KR102390974B1 - 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템 - Google Patents
분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템에 관한 것으로, 원수의 pH와 온도를 조절하는 원수 전처리부와, 흡수제를 제공하는 흡수제 제공부와, 전처리된 원수와 흡수제를 이용하여 암모니아를 제거하는 분리막 접촉부와, 분리막 접촉부를 세정하는 세정부와, 각 부의 동작을 제어하고, 외부 장치와 통신을 수행하는 동작 제어부를 포함하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템에 관한 것으로, 폐수에 혼합되어 있는 고농도의 암모니아(NH3)를 제거할 수 있는 시스템을 제공한다.
폐수 중의 암모니아 제거 기술은 물리적 방법인 탈기법(Air stripping)과 화학적 방법인 파과점 염소처리법과 이온교환법 그리고, 생물학적 처리 방법(BNR)이 있다.
물리적 방법인 탈기법의 경우 폐수 중 암모늄 이온(NH4+)이 암모니아(NH3)와 평행 상태(NH3 + H20 ↔ NH4 + + OH-)에 있다. 따라서, 폐수의 pH를 10.0 이상으로 조정하면, 암모늄 이온(NH4+)이 암모니아(NH3)로 전환되고, 여기에 충분한 양의 공기를 불어 넣어 대기중으로 방출시켜 폐수 중의 질소를 제거하는 방법이다. 하지만, 탈기법은 배출되는 암모니아가 대기 오염 물질이고, 악취 성분으로 인해 추가적인 탈기탑과 흡착탑의 설치가 요구되어 과도한 건설 비용이 발생하고, 과다한 운전비용이 발생하는 단점이 있다.
파과점 염소처리 방식은 충분한 양의 염소를 가하여 폐수 중의 암모니아성 질소(NH3-N)를 질소가스와 기타 안정된 화합물로 산화시켜 처리하는 공법이다. 그러나, 이는 염소화합물이 방류지역에 미치는 독성으로 인한 영향을 방지하기 위해 처리수에 탈염소 설비가 필요하게 된다. 이는 앞서 언급한 탈기법에 비하여 2배 이상의 비용이 발생할 뿐만 아니라 부산물로 인한 악취 문제가 발생할 수 있다.
이온 교환법은 폐수 중의 암모늄 이온(NH4+)을 선택적으로 치환할 수 있는 천연 제올라이트(Zeolite)를 충진한 이온 교환층을 통과시켜 암모늄 이온(NH4+)을 제거하는 공법이다. 이온 교환법은 잔류된 유기물에 의해 수지가 막히기 때문에 고형분 제거 등을 위해 여과 및 활성탄흡착과 같은 전처리 설비가 필요하게 된다. 또한, 재생 과정에서 재생 약품이 필요하게 되고 이 때, 고농도의 질소폐수가 발생하는 문제가 있다.
생물학적 처리 방법은 생물학적 탈질반응으로 질산화 반응의 결과로 생성된 아질산성 질소와 질산성 질소가 미생물에 의해 환원되어 질소가스로 전환되는 공법이다. 하지만, 질산화 반응은 반응 결과로 발생하는 산성의 증가로 인해 pH값의 감소가 발생하여, 고농도의 암모늄 이온(NH4+)을 포함하는 폐수의 처리시 운전이 불안정하거나, 반응 자체가 중단되는 단점이 있고, 대규모의 부지가 필요하고, 약품 회수가 불가능한 단점이 있다.
이와 같은 종래 기술들의 단점을 보완하기 위한 방법으로 개발된 것이 분리막 접촉기를 활용한 기술이다.
그러나, 최근의 분리막 접촉기를 활용한 암모니아 제거 기술의 경우, 선행 등록특허 제10-2108512호 및 제10-2155238호에서 분리막 표면 오염 및 젖음 현상과 같은 문제점의 해결 방안을 제시하지 못하고 있고, 고농도 배출수의 암모니아 제거를 위한 방법에 대해서 제시하지 못하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유기물, 오일 성분 흡착 등에 의해 분리막 표면이 오염되어 소수성 기능을 상실하고, 젖음 현상이 발생하여, 물질 전달 저항이 커지게 되고 기공의 변형을 초래하여 분리막 기능이 저하되는 것을 방지하여, 암모니아 제거 효율을 높일 수 있는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 원수의 pH와 온도를 조절하는 원수 전처리부와, 흡수제를 제공하는 흡수제 제공부와, 전처리된 원수와 흡수제를 이용하여 암모니아를 제거하는 분리막 접촉부와, 분리막 접촉부를 세정하는 세정부 및 각 부의 동작을 제어하고, 외부 장치와 통신을 수행하는 동작 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 제공한다.
상기 원수 전처리부는 원수의 pH를 조정하는 pH 조정부와, 원수 내의 파티클을 제거하는 전처리 필터부와, 원수의 온도를 변화시키는 열 교환부를 포함하고, 상기 pH 조정부는 원수를 제공 받는 원수 유입부와, pH 조절 약품을 제공 받는 약품 유입부와, 분리막 접촉부로부터 처리수를 반송 받는 반송 유입부와, 원수를 교반하여 pH를 조정하는 교반부와, 처리 pH 농도의 원수를 방출하는 원수 방출부와, 원수의 pH를 측정하는 pH 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 원수 전처리부는 원수를 유입받고 온도를 변화시키는 열 교환부와, 원수 내의 오일을 제거하는 유수 분리부와, 오일이 제거된 원수의 pH를 조정하는 pH 조정부와, 원수 내의 파티클을 제거하는 전처리 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 pH는 10 이상이고, 상기 온도는 35 내지 45도인 것을 특징으로 한다.
