KR102286731B1 - 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치 - Google Patents

고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에멀젼(emulsion) 상태를 포함하는 응축수 내에 잔류하는 유분을 단시간 내에 분산하여 유분액을 수득하고, 상기 분산처리에 의해 수집된 유분액을 농축 처리하여 잔류 수분을 제거함으로써, 고농축의 유분액을 추출하도록 한 유수 분리장치에 관한 것으로,
본 발명에서는 에어 콤프레셔의 배수관을 통해 유입되는 응축수를 저수공간 내에 저수하고, 저수공간 내에 저수된 응축수에, 약품 공급모듈을 통해 처리약품을 정량 공급하여서, 하층부에 수분층을 형성하고 상층부에 유분층이 형성되도록 하는 약품 처리조와; 상기 약품 처리조의 상층부와 연결관을 통해 연결되어, 연결관을 통해 약품 처리조의 상층부에 형성된 유분층을 저수공간 내에 유입하여 하층부에 수분층이 형성하고 상층부에 유분층이 형성하여, 상층부에 형성된 유분층을 포집하는 유분 분리 처리조를 포함하여 구성된 분산 처리부; 및 상기 응축수 분산 처리부에서 분리된 유분을 처리공간 내에 포집한 다음, 비중차를 통해 유분을 농축 처리하는 하나 이상의 농축 처리조를 갖는 농축 처리부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

Description

고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치{Apparatus for separating water and oil with structure of extracting high concentrated oil liquid}
본 발명은 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에멀젼(emulsion) 상태를 포함하는 응축수 내에 잔류하는 유분을 단시간 내에 분산하여 유분액을 수득하고, 분산처리에 의해 수집된 유분액을 농축 처리하여 잔류 수분을 제거함으로써, 고농축의 유분액을 추출하도록 한 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 공장이나 산업현장 등에서는 여러가지 작업용 공구를 이용하게 되는데, 특히 공기압을 이용하는 공구나 기계의 작동을 위하여 고압으로 공기를 압축하는 에어 콤프레셔(Air Compressor)를 보편적으로 사용하고 있다.
상기 에어 콤프레셔는, 고압의 압축공기를 얻기 위하여 압축장치를 이용해 대기중의 공기를 고압으로 압축하도록 구성된 관계로, 공기를 고압 압축하는 과정에 다량의 응축수가 발생하게 된다.
그리고, 상기 에어 콤프레셔에서 발생된 응축수는 에어 콤프레셔의 작동에 사용되는 윤활유나 각종 기름 등의 이물질이 혼합된 관계로, 이를 그대로 방류할 경우에는 환경에 악영향을 미치게 된다.
즉, 대기 중 공기에는 다량의 습도(물)를 함유하고 있기에 에어 콤프레셔에서 습도를 함유한 공기를 고압 압축하면, 온도가 상승하고 애프터쿨러 및 냉동식 에어드라이어를 지나면서 수분이 발생한다.
특히, 급유식 에어 콤프레셔는 압축시 기밀을 유지하기 위해 오일과 함께 압축하여 토출되며 오일은 오일분리기에서 분리되고 일부의 오일은 에어 콤프레셔에서 토출된다.
이때, 토출된 압축공기는 온도 변화가 생기면서 물로 바뀌며 일부의 오일은 수분과 분리되는 오일과 수분과 오일의 입자가 결합(에멀젼)되어 분리되지 않는 응축수가 발생된다.
따라서, 당분야에서는 응축수에서 잔류된 유분을 분리하여 포집하는 유수 분리기들을 개발 및 보급하여, 응축수에 잔류된 기름성분 즉, 유분을 제거하도록 하고 있다.
상기 유수 분리기는, 별도의 분리조에 응축수를 수집하여 수분과 유분의 비중차에 의해 서로 혼합되지 않는 물과 기름을 분리하는 방법이다.
그러나, 응축수가 배출되는 과정, 또는 분리조에 투입되는 과정에서 물과 기름이 서로 섞여 결합된 상태, 즉 에멀젼 상태를 이루는 경우에, 수분과 에멀젼 상태를 이룬 유분의 실질적인 분리가 어려운 한계성을 갖는다. 물론, 상기 에멀젼 상태의 응축수를 장시간 처리하여 수분에서 유분이 분리될 수 있으나, 이는 많은 시간이 요구된다.
따라서, 일반 영세공장이나 소규모 산업현장 등에서는 오랜 시간이 걸리는 유수 분리작업이 현실적으로 불가능하므로, 유분이 다량 잔류된 응축수를 그대로 방류하고 있으며, 이는 심각한 수질오염의 원인이 되고 있다.
