KR20040025517A - 도금시설의 폐수 무방류 및 대기오염물질 무배출 시스템 - Google Patents

Abstract

도금시설에서는 도금과정에서 폐수와 산가스 등 대기오염물질을 발생시킨다.

이러한 폐수와 대기오염물질을 지금까지는 폐수처리장과 대기오염물질 정화장치인 습식 스크러버에서 제거한 후 외부로 배출하여 왔다.

그러나 폐수처리장과 습식 스크러버에서 제거한 후 외부로 배출하여 왔다.

그러나 폐수나 대기오염물질 모두 폐수처리장이나 대기 정화장치인 스크러버에서 오염물질을 제거한 후 외부로 배출하고 있지만 제거장치에서 제거안 된 잔여물질이 남아 있어 이것이 지속적으로 외부로 배출되므로써 수질오염과 대기오염을 야기 시켜 왔다.

이에 본 발명 시스템인 폐수 무방류 시스템과 대기 무배출 시스템을 고안하여 수질오염을 완벽하게 방지하였을 뿐만 아니라 폐수를 전량 재이용하여 용수절감 효과까지 달성하였고 대기오염도 마찬가지로 완벽하게 방지하였을 뿐만 아니라 처리후 공기를 실내로 다시 넣어 바깥 공기가 작업장내로 들어오는 것을 방지하므로써 외부 먼지 특히 황사가 있을 경우 다량의 외부 먼지로 인한 도금불량을 방지하고, 하절기나 동절기에 냉난방 효과에 미치는 영향을 차단하여 결과적으로 결과적으로 냉난방 효율을 높이는 효과도 얻을 수 있다.

본 발명 시스템에 대한 개요는 도 3에서 보는 바와 같이 우선 폐수 재이용을 위해 도금 공정별로 폐수 무방류 장치 및 대기오염물질 무배출 장치를 각각 설치한다.

각 공정별로 설치되는 장치의 시스템은 모두 대동소이하다.

그러므로 본 기술은 동도금의 경우를 예를들어 간략하게 기술하면

도 4에서 폐수 무방류 시스템의 경우 각 수세조(101)에서 배출되는 폐수는 막분리(25,26) 과정을 통해 농축수와 희석수로 분리하고 막분리에서 농축된 물은 저온 증발방식(19,21)에 의해 더욱 농축시키게 되는데, 증발기(21)에서 증발된 수증기는 냉각장치를 갖춘 고효율 기액접촉식 습식스크러버(12)에서 냉각 응축하여 응축된 물은 수세조(101)로 공급되어 재사용되고, 저온 증발기(19,21)에서 증발후 남은 농축된 물은 도금조(1)에 공급되어 재사용하는 완전순환방식을 적용한 무방류 방식으로 폐수로 인한 수질오염이 없고 사용용수를 절감한 획기적인 방식이다.

또한 대기 무배출 시스템의 경우 무배기후드(2)로 흡인된 대기오염물질을 함유한 공기는 고효율 기액접촉식 스크러버(12)에서 고효율로 제거한 후 전량 토출닥트(16)를 통해 들어가며 들어간 풍량 중 60%는 토출후드(161)를 통해 불어주고 불어준 공기는 다시 배기후드(2)로 흡인되는 순환 방식으로 되어 있고, 들어가는 풍량의 20%는 가열수 증발기(21)로 다시 들어가며, 나머지 20%는 이온교환스크러버와 같은 2차 고효율 제거장치(17)에서 처리후 작업장내로 불어주므로써 대기중으로 배출이 전혀 없는 무배출 방식으로 대기오염물질로 인한 대기오염이 없고 종래방식의 문제점인 외부 먼지로 인한 도금불량방지와 냉난방 문제를 해결하였다. 여기에서 중요한 것은 작업장내로 들어가는 20%의 경우에는 작업장으로 넣어주기 때문에 작업장 허용농도(작업자가 건강상 나쁜 영향을 미치지 아니하는 농도)의 1/5∼1/10이하로 무해한 정도까지 처리하는 것이 중요하다.

