석출하는 제3과정을 통하여 구리성분을 회수하는 것이다.

그러나, 상기와같은 슬러지내의 구리 회수방법에 있어서는, 높은 수분함량을 보유하는 슬러지를 히이터등을 이용하여 가열 및 이온화시키는 과정에서 많은 에너지를 소모하게 되며, 이에따라 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 경제성이 크게 감소되는 커다란 단점이 있는 것이다.

또한, 상기 이온화된 처리폐액을 별도로 필터링하여, 고형물과 이온화된 구리를 함유한 액체상태의 처리폐액으로 분리한 후, 철을 투입하여 구리를 석출시 발생되는 유기물질에 의해 환경을 오염시키게 되는등 많은 문제점이 있는 것이다.

한편, 최근에는 산업 폐기물로서 배출되는 산성 폐액에 존재하는 구리를 알칼리 성분으로 중화 처리하여 탄산염이 함유된 여과성이 우수한 고농도의 슬러지를 제조하는 방법이 대한민국 공개 특허공보 제10-2009-0119374호에 알려져 있다.

상기 산성폐액중의 고농도의 슬러지를 제조하는 방법은, 액체상태의 산성폐액을 가성소다, 탄산수소나트륨 또는 탄산나트륨 등의 중화제에 투입하여, 폐액내에 함유되어 있는 유가금속 및 불용성 고형분을 침전물로 침전시키고, 처리용액을 여과하여 고형물과 중화된 액체상태의 처리용액으로 분리하여 구리가 함유된 슬러지를 제조하는 것이다.

그러나, 상기 산성 폐액중에는 적어도 1 ~ 2중량%의 구리가 함유되어 있어야만 고농도의 구리 슬러지 제조가 가능하며, 또한 상기 구리가 함유된 산성 폐액을 별도의 가열공정 없이 직접 처리 함으로써, 고농도의 구리가 함유된 슬러지의 제조가 극히 어렵게 되고, 또한 상기와같이 산성 폐액중의 유기물질에 의해 환경을 오염시키게 되는등 많은 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 산성 폐수가 펌프를 통해 유입되는 열 교환기의 내부에는 코일형 내관이 설치되고, 상기 열 교환기 일측에는 폐수 이송관을 개재하여 라인 믹서기가 설치되며, 상기 라인 믹서기 하측에는 중화제의 유입을 위한 중화제 공급관 및 농축 반응조에서 농축된 처리수의 순환을 위한 순환 펌프가 설치되고, 상기 라인 믹서기 일측에는 처리수의 농축 반응 위한 농축 반응조가 연통 연설되는 한편, 상기 농축 반응조 내부에는 처리수의 유기물질 제거를 위한 활성탄 흡착재가 설치되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에는 처리수의 농축 반응 촉진을 위한 가열기가 설치되고, 상기 농축 반응조의 내부 하측에는 에어 유입관과 연설된 산기관이 설치되며, 상기 농축 반응조의 농축 가열된 처리수가 재차 열교환기의 내부에 설치된 코일형 내관 외측으로 유입되고,상기 열 교환기의 타측에는 처리수 유출관과 처리수 이송관을 개재하여 ph 조정조 및 응집조와 연통 연설되고, 상기 응집조는 침전조 및 탈수 여과기와 연통 연설됨으로 인하여, 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 유입되는 산성 폐수를 농축 반응조의 내부에 설치된 활성탄 흡착재를 통해 처리수 내의 유기물질을 유효하게 제거하여, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있게 되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에 설치된 가열기를 통해 처리수를 일정한 온도로 가열하여 농축 반응이 촉진될 수 있도록 하고, 상기 농축 반응조의 내부 하측에 에어 유입관과 연설된 산기관을 통해 처리수에 에어를 공급함으로써, 상기 산기관을 통해 공급되는 에어를 통하여 처리수의 농축 반응을 가일층 향상시킬 수 있도록 함은 물론, 농축 반응조와 연설된 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조에서 농축된 처리수의 일부를 순환 시킴으로써, 농축 반응시간을 단축시키고, 농축 반응을 지속시키면서 처리수의 가열온도가 지속되도록 하며, 특히 상기 농축 반응조의 처리수가 재차 열교환기의 내부로 유입되어, 가열된 처리수가 산성 폐수가 유입되는 코일형 내관의 외측과 접촉하면서 유입되는 산성 폐수의 온도를 상승 시키도록 함으로써, 상기 산성 폐수의 농축 반응을 위하여 가열하는 에너지 손실을 극소화시킬 수 있도록한 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조방법 및 장치을 제공 하는데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조방법에 있어서,

