KR102431449B1 - 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치 및 그의 폐수 처리 방법 - Google Patents

과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치 및 그의 폐수 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치는, 활성탄을 재생하는 활성탄 재생장치로부터 발생되는 폐수에 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 제공되는 폐수 처리 약품을 제공하여 폐수를 1차 정화수로 정화하는 폐수 처리부 및 상기 폐수 처리부에 의해 폐수 처리된 상기 1차 정화수에 중화 약품 저장 탱크로부터 중화 약품을 제공하여 상기 1차 정화수를 2차 정화수로 중화시키는 중화 반응부를 포함할 수 있다.

Description

과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치 및 그의 폐수 처리 방법{WASTEWATER TREATMENT APPARATUS AND METHOD OF ACITVATED CARBON REGENERATION TANK USING SUPERHEATED STEAM}
본 발명은 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치 및 그의 폐수 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 활성탄 재생 시 발생되는 폐수를 약품을 이용하여 정화 처리함으로써 폐수 내의 유기탄소를 분해하여 폐수를 정화 처리할 수 있으며, 이후 중화 약품을 이용하여 폐수를 중화시킴으로써 정화된 물을 방류할 수 있는 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치 및 그의 폐수 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 오폐수 처리시설은 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.
이러한 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.
그런데, 이렇게 대부분의 산업용 오폐수 처리시설에서 흡착제로 사용되는 활성탄은 일정 시기가 되면 활성탄의 표면에 형성되어 있는 공극에 유기물질이 채워지면서 정수 처리능력이 급격하게 저하되기 때문에 활성탄을 주기적으로 교체해주거나 재생해주어야 한다.
현재 활성탄 재생 방식은 500 내지 700℃ 정도의 과열증기를 활성탄에 분사하여 활성탄 기공 내의 유기물 및 수질오염 물질을 제거하는 방식이 대부분이다.
그런데, 활성탄 재생장치에서 전술한 방식으로 활성탄을 재생하는 경우, 총유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)가 높은 폐수가 발생되는데, 이 폐수로 인하여서 환경오염이 발생될 수 있기 때문에 폐수를 정화하여 유기탄소를 분해한 후 방류하는 것이 중요하다. 부연하면, 2022년부터는 폐수 방류 시 총유기탄소의 기준을 준수하여야 하기 때문에, 활성탄 재생 시 발생되는 폐수로부터 유기탄소를 분해하는 것은 필수적이라 할 수 있다.
따라서, 활성탄 재생 시 발생되는 폐수로부터 유기탄소를 분해하여 폐수를 처리함은 물론 중화처리를 함으로써 정화된 물을 방류할 수 있는 새로운 구성의 활성탄 재생 장치의 폐수 처리 장치 및 처리 방법의 개발이 요구되는 실정이다.
관련 선행기술로는, 대한민국특허 등록번호 10-2092541호(발명의 명칭: 활성탄 자동 재생 장치) 등이 있다.