JP 11197403 A KR 100455052 B1 JP 06296805 JP 11114304 A
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 에어 콤프레셔(Air Compressor)에서 생성 배출되는 응축수를 단계별로 분리 처리하여 응축수에 잔류된 유분을 포집하여 제거함에 있어, 독특한 분산 처리구조에 의해 응축수에 에멀젼(emulsion) 상태로 잔류하는 유분을 강제적으로 분산 처리함으로써, 응축수에 잔류된 유분의 안정적인 제거와 함께, 또 잔류 수분량이 적은 고농축의 유분의 추출이 가능하도록 한 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치는,
에어 콤프레셔의 배수관을 통해 유입되는 응축수를 저수공간 내에 저수하고, 저수공간 내에 저수된 응축수에, 약품 공급모듈을 통해 처리약품을 정량 공급하여서, 하층부에 수분층을 형성하고 상층부에 유분층이 형성되도록 하는 약품 처리조와; 상기 약품 처리조의 상층부와 연결관을 통해 연결되어, 연결관을 통해 약품 처리조의 상층부에 형성된 유분층을 저수공간 내에 유입하여 하층부에 수분층이 형성하고 상층부에 유분층이 형성하여, 상층부에 형성된 유분층을 포집하는 분산 처리조를 포함하여 구성된 분산 처리부; 및
상기 분산 처리부에서 분리된 유분을 처리공간 내에 포집한 다음, 비중차를 통해 유분을 농축 처리하는 하나 이상의 농축 처리조를 갖는 농축 처리부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 약품 처리조의 상부 내경에는 상부가 외부와 연통하는 원심 분리관이 동심구조로 배치되어, 에어 콤프레셔의 배수관을 통해 유입되는 응축수는 원심 분리관과 약품 처리조의 상부 내벽 사이에 형성된 원심 분리공간을 따라 선회되면서 원심 분리하여 저수공간 내에 유입하여 저수되도록 구성한다.
보다 바람직하게는, 상기 분산 처리부를 구성하는 약품 처리조의 바닥, 또는 분산 처리조의 바닥, 또는 이들 양자의 바닥에는 고압의 압축공기를 저수공간 내에 분산하여 공급하여, 분산되는 공기방울에 의해 응축수 내에 잔류된 유분이 부상되도록 하는 고압 분산부가 배치된다.
그리고, 상기 농축 처리조는 분산 처리부를 통해 수집된 유분액을 농축 처리하는 하나 이상의 농축 처리조를 포함하여 구성하되,
상기 농축 처리부를 구성하는 농축 처리조에는 교반모터와 교반모터로부터 회전력을 제공받아 회전하는 교반날개를 포함하는 상층 교반 분리기를 배치하되,
상기 상층 교반 분리기의 교반날개는 각 농축 처리조의 상층부에 회전하여 처리수의 상층부에 형성된 유분액을 교반하여 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 분리하도록 구성된다.
또한, 상기 농축 처리부는 분산 처리부를 통해 수집된 유분액을 1차 농축 처리하는 1차 농축 처리조와; 상기 1차 농축 처리조를 통해 1차 농축 처리된 유분을 처리공간 내에 포집한 다음, 비중차를 통해 유분을 2차 농축 처리하는 2차 농축 처리조를 포함하여 구성되고,
상기 각 농축 처리조에는 농축 처리조의 상층부에 회전하여 처리수의 상층부에 형성된 유분액을 교반하여 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 분리하는 상층 교반 분리기가 각각 배치된다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는, 에어 콤프레셔(Air Compressor)에서 생성 배출되는 응축수를 단계별로 분리 처리하여 응축수에 잔류된 유분을 포집하여 제거하는 유수 분리장치를 제안하고 있다.
특히, 본 발명에 따른 유수 분리장치는 분산 처리부와, 농축 처리부로 구성되어, 응축수에 포함된 유분액의 분산 처리와 함께, 분산 처리를 통해 수득된 유분액을 농축처리하여서 함수률이 저감된 유분액의 추출이 가능하고, 결과적으로 다량의 유분액의 재처리에 따른 재반적인 문제점이 해소될 수 있다.
특히, 상기 분산 처리부에 의해 응축수는, 상호 유기적으로 이루어지는 약품 처리조에 마련된 원심 분리부를 통한 원심 분리작용과, 약품 공급모듈을 통해 공급되는 처리약품에 의한 화학적 분산 처리, 및 고압 분산부에 의한 공기 방울에 의해 분산 처리작용을 통해, 유분액과 처리수로 안정되게 분리된다.
또한, 상기 농축 처리부는 비중차에 의해 분리된 유분액(유분층)을 교반하여 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 제거하고, 결과적으로 함수률이 극히 낮은 유분액의 추출이 가능하다.
본 발명자가 실제, 본 발명을 통해 응축수를 처리하여 유분액을 추출한 결과, 함수률이 5 내지 0.5%인 고농도의 유분액의 추출이 가능하였다.
