KR101169989B1 - 가성소다 재이용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가성소다 재이용장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 면섬유의 가공 중 머서화공정에서 사용되고 버려지는 가성소다폐수에서 분순물을 제거하고 순수 가성소다만 정제하여 다시 재이용할 수 있도록 한 가성소다 재이용장치를 제공한다.
이에 본 발명은 가성소다폐수배출관(B)의 폐수를 일정량 저장할 수 있는 폐수저장조(10)와, 상기 폐수저장조(10)는 통 내의 폐수를 교반할 수 있도록 한 교반장치(10a)가 포함구성되며, 상기 폐수저장조(10)의 폐수를 공급하기 위한 펌프(P)와, 상기 펌프(P)에 의해 공급되는 폐수에서 불순물을 여과하고 순수 가성소다를 정제하기 위한 복합여과막(20)과, 상기 복합여과막(20)은 전처리필터(21), UF필터(22), NF필터(23)가 순차적으로 연결구성됨을 포함하고, 상기 복합여과막(20)에 의해 정제된 가성소다를 일정량 저장할 수 있는 재생가성소다저장조(30)와, 상기 재생가성소다저장조(30)의 재생가성소다를 공급하기 위한 펌프(P)와, 상기 펌프(P)에 의해 공급되는 재생가성소다를 가성소다공급배관(A1)에 연결한 것을 특징으로 하는 가성소다 재이용장치를 제안한다.

Description

가성소다 재이용장치{Caustic soda Reutilization Device}

본 발명은 가성소다 재이용장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 면섬유의 가공 중 머서화공정에서 사용되고 버려지는 가성소다폐수에서 분순물을 제거하고 순수 가성소다만 정제하여 다시 재이용할 수 있도록 한 가성소다 재이용장치를 제공한다.

면섬유의 가공은 일반적으로 전처리 공정과 염색공정으로 나눠지고, 전처리공정은 다시 호발, 정련, 표백, 머서화공정으로 나뉘지며, 그 이후 염색공정이 시작된다.

상기의 전처리공정 중 호발, 정련, 표백 공정은 원단을 재직하는 공정에서 사용되는 불순물을 세척하는 공정이고, 제직된 섬유에 기능성을 부여하는 공정이 머서화공정이다.

상기의 머서화공정(실켓가공)은, 가성소다(수산화나트륨)에 면직물을 침지한 후, 장력을 줌으로써, 면직물에 광택과 염료의 침투력를 증강하고, 강력을 증가시키며 직물의 안정성을 부여하는 공정이다.

하지만, 상기 머서화공정에서 사용되는 버려지는 다량의 폐수는 가성소다에 의해 강염기를 가지는 고농도의 수질오염 유발물질이므로, 폐수처리를 위해서는 복잡한 처리과정과 비용이 많이 드는 문제점을 안고 있었다.

또한, 머서화공정에서 사용되는 가성소다는 고가의 유가자원으로써, 날로 그 비용이 증가하고 있는 실정이었다.

하여, 본 발명은 머서화공정에서 사용되고 버려지는 가성소다폐수에서 가성소다만 정제할 수 있게 함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 머서화공정에서 사용되고 버려지는 가성소다폐수를 복합여과막으로 정제한 것을 특징으로 한다.

상기의 복합여과막은, 전처리필터와, UF필터와, NF필터를 순차적으로 연결구성한 것을 특징으로 한다.

상기에서 복합여과막의 선단에 일정크기의 폐수저장조와, 펌프를 부가적으로 연결구성한 것을 특징으로 한다.

상기에서 폐수저장조는, 통 내의 폐수를 교반할 수 있는 교반장치가 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 된 본 발명은, 복합여과막에 의해 머서화공정에서 사용되고 버려지는 가성소다폐수에서 불순물을 여과하고 남은 순수 가성소다만 회수할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 복합여과막은, 전처리필터와, UF필터와, NF필터가 순차적으로 구성됨으로써, 가성소다폐수에 포함된 불순물에 대한 여과가 세밀하면서도 신속하게 처리되는 효과가 있다.

본 발명은 복합여과막의 선단에 폐수저장조와, 펌프가 부가적으로 연결구성됨으로써, 가성소다폐수를 복합여과막으로 일정의 유량과 압력으로 공급시켜 줄 수 있기 때문에 불순물의 여과가 안정적으로 이루어지는 효과가 있다.

