KR102532784B1 - 약품 자동투입 수처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약품 자동투입 수처리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스크러버와 연결되어 세정액을 저장하고 압송하는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키는 침전조, 상기 버퍼탱크로부터 침전조로 세정액을 이송하는 제1배관 및 상기 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송하는 제2배관을 포함하고, 상기 제1배관에 투입되는 응결제는 제1배관을 통해 유동하면서 세정액과 혼합되고, 응집제는 정량이 자동으로 주입되어 상기 침전조 내에서 혼합되어 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반가능한 침전조로 송액하면서 배관 내에 응결제와 응집제를 투입하여 배관라인 내에서 급속교반되어 미세플럭 형성 후 침전조 내에서 오염물질과 결합하여 침전되도록 함으로써 별도의 반응조나 부대설비의 필요 없이 오염물질을 걸러내도록 할 수 있어 공간이 절약되는 약품 자동투입 수처리시스템에 관한 것이다.

Description

약품 자동투입 수처리시스템{Water Treatment System Capable of Automatic Supplying of Chemicals}

본 발명은 약품 자동투입 수처리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스크러버와 연결되어 세정액을 저장하고 압송하는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키는 침전조, 상기 버퍼탱크로부터 침전조로 세정액을 이송하는 제1배관 및 상기 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송하는 제2배관을 포함하고, 상기 제1배관에 투입되는 응결제는 제1배관을 통해 유동하면서 세정액과 혼합되고, 응집제는 정량이 자동으로 주입되어 상기 침전조 내에서 혼합되어 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반가능한 침전조로 송액하면서 배관 내에 응결제와 응집제를 투입하여 배관라인 내에서 급속교반되어 미세플럭 형성 후 침전조 내에서 오염물질과 결합하여 침전되도록 함으로써 별도의 반응조나 부대설비의 필요 없이 오염물질을 걸러내도록 할 수 있어 공간이 절약되는 약품 자동투입 수처리시스템에 관한 것이다.

수처리 약품이란 수처리 공정에 사용되는 천연 및 화학물질의 반응에 의해 제조된 약품을 말하며, 수중의 오염물질의 종류가 다양하므로 실제 수처리 공정에서는 응결제와 응집제(Coagulants and Flocculants), 청관제(Corrosion Inhibitors), 스케일 방지제(Scale inhibitor), pH 조절제로 산 및 알칼리, 거품관리를 위한 소포제 등이 사용된다. 이 중 응결제(Coagulant)와 응집제(Flocculant)는 수처리가 필요한 유체 내 오염물질을 응집시켜 침전 또는 부유시킴으로써 유체 내 오염물질을 쉽게 걸러낼 수 있도록 유체에 첨가해주는 물질이다.

국내에서는 응결제(Coagulant)와 응집제(Flocculant)의 구분이 없이 적용되는 경우가 일반적이나, 외국의 경우 금속이온을 기초로 하여 반응하는 무기계 응결제(Inorganic coagulant), 석유화학 계열의 단량체(Monomer)를 중합하여 중합체 중 하전을 이용한 기작을 하는 유기계응결제 (Oraganic coagulant) 및 고분자 응집제(Polymeric flocculant)로 구분되며 도 1에서와 같이 작용한다. 응결(Coagulation)은 유체 내에서 브라운운동을 하는 콜로이드 상의 오염물질에 응결제(Coagulant)를 투입하여 대전되어 있는 고체입자의 표면을 중성화하고, 이를 통해 현탁액 중의 침전되지 않는 입자(Non-settlable)들이 서로 뭉칠 수 있도록 하는 것이다. 응집(Flocculation)은 응집제(Flocculant)를 투입하여 응결(Coagulation)된 입자들을 뭉쳐 큰 응집물을 형성시켜 침전이 가속되도록 하는 과정으로, 일반적인 수처리에서는 침전 또는 부상조에서 무기 또는 유기응결제를 1차 적용하고 다시 고분자응집제를 병행사용하여 플럭을 조대화하여 침전 또는 부상으로 처리를 하거나 무기 또는 유기응결제만으로 유체 내 오염물질을 처리하고 있다.

특히, 고분자 응집제는 고분자량의 수용성폴리머로 수중에 현탁되어 있는 콜로이드와 미립자의 표면전하를 중화하여 입자를 응집시키는데, 흡착 및 가교 작용이있어 큰 플럭을 형성하여 침강 및 부상에 의한 고액분리가 용이하다. 고분자 응집제는 무기응집제에 비해 소량의 첨가량에서도 급속하게 현탁물질을 응집하여 여과, 탈수를 촉진하는것이 가능하다.

오염물질이 포함된 세정액을 정화하기 위한 수처리시스템은 도 2에서와 같이 도시될 수 있는데, 스크러버(91)와 버퍼탱크(92)로부터 오염물질을 포함한 세정액에 산화제, 응집제 등을 복수의 공급장치(93)에서 공급한 후 복수의 반응조(94)에서 반응시키게 된다. 이후 반응조(94)에서 반응이 완료된 유체를 침전조(95)에서 침전시켜 세정액 내 오염물질을 정화하는 것이다.

현대의 선박은 대부분 자체 동력과 난방을 위한 엔진과 보일러 등을 구비하고 있다. 상기 엔진과 보일러 등을 구동하기 위해서는 연료를 태워야 하는데, 연소 과정에서 발생하는 배기가스에는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), PM(Particular Matter, 입자성 물질) 등의 유해물질이 포함되어 있고, 선박에서는 발생한 배기가스의 정화를 위해 스크러버를 운영하고 있다. 그러나 선박의 경우 공간에 제약이 따르므로 별도의 반응조 및 부대설비를 설치하는 것이 불가능하고, 반응조 없이 수처리하는 경우에는 오염물질이 제대로 정화되지 않는 문제가 있다.

