KR101003268B1 - 폐수의 암모니아 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사노즐과 침출수의 염기성을 이용한 물리 화학적인 방식으로 폐수내의 암모니아 성분을 저비용으로 용이하게 제거할 수 있도록 한 폐수의 암모니아 처리장치에 관한 것이다.

본 발명의 폐수의 암모니아 처리장치는, 폐수 공급관에 배치된 폐수 이송펌프를 이용하여 암모니아 성분이 함유된 폐수가 공급받아 내부에 충전하는 저장조와, 저장조 내에 집수된 폐수의 수소이온지수를 염기로 유지하기 위해 알칼리 용액을 공급하는 알칼리 용액 공급부와, 저장조내에 집수된 폐수가 외부로부터 유입되는 공기와 같이 유입되어 미세화된 혼합물을 형성하는 혼합관과, 미세화된 폐수와 공기의 혼합물을 분사노즐로 분사하여 폐수와 암모니아 가스의 비중차에 의해 분리된 암모니아 기체와 폐수가 상,하로 구분되는 공간을 갖는 제거탑과, 제거탑의 상부에 연결되고 분리된 암모니아 기체를 송풍기로 흡입하여 외부로 배출시키는 기체 배출관과, 제거탑의 하부에 배치되어 상기 분리된 폐수를 집수하고 집수된 폐수 내의 암모니아 농도에 따라 다시 저장조내로 배출하거나 외부로 배출하는 배출수단을 구비한 것이다.

이에 따르면 본 발명은 물리 화학적 방식으로 폐수 내의 암모니아 성분을 용이하게 분리시킬 수 있으므로, 영양염류가 부족한 침출수의 암모니아 성분도 처리 가능하게 되는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 암모니아 성분이 함유된 폐수를 강한 염기성을 갖도록 함과 아울러 폐 수의 액체 방울을 미세화함으로써, 폐수내의 암모니아 성분의 제거 효율을 향상시킬 수 있도록 한 이점을 갖는다.

Description

폐수의 암모니아 처리장치{Equipment for removal of ammonia from waste water}

본 발명은 폐수의 암모니아 처리장치에 관한 것으로, 특히 분사 노즐 방식과 침출수의 염기성을 이용한 물리 화학적인 방식으로 폐수내에 함유된 암모니아 성분을 폐수와 분리시켜 암모니아 가스로 저렴한 비용으로 용이하게 제거할 수 있도록 한 폐수의 암모니아 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 폐기물 매립지에서 발생되는 침출수는 매립되는 쓰레기의 종류, 량, 매립기간, 지형, 방법, 강우량, 기후조건등의 여러 환경 변수에 따라 수질과 발생량이 다양하게 나타나며, 최근에 생활수준과 산업기술의 발달로 인해 새로운 합성물질이 함유된 폐기물의 매립시 더욱 다양하고 복잡한 침출수가 배출되고 있다.

기존 폐기물 매립지의 침출수 처리방식은 BOD,COD를 위해 유기물질만을 처리하기 위해 대부분 활성슬러지(Activated Sludge)를 이용한 생물학적 처리를 실시하고 있으므로, 실제 침출수에 고농도로 함유된 질소는 거의 처리하지 못하고 있는 실정이다.

무기성 산업 폐기물 매립장에서 암모니아가 함유된 침출수가 배출된다. 특히 제철소의 코크스 제조공정은 환원 분위기에서 진행되는 데, 이때 발생하는 가스를 습식으로 세정하는 공정에서 발생되는 세정수에는 암모니아 성분이 많이 함유되어 있다.

기존 폐수 중에 함유되어 있는 질소성분은 방류시 바닷물의 부영양화등 생태계에 악영향을 미침으로써 처리수의 총 질소 농도에 대한 규제가 점차 강화되고 있다.

각종 산업폐수 내의 질소성분은 유기질 질소와 무기질 질소의 형태로 존재하며, 이들을 합하여 총 질소라 한다. 무기질 질소는 다시 암모니아와 질산성 질소(NOx-N)로 구분된다.