본 발명은 폐수저장조에 교반장치가 구성됨으로써, 가성소다폐수에 포함된 불순물이 침전되지 않고, 전체적으로 혼합된 상태로 공급할 수 있기 때문에, 불순물이 한꺼번에 투입되거나, 전혀 투입되지 않는 등의 불균등현상의 없어 불순물의 공급이 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 폐수의 양을 근본적으로 줄임과, 동시에 환경오염발생율을 낮추고, 가성소다폐수에서 걸러낸 여과막만 폐기처리하면 되므로 폐기처리가 간단하고, 가성소다폐수에서 가성소다만를 회수하여 재이용할 수 있으므로 가성소다에 대한 소비량을 대폭 줄임과, 동시에 그 비용을 대폭 절감할 수 있어 경제적임은 물론, 전체적으로 생산단가를 대폭 낮출 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 머서화가공기의 간략도
도 2는 머서화가공기에 본 발명을 적용한 간략도
도 3은 본 발명의 예시도
도 4는 본 발명에서 처리수공급장치를 부가한 간략도
도 5는 본 발명에서 세정장치를 부가한 간략도
도 6은 본 발명에서 처리수공급장치 및 세정장치를 부가한 예시도
도 7은 본 발명에서 PH조절장치를 부가한 예시도
도 8은 본 발명에서 중간연결장치를 부가한 예시도 이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 예를 설명하면 다음과 같다. 다만 본 발명을 설명함에 있어 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 명칭 등으로 대체한다.

도1과 같이, 본 발명은, 머서화공정을 위해 장치되는 머서화가공기(가)를 적용대상으로 한다. 다만, 상기 머서화가공기(가)는 머서화전용가공기 내지 머서화공정을 위해 장치되는 모든 종류의 염색기를 포함한다.

상기 머서화가공기(가)는 적어도 가성소다를 일정량 저장할 수 있는 가성소다저장조(A)와, 상기 가성소다저장조(A)의 가성소다를 공급하기 위한 펌프(P)와, 상기 펌프(P)에 의해 공급되는 가성소다를 머서화가공기(가)의 내부로 투입하기 위한 가성소다공급배관(A1)이 구성되고, 상기 머서화가공기(가)의 일측에 머서화가공기(가) 내부로 공급되는 가성소다를 이용하여 머서화공정을 수행하면서 발생되는 폐수를 배출하기 위한 가성소다폐수배출관(B)이 구성되어 있는 머서화가공기(가)를 전제로 한다.

도2,도3와 같이, 본 발명은, 상기 머서화가공기(가)의 가성소다폐수배출관(B)에 연결되며, 상기 가성소다폐수배출관(B)의 폐수를 일정량 저장할 수 있는 폐수저장조(10)와, 상기 폐수저장조(10)는 통 내의 폐수를 교반할 수 있도록 한 교반장치(10a)가 포함구성되며, 상기 폐수저장조(10)의 폐수를 공급하기 위한 펌프(P)와, 상기 펌프(P)에 의해 공급되는 폐수에서 불순물을 여과하고 순수 가성소다를 정제하기 위한 복합여과막(20)과, 상기 복합여과막(20)은 전처리필터(21), UF필터(22), NF필터(23)가 순차적으로 연결구성됨을 포함하고, 상기 복합여과막(20)에 의해 정제된 가성소다를 일정량 저장할 수 있는 재생가성소다저장조(30)와, 상기 재생가성소다저장조(30)의 재생가성소다를 공급하기 위한 펌프(P)와, 상기 펌프(P)에 의해 공급되는 재생가성소다를 다시 머서화가공기(가)의 가성소다공급배관(A1)에 연결한 것을 특징으로 하는 가성소다 재이용장치를 제공한다.

본 발명의 가성소다 재이용장치(나)는, 도3과 같이 펌프(P)와 전처리필터(21)의 입수관(I) 사이에 유량측정센서(FI), 압력측정센서(PI), 개폐밸브(V)를 포함구성함이 바람직하다.

상기의 개폐밸브(V)는 폐수저장조(10)의 펌프(P)에 의해 공급되는 폐수의 유량 및 유압의 감안하여 공급하며, 이와 동시에 폐수저장조(10)의 펌프(P)의 동작을 제어되도록 함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명에서 지칭하는 가성소다폐수는 머서화폐수로써, 이 머서화폐수는 가성소다 이외에 다른 화학약품이 첨가되지 않은 특성이 있다.

