KR101974633B1 - 정화시스템의 블록형 교차 살균 및 악취제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정화시스템의 살균 및 악취제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐수 등을 정화하는 과정에서 발생하는 증기나 기체를 대기로 방출하기 전에 살균하거나 악취를 제거하는 정화시스템의 살균 및 악취제거장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 폐수정화장치의 증발농축기와 연결되어 상기 증발농축기에서 발생하는 배출가스를 중화시켜 살균 및 악취제거를 하는 배출가스중화장치에 있어서, 상기 가스중화장치는 내부가 중공인 용기본체와, 상기 용기본체의 내측을 복수의 저장공간으로 구분하는 복수의 수직칸막이와, 상기 수직칸막이에 의하여 상기 용기본체 내부에 형성되는 복수의 저장공간에 저장되는 중화액으로 구성되어 상기 폐수정화장치로부터 발생하는 기체상태의 배출가스를 상기 복수의 저장공간에 저장된 중화액을 순차적으로 통과시켜 정화할 수 있다.

Description

정화시스템의 블록형 교차 살균 및 악취제거장치{BLOCK-TYPE CROSS STERILIZING AND DEODORIZING DEVICE}

본 발명은 정화시스템의 살균 및 악취제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐수 등을 정화하는 과정에서 발생하는 증기나 기체를 대기로 방출하기 전에 살균하거나 악취를 제거하는 정화시스템의 살균 및 악취제거장치에 관한 것이다.

공업화와 산업화로 인하여 인류문명은 비약적인 발전을 하였고, 그로 인하여 다양한 문명의 이기가 사람들의 생활을 윤택하게 하였다. 반면, 공업화와 산업화는 환경오염과 수질오염을 심각하게 진행하였고, 이로 인하여 인류문명에 큰 위협이 되고 있다. 따라서 오늘날에는 산업시설이나 공장 등에서 배출되는 폐수 등을 반드시 일정 기준에 부합하도록 정화하여 강이나 하천으로 배출하도록 하고 있으며, 공업단지의 경우에는 입주기업에서 배출되는 폐수를 공동폐수처리장에서 정화하여 배출하도록 하고 있다. 따라서 폐수를 유발하는 대부분의 공장은 폐수정화처리시설을 갖추는 것이 의무화되고 있다.

한편, 폐수정화처리시설은 여러 단계를 거치면서 폐수에 함유된 유해물질을 걸러내게 되는데, 그 과정에서 일반적으로 사용되는 공정 중 하나가 증발농축기를 이용하여 폐수를 정화하는 단계이다. 증발농축공정은 폐수를 가열하여 증발시키는 방법으로 유해물질을 걸러내는 방법이다. 즉, 증발농축기에서 증발되지 않은 고농도의 유해물질은 별도로 처리하고, 증발된 기체는 다시 액상화하여 다음 정화공정으로 보내지거나 외부로 방류되게 된다. 그런데 증발공정을 통하여 증발된 기체를 액상화 하더라도 모든 유해입자를 액상화하는 것은 어렵기 때문에 액상화를 거친 기체에도 상당량의 유해성분이 함유된 오염된 기체가 남게 된다. 따라서 이러한 유해 기체를 그대로 대기로 방류하면 환경오염을 유발하기 때문에 상기 기체를 정화하는 공정이 필요하다.

종래에는 폐수정화처리시설에서 발생하는 기체를 탈취탑을 통과시켜 정화한 후에 배출하는 것이 일반적이었다. 즉, 정화처리시설에서 발생하는 가스나 증기를 내부에 공지의 각종 탈취제가 구비된 탈취탑을 통과시킨 후에 대기로 배출하는 것이다. 그러나 탈취탑은 가스나 증기상태의 기체가 원활하게 통과할 수 있어야 하기 때문에 공극률이 크게 구성되거나 공극율이 작은 경우에는 처리용량이 적어지게 된다. 그리고 탈취제의 공극율이 크게 유지되는 경우에는 폐수를 처리하는 과정에서 발생하는 기체가 탈취제와 접촉하는 비율이 줄어들어 정화효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 대부분의 탈취제는 고체상태이기 때문에 폐수로부터 발생하는 가스나 증기에 포함된 화학성분과 반응하여 정화하는 능력에 한계가 있다. 따라서 탈취탑을 통과한 배출가스에는 여전히 많은 양의 유해성분이 포함되고, 심한 악취를 유발하는 것이 현실이다.

