KR20150049763A - 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템 - Google Patents

부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템을 개시한다.
부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템은 바지선의 복합 화력발전 플랜트 장비 운전시 발생하는 폐수를 처리함에 있어서 바지선의 선체 공간을 폐수 처리 탱크로 대체하여 폐수 처리 시스템의 설비를 패키지화하고 설비 초기 설치비용을 대폭 절감할 수 있음은 물론, 폐수처리 과정의 화학반응에서 석출되는 용존 고형물을 외부 운동에 영향을 받지 않는, 즉 해상의 출렁임에 영향을 받지 않는 고압 필터링 방식의 UF 필터를 사용하여 분리함으로써, 장비 설치 용적이 대폭 축소되어 바지선 내부 설치가 용이하며 안정된 시스템 구성이 가능하다.

Description

부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템{WASTE WATER TREATMENT SYSTEM USING HULL AREA AND DISSOVED SOLID TREATMENT SYSTEM IN COMBINED CYCLE BARGE MOUNTED POWER GENERATON PLANT}
본 발명은 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 바지선의 복합 화력발전 플랜트 장비 운전시 발생하는 폐수를 처리함에 있어서 바지선의 선체 공간을 폐수 처리 탱크로 대체하여 폐수 처리 시스템의 설비를 패키지화하고 설비 초기 설치비용을 대폭 절감할 수 있음은 물론, 폐수 처리 과정의 화학반응에서 석출되는 용존 고형물을 외부 운동에 영향을 받지 않는 고압 필터링 방식의 UF 필터를 사용하여 분리함으로써, 장비 설치 용적이 대폭 축소되어 바지선 내부 설치가 용이하며 안정된 시스템 구성이 가능한 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 복합 화력발전(Combined Cycle Power Generation)은 가스 터빈의 발전기로부터 1차 발전이 이루어지고, 가스 터빈의 배기가스(Exhaust Gas)의 폐열을 이용하여 HRSG(Heat Recovery Steam Generator: 폐열회수 스팀발생기)에서 생성한 스팀으로 스팀 터빈의 발전기로부터 2차 발전이 이루어지는 형태로 구성된다.
복합 화력발전 플랜트 장비 작동 시 발생하는 폐수(Waste Water)는 오일함유 폐수(Oily water), 케미컬 폐수(Chemical water), 오염 폐수(Contaminated water) 등으로 나눌 수 있다. 이들 폐수는 복합 화력발전 플랜트 주변 환경오염을 유발시킬 수 있으므로, 환경 규제 조건을 만족시키기 위해 폐수처리 시스템(Waste Water Treatment System)을 거친 후 복합 화력발전 플랜트 외부로 배출되어야 한다.
복합 화력발전 플랜트 장비 작동 시 발생하는 폐수 중 오일함유 폐수는 육상용 오일 분리기(Oil separator)를 거쳐 고형분과 기름기를 제거하고, 메인 폐수 조로 보내져 폐수 처리 시스템에 모인다.
도 1은 종래 육상 복합 화력발전 플랜트 장비 작동 시 발생하는 폐수 처리공정을 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 육상 복합화력 발전 플랜트에서의 폐수 처리공정에 있어서, 오일폐수 조(10)에 저장된 오일폐수는 세퍼레이터(20)에 의해 물과 오일로 분리되는데, 물은 스컴 탱크(Scum Tank)(21)에 모인 후 외부로 방류되고 오일은 제1 폐수 조(30)로 모인다.
제1 폐수 조(30)의 폐수와 오일 그리고 제2 폐수 조(40)의 폐수는 반응 조(50)로 모인다.
제1 폐수 조(30)는 정상 운전시 발생하는 폐수를 저장하는 조이고, 제2 폐수 조(40)는 비정상 운전시 발생하는 폐수를 저장하는 조이다.
반응 조(50) 안에는 화학 주입탱크(60)의 화학 약품이 첨가되고, 폐수 및 오일이 원형 침전기(70)로 모인 후, 농축기(80)를 거쳐 찌꺼기가 수집탱크(90)로 모이고 농축기(80)를 거친 물은 필터(F)를 거쳐서 수처리 탱크(91)에 저장된 후 외부로 방류된다. 수집탱크(90)에 모인 찌꺼기는 드라이어(95)를 거쳐서 고형물 형태로 배출된다.