상기 흡수제 제공부는 흡수제가 저장된 흡수제 저장부와, 흡수제를 순환시키는 흡수제 순환부와, 흡수제에 포함된 입자성 물질을 제거하는 흡수제 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분리막 접촉부는 원수와 흡수제를 이용하여 암모늄염을 분리하는 분리막 접촉기와, 암모늄염을 수집하는 수집 탱크부와, 암모늄염을 회수하는 암모늄염 회수부를 포함하고,
삭제
상기 분리막 접촉기는 원수 전처리부에 의해 전처리된 원수 또는 세정부의 세정수가 유입되는 원수 입력부와, 원수를 이동시켜 암모니아를 분리하는 분리막부와, 전처리된 흡수제가 유입되거나 세정수를 배출하는 흡수제 입력부와 분리막부를 거친 원수가 배출되는 처리수 출력부와 암모늄염이 포함된 반응수를 배출하는 반응수 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 세정부는 약품이 저장된 약품 저장부와, 약품을 포함하는 세정수가 저장되고, 이를 분리막 접촉부에 제공하는 세정수 저장 제공부와, 세정수 내의 파티클을 제거하는 세정수 필터부와, 분리막 접촉부에 건조를 위한 에어를 제공하는 건조부와, 세정수를 드레인하는 세정수 드레인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 세정부는 유지 세정과 회복 세정을 수행하되, 상기 유지 세정은 물을 이용한 역세 세정과 약품을 이용한 세정을 수행하고, 역세 세정은 1일 1회 내지 1일 3회 범위 내에서 1회당 5 내지 15분간 수행하고, 약품을 이용한 세정은 2 내지 5일에 1회를 20 내지 40분간 수행하고, 상기 회복 세정은 약품을 이용한 세정과 분리막 건조를 수행하되, 20 내지 40일에 1회를 1시간 내지 3시간 수행하되, 건조는 30 내지 50도 온도의 공기를 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 동작 제어부는 각 부의 상태를 체크하는 센서부와, 각 부의 동작을 제어하는 제어부와, 외부 통신을 수행하는 통신부와, 동작 결과를 외부에 통지하는 외부 통지부를 포함하고, 상기 센서부를 통해 원수 전처리부의 원수의 암모니아 농도, pH, 수온과 유량을 측정하고, 흡수제의 농도, pH, 수온과 유량을 측정하고, 분리막 접촉부에 의해 처리된 처리수의 농도, pH, 수온과 유량을 측정하고, 세정부의 세정수의 농도와 온도 그리고 유량을 측정하여, 상기 원수 전처리부의 원수의 pH 농도 측정 결과에 따라, 기준 pH 농도보다 낮을 경우에는 pH 농도를 높이도록 약품 유입부를 제어하고, 원수가 기준 온도 범위인지 측정하고, 기준 온도가 되도록 열교환부를 제어하고, 원수 pH 농도와 온도가 목표 값 즉, 기준 값에 해당하지 않는 경우에는 분리막 접촉부와 흡수제 제공부가 동작하지 않도록 하여 원수를 원수 전처리부로 반송시키고, 흡수제의 농도가 기준 농도가 되도록 제어하고, 처리수의 암모니아 농도를 측정하여 처리 기준 농도보다 암모니아 농도가 높은 경우에는 분리막 접촉부에 의해 효과적인 암모니아 제거가 되지 않은 것으로 판단하여 처리수를 원수 전처리부로 반송하고, 분리막 접촉부의 세정을 위한 세정부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 500ppm 이상의 고농도 암모니아 폐수의 처리가 가능하다. 본 발명은 분리막 세정 설비를 통해 분리막의 제거 효율을 일정하게 유지하고, 분리막의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 분리막을 에어를 이용한 건조를 통해 분리막의 소수성을 회복하여 고농도 암모니아 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 종래 기술 대비 공정의 단순화가 가능하여 운전 시스템의 안정성을 확보할 수 있고, 2차 오염물질이 발생하지 않기 때문에 운전비용을 낮출 수 있어서, 최종 폐수처리 비용이 절감되며, 분리막 적용으로 기액 간의 접촉면적을 크게 증가시켜 장치의 소형화와 빠른 시간 내의 효율적인 암모니아 제거를 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 시스템을 설명하기 위한 상세 개념도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 pH 조정부의 블록 개념도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 분리막 접촉부와 세정부의 유지세정 및 회복세정에 관한 일부 상세 개념도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 분리막 접촉부의 중공사막 내부에서 흡수제가 흐르고 외부에는 원수 즉 폐수가 역방향으로 흐르는 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 동작 제어부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.
도 8 및 도 9는 일 실시예의 변형예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 블록개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 상세 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 시스템을 설명하기 위한 상세 개념도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 pH 조정부의 블록 개념도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 분리막 접촉부와 세정부의 유지세정 및 회복세정에 관한 일부 상세 개념도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 분리막 접촉부의 중공사막 내부에서 흡수제가 흐르고 외부에는 원수 즉 폐수가 역방향으로 흐르는 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 동작 제어부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.
도 8 및 도 9는 일 실시예의 변형예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 블록개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 상세 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템의 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
본 명세서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등의 관계적인 용어는, 그러한 엔티티 또는 액션 간의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 다른 엔티티나 액션과 하나의 엔티티 또는 액션을 구별하는 데에만 사용될 수 있다. 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)" 또는 그 다른 변형은, 구성요소의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치가 구성요소만을 포함하지 않지만 그러한 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에 명시적으로 열거되거나 내재되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있도록, 비배타적인 포함물을 커버하도록 의도된다. "하나의 ~를 포함하다"로 진행되는 하나의 구성요소는, 더 이상의 제한없이, 구성요소를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치 내에 부가적인 동일한 구성요소의 존재를 배제한다.