도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치의 외형과 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 3 내지 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치에 있어, 분산 처리부의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이고,
도 6 내지 도 8은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치에 있어, 농축 처리부의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치의 외형과 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치에 있어, 분산 처리부의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치에 있어, 농축 처리부의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이며, 도 9은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치에 있어, 유분 응집부재의 세부 구성을 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치(1)는, 에어 콤프레셔의 배수관(P)을 통해 배수되는 응축수를 수분과 유분으로 분리 처리하여 처리수에서 유분액을 분리하고, 상기 분리된 유분액을 농축 처리하여서 고농도의 유분액을 수득하고 유분액이 제거된 처리수를 방류하도록 하는 전용장치이다.
특히, 본 발명에서는 독특한 유수 분리구조를 마련하여 응축수 내에 부유하는 유분 및 에멀젼(emulsion) 상태의 유분을 단시간 내에 효과적으로 분리함으로써, 함수률이 낮은 고농도 유분액을 수득하도록 한다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 유수 분리장치(1)는, 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 에어 콤프레셔의 배수관(P)을 통해 급수되는 응축수를 약품 및 분산 처리하여 유분액을 수득하는 분산 처리부(100)와; 상기 수득된 유분액을 농축 처리하여 함수률이 낮은 고농도의 유분액을 수득하는 농축 처리부(200)를 포함한다.
상기 분산 처리부(100)는, 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이 에어 콤프레셔의 배수관(P)을 통해 유입되는 응축수를 저수공간(110a) 내에 저수하고, 약품 공급모듈(115)을 통해 저수공간(110a) 내에 저수된 응축수에 처리약품을 정량 공급하여서, 분산 처리를 통해 하층부에 수분층을 형성하고 상층부에 유분층이 형성되도록 하는 약품 처리조(110)와; 상기 약품 처리조(110)의 상층부와 연결관(114)을 통해 연결되어, 연결관(114)을 통해 약품 처리조(110)의 상층부에 형성된 유분층을 저수공간(120a) 내에 유입하여 분산 처리를 통해 하층부에 수분층이 형성하고 상층부에 유분층이 형성하여서, 상층부에 형성된 유분층인 유분액을 포집하는 분산 처리조(120)를 포함한다.
상기 약품 처리조(110)와 분산 처리조(120)는, 상대적으로 직경이 작고 높이가 높은 저수공간을 갖는 입상형의 중공챔버로 이루어져, 저수된 응축수를 비중차를 통해 하부층에 처리수인 수분층을 형성하고 상부층에 유분액인 유분층을 형성한다.
그리고, 상기 약품 처리조(110)에는 약품통(115a)에 저장된 처리약품을 정량 펌프(115b)를 통해 저수공간(110a) 내에 정량 공급하는 약품 공급모듈(115)을 배치하여, 상기 약품 처리조(110)에 저수된 응축수는 약품 공급모듈(115)을 통해 정량 공급되는 처리약품에 의한 화학적인 처리과정에 의해 에멀젼 상태의 유분과 수분이 분리된다.
또한, 본 실시예에서는 상기 에어 콤프레셔의 배수관(P)과 연통하는 약품 처리조(110)의 상부에 원심 분리부(112)를 배치하여, 에어 콤프레셔의 배수관(P)을 통해 저수공간(110a) 내로 고압 유입되는 응축수는 원심 분리부(112)를 통과하면서 질량차에 의해 원심 분리된 다음 처리공간(110a) 내에 유입하여 저수되도록 한다.
여기서, 상기 원심 분리부(112)는 약품 처리조(110)의 상부 내경에 동심구조로 배치되며, 하부는 처리공간(110a)과 연통하며 상부는 외부와 연통하는 원심 분리관(112a)을 포함한다.
상기 원심 분리관(112a) 내에는 대기중으로 배출되는 공기에 잔류된 오일 미스트를 여과하여 포집하는 오일 미스트 필터(112c)를 배치한다.
따라서, 도 5와 같이 상기 에어 콤프레셔의 배수관(P)을 통해 약품 처리조(110)로 공급되는 응축수는, 원심 분리관(112a)의 외벽과 약품 처리조(110)의 상부 내벽 사이에 형성된 환형의 원심 분리공간(112b)을 고속으로 선회하면서 유분과 수분으로 분리되고, 상기 원심 분리된 유분과 수분은 비중차에 의해 저수공간(110a) 내에 수분층과 유분층을 형성한다.
이때, 상기 원심 분리관(112a)을 통한 저수공간(110a)의 감압과정 중에 배출되는 공기 중에 잔류된 오일 미스트는, 오일 미스트 필터에 의해 여과되어 대기 중으로 배출되는 현상이 방지된다.
