KR101889291B1 - 순차적 이온제거에 의한 폐수 처리 및 재활용 시스템 - Google Patents
순차적 이온제거에 의한 폐수 처리 및 재활용 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101889291B1 KR101889291B1 KR1020160132917A KR20160132917A KR101889291B1 KR 101889291 B1 KR101889291 B1 KR 101889291B1 KR 1020160132917 A KR1020160132917 A KR 1020160132917A KR 20160132917 A KR20160132917 A KR 20160132917A KR 101889291 B1 KR101889291 B1 KR 101889291B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- exchange resin
- wastewater
- cation exchange
- anion exchange
- anion
- Prior art date
Links
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims description 6
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title claims description 6
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 30
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 31
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 31
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- -1 phosphorus ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/02—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/048—Purification of waste water by evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/05—Conductivity or salinity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
본 발명은 폐수로부터 양이온을 제거하도록 양이온교환수지가 충진된 양이온교환장치; 상기 양이온교환장치를 통과한 폐수로부터 음이온을 제거하도록 음이온교환수지가 충진된 음이온교환장치; 상기 음이온교환장치의 음이온교환수지 재생과정에서 발생되는 재생수가 유입되어 케이크와 응축수를 배출하는 증발농축기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 및 재활용 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 각종 폐수의 처리에 있어 양이온 및 음이온의 순차적 처리에 의해 질산 및 인 이온 등 물속에 존재하는 음이온 등을 선택적으로 제거하여 질소제거 효율을 증대하고, 부하없이 운전 및 재생이 가능한 폐수 처리 및 재활용 시스템에 관한 것이다.
각종 폐수의 처리에 있어 처리수는 방류기준 등에 부합시키기 위해 고형물과 이온성물질들이 제거되어야 한다. 이와 같은 이온성물질들의 제거를 위해 다양한 폐수처리기술이 제시되고 있으며 일 예로 이온교환수지를 통해 이온성물질을 제거토록 하는 기술이 제시되고 있다. 그런데 종래에는 이러한 이온성물질의 제거를 위해 혼상식 이온교환수지장치를 사용하는 경우가 많았다. 이러한 장치를 통과하게 되면 중금속 산화물이나 이온성 물질들이 이온교환수지에 의해 제거되도록 하는 것이다.
그런데 이러한 혼상식 이온교환수지장치는 양이온교환수지와 음이온교환수지가 일거에 작용하도록 함에 따라 특히 질산(NO3-) 등 음이온형태로 존재하는 질소의 제거효율이 높지 않은 문제가 있을뿐더러 재생 폐액이 동시에 배출 됨으로써 재생폐액을 처리하는데 많은 문제가 있어 왔다
또한 혼상식 이온교환수지장치는 계속적인 운전에 의해 이온교환수지가 이온교환기능을 상실하게 되면 양이온교환수지는 황산이나 염산과 같은 강산으로 재생을 하게 되고, 음이온 교환수지는 가성소다와 같은 강알카리에 의하여 재생을 하게 된다. 상기한 과정에 따라 이온교환수지의 재생이 완료된 후 운전하는 과정에서 대두된 큰 문제점은 이온누출이다. 여기서, 이온누출이라 함은 재생설비에서 기능을 상실한 이온교환수지를 화학약품으로 처리하여 이온교환능을 재생시키는 단계에서 원하지 않는 화학약품과 반응을 한 일종의 오염된 수지로부터 발생하는 이온누출, 특히, 소듐이온(Na+)과 염소이온(Cl_)의 누출을 의미한다.
또한 이러한 혼상식의 경우 재생과정에서 발생되는 폐수의 처리를 위해 증발농축기가 사용되는데 양이온교환수지 및 음이온교환수지의 일괄 재생에 의한 폐수의 처리가 가능하여야 하므로 증발기의 용량을 크게 하여야 함에 따라 에너지면 등에 의해 비경제적인 문제와 스케일 발생에 따른 배관 세척 비용 증대와 증발 농축기의 스케일 오염에 따른 수명 단축등의 많은 문제가 대두되어 왔다.