도면과 상세한 설명은 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템 분야의 관련 종사자들이 통상적으로 알 수 있는 구성 및 방법에 대하여는 간략하게 설명하거나 생략하였고 본 발명의 개시를 명확하게 이해하는데 필요한 부분으로 한정하였다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니며 다양한 형태와 방법으로 구현될 수 있으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 시스템을 설명하기 위한 상세 개념도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 pH 조정부의 블록 개념도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 분리막 접촉부와 세정부의 유지세정 및 회복세정에 관한 일부 상세 개념도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 분리막 접촉부의 중공사막 내부에서 흡수제가 흐르고, 외부에는 원수 즉 폐수가 역방향으로 흐르는 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 동작 제어부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템은, 원수의 pH와 온도를 조절하는 원수 전처리부(100)와, 흡수제를 제공하는 흡수제 제공부(200)와, 전처리된 원수와 흡수제를 이용하여 암모니아를 제거하는 분리막 접촉부(300)와, 분리막 접촉부(300)를 세정하는 세정부(400)와, 각 부의 동작을 제어하고, 외부 장치와 통신을 수행하는 동작 제어부(500)를 포함한다.
이를 통해 본 실시예의 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템은 원수 즉, 폐수 또는 유입수에 혼합되어 있는 고농도의 암모니아의 제거가 가능하다. 또한, 세정부(400)를 통해 분리막을 세정하여 분리막의 제거효율 유지 및 수명 연장을 가능하게 하고, 건조부를 통해 건조함으로 인하여 분리막 기공의 젖음 현상의 문제점과 소수성 기능이 상실되는 문제점을 해결하고 고농도 암모니아 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
반도체 제조공정에서 발생하는 폐수 또는 락탐 제조공정에서 발생하는 폐수, 그리고, 슬러지 감량 및 건조설비에서 발생하는 응축 폐수 등과 같이 500에서 10,000ppm 이하의 고농도이고, 유기물 농도가 높고 오일을 함유한 경우에도 처리가 가능하다. 물론, 저농도 암모니아 폐수에 관한 처리도 가능하다.
원수 전처리부(100)는 원수의 pH를 조정하는 pH 조정부(110)와, 원수 내의 파티클을 제거하는 전처리 필터부(120)와, 원수의 온도를 변화시키는 열교환부(130)를 포함한다.
pH 조정부(110)는 원수를 제공 받는 원수 유입부(111)와, pH 조절 약품을 제공 받는 약품 유입부(112)와, 분리막 접촉부(300)로부터 처리수(즉, 암모니아 농도가 기준 농도보다 높은 처리수)를 반송 받는 반송 유입부(113)와, 원수를 교반하여 pH를 조정하는 교반부(114)와, 처리 pH 농도의 원수를 방출하는 원수 방출부(115)와, 원수의 pH를 측정하는 pH 측정부(116)를 포함한다.
암모니아 제거 효율을 최대로 높이기 위해서는 암모늄 이온 대비 가스 상태의 암모니아 분율을 최대한 높이는 것이 필요하다. pH 조절 약품을 투입 교반하여 원수의 pH농도를 10 이상 바람직하게는 11 이상으로 조절하는 것이 효과적이다.
약품 유입부(111)를 통해 제공 받는 약품은 원수의 pH 농도를 10 이상 또는 11 이상으로 조절할 수 있는 알카리 약품을 사용한다. 물론 다양한 알카리 약품이 사용되는 것이 가능하지만, 본 실시예에서는 수산화나트륨(NaOH)을 사용하는 것이 효과적이다.
도시되지 않았지만, 원수가 유입 및 방출되는 각 부의 전단에는 밸브 및/또는 펌프가 설치되어 있는 것이 가능하다. 이를 통해 원하는 시기에 원하는 양의 원수를 정확하게 제어하는 것이 가능하다.
pH 조정부(110)의 교반부(114)는 제공된 원수와 약품을 교반하여 원수를 처리 pH 농도가 되도록 한다. 농도 조절을 위해 원수 유입부(111) 또는 반송 유입부(113)로 유입되는 원수의 유입량과, 약품 유입부(112)를 통해 유입되는 약품의 유입량을 제어하는 것이 효과적이다.
이를 위해 pH 측정부(116)는 교반부(114)에 의해 교반되는 원수의 pH 농도를 측정하여, pH 농도가 처리 농도에 해당하는 경우에는 원수를 원수 방출부(115)를 통해 방출하고, 원수의 농도가 처리 농도에 해당하지 않는 경우에는 원수 또는 약품의 추가적인 유입을 통해 원수의 pH 농도를 일정하게 유지한다. 여기서, pH 측정부(116)는 그 측정 결과를 제어부(500)에 전송하여, 제어부(500)의 제어 장치를 통해 각부의 전단에 위치한 밸브 또는 펌프를 동작시켜 원수의 pH 농도의 유지와 원수 방출을 제어하는 것이 가능하다.
처리 pH 농도의 원수는 전처리 필터부(120)를 통해 원수 내의 파티클 즉, 그 입경이 큰 입자들을 제거한다. 이를 통해 후속 분리막 접촉부(300) 내에 입경이 큰 입자에 의한 막힘 현상을 방지할 수 있다.
파티클이 제거된 원수는 열 교환부(130)에서 처리 온도로 조절된다. 기존 탈기법에서는 60 내지 80도의 온도까지 원수의 온도를 상승시켜 공정을 진행하여 그 소요 열량이 크게 드는 문제가 있다. 본 실시예에서는 처리 온도로 35 내지 45도의 범위로 조절하여 암모니아의 제거 효율을 높일 뿐만 아니라 소요 열량을 낮추어 에너지 절감이 가능해지고, 경제성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 열 교환부(130)를 통해 원수의 처리 온도를 조절하여 수중에 존재하는 가스 상태의 암모니아의 용해도를 낮출 수 있어, 제거율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 분리막 접촉부(300)에 흡수제를 제공하여 기체 상태의 암모니아를 암모늄염 형태로 용해 하는 것이 가능하다.
