KR102381979B1

KR102381979B1 - 폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법

Info

Publication number: KR102381979B1
Application number: KR1020200032703A
Authority: KR
Inventors: 김동기
Original assignee: (주)녹십자이엠
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2022-04-04
Also published as: KR20210116053A

Abstract

본 발명은 폐수 멸균 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 병원이나 연구소 등에서 버려지는 폐수를 저장 및 멸균탱크에서 정체된 상태에서 증기를 이용한 가열 멸균이 가능하게 함으로써, 일정시간 동안 밀폐된 공간에서의 안정된 멸균 및 시스템의 안정화가 가능하게 하며, 또한 멸균 과정에서 탱크의 압력 조절 및 멸균된 폐수를 방류하는 과정에서 간접 냉각을 통해 탱크 모재의 피로도 상승 및 워터 해머링을 방지하며, 또한 멸균시 발생되는 폐열에 포함된 유해성분까지도 완전한 제균 배출이 가능하게 하되, 폐열을 안전하게 회수 및 냉각시켜 대기로 방출되게 함으로써, 대기방출 기체의 건도 상승 및 압력 하강을 통한 멸균필터를 보호하기 위한 폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법에 관한 것이다.

Description

폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법{Wastewater Sterilization System and Wastewater Sterilization Method Using}

본 발명은 폐수 멸균 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증기를 이용한 간접 가열을 통해 연구실 및 바이오 플랜트에서 발생하는 폐수에 포함된 활성 바이러스, 미생물 또는 균의 비-활성화 및 멸균이 가능하게 하는 폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법에 관한 것이다.

최근 환경과 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 각종 산업 현장에서 배출되는 폐기물에 대한 처리의 중요성이 점차 증대되고 있다.

특히, 병원과 같은 의료시설에서 사용되는 각종 의료기기 및 소모품들은 바이러스 감염의 우려가 매우 높기 때문에 배출되는 폐기물의 종류와 처리방법에 따라 철저히 분리하고 멸균 소독처리하여 폐기해야만 한다.

상기한 각종 바이러스 및 전염성 병원체를 함유하고 있는 의료폐기물은 주로 병원, 진료소, 실험실, 의료연구시설 등에서 배출되며, 현재 이러한 폐기물은 소각, 극초단파, 내압식, 화학처리, 수력 펄프화 방식 또는 매립의 방식으로 처리되고 있는 실정이다.

또한, 인체에 직접 사용되지 않는 의료용, 실험용 기구들은 약품을 사용하여 멸균처리를 하고, 인체에 사용되는 의료기구의 경우에는 대부분 고온의 증기를 이용해서 멸균처리를 하고 있다.

그러나 상기한 각종 의료기구와 의료폐기물들은 각종 바이러스와 유해물질을 제거하기 위해 멸균 소독작업 또는 폐기처리공정을 갖도록 하는 다양한 방법 및 장치들이 이미 제시되어 있으나, 의료 폐수의 경우에는 별다른 처리공정 없이 그대로 방출되는 문제점이 있다.

이때, 상기 의료폐수는 의료용 화합물, 의료약품, 의료기기 세척수, 의료용품 세탁수, 의료폐기물 처리수 등을 포함하는 액상의 폐기물로, 상기 의료폐수에는 각종 감염성 유해물질과 독성의 화합물 등이 잔류할 수 있는 것인바, 이러한 의료폐수가 하수도 또는 해안가에 그대로 방류될 경우 병원균 및 유해물질이 잔존함에 따라 무방비 하게 외부로 노출되어 전염병의 매개체가 될 수 있고, 심각한 환경오염을 야기하는 원인이 되기도 한다.

이에, 근자에 들어 상기와 같은 폐수를 냉각 및 가열하여 멸균 처리함으로 배출하는 멸균장치가 제안된바 있다.

그러나 상기와 같은 멸균장치는 폐수를 순환시키는 과정에서 냉각 및 가열을 수행하게 되는 것인바, 그 멸균력이 저하되고, 내부 압력의 증대로 인한 장치 구동상의 문제점과 유해성분이 포함된 폐열의 처리가 용이하지 못한 문제점이 있었다.