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 이온의 순차적 처리에 의해 질소의 제거효율을 높이고, 파쇄된 이온교환수지의 혼입 및 동시 재생에 따라 2차적인 이온누출 등의 오염 문제를 제거하여, 부하 없이 운전 및 재생공정이 가능한 시스템을 제공하고자 함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐수 처리 및 재활용 시스템은, 폐수로부터 양이온을 제거하도록 양이온교환수지가 충진된 양이온교환장치 ; 상기 양이온교환장치를 통과한 폐수로부터 음이온을 제거하도록 음이온교환수지가 충진된 음이온교환장치; 상기 음이온교환장치의 음이온교환수지 재생과정에서 발생되는 재생수가 유입되어 케이크 상태의 슬러지와 응축수를 배출하는 증발농축기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 양이온교환장치의 전단에는 폐수로부터 이물질을 제거하기 위한 여과장치가 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 양이온교환장치 후단에는 폐수로부터 탄산을 제거하는 탈기장치가 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 양이온교환장치 또는 상기 음이온교환장치에는, 상,하로 복수의 챔버가 구획되며 각 챔버에는 양이온교환수지 또는 음이온교환수지가 충진되고 상,하 챔버 간은 여과망이 형성된 스트레이너에 의해 연통되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 음이온교환장치에는 전기전도도센서가 구비되어 재생수의 전기전도도를 측정하며, 상기 전기전도도센서에 의해 센싱된 값을 분석하여 상기 증발농축기 또는 웨이스트 폰드로 선택적으로 재생수를 유동시키는 제어부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 양이온교환장치 또는 상기 음이온교환장치에는, 상단부에 상, 하부를 구획하도록 메쉬가 형성된 구획판과, 상기 구획판을 관통하며 구동모터에 의해 회전력이 부과되고 상기 구획판 하부에서 복수의 교반봉이 돌출된 회전축이 포함되는 것을 특징으로 한다.
이에 더하여 상기 구획판 상부에는, 상기 회전축에 돌출되는 한쌍의 걸림단과, 상기 회전축의 직경보다 큰 내경을 가지며 내주연에 상기 걸림단에 대향하는 걸림홈이 형성되고 외주연에 복수로 돌출되는 타격바가 구성되는 클램프와, 상기 클램프 상,하면에 부착되며 상기 클램프의 두께와 동일한 마감링이 구성됨을 특징으로 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 폐수의 처리 및 재활용에 있어 양이온교환장치에 의한 양이온처리가 선행되도록 함으로써 후단에서 질산이온 등 음이온처리가 부하없이 더욱 효율적으로 이루어지도록 하여 폐수의 처리효율을 높이는 장점이 있다.