또한, 응집 및 침전에 사용되는 고분자 응집제의 경우 희석하고자 하는 농도에 맞는 응집제 양을 수동으로 침전조 내지 반응조에 공급해야 하며, 조성된 응집제 양에 한정하여 수처리되는바 응집제가 제대로 공급되지 않는 경우 수처리가 되지 않는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 스크러버와 연결되어 세정액을 저장하고 압송하는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키는 침전조, 상기 버퍼탱크로부터 침전조로 세정액을 이송하는 제1배관 및 상기 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송하는 제2배관을 포함하고, 상기 제1배관에 투입되는 응결제는 제1배관을 통해 유동하면서 세정액과 혼합되고, 응집제는 정량이 자동으로 주입되어 상기 침전조 내에서 혼합되어 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반가능한 침전조로 송액하면서 배관 내에 응결제와 응집제를 투입하여 배관라인 내에서 급속교반되어 미세플럭 형성 후 침전조 내에서 오염물질과 결합하여 침전되도록 함으로써 별도의 반응조나 부대설비의 필요 없이 오염물질을 걸러내도록 할 수 있어 공간이 절약되는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 제1배관에 응결제를 투입하는 응결제공급부, 상기 제1배관 내에서 투입된 응결제와 제1배관 내를 유동하는 세정액을 혼합하는 이송혼합부 및 제1배관에 응집제를 투입하는 응집제공급부를 더 포함하고, 상기 이송혼합부는 제1배관에 구비되어 제1배관을 통한 세정액의 이송 중에 세정액과 응결제가 혼합되어 별개의 반응조 없이 배관 내에서 진행하는 세정액과 응결제가 혼합되어 미세플럭을 생성하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 이송혼합부는 제1배관 내에 라인믹서를 포함하되, 상기 라인믹서는 상기 제1배관이 분기되어 응결제공급부와 연결되는 부분으로부터 침전조 측에서 구비되어 배관 내에서 난류를 발생시켜 공급된 응결제와 세정액을 혼합시키는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 이송혼합부는 상기 라인믹서와 침전조 사이에 구비되어 상기 라인믹서를 통과한 세정액을 추가적으로 혼합하며 압송하는 이송펌프를 더 포함하여 제1배관 내에서 라인믹서에 의해 혼합된 세정액과 응결제가 침전조로 원활하게 이동하도록 압송하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 이송펌프는 내부에 임펠러를 가져 세정액과 응결제의 압송 시 세정액과 응결제의 혼합이 촉진되어 미세플럭이 더욱 생성되는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 응결제공급부는 일정량의 응결제를 제1배관으로 투입하는 응결제 도징펌프, 제1배관 내에서 상기 라인믹서로부터 침전조 측에 구비되어 세정액과 응결제 혼합액의 pH를 측정하는 제1 pH센서를 포함하며, 상기 제1 pH센서에서 측정된 세정액과 응결제 혼합액의 pH농도에 따라 응결제 도징펌프로부터의 응결제 투입량이 조절되어 세정액 내 오염물질의 양에 따라 미세플럭의 생성을 최적화하도록 응결제를 공급하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 제1 pH센서는 상기 라인믹서와 이송펌프 사이에 구비되어 라인믹서에 의해 급속교반된 세정액의 pH농도를 기준으로 응결제 공급을 제어하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 제1 pH센서는 상기 이송펌프와 침전조 사이에 구비되어 교반이 완료된 세정액의 pH농도를 기준으로 응결제 공급을 제어하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 응집제공급부는 응집제가 저장된 응집제 저장조로부터 일정량의 응집제를 상기 제1배관으로 투입하는 응집제 도징펌프와 침전조 내에 구비된 제2 pH센서를 포함하고, 상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되도록 함으로써 세정액 내 오염물질 또는 응집 상황에 따라 미세플럭의 생성을 최적화하도록 응집제를 공급하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 침전조는 모터에 의해 선택적으로 구동되는 교반장치를 포함하고, 상기 교반장치는 40/초 내지 100/초의 속도경사로 침전조 내 유체를 완속교반하여 미세플럭을 응집시켜 침전시키는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 침전조의 상부는 제2배관과 연결되어 정화된 세정액이 제2배관을 통해 스크러버 또는 버퍼탱크로 이송되도록 함으로써 더욱 정화된 세정액이 회수되도록 하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 침전조의 하부에 슬러지배출관이 연결되어 침전조 내부에 침전된 슬러지를 배출하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 스크러버와 연결되어 세정액을 저장하고 압송하는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키는 침전조, 상기 버퍼탱크로부터 침전조로 세정액을 이송하는 제1배관 및 상기 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송하는 제2배관을 포함하고, 상기 제1배관에 투입되는 응결제는 제1배관을 통해 유동하면서 세정액과 혼합되고, 응집제는 정량이 자동으로 주입되어 상기 침전조 내에서 혼합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1배관에 응결제를 투입하는 응결제공급부, 상기 제1배관 내에서 투입된 응결제와 제1배관 내를 유동하는 세정액을 혼합하는 이송혼합부 및 제1배관에 응집제를 투입하는 응집제공급부를 더 포함하고, 상기 이송혼합부는 제1배관에 구비되어 제1배관을 통한 세정액의 이송 중에 세정액과 응결제가 혼합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송혼합부는 제1배관 내에 라인믹서를 포함하되, 상기 라인믹서는 상기 제1배관이 분기되어 응결제공급부와 연결되는 부분으로부터 침전조 측에서 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송혼합부는 상기 라인믹서와 침전조 사이에 구비되어 상기 라인믹서를 통과한 세정액을 추가적으로 혼합하며 압송하는 이송펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송펌프는 내부에 임펠러를 가져 세정액과 응결제의 압송 시 혼합이 촉진되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 응결제공급부는 일정량의 응결제를 제1배관으로 투입하는 응결제 도징펌프, 제1배관 내에서 상기 라인믹서로부터 침전조 측에 구비되어 세정액과 응결제 혼합액의 pH를 측정하는 제1 pH센서를 포함하며, 상기 제1 pH센서에서 측정된 세정액과 응결제 혼합액의 pH농도에 따라 응결제 도징펌프로부터의 응결제 투입량이 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1 pH센서는 상기 라인믹서와 이송펌프 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1 pH센서는 상기 이송펌프와 침전조 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 응집제공급부는 응집제가 저장된 응집제 저장조로부터 일정량의 응집제를 상기 제1배관으로 투입하는 응집제 도징펌프와 침전조 내에 구비된 제2 pH센서를 포함하고, 상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 침전조는 모터에 의해 선택적으로 구동되는 교반장치를 포함하고, 상기 교반장치는 40/초 내지 100/초의 속도경사로 침전조 내 유체를 완속교반하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 침전조의 상부는 제2배관과 연결되어 정화된 세정액이 제2배관을 통해 스크러버 또는 버퍼탱크로 이송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 침전조의 하부에 슬러지배출관이 연결되어 침전조 내부에 침전된 슬러지를 배출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 목적은, 스크러버와 연결되어 세정액을 저장하고 압송하는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키는 침전조, 상기 버퍼탱크로부터 침전조로 세정액을 이송하는 제1배관 및 상기 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송하는 제2배관을 포함하고, 상기 제1배관에 투입되는 응결제는 제1배관을 통해 유동하면서 세정액과 혼합되고, 응집제는 정량이 자동으로 주입되어 상기 침전조 내에서 혼합되어 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반가능한 침전조로 송액하면서 배관 내에 응결제와 응집제를 투입하여 배관라인 내에서 급속교반되어 미세플럭 형성 후 침전조 내에서 오염물질과 결합하여 침전되도록 함으로써 별도의 반응조나 부대설비의 필요 없이 오염물질을 걸러내도록 할 수 있어 공간이 절약되는 효과를 가진다.

