KR102092542B1 - 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템 - Google Patents

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KR102092542B1 KR1020190048327A KR20190048327A KR102092542B1 KR 102092542 B1 KR102092542 B1 KR 102092542B1 KR 1020190048327 A KR1020190048327 A KR 1020190048327A KR 20190048327 A KR20190048327 A KR 20190048327A KR 102092542 B1 KR102092542 B1 KR 102092542B1
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Abstract

본 발명은 대용량 수처리 활성탄 여과 시스템에 폐탄 자동 배출 및 재생탄 투입 설비, 그리고 폐탄/재생탄 이송 장치 등을 적용하여 활성탄 자동 재생은 물론 수처리를 통합 운용할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 복수의 수처리 탱크가 속해 있는 수처리 설비와 복수의 활성탄 재생 탱크가 속해 있는 활성탄 재생 설비를 통합 운용함과 더불어 수처리 설비와 활성탄 재생 설비 사이에 공기와 고압수를 이용하여 폐탄을 자동 배출 및 이송시키고 재생탄을 자동 투입하는 장치를 설치한 새로운 통합 폐수처리 시스템을 구현함으로써, 시스템 운용의 효율성을 향상시킬 수 있고, 시스템 운용과 관련한 경제적인 비용을 낮출 수 있으며, 활성탄의 손실률을 줄일 수 있는 동시에 수처리 설비의 가동률을 높일 수 있는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템을 제공한다.

Description

활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템{Synthetic operation system for waste water purification and activated carbon regeneration}
본 발명은 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대용량 수처리 활성탄 여과 시스템에 폐탄 자동 배출 및 재생탄 투입 설비, 그리고 폐탄/재생탄 이송 장치 등을 적용하여 활성탄 자동 재생은 물론 수처리를 통합 운용할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 오폐수 처리시설(汚廢水處理施設)은 생활하수나 산업폐수 등과 같은 각종 오폐수를 일정 수준으로 정화하여 배출하는 시설이다.
이러한 오폐수 처리시설은 흡착제가 채워져 있는 수처리 탱크에 오폐수를 통과시켜서 오폐수에 포함되어 있는 유해성분을 흡착제로 흡착하여 정수하는 방식으로 운용된다.
보통 수처리 탱크에 채워지는 흡착제로는 대부분 탄소로 구성된 무정형의 물질로 비표면적과 흡착능력이 크고 유해물질 제거능력이 뛰어난 활성탄이 주로 사용된다.
이와 같은 활성탄은 다양한 목적을 위해 흡착제로서 이용되는 다공성 탄소질 물질로 정제, 유해물질 제거, 탈색, 추출 분리 등 화학공업 분야에서 이용될 뿐만 아니라, 대기오염, 폐기물처리, 수질오염 등의 환경공해 방지용인 상수처리, 폐수처리, 배기가스 흡착 및 용제회수 등에 이용되고 있는 등 다양한 산업분야에서 그 수요가 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.
이렇게 대부분의 산업용 오폐수 처리시설에서 흡착제로 사용되는 활성탄은 일정 시기가 되면 활성탄의 표면에 형성되어 있는 공극에 유기물질이 채워지면서 오염물 정수 처리능력이 급격하게 저하되기 때문에 활성탄을 주기적으로 교체하거나 재생하여 사용하고 있는 실정이다.
통상 대용량의 오폐수를 처리하는 대규모의 시설에서는 비용적인 측면, 또 시설 운용적인 측면 등에서 가장 부담이 되는 부분은 활성탄의 재생과 관련한 부분이며, 폐수처리 운전과 활성탄 재생 운전을 유기적으로 연계하여 전반적으로 시설 운용의 효율성을 확보하는데 많은 노력을 기울이고 있는 추세이다.
현재 활성탄 재생 방식은 수처리 탱크에서 폐탄을 꺼내어 장외 원거리를 운반하여 활성탄 재생설비에서 재생한 후, 다시 원래의 위치로 운반하여 수처리 탱크에 투입하는 방식으로서, 이러한 활성탄 재생 방식은 일련의 재생 작업에 소요되는 시간이 지연되고 또 장기화되면서 비용적인 부담이 클 뿐만 아니라, 수처리 탱크의 가동 중간 시간이 지체되는 등 수처리 설비의 가동률이 떨어지는 단점이 있고, 또한 재생 과정 중에 활성탄의 손실률이 높아 경제적으로도 손실이 큰 단점이 있다.
