KR20100128237A - 폐수의 열회수장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐수의 열회수장치 및 방법에 관한 것으로, 침전여과부에 의해 폐수에 포함된 침전물을 1차적으로 제거하고, 필터링미세여과부에 의해 폐수에 포함된 미세 이물질을 2차적으로 제거함에 따라 폐색 현상을 방지할 수 있고, 또한, 폐수의 순환방향과 청수의 순환방향을 일정한 주기로 전환하여 필터링부의 필터링 여과 및 전열효율을 극대화할 수 있도록 하는 폐수의 열회수장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 폐수의 열회수장치 및 방법은, 폐수를 공급받아 침전처리함에 따라 상기 폐수에 내포된 침전물을 침전시키는 침전여과부; 상기 침전여과부를 통과하여 침전물이 제거된 폐수를 공급받음과 동시에 냉청수를 공급받아 상기 폐수와 상기 냉청수 간의 열교환을 이루어 상기 냉청수가 온청수로 되게 하는 열교환부; 및 상기 침전여과부와 상기 열교환부의 사이에 설치되어, 상기 침전여과부를 통과한 폐수에 내포된 미세 이물질을 1차필터링여과하여 열교환부로 보내고, 상기 열교환부를 통과한 폐수에 내포된 미세 이물질을 2차필터링하는 통과하여 나오는 폐수로 남은 미세여과기 하나를 역쇄하는 기능을 수행하는 미세여과필터링부;를 포함하는 구조이다.

Description

폐수의 열회수장치 및 방법{Apparatus for recovering heat of hot wastewater and method therefor}
본 발명은 폐수의 열회수장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 침전여과부에 의해 폐수에 포함된 침전물을 1차적으로 제거하고, 미세여과부에 의해 폐수에 포함된 미세 이물질을 2차적으로 제거함에 따라 폐색 현상을 방지할 수 있고, 또한, 폐수의 순환방향과 청수의 순환방향을 일정한 주기로 전환하여 여과 및 전열효율을 극대화할 수 있도록 하는 폐수의 열회수장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 폐수열을 회수하여 재사용하는 폐수열회수설비는 고온의 폐수가 저장된 폐수수집조와 냉청수가 저장된 냉청수탱크를 포함하여 구성되고, 상기 고온의 폐수로부터 열을 회수하여 상기 냉청수를 온청수로 변화시켜 온청수탱크로 모여지도록 한다.
즉, 고온의 폐수를 열교환기로 펌핑하여 압송하고, 상기 냉청수를 열교환기로 펌핑하여 압송하며, 상기 고온의 폐수와 상기 냉청수가 상기 열교환기 내에서 서로 반대방향으로 흐르면서 고온의 폐수의 열이 냉청수로 이동하여 냉청수가 온청수가 되도록 하는 것이다.
이때, 고온의 폐수에 포함된 침전물 및 미세 이물질이 열교환기 및 배관의 폐수유로를 폐색시키는 현상이 발생할 수 있으므로, 폐수열회수설비에는 상기 침전물 및 미세 이물질을 필터링하기 위한 필터가 구비된다.
그러나, 상기 필터는 고온의 폐수에 포함된 침전물 및 미세 이물질에 의해 잦은 폐색이 발생할 우려가 있다는 문제점이 있다. 따라서, 고온의 폐수에 포함된 침전물 및 미세 이물질을 효과적으로 처리하기 위한 수단이 요구된다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 침전여과부에 의해 폐수에 포함된 침전물을 1차적으로 제거하고, 필터링부에 의해 폐수에 포함된 미세 이물질을 2차적으로 제거함에 따라 폐색 현상을 방지할 수 있고, 또한, 폐수의 순환방향과 청수의 순환방향을 일정한 주기로 전환하여 여과 및 전열효율을 극대화할 수 있는 폐수의 열회수장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 폐수의 열회수장치는, 폐수를 공급받아 침전처리함에 따라 상기 폐수에 내포된 침전물을 침전시키는 침전여과부; 상기 침전여과부를 통과하여 침전물이 제거된 폐수를 공급받음과 동시에 냉청수를 공급받아 상기 폐수와 상기 냉청수 간의 열교환을 이루어 상기 냉청수가 온청수로 되게 하는 열교환부; 및 상기 침전여과부와 상기 열교환부의 사이에 설치되어, 상기 침전여과부를 통과한 폐수에 내포된 미세 이물질을 여과하여 열교환부로 보내고, 상기 열교환부를 통과하여 나오는 폐수로 남은 미세여과기 하나를 역쇄하는 기능을 수행하는 미세여과부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 침전여과부는, 상부보다 하부의 단면적이 작은 깔대기의 형상으로 형성된 폐수침전조; 상기 폐수침전조의 상부 일측면에 구비되어 상기 폐수가 공급되는 폐수공급구; 상기 폐수침전조의 상면과 연통되어 상방으로 연장형성되어 상기 침전물이 제거된 폐수가 배출되는 폐수배출구; 상기 폐수침전조의 하단부에 일체로 구비되어 상기 침전물이 침전되어 모여지는 침전물모집조; 및 상기 침전물모집조의 하면과 연통되어 하방으로 연장형성되어 상기 침전물모집조에 모여진 침전물을 주기적으로 배출하기 위해 침전물배출밸브가 구비된 침전물배출구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 열교환부는, 상기 폐수를 공급받도록 폐수투입구가 구비된 폐수공급공간; 상기 폐수공급공간과 다수개의 파이프를 통해 연통되고, 상기 폐수공급공간으로 공급된 폐수를 배출하는 폐수투출구가 구비된 폐수배출공간; 및 상기 다수개의 파이프의 표면으로 상기 냉청수를 흘려보내어, 상기 냉청수가 상기 폐수의 열을 전달받아 온청수로 되도록 냉청수투입구와 온청수배출구가 구비된 열교환공간;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 열교환부는, 상기 폐수투입구로 투입되어 상기 폐수투출구로 투출되는 폐수를 역방향으로 흘려보내기 위해 상기 폐수투입구 및 상기 폐수투출구 상에 연결되어 설치되는 폐수역행모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 