본 발명은, 상기 제1배관에 응결제를 투입하는 응결제공급부, 상기 제1배관 내에서 투입된 응결제와 제1배관 내를 유동하는 세정액을 혼합하는 이송혼합부 및 제1배관에 응집제를 투입하는 응집제공급부를 더 포함하고, 상기 이송혼합부는 제1배관에 구비되어 제1배관을 통한 세정액의 이송 중에 세정액과 응결제가 혼합되어 별개의 반응조 없이 배관 내에서 진행하는 세정액과 응결제가 혼합되어 미세플럭을 생성하는 효과가 있다.

본 발명은, 상기 이송혼합부는 제1배관 내에 라인믹서를 포함하되, 상기 라인믹서는 상기 제1배관이 분기되어 응결제공급부와 연결되는 부분으로부터 침전조 측에서 구비되어 배관 내에서 난류를 발생시켜 공급된 응결제와 세정액을 혼합시키는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공할 수 있다.

본 발명은, 상기 이송혼합부는 상기 라인믹서와 침전조 사이에 구비되어 상기 라인믹서를 통과한 세정액을 추가적으로 혼합하며 압송하는 이송펌프를 더 포함하여 제1배관 내에서 라인믹서에 의해 혼합된 세정액과 응결제가 침전조로 원활하게 이동하도록 압송하는 효과가 있다.

본 발명은, 상기 이송펌프는 내부에 임펠러를 가져 세정액과 응결제의 압송 시 세정액과 응결제의 혼합이 촉진되어 미세플럭이 더욱 생성될 수 있다.

본 발명은, 응결제공급부는 일정량의 응결제를 제1배관으로 투입하는 응결제 도징펌프, 제1배관 내에서 상기 라인믹서로부터 침전조 측에 구비되어 세정액과 응결제 혼합액의 pH를 측정하는 제1 pH센서를 포함하며, 상기 제1 pH센서에서 측정된 세정액과 응결제 혼합액의 pH농도에 따라 응결제 도징펌프로부터의 응결제 투입량이 조절되어 세정액 내 오염물질의 양에 따라 미세플럭의 생성을 최적화하도록 응결제를 공급하는 효과를 제공한다.

본 발명은, 상기 제1 pH센서는 상기 라인믹서와 이송펌프 사이에 구비되어 라인믹서에 의해 급속교반된 세정액의 pH농도를 기준으로 응결제 공급을 제어하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 효과를 준다.

본 발명은, 상기 제1 pH센서는 상기 이송펌프와 침전조 사이에 구비되어 교반이 완료된 세정액의 pH농도를 기준으로 응결제 공급을 제어한다.

본 발명은, 상기 응집제공급부는 응집제가 저장된 응집제 저장조로부터 일정량의 응집제를 상기 제1배관으로 투입하는 응집제 도징펌프와 침전조 내에 구비된 제2 pH센서를 포함하고, 상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되도록 함으로써 세정액 내 오염물질 또는 응집 상황에 따라 미세플럭의 생성을 최적화하도록 응집제를 공급하는 효과를 수반한다.

본 발명은, 침전조는 모터에 의해 선택적으로 구동되는 교반장치를 포함하고, 상기 교반장치는 40/초 내지 100/초의 속도경사로 침전조 내 유체를 완속교반하여 미세플럭을 응집시켜 침전시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 침전조의 상부는 제2배관과 연결되어 정화된 세정액이 제2배관을 통해 스크러버 또는 버퍼탱크로 이송되도록 함으로써 더욱 정화된 세정액이 회수되도록 하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 상기 침전조의 하부에 슬러지배출관이 연결되어 침전조 내부에 침전된 슬러지를 배출하는 약품 자동투입 수처리시스템을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 응결제(Coagulant)와 응집제(Flocculant)에 의한 응결과 응집을 설명한 도면
도 2는 종래의 오염물질이 포함된 세정액의 수처리시스템을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약품 자동투입 수처리시스템의 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인믹서(41)의 단면을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송펌프(43)를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 다른 약품 자동투입 수처리시스템의 개략도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 응집제공급부(50)의 도면
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 응집제공급부(50)의 도면

이하에서는 본 발명에 따른 약품 자동투입 수처리시스템의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니고, 다른 구성요소 또한 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 명세서에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, 어떤 구성요소간 "연결"된다고 할 때, 이는 구성요소끼리 직접 접촉하며 체결된다는 것에 한정되는 것이 아니라 다른 구성요소를 통하여 체결되는 것을 포함하며, 체결되어있지 않더라도 소정의 힘이나 에너지를 전달할 수 있도록 배치된다는 것을 의미할 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약품 자동투입 수처리시스템(1)의 개략도이다. 상기 약품 자동투입 수처리시스템(1)은 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반가능한 침전조로 송액하면서 배관 내에 응결제와 응집제를 투입하여 배관라인 내에서 급속교반되어 미세플럭 형성 후 침전조 내에서 오염물질과 결합하여 침전되도록 함으로써 별도의 반응조나 부대설비의 필요 없이 오염물질을 걸러내도록 할 수 있어 공간이 절약되는 특징이 있다. 상기 약품 자동투입 수처리시스템(1)은 배기가스 정화부(10), 배관부(20), 응결제공급부(30), 이송혼합부(40), 응집제공급부(50) 및 침전조(60)를 포함한다.

상기 정화부(10)는 오염된 배기가스를 정화하는 부분으로, 바람직하게는 선박 내에서 발생하는 배기가스를 정화하도록 스크러버(11)와 버퍼탱크(13)를 포함한다.

상기 스크러버(11)는 일측이 선박의 주 엔진 또는 보조 엔진과 같은 대형 디젤 엔진과 연결되어 황산화물 등 오염물질이 포함된 배기가스를 유입한다. 유입된 배기가스에 함유된 황산화물 등의 오염물질을 제거하기 위하여 상기 스크러버(11)에 공급된 세정액과 흡착을 통하여 제거한다. 상기 세정액은 배기가스를 세정하는 공정 초기에 포함되거나, 시스템 작동 도중에 추가될 수 있다. 본 발명의 작동 중에 상기 스크러버(11)에 공급된 세정액은 스크러버 내에서 미립화되어 분무되고, 배기가스 중에 포함되는 황산화물 등의 오염물 입자는 미립화된 세정액에 부착되어 배기가스로부터 분리되고, 오염물 입자가 부착된 오염된 세정액은 본 발명에 따른 약품 자동투입 수처리시스템(1)을 통하여 정화된다. 정화된 세정액은 후술할 제2배관을 통하여 다시 상기 스크러버(11)로 공급되어 순환하게 된다. 정화된 세정액은 감소된 양의 오염물을 가지지만, 소량의 오염물을 여전히 포함할 수 있다.