특히 무기질 질소는 산업폐수의 색도 및 악취를 발생시키고, 유해가스와 부영양화를 일으켜 폐수의 화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand:COD), 생화학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand:BOD)을 상승시키는 직접적인 원인이 된다.

그러나, 무기질 질소 중에 암모니아는 고농도로 폐수에 잔류된 채 그대로 방출된다. 따라서, 산업폐수 처리시 법적인 배출 허용기준을 준수하기 위해서는, 폐수내 총 질소 함량 중에서 무기질 질소의 제거, 특히, 암모니아의 제거가 관건이다.

기존 폐수 내에서 질소를 제거하는 방법으로는 생물학적인 방법과 화학적인 방법이 있다.

통상적인 생물학적인 처리방법은 산업폐수 중에 유입되는 질소성분을 질산화(nitrification)와 탈질화(denitrification)의 2 단계 과정으로 처리한다. 즉 질산화 단계에서는 호기성인 질산화균에 의해 암모니아 및 유기질소가 질산성 질소로 전환되며, 탈질단계에서는 무산소 존재하에서 산소 대신에 질산성 질소를 전자수용체로 수용하는 탈질화 세균이 유기물을 산화시키고 질산성 질소는 질소기체로 환원시켜 대기 중으로 방출시키는 것이다.

이러한 방법 이외에 다른 생물학적인 방법은 조류(algae) 배양법, 수생식물 재배법, 미생물에 의한 질화 방법이 있다.

가장 일반적인 화학적 방법으로는 염소 가스를 사용하여 처리하는 염소처리 방법이 있으며, 염소 가스는 수처리 최종단계에 실시하여 병원균을 사멸하는 동시에, 암모니아를 제거하는데 효과적이다. 그러나 염소처리 방법은 소독과정에서 발암물질인 트리할로메탄(Trihalomethane)이 생성될 수 있으므로, 이러한 발암물질의 생성 억제를 제어할 수 있는 별도의 장비가 필요하다. 또한, 염소 가스는 다루는데 세심한 주의가 필요하며, 작업시 염소가스가 누출될 경우 이를 중화하기 위한 별도의 중화탱크를 구비해야 한다.

그외에, 암모니아를 함유한 폐수를 처리하는 기술로는 물리, 화학적인 방법인 파과점 염소주입법, 이온교환법, 탈기법(Air Stripping)이 있다.

파과점 염소주입법은 높은 유지관리비로 인하여 저농도 암모니아 함유 폐수에 한정되어 적용되고 있으며, 이온교환법은 저농도 폐수에 적용시 경제적이며 또한 수 지 재생시 재생폐액이 발생하는 등 이차적인 환경문제를 초래하여 실제 운영 에 많은 애로가 있다.

탈기법은 고농도 암모니아 함유 폐수의 처리에 적합한 것으로 냉각탑(Cooling Tower)방식과 수중폭기 방식이 있다.

냉각탑 방식의 경우 상부에 설치된 송풍기에 의해 공기를 상향류로 이동시키고 폐수는 하부로 떨어지면서 충돌판에 의해 수적화 되는데 이때 공기와 폐수가 접촉하면서 폐수중의 암모니아를 대기로 방출시키는 방법이다.

그러나, 이는 암모니아 제거효율이 계절적 편차가 크고 탈기된 암모니아 가스가 대기중으로 방출되어 2차 공해를 발생시킴으로써 실질적인 폐수처리에 있어 주처리 설비로 사용하기에는 적합하지 않다. 수중폭기 방식의 경우에는 수중에 산기관을 설치하여 블로워(Blower)로 고압의 공기를 공급하여 폭기시킴으로써 난류에 의해 폐수중의 암모니아를 대기로 방출시킨다.

이 또한 냉각탑 방식과 같이 암모니아 기체에 의한 대기오염 문제가 발생하고 블로워 운전에 많은 동력이 소요되어 비효율적이다.

그런데, 기존에는 상기한 방식들중 탈기효율 및 경제성 때문에 주로 생물학적 방법을 채택하고 있으며, 생물학적 방법은 호기성, 혐기성 및 통기성 박테리아를 이용한 공정으로 구성되어 있다.