폐수투출구로 흘러나오는 폐수를 배출하기 위한 폐수배출밸브;가 구비되고, 상기 폐수역행모듈에 의해 상기 폐수가 역방향으로 흐르는 경우에, 상기 필터링부는 필터링을 정지함과 동시에 상기 폐수배출밸브가 개방되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 미세여과부는, 상호 이격되어 설치된 제1미세여과기 및 제2미세여과기; 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기 또는 상기 제2미세여과기 중 어느 하나에 택일적으로 경로전환하여 보내는 제1경로전환모듈; 및 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기 또는 상기 제2미세여과기 중 어느 하나에 택일적으로 경로전환하여 보내는 제2경로전환모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1경로전환모듈이 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기로 보내는 경우에, 상기 제2경로전환모듈은 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기로 보내는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 침전여과부에 공급되는 폐수의 공급압력을 감지하는 폐수압력센서;가 구비되고, 상기 폐수압력센서에서 감지된 압력값이 기준범위보다 높을 경우에 상기 제1경로전환모듈이 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기로 보내고, 상기 제2경로전환모듈은 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기로 보내도록 전환되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1경로전환모듈이 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기로 보내는 경우에, 상기 제2경로전환모듈은 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기로 보내는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 침전여과부에 공급되는 폐수의 공급압력을 감지하는 폐수압력센서;가 구비되고, 상기 폐수압력센서에서 감지된 압력값이 기준범위보다 높을 경우에 상기 제1경로전환모듈이 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기로 보내고, 상기 제2경로전환모듈은 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기로 보내도록 전환되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 폐수압력센서에서 감지된 압력값이 기준범위보다 낮을 경우에 알람을 발생하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 열교환기로 공급되는 냉청수의 온도와 유량을 감지하는 냉청수 유량계를 포함한 온도센서; 상기 열교환기에서 열교환된 온청수의 온도를 감지하는 온청수온도센서; 상기 열교환기로 공급되는 폐수의 온도를 감지하는 제1폐수온도센서; 및 상기 열교환기에서 열교환된 폐수의 온도를 감지하는 제2폐수온도센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 폐수의 열회수방법은, 폐수를 공급받아 침전처리함에 따라 상기 폐수에 내포된 침전물을 침전시키는 침전처리단계; 상기 침전처리된 폐수에 포함된 미세 이물질을 여과하는 미세여과단계; 상기 미세여과된 폐수를 냉청수과 열교환하여 상기 냉청수를 온청수로 되게 하는 열교환 단계; 열교환 후 나오는 폐수로 남은 미세여과기 하나를 역쇄하는 역쇄단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 침전여과부에 의해 폐수에 포함된 침전물을 1차적으로 제거하고, 필터링부에 의해 폐수에 포함된 미세 이물질을 2차적으로 제거함에 따라 폐색 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 폐수의 순환방향과 청수의 순환방향을 일정한 주기로 전환하여 여과 및 전열효율을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐수의 열회수장치의 제1가동상태를 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폐수의 열회수장치의 제2가동상태를 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐수의 열회수장치의 제3가동상태를 보여주는 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 폐수의 열회수장치의 침전여과부의 개략적은 구성을 보여주는 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 폐수의 열회수장치의 열교환기의 개략적은 구성을 보여주는 개략도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폐수의 열회수장치의 필터의 개략적은 구성을 보여주는 개략도.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐수의 열회수장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게, 침전여과부(100), 열교환부(200), 미세여과부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 침전여과부(100)는 폐수를 공급받아 침전처리함에 따라 상기 폐수에 내포된 침전물을 침전시키는 역할을 한다.