본 발명의 실시예는 과열증기를 이용하여 활성탄 재생 시 발생되는 폐수를 약품을 이용하여 정화 처리함으로써 폐수 내의 유기탄소를 분해하여 폐수를 정화 처리할 수 있으며, 이후 중화 약품을 이용하여 폐수를 중화시킴으로써 정화된 물을 방류할 수 있는 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치 및 그의 폐수 처리 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치는, 활성탄을 재생하는 활성탄 재생장치로부터 발생되는 폐수에 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 제공되는 폐수 처리 약품을 제공하여 폐수를 1차 정화수로 정화하는 폐수 처리부 및 상기 폐수 처리부에 의해 폐수 처리된 상기 1차 정화수에 중화 약품 저장 탱크로부터 중화 약품을 제공하여 상기 1차 정화수를 2차 정화수로 중화시키는 중화 반응부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 상기 폐수 처리부로 제공되는 상기 폐수 처리 약품은 과황산나트륨(SPS, Sodium Persulfate)으로서 상기 폐수에 포함된 유기탄소를 이산화탄소로 변환하여 총유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)를 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 폐수 처리부는, 상기 활성탄 재생장치에서 배출되는 폐수와 상기 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 제공되는 상기 폐수 처리 약품이 만나서 혼합되는 믹싱부재 및 상기 믹싱부재와 연결되어 상기 폐수와 상기 폐수 처리 약품의 화학 반응이 이루어지는 반응조를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 반응조에서 상기 폐수 처리 약품에 의한 상기 폐수의 처리 시간은 30분 이상이며, 상기 반응조 내에는 상기 폐수 처리 약품에 의한 상기 폐수의 처리 시간 확보를 위해 다수의 격벽들이 지그재그식으로 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 폐수 처리 장치는, 상기 활성탄 재생장치와 상기 폐수 처리부를 연결하는 연결 배관에 구비되며, 냉각수 공급 탱크로부터 제공되는 냉각수를 이용하여 상기 폐수를 증기 상태에서 액체 상태로 응축시키는 응축부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 응측부에서 응축된 액체 상태의 상기 폐수는 상기 폐수 처리부로 이동되고, 상기 응축부에서 상기 폐수를 웅축시킨 냉각수는 냉각수 배출 배관을 통해 배출될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 중화 반응부는 상기 폐수 처리부에 의해 정화 처리된 상기 1차 정화수에 상기 중화 약품 저장 탱크로부터 상기 중화 약품으로서 수산화나트륨(NaOH)을 제공하여 상기 1차 정화수와 상기 수산화나트륨을 혼합하여 중화 반응을 시킴으로써 상기 1차 정화수를 상기 2차 정화수로 변환할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 중화 반응부는 테프론(Teflon)으로 마련될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 폐수 처리 장치는, 상기 중화 반응부에 연결 배관으로 연결되며, 상기 냉각수 공급 탱크로부터 공급되는 냉각수를 이용하여 상기 2차 정화수를 방류 가능한 온도로 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 폐수 처리 장치는, 상기 냉각부의 후미에서 상기 연결 배관에 구비되어 상기 냉각부를 거친 상기 2차 정화수의 pH를 측정하는 pH 측정부를 더 포함하며, 상기 pH 측정부에서 상기 2차 정화수의 pH를 측정한 결과 설정된 기준보다 낮은 경우 상기 2차 정화수에 중화 약품을 제공하여 상기 2차 정화수의 pH를 설정된 기준으로 높여줄 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 과열증기를 이용한 폐수 처리 방법은, 활성탄을 재생하는 활성탄 재생장치로부터 발생되는 폐수에 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 제공되는 폐수 처리 약품을 이용하여 폐수 처리부에서 폐수를 1차 정화수로 정화 처리하는 정화 처리 단계 및 중화 약품 저장 탱크로부터 제공되는 중화 약품을 이용하여 중화 반응부에서 상기 1차 정화수를 2차 정화수로 중화시키는 중화 반응 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 정화 처리 단계 시 사용되는 상기 폐수 처리 약품은 과황산나트륨(SPS, Sodium Persulfate)이며, 상기 정화 처리 단계 시 상기 폐수에 상기 과황산나트륨이 제공되어 상기 폐수에 포함된 유기탄소가 이산화탄소로 변환되어 총유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)가 감소될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 중화 반응 단계 시 사용되는 상기 중화 