생물학적인 방법에 의한 질소제거 방법은 설비에 따른 넓은 부지와 고도의 운전기술이 요구되며, 외부 조건 변화에 따라 처리효율이 크게 변함으로써, 배출허용기준을 초과할 위험이 있을 뿐만 아니라, 이들 박테리아가 폐수 중의 질소 성분과 함께 영양염류를 섭취하여 제거하도록 되어 있으므로, 영양염류가 적은 무기성 폐수에 함유된 암모니아의 제거에는 곤란한 문제점이 있다.

따라서, 영양염류가 적은 폐수의 암모니아 처리를 위해서는 영양염류를 보충해야 하므로, 암모니아 제거에 소요되는 비용이 증가되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 암모니아가 함유된 침출수를 분사 노즐과 염기도를 이용한 물리 화학적인 방식으로 저비용으로 침출수에 함유된 암모니아 성분을 용이하게 제거할 수 있도록 함과 아울러, 폐수의 처리에 필요한 공간을 대폭 축소시킬 수 있으며 대용량 폐수의 처리가 가능하도록 한 폐수의 암모니아 제거 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 암모니아 성분이 함유된 폐수가 집수되는 저장조와,

상기 저장조내에 집수된 폐수가 외부로부터 유입되는 공기와 같이 유입되어 혼합물을 형성하는 혼합관과,

상기 혼합관과 연결되어 내부로 혼합물을 분사하기 위한 분사 노즐이 적어도 하나 이상 배치되고 내부에 암모니아와 폐수가 상,하로 분리되는 공간을 갖는 제거탑과,

상기 제거탑의 상부에 연결되고 상기 분리된 암모니아 기체를 흡입하여 외부로 배출시키는 기체 배출관과,

상기 제거탑의 하부에 배치되어 상기 분리된 폐수를 집수하고 상기 집수된 폐수 내의 암모니아 농도에 따라 다시 상기 저장조 내로 배출하거나 외부로 배출하는 배출수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 저장조에 배치되어 상기 폐수의 수소이온지수를 계측하고 알칼리 용액을 공급하여 알칼리성 수소이온지수로 유지시키기 위한 알칼리 용액 공급부를 더 구비하는 것이다.

상기 저장조 내에 일부가 수용되도록 설치되고 상기 공급된 알칼리 용액과 저장조의 폐수를 교반하는 교반기를 더 구비한다.

상기 기체 배출관은 상기 제거탑의 내부에 진공 부압이 형성되도록 송풍기가 더 구비된 것이 바람직하다.

상기 제거탑의 하부 부위와 연결되고 암모니아와 분리된 폐수가 집수되며 내부에 폐수의 암모니아 농도를 계측하는 암모니아 농도 측정기가 구비되는 배출조와,

상기 배출조의 일측에 연결되어 외부로 폐수를 이송하는 폐수 배출관에 배치된 폐수 배출밸브와,

상기 배출조내의 폐수가 저장조측으로 복귀되는 리턴 경로상에 배치된 폐수 리턴밸브 및 폐수 배출펌프로 구성된 것이다.

상기 제거탑은 상부 부위가 원통형으로 형성되고, 하부 부위가 상기 상부 부위보다 내경이 좁은 직선관 형태로 형성되며, 중간 부위가 상기 상부 부위와 하부 부위를 연결하는 원주 형태로 형성된 것이다.

본 발명은 사이클론을 이용한 물리 화학적인 방식으로 폐수내의 암모니아 성분을 저비용으로 용이하게 제거할 수 있도록 한 폐수의 암모니아 처리장치에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 물리 화학적 방식으로 폐수 내의 암모니아 성분을 용이하게 분리시킬 수 있으므로, 영양염류가 부족한 침출수의 암모니아 성분도 처리 가능하게 되는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 암모니아 성분이 함유된 폐수를 강한 염기성을 갖도록 함과 아울러 폐수의 액체 방울을 미세화함으로써, 폐수내의 암모니아 성분의 제거 효율을 향상시킬 수 있도록 한 이점을 갖는다.

