KR20040079720A - 공업용수의 공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생활하수등의 오수를 정화 처리하여 공업용수로 재활용할 수 있도록 한 것인 바, 그 구성은 생활하수등의 오수를 일차적으로 정화 처리한 처리장으로부터 공급파이프를 통해 정화수를 공급받아 화학 처리하는 공급조와, 그 공급조로부터 공급된 처리수의 부유물질을 분리 제거하기 위한 디스크 여과유니트와, 그 디스크 여과유니트로부터 처리수를 공급받아 각각의 여재층을 통과시켜 여과시키기 위한 다층 여과유니트 및 와류형 여과유니트와, 그 와류형 여과유니트로부터 공급된 처리수중 미세 성분을 여과시키기 위한 마이크로 필터 유니트와, 마이크로 필터 유니트로부터 공급된 처리수를 열교환시켜 일정 온도로 유지시키는 열교환유니트와, 그 열교환된 처리수내의 전도물질인 이온 성분들을 분리 제거하기 위한 역삼투압 여과유니트와, 각 여과유니트들 사이에 마련되어 처리수에 일정 압력을 부여함과 아울러 최종 공급수를 공장내 냉각설비측으로 공급하기 위한 복수개의 펌프부로 구성된 것이다.

이에 따르면 본 발명은 생활하수등의 오수를 정화하는 하수종말 처리장에서 1차 처리되어 공급된 처리수를 공업용수로 사용 가능할 정도의 수질로 정화할 수 있을 뿐만 아니라, 여과에 필요한 여재의 재처리가 가능하도록 함으로써 공업용수의 공급비용을 대폭 절감시킬 수 있도록 한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 냉각설비의 냉각수와 처리수가 상호 열교환되므로, 냉각수의 냉각에 요구되는 비용과 처리수의 온도를 상승시키는 데 요구되는 설비 및 비용을 절감시키는 효과를 갖는다.

Description

공업용수의 공급시스템{a provision system of industrial water}

본 발명은 공업용수의 공급시스템에 관한 것으로, 특히 생활하수등의 오폐수를 정화 처리된 물로 공업용수로 재활용함과 아울러, 재처리에 요구되는 여재로 제강공정중 발생되는 폐부산물인 슬라그를 이용하도록 한 공업용수의 공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 산업 고도화에 따른 각종 산업 폐기물이 대량으로 발생되고, 그 폐기물들은 환경 및 자연 생태계의 파괴로 이어지며, 그중 산업 폐기물로 인한 수질 오염이 심각한 지경에 이르고 있다.

통상 산업의 발전과 도시화는 공업 폐수, 생활하수등의 각종 오폐수를 다량 배출시키게 되고, 이로 인해 한정된 물 자원을 더욱 오염시켜 물부족현상을 부추기고 있는 실정이다.

이에 대한 물 오염현상을 해결하기 위해 오폐수를 일정한 정화과정을 거쳐 배출하도록 되어 있으나, 이는 정화 능력 및 정화 효율상의 문제점이 제기되고 있다.

한편, 근래에는 한번 사용한 오수 또는 하수를 한번 또는 반복적으로 사용하도록 한 중수도 시스템이 장려되고 있으며, 일정 규모 이상의 건물, 공장등에는 반드시 중수도 시스템을 도입하도록 의무화되어 있다.

이러한 중수도 시스템은 단독 건축물, 공장의 오폐수를 자체적으로 처리하여 사용하는 단독 이용방식과, 인접한 두개 이상의 복합 건축물 또는 아파트 단지 대규모 주택단지의 오수를 처리하여 사용하는 복합이용방식과, 하수처리시설 또는 공단 폐수를 한번 더처리한 후 이용하는 공공이용방식으로 구별되며, 현재 국내에서는 대개 단독이용방식이 주로 채용되고 있다.

이에 따른 오폐수 정화방식은 별도의 오폐수 처리장에서 오폐수를 집수하고,그 집수된 오폐수에 화학약품을 투입하여 정화시키는 화학적 처리방식을 주로 채용하고 있으나, 이는 화학약품의 투입으로 인한 유지관리비가 높을 뿐만 아니라, 화학약품의 투입에 따라 발생되는 슬러지의 처리에 과다한 비용이 요구되는 문제점이 있었다.