한국 등록특허 제10-1158898호 한국 등록특허 제10-1275502호 한국 등록특허 제10-1326044호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 복수의 수처리 탱크가 속해 있는 수처리 설비와 복수의 활성탄 재생 탱크가 속해 있는 활성탄 재생 설비를 통합 운용함과 더불어 수처리 설비와 활성탄 재생 설비 사이에 공기와 고압수를 이용하여 폐탄을 자동 배출 및 이송시키고 재생탄을 자동 투입하는 장치를 설치한 새로운 통합 폐수처리 시스템을 구현함으로써, 시스템 운용의 효율성을 향상시킬 수 있고, 시스템 운용과 관련한 경제적인 비용을 낮출 수 있으며, 활성탄의 손실률을 줄일 수 있는 동시에 수처리 설비의 가동률을 높일 수 있는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 활성탄으로 폐수 속에 포함되어 있는 불순물을 흡착 처리하기 위한 복수의 수처리 탱크와, 상기 수처리 탱크에서 배출되는 폐탄을 저장하기 위한 폐탄 저장 탱크와, 상기 폐탄 저장 탱크에서 공급되는 활성탄을 재생 처리하기 위한 적어도 1개의 활성탄 재생 탱크와, 상기 활성탄 재생 탱크에서 배출되는 재생탄을 저장한 후에 이를 수처리 탱크로 공급하는 재생탄 저장 탱크와, 상기 수처리 탱크의 내부에 들어 있는 활성탄을 부상시키기 위한 수단으로 수처리 탱크의 내부에 공기를 공급하는 활성탄 부상 송풍기 및 공기 공급 라인과, 상기 수처리 탱크에서 배출되는 폐탄을 폐탄 저장 탱크로 강제 이송시키기 위한 수단으로 압송조와 고압수 공급 펌프를 포함하는 구조로 이루어진다.
특히, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 압송조측과 수처리 탱크측과는 폐탄 배출 라인으로 연결되는 동시에 고압수 공급 펌프측과는 고압수 공급 라인으로 연결되고, 상기 압송조측과 폐탄 저장 탱크측과는 폐탄 이송 라인으로 연결되어, 활성탄 재생 시에 공기로 활성탄을 부상시킨 후에 고압수와 함께 강제 이송시켜서 저장한 다음, 이를 재생 및 저장한 후에 재차 수처리 탱크로 공급하는 유기적인 연계방식으로 수처리 여과 및 활성탄 재생 시에 폐탄 및 재생탄의 이송효율을 높일 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 활성탄 부상 송풍기 및 공기 공급 라인, 그리고 압송조와 고압수 공급 펌프의 조합은 2대의 수처리 탱크에 공용으로 적용되어, 2대의 수처리 탱크에서 제공되는 폐탄을 하나의 활성탄 부상 송풍기 및 공기 공급 라인, 그리고 압송조와 고압수 공급 펌프의 조합으로 이송시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 고압수 공급 라인에서 분기된 후에 압송조를 우회하여 폐탄 배출 라인으로 연결되는 고압수 바이패스 라인을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 폐탄 저장 탱크 및 재생탄 저장 탱크와 각각 연결되는 동시에 수처리 탱크측과도 연결되는 서브 활성탄 재생 탱크를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 활성탄 재생 탱크와 서브 활성탄 재생 탱크를 교대로 가동하면서 활성탄을 재생 및 공급할 수 있는 특징이 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 적어도 10∼20개의 수처리 탱크에 1개씩의 폐탄 저장 탱크와 재생탄 저장 탱크, 그리고 활성탄 재생 탱크와 서브 활성탄 재생 탱크를 각각 배속시킨 형태로 통합 운용할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 활성탄을 재생 처리하기 위해 활성탄 재생 탱크로 공급되는 과열증기는 400∼800℃의 온도를 가지도록 할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 복수의 수처리 탱크가 속해 있는 수처리 설비와 복수의 활성탄 재생 탱크가 속해 있는 활성탄 재생 설비를 통합 운용하면서 수처리 설비와 활성탄 재생 설비 사이에 폐탄과 재생탄을 유기적으로 배출 및 투입하는 새로운 시스템을 적용함으로써, 시스템 운용의 효율성을 향상시킬 수 있고, 경제적으로 시스템을 운용할 수 있으며, 활성탄의 손실률을 줄일 수 있음은 물론 수처리 설비의 가동률을 높일 수 있는 효과가 있다.
둘째, 수처리 탱크 내의 폐탄 배출 시, 정압의 공기를 투입하여 활성탄을 부상시킨 후에 고압수와 함께 배출시키는 방식을 적용함으로써, 폐탄 배출 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
셋째, 수처리 탱크에서 배출되는 폐탄 이송 시 및 활성탄 재생 탱크에서 공급되는 재생탄 이송 시, 고압 압송조를 이용하여 이송시키는 방식을 적용함으로써, 폐탄 및 재생탄 이송 효율을 높일 수 있는 동시에 폐탄 및 재생탄의 손실률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템의 레이아웃을 나타내는 평면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템의 라인 구성을 나타내는 플로챠트
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템의 레이아웃을 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템의 라인 구성을 나타내는 플로챠트이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 복수의 수처리 탱크가 속해 있는 대규모의 수처리 설비와 복수의 활성탄 재생 탱크가 속해 있는 최소한의 활성탄 재생 설비를 통합 운용하고, 수처리 설비와 활성탄 재생 설비 사이에 정압의 부상공기와 고압수를 이용하여 폐탄을 효율적으로 배출 및 이송시킴과 더불어 재생탄을 자동 투입하는 새로운 통합 폐수처리 시스템으로 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 활성탄으로 폐수 속에 포함되어 있는 불순물을 흡착 처리하기 위한 복수의 수처리 탱크(10)를 포함한다.
상기 수처리 탱크(10)는 내부에 충전되어 있는 흡착제, 예를 들면 활성탄에 폐수를 통과시켜서 폐수 속의 유해성분을 활성탄으로 흡착하여 정화한 후에 배출하는 설비이다.