KR 10-2015-0079378 A KR 10-2002-0034003 A KR 10-1995-7002175 A KR 10-1165708 B1

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 폐수처리 과정에서 발생하는 배출가스를 액체상태의 탈취 중화액과 최대한 많이 접촉시켜 배출가스의 정화효율을 향상시킬 수 있는 정화시스템의 살균 및 악취제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 폐수정화장치의 증발농축기와 연결되어 상기 증발농축기에서 발생하는 배출가스를 중화시켜 살균 및 악취제거를 하는 배출가스중화장치에 있어서, 상기 가스중화장치는 내부가 중공인 용기본체와, 상기 용기본체의 내측을 복수의 저장공간으로 구분하는 복수의 수직칸막이와, 상기 수직칸막이에 의하여 상기 용기본체 내부에 형성되는 복수의 저장공간에 저장되는 중화액으로 구성되어 상기 폐수정화장치로부터 발생하는 기체상태의 배출가스를 상기 복수의 저장공간에 저장된 중화액을 순차적으로 통과시켜 정화할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 복수의 저장공간 중 첫 번째 저장공간에는 상기 증발농축기로부터 유입된 배관이 상기 첫 번째 저장공간의 하부로 연장되어 배출구가 상기 첫 번째 저장공간에 저장된 중화액의 수면에 인접한 위치에 구비되도록 하고, 나머지 저장공간에는 인접한 직전의 저장공간의 상부와 연통된 배관이 저장공간의 하부로 연장되어 배출구가 각각의 저장공간에 저장된 중화액의 수면에 인접한 위치에 구비되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 각 저장공간의 상부에는 분사노즐이 더 구비되어 상기 분사노즐이 구비된 저장공간의 하부에 채워진 중화액과 동일한 중화액을 상기 저장공간으로 분사할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 분사노즐에 의하여 분사되는 중화액은 상기 분사노즐이 구비된 저장공간에 저장된 중화액을 펌프로 끌어올려 분사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 복수의 저장공간 중 마지막 단계에 구비되는 저장공간의 배출부에는 탈취부가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 복수의 저장공간 하부에는 중화액배출구가 더 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치는 탈취 중화액이 액체상태로 구성되기 때문에 배출가스가 상기 중화액과 접촉하면서 통과하면 배출가스의 유해성분과 중화액의 접촉비율이 증가하고 반응속도가 높아지기 때문에 탈취 및 중화반응이 향상되는 이점이 있다. 또한, 배출가스에 포함된 유해성분에 따라 반응률이 높은 중화액을 선택하여 사용할 수 있고, 상기 중화액을 교체하기 용이하기 때문에 유지관리가 용이하다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치가 적용되는 정화시스템의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치의 구성을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치가 적용되는 정화시스템의 일례를 나타내는 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명이 적용되는 정화시스템의 일례를 살펴보면, 상기 정화장치는 교반장치(100), 완충저장조(110), 전기분해장치(130), 증발농축기(150), 고농도증발기(155), 다층복합필터(170) 및 정화수보관탱크(190)를 포함하여 구성될 수 있다.

교반장치(100)는 산업현장에서 배출되는 고농도의 폐수와 침전정화제를 혼합하여 섞어주는 장치이다. 따라서 교반장치(100)의 전단계에는 공장 등에서 배출되는 고농도의 오염수를 교반장치(100)에 투입하기 전에 일시적으로 저장하는 폐수저장탱크(103)와 침전정화제를 저장하는 정화제저장탱크(105)가 구비되어 상기 교반장치(100)와 연결된다. 침전정화제는 오염수를 침전시켜서 1차적으로 정화하는 것으로, 각각의 오염수의 성분에 따라 반응하여 침전물을 유발하는 다양한 침전정화제가 사용될 수 있다. 침전정화제는 폐수에 포함된 특정성분 또는 다양한 성분과 반응하여 침전물을 생성하는 정화제라면 공지의 다양한 정화제가 사용될 수 있음은 물론이다.

교반장치(100)를 통과한 고농도의 폐수는 완충저장조(110)에 유입되어 침전과정을 거친다. 즉, 교반장치(100)에서 고농도의 폐수와 침전정화제가 혼합되면 상기 폐수 중 일부 성분이 침전정화제와 반응하여 고체 또는 겔(gel) 상태가 되어 무거운 침전물은 완충저장조(110) 내에서 하부로 가라앉게 된다. 완충저장조(110)는 내부에 저장공간(162)이 구비된 탱크로, 일측은 교반장치(100)와 이송관을 통하여 연결되어 있고, 하부는 호퍼(hopper, 111)구조를 가지며, 호퍼구조(111)의 하부에는 침전물배출관(112)과 상기 침전물배출관(112)을 여닫을 수 있는 밸브(113)가 구비되어 있다. 침전물이 완충저장조(110)의 하부에 어느 정도 가라앉으면 침전물배출관(112)의 밸브(113)를 열어서 침전물을 배출한다. 상기와 같은 과정을 통하여 분리된 침전물과 폐수는 각각 다음 단계로 이송된다.

