KR20010007831A - 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치 - Google Patents

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KR20010007831A
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Abstract

본 발명은 수용성 금속가공유, 압연유, 절삭유, 인발유, 연삭유등에 함유된 오염물을 효과적으로 분리하는 항균 타유분리기에 관한 것으로, 조의 일측벽 근처에 최대 가동수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지 내부격벽이 형성되어 있고, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 큰 부분에는 항균성분 함유하거나 상기와 같은 항균성분으로 코팅되어 있는 충전재가 충전되어 있으며, 상기 충전된 부분의 상부에 수용성 금속가공유의 유입구1이 연결되어 있으며, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 작은 부분의 상부에는 배출구1이 형성되어 있는 타유분리조를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 수용성 금속가공유를 오염시킨 금속가공칩, 금속비누, 타유 및 슬러지를 효율적으로 제거할 뿐만 아니라 사용유의 부패원인인 각종 미생물을 살균함으로써 사용유의 수명을 연장시키고 악취발생을 억제시켜 금속가공유 갱유 비용을 절감할 수 있고 작업환경을 개선시킬 수 있다.

Description

수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치{Tramp Oil Separator with sterilization}
본 발명은 수용성 금속가공유에 함유되어 있는 오염물을 제거하기 위한 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수용성 금속가공유 이외의 타 오일성분(他油) 및 금속가공유의 부패와 악취발생의 원인이 되는 각종 세균을 효과적으로 제거하여 금속가공유의 재활용을 가능하게 하는 항균타유분리기에 관한 것이다.
압연, 인발, 절삭, 연삭 등 금속 가공작업에서는 작업대상 금속과 공작기계 사이에 매우 높은 마찰력이 작용하게 된다. 따라서 작업대상 금속과 공작기계 사이의 윤활성을 높이고 마찰과정에서 발생하는 고열을 제거하기 위하여 압연유, 인발유, 절삭유, 연삭유 등과 같은 명칭으로 윤활성과 냉각성이 우수한 유화오일형태(Oil emulsion type)의 가공유제가 사용된다.
통상 한번 사용된 가공유는 통칭 집중탱크로 수집되어 반복적으로 재활용된다. 가공유가 반복사용됨에 따라 그리스, 방청유, 기계유, 유압작동유 등과 같은 타유가 혼입되며, 작업과정에서 산화 스케일, 금속칩, 먼지, 때 등과 같은 불순물이 첨가된다. 이러한 타유나 불순물은 금속가공유의 물리 화학적 특성을 변화시켜 금속가공 성능을 저하시켜 품질에 악영향을 야기하게 된다.
또한 금속가공시 고열에 의하여 금속가공유가 탈유화되어 표면으로 부상하게 되는데(이렇게 탈유화되어 부상하는 오일을 '부상오일'이라 함) 부상오일이 집중탱크 표면을 덮게 되면 금속가공유로의 산소 전달이 방해되어 혐기성 세균이 성장하면서 금속가공유의 부패를 촉진시켜 금속가공유의 수명이 단축되고 폐유발생량이 증가하게 되며 또한 방청성이 떨어지게 된다.
즉, 금속가공 공정에서 사용하고 있는 수용성 금속가공유속에는 가공시 발생된 금속칩, 금속가공유가 공정을 순환할 때 기계장치나 기계부품 표면에 부착되어 있는 방청유, 그리이스, 각종 윤활유 및 산화 스케일등이 혼입되며, 신유에 거의 존재하지 않는 세균은 신유를 물에 희석(보통 20∼30배)하여 갱유할 때 물속에 함유되어 있거나, 작업현장에서 유입 또는 장치 표면등에서 유입된다.
이러한 미생물은 사용유제가 오염이 많이 될 경우 오염원을 먹이로 초기에는 호기성 세균이 번식하다가 탱크상부가 오염원으로 덮일 경우 탱크하부에는 공기가 차단되어 혐기성 세균이 급속히 증식된다. 사용유제는 유기산이 생성되어 농도 및 pH가 저하되고 특히, 황산 환원세균은 H2S가스를 생성하여 악취가 나게 하고 유제를 부패시킨다. 따라서 오염물 뿐만 아니라 미생물을 원천적으로 제거시키는 것이 본 발명의 목적이다.