그러나, 종래 육상 복합 화력발전 플랜트 장비 작동 시 발생하는 폐수 처리시스템은 장비와 설비가 육상에 설치되고, 복합 화력발전 설비의 용적이 너무 커서, 설비 초기 설치비용이 상승하는 문제점이 있고, 설비 및 시스템이 별도의 건물에 독립적으로 위치함에 따라 건물 및 배관, 자재의 소모량이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 종래 육상 복합 화력발전 플랜트는 설비 및 수조 설치, 그리고 테스트가 현장(site)에서 수행됨에 따라 리스크(risk)가 항상 존재하며, 오랜 공사기간이 필요한 문제점이 있다.
한국 공개번호 제10-2006-0114555호
종래 육상 복합 화력발전 플랜트의 문제점을 해소하기 위하여, 부유식 구조물인 바지선에 복합 화력발전 플랜트를 장착할 수 있는 새로운 개념을 도출할 수 있는바, 이 경우 복합 화력발전 플랜트에서 발생하는 폐수를 처리하기 위한 각종 조를 바지선에 설치함에 있어서 폐수 처리 용량으로 인한 바지선 내부 설치 공간의 문제점, 그리고 설비 및 수조 설치와 유지 관리에 많은 비용이 드는 문제점들을 상정할 수 있다.
또한, 종래 육상 복합 화력발전 플랜트의 경우 폐수 처리과정의 화학반응을 통해서 석출되는 용존 고형물이 원형 침전기, 농축기, 활성탄소 필터 등으로 처리되는데, 종래 농축기 및 원형 침전기는 중력을 이용하여 용존 고형물을 분리하는 방법으로서, 이들 농축기 및 원형 침전기는 출렁이는 해상 조건에서 제대로 작동하지 못하고 용적이 너무 커서 바지선 내부에 설치하기 어려운 문제점을 상정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 육상 복합 화력발전 플랜트 구조를 탈피하여 바지선과 같은 부유식 구조물 위에 복합 화력발전 플랜트를 설치하는 새로운 개념을 도입하되, 복합 화력발전 플랜트 작동시 발생하는 폐수를 처리함에 있어서, 바지선의 선체 공간을 폐수 처리 시스템의 폐수 처리 탱크로 대체하여 폐수 처리 시스템의 설비 초기 설치비용을 대폭 절감함은 물론, 외부 운동에 영향을 받지 않는, 즉 해상의 출렁임에 영향을 받지 않는 고압 필터링 방식의 UF 필터(ultra filter)를 구비하여 장비 설치 용적이 대폭 축소되고 바지선 내부 설치가 용이하며 안정된 시스템 구성이 가능한 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템은 바지선에 복합 화력발전 플랜트가 장착된 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리 시스템의 용존 고형물 처리시스템으로, 폐수 처리 유닛을 상기 바지선에 설치함에 있어서 상기 바지선의 선체 공간(Hull Area)을 상기 폐수 처리 유닛의 폐수 처리 탱크로 대체하며, 폐수 처리과정의 화학반응을 거쳐서 석출되는 용존 고형물을 상기 폐수 처리 유닛에서 고압 필터링 방식으로 분리한다.
상기 폐수 처리 유닛은, 상기 바지선의 선체 공간으로 대체되며 상기 복합 화력발전 플랜트에서 발생하는 폐수 중에서 케미컬 수와 오염수가 저장되는 폐수 탱크; 상기 폐수 탱크와 연결되는 반응 탱크; 상기 반응 탱크에 화학약품을 공급하는 케미컬 공급 탱크; 상기 반응 탱크에 연결되는 제1 UF 필터; 상기 제1 UF 필터에 연결되는 제2 UF 필터; 상기 제2 UF 필터에 연결되는 수처리 탱크; 및 상기 제1 UF 필터 및 상기 제2 UF 필터에서 걸러진 용존 고형물(찌꺼기)을 상기 바지선 외부로 운송하기 위하여 저장하는 최종 폐수 탱크;를 포함한다.
