KR101188726B1 - 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템 및 처리방법 - Google Patents

복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템 및 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원폐수로부터 암모니아성 질소를 제거하기 위한 폐수처리기술에 관한 것으로서, 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 진공증발농축기를 통해 원폐수를 진공 증발응축시켜 암모니아성 질소를 1차 제거하는 제1단계; 상기 제1단계를 거친 1차 처리수와 공기흡입이젝터를 통해 흡입 및 미세하게 분해하여 분사되는 외부 청정공기를 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 암모니아탈기탑 내에서 혼합하여 감압 탈기함으로써 암모니아가스와 공기를 분리해내 암모니아성 질소를 2차 제거하는 제2단계; 상기 2단계를 통해 감압 탈기된 암모니아가스와 공기를 응축 또는 1차 냉각시키는 제3단계; 상기 제3단계를 통해 응축 또는 1차 냉각된 공기는 저온 냉각에 의한 2차 냉각을 행하고 이와 동시에 암모니아가스는 냉동수에 의해 저온화된 용매에 용해시켜 암모니아수로 만들어 회수하는 제4단계; 상기 제4단계를 통해 저온 냉각시킨 공기는 황산액 또는 인산액과의 접촉을 통해 공기 중에 잔류하는 암모니아가스를 완전히 제거 후 외부 배출시키는 제5단계를 포함하는 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리방법 및 이를 수행할 수 있는 처리시스템을 기술적 특징으로 한다.

Description

복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템 및 처리방법{SYSTEM AND METHOD FOR ELIMINATING AMMONIA NITROGEN FROM WASTEWATER}
본 발명은 복합폐수 중에 고농도 암모니아성 질소가 함유된 폐수로부터 암모니아를 제거하기 위한 폐수처리기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐수에 함유된 고농도 암모니아성 질소의 제거효율을 높일 수 있으면서 안정적인 폐수 처리를 가능하게 하며 감압 탈기시 기존보다 공기주입량을 극히 최소화시켜 에너지절감 및 운전효율을 높일 수 있도록 한 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템 및 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 복합폐수는 처리가 곤란한 고농도의 오염물질이 많이 포함되는 있는 폐수로서, 암모니아성 질소 등 유해화학물질이 고농도를 유지한 채로 포함되어 있다.
종래 폐수에 함유된 암모니아성 질소 등 고농도 유해화학물질을 제거하는데 있어서는 크게 생물학적 처리방법과 물리화학적 처리방법으로 분류할 수 있는데, 물리화학적 처리방법에는 대하여 암모니아 탈기(Ammonia Stripping), 역삼투법, 파괴점 염소주입법, 선택적 이온교환수지법 등이 있으며, 생물학적 처리방법의 경우에는 미생물을 이용하는 방식 등이 있다.
하지만, 생물학적 처리방법에 있어서 고농도 암모니아성 질소를 함유한 폐수를 처리하는 경우에는 폐수가 미생물의 활동을 저해하는 독성물질로 작용하므로 오히려 처리효율을 저하시키는 문제점이 있었으며, 공간적 및 시간적 조건의 제약이 따르는 문제점 또한 있었다.
그리고, 물리화학적 처리방법에 있어서 선택적 이온교환수지법은 주로 저농도 암모니아 제거에 사용되고 있는데 이는 재생설비의 추가 공정이 필요하며, 2차 폐수발생의 문제점 및 전처리 비용이 높은 문제점이 있으며, 역삼투법의 경우에는 처리 효율은 비교적 높은 편이나 설치 및 운전비용이 높고 전처리 및 스케일에 대한 제한이 많은 문제점을 지니고 있으며, 파괴점 염소주입법은 약품비의 과다 및 오염물질인 THM(트리할로메탄) 생성 등의 문제점이 있어 소량 처리 및 저농도인 경우에 사용되고 있으며, 암모니아 탈기(Ammonia Stripping)법의 경우에는 온도 저하에 따른 효율 저하가 많고 폐수처리량 대비 공기주입량이 2,000~2,500배로 많아 대기오염 및 대기시설 과대화의 문제점을 안고 있다.