Description

도금시설의 폐수 무방류 및 대기오염물질 무배출 시스템{No Discharge Waste Water ＆ No Exhaust Air Pollution System in Electro Plating}

도금은 어떠한 소재나 구리나, 니켈, 크롬등을 얇게 피막을 입히는 작업으로 소재 표면에 불순물을 세척 제거하는 전처리 공정, 구리를 도금하는 동도금 공정,니켈을 도금하는 니켈도금 공정, 크롬을 도금하는 크롬 도금 공정 등 여러 공정을 거쳐 제품을 만드는 시설이다.

도금과정은 일정한 크기의 도금탱크 안에 여러 약품을 넣은 물을 넣고 소재를 물 안에 침적시킨 상태에서 전기도금 한다.

도 1은 일반적인 도금공정을 나타낸 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이 도금 후에는 수세조가 있어 세척을 하여 주며 계속 수세하다보면 수세시 용해된 금속물질이나 산이온 등이 축적되므로 일정량의 물을 보충하여 주고 보충된 물만큼 폐수로 나가 금속물질이나 산이온 등이 축적되는 것을 방지하며 이 과정에서 일정량의 폐수가 지속적으로 발생한다.

또한 도금공정에서는 각 도금조마다 도금에 필요한 황산, 크롬산 등 각종 약품을 넣어주며 이러한 약품이 용해된 용액 표면에서 용액의 증발, 폭기 등에 의한 미스트 비산과 전기 도금시 도금조안에 발생하는 수소 가스 등이 액체 표면에 올라 기포가 터지면서 비산되어 액체 표면위로 산 미스트 및 가스등 여러 대기 오염물질이 발생하고 있다.

종전 도금 시설에서는 도1에서 보듯이 수세조에서 발생되는 폐수는 폐수처리장을 설치하여 폐수처리장에서 처리한 후 하천으로 방류하고, 발생하는 대기오염물질은 후드로 포집하여 배기팬으로 흡인 스크러버 등 대기오염방지시설에서 정화시킨 후 대기중으로 배출하는 방식으로 사용되어 왔다.

그러나 이러한 방식은 폐수의 경우 폐수처리시설에서 오염물질을 제거하더라도 제거 안 된 잔여 오염물질의 지속적인 방류로 수질오염을 야기하고 있으며 대기의 경우에도 마찬가지로 제거 안 된 대기오염물질의 지속적인 대기중 배출로 대기오염을 야기하고 있다.

도 2는 도금 공정중 폐수와 대기오염물질을 종전 방식에 의해 처리되는 것을 흐름도로 나타낸 것으로

수세조(101)에서 발생되는 폐수는 폐수 배관(3)을 통해 폐수처리장(4)으로 유입정화시킨 후 방류되며, 동도금조(1) 및 산세조(102)에서 발생되는 산 미스트 및 산가스 등 대기오염물질은 배기팬(5)의 흡인에 의해 후드(2)로 흡인 배기닥트(201)를 거쳐 일반적으로 사용하고 있는 유해가스 정화장치인 충전탑식 습식스크러버(7)에서 제거한 후 제거 안 된 잔여 가스는 연돌(10)을 통해 대기중으로 배출되도록 구성되어 있다.

여기에서 통상 사용되는 폐수처리시설(4)은 폐수성상에 따라 산화 또는 환원처리 등 화학적처리와 활성탄 흡착 등의 처리 등으로 환경법상 기준치 이내로 처리 후 방류하며,

대기오염물질 제거시설로 통상 사용되는 충전탑식 습식스크러버(7)는 탑내부에 면적이 넓고 물의 흐름이 골고루 흐르면서 압력손실이 낮은 구조로 되어 있는 충진물(8)을 채워놓고 물 순환펌프(6)로 펌핑하여 분사노즐(9)로 충진물 위에 물을 뿌려주면 물이 총진물 표면을 흐르며 이곳으로 산가스가 물로 흡수 제거한후 대기중으로 배출되도록 구성되어 있다.

이처럼 폐수나 대기 모두 정화시설에서 처리후 외부로 배출하는 시스템으로 제거 안 된 잔여오염물질에 의해 수질오염과 대기오염을 야기하여왔다.

이 외에 문제점으로 폐수의 경우에는 수질오염과 함께 폐수로 방류된 만큼 용수를 공급해 줘야 하므로 다량의 공업용수가 하고 대기의 경우에는 배기후드(2)를 통해 다량의 공기가 외부로 배출되고 배기된 만큼 대기중 분진을 함유한 외부공기가 작업장내로 유입되므로써 도금불량을 발생시키며 또한 하절기에는 냉방된 실내공기를, 동절기에는 난방된 실내공기를 단시간에 외부로 배출되고 동시에 외기공기의 실내 유입으로 냉난방 효과가 거의 없을 정도로 떨어지는 문제점이 있어 왔다.