내부에 0.3%이상의 구리가 함유된 산성 폐수가 펌프를 통해 열 교환기의 내부로 유입되는 단계;

상기 열교환기의 내부에는 코일형 내관이 설치되어 유입관을 통해 유입되는 산성 폐수가 코일형 내관을 거쳐 유출관 및 이와 연통 연설된 폐수 이송관을 통해 라인 믹서기로 유입되는 단계;

상기 라인 믹서기 하측에는 중화제 공급관이 연통 연설되어, 라인믹서기 내부로 유입되는 산성 폐수 70~95 중량%에 대하여 알카리 중화제인 가성소다(NaOH) 5~30 중량%가 상호 믹싱(Mixing) 혼합되어 산성 폐수를 중화시키는 단계;

상기 라인 믹서기 하측에는 농축 반응조와 연설된 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조에서 농축된 처리수의 일부를 순환시키며, 상기 라인 믹서기 내부에 산성 폐수와 가성소다가 혼합 믹싱된 처리수가 관을 통해 농축 반응조에 유입되며, 상기 농축 반응조 내부에 설치된 활성탄 흡착재를 통해 처리수 내의 유기물질(COD)을 제거하고, 상기 활성탄 흡착재 하측에 설치된 가열기를 통해 처리수를 50~70℃의 온도로 가열하며, 이때 상기 농축 반응조의 내부 하측에 에어 유입관과 연설된 산기관을 통해 처리수에 에어를 공급하여 처리수의 농축 반응을 향상시키는 단계;

상기 농축 반응조의 처리수가 배출관을 통해 재차 열교환기의 내부로 유입되어, 가열된 처리수가 산성 폐수가 유입되는 코일형 내관의 외측과 접촉하면서 유입되는 산성 폐수의 온도를 상승시키도록 하면서 배출관을 통해 ph 조정조로 유입되는 단계;

상기 ph 조정조 상측에는 처리수의 ph 조정을 위한 황산 유입관이 연설되어 소량의 황산이 유입되며, 상기 ph 조정조 내부에는 모터와 연설된 교반기가 설치되어, 농축된 처리수의 ph 농도를 7~8로 조정 되도록 하는 단계;

상기 ph 조정조의 상부 일측에 연통 연설된 개방관을 통해 농축된 처리수가 응집조로 유입되며, 이때 상기 응집조 상측에 연설된 응집제 유입관을 통해 폴라모 고분자 응집제가 소량 유입되어, 상기 응집조 내부에서 구리가 모터와 연설된 교반기의 회전에 의해 회전되면서 응집토록 되는 단계;

상기 응집조와 관으로 연통 연설된 침전조의 내통으로 응집된 처리수가 유입되어 2~3시간 구리 슬러지의 침전이 이루어지게 되며, 상기 침전조 하측으로 이송관이 연설되어 침전된 구리 슬러지가 탈수 여과기 내부로 유입되는 단계; 및

상기 탈수 여과기 내부로 유입된 구리 슬러지는 탈수 여과기를 통해 탈수 여과되어 구리 농도가 60 중량%이상 함유된 슬러지 케익을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조방법을 마련함에 의한다.