또한, 오폐수를 자갈, 모래, 숯등의 여재에 통과시켜 여과하는 방식인 물리적 처리방식은 처리시간이 지연되어 정화효율이 낮을 뿐만 아니라, 여과지에서 사용된 모래등은 재처리가 불가능하여 또 다른 폐기물을 양산시키게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 선행기술의 일 예로는 대한민국 특허공개번호 제 2002-89393호 "오폐수정화장치 및 그 정화방법"에 개시되고 도 1에 도시된 바와 같이, 아토마이징 처리된 슬래그볼을 이용한 오폐수 처리장치로서, 그 구성이 슬래그볼(1)이 충진되어 슬래그볼층이 형성된 여과상 반응기(2)와, 그 여과상 반응기(2)에 처리될 유입 오폐수를 공급하는 균등조(3)와, 그 여과상 반응기(2)에서 처리된 처리수가 집수되는 처리수조(4)를 포함하여 된 것이다.

또, 여과상 반응기(2)의 하부에는 슬래그볼(1)을 세척할 수 있도록 역세척 펌프(5)가 설치되고, 여과상 반응기(2)의 상부에는 역세척수가 배출되어 역세척수 저장조(6)로 송출하기 위한 송출밸브가 설치되어 있다.

그 슬래그볼은 전로에서 용융된 1000℃이상의 제강 슬래그를 물이 분사되는 분사기류측으로 통과시킴과 동시에 급냉시켜 아토마이징 처리되도록 함으로써, 스피넬이 일어나면서 유리와 같은 결정구조를 갖게 된 것이다.

위와 같은 구조의 종래 오폐수 정화장치는 오폐수를 슬래그볼이 충진된 여과상 반응기내로 통과시켜 여과시키는 방식을 채용하고 있다.

상기한 중수도 시스템의 개념과는 달리, 종래 공업용수가 공급되는 제철 및 제강설비가 설치된 대규모 공장의 경우, 공업용수의 절감을 위해 공급수가 리사이클 경로를 통해 순환되어 재사용되는 방식을 채용하고 있으나, 냉각을 위한 많은 양의 냉각수가 증발되어 일정량 이상의 물이 매일 요구되고 있으며, 이는 상수를 이용하는 공업용수의 공급에 많은 비용이 요구되는 문제점이 있었다.

한편, 바다와 인접된 곳의 생활 하수는 정화처리장에서 정화처리된 후에도 수질이 낮아 상수로서 재 사용이 어렵기 때문에 많은 양의 처리수가 바다로 방류되고 있는 실정이다.

이를 위해 오수의 정화처리방식을 이용하여 공업용수를 채용하기 위한 내용이 제안되었으나, 오수의 정화처리를 위한 시설이 많은 공간을 차지할 뿐만 아니라, 정화처리에 필요한 시간이 지연되어 많은 양의 공업용수를 충족시키기에는 부족함과 아울러, 앞서 설명한 바와 같은 여재 사용상의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 오수를 정화처리하여 공업용수로 사용함으로써 공업용수의 공급비용을 대폭 절감할 수 있도록 함과 아울러, 작은 공간내에서 많은 양의 정화처리수를 공급할 수 있도록 한 공업용수의 공급시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 여재의 재처리가 가능할 뿐만 아니라, 효과적인 정화 처리에 따른 정화 효율성을 증대시키는 공업용수의 공급시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 오폐수 정화장치의 일 예를 보인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 공업용수의 공급시스템을 나타낸 개략적 구성도.

도 3은 본 발명의 요부 단면도.

도 4는 본 발명의 작동상태를 순차적으로 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 처리장 20 : 공급조