이에 본 고안은 도3에 나타낸 바와 같이 폐수의 경우에는 전처리, 동도금, 니켈도금, 크롬도금별로 분리한 후 공정별로 막분리 처리와 저온증발 및 응축 등의 처리하여 재사용하므로써 폐수 무방류 시스템으로 용수절감과 폐수 오염 문제를 근본적으로 해결하고 대기분야에서는 폐수에서와 같이 순환 방식에 의한 무배출방식을 발명하여 대기오염을 완벽하게 방지하는 것은 물론 외기공기로 인한 도금불량 방지와 냉난방 문제를 해결한 방식이다.

본 발명은 다음과 같은 기술적 과제를 고려하였다.

(1)폐수 배출이 없는 무방류 시스템을 적용하여 수질오염을 근원적으로 없애고, 물을 재사용하므로써 물을 재활용한다.

(2)대기중으로 배출이 없는 무배출 시스템을 적용하여 대기오염을 근원적으로 없애고, 후드에서 흡인된 공기는 처리후 전량 다시 넣어 주는 순환방식을 채택하여 외기가 작업장내로 유입되는 것을 차단하므로써 외부 먼지로 인한 도금 불량을 방지함과 동시에 다량의 배기로 인한 냉방(하절기)과 난방(동절기)의 문제점을 해결한다.

도1은 전형적인 도금시설의 공정흐름도

도2는 도금공정에서 종전방식의 폐수 및 대기오염물질 처리방식 흐름도

도3은 본 고안방식의 도금시설의 공정흐름도

도4는 도금공정에서 본 고안방식인 폐수 무방류 및 대기오염물질 무배출 처리방식 흐름도

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명

1...동도금조 101...수세조

102...산세조 2...배기후드

201...배기닥트 3...폐수이송관

4...폐수처리장 5...배기팬

6...순환펌프 7...충전탑식 습식스크러버

8...충진물 9...분사노즐

10...연돌 11...미스트 제거기

12...고효율 기액 접촉식 스크러버

(예:다공판식 습식스크러버 Sieve Plate Type)

13...다공판 세트 14...냉매배관

15...응축수 이송관 16...토출닥트

161...토출후드

17...2차 고효율 제거장치(예:이온교환 스크러버)

18...가열수 펌프 19...농축수 가열탱크

20...히터 21...가열수 증발기

22...가열수분사노즐 23...저장조

24...농축조 25...저장조용 막분리기(R/O)

26...농축조용 막분리기(R/O)

301...저장조부터의 농축조 이송관 302...농축조부터의 막분리기 이송관

303...농축조부터의 가열탱크 이송관 304...고농축수 순환관

305...희석수 이송관 306...저장조부터의 막분리기 이송관

307...농축수 순환관 308...처리수 재이용관

309...가열탱크부터의 증발기 이송관 310...분리수 이송관

311...고농축수 재이용관

도4 방식에 나타낸 본 발명은 도2 방식과 비교하여 크게 다음 2가지 다른 특징을 가지고 있다.

첫 번째 다른 점은 폐수처리방식으로 도2에 나타낸 종전방식은 각 수세조(101)에서 배출되는 폐수는 폐수처리장(4)에서 정화시킨 후 외부로 방류하는 방식으로 되어 있어 처리 후 잔류하는 오염물질이 외부로 방류되어 수질오염을 야기하고 방류된 폐수만큼 용수를 공급해야하므로 용수가 필요한 방식인 반면 도4에 나타낸 본 발명은 폐수의 재사용을 위해 각 도금공정별로 폐수 재활용장치를 설치한 방식으로 각 수세조(101)에서 배출되는 폐수는 막분리(25,26) 과정을 통해 농축수와 희석수로 분리하고 막분리에서 농축된 물은 저온 증발방식(19,21)에 의해 더욱 농축시키게 되는데, 증발기(21)에서 증발된 수증기는 냉각장치를 갖춘 고효율 기액접촉식 습식스크러버(12)에서 냉각 응축하여 응축된 물은 수세조(101)로 공급되어 재사용되고, 저온 증발기(19,21)에서 증발후남은 농축된 물은 도금조(1)에 공급되어 재사용하는 완전순환방식을 적용한 무방류 방식으로 폐수로 인한 수질오염이 없고 사용용수를 절감한 획기적인 방식이다.