상기 폐수 탱크는 상기 바지선의 정상 운전시에 발생하는 폐수를 저장하는 메인 폐수 탱크, 및 상기 바지선의 비정상 운전시에 발생하는 폐수를 저장하는 서브 폐수 탱크로 구성된다.
상기 제1 UF 필터 및 상기 제2 UF 필터는 고압 필터링 방식으로 용존 고형물을 분리한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 복합 화력발전 플랜트를 부유식의 바지선 위에 장착하고 바지선에 설치된 폐수처리 유닛으로 폐수를 처리하므로 부유식 복합 화력발전 플랜트의 주변 환경오염을 유발시킬 염려가 없으며, 해상 조건에서 선박의 협소한 공간에 맞게 소형화되고 패키지(Package)화된 장비 사용이 가능하다.
또한, 본 발명은 바지선 선체 공간을 폐수 처리 시스템의 폐수 처리 탱크로 대체하므로, 폐수 처리 시스템의 설비 초기 비용 및 설비 용적이 줄어들며, 탑재 및 시운전 시 현장 작업이 매우 용이하다.
또한, 본 발명은 외부 운동에 영향을 받지 않는, 즉 해상의 출렁임에 영향을 받지 않는 고압 필터링 방식의 UF 필터를 구비하여, 장비 설치 용적이 대폭 축소되고 바지선 내부 설치가 용이하며 안정된 시스템 구성이 가능하다.
도 1은 종래 육상 복합 화력발전 플랜트 장비 작동 시 발생하는 폐수 처리공정을 보인 도면
도 2는 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템을 보인 개념도
도 3은 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트를 장착한 바지선을 보인 측면도
도 4는 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템을 보인 평면 구성도
도 5는 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템에 있어서 UF 필터를 보인 사시도
도 6은 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리방법을 설명하는 블록도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템 및 용존 고형물 처리 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템을 보인 개념도, 도 3은 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트를 장착한 바지선을 보인 측면도, 도 4는 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템을 보인 평면 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리 시스템에 있어서 UF 필터를 보인 사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리 시스템은 바지선(1)에 장착되는 것으로, 폐수 처리 유닛(100)을 상기 바지선(1)에 설치함에 있어서 상기 바지선(1)의 선체 공간(Hull Area)을 상기 폐수 처리 유닛(100)의 각종 폐수 처리 탱크로 대체한다.
참고로, 육상의 콘크리트로 만들어진 폐 수조를, 선체 구조를 이용한 폐수 탱크로 대체하는 방법은 일반 선박에서 사용하는 박스형태의 철구조물 내부에 배기관, 맨홀(manhole), 수위계, 입출구 연결부(inlet/outlet connection)를 설치하고 내부에 다음과 같이 코팅 처리한다. 1) 최종폐수 탱크(170), 오일폐수 탱크(210), 수처리 탱크(160) : Tar epoxy coating 2 겹, 2) 메인 폐수 탱크(111), 서브 폐수 탱크(112) : Pure epoxy coating 3겹, 3) 케미컬 공급 탱크(130): 선체를 이용하지 않는 독립 탱크로 전문 케미컬 탱크 공급업체에 케미컬 성분 정보를 알려주면 성분에 맞는 탱크를 공급한다.
상기 폐수 처리 유닛(100)은, 상기 바지선(1)의 선체 공간으로 대체되며 상기 복합 화력발전 플랜트(2)에서 발생하는 폐수 중에서 케미컬 수와 오염수가 저장되는 폐수 탱크(110); 상기 폐수 탱크(110)와 연결되는 반응 탱크(120); 상기 반응 탱크(120)에 화학약품을 공급하는 케미컬 공급 탱크(130); 상기 반응 탱크(120)에 연결되는 제1 UF 필터(140); 상기 제1 UF 필터(140)에 연결되는 제2 UF 필터(150); 상기 제2 UF 필터(150)에 연결되는 수처리 탱크(160); 및 상기 제1 UF 필터(140)에서 걸러진 찌꺼기를 상기 바지선(1) 외부로 운송하기 위하여 저장하는 최종 폐수 탱크(170);를 포함한다.