또한 상기와 같은 순차적 처리에 의해 파쇄된 이온교환수지의 혼입을 방지하여 이온누출 등의 문제를 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기와 같은 구조에 의해 음이온교환수지의 재생에서 발생되는 폐수의 처리가 스케일에 의한 부하없이 용이하게 이루어지도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 시스템을 나타내는 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 구성인 음이온교환장치의 일 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 구성인 음이온교환장치의 다른 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 4는 본 발명의 일 구성인 음이온교환장치의 또 다른 예를 나타내는 개략도이고,
도 5는 도 4에 도시된 음이온교환장치의 또 다른 예의 작동상태를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 구성인 음이온교환장치의 일 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 구성인 음이온교환장치의 다른 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 4는 본 발명의 일 구성인 음이온교환장치의 또 다른 예를 나타내는 개략도이고,
도 5는 도 4에 도시된 음이온교환장치의 또 다른 예의 작동상태를 나타내는 개략도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 폐수 처리 및 재활용 시스템(이하 "본 발명의 시스템"이라함)은 도 1에서 보는 바와 같이 각종 폐수로부터 양이온을 제거하도록 양이온교환수지가 충진된 양이온교환장치(4); 상기 양이온교환장치(4)를 통과한 폐수로부터 음이온을 제거하도록 음이온교환수지가 충진된 음이온교환장치(6); 상기 음이온교환장치(6)의 음이온교환수지 재생과정에서 발생되는 재생수가 유입되어 케이크와 응축수를 배출하는 증발농축기(7);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 각종 시설로부터 배출되는 폐수를 처리하여 방류토록 하는 시스템에 있어 양이온교환장치(4)에 의한 양이온의 선처리 후에 음이온교환장치(6)를 통해 음이온의 처리가 되도록 함으로써 부하없이 질산이온 등 음이온의 처리효율을 높일 수 있으며, 재생과정에서 상대적으로 고농도의 폐수를 양산하는 음이온교환장치(6)에만 증발농축기(7)가 도입되도록 하여 증발농축기(7)의 용량도 줄일 수 있게 되는 것이다.
상기 양이온교환장치(4)의 전단에는 여과장치(3)가 구성되어 후단에서 이온처리에 앞서 폐수에 포함된 이물질의 여과처리가 선행되도록 한다.
상기 여과장치(3)는 도 1에서 2개의 여과장치(31, 32)가 각각 구성된 예를 도시하고 있으나 이는 폐수에 혼입된 이물질의 량, 종류에 따라 여과장치의 수 및 여과장치의 종류를 선택적으로 구성할 수 있음은 당연하다.
이렇게 이물질이 제거된 폐수는 양이온교환장치(4)를 거치게 되는 것이다.
상기 양이온교환장치(4)는 내부에 공간이 형성되어 공간에 양이온교환수지가 충진된 수조형태로서 폐수는 상기 양이온교환장치(4)를 거치면서 Na+ 등 양이온이 제거되어 외부로 배출되도록 하는 것이다.
이렇게 양이온교환장치(4)는 계속적인 작동에 의해 양이온교환수지의 이온교환효율이 저하되는데 이를 방지하기 위해 양이온교환수지의 재생 공정이 수행되어야 한다. 양이온교환수지의 재생은 공지기술로서 황산이나 염산과 같은 강산으로 재생이 수행되어지는데 재생공정에서 재생수가 발생되는 바, 양이온교환장치(4)의 재생수는 다양한 처리가 가능하나 일반적으로 저농도폐수에 해당되어 도 1에서 보는 바와 같이 웨이스트 폰드(81)로 폐기토록 한다.
이렇게 양이온이 제거된 폐수는 상기에서 보는 바와 같이 음이온교환장치(6)를 거치도록 하나, 도 1에서는 음이온교환장치(6)의 전단에 탈기장치(5)가 구성되도록 하여 폐수로부터 탄산이 제거되도록 함으로써 후단 음이온교환장치(6)의 부하를 줄이도록 한다.
즉 양이온이 제거된 폐수로부터 상기 탈기장치(5)가 HCO3 - 등 탄산이 제거되도록 하여 후단의 음이온교환장치(6)에서는 질산(NO3 -) 등의 처리가 부하없이 집중적으로 이루어지도록 하여 결국 질산(NO3 -) 등의 처리효율을 배가시키도록 하는 것이다. 상기 탈기장치(5)는 다양한 공지기술이 존재하므로 그 설명은 생략한다.
상기 음이온교환장치(6)는 내부에 공간이 형성되어 공간에 음이온교환수지(61)가 충진된 수조형태로서 폐수로부터 음이온이 제거되도록 하는 것인데, 상기에서 언급한 바와 같이 상기 음이온교환장치(6)에서는 전단의 양이온교환장치(4) 및 탈기장치(5)의 처리에 의해 부하없이 질산(NO3 -) 등의 처리가 집중적으로 이루어지도록 하는 것이다.
