KR102461368B1 - 입상 활성탄의 재생설비 통합처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입상 활성탄의 재생설비를 통합처리 시스템으로 구축한 기술에 대한 것으로, 입상활성탄의 재생 시스템을 구축함에 있어서, 고압 수력이송을 통해 재생설비로 안정적인 이송을 수행하도록 하며, 과열증기를 이용하여 재생하는 과정에서 나오는 공정폐수 및 응축수를 무방류방식으로 정화하거나, DOF 방식으로 정화하여, 공정수로 이용할 수 있는 이용효율을 높임으로써, 친환경 시스템 구축을 구현할 수 있도록 한다.

Description

입상 활성탄의 재생설비 통합처리시스템{APPARATUS FOR REGENERATION OF ACTIVATED CARBON USING SUPERHEATED STEA}

본 발명은 입상 활성탄의 재생설비를 통합처리시스템으로 구축한 기술에 대한 것이다.

정수처리시설이나 생활하서, 산업폐수 등과 같은 각종 오폐수를 일정 수준으로 정화하여 배출하는 오폐수 처리시설은, 흡착제가 채워져 있는 수처리 탱크에 오폐수를 통과시켜서 오폐수에 포함되어 있는 유해성분을 흡착제로 흡착하여 정수하는 방식으로 운용되며, 통상 수처리 탱크에 채워지는 흡착제로는 대부분 탄소로 구성된 무정형의 물질로 비표면적과 흡착능력이 크고 유해물질 제거능력이 뛰어난 활성탄이 주로 사용된다.

정수처리시설이나 산업용 오폐수 처리시설에서 흡착제로 사용되는 활성탄은 일정 시기가 되면 활성탄의 표면에 형성되어 있는 공극에 유기물질이 채워지면서 정수 처리능력이 급격하게 저하되기 때문에 활성탄을 주기적으로 교체하거나 재생하여 사용하고 있는 실정이다.

이러한 활성탄의 재생시스템과 관련하여 출원인은, 한국등록특허 제10-2092541호를 통해, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은, 대용량 폐수처리 시스템에서 진공 환경 조성, 고압수를 이용한 급속 이송 등의 운전 조건을 적용하여 활성탄의 물기를 신속하게 제거함과 더불어 활성탄을 원활하게 배출 및 이송시킬 수 있는 등 활성탄을 효율적으로 재생하는 시스템을 개발한바 있다. 한국등록특허 제10-2092541호의 시스템은, 폐활성탄을 수용하여 공급하는 폐탄공급원(P)에서 공급되는 폐활성탄을 활성탄 재생탱크(13)에 수용하며, 과열증기공급원(15)을 통해서 공급되는 과열증기를 폐활성탄에 분사하여 재생활성탄을 형성하는 시스템을 구축하고 있다. 나아가, 재생 활성탄을 효율적으로 이송위한 재생활성탄의 이송라인(25)을 구비하여 재생탄 저장조(20)에 저장하고, 다시 정화시스템에 공급하는 시스템 구조를 구축한바 있다.

다만, 위 본 출원인의 활성탄 재생시스템에서는, 활성탄을 재생하고 배출되는 배출수(응축수)를 정화처리하는 후처리 시설이 부재하여, 배출수를 정화하는데에 한계가 있다.

한국등록특허 제10-2092541호

본 발명은 상술한 한계를 극복하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입상활성탄의 재생 시스템을 구축함에 있어서, 고압 수력이송을 통해 재생설비로 안정적인 이송을 수행하도록 하며, 과열증기를 이용하여 재생하는 과정에서 나오는 공정폐수 및 응축수를 무방류방식으로 정화하거나, DOF 방식으로 정화하여, 공정수로 이용할 수 있는 이용효율을 높임으로써, 친환경 시스템 구축을 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 도 1 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 폐활성탄을 수거하여 제1체거름설비부(20)를 통해 분류하고, 포화탄저장조(23)에 수용후, 수력이송을 통해 활성탄 재생설비로 이송하며, 재생된 활성탄을 정량화하여 반출하는 활성탄저장동(A);

상기 활성탄저장동(A)의 포화탄저장조(23)에서 수력 이송된 폐활성탄을 유입받아, 과열증기공급모듈(400)에서 공급되는 과열증기를 폐활성탄에 분사하여 재생활성탄으로 형성하고, 상기 재생활성탄은 상기 활성탄저장동(1)으로 재이송하여, 제2체거름설비부(40)를 통해 분류하여 반출하도록 하는 재생설비동(B); 및

상기 재생설비동(B)의 활성탄재생탱크(100)에서 배출되는 응축수 또는 공정폐수를 유입받아 정화처리를 수행하고, 상기 활성탄저장동(A) 및 상기 재생설비동(B)의 공정수로 리사이클하거나, 배출하도록 처리하는 폐수처리동(C);을 포함하는, 입상 활성탄의 재생설비 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 입상활성탄의 재생 시스템을 구축함에 있어서, 고압 수력이송을 통해 재생설비로 안정적인 이송을 수행하도록 하며, 과열증기를 이용하여 재생하는 과정에서 나오는 공정폐수 및 응축수를 무방류방식으로 정화하거나, DOF 방식으로 정화하여, 공정수로 이용할 수 있는 이용효율을 높임으로써, 친환경 시스템 구축을 구현할 수 있도록 한다.

특히, 폐탄 이송 시 및 활성탄 재생 탱크에서 공급되는 재생탄 이송 시, 물과 활성탄의 혼합율을 조절하고, 혼합된 상태의 혼합물을 고압이송시키는 방식을 적용함으로써, 폐탄 및 재생탄 이송 효율을 높일 수 있는 동시에 폐탄 및 재생탄의 손실률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

폐수처리를 수행하는 폐수처리동과 연계하여, 고온의 응축수를 별도로 처리하는 응축수 처리모듈을 배치할 수 있도록 한다.

이는, 과열증기 적용 폐활성탄 재생과정에서 발생하는 응축수는 고온의 폐수인바, 정화시 별도의 반응온도처리를 위한 가열설비를 구축할 필요가 없으며, 적합한 정화제를 투입하여 배출과정에서 정화처리를 수행할 수 있도록 해, 경제적인 정화처리를 수행할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열증기를 형성하는 과열증기 형성 보일러 모듈의 구조를 고온의 증기를 효과적으로 생성하면서도 열에 의한 파손을 최소화할 수 있는 안정적인 구조를 취할 수 있도록 하여, 작업시간을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입상 활성탄의 재생설비 시스템(이하, '본 발명'이라 한다.)의 구성을 도시한 블록도이며, 도 2는 활성탄 재생동(A)의 공정 순서도이다.
도 2는 활성탄저장동(A)의 구성 및 작업흐름도를 도시한 것이며, 도 7은 도 1의 전체 시스템을 구현한 것을 개념적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 3은 도 1의 재생설비동(B)의 주요 구성을 배치한 블록구성도이다.
도 4는 도 1에서 상술한 본 발명의 폐수처리동(C)의 주요 구성을 배치한 블록구성도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 폐수처리동의 다른 실시예로 DOF(Dissolved Ozone Flotation)을 적용한 구조로 구현하는 것에 대한 블록도 및 시스템 개념도이다.
도 7은 도 1의 전체 시스템을 구현한 것을 개념적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 8은, 응축수정화모듈(CL)을 구성하는 구성도이며, 도 9는 도 8에 도시된 구성을 활성탄재생탱크(100)과 연계하는 개략도를 도시한 것이다.
도 10은, 도 2 및 도 7에서 상술한 본 발명의 주요 구성 중 활성탄재생탱크와 관련한 구성의 배치 흐름도를 도시한 것이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명에서의 과열증기공급모듈의 요부를 도시한 개념도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입상 활성탄의 재생설비 시스템(이하, '본 발명'이라 한다.)의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 활성탄저장동(A)의 구성 및 작업흐름도를 도시한 것이다. 도 7은 도 1의 전체 시스템을 구현한 것을 개념적으로 도시한 시스템 구성도이다.