여기서, 상기 수처리 탱크(10)의 폐수 정화 방식은 일반적인 수처리 탱크의 폐수 정화 방식과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 발명에서 제공하는 수처리 탱크(10)는 활성탄을 재생하는 설비없이 순수히 폐수 처리만을 위한 일반적인 수처리 탱크와 달리 활성탄을 재생하기 위한 배출 및 재생탄을 투입할 수 있는 구조이므로 구조적인 측면에서 유리할 뿐만 아니라 운전 효율성 측면에서도 유리한 이점이 있다.
이러한 수처리 탱크(10)의 상단부에는 호퍼(23)가 설치되고, 이렇게 설치되는 호퍼(23)측에는 재생탄 저장 탱크(11)에서 연장되는 재생탄 공급 라인(24)이 연결되어 호퍼(23) 내에 재생탄이 공급되면 일정량의 재생탄이 수처리 탱크(10)의 내부에 충전될 수 있게 된다.
그리고, 상기 수처리 탱크(10)의 상단부 측면에는 ACF 유입수 라인(25)과 처리수 배출 라인(26)이 각각 연결 설치되며, 이에 따라 각 라인을 통해 수처리 탱크(10)에 ACF 유입수가 공급될 수 있게 되고, 수처리 탱크(10)에서 처리수가 배출될 수 있게 된다.
특히, 상기 수처리 탱크(10)의 하단부 일측에는 활성탄 부상 송풍기(14)에서 연장되는 공기 공급 라인(15)이 연결되고, 이렇게 연결되는 공기 공급 라인(15)을 통해 공급되는 정압의 공기는 수처리 탱크(10)의 내부로 유입되며, 수처리 탱크(10)의 내부로 유입된 정압의 공기는 수처리 탱크(10)에 채워져 있는 활성탄을 윗쪽으로 부상시켜주는 역할을 하게 된다.
그 결과, 상기 수처리 탱크(10)의 내부에서 정압의 공기에 의해 부상된 활성탄은 물 속에 부유한 상태에서 곧바로 배출되어 폐탄 배출 라인(16)을 따라 압송조(16)측으로 보내질 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 수처리 탱크(10)의 하단부 다른 일측, 예를 들면 드레인측에는 폐탄 배출 라인(16)이 연장되고, 이렇게 연장되는 폐탄 배출 라인(16)은 압송조(16)측으로 연결된다.
이에 따라, 상기 수처리 탱크(10)에서 배출되는 폐탄은 물과 함께 섞인 상태로 폐탄 배출 라인(16)을 경유하여 압송조(16)측으로 이송될 수 있게 된다.
이와 같은 수처리 탱크(10)에는 측면부에 측부 드레인 라인(35)이 형성되여, 이때의 측부 드레인 라인(35)은 수처리 탱크(10)에 들어 있는 물의 일부를 배수시키는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 수처리 탱크(10)에서 배출되는 폐탄을 저장하기 위한 폐탄 저장 탱크(11)를 포함한다.
상기 폐탄 저장 탱크(11)는 활성탄 재생 탱크(12)에서 활성탄을 재생하기에 앞서 수처리 탱크(10)에서 이송된 폐탄을 전량 저장한 후에 주기적으로 일정량의 폐탄을 활성탄 재생 탱크(12)로 공급하는 역할을 하게 된다.
이러한 폐탄 저장 탱크(11)에는 수처리 탱크(10)측에서 연장되는, 실질적으로는 압송조(16)측에서 연장되는 폐탄 이송 라인(20)이 연결되는 한편, 이때의 폐탄 저장 탱크(11)와 활성탄 재생 탱크(12) 사이에는 폐탄 라인(미도시)이 연결되며, 이때의 폐탄 공급 라인을 통해 폐탄 저장 탱크(11) 내의 폐탄이 활성탄 재생 탱크(12)로 보내질 수 있게 된다.
여기서, 상기 폐탄 저장 탱크(11)와 활성탄 재생 탱크(12)는 활성탄 재생 처리를 위해 조성한 영역인 활성탄 재생 블록(27) 내에 함께 설치될 수 있게 되며, 이에 따라 폐탄 저장 탱크(11)와 활성탄 재생 탱크(12) 사이는 물론 폐탄 저장 탱크(11)와 서브 활성탄 재생 탱크(22) 사이의 각종 배관이나 라인 구성을 간결하게 할 수 있게 된다.
바람직한 실시예로서, 상기 폐탄 저장 탱크(11)와 활성탄 재생 탱크(12) 사이 및/또는 폐탄 저장 탱크(11)와 서브 활성탄 재생 탱크(22) 사이에 연결되어 폐탄을 공급하는 폐탄 라인의 경우, 후술하는 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)를 포함할 수 있게 되며, 이에 따라 폐탄 저장 탱크(11)에서 활성탄 재생 탱크(12) 및/또는 서브 활성탄 재생 탱크(22)로의 폐탄 이송에 대한 효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 폐탄 저장 탱크(11)에서 공급되는 활성탄을 재생 처리하기 위한 적어도 1개의 활성탄 재생 탱크(12)를 포함한다.