약품은 수산화나트륨(NaOH)일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 폐수 처리 방법은, 상기 정화 처리 단계 전에 실행되며, 응축부에서 냉각수를 이용하여 상기 활성탄 재생장치로부터 배출되는 폐수의 온도를 낮춰 상기 폐수를 응축시키는 폐수 응축 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 폐수 처리 방법은, 상기 중화 반응 단계 후에 실행되며, 냉각부에서 냉각수를 이용하여 상기 2차 정화수의 온도를 낮추는 냉각 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 활성탄 재생 시 발생되는 폐수를 약품을 이용하여 정화 처리함으로써 폐수 내의 유기탄소를 분해하여 폐수를 정화 처리할 수 있으며, 이후 중화 약품을 이용하여 폐수를 중화시킴으로써 정화된 물을 방류할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 활성탄 재생장치의 내부 구성 및 이로부터 증기 상태의 폐수가 배출되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 폐수 처리부의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 폐수 처리부로 폐수 처리 약품을 제공하는 폐수 처리 약품 저장 탱크의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 폐수 처리부의 일부와 중화 반응부 그리고 정화된 물의 배출 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 활성탄 재생장치의 내부 구성 및 이로부터 증기 상태의 폐수가 배출되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 폐수 처리부의 개략적인 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 폐수 처리부로 폐수 처리 약품을 제공하는 폐수 처리 약품 저장 탱크의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 도 1에 도시된 폐수 처리부의 일부와 중화 반응부 그리고 정화된 물의 배출 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄 재생장치(10)의 폐수 처리 장치(100)는, 활성탄(1, 도 2 참조)을 재생하기 위한 활성탄 재생장치(10)로부터 발생되는 폐수를 정화 처리하기 위한 것으로서, 활성탄 재생장치(10)와 연결되는 폐수 처리부(110)와, 중화 반응부(160)를 포함할 수 있다. 이들은 연결 배관(101)에 의해서 연결되는데, 연결 배관(101)에는 폐수의 온도를 낮추기 위한 응축부(130) 및 냉각부(180) 등이 장착되는데, 이에 대해서는 후에 상술하기로 한다.
먼저, 활성탄(1)을 재생하는 활성탄 재생장치(10)의 구성에 대해서 설명하면, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 본 실시예의 활성탄 재생장치(10)는, 활성탄 재생 공간을 형성하는 원통 형상의 재생탱크(11)와, 재생탱크(11) 내에 있는 활성탄(1)에 과열증기를 분사하는 증기 분사노즐(15)을 포함할 수 있다. 아울러 재생탱크(11)에는 활성탄 투입을 위한 호퍼가 구비될 수 있고, 재생된 활성탄을 배출하기 위한 배출부가 구비될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 재생탱크(11)의 하단부에는 활성탄 재생 작업에 의해 발생되는 폐수를 드레인하기 위한 폐수 드레인부(17)가 구비될 수 있다.
이러한 구성의 활성탄 재생장치(10)에 의한 활성탄 재생 과정에 대해 개략적으로 설명하면, 재생탱크(11) 내에서 예를 들면 활성탄 부상 송풍기를 통해 활성탄(1)에 정압의 부상공기를 제공하여 활성탄(1)을 부상시킬 수 있으며, 부상 상태의 활성탄(1)에 분사노즐(15)로부터 과열증기를 분사함으로써 활성탄(1)을 재생할 수 있는 것이다.
다사 말해, 500 내지 700℃ 정도의 과열증기를 분사노즐(15)을 통해 활성탄(1)에 분사함으로써 활성탄(1)의 기공 내의 유기물 및 수질 오염물질을 제거하여 활성탄(1)을 재생할 수 있는 것이다.
그런데, 전술한 활성탄 재생 과정 시 발생되는 오염물질 등으로 인해 총유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)가 높은 폐수가 발생될 수 있으며 따라서 폐수를 환경부에서 제시한 유기탄소 기준에 기초하여 정화 처리한 후 배출시키기 위한 장치가 요구되는데, 본 실시예의 폐수 처리 장치(100)가 이에 적용될 수 있다.
본 실시예의 활성탄 재생장치(10)의 폐수 처리 장치(100)는, 도 1 및 도 3에 개략적으로 도시된 것처럼, 활성탄 재생장치(10)로부터 배출된 폐수에 폐수 처리 약품을 제공함으로써 폐수를 1차 정화 처리하는 폐수 처리부(110)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 폐수 처리부(110)는, 도 1 및 도 3에 도시된 것처럼, 활성탄 재생장치(10)와 연결 배관(101)에 의해서 연결되며, 후술하겠지만 이 연결 배관(101)에는 폐수 응축을 위한 응축부(130)가 구비될 수 있다.
