KR20170020151A

KR20170020151A - 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20170020151A
Application number: KR1020150114971A
Authority: KR
Inventors: 정충의
Original assignee: 극동환경화학 주식회사
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2017-02-22

Abstract

본 발명은 식품의 천연향료, 오일, 식용유 제조 또는 가공하는 경우 용매로서 사용되거나 또는 반도체 특히 반도체분야에서 사용되는 이소프로필알콜(ISOPROPYL ALCOHOL : IPA)이 포함된 폐액, 폐수로 부터 이소프로필알콜의 회수 재사용 및 재활용할 수 있어 폐기물 자원 재활용에 일익이 될 수 있으며 또한 회수시 재사용, 재활용의 어려운 저농도 이소프로필알콜은 자동적으로 선별되어 소각처리되고 미응축되는 이소프로필알콜 함유 폐수와 세정집진시설에서 발생되는 폐수는 정화처리하여 수생태계 환경 개선을 가능하도록 한 폐수에 포함된 이소프로필알콜의 회수 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로서,
본 발명의 구체적인 해결적 수단은,
"다양한 생산공정에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 제1 저장조에 저장 포집하는 단계와, 상기 제1 저장조에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 가열기를 거치는 온도 유지단계와, 상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터에 의해 재차 80~85℃로 유지된 증류기에 유입시켜 증류시키는 단계와, 상기 증류기를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 열교환기인 응축기를 이용하여 냉각 응축시키는 IPA회수 응축단계와, 상기 응축된 IPA응축수를 제2 저장조에 저장하여 재활용으로 공급가능하도록 하는 IPA응축수 저장단계와, 상기 제2 저장조에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리되어 소각로로 이송 소각되는 소각단계와, 상기 증류기에서 배출되는 폐수는 폐수처리부로 배출 정화처리되어 폐수 정화처리 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,
상기 증류기에서 배출되는 폐수를 재차 펌핑하여 히터를 통과한 후 증류기에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제키 위한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,
상기 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA가 이송되어 소각로에서 소각시 발생되는 폐열을 산업시설의 보일러의 열원으로 사용토록 한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,
상기 폐수 처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수를 집수조에 집수한 후 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조, 2차 폭기조, 3차 폭기조를 거쳐 폐수를 정화하되 상기 3차 폭기조에는 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터를 구비하여 폐수를 정화한 다음 안정조에 저장토록 하고 상기 각 폭기조들에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조에 투입되는 순환식인 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,
상기 폐수 처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수에 과산화수소수(H₂O₂)와 황산철(FeSO₄)를 첨가하여 폐수를 정화토록 하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,
다양한 생산공정에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 제1 저장조와, 상기 제1 저장조에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 가열기와, 상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터에 의해 재차 80~85℃로 유지시킨 후 순도 높은 IPA증류수를 증류키 위한 증류기와, 상기 증류기를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 냉각 응축시키는 응축기와, 상기 응축된 IPA응축수를 저장하여 재활용으로 공급 가능하도록 하는 제2 저장조와, 상기 제2 저장조에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리하여 소각하는 소각로와, 상기 증류기에서 배출되는 폐수를 정화하는 폐수처리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,
상기 증류기에서 배출되는 폐수를 펌프로 펌핑하여 상기 히터를 통과한 후 증류기에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제키 위한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,
상기 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA를 이송하여 소각로에서 소각시 발생되는 폐열을 보일러의 열원으로 사용토록 한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,
상기 폐수처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수를 집수하는 집수조와, 상기 집수조에서 순차적으로 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조, 2차 폭기조와, 상기 2차 폭기조를 거친 불완전 정화된 폐수를 정화하기 위하여 호기성 미생물이 포함됨과 동시에 내부 일측에 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터가 구비되어 있는 3차 폭기조와, 상기 3차 폭기조에서 정화된 폐수를 저장하는 안정조로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,
상기 1차,2차 3차 폭기조들에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조에 투입되는 순환식인 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치"를 그 구성적 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 다양한 산업시설에서 사용되고 폐기되는 IPA가 포함된 폐수에서 순도 높은 양질의 IPA를 회수하여 산업시설의 에너지원으로 사용할 뿐만 아니라 순도가 낮은 IPA 또한 소각시설을 통해 소각하고 이와 같이 소각하는 과정에서 발생되는 열원을 산업시설의 예를들면 보일러등의 열원으로 사용함으로서 폐열의 재활용이 가능하도록 함과 동시에 IPA의 회수시 발생되는 불가피한 폐수는 정화시설을 통해 정화하여 처리하도록 하는 회수, 소각 및 폐수처리를 하나의 라인에서 일괄적으로 처리토록 함으로서 경제적 및 시간적 절약은 물론이고 친환경적인 이익을 도모할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.