이렇게 타유의 혼입, 부상오일의 발생, 혐기성 세균의 성장에 따라 가공유를 더이상 재사용할 수 없게 되면 폐기처분하게 된다. 그러나 가공유의 단기사용은 부자재의 원가를 상승시키는 원인이 될 뿐 아니라 폐기처분에 따른 비용도 증가하게 되므로 가공유를 보다 장기간 사용하기 위하여 오염물인 물리적으로 유화된 오일, 슬러지 및 미생물을 제거시키는 시스템이 필요하다.
종래에는 이러한 오염물을 제거하기 위하여 필터에 의한 방식, 원심력을 이용한 방식, 자석식, 전기식 및 합체형식 등이 개발된 바 있다.
필터식은 필터 내외부로 액을 통과시켜 Mesh 크기에 따라 이물질을 제거하는 장치로 구조가 간단하고 투자비가 저렴하지만 고점도인 타유제거에는 효과적이지 못하고 잦은 필터교환으로 불편하여 처리용량이 작고 단순한 공정에만 적용되는 단점이 있다. 원심분리식은 타유 및 슬러지제거에 효과적이고 자석식은 금속칩제거에 효과적이지만 이런 방식들은 한정적인 성능을 보여준다(대한민국 특허 공개번호 특'99-80982). 따라서 현재는 금속칩, 타유 및 슬러지를 모두 제거 가능한 부력을 이용하는 합체형식이 개발되었다(대한민국 특허 공개번호 특'99-46087, 대한민국 특허 공개번호 특'96-3776). 그러나 상기 방식에 의한 장치는 그 구조가 매우 복잡하고 운전이 까다로울 뿐 아니라 금속가공유의 부패 및 악취발생 원인인 미생물의 증식을 억제하거나 살균시키지 못하는 단점이 있다.
본 발명은, 수용성 금속가공유의 오염된 물질인 금속칩, 타유 및 슬러지 뿐만 아니라 부패 및 악취원인인 각종 박테리아 및 세균을 효과적으로 제거하여 수용성 금속가공유의 재활용도를 높일 수 있는 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치의 개략 공정도.
도 2는 본 발명에 의한 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치에 있어서, 타유분리조, 타유분리조에 각각 전처리조 또는 후처리조가 결합된 상태의 개념도.
***** 주요 도면 부호에 대한 설명 *****
1. 집중탱크 2. 부유기 3. 이송펌프
4. 전처리 백필터 5. 타유분리조 6. 위어
7. 산기관 8. 오존 발생기 9. 폐유탱크
10. 전처리조(10) 11. 후처리조 12. 유입구1, 배출구2
13. 배출구1, 유입구3 14. 유입구2 15. 배출구3
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치에 있어서, 조의 일측벽 근처에 최대 가동수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지 내부격벽이 형성되어 있고, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 큰 부분에는 항균성분 함유하거나 상기와 같은 항균성분으로 코팅되어 있는 충전재가 충전되어 있으며, 상기 충전된 부분의 상부에 수용성 금속가공유의 유입구1(12)이 연결되어 있으며, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 작은 부분의 상부에는 배출구1(13)이 형성되어 있는 타유분리조(5)를 포함하는 처리장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 충전재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 합성수지로서 다양한 크기와 형상의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 라시히링, 테라 렛, 수퍼링, 메터렛, 라르 플로, 폴 링, 인터록 새들, 바 새들, 래싱링, 스라이럴 링, 인터 팩, 네트링, 하이렉스, 클린 볼 등 다양한 종류를 사용하는 것이 가능하며, 접촉 표면적을 크게 하기 위해 직경 3㎝이하의 폴링 또는 테라렛을 적용하는 것이 좋다.
상기 항균성분은 미생물과 접촉할 때 미생물의 생장을 방해하거나 미생물을 살균하는 특성을 갖는 것으로서 상기 충전재와 적합성이 있는 것이면 어떤 종류라도 가능하다. 예를 들면 은이온, 아연이온, 동이온 등과 같은 무기항균제 및 항균성능이 있는 염소계, 이미다졸계, 암모늄계 또는 요오드계 화합물등의 유기항균제 및 히노캐티올, 키토산 등과 같은 천연계 항균제를 본 발명에 적용할 수 있다. 충전재는 상기 항균물질을 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등과 같은 수지와 혼합한 후 사출하여 사용할 수도 있으며, 수지로 충전재를 사출한 후 다양한 방법으로 상기 항균물질을 적량 코팅함으로써 충전재 표면에 항균물질이 피복된 형태의 것을 사용할 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 상기 타유분리조(5)의 하부에 산기관(7)을 설치하여 오존이 공급될 수 있도록 설계된 처리장치를 제공한다. 본 발명에 의한 장치에서 주기적으로 타유분리조(5)에 오존을 공급함으로써 1차적으로 수용성 금속가공유에 서식하는 각종 미생물을 살균하여 가공유의 부패를 방지하고, 부수적으로 혐기성 미생물 대사물질인 황화합물(H2S등)과 반응하여 악취를 제거하고 금속가공유내에 함유된 불순 무기물인 Fe2＋, Mn2＋등을 고가화 하여 침전시키며, 불포화 탄화수소, 지방족 알코올 및 방향족 화합물과 순차적으로 반응하여 제거하는 기능을 한다.
또한 본 발명에 의한 장치에서는 타유 및 불순 혼합물의 제거효율을 높이기 위하여 상기 타유분리조(5)의 전후에 전처리조(10) 또는 후처리조(11)를 설치할 수 있다. 즉, 조의 일측벽 근처에 최대 가동수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지 내부격벽이 형성되어 있고, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 큰 부분의 상부에 수용성 금속가공유의 유입구2(14)가 연결되어 있으며, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 작은 부분의 상부에는 상기 타유분리조(5)의 수용성 금속가공유의 유입구1(12)과 연결된 배출구2(12)가 형성되어 있는 전처리조(10)가 추가될 수 있다. 또한, 조의 일측벽 근처에 최대 가동수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지 내부격벽이 형성되어 있고, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 큰 부분의 상부에 상기 타유분리조(5)의 배출구1(13)이 연결되어 있으며, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 작은 부분의 상부에는 배출구3(15)이 형성되어 있는 후처리조(11)가 추가될 수도 있다.
본 발명에서 각 조의 내부격벽은 최대 가동수위 즉, 처리액이 최대로 공급되었을 때의 수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지에 걸쳐 설치된다. 상기 '소정의 높이'는 처리될 액체가 격벽의 일측 공간을 거쳐 내부격벽의 하부를 통과하여 격벽의 타측 공간을 지나갈 수 있는데 방해가 되지 않을 정도의 적당한 높이면 족하다.
이하 각 조에서의 침전 및 부유현상에 관하여 상세히 설명한다.
타유분리조(5)에서는 각종 금속칩, 부상오일, 물리적으로 유화된 오일 등이 제거된다. 다시의 합체이론(Darcy's law)에 의하면 다공성 충전재가 채워진 충전층을 이종의 혼합액체가 통과할 때, 각 액체성분의 유량은 액체에 가해지는 압력차이에 비례하며 그 비례상수는 투과계수가 된다. 통상 오염된 수용성 금속가공유에서 각종 탈유화된 오일(장차 부상유가 될 오일)의 점도는 수용성 금속가공유의 점도보다 약 40배 크며, 비중은 약 1.2배 크기 때문에 상기 충전층에서의 유속은 48배 차이가 난다. 따라서, 1차 사용된 금속가공유가 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 재질의 폴 링 또는 테라 렛이 충전된 타유분리조(5)의 충전부분 상단에 유입·통과하면서, 부상오일, 물리적으로 유화된 오일 및 금속비누 등 오일입자들이 합체되면서 입적이 증가하고 입적이 증가하면서 스톡의 법칙(Stoke's law)에 따라 더욱 빠르게 부상하게 된다. 이렇게 타유분리조(5)의 상부 표면으로 부상되는 오일은 위어(6) 등 별도의 장치에 의해 제거된다.
금속가공유 중의 밀도가 높은 금속입자 또는 금속비누 등은 상기 충전재에 부착되거나, 밀도차에 의해 조의 바닥으로 침강함으로써 제거된다. 이중 충전재에 부착되는 입자들은 입자의 크기가 커짐에 따라 자유낙하하여 조의 바닥으로 침강한다. 침강된 금속입자 또는 금속비누 집합체는 별도의 장치에 의해 제거된다.
한편 수용성 금속가공유가 충진재에 접촉하면서 충진재의 항균성에 의해 가공유 내에 생존, 증식하고 있는 호기성ㆍ혐기성 미생물들의 증식이 저해되어 미생물 급증에 따른 금속가공유의 성능저하를 막을 수 있게 된다(하기 실험예 참조).
본 발명에 의한 장치에서 적당한 농도의 오존을 적당한 간격으로 적당한 시간동안 공급하는 경우 증식이 저해되거나 사멸된다(하기 실험예 참조). 따라서 효과적인 미생물 처리를 위해서 강력한 산화제인 오존을 오존발생기(8)에서 생성시켜 충진조의 바닥에 놓여있는 원판모양의 세라믹 산기관(7)을 통하여 고르게 분산시켜 금속가공유와 잘 접촉하게 함으로써 살균효과를 극대화 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 수용성 금속가공유 중의 밀도가 높은 금속입자 또는 금속비누 및 부상오일 등을 효과적으로 제거하기 위하여 전처리조(10) 또는 후처리조(11)를 상기 타유분리조(5) 전후에 추가하여 설치할 수 있다. 전 또는 후처리조(10, 11)가 추가되는 경우 처리조에서 제거되는 입자의 크기는 다음과 같이 정해진다.
처리조의 평면상의 표면 가로를 W(cm), 세로를 L(cm), 단위시간당 유량을 Q(cm3/sec)이라 하면 조내에서의 액체 유속 V와 침강되는 입자의 크기는 각각 다음과 같다.
(μ는 수용성 금속가공유의 점도로 0.009g/cm2·sec, ρ'는 입자의 밀도로 철의 입자가 대부분이므로 약 7.3g/cm3, ρ는 수용성 금속가공유의 밀도로 90% 이상이 물이므로 약 1.0g/cm3)
Q를 23으로, W를 40으로, L을 55로 설정하면 조내 액체의 유속 V는 약 0.01cm/sec, 침강되는 입자의 직경 D는 약 0.0005cm (즉, 약 0.5㎛)가 된다. 이때 침강되는 입자의 흐름에 대한 레이놀즈 상수 R는로서 1보다 훨씬 작은 수가 되며, 따라서 상기 입자의 흐름은 흐름의 직각방향에는 물론 흐름과 같은 방향으로도 흐트러지지 않는 정연한 층상의 흐름 즉, 층류(Laminar flow; Stoke's regime에서의 흐름)로 흐르게 되며, 상기와 같은 조건에서 침강·제거되는 입자의 최소직경 D는 약 5㎛임이 증명된다.
한편, 본 발명의 장치에서 각 처리조는 유입구 및 부상-침전현상이 일어나는 공간과 배출구가 하부가 개방된 격벽에 의해 차단되어 있어 층류의 흐름의 교란을 최대한 방지할 수 있어 이론치에 가까운 처리효과를 얻을 수 있게 된다.
또한 각 조의 배출구로부터 다음 조의 유입구로 액체를 이송하는 방법으로서 펌프를 이용한 강제이송이 일반적이지만, 본 발명의 장치에 있어서는 액체 흐름의 혼류를 방지하기 위하여 중력에 의한 낙하현상을 이용하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 각 조의 배출구가 형성된 측벽과 인접한 조의 유입구가 형성된 측벽을 일체로 형성하고, 상기 각 측벽의 높이를 제일 앞에 위치하는 조의 최저 가동수위보다 낮게하여 각 조에 공급되는 금속가공유가 중력에 의해 하류조로 자연스럽게 이동하도록 하는 것이 바람직하다.
각 조의 하단에 침전된 슬러지는 타유분리조(5) 갱유시 제거되며, 상면의 부상오일은 스키머 또는 부상오일 제거용 위어(6)를 통해 제거되어 폐유탱크(9)로 수집된다.
이하 첨부된 도 1을 참조하면서 본 발명의 장치의 작동관계를 설명한다. 설명의 편의를 위하여 전-후 처리조를 제외한, 종속항에 해당하는 본 발명의 모든 구성요소들이 모두 설치되었으며, 도면에 도시 여부를 불문하고, 통상 본 발명이 속하는 기술분야에서 이용되는 각종의 부가장치 예를들면 부상유제거를 위한 위어(6), 부유기, 유량계, 밸브, 펌프(3), 배관, 수위센서 및 프리필터(4)가 모두 설치된 것으로 가정한다.
먼저, 집중탱크(1)로부터 오염된 수용성 금속가공유액이 이송펌프(3)에 의해 타유분리조(5)로 이송된다. 이때 타유분리조(5)로 유입되는 위치는 타유분리조(5)의 수면 바로 위인 것도 가능하지만, 이미 부상된 부상오일층을 교란시키지 않기 위하여 부상오일층 바로 아래로 유입되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 직경이 큰 입자의 사전제거를 위하여 이송펌프(3)와 타유분리조(5) 사이에 전처리 여과를 위한 백필터(4)를 설치할 수 있다. 타유분리조(5)로 공급된 금속가공유는 상기 설명한 바와 같이 중력에 의해 하부로 유동하면서 금속입자 및 금속입자와 결합된 상태의 금속비누 등은 침전·분리되고, 부상오일, 물리적으로 유화된 오일 등은 부상·분리된다. 이때 타유분리조(5) 하단에 침전된 슬러지는 타유분리조(5) 갱유시 제거되며, 상면의 부상오일은 스키머 또는 부상오일 제거용 위어(6)를 통해 제거되어 폐유탱크(9)로 수집된다. 또한 금속가공유 내에 생존·증식하고 있는 유독성 미생물 또는 악취유발 미생물들은 충전재에 코팅되거나 함유된 항균물질에 의해 그 증식이 저해되며, 나아가 타유분리조(5)의 하부에 설치된 산기관(7)을 통해 적량의 오존이 공급되어 미생물을 살균시킨다. 이어서 부상오일 및 금속입자 등이 제거된 재생 금속가공유는 타유분리조(5) 격벽의 하부 개방부를 통해 충진재가 없는 공간을 거슬러 올라 유동하며 배출구1(13)로 배출된다. 배출된 금속가공유는 배관라인을 통해 집중탱크(1)로 회수된다.
도 2에는 각각 본 발명에 의한 장치 중 타유분리조(5)가 단독으로 있는 경우(A), 전처리조(10)가 타유분리조(5)의 앞에 추가된 경우(B), 타유분리조(5) 뒤에 후처리조(11)가 추가된 경우(C)를 도식화한 것이다.
A의 경우, 금속가공유는 집중탱크(1)로부터 타유분리조(5)의 충진재가 들어있는 공간의 상부에 연결된 유입구1(12)을 통해 유입되어 하방으로 유동하면서 충진재에 의해 부상유가 분리되는 한편, 오존에 의해 살균되고 격벽1의 하부를 지나 타유분리조(5)의 다른 공간의 상부로 유동하면서 궁극적으로 배출구1(13)을 통해 다시 집중탱크로 순환된다.
B의 경우, 금속가공유는 집중탱크(1)로부터 전처리조(10)의 일측 공간의 상부에 연결된 유입구2(14)를 통해 유입되어 하방으로 유동하면서 밀도차에 의해 일부의 부상유가 분리되면서 격벽2의 하부를 지나 전처리조(10)의 다른 공간의 상부로 유동하여 배출구2(12)(유입구1과 동일한 공간을 차지)를 통해 타유분리조(5)의 충진재가 들어있는 공간의 상부로 유동한다. 이하 상기 A의 경우와 동일한 과정을 거치게 된다.
C의 경우, 금속가공유는 상기 A의 경우에서 배출구1(13)(유입구3과 동일한 공간을 차지)를 통해 후처리조(11)의 일측 공간의 상부에 유입되어 하방으로 유동하면서 밀도차에 의해 타유분리조(5)에서 미처리된 일부의 부상유가 분리되면서 격벽3의 하부를 지나 후처리조(11)의 다른 공간의 상부로 유동하여 배출구3(15)통해 집중탱크(1)로 순환된다.
본 발명에서는 도 2에 도시되지는 않았지만, 필요에 따라 상기 타유분리조(5)의 전후에 각각 복수개의 전처리조(10) 및/또는 후처리조(11)를 설치할 수 있다.
이하 실험예를 통해 본 발명에 의한 장치의 미생물 살균효과를 살펴보기로 한다.
편의를 위하여 처리장치는 도 1에 도시된 것과 같은 구성으로 설치하였고, 무기계 은이온(Ag＋)을 0.7 wt%와 유효 주성분이 Thiazol Sulfurylamide인 유기항균제 0.6 wt%을 함유한 폴리프로필렌 폴링을 충진재로 사용하였다. 타유분리조(5)의 충진재가 충진된 공간의 부피는 13L, 타측 공간의 부피는 3L로 하였으며, 충진재는 6L 분량을 충진하였다. 집중탱크(1)에는 금속파이프 생산공장에서 회수한 조관유를 채운 후 장치를 작동시켰다. 필요에 따라 집중탱크 내의 조관유를 샘플링하여 pH를 측정하거나, 적당히 희석하여 CASO-아가 배지에 접종하여 상온에서 배양함으로써 가공유 내의 미생물 수를 측정하였다.
실험예 1 : 항균충진재의 효과
충진재에 항균제가 첨가된 경우 미생물 번식억제 효과를 조사하였다. 항균제를 함유하지 않은 폴리프로필렌 폴링과 상기 항균제를 함유한 폴링으로 충진된 장치를 운전하면서 시간별로 조관유 속의 미생물 수를 측정하였다(표 1).
경과시간(시간) 항균제 함유 항균제 미함유
생존균수(개/ml) 생존율(%) 생존균수(개/ml) 생존율(%)
0 3~5 ×105 - 4~7 ×105 -
24 4~6 ×105 약 125 5~7 ×105 약 110
48 3~5 ×105 약 100 5~9 ×105 약 130
72 3~4 ×105 약 88 1~2 ×106 약 200
표 1에서 볼 수 있듯이 항균제를 함유한 충진재를 사용하는 경우 가공유의 부패와 악취발생, 품질저하의 원인이 되는 미생물의 번식을 현저하게 억제시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 오존 주입에 의한 가공유 산패방지 효과
타유분리조(5)에 설치된 산기관(7)을 통해 오존을 주입시 가공유의 pH 변화를 관찰하였다. 오존은 14.5mg/L의 농도로 하루 12시간씩 주입하였다(표 2).
경과시간(일) 오존 처리(pH) 오존 미처리(pH)
0 9.14 9.14
5 9.00 8.76
10 8.70 8.34
15 8.51 7.53
표 2에서 볼 수 있듯이 오존처리를 함으로써 가공유의 pH 변화속도(산패속도)를 현저하게 감소시킬 수 있었다.
실험예 3 : 오존 주입 조건에 따른 미생물 사멸효과
주입되는 오존의 농도 및 주입방법을 달리하면서 수용성 금속가공유 내의 미생물 살균효과를 조사하였다. 조건은 각각 다음과 같이 하였다.
조건 1: 오존농도 9.4mg/L, 10회/일, 20분/회 처리
조건 2: 오존농도 14.5mg/L, 5회/일, 20분/회 처리
조건 1: 오존농도 280mg/L, 2회/일, 20분/회 처리
각 조건에서의 미생물 살균효과를 다음 표 3에 나타내었다.
경과시간(시간) 조건 1 조건 2 조건 3
생존균수(개/ml) 살균율(%) 생존균수(개/ml) 살균율(%) 생존균수(개/ml) 살균율(%)
0 2~2.5 ×106 - 3~5 ×105 - 1~1.2 ×106 -
24 1~3 ×105 약 91.1 7~9 ×104 약 80.0 4~8 ×105 약 42.9
48 1~4 ×104 약 98.9 1~5 ×104 약 92.5 3~4 ×105 약 66.7
72 104이하 약 99.9 103이하 약 99.9 1~2 ×105 약 85.7
상기 표 3에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 의한 장치에 있어서, 적절한 농도의 오존을 적절한 방법으로 첨가하는 경우 수용성 금속가공유 내의 미생물을 거의 대부분 사멸시킬 수 있으며, 비교적 낮은 농도의 오존을 자주 처리하는 것이 바람직하지만, 작업 편의성을 위해 높은 농도의 오존을 간헐적으로 첨가하더라도 문제가 없음을 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 오염된 수용성 금속가공유의 처리장치에 의하면, 오염물인 금속칩, 금속비누, 타유 및 슬러지등이 전처리백필터와 타유분리조에서 효율적으로 걸러지거나 제거되고 항균충진재와 오존에 의해 가공유제에 함유되어 있는 미생물들의 성장이 억제·살균된다. 이 장치에 의해 수용성 금속가공유를 신유에 가깝게 유지함으로써 금속가공 품질을 향상시킬 수 있고 가공액의 갱유비용 및 폐수처리 비용을 절감할 수 있다. 또한 미생물 처리를 함으로써 가공액의 부패 및 악취발생을 억제하여 환경오염을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 조의 일측벽 근처에 최대 가동수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지 내부격벽이 형성되어 있고, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 큰 부분에는 항균성분 함유하거나 상기와 같은 항균성분으로 코팅되어 있는 충전재가 충전되어 있으며, 상기 충전된 부분의 상부에 수용성 금속가공유의 유입구1(12)이 연결되어 있으며, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 작은 부분의 상부에는 배출구1(13)이 형성되어 있는 타유분리조(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    조의 일측벽 근처에 최대 가동수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지 내부격벽이 형성되어 있고, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 큰 부분의 상부에 수용성 금속가공유의 유입구2(14)가 연결되어 있으며, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 작은 부분의 상부에는 상기 타유분리조(5)의 수용성 금속가공유의 유입구1(12)과 연결된 배출구2(12)가 형성되어 있는 전처리조(10)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    조의 일측벽 근처에 최대 가동수위보다 높은 높이에서 시작하여 조의 바닥으로부터 소정 높이에 까지 내부격벽이 형성되어 있고, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 큰 부분의 상부에 상기 타유분리조(5)의 배출구1(13)이 연결되어 있으며, 내부격벽에 의하여 구분되는 두 부분 중 용적이 작은 부분의 상부에는 배출구3(15)이 형성되어 있는 후처리조(11)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 충전재는 항균성능이 있는 은이온, 아연이온, 동이온 등과 같은 무기항균제 및 항균성능이 있는 염소계, 이미다졸계, 암모늄계 또는 요오드계 화합물과 같은 유기항균제, 히노캐티올, 키토산 등과 같은 천연계 항균제으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 화합물을 함유하거나 상기 화합물로 코팅된 합성수지인 것을 특징으로 하는 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 타유분리조(5)의 하부에는 오존발생기(8)가 연결된 산기관(7)이 설치되어 오존이 공급되는 것을 특징으로 하는 수용성 금속가공유 재이용을 위한 처리장치.
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