이러한 폐수 처리부(110)는, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 폐수 처리 약품(121)을 제공하는 폐수 처리 약품 저장 탱크(120)와 약품 공급 배관(104)으로 연결되는데, 더 정확하게는 연결 배관(101)에 약품 공급 배관(104)이 연결되어서 폐수 처리부(110)로 폐수 처리 약품(121)이 포함된 폐수가 제공될 수 있다.
다만, 이때 활성탄 재생장치(10)로부터 폐수 처리부(110)로 제공되는 폐수를 증기 상태에서 액체 상태로 변환시키기 위해, 즉 응축시키기 위해서, 연결 배관(101)에는 응축부(130)가 구비될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 응축부(130) 내에서 연결 배관(101)이 사선 방향으로 배치되고, 냉각수 공급 탱크(140)와 연결되어 냉각수가 이동되는 냉각수 공급 배관(103)이 그에 엇갈리게 배치됨으로써 냉각수가 연결 배관(101)을 통해 이동되는 폐수로부터 열을 빼앗아 폐수의 응축이 이루어질 수 있다.
부연하면, 활성탄 재생장치(10)로부터 배출되는 폐수의 온도가 예를 들면 105℃인데, 이러한 고온의 증기 상태의 폐수가 응축부(130)를 통과하면 온도가 95℃ 정도로 떨어지고, 따라서 폐수의 응축이 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 응축부(130)의 전후의 연결 배관(101)에는 온도계(151, 153)가 장착됨으로써 연결 배관(101)을 통해 이동되는 폐수의 온도를 측정할 수 있다.
이처럼, 응축부(130)를 통해 응축된 액체 상태의 폐수는 폐수 처리부(110)로 이동되는데, 본 실시예의 폐수 처리부(110)는, 도 3에 도시된 것처럼, 폐수와 폐수 처리 약품(121)이 혼합되는 믹싱부재(111)와, 믹싱부재(111)에서 혼합되어 이송된 폐수 처리 약품(121)과 폐수를 상호 화학 반응시킴으로써 폐수를 1차 정화수로 정화 처리하는 반응조(115)를 포함할 수 있다.
믹싱부재(111)에서는 연결 배관(101)을 통해 이송되는 폐수와, 약품 공급 배관(104)을 통해서 제공되는 폐수 처리 약품(121)이 균일하게 혼합되며, 혼합된 폐수는 반응조(115)로 옮겨져 폐수와 폐수 처리 약품(121) 간의 화학 반응이 이루어질 수 있다.
여기서, 폐수 처리부(110)에 제공되는 폐수 처리 약품(121)은, 도 4에 도시된 것처럼 폐수 처리 약품 저장 탱크(120)로부터 제공되는데, 본 실시예의 폐수 처리 약품(121)은 예를 들면 과황산나트륨(SPS, Sodium Persulfate)일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
과황산나트륨은 폐수에 포함된 유기탄소와 반응하여 유기탄소를 이산화탄소로 변환할 수 있으며, 이를 통해 폐수의 유기탄소를 분해할 수 있다. 즉, 해로운 오염물질을 폐수로부터 제거할 수 있는 것이다.
폐수 처리 약품 저장 탱크(120)는, 도 4에 도시된 것처럼, 탱크 내에 폐수 처리 약품(121) 즉 본 실시예의 과황산나트륨이 저장되며, 회전에 의해서 과황산나트륨을 휘젓는 회전부재(122)가 구비될 수 있다.