Description

폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치 및 그 방법{Of isopropyl alcohol contained in the waste water collection processing device and method}

본 발명은 식품의 천연향료, 오일, 식용유 제조 또는 가공하는 경우 용매로서 사용되거나 또는 반도체 특히 반도체분야에서 사용되는 이소프로필알콜(ISOPROPYL ALCOHOL : IPA)이 포함된 폐액, 폐수로 부터 이소프로필알콜의 회수 재사용 및 재활용할 수 있어 폐기물 자원 재활용에 일익이 될 수 있으며 또한 회수시 재사용, 재활용의 어려운 저농도 이소프로필알콜은 자동적으로 선별되어 소각처리되고 미응축되는 이소프로필알콜 함유 폐수와 세정집진시설에서 발생되는 폐수는 정화처리하여 수생태계 환경 개선을 가능하도록 한 폐수에 포함된 이소프로필알콜의 회수 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

현재, 반도체 세정 공정에 있어서 최종 헹굼(final Rinse) 후 웨이퍼 건조를 위해 사용되어지는 이소프로필알콜(IPA) 증기 드라이어스는 스핀(spin) 드라이어에 비해 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 정전기력에 의한 분진(particle) 흡착을 방지한다.

둘째, 물 반점 생성을 방지한다.

세째, 기계적으로 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

*따라서 이와 같은 장점으로 인해 IPA 증기 드라이어 사용이 점차 확대되고 있다.

그러나 IPA 증기 드라이어을 사용할 경우, 1회 사용되어진 IPA는 최종 헹굼 후 웨이퍼에서 묻어 나오는 수분 잔유물(water residue)에 의한 수분에 의한 오염과 IPA 증기 드라이어에 의한 건조 과정중에 발생하는 유기 및 금속 이온들에 의한 오염 때문에 거의 대부분 폐액 처리를 하고 있는 실정이다.

종래의 IPA 재생방법에서는 IPA에 혼합되어져 있는 소량의 수분 잔유물(water residue)을 IPA의 물리적 성질인 공비점(azeotropic point) 때문에 일반 증류 방법이 아닌 삼중 혼합물 끓는점(triple mixture boiling point)을 이용하여 걸러낸다.

구체적으로는, 세정액을 증류방법을 이용 정제하여 IPA, 수분, 그리고 벤젠(benzene)의 세가지로 이루어진 혼합물을 얻고나서 이 혼합물을 다시 증류하여 IPA를 얻게 된다.

상기 공비점(azeotropic point)이란 IPA의 끓는점은 83℃인데 수분의 끓는점은 100℃이므로 IPA와 수분의 혼합용액을 83℃ 이상으로 가열할 경우 IPA만 증발하여야 하나 실제적으로는 수분과 IPA가 결합하여 같이 증발하는 경우를 일컫는다.

이와 같이 공비점인 삼중 혼합물 끓는점을 이용하여 먼저 증류되어 나오는 3가지 혼합물(mixture)를 먼저 분리시키고 이것을 다시 증류시킴으로써 증류 챔버(chamber)에 남아있는 순수한 IPA를 수거한다.