따라서, 상기 에어 콤프레셔의 배수관(P)을 통해 유입되는 응축수는 원심 분리관(P)과 약품 처리조(110)의 상부 내벽 사이에 형성된 원심 분리공간(112b)을 따라 선회하면서 원심 분리하여 처리공간(110a) 내에 유입되고, 또 원심 분리과정에 응축수와 함께 유입되는 공기는 외부와 연통하며 오일 미스트 필터(112c)가 마련된 원심 분리관(112a)을 통해 대기 중으로 배출되어서, 약품 처리조(110)의 과압 발생을 방지한다.
그리고, 상기 약품 처리조(110)에 형성된 저수공간(110a)의 일측에 격벽판(111)을 직립되게 배치하여, 저수공간(110a)의 일측에 연결관(114)과 연통하는 집유공간(110b)을 형성하고 있으며, 상기 연결관(114)은 약품 처리조(110)의 집유공간(110b)의 상층부와 분산 처리조(120)의 상층부를 상호 연통되게 연결하는 연결관로이다.
이때, 상기 저수공간(110a)의 하부와 집유공간(110b)의 하부는 통로(111a)가 형성되어, 저수공간(110a)과 집유공간(110b)은 통로(111a)를 통해 침출수가 이동하여 항시 동일한 수위를 형성하도록 구성된다.
따라서, 상기 약품 처리조의 저수공간(110a)에서 부상된 유분층은 응집된 다음, 격벽판(111)의 상부를 경유하여 집유공간(110b)의 상부층으로 이동한 다음, 연결관(114)을 통해 분산 처리조(120)에 마련된 저수공간(120a)의 상층부로 유입된다.
그리고, 상기 입상형의 챔버로 이루어진 분산 처리조(120)의 상부에는 외부와 연통하는 배기관(122)이 직립되게 형성되며, 상기 배기관(122)에는 각각 대기 중으로 방출되는 공기 중에 잔류된 오일 미스트를 포집하는 오일 미스트 필터(122a)가 배치된다.
또한, 상기 분산 처리조(120)의 저수공간(120a)의 일측에는 격벽판(121)이 직립되게 배치되어, 저수공간(120a) 내에서 부상된 유분층이 응집된 유분액을 집유하는 집유공간(120b)이 각각 형성되며, 상기 집유공간(120b)에는 부상된 유분액을 흡착하여 포집하는 오일 스키머(124)가 배치된다.
이때, 상기 격벽판(121)에 구획된 저수공간(120a)의 하부와 집유공간(120b)의 하부는 통로(121a)가 형성되어, 저수공간(120a)과 집유공간(120b)은 통로(121a)를 통해 처리수를 이동시켜 항시 동일한 수위를 형성하도록 구성되고, 상기 저수공간(120a)에서 부상된 유분층은 집유공간(120b)의 상부층으로 이동 및 응집에 의해 유분액을 형성한 다음, 오일 스키머(124)에 의해 흡착 포집되어 농축 처리부(200)로 포집하여 이동된다.
상기 오일 스키머(124)는, 상하 이격하여 배치된 이송롤러(124a)와; 상기 이송롤러(124a)에 견착되어 하반부를 분산 처리조(120)의 집유공간(120b) 내에 입수하여, 집유공간(120b)의 상층부에 형성된 유분액을 흡착하는 흡착밸트(124b)와; 상기 흡착벨트(124b)를 스크래핑하여 흡착벨트(124b)에 흡착된 유분액을 농축 처리부(200)로 이동되도록 하는 스크래퍼(124c)를 포함한다.
따라서, 상기 오일 스키머(124)는 분산 처리조(120) 내에 형성된 집유공간(120b)에 부상된 유분액을 흡착벨트(124b)를 통해 흡착한 다음, 스크래퍼(124c)를 통해 흡착된 유분액을 스크래핑하여서, 분산 처리부(100)에 의해 분산 처리된 유분액을 농축 처리부(200)에 공급하게 된다.
특히, 본 실시예에서는 분산 처리부(100)를 구성하는 약품 처리조(110)의 바닥과 분산 처리조(120)의 바닥에 고압의 압축공기를 분산 공급하는 고압 분산부(130)를 각각 배치한다.
상기 고압 분산부(130)는, 급기배관(131)을 통해 공급되는 고압의 압축공기를 분산공들을 통해 미립되게 분산하여, 저수공간(110a, 120a) 내에 저수된 응축수에 미세한 공기방울들이 분산하는 수단이다.