도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 본 발명은 폐활성탄을 수거하여 제1체거름설비부(20)를 통해 분류하고, 포화탄저장조(23)에 수용후, 수력이송을 통해 재생설비동(B)으로 이송하며, 재생된 활성탄을 정량화하여 반출하는 활성탄저장동(A)과, 상기 활성탄저장동(A)의 포화탄저장조(23)에서 수력 이송된 폐활성탄을 유입받아, 과열증기공급모듈(400)에서 공급되는 과열증기를 폐활성탄에 분사하여 재생활성탄을 형성하고, 상기 재생활성탄은 상기 활성탄저장동(A)으로 재이송하여, 제2체거름설비부(30)를 통해 분류하여 반출하도록 하는 재생설비동(B) 및 상기 재생설비동(B)의 활성탄재생탱크(100)에서 배출되는 응축수 또는 공정폐수를 유입받아 정화처리를 수행하고, 상기 활성탄저장동(A) 및 상기 재생설비동(B)의 공정수로 리사이클하거나, 배출하도록 처리하는 폐수처리동(C);을 포함하여 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명은 활성탄 저장동(A)에서는 폐활성탄의 공급과 재생된 활성탄의 분류 및 반출을 수행할 수 있도록 하며, 이러한 폐활성탄과 재생활성탄의 이송은 물과 혼합한 상태로 이송(이하, '수력이송')을 수행할 수 있도록 한다. 수력이송 과정은 슬러리화 되거나 뭉쳐진 형태의 폐활성탄이 물과 혼합되면서 자연스럽게 분쇄되는 효과를 가지게 되며, 이후 재생과정에서 과열증기를 효율적으로 받을 수 있는 입자 형태로 전처리가 자연스럽게 구현된다는 점과 폐활성탄을 손실없이 이송을 구현할 수 있다는 점에서 수력이송의 장점이 구현된다.

활성탄 저장동(A)에서 폐활성탄이 재생설비동(B)으로 수력이송이 이루어지면, 재생설비동(B)의 활성탄 재생탱크(100)에서 과열증기를 이용하여 폐활성탄을 재생하게 되며, 재생된 활성탄은 다시 활성탄저장동(A)으로 수력이송이 이루어지게 된다.

또한, 상기 활성탄 저장동(A)에서 분류공정 및 이송공정 중에 발생하는 공정폐수나, 재생설비동(B)에서 발생한 응축수는, 폐수처리동(C)로 이송되어 정화를 수행하며, 정화된 처리수는 다시 재생설비동(B)의 과열증기공급모듈이나, 재생탱크에 필요한 공정수로 이용하도록 순환할 수 있도록 한다.

1. 활성탄저장동(A)의 구성과 작동과정

도 2는 활성탄저장동(A)의 구성 및 작업흐름도를 도시한 것이며, 도 7은 도 1의 전체 시스템을 구현한 것을 개념적으로 도시한 시스템 구성도이다.

도 2 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 상기 활성탄저장동(A)은, 수거되는 폐활성탄을 폐활성탄 유입을 수행하는 호퍼 구조물인 제1체거름유입호퍼(11)를 통해 유입받아, 입도에 따라 1차적으로 폐활성탄을 분류처리를 수행하는 제1체거름설비부(20)와 상기 제1체거름설비부(20)를 통해 분류된 폐활성탄 중, 무효한 활성탄은 배출컨베이어(27)을 통해 배출하고, 유효한 활성탄은 제1이송컨베이어(21)와 제1스크류컨베이어(22)를 통해 이송하여 물과 혼합한 상태의 폐활성탄을 저장하는 포화탄저장조(23) 및 이젝터(24)를 통해 이송라인(31)을 통해 활성탄재생탱크(100)로 폐활성탄을 수력이송하는 폐활성탄 이송부(30), 상기 활성탄재생탱크(100)에서 재생처리된 재생활성탄을 이송라인(25)를 통해 이송받아 제2체거름 유입호퍼(26)에 공급받아, 재생활성탄을 입도에 따른 분류처리를 수행하는 제2체거름설비부(40), 상기 제2체거름설비부(40)에서 분류된 재생활성탄을 제2이송컨베이어(41)을 거쳐 재생탄저장조(42)에 저장하고, 반출을 위해 정량화하도록, 제2스크류컨베이어(51) 통과하여 정량화하는 정량조(52), 운반 이동을 위한 운반대차(53)를 포함하는 정량화부(50);를를 포함하여 구성될 수 있다.

상세한 공정의 흐름을 도 2를 통해 살펴보면, 우선 제1체거름유입호퍼(11)를 통해 외부에서 이송되어온 폐활성탄이 유입이 이루어지게 된다.

상기 제1체거름유입호퍼(11)에서는 체거름설비부(20)에 폐활성탄을 제공하게 되며, 상기 체거름설비부(20)에서는 메쉬 구조의 체거름망을 구비한 컨베이어 구조물에서 폐활성탄을 어느 정도 고른 상태로 구현하고, 이를 제1이송컨베이어(21)를 통해 이송하게 되면, 제1스크류컨베이어(22)에서 활성탄을 스크류방식으로 이송하며, 포화탄저장조(23)에 저장하게 된다. 상기 포화탄저장조(23)에 수용되는 폐활성탄은 물과 혼합된 상태의 혼합물을 이루게 되며, 여기에 사용되는 이송을 위한 공정수는 후술하는 재이용수조(280)에서 공급되는 정화 처리된 공정수를 유입받아 이용할 수 있도록 한다. 즉, 상기 제1체거름설비(20)를 통해 분류된 폐활성탄중에 무효한 활성탄은 배출컨베이어(27)로 배출되며, 유효한 활성탄은 제1이송컨베이어(21)와 제1스크류컨베이어(22)를 통해 이송하여 물과 혼합한 상태의 폐활성탄을 저장하는 포화탄저장조(23) 및 이젝터(24)를 통해 투입호퍼(32) 및 활성탄재생탱크(100)로 폐활성탄을 수력이송하게 된다.

상기 포화탄저장조(23)에서 폐활성탄이 이송공정수와 혼합된 상태에서, 이젝터(24)를 통해 고압이송이 수행되게 되면, 이송라인(31)을 통해 폐활성탄의 수력이송이 이루어지게 되며, 이는 공급호퍼(32)를 거쳐, 재생설비동(B)의 활성탄 재생탱크(100)로 이송되게 된다.

활성탄 재생탱크(100)에서 재생과정이 수행되어 재생된 재생활성탄은, 이후, 배출라인(25)를 통해 이송이 이루어지며, 재생활성탄을 이송라인(25)를 통해 이송받아 제2체거름반출입호퍼(26)에 공급받아, 재생활성탄을 입도에 따른 분류처리를 수행하는 제2체거름설비부(40)로 이송된다.