두 번째 다른 점은 대기오염물질 처리방식으로 도2에 나타낸 종전 방식은 도금탱크(1,102)에서 증발 배출되는 대기오염물질을 단순히 흡인후드(2)로 흡인하여 충전탑식 습식스크러버(7)에서 정화한후 대기중으로 배출하는 방식으로 되어있어충전탑식 습식스크러버(7)에서 제거 안 된 잔여 대기오염물질에 의해 대기오염을 야기하고 또한 다량의 배기공기로 인해 대기중 분진을 함유한 외부공기의 작업장내 유입으로 도금불량을 발생함과 동시에 하절기에는 냉방된 실내공기를, 동절기에는 난방된 실내공기를 외부로 배출로 인해 외기공기가 실내로 유입되어 냉난방 효율을 떨어뜨려 결과적으로 과대한 비용을 야기시키는 반면 도4에 나타낸 본 고안은 배기후드(2)로 흡인된 대기오염물질을 함유한 공기는 고효율 기액접촉식 스크러버(12)에서 고효율로 제거한 후 전량 토출닥트(16)를 통해 들어가며 들어간 풍량 중 60%는 토출후드(161)를 통해 불어주고 불어준 공기는 다시 배기후드(2)로 흡인되는 순환 방식으로 되어 있고, 들어가는 풍량의 20%는 가열수 증발기(21)로 다시 들어가며, 나머지 20%는 이온교환스크러버와 같은 2차 고효율 제거장치(17)에서 처리후 작업장내로 불어준다. 여기에서 중요한 것은 작업장내로 들어가는 20%의 경우에는 작업장으로 넣어주기 때문에 작업장 허용농도(작업자가 건강상 나쁜 영향을 미치지 아니하는 농도)의 1/5∼1/10이하로 무해한 정도까지 처리하는 것이 중요하다. 그러나 2차 고효율 제거장치(17)의 추가적인 시설로 설비비가 증가하는 요인이 있으나 2차 고효율 제거장치(17) 용량이 적기 때문에 경제적 부담을 줄일 수 있다.

이 외에 본 발명에 적용된 시스템에는 몇가지 설계상 특징이 있는데 폐수 재활용 시스템중 가열수증발기(21)에서 증발된 수증기를 물로 응축 회수하는 장치를 대기오염물질을 제거하는 고효율 기액접촉식 스크러버(12)에서 동시에 이루어지도록 구성되어 있어 결과적으로 폐수 무방류(재활용) 시스템과 대기 무배출 시스템 두 시스템이 상호 연관되어 있다.

그렇기 때문에 도3에서 보는바와 같이 폐수 재활용 시스템은 물론 대기 무배출시스템도 각 도금공정별로 분리하여 설치된다. 즉 전처리공정에는 전처리용 폐수 재활용 장치와 산가스등 대기오염물질 무배출 장치가 설치되고 동도금공정에는 동도금용 폐수 재활용 장치와 산가스등 대기오염물질 무배출 장치가, 니켈도금에는 니켈도금용 폐수 재활용 장치와 산가스등 대기오염물질 무배출 장치가, 크롬도금에는 크롬도금용 폐수 재활용 장치와 산가스등 대기오염물질 무배출 장치가 설치된다.

또한 각 도금공정별로 설치된 폐수 재활용 시스템에서는

1) 수세조(101)에서 계속되는 세척으로 용해된 금속이온 및 산이온 등의 이온 물질의 분리공정을 막분리 방식을 채택하였다.

막분리 방식이란 금속이온이나 산이온과 같은 물질은 통과하지 못하고 물은 통과하는 막(멤브렌)을 설치하여 이곳으로 물을 통과 시켜 통과 전 부분은 폐수가 계속 통과하면서 통과 못한 이온들로 점차 농도가 높아지고, 막을 통과한 곳은 막에 의해 이온이 제거되어 희석수로 분리되도록 한 방식이다.