한편, 현재 복합폐수 처리공정에서는 상술한 폐수 처리방법 중에서 생물학적 처리, 암모니아 탈기법, 역삼투법이 주로 사용되고 있으나, 생물학적 처리의 경우 부하량의 급변 및 독성에 의한 미생물 관리의 어려움이 있으며, 암모니아 탈기법의 경우 과대한 공기의 사용으로 인해 대기오염의 위험성 및 폐수 온도와 농도에 따른 효율변화가 심한 문제점이 있으며, 역삼투법은 제거효율이 제한적이면서 2차 폐수의 유발 및 역삼투막의 오염 등으로 유지관리에 어려움이 존재하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점 등을 감안하여 안출된 것으로서, 진공증발농축기를 이용하여 복합폐수 중에 함유된 중금속과 무기오염물질 및 고농도 암모니아성 질소를 무기염의 형태로 1차 처리하고 1차 처리수를 감압상태에서 암모니아탈기탑과 공기흡입이젝터를 이용하여 공기주입량을 유입폐수량의 25~40배로 극히 최소화시킨 상태로 암모니아가스를 분리해내며 분리시킨 암모니아가스를 저온 냉각용매를 이용하여 암모니아수로 만들어 재이용할 수 있도록 한 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템 및 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 복합폐수 내의 암모니아성 질소를 제거함에 있어 높은 처리효율 및 이를 안정적으로 유지할 수 있도록 하며 자원을 회수하는 복합적인 효과를 구현할 수 있도록 한 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템 및 처리방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 있어 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템은, 원폐수가 유입 및 순환 처리되며 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 진공증발농축기를 구비하되, 열교환기를 통해 순환되는 원폐수에 열을 전달하게 하며 원폐수를 진공상태에서 증발 응축시켜 암모니아성 질소를 암모늄염으로 1차 제거한 1차 처리수를 만드는 진공증발농축처리부와; 상기 진공증발농축처리부로부터 증발응축 처리된 1차 처리수가 유입 및 순환 처리되며 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 암모니아탈기탑을 구비하되, 순환라인에 설치된 공기흡입이젝터를 통해 암모니아탈기탑의 내측 상부로 공기필터를 통해 여과시킨 외부 청정공기를 흡입 및 미세하게 분해하여 순환액과 함께 분사 처리함으로써 감압탈기를 통해 암모니아가스를 2차 제거하는 암모니아탈기부와; 상기 암모니아탈기부로부터 감압 탈기에 의해 분리된 암모니아가스와 공기가 유입되고 용매로 물이 채워지는 암모니아수회수탑을 구비하되, 냉각기를 통해 암모니아수회수탑에 채워진 용매의 저온화를 위한 냉동수를 공급되게 하여 암모니아수로 만들어 회수함과 동시에 공기는 냉각 처리하는 암모니아수회수부와; 상기 암모니아수회수부로부터 공기가 유입되고 물이 채워지는 잔류암모니아제거탑을 구비하되, 약품주입기를 통해 잔류암모니아제거탑의 내부로 황산액 또는 인산액을 투입하여 유입된 공기중에 잔류하는 암모니아가스를 완전히 제거하는 잔류암모니아제거부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리방법은, 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 진공증발농축기를 통해 원폐수를 진공 증발응축시켜 암모니아성 질소를 1차 제거하는 제1단계; 상기 제1단계를 거친 1차 처리수와 공기흡입이젝터를 통해 흡입 및 미세하게 분해하여 순환액과 함께 분사되는 외부 청정공기를 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 암모니아탈기탑 내에서 혼합하여 감압 탈기함으로써 암모니아가스와 공기를 분리해내 암모니아성 질소를 2차 제거하는 제2단계; 상기 2단계를 통해 감압 탈기된 암모니아가스와 공기를 응축 또는 1차 냉각시키는 제3단계; 상기 제3단계를 통해 응축 또는 1차 냉각된 공기는 저온 냉각에 의한 2차 냉각을 행하고 이와 동시에 암모니아가스는 냉동수에 의해 저온화된 용매에 용해시켜 암모니아수로 만들어 회수하는 제4단계; 상기 제4단계를 통해 저온 냉각시킨 공기는 황산액 또는 인산액과의 접촉을 통해 공기 중에 잔류하는 