KR101125864B1 - 폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

농축액의 농축도를 제어함으로써 폐수처리효율을 향상시킬 뿐만 아니라 열교환유니트의 폐수관 내 스케일을 최소화하여 폐수처리성능이 향상되도록 한 폐수처리장치에 관한 것이다.

이 장치는 폐수가 저장되는 폐수저장조(100)와; 폐수저장조(100)로부터의 폐수를 가열하여 증기와 농축폐수로 분리시키는 분리수단과; 농축폐수를 저장하는 농축액저장조(300)와; 증기를 응축시키는 응축기(210)와; 농축액저장조(300)내의 농축액의 비중을 측정하는 비중계(302)와; 비중계(302)의 측정비중에 따라 농축액저장조(300)와 폐수저장조(100) 사이의 유로를 개폐시키며, 설정된 비중 이하의 농축액저장조(300)내의 상등수가 폐수저장조(100)로 유입되도록 개방되는 밸브(303)와; 설정된 비중 이상의 농축액저장조(300)내의 농축액을 배출시키는 농축액이송펌프(301);를 구비한다.

본 발명 폐수처리장치는 농축액저장조(300)내의 농축액이 비중계(302)에 의해서 제어되는 밸브(303)의 개폐로 폐수저장조(100)로 유입되는 고농도의 농축액의 유입을 차단시킴으로써, 폐수의 비점(沸點) 상승을 방지하여 증발효율을 향상시키며 열교환유니트의 폐수관 내 스케일을 최소화하여 폐수처리성능이 향상되도록 한다.

폐수, 스팀, 증기, 농축, 가열

Description

폐수처리장치{A Processing Apparatus for Wastewater Treatment}

본 발명은 농축액의 농축도를 제어함으로써 폐수처리효율을 향상시킬 뿐만 아니라 열교환유니트의 폐수관 내 스케일을 최소화하여 폐수처리성능이 향상되도록 한 폐수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 공업폐수등을 정화하여 처리하는 방법으로서는 응집제를 폐수에 투여하여 응집된 이물질이 침강되도록 하여 제거하는 방법과, 폐수중에 포함된 이물질을 스크린으로 걸러내어 제거하는 방법이 있다.

이와 같이 1차적으로 이물질이 걸러진 폐수를 2차 처리시설로 공급하여서, 폐수를 가열하여 증발시킴으로써 잔류하는 슬러지를 분리시키고 있다.

이와 같은 증발농축기를 이용한 폐수처리과정은 폐수를 증기와 잔류농축액으로 분리하는 과정으로써, 농축과정의 반복에 따라 농축액의 농축도가 상승하게 되면 비점(沸點)이 상승하게 되어 증발효율이 급격하게 감소하게 된다.

이때 농축액중 무기염류 또는 유기염류가 증발기(열교환기) 내부에 부착되게 되어 열전달효율을 저하시킨다.

일예의 폐수처리장치가 한국특허등록 제0870449호에 개시되고 도 1에 도시되 어 있다.

이는 챔버(10)와, 저온의 유체가 흐르는 냉각관을 구비하는 응축부(20)와, 결로현상으로 냉각관의 표면에 생성된 응축수를 수용하는 응축수받이(30) 및 응축수탱크(60)와, 냉각관으로 냉각수를 순환 공급하는 쿨링타워(40)와, 폐수를 가열하여 챔버(10) 내부로 공급하는 폐수가열부(50)를 구비한다.

이 장치는 가열된 폐수가 챔버(10) 내부를 경유할때 폐수로부터 발생된 증기는 냉각관의 외주면에 응축되게 되므로 폐수내 수분이 일정량 저감되며, 나머지 폐수들은 폐수탱크(70)로 회수되고 폐수가열부(50) 및 챔버(10)를 반복 순환하면서 폐수를 증기화시키고 응축시켜서 최종적으로 소량의 슬러지만을 배출할 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기와 같은 장치는 폐수가열부(50)에 의해서 가열된 폐수의 증기가 그대로 챔버(10)내에서 응축되어 배출됨으로써, 발생된 폐수의 증기열을 재활용할 수 없게 된다. 이에 따라서 폐수를 가열시키기 위한 에너지소비가 커질 뿐만 아니라 폐수탱크(70), 폐수가열부(50) 및 챔버(10)를 순환하는 폐수의 반복 순환횟수가 증가되어 폐수처리시간이 길어지게 된다.