대한민국특허등록 제10-0971287호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 병원이나 연구소 등에서 버려지는 폐수를 저장 및 멸균탱크에서 정체된 상태에서 증기를 이용한 가열 멸균이 가능하게 함으로써, 일정시간 동안 밀폐된 공간에서의 안정된 멸균 및 시스템의 안정화가 가능하게 하기 위한 폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

또한, 멸균 과정에서 탱크의 압력 조절 및 멸균된 폐수를 방류하는 과정에서 간접 냉각을 통해 탱크 모재의 피로도 상승 및 워터 해머링을 방지하기 위한 폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

또한, 멸균시 발생되는 폐열에 포함된 유해성분까지도 완전한 제균 배출이 가능하게 하되, 폐열을 안전하게 회수 및 냉각시켜 대기로 방출되게 함으로써, 대기방출 기체의 건도 상승 및 압력 하강을 통한 멸균필터를 보호하기 위한 폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 밸브 개폐되는 폐수 이송배관을 통해 폐수가 공급 저장되는 폐수 저장탱크;

상기 폐수 저장탱크와 밸브 개폐되는 폐수 공급배관으로 연결되어 폐수를 공급받아 폐수를 간접 가열 및 멸균을 수행하는 밸브 개폐되는 폐수 방류배관을 갖는 폐수 멸균탱크;

상기 폐수 저장탱크와 폐수 멸균탱크를 연결하며, 폐수 멸균탱크로 폐수를 이송시 통기와 폐수 멸균탱크의 예열시 공기를 배출하는 밸브 개폐되는 통기배관;

상기 폐수 멸균탱크와 밸브 개폐되는 증기 공급배관으로 연결되며, 폐수 멸균탱크에서의 멸균력을 위한 열기를 제공하는 증기 보일러;

상기 폐수 저장탱크와 폐수 멸균탱크를 연결하며, 멸균 후 폐수 멸균탱크 내의 폐열을 회수하여 내부 압력을 해소하는 밸브 개폐되는 냉각배관;

상기 폐수 방류배관에 형성되어 멸균 후 방류되는 고온의 폐수를 간접 열교환 냉각하여 방류되게 하는 열교환기를 포함하여 구성하되,

상기 폐수 저장탱크는,

폐수가 저장되는 공간부를 이루는 저장탱크 챔버; 및

상기 저장탱크 챔버의 외둘레서 공간부를 이루며, 상기 냉각배관을 통해 회수되는 폐열을 응축시키는 저장탱크 자켓을 포함하여 구성하며,

상기 폐수 멸균탱크는,

폐수가 저장 및 멸균이 수행되는 멸균탱크 챔버; 및

상기 멸균탱크 챔버의 외둘레에서 공간부를 이루며, 상기 증기 보일러로부터 고온의 증기를 공급받아 그 증기를 통해 멸균탱크 챔버의 간접 가열이 가능하게 하는 멸균탱크 자켓을 포함하여 구성하며,

이때, 상기 저장탱크 챔버에는 저장탱크 챔버의 통기 및 통기 과정에서 유해성분의 필터링이 가능한 챔버 멸균필터를 더 포함하여 구성하고,

상기 저장탱크 자켓에는 상기 저장탱크 자켓의 공기 및 폐열에 포함된 유해성분을 필터링하여 대기중으로 배기하는 자켓 멸균필터를 더 포함하여 구성하며,

또한, 상기 폐수 저장탱크의 저장탱크 자켓과 상기 폐수 방류배관을 연결되는 밸브 개폐형 응축수 방류배관을 더 포함하여 구성하되,

상기 응축수 방류배관을 통해 저장탱크 자켓에서 발생된 응축수를 폐수 방류배관으로 배출되게 구성하며,

또한, 상기 폐수 멸균탱크에는,

상기 폐수 멸균탱크에 저장된 폐수의 예열 또는 가열 과정에서 교반을 수행하는 교반기; 및

상기 멸균탱크 자켓으로 공급된 증기가 응축되어 발생되는 응축수의 배출이 가능한 응축수 배출밸브를 더 포함하여 구성하며,

폐수 이송배관을 통해 폐수 발생처로부터 폐수를 이송받아 폐수 저장탱크에 저장하는 폐수 저장단계;

폐수 공급배관과 통기배관을 개방한 상태에서 폐수 공급배관을 통해 폐수 멸균탱크의 멸균탱크 챔버로 목적량의 폐수를 공급받는 폐수 충전단계;

폐수 공급배관을 닫은 상태에서 증기 공급배관을 개방하여 증기 보일러를 통해 고온의 증기를 멸균탱크 자켓으로 공급 및 폐수를 간접 가열을 통해 예열하면서 통기배관을 통해 멸균탱크 챔버 내부의 공기를 제거하는 폐수 예열단계;

폐수가 예열된 상태에서 통기배관을 닫아 멸균탱크 챔버를 밀폐 형성한 상태에서 고온의 증기를 멸균탱크 자켓으로 지속적으로 공급 및 폐수를 간접 가열하여 멸균 처리하는 폐수 멸균단계;