30 : 디스크 드럼 필터 55 : 슬래그볼

95 : 펌프부 100 : 냉각설비

U1 : 디스크 여과유니트 U2 : 다층 여과유니트

U3 : 와류형 여과유니트 U4 : 마이크로 필터 유니트

U5 : 역삼투압 여과유니트 U6 : 열교환유니트

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 생활하수등의 오수를 정화 처리하는 하수종말 처리장으로부터 정화 처리된 정화수가 공급 파이프를 통해 공급되어 화학 처리되는 공급조와, 상기 공급조로부터 처리된 처리수내의 부유물질을 여과 분리하는 디스크 드럼 필터로 구성된 디스크 여과유니트와; 상기 디스크 여과유니트로부터 처리된 처리수가 공급되어 내부에 충진된 복수층의 여재층을 통과하면서 여과되는 다층 여과유니트와; 상기 다층 여과유니트로부터 공급된 처리수가 내부로 분사되어 와류 형태로 공급되고 내부에 복수층의 여재층을 갖는 와류형 여과유니트와; 상기 와류형 여과유니트의 유출구에 연결되어 처리수를 미세 여과시키기 위한 마이크로 필터 유니트와; 상기 마이크로 필터 유니트를 통과하여 필터링된 처리수를 일정 범위내의 온도를 갖도록 열교환하기 위한 열교환유니트와; 상기 열교환된 처리수를 농축수와 최종 공급수로 분리하여 유기,무기물질을 분리 제거시키기 위한 역삼투압 여과유니트와; 상기 각 유니트의 처리수에 일정 압력을 제공하며 상기 최종 공급수를 공장내의 냉각 설비측으로 송출시키기 위한 복수개의 송출펌프로 구성된 펌프부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로, 상기 다층 여과유니트와 와류형 여과유니트의 내부에 충진된 여재가 슬래그볼인 것과, 상기 여재층은 각 층마다 다른 입자크기의 슬래그볼이 충진된 것이 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 열교환유니트는 상기 처리수가 상기 공장 냉각설비의 냉각수와 혼합되어 열교환되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 공업용수의 공급시스템은, 도 2 내지 도 4를 참조, 생활하수등의 오수를 침전조, 반응조, 처리조등의 단계들을 거쳐 일정 수질로 정화 처리하는 처리장(10)으로부터 공급파이프를 통해 정화수를 공급받아 화학 처리하는 공급조(20)로부터 화학 처리된 처리수중 부유물질을 분리 제거하기 위한 디스크 여과유니트(U1)와, 그 디스크 여과유니트(U1)로부터 처리수를 공급받아 각각의 여재층을 통과시켜 여과시키기 위한 다층 여과유니트(U2) 및 와류형 여과유니트(U3)와, 그 와류형 여과유니트(U3)로부터 공급된 처리수중 미세 성분을 여과시키기 위한 마이크로 필터 유니트(U4)와, 마이크로 필터 유니트(U4)로부터 공급된 처리수를 대략 30~50℃의 온도로 열교환시키는 열교환유니트(U5)와, 그 열교환된 처리수를 농축수와 최종 공급수로 분리시켜 처리수내의 유기,무기물질을 분리 제거하기 위한 역삼투압 여과유니트(U6)와, 각 여과유니트들 사이에 마련되어 처리수에 일정 압력을 부여함과 아울러 최종 공급수를 공장내 냉각설비(100)측으로 공급하기 위한 복수개의 펌프부(95)로 구성된 것이다.

더욱 상세하게 설명하면, 그 공급조(20)는 일정 거리 이격 설치된 처리장(10)으로부터 공급파이프가 배관처리되어 상호 연결되고, 화학 약품탱크로부터 약품이 공급되어 화학 처리되는 구조를 갖는다.

그리고, 디스크 여과유니트(U1)는 공급조(20)를 통해 화학 처리된 처리수가 부유물질과 분리되도록 다수개의 주름판이 방사형으로 회전가능하게 설치되고 그 회전시 물을 분사시켜 부유물질을 외부로 배출시키는 복수개의 디스크 드럼 필터(30)로 구성된 것으로, 슬러지등의 부유물질을 분리하여 탈수 처리한 후에 외부로 배출시키는 공정을 갖는다.

또한, 다층 여과유니트(U2)는 복수개의 다층 여과필터(50)로 구성되며, 그 여과필터의 케이싱(52) 내부에 복수층의 여재층을 형성하고, 그 여재층을 통과시키면서 여과시키는 방식을 채용하되, 그 여재는 각기 다른 입자크기를 갖는 슬래그볼(55)을 채용함이 바람직하다.

그 와류형 여과유니트(U3)는 복수개의 와류형 여과필터(60)로 구성되어 전체적인 구성이 다층 여과유니트(U2)와 대략 유사한 구성을 가지며, 복수층의 여재층이 내부에 충진되고, 상부에서 와류형태로 처리수가 여재층을 통과하도록 적정 각도의 물 분사수단이 설치되어 있다.

한편, 다층 여과유니트(U2)와 와류형 여과유니트(U3)는 여재층의 세척을 위해 역방향 세척방식을 채용하며, 이는 각 케이싱의 하부에서 세척수가 상부로 분사되어 별도의 세척파이프를 통해 여과재에 흡착된 슬러지등의 이물질을 외부로 배출시키는 공정을 의미한다.

그 열교환유니트(U5)는 처리수의 온도가 공장내의 냉각수로 요구하는 온도보다 낮을 뿐만 아니라, 각 공장내의 냉각수가 제강공정을 거치면서 온도가 상승되기 때문에 온도를 낮춰야 하므로, 위의 두 조건들을 동시에 만족시키기 위해 처리수와냉각수를 서로 열교환시켜 일정 범위내의 온도를 유지시키기 위한 것이다.