이후, 재생활성탄은 사용처에서 필요한 입도 크기로 분류가 이루어질 수 있도록, 제2체거름설비부(40)에서 분류가 이루어지며, 분류된 재생활성탄은 재생탄저장조(42)에 저장되게 한다. 즉, 상기 제2체거름설비부(40)에서 분류된 재생활성탄을 제2이송컨베이어(41)를 거쳐 재생탄저장조(42)에 저장하고, 반출을 위해 제2스크류컨베이어(51) 통과하여 정량화하는 정량조(52), 운반 이동을 위한 운반대차(53)를 포함하는 정량화부(50)을 통해 분류 및 반출이 수행되도록한다.

2. 재생설비동(B)의 구성과 작동과정

도 3은 도 1에서 상술한 재생설비동(B)의 주요 구성을 배치한 블록구성도이다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 재생설비동(B)은, 투입호퍼(32)를 통해 폐활성탄을 유입받아 내부에 수용하며, 과열증기를 분사하여 활성탄을 재생하는 활성탄재생탱크(100)와 상기 활성탄 재생에 이용되는 과열증기를 형성하는 보일러를 포함하는 과열증기공급모듈(400) 및 상기 활성탄저장동(A) 및 상기 활성탄재생탱크(100)에서 배출되는 응축수 또는 공정폐수를 유입받아 저장하며, 공정수 처리모듈(PW)을 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 공정수 처리모듈(PW)은, 농축폐수를 저장하여 배출하는 농축저류조(P1)와, 고농도 응축수를 저장하는 응축수조(P2)와 저농도의 응축수 및 공정중에 발생하는 공정폐수를 저장하는 집수조(P3)를 포함하여 구성될 수 있다.

상세한 공정의 흐름을 도 3을 통해 살펴보면, 우선, 폐활성탄이 활성탄재생탱크(100) 내부로 투입이 되는 경우, 탈수과정을 우선 거치며 폐활성탄에 함유된 수분을 배출하는 과정이 수행되며, 이후 건조공정을 수행되게 된다. 이후, 재생공정이 수행되게 되며, 재생공정은 폐활성탄에 과열증기를 공급하여 폐활성탄에 흡착된 유기물성분을 비등점 이상으로 가열하여 가온분리하는 공정과, 분리된 가스상의 VOC 성분을 열분해하는 열분해 공정, 폐활성탄 내의 미세기공을 최기 활성탄의 기공분포로 회복시키는 공정을 포함하여 진행하게 된다.

활성탄의 재생공정 이후, 활성탄 재생탱크 내부를 냉각시키는 과정이 수행되며, 공정에 사용된 냉각수나 수증기로 인한 응축수는 외부로 배출되게 된다. 아울러 재생활성탄은 물과 혼합하여 수력이송을 통해 다시 활성탄저장동(A)로 이송되게 됨은 상술한바과 같다.

특히, 활성탄 재생탱크(100)에서 배출되는 재생활성탄을 냉각하는 냉각수나, 과열증기를 통해 발생하는 수증기는 상술한 본 발명의 공정수 처리모듈(PW)로 분배하여 저장이 이루어지게 된다.

이를테면, 상기 집수조(P3)는 저농도의 공정폐수를 저장하게 되며, 이후 이송라인(27)을 거쳐 폐수처리동(C)의 섬유여과기(295)를 거쳐, 간단한 처리후, 고압수공급조(290)을 통해 다시 과열증기공급모듈(400)의 보일러 등에 적용되는 공정수로 이용이 가능하다. 상기 과열증기공급모듈(400)에 공급되는 물은 보일러 급수탱크(401)에 저장된 후 공급되게 된다.

상기 응축수조(P2)는 활성탄 재생탱크(100)에서 배출되는 고온의 수증기와 고온의 냉각수를 열교환기(G)를 통해 응축시키거나 상대적으로 열을 낮춘 상태로 저장하게 되며, 상기 응축수조(P2)에 유입되는 폐수는 폐수처리동(C)로 이송하여 정화 처리를 수행할 수 있게 할 수 있다.

상기 농축처리조(P1)는 최종적으로 정화 처리후 남은 폐기물을 배출하기 위한 저장조이며, 본 발명에서 폐수처리를 도 2에 도시된 것과 같이 무방류방식의 폐수치리동으로 구현하는 경우에는 매우 적은 양의 최종 폐기물만의 배출이 가능하게 된다.

3. 폐수처리동(C)의 구성과 작동과정

도 4는 도 1에서 상술한 본 발명의 폐수처리동(C)의 주요 구성을 배치한 블록구성도이다.

도 4 및 도 7을 참조하면, 폐수처리동(C)은, 유입되는 공정폐수 및 응축수를 '무방류 방식'으로 처리할 수 있도록 한다. 본 발명에서의 '무방류 방식'이라함은, 다수의 정화처리과정을 겨쳐 처리된 폐수를 다시 공정수로 이용하고, 최종 단계에서는 극소량의 폐수만을 배출하게 되는 방식으로 정의한다.

상기 폐수처리동(C)은 상기 폐수처리동(C)은, 유입되는 공정폐수 및 응축수를 무방류방식으로 처리하되, 상기 응축수조(P2) 또는 공정페수 유입부(210)를 통해 유입되는 폐수를 1차로 여과하는 섬유여과기(220)와, 상기 섬유여과기(220) 경유한 폐수를 활성탄필터(231)를 통해 유기물질을 흡착 여과하고, ACF 처리수조(232)에 저장하는 활성탄처리부(230), ACF(Activated Carbon Filter) 처리수조(232: 이하, 'ACF 처리수조'라 한다.)에 저장된 처리수를 미세필터링하는 마이크로필터(240), 마이크로필터(240)를 경유한 처리수를 R/O(Reverse/Osmosis)공급펌프(242)를 통해 유입하여 역삼투 방식으로 막투과 처리하고, 정수된 일부 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 정수과정에서 나온 농축수는 RO(Reverse Osmosis)농축수조(260)로 이송하는 역삼투장치(250)를 포함한다.(이하, 'RO 또는 R/O'는 Reverse Osmosis를 의미한다.)

나아가, 상기 폐수처리동(C)은 상기 RO농축수조(260) 내의 1차농축수를 RO농축수이송펌프(261), 활성탄필터(282), 마이크로필터(272), RO공급펌프(273), 역삼투장치(274)를 통해 2차 막투과 처리하여, 정수된 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 처리과정에 나온 1차농축수는 RO농축수저장탱크(275)로 이송하는 1차농축수처리부(270A)와 상기 RO농축수저장탱크(275)에서 농축된 2차농축수를 RO농축수이송펌프(281), 활성탄필터(282), 마이크로필터(283), 역삼투장치(285)를 통해 3차 막투과 처리하여, 정수된 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 남은 최종 농축수는 재생설비동(B)의 농축저류조(P1)에 저장하는, 2차농축수처리부(270B)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 응축수조(P2) 또는 공정페수 유입부(210)를 통해 유입되는 폐수는 섬유여과기(220)을 통해 여과가 이루어지며, 이어 활성탄필터(231)을 통해 유기물질에 대한 흡착 여과를 수행하고, 이후, ACF 처리수조(232)에 저장된다.

이후, ACF 처리수조(232)에 저장된 처리수는 공급펌프(233)을 통해 마이크로필터(240)를 경유하며, RO공급펌프(242)를 통해 역삼투장치(250)에 유입되게 된다.

상기 역삼투장치(250)은, 마이크로필터(240)를 경유한 처리수를 R/O공급펌프(242)를 통해 유입하여 역삼투 방식으로 막투과 처리하고, 정수된 일부 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 정수과정에서 나온 농축수는 RO농축수조(260)로 이송하게 된다.