그리고, 부유물질이 있는 폐수라 하더라도 노즐의 막힘 현상없이 장시간 연속적으로 암모니아 성분을 제거할 수 있으므로 작업성이 향상된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 폐수의 암모니아 처리장치는, 도 1을 참조하여 설명하면, 폐수 공급관(110)에 배치된 폐수 이송펌프(16)를 이용하여 암모니아 성분이 함유된 폐수가 공급받아 내부에 충전하는 저장조(200)와, 저장조(200) 내에 집수된 폐수의 수소이온지수를 염기로 유지하기 위해 알칼리 용액을 공급하는 알칼리 용액 공급부와, 저장조(200)내에 집수된 폐수가 외부로부터 유입되는 공기와 같이 유입되어 혼합물을 형성하는 혼합관(270)과, 폐수와 공기의 혼합물을 분사 노즐(640)을 이용하여 폐수와 암모니아 가스의 비중차에 의해 분리된 암모니아 기체와 폐수가 상,하로 구분되는 공간을 갖는 제거탑(600)과, 제거탑(600)의 상부에 연결되고 분리된 암모니아 기체를 송풍기(750)로 흡입하여 외부로 배출시키는 기체 배출관(710)과, 제거 탑(600)의 하부에 배치되어 상기 분리된 폐수를 집수하고 집수된 폐수 내의 암모니아 농도에 따라 다시 저장조(200)내로 배출하거나 외부로 배출하는 배출수단을 구비한 것이다.

더 바람직하게는, 저장조(200)는 내부에 알칼리 용액이 폐수와 골고루 혼합되도록 체류시간을 증가시키기 위해 폐수가 공급되고 배출되는 부위를 양측으로 구분하도록 칸막이(210)가 설치되고 밀폐된 내부공간을 갖는 것이 바람직하다.

알칼리 용액 공급부는 알칼리 용액이 충전된 알칼리 용액 탱크(300)과, 알칼리 용액 탱크(300)와 저장조(200)를 연결하여 알칼리 용액의 이송통로가 되는 용액 공급관(310) 및 용액 공급관(310)에 배치되어 이온지수 측정기(240)로부터 계측된 수소이온지수에 따라 용액 공급관(310)을 개폐시키는 알칼리 조절밸브(22)로 구성된다.

알칼리 용액은 소석회(Ca(OH)2)와 수산화 나트륨(NaOH)를 채용할 수 있으나, 굳이 이에 한정되지 아니한다.

저장조(200)는 폐수와 알칼리 용액이 골고루 혼합되도록 교반기(250)가 더 구비되는 것이 바람직하며, 교반기(250)는 공지의 것과 동일하게 모터의 구동력으로 프로펠러를 회전시켜 저장조(200)내에 충전된 폐수와 알칼리 용액을 교반하는 기능을 갖는 것이다.

혼합관(270)은 일측에 폐수 유입관(230)이 연결되고 타측에 공기 유입관(410)이 연결된 구조를 가지며, 폐수 유입관(230)에 배치된 폐수 공급펌프(12)의 압송력에 의해 저장조(200) 내의 폐수가 폐수 유입관(230)을 통해 혼합관(270)의 내부로 유입되는 구조를 갖는다.

이때, 외부의 공기는 공기 유입관(410)을 통해 흡입되어 혼합관(270) 내부로 공급되며, 외부 공기의 유입량을 조절하기 위해 공기 유량조절기(430)를 채용한다.

분사 노즐(640)은 제거탑(600)의 내주면에 상,하 및 좌우 서로 이격된 위치에 배치되는 것이 바람직하며, 공지의 노즐(640)을 채용한 것이며 그 일 예로는 솔레노이드 밸브를 이용한 노즐을 채용할 수 있지만, 굳이 이에 한정되지 아니한다.

혼합관(270)과 분사 노즐(640)의 연결구조는 하나의 혼합관에 다수개의 분사 노즐(640)이 연결되거나, 도면에 미도시되어 있지만 여러개의 혼합관(270)이 각각 분사 노즐(640)에 개별적으로 연결되는 구조를 가질 수도 있다.