상기 활성탄 재생 탱크(12)는 약 200∼1,000℃ 정도의 온도, 바람직하게는 약 400∼800℃ 정도의 온도, 좀더 바람직하게는 약 500∼700℃ 정도의 온도를 가지는 과열증기를 이용한 무산소 저온열분해 방식으로 활성탄을 재생하는 설비로서, 건조→열분해 탄화→활성화/가스화→배출증기 응축(열교환기) 등의 재생공정으로 운전될 수 있게 된다.
여기서, 상기 활성탄 재생 탱크(12)의 활성탄 재생 방식은 한국 등록특허 제10-1326044호에서의 활성탄 재생 방식과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 활성탄 재생 탱크(12)는 폐탄 저장 탱크(11)측과는 폐탄 공급 라인으로 연결되어 폐탄을 공급받을 수 있게 되고, 재생탄 저장 탱크(13)측과는 재생탄 라인(미도시)으로 연결되어 활성탄 재생 탱크(12)에서 재생된 재생탄이 재생탄 저장 탱크(13)로 보내질 수 있게 된다.
이와 같은 활성탄 재생 탱크(12)는 폐탄 저장 탱크(11)와 함께 활성탄 재생 블록(27) 내에 설치될 수 있게 된다.
한편, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 폐탄 저장 탱크(11)에서 공급되는 활성탄을 재생 처리하기 위한 적어도 1개의 서브 활성탄 재생 탱크(22)를 포함한다.
상기 서브 활성탄 재생 탱크(22)도 활성탄 재생 탱크(12)와 마찬가지로 약 500∼700℃ 정도의 과열증기를 이용한 무산소 저온열분해 방식으로 활성탄을 재생하는 설비로서, 건조→열분해 탄화→활성화/가스화→배출증기 응축(열교환기) 등의 재생공정으로 운전될 수 있게 된다.
여기서, 상기 서브 활성탄 재생 탱크(22)의 활성탄 재생 방식도 한국 등록특허 제10-1326044호에서의 활성탄 재생 방식과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 서브 활성탄 재생 탱크(22)는 폐탄 저장 탱크(11)측과는 폐탄 라인으로 연결되어 폐탄을 공급받을 수 있게 되고, 재생탄 저장 탱크(13)측과는 다른 하나의 재생탄 라인(미도시)으로 연결되어 서브 활성탄 재생 탱크(22)에서 재생된 재생탄이 재생탄 저장 탱크(13)로 보내질 수 있게 된다.
이와 같은 서브 활성탄 재생 탱크(22)는 활성탄 재생 탱크(12) 및 폐탄 저장 탱크(11)가 속해 있는 활성탄 재생 블록(27) 내에 함게 설치될 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템에서는 활성탄 재생 탱크(12)와 서브 활성탄 재생 탱크(22)를 교대로 가동하면서 활성탄을 재생 및 공급할 수 있게 되고, 결국 활성탄 재생 탱크(12)나 서브 활성탄 재생 탱크(22)의 내구 수명을 확보할 수 있는 동시에 수처리와 관련한 설비 운전의 연속적인 가동률을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 활성탄 재생 탱크(12)에서 배출되는 재생탄을 저장한 후에 이를 수처리 탱크(10)로 공급하는 재생탄 저장 탱크(13)를 포함한다.
상기 재생탄 저장 탱크(13)는 수처리 탱크(10)로 재생탄을 보내기 앞서 활성탄 재생 탱크(12)에서 이송된 재생탄을 전량 저장한 후에 주기적으로 일정량의 재생탄을 수처리 탱크(10)에 공급하는 역할을 하게 된다.
이러한 재생탄 저장 탱크(13)와 활성탄 재생 탱크(12) 사이에는 재생탄 라인(미도시)이 연결되며, 이때의 재생탄 라인을 통해 활성탄 재생 탱크(12) 내의 재생탄이 재생탄 저장 탱크(13)로 보내질 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 재생탄 저장 탱크(13)와 수처리 탱크(10) 사이에는 재생탄 공급 라인(24)이 연결되어 재생탄 저장 탱크(12) 내의 재생탄이 재생탄 공급 라인(24)을 통해 수처리 탱크(10), 실질적으로는 호퍼(23)로 공급될 수 있게 된다.
여기서, 상기 재생탄 저장 탱크(13)는 폐탄 저장 탱크(11)와 활성탄 재생 탱크(12), 그리고 서브 활성탄 재생 탱크(22)와 함께 활성탄 재생 블록(27) 내에 설치될 수 있게 되며, 이에 따라 재생탄 저장 탱크(13)와 활성탄 재생 탱크(12) 사이는 물론 재생탄 저장 탱크(13)와 서브 활성탄 재생 탱크(22) 사이의 각종 배관이나 라인 구성을 간결하게 할 수 있게 된다.
바람직한 실시예로서, 상기 재생탄 저장 탱크(13)와 활성탄 재생 탱크(12) 사이 및/또는 재생탄 저장 탱크(13)와 서브 활성탄 재생 탱크(22) 사이에 연결되어 재생탄을 공급하는 재생탄 라인의 경우, 후술하는 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)를 포함할 수 있게 되며, 이에 따라 활성탄 재생 탱크(12)에서 재생탄 저장 탱크(13)로 및/또는 서브 활성탄 재생 탱크(22)에서 재생탄 저장 탱크(13)로의 재생탄 이송에 대한 효율을 높일 수 있게 된다.