이후, 1차농축수처리부(270A)를 통해, 상기 RO농축수조(260) 내의 1차농축수를 RO농축수이송펌프(261), 활성탄필터(282), 마이크로필터(272), RO공급펌프(273), 역삼투장치(274)를 통해 2차 막투과 처리하여, 정수된 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 처리과정에 나온 1차농축수는 RO농축수저장탱크(275)로 이송하게 된다. 구체적으로, 상기 역삼투장치((250)을 거친 처리수는, RO농축수 이송펌프(261)을 통해서, RO농축수조(260)에 이송되어 농축된 1차 농축수는 1차농축수처리부(270A)로 이송된다. 상기 1차농축수처리부(270A)는 활성탄필터(271)와, 마이크로필터(272), 1차농축수 역삼투장치(274)로 구성되어, 1차 농축수를 다시한번 정화처리를 수행하게 된다. 이 경우, 1차농축수 역삼투장치(274)에서 처리된 처리수는 정화상태가 양호한 처리수는 이송라인(286)을 거쳐서 재이용수조(280)으로 이송되며, 정화가 추가로 필요한 처리수는 RO농축수조(275)로 이송되게 된다.

상기 RO농축수조(275) 내에는 1차 농축수가 저장되며 재차 농축이 이루어지게 되며, 이후 2차 농축수처리부(270B)를 거치며 다시한번 정화가 이루어지게 된다. 상기 2차 농축수처리부(270B)는, 상기 RO농축수저장탱크(275)에서 농축된 2차농축수를 RO농축수이송펌프(281), 활성탄필터(282), 마이크로필터(283), 역삼투장치(285)를 통해 3차 막투과 처리하여, 정수된 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 남은 최종 농축수는 재생설비동(B)의 농축저류조(P1)에 저장하는 기능을 수행한다.

구체적으로, 상기 2차 농축수처리부(270B)는 1차 농축수가 저장되며 재차 농축이 이루어진 상기 RO농축수조(275) 내의 2차농축수에 대해 이송펌프(281)을 통해 이송되며 필터링을 수행하되, 활성탄필터(282)와, 마이크로필터(283)를 거치며, RO공급펌프(284)를 통해 2차 농축수가 유입되는 2차농축수 역삼투장치(284)로 구성되어, 정화처리를 수행하게 된다.

이 경우, 2차농축수 역삼투장치(284)에서 처리된 처리수는 정화상태가 양호한 처리수는 이송라인(286)을 거쳐서 재이용수조(280)으로 이송된다. 이후 미량의 최종 폐기물(폐수)는 이송라인(285a)를 거쳐서, 재생설비동(B)의 농축저장조(P1)로 이송되어 배출이 이루어진다.

아울러, 본 발명의 폐수처리동(C)은, 상기 집수조(P3) 유입되는 폐수를 1차로 여과하는 섬유여과기(295);와, 상기 섬유여과기(295) 경유한 처리수를 저장하는 고압수공급수조(290); 및 농축저류조(P1), 응축수조(P2), 집수조(P3)에서 발생하는 악취가스를 제거하는 시설로써 흡입팬을 통해 가스를 포집하고 스크러버(500)로 악취가스 처리를 수행하게 된다.

이러한 본 발명의 폐수를 정화하는 '무방류방식'의 처리구조는 유입되는 폐수를 다수의 정화모듈을 거치며 폐수를 재농축, 재정화를 반복하게 되어 정화된 정화 처리수를 재이용수조(280)나 고압수공급조(290)을 통해 재생설비동(B)과 활성탄저장동(A)에서 필요한 공정수로 재이용할 수 있도록 해, 자원의 이용효율을 극대화할 수 있게 되며, 폐수 배출을 최소화함으로써, 친환경성을 높일 수 있게 된다.

상기 재이용수조(280)은 재이용수공급펌프(287a)를 통해 이송라인(287)을 거쳐서 재생설비동(B)의 보일러 급수탱크(401)로 이송되어 보일러에서 과열증기를 형성하는 공정수로 이용할 수 있다. 또는 다른 공정설비로 이송(288)하여 공정수로 이용하는 것도 가능하다. 또한, 상기 재이용수조(280)에 저장된 일부의 정화 처리수는 고압수공급조(290)으로 이송(289)되어, 고압수공급펌프(292)를 통해 고압수탱크(293)에 일시 저장된후, 이송라인(294)를 통해 이송되어, 재생탄 저장을 위한 구성장치에 이송라인(294a)이나, 활성탄재생탱크이 이용하기 위한 이송라인(294b)로 나뉘어져 이용될 수 있도록 한다.

또한, 고압수공급조(290)에서 정화처리가 부족한 처리수의 경우, 역세펌프(291)을 통해 다시 섬유여과기(220)로 보내져 상술한 정화 처리과정을 다시 수행할 수 있도록 한다.

4. 폐수처리동의 다른 실시예 구성

도 4에서의 폐수처리동의 구성은 '무방류방식'의 폐수처리를 수행하는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예로서, 폐수처리동의 구성을 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, DOF(Dissolved Ozone Flotation)을 적용한 구조로 구현하는 것도 가능하다.

도 5에 도시된 구조는 이러한 실시예의 구성을 도시한 블록도이며, 도 6은 이를 시스템 구성도로 구성한 구성도이다.

도 5에 도시된 구성도에서, 활성탄저장동(A)과 재생설비동(B)의 구성은 도 1 및 도 7에서 구성한 구성과 동일한 구성으로 구현하는 것도 가능하나, 본 실시예에서는 보다 간략화한 설비 구성으로 구현한 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 이에, 도 7의 구성에서는, 활성탄저장동(CC), 재생설비동(BB), 폐수처리동(CC)로 표기하여 도시하며, 활성탄저장동(CC), 재생설비동(BB)의 기능은 도 2에서 상술한 것과 동일한바 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서의 폐수처리동(CC)의 경우, 유입되는 응축수 및 공정폐수를 DOF(Dissolved Ozone Flotation) 방식으로 처리하는 DOF(Dissolved Ozone Flotation) 장치를 포함하되, DOF(Dissolved Ozone Flotation) 장치는, 상기 응축수조(P2)에서 유입되는 응축수 및 공정폐수를 유입라인(501, 502)을 통해 유입받아 교반하며, 중화제를 투입하여 PH를 조정하는 PH조정조(510), 상기 PH조정조(510)를 경유한 폐수를 응집조교반기(523)를 통해 응집반응을 일으켜 플럭을 발생시키는 응집조(520), 상기 응집조(520)를 경유한 처리수를 응결교반기를 통해 교반하는 응결조(530), 오존순환펌프(544)를 통해 오존을 공급받아 기포를 처리수 내에 공급하여 슬러지와 처리수로 분리하는 부상조(540)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에서의 폐수처리동(CC)의 경우, 활성탄저장동(CC)에서 폐활성탄을 유입받아 재생 처리하는 과정에서 발생하는 응축수 및 공정폐수, 그리고 폐탄의 분류과정에서 발생하는 폐수를 수집하여 저장하는 공정수 처리모듈(PW)이 구비된다. 상기 , 공정수 처리모듈(PW)은 고농도 응축수를 저장하는 응축수조(P2)와 저농도의 응축수 및 공정폐수를 저장하는 집수조(P3)를 포함하며, 이 구성은 도 3에서 상술한 구성과 동일한 기능을 수행한다. 또한, 추가로 폐수를 정화처리한 처리수를 방류하는 재생설비방류수조(P1)를 더 포함할 수 있다.