암모니아가스를 완전히 제거 후 외부 배출시키는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 복합폐수 내 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 것으로 암모니아제거효율을 높일 수 있으면서 고농도 암모니아성 질소를 함유한 폐수의 안정적인 처리 및 자원을 회수하여 재이용하는 복합적인 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 감압 탈기에 의한 암모니아성 질소의 제거시 여과되고 예열된 외부 청정공기를 이용하되 공기흡입이젝터를 통해 미세하게 분해된 공기를 혼합되게 하므로 기존에 비해 공기주입량을 극히 최소화시킨 상태로 암모니아성 질소를 제거할 수 있어 에너지절감 및 운전효율을 높일 수 있으며, 기존 암모니아성 질소 제거를 위한 폐수처리기술에 비해 대기오염 및 대기시설 과대화의 문제점을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템을 나타낸 계통도.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해 본 발명의 특징을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명에 의한 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템은 도 1에서 보여주는 바와 같이 진공증발농축처리부(100), 암모니아탈기부(200), 암모니아수회수부(300), 잔류암모니아제거부(400), 진공조절기(500)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 진공증발농축처리부(100)는 원폐수(복합폐수 중에 고농도 암모니아성 질소가 함유된 폐수)를 진공상태에서 증발 응축시켜 암모니아성 질소를 암모늄염으로 1차 제거한 1차 처리수를 만들기 위한 것으로서, 원폐수가 유입되며 진공조절기(500)에 의해 내부 진공도가 제어되는 진공증발농축기(110)와, 상기 진공증발농축기(110)로 유입되는 원폐수를 순환 처리하기 위한 제1순환펌프(120)와, 상기 제1순환펌프를 통해 순환되는 원폐수에 열을 전달시켜 증발응축효율을 증대시키기 위한 열교환기(130)와, 상기 진공증발농축기(110)에서의 진공증발농축 처리중에 발생되는 진공증발농축기 내의 농축폐수에 의한 pH 강하로 진공증발농축기(110)가 부식되는 것을 방지하기 위한 pH조정용 제1약품주입기(140)와, 상기 진공증발농축기를 통해 증발 응축시킨 1차 처리수(증발응축수)를 응축시켜 암모니아탈기부(200)로 유입처리하기 위한 진공응축기(150)로 구성할 수 있다.
이때, 상기 열교환기(130)는 스팀을 공급받아 진공증발농축기(110)로 순환되는 원폐수에 스팀 열을 제공함으로써 원폐수를 고온화시키는 작용을 하게 된다.
상기 암모니아탈기부(200)는 진공증발농축처리부(100)로부터 증발응축 처리된 1차 처리수를 유입받아 1차 처리수로부터 암모니아가스를 감압 탈기함으로써 암모니아성 질소를 2차 제거하는데 사용하기 위한 것으로서, 진공증발농축처리부(100)에서 증발응축 처리되어 암모니아성 질소가 1차 제거된 상태의 1차 처리수가 유입되며 진공조절기(500)에 의해 내부 진공도가 제어되는 암모니아탈기탑(210)과, 상기 암모니아탈기탑(210)에 유입된 1차 처리수의 pH 조정 및 유지에 사용하기 위한 제2약품주입기(220)와, 상기 제2약품주입기(220)를 통해 pH 조정된 1차 처리수를 강제 순환시키기 위한 제2순환펌프(230)와, 상기 암모니아탈기탑(210)의 내측 상부로 공기필터(250)를 통해 여과시킨 외부 청정공기를 흡입 및 미세하게 분해하여 순환액과 함께 분사 처리하기 위한 순환라인에 연결되는 공기흡입이젝터(240)와, 상기 암모니아탈기탑(210) 내에서 감압 탈기에 의해 분리된 암모니아가스와 공기를 냉각시켜 암모니아수회수부(300)로 유입처리하기 위한 제1냉각기(260)로 구성할 수 있다.
이때, 상기 공기흡입이젝터(240)는 외부 청정공기를 흡입 및 분사하여 1차 처리수에 극미세화된 공기를 접촉시킴에 의해 암모니아성 질소 제거를 위한 암모니아 감압 탈기를 가능하게 하는 것으로서, 이 공기흡입이젝터(240)에는 공기예열기(270)를 연결하여 예열된 공기를 공기흡입이젝터(240)측으로 공급함으로써 암모니아 감압 탈기의 효율을 더욱 증대시킬 수 있도록 구성함이 바람직하다 할 것이다.