배출수단은 제거탑(600)의 하부 부위(630)와 연결되고 암모니아와 분리된 폐수가 집수되며 내부에 폐수의 암모니아 농도를 계측하는 암모니아 농도 측정기(805)가 구비되는 배출조(800)와, 배출조(800)의 일측에 연결되어 외부로 폐수를 이송하는 폐수 배출관(810)과, 폐수 배출관(810)에 배치되어 개폐 가능한 폐수 배출밸브(820)와, 폐수가 저장조(200)측으로 복귀되는 리턴 경로상에 배치된 폐수 리턴밸브(34) 및 폐수 배출펌프(14)로 구성되며, 암모니아 농도 측정기(805)로부터 검출된 선택적으로 폐수의 배출 방향이 외부 배출 또는 리턴 동작으로 결정되고, 이에 따라 폐수 배출밸브(820)와 폐수 리턴밸브(34)의 개폐동작은 서로 상반되는 동작을 가지게 된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 폐수의 암모니아 처리장치는, 암모니아 성분이 함유된 폐수를 저장조(200)내에 집수하고, 저장조(200)내에 집수된 폐수의 수소이온지수(PH)를 계측하여 알칼리성이 아닐 때 알칼리 용액을 공급하여 알칼리성 수소이온지수를 갖도록 유지시킨 후에, 알칼리성 수소이온지수를 갖는 폐수를 공급펌프(12)를 매개로 혼합관(270) 내부로 공급하여 외부로부터 유입되는 공기와 혼합시킨 후에, 그 혼합물을 분사 노즐(640)을 통해 분사함에 따라 혼합물에 포함된 폐수의 액자 방울이 미세화되면서 암모니아 이온과 수산화이온이 암모니아 가스와 폐수로 분리되며, 이어서 분리된 암모니아 가스를 송풍기(750)의 진공 부압으로 흡입하여 외부로 배출시키고, 분리된 폐수를 제거탑(600)의 하부로 유도하여 배출조(800)내에 집수한 후에 집수된 폐수의 암모니아 농도에 따라 외부로 배출하거나 배출조(800)내에 집수된 폐수를 저장조(200)측으로 다시 복귀시키는 공정으로 이루어진다.

저장조(200)내의 폐수의 수소이온지수를 알칼리성으로 유지시키는 것은 저장조(200)내의 폐수의 수소이온지수를 이온지수 측정기(240)를 이용하여 수소이온지수를 측정한 후에, 염기성인 알칼리성이 아닐 경우 알칼리 용액을 저장조(200)내에 공급한 후에, 저장조(200)내의 알칼리 용액과 폐수를 신속하게 골고루 혼합하도록 교반기(250)를 이용하여 교반하는 과정을 갖는다.

이때, 저장조(200)내 폐수의 수소이온지수가 9~12를 유지하도록 하는 것이 바람직하며, 이는 아래의 화학식 1에서와 같이 암모니아 이온과 수산화이온이 암모니아와 물로 화학 반응을 가질 때 염기가 양성자(H+)와 결합하려고 하는 성질이 강하므로, 강한 염기(strong base)일수록 수용액 상에서 해리하여 수산화이온을 내놓 는 능력이 상승되어 용매인 물(H₂O)로부터 양성자를 빼앗아 수산화이온(OH-)을 방출시키는 능력이 상승하기 때문에 염기도가 상승할수록 암모니아 이온(NH₄+)과 수산화이온이 암모니아(NH₃)와 물로 변환되는 화학 반응량이 증가하기 때문이다.

NH₄+ ＋ OH- ↔ NH₃+ H₂O

한편, 제거탑(600)에서 폐수로부터 암모니아의 분리를 용이하기 위해서 액체 방울이 작을수록 염기도 상승과 동일한 작용을 갖게 되지만, 압력 조건일 경우에는 앞서와 반대로 제거탑(600) 내부의 압력이 낮을수록 유리하게 되어 반비례되는 상관관계를 가지게 된다.

이는 액체 방울이 작을수록 수산화이온이 암모니아 이온과 접촉되는 표면적이 증가하기 때문이며, 이와 반대로 압력이 높을수록 암모니아 가스가 폐수와 접촉되어 다시 암모니아 이온으로 반응할 반응량이 증가하게 하기 때문이다.