상기 응축수조(P2)에 저장되는응축수는 열교환기(G)를 거쳐서 활성탄재생탱크(100)에서 발생한 고온의 폐수증기와 폐수를 웅축하여 저장하도록 하며, 이를 이송라인(501)을 통해 폐수처리모듈(500)으로 이송되게 된다. 동시에, 폐수처리에서 발생하는 폐수와 슬러지처리시 발생하는 폐수도 이송라인(502)를 거쳐서 폐수처리모듈(500)로 이송되게 된다.

이를 위해, 상기 폐수처리모듈(500)은, 유입되는 응축수 및 공정폐수를 DOF(Dissolved Ozone Flotation) 방식으로 처리하되, 상기 응축수조(P2)에서 유입되는 응축수 및 공정폐수를 유입라인(501, 502)을 통해 유입받아 교반하며, 중화제를 투입하여 PH를 조정하는 PH조정조(510), 상기 PH조정조(510)를 경유한 처리수를 응집교반기를 통해 응집시켜 슬러지와 처리수로 분리하는 응집조(520), 상기 응집조(520)를 경유한 처리수를 응결교반기를 통해 교반하는 응결조(530), 오존순환펌프(544)를 통해 오존을 공급받아 기포를 처리수 내에 공급하여 슬러지와 처리수로 분리하는 부상조(540)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 폐수처리모듈(500)의 PH조정조(510)는 내부에 교반기(513)을 통해 유입되는 폐수를 교반하며, 중화제공급기(503)을 통해 NaOH와 같은 중화제를 투입하여 폐수의 산도를 조정할 수 있도록 한다.

이후, 상기 응집조(520)에서는, PH조정조(510)를 경유한 처리수를 응집교반기를 통해 응집시켜 슬러지와 처리수로 분리하는 과정이 수행되며, PAC공급펌프(504)와 POLYVER공급펌프(505)를 통해 응집효율을 높일 수 있도록 한다.

이후, 응집조(520)를 경유한 처리수를 응결교반기를 통해 교반하는 응결조(530)를 거치고, 부상조(540)에서는, H2O2공급펌프를 통해 H2O2를 공급받으며, 외부의 오존설비(541)에서 오존을 공급받아 가압조(542)에 저장하며, 오존가압펌프(544)를 통해 가압탱크(543)을 경유하여, 오존을 가압시키며, 상기 부상조(540) 내부로 오존을 공급하여 미세 기포를 발생시키며 슬러지를 부유시키게 된다.

부유하는 슬러지는 스크러버(545)를 통해 분리부(547)로 수집되어 저장되며, 슬러지펌프(546)을 통해 수집된 슬러지를 배출하여 슬러지처리기(570)로 이송되게 된다. 상기 슬러지처리기(570)에서 탈수과정에서 배출되는 슬러지 폐수는 리사이클조(580)에 저장되며, 이를 이송라인(502)를 통해 다시 PH조정조(510)로 유입시켜 정화를 시킬 수 있도록 한다. 일부는 리사이클조(580)에서 분리되어 세척펌프(573)를 통해 다시 슬러지처리기(570)에 유입시켜 세척을 위한 세척수로 사용할 수 있도록 한다. 슬러지는 최종적으로 케이크화되어 외부로 배출되게 된다.

상기 부상조(540)에서 슬러지와 분리되어 정화된 처리수는 처리수조(550)에 저장되고, 공급펌프(552)를 통해 활성탄여과기(560)에 수용되게 된다. 활성탄여과기(560)에서 수용된 처리수는 이송라인(561)을 경유하여 재생설비방류수조(P1)를 통해 방류되게 된다. 또한, 상기 부상조(540)에서 슬러지와 분리되어 정화된 처리수의 일부는 이송라인(562)를 통해 응축수조(P2)에 저장되게 된다. 응축수조(P2)에 저장된 응축수는 여과가 필요한 경우, 이송펌프(563)을 통해 이송라인(502)을 경유하여, PH조정조(510)로 유입되게 된다.

상기 집수조(P3)에 집수되는 저농도의 공정폐수는 이송펌프(564)와 이송라인(565)를 거쳐서, 섬유여과기(591)로 이동하며, 여과를 거쳐서 고압수공급조(590)로 이동하고, 이후 역세펌프(592)를 거쳐서 활성탄여과기(560)으로 이송되어 이용되거나, 고압수공급펌프(593)을 통해 이송라인(595)를 거쳐, 이젝터(596)로 보내져, 재생탄의 수력이송에 이용될 수 있도록 한다. 또한, 활성탄부상펌프(594)와 이송라인(597)을 거쳐, 활성탄재생탱크(100)로 유입되어, 폐활성탄을 재생하는 경우, 부상시키는 부상수로 이용할 수 있도록 구현할 수 있다.

5. 응축수정화모듈의 추가 배치

도 1 및 도 7에 예시한 본 발명에 따른 폐수처리동을 구성하는 경우, 각각의 실시예에서 응축수조에 저장되는 응축수에 대해 별도의 경로를 가지고 응축수를 정화하는 응축수정화모듈(CL)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 7의 구성에서는, 응축수조(P2)에서 배출라인(310)을 거쳐서 응축수정화모듈(CL)로 유입되도록 구성하거나, 도 6의 구성에서와 같이, 응축수조(P2)에서 응축수 이송펌푸(563)에서 분기하여 응축수정화모듈(CL)로 유입되도록 구성할 수 있다.

도 8은, 응축수정화모듈(CL)을 구성하는 구성도이며, 도 9는 도 8에 도시된 구성을 활성탄재생탱크(100)과 연계하는 개략도를 도시한 것이다.

도 8 및 도 9는 상술한 활성탄 재생탱크(100)에서 배출되는 응축수를 정화하는 응축수 정화모듈(CL:300)을 통해 정화과정을 수행하는 구성도 및 구현 개념도를 도시한 것이다.

상기 응축수 정화모듈(CL:300)은, 상기 활성탄 재생탱크(100)의 하부에 연결되어, 활성탄 재생작업시 발생하는 응축수를 저장하는 응축수저장탱크(T)와, 응축수저장탱크(T)에서 응축수를 배출하는 응축수 배출라인(310)과, 배출되는 상기 응축수의 온도를 제1온도로 조절하는 응축열조절부(320), 상기 제1온도로 조절된 응축수에 대하여 정화제를 투입하는 정화제공급부(330), 상기 정화제가 투입된 상기 응축수를 혼합하는 제1혼합부(340), 상기 정화제가 혼합된 응축수를 계류시키며, 교반하여 정화반응을 수행하는 반응부(350), 상기 반응부(350)에서 반응이 완료된 제2응축수의 배출온도를 제2온도로 조절하는 냉각열조절부(380)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 응축수 정화모듈(CL)은, 상기 반응부(350)에서 배출되는 제2응축수에 대하여 중화제를 투입하여 중화반응을 유도하는 중화제공급부(360), 상기 제2응축수와 중화제를 혼합시켜 중화반응을 발생하는 제2혼합부(370), 상기 냉각열조절부(380)을 경유하여 배출되는 제2응축수의 산도(Ph)를 측정하고, 상기 중화제공급부(460)에서 투입할 중화제의 양을 산출조절하는 배출수 검출부(390)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 주요 구성에 대한 기능 및 정화처리 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 활성탄재생탱크(100)에서 배출되는 배출수는, 본 발명의 응축수배출라인(310)을 타고 배출되게 된다. 이 경우, 배출되는 배출수는, 과열증기에 의해 재생과정에 이용된 배출수이므로, 통상 105~110℃의 고온에 해당하게 된다.