또한, 상기와 같은 장치는 농축과정의 반복에 따라 농축액의 농축도가 상승하게 되면 비점(沸點)이 상승하게 되어 증발효율이 급격하게 감소하게 되며, 이때 농축액중 무기염류 또는 유기염류가 폐수가열주(50)의 폐수순환관 내부에 부착되게 되어 열전달효율을 저하시킨다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 농축액의 농축도를 제어하여 일정한 비점을 유지하고, 일정 농축도 이상의 농축액의 순환을 방지할 수 있도록 하여 증발기 내부의 스케일 발생을 최소화할 수 있도록 한 폐수처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 폐수를 가열시키는 에너지 소비를 절감시키고 폐수를 보다 효율적으로 가열시켜서 열원의 효율적인 이용을 가능하게 한 폐수처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 가열된 폐수로부터 증기와 농축폐수를 보다 간편하게 분리시킬 수 있도록 한 폐수처리장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 응집제의 투여 또는 스크린을 통한 입자물질이 제거된 폐수를 처리하는 폐수처리장치에 있어서,

상기 폐수가 저장되는 폐수저장조와; 상기 폐수저장조로부터의 폐수를 가열하여 증기와 농축폐수로 분리시키는 분리수단과; 상기 농축폐수를 저장하는 농축액저장조와; 상기 증기를 응축시키는 응축기와; 상기 농축액저장조내의 농축액의 비중을 측정하는 비중계와; 비중계의 측정비중에 따라 상기 농축액저장조와 상기 폐수저장조 사이의 유로를 개폐시키며, 설정된 비중 이하의 상기 농축액저장조내의 상등수가 상기 폐수저장조로 유입되도록 개방되는 밸브와; 설정된 비중 이상의 상 기 농축액저장조내의 농축액을 배출시키는 농축액이송펌프;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 장치에 있어서, 상기 분리수단은 상하방향으로 길게 형성되고 그 상단부로부터 상기 폐수저장조의 폐수가 공급되는 적어도 하나의 제1폐수관과, 상기 제1폐수관을 감싸는 제1스팀관과, 상기 제1스팀관의 내부에 가열원으로서 스팀을 공급시켜서 상기 제1폐수관을 가열시키는 스팀공급기를 구비하는 제1열교환유니트와;

상기 제1폐수관의 하단부에 결합되어 상기 제1열교환유니트로부터 가열된 폐수가 유입되는 제1침전조와;

상기 제1침전조의 상부 부분에 발생된 상기 폐수의 수증기가 유입되는 제1보조침전조와;

상기 제1침전조 및 제1보조침전조의 하부 부분에 침전된 폐수가 공급되며 상하방향으로 길게 형성된 적어도 하나의 제2폐수관과, 상기 제2폐수관을 감싸며 상기 제1보조침전조로부터의 폐수 수증기가 유입되어 상기 제2폐수관을 가열시키는 제2스팀관을 구비하는 제2열교환유니트와;

상기 제2폐수관의 하단부에 결합되어 상기 제2열교환유니트로부터 가열된 폐수가 유입되는 제2침전조와;

상기 제2침전조의 상부 부분에 발생된 상기 폐수의 수증기가 유입되는 제2보조침전조;를 구비하여서,

상기 제2침전조 및 제2보조침전조의 하부 부분에 침전된 폐수가 상기 농축액 저장조로 이동되고, 상기 제2보조침전조의 상부 부분에 발생된 증기가 상기 응축기를 통하여 응축되어 배출하도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명 장치는 농축액저장조내의 농축액의 농축도를 측정하는 비중계에 의해서 폐수저장조로 순환되는 농축액이 밸브로 제어됨으로써, 폐수의 비점(沸點) 상승을 방지하여 증발효율을 향상시키며 열교환유니트의 폐수관 내 스케일을 최소화하여 폐수처리성능이 향상되도록 한다.

본 발명 장치는 스팀공급기의 스팀을 통하여 가열 증발된 폐수의 증기열을 이용하여 폐수를 재차 가열하여 증발시키는데 이용함으로써 에너지소비를 절감시킨다.