폐수의 멸균이 완료된 상태에서 냉각배관을 개방하여 멸균탱크 챔버 내부의 압력을 해소 및 존재하는 증기와 폐열을 저장탱크 자켓으로 배출시켜 폐수 멸균탱크 내부 온도를 하강시키는 냉각단계; 및

폐수 방류배관과 응축수 방류배관을 개방하여 멸균된 폐수와 응축수를 방류하되, 방류 과정에서 열교환기를 통한 간접 열교환을 통해 냉가가 방류하는 폐수 방류단계를 수행함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 폐수 멸균 시스템 및 이를 이용한 폐수 멸균방법은, 버려지는 폐수를 저장탱크에서 저장 및 멸균탱크로 공급하여 폐쇄된 상태에서 증기를 이용한 간접 가열을 통해 완전한 멸균이 가능하게 되는 등 멸균 성능의 향상 및 시스템이 안정화되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 멸균 과정에서 멸균탱크 내부의 공기층 제거 및 압력 조절을 통한 안정된 밀폐가 가능하여 멸균력이 한층 향상되며, 멸균된 폐수를 방류하는 과정에서 열교환기를 통해 간접 냉각이 가능하여 멸균탱크 모재의 피로도 상승 및 워터 해머링이 발생하는 것이 방지되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 멸균필터를 통해 멸균 후 발생된 폐열에 포함된 유해성분까지도 안전하게 제균 및 대기 배출이 가능하며, 특히 폐열을 안전하게 회수 및 냉각을 통해 대기방출시 기체의 건도 상승 및 압력을 하강을 통해 멸균필터가 보호되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 폐수 멸균 시스템의 전체도.
도 2는 본 발명 폐수 멸균 시스템의 폐수 저장탱크 요부도.
도 3은 본 발명 폐수 멸균 시스템의 멸균탱크 요부도.
도 4는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법을 나타낸 전체 공정도.
도 5는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법의 폐수 저장단계를 나타낸 간략도.
도 6은 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법의 폐수 충전단계를 나타낸 간략도.
도 7은 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법의 폐수 예열단계를 나타낸 간략도.
도 8은 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법의 폐수 멸균단계를 나타낸 간략도.
도 9는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법의 냉각단계를 나타낸 간략도.
도 10은 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법의 폐수 방류단계를 나타낸 간략도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 폐수 멸균 시스템의 전체도이다.

도 1의 도시와 같이 본 발명 폐수 멸균 시스템은 폐수 저장탱크(100)와, 폐수 멸균탱크(200)와, 통기배관(300)과, 증기 보일러(400)와, 냉각배관(500)과, 열교환기(600)로 구성된다.

먼저, 상기 폐수 저장탱크(100)는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 구성함에 있어, 밸브 개폐구조를 갖는 폐수 이송배관(110)을 통해 버려지는 폐수의 저장이 가능하게 구성된 것으로, 본 발명에서 폐수 저장탱크(100)는 열전도율이 높은 금속재로 구성되며 도 2를 참조하여 이중 탱크를 이루게 구성된다.

이를 위해, 폐수 저장탱크(100)는 먼저, 내부에 공간부를 이루어 실질적으로 폐수가 저장되는 저장탱크 챔버(101)가 구성된 것으로, 상기 폐수 이송배관(110)은 저장탱크 챔버(101)와 연결되게 구성된다.

또한, 폐수 저장탱크(100)에는 상기 저장탱크 챔버(101)의 둘레로 저장탱크 자켓(102)이 더 구성된 것으로, 이때 상기 저장탱크 챔버(101)와 저장탱크 자켓(102)의 사이에는 증기의 소통이 가능한 공간부를 이루어 후술하는 폐수 멸균탱크(200)로부터 폐열 및 증기를 공급받아 수용할 수 있게 구성된다.

또한, 폐수 저장탱크(100)에는 상기 저장탱크 챔버(101)와 외부를 연결하여 저장탱크 챔버(101) 내부의 압력 조절을 위한 통기 및 그 통기 과정에서 유해성분의 필터링이 가능한 챔버 멸균필터(120)가 더 구성된다.

또한, 폐수 저장탱크(100)에는 상기 저장탱크 자켓(102)과 외부를 연결하는 자켓 멸균필터(130)가 더 구성된다.

이때, 자켓 멸균필터(130)는 저장탱크 자켓(102)에서 증기의 응축후 발생되는 공기 및 폐열에 포함된 유해성분을 필터링 하여 대기중으로 배출하게 된다.

