KR20100009128A - 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치에 관한 것으로, 화성 피막 폐수와 전착 폐수를 각각 화성 폐수 집수조(10)와, 전착 폐수 집수조(40)로 집수하여 각각 전처리하여 폐수의 농도를 균일화한 후 집수하여 피에이치 조정조(60), 유량 조정조(70), 무산소조(80), 미생물 반응조(90), 막분리조(100), 제 1 필터기(110), 제철, 제망간 여과기(120)와, 연수기(130), 역삼투압 여과기(140)를 거쳐 재활용 가능한 용수로 정화하는 것이다.

본 발명은 도장 시 사용되는 폐수를 무방류 상태로 재활용하여 환경오염문제를 방지할 수 있으며, 도장 시 사용되는 물을 재활용함으로써 용수 낭비를 최소화하며 용수 사용에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 것이다.

또한 본 발명은 폐수 처리 효율을 증대시켜 재활용되는 용수를 최초 상태와 동일한 상태로 처리할 수 있어 용수의 낭비로 인한 물부족 문제를 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치{Waste Water Recycling Apparatus}

본 발명은 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 화성 피막 폐수와 전착 폐수를 처리하여 재활용할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 전착도장이란 차체에 음(-)전하를 부여하고, 도료에 양(+)전하를 부여하여 전기적인 현상을 이용하여 강제적으로 차체에 도료를 밀착시키는 것으로 자동차, 건축자재, 일반 금속 제품, 전기 제품, 산업 기계 등의 넓은 분야에 도입되고 있다.

특히 자동차는 차체 및 도어를 포함한 거의 모든 외장재 및 내장재의 도장이 이러한 전착도장으로 이루어지고 있는 실정이다.

그리고 자동차의 도장 시 상기 전착 도장 전에는 차체와 도료와의 부착성을 높여주는 화성 처리 공정을 거치며, 상기 화성 처리 공정은 차체 내, 외판에 부착되어 있는 오물이나 유지분을 완전히 제거한 후 도료와의 부착성을 높이는 인산염 피막을 형성하는 것이다.

상기 자동차의 도장 시에는 상기 화성 처리 공정에서 화성 피막 폐수가 발생하고, 전착 도장 시 전착 폐수가 발생하는 것이다.

자동차 도장 시 발생하는 폐수는 방류 처리할 수 있으나 방류 처리할 경우 도료성분의 무기오염물질로 인한 생물학적처리에 어려움을 가지고 있음은 물론, 생산수의 지속적인 공급으로 인해 용수사용이 과다해지고, 또한 용수공급장치에 문제가 발생했을 경우 생산차질 및 제품불량과 연결되는 것이다.

또한 방류 처리 시에는 도료성분의 무기 오염물로 환경 문제를 발생하는 폐단이 있었던 것이다.

이에 있어, 상기 화성 처리 폐수와 전착 폐수는 하나의 집수조로 집수된 후 역삼투(RO;Reverse Osmosis)모듈을 사용하여 처리되고 있는 실정이다.

그러나 종래의 폐수 처리 설비는 폐수를 하나의 집수조로 혼입하여 처리하는데, 이같은 경우 폐수성상변화가 심하여 처리효율이 악화되며 폐수처리약품비용도 과다소요되는 문제점이 있는 것이다.

또 종래의 폐수 처리 설비는 전처리를 거친 폐수를 폭기조로 바로 유입시켜 생물학적처리를 하는데, 이는 높은 유기물질 유입으로 인하여 과부하현상을 초래, 안정적인 미생물관리가 힘들며 처리수 역시 혼탁되는 문제점이 있었던 것이다.