참고로 이온 물질의 분리를 막분리 방식외에 이온교환수지 방식 등 다른 방식을 적용할 수 있으나 이 경우 이온물질이 분리과정에서 화학 변화가 일어나 농축수의 재 사용시 도금에 문제가 발생할 수 있다.

2) 막분리 된 농축수를 증발에 의해 2차 농축 방식을 증발방식으로 채택하되 농축수 가열탱크(19)에서 히터(20)로 50∼60℃로 가열한 후 가열된 온수는 가열수증발기(21)에서 분사노즐(22)로 미세하게 분사 후 바람을 불어줘서 증발시키는 방식으로 증발시키고 증발된 수증기는 고효율 기액접촉식 스크러버(12)에서 대기오염물질 제거와 동시에 냉매에 냉각 된 순환수로 기액 접촉에 의해 냉각하여 물로 응축 회수하도록 구성하였다.

이 방식을 일명 저온 증발방식이라 하며 증발기에서 100℃이상 가열하여 증발시키는 고온 증발방식과 대별된다.

본 발명에서 간단한 고온 증발방식을 적용하지 않고 저온 증발방식을 채택한 이유는 고온 증발할 경우 물안에 함유된 이온물질 등이 화학변화를 일으켜 도금 조 및 수세조로 물을 재이용하는데 문제가 생기기 때문이며 도금공정에서 물에 용해된 물질들이 화학변화를 야기하지 않는 물의 온도를 60℃이하로 본다.

또한 각 도금공정별로 설치된 대기오염물질 무방류 시스템에서는

1) 토출 배기후드 방식을 채택하고 있다.

토출 배기후드 방식은 도금탱크와 같이 탱크표면에서 증발 배출되는 산가스등 대기오염물질 제거에 적합한 방식인데 그것은 도2에서 적용한 단순히 배기후드(2)만 설치한 방식은 배기후드에서 멀리 떨어진 부분에서 증발 배출되는 대기오염물질은 배기후드로 흡인하는 흡인력이 약해 흡인효율이 떨어지기 때문이다. 토출 배기후드 방식의 개념은 도3에 나타낸 도금조(1,102)에서 보는 바와 같이 토출 바람으로 증발 배출되는 대기오염물질을 토출후드(161)로 불어서 배기후드 가까운 곳으로 보내 배기후드로 흡인하는 것으로 흡인효율이 우수하다.

본 발명에서 적용한 토출 배기후드 방식은 후드에서의 흡인효율을 높이는 역할 이외에 또 다른 중요한 의미를 갖는다. 그것은 스크러버에서 정화된 공기의 60%를 토출후드에서 불어주는 풍량으로 순환 사용하여 무배출 방식을 가능케하기 때문이다.

2) 본 발명에서 산가스 등 대기오염물질 제거에 사용되는 스크러버는 대기오염물질 제거와 동시에 증발기에서 수증기를 냉각 응축시키는 역할도 수행하여야 한다. 그러므로 산미스트 및 산가스의 고효율 제거와 열교환 능력이 큰 방식의 스크러버를 적용하는 것이 중요하다.

이러한 조건을 만족하는 시설은 여러 가지가 있을 수 있으나 경제적인 방식으로는 기체와 액체가 직접 접촉하는 구조를 가진 스크러버 방식이 적합하다 할 수 있다. 이러한 구조를 가진 스크러버로는 버블캡 트레이(Bubble Cap Tray) 방식, 다공판(Sieve Plate) 방식 등 여러 방식 중 한 가지를 채택하여 사용할 수 있으며 선정시 설비비 등 경제성을 고려하여 선정한다.

여기에서는 예를 다공판(Sieve Plate) 방식을 기준하여 기술하였다.

참고로 다공판 방식의 스크러버는 도4 그림에서 보듯이 수만개의 약 6mm의 크기로 뚫린 구멍을 가진 다공판과 다공판 위 10mm위에 임펙트플레이트가 설치된 다공판세트가 여러층 설치되어 있어 기체는 작은 구멍이 뚫린 구멍사이로 들어가고 물은 판위로 흐르면서 물층을 형성하며, 구멍사이를 통과한 기체가 물층을 통과하면서 수많은 미세한 기포를 만들면서 기액 접촉에 의해 산가스등 대기오염물질 제거와 열교환이 이루어진다.