이에 더하여, 본 발명은 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 있어서,

산성 폐수가 펌프를 통해 유입되는 열 교환기의 내부에는 코일형 내관이 설치되고, 상기 코일형 내관의 양단부에는 산성 폐수가 유입 및 유출토록 유입 및 유출관과 연통 연설되며, 상기 열 교환기 일측에는 유출관과 연설된 폐수 이송관을 개재하여 라인 믹서기가 설치되고, 상기 라인 믹서기 하측에는 중화제의 유입을 위한 중화제 공급관 및 농축 반응조에서 농축된 처리수의 순환을 위한 순환펌프가 설치되며, 상기 라인 믹서기 상측에는 관을 개재하여 처리수의 농축 반응 위한 농축 반응조가 연통 연설되고, 상기 농축 반응조 내부에는 처리수의 유기물질 제거를 위한 활성탄 흡착재가 설치되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에는 처리수의 농축 반응 촉진을 위한 가열기가 설치되는 한편, 상기 농축 반응조의 내부 하측에는 에어 유입관과 연설된 산기관이 설치되며, 상기 농축 반응조의 상부 일측에는 농축 가열된 처리수가 재차 열교환기의 내부에 설치된 코일형 내관 외측으로 유입토록 배출관이 처리수 유입관과 연통 연설되고, 상기 열 교환기의 타측에는 처리수 유출관과 처리수 이송관을 개재하여ph 조정조와 연통 연설되며, 상기 ph 조정조 상측에는 처리수의 ph 조정을 위한 황산 유입관이 연설되고, 상기 ph 조정조 내부에는 농축된 처리수의 ph 농도를 조정토록 모터와 연설된 교반기가 설치되며, 상기 ph 조정조의 상부 일측에는 개방관을 개재하여 응집조와 연통 연설되고, 상기 응집조 상측에는 응집제 유입관이 연설되고, 내부에는 농축된 처리수의 응집을 위하여 모터와 연설된 교반기가 설치되며, 상기 응집조와 관으로 침전조가 연통 연설되며, 상기 침전조 하측에는 이송관이 탈수 여과기와 연통 연설되는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치를 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 상기 내부에 코일형 내관이 설치되어 산성 폐수의 반응 촉진을 위해 가열되는 열교환기는 다수개 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열교환기의 내부 하측에는 산성 폐수의 초기 가열을 위한 가열기가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여, 상기 열 교환기 내부 하측의 가열기 및 농축 반응조의 내부 하측에 설치되는 가열기는 히터 또는 스팀중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명인 고함수율 슬러지케익의 재탈수처리 방법 및 장치에 의하면, 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 유입되는 산성 폐수를 농축 반응조의 내부에 설치된 활성탄 흡착재를 통해 처리수 내의 유기물질을 유효하게 제거하여, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있게 되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에 설치된 가열기를 통해 처리수를 일정한 온도로 가열하여 농축 반응이 촉진될 수 있도록 하고, 상기 농축 반응조의 내부 하측에 에어 유입관과 연설된 산기관을 통해 처리수에 에어를 공급함으로써, 상기 산기관을 통해 공급되는 에어를 통하여 처리수의 농축 반응을 가일층 향상시킬 수 있도록 함은 물론, 농축 반응조와 연설된 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조에서 농축된 처리수의 일부를 순환 시킴으로써, 농축 반응시간을 단축시키고, 농축 반응을 지속시키면서 처리수의 가열온도가 지속되도록 하며, 특히 상기 농축 반응조의 처리수가 재차 열교환기의 내부로 유입되어, 가열된 처리수가 산성 폐수가 유입되는 코일형 내관의 외측과 접촉하면서 유입되는 산성 폐수의 온도를 상승 시키도록 함으로써, 상기 산성 폐수의 농축 반응을 위하여 가열하는 에너지 손실을 극소화시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 설치되는 열 교환기의 내부 확대 단면구조도.
도 3은 본 발명인 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 설치되는 농축 반응조의 내부 하측 히이터 및 산기관을 각각 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조를 위한 플로우 챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10...열 교환기 11...처리수 유입관
12...처리수 유출관 20...코일형 내관
21,22...유입 및 유출관 30...폐수 이송관
40...라인 믹서기 50...중화제 공급관
60...순환 펌프 70...관
80...농축 반응조 90...활성탄 흡착재
100...가열기 110...산기관
111...에어 유입관 120...처리수 이송관
130...ph 조정조 131...황산 유입관
140,160...교반기 150...응집조
151...응집제 유입관 180...침전조
190...이송관 200...탈수 여과기
210...가열기