또한, 종래의 폐수 처리 설비는 재활용 처리 시 역삼투막설비로 공급되는 수질오염도가 높을 경우, 고가설비의 사용기간이 단축되어 폐수처리비용이 증가할뿐만 아니라, 처리수질악화 및 처리수량 저하로 제품에 문제가 될 수 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 화성 피막 폐수와 전착 폐수를 각각 구분하여 전처리한 후 집수하여 처리함으로써 폐수 처리 효율을 증대시키며, 폐수에 포함된 용수를 전량 재활용할 수 있는 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 화성 피막 폐수를 집수하는 화성 폐수 집수조와;

상기 화성 폐수 집수조로 집수된 화성 피막 폐수 내의 미립자를 응집시키는 응집조와;

상기 응집조에서 응집된 슬러지를 침전시키는 침전조와;

전착 도장 시 사용된 전착 폐수를 집수하는 전착 폐수 집수조와;

상기 전착 폐수 집수조에서 집수된 전착 폐수 내에 포함된 도료 성분을 회수하는 도료 회수기와;

상기 침전조와 도료 회수기에 연결되어 각각의 폐수를 집수하며, 집수된 폐수의 피에이치를 조정하는 피에이치 조정조와;

상기 피에이치 조정조에서 처리된 폐수의 유량을 조정하는 유량 조정조와;

상기 유량 조정조 내의 폐수를 탈질처리하는 무산소조와;

상기 무산소조에서 탈질 처리된 폐수 내로 산소를 공급하여 호기성 미생물로 폐수 내의 유기물을 제거하는 미생물 반응조와;

상기 미생물 반응조에서 처리된 폐수를 막을 통과시켜 고액을 분리하는 막분리조와;

상기 막분리조에서 처리된 폐수 내의 화학적 산소 요구량(COD)을 제거하는 제 1 필터기와;

상기 제 1 필터기를 통과한 폐수 내의 철분, 망간을 제거하는 제철, 제망간 여과기와;

상기 제철, 제망간 여과기를 통과한 폐수 내의 경도 유발 물질을 제거하는 연수기와;

연수기를 통과한 폐수를 처리하는 역삼투 모듈을 포함한 역삼투압여과기를 포함한 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 도장 시 사용되는 폐수를 무방류 상태로 재활용하여 환경오염문제 를 방지할 수 있으며, 도장 시 사용되는 물을 재활용함으로써 용수 낭비를 최소화하며 용수 사용에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 것이다.

또한 본 발명은 폐수 처리 효율을 증대시켜 재활용되는 용수를 최초 상태와 동일한 상태로 처리할 수 있어 용수의 낭비로 인한 물부족 문제를 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성을 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 구성을 도시한 개략도로서, 본 발명에서 폐수가 처리되는 공정을 순차적으로 나타내고 있다.

도 3은 본 발명의 미생물 반응조를 도시한 단면도로서, 내부가 밀폐되는 실린더 형으로 형성되며, 내부 중앙에 상, 하부로 관통된 순환관 내부에서 폐수 공급관과 에어 공급관을 통해 폐수와 에어가 함께 공급되어 반응하는 예를 나타내고 있다.

도 4는 본 발명의 농축수 처리수단을 도시한 개략도로서, 역삼투압 여과기에서 걸러진 농축수를 증발 농축시킨 후 건조시켜 처리하는 것을 나타내고 있다.

이하, 도 1 내지 도 2에서 도시한 바와 같이 화성 피막 폐수는 차체에 화성 피막을 입히는 화성 처리공정에서 발생한 폐수로 화성 폐수 집수조(10)로 집수된다.

그리고 전착 폐수는 전착 도장 시 발생하는 폐수로 전착 폐수 집수조(40)로 집수된다.

상기 화성 폐수는 화성 폐수 집수조(10)에서 집수된 후 응집조(20)로 이송되어 폐수 내의 콜로이드성 미립자를 응집시키게 되는 것이다.

상기 응집조(20)는 폐수 내에 응집제를 투입하여 미립자를 응집시키는 제 1 화학 처리조(21)와,

상기 제 1 화학 처리조(21)에서 처리된 폐수에 중화제를 투입하여 폐수의 중성을 맞춰주는 제 2 화학 처리조(22)와,

상기 제 2 화학 처리조(22)에서 처리된 폐수에 응집 보조제를 투입하여 미립자의 응집을 증대시키는 제 3 화학 처리조(23)를 포함한다.

상기 응집제로는 황산 알루미늄을 사용하고, 중화제로는 가성소다를 사용하며 응집 보조제로는 폴리머를 사용하는 것을 기본으로 하며 이외에도 공지된 어떠한 것도 사용이 가능함을 밝혀둔다.