상기 열교환부(200)는 폐수가 상기 침전여과부(100)를 통과하여 침전물이 제거된 후 상기 미세여과부(300)을 통과하여 미세이물질이 제거된 폐수를 공급받음과 동시에 냉청수를 공급받아 상기 폐수와 상기 냉청수 간의 열교환을 이루어 상기 냉청수가 온청수로 되게 하는 역할을 한다.
상기 미세여과부(300)는 상기 침전여과부(100)와 상기 열교환부(200)의 사이에 설치되어, 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수에 내포된 미세 이물질을 미세여과하고, 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 이용하여 미세여과부를 역쇄하는 역할을 한다.
먼저, 상기 침전여과부(100)에 대하여 설명하도록 한다.
상기 침전여과부(100)는 폐수를 공급받아 침전처리함에 따라 상기 폐수에 내포된 침전물을 침전시키는 부분으로서, 크게, 도 4에 도시된 바와 같이, 폐수침전조(110), 폐수공급구(120), 폐수배출구(130), 침전물모집조(140), 침전물배출구(150)를 포함하여 구성된다.
상기 폐수침전조(110)는 상부보다 하부의 단면적이 작은 콘의 형상으로 형성된 부분으로서, 내부에 폐수를 수용하는 공간이 형성된다. 바람직하게, 상기 폐수침전조(110)의 상부는 원통 모양으로 형성되고, 하부는 콘의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 폐수공급구(120)는 상기 폐수침전조(110)의 상부 일측면에 구비되어 상기 폐수가 공급되는 부분으로서, 온폐수저장탱크(12)에서 상기 폐수공급구(120)를 통해 상기 폐수침전조(110)로 공급된 폐수는 상기 폐수침전조(110)의 내부에서 와류를 형성하여 회전하게 되고, 이때, 상기 폐수에 포함된 침전물이 자중에 의해 하방으로 모여지게 된다.
상기 폐수배출구(130)는 상기 폐수침전조(110)의 상면과 연통되어 상방으로 연장형성되어 상기 침전물이 제거된 폐수가 배출되는 부분으로서, 상기 폐수침전조(110)의 내부에서 와류를 형성하여 회전함에 따라 침전물이 제거된 폐수가 배출될 수 있도록 한다.
상기 침전물모집조(140)는 상기 폐수침전조(110)의 하단부에 일체로 구비되어 상기 침전물이 침전되어 모여지는 부분으로서, 상기 폐수에 포함된 침전물이 하방으로 모여짐에 따라 상기 침전물이 침전물모집조(140)로 모집된다. 이때, 상기 침전물모집조(140)는 상기 폐수침전조(110)의 하단부 단면보다 넓은 단면으로 형성되어, 상기 폐수가 와류를 형성함에 따른 침전물의 부상을 방지할 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 침전물배출구(150)는 상기 침전물모집조(140)의 하면과 연통되어 하방으로 연장형성되어 상기 침전물모집조(140)에 모여진 침전물을 주기적으로 배출하기 위해 침전물배출밸브(152)가 구비된 부분으로서, 상기 침전물모집조(140)에 모여진 침전물이 일정량 이상이 되었을 경우에 상기 침전물배출밸브(152)를 열어 상기 침전물모집조(140)에 모여진 침전물을 냉폐수처리탱크(14)로 배출하게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 침전여과부(100)에 따르면, 상기 폐수공급구(120)를 통해 상기 폐수침전조(110)의 내부로 폐수를 공급받고, 공급된 폐수에 포함된 침전물을 침전시켜 상기 침전물모집조(140)로 모집하여 상기 침전물배출구(150)를 통해 배출시키며, 상기 침전물이 제거된 폐수를 상기 폐수배출구(130)를 통해 배출시킬 수 있다.
다음으로, 상기 열교환부(200)에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 상기 열교환부(200)은 양측으로 원주 롤링 조인트부(201)를 구성하여 고정하는 것이다.
즉, 상기 열교환부(200)은 양측에 구성된 롤링 조인트부(201)에 의해 오픈 형태의 탈부착이 가능한 구조로 조립하여 구성한다.