그러나 이와 같은 방법으로는 우리가 원하는 순환 시스템(circulation system)에 응용이 극히 어려운 실정이다. 왜냐하면 증류방법을 사용해서는 지속적으로 삼중 혼합물(triple mixture)를 얻기가 매우 어렵기 때문이다.

한편, 현재 상업용으로 나와있는 IPA 재생처리기(Reprocessor)의 경우 스테이션(station) 자체가 부피적으로 크고, 고가이다. 또한, 멤브레인(membrane) 필터 모듈(filler module)에 IPA를 통과시켜 탈수(dehydrate)시키는 방법을 채택하므로 운영비가 많이 들뿐만 아니라 대형화된 설비때문에 실제 반도체 세정공정에 적용시키기는 상당한 불합리성이 대두되어 왔다.

또한, 상기와 같이 단순히 IPA의 정제 즉, 회수뿐만이 아니라, 소각 기타 폐수 처리도 함께 이루어져야 환경적인 측면이나 경제적인 측면을 모두 만족시킬 수 있으나 현 시점에서는 단순히 회수 즉, 정제장치, 소각장치, 폐수 처리장치 등이 각각 독립적으로 다른 장치에 의해 구동됨에 따라 실질적으로 IPA의 회수로 인한 처리 문제 등등 일관적인 처리의 소홀로 인한 경제적 및 시간적 낭비를 초래하고 있는 문제점이 있다.

한국특허공고번호 제1996-0013498호 한국특허공개번호 제1999-016674호 한국특허공개번호 제2000-0040849호 한국특허공개번호 제2003-0074949호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서

가장 핵심적인 목적은 즉,

다양한 산업시설에서 사용되고 폐기되는 IPA가 포함된 폐수에서 순도 높은 양질의 IPA를 회수하여 산업시설의 에너지원으로 사용할 뿐만 아니라 순도가 낮은 IPA 또한 소각시설을 통해 소각하고 이와 같이 소각하는 과정에서 발생되는 열원을 산업시설의 예를들면 보일러등의 열원으로 사용함으로서 폐열의 재활용이 가능하도록 함과 동시에 IPA의 회수시 발생되는 불가피한 폐수는 정화시설을 통해 정화하여 처리하도록 하는 회수, 소각 및 폐수처리를 하나의 라인에서 일괄적으로 처리토록 함으로서 경제적 및 시간적 절약은 물론이고 친환경적인 이익을 도모할 수 있도록 하기 위한 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치 및 그 방법를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 해결적 수단은,

"다양한 생산공정에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 제1 저장조에 저장 포집하는 단계와, 상기 제1 저장조에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 가열기를 거치는 온도 유지단계와, 상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터에 의해 재차 80~85℃로 유지된 증류기에 유입시켜 증류시키는 단계와, 상기 증류기를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 열교환기인 응축기를 이용하여 냉각 응축시키는 IPA회수 응축단계와, 상기 응축된 IPA응축수를 제2 저장조에 저장하여 재활용으로 공급가능하도록 하는 IPA응축수 저장단계와, 상기 제2 저장조에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리되어 소각로로 이송 소각되는 소각단계와, 상기 증류기에서 배출되는 폐수는 폐수처리부로 배출 정화처리되어 폐수 정화처리 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,

상기 증류기에서 배출되는 폐수를 재차 펌핑하여 히터를 통과한 후 증류기에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제키 위한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,

상기 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA가 이송되어 소각로에서 소각시 발생되는 폐열을 산업시설의 보일러의 열원으로 사용토록 한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,

상기 폐수 처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수를 집수조에 집수한 후 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조, 2차 폭기조, 3차 폭기조를 거쳐 폐수를 정화하되 상기 3차 폭기조에는 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터를 구비하여 폐수를 정화한 다음 안정조에 저장토록 하고 상기 각 폭기조들에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조에 투입되는 순환식인 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,