음이온교환장치(6)의 경우도 계속적인 작동에 의해 음이온교환수지의 이온교환효율이 저하되는데 이를 방지하기 위해 음이온교환수지의 재생공정이 수행되어야 한다. 음이온교환수지의 재생은 공지기술로서 가성소다 등 강알카리로 재생이 수행되어지는데 재생공정에서 재생수가 발생되는 바, 음이온교환장치(6)의 재생수는 고농도폐수에 해당하는 경우가 많아 상기 증발농축기(7)에 의한 처리가 이루어지도록 하는 것이다.
상기 증발농축기(7)에 의해 음이온교환장치(6)의 재생수는 도 1에서 보는 바와 같이 슬러지 상태의 케이크, 응축수로 각각 배출되어 각각 용도에 맞게 처리가 가능하도록 한다. 특히 본 발명은 상기에서 본 바와 같이 양이온교환장치(4), 탈기장치(5) 및 음이온교환장치(6)를 순차로 거치면서 폐수의 처리가 가능하도록 하여 양이온교환장치(4)는 물론 음이온교환장치(6)에 있어 재생수의 처리량 부하도 감소하게 되므로 당연히 상기 증발농축기(7)에 있어 부하도 감소시킬 수 있게 되는 것이다.
여기서 증발농축기(7)는 다양한 공지기술이 존재하므로 그 설명은 생략한다.
도 2에서는 양이온교환장치(4) 또는 음이온교환장치(6)의 예를 도시하고 있는데, 도면에서는 음이온교환장치(6)의 예를 도시하고 있으나 양이온교환장치(4)의 경우도 본 실시 예가 적용될 수 있음은 당연하다. 이하에서는 음이온교환장치(6)를 예로 본 실시예를 설명한다.
본 실시 예의 음이온교환장치(6)는 도 2에서 보는 바와 같이 상,하로 복수의 챔버(68)가 구획되며 각 챔버(68)에는 음이온교환수지(61)가 충진되고 상,하 챔버(68) 간은 여과망이 형성된 스트레이너(681)에 의해 연통되는 것을 특징으로 한다.
도면에서 보는 바와 같이 폐수의 상향류식 재생 처리가 이루어지도록 하는 것으로 하부에서 유입된 폐수는 하부의 스트레이너(681)를 통해 첫 번째 음이온교환수지(61)가 충진된 챔버(681)로 유입되어 폐수로부터 음이온의 처리가 이루어지도록 하는 것이며 1차적으로 처리된 폐수는 스트레이너(681)를 통해 두 번째 음이온교환수지(61)가 충진된 챔버(681)로 유동하면서 폐수로부터 음이온의 처리가 이루어지도록 하는 것이다.
이렇게 음이온의 처리가 이루어진 폐수는 스트레이너(681)를 통해 최상단으로 유동하여 외부로 배출되도록 하는 것이다. 상향류식으로 유동하는 폐수는 상기 스트레이너(681)를 통과하면서 여과망에 의해 이물질이 제거되도록 하는 것이다. 이렇게 다단의 처리를 통해 음이온의 처리효율을 높이도록 하는 것이다.
한편 음이온교환장치(6)로부터 발생되는 재생수는 원수의 상태에 따라 저농도의 재생 폐수일 수 있는데 이 경우 저농도 폐수를 증발농축기(7)를 거치도록 하는 것은 에너지면에서 타당하지 않다.
이에 본 발명에서는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 음이온교환장치(6)에는 전기전도도센서(62)가 구비되어 재생수의 전기전도도를 측정하며, 상기 전기전도도센서(62)에 의해 센싱된 값을 분석하여 상기 증발농축기(7) 또는 웨이스트폰드(82)로 선택적으로 재생수를 유동시키는 제어부(63)가 포함되는 예를 제시한다.