그리고, 상기 약품 처리조(110)의 저수공간(110a)과, 약품 처리조(120)의 저수공간(120a)에는 처리수에서 부상되는 유분을 간섭하여 상호 응집되도록 하는 유분 응집부재(113, 123)을 각각 배치하여, 상기 약품 처리조(110)와 분산 처리조(120) 내에는 부상되는 유분입자들을 응집하여, 유분입자와 함께 부상된 공기방울은 분산하여 배출하고 유분입자들은 유분들이 응집된 유분층 즉, 유분액을 형성하도록 하도록 한다.
본 실시예에 따른 유분 응집부재(113, 123)은 도 9에서 보는 바와 같이 채망(113a, 123a) 내에 사출 성형된 복수의 성형 응집구(113b, 123b)들이 배치된 형태로 구성된다.
그리고, 상기 각 성형 응집구(113b, 123b)들는 집유밴드(113b-a, 123b-a)들이 구형을 이루어, 집유밴드(113b-a, 123b-a)들 사이에 집유로(113b-b, 123b-b)들이 형성된 형태로 이루어져, 공기방울과 함께 부상되는 유분들은 각 성형 응집구(113b, 123b)에 형성된 집유밴드(113b-a, 123b-a)에 의해 1차적으로 간섭되어 일시적으로 체류하면서 공기와의 분리가 이루어지고, 또 체류과정에 표면장력에 의해 체류된 유분입자들은 상호 응집되어서 큰 입자의 유분을 형성하게 된다.
따라서, 상기 약품 처리조(110)의 저수공간(110a)과, 분산 처리조(120)의 저수공간(120a)에 공급되는 응축수는, 도 5와 같이 바닥에 설치된 고압 분산부(130)를 통해 급기되는 고압의 압축공기에 의해 생성된 공기방울에 의해 분산이 이룩되고, 상기 공기방울에 의해 응축수에 잔류된 유분들은 공기방울과 함께 부상된다.
이러한 과정에, 상기 공기방울과 함께 부상되는 유분들은 유분 응집부재(113, 123)를 통과하면서, 처리수(응축수)의 상부에 두터운 유분층을 형성한다.
따라서, 상기 에어 콤프레셔의 배수관(P)을 통해 분산 처리부(100)에 공급된 응축수는, 약품 처리조(110)에 마련된 원심 분리부(112)를 통한 원심 분리작용과, 약품 공급모듈(115)을 통해 공급되는 처리약품에 의한 화학적 분산 처리, 및 고압 분산부(130)에 의한 공기 방울에 의해 분산 처리되어 유분액을 형성하고, 최종적으로 상기 유분액은 오일 스키머(124)에 의해 농축 처리부(200)로 포집하여 이동한다.
그리고, 상기 분산 처리조(120)에서 유분액이 분리된 처리수는, 분산 처리조(120)에 마련된 처리수 순환 배출부(140)를 통해 외부로 배출된다.
본 실시예에서는 상기 처리수 순환 배출부(140)의 배수 순환펌프(141)는 분산 처리조(120)에 마련된 수위 감지센서(146)에 의해 감지되는 수위에 따라 구동이 제어되도록 구성한다.
즉, 상기 분산 처리조(120)의 수위가 고수위를 형성하면 배수 순환펌프(141)가 구동하여 분산 처리조(120)에 저수된 처리수를 분산 처리조(120)로 배수하고, 저수위에 도달하면 배수 순환펌프(141)는 구동을 정지하도록 한다.
특히, 상기 처리수 순환 배출부(140)는, 하나 이상의 필터부재(142a)가 배치된 필터관(142); 분산 처리조(120)의 저수공간(120a)의 하부층에 연통되게 배치되어, 분산 처리조(120)의 저수공간(120a)의 하부층에 저수된 처리수를 펌핑하여 필터관(142)으로 공급하는 배수 순환펌프(141)와, 상기 분산 처리조(120)의 저수공간(120a)과 연통하는 재순환관(143)과, 외부와 연통하는 방류관(144); 및 상기 상기 재순환관(143)과 방류관(144)을 택일하여 연통시키는 선택밸브(145)를 포함한다.
그리고, 본 발명에서는 분산 처리조(120)에 잔류된 처리수를 배출함에 있어, 최초 선택밸브(145)를 통해 설정시간 동안 필터관(142)과 재순환관(143)을 연통시켜 배수 순환펌프(141)가 분산 처리조(120)의 저수공간(120a) 내에 잔류된 처리수를 설정시간 동안 내부 순환시켜 처리수를 통해 필터관(142)에 배치된 각 필터부재(142a)를 자체 세정하도록 한다.
이후, 상기 설정시간이 경과하여 필터부재(142a)의 세정이 완료되면, 선택밸브(145)를 통해 필터관(142)과 방류관(144)을 연결하여서, 분산 처리조(120)의 저수공간(120a) 내에 저수된 처리수를 외부로 배출하도록 한다.