폐수 처리 약품 저장 탱크(120)에 연결된 약품 공급 배관(104)에는, 폐수 처리 약품(121)의 이동을 위한 힘을 발생시키는 공급 펌프(125)가 장착되며, 그의 앞뒤에는 폐수 처리 약품(121)의 공급량을 조절하는 조절 밸브(126)가 장착될 수 있다. 아울러, 약품 공급 배관(104)의 압력을 측정하는 압력계(127)가 장착될 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 폐수 처리부(110)에서의 폐수의 정화 처리가 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 폐수 처리부(110)의 반응조(115)에서는, 전술한 것처럼, 폐수와 폐수 처리 약품(121)이 반응하는 곳인데, 반응조(115)에서 이들의 상호 반응이 30분 이상 일어날 수 있도록 반응조(115) 내에는 복수 개의 격벽(116)이 지그재그 타입으로 구비될 수 있으며, 따라서 폐수 처리 약품(121)이 혼합된 폐수가 반응조 내에서 우회하며 반응이 발생될 수 있다.
이러한 폐수 처리부(110)에서의 폐수에 대한 폐수 처리 약품(121)의 반응 결과, 유기탄소가 분해된 1차 정화수가 다음의 중화 반응부(160)로 이송될 수 있는데, 1차 정화수는 pH가 1 내지 2 정도의 산성을 띠기 때문에 1차 정화수에 중화 반응을 해주어야 한다. 이를 위해서 본 실시예의 폐수 처리 장치(100)는, 중화 반응부(160)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 중화 반응부(160)는, 도 1 및 도 5에 도시된 것처럼, 폐수 처리부(110)의 후미에 위치되도록 연결 배관(101)에 배치되며, 중화 약품 저장 탱크(170)와 연결된 약품 공급 배관(105)이 연결 배관(101)에 연결되어 중화 반응부(160)에서 1차 정화수와 중화 약품이 상호 반응하여 1차 정화수를 2차 정화수로 정화할 수 있다.
다시 말해, pH가 1 내지 2인 1차 정화수가 중화 반응부(160)에서 중화 약품과 반응함으로써 pH 6-8의 2차 정화수로 변환될 수 있는 것이다.
중화 반응부(160)로 중화 약품을 제공하는 중화 약품 저장 탱크(170)는, 도 5에 도시된 것처럼, 탱크 내에 중화 약품(171) 즉 수산화나트륨(NaOH)이 저장되며, 회전에 의해서 수산화나트륨을 휘젓는 회전부재(172)가 구비될 수 있다.
중화 약품 저장 탱크(170)에 연결되는 약품 공급 배관(105)에는, 전술한 폐수 처리 약품 저장 탱크(120)에 연결된 공급 배관(104)과 마찬가지로, 공급 펌프(175)와, 조절 밸브(176)와, 압력계(177)가 구비될 수 있다.
본 실시예의 중화 반응부(160)는, 내화학성 및 내구성 등을 구비한 테프론(Teflon) 재질로 마련될 수 있으며, 따라서 중화 반응부(160)에서 1차 정화수와 중화 약품(171) 즉 수산화나트륨의 화학 반응이 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 중화 반응에 의해서 생성되는 2차 정화수는 연결 배관(101)을 따라 배출되는데, 이때 2차 정화수의 온도가 고온이기 때문에 2차 정화수의 온도를 낮춘 다음 방류해야 한다.
이를 위해서, 도 1 및 도 5에 도시된 것처럼, 연결 배관(101)에는 2차 정화수의 온도를 측정하기 위한 온도계(155)와, 2차 정화수의 온도를 냉각시키기 위한 냉각부(180)가 구비될 수 있다.
냉각부(180)는 전술한 응축부(130)와 대응되는 구성을 가지며, 냉각수 공급 탱크(140)와 냉각수 공급 배관(106)으로 연결되어 냉각부(180) 내에서 2차 정화수가 흐르는 연결 배관(101)과 냉각수가 흐르는 냉각수 공급 배관(106)이 만나서 2차 정화수의 냉각이 이루어질 수 있다. 즉, 방류에 적절한 온도로 2차 정화수가 냉각되어 최종 방류되는 것이다.