즉 본 실시 예에서는 재생수의 농도를 전기전도도센서(62)에 의해 측정하여 이렇게 측정된 값에 의해 제어부(63)는 재생수가 고농도폐수라고 판단되면 밸브(도면번호 도시되지 않음)를 제어하여 재생수가 증발농축기(7)로 유입되도록 하여 처리하고, 재생수가 저농도폐수라고 판단되면 밸브(도면번호 도시되지 않음)를 제어하여 재생수가 웨이스트 폰드(82)로 유입되도록 하여 처리토록 하는 것이다. 웨이스트폰드(82)로 유입된 재생수는 도면에 도시된 바는 없으나 일반적인 폐수처리설비로 처리 후 방류 하거나, 일반적인 하수종말처리장으로 방류토록 하는 것이다.
여기서 제어부(63)는 기 설정된 임계치를 기준으로 전기전도도센서(62)에 의해 측정된 값과 대비 상기 밸브를 제어토록 하는 것이다.
한편 본 발명에서는 재생공정에서 이온교환수지로부터 흡착된 이물질의 탈리효율을 높이고, 파쇄된 이온교환수지를 재생된 이온교환수지와 분리되도록 하여 이온누출의 문제 등을 해결하기 위한 실시 예를 도 4에서 제시하고 있다.
도 4에서 제시하고 있는 실시 예는 상기 양이온교환장치(4) 또는 상기 음이온교환장치(6)(도 4에서는 음이온교환장치(6)만을 상정하고 있으나 이는 양이온교환장치(4)에도 적용됨)에 있어, 상단부에 상,하부를 구획하도록 메쉬(641)가 형성된 구획판(64)과, 상기 구획판(64)을 관통하며 구동모터(652)에 의해 회전력이 부과되고 상기 구획판(64) 하부에서 복수의 교반봉(651)이 돌출된 회전축(65)이 포함되는 예를 제시하고 있다.
상기 구획판(64)은 상기 음이온교환장치(6) 상단부에 구성되어 상기 음이온교환장치(6)를 상,하로 구획하는데 상기 구획판(64)에는 메쉬(641)가 형성된다. 운전과정 등에서 이온교환수지가 파쇄되는 경우 이러한 파쇄된 이온교환수지는 이온교환기능을 발현하지 못할 뿐 아니라 타 이온 등과 반응하여 다른 정상적인 이온교환수지의 기능도 방해하고 특히 이러한 파쇄된 양이온교환수지가 운전과정에서 음이온교환장치(6)로 유입되는 경우 이온누출 즉 음이온교환장치(6)에서 소듐이온(Na+) 등이 누출되어 재활용이 가능한 처리수의 배출을 방해하게 된다.
이러한 이유로 본 실시 예에서는 구획판(64)이 구성되도록 하여 재생공정에서 하부에 구성된 약품유입라인을 통해 약품이 투입되도록 하고 상부에 재생수 배출라인을 통해 재생수가 배출되도록 하되 상단부에 구획판(64)이 구성되어 파쇄된 이온교환수지 및 탈리된 이물질이 구획판(64)의 메쉬(641)를 통해 음이온교환장치(6) 상부로 유동되면서 상기 재생수배출라인을 통해 외부로 배출되어 탈리된 이물질과 함께 파쇄된 이온교환수지도 별도의 처리가 되도록 하는 것이다.
즉 구획판(64)의 구성으로 정상적인 이온교환수지와 파쇄된 이온교환수지를 재생공정에서 분리하게 되는 것이다.
이를 위해 상기 메쉬(641)는 당연히 각 이온교환수지의 입경보다 작아야 하는 것이다.
또한 본 실시 예에서는 재생공정에서 화학적 작용에 더하여 교반봉(651)의 타격에 의한 물리적 작용에 의해 이온교환수지로부터 이물질의 탈리효율을 더욱 높이도록 한 것이다. 또한 상기 교반봉(651)의 교반작용에 의해 이온교환수지로부터 탈리된 이물질이 플럭화 되는 것을 방지하여 상기 구획판(64) 또는 재생수배출라인의 폐색을 방지하는 것이다.