상기 화성 폐수 내의 미립자는 상기한 응집조(20), 즉, 제 1, 2, 3 화학 처리조(21, 22, 23)를 통해 이송되면서 응집되어 슬러지를 형성하는 것이다.

상기 응집조(20)의 폐수는 침전조(30)로 이송되며 상기 침전조(30)는 폐수 내에서 응집된 슬러지를 침전시켜 제거하는 것으로, 침전된 슬러지는 후술될 막분리조(100)에서 분리된 슬러지와 함께 슬러지 저장조(101)로 이송되어 처리된다.

상기 침전조(30)의 폐수는 피에이치 조정조(60)로 이송되어 상기 전착 폐수와 함께 저장되는 것이다.

한편 전착 폐수 집수조(40)의 전착 폐수는 도료 회수기(50)에 의해 도료 성 분이 제거된 후 상기 피에이치 조정조(60)로 이송되어 상기 화성 피막 폐수와 함께 저장되는 것이다.

상기 도료 회수기(50)는 ECS(Electro-deposition System)로 도시하지는 않았지만, 음전극판과 양전극판에 각각 전극을 인가하여 폐수 내의 도료의 양이온을 제 1 양이온막을 통해 음극방향으로 이동시켜 농축실에 농축시키고, 음이온을 제 1 음이온막을 통해 양극방향으로 이동시켜 농축실에 농축시킴으로써 폐수 내의 도료 성분을 제거하는 것이다.

상기 ECS(Electro-deposition System)는 공지된 것으로 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 피에이치 조정조(60)는 상기 침전조(30)에서 처리된 화성 피막 폐수와, 상기 도료 회수기(50)를 통해 도료 성분이 제거된 전착 폐수를 집수하여 미생물이 살 수 있도록 폐수의 피에이치(PH)를 중화시켜 조정하는 것이다.

상기 피에이치 조정조(60)의 폐수는 유량 조정조(70)를 통해 무산소조(80)로 이송되는 것이다.

상기 유량 조정조(70)는 피에이치 조정조(60)의 폐수를 이송하는 데 있어 그 유량을 제어하는 것으로 후술될 슬러지 저장조(101)에 저장된 슬러지를 탈수기(102)로 탈수하면서 발생하는 탈수 여액을 공급받아 함께 처리하게 되는 것이다.

상기 무산소조(80)는 무산소조(80)내 서식하는 탈진균과 유입하수의 내부 탄소원을 이용 질산성 질소를 질소가스로 탈질시켜 질소 제거하는 것이다.

상기 무산소조(80)에서 처리된 폐수는 미생물 반응조(90)로 이송되며, 상기 미생물 반응조(90)는 조 내부로 산소를 공급하여 호기성 미생물로 폐수 내의 유기물 및 무기물을 제거하는 것이다.

상기 미생물 반응조(90)는 도 3에서 도시한 바와 같이 내부가 밀폐되는 실린더 형으로 형성되며, 내부 중앙에 상, 하부로 관통된 순환관(91)이 구비되며, 상기 순환관(91)의 중앙에는 폐수를 공급하는 폐수 공급관(92)과, 폐수 공급관(92)의 중앙에서 에어를 공급하는 에어 공급관(93)을 구비하여, 상기 폐수 공급관(92)의 단부에서 에어와 함께 폐수가 공급되면서 미생물과 반응되는 구조를 가지는 것이다.

상기 미생물 반응조(90)에서 처리된 폐수는 막분리조(100)로 이송되며, 상기 막분리조(100)는 폐수를 다수의 막을 통과시켜 고액분리하는 것이다.

상기 막분리조(100)에서는 활성 슬러지가 걸러지며, 걸러진 슬러지는 슬러지 저장조(101)로 이송되는 것이다.

상기 슬러지 저장조(101)는 상기한 바와 같이 침전조(30)에도 연결되어 침전조(30)의 슬러지와 상기 막분리조(100)에서 걸러진 슬러지가 유입되어 저장되며, 저장된 슬러지는 탈수기(102)를 통해 탈수되어 처리되는 것이다.

그리고 상기 탈수기(102)에서 발생되는 탈수여액은 유량 조정조(70)로 이송되어 상기 무산소조(80)와 미생물반응조, 막분리조(100)를 거쳐 재처리되는 것이다.