여기서, 상기 제1 및 제2 약품주입기(140)(220)를 통해서는 가성소다를 주입하여 pH를 조정하게 된다.
상기 암모니아수회수부(300)는 암모니아탈기탑(210) 내에서 감압 탈기에 의해 분리된 암모니아가스와 공기를 유입받아 암모니아가스는 저온 용매를 이용하여 암모니아수로 만들어 회수함과 동시에 유입공기는 냉각 처리하기 위한 것으로서, 암모니아탈기탑(210) 내에서 감압 탈기에 의해 분리된 후 제1냉각기(260)를 거쳐 냉각 처리된 암모니아가스와 공기를 유입 받게 되며 내부 하측에 용매로 물이 채워지는 암모니아수회수탑(310)과, 상기 암모니아수회수탑(310)에 채워진 용매를 저온화시킴과 더불어 저온상태를 유지시키도록 냉동수를 공급하기 위한 제2냉각기(320)와, 상기 암모니아수회수탑(310) 내 생성되는 암모니아수를 순환 처리 및 회수된 암모니아수를 재이용시설로 이송 처리하는데 사용하기 위한 제3순환펌프(330)로 구성할 수 있다.
이때, 암모니아수회수탑(310) 내에는 냉동수의 공급 및 순환 처리되는 암모니아수를 분사 처리하기 위한 분사노즐(311)이 배치되고 이 분사노즐의 아래에 세라믹 또는 다양한 재질에 의한 내부충진층(312)을 배치함으로써 공기와 물 및 암모니아가스와의 접촉면적을 넓혀줄 수 있도록 구성함이 바람직한데, 더욱 바람직하기로는 분사노즐과 내부충진층의 구조를 2단 이상의 다단으로 형성시킴으로써 암모니아수의 회수효율을 보다 더 높일 수 있도록 한다.
상기 잔류암모니아제거부(400)는 암모니아수회수부(300)로부터 유입된 공기 중에 잔류하는 암모니아가스를 완전히 제거하여 대기오염을 방지하기 위한 것으로서, 암모니아수회수탑(310)에 사용된 공기가 유입되며 내부 하측에 물이 채워지는 잔류암모니아제거탑(410)과, 상기 잔류암모니아제거탑(410)의 내부로 황산액 또는 인산액을 투입하여 유입공기 중에 잔류하는 암모니아가스를 제거하기 위한 제3약품주입기(420)와, 상기 잔류암모니아제거탑(410) 내에서 물과 혼합된 황산액 또는 인산액을 순환 처리하기 위한 제4순환펌프(430)로 구성할 수 있다.
이때에도, 잔류암모니아제거탑(410) 내에는 황산액 또는 인산액의 투입 및 순환 처리되는 물과 혼합된 황산액 또는 인산액을 분사 처리하기 위한 분사노즐(411)이 배치되고 이 분사노즐의 아래에 내부충진층(412)을 배치함으로써 잔류암모니아 제거를 위한 공기와 황산액 또는 인산액 및 암모니아가스의 접촉면적을 넓혀줄 수 있도록 구성함이 바람직한데, 더욱 바람직하기로는 분사노즐과 내부충진층의 구조를 2단 이상의 다단으로 형성시킴으로써 잔류암모니아의 제거효율을 높일 수 있도록 한다.
상기 진공조절기(500)는 진공증발농축기(110)와 암모니아탈기탑(210) 내에 진공을 형성 및 진공상태를 조절할 수 있도록 함과 더불어 잔류암모니아제거부(400)를 통해 잔류암모니아가 제거된 공기를 외부 배출시키는데 사용하기 위한 것으로서, 진공 형성 및 제어를 통해 폐수처리에 따른 온도를 낮게 운전할 수 있도록 함으로써 에너지비용을 절감할 수 있도록 하기 위한 것이다.