상기 열교환부(200)는 상기 침전여과부(100)를 통과하여 침전물이 제거된 폐수를 공급받음과 동시에 냉청수를 공급받아 상기 폐수와 상기 냉청수 간의 열교환을 이루어 상기 냉청수가 온청수로 되게 하는 부분으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 폐수공급공간(210), 폐수배출공간(220), 열교환공간(230)을 포함하여 구성된다.
상기 폐수공급공간(210)은 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 공급받도록 폐수투입구(212)가 구비된 부분으로서, 상세하게는, 상기 침전여과부(100)에서 침전물이 제거된 폐수가 상기 미세여과부(300)을 통과하여 미세이물질이 제거된 폐수투입구(212)로 공급되어 상기 폐수공급공간(210)으로 모여지게 된다.
상기 폐수배출공간(220)은 상기 폐수공급공간(210)과 다수개의 파이프를 통해 연통되고, 상기 폐수공급공간(210)으로 공급된 폐수를 배출하는 폐수투출구(222)가 구비된 부분으로서, 상세하게는, 상기 폐수공급공간(210)에 모여진 폐수가 상기 다수개의 파이프를 통해 상기 폐수배출공간(220)으로 공급되어 모여지게 된다.
상기 열교환공간(230)은 상기 다수개의 파이프의 표면으로 상기 냉청수를 흘려보내어, 상기 냉청수가 상기 폐수의 열을 전달받아 온청수로 되도록 냉청수투입구(232)와 온청수배출구(234)가 구비된 부분으로서, 상세하게는, 상기 다수개의 파이프를 동시에 감싸서 폐쇄하는 공간으로 형성되어, 상기 폐쇄공간의 일측에 상기 냉청수투입구(232)가 구비되고, 상기 폐쇄공간의 타측에 상기 온청수배출구(234)가 구비되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 열교환부(200)에 따르면, 상기 폐수가 상기 폐수투입구(212)를 통해 상기 폐수공급공간(210)으로 모여진 후 상기 다수개의 파이프를 통해 상기 폐수배출공간(220)으로 모여져 상기 폐수투출구(222)로 배출됨과 동시에, 상기 냉청수가 상기 냉청수투입구(232)를 통해 상기 다수개의 파이프의 표면으로 흘려 보내져 상기 온청수배출구(234)로 배출하게 되며, 이때, 상기 다수개의 파이프를 통해 흐르는 폐수의 열이 상기 다수개의 파이프의 표면으로 흐르는 냉청수에 전달되어 상기 냉청수의 온도가 상승하여 온청수가 된다.
한편, 상기 열교환부(200)는, 상기 폐수투입구(212)로 투입되어 상기 폐수투출구(222)로 투출되는 폐수를 역방향으로 흘려보내기 위해 상기 폐수투입구(212) 및 상기 폐수투출구(222) 상에 연결되어 설치되는 폐수역행모듈(240)을 포함하여 구성된다.
상기 폐수역행모듈(240)은 상기 열교환부(200)의 내부에 잔존하는 섬유형태의 이물질을 제거하기 위한 부분으로서, 상기 폐수공급공간(210)과 상기 폐수배출공간(220)을 연결하는 다수개의 파이프에 동시에 걸쳐져 있는 섬유형태의 이물질을 제거할 수 있도록 상기 폐수를 역방향으로 흘려보낼 수 있도록 한다.
즉, 폐수투입구(212)로 공급된 폐수가 상기 폐수공급공간(210)에서 상기 폐수배출공간(220)으로 흐르는 순방향흐름 시 상기 다수개의 파이프의 일단(폐수공급공간(210) 측)에는 섬유형태의 이물질이 "U" 자 형태로 걸쳐져 잔존하게 되므로, 상기 폐수가 상기 폐수배출공간(220)에서 상기 폐수공급공간(210)으로 흐르는 역방향흐름으로 전환하여 "U" 자 형태로 걸쳐진 섬유형태의 이물질이 제거될 수 있도록 하는 것이다.
이때, 상기 폐수역행모듈(240)은 상기 폐수투입구(212) 및 상기 폐수투출구(222) 상에 연결되어 설치되는 다수개의 자동제어밸브로 구성될 수 있다. 즉, 상기 폐수투입구(212) 및 상기 폐수투출구(222)의 경로 상에, 도 3에 도시된 바와 같이, 제9밸브(V9), 제10밸브(V10), 제11밸브(V11), 제12밸브(V12)를 구성하여 상기 열교환부(200)를 흐르는 폐수가 순방향흐름 또는 역방향흐름이 되도록 제어할 수 있다.