따라서, 액체의 방울이 작게 하기 위해 분사 노즐(640)을 이용하여 폐수의 액체 방울을 미세화하는 과정을 가지게 되며, 이때 분사 노즐(640)의 구멍이 작을수록 미세화되는 효율이 상승되지만 너무 작을 경우에는 폐수에 함유된 이물질에 의해 구멍이 막히게 될 우려가 있다.

혼합물이 분사 노즐(640)을 통해 분사되는 과정에서 폐수의 액체 방울에 함유된 암모니아 성분이 폐수와 분리되면서 암모니아로 기체화되고, 제거탑(600) 내부로 유입되면서 비중차에 의해 기액 분리가 이루어지게 된다.

즉, 액체인 폐수는 비중에 의해 아래로 낙하하려는 성질을 가지며, 기체 상 태인 암모니아는 제거탑(600)의 내부 압력이 진공 부압을 유지하게 되므로 상부(610)에 배치된 기체 배출관(710)을 통해 외부로 배출되므로 기액 분리가 이루어지게 된다.

또한, 송풍기(750)는 기체 배출관(710)에 배치되어 제거탑(600) 내부의 압력을 진공 부압으로 유지시키는 기능을 갖는다.

그리고, 제거탑(600)은 기액 분리되어 상부 부위(610)가 원통형으로 구성되고, 중간 부위(620)가 하부로 갈수록 좁아지는 원주형태로 구성되며, 하부 부위(630)가 내경이 좁은 직선관 형태로 구성되어 있다.

이는, 제거탑(600)의 내부 압력이 진공 부압을 유지하게 되므로, 폐수가 고이게 되는 하부의 형태를 길이가 긴 직선 형태로 구성함으로써, 폐수가 기압에 의해 상부에 위치한 기체 배출관(710)측으로 역류하는 것을 방지하기 위함이다.

이후에, 제거탑(600)의 하부에 고인 폐수는 하측의 배출조(800) 내부로 유입되어 집수되고, 배출조(800) 내부로 집수된 폐수의 수소이온지수를 암모니아 농도 계측기(805)로 측정하여 암모니아의 농도가 만족할 수치일 경우 외부로 배출시키고, 암모니아 농도가 많을 경우에는 다시 배출조(800)내의 폐수를 저장조(200)측으로 복귀시킨다.

배출조(800) 내의 폐수를 외부로 배출시키거나 복귀동작시키는 과정은, 폐수 배출관(810)을 통해 외부로 배출하거나 폐수 배출펌프(14)에 의해 다시 저장조(200)측으로 리턴될 수 있다.

이때, 폐수 배출관(810)에 배치된 폐수 배출밸브(820)와 리턴 경로상에 배치 된 폐수 리턴밸브(34)에 의해 각각 선택적으로 폐수의 배출 및 리턴 동작이 결정되며, 폐수 배출밸브(820)와 폐수 리턴밸브(34)의 개폐동작은 서로 상반되는 동작을 가지게 된다.

즉, 폐수의 암모니아 농도가 많을 경우 암모니아 농도 계측기(805)의 신호를 인가받은 폐수 배출밸브(820)가 닫히고 폐수 리턴밸브(34)가 개방되어 폐수의 저장조(200)내 복귀동작이 이루어지게 되고, 반대로 폐수내 암모니아 농도가 희박할 경우에는 폐수 배출밸브(820)가 개방되고 폐수 리턴밸브(34)가 닫히게 되어 폐수가 폐수 배출관(810)을 통해 외부로 배출되는 동작과정을 갖는다.

폐수가 저장조(200)내로 복귀되는 유량은 폐수의 리턴 경로상에 배치된 폐수 리턴밸브(34)에 의해 조정된다.

그리고, 저장조(200) 내에 복귀되는 폐수의 유량이 적을 경우에는 폐수 공급관(110)에 배치된 폐수 이송펌프(16)를 이용하여 폐수를 공급한다.

한편, 제거탑(600)에서 암모니아의 분리를 위한 폐수와 공기의 유입 비율(기액비)은 공기에 대한 폐수의 비율이 0.002~0.02ℓ/㎥이 바람직하다.

기액비는 공기의 분당 유입량(㎥/min)에 대한 폐수의 분당 유입량(ℓ/min)을 나타낸 것이다.