또한, 상기 진공조절기(500)의 출구측에는 기수분리기(510)를 연결하여 외부 배출되는 공기 중 수분을 제거한 순수 공기만을 외부 배출되게 구성할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의한 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템의 작용 및 처리방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 고농도의 암모니아성 질소를 함유한 원폐수(복합폐수)를 진공증발농축기(110)로 유입시키고 제1순환펌프(120)를 통해 순환시키되 순환배관라인에 연결 설치된 스팀을 공급받는 열교환기(130)를 통해 열 전달시켜 진공증발농축기(110)로 유입되게 한다.
여기서, 진공증발농축기(110)는 진공조절기(500)에 의해 154mmHg~299mmHg(0 2057MPa~0.03983MPa)의 진공도를 유지하도록 제어되고 60~75℃의 포화온도를 형성하게 되며, 이러한 상태에서 유입되는 원폐수의 TDS(총용존고형물) 농도에 따라 90~98%를 진공증발 응축시켜 암모니아성 질소를 암모늄염으로 1차 제거한 1차 처리수를 만들고 나머지 2~10%의 농축액은 농축액배출펌프(101)를 통해 농축액저장조로 보내 별도 처리되게 한다.
이러한 진공증발농축과정을 통해서는 원폐수로부터 중금속과 무기오염물질 및 고농도 암모니아성 질소를 무기염의 형태로 1차 처리하여 제거하게 된다.
이때, 원폐수의 진공증발농축 과정에서 진공증발농축기(110) 내에 생성되는 농축폐수는 pH 강하가 일어나 산성화되는 경향을 보이게 되는데, 일정 이하로 산성화되면 진공증발농축기(110)가 부식되어 폐수 처리에 악영향을 미치므로 제1약품주입기(140)를 통해 가성소다를 진공증발농축기 내로 투입하여 진공증발농축기(110) 내 pH를 5~7범위로 유지되게 한다.
이렇게 진공증발농축기(110) 내에서 진공증발응축 처리된 1차 처리수는 진공응축기(150)를 거치면서 응축 처리된 후, 암모니아탈기탑(210)으로 유입된다.
이때, 1차 처리수는 원폐수 내 함유된 암모니아성 질소 농도의 80% 내외가 1차적으로 제거되고, pH는 농축폐수보다 상승하여 9~10범위를 형성하게 되며, 온도는 진공증발농축기(110) 내에 설정된 포화온도와 같은 60~75℃를 형성하게 된다.
암모니아탈기탑(210)으로 유입된 1차 처리수는 제2약품주입기(220)를 통해 암모니아탈기탑(210) 내로 가성소다를 투입하여 pH를 10~12범위로 유지되게 조정하게 되고, 이렇게 조정이 완료된 1차 처리수를 제2순환펌프(230)를 통해 강제 순환시키며, 공기흡입이젝터(240)에 의해 여과되고 예열된 외부 청정공기를 흡입 및 미세하게 분해시켜 암모니아탈기탑(210) 내에 순환액과 함께 분사하게 되는데, pH 조정되고 순환 처리되는 1차 처리수와 여과되고 예열된 외부 청정공기가 상호 접촉 및 혼합되면서 암모니아 탈기의 최적조건을 형성하게 되어 진공상태에서 감압 탈기에 의한 암모니아가스와 공기의 분리가 수행됨으로써 암모니아성 질소의 2차 제거가 이루어진다.
이때, 암모니아탈기탑(210)은 진공조절기(500)에 의해 154mmHg~299mmHg(0 2057MPa~0.03983MPa)의 진공도를 유지하도록 제어되고, 공기흡입이젝터(240)에 의해 흡입되는 공기의 양은 1차 처리수의 유입량 대비 25~40배의 최소량만 공급되어도 높은 효율을 발휘할 수 있으므로 기존 처리방식에 비해 흡입공기의 양을 크게 절감할 수 있게 되며, 암모니아탈기탑(210) 내로 유입된 1차 처리수 내 함유된 암모니아성 질소의 95% 이상을 처리할 수 있게 된다.
이렇게 암모니아성 질소가 2차에 걸쳐 제거된 2차 처리수는 제2순환펌프(230)를 통해 처리수저장조로 보내는 등 외부 배출되며, 암모니아탈기탑(210)에서 감압 탈기에 의해 분리된 암모니아가스와 공기는 제1냉각기(260)를 통해 1차 냉각 또는 응축시킨 후 용매로 물이 채워지고 제3순환펌프(330)를 통해 순환 처리되는 암모니아수회수탑(310)으로 유입된다.