바람직한 다른 실시예로서, 상기 재생탄 저장 탱크(13)와 수처리 탱크(10)를 연결하는 재생탄 공급 라인(24)의 경우, 후술하는 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)를 포함할 수도 있게 되며, 이에 따라 활성탄 재생 탱크(12)에서 수처리 탱크(10)로의 재생탄 이송에 대한 효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 수처리 탱크(10)에 채워져 있는 활성탄(실질적으로는 재생시점에 도달한 폐탄)의 원활한 배출을 위해 정압의 부상공기를 제공하는 수단으로 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15)을 포함한다.
상기 활성탄 부상 송풍기(14)는 수처리 탱크(10)의 내부에 분사되는 정압의 부상공기를 제공하는 역할을 하게 되며, 이때의 활성탄 부상 송풍기(14)는 반드시 분탄이 발생되지 않는 정압의 부상공기를 공급할 수 있는 규격의 장치를 적용하는 것이 바람직하다.
이러한 활성탄 부상 송풍기(14)는 복수 대, 예를 들면 2대가 운용될 수 있게 되며, 2대의 활성탄 부상 송풍기(14)는 동시에 운용되거나, 또는 교대로 운용될 수 있게 된다.
상기 공기 공급 라인(15)은 활성탄 부상 송풍기(14)의 토출측과 수처리 탱크(10)의 하단부 일측 사이에 연결 설치된다.
이에 따라, 상기 활성탄 부상 송풍기(14)의 작동 시 정압의 부상공기는 공기 공급 라인(15)을 따라 수처리 탱크(10)의 내부에 공급되고, 그 결과 수처리 탱크(10)에 충전되어 있는 활성탄은 정압의 부상공기에 의해 부상하게 되고, 결국 수처리 탱크(10) 내에서 활발하게 유동되고 있는 활성탄은 수처리 탱크(10)의 드레인, 즉 폐탄 배출 라인(18)이 연결되어 있는 드레인의 오픈과 함께 전량이 곧바로 배출될 수 있게 된다.
이렇게 수처리 탱크(10) 내의 활성탄을 배출하기 전에 정압의 부상공기를 불어넣어서 활성탄을 부상시키고, 이렇게 활성탄을 부상시킨 상태에서 드레인시켜줌으로써, 수처리 탱크(10) 내에 잔존하는 활성탄없이 전량의 활성탄이 원활하게 배출될 수 있게 된다.
또한, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 수처리 탱크(10)에서 배출되는 폐탄을 폐탄 저장 탱크(11)로 강제 이송시키기 위한 수단으로 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)를 포함한다.
상기 압송조(16)는 고압수 공급 펌프(17)에서 제공되는 고압수의 압력을 이용하여 폐탄을 강제 송출하는 역할을 하게 되며, 이러한 압송조(16)의 상단부 측면 일측에는 수처리 탱크(10)측에서 연장되는 폐탄 배출 라인(18)이 연결되는 동시에 상단부 측면 다른 일측은 폐탄 이송 라인(21)에 의해 페탄 저장 탱크(11)측과 연결되고, 압송조(16)의 하단부 측면 일측에는 고압수 공급 펌프(17)측에서 연장되는 고압수 공급 라인(19)이 연결된다.
이에 따라, 상기 폐탄 배출 라인(18)을 통해 수처리 탱크(10) 내의 폐탄이 압송조(16)의 내부로 유입되고, 이와 동시에 고압수 공급 펌프(17)에서 공급되는 고압수가 고압수 공급 라인(19)을 통해 압송조(16)의 내부로 유입되며, 이때의 고압수가 발휘하는 수압에 의해 물과 폐탄은 압송조(16)에서 토출됨과 동시에 폐탄 이송 라인(20)을 따라 강제 이송되어 폐탄 저장 탱크(11)로 보내질 수 있게 된다.
이렇게 압송조(16)에서 발휘하는 강력한 토출력에 의존하여 폐탄을 강제 이송시킴으로써, 활성탄 재생을 위한 이송과 관련하여 시간을 단축할 수 있는 등 전체적인 이송 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 활성탄 손실률을 낮출 수 있게 된다.
상기 고압수 공급 펌프(17)는 고압수 공급조(28)에 저장되어 있는 물을 고압으로 송출하는 역할을 하는 것으로서, 이러한 고압수 공급 펌프(17)의 토출측과 압송조(16)의 유입측 사이에는 고압수 공급 라인(19)이 연결된다.
이에 따라, 상기 고압수 공급 펌프(17)의 작동 시 고압수 공급 라인(19)을 통해 고압의 물이 압송조(16)의 내부에 제공될 수 있게 된다.
여기서, 상기 고압수 공급 펌프(17)는 복수 대, 예를 들면 2대가 운용될 수 있게 되며, 2대의 고압수 공급 펌프(17)는 동시에 운용되거나, 또는 교대로 운용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 압송조(16)는 베르누이 원리를 이용한 벤츄리 인젝터를 응용한 구조로 고압수를 이용하여 물과 폐탄을 효과적으로 이송시킬 수 있게 된다.