흡수제 제공부(200)는 흡수제가 저장된 흡수제 저장부(210)와, 흡수제를 순환시키는 흡수제 순환부(220)와, 흡수제에 포함된 입자성 물질을 제거하는 흡수제 필터부(230)를 포함한다.
흡수제 저장부(210)는 흡수제 용액을 저장하고, 이를 흡수제 순환부(220)에 제공한다.
흡수제 순환부(220)는 흡수제 용액을 제공 받아, 흡수제 용액의 pH를 1.5 이하로 농도를 7% 이상으로 조절한다. 흡수제 순환량은 전체 설비 용량의 1/3 내지 2/3 범위 내에서 유지되는 것이 효과적이다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 이보다 많거나 적은 것이 가능하다. 여기서, 흡수제 순환부(220)에는 흡수제 농도를 측정하는 흡수제 농도계를 포함하는 것이 효과적이다. 이를 통해 밀도를 측정 및 조절하는 것이 가능하다.
흡수제 순환부(220)는 pH 1.5 이하와 7% 이상의 농도를 갖는 흡수제 용액을 흡수제 필터부(230)를 거쳐 분리막 접촉부(300)에 제공한다.
흡수제 필터부(230)는 흡수제 용제 내의 입자성 물질을 제거하여, 입자성 물질에 의해 분리막 접촉부(300)가 막히는 것을 방지할 수 있다.
물론, 앞의 원수 전처리부(100)에서 설명한 바와 같이 흡수제 제공부(200)의 각부에는 벨브 및/또는 펌프가 구비되는 것이 가능하다.
본 실시예에서는 흡수제 제공부(200)가 흡수제의 농도를 측정하는 흡수제 농도계를 더 포함하는 것이 가능하다. 이를 통해 흡수제의 밀도를 측정하고, 이를 통해 흡수제의 밀도를 조절하는 것이 가능하다. 이때, 농도계는 그 측정결과를 동작 제어부에 제공하여 흡수제 제공부(200)를 제어하는 것이 가능하다.
본 실시예의 분리막 접촉부(300)는 원수와 흡수제를 이용하여 암모늄염을 분리하는 분리막 접촉기(310)와, 암모늄염을 수집하는 수집 탱크부(320)와, 암모늄염을 회수하는 암모늄염 회수부(330)를 포함한다.
분리막 접촉기(310)는 원수 전처리부(100)에 의해 전처리된 원수 또는 세정부(400)의 세정수가 유입되는 원수 입력부(311)와, 원수를 이동시키면서 중공사막 기공을 통과한 기체 상태의 암모니아와 흡수제를 반응시켜 암모늄염으로 변화시키는 분리막부(312)와, 전처리된 흡수제가 유입되거나 세정수를 배출하는 흡수제 입력부(313)와, 분리막부(312)를 거친 원수 및 세정수가 배출되는 처리수 출력부(314), 암모늄염이 포함된 반응수 및 세정수를 배출하는 반응수 출력부(315)를 포함한다. 물론, 분리막 접촉부(300)에는 원수 내의 암모니아 농도를 검출하는 검출부(미도시)가 더 포함되는 것도 가능하다.
본 분리막 접촉기(310)를 통해 내부에 암모니아를 함유한 원수 즉 폐수와 흡수제의 흐름을 상호 역방향으로 각기 투입하여 암모니아를 제거한다. 이는 폐수에 녹아 있는 암모니아가 기체 상태로 폐수 용액에서 분리막의 경계면으로 확산되고, 농도차에 의해 분리막 기공을 통과하여 흡수제와 접촉하는 순간 암모늄염의 형태로 용해된다. 분 실시예의 입력부와 출력부들의 전단/후단에는 앞서 언급한 바와 같이 밸브 및/또는 펌프가 배치되는 것이 가능하다.
원수 입력부(311)는 전처리된 원수가 입력되는 원수 입력단과, 세정수 및 건조 공기가 입력되는 세정수 입력단을 포함하는 것이 가능하고, 이 각 입력단에는 밸브가 배치되는 것이 효과적이다. 이를 통해 원수 처리 시에는 세정수가 분리막 접촉기 내부로 유입되는 것을 막을 수 있고, 반대로, 세정시에는 원수가 분리막 접촉기 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
분리막부(312)는 미세 기공을 갖는 소수성의 막으로 구성되고, 막의 외부에 원수가 흐르면서 원수 내의 암모니아를 추출한다. 즉, 분리막은 고분자 소재의 PP(Polypropylene)로 제작되고, 중공사 형태의 중공섬유 모듈을 이용하여 부피당 표면적을 넓게 할 수 있어 물질 전달이 빠르고, 제거 효율이 우수할 수 있다. 원수 내의 물은 소수성의 분리막을 통과하기 어렵기 때문에 효율적으로 암모니아만을 제거하는 것이 가능하게 된다.
분리막이 소수성이기 때문에 기체 상태의 암모니아만 선택적으로 이동 가능하다. 암모니아가 폐수 용액에서 분리막의 경계면으로 확산되어 이동한 후에 분리막 기공을 통과하고, 흡수제를 반응시켜 암모늄염으로 변화시킨다.
이때, 반응식은 아래와 같다.
(반응식)
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
이 때, 위의 황산암모늄 뿐만 아니라 인산암모늄((NH4)3PO4)의 형태로 추출되는 것도 가능하다.
처리수 출력부(314)는 분리막부(312)를 통과한 원수를 외부로 방출하거나, 원수를 다시 원수 전처리부(100)로 반송하거나, 분리막부(312)를 통과한 세정수를 세정부(400)로 방출하는 것이 가능하다. 여기서, 분리막부(312)를 통과하는 원수의 처리 효율을 측정하여 처리 효율이 높을 경우에는 외부로 방출하고, 낮을 경우에는 원수를 다시 원수 전처리부(100)로 반송하는 것이 가능하다. 이 때, 처리 효율의 측정을 위해 분리막 접촉부(300) 내에 원수 내의 암모니아 농도를 측정하는 측정 장치가 위치하는 것이 효과적이다. 측정 장치를 처리수 출력부(314)에 설치하는 것이 바람직하다. 이를 통해 암모니아가 제거된 처리수의 암모니아 농도를 실시간으로 측정하는 것이 가능하다.
