KR200221886Y1 - 동결농축법을 이용한 악성폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐수의 처리시 오염물과 순수한 물의 빙점의 차이를 이용하여 분리 농축하여 악성폐수를 효율적으로 처리하는 폐수 동결농축방법의 장치에 관한 것이다.

본 동결농축장치는 폐수의 부유물 농도에 따라 여과 등 전처리를 행하거나 방류수 및 처리수의 요구수준에 따라 생물학적 처리공정을 후속공정으로 활용하여 산업폐수,침출수,축산폐수 등의 악성폐수를 효과적으로 처리 가능한 장치로, 이를 구현하기 위하여 본 고안의 폐수 동결농축장치는 동일공간에서 보다 넓은 동결표면을 제공하며 얼음결정의 완속성장 및 얼음계면의 난류도를 증가시키어 높은 오염 물질의 분리농축 효율을 얻을 수 있도록 상부에 수실을 갖는 수직다관형 제빙기와 냉동기로 구성되며 탈빙된 순수한 얼음은 콘베어 및 경사 분리대를 통하여 용해조로 분리된후 냉동기의 응축열에 의하여 해빙되어 처리수로서 재활용 되도록 구성하였다.

Description

동결농축법을 이용한 악성폐수 처리장치{Freeze Concentrator For Wastewater}

본 고안은 폐수의 처리시 오염물과 순수한 물의 빙점의 차이를 이용하여 고농도 악성폐기물을 동결방법 및 속도에 의해 분리농축을 용이하게 하는 폐수처리 기술 및 장치에 관한것 이다.

일반적으로 고농도 악성폐수는 독성 및 난분해성 으로 인하여 생물학적, 화학적 처리가 곤란하여 액상소각, 습식산화, 진공증발 등과 같은 방법으로 처리 및 처분이 되고 있다.

그러나 액상 소각방법 및 습식산화법 등은 부식 등으로 장치의 내구성이 취약 하며, 처리과정에서 인체에 유해한 다이옥신이나 휘발성 유기화합물이 방출되기 때문에 새로운 2차 오염의 발생원이 되기도 하며, 고가의 시설비 및 막대한 운전 비용이 소요되는 단점이 있다.

증발농축법의 경우도 기술의 특성상 장치의 대형화가 곤란하며 물의 큰 증발 잠열로 인하여 고가의 장비비 및 엄청난 운전비가 소요되는 단점이 있다.

본 고안은 동결농축법의 원리를 이용하여 대량의 악성폐수를 효과적으로 처리 하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 동일공간에서 보다 넓은 동결표면을 제공하며 얼음의 핵 생성이 용이하고 완속성장을 통하여 오염물과의 분리가 원활함과 동시에 얼음 표면의 난류도를 크게하여 세정의 효과를 기하는데 있으며, 처리수의 재활용은 물론 얼음의 융해 에너지를 최대한 활용하여 장치내에서 재순환 응축열로도 사용하고, 외부에 냉열에너지를 공급하여 건물냉방 또는 산업용 냉각수로 사용이 가능하도록 대량의 악성폐수를 경제적이고 효율적으로 처리가 가능한 동결농축 처리 장치를 제공 하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 폐수동결농축 장치의 운전 계통도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1. 콘덴싱유니트 1-1. 냉매 압축기 1-2. 응축기

1-3. 팽창밸브 1-4. 기액분리기 1-5. Hot Gas Defrost Valve

2. 제빙기 3. 콘베어 4. 콘트롤판넬

5. 폐수 순환배관 6. 폐수 담수조 7. 용해조

8. 폐수 순환펌프

본 고안의 도 1.에 의해 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

주 장치인 압축기(1-1)와 응축기(1-2) 및 기액분리기(1-4)를 내장한 콘덴싱유니트(1), 얼음을 만들어 내는 제빙기(2) 및 얼음을 융해조(7)로 이송하는 콘베어 벨트(3)과 이송된 얼음을 융해하는 융해조(7), 폐수를 저장 또는 순환시킨는 폐수 담수조(6), 폐수를 강제 순환시키는 순환펌프(8) 등과 이 모든 장치를 제어하는 콘트롤 판넬(4) 등으로 본 장치는 이루어져 있다.