또한, 장치에 채용되는 제1,2열교환유니트를 상하로 길게 형성시킴으로써, 폐수가 중력에 의해 하방향으로 이동되고 동시에 스팀열에 의해 가열되게 되며, 제1,2침전조에는 비중차에 의해 하부에는 농축폐수가 침전되게 되고 상부에는 폐수증기가 형성되도록 하여 증기와 농축폐수의 분리를 간편하게 한다.

본 발명 실시예의 폐수처리장치는 공업폐수 등을 정화하여 처리하는 장치로서, 응집제의 투여나 기계적 스크린장치로 폐수중에 포함된 이물질들을 1차적으로 처리한 폐수를 2차적으로 처리하는 장치이다.

본 발명 실시예의 폐수처리장치는 1차적으로 이물질이 걸러진 폐수를 가열하여 증발시킴으로써 잔류하는 슬러지를 농축하여 분리시킨다.

특히, 본 발명 실시예의 폐수처리장치는 일정 비중 이상의 농축액이 열교환기로 순환되는 것을 방지하여 폐수의 증발효율을 높이고, 열교환기내의 스케일 발생을 최소화하여 폐수처리성능을 향상시킨다.

본 발명 실시예의 장치를 나타낸 도 2를 참조하면, 이 장치는 상기와 같이 1차적으로 이물질이 걸러진 폐수가 저장되는 폐수저장조(100)와; 상기 폐수저장조(100)로부터의 폐수를 가열하여 증기와 농축폐수로 분리시키는 분리수단과; 상기 농축폐수를 저장하는 농축액저장조(300)와; 상기 증기를 응축시키는 응축기(210)와; 상기 농축액저장조(300)내의 농축액의 비중을 측정하는 비중계(302)와; 상기 비중계(302)의 측정비중에 따라 상기 농축액저장조(300)와 상기 폐수저장조(100) 사이의 유로를 개폐시키며, 설정된 비중 이하의 상기 농축액저장조(300)내의 상등수가 상기 폐수저장조(100)로 유입되도록 개방되는 밸브(303)와; 설정된 비중 이상의 상기 농축액저장조(300)내의 농축액을 배출시키는 농축액이송펌프(301);를 구비한다.

상기 비중계(302)로는 일반적인 TDS측정기를 사용한다.

상기 분리수단은 상하방향으로 길게 형성되고 그 상단부로부터 상기 폐수저장조(100)의 폐수가 공급되는 적어도 하나의 제1폐수관(111)과, 상기 제1폐수관(111)을 감싸는 제1스팀관(112)과, 상기 제1스팀관(112)의 내부에 가열원으로서 스팀을 공급시켜서 상기 제1폐수관(111)을 가열시키는 스팀공급기(150)를 구비하는 제1열교환유니트(110)와;

상기 제1폐수관(111)의 하단부에 결합되어 상기 제1열교환유니트(110)로부터 가열된 폐수가 유입되는 제1침전조(113)와;

상기 제1침전조(113)의 상부 부분에 발생된 상기 폐수의 수증기가 유입되는 제1보조침전조(114)와;

상기 제1침전조(113) 및 제1보조침전조(114)의 하부 부분에 침전된 폐수가 공급되며 상하방향으로 길게 형성된 적어도 하나의 제2폐수관(121)과, 상기 제2폐수관(121)을 감싸며 상기 제1보조침전조(114)로부터의 폐수 수증기가 유입되어 상기 제2폐수관(121)을 가열시키는 제2스팀관(122)을 구비하는 제2열교환유니트(120)와;

상기 제2폐수관(121)의 하단부에 결합되어 상기 제2열교환유니트(120)로부터 가열된 폐수가 유입되는 제2침전조(123)와;

상기 제2침전조(123)의 상부 부분에 발생된 상기 폐수의 수증기가 유입되는 제2보조침전조(124);를 구비하여서,

상기 제2침전조(123) 및 제2보조침전조(124)의 하부 부분에 침전된 폐수가 상기 농축액저장조(300)으로 이동되고, 상기 제2보조침전조(124)의 상부 부분에 발생된 증기가 상기 응축기(210)를 통하여 응축되어 배출하도록 한다.

