KR101933825B1 - System for a disposal of a waste water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수 처리 시스템에 관한 것으로, 폐수에 함유된 이물질 중 적어도 이산화탄소와 칼슘이온을 분리하도록 제공되는 슬러리 스트리퍼부 및 상기 슬러리 스트리퍼부와 폐수라인 사이에 배치되고, 상기 슬러리 스트리퍼부의 내부에서 이산화탄소와 칼슘이온의 결정체 형성이 방지되도록, 상기 폐수라인을 통해 유입되는 이산화탄소와 칼슘이온을 사전에 반응시켜 결정체가 형성되도록 하는 결정화부를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면 칼슘이온과 이산화탄소를 사전 결정화시켜 스케일로서 쉽게 제거될 수 있는 칼사이트 구조로 생성하여, 폐수라인상에서 결정화됨으로 인한 폐수라인의 막힘 또는 파손 등을 방지할 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a wastewater treatment system, comprising a slurry stripper portion provided to separate at least carbon dioxide and calcium ions from foreign substances contained in wastewater, and a slurry stripper portion disposed between the slurry stripper portion and the wastewater line, And a crystallization unit that reacts carbon dioxide and calcium ions flowing through the wastewater line in advance to form crystals so as to prevent formation of crystals of calcium ions. According to the present invention, calcium ions and carbon dioxide are precrystallized It is possible to prevent clogging or breakage of the waste water line due to crystallization on the waste water line.
Description
본 발명은 폐수 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칼슘이온과 이산화탄소를 사전 결정화시켜 스케일로서 쉽게 제거될 수 있는 칼사이트(calcite) 구조로 생성하여, 폐수라인상에서 결정화됨으로 인한 폐수라인의 막힘 또는 파손 등을 방지할 수 있는 폐수 처리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a wastewater treatment system, and more particularly to a wastewater treatment system, which comprises calcium ion and carbon dioxide precrystallized to produce a calcite structure that can be easily removed as a scale to prevent clogging of the wastewater line due to crystallization on the wastewater line And the like.
폐수 처리 장치는 산업설비에서 배출되는 각종 이물질이 함유된 폐수를 정화처리하여 자연환경으로 배출하거나 또는 다시 리사이클링하여 산업용수로 제사용하는 시스템이다. The wastewater treatment system is a system for purifying wastewater containing various foreign substances discharged from industrial facilities and discharging the wastewater into a natural environment or recycling the wastewater into industrial water.
도 1에는 종래 폐수 처리 시스템의 한 예가 도시된다. 도 1에 도시된 시스템은 특히 이산화탄소와 칼슘이온이 많이 사용되는 산업설비에 배치되어 이러한 이물질들을 제거하는 구조를 가진다. 1 shows an example of a conventional wastewater treatment system. The system shown in FIG. 1 has a structure for removing such foreign substances by being disposed in an industrial facility in which carbon dioxide and calcium ions are frequently used.
도 1를 살펴보면, 종래 폐수 처리 시스템은 먼저 폐수 중에 함유된 이물질 중 이산화탄소가 상대적으로 다량 함유된 폐수가 흐르는 폐수라인(41)과 폐수 중에 함유된 이물질 중 칼슘이온이 상대적으로 다량 함유된 폐수가 흐르는 폐수라인(42)로 구성된 폐수라인(40)이 배치되고, 이 폐수라인(41,42)은 각각 베셀(vessel;31,34)에 연결된다. 1, the conventional wastewater treatment system includes a
즉 폐수라인(41)은 베셀(31)에 연결되어 이산화탄소가 다량 함유된 폐수를 보내고, 폐수라인(42)는 베셀(34)에 연결되어 칼슘이온이 다량 함유된 폐수를 보낸다. 이와 같이 이산화탄소와 칼슘이온을 각각 분리하여 별도의 베셀로 보내는 이유는 이산화탄소와 칼슘이온이 반응하여 결정화하는 것을 방지하기 위함이다. That is, the
만약 배관 중에서 이산화탄소(CO2)와 칼슘이온(Ca2 +)가 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)가 형성되면, 이러한 탄산칼슘 결정체는 축적되어 배관을 막아 폐수 설비 운용에 지장을 초래할 뿐만 아니라, 배관 파손으로 이어질 수 있다. 따라서 이산화탄소와 칼슘이온이 상호간에 반응하지 못하도록 분리하여 폐수처리를 하는 것이다. If calcium carbonate (CaCO 3 ) is formed by the reaction of carbon dioxide (CO 2 ) and calcium ions (Ca 2 + ) in the piping, such calcium carbonate crystals accumulate to block the piping, It can lead to breakage. Therefore, it is necessary to separate and treat wastewater so that carbon dioxide and calcium ions do not react with each other.