예컨대, 순방향흐름 시 상기 제9밸브(V9)는 열린 상태, 제10밸브(V10)는 닫힌 상태, 제11밸브(V11)는 닫힌 상태, 제12밸브(V12)는 열린 상태가 되도록 제어하여, 공급되는 폐수가 상기 제12밸브(V12)를 통해 상기 폐수투입구(212)를 통해 상기 폐수투출구(222)로 배출되어 상기 제9밸브(V9)를 통해 배출하게 되고, 역방향흐름 시 제9밸브(V9)는 닫힌 상태, 제10밸브(V10)는 열린 상태, 제11밸브(V11)는 열린 상태, 제12밸브(V12)는 닫힌 상태가 되도록 제어하여, 공급되는 폐수가 상기 제10밸브(V10)를 통해 상기 폐수투출구(222)를 통해 상기 폐수투입구(212)로 배출되어 상기 제11밸브(V11)를 통해 배출하게 된다.
한편, 상기 폐수가 역방향흐름 시 상기 폐수투출구(222)로 흘러나오는 폐수를 배출하기 위한 폐수배출밸브(V14)가 구비되고, 상기 폐수역행모듈(240)에 의해 상기 폐수가 역방향으로 흐르는 경우에, 상기 미세여과부(300)는 필터링을 정지함과 동시에 상기 폐수배출밸브(V14)가 개방되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 폐수투출구(222)로 흘러나오는 폐수에는 섬유형태의 이물질이 포함되어 있으므로, 상기 미세여과부(300)로 보내지지 않도록 상기 미세여과부(300)의 필터링을 정지하고, 상기 폐수배출밸브(V14)를 개방하여 상기 섬유형태의 이물질이 포함된 폐수가 냉폐수처리탱크(14)로 바로 공급되어 처리될 수 있도록 하는 것이다.
다음으로, 상기 미세여과부(300)에 대하여 설명하도록 한다.
상기 미세여과부(300)는 상기 침전여과부(100)와 상기 열교환부(200)의 사이에 설치되어, 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수에 내포된 미세 이물질을 여과하고, 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 이용하여 미세여과부를 역쇄하는 기능을 수행하는 부분으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1미세여과기(310) 및 제2미세여과기(320), 제1경로전환모듈(330), 제2경로전환모듈(340)을 포함하여 구성된다.
상기 제1미세여과기(310) 및 제2미세여과기(320)는 상호 이격되어 설치되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부와 하부를 통해 상기 폐수가 공급 또는 배출되며, 제1미세여과기(310) 및 제2미세여과기(320)의 중앙 내부에는 다수개의 사각홀(312h)이 형성된 필터패널(312)이 구비되고, 상기 필터패널(312)의 상측 공간에 다량의 강구(314)가 충진되어 있다.
상기 제1미세여과기(310)와 제2미세여과기(320)는 동일한 구조로 구성되므로, 도 6에 도시된 제1미세여과기(310)를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상기 제1미세여과기(310)의 상부를 통해 폐수가 공급되면, 상기 다량을 강구(314)를 지나는 동안 폐수에 포함된 미세 이물질이 필터링되어 상기 필터패널(312)의 사각홀(312h)을 통해 필터의 하측으로 흐르게 되고, 상기 제1미세여과기(310)의 하부를 통해 폐수가 공급되면, 상기 폐수가 상기 필터패널(312)의 사각홀(312h)을 통해 상기 강구(314) 사이를 흐름에 따라 상기 강구(314)의 사이에 잔류하는 미세 이물질을 부상시켜 폐수와 함께 상기 필터의 상부로 흐르게 된다.
상기 제1미세여과기(310) 및 제2미세여과기(320)의 내부에서 폐수가 상에서 하로 흐르는 것과 폐수가 하에서 상으로 흐르는 것의 방향전환은 상기 제1경로전환모듈(330) 및 상기 제2경로전환모듈(340)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 제1경로전환모듈(330)은 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310) 또는 상기 제2미세여과기(320) 중 어느 하나에 택일적으로 경로전환하여 보내는 역할을 하고, 상기 제2경로전환모듈(340)은 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310) 또는 상기 제2미세여과기(320) 중 어느 하나에 택일적으로 경로전환하여 보내는 역할을 한다.
이때, 상기 제1경로전환모듈(330)이 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310)로 보내는 경우에, 상기 제2경로전환모듈(340)은 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기(320)로 보내도록 하고, 상기 제1경로전환모듈(330)이 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기(320)로 보내는 경우에, 상기 제2경로전환모듈(340)은 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310)로 보내도록 한다.
한편, 상기 제1경로전환모듈(330) 및 제2경로전환모듈(340)의 경로전환 동작은 일정한 주기로 이루어질 수도 있고, 상기 침전여과부(100)에 공급되는 폐수의 공급압력을 감지하는 폐수압력센서(PS1)의 감지에 의해 이루어질 수도 있다.