그리고, 처리수 출력부(314)는 원수를 외부로 방출하는 원수 방출단과, 원수를 원수 전처리부로 반송하기 위한 전처리 방출단과, 세정수를 세정부(400)로 방출하기 위한 세정수 방출단을 포함하는 것이 가능하고, 이 각 단에는 밸브가 배치되는 것이 효과적이다. 이를 통해 원하는 영역에 해당 원수 또는 세정수를 제공하는 것이 가능하다.
반응수 출력부(315)는 암모늄염이 포함된 반응수를 수집 탱크부(320)로 방출하거나, 반응부 내로 유입된 세정수를 세정부(400)로 방출한다. 이를 위해 반응수 출력부(315)는 반응수를 방출하는 반응 출력단과, 세정수를 방출하는 반응 세정수 방출단을 포함하는 것이 가능하다. 그리고, 각 단에는 밸브가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
수집 탱크부(320)는 암모늄염의 자연 침전을 유도하는 구조로 제작되는 것이 효과적이다. 이를 위해 탱크부의 바닥의 한쪽으로 경사진 형태로 제작하여 암모늄염 추출을 용이하게 할 수 있다. 그리고, 이 바닥 영역이 암모늄염 회수부와 연통되는 것이 바람직하다. 이때, 암모늄염 회수는 pH 5.0이상의 조건에서 실시하는 것이 바람직하다. 수집 탱크부(320)의 상부 영역은 흡수제 제공부(200)에 연통되어 수집 탱크부(320)에서 오버 플로우되는 반응수가 흡수제 순환부(220)에 제공되는 것이 가능하다.
분리막 접촉부(300)는 고농도의 암모니아를 제거하기 때문에 분리막부(312)의 분리막 표면이 오염될 수 있고, 장기간의 공정을 통해 소수성 기능을 상실하게 될 수 있다. 즉, 운전 시간에 따라 흡수제 즉, 황산 또는 인산 등이 점차 분리막 기공으로 침투해 들어가거나, 수증기의 모세관 응축에 의해 분리막 기공이 액체로 채워지게 되는 현상인 젖음이 발생할 수 있다. 이를 통해 분리막의 소수성 기능이 상실되는 문제가 발생한다. 이로 인해 분리막의 물질 전달 저항이 커지게 되고, 장기적으로 기공의 변형을 초래하여 분리막이 제 기능을 발휘할 수 없는 문제가 발생한다.
이에 본 실시예에서는 분리막 접촉부(300)에 관한 세정과 건조를 통해 분리막 기공의 오염 제거 및 소수성을 회복시킬 수 있다. 바람직하게 본 실시예에서는 주기적인 유지세정과 회복세정을 실시하는 것이 효과적이다. 이를 통해 소수성 기능의 회복과 유지를 가능하게 하여 최종적으로 암모니아의 제 거효율을 높이는 것이 가능해질 수 있다.
세정부(400)는 약품이 저장된 약품 저장부(410)와, 약품을 포함하는 세정수가 저장되고, 이를 분리막 접촉부(300)에 제공하는 세정수 저장 제공부(420)와, 세정수 내의 파티클을 제거하는 세정수 필터부(430)와, 분리막 접촉부(300)에 건조를 위한 에어를 제공하는 건조부(440)를 포함한다. 또한, 세정부(400)는 세정수를 드레인하는 세정수 드레인부(450)를 포함한다.
약품 저장부(410)에는 고농도 암모니아 제거를 진행하는 분리막 접촉부(300) 내부의 분리막 기공의 오염을 제거하기 위한 약품들이 저장되어 있는 것이 바람직하다. 분리막 접촉부(300)는 시간이 지날수록 고농도 암모니아에 의해 유기물, 오일 성분의 흡착 등으로 인해 분리막 오염이 발생한다. 약품 저장부(410)는 제공하는 약품의 양을 조절하여 세정수의 농도를 제어하는 것이 가능하다. 약품으로는 산성 물질을 사용한다.
세정수 저장 제공부(420)는 설정된 농도의 세정수를 분리막 접촉부(300)에 제공한다. 이를 위해 별도의 밸브와 펌프를 포함하는 것이 효과적이다. 이를 통해 제공되는 세정수의 유량이나 유속의 제어가 가능하다.
건조부(440)는 에어를 제공하되, 약 30 내지 50도 온도의 공기를 제공하는 것이 바람직하다. 물론, 건조부(440)는 질소 또는 이산화탄소 가스를 제공하는 것도 가능하다. 건조부(440)로 에어 컴프레셔(air compressor) 또는 에어 블로우어(air blower)를 사용하는 것이 가능하다.
본 실시예에서는 세정부(400)를 통해 유지 세정과 회복 세정이 가능하다.
유지 세정은 분리막의 성능 유지를 위한 세정으로 원수 유입되는 영역을 세정한다. 이 때, 유지 세정은 물을 이용한 역세 세정과 약품을 이용한 세정(Acid 약품 세정)을 수행하는 것이 가능하다.
이 때, 유지 세정 공정 시간 및 조건은 현장 폐수 특성에 맞게 그 주기 및 시간도 함께 조정되는 것이 효과적이다.
본 발명에 의한 고농도 암모니아 제거의 경우에는 역세 세정을 1일 1회 내지 1일 3회 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하고, 이 때, 세정 시간은 5 내지 15분을 실시하는 것이 바람직하다. 약품을 이용한 세정은 2 내지 5일에 1회를 수행하는 것이 바람직하다. 그리고, 세정 시간은 20 내지 40분 수행하는 것이 바람직하다. 여기서, 세정 공정 회수나 공정 시간이 증가하는 경우에는 전체 시스템의 효율이 저하될 수 있다. 이를 통해 일상적인 오염의 제거가 가능하다.