베셀(31,34)에 유입된 폐수는 일부는 베셀(31,34)의 상부를 통해 자연증발하여 가스배관(95,97)를 통해 송풍기(93)에서 냉각된 후 분류탱크(92)를 지나 외부(91)로 배출되고, 나머지 폐수는 베셀(31,34)의 하부를 통해 연결된 폐수배관(33,36)상에 배치된 펌프(32,35)에 의해 슬러리 스트리퍼(20)으로 유입된다. 분류탱크(92) 내부에는 송풍기(93)에 의해 액화되지 않은 이산화탄소 등의 기체와 송풍기(93)에 의해 액화된 물 등의 액체가 공존한다. Part of the wastewater flowing into the
슬러리 스트리퍼(20)에서는 상측에는 폐수배관(33)이 연결되어 있어 이산화탄소가 상대적으로 풍부한 폐수가 분사되고, 중간측에는 폐수배관(36)과 연결되어 있어 칼슘이온이 상대적으로 풍부한 폐수가 분사되게 된다. In the
이때 슬러리 스트리퍼(20)의 하측에는 스팀장치(25)에서 스팀이 공급되고, 이에 의해 이산화탄소가 증발하여 슬러리 스트리퍼(20)의 상단에 연결된 가스배관(96)를 통해 배출된다. 여기서 분류탱크(92)에 공존하는 액체 중 물은 다시 펌프(94)를 지나 슬러리 스트리퍼(20)의 상부로 유입되어 분사된다. 이에 의해 폐수는 희석된다.At this time, steam is supplied from the
그리고 칼슘이온은 슬러리 스트리퍼(20)의 하단에 연결된 배관으로 배출되어 펌프(27)에 의해 정화설비(28)로 이동하고 최종 정화된다. The calcium ions are discharged to the piping connected to the lower end of the
그런데, 종래 폐수 처리 시스템의 경우 이산화탄소와 칼슘이온을 분리하여 폐수를 처리하여 어느 정도는 결정화를 방지할 수 있었으나, 각각의 폐수라인(41,42)으로 공급되는 폐수에는 이산화탄소와 칼슘이온이 서로 조금씩 함유되어 있고, 슬러리 스트리퍼상에서도 완전히 분리되지 못하여 이산화탄소와 칼슘이온이 반응하여 아라고나이트(aragonite) 결정구조를 가지는 탄산칼슘 결정체가 생성되었다. 또한 배관상의 온도, 압력조건에 따라 칼슘이온이 전자를 얻어 칼슘덩어리가 되고, 이 또한 배관을 막는 한 요인이 되기도 한다. However, in the conventional wastewater treatment system, carbon dioxide and calcium ions can be separated to treat wastewater to some extent to prevent crystallization. However, the wastewater supplied to each
이는 설비의 배관에 축적되고 배관을 막아 정비비용에 적지않은 비용을 소비하게 하고, 청소로 인한 작업자의 작업부하를 발생시키고 있다. This accumulates in the piping of the equipment and blocks the piping, which consumes a considerable amount of the maintenance cost, and causes the work load of the cleaning worker.
본 발명은 상기와 같이 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 칼슘이온과 이산화탄소를 사전 결정화시켜 스케일로서 쉽게 제거될 수 있는 칼사이트 구조로 생성하여, 폐수라인상에서 결정화됨으로 인한 폐수라인의 막힘 또는 파손 등을 방지할 수 있는 폐수 처리 시스템을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a calcite structure that can be easily removed as a scale by precalcifying calcium ions and carbon dioxide, Thereby preventing clogging or breakage of the waste water line caused by the waste water.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 폐수 처리 시스템에 관한 것으로, 폐수에 함유된 이물질 중 적어도 이산화탄소와 칼슘이온을 분리하도록 제공되는 슬러리 스트리퍼부 및 상기 슬러리 스트리퍼부와 폐수라인 사이에 배치되고, 상기 슬러리 스트리퍼부의 내부에서 이산화탄소와 칼슘이온의 결정체 형성이 방지되도록, 상기 폐수라인을 통해 유입되는 이산화탄소와 칼슘이온을 사전에 반응시켜 결정체가 형성되도록 하는 결정화부를 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a wastewater treatment system comprising: a slurry stripper unit provided to separate at least carbon dioxide and calcium ions from foreign substances contained in wastewater; a slurry stripper unit disposed between the slurry stripper unit and the wastewater line, And a crystallization unit for causing the carbon dioxide and calcium ions flowing through the wastewater line to react with each other in advance so as to form crystals so that formation of crystals of carbon dioxide and calcium ions in the slurry stripper unit is prevented.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결정화부에서 생성되는 결정체는 칼사이트(calcite) 구조일 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the crystals generated in the crystallization part may be a calcite structure.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 폐수라인은 제1 폐수라인과 제2 폐수라인으로 구분되고, 상기 제1 폐수라인은 상기 제1 폐수라인보다 이산화탄소가 상대적으로 다량 함유된 폐수가 흐르는 라인이고 상기 결정화부에 연결되며, 상기 제2 폐수라인은 상기 제1 폐수라인보다 칼슘이온이 상대적으로 다량 함유된 폐수가 흐르는 라인이고 상기 결정화부상에서 상기 제1 폐수라인보다 하측에 연결될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the wastewater line is divided into a first wastewater line and a second wastewater line, wherein the first wastewater line is a line through which wastewater containing a relatively large amount of carbon dioxide is flowing than the first wastewater line, And the second wastewater line is a line through which wastewater containing a relatively larger amount of calcium ions flows than the first wastewater line and can be connected to the crystallization part below the first wastewater line.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결정화부에서 배출되는 배수라인은 제1 배수라인과 제2 배수라인으로 구분되고, 상기 제1 배수라인은 상기 결정화부의 상측에서 상기 슬러리 스트리퍼부의 상측에 연결되고, 상기 제2 배수라인은 상기 결정화부의 하측에서 상기 슬러리 스트리퍼부의 하측에 연결될 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the drainage line discharged from the crystallization section is divided into a first drainage line and a second drainage line, the first drainage line is connected to the upper side of the slurry stripper section from above the crystallization section, And the second drainage line may be connected to a lower side of the slurry stripper portion below the crystallization portion.