전술한 바와 같이, 폐수 처리 과정에서 폐수에 화학약품을 첨가하여 찌꺼기를 침전시키게 되는데, 이때 상기 화학 반응을 통해서 석출되는 용존 고형물을 분리해야 한다. 종전에는 원형 침전기, 농축기, 활성 탄소필터 등으로 구성된 중력 분리법을 사용하여 용존 고형물을 석출하였으나, 이들 장비들은 설치 용적이 커서 바지선 내부에 설치하기 어려울 뿐만 아니라, 바지선이 위치한 해상의 출렁임으로 인해서 중력 이용 분리법이 제 기능을 하기 힘들다.
따라서, 본 발명에 따른 용존 고형물 처리 시스템은 외부 운동에 영향을 받지 않는, 즉 해상의 출렁임에 영향을 받지 않는 고압 필터링 방식의 UF 필터(140,150)를 구비함으로써, 장비 설치 용적이 대폭 축소되고 바지선 내부 설치가 용이하며 안정된 시스템 구성이 가능하다.
상기 폐수 탱크(110)는 상기 바지선(1)의 정상 운전시에 발생하는 폐수를 저장하는 메인 폐수 탱크(111)와, 상기 바지선(1)의 비정상 운전시에 발생하는 폐수를 저장하는 서브 폐수 탱크(112)로 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템은 복합 화력발전 플랜트(2)에서 발생하는 폐수 중에서, 오일을 함유하지 않은 폐수는 폐수 처리유닛(100)에서 처리하고, 오일함유 폐수는 바지선(1)에 설치된 선박용으로 소형화된 빌지 수처리 유닛(200)에서 별도로 분리 처리할 수 있다.
빌지 수처리 유닛(200)에서는 상기 바지선(1)의 선체 공간으로 형성된 오일폐수 탱크(210) 안에 저장된 오일폐수를 오일 세퍼레이터(220)에서 물과 오일로 분리하게 되는데, 물은 바다로 방류되고, 오일은 상기 폐수 처리유닛(100)의 최종 폐수 탱크(170) 안에 모인다.
빌지 수처리 유닛(200)을 상기 바지선(1)에 설치함에 있어서도 상기 바지선(1)의 선체 공간(Hull Area)을 상기 빌지 수처리 유닛(200)의 폐수 처리 탱크로 대체할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리방법을 설명하는 블록도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리방법은 바지선(1)에 장착되는 복합 화력발전 플랜트(2)의 폐수 처리방법으로, 바지선(1)의 선체 공간을 다수의 폐수처리 탱크로 대체하고, 복합 화력발전 플랜트(2)에서 발생하는 폐수 중에서, 오일을 함유하지 않은 폐수, 예를 들어 케미컬 수와 오염수는 폐수처리 유닛(100)에 의해서 처리하고, 상기 복합 화력발전 플랜트(2)에서 발생하는 폐수 중에서 오일함유 폐수는 상기 바지선(2)에 설치된 빌지 수처리 유닛(200)에서 별도로 분리 처리한다.
본 발명에 따른 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
우선, 단계(S 10)에서 상기 바지선(1)의 선체 공간으로 대체된 폐수 탱크(111) 안에 상기 복합 화력발전 플랜트(2)에서 발생하는 케미컬 수와 오염수를 저장한다.
단계(S 20)에서 상기 폐수 탱크(110) 안에 저장된 케미컬 수와 오염수를 반응 탱크(120) 안으로 이송한다.
단계(S 30)에서 케미컬 공급 탱크(130)에서 화학약품을 상기 반응 탱크(120) 안에 공급한다. 상기 반응 탱크(120)의 교반기(121)는 회전하여 교반하는 역할을 한다.
단계(S 40)에서 상기 반응 탱크(120)의 폐수를 제1 UF 필터(140)에서 여과한다.
단계(S 50)에서 상기 제1 UF 필터(140)에 여과된 폐수를 제2 UF 필터(150)에서 재차 여과한다.