또한, 본 발명 실시예의 장치는 상기 폐수저장조(100)로부터 상기 제1폐수관(111)으로 폐수를 공급시키는 폐수공급펌프(101)와, 상기 제1침전조(113) 및 제1보조침전조(114)의 하부 부분에 침전된 폐수를 상기 제2폐수관(121)으로 공급시키는 제1폐수순환펌프(130) 및 상기 제2침전조(123) 및 제2보조침전조(124)의 하부 부분에 침전된 폐수를 상기 농축액저장조(300)로 공급시키는 제2폐수순환펌프(140) 를 구비한다.

또한, 본 발명 장치는 상기 제1스팀관(112)내의 스팀의 일부가 상기 제2스팀관(122)으로 공급되도록 공급라인(115)에 의해서 연결되어 있으며, 제1스팀관(112)내부의 과도한 스팀압력은 배출라인(116)에 의해서 외부로 배출되도록 되어 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명 폐수처리장치는 다음과 같이 가동된다.

먼저, 상기와 같이 1차 처리된 폐수가 폐수저장조(100)로 유입되어 저장되고, 스팀공급기(150)를 통하여 제1스팀관(112)에 고온의 스팀이 공급된다.

이어서 폐수저장조(100)의 하부로부터 폐수가 폐수공급펌프(101)에 의해서 제1열교환유니트(110)의 제1폐수관(111)으로 공급되어 하방향으로 흐르게 되며, 이때 제1스팀관(112)에 공급된 고온의 스팀에 의해서 제1폐수관(111)의 폐수가 가열되게 된다.

가열된 폐수는 제1침전조(113)내에서 일부가 증발되어 상등하게 되고 일부는 침전되게 되며, 침전된 폐수는 제1폐수순환펌프(130)에 의해서 제2폐수관(121)으로 공급된다.

또한 제1침전조(113)에 상등된 폐수 증기는 제1보조침전조(114)로 수집되게 되며, 제1보조침전조(114)에 수집된 증기중 일부는 응축되어 침전되게 되며 침전된 폐수는 제1침전조(113)에 침전된 폐수와 함께 제1폐수순환펌프(130)에 의해서 제2폐수관(121)으로 공급된다.

한편, 제1보조침전조(114)에 공급된 폐수 증기는 공급라인(115)을 통하여 제2스팀관(122)으로 공급되어서, 제2폐수관(121)을 흐르는 폐수를 재차 가열시키게 된다.

또한, 상기 제2스팀관(122)과 상기 스팀공급기(150) 사이에는 스팀공급기(150)의 스팀이 공급되는 제2공급라인(117)이 더 연결되어서 보다 고온으로 가열할 수 있도록 하였다.

상기 제2폐수관(121)에서 재차 가열된 폐수는 제2침전조(123)내에서 일부가 증발되어 상등하게 되고 일부는 침전되게 되며, 침전된 폐수는 제2폐수순환펌프(230)에 의해서 농축액저장조(300)로 공급된다.

또한, 제2침전조(123)에 상등된 폐수 증기는 제2보조침전조(124)로 수집되게 되고, 제2보조침전조(124)에 수집된 증기중 일부는 응축되어 침전되게 되며, 침전된 폐수는 제2침전조(123)에 침전된 폐수와 함께 제2폐수순환펌프(230)에 의해서 농축액저장조(300)로 공급된다.

한편, 제2보조침전조(124)에서 상등된 증기는 응축기(210)를 통하여 응축된다.

상기 농축액저장조(300)에 침전된 폐수 농축액들은 농축액이송펌프(301)를 통하여 농축액처리시설인 건조장치(미도시)에서 건조되고 압축되어 케이크화된다.

이때 농축액저장조(300)내의 농축액은 비중계(302)에 의해서 그 비중이 측정되며, 설정된 비중 이하의 상등수는 밸브(303)의 개방으로 폐수저장조(100)로 유입되어 순환되게 되며, 설정된 비중 이하는 고농도 농축액은 펌프(301)를 통하여 배출된다.

상술한 바와 같은 본 발명 폐수처리장치는 농축액저장조(300)내의 농축액이 비중계(302)에 의해서 제어되는 밸브(303)의 개폐로 폐수저장조(100)로 유입되는 고농도의 농축액의 유입을 차단시킴으로써, 폐수의 비점(沸點) 상승을 방지하여 증발효율을 향상시키며 열교환유니트의 폐수관 내 스케일을 최소화하여 폐수처리성능이 향상되도록 한다.