예컨대, 상기 제1경로전환모듈(330)이 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310)로 보내고, 상기 제2경로전환모듈(340)은 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기(320)로 보내는 경우에, 상기 폐수압력센서(PS1)에서 감지된 압력값이 기준범위보다 높을 경우에 상기 제1경로전환모듈(330)이 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기(320)로 보내도록 전환시키고, 상기 제2경로전환모듈(340)은 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310)로 보내도록 전환시키게 한다.
또한, 상기 제1경로전환모듈(330)이 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기(320)로 보내고, 상기 제2경로전환모듈(340)은 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310)로 보내는 경우에, 상기 폐수압력센서(PS1)에서 감지된 압력값이 기준범위보다 높을 경우에 상기 제1경로전환모듈(330)이 상기 침전여과부(100)를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기(310)로 보내도록 전환시키고, 상기 제2경로전환모듈(340)은 상기 열교환부(200)를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기(320)로 보내도록 전환시키게 한다.
이때, 상기 폐수압력센서(PS1)에서 감지되는 압력값은 상기 미세여과부(300)의 제1미세여과기(310) 및 제2미세여과기(320)에 필터링된 미세 이물질에 의해 높아질 수 있으며, 예컨대, 미세여과부(300)에 미세 이물질이 일정량 이상 누적되면 폐수압력센서(PS1)에서 감지되는 압력값은 증가하게 되는 것이다.
한편, 상기 폐수압력센서(PS1)에서 감지된 압력값이 기준범위보다 낮을 경우에는 폐수누출. 펌프이상과 같은 비상 상황이므로 알람을 발생하여 작업자가 알 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 침전여과부(100), 열교환부(200), 미세여과부(300)를 포함하여 구성된 폐수의 열회수장치에는 상기 열교환부(200)로 공급되는 냉청수의 온도와 유량을 감지하는 냉청수 유량계(202) 및 온도센서(TS1), 상기 열교환부(200)에서 열교환된 온청수의 온도를 감지하는 온청수온도센서(TS2), 상기 열교환부(200)로 공급되는 폐수의 온도를 감지하는 제1폐수온도센서(TS3) 및 상기 열교환부(200)에서 열교환된 폐수의 온도를 감지하는 제2폐수온도센서(TS4)를 구비할 수 있다.
상기 냉청수(유량계를 포함한)온도센서(TS1)와 상기 온청수온도센서(TS2)의 온도 차이값과 유량을 곱하여 냉청수가 온청수로 변하면서 얻게 된 열량을 계산하여 알 수 있다.
마지막으로, 상술한 바와 같이 구성된 폐수의 열회수장치의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
<침전처리>
도 1에 도시된 바와 같이, 온폐수저장탱크(12)로부터 공급되는 폐수가 침전여과부(100)의 폐수투입구(212)로 투입되고, 침전여과부(100)에 투입된 폐수는 와류를 형성하는 동안에 내포된 침전물이 침전되어 침전물모집조(140)에 모여지게 된다.
이때, 침전물모집조(140)에 모여진 침전물은 주기적으로 침전물배출밸브(152)를 열어 침전물배출구(150)로 배출시키도록 한다.
<미세여과>
침전여과부(100)에서 침전물이 제거된 폐수는 제1경로전환모듈(330) 및 제2경로전환모듈(340)에 의해 제1미세여과기(310) 또는 제2미세여과기(320)를 통해 열교환부(200)로 공급된다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 폐수가 침전여과부(100)→제1미세여과기(310)→열교환부(200)→제2미세여과기(320)의 순서로 순환되는 경우에는 제1밸브(V1)는 닫힌 상태, 제2밸브(V2)는 열린 상태, 제3밸브(V3)는 열린 상태, 제4밸브(V4)는 닫힌 상태, 제5밸브(V5)는 닫힌 상태, 제6밸브(V6)는 열린 상태, 제7밸브(V7)는 열린 상태, 제8밸브(V8)는 닫힌 상태, 제9밸브(V9)는 열린 상태, 제10밸브(V10)는 닫힌 상태, 제11밸브(V11)는 닫힌 상태, 제12밸브(V12)는 열린 상태 가 되며, 폐수는 제1경로전환모듈(330)의 제3밸브(V3)를 통해 제1미세여과기(310)의 상부에서 하부로 흐름에 따라 폐수에 내포된 미세 이물질이 필터링되고, 미세 이물질이 여과된 폐수는 제2경로전환모듈(340)의 제7밸브(V7)를 통해 상기 폐수역행모듈(240)로 공급되고, 폐수역행모듈(240)로 공급된 폐수는 폐수역행모듈(240)의 제12밸브(V12)를 통해 열교환부(200)의 폐수투입구(212)로 공급된다.