하여, 머서화공정에 의한 불순물만 제거하고 나면 재생가성소다를 얻을 수 있는데, 상기의 불순물은 크게 머서화공정시 섬유표면에 부착되어 있는 염료와, 부유 이물질로 이루어져 있다.

본 발명에서 상기 불순물의 제거수단으로 복합여과막(20)을 제안하였으나, 여과막의 단순조합 또는 무분별한 여과막의 선정은 유기물에 의한 막의 오염과, 막의 수명단축을 초래함은 물론, 막의 분류(막의 구조, 제조방법, 공저의 크기와 분리물질, 모듈의 형태, 막의 재질)에 따라 막 교환 시 드는 비용이 상당히 고가여서 실효성을 거두지 못할 수도 있다.

하여, 본 발명에서는 적절한 여과막의 선택으로 실효성과 그 효율성을 극대화 되도록 함에 그 목적이 있다.

이에, 본 발명에서 제안하는 복합여과막(20)은 전처리필터(21)(섬유필터:Fiber-Filtration), UF필터(22)(한외여과법:Ultra-Filtration), NF필터(23)(나노여과법:Nano-Filtration)의 순차적 조합으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서 복합여과막(20)의 필터구분은 크게 막의 공경 크기에 따라 분류된 것으로, 상기의 전처리필터(21)는 최선단에 설치되어 머서화폐수에 포함된 큰입자 즉, 섬유표면에서 탈리되는 부유물질을 1차적으로 여과한다. 이는 후단에 설치되는 UF필터(22)와 NF필터(23)의 막의 손상을 방지하는 목적으로 설치된다. 그 다음에 설치되는 UF필터(22)는, 상기의 부유물질을 더욱 세밀하게 2차적을 여과하여 유기물을 투과하되 부유물질은 완전히 제거한다. 그 다음에 설치되는 NF필터(23)는, 머서화폐수에 포함된 용해상태의 불순물에 대한 분자나 이온을 분리해냄으로써, UF필터(22)에서 투과된 유기물에서 염료를 제거하여 맑은 투과액으로 되는 최종의 재생가성소다를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 예를 제안하면 다음과 같다.

도4와 같이, 본 발명에서 전처리필터(21)와 UF필터(22) 사이, 그리고 UF필터(22)와 NF필터(23)의 사이에 각자의 처리수저장조(40)와 펌프(P)를 연결한 공급장치(다)를 부가적으로 설치할 수도 있다.

이는, 도3의 경우와 비교하면, 최선단의 펌프(P)에 의해 공급되는 유량과 유압이 전처리필터(21)를 거친 다음에는 급격히 떨어져 일정의 유량과 유압을 달성할 수 없는 문제점을 야기할 수 있다.

하여, 도6와 같이, 필터와 필터 사이에 각자의 처리수저장조(40)와 펌프(P)를 부가적으로 설치하면, 각자의 처리수저장조(40)에서 선단에서 선처리한 폐수 처리수를 어느 정도 모아서 공급할 수 있기 때문에 UF필터(22)와 NF필터(23)로 공급되는 폐수의 유량과 유압을 일정하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

한편, 도5와 같이, 본 발명에서 UF필터(22)와 NF필터(23)의 입수관(I)을 파생하여 세정폐수저장조(60)를 설치하고, UF필터(22)와 NF필터(23)의 출수관(O)을 파생하여 세정액저장조(50)와, 펌프(P)를 연결한 세정장치(라)를 부가적으로 구성할 수 있다.

상기의 세정장치(라)는 필터의 여과방향과 반대로 이루어지는 역세정방법으로써, 필터에 과도한 이물질이 끼여 여과능력이 떨어지거나, 과도한 이물질로 인한 막의 오염, 손상, 등을 방지하기 위한 것으로, 막의 수명 및 막의 교체시기를 지연시켜 막에 대한 교체비용의 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

상기의 세정장치(라)를 더 구체적으로 설명하면, 도6과 같이, UF필터(22)와 NF필터(23)의 입수관(I)과 출수관(O)에 각각 "T"형 분계관(T)을 설치하고, 상기 입수관(I)은 분계관(T)의 입구와, 분계관(T)의 출구에 각각의 개폐밸브(V)를 설치하며, 상기 출수관(O)은 분계관(T)의 양측 출구에 각각 개폐밸브(V)를 설치한다.

