KR20060056303A - 폐기물 소각 배출가스 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 폐기물 소각에서 발생하는 배출가스 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 폐기물소각과정에서 발생한 배출가스를 대기중으로 배출하지 않고, 초미세오존기포에 의한 부상분리 수처리장치를 이용하여 배출가스에 함유된 다이옥신 등 유해물질을 제거하는 배출가스 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

폐기물 소각처리에서 연통을 통해 대기 중으로 배출되는 배출가스에는 다이옥신 등 유해물질이 기준치를 상회 배출되는 문제점을 지니고 있는데, 이러한 문제점 해결을 위해, 부상분리장치·초미세기포발생장치·콤프레셔·오존발생장치를 서로 연결시켜 장치를 구성하고, 습식세정처리에서 사용된 오염수를 부상분리장치에 유입시켜 부상분리처리를 행하고, 동시에 배기는 냉각장치로 이송하여 냉각시켜 콤프레셔로 이송시키는데, 이때 오존발생장치에서 생성된 오존과 함께 콤프레셔에 흡입시켜 배기혼합오존으로 압축하여 초미세기포발생장치에 압입시켜 기포수와 배기혼합오존을 혼합·가압하여 초미세기포를 생성시켜서 부상분리장치의 토출실에 토출시켜 부유물질 제거와 동시에 다이옥신 등 유해 오염물질을 산화분해 시킴으로서 대기중으로 배출가스 배출은 방지된다.

다이옥신, 폐기물 소각, 배출가스, 초미세오존기포, 부상분리 수처리장치

Description

폐기물 소각 배출가스 처리장치 및 방법{omitted}

도 1은 장치의 단면도

＜도면의 주요 부분에 대한 설명＞

T: 부상분리장치 A: 제1토출실

B: 제2토출실 B-1: 제3토출실

C·C-1: 청징수 분리실 D: 슬러지회수로

E: 청징수실 F: 슬러지회수장치

1: 습식세정장치 1-1: 배기 이송관

1-2: 저류조(貯留槽) 2: 냉각장치

3: 냉각배기 이송관 4: 콤프레셔

4-1: 오존발생장치 4-2: 오존 이송관

5: 이송관 5-1: 유입구

5-2: 냉각수 이송관 5-3: 청징수 배출관

5-4: 유입관 6: 압축공기 압송관

7: 초미세기포발생장치 8: 압송관

9·10·11: 토출장치 12: 기포수 공급관

13·14: 응집제 주입관

이 발명은 폐기물 소각에서 발생하는 배출가스 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 폐기물소각과정에서 발생한 배출가스를 대기중으로 배출하지 않고, 초미세오존기포에 의한 부상분리 수처리장치를 이용하여 배출가스에 함유된 다이옥신 등 유해물질을 제거하는 배출가스 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

종래로부터 이용되고 있는 소각장치에서 발생하는 배출가스처리 방법의 예를 보면, 소각과정에서 발생한 배출가스에 함유되어 있는 먼지 등을 제거하는 집진기, 유해가스처리장치로 건식 반응탑, 여과집진기, 전기집진기, 습식세정탑, 촉매반응탑 등의 장치를 이용하고 있는데, 근래에 와서 효율을 높이기 위해 전기집진·습식세정·촉매반응 방법을 조합하여 운영하는 방법이 이용되고 있다.

그런데, 전기집진·습식세정·촉매반응 조합 운영방법을 살펴보면, 촉매반응에는 반응온도를 섭씨 320도로 유지해야하는데, 배출가스가 습식세정장치를 통과하면 온도가 저하되며, 다시 온도를 올리는데 에너지가 소요되는 문제점, 그리고 처리되어 대기 중으로 배출되는 배기에 다이옥신 등 유해물질이 기준치를 상회 하게 되는 문제점을 지니고 있다.

이 발명은 위에서 보는 문제점을 해결하고, 배출가스의 대기 배출을 방지하는데 목적이 있으며, 이에 대한 목적 달성을 위해, 수처리 장치인 부상분리장치의 토출실에 3미크론의 초미세오존기포를 복수의 토출실에 순차 연속·토출시켜 반복 산화분해처리한다.