또한, 폐수 저장탱크(100)에는 저장탱크 자켓(102)에서 발생되는 응축수를 배출하기 위한 응축수 방류배관(140)이 더 구성된 것으로, 이때 응축수 방류배관(140)은 후술하는 폐수 방류배관(220)과 연결되게 구성된다.

상기 폐수 멸균탱크(200)는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 구성함에 있어, 상기 폐수 저장탱크(100)와 밸브 개폐구조를 갖는 폐수 공급배관(210)으로 연결되어 그 폐수 저장탱크(100)로부터 폐수를 공급받아 저장 및 간접 가열을 통해 멸균을 수행하게 구성된 것으로, 본 발명에서 폐수 멸균탱크(200)는 열전도율이 높은 금속재로 구성되며 도 2를 참조하여 이중 탱크를 이루게 구성된다.

이를 위해, 폐수 멸균탱크(200)는 먼저, 내부에 공간부를 이루어 실질적으로 폐수가 저장되는 멸균탱크 챔버(201)가 구성된 것으로, 상기 폐수 공급배관(210)은 멸균탱크 챔버(201)와 연결되게 구성된다.

또한, 폐수 멸균탱크(200)에는 상기 멸균탱크 챔버(201)의 둘레로 멸균탱크 자켓(202)이 더 구성된 것으로, 이때 상기 멸균탱크 챔버(201)와 멸균탱크 자켓(202)의 사이에는 증기의 소통이 가능한 공간부를 이루어 후술하는 증기 보일러(400)로부터 고온의 증기를 공급받아 수용 및 멸균탱크 챔버(201)를 통해 폐수를 간접 가열할 수 있게 구성된다.

또한, 폐수 멸균탱크(200)에는 멸균 처리된 폐수의 방류가 가능하게 하는 폐수 방류배관(220)이 구성된 것으로, 이때 폐수 방류배관(220)은 밸브 개폐구조를 가지며 상기 멸균탱크 챔버(201)와 연결되어 그 멸균탱크 챔버(201) 내부의 폐수를 외부로 방류하게 구성된다.

또한, 폐수 멸균탱크(200)에는 그 하부에 저장된 폐수를 예열 또는 가열하는 과정에서 폐수의 고른 열 전달을 위해 교반을 수행하는 교반기(230)가 더 구성된 것으로, 교반기(230)는 멸균탱크 챔버(201) 내부에 위치되며, 통상의 모터 구동방식을 구현할 수 있을 것이다.

또한, 폐수 멸균탱크(200)에는 그 하부에 상기 멸균탱크 자켓(202)으로 공급된 증기의 열교환 과정에서 발생되는 응축수의 배출이 가능하게 하는 응축수 배출밸브(240)가 구성된다.

한편, 도면중 미도시 되었지만, 본 발명에서 상기 폐수 멸균탱크(200)에는 멸균탱크 챔버(201)에 수용되는 폐수의 오염도를 측정하기 위한 멸균 감지센서와 폐수의 가열 과정에서 온도를 측정하기 온도센서가 구성됨은 당연할 것이다.

상기 통기배관(300)은 본 발명 폐수 멸균 시스템을 구성함에 있어, 상기 폐수 저장탱크(100)와 폐수 멸균탱크(200)를 연결하되, 바람직하게는 저장탱크 챔버(101)와 멸균탱크 챔버(201)를 연결하여 폐수를 이송시키는 과정에서 통기 역할 및 폐수를 예열하는 과정에서 공기를 배출하여 내부 압력을 하강시키게 구성된 것으로, 밸브 개폐구조를 이루게 구성된다.

상기 증기 보일러(400)는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 구성함에 있어, 상기 폐수 멸균탱크(200)로 고온의 증기를 공급하여 폐수를 가열하게 구성된다.

이를 위해, 증기 보일러(400)는 밸브 개폐구조를 갖는 증기 공급배관(410)을 통해 폐수 멸균탱크(200)와 연결되되, 바람직하게는 폐수 멸균탱크(200) 멸균탱크 자켓(201)과 연결되어 증기를 멸균탱크 자켓(202)으로 공급 및 멸균탱크 챔버(201)를 가열하여 그 멸균탱크 챔버(201)에 수용된 폐수를 간접 가열하게 구성된다.

상기 냉각배관(500)은 본 발명 폐수 멸균 시스템을 구성함에 있어, 상기 폐수 멸균탱크(200)에서 폐수의 가열을 통한 멸균 작업이 완료시 증기와 함께 폐열을 회수하여 폐수 멸균탱크(200) 내부를 냉각하게 구성된다.