상술한 바와 같이, 폐수가 침전여과부(100)→제1미세여과기(310)→열교환부(200)→제2미세여과기(320)의 순서로 순환될 시 폐수가 제1미세여과기(310)에서 필터링이 이루어지는 동안 제2미세여과기(320)에서는 미세 이물질이 폐수와 함께 부상되어 냉폐수처리탱크(14)로 보내지게 된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 폐수가 침전여과부(100)→제2미세여과기(320)→열교환부(200)→제1미세여과기(310)의 순서로 순환되는 경우에는 제1밸브(V1)는 열린 상태, 제2밸브(V2)는 닫힌 상태, 제3밸브(V3)는 닫힌 상태, 제4밸브(V4)는 열린 상태, 제5밸브(V5)는 열린 상태, 제6밸브(V6)는 닫힌 상태, 제7밸브(V7)는 닫힌 상태, 제8밸브(V8)는 열린 상태, 제9밸브(V9)는 열린 상태, 제10밸브(V10)는 닫힌 상태, 제11밸브(V11)는 닫힌 상태, 제12밸브(V12)는 열린 상태가 되며, 폐수는 제1경로전환모듈(330)의 제4밸브(V4)를 통해 제2미세여과기(320)의 상부에서 하부로 흐름에 따라 폐수에 내포된 미세 이물질이 필터링되고, 미세 이물질이 필터리된 폐수는 제2경로전환모듈(340)의 제8밸브(V8)를 통해 상기 폐수역행모듈(240)로 공급되고, 폐수역행모듈(240)로 공급된 폐수는 폐수역행모듈(240)의 제12밸브(V12)를 통해 열교환부(200)의 폐수투입구(212)로 공급된다.
상술한 바와 같이, 폐수가 침전여과부(100)→제2미세여과기(320)→열교환부(200)→제1미세여과기(310)의 순서로 순환될 시 폐수가 제2미세여과기(320)에서 필터링이 이루어지는 동안 제1미세여과기(310)에서는 미세 이물질이 폐수와 함께 부상되어 냉폐수처리탱크(14)로 보내지게 된다.
<열교환>
폐수가 침전여과부(100)→제1미세여과기(310)→열교환부(200)→제2미세여과기(320)의 순서로 순환될 시 폐수가 제1미세여과기(310)에서 필터링이 이루어진 폐수는 열교환부(200)의 폐수투입구(212)로 투입되고, 냉청수공급탱크(22)로부터 공급되는 냉청수가 열교환부(200)의 냉청수투입구(232)로 투입되며, 이에 따라 상기 폐수의 열이 상기 냉청수로 전달되어 냉청수가 온청수로 된다.
폐수가 침전여과부(100)→제2미세여과기(320)→열교환부(200)→제1미세여과기(310)의 순서로 순환되는 경우도 마찬가지로 제2미세여과기(320)에서 필터링이 이루어진 폐수는 열교환부(200)의 폐수투입구(212)로 투입되고, 냉청수공급탱크(22)로부터 공급되는 냉청수가 열교환부(200)의 냉청수투입구(232)로 투입되며, 이에 따라 상기 폐수의 열이 상기 냉청수로 전달되어 냉청수가 온청수로 된다. 상기 온청수는 온청수 저장탱크(24)로 모여지게 된다.
미설명 도면부호 P1은 온폐수를 펌핑하기 위한 펌프이고, 미설명 도면부호 P2는 냉청수를 펌핑하기 위한 펌프이며, 미설명 도면부호 V13은 냉청수공급탱크(22)에서 열교환부(200)로 공급되는 냉청수의 공급을 ON-OFF하기 위한 자동밸브이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:침전여과부 110:폐수침전조
120:폐수공급구 130:폐수배출구
140:침전물모집조 150:침전물배출구
200:열교환부 201:롤링 조인트부
201:유량계 210:폐수공급공간
212:폐수투입구 220:폐수배출공간
222:폐수투출구 230:열교환공간
232:냉청수투입구 234:온청수배출구
240:폐수역행모듈 300:미세여과부
310:제1미세여과기 320:제2미세여과기
330:제1경로전환모듈 340:제2경로전환모듈
PS1:폐수압력센서 TS1:냉청수온도센서
TS2:온청수온도센서 TS3:제1폐수온도센서
TS4:제2폐수온도센서

Claims (12)

  1. 폐수를 공급받아 침전처리함에 따라 상기 폐수에 내포된 침전물을 침전시키는 침전여과부;
    상기 침전여과부를 통과하여 침전물이 제거된 폐수를 공급받음과 동시에 냉청수를 공급받아 상기 폐수와 상기 냉청수 간의 열교환을 이루어 상기 냉청수가 온청수로 되게 하면서 양측으로 개폐가능한 열교환부; 및
    상기 침전여과부와 상기 열교환부의 사이에 설치되어, 상기 침전여과부를 통과한 폐수에 내포된 미세 이물질을 여과하여 열교환부로 보내고, 상기 열교환부를 통과하여 나오는 폐수로 남은 미세여과기 하나를 역쇄하는 기능을 수행하는 미세여과부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 침전여과부는,