상기 버퍼탱크(13)는 상기 스크러버(11)와 스크러버연결관을 통해 연결되어 상기 스크러버(11)로부터 생성된 오염된 세정액을 일시적으로 저장하고, 일시적으로 저장하고 있는 세정액을 다시 스크러버(11)에 공급한다. 또한, 약품 자동투입 수처리시스템을 통해 정화된 세정액을 제2배관을 통해 받아들여 저장한다.

본 발명에 있어서 상기 버퍼탱크(13)는 세정액을 순환시키는 시스템의 안정성을 높이는 효과를 가져온다. 예를 들면, 본 발명이 작동하는 중에 약품 자동투입 수처리시스템이 고장이 나거나 점검이 필요한 경우에, 전체 시스템을 곧바로 정지시키는 것이 아니라, 상기 스크러버(11)를 작동시키더라도 세정액의 순환은 스크러버(11) -> 버퍼탱크(13) -> 제2배관(23) -> 상기 스크러버(11)로 이루어지는 폐루프를 순환하도록 함으로써, 상기 스크러버(11)의 작동을 일정시간 동안 유지할 수 있게 된다. 이렇게 세정액의 정화를 거치지 않고 순환하더라도 세정액을 일시적으로 저장하는 상기 버퍼탱크(13)로 인하여 세정액의 오염도가 큰 폭으로 나빠지는 것은 아니므로 일시적으로는 상기 스크러버(11)의 운전이 가능하게 된다.

상기 버퍼탱크(13)에 일시적으로 저장된 오염된 세정액을 일부 취출하여 정화하고 정화된 세정액을 상기 버퍼탱크(13)를 경유하여 상기 스크러버(11에 재공급하는 경우에는 시스템에서 정화해야 하는 세정액의 양을 낮출 수 있고, 정화된 세정액을 상기 버퍼탱크(13)에 다시 유입함으로써 버퍼탱크(13)에 저장되는 세정액의 오염도는 낮게 유지된다. 따라서 세정액이 시스템을 순환하는 과정에서 파울링(fouling) 또는 스케일링(scaling)에 의한 오염물의 침착으로 인하여 시스템을 구성하는 배관이 폐색되거나, 상기 스크러버(11) 내에서 큰 오염물질 집락(cluster)의 형성 등의 문제를 방지할 수 있다.

상기 배관부(20)는 본 발명에 따른 약품 자동투입 수처리시스템(1)의 각 구성을 연결하며 유체연통하도록 함으로써 세정액이 유동하며 송액될 수 있도록 구비된다. 바람직하게는 버퍼탱크(13)로부터 후술할 침전조(60)까지 연결되어 버퍼탱크(13) 내의 오염물질을 포함한 세정액이 침전조(60)로 송액된 후 응결제 내지 응집제와 함께 침전작용을 거쳐 정화될 수 있도록 하며, 침전조(60)로부터 정화된 세정액이 다시 버퍼탱크(13) 또는 스크러버(11)로 송액될 수 있도록 구비된다. 상기 배관부(20)는 제1배관(21)과 제2배관(23)을 포함할 수 있다.

상기 제1배관(21)은 상기 버퍼탱크(13)로부터 침전조(60)로 세정액을 이송하는데, 세정액의 이송 중에 응결제와 응집제를 공급받아 제1배관(21) 내에서 미세플럭을 형성하도록 할 수 있다. 제1배관에 투입되는 응결제는 제1배관을 통해 유동하면서 세정액과 혼합되고, 응집제는 정량이 자동으로 주입되어 상기 침전조 내에서 혼합되는데, 미세플럭이 형성된 세정액은 침전조(60) 내에서 완속교반을 통해 플럭 형성 후 오염물질이 침전된다.

상기 제2배관(23)은 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송한다. 제2배관(23)은 침전조(60)의 상부와 연결되어 정화된 세정액 중 비교적 깨끗한 부분을 송액할 수 있다. 제2배관(23)은 세정액회수관(231)과 세정액재공급관(233)으로 나뉠 수 있다.

상기 세정액회수관(231)은 침전조(60) 내의 정화된 세정액을 빼내어 스크러버(11) 내지 버퍼탱크(13)로 이송한다. 이를 위해 세정액회수관(231)은 일단이 침전조(60)와 연결되되 침전조(60)의 상부와 연결되어 정화된 세정액 중 더욱 정화된 세정액의 일부를 받아들이고, 타단은 버퍼탱크(13)와 연결될 수 있다. 바람직하게는 밸브가 구비되어 선택적으로 세정액의 회수방향을 제어할 수도 있으며 본 발명의 다른 실시예에서는 스크러버(11)를 향하는 부분과 버퍼탱크(13)를 향하는 부분으로 분기될 수도 있다.

상기 세정액재공급관(233)은 일단이 버퍼탱크(13)와 연결되고 타단이 스크러버(11)와 연결되어 세정액이 순환하도록 한다. 상술한 바와 같이 수처리시스템에 점검이 필요한 경우 세정액의 순환은 스크러버(11) -> 버퍼탱크(13) -> 세정액재공급관(233) -> 상기 스크러버(11)로 이루어지는 폐루프를 순환하도록 함으로써, 상기 스크러버(11)의 작동을 일정시간 동안 유지할 수 있게 된다.

상기 응결제공급부(30)는 제1배관(21)을 유동하는 세정액에 응결제를 투입하도록 구비된다. 상술한 바와 같이 응결제는 세정액 내의 콜로이드 등의 오염물질과 급속교반을 통해 배관 내에서 미세플럭을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 응결제의 급속교반을 위한 반응조 혹은 탱크가 따로 구비되지 않고, 응결제의 투입 후 제1배관(21) 내에서 세정액의 유동 중에 급속교반이 이루어지도록 함으로써 공간이 제한적인 선박 내에서도 효율적으로 플럭을 형성하여 오염물질의 정화가 가능하도록 한다. 응결제는 폐수 정화 과정의 고체 제거에 사용되는 응집제의 효율을 향상시키므로, 응결제가 응집제보다 먼저 투입되어야 할 필요가 있다. 따라서 응결제공급부(30)는 후술하는 응집제공급부(50)보다 우선하여 제1배관(21)에 연결될 수 있다. 상기 응결제공급부(30)는 응결제 저장조(31), 응결제 공급펌프(33), 제1 pH센서(35)를 포함한다.

상기 응결제 저장조(31)는 미세플럭의 생성을 위한 응결제를 저장하는 구성이다. 응결제 저장조(31) 내의 응결제는 응결제 공급펌프(33)를 통해 제1배관(21)으로 투입된다.