3) 고효율 기액 접촉식 스크러버(12)에서 처리후 토출닥트로 다시 들어가는 풍량중 80%는 순환되고 나머지 20%는 2차 고효율 제거 후 작업장으로 확산시킨다.이처럼 20%가 남는 이유는 토출 배기 후드방식 특성상 토출 풍량 보다 배기 풍량이 크기 때문에 차이만큼 작업장내 공기가 배기후드로 들어가기 때문이며 완벽한 순환구조로 무배출을 달성하기 위해서는 이 양만큼 작업장안으로 넣어 줘야 한다.

여기에서 작업장안으로 확산시키는 20% 공기는 작업장환경기준을 만족해야하므로 2차 제거가 필요하다.

2차 제거장치로는 여러 방식을 고려할 수 있으며 예를들면 이온교환스크러버나 다단식 흡착시설 등을 적용할 수 있으며 용량이 작고 크기가 작은 점을 고려하데 실내에 설치하는 것이 바람직하다.

참고로 예를 든 이온교환스크러버는 산가스 제거의 경우 염기성이온기를 가진 섬유(천) 표면으로 산가스를 접촉시켜 제거하는 방식으로 산미스트 및 산가스를 90%이상 고효율 제거가 가능하고 산가스와 반응하여 천에 부착된 오염물질은 일정기간마다 가성소다 등으로 재생하여 지속적으로 제거하도록 구성되어 있다. 지금까지 본 발명 시스템의 특징에 대해 기술하였으며 운전방식 등 구체적으로 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

전형적인 도금공정은 도1에서 나타낸 바와 같이 전처리공정은 연마, 탈지, 수세, 산세, 수세과정을 거처 소재에 있는 이물질을 제거하며, 동도금공정은 동도금, 수세, 산세, 수세과정을 거쳐 소재표면에 동을 도금하고, 니켈도금공정은 니켈도금, 수세과정을 거쳐 니켈도금을, 크롬도금공정은 크롬활성화, 크롬도금, 수세과정을 거쳐 크롬도금을, 마지막으로 탕세 수세등 후처리공정을 거쳐 도금작업이 이루어진다. 본 시스템에서는 상술한 바와 같이 특성상 각 도금공정별로 각각 폐수재활용 시스템과 대기오염물질 무배출 시스템을 설치하도록 되어 있으며 이를 도3에 나타내었고 각 도금공정별 방식이 같으므로 도4에 나타낸 동도금공정을 기준으로 기술코져한다.

폐수 재활용(무방류) 시스템의 경우

동도금 및 산세 후 세척하는 수세조(101)에서 배출되는 폐수는 폐수이송관(3)을 통해 저장조(23)로 이송되며 폐수가 계속 유입되어 저장조부터의 농축조이송관(301)으로 오바 플로우(flow)되어 농축조(24)로 넘어간다.

저장조(23)와 농축조(24)에는 각각 저장조용 막분리기(25)와 농축조용 막분리기(26)가 설치되어 있어 저장조부터의 막분리기이송관(306)을 통해 물을 처리하는 저장조용 막분리기(25)로 보내져 막분리기에 설치된 막을 통과한 청정수에 가까운 희석수는 처리수 재이용관(308)을 통해 세척조(101)의 보충수로 공급되고 막을 통과하지 못해 이온 농도가 높아진 농축수는 농축수순환관(307)을 통해 다시 저장조(23)로 보내진다. 한편 농축조(24)에서 막분리기이송관(302)을 통해 물을 처리하는 농축조용 막분리기(26)로 보내져 막분리기에 설치된 막을 통과한 희석수는 희석수이송관(305)을 통해 저장조(23)로 보내지고 막을 통과하지 못해 이온농도가 높아진 고농축수는 고농축수순환관(304)을 통해 다시 농축조(24)로 보내진다.

또한 농축조(24)에서 일정량은 농축조부터의 가열탱크이송관(303)을 통해 농축수 가열탱크(19)로 보내진다. 농축수 가열탱크(19)에 있는 농축수는 히터(20)로 60℃로 가열하여 가열수펌프(18)와 가열탱크부터의 증발기이송관(309)으로 가열수증발기(21)로 보내지며 가열수증발기(21)안에 설치된 가열수분사노즐(22)에서 가열수펌프(18)의 압에 의해 미세한 물방울로 분사된다. 분사된 미세한 가열수 물방울은 증발기 안으로 흐르는 바람에 의해 증발된다.