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결정화부에서 결정화되지 않은 칼슘이온이 여과되도록, 상기 제2 배수라인상에 배치되는 여과부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the filtration unit may further include a filtration unit disposed on the second drain line so that the crystallized calcium ions are filtered by the crystallization unit.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 여과부는 2가 이온만을 여과하는 나노 여과막 또는 이온교환 여과막일 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the filtration unit may be a nanofiltration membrane or an ion exchange filtration membrane that filters only bivalent ions.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결정화부에서 생성된 결정체를 제거토록, 상기 결정화부의 하단에 배치되는 결정체제거부를 더 포함할 수 있다. In addition, the embodiment of the present invention may further include a determination system rejection disposed at the lower end of the crystallization unit to remove the crystals generated in the crystallization unit.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결정체제거부는 하이드로 사이클론 또는 필터 프레스일 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the decision rejection may be a hydrocyclone or a filter press.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 폐수라인 또는 상기 배수라인과 각각 연결되고, 상기 폐수라인 또는 상기 배수라인을 흐르는 폐수에 함유된 칼슘이온이 이온상태를 유지하도록 하는 산도조절부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the apparatus may further include an acidity adjusting unit connected to the wastewater line or the drain line, respectively, for allowing the calcium ion contained in the wastewater line or the wastewater flowing through the drain line to remain in an ionic state .
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결정화부의 상부 및 상기 슬러리 스트리퍼부의 상부에 각각 연결되고, 상기 결정화부 또는 상기 슬러리 스트리퍼부에서 배출되는 적어도 이산화탄소를 포함하는 기체가 제거되도록 제공되는 가스배출부를 더 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the apparatus further includes a gas discharging portion connected to the upper portion of the crystallizing portion and the upper portion of the slurry stripper portion, respectively, so as to remove at least gas containing at least carbon dioxide discharged from the crystallizing portion or the slurry stripper portion can do.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 슬러리 스트리퍼부의 하부에 연결되고, 상기 슬러리 스트리퍼부의 내부로 스팀을 분사하여 폐수에 함유된 이물질 중 적어도 이산화탄소는 증발되도록 하는 스팀공급부를 더 포함할 수 있다. Further, in an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a steam supply unit connected to a lower portion of the slurry stripper unit and spraying steam into the slurry stripper unit to evaporate at least carbon dioxide contained in the wastewater.
본 발명에 따르면, 칼슘이온과 이산화탄소를 사전에 반응시켜 응집력이 약하여 스케일로서 쉽게 제거될 수 있는 칼사이트 구조로 결정화시킴에 따라, 폐수라인의 배관 또는 정화장치 등의 내부에서 반응하여 결정화됨에 의해 폐수라인을 막거나 또는 파손하는 것을 억제할 수 있다. According to the present invention, since calcium ions and carbon dioxide are reacted in advance and crystallized into a calcite structure that can be easily removed as a scale due to weak cohesive force, the calcium ions are crystallized by reaction in a piping or a purifier of a wastewater line, It is possible to prevent the line from being blocked or broken.
또한, 사전 결정화 단계 이후에도 폐수 중에 함유된 칼슘이온을 2차적으로 제거하기 위해 나노 여과막(NF;Nano Filtration membrane), 2가 이온 제거용 이온교환 여과막(ion-exchange filtration membrane) 등을 폐수라인상에 장착하여 이산화탄소와의 결정화 비율을 낮춤으로써 폐수라인의 막힘 또는 파손 등을 방지할 수 있게 된다.After the pre-crystallization step, a NF membrane (NF membrane) and an ion-exchange filtration membrane (ion exchange filtration membrane) for removing secondary ions of the calcium ions contained in the wastewater are disposed on the wastewater line It is possible to prevent clogging or breakage of the wastewater line by lowering the crystallization ratio with carbon dioxide.
또한, 폐수라인에 국부적으로 pH 조절라인을 연결하여 칼슘이온이 덩어리지지 않고 이온상태를 유지하도록 함으로써 폐수라인이 칼슘결정에 의해 막히거나 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다. In addition, a pH adjustment line is locally connected to the wastewater line to prevent the calcium ion from being clogged or broken by the calcium crystals by keeping the ion state without lumping the calcium ion.
이는 궁극적으로 산업설비의 폐수 처리 설비의 수명 연장 및 정비 비용 절감을 가능하게 하고, 원활한 폐수 처리를 통해 환경오염 방지 및 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있게 된다.This ultimately enables the extension of the service life of the wastewater treatment facilities of the industrial facilities and the reduction of the maintenance costs, and the efficient treatment of environmental pollution and facility operation through smooth wastewater treatment can be achieved.