이에, 본 발명에서는, 정화제와 혼합하여 반응을 최적화하기 위한 반응온도로 열교환기를 포함하는 응축열조절부(320)를 통해 온도 조절을 수행한다. 즉, 응축열 조절부(320)의 구성은, 고온의 응축수의 온도를 산화반응의 가장 최적합 온도로 조절하는 열교환기의 구성으로 구현할 수 있으며, 통상 활성탄 재생시 발생하는 처리 응축수는 그 자체로 고온의 열수(105 ℃ 이상)를 고온(95 ℃) 범위로 조절하는 기능을 수행할 수 있도록 한다.

다음으로, 응축열조절부(320)를 경유한 배출수에 대하여 액상의 정화제를 공급할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명의 정화제 공급부(330)의 구성은, 별도의 정화제저장탱크(331)를 통해서, 액상의 정화제(본 발명의 일 실시예에서는 과황산염을 적용한다.)을 공급할 수 있도록 하는 공급라인으로 구성되며, 응축수의 배관라인에 직접 과황산염을 투입할 수 있도록 하는 구성으로 구현할 수 있다. 투입된 과황산염은 제1혼합부(440)에서 계류하여 1차적으로 혼합이 될 수 있도록 할 수 있다.

특히, 응축수를 정화하는 구성에서, 과황산나트륨과 같은 과황산염은 고온(95 ℃) 범위에서 정화반응이 가장 효율적으로 구현될 수 있으며, 본 발명에서는 과열증기를 이용한 장치 시스템에서 배출되는 배출수는 고온을 가지고 있는바, 별도의 배출수의 가열장치등의 열원장치가 필요로 하지 않는 장점이 구현되게 된다.

이후, 반응부(450)의 경우, 혼합된 응축수와 정화제가 특정의 온도에서 일정한 반응조에 수용되며, 정화반응이 구현될 수 있도록 하는 구성으로 구성된다. 정화제로 사용되는 액상의 과황산염과 배출수(응축수)가 반응하며 정화반응이 극대화될 수 있도록 일정한 교반기능을 구비할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 중화제공급부(460)를 구비하여, 정화되는 배출수(응축수)의 산도를 조절할 수 있도록 함이 바람직하다. 이를 위해, 본 발명은, 중화제공급부는, 중화제(이를 테면, NaOH)를 저장하는 저장탱크를 액상으로 고급할 수 있도록 하며, 정화반응이 구현된 응축수가 배출되는 배출라인으로 직접 액상의 중화제를 공급할 수 있도록 하여, 배출되는 응축수의 산도를 조절할 수 있도록 한다. 정화반응이 과황산염과 반응하여 배출되는 상태에서는, pH1~2 정도의 강산성을 가지나, 중화반응을 통해 PH6~8 의 중성 또는 약염기성의 산도를 가지도록 조절할 수 있도록 한다.

특히, 배관라인으로 공급되는 중화제와 응축수는 제2혼합부(470)에서 혼합이 이루어지게 된다. 또한, 투입되는 중화제의 양은, 배출수검출부(490)을 통해 배출수의 PH를 검출하고, 이에 부합하는 중화제의 양을 자동으로 산출하여 투입이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 냉각열조절부(480)을 구비할 수 있으며, 이는, 정화반응과 중화반응이 완료된 응축수의 경우, 90℃ 내외의 고온인바, 이 온도를 배출에 적합한 온도로 냉각하는 냉각장치를 구비할 수 있도록 해, 배출되는 배출수의 온도를 현저하게 낮추어 배출될 수 있도록 한다.

활생탄의 재생공정에서 발생하는 고온의 배출수를 정화제를 투입하여 정화시킬 수 있도록 하며, 별도의 배출수 가열장치 없이도, 배출수의 온도를 활용하여 정화제의 효율을 발현할 수 있도록 해 경제적이고 친환경적인 장치 구조를 구현하게 된다.

도 10은, 도 2 및 도 7에서 상술한 본 발명의 주요 구성 중 활성탄재생탱크와 관련한 구성의 배치 흐름도를 도시한 것이다.

활성탄재생탱크(100)는 활성탄저장동(A)에서 유입되는 폐활성탄을 내부에 수용하고, 동시에 수용된 폐활성탄을 세척과정을 수행하거나 또는 수력이송된 폐활성탄의 탈수, 건조, 과열증기 분사를 통한 재생이 이루어질 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 물론, 이 재생과정에서 발생하는 고온의 배출수는 배출과 동시에 상술한 응축수정화모듈(300)에 의해 정화작업이 수행될 수 있도록 한다.(물론, 도 2나 도 7의 폐수처리동의 폐수처리시스템과 병행하여 설치할 수 있음은 물론이다.)

또한, 상기 활성탄재생탱크(100)의 내부에는 수평구조로 배치되는 과열증기 분사모듈(S: S1, S2)이 다수개가 상하로 배치되게 되며, 이는 활성탄 재생탱크의 하부 스팀 분배기와 상부 스팀 분배기를 조합하여 상부와 하부에서 스팀을 공급함으로써, 설비 가동율 향상과 더불어 활성탄 재생 효율을 높일 수 있도록 한다.

상기 과열증기 분사모듈(S: S1, S2)로 공급되는 과열증기는 활성탄 재생탱크(100)의 외부에 배치되는 과열증기공급모듈(400)에서 형성이 이루어지게 된다.

본 발명의 상기 과열증기공급모듈(400)은, 보일러와 과열증기형성부를 구비하여 증기형성효율을 높일 수 있도록 한다.

상기 활성탄 재생탱크(100)와 연통되는 과열증기공급라인(125)을 구비하는 다수의 과열증기공급모듈(120a, 120b, 120c, 120d))을 통해, 활성탄에 과열증기를 공급하여 수행할 수 있다.

상기 활성탄 재생탱크(100) 하부에서 상부로 과열증기를 분사하는 하부분사모듈(S2)과 상기 재생탱크(100)의 내측 상부에 배치되어, 하부로 과열증기를 분사하는 다수의 상부분사모듈(S1)을 통해, 폐활성탄에 대해 상부와 하부에서 동시에 과열증기를 분사하는 방식으로 구현되도록 하여, 활성탄 재생 처리와 관련한 전체적인 설비 운용의 효율성과 경제성을 높일 수 있고, 설비 구조의 단순화 및 제작비 절감은 물론 활성탄 재생 효율을 향상할 수 있록 한다.

본 발명에서의 과열증기를 분사하는 상부분사모듈(S1)은, 과열증기공급모듈(400)을 통해서 형성되는 과열증기가 과열증기공급라인(125)를 통해서 공급되게 되며, 각각의 과열증기 공급밸브(121, 122, 123, 124, 125)를 통해 공급 여부를 제어할 수 있도록 한다.

과열증기 분사를 통해 활성탄의 재생과정을 수행하게 되면, 재생과정에서 발생하는 고온의 배출수가 활성탄 재생탱크(100)의 외부로 배출되게 되며, 본 발명에서는, 상기 활성탄 재생탱크(RT)에서 배출되는 응축수를 정화하는 응축수 정화모듈(CL;300)을 통해 정화과정을 수행할 수 있도록 한다.

6. 과열증기공급모듈의 구조

본 발명에서 재생설비동(B)에 배치되는 과열증기공급모듈(400)은 도 2 및 도 7에 도시된 것과 같이, 특유의 보일러 구조를 구비하도록 구현할 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에서의 과열증기공급모듈(400)은 과열증기를 생성하며, 배관을 통해 과열증기를 공급하는 기능을 수행한다.