다만, 2차 정화수를 최종 방류하기 전에, pH 측정부(190)에 의해서 2차 정화수의 pH를 다시 측정하여, 설정된 pH의 범위가 아닌 경우, 예를 들면 pH가 6보다 작은 경우, 중화 약품 저장 탱크(170)와 연결된 서브 약품 공급 배관(107)을 통해 중화 약품(171) 즉 수산화나트륨을 2차 정화수에 공급함으로써 정화수의 pH를 설정된 범위로 할 수 있으며, 이후 방류할 수 있다.
한편, 이하에서는 전술한 일 실시예의 활성탄 재생장치(10)의 폐수 처리 장치(100)의 폐수 처리 방법에 대해서 설명할 것인데, 전술한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하거나 약술하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치(100)의 폐수 처리 방법은, 냉각수를 이용하여 활성탄 재생장치(10)로부터 배출되는 폐수를 응축시키는 폐수 응축 단계와, 폐수 처리 약품(121)을 이용하여 폐수를 1차 정화수로 정화 처리하는 정화 처리 단계와, 중화 약품을 이용하여 1차 정화수를 2차 정화수로 중화 반응시키는 중화 반응 단계와, 냉각수를 이용하여 2차 정화수의 온도를 냉각시켜 방류시키는 냉각 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 먼저 본 실시예의 폐수 응축 단계는, 도 1에 도시된 것처럼, 응축부(130)에서 이루어지며, 연결 배관(101)을 통해 응축부(130) 내로 들어오는 증기 상태의 폐수를 냉각 공급 배관(103)을 통해 흐르는 냉각수를 이용하여 냉각시킴으로써 폐수를 응축시킬 수 있다.
본 실시예의 정화 처리 단계는, 도 1 및 도 3에 도시된 것처럼, 폐수 처리부(110)에 의해서 이루어지는데, 이때 폐수 처리부(110)에서 폐수 처리 약품(121) 즉 과황산나트륨과 폐수가 반응함으로써 폐수 내의 유기탄소가 이산화탄소로 변환됨으로써 폐수에 대한 정화 처리가 이루어질 수 있다.
한편, 본 실시예의 중화 반응 단계는, 도 5에 도시된 것처럼, 중화 반응부(160)에서 이루어지는데, 중화 반응부(160)에서 중화 약품(171) 즉 본 실시예의 수산화나트륨과 1차 정화수가 반응하여 1차 정화수가 2차 정화수로 중화될 수 있다. 즉, pH 1 내지 2 정도의 1차 정화수가 중화 반응에 의해 pH 6 내지 8 정도의 2차 정화수로 중화되는 것이다.
본 실시예의 냉각 단계는, 도 5에 도시된 것처럼, 냉각부(180)에서 이루어지는데, 냉각부(180) 내로 들어오는 2차 정화수를 냉각수 공급 배관(106)을 통해 흐르는 냉각수를 이용하여 냉각시킴으로써 2차 정화수의 온도를 방류에 적당한 온도로 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 활성탄 재생 시 발생되는 폐수를 약품을 이용하여 정화 처리함으로써 폐수 내의 유기탄소를 분해하여 폐수를 정화 처리할 수 있으며, 이후 중화 약품을 이용하여 폐수를 중화시킴으로써 정화된 물을 방류할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 활성탄
10: 활성탄 재생장치
11: 재생탱크
15: 분사노즐
17: 폐수 드레인부
100: 폐수 처리 장치
101: 연결 배관
103, 106: 냉각수 공급 배관
104, 105: 약품 공급 배관
106: 서브 약품 공급 배관
110: 폐수 처리부
111: 믹싱부재
115: 반응조
116: 격벽
120: 폐수 처리 약품 저장 탱크
121: 폐수 처리 약품(과황산나트륨)
125, 175: 공급 펌프
126, 176: 조절 밸브
127, 177: 압력계
130: 응축부
140: 냉각수 공급 탱크
151, 153, 155: 온도계
160: 중화 반응부
170: 중화 약품 저장 탱크
180: 냉각부
190: pH 측정부

Claims (15)