그 장치로서, 부상분리장치·초미세기포발생장치·콤프레셔·오존발생장치를 서로 연결시켜 구성하고, 습식세정처리에 사용된 오염수는 저류(貯留)시키면서 냉각시켜 부상분리장치에 유입시키며, 한편 습식세정처리된 배기는 냉각장치로 이송하여 냉각시키는데, 이 과정에서 잔류하는 수증기는 냉각수로 변환시켜 저류조로 이송시키고, 냉각 배기는 오존발생장치에서 발생시킨 오존과 함께 콤프레셔로 흡입되어 배기혼합오존으로 압축되며, 이 배기혼합오존을 초미세기포발생장치로 압입시키고, 초미세기포발생장치에서는 기포수를 공급받아서 배기혼합오존을 기포수와 혼합·가압하여 초미세기포를 생성시키며, 이때 배기에 의한 초미세기포와 오존에 의한 초미세오존기포가 혼합 생성되고, 이들 초미세기포를 부상분리장치의 각 토출실에 부설된 각 토출밸브로 압송하여 부상분리장치에 초미세기포를 토출시키며, 초미세기포가 각 토출실에 토출·확산됨으로서 유입된 세정 오염수 중의 부유물은 부상분리되어 배출되게 되며, 동시에 유입수 및 배기에 함유된 다이옥신 등 유해물질은 초미세오존기포에 접촉되어 산화분해처리 됨으로서 배출가스를 대기중으로 배출시키지 않게 된다.

도 1은 장치의 단면도로서, T는 격판에 의해서 A·B·B-1·C·C-1·D·E로 구획되어지는 장방형의 부상분리장치이고, A·B·B-1는 초미세기포를 토출시키는 토출실이며, A는 제1토출실로서, 상부에는 저류조(1-2)로부터 저류수를 유입시키는 유입관(5-4) 및 응집탱크로 연결되는 응집제 주입관(13·14)이 부설되어 있으며, 하부에는 초미세기포를 토출시키는 토출장치(9)가 부설되어 있고, B는 제2토출실로서 제1토출실로부터 1차처리수가 격판을 넘쳐 흘러 유입되며, 하부에는 초미세기포를 토출시키는 토출장치(10)가 부설되어 있고, B-1은 제3토출실로서, 2차 처리수가 격판을 넘쳐 흘러 유입되며, 하부에는 초미세기포를 토출시키는 토출장치(11)가 부설되어 있고, C·C-1은 청징수 분리실로서, 청징수를 분리시키게 되며, 분리된 청징수는 하부 통로를 따라 청징수실로 이송되고, F는 슬러지회수장치로서, 제1토출실에서 슬러지회수로(D)의 상부에 걸쳐 부설되어 있으며, 각 토출실의 수면에 부상하는 부유물질을 슬러지회수로에 강제 이송시키고, D는 슬러지회수로 로서, 이송되어오는 슬러지를 외부로 배출시키며, E는 청징수 분리실(C·C-1)에서 이송되는 청징수를 저류시키면서 방류시키는 청징수실이고, 2는 강철관으로 구성되는 냉각장치로서 청징수실(E) 내부에 장착되어 있으며, 이 관 내부로 세정처리된 배기가 통과하면 냉각되게 되고, 5-3은 청징수 배출관이며, 5-2는 냉각수 이송관으로서, 저류조(1-2)의 유입구(5-1)로 연결되어 있고, 3은 냉각 배기 이송관으로서, 냉각장치에서 콤프레셔(4)의 흡입구에 연결되어 있다.

상기에서 토출실은 증감시킬 수 있고, 다이옥신등 유해물질 분해처리 효율을 높이기 위해 제2토출실 또는 제3토출실에 자외선 조사 장치를 부설할 수도 있다.

7은 초미세기포를 생성시키는 초미세기포발생장치로서, 3 미크론의 초미세기포를 생성시켜 압송관(8)을 통해서 토출장치(9·10·11)로 압송시키며, 12는 기포수 공급을 위해 초미세기포발생장치와 청징수실을 서로 연결시키는 기포수 공급관 이고, 4는 콤프레셔로서, 토출 측에는 압축공기를 초미세기포발생장치에 압입시키는 압축공기 압송관(6)에 의해서 초미세기포발생장치에 연결되어 있으며, 흡입 측에는 흡입구가 있고, 이 흡입구에 냉각장치에 연결된 냉각 배기 이송관(3), 오존 발생장치에 연결된 오존 이송관(4-2)이 함께 연결되어 있으며, 4-1은 오존을 발생시키는 오존발생장치로서 오존 이송관(4-2)을 통해서 콤프레셔의 흡입구로 연결되어 있다.