반대로, 액기비는 폐수의 분당 유입량에 대한 공기의 분당 유입량을 나타낸 것이다. 예를 들어 액기비 100이란 폐수 유입량(1ℓ/min)을 처리하기 위한 공기의 분당 유입량이 100㎥/min이 되는 것이다.

이때, 공기에 대한 폐수의 양이 0.002ℓ/㎥ 미만일 경우에는 폐수 처리 효율 이 저하되고, 0.02ℓ/㎥ 을 초과할 경우에는 폐수의 액체 방울을 미세화하는 효율이 저하될 우려가 있기 때문이다.

또한, 제거탑(600)의 내부로 유입되는 혼합물의 속도(V)는 10~30m/sec이 바람직하며, 속도가 너무 빠를 경우에는 기액 분리가 불충분할 우려가 있고, 속도가 너무 늦을 때에는 분리된 암모니아 성분이 다시 물에 녹아 암모니아 이온으로 반응할 우려가 있기 때문이다.

도 1은 본 발명에 따른 폐수의 암모니아 처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

14 : 폐수 배출펌프 34 : 폐수 리턴밸브

200 : 저장조 250 : 교반기

270 : 혼합관 600 : 제거탑

610 : (제거탑의)상부 부위

620 : (제거탑의)중간 부위

630 : (제거탑의)하부 부위

640 : 분사 노즐 710 : 기체 배출관

750 : 송풍기 800 : 배출조

805 : 암모니아 농도 측정기

810 : 폐수 배출관 820 : 폐수 배출밸브

Claims (6)

1. 암모니아 성분이 함유된 폐수가 집수되는 저장조(200)와,

   상기 저장조(200)내에 집수된 폐수가 외부로부터 유입되는 공기와 같이 유입되어 혼합물을 형성하는 혼합관(270)과,

   상기 혼합관(270)과 연결되어 내부로 혼합물을 분사하기 위한 분사 노즐(640)이 적어도 하나 이상 배치되고 내부에 암모니아와 폐수가 상,하로 분리되는 공간을 갖는 제거탑(600)과,

   상기 제거탑(600)의 상부에 연결되고 상기 분리된 암모니아 기체를 흡입하여 외부로 배출시키며 상기 제거탑(600)의 내부에 진공 부압이 형성되도록 송풍기(750)가 구비된 기체 배출관(710)과,

   상기 제거탑(600)의 하부에 배치되어 상기 분리된 폐수를 집수하고 상기 집수된 폐수 내의 암모니아 농도에 따라 다시 상기 저장조(200)내로 배출하거나 외부로 배출하는 배출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 폐수의 암모니아 처리장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 저장조(200)에 배치되어 상기 폐수의 수소이온지수를 계측하고 알칼리 용액을 공급하여 알칼리성 수소이온지수로 유지시키기 위한 알칼리 용액 공급부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수의 암모니아 처리장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 저장조(200) 내에 일부가 수용되도록 설치되고 상기 공급된 알칼리 용액과 저장조(200)의 폐수를 교반하는 교반기(250)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐수의 암모니아 처리장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 배출수단은 상기 제거탑(600)의 하부 부위(630)와 연결되고 암모니아와 분리된 폐수가 집수되며 내부에 폐수의 암모니아 농도를 계측하는 암모니아 농도 측정기(805)가 구비되는 배출조(800)와,

   상기 배출조(800)의 일측에 연결되어 외부로 폐수를 이송하는 폐수 배출관(810)에 배치된 폐수 배출밸브(820)와,

   상기 배출조(800)내의 폐수가 상기 저장조(200)측으로 복귀되는 리턴 경로상에 배치된 폐수 리턴밸브(34) 및 폐수 배출펌프(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 폐수의 암모니아 처리장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 제거탑(600)은 상부 부위(610)가 원통형으로 형성되고, 하부 부위(630)가 상기 상부 부위(610)보다 내경이 좁은 직선관 형태로 형성되며, 중간 부위(620)가 상기 상부 부위(610)와 하부 부위(630)를 연결하는 원주 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 폐수의 암모니아 처리장치.

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