도면에 도시된 바와 같이 유지 세정은 세정수 저장 제공부(420)를 통해 세정수를 분리막 접촉부(300)의 원수 입력부(311)에 제공하고, 세정액을 통해 분리막부(312) 내부를 세정하고, 완료된 세정수를 처리수 출력부(314)를 통해 다시 세정부(400)로 제공받는다. 이때, 세정수 드레인부(450)를 통해 세정수가 외부로 배출되는 것도 가능하다.
또한, 회복 세정은 분리막의 처리 효율이 저하될 경우 실시한다. 이를 통해 분리막의 처리 효율을 증가시키는 것이 가능하다. 회복 세정은 분리막의 소수성을 회복한다. 회복 세정으로는 약품을 이용한 세정과 분리막 건조를 위한 건조를 실시하는 것이 효과적이다. 회복 세정은 이소프로필 알코올과 물 또는 에탄올과 물 용액을 사용하여 분리막의 외부와 내부 전체를 침지시켜 물에 젖은 상태를 만든다. 그리고, 액체가 분리막 기공 구조를 통과하도록 한 다음 회복 세정하고, 공기를 이용한 건조를 실시한다.
회복 세정은 20 내지 40일에 1회 수행하는 것이 바람직하다. 그리고, 세정 시간은 건조까지 포함하여 1시간 내지 3시간 수행하는 것이 바람직하다. 그리고, 세정을 통해 분리막 접촉부(300)의 내외부를 모두 세정하는 것이 바람직하다.
도면에 도시된 바와 같이 회복 세정은 세정수 저장 제공부(420)를 통해 세정수를 분리막 접촉부(300)의 원수 입력부(311)에 제공하고, 세정액을 통해 분리막부(312) 내외부를 세정하고, 완료된 세정수를 흡수제 입력부(313), 처리수 출력부(314) 및 반응수 출력부(315)를 통해 다시 세정부(400)로 제공 받는다. 이때, 세정수 드레인부(450)를 통해 세정수가 외부로 배출되는 것도 가능하다. 세정수가 완전 드레인된 이후에 건조부(440)를 통해 건조 공기를 분리막 접촉부(300)에 제공하여 분리막부(312)를 건조한다.
이와 같은 세정부(400)의 동작은 동작 제어부(500)에 의해 제어되는 것이 효과적이다.
본 실시예의 동작 제어부(500)는 각부의 상태를 체크하는 센서부(510)와, 각부의 동작을 제어하는 제어부(520)와, 외부 통신을 수행하는 통신부(530)와, 동작 결과를 외부에 통지하는 외부 통지부(540)를 포함한다.
센서부(510)를 통해 원수 전처리부(100)의 원수의 암모니아 농도, pH를 측정하고, 수온과 유량을 측정한다. 또한, 흡수제 제공부(200)의 흡수제의 농도와 pH를 측정하고, 흡수제의 수온과 유량을 측정한다. 분리막 접촉부(300)에 의해 처리된 처리수의 농도와 pH를 측정하고, 수온과 유량을 측정한다. 세정부(400)의 세정수의 농도와 온도 그리고 유량을 측정한다. 이와 같은 측정결과는 각지점에서 측정되고, 측정된 결과를 유무선 통신을 통해 제공 받는 것이 효과적이다.
센서부(510)의 센싱 결과를 바탕으로 제어부(520)는 각부의 동작을 제어한다.
먼저, 원수 전처리부(100)의 원수의 pH 농도 측정 결과에 따라, 기준 pH 농도 보다 낮을 경우에는 pH 농도를 높이도록 약품 유입부(112)를 제어하는 것이 가능하다. 이때, 기준 pH 농도는 11인 것이 바람직하다. 또한, 원수의 온도도 기준 온도 범위인지 측정하고, 기준 온도가 되도록 열교환부(130)를 제어하는 것이 가능하다.
그리고, 원수 전처리부(100)의 원수 pH 농도와 온도 등이 목표 값 즉, 기준 값에 해당하지 않는 경우에는 분리막 접촉부(300)와 흡수제 제공부(200)가 동작하지 않도록 하여 원수를 반송시키는 것이 가능하다. 이는 원수의 처리 조건이 만족되는 경우에만 동작하도록 하여 원수의 처리 효율을 증대시킬 수 있다.
흡수제의 농도 측정 결과에 따라 흡수제의 농도가 기준 농도가 되도록 흡수제 저장부(210)를 제어하는 것이 가능하고, 흡수제의 유량 등을 제어하기 위해 흡수제 순환부(220)를 제어하는 것이 가능하다.
처리수의 암모니아 농도를 측정하여 처리 기준 농도보다 암모니아 농도가 높은 경우에는 분리막 접촉부(300)에 의해 효과적인 암모니아 제거가 되지 않은 것으로 판단하여 처리수를 원수 전처리부(100)로 반송하고, 분리막 접촉부(300)의 세정을 위한 세정부(400)를 제어하는 것이 가능하다.
그리고, 이 결과를 통신부(530)를 통해 외부 서버나 관리자에게 제공하고, 외부 통지부(540)를 통해 화면에 표시하여 시스템이 원활하게 동작하지 않음을 알릴 수 있다.