도 1은 종래 폐수 처리 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명인 폐수 처리 시스템의 실시예를 나타낸 도면.1 shows a conventional wastewater treatment system;
2 illustrates an embodiment of a wastewater treatment system of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 폐수 처리 시스템의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of a wastewater treatment system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명인 폐수 처리 시스템의 실시예를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an embodiment of a wastewater treatment system according to the present invention.
도 2를 참고하면 본 발명인 폐수 처리 시스템의 실시예는 폐수라인, 결정화부(300), 배수라인(500), 슬러리 스트리퍼부(200), 산도조절부(800) 및 가스배출부(900)를 포함하여 구성될 수 있다. 2, the embodiment of the wastewater treatment system of the present invention includes a wastewater line, a
먼저 상기 폐수라인(400)은 산업설비와 연결되고, 산업설비로부터 배출되는 폐수가 흐르는 배관 또는 설비장치일 수 있으며, 제1 폐수라인(410)과 제2 폐수라인(420)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 폐수라인(410)은 이산화탄소가 상대적으로 다량 함유된 폐수가 흐르는 라인일 수 있다. 즉 폐수에는 다양한 물질이 함유되어 있으며, 상기 제1 폐수라인(410)은 이중 다른 물질에 비해 이산화탄소가 상대적으로 많이 녹아있는 폐수가 흐르는 배관이나 설비장치일 수 있다. The
그리고 상기 제2 폐수라인(420)은 칼슘이온이 상대적으로 다량 함유된 폐수가 흐르는 라인일 수 있다. 역시 폐수에는 다양한 물질이 함유되어 있으며, 상기 제2 폐수라인(420)은 이중 다른 물질에 비해 칼슘이온이 상대적으로 많이 녹아있는 폐수가 흐르는 배관이나 설비장치일 수 있다. The
여기서 상대적이라는 의미는 상기 제1 폐수라인(410)을 흐르는 폐수의 이산화탄소 농도가 상기 제2 폐수라인(420)을 흐르는 폐수의 이산화탄소 농도 보다 높다는 의미로 해석될 수 있으며, 또한 상기 제2 폐수라인(420)을 흐르는 폐수의 칼슘이온 농도가 상기 제1 폐수라인(410)을 흐르는 폐수의 칼슘이온의 농도 보다 높다는 의미로 해석될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상대적이라는 의미는 후자로 해석될 수 있다. Here, the term 'relative' means that the carbon dioxide concentration of the wastewater flowing through the
다음 상기 제1 폐수라인(410)은 상기 결정화부(300)에 연결되고, 상기 제2 폐수라인(420)은 상기 결정화부(300)상에서 상기 제1 폐수라인(410)의 하측에 연결될 수 있다. The
상기 결정화부(300)는 상기 슬러리 스트리퍼부(200)와 상기 폐수라인(400) 사이에 배치되고, 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 내부에서 이산화탄소와 칼슘이온의 결정체 형성이 방지되도록, 상기 폐수라인(400)을 통해 유입되는 이산화탄소와 칼슘이온을 사전에 반응시켜 결정체가 형성되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. The crystallizing
여기서 상기 제1 폐수라인(410)은 상기 결정화부(300)를 구성하는 베셀(310)의 상부에 배치된 제1 분사노즐(320)과 연결되고, 상기 결정화부(300) 내부로 이산화탄소가 다량 함유된 폐수를 분사하게 된다. The
그리고 상기 제2 폐수라인(420)은 베셀(310)의 상부에 배치된 제2 분사노즐(330)과 연결되고, 상기 결정화부(300) 내부로 칼슘이온이 다량 함유된 폐수를 분사하게 된다. The
분사된 이산화탄소 및 칼슘이온이 함유된 폐수는 혼합부(350)에서 혼합되며 이산화탄소(CO2)와 칼슘이온(Ca2+)간의 결정작용이 발생하게 된다. 이에 따라 칼사이트 구조를 가지는 탄산칼슘(CaCO3) 결정체가 생성되게 된다. The wastewater containing the injected carbon dioxide and calcium ions is mixed in the mixing
종래에는 배관이나 설비장치 등에서 폐수가 흐르는 과정에서 이산화탄소와 칼슘이온간의 상호작용으로 아라고나이트(침상결정) 구조를 가지는 결정체가 임의적으로 생성되었다. 아라고나이트(aragonite) 구조는 단단하고 응집력이 강하여 결정체가 생성되는 경우 배관이나 설비장치 등의 내부에 축적되어 폐수의 흐름을 방해하거나 또는 배관이나 설비장치를 막게 된다. 이로 인해 폐수 처리가 원활하지 못하게 되고, 과도한 정비비용을 발생하게도 하였다. Conventionally, crystals having aragonite (needle-shaped crystal) structure are randomly generated by the interaction between carbon dioxide and calcium ions in the course of wastewater flowing in piping or equipment. The aragonite structure is hard and cohesive so that when crystals are formed, they accumulate inside the piping or equipment, obstructing the flow of the wastewater or blocking the piping or equipment. As a result, the wastewater treatment is not smooth and excessive maintenance costs are incurred.