상기 폐수 처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수에 과산화수소수(H₂O₂)와 황산철(FeSO₄)를 첨가하여 폐수를 정화토록 하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법과,

다양한 생산공정에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 제1 저장조와, 상기 제1 저장조에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 가열기와, 상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터에 의해 재차 80~85℃로 유지시킨 후 순도 높은 IPA증류수를 증류키 위한 증류기와, 상기 증류기를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 냉각 응축시키는 응축기와, 상기 응축된 IPA응축수를 저장하여 재활용으로 공급 가능하도록 하는 제2 저장조와, 상기 제2 저장조에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리하여 소각하는 소각로와, 상기 증류기에서 배출되는 폐수를 정화하는 폐수처리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,

상기 증류기에서 배출되는 폐수를 펌프로 펌핑하여 상기 히터를 통과한 후 증류기에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제키 위한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,

상기 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA를 이송하여 소각로에서 소각시 발생되는 폐열을 보일러의 열원으로 사용토록 한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,

상기 폐수처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수를 집수하는 집수조와, 상기 집수조에서 순차적으로 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조, 2차 폭기조와, 상기 2차 폭기조를 거친 불완전 정화된 폐수를 정화하기 위하여 호기성 미생물이 포함됨과 동시에 내부 일측에 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터가 구비되어 있는 3차 폭기조와, 상기 3차 폭기조에서 정화된 폐수를 저장하는 안정조로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치와,

상기 1차,2차 3차 폭기조들에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조에 투입되는 순환식인 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치."를 그 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 다양한 산업시설에서 사용되고 폐기되는 IPA가 포함된 폐수에서 순도 높은 양질의 IPA를 회수하여 산업시설의 에너지원으로 사용할 뿐만 아니라 순도가 낮은 IPA 또한 소각시설을 통해 소각하고 이와 같이 소각하는 과정에서 발생되는 열원을 산업시설의 예를들면 보일러등의 열원으로 사용함으로서 폐열의 재활용이 가능하도록 함과 동시에 IPA의 회수시 발생되는 불가피한 폐수는 정화시설을 통해 정화하여 처리하도록 하는 회수, 소각 및 폐수처리를 하나의 라인에서 일괄적으로 처리토록 함으로서 경제적 및 시간적 절약은 물론이고 친환경적인 이익을 도모할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치의 전체 도면,
도 3은 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치에 있어서 증류기의 상세도,
도 4는 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치에 있어서 폐수처리부의 상세도이다.

이하, 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치 그 방법에 대하여 도면과 함께 구체적으로 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법을 나타내는 블럭도이며, 도 2는 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치의 전체 도면이고, 도 3은 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치에 있어서 증류기의 상세도이며,도 4는 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치에 있어서 폐수처리부의 상세도이다.

우선, 본 발명중 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법에 대하여 도 1과 함께 설명하고자 한다.

[제1 저장조에 저장 포집하는 단계]----S1

본 단계는 다양한 생산공정 예를들면, 반도체 생산공정이나 식품 즉, 식용유,오일 제조공정 등에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 제1 저장조(100)에 상기 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 저장 포집하는 단계를 나타내는 것이다.

[온도 유지단계]-------S2

본 단계는 상기 제1 저장조에 저장 포집하는 단계(S1)의 상기 제1 저장조(100)에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 가열기(200)를 거쳐서 온도를 유지하는 단계를 나타내는 것이다.

[증류시키는 단계]------S3

본 단계는 상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터(310)에 의해 재차 80~85℃로 유지된 증류기(300)에 유입시켜 상기 폐수나 악취 및 가스상 물질에서 IPA를 증류하는 단계를 나타내는 것이다.

바람직하게는 상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 재차 펌핑하여 히터(310)를 통과한 후 증류기(300)에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제토록 하는 것이다.

[IPA회수 응축단계]------S4

본 단계는 상기 증류기를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 열교환기인 응축기를 이용하여 냉각 응축시키는 단계를 나타낸다.