이를 위해, 냉각배관(500)은 밸브 개폐구조를 이루며, 바람직하게는 상기 폐수 저장탱크(100)의 저장탱크 자켓(102)과 폐수 멸균탱크(200)의 멸균탱크 챔버(201)를 연결하게 구성되어 멸균 처리가 완료된 멸균탱크 챔버(201) 내부 압력을 해소 및 순간적으로 증기 및 폐열을 저장탱크 자켓(102)으로 배출하여 내부 온도를 급강하 시키게 된다.

상기 열교환기(600)는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 구성함에 있어, 상기 폐수 멸균탱크(200)에서 멸균 처리가 완료된 폐수를 냉각하여 방류되게 한다.

이를 위해, 열교환기(600)는 상기 폐수 방류배관(220)의 중간부에 구성된 것으로, 그 폐수 방류배관(220)을 통해 방류되는 폐수를 간접 냉각시켜 방류되게 한다.

한편, 본 발명에서 상기와 같은 열교환기(600)의 간접 냉각 구조는 한정되는 것이 아니라 통상의 냉각수를 이용한 냉각 구조를 이루되, 내부에는 냉각수의 공급 및 배출을 통한 순환 구조를 이루며, 그 내부에 상기 폐수 방류배관(220)이 지나가게 구성할 수 있는 것으로, 그 폐수 방류배관(220)을 통해 방류되는 고온의 폐수가 냉각수와 열교환을 통해 간접 냉각되게 된다.

한편, 본 발명에서 상기와 같이 구성되는 폐수 멸균 시스템은 수동 작동은 물론, 각각의 배관을 개폐하는 밸브의 구조를 솔레노이드밸브로 구성함이 바람직하고, 각각의 구동은 기구축된 프로그램을 통한 자동 구동을 통한 폐수의 멸균 처리가 가능함은 당연할 것이다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법을 나타낸 전체 공정도이다.

도 4의 도시와 같이 본 발명 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법은 폐수 저장단계(S100)와, 폐수 충전단계(S200)와, 폐수 예열단계(S300)와, 폐수 멸균단계(S400)와, 냉각단계(S500)와, 폐수 방류단계(S600)를 수행하여 된다.

먼저, 폐수 저장단계(S100)는,

도 5를 참조하여 멸균 처리전 폐수를 저장하는 단계로, 이는 폐수 이송배관(110)을 통해 연구시설이나 병원 등의 사용처로부터 폐수를 공급받아 폐수 저장탱크 즉, 저장탱크 챔버(101)에 임시 저장하게 된다.

이때, 본 발명에서 폐수 이송배관(110)은 필요에 따라 밸브를 이용한 개폐를 통한 폐수의 이송은 물론, 상시 개방하여 지속적으로 폐수의 공급 저장이 가능할 것이다.

한편, 상기와 같이 저장탱크 챔버(101)에 폐수가 저장시 그 내부에는 압력이 상승할 수 있는 것인바, 이때 본 발명에서는 챔버 멸균필터(120)를 통해 내부 공기를 배출하되, 그 배출시 유해성분을 필터링하여 제균된 상태로 대기로 배출하게 된다.

이후, 폐수 충전단계(S200)는,

도 6을 참조하여 상기와 같이 폐수 저장탱크(100)에 저장된 폐수를 멸균 처리를 위해 폐수 멸균탱크(200)로 공급받아 충전하되, 바람직하게는 멸균탱크 챔버(201)에 충전된다.

이때, 그 충전 방식으로는 상기 폐수 공급배관(210)을 개방하되, 그 개방된 폐수 공급배관(210)을 통해 저장탱크 챔버(101)의 폐수를 멸균탱크 챔버(201)로 공급받아 저장하게 된다.

또한, 상기와 같이 충전 과정에서 통기배관(300)을 함께 개방하되, 폐수를 이송시키는 과정에서 통기를 통한 원활한 공급이 가능하게 한다.

즉, 폐수 충전단계(S200)에서는 상기 폐수 저장탱크(100)에 임시 저장된 폐수를 폐수 공급배관(210)을 통해 목정량 충전하게 된다.

이후, 폐수 예열단계(S300)는,

도 7을 참조하여 상기와 같이 폐수 멸균탱크(200)에 충전된 폐수를 멸균 처리에 앞서 예열을 수행하게 된다.

이때, 그 예열 방식으로는 상기 폐수 공급배관(210)을 닫은 상태에서 상기 증기 보일러(400)와 연결된 증기 공급배관(410)을 개방하면 되는 것으로, 이에 증기 보일러(400)에서 생성된 고온의 증기는 폐수 멸균탱크(200)의 멸균탱크 자켓(202)으로 공급되게 된다.