본 발명의 실시예에서는 이러한 임의적인 결정화 현상을 방지하기 위해 상기 슬러리 스트리퍼부(200)로 폐수를 유입하기 전에 미리 특정 구조를 가지는 결정체로 생성시키는 것이다. 즉 상기 혼합부(350)에서 칼사이트 구조를 생성하는 적정 온도, 압력 조건상태에서 이산화탄소 및 칼슘이온을 반응시켜 칼사이트(육방결정) 구조를 가지는 탄산칼슘 결정체를 생성하는 것이다. 대체로 반응성을 높이기 위해 고온, 고압 상태일 수 있다. In the embodiment of the present invention, the
이러한 칼사이트 결정구조는 아라고나이트 결정구조에 비해 조직이 크고 구상형 구조로 되어 있어서 응집력이 약하여 쉽게 부스러지는 경향이 강하다. 참고로, 아라고나이트의 경우 굳기는 3.5~4 정도이고 비중은 2.9 정도이며, 칼사이트의 경우 굳기는 3 정도이고 비중은 2.6~2.8 정도이다. 즉 칼사이트 구조가 아라고나이트 구조에 비해 굳기 정도가 낮은 것을 알 수 있다. The calcite crystal structure has a larger structure and spherical structure than the aragonite crystal structure, and has a weak cohesive force and tends to be easily broken. For reference, aragonite has a hardness of about 3.5 to 4, a specific gravity of 2.9, a hardness of about 3 and a specific gravity of 2.6 to 2.8. That is, the calcite structure is lower than that of the aragonite structure.
이제 칼사이트 결정구조를 가진 탄산칼슘 결정체가 생성되면, 이는 비중에 의해 상기 혼합부(350)의 하측으로 침전하게 된다. 상기 혼합부(350)의 하측에는 필터(370)이 배치되어 있으며, 필터(370)에 의해 필터링된 탄산칼슘 결정체는 결정체제거부(700)로 제거되게 된다. When a calcium carbonate crystal having a calcite crystal structure is produced, it precipitates to the lower side of the mixing
상기 결정체제거부(700)는 상기 결정화부(300)와 연동되며, 하이드로 사이클론(hydro cyclone) 또는 필터 프레스(filter press) 방식을 통해 탄산칼슘 결정체를 축출하고 제거하게 된다. The
다음으로 상기 배수라인(500)은 상기 결정화부(300)와 연결되고 상기 결정화부(300)에서 배출되는 폐수를 상기 슬러리 스트리퍼부(200)로 흐르도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 배수라인(500)은 제1 배수라인(510)과 제2 배수라인(530)으로 구분될 수 있으며, 우선 상기 제1 배수라인(510)은 상기 결정화부(300)의 상측에서 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 상측에 연결될 수 있으며, 상기 제2 배수라인(530)은 상기 결정화부(300)의 하측에서 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하측에 연결될 수 있다. The
구체적으로 상기 제1 배수라인(510)은 상기 결정화부(300)를 구성하는 상기 혼합부(350)의 상부에 연결되어 상기 제2 배수라인(530)을 흐르는 폐수보다 상대적으로 이물질이 적게 함유된 폐수가 흐르는 배관일 수 있다. 특히 반응되지 않은 칼슘이온이 상대적으로 적게 함유되어 있을 수 있다. 상기 제1 배수라인(510)상에는 펌프(520)이 배치되어 상기 슬러리 스트리퍼부(200)로의 폐수 흐름을 원활하게 할 수 있다. Specifically, the
그리고 상기 제2 배수라인(530)은 상기 결정화부(300)를 구성하는 필터(370)의 하단에 연결되어 상기 제1 폐수라인(410)을 흐르는 폐수보다 상대적으로 이물질이 다량 함유된 폐수가 흐르는 배관일 수 있다. 특히 반응되지 않은 칼슘이온이 상대적으로 많이 함유되어 있을 수 있다. 이러한 상기 제1 폐수라인(410)과 상기 제2 폐수라인(420)간의 정화 정도의 차이는 이물질이 중력에 의해 침전되는 경향에 기인할 수 있다. 상기 제2 배수라인(530)상에도 펌프(540)이 배치되어 상기 슬러리 스트리퍼부(200)로의 폐수 흐름을 원활하게 할 수 있다. The
다시 도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 배수라인(530)상에 여과부(600)가 추가적으로 배치될 수 있다. 상기 여과부(600)는 상기 결정화부(300)에서 결정화되지 않은 칼슘이온을 제거하는 기능을 하게 된다. 이러한 상기 여과부(600)는 2가 이온만을 여과하는 나노 여과막(NF;Nano Filtration membrane), 이온교환 여과막(ion-exchange filtration membrane) 등으로 구현될 수 있다.Referring again to FIG. 2, in the embodiment of the present invention, the
즉 칼슘이온(Ca2 +)이 2가 이온임에 따라 2가 이온 반응물질을 함유하여 상기 여과부(600)를 구성함으로써, 2차적으로 칼슘이온을 제거하는 것이다. 이는 상기 제2 배수라인(530)을 타고 상기 슬러리 스트리퍼부(200)로 유입되는 폐수 중에 칼슘이온 농도를 더욱 낮출 수 있어 임의적 결정체 생성 비율을 보다 억제할 수 있다. That is, the calcium ion (Ca 2 + ) is a bivalent ion, and the bivalent ion reaction material is contained in the
다음 상기 슬러리 스트리퍼부(200)는 폐수에 함유된 이물질 중 적어도 이산화탄소와 칼슘이온을 최종적으로 분리토록 제공될 수 있다. 여기서 상기 제1 배수라인(510)은 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 상측에 배치된 분사노즐(220)에 연결되어 폐수가 분사되고, 상기 제2 배수라인(530)은 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하측에 배치된 분사노즐(230)에 연결되어 폐수가 분사된다. Next, the