[IPA회수 저장단계]-----S5

본 단계는 상기 응축된 IPA응축수를 제2 저장조(500)에 저장하여 재활용으로 공급가능하도록 하는 IPA응축수 저장단계를 나타내는 것이다.

이와 같이 제2 저장조(500)에 응축 보관중인 순도 높은 IPA는 다양한 산업분야의 에너지원으로 재활용이 가능한 것이다.

[소각단계]--------S6

본 단계는 상기 제2 저장조(500)에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리되어 소각로(600)로 이송 소각되는 단계를 나타낸 것으로서 이와 같이 에너지원으로 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 소각로(600)으로 이송 소각시 발생되는 폐열을 산업시설의 보일러의 열원으로 사용토록 할 수 있는 것이다.

[폐수처리 단계]-------S7

본 단계는 상기 증류기300)에서 배출되는 폐수는 폐수처리부(700)로 배출 정화처리토록 하는 것으로서

상기 폐수 처리부(700)는 상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 집수조(710)에 집수한 후 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조(720), 2차 폭기조(730), 3차 폭기조(740)를 거쳐 폐수를 정화하되 상기 3차 폭기조(740)에는 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터(741)를 구비하여 폐수를 정화한 다음 안정조(750)에 저장토록 하고 상기 각 폭기조들(720,730,740)에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조(100)에 투입되는 순환토록 하며,

바람직하게는 상기 폐수 처리부(700)는 상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수에 과산화수소수(H₂O₂)와 황산철(FeSO₄)를 첨가하여 폐수를 정화토록 할 수도 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 폐수의 정화는 물론이고 폐수에 포함된 이소프로필 알콜 즉, IPA의 재활용을 가능하도록 함으로서 친환경적인 측면과 경제적인 측면 및 자원의 절약적 측면에도 유용한 것이다.

다음, 또 다른 본 발명인 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치에 대하여 도 2 내지 도 4와 함께 설명하면,

지시부호 100은 제1 저장조를 지시하는 것으로서 상기 제1 저장조(100)은 다양한 생산공정 예를들면, 반도체 생산공정이나 식품 즉, 식용유, 오일 제조공정 등에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 것이다.

지시부호 200은 가열기를 지시하는 것으로서 상기 가열기(200)는 상기 제1 저장조(100)에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 것으로서 상기 가열기(200)는 일반적 기술인 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 지시부호 300은 증류기를 지시하는 것으로서 상기 증류기(300)은 상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터(310)에 의해 재차 80~85℃로 유지시킨 후 순도 높은 IPA증류수를 증류키 위한 것으로서 이미 언급한 바와 같이 IPA의 끓는점이 83℃이므로 IPA의 증류 추출이 가능하도록 하기 위한 것이다.

바람직하게는, 상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 펌프(P)로 펌핑하여 상기 히터(310)를 통과한 후 증류기(300)에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제키 위한 것이다.

지시부호 400은 응축기를 지시하는 것으로서 상기 응축기(400)은 상기 증류기(300)를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 냉각 응축시키기 위한 것이며,

지시부호 500은 제2 저장조를 지시하는 것으로서 상기 제2 저장조(500)은 상기 응축된 IPA응축수를 저장하여 재활용으로 공급 가능하도록 하는 것으로서 일반적인 산업분야의 산업시설에 상기 제2 저장조(500)에 저장된 IPA가 에너지원으로 제활용 가능하도록 하는 것이다.