그리고, 입수관(I)에는 분계관(T) 입구의 개폐밸브(V) 선단에, 출수관(O)에는 분계관(T) 선단에 총용존성물질농도측정센서(TDS)를 각각 설치한다.

그리고, 출수관(O)의 분계관(T) 출구에 세정액저장조(50)와, 펌프(P)를 연결하고, 입수관(I)의 분계관(T) 출구에 세정폐수저장조(60)를 연결한다.

상기 세정장치(라)의 작동방법은, 필터의 입/출구에 설치된 총용존성물질농도측정센서(TDS)의 값에서 산출된 여과율이 기준치 이하로 떨어졌을 때, 역세정을 실시하게 되며,

상기의 역세정은 입수관(I)과 출수관(O)의 정상적인 여과경로를 차단하고, 역세정경로를 개방한다.

즉, 입수관(I)의 분계관(T1) 입구에 위치된 개폐밸브(V1)와, 출수관(O)의 출구에 위치된 개폐밸브(V2)를 막아 정상적인 여과경로를 차단하고,출수관(O)의 입구에 위치된 개폐밸브(V3)와 입수관(I)의 출구에 위치된 개폐밸브(V4)를 열어서 역세정경로를 개방한다.

그 다음, 세정액저장조(50)의 세정액을 펌프(P)를 통해 일정의 유량과 유압으로 공급하면,

필터의 출수관(O)에서 입수관(I)으로 세정액이 역방향으로 투입되면서, 막의 선단에 끼인 이물질을 탈리할 수 있다.

이때, 막에서 탈리된 이물질은 세정폐수저장조(60)에 저장되도록 한다.

이렇게 하면, 머서화공정에서 발생되는 폐수의 양을 대폭 줄일 수 있음과 동시에 순수 이물질만 걸러낼 수 있으므로 폐수의 폐기처리를 효율적으로 수행할 수 있는 효과도 있다.

상기에서 세정장치(라)의 설치대상에서 전처리필터(21)가 배제된 이유는 분순물의 입자정도가 크고, 막의 교체비용이 UF필터(22)와 NF필터(23)에 비해 훨씬 싼 편이어서 세정하는 것에 비해 막을 교체하는 것이 더 효율적이기 때문이다.

한편, 도7과 같이, 본 발명에서 폐수저장조(10)에 PH측정센서(PH)를 설치하고, 폐수저장조(10)의 일측에는 PH조절제저장조(70)와, 펌프(P)를 연결한 PH조절장치(마)를 부가적으로 구성할 수도 있다.

상기의 PH조절장치(마)는 가성소다에 의한 폐수의 강염기로 인해 복합여과막(20)의 막 손상을 방지하기 할 수 있어 막의 수명을 오래 유지할 수 있는 효과가 있다.

상기의 PH조절장치(마)의 작동방법은, 폐수저장조(10)에 PH측정센서(PH)를 PH조절제저장조(70)와, 펌프(P)와 연동되도록 하여, 설정된 PH측정센서(PH)의 기준치를 초과하였을 때 PH조절제저장조(70) 펌프(P)의 자동가동에 의해 폐수저장조(10)의 PH가 자동으로 유지되도록 한다.

한편, 도8과 같이, 본 발명에서 상기의 공급장치(나)를 부가한 상태에서 UF필터(22)와 NF필터(23) 사이의 처리수저장조(40)에 색도측정센서(CS)를 설치하고, 처리수저장조(40)의 펌프(P) 출수관을 파생하여서 재생가성소다저장조(30)로 연결한 중간연결장치(사)를 부가적으로 구성할 수도 있다.

상기의 중간연결장치(사)는 UF필터(22)에서 염료가 거의 제거된 맑은 상태의 색도를 가지는 처리수를 얻을 경우, 염료제거를 위한 목적으로 설치되는 NF필터(23)의 처리공정을 배제할 수 있는 효과가 있다.

상기의 중간연결장치(사)의 작동방법은, 처리수저장조(40)의 펌프(P) 출수관에 분계관(T)을 설치하고, 분계관의 출구에 각각 개폐밸브(V)를 구성한 다음, 상기 개폐밸브(V)는 처리수저장조(40)의 색도측정센서(CS)에 의해 개방경로를 선택되도록 한다. (개방경로의 선택은 세정장치(라)와 동일한 방식임으로 생략함)

즉, 설정된 PH측정센서(PH)의 기준치를 초과하였을 때는 정상적으로 NF필터(23)의 처리공정을 거치도록 하고, 설정된 PH측정센서(PH)의 기준치를 초과하였을 때는 바로 재생가성소다저장조(30)로 공급되도록 한다.