이때 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하부에는 스팀공급부(250)가 연결될 수 있다. 상기 스팀공급부(250)는 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 내부로 고온의 스팀을 분사하여 폐수에 함유된 이물질 중 적어도 이산화탄소는 증발되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 즉 상기 결정화부(300)에서 반응하지 않고 남은 이산화탄소는 상기 스팀공급부(250)에서 공급된 고온 스팀이 확산노즐(240)에서 분사되면 접촉증발하여 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 상부로 이동하게 된다. 물론 이산화탄소외에 함께 증발한 물도 포함될 수 있다. At this time, a
그리고 상기 결정화부(300)에서 반응하지 않은 칼슘이온 또는 본 발명의 실시예에서 상기 여과부(600)에서 여과되지 않고 남은 칼슘이온은 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하부로 폐수와 함께 이동하게 된다. 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하부는 배관을 통해 정화부(280)와 연결되어 있고, 상기 정화부(280)에서 최종적으로 각종 이물질이 정화되어 외부로 배출되게 된다. 여기서 상기 정화부(280)를 거친 정화수는 다시 정화수공급부(290)를 거쳐 상기 결정화부(300)의 제3 분사노즐(340)으로 공급될 수 있다. 이 경우 정화수는 상기 제1 폐수라인(410)과 상기 제2 폐수라인(420)에서 유입되는 폐수와 섞여 폐수 중 이물질의 농도 또는 이산화탄소 및 칼슘이온 농도를 희석시킬 수 있다. The unreacted calcium ions in the crystallizing
다음으로 상기 가스배출부(900)는 상기 결정화부(300)의 상부 및 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 상부에 각각 연결되고, 상기 결정화부(300) 또는 상기 슬러리 스트리퍼부(200)에서 배출되는 적어도 이산화탄소를 포함하는 기체가 제거되도록 제공될 수 있다. The
구체적으로 상기 결정화부(300)의 상부는 제1 가스라인(950)으로 분류탱크(920)과 연결되어 있고, 상기 결정화부(300)에서 반응과정 중 일부 기화된 이산화탄소, 수증기 등의 기체가 상기 제1 가스라인(950)를 거쳐 상기 분류탱크(920)에 저장될 수 있다. Specifically, the upper part of the crystallizing
그리고 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 상부는 제2 가스라인(960)으로 상기 분류탱크(920)와 연결되어 있고, 상기 슬러리 스트리퍼부(200) 내부에서 상기 스팀공급부(250)에 의해 분사된 고온스팀으로 인해 기화된 이산화탄소, 수증기 등의 기체가 상기 제2 가스라인(960)를 거쳐 상기 분류탱크(920)에 저장될 수 있다.The upper part of the
이때 상기 제1 가스라인(950)과 상기 제2 가스라인(960) 및 상기 분류탱크(920)으로 연결되는 라인상에는 송풍냉각부(930)이 배치될 수 있으며, 상기 송풍냉각부(930)에 의해 수증기는 냉각되어 액체상태가 될 수 있다. 이산화탄소는 대기압(1기압)하 액화온도는 -78.5℃이므로, 송풍냉각부(930)의 팬 작동만으로는 액화되지 않는다. 이러한 액체상태의 물도 상기 분류탱크(920)로 유입된다. At this time, an
그리고 상기 분류탱크(920)의 상부는 대기(910)과 연결되어 있고, 상기 분류탱크(920)의 하부는 배관을 통해 다시 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 상측에 연결되어 있다. 이산화탄소는 상기 분류탱크(920)의 상부를 통과하여 대기(910)으로 배출되고, 물은 상기 분류탱크(920)의 하부를 통과하여 펌프(940)에 의해 사익 슬러리 스트리퍼부(200)의 상측으로 다시 공급되게 된다. 이후 분사노즐(210)으로 분사되어 폐수를 회석시키는데 사용될 수 있다. The upper part of the
다음으로 상기 산도조절부(800)는 상기 폐수라인(400) 또는 상기 배수라인(500)과 각각 연결되고, 상기 폐수라인(400) 또는 상기 배수라인(500)을 흐르는 폐수에 함유된 칼슘이온이 이온상태를 유지하도록 제공될 수 있다. 물론 반드시 칼슘이온에만 한정되는 것은 아니며, 적용환경에 따라 다른 물질의 이온상태 유지를 위해 적용될 수도 있다. The
구체적으로 상기 산도조절부(800)의 산공급부(810)에서 황산, 염산, 질산 등으로 희석된 산성액을 펌프(820)로 각각의 산공급배관으로 공급할 수 있다. 먼저 제1 산공급배관(830)은 상기 제1 폐수라인(410)과 연결될 수 있다. 제어밸브에 의해 산성액은 상기 제1 폐수라인(410)에 공급 또는 차단될 수 있다. 그리고 상기 제2 산공급배관(940)은 상기 제2 폐수라인(420)과 연결될 수 있다. 역시 제어밸브에 의해 산성액은 상기 제2 폐수라인(420)에 공급 또는 차단될 수 있다. Specifically, the acidic solution diluted with sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, or the like can be supplied to each of the acid supply pipes by the
또한 제3 산공급배관(860)은 상기 제1 배수라인(510)과 연결될 수 있으며, 상기 결정화부(300)에서 배출된 폐수 중 칼슘물질의 이온상태를 유지하도록 할 수 있다. 그리고 제4 산공급배관은 상기 제2 배수라인(530)과 연결될 수 있으며, 상기 결정화부(300)에서 배출된 폐수 중 칼슘물질의 이온상태를 유지하도록 할 수 있다. The third
이러한 상기 제3 산공급배관(860) 및 상기 제4 산공급배관(850)은 바이패스 제어밸브에 의해 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하단 연결배관에 연결될 수 있다. 이는 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하부를 통해 배출되는 폐수 중 함유된 칼슘물질이 이온상태를 유지하도록 하기 위함이다. 바이패스 제어밸브에 의해 산성액은 상기 슬러리 스트리퍼부(200)의 하단 연결배관에도 선택적으로 공급될 수 있다. The third