상기 막분리조(100)의 폐수는 제 1 처리수조(160)에 저장되며, 상기 제 1 처리수조(160)는 폐수를 일시적으로 저장하여 폐수 처리 중 기기의 오작동이나 보수 로 인한 비상 시에 폐수 처리 과정에 여유를 가질 수 있도록 구비되는 것이다.

상기 제 1 처리수조(160) 내의 폐수는 제 1 필터기(110)를 통과하면서 화학적 산소 요구량(이하 COD;chemical oxygen demand)이 제거된다.

상기 제 1 필터기(110)는 활성탄 필터를 사용하여 흡착력으로 유기물의 제거 및, 탈취, 탈색함과 동시에 COD를 제거하는 것을 기본으로 하며 이외 COD를 제거하는 어떠한 것도 사용이 가능함을 밝혀둔다.

상기 제 1 필터기(110)를 통과한 폐수는 제철, 제망간 여과기(120)를 통해 폐수 내에 포함된 철분, 망간이 제거되는 것이다.

상기 제철, 제망간 여과기(120)(Feroxer)는 여과재로 철과 망간을 접촉 산화시킴으로써 제거하는 것이다.

상기 제철, 제망간 여과기(120)를 통과한 폐수는 연수기(130)를 통해 경도 유발 물질을 제거하게 된다.

상기 연수기(130)는 양이온 교환수지와 필터로 폐수 내의 경도 유발 물질, 즉, 칼슘이나 마그네슘을 제거하는 것이다.

상기 연수기(130)를 통과한 폐수는 제 2 처리수조(170) 내로 유입되어 일시적으로 저장된다.

상기 제 2 처리수조(170)는 폐수를 일시적으로 저장하여 폐수 처리 중 기기의 오작동이나 보수로 인한 비상 시에 폐수 처리 과정에 여유를 가질 수 있도록 구비되는 것이다.

상기 제 2 처리수조(170) 내의 폐수는 역삼투압 여과기(140)를 통해 여과되 어 재이용수로 용수 저장조(141)로 저장되는 것이다.

그리고 상기 연수기(130)와 역삼투압 여과기(140)의 사이에는 폐수 내의 미세 슬러지 고형물을 제거하는 제 2 필터기(180)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제 2 필터기(180)는 내부에 마이크로 필터가 구비되어 폐수 내의 미세 슬러지 고형물이 마이크로 필터에 의해 걸러지게 되는 것이다.

상기 제 2 필터기(180)는 역삼투압 여과기(140)의 바로 전 즉, 제 2 처리수조(170)와 역삼투압 여과기(140) 사이에 설치되어 제 2 처리수조(170) 내의 폐수를 마이크로 필터로 여과한 후 역삼투압 여과기(140)로 공급하여 역삼투압 작용의 효율성을 높이고, 재이용수의 순도를 높이는 역할을 하는 것이다.

상기 역삼투압 여과기(140)는 다수의 역삼투(RO;Reverse Osmosis) 모듈을 포함하여, 상기 역삼투 모듈에서 물분자만 선택적으로 투과시키고, 용해물질을 걸러냄으로써 제 2 처리수조(170) 내의 폐수에 포함된 콜로이드성 물질, 염, 박테리아, 총탄화수소(THC) 등을 제거하여 재이용수로 여과하는 것이다.

그리고 용수 저장조(141)에 저장된 재이용수는 전량 공장 내에서 재사용되는 것이다.

상기 역삼투압 여과기(140)는 재이용수를 처리하는 과정에서 농축수를 발생시키며, 상기 농축수는 농축수 처리수단(150)으로 처리되어 폐기되는 것이다.

상기 농축수 처리수단(150)은 도 4에서 도시한 바와 같이 역삼투압 여과기(140)에 연결되어 농축수를 저장하는 농축수 저장조(151)와,

상기 농축수 저장조(151)에 저장된 농축수를 증발, 농축시키는 증발 농축기(152)와,

상기 증발 농축기(152)에서 농축된 농축수를 가열하여 건조시키는 건조기(153)를 포함한다.

즉, 상기 농축수는 증발 농축기(152)로 농축된 후 건조기(153)로 건조되어 케이크로 형성된 후 배출되어 처리되는 것이다.