본 구성에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1의 (6)폐수담수조로 유입된 처리하여야 할 폐수는 (8)폐수 순환펌프에 의해 (5)폐수 순환배관을 통하여 (2)제빙기로 유입되고, (2)제빙기는 상부에 수실을 갖는 원통형의 수직다관형의 구조로 제작되어 수실로 유입된 폐수는 (2-2)제빙관 내부로 자유낙하하면서 (2-1)제빙관외부의 냉매와 열교환하여 얼음이 형성되며, 얼음의 생성시 얼음의 계면으로 배출된 오염물은 자유낙하 하는 폐수순환의 난류도에 의하여 (6)폐수담수조로 회수된다.

이러한 과정을 통하여 생성된 얼음은 제빙관의 형상 및 중앙의 폐수유로 로 인하여 Stic형의 얼음이 생성되며, 얼음의 생성시 (1)콘덴싱유니트의 (1-3)팽창 밸브의 개도 조정을 통하여 (2)제빙기의 증발온도를 조정하며 이를 통하여 얼음의 생성온도 및 시간도 조정할수 있다.

(4)콘트롤판넬에서 폐수의 성상에 따라 일정하게 조정된 운전순서 및 시간에 따라 (1-3)팽창밸브가 닫히고 (1-4)Hot Gas Defrost Valve가 열리면 생성된 얼음은 (2)제빙기에서 탈빙되어 (3)콘베어에 의해 (7)융해조로 분리 유입된다.

(3)콘베어의 이송시 얼음계면에 부착된 미분리 오염물은 얼음표면의 해빙수와 함께 낙하하여 (6)폐수담수조로 회수되고, (7)융해조로 분리 유입된 얼음은 (1)콘덴싱유니트의 응축열로 재사용후 처리수로서 재활용 되며, 이때 처리수는 2℃ ~ 5℃의 저온으로 건물의 냉방 및 산업시설의 냉각수로의 냉열에너지 재활용도를 가진 장치의 고안이다.

본 고안의 폐수 동결농축 장치는 기존의 생물학적, 물리적, 화학적 폐수처리법으로 처리가 불가능한 난분해성, 독성의 악성폐수를 효과적으로 분리농축하여 처리 및 재활용이 가능하게 하며, 처리수의 재활용 및 폐수처리시 발생하는 냉열에너지의 재활용으로 축산폐수,매립지 침출수,산업폐수 등의 악성폐수를 경제적으로 처리하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 폐수 담수조 상부에 상부에 고액분리가 가능한 콘베어와 수실을 갖는 원통형의 수직다관형 제빙기를 설치하고 폐수담수조에는 측면에 인접하여 용해조를 설치하여 제빙기에 연결된 냉동시스템의 냉매와 제빙기를 순환하는 폐수의 열교환에 의해 폐수중의 순수를 제빙하고 폐수는 폐수담수조로 회수 재순환 시키며, 제빙된 얼음은 Hot Gas Defrost하여 제빙기 하단에 설치된 콘베어에 의해 고액분리하여 용해조로 분리 채집하여 용해조에 연결된 냉동시스템의 응축열을 이용하여 해빙함으로서 처리수로서 재활용이 가능토록 하는것을 특징으로 하는 장치의 구성.
2. 제 1항에 있어서 용해조 외면을 2중구조의 Jaket로 제작하여 냉매압축기의 고온고압의 토출가스가 용해조 Jaket를 통과하면서 분리채집된 얼음과 열교환하여 응축되도록 하여 얼음의 해빙에 별도의 열원을 필요로 하지않으며 냉동기의 응축기도 초기시동용 또는 냉동기용량의 과반의 용량으로 줄여 경제적인 냉동시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 장치의 구성.