즉 상기 산도조절부(800)는 이산화탄소와 반응하지 않고 폐수 중 남아있는 칼슘이온이 칼슘덩어리로 고체화되지 않도록 배관상의 pH를 일정하게 유지하는 기능을 한다. 이때 배관상의 pH는 약 5.5~6.5일 수 있다. That is, the
본 발명의 실시예는 상기와 같은 구성 및 작동과정을 통해 칼슘이온과 이산화탄소를 사전 결정화시켜 스케일로서 쉽게 제거함과 동시에 결정화되지 않은 칼슘물질은 이온상태를 유지하도록 pH를 조절함으로써, 폐수 처리의 배관이나 설비장치 등에서 막힘이나 파손을 억제할 수 있는 효과가 있게 된다.In the embodiment of the present invention, calcium ions and carbon dioxide are precalculated and removed as a scale through the above-described constitution and operation, and the uncrystallized calcium material is adjusted to maintain the ionic state, It is possible to suppress the clogging and breakage in the equipment and the like.
이상의 사항은 폐수 처리 시스템의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.The above description is only a specific example of the wastewater treatment system.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.Therefore, it should be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. do.
100:폐수 처리 시스템 200:슬러리 스트리퍼부
250:스팀공급부 280:정화부
300:결정화부 370:필터
400:폐수라인 410:제1 폐수라인
420:제2 폐수라인 500:배수라인
510:제1 배수라인 530:제2 배수라인
600:여과부 700:결정체제거부
800:산도조절부 900:가스배출부100: wastewater treatment system 200: slurry stripper part
250: steam supply unit 280:
300: Crystallizer 370: Filter
400: wastewater line 410: first wastewater line
420: Second wastewater line 500: Drain line
510: first drain line 530: second drain line
600: Filtration unit 700: Decision system refusal
800: Acidity regulating part 900: Gas discharging part
Claims (11)
상기 슬러리 스트리퍼부와 폐수라인 사이에 배치되고, 상기 슬러리 스트리퍼부의 내부에서 이산화탄소와 칼슘이온의 결정체 형성이 방지되도록, 상기 폐수라인을 통해 유입되는 이산화탄소와 칼슘이온을 사전에 반응시켜 결정체가 형성되도록 하는 결정화부; 및
상기 결정화부와 상기 슬러리 스트리퍼부간에 연결되고, 상기 결정화부에서 배출되는 폐수를 상기 슬러리 스트리퍼부로 흐르도록 제공되는 배수라인; 및
상기 결정화부에서 결정화되지 않은 칼슘이온이 여과되도록, 배수라인상에 배치되는 여과부;를 포함하되,
상기 결정화부에서 배출되는 배수라인은 제1 배수라인과 제2 배수라인으로 구분되고, 상기 제1 배수라인은 상기 결정화부의 상측에서 상기 슬러리 스트리퍼부의 상측에 연결되고, 상기 제2 배수라인은 상기 결정화부의 하측에서 상기 슬러리 스트리퍼부의 하측에 연결되는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
A slurry stripper unit provided to separate at least carbon dioxide and calcium ions from foreign substances contained in wastewater;
And carbon dioxide and calcium ions flowing through the wastewater line are reacted in advance to form a crystal body so as to prevent the formation of crystals of carbon dioxide and calcium ions in the slurry stripper portion, which is disposed between the slurry stripper portion and the wastewater line A crystallization part; And
A drain line connected between the crystallizing section and the slurry stripper section and provided to flow wastewater discharged from the crystallizing section to the slurry stripper section; And
And a filtration unit disposed on the drain line so that the uncrystallized calcium ions are filtered by the crystallization unit,
Wherein the drainage line discharged from the crystallization section is divided into a first drainage line and a second drainage line, the first drainage line is connected to the upper side of the slurry stripper section from above the crystallization section, Is connected to the lower side of the slurry stripper part from below the part.