한편 본 발명의 시스템(1)의 재생공정에서 상방향으로 유동하는 탈리된 이물질 및 파쇄된 이온교환수지가 구획판(64)의 메쉬(641)에 침적되어 구획판(64)이 폐색되는 경우가 발생할 수 있다. 이에 본 발명에서는 재생공정시 구획판(64) 상부에서 기 탈리된 이물질 및 파쇄된 이온교환수지를 한 번 더 교반시킴으로써 재생수배출라인의 폐색을 방지함과 동시에 구획판(64)의 폐색시 자동적으로 메쉬(641)에 침적된 이물질 및 파쇄된 이온교환수지를 탈리시킴으로써 별도로 구획판(64)을 분리하여 세척하는 절차를 거칠 필요가 없는 실시 예를 도 5a 및 도 5b에서 제시하고 있다.
본 실시 예에서는 상기 구획판(64) 상부에 상기 회전축(65)에 돌출되는 한쌍의 걸림단(653)과, 상기 회전축(65)의 직경보다 큰 내경을 가지며 내주연에 상기 걸림단(653)에 대향하는 걸림홈(661)이 형성되고 외주연에 복수로 돌출되는 타격바(662)가 구성되는 클램프(66)와, 상기 클램프(66) 상,하면에 부착되며 상기 클램프(66)의 두께와 동일한 마감링(67)이 구성됨을 특징으로 한다.
본 실시 예에서 상기 회전축(65)에 형성되는 걸림단(653)은 상기 걸림홈(661)과 대향하도록 하여 상기 클램프(66)의 내경이 상기 회전축(65)의 직경보다 크게 구성되어도 상기 회전축(65)의 회전에 의해 상기 클램프(66)도 회전하도록 하는 것이다.
상기 클램프(66)는 내경의 걸림홈(661)에 상기 회전축(65)의 걸림단(653)이 내재된 상태에서 일체로 회전이 되도록 하는데 특히 상기 클램프(66)는 그 내경이 상기 회전축(65)의 직경보다 크게 구성하여 회전축(65)과 일체로 회전시도 편심이 걸려 회전축(65) 상에서 기울기가 변동토록 하는 것이다.
이렇게 클램프(66)와 회전축(65)의 일체로 회전시 클램프(66)에 편심이 걸려 회전축(65) 상에서 기울기가 변동토록 함에 따라 클램프(66)에서 돌출되는 타격바(662)는 회전축(65)에서 클램프(66)와 같이 기울기를 달리하며 회전하게 되어 구획판(64) 상부에서 이물질 및 파쇄된 이온교환수지를 입체적으로 분쇄하거나 구획판(64)을 타격하여 메쉬(641)으로부터 이물질 및 파쇄된 이온교환수지가 탈리되도록 하는 것이다.
상기 마감링(67)은 클램프(66)에 상,하로 부착되어 상기 클램프(66) 내경의 걸림홈(661)에 삽입된 상기 회전축(65)의 걸림단(653)이 클램프(66)로부터 탈리되는 것을 제어하는 것이다. 즉 클램프(66)를 회전축(65)에서 잡아주는 기능을 하는 것이다.
본 실시 예의 작동상태를 설명하면 도 5a는 클램프(66)가 회전축(65)에서 회전연동을 하되 타격바(662)가 구획판(64)을 타격하지 않으면서 회전연동을 하는 예를 도시한 것이다. 이 경우 상기 클램프(66)에서 돌출된 타격바(662)가 회전에 의해 구획판(64) 상부로 유입된 이물질 및 파쇄된 이온교환수지를 타격 및 교반하게 되어 분쇄효율을 높이게 되는 것이다. 특히 이러한 타격바(662)의 타격 및 교반과정에서 클램프(66)는 회전축(65)에서 편심을 받게 되는데 이러한 편심에 의해 타격바(662)는 더욱 입체적으로 회전연동이 되어 결국 구획판(64) 상부에서 이물질 및 파쇄된 이온교환수지의 분쇄효율을 배가시키게 되는 것이다.