완충저장조(110)의 하부로 배출된 침전물은 필터프레스(120)를 거쳐서 액체와 고상의 슬러지로 분리된 후 액상의 폐수는 다시 완충저장조(110)로 되돌아가고 슬러지는 별도로 보관되어 전문화된 외부처리기관에 위탁하여 처리하게 된다. 완충저장조(110)는 필요에 따라 복수 개가 직렬 또는 병렬로 연속하여 구비할 수 있다. 완충저장조(110)를 통하여 침전물이 걸러진 폐수는 전기분해장치(130)로 공급된다.

전기분해장치(130)는 폐수에 전극을 가하여 금속성 오염성분을 포함하여 전극을 띠는 다양한 종류의 오염물질을 분리하는 장치이다. 본 발명에 따른 고농도 산업폐수 정화장치에는 처리할 폐수의 종류에 따라 공지의 다양한 전기분해장치(130)가 다양한 조건하에서 적용될 수 있다. 전기분해장치(130)는 폐수처리공정에서 일반적으로 사용되는 공지의 기술로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 전기분해장치(130)를 통과한 폐수는 증발농축기(150)로 공급된다.

증발농축기(150)는 폐수를 증발시켜서 폐수에 포함된 무거운 입자의 오염물질을 분리하는 것으로, 증발농축기(150)를 통하여 증발된 기체상태의 폐수는 다시 응축장치(미도시)에 의하여 액화된 후에 다음 단계로 보내지고, 증발농축기(150)에서 증발되고 남은 고농도의 폐수는 농축액보관탱크(125)에 별도로 보관된 후에 위탁처리기관에 위탁하여 처리할 수 있다. 이때, 증발농축기(150)에서 증발된 기체를 응축기를 통하여 액화하는 과정에서 필연적으로 액화되지 않은 기체가 발생하게 된다. 이러한 기체에는 상당량의 유해성분과 상기 유해성분으로 인하여 발생하는 악취가 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치는 상기와 같이 증발농축과정에서 발생하는 유해성분이 포함된 기체상태의 폐수에서 유해성분 및 악취 등을 제거하는데 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치를 이용하여 정화하는 방법에 관해서는 후술하여 설명한다.

한편, 본 발명에 따른 고농도 산업폐수 정화장치는 증발농축기(150)와 다층복합필터(170) 사이에는 고농도증발기(155)가 더 구비될 수 있다. 증발농축기(150)를 통하여 폐수를 증발시켜 오염물질을 분리하는 경우에, 오염물의 농도가 진해질수록 증발열이 높아지게 되고, 증기와 함께 증발하는 유해성분의 함량도 높아지게 된다. 따라서 증발농축기(150)를 통하여 한 번에 증발시키는 것보다 일정 농도까지는 증발농축기(150)를 통하여 증발하고, 일정농도 이상의 고농도폐수는 별도로 수집하여 고농도증발기(155)를 통하여 다시 한번 증발·분리하는 것이 효율적이다. 고농도증발기(155)는 전술하여 설명한 증발농축기(150)와 동일하게 구성될 수 있으며, 고농도증발기(155)를 거치면서 발생한 기체의 액화, 기체의 탈취 및 고농도의 오염수의 처리는 전술하여 설명한 증발농축기(150)와 동일하다. 증발농축기(150) 및 고농도증발기(155)를 통하여 증류된 폐수는 다층복합필터(170)로 이송된다. 이때, 전술하여 설명한 바와 같이 고농도증발기(155)에서도 액화되지 못한 유해성분이 포함된 기체가 발생하게 되며, 이렇게 발생한 기체는 전술하여 설명한 증발농축기(150)에서 발생된 기체와 함께 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치로 이송되어 중화 및 악취제거를 하게 된다.

다층복합필터(170)는 복수의 단계로 구성된 필터로 구성되어 증발농축기(150) 및 고농도증발기(155)를 통하여 증류된 후에 다시 액화된 폐수를 상기 다층복합필터(170)를 통과시켜 여과한다. 다층복합필터(170)는 복수의 단계로 구획되어 각각의 구획마다 활성탄, 모래, 제오라이트, 기타 여과효과가 우수한 광물질이 채워지도록 구성된다. 각 구획에 채워지는 여과물질은 폐수의 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 다층복합필터(170)를 통하여 여과된 폐수는 정화수보관탱크(190)에 저장된 후에 수질에 따라 외부로 방출하거나 산업단지 내의 폐수처리장으로 보내지게 된다.