이에, 멸균탱크 자켓(202)으로 공급된 고온의 증기는 멸균탱크 챔버(201)를 가열하게 되는 것인바, 그 멸균탱크 챔버(201)에 충전된 폐수를 간접 가열하게 되는 것으로, 바람직하게는 폐수의 온도가 90℃에 이르게 예열하면 된다.

그리고 상기와 같이 폐수의 예열을 수행시 멸균탱크 챔버(201) 내부에는 공기가 잔존하게 되는 것인데, 이때 그 공기는 상기 개방된 통기배관(300)을 통해 배출 및 폐수 저장탱크(100)로 회수되게 된다.

한편, 본 발명에서 상기와 같이 폐수에 대하여 예열을 수행함에 있어, 교반기(230)를 이용하여 폐수를 교반할 수 있는 것으로, 이러한 폐수의 교반은 폐수의 고르고 빠른 예열이 가능하게 되는 등 예열 효율성이 한층 향상시킬 수 있다.

즉, 폐수 예열단계(S300)에서는 폐수 멸균탱크(200)에 충전된 폐수를 일정 온도로 예열함과 동시에 내부 공기를 배출하여 멸균에 앞서 최적의 멸균처리 환경을 제공하게 된다.

이후, 폐수 멸균단계(S400)는,

도 8을 참조하여 상기와 같이 예열된 폐수에 대하여 본 가열을 수행하여 유해성분을 멸균 처리하게 된다.

이때, 그 멸균 처리를 위해서는 먼저, 상기 개방된 통기배관(300)을 닫아 멸균탱크 챔버(201) 내부를 완전 밀폐한 상태에서 멸균을 수행하되, 상기 증기 보일러(400)에서 생성된 고온의 증기를 멸균탱크 자켓(202)으로 지속적으로 공급하여 된다.

이에, 멸균탱크 자켓(202)으로 공급된 고온의 증기는 멸균탱크 챔버(201)를 가열하게 되는 것인바, 그 멸균탱크 챔버(201)에 충전된 폐수를 간접 가열하게 되는 것으로, 바람직하게는 폐수의 온도가 130℃에 이르도록 한 상태에서 30분 동안 가열하면 된다.

이때, 상기와 같이 고온의 증기를 통해 멸균탱크 챔버(201)를 가열하는 과정에서 그 증기는 멸균탱크 챔버(201)와의 열교환하는 과정에서 응축수가 발생하게 되는 것인데, 이때 응축수는 응축수 배출밸브(240)의 개방을 통해 배출 가능하게 된다.

한편, 본 발명에서 상기와 같이 폐수에 대하여 멸균을 위한 가열을 수행함에 있어, 교반기(230)를 이용하여 폐수를 교반할 수 있는 것으로, 이러한 폐수의 교반은 폐수의 고르고 빠른 가열이 가능하게 되는 등 가열 효율성이 한층 향상시킬 수 있다.

즉, 폐수 멸균단계(S400)에서는 멸균탱크 챔버(201)의 밀폐된 상태에서 폐수를 일정시간 간접 가열하여 폐수에 존재하는 바이러스 및 미생물 등을 사멸시키게 된다.

이후, 냉각단계(S500)는,

도 9를 참조하여 상기와 같이 폐수의 멸균 처리가 완료된 상태에서 그 멸균 처리된 폐수를 방류하기에 앞서 일정 온도까지 냉각 처리하게 된다.

이때, 그 냉각을 위해서는 먼저, 냉각배관(500)을 개방하면 되는 것으로, 이에 멸균탱크 챔버(201)의 밀폐 상태가 해제됨과 동시에 순간적으로 재증발 증기 및 폐열이 냉각배관(500)을 통해 저장탱크 자켓(102)으로 배출 회수되게 된다.

이에, 멸균탱크 챔버(201) 내부 압력의 해소되게 되고 열기의 배출로 인해 폐수의 냉각이 진행되는 것으로,

이때, 상기와 같이 저장탱크 자켓(102)으로 배출된 재증발 증기 및 폐열은 저장탱크 챔버(101)에 저장된 폐수와의 열교환이 수행되는 것인바, 이러한 열교환을 통해 멸균탱크 챔버(201) 내의 폐수를 약 100℃까지 예-냉각을 수행하면 된다.