도 5b의 경우는 회전축(65)의 회전에 따라 클램프(66)도 회전을 하게 되며 클램프(66)의 회전과정에서 클램프(66)는 회전축(65)과 편심이 작용하게 되고 이러한 편심에 의해 타격바(662)는 회전하면서 반복적으로 구획판(64)을 타격하게 되는 것이다. 즉 타격바(662)의 구획판(64) 타격에 의해 메쉬(641)에 침적된 이물질 및 파쇄된 이온교환수지가 탈리되는 것이며 이러한 작동과정에서 구획판(64)의 폐색을 방지하거나 해제시키도록 하는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
4 : 양이온교환장치 5 : 탈기장치
6 : 음이온교환장치 7 : 증발농축기
6 : 음이온교환장치 7 : 증발농축기
Claims (7)
- 폐수로부터 양이온을 제거하도록 양이온교환수지가 충진된 양이온교환장치;
상기 양이온교환장치를 통과한 폐수로부터 음이온을 제거하도록 음이온교환수지가 충진된 음이온교환장치; 및
상기 음이온교환장치의 음이온교환수지 재생과정에서 발생되는 재생수가 유입되어 슬러지 상태의 케이크와 응축수를 배출하는 증발농축기;를 포함하며,
상기 양이온교환장치 또는 상기 음이온교환장치는,
상,하로 복수의 챔버가 구획되어 나란히 연결되며 각 챔버별로 양이온교환수지 또는 음이온교환수지가 충진되고, 연결된 챔버 간에 여과망이 형성된 스트레이너가 설치되어 상호 연결된 챔버 간이 연통되며, 최하부에 위치하는 챔버로 폐수가 유입되어 상부 방향으로 이송되면서 최상부에 위치하는 챔버를 통해 배출되어, 폐수가 상부 방향으로 각 챔버를 이동하는 과정에서 순차적으로 이온을 처리하고 이물질을 여과시키며,
상단부에 상,하부를 구획하도록 메쉬가 형성된 구획판과, 상기 구획판을 관통하며 구동모터에 의해 회전력이 부과되고 상기 구획판 하부에서 복수의 교반봉이 돌출된 회전축를 포함하되,
상기 구획판 상부에는,
상기 회전축에 돌출되는 한쌍의 걸림단과, 상기 회전축의 직경보다 큰 내경을 가지며 내주연에 상기 걸림단에 대향하는 걸림홈이 형성되고 외주연에 복수로 돌출되는 타격바가 구성되는 클램프와, 상기 클램프 상,하면에 부착되며 상기 클램프의 두께와 동일한 마감링이 구성됨을 특징으로 하는 폐수 처리 및 재활용 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 양이온교환장치의 전단에는 폐수로부터 이물질을 제거하기 위한 여과장치가 구성됨을 특징으로 하는 폐수 처리 및 재활용 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 양이온교환장치 후단에는 폐수로부터 탄산을 제거하는 탈기장치가 구성됨을 특징으로 하는 폐수 처리 및 재활용 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 음이온교환장치에는 전기전도도센서가 구비되어 재생수의 전기전도도를 측정하며, 상기 전기전도도센서에 의해 센싱된 값을 분석하여 상기 증발농축기 또는 웨이스트 폰드로 선택적으로 재생수를 유동시키는 제어부가 포함되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 및 재활용 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160132917A KR101889291B1 (ko) | 2016-10-13 | 2016-10-13 | 순차적 이온제거에 의한 폐수 처리 및 재활용 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160132917A KR101889291B1 (ko) | 2016-10-13 | 2016-10-13 | 순차적 이온제거에 의한 폐수 처리 및 재활용 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180040947A KR20180040947A (ko) | 2018-04-23 |
| KR101889291B1 true KR101889291B1 (ko) | 2018-08-21 |
Family
ID=62088923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160132917A KR101889291B1 (ko) | 2016-10-13 | 2016-10-13 | 순차적 이온제거에 의한 폐수 처리 및 재활용 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101889291B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114798002A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-29 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种火力发电厂凝结水精处理系统节水回收方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007061683A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理方法及び装置 |
| JP2012192341A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Kurita Water Ind Ltd | ホウフッ化物含有液の処理方法 |