본 발명은 상기와 같은 예를 설명하였지만 해당기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 예에 기재된 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 그리고 본 발명에서 제시한 도면은 예시도로 써 특징을 부각시키고자 도법에는 맞지 않을 수 있고 요지를 흐릴 수 있는 부분은 편의상 일부 삭제하였다.

가: 머서화가공기 A: 가성소다저장조
A1: 가성소다공급배관 B: 가성소다폐수배출관
나: 가성소다 재이용장치 10: 폐수저장조
10a: 교반장치 P: 펌프
20: 복합여과막 21: 전처리필터
22: UF필터 23: NF필터
30: 재생가성소다저장조 다: 처리수공급장치
40: 처리수저장조 라: 세정장치
50: 세정액저장조 60: 세정폐수저장조
I: 입수관 O: 출수관
T,T1,T2: 분계관 V,V1,V2,V3,V4: 개폐밸브
TDS: 총용존성물질농도측정센서 FI: 유량측정센서
PI: 압력측정센서 마: PH조절장치
70: PH조절제저장조 PHS: PH측정센서
사: 중간연결장치 CS: 색도측정센서

Claims (5)

1. 가성소다폐수배출관(B)의 폐수를 일정량 저장할 수 있는 폐수저장조(10)와; 상기 폐수저장조(10)는 통 내의 폐수를 교반할 수 있도록 한 교반장치(10a)와, 상기 폐수저장조(10)에 통 내의 폐수에 대한 PH정도를 감지할 수 있는 PH측정센서(PH)를 설치하고, 상기 PH측정센서(PH)의 설정 값에 따라 폐수저장조(10)로 PH조절제를 공급할 수 있는 PH조절제저장조(70)와, 펌프(P)를 연결설치한 PH조절장치(마)가 포함구성되고,
   상기 폐수저장조(10)의 폐수를 공급하기 위한 펌프(P)와, 상기 펌프(P)에 의해 공급되는 폐수에서 불순물을 여과하고 순수 가성소다를 정제하기 위한 복합여과막(20)과;
   상기 복합여과막(20)은 전처리필터(21), UF필터(22), NF필터(23)가 순차적으로 연결구성되되, 상기 전처리필터(21)와 UF필터(22)의 사이, 그리고 UF필터(22)와 NF필터(23)의 사이에 각자의 필터에서 폐수를 처리한 처리수를 일정량 저장할 수 있는 처리수저장조(40)와, 상기 처리수저장조(40)의 처리수를 차기 필터로 공급하기 위한 펌프(P)를 연결설치한 처리수공급장치(다)와, 상기 UF필터(22)와 NF필터(23)의 출수관(O)을 파생하여 필터의 여과능력이 떨어졌을 때 역세정으로 필터의 여과막을 세정할 수 있는 세정액저장조(50)와, 펌프(P)를 연결설치하고, 상기 UF필터(22)와 NF필터(23)의 입수관을 파생하여 역세정시 발생되는 세정폐수를 저장할 수 있는 세정폐수저장조(60)를 연결설치한 세정장치(라)가 포함구성되고,
   상기 복합여과막(20)에 의해 정제된 가성소다를 일정량 저장할 수 있는 재생가성소다저장조(30)와;
   상기 재생가성소다저장조(30)의 재생가성소다를 공급하기 위한 펌프(P)와,상기 펌프(P)에 의해 공급되는 재생가성소다를 가성소다공급배관(A1)에 연결한 것을 특징으로 하는 가성소다 재이용장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복합여과막(20)의 UF필터(22)와 NF필터(23) 사이의 처리수저장조(40)에 통 내의 처리수에 대한 색도의 정도를 감지할 수 있는 색도측정센서(CS)를 설치하고, 상기 처리수저장조(40)의 펌프(P) 출수관(O)을 재생가성소다저장조(30)에 연결되도록 파생하여서, 상기 색도측정센서(CS)의 기준 값에 따라 NF필터(23)를 거치지 않고, 바로 재생가성소다저장조(30)로 공급할 수 있도록 연결설치한 중간연결장치(사)가 포함구성됨을 특징으로 하는 가성소다 재이용장치.
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