또한, 상기와 같이 저장탱크 자켓(102)으로 배출된 재증발 증기 및 폐열은 저장탱크 챔버(101)에 저장된 폐수와의 열교환을 통해 응축되어 응축수로 저장되는 한편, 공기 및 폐열은 자켓 멸균필터(130)를 통해 필터링되어 대기중으로 안전하게 배출되게 된다.

즉, 냉각단계(S500)에서는 멸균탱크 챔버(201) 내부 압력의 해소 및 재증발 증기 및 폐열을 회수하게 되는 것으로, 이에 멸균 처리된 폐수를 냉각시키게 되며, 특히 폐열을 안전하게 회수 및 냉각시켜 배출하게 됨으로 대기방출 기체의 건도 상승 및 압력 하강을 통한 자켓 멸균필터(130)의 보호까지 가능하게 된다.

이후, 폐수 방류단계(S600)는,

도 10을 참조하여 상기와 같이 예-냉각된 폐수를 방류하게 된다.

이때, 그 폐수의 방류를 위해서는 먼저, 폐수 방류배관(220)을 개방하면 되는 것으로, 이에 멸균 처리된 폐수는 폐수 방류배관(220)을 통해 배출되게 된다.

그리고 상기 폐수 멸균단계(S400)에서 회수된 재증발 증기 및 폐열의 열교환을 수행하는 저장탱크 자켓(102)에서는 응축수가 발생하게 되는 것인바, 이때 응축수 방류배관(140)을 개방하여 응축수 폐수 방류배관(220)으로 합류시키게 된다.

이때, 상기 폐수 방류배관(220)에는 열교환기(600)가 구성된 것인바, 상기와 같이 방류되는 폐수 및 응축수는 열교환기(600)를 통과하는 과정에서 약 60℃까지 냉각되어 외부로 방류되게 된다.

한편, 본 발명에서 상기 열교환기(600)를 이용한 폐수의 냉각은 그 열교환기(600)에 충전되는 냉각수를 이용한 간접 열교환을 통해 가능하게 된다.

즉, 폐수 방류단계(S600)에서는 상기와 같이 폐수를 방류하는 과정에서 간접 냉각을 통한 냉각을 수행함으로, 탱크 모재의 피로도 상승 및 워터 해머링을 방지하게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 폐수 멸균 시스템을 이용한 일련의 과정을 통해 병원이나 연구소 등에서 발생되는 바이러스 및 미생물이 포함된 폐수의 멸균 처리 및 안전한 방류가 가능하게 된다.

한편, 본 발명에서 상기 폐수 예열단계(S300)에서의 예열온도와, 폐수 멸균단계(S400)에서의 멸균온도 및 시간과, 냉각단계(S500)에서의 냉각온도와, 폐수 방류단계(S600)에서의 냉각온도는 한정되는 것이 아니고 하나의 실시예일 뿐이며, 이러한 온도 및 시간은 멸균 처리하고자 하는 폐수의 양에 따라 다양하게 적용할 수 있음은 당연할 것이다.

100 : 폐수 저장탱크 101 : 저장탱크 챔버
102 : 저장탱크 자켓 110 : 폐수 이송배관
120 : 챔버 멸균필터 130 : 자켓 멸균필터
140 : 응축수 방류배관
200 : 폐수 멸균탱크 201 : 멸균탱크 챔버
202 : 멸균탱크 자켓 210 : 폐수 공급배관
220 : 폐수 방류배관 230 : 교반기
240 : 응축수 배출밸브 300 : 통기배관
400 : 증기 보일러 410 : 증기 공급배관
500 : 냉각배관 600 : 열교환기