  1. 과열증기를 이용하여 활성탄을 재생하는 활성탄 재생장치로부터 발생되는 폐수에 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 제공되는 폐수 처리 약품을 제공하여 폐수를 1차 정화수로 정화하는 폐수 처리부;
    상기 폐수 처리부에 의해 폐수 처리된 상기 1차 정화수에 중화 약품 저장 탱크로부터 중화 약품을 제공하여 상기 1차 정화수를 2차 정화수로 중화시키는 중화 반응부;
    상기 활성탄 재생장치와 상기 폐수 처리부를 연결하는 연결 배관에 구비되며, 냉각수 공급 탱크로부터 제공되는 냉각수를 이용하여 상기 폐수를 증기 상태에서 액체 상태로 응축시키는 응축부;
    상기 중화 반응부에 상기 연결 배관으로 연결되며, 상기 냉각수 공급 탱크로부터 공급되는 상기 냉각수를 이용하여 상기 2차 정화수를 방류 가능한 온도로 냉각시키는 냉각부; 및
    상기 냉각부의 후미에서 상기 연결 배관에 구비되어 상기 냉각부를 거친 상기 2차 정화수의 pH를 측정하는 pH 측정부;
    를 포함하며,
    상기 응축부 내에서 상기 연결 배관은 사선 방향으로 배치되고, 상기 냉각수 공급 탱크에 연결되어 상기 냉각수가 이동되는 냉각수 공급 배관이 상기 연결 배관에 엇갈리게 배치됨으로써 상기 연결 배관을 통해 이동되는 상기 폐수로부터 열을 빼앗아 상기 폐수의 응축이 이루어지며,
    상기 중화 반응부는 테프론(Teflon)으로 마련되며,
    상기 pH 측정부에서 상기 2차 정화수의 pH를 측정한 결과 설정된 기준보다 낮은 경우 상기 2차 정화수에 중화 약품을 제공하여 상기 2차 정화수의 pH를 설정된 기준으로 높여주는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 상기 폐수 처리부로 제공되는 상기 폐수 처리 약품은 과황산나트륨(SPS, Sodium Persulfate)으로서 상기 폐수에 포함된 유기탄소를 이산화탄소로 변환하여 총유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)를 감소시키는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폐수 처리부는,
    상기 활성탄 재생장치에서 배출되는 폐수와 상기 폐수 처리 약품 저장 탱크로부터 제공되는 상기 폐수 처리 약품이 만나서 혼합되는 믹싱부재; 및
    상기 믹싱부재와 연결되어 상기 폐수와 상기 폐수 처리 약품의 화학 반응이 이루어지는 반응조를 포함하는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반응조에서 상기 폐수 처리 약품에 의한 상기 폐수의 처리 시간은 30분 이상이며, 상기 반응조 내에는 상기 폐수 처리 약품에 의한 상기 폐수의 처리 시간 확보를 위해 다수의 격벽들이 지그재그식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 응축부에서 응축된 액체 상태의 상기 폐수는 상기 폐수 처리부로 이동되고, 상기 응축부에서 상기 폐수를 응축시킨 상기 냉각수는 냉각수 배출 배관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중화 반응부는 상기 폐수 처리부에 의해 정화 처리된 상기 1차 정화수에 상기 중화 약품 저장 탱크로부터 상기 중화 약품으로서 수산화나트륨(NaOH)을 제공하여 상기 1차 정화수와 상기 수산화나트륨을 혼합하여 중화 반응을 시킴으로써 상기 1차 정화수를 상기 2차 정화수로 변환하는 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 활성탄 재생장치의 폐수 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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  11. 삭제
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  13. 삭제
  14. 삭제
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