특히, 본 발명에서의 과열증기공급모듈(400)은 과열증기 분사모듈(S)로 공급되는 과열증기를 형성하되, 연소실(441)의 상부에 배치되는 버너(442)를 구비하며, 상기 버너의 하부에 배치되는 화염차단망(443)을 포함하는 보일러(440) 및 상기 화염차단망(443)의 외주연을 둘러싸는 구조로 이격되어 배치되는 증기히팅관(451)과, 상기 증기히팅관(451)의 일단 및 타단에 연결되는 증기유입관(452) 및 증기배출관(453)을 포함하는 과열증기형성부(450)를 포함하여 구성될 수 있다.

나아가, 상기 과열증기형성부(450)는, 상기 증기히팅관(451)의 일단에 상기 증기유입관을 형성하여 증기공급실(147)로 연통시키며, 타단에 상기 증기배출관(453)을 형성하여 과열증기공급부(420)를 연통시키며, 상기 증기유입관(451)과 상기 증기배출관(4512)을 증기조절관(454)로 연통시켜 고온의 증기와 저온의 증기를 혼합하여 온도조절을 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 과열증기공급모듈(400)의 보일러(440)는, 연소실(441)을 구비하며, 상부 중앙에 버너(442)를 배치한다. 상기 버너의 하부 방향으로는, 화염차단망(443)을 형성하여, 버너(443)의 불꽃이 횡방향으로 번져 후술하는 과열증기형성부(450)의 증기히팅관(451)에 화염이 직접 부딪히는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기 연소실(141)의 하부에는, 환형의 하부수조(446)를 형성하고, 상부에는 상기 하부수조(446)와 증기공급실(447)을 수직으로 여통시키는 다수개의 수조파이프(444)를 일정간격으로 결합함과 동시에 하부수조(446)와 증기공급실(147)을 수면계(445)로 연결하여 수조파이프(444) 내부의 수량을 확인할 수 있도록 한다.

상기 과열증기형성부(450)는, 상기 연소실(441)의 수조파이프(444)의 내측으로 과열증기히팅관(451)을 형성하되, 과열증기히팅관(451)의 내주연 상부에 화염차단망(443)을 위치하도록 하여, 연소실(441)의 화염이 과열증기히팅관(451)에 직접 부딪치지 않도록 유도한다. 동시에, 연소실에서 열교환 시간과 면적을 최대로 늘려 고온의 과열증기를 원활하여 효율적으로 형성할 수 있도록 한다.

상기 과열증기히팅관(451)은 도 11에 도시된 것과 같이, 코일형 또는 루프형이거나, 코일 및 루프의 혼합형 등 다양한 형상으로 형성할 수 있다.

도 12에 도시된 것은 본 발명의 일실시예로서, 코일형 과열증기히팅관(451)의 구조를 도시한 것으로, 코일형상의 과열증기히팅관(451)은 상하측에 열편향방지판(455)을 결합함과 동시에, 관과 관사이 틈새에 간격지지구(456)를 다수개 순차적으로 끼워, 증기히팅관(451)을 일정하고 견고하며, 안정적으로 지지할 수 있도록 한다. 또한, 이러한 구조는 열손실을 방지하고, 원활한 증기를 재히팅하여 원하는 온도의 과열증기를 얻을 수 있도록 한다.

또한, 상기 과열증기히팅관(451)의 일단에는 증기유입관(452)를 형성하여 증기공급실(147)에 연통시키고, 타단에는 증기배출관(453)을 형성하여 고온의 증기를 배출할 수 있도록 한다. 나아가, 증기배출관(453)과 과열증기공급부(420)의 메인증기공급관(421)을 증기공급관(457)과 연토시켜 고온의 증기를 활성탄재생탱크 내부로 원할하에 공급하여 분사될 수 있도록 한다.

또한, 증기유입관(452)과 증기배출관(453)을 증기조절관(454)으로 연통시켜 고온의 증기와 저온의 증기를 효율적으로 혼합하여 원하는 온도의 증기를 효율적으로 공급할 수 있도록 한다.

본 발명에서 과열증기를 이용하여 재생공정을 수행하는 과정은, 도 10에서의 활성탄재생탱크의 내부로 유입되는 폐활성탄의 표면의 유기물 및 수질오염물질을 활성탄 재생탱크 내에 수용하여 탈수, 건조과정을 거치며, 상술한 과열증기보일러로 부터 고온의 과열증기를 공급받아 활성탄에 분사시켜 활성탄의 기공 깊숙이 존재하는 유기물 및 수질오염물질을 효과적으로 제거한다. 이후 고온 증기를 분사한 후, 역세수 공급관을 통해 재생탱크 하부에서 상부로 세척수를 공급하여 분리시킨 유기물 및 수질오염물질을 제거하여 배출할 수 있도록 하며, 이에 대한 배출수는 상술한 응축수정화모듈(CL)을 통해 정화할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

A, AA: 활성탄저장동
B, BB: 재생설비동
C, CC: 폐수처리동
100: 활성탄재생탱크
200: 무방류폐수처리모듈
300: 응축수정화모듈
400: 과열증기공급모듈
500: DOF 폐수처리모듈

Claims (8)