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치의 개략 구성도이고, 도2 및 도 3은 본 발명의 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 설치되는 열 교환기의 내부 확대 단면구조도 및 농축 반응조의 내부 하측 히이터 및 산기관을 각각 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조를 위한 플로우 챠트로서, 산성 폐수가 펌프를 통해 유입되는 열 교환기(10)의 내부에는 코일형 내관(20)이 설치되고, 상기 코일형 내관(20)의 양단부에는 산성 폐수가 유입 및 유출토록 유입 및 유출관(21)(22)과 연통 연설되며, 상기 열 교환기(10) 일측에는 유출관(22)과 연설된 폐수 이송관(30)을 개재하여 라인 믹서기(40)가 설치된다.

또한, 상기 라인 믹서기(40) 하측에는 중화제의 유입을 위한 중화제 공급관(50) 및 농축 반응조(80)에서 농축된 처리수의 순환을 위한 순환 펌프(60)가 각각 설치되며, 상기 라인 믹서기(40) 상측에는 관(70)을 개재하여 처리수의 농축 반응 위한 농축 반응조(80)가 연통 연설되고, 상기 농축 반응조(80) 내부에는 처리수의 유기물질 제거를 위한 활성탄 흡착재(90)가 설치되며, 상기 활성탄 흡착재(90) 하측에는 처리수의 농축 반응 촉진을 위한 가열기(100)가 설치되는 한편, 상기 농축 반응조(100)의 내부 하측에는 에어 유입관(111)과 연설된 산기관(110)이 설치되며, 상기 농축 반응조(80)의 상부 일측에는 농축 가열된 처리수가 재차 열교환기(10)의 내부에 설치된 코일형 내관(20) 외측으로 유입토록 배출관(81)이 처리수 유입관(11)과 연통 연설되고, 상기 열 교환기(10)의 타측에는 처리수 유출관(12)과 처리수 이송관(120)을 개재하여ph 조정조(130)와 연통 연설토록 된다.

또한, 상기 ph 조정조(130) 상측에는 처리수의 ph 조정을 위한 황산 유입관(131)이 연설되고, 상기 ph 조정조(130) 내부에는 농축된 처리수의 ph 농도를 조정토록 모터(M)와 연설된 교반기(140)가 설치되며, 상기 ph 조정조(130)의 상부 일측에는 개방관(132)을 개재하여 응집조(150)와 연통 연설되고, 상기 응집조(150) 상측에는 응집제 유입관(151)이 연설되고, 내부에는 농축된 처리수의 응집을 위하여 모터(M)와 연설된 교반기(160)가 설치되며, 상기 응집조(150)와 관(170)으로 침전조(180)가 연통 연설되며, 상기 침전조(180) 하측에는 이송관(190)이 탈수 여과기(200)와 연통 연설토록 된다.

이때, 상기 내부에 코일형 내관(20)이 설치되어 산성 폐수의 반응 촉진을 위해 가열되는 열교환기(10)는 다수개 연결 설치되며, 상기 열교환기(10)의 내부 하측에는 산성 폐수의 초기 가열을 위한 가열기(210)가 설치된다.