증발 안 된 물방울은 미스트제거기(11)에서 분리되어 증발기 아래로 떨어진 물은 분리수이송관(310)을 통해 가열탱크(19)로 떨어지고, 증발된 증기는 배기닥트(201)를 통해 증기를 냉각 응축시키는 고효율 기액접촉식 스크러버(12)로 들어가며 들어간 증기는 냉매배관(14)안으로 흐르는 냉매에 의해 냉각된 순환수와의 기액접촉에 의해 수증기를 물로 응축시켜 순환수와 함께 스크러버 아래로 떨어진다.

응축수로 순환수의 양이 증가하며 증가된 응축수는 오바플로우 되어 응축수이송관(15)을 통해 저장조(23)로 들어간다.

또한 농축수 가열탱크에서 소량의 고농축수는 도금조(1)로 보내져 재이용 된다.

이로써 발생되는 폐수는 여러 공정을 거쳐 청정수에 가까운 희석수와 초고농축수로 분리하여 희석수는 세척수로 재이용하고 초고농축수는 도금조물로 재이용하여 완전 순환 재사용하므로써 무방류 시스템을 구성하게 된다.

대기 무배출 시스템의 경우

동도금조(1)와 산세조(102)에서 발생하는 산미스트, 산가스 등 대기오염물질은 토출후드(161)에서 불어주는 공기와 배기후드(2)의 흡인에 의해 대기오염은 배기후드 안으로 들어가 가열수 증발기(11)에서 증발된 수증기와 합께 배기닥트(201), 배기팬(5)을 거쳐 고효율 기액접촉식 스크러버(12)로 유입된다.

고효율 기액접촉식 스크러버(12)에서는 스크러버 순환수안으로 냉매배관(14)으로 냉매가 흐르면서 순환수를 냉각하고 냉각된 순환수를 스크러버 순환펌프(6)로 기액접촉층인 다공판세트(13)로 공급하여 다공판세트 위에 형성된 냉각된 물층을 다공판 구멍으로 들어온 대기오염물질 및 증발수증기를 함유한 공기가 통과하면서 기액 접촉에 의해 대기오염물질을 제거하고 동시에 증발수증기를 냉각 응축수로 만들고, 기액접촉 과정에서 비산되는 미스트는 미스트 제거기(11)에서 제거하여 정화된 공기는 토출닥트(16)를 통해 정화된 공기의 60%는 토출후드(161)로 불어주고, 20%는 가열수 증발기(21)에서 바람으로 증발시키기 위해 넣어주고, 나머지 20%는 이온교환스크러버와 같은 2차 고효율 제거장치(17)에서 미량의 잔여대기오염물질을 제거한 후 작업장 안으로 불어준다.

본 발명은 종전 방식과 비교하여 다음과 같이 개선하였다.

도1, 도2에 나타낸 종전 방식은 수세조(101)에서 발생하는 폐수는 폐수처리장(4)에서 처리후 방류되기 때문에 처리후 잔여 오염물질에 의해 수질오염을 야기 시킨다.

도금조(1)에서 발생하는 대기오염물질의 경우에도 배기팬(5)의 흡인력으로 배기후드(2)로 흡인 된 후 충전탑식 습식 스크러버(7)에서 제거 된 후 연돌(10)을 통해 대기중으로 배출되기 때문에 제거 안 된 잔여 대기오염물질에 의해 대기오염을 야기시킨다.

뿐만아니라 배기후드로 다량의 공기가 빠져나가 이로 인해 옥외로부터 먼지를 함유한 외기 특히 황사가 발생할 경우 다량의 먼지가 작업장으로 들어와 도금불량을 야기한다. 게다가 동절기나 하절기에 냉난방한 실내공기를 다량의 외기로 대체하므로써 냉난방 효과를 현격하게 저하시키는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 도3, 도4에서 나타낸 바와 같이 폐수 무방류 시스템을 도입하여 수질오염을 전혀 일으키지 않는 효과뿐만 아니라 폐수를 재사용하므로써 용수 절감효과까지 있다.