1은 습식세정장치로서, 배출가스를 세정시키고, 1-2는 저류조로서, 습식세정장치에서 세정에 사용된 오염수를 이송받아 저류시키게 되는데, 타의 오염수도 유입시켜 저류시키며, 1-1은 습식세정장치와 냉각장치를 서로 연결시켜 배기를 냉각장치로 이송시키는 배기 이송관(1-1)이고, 5는 이송관으로서, 저류조(1-2)와 습식세정장치(1)를 서로 연결시키며, 5-4는 유입관으로서, 저류조(1-2)에서 제1토출실(A)로 저류수를 유입시킨다.

주입되는 응집제는 세정처리에 사용된 오염수의 수질에 따라 정해진다.

기포는 구경이 작으면 작을수록 흡착·부착력이 강하고, 수중에서 강한 확산력을 가지는데 이 작용에 의해서 교반효과를 일으켜 주입되는 응집제는 수중에 확산 되게 된다.

오존을 초미세기포화 시키는 것은 효율을 극대화시키기 위한 것으로서, 오존은 기포의 구경이 크면 클수록 수중에 토출 되었을 때, 바로 수면으로 상승하여 대기중으로 배출되어 산화분해에 사용되는 양이 적고, 반대로 미세한 기포의 구경으 로 가공되면 대기로 배출되지 않고 수중에 오래 체류함으로 투입된 오존을 거의 이용하게 되어 소량의 오존 투입으로 수중의 오염물질을 효율적으로 산화분해 하게 된다.

상기와 같이 구성된 실시 예의 작용에 대하여 설명한다.

장치가 작동되면, 먼저 습식세정과정에서 발생한 오염수는 저류조(1-2)로 이송되어 저류되는데, 타의 오염수도 유입되어 함께 저류되고, 저류수는 저류중에 섭씨 30도 이하로 냉각되어 제1토출실(A)로 유입되며, 제1토출실(A)에는 지정된 응집제가 응집제 주입관(13·14)을 통해서 주입되고, 한편 습식세정장치(1)를 통과한 배기는 냉각장치(2)로 이송되어 냉각되며, 이때 배기중에 잔류하는 수증기가 있을 때는 냉각되어 냉각수로 변환되고, 이 냉각수는 냉각수 이송관(5-2)을 통해서 저류조(1-2)의 유입구(5-1)로 이송되어 저류된다. 한편, 냉각장치를 통과한 배기는 냉각배기 이송관(3)을 통해서 콤프레셔(4)의 흡입구로 이송된다.

오존발생장치(4-1)는 오존을 생성시켜 콤프레셔(4) 흡입구로 이송되며, 이때 냉각장치를 통과한 냉각 배기도 함께 콤프레셔(4)의 흡입구로 이송되어 오존과 냉각배기는 함께 콤프레셔에 흡입되어 지정된 수치로 압축되는데, 초미세기포발생장치 내의 가압수치보다 한 단계 높은 수치로 압축되고, 압축된 배기혼합오존은 초미세기포발생장치(7)에 압입된다.

초미세기포발생장치는 기포수 공급관(12)을 통해서 청징수실(E)로부터 기포수를 공급받아 지정된 수치의 압력으로 가압하고 있는데, 압축 배기혼합오존이 압 입되면 기포수와 배기혼합오존을 혼합·가압하여 3미크론의 초미세기포를 생성시켜 각 토출장치(9·10·11)로 압송시키며, 초미세기포를 압송 받은 각 토출장치(9·10·11)는 각 토출실(A·B·B-1)에 배기에 의한 초미세기포와, 오존에 의한 초미세오존기포를 혼합·토출시키게 된다.

흡입되는 배기의 양이 부족하면 그 부족 양만큼 공기가 흡입되게 된다.