이에 더하여, 상기 열 교환기(10) 내부의 가열기(210) 및 농축 반응조(80)의 내부 하측에 설치되는 가열기(100)는 히터 또는 스팀으로 되는 구성으로 이루어진다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도 4에 도시한 바와같이, 내부에 0.3%이상의 구리가 함유된 산성 폐수가 펌프를 통해 열 교환기(10)의 내부로 유입되며, 이때 상기 열교환기(10)의 내부에는 코일형 내관(20)이 설치되어 유입관(21)을 통해 유입되는 산성 폐수가 상기 코일형 내관(20)을 거쳐 유출관(22) 및 이와 연통 연설된 폐수 이송관(30)을 통해 라인 믹서기(40)로 유입토록 된다.

이때, 상기 열교환기(10)의 내부 하측에는 코일형 내관(20)의 내부에 유입되는 산성 폐수를 가열기(21)를 통하여 30~40℃로 초기 가열하게 되며, 상기 초기 가열된 산성 폐수는 폐수 이송관(30)을 통하여 라인 믹서기(40)로 유입토록 된다.

상기 라인 믹서기(40)는, 그 하측으로 중화제 공급관(50)이 연통 연설되어, 상기 라인 믹서기(40) 내부로 유입되는 산성 폐수 70~95 중량%에 대하여 알카리 중화제인 가성소다(NaOH) 5~30 중량%가 상호 믹싱(Mixing) 혼합되어 산성 폐수를 중화시키도록 한다.

이때, 상기 라인 믹서기(40) 내부로 유입되는 산성 폐수를 중화시키기 위하여 중화제 공급관(50)을 통해 유입되는 알카리 중화제인 가성소다(NaOH)가 5 중량% 이하일 경우에는, 중화제의 양이 너무 작아 산성 폐수와 믹싱 작업시 중화작용에 영향을 미치지 못하게 되며, 상기 중화제가 30 중량%이상일 경우에는, 너무 많은 중화제에 의해, 차기 공정인 농축 반응시 농축반응이 제대로 이루어지지 않게 되는데 기인하는 것으로, 본 발명에서와 같이 라인 믹서기(40) 내부로 유입되는 산성 폐수 70~95 중량%에 대하여 알카리 중화제인 가성소다(NaOH) 5~30 중량%가 바람직 한 것이다.

계속해서, 상기 라인 믹서기(40) 하측에는 순환 펌프(60)가 설치되어 농축 반응조와 연설된 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조에서 농축된 처리수의 일부를 순환 시킴으로써, 농축 반응시간을 단축시키고, 농축 반응을 지속시키면서 처리수의 가열온도가 지속되도록 하고, 상기 라인 믹서기(40) 내부에 산성 폐수와 알카리 중화제인 가성소다가 혼합 믹싱된 처리수가 관(70)을 통해 농축 반응조(80)에 유입토록 되며, 이때 상기 농축 반응조(80) 내부에 설치된 활성탄 흡착재(90)를 통해 처리수 내의 유기물질(COD)을 유효하게 제거하여, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있게 되며, 상기 활성탄 흡착재(90) 하측에 설치된 가열기(100)를 통해 처리수를 50~70℃의 온도로 가열하여 농축 반응이 촉진될 수 있도록 한다.

또한, 상기 농축 반응조(80)의 내부 하측에 에어 유입관(111)과 연설된 산기관(110)을 통해 처리수에 에어를 공급함으로써, 상기 산기관을 통해 공급되는 에어를 통하여 처리수의 농축 반응을 가일층 향상시킬 수 있도록 한다.

특히, 상기 농축 반응조(80)의 처리수가 배출관(81)을 통해 재차 열교환기(10)의 내부로 유입되어, 가열된 처리수가 산성 폐수가 유입되는 코일형 내관(20)의 외측과 접촉하면서 유입되는 산성 폐수의 온도를 상승 시키도록 함으로써, 상기 산성 폐수의 농축 반응을 위하여 가열하는 에너지 손실을 극소화시킬 수 있도록 한다.