그리고, 이 결과를 통신부(530)를 통해 외부 서버나 관리자에게 제공하고, 외부 통지부(540)를 통해 화면에 표시하여 시스템이 원활하게 동작하지 않음을 알릴 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 고농도의 암모니아 폐수에 적용하여, 분리막 세정을 통해 분리막의 제거 효율을 일정하게 유지하고, 분리막의 가동 수명을 연장하는 것이 가능하다. 또한, 종래 기술 대비 공정의 단순화가 가능하고, 시스템 운전의 안정성을 확보할 수 있고, 운전 비용을 낮출 수 있어, 폐수 처리 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 피혁, 비료제조, 제약, 수산 가공 등의 분야에서 발생하는 폐수, 침출수, 반도체 공정 폐수, 슬러지 감량 및 건조 설비 응축 폐수에 포함된 고농도 암모니아를 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 실시예와 변형예가 가능하다. 즉, 본 실시예에서는 폐수 처리 규모에 맞게 복수의 분리막 접촉부(300)를 직렬, 병렬 또는 직/병렬로 연결하여 설치 운용하는 것이 가능하다.
도 8 및 도 9는 일 실시예의 변형예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 블록개념도이다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 변형예의 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템은 제1 내지 제3 분리막 접촉기(310a, 310b, 310c)가 직렬 연결된 구조를 가질 수 있다.
제1 분리막 접촉기(310a)의 처리수 출력부(314)가 제2 분리막 접촉기의 원수 입력부(311)과 연결되고, 제2 분리막 접촉기(310b)의 처리수 출력부(314)가 제3 분리막 접촉기(310c)의 원수 입력부(311)에 연결된다.
제1 내지 제3 분리막 접촉기(310a, 310b, 310c)의 흡수제 입력부(313)는 단일의 흡수제 제공부(200)를 통해 흡수제를 제공받고, 반응수 출력부(315)는 단일의 수집 탱크부(320)에 반응수를 제공하는 것이 가능하다. 물론, 이에 한정되지 않고, 각 분리막 접촉기(310)에 서로 다른 흡수제 제공부(200)와 수집 탱크부(320)가 접속되는 것이 가능하다. 또한, 복수의 분리막 접촉기(310)를 하나의 그룹으로 하고 이 그룹이 하나의 흡수제 제공부(200)와 수집 탱크부(320)에 접속되는 것도 가능하다. 이를 통해 다수의 분리막 접촉기(310) 또는 다수 그룹의 분리막 접촉기(310)에 서로 다른 농도의 흡수제를 제공하는 것이 가능하여, 암모니아 처리 효율을 증대하는 것이 가능하다.
또한, 제1 내지 제3 분리막 접촉기(310a, 310b, 310c)의 원수 입력부(311) 각각에 단일의 세정부(400)가 접속되어 세정수를 제공하여 다수의 분리막 접촉기(310)를 세정하는 것이 가능하다. 이를 통해 제1 내지 제3 분리막 접촉기(310a, 310b, 310c)를 동시에 세정하는 것이 가능하다. 물론, 제1 내지 제3 분리막 접촉기(310a, 310b, 310c)를 각기 세정하는 것이 가능하다. 즉, 직렬 연결의 경우 고농도 오염물질인 원수에 의해 첫번째인 제1 분리막 접촉기(310a)에 더 많은 오염 물질이 유입될 가능성이 높기 때문에, 제1 분리막 접촉기(310a)의 세정 주기와 시간을 제2 및 제3 분리막 접촉기(310b, 310c)보다 세정 주기는 더 짧게, 세정 시간은 더 길게 하는 것이 효과적이다.
또한, 이에 한정되지 않고, 앞서 언급한 바와 같이 각각의 분리막 접촉기(310)에 서로 다른 세정부(400)가 접속되거나, 각 그룹별로 서로 다른 세정부(400)가 접속되는 것이 가능하다. 이를 통해 단일의 분리막 접촉기(310)를 개별적으로 세정하거나, 각 그룹별로 분리막 접촉기(310)를 세정하는 것이 가능할 수 있다.
다음으로 도 9에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 분리막 접촉기(310a, 310b, 310c)가 병렬 연결된 구조를 가질 수 있다. 제1 내지 제3 분리막 접촉기(310a, 310b, 310c)의 원수 입력부(311)가 단일의 원수 전처리부(100)에 접속되고, 처리수 출력부(314)도 단일 출력 배관 라인에 접속되는 것이 가능하다. 이를 통해 대량의 원수를 한번에 처리하는 것이 가능할 수 있다.
또한, 하나의 세정부(400)가 다수의 분리막 접촉기(310)에 동시 접속되어 다수의 분리막 접촉기(310)를 세정하는 것이 가능하다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 각 분리막 접촉기(310)에 서로 다른 세정부(400)가 접속되는 것도 가능하다. 이를 통해 성능 저하가 발생한 분리막 접촉기(310) 만을 선별적으로 세정하는 것도 가능하다.
하기에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템에 관하여 설명한다. 후술되는 설명 중 앞선 실시예에서 설명과 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 설명의 기술은 앞선 실시예에도 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 상세 개념도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템은, 원수의 pH와 온도를 조절하고, 오일을 제거하는 원수 전처리부(100)와, 흡수제를 제공하는 흡수제 제공부(200)와, 전처리된 원수와 흡수제를 이용하여 암모니아를 제거하는 분리막 접촉부(300)와, 분리막 접촉부(300)를 세정하는 세정부(400)와, 각부의 동작을 제어하고, 외부 장치와 통신을 수행하는 동작 제어부(500)를 포함한다.
슬러지 감량 및 건조설비 응축 폐수와 같은 폐수들은 일부분 오일(Oil)을 함유하고 있다. 따라서, pH 조정 전에 유수 분리기를 통해 오일을 제거하여 분리막 접촉기의 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 원수 전처리부(100)는 원수를 유입 받고 온도를 변화시키는 열 교환부(130)와, 원수 내의 오일을 제거하는 유수 분리부(140)와, 오일이 제거된 원수의 pH를 조정하는 pH 조정부(110)와, 원수 내의 파티클을 제거하는 전처리 필터부(120)를 포함한다.