1. 폐활성탄을 수거하여 제1체거름설비부(20)를 통해 분류하고, 포화탄저장조(23)에 수용후, 수력이송을 통해 재생설비동(B)으로 이송하며, 재생된 활성탄을 정량화하여 반출하는 활성탄저장동(A);
   상기 활성탄저장동(A)의 포화탄저장조(23)에서 수력 이송된 폐활성탄을 유입받아, 과열증기공급모듈(400)에서 공급되는 과열증기를 폐활성탄에 분사하여 재생활성탄을 형성하고, 상기 재생활성탄은 상기 활성탄저장동(A)으로 재이송하여, 제2체거름설비부(40)를 통해 분류하여 반출하도록 하는 재생설비동(B); 및
   상기 재생설비동(B)의 활성탄재생탱크(100)에서 배출되는 응축수 또는 공정폐수를 유입받아 정화처리를 수행하고, 상기 활성탄저장동(A) 및 상기 재생설비동(B)의 공정수로 리사이클하거나, 배출하도록 처리하는 폐수처리동(C);을 포함하며,
   상기 재생설비동(B)은, 투입호퍼(32)를 통해 폐활성탄을 유입받아 내부에 수용하며, 과열증기를 분사하여 활성탄을 재생하는 활성탄재생탱크(100); 상기 활성탄 재생에 이용되는 과열증기를 형성하는 보일러를 포함하는 과열증기공급모듈(400,401); 및 상기 활성탄저장동(A) 및 상기 활성탄재생탱크(100)에서 배출되는 응축수 또는 공정폐수를 유입받아 저장하는 공정수 처리모듈(PW);을 포함하고, 상기 공정수 처리모듈(PW)은, 농축폐수를 저장하여 배출하는 농축저류조(P1)와, 고농도 응축수를 저장하는 응축수조(P2)와 공정중에 발생하는 공정폐수를 저장하는 집수조(P3)를 포함하며,
   상기 폐수처리동(C)은, 유입되는 공정폐수 및 응축수를 무방류방식으로 처리하는 장치로, 상기 응축수조(P2)에서 유입되는 폐수를 1차로 여과하는 섬유여과기(220); 상기 섬유여과기(220) 경유한 폐수를 활성탄필터(231)를 통해 유기물질을 흡착 여과하고, ACF(Activated Carbon Filter) 처리수조(232)에 저장하는 활성탄처리부(230); ACF(Activated Carbon Filter) 처리수조(232)에 저장된 처리수를 미세필터링하는 마이크로필터(240); 마이크로필터(240)를 경유한 처리수를 R/O(Reverse/Osmosis)공급펌프(242)를 통해 유입하여 역삼투 방식으로 막투과 처리하고, 정수된 일부 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 정수과정에서 나온 농축수는 RO(Reverse Osmosis) 농축수조(260)로 이송하는 역삼투장치(250); 상기 RO(Reverse Osmosis)농축수조(260) 내의 1차농축수를 RO(Reverse Osmosis)농축수이송펌프(261), 활성탄필터(282), 마이크로필터(272), RO(Reverse Osmosis)공급펌프(273), 역삼투장치(274)를 통해 2차 막투과 처리하여, 정수된 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 처리과정에 나온 2차농축수는 RO(Reverse Osmosis)농축수저장탱크(275)로 이송하는 1차농축수처리부(270A); 상기 RO농축수저장탱크(275)에서 농축된 2차농축수를 RO농축수이송펌프(281), 활성탄필터(282), 마이크로필터(283), 역삼투장치(285)를 통해 3차 막투과 처리하여, 정수된 처리수를 재이용수조(280)으로 이송하고, 남은 최종 농축수는 재생설비동(B)의 농축저류조(P1)에 저장하는, 2차농축수처리부(270B);를 포함하며, 상기 집수조(P3)로부터 유입되는 폐수를 1차로 여과하는 섬유여과기(295);와, 상기 섬유여과기(295)를 경유한 처리수를 저장하는 고압수공급수조(290); 및 농축저류조(P1), 응축수조(P2), 집수조(P3)에서 발생하는 악취가스를 제거하는 시설로써 흡입팬을 통해 가스를 포집하고 스크러버(500)로 악취가스 처리를 수행하도록 하거나,
   유입되는 응축수 및 공정폐수를 DOF(Dissolved Ozone Flotation) 방식으로 처리하는 DOF(Dissolved Ozone Flotation) 장치를 더 포함하며, 상기 DOF(Dissolved Ozone Flotation) 장치는, 상기 응축수조(P2)에서 유입되는 응축수 및 공정폐수를 유입라인(501, 502)을 통해 유입받아 교반기(513)로 교반하며, 중화제를 투입하여 PH를 조정하는 PH조정조(510); 상기 PH조정조(510)를 경유한 폐수를 응집조교반기(523)를 통해 응집반응을 일으켜 플럭을 발생시키는 응집조(520); 상기 응집조(520)를 경유한 처리수를 응결조교반기(533)를 통해 교반하는 응결조(530); 오존순환펌프(544)를 통해 오존을 공급받아 기포를 처리수 내에 공급하여 슬러지와 처리수로 분리하는 부상조(540);를 포함하여 구성되며,
   상기 응축수조(P2)와 별개의 장소에 배치되는 구성으로 구현되며, 상기 활성탄 재생탱크(100)에서 배출부(130)을 통해 배출되는 고온의 응축수를 배관라인(137)을 통해 저장하는 응축수저장탱크(T)와, 상기 응축수저장탱크(T)의 고온의 응축수에 고온에 반응하는 정화제를 투입 교반하여 정화하는 응축수정화모듈(CL;300)을 포함하며,
   상기 과열증기공급모듈(400)은 과열증기 분사모듈(S)로 공급되는 과열증기를 형성하되, 연소실(441)의 상부에 배치되는 버너(442)를 구비하며, 상기 버너의 하부에 배치되는 화염차단망(443)을 포함하는 보일러(440) 및 상기 화염차단망(443)의 외주연을 둘러싸는 구조로 이격되어 배치되는 증기히팅관(451)과, 상기 증기히팅관(451)의 일단 및 타단에 연결되는 증기유입관(452) 및 증기배출관(453)을 포함하는 과열증기형성부(450)를 포함하여 구성되며, 상기 과열증기형성부(450)는, 상기 증기히팅관(451)의 일단에 상기 증기유입관을 형성하여 증기공급실(147)로 연통시키며, 타단에 상기 증기배출관(453)을 형성하여 과열증기공급부(420)를 연통시키며, 상기 증기유입관(452)과 상기 증기배출관(453)을 증기조절관(454)으로 연통시켜, 가온된 고온의 증기와 가온 되지 않은 저온의 증기를 혼합하여 온도조절을 수행하는,
   입상 활성탄의 재생설비 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 활성탄저장동(A)은,
   수거되는 폐활성탄을 제1체거름유입호퍼(11)를 통해 유입받아, 입도에 따라 1차적으로 폐활성탄을 분류 처리를 수행하는 제1체거름설비부(20);와
   상기 제1체거름설비부(20)를 통해 분류된 폐활성탄 중, 무효한 활성탄은 배출컨베이어(27)를 통해 배출하고, 유효한 활성탄은 제1이송컨베이어(21)와 제1스크류컨베이어(22)를 통해 이송하여 물과 혼합한 상태의 폐활성탄을 저장하는 포화탄저장조(23) 및 이젝터(24)를 통해 이송라인(31)을 통해 활성탄재생탱크(100)로 폐활성탄을 수력이송하는 폐활성탄이송부(30);
   상기 활성탄재생탱크(100)에서 재생처리된 재생활성탄을 이송라인(25)를 통해 이송받아 제2체거름 유입호퍼(26)에 공급받아, 재생활성탄을 입도에 따른 분류처리를 수행하는 제2체거름설비부(40);
   상기 제2체거름설비부(40)에서 분류된 재생활성탄을 제2이송컨베이어(41)을 거쳐 재생탄저장조(42)에 저장하고, 반출을 위해 정량화하도록, 제2스크류컨베이어(51) 통과하여 정량화하는 정량조(52), 운반 이동을 위한 운반대차(53)를 포함하는 정량화부(50);를 포함하는,
   입상 활성탄의 재생설비 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 응축수정화모듈(300)은,
   활성탄 재생시 발생하는 응축수를 배출하는 응축수 배출라인(310);
   배출되는 상기 응축수의 온도를 제1온도로 조절하는 응축열조절부(320);
   상기 제1온도로 조절된 응축수에 대하여 정화제를 투입하는 정화제공급부(330);
   상기 정화제가 투입된 상기 응축수를 혼합하는 교반모듈을 포함하는 제1혼합부(340);
   상기 정화제가 혼합된 응축수를 계류시키며, 교반하여 정화반응을 수행하는 반응부(350);
   상기 반응부(350)에서 반응이 완료된 제2응축수의 배출온도를 제2온도로 조절하는 냉각열조절부(380);
   상기 반응부(350)에서 배출되는 제2응축수에 대하여 중화제를 투입하여 중화반응을 유도하는 중화제공급부(360);
   상기 제2응축수와 중화제를 혼합시켜 중화반응을 발생하는 제2혼합부(370);
   상기 냉각열조절부(380)을 경유하여 배출되는 제2응축수의 산도(Ph)를 측정하고, 상기 중화제공급부(360)에서 투입할 중화제의 양을 산출조절하는 배출수 검출부(390);를 포함하는,
   입상 활성탄의 재생설비 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 정화제공급부(330)는,
   액상화한 과황산염을 수용하는 정화제저장탱크(331);
   상기 정화제저장탱크(331)에 수용된 정화제를 정량적으로 투입시키는 정화제공급펌프(332);를 포함하며,
   상기 정화제는 액상의 상태로 공급되어, 응축수와 혼합되도록 하는,
   입상 활성탄의 재생설비 시스템.

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