다만, 이상에서 설명한 폐수의 정화시스템은 본 발명의 이해를 위한 일 실시예를 나타내는 것으로, 본 발명의 적용범위가 반드시 전술하여 설명한 구성을 전제로 하거나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치는 폐수를 가열하여 증발시키는 방법으로 정화하는 과정에서 발생하는 기체를 정화시키기 위한 것으로, 상기와 같은 배출가스가 발생하는 정화시스템이라면 공지의 다양한 구성으로 이루어진 폐수 정화시스템에 적용할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 정화시스템의 살균 및 악취제거장치는 전술하여 설명한 증발농축기(150)와 고농도증발기(155)에서 증발되어 기체화된 폐수는 응축장치를 통하여 액화된 후에 전술하여 설명한 다층복합필터(170)로 공급하는 과정에서 응축되지 못한 기체를 배출가스중화장치(160)를 통하여 탈취, 중화 및/또는 여과한 후에 외부로 방출하도록 한다.

본 발명에 따른 고농도 산업폐수 정화장치의 배출가스중화장치(160)는 내부가 중공인 용기본체(161)와 상기 용기본체(161)의 내측을 복수의 저장공간(162)으로 구분하는 복수의 수직칸막이(163)로 구성될 수 있으며, 상기 저장공간(162)의 내측에는 중화액이 저장된다. 그리하여 응축장치를 통과하는 과정에서 응축되지 못한 기체가 상기 저장공간(162)에 저장된 중화액을 통과하면서 탈취되고 중화된 후에 외부로 방출되도록 할 수 있다.

배출가스중화장치(160)는 전술하여 설명한 바와 서로 분리된 복수의 저장공간(162)으로 구성된다. 그리고 외부에서 유입된 중화액노출관(164)이 용기본체(161)의 첫 번째 저장공간(162a)의 하부로 연장되어 상기 중화액노출관(164)의 배출구가 상기 저장공간(162)에 저장된 중화액의 수면에 인접하게 위치되도록 구성할 수 있다. 그리하여 중화액노출관(164)의 배출구로 나오는 일정 압력의 기체가 저장공간(162)에 저장된 중화액을 밀어내면서 폭기(aeration)된 후에 상기 저장공간(162)의 상부로 이송한다. 이 과정에서 배출가스가 저장공간(162)의 내부로 유입되어 폭기하면서 상기 저장공간(162)에 저장된 중화액과 반응하여 탈취 및 중화되게 된다. 중화액노출관(164)의 유입위치는 도면에 도시된 바와 같이 저장공간(162)의 상부에 구비되는 것이 바람직하다. 다만, 이러한 구성은 저장공간(162)의 내부에 저장된 중화액이 역류하는 것을 방지하고, 상기 중화액의 용량을 조절할 수 있는 범위를 최대로 하기 위한 구성으로 사용되는 중화액의 용량이나 상기 중화액의 역류를 방지할 수 있는 구조라면 저장공간(162)의 다양한 위치로 유입되도록 할 수 있다.

한편, 첫 번째 저장공간(162)을 제외한 나머지 저장공간(162b)에는 인접한 직전의 저장공간(162)의 상부와 연통된 중화액노출관(164)이 저장공간(162)의 하부로 연장되어 각 중화액노출관(164)의 배출구가 각각의 저장공간(162)에 저장된 중화액의 수면에 인접하게 위치되도록 구성된다. 그리하여 첫 번째 저장공간(162)에서 폭기하면서 세척된 오염기체가 서로 연결된 복수의 저장공간(162)으로 연속적으로 이동하면서 중화액 내에서 폭기하면서 세척된다. 저장공간(162) 내에 저장되어 있는 중화액은 강알칼리수 등과 같은 알칼리성분의 용액이나 차염소산수 등과 같은 산성 용액으로 구성될 수 있으며, 상기 산성용액 또는 염기성용액이 서로 교대로 저장될 수 있다. 즉, 첫 번째 저장공간(162a)에 알칼리성용액이 저장되어 있다면, 두 번째 저장공간(162b)에는 산성용액이 저장되는 식으로 구성될 수 있다. 그리하여 알칼리성용액은 기체에 포함된 산성을 중화시키고, 산성용액은 알칼리성을 중화시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 저장공간(162) 중 일부에는 공지의 다양한 탈취제가 구비될 수도 있다. 탈취제는 폐수에 함유되어 있는 오염물질의 성분에 맞게 선택될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로, 저장공간(162)의 상부에는 분사노즐(165)이 더 구비되어 상기 분사노즐(165)을 통하여 각 저장공간(162)의 하부에 채워진 중화액과 동일한 중화액이 분사되도록 할 수 있다. 그리하여 저장공간(162)의 하부에 저장된 중화액과 접촉하면서 폭기하여 올라오는 기체의 상부에 분사노즐(165)을 통하여 다시 중화액을 뿌려줌으로써 탈취 및 중화효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 분사노즐(165)에서 분사되는 중화액은 각각의 저장공간(162)에 펌프(미도시)를 구비하여 상기 저장공간(162)에 저장된 중화액을 끌어 올려져서 분사되도록 할 수 있으며, 분사된 중화액은 다시 저장공간(162)에 저장되면서 순환된다.