한편, 상기 열교환기(10)를 거친 처리수는 배출관(12) 및 처리수 이송관(120)을 거쳐 ph 조정조(130)로 유입되며, 이때 상기 ph 조정조(130) 상측에는 처리수의 ph 조정을 위한 황산 유입관(131)이 연설되어 소량의 황산이 ph 조정조로 유입되며, 상기 ph 조정조(130) 내부에는 모터(M)와 연설된 교반기(140)가 설치되어, 상기 농축된 처리수를 교반하여 처리수의 ph 농도를 7~8로 조정 되도록 한다.

상기와같이 농축 처리된 처리수의 ph 농도가 조정 완료후, 상기 ph 조정조(130)의 상부 일측에 연통 연설된 개방관(132)을 통해 농축된 처리수가 응집조(150)로 유입되며, 상기 응집조(150) 상측에 연설된 응집제 유입관(151)을 통해 폴라모 고분자 응집제가 소량 유입되어, 상기 응집조(150) 내부에서 구리가 모터(M)와 연설된 교반기(160)의 회전에 의해 회전되면서 응집이 촉진되도록 한 후, 상기 응집조(150)와 관(170)으로 연통 연설된 침전조(180)의 내통으로 응집된 처리수가 유입되어 2~3시간 구리 슬러지의 침전이 이루어지게 된다.

또한, 상기 침전조(180) 하측으로 이송관(190)이 연설되어 침전된 구리 슬러지는 탈수 여과기(200) 내부로 유입되며, 상기와같이 탈수 여과기(200) 내부로 유입된 구리 슬러지는 탈수 여과기(200)를 통해 탈수 여과되어 구리 농도가 60 중량%이상 함유된 슬러지 케익을 형성하게 됨으로써, 처리수 내의 유기물질(COD)이 유효하게 제거된 고농도의 구리 슬러지 케익을 활용할 수 있는 것이다.