특히, 상기 압송조(16)에는 고압수 공급 펌프(27)에서 공급되는 고압수를 바이패스시키는 수단으로 고압수 바이패스 라인(21)이 구비된다.
이러한 고압수 바이패스 라인(21)은 고압수 공급 라인(19)에서 분기된 후, 압송조(16)를 우회하여 폐탄 배출 라인(18)으로 이어지는 구조로 연결된다.
이에 따라, 상기 고압수 공급 펌프(17)에서 공급되는 고압수를 압송조(16)로 보내지 않고 고압수 바이패스 라인(21)을 통해 바이패스시킴으로써, 압송조 후단 이송라인에 남을 수 있는 잔여 활성탄을 원활히 폐탄 저장 탱크로 이송시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템은 활성탄의 세척을 위한 세척수를 제공하는 수단으로 활성탄 역세 펌프(29)를 포함한다.
상기 활성탄 역세 펌프(29)는 수처리 탱크(10)로부터 배출되는 폐탄에 세척수를 공급하여 폐탄에 부착되어 있는 각종 오염물질을 제거하는 역할을 하게 된다.
이러한 활성탄 역세 펌프(29)의 흡입측은 활성탄 처리 수조(33)와 배관을 통해 연결되어 세척수를 공급받을 수 있게 되고, 활성탄 역세 펌프(29)의 토출측에서 연장되는 세척수 공급 라인(30)은 수처리 탱크(10)에서 연장되는 폐탄 배출 라인(18)에 연결된다.
이에 따라, 상기 수처리 탱크(10)를 빠져나온 폐탄 배출 라인(18) 내의 폐탄은 압송조(16)로 들어가기에 앞서 세척수 공급 라인(30)을 통해 공급되는 세척수와 섞이게 되고, 이렇게 공급되는 세척수에 의해 폐탄에 부착되어 있는 각종 오염물질이 1차 제거될 수 있게 되며, 결국 폐탄에 붙어 있는 오염물질이 1차 제거된 상태로 활성탄 재생 탱크(12)로 보내지게 되므로 활성탄 재생 탱크(12)에서의 부하를 줄여서 활성탄 재생효율을 한층 높일 수 있게 된다.
그리고, 상기 폐탄 배출 라인(18)에서는 처리수 회수 라인(31)이 분기되고, 이렇게 분기된 처리수 회수 라인(31)을 통해 흐르는 처리수, 예를 들면 수처리 탱크(10)에서 배출되는 배출수는 활성탄 처리 수조(33)로 보내질 수 있게 되는 한편, 상기 처리수 회수 라인(31)에서 분기되는 처리수 드레인 라인(32)은 처리수 배출 라인(26)으로 연결되어 이때의 처리수 드레인 라인(32)을 경유하는 처리수는 폐수 처리장으로 보내질 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)는 한 묶음을 이루는 유닛 형태의 조합으로 이루어질 수 있게 되고, 이러한 조합은 2대의 수처리 탱크(10)에 공용으로 적용될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 2대의 수처리 탱크(10)에서 제공되는 폐탄은 2대의 수처리 탱크(10)에 속해 있는 하나의 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)의 조합을 공용으로 사용하여 폐탄 저장 탱크(11)측으로 이송시킬 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 공장의 레이아웃 상에서 수처리 탱크(10)가 배치되는 수처리 블록(34)과 활성탄 재생 탱크(12) 등이 배치되는 활성탄 재생 블록(27)으로 구획한 다음, 상기 수처리 블록(34)에서는 적어도 10∼20개의 수처리 탱크(10)를 운용함과 더불어 상기 활성탄 재생 블록(27)에서는 수처리 블록(27) 내의 수처리 탱크(10)들에 배속되는 1개씩의 폐탄 저장 탱크(11)와 재생탄 저장 탱크(13), 그리고 활성탄 재생 탱크(12)와 서브 활성탄 재생 탱크(22)를 운용함으로써, 각 블록 상호 간에 연계적인 배치관계를 통해 활성탄(폐탄/재생탄)의 이송 등을 원활하게 수행할 수 있으며, 최소한의 활성탄 재생 설비로 최대한의 수처리 설비를 커버할 수 있는 등 수처리 설비와 활성탄 재생 설비 간의 최적의 매칭관계를 구현할 수 있게 된다.
이와 같이, 2대의 수처리 탱크(10)에 공용으로 배속되어 있는 하나의 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)의 조합으로 폐탄을 이송하는 방식을 적용함과 더불어 각각의 구획된 블록 내에서 수처리 설비와 활성탄 재생 설비를 운용하면서 수처리 설비와 활성탄 재생 설비 간의 최적의 매칭관계를 구현함으로써, 함으로써, 대규모의 수처리 탱크(10)를 운용하는 시설에서 레이아웃 측면은 물론 시스템 운용의 효율성 측면 등에서 유리한 점이 있다.