상기 응결제 공급펌프(33)는 응결제 저장조(31) 내의 응결제를 제1배관으로 투입하도록 구비된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 응결제 공급펌프(33)는 일정량의 응결제를 제1배관(21)으로 투입하는 것이 가능한 응결제 도징펌프로 구비된다. 도징 펌프는 양을 조절하여 운송하는 역할을 하는데, 특히 도즈 액체(dose liquid)를 균일한 양으로 전달하는 역할을 한다. 도징 펌프는 챔버 안의 입구에 있는 입구측 밸브를 갖으며 챔버와 챔버의 출구에 있는 출구측 밸브를 갖는 챔버로 구성될 수 있다. 챔버의 체적이 확대되고 있는 상태에서 도즈액체는 흡입되어 입구측 밸브를 통해 챔버로 들어가며, 반대방향으로 멤브레인이 운동하는 것과 관련하여 챔버의 채적인 감소하여서 도즈액체는 챔버를 나와 출구측 밸브를 통해 도관을 지나 원하는 위치로 간다. 상기 응결제 도징펌프(33)는 응결제를 도즈액체를 가져 정해진 투입량만큼 응결제 저장조(31) 내의 응결제를 투입하며, 정량방식은 상술한 방식에 국한되지 않는다. 상기 응결제 도징펌프(33)는 버퍼탱크로부터 침전조까지 연결된 배관으로부터 분기된 배관과 연결되어 배관을 유동하는 세정액 상에 응결제를 혼합시킬 수 있으나, 후술하는 라인믹서(41)에 직결되어 응결제를 공급할 수도 있다.

상기 제1pH센서(35)는 제1배관(21)에 공급된 응결제가 교반된 후 제1배관(21) 내의 pH농도를 측정하도록 구비된다. 플럭의 형성에는 속도경사로 표현되는 교반상태, pH 농도 등이 영향을 미치는데, 응결제가 약산성을 띄고 응결제에 의해 미세플럭을 형성하기 위한 적정 pH농도가 존재한다. 본 발명의 일 실시예에서는 오염물질을 포함하고 제1배관(21) 내를 유동하는 세정액은 약 7.1의 pH농도를 가지게 되고, 미세플럭의 형성을 위해서 약 6.8의 pH농도가 목표일 수 있다. 상기 제1 pH센서(35)는 후술하는 이송혼합부(40)를 통과한 후 교반된 세정액과 응결제의 pH농도를 측정하고, 적정 pH농도인 6.8과 대비하여 응결제 도징펌프(33)에 피드백함으로써 응결제 공급량을 조절할 수 있다. 나아가, 엔진 및 스크러버의 운전에 따라 세정액 내에 포함된 오염물질의 양이 변할 수 있으므로 이에 상응하는 양의 응결제를 공급할 수 있다.

상기 이송혼합부(40)는 상기 제1배관(21) 내에서 투입된 응결제와 제1배관 내를 유동하는 세정액을 혼합하도록 구비된다. 이송혼합부(40)는 제1배관(21)에서 분기되어 연결되는 별도의 반응조, 혼합용기로 구비되지 않고, 제1배관(21)에 구비되어 제1배관을 통한 세정액의 이송 중에 세정액과 응결제가 혼합되도록 하면서 ㅅ세정액의 이송을 촉진할 수 있다. 상기 이송혼합부(40)는 라인믹서(41)와 이송펌프(43)를 포함할 수 있다.

도 4를 참고하면, 상기 라인믹서(41)는 내부에 유로가 형성되고 양측에 개구부를 가지며 연장되는 관형태의 믹서이다. 상기 라인믹서의 유로상에는 교반요소(411)가 다수 형성되어 유로를 따라 이동되는 유체의 이동방향을 다양한 방향으로 변환시킨다. 상기 교반요소(31)는 다양한 형태와 크기로 형성되어 이동되는 유체에 난류를 발생시켜 다른 종류의 물질을 균일하게 혼합시킨다. 상기 라인믹서(41)의 내부유로상에서 교반요소의 탈거를 방지하기 위해 라인믹서의 단부에는 배관과 연결되는 부분에 교반요소의 일측 폭보다 직경이 작은 캡을 억지끼움하여 교반요소가 캡에 걸리도록 하거나, 교반요소의 직경을 라인믹서 유로의 직경과 대비할 때 같거나 크게 형성하여 끼움이 이루어지게 하는 등 다양한 방식으로 교반요소를 라인믹서의 내부 유로에 고정되게 할 수 있다. 상기 라인믹서(41)는 상기 제1배관이 분기되어 응결제공급부와 연결되는 부분으로부터 침전조 측에 구비되어 응결제와 세정액을 혼합한다. 상기 버퍼탱크로부터 펌프에 의해 강하게 압송되어 진행하는 오염된 세정액과 응결제의 혼합액은 라인믹서(41) 내에서 급속교반된다.

상기 교반요소(411)는 라인믹서 내에서 정지한 상태로 구비되는데, 바람직하게는 나선형으로 형성되어 일측으로 흐르는 오염된 세정수와 응결제(Coagulant)가 혼합되도록 할 수 있다. 상기 교반요소는 유체의 종류에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 라인믹서(41)가 제1배관(21) 상에 구비되어 별도의 반응조 없이 응결제와 세정액을 혼합함으로써 공간의 제약이 있는 선박 내에서 미세플럭을 원활하게 형성하고 수처리 효율을 높일 수 있는 것 외에도, 상기 라인믹서(41)에 의해 반응조 내에서의 교반보다 응결제가 세정액과 더욱 혼합될 수 있다. 도 4에 도시되는 바와 같이 라인믹서(41)의 교반요소(411)는 라인믹서 유로의 단면을 점유함으로써 라인믹서(41)의 모든 단면 내를 유동하는 세정액에 대해 난류를 생성하여 응결제와의 혼합을 효율적으로 달성할 수 있다. 난류상태를 유지하기 위하여 400～1,500/초의 속도경사를 가지도록 세정액의 압송속도에 맞는 교반요소가 배치될 수 있다.

급속교반의 목적은 응결제와 하수중의 입자와의 충돌을 많이 일으키고, 균일한 분산을 이루기 위한 것으로서, 급속교반기는 터빈형과 프로펠러형이 주로 사용된다. 별도로 구비되는 반응조에서 수행되는 급속교반은 임펠러를 통한 급속교반이 통상적인데, 필연적으로 반응조 내의 모든 액체가 균일하게 혼합될 수 있다. 이에 반해 본 발명의 교반요소(411)는 라인믹서(41)의 유로 상에서 유로의 단면을 점유함으로써 유동하는 세정액의 모든 영역에 걸쳐 난류를 생성하고 균일한 응결제와의 혼합이 가능토록 한다.

도 5를 참고하면, 상기 이송펌프(43)는 세정액을 추가적으로 압송할 수 있도록 구비되는데, 바람직하게는 라인믹서와 침전조 사이, 즉 세정액의 진행방향을 기준으로 라인믹서의 후단에 구비되어 상기 라인믹서를 통과한 세정액을 추가적으로 혼합하며 압송할 수 있다. 상기 이송펌프(43)는 내부에 세정액을 일시적으로 받아들이고 내보내도록 구비되는 케이싱(431)과 상기 케이싱(431) 내부에서 모터에 의해 회전하는 임펠러(433)를 가져 세정액과 응결제의 압송 시 혼합이 촉진될 수 있다.