또한 대기의 경우에도 무배출 시스템을 도입하여 대기오염을 전혀 일으키지 않는 효과뿐만 아니라 작업장 안으로 외기가 유입되는 것을 차단하여 외부 먼지로 인한 도금 불량을 막을 뿐만 아니라 동절기나 하절기에 냉난방 효과를 유지시켜주는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 도금시설에서 발생하는 폐수와 대기오염물질을 각각 무방류 시스템과 무배출시스템으로 처리하는 데 적용하는 시설로, 도금 공정인 전처리 공정, 동도금 공정, 니켈도금 공정, 크롬도금 공정 등 각 도금공정별로 각각 폐수 무방류 시스템과 대기오염물질 무배출 시스템을 설치하며

   각 폐수 무방류 시스템과 대기오염물질 무배출 시스템의 구성은

   폐수 무방류 시스템의 경우 수세조에서 배출되는 폐수를 모으는 저장조;

   금속이온이나 산이온과 같은 물질은 통과하지 못하고 물은 통과하는 막을 설치하여 저장조물을 청정수에 가까운 희석수(막을 통과한 물)와 농축수로 분리해 주는 저장조용 막분리기;

   저장조에서 오바 플로우 된 물을 넣어 두는 농축조;

   금속이온이나 산이온과 같은 물질은 통과하지 못하고 물은 통과하는 막을 설치하여 농축조물을 희석수(막을 통과한 물)와 고농축수로 분리해 주는 농축조용 막 분리기;

   농축수를 더욱 농축시키고 농축수의 화학 변화 없이 농축시키는 저온 증발장치인 히터가 설치된 농축수 가열탱크;

   와 가열수의 고압 분사로 미세하게 잘게 쪼개진 물방울을 바람으로 증발시키는 가열수 증발기;

   를 설치하고 연결배관으로

   수세조에서 배출되는 폐수를 저장조로 보내는 폐수이송관;

   저장조에서 오바 플로우관으로 농축조로 연결된 저장조부터의 농축조 이송관;

   저장조에서 막분리기로 연결된 저장조부터의 막분리기 이송관;

   저장조물이 막분리기에서 막을 통과한 청정수를 재이용하기 위해 수세조로 보내는 처리수 재 이용관;

   저장조물이 막분리기에서 금속이온 등이 막을 통과하지 못해 농도가 높아진 농축수를 다시 저장조로 보내는 농축수 순환관;

   농축조에서 막분리기로 연결된 농축조부터의 막분리기 이송관;

   농축조물이 막분리기에서 막을 통과한 희석수가 된 물을 저장조로 보내는 희석수 이송관;

   농축조물이 막분리기에서 금속이온 등이 막을 통과하지 못해 농도가 높아진 고 농축수를 다시 농축조로 보내는 고농축수 순환관;

   일정량의 농축수를 저온 증발하기 위해 농축수 가열탱크로 보내는 농축조부터의 가열탱크 이송관;

   농축수 가열탱크에서 가열수 펌프로 가열수 증발기까지 보내는 가열탱크부터의 증발기 이송관;

   가열수 증발기에서 증발된 수증기가 기액 접촉식 스크러버(냉각장치)에서 냉각 응축된 물을 저장조까지 연결된 응측수 이송관(15)으로 구성되며

   대기오염물질 무배출 시스템의 경우

   도금조에서 발생하는 대기오염물질을 흡인하는 배기후드;

   대기오염물질을 함유한 배기공기가 흐르는 배기닥트;

   대기오염물질을 함유한 공기를 빨아주고 불어주는 배기팬;

   대기오염물질 제거와 가열수 증발기에서 증발한 수증기를 냉각 응축하는 시설로 하우징 내부에 여러단의 기액접촉 다공판세트가 장착되고 다공판세트 후단에 미스트 제거기를 부착한 하우징 세트에 부대시설로 순환수 펌프 및 연결배관, 하우징하단 순환수안에 냉매배관을 갖춘 고효율 기액접촉식 스크러버;

   정화된 토출공기가 흐르도록 설치한 토출닥트;

   도금조 탱크위에 위치하여 대기오염물질을 배기후드 쪽으로 불어주는 토출후드;

   토출 풍량의 약 20%유량을 작업장으로 불어주기 위해 미량의 잔여 대기오염물질을 2차 제거해 주는 2차 고효율 제거장치;

   가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금시설의 폐수 무방류 및 대기오염물질 무배출 시스템.