따라서, 이와 같이 구성되는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템에서 일정 기간 또는 일정 시간 동안 수처리 탱크(10)의 운전 후, 수처리 탱크(10)에 들어 있는 활성탄, 예를 들면 거의 흡착능력을 잃은 활성탄을 재생하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 수처리 탱크(10)에 있는 측부 드레인 라인(35)을 통하여 수처리 탱크 내의 물을 일부 배수한 후, 상기 활성탄 부상 송풍기(14)의 작동과 함께 공기 공급 라인(15)을 통해서 공급되는 정압의 부상공기가 수처리 탱크(10)의 내부로 유입되고, 이렇게 유입되는 부상공기에 의해 수처리 탱크(10)의 내부에 채워져 있는 활성탄이 부상하게 된다.
다음, 상기 수처리 탱크(10)의 드레인 오픈과 함께 수처리 탱크(10)에서 배출되는 활성탄은 폐탄 배출 라인(18)을 통해 압송조(16)로 보내지게 된다.
이와 동시에, 폐탄 배출 라인(18)으로는 활성탄 역세 펌프(29)의 작동과 함께 세척수 공급 라인(30)을 통해 공급되는 세척수가 유입되면서 폐탄에 대한 세척이 이루어지게 된다.
다음, 상기 고압수 공급 펌프(17)의 작동과 함께 고압수 공급 라인(19)을 통해 공급되는 고압수가 압송조(16)의 내부로 유입되고, 이렇게 유입되는 고압수에 의해 압송조(16)의 내부에 있는 폐탄이 강력하게 토출되면서 폐탄 이송 라인(20)으로 보내진 후, 계속해서 폐탄 이송 라인(20)을 통해 이송되는 폐탄은 폐탄 저장 탱크(11)로 보내져 저장된다.
이렇게 수처리 탱크(10)에 들어 있는 활성탄을 재생 설비측, 예를 들면 폐탄 저장 탱크(11), 활성탄 재생 탱크(12), 재생탄 저장 탱크(13) 등이 속해 있는 재생 설비측으로 이송시키기 위하여, 수처리 탱크(10)의 내부에 부상공기를 공급하여 활성탄을 부상시키고, 또 수처리 탱크(10)에서 배출되는 활성탄을 압송조(16)로 보냄과 아울러 압송조(16)로 고압수를 공급하여 활성탄을 강제 이송시키는 방식을 채택함으로써, 활성탄 이송 시간을 단축할 수 있고, 이송 시에 활성탄의 손실을 줄일 수 있으며, 수처리 탱크측과 활성탄 재생 탱크측 간에 연계되는 배관 라인을 통해 활성탄을 이송시킬 수 있는 등 전체적인 활성탄 이송 효율을 높일 수 있는 동시에 활성탄 이송에 소요되는 비용이나 인력을 줄일 수 있는 등 경제성 측면에서 유리한 이점이 있다.
다음, 상기 폐탄 이송 라인(20)을 통해 이송되는 폐탄은 폐탄 저장 탱크(11)에 저장된 후, 계속해서 활성탄 재생 탱크(12)로 보내져 소정의 재생과정에 의해 재생 처리되고, 계속해서 재생과정을 마친 재생탄은 재생탄 저장 탱크(13)에 저장된 다음, 계속해서 재생탄 저장 탱크(13) 내의 재생탄은 재생탄 공급 라인(24)을 통해 수처리 장치(10)에 투입되어 재사용된다.
이렇게 대규모의 수처리 블록에 속해 있는 많은 수의 수처리 탱크(10)에서 배출되는 활성탄을 배관 라인으로 이송시킨 후에 한 곳의 재생 설비, 즉 활성탄 재생 블록에 속해 있는 활성탄 재생 탱크(12)에서 일괄적으로 재생 처리할 수 있으므로, 활성탄 이송은 물론 활성탄 재생 처리 등과 관련한 생산성을 확보할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 복수의 수처리 탱크가 속해 있는 수처리 설비에 맞는 최적의 활성탄 재생 설비를 통합 운용하고, 특히 수처리 설비와 활성탄 재생 설비 간의 활성탄 배출, 이송, 투입 등을 경제적으로 또 효율적으로 처리할 수 있는 새로운 통합 폐수처리 시스템을 제공함으로써, 폐수처리 시스템의 운용과 관련한 효율성을 높일 수 있는 동시에 시스템 운전 비용을 절감할 수 있고, 활성탄의 손실률을 낮출 수 있는 동시에 수처리 설비의 전반적인 가동률을 높일 수 있다.