따라서, 본 발명은 상기 처리수의 순환 배출구조에 의해, 상기 처리수의 초기 방류과정에 오염된 필터부재(142a)에 의해 처리수가 오염된 상태로 외부 배출되는 현상이 예방할 수 있는 특이성을 갖는다.
한편, 상기 분산 처리부(100)에 의해 포집된 유분액들을 농축 처리하여 함수률이 저감된 고농축 유분액을 형성하는 농축 처리부(200)는, 도 1과 도 2 및 도 5 내지 도 8에서 보는 바와 같이 상기 분산 처리부(100)에서 분리된 유분액을 저수공간(211) 내에 포집한 다음 유분액을 1차 농축 처리하는 1차 농축 처리조(210)와; 상기 1차 농축 처리조(210)를 통해 1차 농축 처리된 유분액을 처리공간(221) 내에 포집한 다음 2차 농축 처리하는 2차 농축 처리조(220)를 포함한다.
상기 1차 농축 처리조(210)는, 분산 처리부(100)의 오일 스키머(124)에 의해 유입되는 유분액을 저수하는 저수공간(211)이 형성된 상부 개방형의 함체로 구성된다.
그리고, 상기 1차 농축 처리조(210)의 저수공간(211)에는 바닥에 형성된 배수구와 연통하는 오버 플로우(OVER FLOW)관(212)이 직립하여 형성된다.
따라서, 상기 저수공간(211) 내에 저수된 유분액 중 비중차에 의해 상층부에 형성된 유분액은 도 8a와 같이 오버 플로우(OVER FLOW)관(212)을 따라 하부로 배수되어, 하부에 배치된 2차 농축 처리조(220)의 처리공간(221)으로 유입하여 저수된다.
그리고, 상기 2차 농축 처리조(220)는 오버 플로우(OVER FLOW)관(212)을 통해 1차 농축 처리조(210)에서 배수된 유분액을 저수하는 처리공간(221)이 형성된 상부 개방형의 함체로 구성되고, 상기 2차 농축 처리조(220)의 처리공간(221)의 상층부에는 집유조(230)와 연통하는 배유관(222)이 형성된다.
따라서, 상기 분산 처리부(100)에서 분산 처리된 유분액은 도 7과 도 8에서 보는 바와 같이 농축 처리부(200)에 마련된 1차 농축 처리조(210)에 의한 1차 농축처리와, 2차 농축 처리조(220)에 의한 2차 농축 처리가 이루어져, 함수률이 낮은 고농도의 유분액을 형성하여서 최종 집유조(230)에 집유된다.
특히, 본 발명에서는 이와 같이 구성된 1차 농축 처리조(210)와 2차 농축 처리조(220)에, 처리수에 부양된 유분액을 물리적으로 교반하여 유분액에서 처리수를 제거하여 농도를 증대하는 상층 교반 분리기(213)를 각각 배치한다.
본 실시예에서는 1 차 농축 처리조(210)에는 도 8a와 같이 저수공간(211)의 상부층에 형성된 오버 플로우관(212)의 입구를 동심구조로 감싼 상태로 회전하여 오버 플로우관(212)의 입구를 따라 유입되는 유분액(유분층)을 교반하여 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 제거하는 교반날개(213b)를 갖는 상층 교반 분리기(213)를 배치하고 있다.
여기서, 상기 교반날개(213b)는 교반모터(213a)로부터 회전력을 제공받아 일방향으로 회전하도록 구성되며, 상기 교반날개(213b)는 교반모터(213a)에 의해 일방향으로 회전하는 회동축부의 가장자리부에 판상의 교반암들이 직립하여 배치된 형태로 구성되어, 상층부에 입수된 교반암들을 선회시켜서 1 차 농축 처리조(210)의 상층부를 교반하도록 구성된다.
본 실시예 따른 1 차 농축 처리조(210)는 도 8a와 도 8c와 같이 일측에 오일 스키머(124)가 배치되고, 타측에 오버 플로우관(212)이 배치된 장방향 몸체로 구성되며, 본 실시예에서는 상기 오버 플라우관이 배치된 1 차 농축 처리조(210)의 타측에 오버 플로우관(212)의 상층부를 동심구조로 감싸 상태로 회전하는 상층 교반 분리기(213)를 배치하고 있다.
따라서, 도 8c와 같이 상기 1 차 농축 처리조(210)의 일측에는 오일 스키머(124)를 통해 유분액이 유입되는 집유구간이 형성되고, 타측에는 부상된 유분액을 상층 교반 분리기(213)가 분산 처리하고 분산 처리된 고농도의 유분액을 오버 플로우관(212)을 통해 배출하는 분산 배출구간이 형성된다.