다시 도 3을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 상기 제1 pH센서(35)가 이송혼합부(40) 후단에 구비될 수 있다. 즉, 제1 pH센서는 상기 이송펌프(43)와 침전조(60) 사이에 구비되되, 바람직하게는 응집제공급부(50)와 이송펌프(43) 사이에서 응집제가 공급되기 전에 제1배관(21) 내의 pH농도를 측정할 수 있다. 따라서 응집제의 공급 전 세정액과 응결제의 혼합액체의 pH농도로부터 미세플럭의 형성이 효과적인지를 판단할 수 있고, 이에 따라 응결제 급급량을 조절할 수 있다.

도 6에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 상기 제1 pH센서(35)가 라인믹서(41)와 이송펌프(43) 사이에 구비될 수 있다. 본 발명에서 급속교반은 라인믹서(41)에서 주로 이루어지므로, 라인믹서(41)를 통과한 후 세정액과 응결제 혼합액의 pH농도를 통해 미세플럭의 형성여부를 확인하고 응결제 공급량을 조절할 수 있다.

도 2, 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 응집제공급부(50)는 제1배관(21)에 응집제를 투입하도록 구비된다. 응집제는 콜로이드를 중화시키고 가교시켜 응집이 더욱 효과적으로 발생할 수 있게 한다. 응집반응이 진행될수록 플럭은 결정구조에 접근하고 밀도화된다. 수처리를 위해 공급되는 응집제는 고분자 화합물로 형성되고, 안정성은 즉각적인 중합반응을 방해하는 황산이온의 존재에 의해 결정된다. 고분자 응집제는 황산알루미늄(Alum) 만으로 처리하기 어려운 하수에 유효하고, 첨가한 응집제의 석출이 일어나지 않으며, 응집과정 중에 pH가 변화하지 않는다. 또한, 슬러지 발생량이 적고 탈수성이 개선된다. 고분자 응집제는 오염물질의 응결핵으로써 기능하므로 계속적으로 수행되는 수처리과정에서 지속적인 공급이 필요하며, 응집제가 부족한 경우 필요한 만큼의 응집이 일어나지 않을 수 있다. 상기 응집제공급부(50)는 지속적으로 수행되는 수처리과정에 있어서 오염물질이 공급된 응집제 양에 한정하여 침전되기 때문에 응집제의 부족 시 수처리가 원활하지 않은 문제를 해결하도록 희석하고자하는 농도에 맞는 고분자 응집제를 지속적으로 공급할 수 있다. 상기 응집제공급부(50)는 응집제 교반조(51), 드레인관(52), 응집제 저장조(53), 응집제 센싱부(54), 응집제 공급펌프(55), 제어부(56) 및 제2 pH센서(57)를 포함할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참고하여 이하를 설명하도록 하면, 상기 응집제 교반조(51)는 고분자응집제와 용매를 공급받고 고분자응집제와 용매를 교반하여 혼합할 수 있다. 상기 응집제 교반조(51)는 응집제와 용매를 고속으로 교반하여 수처리를 위한 약품의 주입과 급속교반이 동시에 이루어질 수 있다. 상기 응집제 교반조(51)는 응집제유입부(511), 용매유입부(513) 및 임펠러(515)를 포함한다.

응집제유입부(511)는 응집제 교반조(51)의 일측면에서 외부와 연결되어 응집제를 공급받으며, 바람직하게는 고분자응집제를 공급받는다. 용매유입부(513)는 응집제 교반조(51)의 일측면 또는 다른 일측면에서 외부와 연결되어 용매를 공급받으며, 공급받는 용매는 바람직하게는 청수(개끗한 물)일 수 있다. 상기 임펠러(515)는 상기 응집제 교반조(51)의 내부에서 모터에 의해 회전구동하면서 교반날개를 가져 응집제와 용매가 서로 혼합될 수 있도록 한다. 상기 임펠러(515)는 바람직하게는 300rpm 이상의 속도로 회전구동할 수 있다. 상기 응집제유입부(511)와 용매유입부(513)를 통해 응집제와 용매가 유입되고 나면 상기 임펠러(515)를 통해 교반이 진행된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 응집제와 용매의 주입이 완전히 그ㅌ난 후 임펠러(515)가 가동될 수 있다.

상기 드레인관(52)은 상기 응집제 교반조(51)와 후술할 응집제 저장조(53) 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하도록 구비된다. 바람직하게는 응집제 교반조(51)의 하측면에 연결되어 드레인관(52)의 개방 시 응집제가 중력에 의해 자연스럽게 응집제 저장조(53) 내로 유동하도록 할 수 있다. 상기 드레인관(52)은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조(51)에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되도록 구비될 수 있다. 도 8을 참고하면 상기 드레인관(52)은 외부로 분기될 수 있는데, 제어부(56)의 제어에 의해 응집제 교반조(51) 내의 응집제를 응집제 저장조(53) 내로 가이드하거나 외부로 드레인할 수 있다. 제어부(56)에 의한 상기 제어는 후술하도록 한다.

상기 응집제 저장조(53)는 교반된 응집제를 저장하도록 구비된다. 교반을 통해 제조된 응집제는 응집제 저장조(53) 내에 저장되어있다가 후술하는 응집제 공급펌프(55)에 의해 제1배관(21) 내로 공급될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 응집제 저장조(53)는 외부와 연통되도록 연결된 연결관(531)을 통해 저장하고 있는 응집제를 드레인할 수 있다. 후술하는 제어부(56)에 의해 응집제가 정상적으로 제조되지 않은 경우, 응집제가 공급되더라도 수처리효율이 떨어지게 되므로 연결관(531)을 통해 외부로 드레인하거나, 재교반되도록 할 수 있다.

상기 응집제 센싱부(54)는 제조된 응집제의 상태를 측정하도록 구비된다. 급속교반에 의해 제조된 응집제는 적절한 응집제 농도(0.4% 내외)를 가져야 하는데, 응집제가 비정상적으로 용해되는 경우 침전조(60)에서의 응집이 제대로 일어나지 않는다. 따라서 응집제 센싱부(54)는 제조된 응집제의 상태를 측정하고, 후술하는 제어부(56)에서 상기 응집제 센싱부(54)에서 측정한 값에 의거하여 응집제의 정상상태를 판단하고 비정상으로 판단된 응집제는 드레인되거나 재교반될 수 있도록 하고, 정상으로 판단된 응집제는 제1배관(21) 내지 침전조(60)로 공급될 수 있도록 한다. 또한, 응집제를 자동으로 공급하기 위하여 잔여 응집제 양에 따라 응집제를 제조할 수 있도록 한다. 응집제 센싱부(54)는 제1센서(541)와 제2센서(543)을 포함한다.

상기 제1센서(541)는 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 양을 측정하도록 구비된다. 제1센서(541)는 응집제 저장조(53) 내에 구비될 수 있는데, 바람직하게는 레벨센서로 수위 측정을 통해 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 양을 측정할 수 있다. 제1센서(541)에서 수위를 기반으로 측정된 응집제의 양은 제어부(56)로 전달되어 후술하는 제어부(56)에서 응집제 교반조(51)에서의 응집제 교반을 제어할 수 있다.

상기 제1센서(541)에서 측정하는 임계값으로 제1양과 제2양이 설정될 수 있다. 제1양과 제2양은 기 결정된 값으로 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 양을 나타내며 제어부에 의해 제어될 수 있다. 제1양은 제2양보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 후술하겠으나, 제1양은 상기 응집제 교반조(51)에서의 응집제 교반을 지시하는 값일 수 있고, 제2양은 응집제 교반조(51)로부터 응집제 저장조(53)로 제조된 응집제를 드레인받는 것을 지시하는 값일 수 있다.

상기 제2센서(543)는 제조된 응집제의 상태를 측정하도록 구비될 수 있다. 상기 제2센서(543)는 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 적절한 응집제 농도(0.4% 내외)에 맞는 점도값이 설정될 수 있는데, 상기 제2센서(543)는 응집제의 점도를 측정함으로써 응집제가 정상적으로 용해되었는지 여부를 판단하도록 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 제2센서(543)는 응집제 저장조(53) 측에 연결되어 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 따라서 응집제 교반조(51)에서 교반 후 드레인된 응집제의 점도를 측정하게 된다. 액체의 점도는 온도, 압력, 전단속도에 따라 달라지게 되는 바, 안정된 상태에서 점도를 측정하여야 한다. 응집제 교반조(51)에서는 임펠러의 회전에 따라 응집제가 용매에 용해되는 반응이 주기적으로 시행되기 때문에, 응집제 저장조(53) 내 비교적 안정된 상태의 응집제에 대해 점도를 측정할 수 있다.

도 8에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에서는 상기 제2센서(543)가 응집제 교반조(51) 측에 연결되어 교반된 응집제의 점도를 측정하게 된다. 응집제 교반조(51)에서의 교반이 종료된 후 점도를 측정하고, 비정상적으로 용해된 응집제의 경우 외부와 연통되는 드레인관(52)을 통해 바로 외부로 드레인될 수 있도록 함으로써 응집제 저장조(53) 내의 잔여 응집제가 같이 드레인되지 않도록 할 수 있다.

상기 응집제 공급펌프(55)는 응집제 저장조(53) 내의 응집제를 제1배관으로 투입하도록 구비된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 응집제 공급펌프(55)는 일정량의 응집제를 제1배관(21)으로 투입하는 것이 가능한 응집제 도징펌프로 구비된다. 상술한 바와 같이 도징 펌프는 양을 조절하여 운송하는 역할을 하며 도즈 액체(dose liquid)를 균일한 양으로 전달하는 역할을 한다. 상기 응집제 도징펌프(55)는 응집제를 도즈액체를 가져 정해진 투입량만큼 응집제 저장조(53) 내의 응집제를 투입하며, 정량방식은 상술한 방식에 국한되지 않는다. 상기 응집제 도징펌프(55)는 버퍼탱크로부터 침전조까지 연결된 제1배관(21)으로부터 분기된 배관과 연결되어 배관을 유동하는 세정액 상에 응집제를 공급할 수 있으나, 후술하는 침전조(60)에 직결되어 응집제를 공급할 수도 있다.

상기 제어부(56)는 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하도록 구비된다. 상기 제어부(56)는 응집제 교반조(51)에서의 용매와 고분자응집제 공급, 임펠러(515)의 교반을 제어하고, 드레인관(52)의 개폐여부 및 외부로의 드레인을 제어할 수 있으며, 응집제 센싱부(40)의 측정값에 따라 응집제를 교반하여 용해시키거나 응집제의 용해상태에 따라 응집제를 외부로 드레인할 수 있다.

상기 제어부(56)는 제1센서(541)에서의 측정값에 의거하여 응집제를 지속적으로 공급할 수 있도록 한다. 응집제 저장조(53) 내에서 잔여 응집제 양을 나타내는 기 결정된 제1양과 제2양을 기반으로 응집제 교반조(51)와 드레인관(52)의 개폐상태를 제어할 수 있다. 응집제의 공급에 의해 응집제가 지속적으로 감소할 것이므로 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조(53) 내의 응집제의 양이 기 결정된 제1양 이하인 경우, 응집제 교반조(51)에서 새로 응집제를 혼합하여 용해시키도록 할 수 있다. 이때, 응집제의 혼합 및 용해를 위하여 응집제 교반조(51)는 용매와 응집제를 공급받고 응집제 교반조 내 임펠러가 회전하도록 제어될 수 있다.

응집제의 양이 기 결정된 제2양 이하인 경우에는 응집제 교반조(51)에서 용해된 응집제를 응집제 저장조(53)로 받아 저장할 수 있다. 지속적으로 응집제가 공급되는 경우 일정한 비율로 응집제 양이 줄어들 것인바 응집제 교반조(51)에서의 응집제 교반과 드레인관(52)의 개폐는 주기적으로 수행됨이 바람직하다.

상기 제어부(56)는 제2센서(543)의 측정값에 근거하여 제조된 응집제의 용해상태를 판단한다. 본 발명의 일 실시예에서 제2센서(543)는 응집제 저장조(53) 내에 구비되어 장된 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 적정한 점도값의 범위가 설정되고, 측정된 점도값이 정상적인 응집제의 용해로 판단되는 점도값의 범위 바깥인 경우 응집제 저장조(53) 내의 응집제를 연결관(531)을 통해 외부로 드레인하고, 점도값의 범위 이내인 경우에는 응집제 도징펌프(55)를 통해 응집제를 공급하도록 할 수 있다.

도 8에서와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에서는 응집제 교반조(51) 내에 구비되며, 제어부에 의해 임펠러(515)의 회전이 정지된 상태에서 교반된 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 적정한 점도값의 범위가 설정되고, 측정된 점도값이 정상적인 응집제의 용해로 판단되는 점도값의 범위 바깥인 경우 외부로 분기된 드레인관(52)을 통해 응집제 교반조(51) 내의 응집제를 외부로 드레인하고, 점도값의 범위 이내인 경우에는 드레인관(52)을 응집제 저장조(53)와 연결시켜 응집제를 공급하도록 할 수 있다.

상기 제2 pH센서(57)는 응집제가 공급된 후 침전조(60) 내의 pH농도를 측정하도록 구비된다. 상기 제2 pH센서(57)는 침전조(60) 내에서 완속교반되는 세정액의 pH농도를 측정하고, 적정 pH농도와 대비하여 응집제 도징펌프(55)에 피드백함으로써 응집제 공급량을 조절할 수 있다. 바람직하게는 제어부(56)가 제2 pH센서(57)에서의 측정값을 수신한 후 응집제 도징펌프(55)의 공급량을 제어할 수 있다.

상기 침전조(60)는 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키도록 구비된다. 침전조(60)에서 세정액 내의 오염물질이 응결제와 응집제에 의해 침전반응이 진행되어 오염물질이 슬러지화되어 아래로 가라앉게 된다. 상기 침전조(60)는 내부에 모터에 의해 선택적으로 구동되는 교반장치(61)를 포함할 수 있다. 상기 교반장치(61)는 소정의 속도경사로 침전조 내 유체를 완속교반하도록 구비될 수 있다. 응집을 효과적으로 하기 위해서는 입자끼리 충돌횟수가 많고, 입자농도가 높으며, 입자의 크기가 불균일할수록 응집효과가 좋아지며, 침전조내의 교반상태는 속도경사(G)로서 표시한다.

G = (P/μV)^1/2

P : 소요동력(N-m/sec)

V : 혼합조용적(㎥)

μ : 물의 점성계수

일반적으로 속도경사가 클수록 응집제와 콜로이드 입자간의 충돌횟수는 커지고, 반응의 기회가 증대되는데, 세정액 내 콜로이드상 오염물질과 응결제가 이송혼합부(40)를 통과하면서 미세플럭을 형성하고, 미세플럭의 응집을 위해서 완속교반을 수행할 수 있다. 또한 상기 침전조(60)의 하부에는 슬러지배출관이 연결되어 침전조 내부에 침전된 슬러지를 배출하도록 구비될 수 있다.

도 3에서 볼 수 있는 것과 같이 교반장치(61)가 침전조(60) 내에 구비되어 미세플럭과 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반하여 오염물질이 응집되도록 하고, 교반장치(61)의 구동이 멈춘 후 침전조(60) 내에서 오염물질이 아래로 침전될 수 있다. 도 6에서 볼 수 있는 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 침전조(60) 내에 별도로 침전부(62)가 구비되어 교반장치(61)를 통해 완속교반된 세정액이 침전부(62) 내로 흘러들어와 오염물질이 침전될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 약품 자동투입 수처리시스템 10: 세정부
11: 스크러버 13: 버퍼탱크
20: 배관부 21: 제1배관
23: 제2배관
30: 응결제공급부 31: 응결제 저장조
33: 응결제 도징펌프 35: 제1 pH센서
40: 이송혼합부 41: 라인믹서
411: 교반요소 43: 이송펌프
50: 응집제공급부 51: 응집제 교반조
52: 드레인관 53: 응집제 저장조
531: 연결관 54: 응집제 센싱부
541: 제1센서 543: 제2센서
55: 응집제 도징펌프 56: 제어부
57: 제2 pH센서
60: 침전조 61: 교반장치

Claims (13)

1. 스크러버와 연결되어 세정액을 저장하고 압송하는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키는 침전조, 상기 버퍼탱크로부터 침전조로 세정액을 이송하는 제1배관, 상기 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송하는 제2배관, 상기 제1배관에 응결제를 투입하는 응결제공급부, 상기 제1배관에 구비되어 제1배관을 통한 세정액의 이송 중에 제1배관에 투입된 응결제와 제1배관 내를 유동하는 세정액을 혼합하는 이송혼합부 및 제1배관에 응집제를 투입하는 응집제공급부를 포함하고,
   상기 이송혼합부는 상기 제1배관이 분기되어 응결제공급부와 연결되는 부분으로부터 침전조 측에서 구비되는 라인믹서, 내부에 임펠러를 가지고 상기 라인믹서와 침전조 사이에 구비되어 상기 라인믹서를 통과한 세정액을 추가적으로 혼합하며 압송하는 이송펌프를 포함하며,
   상기 응집제공급부는 상기 이송펌프의 후단에서 제1배관 내에 응집제를 공급하여 공급된 응집제가 침전조 내에서 혼합되고,
   상기 응집제공급부는,
   내부에 임펠러를 구비하여 고분자응집제와 용매를 교반하는 응집제 교반조, 교반된 응집제를 저장하는 응집제 저장조, 상기 응집제 저장조로부터 일정량의 응집제를 공급하는 응집제 도징펌프, 상기 응집제 교반조와 응집제 저장조 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하며 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조에서 용매와 교반된 응집제를 응집제 저장조로 이송하는 드레인관, 제조된 응집제의 상태를 측정하는 응집제 센싱부, 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 응집제 센싱부는 상기 응집제 저장조 내에 저장된 응집제의 양을 측정하는 제1센서, 응집제 교반조 내에 구비되며 제어부에 의해 임펠러의 회전이 정지된 상태에서 교반된 응집제의 점도를 측정하는 제2센서를 포함하고,
   드레인관은 상기 응집제 교반조로부터 외부로 분기되며,
   상기 제어부는 상기 제2센서에서 측정된 점도값이 설정된 범위를 벗어나는 경우 제조된 응집제를 외부로 드레인하고, 점도값이 설정된 범위 이내인 경우 응집제를 응집제 저장조로 가이드하는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 응결제공급부는 일정량의 응결제를 제1배관으로 투입하는 응결제 도징펌프, 제1배관 내에서 상기 라인믹서로부터 침전조 측에 구비되어 세정액과 응결제 혼합액의 pH를 측정하는 제1 pH센서를 포함하며, 상기 제1 pH센서에서 측정된 세정액과 응결제 혼합액의 pH농도에 따라 응결제 도징펌프로부터의 응결제 투입량이 조절되는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 pH센서는 상기 라인믹서와 이송펌프 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 제1 pH센서는 상기 이송펌프와 침전조 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 응집제공급부는 응집제가 저장된 응집제 저장조로부터 일정량의 응집제를 상기 제1배관으로 투입하는 응집제 도징펌프와 침전조 내에 구비된 제2 pH센서를 포함하고,
   상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
10. 제1항, 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 침전조는 모터에 의해 선택적으로 구동되는 교반장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 교반장치는 40/초 내지 100/초의 속도경사로 침전조 내 유체를 완속교반하는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
12. 제10항에 있어서, 상기 침전조의 상부는 제2배관과 연결되어 정화된 세정액이 제2배관을 통해 스크러버 또는 버퍼탱크로 이송되는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.
13. 제10항에 있어서, 상기 침전조의 하부에 슬러지배출관이 연결되어 침전조 내부에 침전된 슬러지를 배출하는 것을 특징으로 하는 약품 자동투입 수처리시스템.

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