단계(S 60)에서 상기 제2 UF 필터(150)에서 여과된 물을 상기 바지선(1) 외부로 방류하기 위하여 수처리 탱크(160) 안에 저장한다.
그리고, 단계(S 70)에서 상기 제1 UF 필터(140) 및 상기 제2 UF 필터(150)에 의해서 걸러진 용존 고형물(찌꺼기)를 저장하는 최종 폐수 탱크(170) 안에 저장한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 복합 화력발전 플랜트를 부유식의 바지선 위에 장착하고 바지선에 설치된 폐수처리 유닛으로 폐수를 처리하므로 부유식 복합 화력발전 플랜트의 주변 환경오염을 유발시킬 염려가 없으며, 해상 조건에서 선박의 협소한 공간에 맞게 소형화되고 패키지(Package)화된 장비 사용이 가능하다.
또한, 본 발명은 바지선 선체 공간을 폐수 처리 시스템의 폐수 처리 탱크로 대체하므로, 폐수 처리 시스템의 설비 초기 비용 및 설비 용적이 줄어들며, 탑재 및 시운전 시 현장 작업이 매우 용이하다.
또한, 본 발명은 외부 운동에 영향을 받지 않는, 즉 해상의 출렁임에 영향을 받지 않는 고압 필터링 방식의 UF 필터를 구비하여, 장비 설치 용적이 대폭 축소되고 바지선 내부 설치가 용이하며 안정된 시스템 구성이 가능하다.
본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1: 바지선
2: 복합 화력발전 플랜트
100: 폐수처리 유닛
110: 폐수 탱크
111: 메인 폐수 탱크
112: 서브 폐수 탱크
120: 반응 탱크
121: 교반기
130: 케미컬 공급 탱크
140: 제1 UF 필터
150: 제2 UF 필터
160: 수처리 탱크
170: 최종 폐수 탱크
200: 빌지 수처리 유닛
210: 오일폐수 탱크
220: 오일 세퍼레이터

Claims (4)

  1. 바지선에 복합 화력발전 플랜트가 장착된 부유식 복합 화력발전 플랜트용 폐수 처리 시스템의 용존 고형물 처리시스템으로, 폐수 처리 유닛을 상기 바지선에 설치함에 있어서 상기 바지선의 선체 공간(Hull Area)을 상기 폐수 처리 유닛의 폐수 처리 탱크로 대체하며, 폐수 처리과정의 화학반응을 거쳐서 석출되는 용존 고형물을 상기 폐수 처리 유닛에서 고압 필터링 방식으로 분리하는 것을 특징으로 하는 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐수 처리 유닛은
    상기 바지선의 선체 공간으로 대체되며, 상기 복합 화력발전 플랜트에서 발생하는 폐수 중에서 케미컬 수와 오염수가 저장되는 폐수 탱크;
    상기 폐수 탱크와 연결되는 반응 탱크;
    상기 반응 탱크에 화학약품을 공급하는 케미컬 공급 탱크;
    상기 반응 탱크에 연결되는 제1 UF 필터;
    상기 제1 UF 필터에 연결되는 제2 UF 필터;
    상기 제2 UF 필터에 연결되는 수처리 탱크; 및
    상기 제1 UF 필터 및 상기 제2 UF 필터에서 걸러진 용존 고형물(찌꺼기)을 상기 바지선 외부로 운송하기 위하여 저장하는 최종 폐수 탱크;를 포함하는 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 폐수 탱크는 상기 바지선의 정상 운전시에 발생하는 폐수를 저장하는 메인 폐수 탱크와, 상기 바지선의 비정상 운전시에 발생하는 폐수를 저장하는 서브 폐수 탱크로 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 UF 필터 및 상기 제2 UF 필터는 고압 필터링 방식으로 용존 고형물을 분리하는 것을 특징으로 하는 부유식 복합 화력발전 플랜트의 폐수 처리시스템의 용존 고형물 처리시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115385487A (zh) * 2022-09-22 2022-11-25 长江生态环保集团有限公司 一种市政污水处理厂用快速分筛系统及方法
US11561774B2 (en) 2016-03-23 2023-01-24 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Composition of pattern-driven reactions in real-time dataflow programming

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