유수 분리부(140)는 원수에서 오일을 분리하는 유수 분리기(141)와, 분리된 오일이 저장되는 오일 탱크(142)를 포함한다. 유수 분리기(Oil Separator)는 API(American Petroleum Institute) 타입 유수 분리기, CPI(Corrugated Plate Interceptor) 타입 유수분리기, 벨트(Belt) 타입 유분제거기(Oil Skimmer)와 유흡착제로 구분할 수 있지만, 이에 한정되지 않을 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 원수 전처리부 110: pH 조정부
120: 전처리 필터부 130: 열교환부
200: 흡수제 제공부 210: 흡수제 저장부
220: 흡수제 순환부 230: 흡수제 필터부
300: 분리막 접촉부 310: 분리막 접촉기
320: 수집 탱크부 330: 암모늄염 회수부
400: 세정부 410: 약품 저장부
420: 세정수 저장 제공부 430: 세정수 필터부
440: 건조부 450: 세정수 드레인부
500: 동작 제어부
120: 전처리 필터부 130: 열교환부
200: 흡수제 제공부 210: 흡수제 저장부
220: 흡수제 순환부 230: 흡수제 필터부
300: 분리막 접촉부 310: 분리막 접촉기
320: 수집 탱크부 330: 암모늄염 회수부
400: 세정부 410: 약품 저장부
420: 세정수 저장 제공부 430: 세정수 필터부
440: 건조부 450: 세정수 드레인부
500: 동작 제어부
Claims (6)
- 원수의 pH와 온도를 조절하는 원수 전처리부;
흡수제를 제공하는 흡수제 제공부;
전처리된 원수와 흡수제를 이용하여 암모니아를 제거하는 분리막 접촉부;
분리막 접촉부를 세정하는 세정부; 및
각 부의 동작을 제어하고, 외부 장치와 통신을 수행하는 동작 제어부를 포함하며,
상기 분리막 접촉부는 원수와 흡수제를 이용하여 암모늄염을 분리하는 분리막 접촉기와, 암모늄염을 수집하는 수집 탱크부와, 암모늄염을 회수하는 암모늄염 회수부를 포함하고,
상기 분리막 접촉기는 원수 전처리부에 의해 전처리된 원수 또는 세정부의 세정수가 유입되는 원수 입력부와, 원수를 이동시켜 암모니아를 분리하는 분리막부와, 전처리된 흡수제가 유입되거나 세정수를 배출하는 흡수제 입력부와, 분리막부를 거친 원수 및 세정수가 배출되는 처리수 출력부와, 암모늄염이 포함된 반응수 및 세정수를 배출하는 반응수 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 원수 전처리부는 원수의 pH를 조정하는 pH 조정부와, 원수 내의 파티클을 제거하는 전처리 필터부와, 원수의 온도를 변화시키는 열교환부를 포함하고,
상기 pH 조정부는 원수를 제공 받는 원수 유입부와, pH 조절 약품을 제공 받는 약품 유입부와, 분리막 접촉부로부터 처리수를 반송 받는 반송 유입부와, 원수를 교반하여 pH를 조정하는 교반부와, 처리 pH 농도의 원수를 방출하는 원수 방출부와, 원수의 pH를 측정하는 pH 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 원수 전처리부는 원수를 유입 받고 온도를 변화시키는 열 교환부와, 원수 내의 오일을 제거하는 유수 분리부와, 오일이 제거된 원수의 pH를 조정하는 pH 조정부와, 원수 내의 파티클을 제거하는 전처리 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 흡수제 제공부는 흡수제가 저장된 흡수제 저장부와, 흡수제를 순환시키는 흡수제 순환부와, 흡수제에 포함된 입자성 물질을 제거하는 흡수제 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 동작 제어부는 각 부의 상태를 체크하는 센서부와, 각 부의 동작을 제어하는 제어부와, 외부 통신을 수행하는 통신부와, 동작 결과를 외부에 통지하는 외부 통지부를 포함하고, 상기 센서부를 통해 원수 전처리부의 원수의 암모니아 농도, pH, 수온과 유량을 측정하고, 흡수제의 농도, pH, 수온과 유량을 측정하고, 분리막 접촉부에 의해 처리된 처리수의 농도, pH, 수온과 유량을 측정하고, 세정부의 세정수의 농도와 온도 그리고 유량을 측정하여, 상기 원수 전처리부의 원수의 pH 농도 측정 결과에 따라, 기준 pH 농도보다 낮을 경우에는 pH 농도를 높이도록 약품 유입부를 제어하고, 원수가 기준 온도 범위인지 측정하고, 기준 온도가 되도록 열교환부를 제어하고, 원수 pH 농도와 온도가 목표 값 즉, 기준 값에 해당하지 않는 경우에는 분리막 접촉부와 흡수제 제공부가 동작하지 않도록 하여 원수를 원수 전처리부로 반송시키고, 흡수제의 농도가 기준 농도가 되도록 제어하고, 처리수의 암모니아 농도를 측정하여 처리 기준 농도보다 암모니아 농도가 높은 경우에는 분리막 접촉부에 의해 효과적인 암모니아 제거가 되지 않은 것으로 판단하여 처리수를 원수 전처리부로 반송하고, 분리막 접촉부의 세정을 위한 세정부를 제어하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 세정부는 약품이 저장된 약품 저장부와, 약품을 포함하는 세정수가 저장되고, 이를 분리막 접촉부에 제공하는 세정수 저장 제공부와, 세정 수내의 파티클을 제거하는 세정수 필터부와, 분리막 접촉부에 건조를 위한 에어를 제공하는 건조부와, 세정수를 드레인하는 세정수 드레인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템.
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| KR1020210088672A KR102390974B1 (ko) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템 |
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| KR1020210088672A KR102390974B1 (ko) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | 분리막 접촉기를 이용한 고농도 암모니아 제거 시스템 |
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