그리고, 상기 집유구간과 분산 배출구간 사이에는 상층 교반 분리기(213)에 의해 오버 플로우관(212)을 중심으로 선회하는 순환류에 의해, 집유구간의 상층부에 부상된 유분액들이 분산 배출구간으로 이동하는 부상 이송구간이 형성된다.
이때, 상기 집유구간과 분산 배출구간 사이에는 설정 높이의 간극편(210a)이 직립되게 형성되어, 집유구간에 집유된 유분액 중, 비중차를 통해 집유구간의 상층부에 부상된 유분액만이 간극편과 부상 이송구간을 통과하여서 분산 배출구간으로 부상하여 유입된다.
그리고, 상기 2차 농축 처리조(220)에는 도 8b와 같이 처리공간(221)의 상부층에서 수평 회전하는 한 쌍의 교반날개(223b)를 갖는 상층 교반 분리기(223)를 배치하여서, 배유관(222)을 따라 집유조(230)로 이동하는 유분액을 교반하여, 상기 유분액 내에 잔류된 수분을 분산하여 유분액에서 제거하도록 하고 있다.
여기서, 상기 교반날개(223b)는 교반모터(223a)로부터 회전력을 제공받아 일방향으로 회전하도록 구성된다.
이와 같이 1차 농축 처리조(210)와 2차 농축 처리조(220)에, 침출수의 상부층에 부상하여 형성된 유분액만을 교반하여 잔류된 침출수를 유분액에서 분산하여 제거하는 상층 교반 분리기(213, 223)를 배치하면, 유분액에 잔류된 수분의 안정적인 제거가 가능하다.
즉, 비중차에 의해 처리수의 상부에 부상된 유분액은 상층 교반 분리기(213, 223)에 의한 교반작용에 의해 수분이 제거되어 고농도의 유분액을 형성하며, 결과적으로 상층 교반 분리기(213, 223)가 배치된 1차 농축 처리조(210)와 2차 농축 처리조(220)를 통과하면서 농축되는 유분액은 잔류 수분량이 저감된 고농도의 유분액을 형성하여 집유조(230)에 포집된다.
그리하여, 본 발명은 1차 농축 처리조(210)와 2차 농축 처리조(220)에서, 비중 편차를 통한 농축과정과, 비중 편차에 의해 부상된 유분액을 교반하여 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 제거하는 교반 분산과정을 통해서, 함수률이 5 내지 0.5%인 고농도의 유분층을 포집하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 2차 농축 처리조(220)에서 유분액이 분리된 처리수는, 분산 처리부(100)의 분산 처리조(120)에 재순환 공급되도록 구성된다.
이를 위해, 본 실시예에서는 상기 2차 농축 처리조(220)의 하부층에서 배수되는 처리수를 집수하는 집수조(241)를 마련하고, 상기 집수조(241)와 분산 처리조(120) 사이에 순환 펌프(243)와 순환관(242)를 포함하는 순환 펌프부(240)를 마련하여서, 2차 농축 처리조(220) 내에 저수된 처리수를 분산 처리조(120)로 순환하여 배수하도록 한다.
따라서, 상기 2차 농축 처리조(220)의 처리수는 분산 처리조(120)로 공급되어, 1차 농축 처리조(210)와 2차 농축 처리조(220)를 포함하는 농축 처리부(200)를 통과하면서, 잔류된 유분액의 추출이 이룩된다.
특히, 본 발명은 각 농축 처리조(210,220)의 하층부를 포함하여 교반하지 아니하고 유분층이 형성된 상층부만을 교반하여 분산처리하여서, 상층부에 형성된 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 제거함으로써 고농도의 유분액만이 배출되는 특이성을 갖는다.
그리고, 상기 상층 교반 분리기(213,223)는 연속하여 구동될 수도 있다. 보다 바람직하게는, 타이머에 의해 설정된 시간에 따라 구동이 제어되도록 구성하여, 각 농축 처리조(210,220)의 상층부에 설정된 높이의 유분층이 형성되면 구동하여 상기 유분층을 분산 처리함으로써, 불필요한 구동에 의해 유분층과 함께 처리수가 배출되는 현상을 방지한다.
즉, 본 발명에서는 설정시간 동안 동작을 정지하여 상층부에 유분층이 형성되도록 한 다음, 구동하여 유분층을 분산처리하여 배출하는 과정을 반복적으로 수행함으로써, 유분층의 형성 두께가 얇아서 유분층과 처리수가 함께 배출되는 현상을 방지하고 있다.
그리하여, 본 실시예에 따른 유수 분리장치는 고압 분산부(130)가 탑재된 분산 처리부(100)와, 처리수의 상부에 부상된 유분층을 교반하여 수분을 분산하는 상층 교반 분리기(213, 223)가 마련된 농축 처리부(200)를 순차적으로 통과하면서, 유분의 농도가 95% 내지 99.5% 가량의 고농도의 유분액의 연속적인 수득이 가능한 특이성을 갖는다.