| JP2015054302A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 前澤工業株式会社 | 水処理装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09234466A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-09 | Kurita Water Ind Ltd | イオン交換装置および純水製造装置 |
| KR101289896B1 (ko) * | 2011-11-30 | 2013-07-24 | 주식회사 포스코 | 순수 제조 설비의 이온 교환 수지탑 |
| KR101564979B1 (ko) | 2013-11-20 | 2015-11-13 | 주식회사 에코원테크놀로지 | 자성체이온교환수지를 이용한 하폐수처리장치 |
-
2016
- 2016-10-13 KR KR1020160132917A patent/KR101889291B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007061683A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理方法及び装置 |
| JP2012192341A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Kurita Water Ind Ltd | ホウフッ化物含有液の処理方法 |
| JP2015054302A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 前澤工業株式会社 | 水処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180040947A (ko) | 2018-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8585906B2 (en) | Regeneration of ion exchange resin and recovery of regenerant solution | |
| US7255793B2 (en) | Methods for removing heavy metals from water using chemical precipitation and field separation methods | |
| CN106457238B (zh) | 离子交换工艺 | |
| KR100461764B1 (ko) | 폐수배출을 최소화하기 위한 방법 및 장치 | |
| KR20130135288A (ko) | 응집 방법 및 장치 | |
| KR20170030168A (ko) | 용존공기 부상법과 입상 산화철 공정을 결합한 해수 담수화 설비용 전처리 장치 | |
| US20120285888A1 (en) | Method for producing potable water and/or purifying water including the elimination of a target compound and filtration within a filter drum | |
| US20180273401A1 (en) | Contaminants Removal with Simultaneous Desalination Using Carbon Dioxide Regenerated Hybrid Ion Exchanger Nanomaterials | |
| EP1776190A1 (en) | Plug-flow regeneration process | |
| KR20120125323A (ko) | 슬러지 재순환을 단순화한 밸러스트 응집 및 침강식 물 처리 시스템, 및 이를 위한 방법 | |
| TWI483778B (zh) | Ion exchange device | |
| KR20210141429A (ko) | 방사성 오염토양 정화 방법 | |
| KR101889291B1 (ko) | 순차적 이온제거에 의한 폐수 처리 및 재활용 시스템 | |
| CN202415300U (zh) | 高速预处理水处理设备 | |
| US4387026A (en) | Ion exchange regeneration plant | |
| CN104529060A (zh) | 一种石油化工废水的高效处理系统 | |
| KR102200926B1 (ko) | 심해저 채광 잔재물 정화처리 시스템 및 방법 | |
| WO2009121093A1 (en) | Waste water treatment | |
| KR100452432B1 (ko) | 수처리시스템의 입자분리장치 | |
| RU2206520C1 (ru) | Способ очистки воды от растворенных и нерастворенных примесей | |
| US3386914A (en) | Process of removing a component from a fluid | |
| Anderson et al. | Colour and turbidity removal with reusable magnetite particles—V: Process development | |
| GB2380952A (en) | Regenerating filter media in situ | |
| JP5211432B2 (ja) | 懸濁物質及び色度成分を含んだ水の処理方法 | |
| JP2008149272A (ja) | 汚泥濃縮装置及びその洗浄方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |