KR100980990B1 - 도장 순환수 재순환 처리장치 - Google Patents
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Abstract
도장 후 발생된 폐페인트 슬러지와 유기용제를 함유한 폐수를 원심력을 이용하여 폐페인트 입자와 유기용제를 함유한 분리수로 분리한 후, 폐페인트 입자를 활성화시켜 흡착제로 재활용하고, 분리수를 폐페인트 활성입자가 충진된 접촉반응기로 흐르게 함으로써 정화시켜 폐수처리시 재활용할 수 있도록 한 도장 순환수 재순환 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명은 도장 후 발생된 폐페인트 슬러지와 유기용제가 함유된 폐수를 수집하는 집수조; 상기 집수조에 폐수를 흡입하는 펌핑장치; 상기 펌핑장치를 통해 폐수를 공급받고, 원심력을 이용하여 폐수를 폐페인트 입자와 유기용제가 함유된 분리수로 분리하는 원심분리기; 상기 원심분리기에서 분리된 유기용제가 함유된 분리수를 공급받고, 흡착제로 내부에 충진된 폐페인트 활성입자를 이용하여 유기용제를 흡착하여 청정수로 정화시키는 접촉반응기를 포함하고, 상기 접촉반응기에서 정화된 청정수를 도장순환수 폐수처리에 재활용하는 것을 특징으로 하는 도장 순환수 재순환 처리장치를 제공한다.
도장, 피도물, 폐페인트, 원심력, 흡착제, 접촉반응기, 활성입자, 분리수, 유기용제
Description
본 발명은 도장 순환수 재순환 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 부품 도장 공정에서 발생된 폐페인트 슬러지와 유기용제를 함유한 폐수를 원심력을 이용하여 폐페인트 입자와 유기용제를 함유한 분리수로 분리한 후, 폐페인트 입자와 분리수를 재활용할 수 있도록 한 도장 순환수 재순환 처리장치에 관한 것이다.
자동차 부품의 도장공정은 도 2에 도시한 바와 같이 사람이 직접 도장하고자 하는 대상물(피도물(1))에 스프레이 건(2)을 사용하여 수세식 도장처리를 하여 이루어지고 있으며, 이 과정 중 피도물(1)에 미 부착된 스프레이 성분은 워터 커튼(3)에 의해 부착 또는 흡수 처리되어 외기로 배출되는 것을 방지한다.
즉, 워터 커튼(3)에 의해 처리된 오버 스프레이는 워터 커튼(3)의 물과 함께 집수조(4)로 유입되며, 이로 인해 집수조(4)에는 폐페인트 슬러지(5)와 유기용제를 포함한 폐수(6)가 발생된다.
이때, 발생된 폐페인트 슬러지(5)는 인력에 의해 제거되어 지정 폐기물로 위탁 처리되며, 유기용제를 포함한 폐수(6) 역시 액상 지정 폐기물로 분류되어 위탁 처리되고 있는 실정이다.
그러나, 집수조의 폐페인트와 유기용제를 포함한 폐수는 지정 폐기물로 분류되어 위탁 처리비가 높아 환경 비용의 증가를 초래하는 원인이 되고, 도장 순환수가 단순하게 순환한 후 폐기 처분 되므로 용수 사용량을 증가를 초래한다.
또한, 폐페인트와 유기용제를 포함한 폐수가 집수조에 오래동안 체류하는 경우 부패로 인한 악취를 유발하고 작업 환경을 악화시키는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 도장 후 발생된 폐페인트 슬러지와 유기용제를 함유한 폐수를 원심력을 이용하여 폐페인트 입자와 유기용제를 함유한 분리수로 분리한 후, 폐페인트 입자를 활성화시켜 흡착제로 재활용하고, 분리수를 폐페인트 활성입자가 충진된 접촉반응기로 흐르게 함으로써 정화시켜 폐수처리시 재활용할 수 있도록 한 도장 순환수 재순환 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도장 순환수 재순환 처리장치에 있어서,
도장 후 발생된 폐페인트 슬러지와 유기용제가 함유된 폐수를 수집하는 집수조;
상기 집수조에 폐수를 흡입하는 펌핑장치;
상기 펌핑장치를 통해 폐수를 공급받고, 원심력을 이용하여 폐수를 폐페인트 입자와 유기용제가 함유된 분리수로 분리하는 원심분리기;
상기 원심분리기에서 분리된 유기용제가 함유된 분리수를 공급받고, 흡착제로 내부에 충진된 폐페인트 활성입자를 이용하여 유기용제를 흡착하여 청정수로 정화시키는 접촉반응기를 포함하고, 상기 접촉반응기에서 정화된 청정수를 도장순환 수 폐수처리에 재활용하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 구현예로서, 상기 원심분리기에 의해 분리된 폐페인트 입자와 폐페인트 활성화 용액을 공급받아 열분해 반응조에서 일정 온도 및 시간으로 열분해시켜 폐페인트 입자를 활성화시키는 열분해 반응기; 및
상기 열분해 반응기에서 열분해 되어 활성화 된 폐페인트 활성입자를 건조하여 저장하는 건조 및 저장조를 포함하고, 상기 건조 및 저장조에 저장된 폐페인트 활성입자를 접촉반응기의 흡착제로 공급하여 재활용하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 원심분리기는 하부에 폐수유입구 및 폐페인트 입자 배출구가 별개의 통로로 형성되고, 상부에 유기용제가 함유된 분리수를 배출하기 위한 분리수 배출구가 형성된 하우징;
상기 하우징의 내부에 회전가능하게 수직방향으로 설치된 회전체; 및
상기 회전체를 회전시키기 위한 구동모터를 포함하고,
상기 폐수유입구를 통해 유입된 폐수가 회전체에 의해 회전하면서 원심력을 받아 분리된 폐페인트 입자는 하우징의 내벽에 부착되고, 유기용제가 함유된 분리수는 분리수 배출구를 통해 배출되어 접촉반응기로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징의 내부에 설치된 스크래퍼를 포함하고, 원심력에 의해 내벽에 부착된 폐페인트 입자를 긁어내려 하부의 폐페인트 입자 배출구를 통해 배출시켜 열분해 반응기에 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접촉반응기는 처리용량을 증대하기 위해 원통형 제1 및 제2컬럼으로 구성되고, 제1컬럼은 유기용제를 함유한 분리수가 내부에 충진된 폐페인트 활 성입자 사이를 하향으로 흘러가게 설치되고, 제2컬럼은 제1컬럼에서 처리된 분리수를 다시 상향으로 흘러가게 설치되며, 상기 제1 및 제2컬럼에 충진된 폐페인트 활성입자의 내부에 존재하는 탄소원자의 관능기가 분리수의 유기용제 성분에 인력을 가하여 흡착하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 도장 순환수 재순환 처리장치에 의하면, 도장공정에서 폐기물로 발생된 폐페인트를 흡착제로 제조하여 도장순환수 폐수처리에 재활용할 수 있다.
또한, 종래에는 폐페인트의 함수율이 과다로 인한 폐기물 처리비용이 상승하였으나, 본 발명은 원심력을 이용하여 폐페인트 입자를 유기용제를 함유한 폐수로부터 분리시키 다음 건조시킴으로써, 폐페인트의 함수율을 저감하여 폐페인트 처리비용을 절감할 수 있다.
또한, 도장 순환수를 처리 후 폐페인트 입자 및 유기용제를 함유한 분리수로 분리하여 각각을 흡착제와 청정수로 재활용함으로써, 용수 사용량을 절감할 수 있고 악취 발생량을 저감할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
첨부한 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도장 순환수 재순환 처리장치의 구성도이다.
수세식 도장 처리 과정에서 피도물(1)에 미 부착된 스프레이 성분은 워터커튼에 의해 부착 또는 흡수 처리 되고, 워터 커튼에 의해 처리된 오버 스프레이는 워터커튼의 물과 함께 집수조에 유입되며, 이로 인해 집수조(4)에는 폐페인트 슬러지(5)와 유기용제를 포함한 폐수(6)가 발생한다.
본 발명은 집수조(4)에 발생된 폐페인트 슬러지(5)와 유기용제를 포함한 폐수(6)를 접촉반응기(10)에 의해 청정수로 바꾸어 재순환시키고, 원심분리기(13)와 열분해반응기(14)를 통해 폐페인트 입자(15)를 활성탄으로 재활용할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
집수조(4)에 저장되어 있는 폐페인트 슬러지(5)와 유기용제가 포함된 폐수(6)를 펌프(16)를 통해 원심분리기(13) 내부로 압송한다.
원심분리기(13)는 수직형태로서, 내부에 원통형태의 회전체(17)가 구동모터(18)에 의해 회전가능하게 설치되고, 구동모터(18)가 가동됨에 따라 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트에 의해 회전축(19)이 회전되고, 회전축(19)에 의해 원통형의 회전체(17)가 회전하게 된다.
원심분리기(13)의 하부를 통해 압송된 폐수가 유입되면서 고속으로 회전하는 회전체(17)에 의해 회전하여 원심력을 받게 된다. 원심력을 받은 폐수(6)는 원심분리기(13)의 내벽면에 원심력에 의해 부딪히면서 폐수에 포함된 폐페인트 입자(15)와, 폐페인트 입자(15)가 분리된 유기용제를 함유한 분리수로 분리되게 된다.
여기서, 유기용제를 함유한 분리수는 원심분리기(13) 상부의 배관을 통해 배 출되고, 폐페인트 입자(15)는 원심분리기(13)의 내부에 설치된 스크래퍼에 의해 하부방향으로 긁어지게 되고, 긁어진 폐페인트 입자는 원심분리기(13) 하부로 배출된 다음 수산화칼륨 용액과 50 대 50으로 혼합되어 열분해 반응기(14)로 유입된다. 이때, 수산화칼륨 용액은 열분해 반응기(14)과 연결되는 연결관의 중간에 공급된다.
상기 열분해 반응기(14)는 외부가 전기 가열이 가능한 코일(20)이 감겨있고, 외부는 세라믹 성분으로 둘러 쌓여 있다. 또한, 열분해 반응기(14)는 가열 반응 동안 자동으로 온도 컨트롤러(21)에 의해 온도가 조절되며, 가열 시 발생되는 가스가 기체배출라인을 통해 배출되게된다.
또한, 열분해 반응기(14)는 분리된 폐페인트 입자(15})를 무산소 조건으로 700℃에서 30분 동안 열분해 처리하여 활성탄의 성질을 가질 수 있도록 화학적 활성화(chemical activation)을 부여한다.
상기 열분해 반응기(14)에서 열분해되어 화학적 활성화가 부여된 폐페인트 활성 입자의 표면에 액상으로 잔류하는 수산화칼륨을 제거하기 위해 건조·분해·저장조(22)는 증류수 워싱과정을 거친 후, 화학적 활성화된 폐페인트 입자(15)를 110℃에서 1시간동안 건조하여 저장한다.
이와 같이 건조·분해·저장조(22)에 저장된 활성화된 폐페인트 입자는 활성탄 역할을 하여 폐수에 함유된 유기용제를 흡착하기 위한 흡착제로 재활용가능하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 접촉 반응기(10)는 처리용량 증대를 위하여 원통형 기둥이 2단으로 설치되고, 각 원통형 기둥(11,12)에는 폐페인트 활성입자가 충 진되며, 유기용제를 함유한 폐수를 분리하여 제1원통형 기둥(11)에는 하향(down-flow)방식으로 흐르게 하여 통과시키고, 제2원통형 기둥(12)에는 상향(up-flow)방식으로 흐르게 하여 통과시킴으로써 처리효율을 향상시킬 수 있다.
이때 발생하는 폐페인트 활성입자(흡착제)와 유기용제의 흡착반응은 액상의 힘과 폐페인트 활성입자 표면의 힘 균형에 의해 결정된다. 이는 용질분자와 용매분자와의 사이에서 인력 또는 반발력이 작용하며, 이들 힘의 밸런스의 결과로 단분자 상태, 해리 상태, 화합상태 등이 존재하게 된다.
이와 같이 존재하는 계에 흡착제 역할을 하는 폐페인트 활성입자가 첨가되면, 활성 입자의 다공성 계면과의 사이에 새로운 힘이 작용하며, 수중에 포함된 유기용제는 계면에 농축되어 수중의 농도는 감소하게 된다.
상기 흡착반응은 주로 3단계로 이루어지며, 1단계는 외부확산단계로서 유기용제를 함유한 폐수로부터 각 흡착제인 활성 페인트 분말 주변에 정지 경계층을 통해 고체 외부표면으로 흡착질 분자의 확산에 의한 물질전달이 이루어진다.
제2단계는 내부확산단계로서 활성 페인트 분말의 외부표면에서 각 활성 폐페인트 입자의 기공을 통해 유기용제(흡착질 분자)가 이동하고, 제3단계는 흡착단계로서, 입자 기공을 통해 이동된 유기용제가 흡착되는 과정이다.
실제로 흡착이 일어나는 과정은 상기 외부확산 및 내부확산과정에 비해 상당히 빠른 속도로 이루어진다.
즉, 페페인트 활성입자는 g당 800~1200㎡의 비표면적을 갖는 흡착제로, 부분적인 화학흡착이 일어나나, 대부분의 흡착반응은 활성 입자 내부에 존재하는 탄소 원자의 관능기(OH-)가 액체의 유기용제 성분에 인력을 가하여 흡착질 분자를 포집하는 물리적 흡착방식으로 유기용제를 제거할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도장 순환수 재순환 처리장치의 구성도,
도 2는 종래의 자동차 부품 도장공정을 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
4 : 집수조 5 : 폐페인트 슬러지
6 : 폐수 10 : 접촉반응기
11 : 제1원통형 컬럼 12 : 제2원통형 컬럼
13 : 원심분리기 14 : 열분해 반응기
15 : 폐페인트 입자 16 : 펌프
17 : 회전체 18 : 모터
19 : 회전축 20 : 코일
21 : 온도 컨트롤러 22 : 건조·분해·저장조
Claims (5)
- 도장 순환수 재순환 처리장치에 있어서,도장 후 발생된 폐페인트 슬러지와 유기용제가 함유된 폐수를 수집하는 집수조;상기 집수조에 폐수를 흡입하는 펌핑장치;상기 펌핑장치를 통해 폐수를 공급받고, 원심력을 이용하여 폐수를 폐페인트 입자와 유기용제가 함유된 분리수로 분리하는 원심분리기;상기 원심분리기에서 분리된 유기용제가 함유된 분리수를 공급받고, 흡착제로 내부에 충진된 폐페인트 활성입자를 이용하여 유기용제를 흡착하여 청정수로 정화시키는 접촉반응기를 포함하고, 상기 접촉반응기에서 정화된 청정수를 도장순환수 폐수처리에 재활용하는 것을 특징으로 하는 도장 순환수 재순환 처리장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 원심분리기에 의해 분리된 폐페인트 입자와 폐페인트 활성화 용액을 공급받아 열분해 반응조에서 일정 온도 및 시간으로 열분해시켜 폐페인트 입자를 활성화시키는 열분해 반응기; 및상기 열분해 반응기에서 열분해 되어 활성화 된 폐페인트 활성입자를 건조하여 저장하는 건조 및 저장조를 포함하고, 상기 건조 및 저장조에 저장된 폐페인트 활성입자를 접촉반응기의 흡착제로 공급하여 재활용하는 것을 특징으로 하는 도장 순환수 재순환 처리장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 원심분리기는 하부에 폐수유입구 및 폐페인트 입자 배출구가 별개의 통로로 형성되고, 상부에 유기용제가 함유된 분리수를 배출하기 위한 분리수 배출구가 형성된 하우징;상기 하우징의 내부에 회전가능하게 수직방향으로 설치된 회전체; 및상기 회전체를 회전시키기 위한 구동모터를 포함하고,상기 폐수유입구를 통해 유입된 폐수가 회전체에 의해 회전하면서 원심력을 받아 분리된 폐페인트 입자는 하우징의 내벽에 부착되고, 유기용제가 함유된 분리수는 분리수 배출구를 통해 배출되어 접촉반응기로 공급되는 것을 특징으로 하는 도장 순환수 재순환 처리장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 하우징의 내부에 설치된 스크래퍼를 포함하고, 원심력에 의해 내벽에 부착된 폐페인트 입자를 긁어내려 하부의 폐페인트 입자 배출구를 통해 배출시켜 열분해 반응기에 공급하는 것을 특징으로 하는 도장 순환수 재순환 처리장치.
- 청구항 4에 있어서,상기 접촉반응기는 처리용량을 증대하기 위해 원통형 제1 및 제2컬럼으로 구성되고, 제1컬럼은 유기용제를 함유한 분리수가 내부에 충진된 폐페인트 활성입자 사이를 하향으로 흘러가게 설치되고, 제2컬럼은 제1컬럼에서 처리된 분리수를 다시 상향으로 흘러가게 설치되며, 상기 제1 및 제2컬럼에 충진된 폐페인트 활성입자의 내부에 존재하는 탄소원자의 관능기가 분리수의 유기용제 성분에 인력을 가하여 흡착하는 것을 특징으로 하는 도장 순환수 재순환 처리장치.
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Citations (4)
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| JPH05104058A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-04-27 | Flaekt Fusoo Kk | 塗料スラツジの連続回収方法 |
| JPH05237475A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-17 | Hino Motors Ltd | 塗料滓自動回収装置 |
| KR20050010295A (ko) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | 주식회사 한기실업 | 도장시설에서 발생되어지는 휘발성 유기화합물의 처리장치 |
| KR200393812Y1 (ko) | 2005-05-27 | 2005-08-31 | 탑에너지(주) | 폐페인트의 재활용 장치 |
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2008
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