본 발명에서 화성 피막 폐수와, 전착 폐수는 각각의 전처리 공정을 통해 폐수의 농도를 균일하게 한 후 집수되어 처리됨으로 처리 효율을 증대시키고, 폐수 처리 시 약품 비용도 절감할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에서 집수된 폐수는 제 1 필터기(110)와 제철, 제망간 여과기(120), 연수기(130)를 통해 폐수 내의 유기물과 무기물을 제거한 후 역삼투압 여과기(140)의 역삼투압 원리를 이용하여 순도가 높은 재이용수를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 구성을 도시한 블록도

도 2는 본 발명의 구성을 도시한 개략도

도 3은 본 발명의 미생물 반응조를 도시한 단면도

도 4는 본 발명의 농축수 처리수단을 도시한 개략도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 화성 폐수 집수조 20 : 응집조

30 : 침전조 40 : 전착 폐수 집수조

50 : 도료 회수기 60 : 피에이치 조정조

70 : 유량 조정조 80 : 무산소조

90 : 미생물 반응조 100 : 막분리조

110 : 제 1 필터기 120 : 제철, 제망간 여과기

130 : 연수기 140 : 역삼투압 여과기

150 : 농축수 처리수단 160 : 제 1 처리수조

170 : 제 2 처리수조

Claims (6)

1. 화성 피막 폐수를 집수하는 화성 폐수 집수조와;

   상기 화성 폐수 집수조로 집수된 화성 피막 폐수 내의 미립자를 응집시키는 응집조와;

   상기 응집조에서 응집된 슬러지를 침전시키는 침전조와;

   전착 도장 시 사용된 전착 폐수를 집수하는 전착 폐수 집수조와;

   상기 전착 폐수 집수조에서 집수된 전착 폐수 내에 포함된 도료 성분을 회수하는 도료 회수기와;

   상기 침전조와 도료 회수기에 연결되어 각각의 폐수를 집수하며, 집수된 폐수의 피에이치를 조정하는 피에이치 조정조와;

   상기 피에이치 조정조에서 처리된 폐수의 유량을 조정하는 유량 조정조와;

   상기 유량 조정조 내의 폐수를 탈질처리하는 무산소조와;

   상기 무산소조에서 탈질 처리된 폐수 내로 산소를 공급하여 호기성 미생물로 폐수 내의 유기물을 제거하는 미생물 반응조와;

   상기 미생물 반응조에서 처리된 폐수를 막을 통과시켜 고액을 분리하는 막분리조와;

   상기 막분리조에서 처리된 폐수 내의 화학적 산소 요구량(COD)을 제거하는 제 1 필터기와;

   상기 제 1 필터기를 통과한 폐수 내의 철분, 망간을 제거하는 제철, 제망간 여과기와;

   상기 제철, 제망간 여과기를 통과한 폐수 내의 경도 유발 물질을 제거하는 연수기와;

   연수기를 통과한 폐수를 처리하는 역삼투 모듈을 포함한 역삼투압여과기를 포함한 것을 특징으로 하는 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 응집조는 폐수 내에 응집제를 투입하여 미립자를 응집시키는 제 1 화학 처리조와;

   상기 제 1 화학 처리조에서 처리된 폐수에 중화제를 투입하여 폐수의 중성을 맞춰주는 제 2 화학 처리조와;

   상기 제 2 화학 처리조에서 처리된 폐수에 응집 보조제를 투입하여 미립자의 응집을 증대시키는 제 3 화학 처리조를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 침전조와 막분리조는 슬러지를 슬러지 저장조로 이송한 후 탈수기로 탈수시켜 처리하며, 탈수기의 탈수 여액은 유량 조정조로 이송되어 재처리되는 것을 특징으로 하는 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 막분리조와 제 1 필터기 사이에는 제 1 처리수조가 구비되고, 연수기와 역삼투압 여과기 사이에는 제 2 처리수조가 구비되는 것을 특징으로 하는 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 역삼투압 여과기는 농축수를 처리하는 농축수 처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 연수기와 역삼투압 여과기의 사이에는 폐수 내의 미세 슬러지 고형물을 제거하는 제 2 필터기가 구비되는 것을 특징으로 하는 도장 전처리 전착 폐수 재활용 장치.

Images