Claims

밸브 개폐되는 폐수 이송배관(110)을 통해 폐수가 공급 저장되는 폐수 저장탱크(100);
상기 폐수 저장탱크(100)와 밸브 개폐되는 폐수 공급배관(210)으로 연결되어 폐수를 공급받아 폐수를 간접 가열 및 멸균을 수행하는 밸브 개폐되는 폐수 방류배관(220)을 갖는 폐수 멸균탱크(200);
상기 폐수 저장탱크(100)와 폐수 멸균탱크(200)를 연결하며, 폐수 멸균탱크(200)로 폐수를 이송시 통기와 폐수 멸균탱크(200)의 예열시 공기를 배출하는 밸브 개폐되는 통기배관(300);
상기 폐수 멸균탱크(200)와 밸브 개폐되는 증기 공급배관(410)으로 연결되며, 폐수 멸균탱크(200)에서의 멸균력을 위한 열기를 제공하는 증기 보일러(400);
상기 폐수 저장탱크(100)와 폐수 멸균탱크(200)를 연결하며, 멸균 후 폐수 멸균탱크(200) 내의 폐열을 회수하여 내부 압력을 해소하는 밸브 개폐되는 냉각배관(500);
상기 폐수 방류배관(220)에 형성되어 멸균 후 방류되는 고온의 폐수를 간접 열교환 냉각하여 방류되게 하는 열교환기(600)를 포함하되,
상기 폐수 저장탱크(100)는,
폐수가 저장되는 공간부를 이루는 저장탱크 챔버(101); 및
상기 저장탱크 챔버(101)의 외둘레서 공간부를 이루며, 상기 냉각배관(500)을 통해 회수되는 폐열을 응축시키는 저장탱크 자켓(102)을 포함하며,
상기 폐수 멸균탱크(200)는,
폐수가 저장 및 멸균이 수행되는 멸균탱크 챔버(201); 및
상기 멸균탱크 챔버(201)의 외둘레에서 공간부를 이루며, 상기 증기 보일러(400)로부터 고온의 증기를 공급받아 그 증기를 통해 멸균탱크 챔버(201)의 간접 가열이 가능하게 하는 멸균탱크 자켓(202)을 포함하고,
상기 저장탱크 챔버(101)에는, 저장탱크 챔버(101)의 통기 및 통기 과정에서 유해성분의 필터링이 가능한 챔버 멸균필터(120)를 더 포함하며,
상기 저장탱크 자켓(102)에는, 상기 저장탱크 자켓(102)의 공기 및 폐열에 포함된 유해성분을 필터링하여 대기중으로 배기하는 자켓 멸균필터(130)를 더 포함하고,
상기 폐수 저장탱크(100)의 저장탱크 자켓(102)과 상기 폐수 방류배관(220)을 연결하는 밸브 개폐형 응축수 방류배관(140)을 더 포함하여 구성하되,
상기 응축수 방류배관(140)을 통해 저장탱크 자켓(102)에서 발생된 응축수를 폐수 방류배관(220)으로 배출되도록 한 폐수 멸균 시스템.
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제 1항에 있어서,
상기 폐수 멸균탱크(200)에는,
상기 폐수 멸균탱크(200)에 저장된 폐수의 예열 또는 가열 과정에서 교반을 수행하는 교반기(230); 및
상기 멸균탱크 자켓(202)으로 공급된 증기가 응축되어 발생되는 응축수의 배출이 가능한 응축수 배출밸브(240)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 폐수 멸균 시스템.
제 1항 또는 제 4항의 폐수 멸균 시스템을 이용하되,
폐수 이송배관(110)을 통해 폐수 발생처로부터 폐수를 이송받아 폐수 저장탱크(100)에 저장하는 폐수 저장단계(S100);
폐수 공급배관(210)과 통기배관(300)을 개방한 상태에서 폐수 공급배관(210)을 통해 폐수 멸균탱크(200)의 멸균탱크 챔버(201)로 목적량의 폐수를 공급받는 폐수 충전단계(S200);
폐수 공급배관(210)을 닫은 상태에서 증기 공급배관(410)을 개방하여 증기 보일러(400)를 통해 고온의 증기를 멸균탱크 자켓(202)으로 공급 및 폐수를 간접 가열을 통해 예열하면서 통기배관(300)을 통해 멸균탱크 챔버(201) 내부의 공기를 제거하는 폐수 예열단계(S300);
폐수가 예열된 상태에서 통기배관(300)을 닫아 멸균탱크 챔버(201)를 밀폐 형성한 상태에서 고온의 증기를 멸균탱크 자켓(202)으로 지속적으로 공급 및 폐수를 간접 가열하여 멸균 처리하는 폐수 멸균단계(S400);
폐수의 멸균이 완료된 상태에서 냉각배관(500)을 개방하여 멸균탱크 챔버(201) 내부의 압력을 해소 및 존재하는 증기와 폐열을 저장탱크 자켓(102)으로 배출시켜 폐수 멸균탱크(200) 내부 온도를 하강시키는 냉각단계(S500); 및
폐수 방류배관(220)과 응축수 방류배관(140)을 개방하여 멸균된 폐수와 응축수를 방류하되, 방류 과정에서 열교환기(600)를 통한 간접 열교환을 통해 냉각하여 방류하는 폐수 방류단계(S600)를 수행함을 특징으로 하는 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법.
제 5항에 있어서,
상기 폐수 예열단계(S300)와 폐수 멸균단계(S400)에서는,
교반기(230)를 통해 폐수의 교반을 더 수행함을 특징으로 하는 폐수 멸균 시스템을 이용한 폐수 멸균방법.