저장공간(162)의 하부에는 중화액배출구(166)가 더 구비될 수 있다. 중화액배출구(166)는 저정공간(162)에 저장된 중화액이 수명을 다한 경우에 상기 중화액을 새로 교체하는데 사용된다. 한편, 복수의 저장공간(162) 중 마지막 단계에 구비되는 저장공간(162)의 배출부에는 탈취부(167)가 더 구비될 수 있다. 그리하여 마지막 저장공간(162)에서 폭기하면서 세척된 배출가스는 탈취부(167)를 통하여 대기로 방출될 수 있다. 이때, 탈취부(167)에는 탈취성분이 층상으로 구비되어 상기 배출가수가 탈취부(167)를 거치면서 악취가 제거되도록 할 수 있다. 탈취부(167)에 사용되는 탈취제는 숯이나 맥반석 등 배출가스의 성분에 따라 공지의 다양한 재질이 적용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 교반장치
103: 폐수저장탱크
105: 정화제저장탱크
110: 완충저장조
120: 필터프레스
125: 농축액보관탱크
130: 전기분해장치
150: 증발농축기
155: 고농도증발기
160: 배출가스중화장치
161: 용기본체
162: 저장공간
163: 수직칸막이
164: 중화액노출관
165: 분사노즐
166: 중화액배출구
167: 탈취부
170: 다층복합필터
190: 정화수보관탱크

Claims (6)

1. 폐수정화장치의 증발농축기와 연결되어 상기 증발농축기에서 발생하는 배출가스를 중화시켜 살균 및 악취제거를 하는 배출가스중화장치에 있어서,
   상기 가스중화장치는 내부가 중공인 용기본체와, 상기 용기본체의 내측을 복수의 저장공간으로 구분하는 복수의 수직칸막이와, 상기 수직칸막이에 의하여 상기 용기본체 내부에 형성되는 복수의 저장공간에 각각 산성용액과 염기성용액이 서로 교대로 저장되는 중화액으로 구성되어 상기 폐수정화장치로부터 발생하는 기체상태의 배출가스를 상기 복수의 저장공간에 저장된 중화액을 순차적으로 통과시켜 정화하되,
   상기 복수의 저장공간 중 첫 번째 저장공간에는 상기 증발농축기로부터 유입된 배관이 상기 첫 번째 저장공간의 하부로 연장되어 배출구가 상기 첫 번째 저장공간에 저장된 중화액의 수면에 인접하여 상기 배출구를 통하여 배출된 배출가스가 상기 중화액에 폭기될 수 있도록 구비되고, 나머지 저장공간에는 인접한 직전의 저장공간의 상부와 연통된 배관이 저장공간의 하부로 연장되어 배출구가 각각의 저장공간에 저장된 중화액의 수면에 인접하여 상기 배출구를 통하여 배출된 배출가스가 상기 중화액에 폭기될 수 있도록 구비되고,
   상기 각 저장공간의 상부에는 분사노즐이 더 구비되어 상기 분사노즐이 구비된 저장공간의 하부에 채워진 중화액과 동일한 중화액을 상기 저장공간으로 분사하되,
   상기 분사노즐에 의하여 분사되는 중화액은 상기 분사노즐이 구비된 저장공간에 저장된 중화액을 펌프로 끌어올려 분사되며,
   상기 복수의 저장공간 각각의 하부에는 중화액배출구가 구비되고, 상기 복수의 저장공간 중 마지막 단계에 구비되는 저장공간의 배출부에는 탈취부가 더 구비되어 있는 정화시스템의 살균 및 악취제거장치.
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