Claims

산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치에 있어서,
산성 폐수가 펌프를 통해 유입되는 열 교환기의 내부에는 코일형 내관이 설치되고, 상기 코일형 내관의 양단부에는 산성 폐수가 유입 및 유출토록 유입 및 유출관과 연통 연설되며, 상기 열 교환기 일측에는 유출관과 연설된 폐수 이송관을 개재하여 라인 믹서기가 설치되고, 상기 라인 믹서기 하측에는 중화제의 유입을 위한 중화제 공급관 및 농축 반응조에서 농축된 처리수의 순환을 위한 순환 펌프가 설치되며, 상기 라인 믹서기 상측에는 관을 개재하여 처리수의 농축 반응 위한 농축 반응조가 연통 연설되고, 상기 농축 반응조 내부에는 처리수의 유기물질 제거를 위한 활성탄 흡착재가 설치되며, 상기 활성탄 흡착재 하측에는 처리수의 농축 반응 촉진을 위한 가열기가 설치되는 한편, 상기 농축 반응조의 내부 하측에는 에어 유입관과 연설된 산기관이 설치되며, 상기 농축 반응조의 상부 일측에는 농축 가열된 처리수가 재차 열교환기의 내부에 설치된 코일형 내관 외측으로 유입토록 배출관이 처리수 유입관과 연통 연설되고, 상기 열 교환기의 타측에는 처리수 유출관과 처리수 이송관을 개재하여ph 조정조와 연통 연설되며, 상기 ph 조정조 상측에는 처리수의 ph 조정을 위한 황산 유입관이 연설되고, 상기 ph 조정조 내부에는 농축된 처리수의 ph 농도를 조정토록 모터와 연설된 교반기가 설치되며, 상기 ph 조정조의 상부 일측에는 개방관을 개재하여 응집조와 연통 연설되고, 상기 응집조 내부에는 농축된 처리수의 응집을 위하여 모터와 연설된 교반기가 설치되며, 상기 응집조와 관으로 침전조가 연통 연설되며, 상기 침전조 하측에는 이송관이 탈수 여과기와 연통 연설되는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치.
제 1항에 있어서, 상기 내부에 코일형 내관이 설치되어 산성 폐수의 반응 촉진을 위해 가열되는 열교환기는 다수개 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치.
제 1항에 있어서, 상기 열교환기의 내부 하측에는 산성 폐수의 초기 가열을 위한 가열기가 설치되는 것을 특징으로 하는 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치.
제 1항에 있어서, 상기 열 교환기 내부 하측의 가열기 및 농축 반응조의 내부 하측에 설치되는 가열기는 히터 또는 스팀중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조장치.
산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조방법에 있어서,
내부에 0.3%이상의 구리가 함유된 산성 폐수가 펌프를 통해 열 교환기의 내부로 유입되는 단계;
상기 열교환기의 내부에는 코일형 내관이 설치되어 유입관을 통해 유입되는 산성 폐수가 코일형 내관을 거쳐 유출관 및 이와 연통 연설된 폐수 이송관을 통해 라인 믹서기로 유입되는 단계;
상기 라인 믹서기 하측에는 중화제 공급관이 연통 연설되어, 라인믹서기 내부로 유입되는 산성 폐수 70~95 중량%에 대하여 알카리 중화제인 가성소다(NaOH) 5~30 중량%가 상호 믹싱(Mixing) 혼합되어 산성 폐수를 중화시키는 단계;
상기 라인 믹서기 하측에는 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조와 연설된 순환 펌프가 설치되어 농축 반응조에서 농축된 처리수의 일부를 순환시키며, 상기 라인 믹서기 내부에 산성 폐수와 가성소다가 혼합 믹싱된 처리수가 관을 통해 농축 반응조에 유입되며, 상기 농축 반응조 내부에 설치된 활성탄 흡착재를 통해 처리수 내의 유기물질(COD)을 제거하고, 상기 활성탄 흡착재 하측에 설치된 가열기를 통해 처리수를 50~70℃의 온도로 가열하며, 이때 상기 농축 반응조의 내부 하측에 에어 유입관과 연설된 산기관을 통해 처리수에 에어를 공급하여 처리수의 농축 반응을 향상시키는 단계;
상기 농축 반응조의 처리수가 배출관을 통해 재차 열교환기의 내부로 유입되어, 가열된 처리수가 산성 폐수가 유입되는 코일형 내관의 외측과 접촉하면서 유입되는 산성 폐수의 온도를 상승시키도록 하면서 배출관을 통해 ph 조정조로 유입되는 단계;
상기 ph 조정조 상측에는 처리수의 ph 조정을 위한 황산 유입관이 연설되어 소량의 황산이 유입되며, 상기 ph 조정조 내부에는 모터와 연설된 교반기가 설치되어, 농축된 처리수의 ph 농도를 7~8로 조정 되도록 하는 단계;
상기 ph 조정조의 상부 일측에 연통 연설된 개방관을 통해 농축된 처리수가 응집조로 유입되며, 이때 상기 응집조 상측에 연설된 응집제 유입관을 통해 폴라모 고분자 응집제가 소량 유입되어, 상기 응집조 내부에서 구리가 모터와 연설된 교반기의 회전에 의해 회전되면서 응집토록 되는 단계;
상기 응집조와 관으로 연통 연설된 침전조의 내통으로 응집된 처리수가 유입되어 2~3시간 구리 슬러지의 침전이 이루어지게 되며, 상기 침전조 하측으로 이송관이 연설되어 침전된 구리 슬러지가 탈수 여과기 내부로 유입되는 단계; 및
상기 탈수 여과기 내부로 유입된 구리 슬러지는 탈수 여과기를 통해 탈수 여과되어 구리 농도가 60 중량%이상 함유된 슬러지 케익을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성 폐수중의 고농도 구리 슬러지 케익 제조방법.