    상부보다 하부의 단면적이 작은 콘의 형상으로 형성된 폐수침전조; 상기 폐수침전조의 상부 일측면에 구비되어 상기 폐수가 공급되는 폐수공급구; 상기 폐수침전조의 상면과 연통되어 상방으로 연장형성되어 상기 침전물이 제거된 폐수가 배출되는 폐수배출구; 상기 폐수침전조의 하단부에 일체로 구비되어 상기 침전물이 침전되어 모여지는 침전물모집조; 및 상기 침전물모집조의 하면과 연통되어 하방으로 연장형성되어 상기 침전물모집조에 모여진 침전물을 주기적으로 배출하기 위해 침전물배출밸브가 구비된 침전물배출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부는,
    침전여과부를 통과한 폐수를 공급받도록 폐수투입구가 구비된 폐수공급공간; 상기 폐수공급공간과 다수개의 파이프를 통해 연통되고, 상기 폐수공급공간으로 공급된 폐수를 배출하는 폐수투출구가 구비된 폐수배출공간; 및 상기 다수개의 파이프의 표면으로 상기 냉청수를 흘려보내어, 상기 냉청수가 상기 폐수의 열을 전달받아 온청수로 되도록 냉청수투입구와 온청수배출구가 구비된 열교환공간;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환부는,
    폐수가 흐르는 다수의 파이프 내에 만약에 발생할지 모르는 이물질의 침전이나 폐색을 방지하기 위해 상기 폐수투입구로 투입되어 상기 폐수투출구로 투출되는 폐수를 역방향으로 흘려보내기 위해 상기 폐수투입구 및 상기 폐수투출구 상에 연결되어 설치되는 폐수역행모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폐수투출구로 흘러나오는 폐수를 배출하기 위한 폐수배출밸브;가 구비되고, 상기 폐수역행모듈에 의해 상기 폐수가 역방향으로 흐르는 경우에, 상기 필터링부는 필터링을 정지함과 동시에 열교환부 내 폐수가 흐르는 파이프 내에 만약에 있을지 모르는 이물질의 배출을 위해 상기 폐수배출밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미세여과부는,
    상호 이격되어 설치된 제1미세여과기 및 제2미세여과기; 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기 또는 상기 제2미세여과기 중 어느 하나에 택일적으로 경로전환하여 보내는 제1경로전환모듈; 및 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기 또는 상기 제2미세여과기 중 어느 하나에 택일적으로 경로전환하여 보내는 제2경로전환모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1경로전환모듈이 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기로 보내는 경우에, 상기 제2경로전환모듈은 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기로 보내는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 침전여과부에 공급되는 폐수의 공급압력을 감지하는 폐수압력센서;가 구비되고, 상기 폐수압력센서에서 감지된 압력값이 기준범위보다 높을 경우에 상기 제1경로전환모듈이 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기로 보내고, 상기 제2경로전환모듈은 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기로 보내도록 전환하거나 경보를 발생시키고 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1경로전환모듈이 상기 침전여과부를 통과한 폐수를 상기 제2미세여과기로 보내는 경우에, 상기 제2경로전환모듈은 상기 열교환부를 통과한 폐수를 상기 제1미세여과기로 보내는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 폐수압력센서에서 감지된 압력값이 기준범위보다 낮을 경우에 알람을 발생하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기로 공급되는 냉청수의 온도와 유량을 감지하는 냉청수 유량계 및 온도센서; 상기 열교환기에서 열교환된 온청수의 온도를 감지하는 온청수 온도센서; 상기 열교환기로 공급되는 폐수의 온도를 감지하는 제1폐수온도센서; 및 상기 열교환기에서 열교환된 폐수의 온도를 감지하는 제2폐수온도센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수장치.
  12. 폐수를 공급받아 침전처리함에 따라 상기 폐수에 내포된 침전물을 침전시키는 침전처리단계;
    상기 침전처리된 폐수에 포함된 미세 이물질을 여과하는 미세여과단계;
    상기 미세여과된 폐수를 냉청수과 열교환하여 상기 냉청수를 온청수로 되게 하는 열교환 단계; 및
    열교환 후 나오는 폐수로 남은 미세여과기 하나를 역쇄하는 역쇄단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수의 열회수방법.
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