암모니아수회수탑(310)으로 유입된 냉각 또는 응축상태의 암모니아가스는 제2냉각기(320)를 통해 공급되는 냉동수에 의해 저온 냉각된 용매 내로 유입 및 용해되어 암모니아수가 되면서 암모니아수로 회수 처리되는데 회수되는 암모니아수의 농도가 10~20% 정도가 되면 제3순환펌프(330)를 통해 암모니아수를 재이용시설로 이송시켜 재이용되게 하고, 공기는 냉동수에 의해 저온 냉각된 용매를 통해 저온 냉각시킨 후 잔류암모니아제거탑(410)측으로 유입되게 한다.
여기서, 암모니아수의 회수 농도를 높이기 위하여 저온의 용매가 요구되는데, 암모니아수회수탑(310) 내의 용매는 15℃ 내외의 온도를 유지하도록 냉동수를 공급함이 바람직하며, 이때 분사노즐(311)과 내부충진층(312)의 다단구조를 통해 저온의 용매와 암모니아가스를 충분히 접촉되게 하므로 암모니아수의 회수효율을 높일 수 있게 되며, 암모니아수회수탑(310)을 통해 저온 냉각시킨 공기는 미량의 암모니아가 존재하여 대기오염의 가능성을 지니고 있는 관계로 완벽한 제거를 위해 진공조절기(500)를 통해 잔류암모니아제거탑(410)측으로 이송 처리되게 한다.
잔류암모니아제거탑(410)으로 유입된 저온 냉각상태의 공기는 잔류암모니아제거탑의 상측방향으로 이동하게 되는데, 이때 제3약품주입기(420)를 통해 황산액 또는 인산액이 투입되고 제4순환펌프(430)를 통해 순환 처리되는 물과 혼합되며 순환 처리되는 물과 혼합된 황산액 또는 인산액을 잔류암모니아제거탑(410) 내 상부에서 분사노즐(411)을 통해 분사함에 의해 공기 중에 잔류하는 암모니아가스와 황산액 또는 인산액과의 화학적 결합을 유도함으로써 황산암모늄 또는 인산암모늄을 만듦으로써 공기중에 함유된 잔류 암모니아가스를 완전히 제거하게 되며, 이렇게 처리 완료된 공기는 진공조절기(500)를 통해 이송되어 외부로 배출되고, 잔류암모니아제거탑(410) 내에서 만들어지는 황산암모늄수용액 또는 인산암모늄수용액은 농도가 재이용사의 요구상태에 이르면 저장탱크로 이송 처리하여 재이용되게 한다.
이때, 잔류암모니아제거탑(410) 내에도 분사노즐(411)과 내부충진층(412)의 다단구조를 통해 미량의 암모니아가스를 갖는 공기와 물과 혼합된 황산액 또는 인산액을 충분히 접촉되게 하므로 잔류암모니아의 제거효율을 높일 수 있게 되며, 제3약품주입기(420)를 통해 투입되는 황산액 또는 인산액은 pH가 3~5범위를 유지되게 함으로써 공기중에 잔류하는 암모니아가스의 제거효율을 높이고 완전 제거할 수 있게 한다.
여기서, 잔류암모니아가스가 완전 제거된 후 외부로 배출 처리되는 공기는 기수분리기(510)를 통하여 공기중에 함유된 수분을 제거한 후 배출시킬 수도 있다 할 것이다.