제1토출실에 토출된 초미세기포는 급속하게 수중에 확산되면서 교반효과를 일으키고, 이 작용에 의해서 주입되는 응집제는 확산되어 부유물질을 응집시키며, 응집된 부유물질은 초미세기포에 의해서 수면으로 부상하게 되고, 한편 다이옥신 등 유해물질은 확산되는 초미세오존기포에 접촉이 이루어지면서 산화분해 작용이 진행되어 1차 처리는 이루어지며, 1차 처리에서 유입 수중의 부유물질은 90% 이상 부상분리되어 슬러지회수로(D)로 회수되고, 세정시에 오염된 수중의 다이옥신 등 유해물질도 상당히 산화분해되어져서 계속 유입되는 유입수에 의해서 1차 처리수는 격판을 넘쳐흘러 제2토출실로 자연 이송되며, 제2토출실에서도 제1토출실과 동일 작용에 의해, 초미세기포는 토출되고, 수중의 일부 잔류하는 부유물질은 초미세기포에 의해서 수면으로 부상되며, 다이옥신 등 유해 물질은 확산작용을 하는 오존과 접촉하여 산화분해처리는 상당한 수치로 진행되어져서 2차처리는 이루어지고, 계속 유입되는 유입수에 의해서 처리수는 격판을 넘쳐 흘러 제3토출실로 자연 이송되며, 제3토출실에서도 제2토출실에서와 같이 초미세기포는 토출되고, 제2토출실에서 미처리되어 잔류하는 부유물질은 초미세기포에 의해 수면으로 부상분리되며, 다이옥 신 등 유해물질은 다시 초미세오존기포와 접촉하여 산화분해 작용이 반복되어 3차 처리는 진행되고, 처리수는 계속 유입되는 유입수에 의해서 격판을 넘쳐 흘러 청징수 분리실(C·C-1)로 자연 이송되며, 청징수 분리실(C·C-1)에서 수면에 부상하는 잔류 부유물질은 슬러지회수장치(F)의 작동에 의해서 슬러지회수로(D)로 강제회수되고, 청징수는 분리되어 하부 흐름 통로를 따라 청징수실(E)로 이송되게 되며, 청징수실(E)로 이송·유입되는 청징수는 냉각장치와 접촉되게 되고, 냉각장치의 관 내부로 통과하는 고온의 배기는 냉각되며, 냉각관을 접촉·통과한 청징수는 계속 이송·유입되는 청징수에 의해서 청징수 배출관(5-3)을 통해 외부로 배출되게 된다.

상기에서 고농도의 다이옥신 등 유해물질을 함유하고 있을 때는 자외선 조사 처리를 토출실에서 병행처리할 수 있다.

이상과 같은 작용에 의해서 다이옥신 등 유해물질은 산화분해되어 배출농도허용기준치 이하로 제거되고, 대기중으로 배출가스의 배출은 방지된다.

이 발명은 폐기물 소각장치에서 배출되는 배출가스에 함유되는 다이옥신 등 오염물질을 초미세오존기포에 의한 부상분리 수처리장치를 이용하여 산화분해시키므로서, 대기중으로 배출가스를 배출하지 않게됨으로 배출가스 배출을 위한 연통은 생략된다.

Claims (1)

1. 습식세정과정에서 세정수로 사용된 오염수는 저류조(1-2)에서 저류된 후, 부상분리장치의 제1토출실(A)로 유입되고, 이 유입수에 응집제가 주입되는 단계;

   습식세정처리된 배기는 청징수실에 내장된 냉각장치(2)로 이송되어 냉각되면서 배기중에 함유된 잔류 수증기는 냉각수로 변환되고, 냉각 배기는 콤프레셔(4)로 이송되는 단계;

   냉각장치(2)에서 냉각된 냉각수를 저류조(1-2)로 이송되는 단계;

   오존발생장치(4-1)에서 생성된 오존과 냉각장치를 통과한 냉각 배기가 콤프레셔(4)의 흡입구로 이송되어 콤프레서로 흡입되고, 콤프레셔는 배기와 오존을 압축하여 배기혼합오존을 초미세기포발생장치로 이송하는 단계;

   초미세기포발생장치에서 배기혼합오존을 기포수와 혼합·가압해서 초미세기포를 생성시켜 각 토출장치(9·10·11)로 압송시키는 단계;

   부상분리장치의 제1토출실(A)에 3미크론의 초미세기포 및 초미세오존기포가 혼합 토출됨으로서, 유입된 오염수 수중의 부유물질은 부상분리되고, 다이옥신 등 유해물질은 초미세오존기포에 접촉되어 산화분해처리되어 1차 처리가 이루어지는 단계;

   1차 처리수를 순차로 제2토출실(B), 제3토출실(B-1)로 이송시키면서 2차, 3차 초미세오존기포에 의한 산화분해처리를 반복적으로 행하는 단계;

   수면에 부상한 부유물질은 슬러지회수장치(F)의 작동에 의해서 슬러지회수 로(D)를 통해 외부로 배출되고, 청징수는 하부 통로를 따라 청징수실(E)로 분리·이송되는 단계;

   청징수실로 이송된 청징수는 냉각장치에 접촉되어 냉각장치를 냉각시킨 후, 배출관을 통해서 외부로 배출되는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각 배출가스 처리방법.

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