또한 본 발명 장치는 스팀공급기(150)의 스팀을 통하여 폐수를 가열시키고, 가열 증발된 폐수의 증기열을 이용하여 폐수를 재차 가열하여 증발시키는데 이용함으로써 에너지소비를 절감시킨다.

또한, 장치에 채용되는 제1,2열교환유니트(110)(120)를 상하로 길게 형성시킴으로써, 폐수가 중력에 의해 하방향으로 이동되면서 동시에 스팀열에 의해 가열되게 되며, 제1,2침전조(113)(123)에는 비중차에 의해 하부에는 농축폐수가 침전되게 되고 상부에는 폐수증기가 형성되도록 하여 증기와 농축폐수의 분리를 간편하게 한다.

도 1은 종래 폐수처리장치를 나타낸 개략도,

도 2는 본 발명 폐수처리장치를 나타낸 개략도이다.

Claims (2)

1. 응집제의 투여 또는 스크린을 통한 입자물질이 제거된 폐수를 처리하는 폐수처리장치에 있어서,

   상기 폐수가 저장되는 폐수저장조(100)와;

   상기 폐수저장조(100)로부터의 폐수를 가열하여 증기와 농축폐수로 분리시키는 분리수단과;

   상기 농축폐수를 저장하는 농축액저장조(300)와;

   상기 증기를 응축시키는 응축기(210)와;

   상기 농축액저장조(300)내의 농축액의 비중을 측정하는 비중계(302)와;

   상기 비중계(302)의 측정비중에 따라 상기 농축액저장조(300)와 상기 폐수저장조(100) 사이의 유로를 개폐시키며, 설정된 비중 이하의 상기 농축액저장조(300)내의 상등수가 상기 폐수저장조(100)로 유입되도록 개방되는 밸브(303)와;

   설정된 비중 이상의 상기 농축액저장조(300)내의 농축액을 배출시키는 농축액이송펌프(301);를 구비하고,

   상기 분리수단은 상하방향으로 길게 형성되고 그 상단부로부터 상기 폐수저장조(100)의 폐수가 공급되는 적어도 하나의 제1폐수관(111)과, 상기 제1폐수관(111)을 감싸는 제1스팀관(112)과, 상기 제1스팀관(112)의 내부에 가열원으로서 스팀을 공급시켜서 상기 제1폐수관(111)을 가열시키는 스팀공급기(150)를 구비하는 제1열교환유니트(110)와;

   상기 제1폐수관(111)의 하단부에 결합되어 상기 제1열교환유니트(110)로부터 가열된 폐수가 유입되는 제1침전조(113)와;

   상기 제1침전조(113)의 상부 부분에 발생된 상기 폐수의 수증기가 유입되는 제1보조침전조(114)와;

   상기 제1침전조(113) 및 제1보조침전조(114)의 하부 부분에 침전된 폐수가 공급되며 상하방향으로 길게 형성된 적어도 하나의 제2폐수관(121)과, 상기 제2폐수관(121)을 감싸며 상기 제1보조침전조(114)로부터의 폐수 수증기가 유입되어 상기 제2폐수관(121)을 가열시키는 제2스팀관(122)을 구비하는 제2열교환유니트(120)와;

   상기 제2폐수관(121)의 하단부에 결합되어 상기 제2열교환유니트(120)로부터 가열된 폐수가 유입되는 제2침전조(123)와;

   상기 제2침전조(123)의 상부 부분에 발생된 상기 폐수의 수증기가 유입되는 제2보조침전조(124);를 구비하여서,

   상기 제2침전조(123) 및 제2보조침전조(124)의 하부 부분에 침전된 폐수가 상기 농축액저장조(300)으로 이동되고, 상기 제2보조침전조(124)의 상부 부분에 발생된 증기가 상기 응축기(210)를 통하여 응축되어 배출되며,

   상기 제1스팀관(112)내의 스팀 및 진공압의 일부가 상기 제2스팀관(122)으로 공급되도록 공급라인(115)으로 연결되고,

   상기 제2스팀관(122)과 상기 스팀공급기(150) 사이에는 스팀공급기(150)의 스팀이 공급되는 제2공급라인(117)이 연결된 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
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