상기 결정화부에서 생성되는 결정체는 칼사이트(calcite) 구조인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the crystals produced in the crystallization section are calcite structures.
상기 여과부는 2가 이온만을 여과하는 나노 여과막 또는 이온교환 여과막인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the filtration unit is a nanofiltration membrane or an ion exchange filtration membrane for filtering only divalent ions.
상기 결정화부에서 생성된 결정체를 제거토록, 상기 결정화부의 하단에 배치되는 결정체제거부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method of claim 3,
And a determination system disposed at a lower end of the crystallization unit so as to remove the crystals generated in the crystallization unit.
상기 결정체제거부는 하이드로 사이클론 또는 필터 프레스인 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the determination system rejection is a hydrocyclone or a filter press.
상기 폐수라인 또는 상기 배수라인과 각각 연결되고, 상기 폐수라인 또는 상기 배수라인을 흐르는 폐수에 함유된 칼슘이온이 이온상태를 유지하도록 하는 산도조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method according to claim 1,
And an acidity controller connected to the wastewater line or the drainage line, respectively, for controlling the calcium ion contained in the wastewater line or the wastewater flowing through the drainage line to remain in an ionic state.
상기 폐수라인은 제1 폐수라인과 제2 폐수라인으로 구분되고,
상기 산도조절부는,
상기 제1 폐수라인과 연결되는 제1 산공급배관;
상기 제2 폐수라인과 연결되는 제2 산공급배관;
상기 제1 배수라인과 연결되고 상기 슬러리 스트리퍼부의 하단 연결배관에 바이패스 제어밸브로 연결되는 제3 산공급배관; 및
상기 제2 배수라인과 연결되고 상기 슬러리 스트리퍼부의 하단 연결배관에 바이패스 제어밸브로 연결되는 제4 산공급배관:
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method according to claim 6,
The wastewater line is divided into a first wastewater line and a second wastewater line,
The acid-
A first acid supply pipe connected to the first waste water line;
A second acid supply line connected to the second waste water line;
A third acid supply pipe connected to the first drain line and connected to the lower connection pipe of the slurry stripper unit by a bypass control valve; And
A fourth acid supply pipe connected to the second drain line and connected to the lower connection pipe of the slurry stripper section by a bypass control valve,
Wherein the waste water treatment system comprises:
상기 결정화부의 상부 및 상기 슬러리 스트리퍼부의 상부에 각각 연결되고, 상기 결정화부 또는 상기 슬러리 스트리퍼부에서 배출되는 적어도 이산화탄소를 포함하는 기체가 제거되도록 제공되는 가스배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method according to claim 1,
And a gas discharge portion connected to the upper portion of the crystallization portion and the upper portion of the slurry stripper portion and provided to remove at least gas containing at least carbon dioxide discharged from the crystallization portion or the slurry stripper portion, Processing system.
상기 가스배출부는,
상기 결정화부의 상부와 제1 가스라인으로 연결되고, 상기 슬러리 스트리퍼부의 상부와 제2 가스라인으로 연결된 분류탱크; 및
상기 제1 가스라인과 상기 제2 가스라인 및 상기 분류탱크로 연결되는 라인상에 배치되는 송풍냉각부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
9. The method of claim 8,
The gas-
A fractionation tank connected to an upper part of the crystallization part by a first gas line and connected to an upper part of the slurry stripper part by a second gas line; And
An air cooling unit disposed on a line connected to the first gas line, the second gas line, and the separation tank;
Further comprising: a control unit for controlling the wastewater treatment system.
상기 슬러리 스트리퍼부의 하부에 연결되고, 상기 슬러리 스트리퍼부의 내부로 스팀을 분사하여 폐수에 함유된 이물질 중 적어도 이산화탄소는 증발되도록 하는 스팀공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method according to claim 1,
And a steam supply unit connected to a lower portion of the slurry stripper unit and spraying steam into the slurry stripper unit to evaporate at least carbon dioxide contained in the wastewater.
상기 슬러리 스트리퍼부의 하부에 연결되고, 폐수 중 이물질을 제거하는 정화부; 및
상기 정화부와 상기 결정화부간에 연결되고, 상기 정화부로부터 정화수를 공급받아 상기 결정화부로 공급하는 정화수공급부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein
A purifier connected to a lower portion of the slurry stripper and removing foreign matter from the wastewater; And
A purified water supply unit connected between the purification unit and the crystallization unit and supplied with purified water from the purification unit and supplying the purified water to the crystallization unit;
Further comprising: a control unit for controlling the wastewater treatment system.
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A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |