KR20020070186A - 오존주입을 이용한 절삭유 및 세척액 재이용 방법 및 그장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 pH농도를 11~13 범위의 액상 또는 분말 세정제 원액을 3-5% 범위로 물로 희석하여 초음파 또는 스프레이 방식등의 세척기구를 통하여 제품에 묻어 있는 미세칩 및 금속가공유제 등의 오염원을 세정하는 수용성 알카리계 세정공정 및 그 장치에 관한 것으로, 오염된 상태의 세척액 및 오일이 담겨있는 세척조 및/또는 유수분리조에 오존을 주입하여 상기 세척액 및 오일에 함유된 세균을 살균하는 오존살균공정과, 상기 오존살균공정에서 살균처리된 상기 세척액 및 오일을 전처리여과기에 통과시켜 20미크론 이내의 미세 금속칩을 제거하는 입자제거공정과, 상기 입자제거공정에서 제거되지 않은 큰 입자 세척액 및 오일을 메디아가 충전된 유수분리조에서 10-20 미크론 내외의 오일입자를 합체하여 상부로 부상시켜서 타유를 제거하는 오일제거공정과, 상기 오일제거공정을 통과한 여액 및 멤브레인 필터를 투과하지 못한 미셀형태의 오일이 혼합되고, 상기 여액 및 오일의 혼합액이 멤브레인 필터로 배출되는 농축액혼합공정과, 상기 멤브레인 필터로 정제된 세척액의 일부를 재사용하기 위해 세척조로 이송하고, 나머지를 농축액혼합공정로 재순환하되 일정시간 경과 후 절삭유 집중탱크로 이송하는 회류공정; 으로 이루어지는 오존주입을 이용한 세척액 재이용 방법 및 그 장치를 제공한다.
이와 같이, 본 발명은 상기 미생물 발생에 의한 세척조 오염 및 이로 인한 악취발생 그리고 세척제 농도의 감소를 방지하는 오존주입공정을 제공하므로 박테리아나 곰팡이와 같은 세균으로 오염되는 멤브레인 필터를 주기적으로 세척해야 하는 불편함을 해소하고, 오염되지 않은 멤브레인 필터를 사용함으로 안정적인 투과수량을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용된 절삭유를 멤브레인 필터에서 세척액과 분리하여 회류시키므로 절삭유의 찌꺼기를 제거한 후 재사용 할 수 있다. 또한, 본 발명은 멤브레인 필터에서 배출되는 세척액의 pH를 측정하고, 상기 측정된 pH수치를 전기적인 신호로 변환하여 세척제 투입조절밸브의 제어신호로 입력하는 제어신호입력공정을 제공하므로 세척제 투입을 효율적으로 개선하고, 세척조의 pH 농도를 일정하게 조절할 수 있다.
Description
본 발명은 금속가공 공정에서 사용되는 절삭유 및 수용성 세척액 재생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세척조와 유수분리조를 포함하는 수용성 세척액 재생 장치에 오존발생기를 추가로 장착하고, 또한 pH 제어신호를 입력받는 밸브수단이 연결되며 상기 밸브수단의 개폐에 따라 세척제가 배출되는 세척제 저장조를 추가로 포함하며 부가하여 농축조에 절삭유 집중탱크를 설치하여, 미생물에 의한 상기 세척조와 상기 유수분리기의 오염 및 이로 인한 악취발생 그리고 세척제 농도의 감소를 방지하고, pH 조건을 세척제로 맞추어 수용성 세척액 재생 공정을 근본적으로 개선시키고, 나아가 절삭유를 회류시켜 절삭유를 재사용 할 수 있는 절삭유 및 세척액 재생장치에 관한 것이다.
수용성 알카리계 세정은 pH농도를 11~13 범위의 액상 또는 분말 세정제 원액을 3-5% 범위로 물로 희석하여 초음파 또는 스프레이 방식등의 세척기구를 통하여제품에 묻어 있는 미세칩 및 금속가공유제 등의 오염원을 세정하는 일종의 탈지공정을 의미한다.
금속가공 후의 기계장치나 기계부품, 인쇄 후의 전자회로기판, 철강 제조공정중 냉간압연 강판 등(이하 '가공품'이라 함)의 표면에는 각종 절삭유, 소성가공유, 그리이스, 방청유, 압연유, 윤활유와 같은 각종 금속가공유 및 이들이 변성된 유지상 물질, 산화 스케일 및 압연 등의 과정에서 발생한 금속칩, 먼지, 때 등의 불순물들이 상당량 부착되어 있다. 이러한 각종 공업적 가공품의 표면 불순물은 이후의 도금공정, 도장공정, 표면 처리공정 등의 효율을 저하시키기 때문에 이를사 전에 세척·제거할 필요가 있다.
종래 가공품의 표면세척을 위하여 CFC(프레온)계 세척제나 메틸렌 클로라이드, PCE, TCE와 같은 염소계 세척제가 사용된 적이 있으나, 이들 세척제가 오존층의 파괴, 안전보건의 위협 등 환경파괴의 원인이 되기 때문에 비교적 환경친화적인 수용성 세척제가 개발되어 이들 세척제 대신 사용되고 있다.
수용성 세척액는 5-10% 농도의 알칼리 또는 비누 성분을 기본소재로 하는 수용액으로서 가공품 표면의 각종 오염물질을 효율적으로 제거하는 것으로 알려져 있는데, 수용성 세척액에는 필수적으로 각종 오일류를 수상(水相)에 유화시키기 위한 계면활성제, 고형입자를 수상에 분산시키기 위한 분산제, 습윤제 기타 첨가물질이 포함된다.
수용성 세척액의 반복사용에 따라 수용액 내에는 가공품으로부터 분리된 각종 금속가공유, 금속칩 등의 함량이 증가하게되고 이들을 유화 또는 분산시키기 위해서 계면활성제 및 분산제를 세척제에 추가하게 된다. 세척제 내의 계면활성제 및 분산제, 이들과 결합한 오염물질의 양이 어느 정도 증가하면 오일막이 세척제 표면에 형성되고 금속칩과 같은 입자는 세척조의 바닥으로 침전하게 된다. 이러한 상태에 이르면 수용성 세척액를 폐기하고 새로운 세척제로 교체한다.
그러나 이 상태의 세척제에는 아직도 상당한 정도의 세척력이 남아있기 때문에 이를 그대로 폐기하는 것은 자원과 비용의 낭비가 된다. 나아가 각종 계면활성제, 분산제 기타 첨가제가 포함된 수용성 세척액를 폐기시 통상의 수처리 시스템을 적용하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 폐 세척제의 양을 최대한 감소시키거나, 폐 세척제가 전혀 발생되지 않도록 하는 재이용 방법이 제안된 바 있다(미국특허 제5,409,613호).
상기 미국특허 발명은, 적절하게 선택된 세공크기를 갖는 멤브레인 (membrane)에 의해 세척제 성분은 수용성 세척액 내에 유지되면서 유화된 각종 금속가공유 및 분산된 각종 입자들만을 제거되도록 하여 수용성 세척액를 반복적으로 사용할 수 있게 하는 미세여과법(microfiltration)을 적용하고 있다. 이를 도3을 참조하면서 간략히 설명한다.
가공품이 세척되는 세척조는 배수조와 연결되어 있어 세척조에서 넘치는 세척제는 배수조로 흘러들어가게 되며 따라서 세척조 내의 세척제 양은 항상 일정하게 유지된다. 배수조로 이동한 세척제는 그대로 재사용이 가능한 경우는 세척조로 재순환되고, 정제가 필요한 경우는 도3 에 표시된 A를 통해 농축조로 이동한다. 농축조로부터 세척제가 강제유동에 의해 멤브레인 부위를 지나면서 멤브레인의 분리능에 의해 유화된 금속가공유 에멀젼 및 분산입자는 농축되어 농축조로 회수되고, 에멀젼과 분산입자가 제거된 세척성분은 도에 표시된 B를 통하여 세척조로 이동하여 재사용된다.
이러한 방식으로 재이용 사이클이 진행되면 농축조내의 오염물질(금속가공유 에멀젼, 분산입자 등)의 농도가 증가한다.유화제의 유화능력 이상으로 축적된 오일, 그리스 등 금속가공유 등은 농축조 표면으로 부상하게 되고(즉, 부상오일의 발생), 분산제의 분산능력 이상으로 축적된 고형입자들은 농축조의 바닥으로 침전하게 된다. 따라서 농축조 표면으로부터 계속적 또는 주기적으로 부상오일을 분리하고, 주기적으로 농축조 바닥의 침전물을 제거한다.
상기 미국특허 발명에 의해 종래 회분식 수용성 세척제의 이용방법보다 효율적인 세척제 이용 시스템이 가능하였다. 그러나 상기 발명의 경우 멤브레인의 표면에 각종 슬러지, 금속입자, 금속비누, 부상오일(입자크기가 대략 50-150㎛인 오일), 물리적으로 유화된 오일(계면활성제에 의해 화학적으로 유화된 것이 아니라 각종 오일이 물리적으로 잘게 파편화되어 수용액 내에 마치 콜로이드처럼 행동하는 약 10-30㎛ 크기의 미세 오일입자)에 의한 막이 형성되어 멤브레인을 오염시켜 멤브레인의 분리능력을 저하시키는 파울링(fouling) 현상이 초래된다. 이러한 파울링을 제거하기 위해 상기 발명은 멤브레인을 주기적으로 역세(逆洗; backflush, backwash)하는 방식을 채택하고 있지만, 원활한 멤브레인의 분리능력을 유지하기 위해서는 역세의 주기가 짧아 멤브레인의 분리효율이 낮을 뿐 아니라, 반복적인 역세에 의해 멤브레인 조직이 손상되는 문제점이 부각된다. 또한 상기 미국 특허발명은 타유제거기에 의해 분류된 세척액을 별도로 시설된 유수분리기(타유기)에 의해 부상오일(타유)를 분리하기 때문에 장치의 전체 부피가 증가하는 문제점이 있다.
한편, 본 건 출원인은 수용성 세척제 재이용에 관하여 대한민국 특허등록 제327166호 을 받은 바 있다. 상기 본 건 출원인의 특허등록 제327166호의 청구항 1항을 간략해보면,
난처리성 폐수 또는 수용성 세척액을 가하여 직경이 5㎛ 이상의 입자는 조의 바닥으로 침전시키고, 비교적 입자가 큰 오일을 부상시키며, 상기 격벽 하단의 관통구를 통과한 여액은 상기 조의 내부격벽 타측 공간 상단으로 배출시키는 입자 제거공정;
상기 입자 제거공정을 통과한 여액을 물리적으로 유화된 오일 및 상기 입자 제거공정에서 제거되지 않은 큰 입자의 오일 및 금속비누가 부상되도록 하고, 상기 격벽 하단의 관통구를 통과한 여액은 상기 조의 내부격벽 타측공간 상단으로 배출시키는 오일제거공정;
상기 오일 제거공정을 통과한 여액 및 멤브레인을 투과하지 못한 오일 에멀젼을 함유한 농축액을 동일한 양으로 가하고, 상기 격벽 하단의 관통구를 통과한 혼합액을 멤브레인 모듈로 배출하는 농축액 혼합공정;
상기 멤브레인 모듈로 정제된 정제 세척액의 일부를 재사용하기 위해 세척조로 이송하고, 나머지를 혼합공정로 재순환시키는 회류공정;
을 포함하는 수용성 세척액의 재이용을 위한 전처리방법으로 이루어짐을 알수 있다(도4참조).
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 미생물 발생에 의한 세척조 오염 및 이로 인한 악취발생 그리고 세척제 농도의 감소를 방지하는 오존주입공정 제공하여 박테리아나 곰팡이와 같은 세균으로 오염되는 멤브레인 필터를 주기적으로 세척해야 하는 불편함을 해소하고, 오염되지 않은 멤브레인 필터를 사용함으로 안정적인 투과수량을 확보하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 멤브레인 필터에서 배출되는 세척액의 pH를 측정하고, 상기 측정된 pH수치를 전기적인 신호로 변환하여 세척제 투입조절밸브의 제어신호로 입력하는 제어신호 입력공정을 제공하여 세척제 투입을 효율적으로 개선하고, 세척조의 pH 농도를 일정하게 조절하는데 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 오존주입을 이용한 세척액 재이용 공정을 도시한 간략도,
도 2 는 본 발명에 의한 오존주입을 이용한 세척액 재이용 공정을 도시한 순서도,
도 3 은 종래 실시예에 의한 수용성 세척제 재이용을 위한 개략 공정도,
도 4 는 종래 다른 실시예에 의한 수용성 세척제 재이용을 위한 개략 공정도이다.
[도면의 주요 부분에 대한 설명]
11 ... 오존주입장치 12 ... 세척조
13 ... 전처리 여과기 14 ... 유수분리조
15 ... 농축조 16 ... 멤브레인 필터
17 ... 세척액저장조 18 ... pH 미터
19 ... 절삭유 집중탱크 20 ... 세척액 투입조절밸브
21 ... 세척제이송펌프 22 ... 약품세정조
23 ... 유입펌프 24 ... 순환펌프
25 ... 유량계 26 ... 공업용수
27 ... 세척제 28 ... 방부제
29 ... 공기공급기
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오존주입에 의한 세척액 재이용 방법은 오염된 상태의 세척액 및 오일이 담겨있는 세척조 및/또는 유수분리조에 오존을 주입하여 상기 세척액 및 오일에 함유된 세균을 살균하고(오존살균공정), 상기 살균처리된 세척액 및 오일을 전처리여과기에 통과시켜 20미크론 이내의 미세 금속칩을 제거한 후(입자제거공정), 상기 제거되지 않은 큰 입자 세척액 및 오일을 메디아가 충전된 유수분리조에서 10-20 미크론 내외의 오일입자를 합체하여 상부로 부상시켜서 타유를 제거하고(오일제거공정), 상기 타유가 제거된 여액및 멤브레인 필터를 투과하지 못한 미셀형태의 오일을 혼합한 다음, 상기 여액 및 오일의 혼합액을 멤브레인 필터로 배출시키고(농축액혼합공정), 상기 멤브레인 필터로 정제된 세척액의 일부를 재사용하기 위해 세척조로 이송하고, 나머지를 타유가 제거된 여액과 혼합되도록 회류시키고(회류공정), 소정시간 경과 후 상기 회류된 여액을 절삭유 집중탱크로 이송하는 공정으로 이루어진다.
상기 오존살균공정은 비수용성타유(이종유)와 미세칩 그리고 박테리아나 곰팜이등의 각종 미생물이 상온 운전시 멤브레인 필터를 심하게 오염시키는 것을 방지하고, 상기 멤브레인 필터를 통한 안정적인 투과수량을 확보하는 공정이다. 따라서, 상기 오존살균공정은 멤브레인 필터 전공정에서 이루어지는 것이 바람직하고, 특히 세척조 및/또는 유수분리조에 오존을 주입하여 세척조 오염 및 이로 인한 악취발생 그리고 세척제 농도의 감소를 방지하는 것이 바람직한 실시예의 하나이다.
상기 입자제거공정에서는 금속입자와 결합된 상태의 금속비누 역시 금속입자와 함께 침전·제거되며, 비교적 입자가 큰오일이 조의 표면으로 부상한다.
다시의 합체이론(Darcy's law)에 의하면 다공성 충진제가 채워진 충진층을 이종의 혼합액체가 통과할 때, 각 액체성분의유량은 액체에 가해지는 압력차이에 비례하며 그 비례상수는 투과계수가 된다. 따라서, 상기 전처리여과공정을 거친 액체가 오일 제거공정인 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 재질의 폴링 또는 테라렛가 충진된 조의 충진부분 상단에 유입·통과하면서, 부상오일, 물리적으로 유화된 오일 및 부상오일 등과 결합된 상태의 금속비누 등이 물과의 투과계수 차이로 인해속도구배가 발생하며, 오일입자들이 합체되면서 조의 상단으로 부상한다. 부상된 오일은 위어 등 별도의 장치에 의해 제거된다.
상기 회류공정에서 농축액혼합공정으로 회류시키는 것은 멤브레인 필터로부터 회류되는 유량이 시스템 처리용량의 약 30~40배에 이르기 때문에 이를 직접 전처리여과공정 또는 유수분리공정으로 반송하는 경우 상기 공정에서의 유량이 급격히 증가하여 체류시간이 줄어들기 때문에 미세 금속입자 및 물리적으로 유화된 오일, 금속비누 등의 제거효율의 감소를 방지하기 위한 것이다.
상기 농축액혼합공정에서는 상기 멤브레인 필터로부터 회류되는 에멀전형 오일을 소정 시간 경과후 불순물을 제거하고 절삭유 집중탱크로 이송하는 공정이 부가된다.
상기 회류공정에서는 pH 수치가 떨어진(중성으로 떨어진) 세척액이 세척조로 회류되므로, 멤브레인 필터로부터 회류되는 세척액의 pH 수치를 측정해서 세척조의 pH 농도를 일정하게 유지하는 공정이 필요하다. 따라서, 상기 회류공정은 멤브레인 필터로 정제된 세척액의 pH 수치를 측정하고 상기 측정된 세척액의 pH 수치를 전기적인 신호로 변환한 다음, 상기 전기적인 신호를 세척제 투입조절밸브의 제어신호로 입력하는 제어신호입력공정을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 멤브레인필터는 일정기간 사용되면 필터링 효과가 떨어지므로 정기적인 세정 공정이 필요하다. 통상적으로 상기 멤브레인필터는 약 한달을 주기로 25-35%의 필터링 기능이 저하되는데, 상기 25-35%의 필터링 기능을 회복하기 위하여 본 공정 중에서 농축액혼합공정과, 회류공정 등을 중지하고 소정 약품을 사용해서 멤브레인 필터를 세정한다.
상기 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 방법을 실현하기 위하여 본 발명은, 세균을 살균할 수 있는 오존을 생성하며, 오존이 흐를 수 있는 오존관로가 형성된 오존주입장치가 구비되고, 금속부품 등을 세척할 수 있는 세척액이 채워지고, 상기 세척제가 토출되는 세척제 토출구가 형성된 세척제 저장조가 구비되며, 상기 오존주입장치의 오존관로 및 세척제 저장조의 배출로에 연결되며 세척액 및 오일이 채워지고 상기 세척액 및 오일이 외부로 배출될 수 있도록 일단이 개방된 세척조와, 상기 세척조의 세척액 및 오일이 배출되고, 상기 세척액 및 오일의 미세 금속칩이 제거되도록 형성된 전처리여과기와, 상기 오존주입장치의 오존관로에 연결되며 상기 전처리여과기에서 여과된 세척액 및 오일이 유입되고 상기 유입된 세척액 및 오일에 10-20 미크론 내외의 오일입자를 합체해서 타유를 제거하는 유수분리조와, 상기 유수분리조를 통과한 여액 및 미셀형태의 오일을 혼합되어 혼합액이 생성되는 농축조와, 상기 농축조의 혼합액이 유입되고, 상기 혼합액의 세척제 성분은 수용성 세척액 내에 유지되면서 유화된 각종 가공유 및 입자들만을 제거하도록 미세공이 형성되며, 상기 유화된 각종 가공유 및 입자들이 상기 농축조로 회류되도록 회류관이 형성되고, 상기 수용성 세척액이 상기 세척조로 배출되도록 배출관이 형성된 멤브레인 필터; 를 포함하는 세척액 재이용 장치를 제공한다.
상기 유수분리조는, 열처리 후 세정공정, 폐수용성 오일처리 공정 등에서 발생되는 부상오일, 물리적으로 유화된 오일 등의 오일이 많을 경우, 부피기준으로 2/3와 1/3이 되도록 내부격벽을 형성하고, 2/3에 해당하는 부분은, 유입된 난처리성 폐수 또는 수용성 세척액에 포함되어 있는 부상오일 또는 물리적으로 유화된 오일등을 제거하여 세척조로 재순환 시키며, 1/3에 해당하는 부분은, 유입된 난처리성 폐수 또는 수용성 세척액에 포함되어 있는 부상오일 또는 물리적으로 유화된 오일등을 제거한 후 농축조로 유출시키도록 할 수 있다.
상기 농축조는 멤브레인 필터에서 회류된 절삭유를 소정 시간이 경과한 후, 불순물을 제거하고 이송시켜서 저장하는 절삭유 집중탱크를 부가하는 것이 바람직하다.
상기 오존주입장치, 세척제 저장조, 세척조, 전처리여과기, 유수분리조, 농축조의 각 장치 전단에는 배출펌프, 전자유량계를 장착하는 것이 바람직하며, 특히 전자유량계는 유속, 단위 시간당 배출량 등을 기록할 수 있으므로 보다 세밀한 모니터링이 가능하다.
부가하여, 본 발명에서는 상기 멤브레인 필터와 세척조 사이에 장착되며 세척액의 pH 수치를 측정할 수 있는 pH 미터와, 상기 pH 미터의 pH 수치를 입력받고 상기 pH 수치에 의해 전기적인 신호를 발생하는 제어기와, 상기 세척제 저장조의 배출구에 장착되고 상기 제어기의 전기적인 신호를 입력받으며 상기 제어신호에 의해 밸브가 조절되는 세척액 투입조절밸브가 포함된다.
상기 pH 미터, 제어기, 세척액 투입조절밸브는, 멤브레인 필터에서 배출되는 세척액의 pH 농도가 묽어졌을 경우(중성으로 떨어지는 경우), 회류된 세척액의 세척효과가 떨어짐으로 pH 수치에 의해 전기적인 신호를 발생하여 세척제 투입조절밸브를 개폐하고 세척액을 투입하여 세척조의 pH 농도를 적당하게 유지한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 공정을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 공정을 도시한 것이고, 도 2는 상기 공정의 순서를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 오존주입에 의한 세척액 재이용 방법은, 박테리아나 곰팡이 등의 미생물 발생에 의한 세척조(12) 오염 및 이로 인한 악취발생 그리고 세척제 농도가 묽어지는 것을 방지하고, 멤브레인 필터(16)가 오염되는 것을 방지하기 위하여 세척조(12) 및/ 또는 유수분리조(14)에 오존이 주입된다. 상기 오존은 오존주입장치(11)로부터 주입되며, 단위시간, 세척조의 오염정도에 따라 조절된다(S11).
그리고, 상기 세척조(12)에 주입된 오존과 세척액 및 오일이 혼합되어 살균처리되고(S12), 전처리여과기를 통과해서 20미크론 이내의 미세 금속칩이 제거되도록 한다(S13). 상기 20미크론 이내의 미세 금속칩이 제거된 세척액 및 오일은 유수분리조(14)에서 10-20 미크론 내외의 오일입자와 합체하여 상부로 부상되고 타유가 제거되고 농축조로 배출된다(S14).
상기 유수분리조(14)에서 타유가 제거된 여액은 멤브레인 필터를 투과하지 못한 미셀형태의 오일과 혼합되고(S15) 다시 멤브레인 필터(16)로 배출된다. 상기 멤브레인 필터(16)로 배출된 여액은 정제된 세척액으로 변화되어 일부가 재사용되도록 세척조(12)로 이송되고, 나머지가 농축조(15)로 회류된다(S16).
또한, 멤브레인 필터(16)에서 세척조(12)로 이송되는 공정에서 멤브레인 필터와 세척조(12) 사이에 pH 미터(18)를 장착하여 멤브레인 필터(16)에서 정제된 세척액의 pH 농도를 측정하고(S18), 정제된 세척액의 pH 농도에 따라서 세척제 저장조(17)의 세척제 배출구에 장착된 세척액 투입조절밸브(20)에 전기적인 신호를 입력하여 세척제 투입을 조절한다.
상기 농축조로 회류되는 나머지는 에멀전형 오일이며, 절삭유이다. 상기 절삭유는 농축조(15)에서 소정 시간 경과후, 불순물이 제거되고 절삭유 집중탱크(19)로 이송되어 재사용 될 수 있도록 저장된다(S17).
상기 세척액 투입조절밸브(20)는 특정 알고리즘을 갖는 제어기에 의해 제어될 수 있으며, 상기 특정 알고리즘은 세척액 투입 정밀도에 따라서, 또는 세척액 투입반응 시간에 따라서 PID, PI, Fuzzy 알고리즘을 적용할 수 있음을 밝혀둔다(미도시).
또한 상기 제어기는 하드웨어적인 구성은 종래 실시되고 있는 PLC, DSP 및 마이크로 콘트롤러가 될 수 있다.
한편, 도면부호 22는 멤브레인 필터를 세정하기 위한 약품세정조이고, 멤브레인 필터를 사용하는 공정에서 일반적으로 필요한 장치이다. 상기 멤브레인 필터의 세정공정을 간략하면, 본 공정 중에서 농축액혼합공정과, 회류공정 등의 밸브를 차단하여 상기 농축액혼합공정과, 회류공정을 중지하고 소정 약품이 혼합된 상기 약품세정조(22)와 멤브레인 필터(16)만을 연결한 후, 상기 약품세정조의 약품혼합액을 멤브레인 필터(16)를 소정시간 통과시키는 공정으로 이루어진다. 상기 멤브레인 필터의 세정공정은 상기 멤브레인 필터를 사용하는 당업자라면 누구든지 용이하게 실시할 수 있는 공정이므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
본 명세서의 미설명 도면부호 25, 26, 27, 28, 29는 각각 유입펌프, 순환펌프, 유량계, 공업용수, 세척제, 방부제, 공기공급기로서 일반적인 제어공정에서 흔히 사용되고, 통상의 지식을 가진라면 누구든지 용이하게 인식할 수 있는 장치이므로 본 명세서에서는 부가적인 설명을 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 방법 및 그 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 방법 및 그 장치는, 미생물 발생에 의한 세척조 오염 및 이로 인한 악취발생 그리고 세척제 농도의 감소를 방지하는 오존주입공정 제공하여 박테리아나 곰팡이와 같은 세균으로 오염되는 멤브레인 필터를 주기적으로 세척해야 하는 불편함을 해소하고, 오염되지 않은 멤브레인 필터를 사용함으로 안정적인 투과수량을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명은 멤브레인 필터에서 배출되는 세척액의 pH를 측정하고, 상기 측정된 pH수치를 전기적인 신호로 변환하여 세척제 투입조절밸브의 제어신호로 입력하는 제어신호입력공정을 제공하여 세척제 투입을 효율적으로 개선하고, 세척조의 pH 농도를 일정하게 조절할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용된 절삭유를 멤브레인 필터에서 세척액과 분리하여 회류시켜고, 절삭유의 찌꺼기를 제거한 후 상기 절삭유가 재사용되게 함으로 절삭유 절감효과를 부가적으로 얻을 수 있다.
Claims (5)
- 세척공정에서 사용된 오염상태의 절삭유 및 세척액을 회수/재생하는 방법에 있어서,오염된 상태의 세척액 및 오일이 담겨있는 세척조 및/또는 유수분리조에 오존을 주입하여 상기 세척액 및 오일에 함유된 세균을 살균하는 오존살균공정과,상기 오존살균공정에서 살균처리된 상기 세척액 및 오일을 전처리여과기에 통과시켜 20미크론 이내의 미세 금속칩을 제거하는 입자제거공정과,상기 입자제거공정에서 제거되지 않은 큰 입자 세척액 및 오일을 메디아가 충전된 유수분리조에서 10-20 미크론 내외의 오일입자를 합체하여 상부로 부상시켜서 타유를 제거하는 오일제거공정과,상기 유수분리공정을 통과한 여액 및 멤브레인 필터를 투과하지 못한 미셀형태의 오일이 혼합되고, 상기 여액 및 오일의 혼합액이 멤브레인 필터로 배출되는 농축액혼합공정과,상기 멤브레인 필터로 정제된 세척액의 일부를 재사용하기 위해 세척조로 이송하고, 나머지를 농축액혼합공정으로 재순환하되 일정시간 경과 후 절삭유 집중탱크로 이송하는 회류공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 회류공정은 멤브레인 필터로 정제된 세척액의 pH를 측정하고, 상기 측정된 세척액의 pH 수치를 전기적인 신호로 변환하여 세척제 투입조절밸브의 제어신호로 입력하는 제어신호입력공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 방법.
- 세척공정에서 사용된 오염상태의 세척액을 회수/재생하는 장치에 있어서,세균을 살균할 수 있는 오존을 생성하며, 오존이 흐를 수 있는 오존관로가 형성된 오존주입장치와,금속부품 등을 세척할 수 있는 세척제가 채워지고, 상기 세척제가 토출되는 세척제 토출구가 형성된 세척제 저장조와,상기 오존주입장치의 오존관로 및 세척제 저장조의 배출로에 연결되며 세척액 및 오일이 채워지고 상기 세척액 및 오일이 외부로 배출될 수 있도록 일단이 개방된 세척조와,상기 세척조의 세척액 및 오일이 배출되고, 상기 세척액 및 오일의 미세 금속침이 제거되도록 형성된 전처리여과기와,상기 오존주입장치의 오존관로에 연결되며 상기 전처리여과기에서 여과된 세척액 및 오일이 유입되고 상기 유입된 세척액 및 오일에 10-20 미크론 내외의 오일입자를 합체해서 타유를 제거하는 유수분리조와,상기 유수분리조를 통과한 여액 및 미셀형태의 오일을 혼합되어 혼합액이 생성되는 농축조와,상기 농축조에서 정제된 절삭유를 재사용 할 수 있도록 저장하는 절삭유 집중탱크와,상기 농축조의 혼합액이 유입되고, 상기 혼합액의 세척제 성분은 수용성 세척액 내에 유지되면서 유화된 각종 가공유 및 입자들만을 제거하도록 미세공이 형성되며, 상기 유화된 각종 가공유 및 입자들이 상기 농축조로 회류되도록 회류관이 형성되고, 상기 수용성 세척액이 상기 세척조로 배출되도록 배출관이 형성된 멤브레인 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 멤브레인 필터와 세척조 사이에 장착되며 세척액의 pH 수치를 측정할 수 있는 pH 미터와, 상기 pH 미터의 pH 수치를 입력받고 상기 pH 수치에 의해 전기적인 신호를 발생하는 제어기와, 상기 세척제 저장조의 배출구에 장착되고 상기 제어기의 전기적인 신호를 입력받으며 상기 제어신호에 의해 밸브가 조절되는 세척액 투입조절밸브가 포함되는 것을 특징으로 하는 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 유수분리조는, 열처리 후 세정공정, 폐수용성 오일처리 공정 등에서 발생되는 부상오일, 물리적으로 유화된 오일 등의 오일이 많을 경우, 부피기준으로 2/3와 1/3이 되도록 내부격벽을 형성하고, 2/3에 해당하는 부분은, 유입된 난처리성 폐수 또는 수용성 세척액에 포함되어 있는 부상오일 또는 물리적으로 유화된 오일등을 제거하여 세척조로 재순환 시키며, 1/3에 해당하는 부분은, 유입된 난처리성 폐수 또는 수용성 세척액에 포함되어 있는 부상오일 또는 물리적으로 유화된 오일등을 제거한 후 농축조로 유출시키는 것을 특징으로 하는 오존주입에 의한 절삭유 및 세척액 재이용 장치.
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2002
- 2002-06-25 KR KR10-2002-0035599A patent/KR100483253B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100575077B1 (ko) * | 2004-04-27 | 2006-04-28 | 송병은 | 콘크리트제품 제조공정에서 발생되는 폐수의 재활용 방법 |
| CN105087133A (zh) * | 2014-05-14 | 2015-11-25 | 分离设计技术有限公司 | 金属加工油及清洗液处理系统 |
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