100: 진공증발농축처리부 110: 진공증발농축기
130: 열교환기 140: 제1약품주입기
150: 진공응축기 200: 암모니아탈기부
210: 암모니아탈기탑 220: 제2약품주입기
240: 공기흡입이젝터 250: 공기필터
260: 제1냉각기 270: 공기예열기
300: 암모니아수회수부 310: 암모니아수회수탑
320: 제2냉각기 400: 잔류암모니아제거부
410: 잔류암모니아제거탑 420: 제3약품주입기
500: 진공조절기 510: 기수분리기

Claims (7)

  1. 원폐수가 유입 및 순환 처리되며 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 진공증발농축기를 구비하되, 열교환기를 통해 순환되는 원폐수에 열을 전달하게 하며 원폐수를 진공상태에서 증발 응축시켜 암모니아성 질소를 1차 제거한 1차 처리수를 만드는 진공증발농축처리부와;
    상기 진공증발농축처리부로부터 증발응축 처리된 1차 처리수가 유입 및 순환 처리되며 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 암모니아탈기탑을 구비하되, 순환라인에 연결된 공기흡입이젝터를 통해 암모니아탈기탑의 내측 상부로 공기필터를 통해 여과시킨 외부 청정공기를 흡입 및 미세하게 분해하여 순환액과 함께 분사 처리함으로써 감압탈기를 통해 암모니아성 질소를 2차 제거하는 암모니아탈기부와;
    상기 암모니아탈기부로부터 감압 탈기에 의해 분리된 암모니아가스와 공기가 유입되고 용매로 물이 채워지는 암모니아수회수탑을 구비하되, 냉각기를 통해 암모니아수회수탑에 채워진 용매의 저온화를 위한 냉동수를 공급되게 하여 암모니아수로 만들어 회수함과 동시에 공기는 냉각 처리하는 암모니아수회수부와;
    상기 암모니아수회수부로부터 공기가 유입되고 물이 채워지는 잔류암모니아제거탑을 구비하되, 약품주입기를 통해 잔류암모니아제거탑의 내부로 황산액 또는 인산액을 투입하여 유입된 공기중에 잔류하는 암모니아가스를 완전히 제거하는 잔류암모니아제거부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기흡입이젝터에는 공기예열기를 연결하여 예열된 공기를 공기흡입이젝터측으로 공급함으로써 암모니아 감압 탈기의 효율을 증대시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진공증발농축기와 암모니아탈기탑에는 각각 약품주입기를 연결 설치하여 농축폐수에 의한 pH 강하로 진공증발농축기가 부식되는 것을 방지하고 암모니아탈기탑에 유입된 1차 처리수의 pH를 조정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 암모니아수회수탑과 잔류암모니아제거탑에는 분사노즐과 내부충진층의 다단 구성을 각각 구비함으로써 암모니아수의 회수효율과 잔류암모니아의 제거효율을 높일 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리시스템.
  5. 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 진공증발농축기를 통해 원폐수를 진공 증발응축시켜 암모니아성 질소를 1차 제거하는 제1단계;
    상기 제1단계를 거친 1차 처리수와 공기흡입이젝터를 통해 흡입 및 미세하게 분해하여 분사되는 외부 청정공기를 진공조절기에 의해 내부 진공도가 제어되는 암모니아탈기탑 내에서 혼합하여 감압 탈기함으로써 암모니아가스와 공기를 분리해내 암모니아성 질소를 2차 제거하는 제2단계;
    상기 2단계를 통해 감압 탈기된 암모니아가스와 공기를 응축 또는 1차 냉각시키는 제3단계;
    상기 제3단계를 통해 응축 또는 1차 냉각된 공기는 저온 냉각에 의한 2차 냉각을 행하고 이와 동시에 암모니아가스는 냉동수에 의해 저온화된 용매에 용해시켜 암모니아수로 만들어 회수하는 제4단계;
    상기 제4단계를 통해 저온 냉각시킨 공기는 황산액 또는 인산액과의 접촉을 통해 공기 중에 잔류하는 암모니아가스를 완전히 제거 후 외부 배출시키는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1단계 및 제2단계에서는 진공증발농축기 및 암모니아탈기탑 내의 진공도를 154mmHg~299mmHg으로 형성되게 하고, 설정 포화온도는 60~75℃로 조절 및 유지되게 하는 것을 특징으로 하는 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1단계 및 제2단계에서는 가성소다를 각각 투입하여 진공증발농축기 내 pH를 5~7범위로 유지되게 하고 암모니아탈기탑에 유입된 1차 처리수의 pH를 10~12범위로 유지되게 하는 것을 특징으로 하는 복합폐수 중에 함유된 고농도 암모니아성 질소를 제거하기 위한 처리방법.
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