1. 유수 분리장치
100. 분산 처리부 110. 약품 처리조
110a. 저수공간 110b. 집유공간
111. 격벽판 111a. 통로
112. 원심 분리부
112a. 원심 분리관 112b. 원심 분리공간
112c. 오일 미스트 필터 113. 유분 응집부재
113a. 채망 113b. 성형 응집구
113b-a. 집유밴드 113b-c. 집유공
114. 연결관 115. 약품 공급모듈
115a. 약품통 115b. 정량펌프
120. 분산 처리조 120a. 저수공간
120b. 집유공간 121. 격벽판
122. 배기관 122a. 오일 미스트 필터
123. 유분 응집부재
123a. 채망 123b. 성형 응집구
123b-a. 집유밴드 123b-c. 집유공
124. 오일 스키머 124a. 이송롤러
124b. 흡착벨트 124c. 스크래퍼
130. 고압 분산부 131. 급기관
140. 처리수 순환 배출부 141. 배수 순환펌프
142. 필터관 142a. 필터부재
143. 재순환관 144. 방류관
145. 선택밸브 146. 수위 감지센서
200. 농축 처리부
210. 1차 농축 처리조 211. 처리공간
212. 오버 플로우관 213. 상층 교반 분리기
213a. 교반모타 213b. 교반날개
220. 2차 농축 처리조 221. 처리공간
222. 배유관 223. 상층 교반 분리기
223a. 교반모타 223b. 교반날개
230. 집유조
240. 순환 펌프부 241. 집수조
242. 순환관 243. 순환펌프
P. 에어 콤프레셔 배수관

Claims (5)

  1. 에어 콤프레셔의 배수관을 통해 유입되는 응축수를 저수공간 내에 저수하고, 저수공간 내에 저수된 응축수에, 약품 공급모듈을 통해 처리약품을 정량 공급하여서, 하층부에 수분층을 형성하고 상층부에 유분층이 형성되도록 하는 약품 처리조와; 상기 약품 처리조의 상층부와 연결관을 통해 연결되어, 연결관을 통해 약품 처리조의 상층부에 형성된 유분층을 저수공간 내에 유입하여 하층부에 수분층이 형성하고 상층부에 유분층이 형성하여, 상층부에 형성된 유분층을 포집하는 분산 처리조를 포함하여 구성된 분산 처리부; 및
    상기 분산 처리부에서 분리된 유분을 처리공간 내에 포집한 다음, 비중차를 통해 유분을 농축 처리하는 하나 이상의 농축 처리조를 갖는 농축 처리부를 포함하고,
    상기 농축 처리조는 분산 처리부를 통해 수집된 유분액을 농축 처리하는 하나 이상의 농축 처리조를 포함하여 구성하되,
    상기 농축 처리부를 구성하는 농축 처리조에는 교반모터와 교반모터로부터 회전력을 제공받아 회전하는 교반날개를 포함하는 상층 교반 분리기를 배치하되,
    상기 상층 교반 분리기의 교반날개는 각 농축 처리조의 상층부에 회전하여 처리수의 상층부에 형성된 유분액을 교반하여 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 분리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 약품 처리조의 상부 내경에는 상부가 외부와 연통하는 원심 분리관이 동심구조로 배치되어, 에어 콤프레셔의 배수관을 통해 유입되는 응축수는 원심 분리관과 약품 처리조의 상부 내벽 사이에 형성된 원심 분리공간을 따라 선회되면서 원심 분리하여 저수공간 내에 유입하여 저수되도록 구성한 것을 특징으로 하는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 분산 처리부를 구성하는 약품 처리조의 바닥, 또는 분산 처리조의 바닥, 또는 이들 양자의 바닥에는 고압의 압축공기를 저수공간 내에 분산하여 공급하여, 분산되는 공기방울에 의해 응축수 내에 잔류된 유분이 부상되도록 하는 고압 분산부가 배치된 것을 특징으로 하는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 농축 처리부는 분산 처리부를 통해 수집된 유분액을 1차 농축 처리하는 1차 농축 처리조와; 상기 1차 농축 처리조를 통해 1차 농축 처리된 유분을 처리공간 내에 포집한 다음, 비중차를 통해 유분을 2차 농축 처리하는 2차 농축 처리조를 포함하여 구성되고,
    상기 각 농축 처리조에는 농축 처리조의 상층부에 회전하여 처리수의 상층부에 형성된 유분액을 교반하여 유분액에 잔류된 수분을 분산하여 분리하는 상층 교반 분리기가 각각 배치된 것을 특징으로 하는 고농도의 유분액 추출구조를 갖는 유수 분리장치.
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