미설명 부호 "42","44"는 각 유니트들로부터 처리된 처리수가 다음 공정으로 이송되기 전에 집수되는 집수조들을 각각 나타낸 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

생활하수등의 오수를 처리장(10)에서 일차적으로 정화 처리한 후에 그 정화수를 공급파이프를 통해 공장내에 설비된 공급조(20)내로 공급하고, 공급조(20)내에 화학 약품을 투입하여 슬러지를 분리시키며, 그 디스크 여과유니트(U1)에서 여과처리하여 슬러지를 별도로 분리시켜 외부로 배출시킨다.

이어서, 디스크 여과유니트(U1)에서 여과된 처리수는 다층 여과유니트(U2)와 와류형 여과유니트(U3)에서 복수층의 여재층을 통과하면서 여과되고, 마이크로 필터 유니트(U3)를 거쳐 미세성분이 여과된 후에 열교환유니트(U5)측으로 압송된다.

이후에 열교환유니트(U5)측으로 압송된 처리수는 공장내의 냉각설비에서 순환되는 냉각수와 접촉되면서 열교환되어 적정 범위내의 온도를 유지하게 된다.

그 열교환된 처리수는 역삼투압 여과유니트(U6)에서 이온성분이 농축수와 함께 걸러져 외부로 배출되고, 그 나머지의 최종 공급수가 펌프부(95)의 압송력에 의해 냉각설비측으로 공급되어 제강공정시 냉각수로 활용하게 된다.

한편, 앞서 설명한 실시예에서와 같이 본 발명은 각 여과 유니트들에 병렬 설치되는 각각의 필터 갯수에 따라 처리할 수 있는 용수의 공급량이 가변되므로, 사업장에 요구되는 용수량에 따라 차별되게 설치할 수 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 생활하수등의 오수를 정화 처리하여 공업용수로 재활용할 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 생활하수등의 오수를 정화하는 설비가 공장내에 설치 가능하도록 설비가 콤팩트화되고, 공업용수로 사용 가능할 정도의 수질로 정화할 수 있을 뿐만 아니라, 여과에 필요한 여재의 재처리가 가능하도록 함으로써 공업용수의 공급비용을 대폭 절감시킬 수 있도록 한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 냉각설비의 냉각수와 처리수가 상호 열교환되므로, 냉각수의 냉각에 요구되는 비용과 처리수의 온도를 상승시키는 데 요구되는 설비 및 비용을 절감시키는 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 생활하수등의 오수를 정화 처리하는 하수종말 처리장(10)으로부터 정화 처리된 정화수가 공급 파이프를 통해 공급되어 화학 처리되는 공급조(20)와, 상기 공급조(20)로부터 처리된 처리수내의 부유물질을 여과 분리하는 디스크 드럼 필터(30)로 구성된 디스크 여과유니트(U1)와;

   상기 디스크 여과유니트(U1)로부터 처리된 처리수가 공급되어 내부에 충진된 복수층의 여재층을 통과하면서 여과되는 다층 여과유니트(U2)와;

   상기 다층 여과유니트(U2)로부터 공급된 처리수가 내부로 분사되어 와류 형태로 공급되고 내부에 복수층의 여재층을 갖는 와류형 여과유니트(U3)와;

   상기 와류형 여과유니트(U3)의 유출구에 연결되어 처리수를 미세 여과시키기 위한 마이크로 필터 유니트(U4)와;

   상기 마이크로 필터 유니트(U4)를 통과하여 필터링된 처리수를 일정 범위내의 온도를 갖도록 열교환하기 위한 열교환유니트(U5)와;

   상기 열교환된 처리수를 농축수와 최종 공급수로 분리하여 유기,무기물질을 분리 제거시키기 위한 역삼투압 여과유니트(U6)와;

   상기 각 유니트의 처리수에 일정 압력을 제공하며 상기 최종 공급수를 공장내의 냉각 설비측으로 송출시키기 위한 복수개의 송출펌프로 구성된 펌프부(95);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공업 용수의 공급시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다층 여과유니트(U2)와 와류형 여과유니트(U3)의 내부에 충진된 여재가 슬래그볼(55)인 것을 특징으로 하는 공업 용수의 공급시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 여재층은 각 층마다 다른 입자크기의 슬래그볼(55)이 충진되어 된 것을 특징으로 하는 공업 용수의 공급시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 열교환유니트(U5)는 상기 처리수가 상기 공장 냉각설비(100)의 냉각수와 혼합되어 열교환되는 것을 특징으로 하는 공업 용수의 공급시스템.