10 : 수처리 탱크
11 : 폐탄 저장 탱크
12 : 활성탄 재생 탱크
13 : 재생탄 저장 탱크
14 : 활성탄 부상 송풍기
15 : 공기 공급 라인
16 : 압송조
17 : 고압수 공급 펌프
18 : 폐탄 배출 라인
19 : 고압수 공급 라인
20 : 폐탄 이송 라인
21 : 고압수 바이패스 라인
22 : 서브 활성탄 재생 탱크
23 : 호퍼
24 : 재생탄 공급 라인
25 : ACF 유입수 라인
26 : 처리수 배출 라인
27 : 활성탄 재생 블록
28 : 고압수 공급조
29 : 활성탄 역세 펌프
30 : 세척수 공급 라인
31 : 처리수 회수 라인
32 : 세척수 드레인 라인
33 : 활성탄 처리 수조
34 : 수처리 블록
35 : 측부 드레인 라인

Claims (6)

  1. 활성탄으로 폐수 속에 포함되어 있는 불순물을 흡착 처리하기 위한 복수의 수처리 탱크(10);
    상기 수처리 탱크(10)에서 배출되는 폐탄을 저장하기 위한 폐탄 저장 탱크(11);
    상기 폐탄 저장 탱크(11)에서 공급되는 활성탄을 재생 처리하기 위한 적어도 1개의 활성탄 재생 탱크(12);
    상기 활성탄 재생 탱크(12)에서 배출되는 재생탄을 저장한 후에 이를 수처리 탱크(10)로 공급하는 재생탄 저장 탱크(13);
    상기 수처리 탱크(10)의 내부에 들어 있는 활성탄을 부상시키기 위한 수단으로 수처리 탱크(10)의 내부에 공기를 공급하는 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15);
    상기 수처리 탱크(10)에서 배출되는 폐탄을 폐탄 저장 탱크(11)로 강제 이송시키기 위한 수단으로 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17);
    를 포함하며,
    활성탄 재생 시에 공기로 활성탄을 부상시킨 후에 고압수와 함께 강제 이송시켜서 저장한 다음, 이를 재생 및 저장한 후에 재차 수처리 탱크(10)로 공급하는 유기적인 연계방식으로 활성탄 재생 및 수처리 시에 폐탄 및 재생탄의 이송효율을 높일 수 있으며,
    상기 압송조(16)는 베르누이 원리를 이용한 벤츄리 인젝터를 응용한 구조로 고압수를 이용하여 물과 폐탄을 효과적으로 이송시키되, 상기 압송조(16)는 고압수 공급 펌프(17)에서 제공되는 고압수의 압력을 이용하여 폐탄을 강제 송출하는 역할을 하게 되며, 이러한 압송조(16)의 상단부 측면 일측에는 수처리 탱크(10)측에서 연장되는 폐탄 배출 라인(18)이 연결되는 동시에 상단부 측면 다른 일측은 폐탄 이송 라인(21)에 의해 페탄 저장 탱크(11)측과 연결되고, 압송조(16)의 하단부 측면 일측에는 고압수 공급 펌프(17)측에서 연장되는 고압수 공급 라인(19)이 연결됨으로써, 상기 폐탄 배출 라인(18)을 통해 수처리 탱크(10) 내의 폐탄이 압송조(16)의 내부로 유입되고, 이와 동시에 고압수 공급 펌프(17)에서 공급되는 고압수가 고압수 공급 라인(19)을 통해 압송조(16)의 내부로 유입되며, 이때의 고압수가 발휘하는 수압에 의해 물과 폐탄은 압송조(16)에서 토출됨과 동시에 폐탄 이송 라인(20)을 따라 강제 이송되어 폐탄 저장 탱크(11)로 보내질 수 있게 되고, 이렇게 압송조(16)에서 발휘하는 강력한 토출력에 의존하여 폐탄을 강제 이송시킴으로써, 활성탄 재생을 위한 이송과 관련하여 시간을 단축할 수 있고, 전체적인 이송 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 활성탄 손실률을 낮출 수 있게 되며,
    상기 압송조(16)에는 고압수 공급 펌프(27)에서 공급되는 고압수를 바이패스시키는 수단으로 고압수 바이패스 라인(21)이 구비되고, 이러한 고압수 바이패스 라인(21)은 고압수 공급 라인(19)에서 분기된 후, 압송조(16)를 우회하여 폐탄 배출 라인(18)으로 이어지는 구조로 연결됨에 따라 상기 고압수 공급 펌프(17)에서 공급되는 고압수를 압송조(16)로 보내지 않고 고압수 바이패스 라인(21)을 통해 바이패스시킴으로써, 압송조 후단 이송라인에 남을 수 있는 잔여 활성탄을 원활히 폐탄 저장 탱크로 이송시킬 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)의 조합은 2대의 수처리 탱크(10)에 공용으로 적용되어, 2대의 수처리 탱크(10)에서 제공되는 폐탄을 하나의 활성탄 부상 송풍기(14) 및 공기 공급 라인(15), 그리고 압송조(16)와 고압수 공급 펌프(17)의 조합으로 이송시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐탄 저장 탱크(11) 및 재생탄 저장 탱크(13)와 각각 연결되는 동시에 수처리 탱크(10)측과도 연결되는 서브 활성탄 재생 탱크(22)를 더 포함하며, 활성탄 재생 탱크(12)와 서브 활성탄 재생 탱크(22)를 교대로 가동하면서 활성탄을 재생 및 공급할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템.
  5. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 10∼20개의 수처리 탱크(10)에 1개씩의 폐탄 저장 탱크(11)와 재생탄 저장 탱크(13), 그리고 활성탄 재생 탱크(12)와 서브 활성탄 재생 탱크(22)를 각각 배속시킨 형태로 통합 운용하는 것을 특징으로 하는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    활성탄을 재생 처리하기 위해 활성탄 재생 탱크(12)로 공급되는 과열증기는 400∼800℃의 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 활성탄 재생 및 수처리 통합 시스템.
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