반면에, 지시부호 600은 소각로를 지시하는 것으로서 상기 소각로(600)은 상기 제2 저장조(500)에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리하여 소각키 위한 것으로서, 상기 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA를 이송하여 소각로(600)에서 소각시 발생되는 폐열을 보일러(B)의 열원으로 사용토록 한 것이다.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이 지시부호 700은 폐수처리부를 지시하는 것으로서 상기 폐수처리부(700)은 상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 정화하는 것으로서

상기 폐수처리부(700)는 상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 집수하는 집수조(710)와, 상기 집수조(710)에서 순차적으로 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조(720), 2차 폭기조(730)와, 상기 2차 폭기조(730)를 거친 불완전 정화된 폐수를 정화하기 위하여 호기성 미생물이 포함됨과 동시에 내부 일측에 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터(741)가 구비되어 있는 3차 폭기조(740)와, 상기 3차 폭기조(740)에서 정화된 폐수를 저장하는 안정조(750)로 이루어진 것이다.

바람직하게는, 상기 1차,2차 3차 폭기조(720, 730, 740)들에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조(100)에 투입되는 순환식을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명에 대한 작동관계에 대하여 설명하면,

우선, 생산공정이나 산업시설에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 제1 저장조(100)에 포집 저장한 후 펌핑하여 가열기(200)를 통과하여 일정온도 즉, 80~85℃를 유지시킨 후 증류기(300)를 거쳐 IPA증류수가 발생되며 이와 같이 순도가 높은 IPA증류수는 응축기(400)를 거쳐 냉각 응축되어 제2 저장조(500)에 보관되어 산업분야 및 시설의 에너지원 즉, 열원으로 사용되는 것이며,

반면에, 순도가 낮은 IPA는 소각로(600)를 거쳐 소각되되 이때 발생된 열원은 산업시설의 보일러의 열원으로 사용토록 하는 것이다.

반면에, 상기와 같이 증류기(300)에서 순환 증류하여 순도 높은 IPA증류수를 회수한 나머지의 폐수는 폐수처리부(700)를 통해 정화토록 하는 것이다.

참고로 상기 본 발명의 상세한 설명에서 '재활용이 어려운 순도 낮은 IPA'라는 의미 즉, 재활용 가능여부와 순도 높고 낮은 판단기준은 상기 명세서에서 기재된 바와 같이 순도가 높은 즉, 재활용이 가능한 IPA는 80~85℃에서 기화되며 이와 같이 기화된 IPA를 액화시켜 포집하여 재활용하는 것이다.

이와 같이 기존에 IPA 정제 회수장치, 소각장치, 폐수처리장치를 하나의 일괄된 공정으로 회수, 소각, 폐수처리를 가능하도록 함으로서 경제적인 측면이나 시간적 측면에서 매우 유용한 기술인 것이다.

100; 제1 저장조 200; 가열기
300; 증류기 310; 히터
400; 응축기 500; 제2 저장조
600; 소각로 700; 폐수처리부
710; 집수조 720; 1차 폭기조
730; 2차 폭기조 740; 3차 폭기조
741; 중공사막 필터 750; 안정조
B; 보일러 P; 펌프

Claims

다양한 생산공정에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 제1 저장조에 저장 포집하는 단계(S1)와,
상기 제1 저장조에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 가열기를 거치는 온도 유지단계(S2)와,
상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터에 의해 재차 80~85℃로 유지된 증류기에 유입시켜 증류시키는 단계(S3)와,
상기 증류기를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 열교환기인 응축기를 이용하여 냉각 응축시키는 IPA회수 응축단계(S4)와,
상기 응축된 IPA응축수를 제2 저장조에 저장하여 재활용으로 공급가능하도록 하는 IPA응축수 저장단계(S5)와,
상기 제2 저장조에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리되어 소각로로 이송 소각되는 소각단계(S6)와,
상기 증류기에서 배출되는 폐수는 폐수처리부로 배출 정화처리되어 폐수 정화처리 단계(S7)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법.
제 1 항에 있어서,
상기 증류기에서 배출되는 폐수를 재차 펌핑하여 히터를 통과한 후 증류기에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제키 위한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법.
제 1 항에 있어서,
상기 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA가 이송되어 소각로에서 소각시 발생되는 폐열을 산업시설의 보일러의 열원으로 사용토록 한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법.
제 1 항에 있어서,
상기 폐수 처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수를 집수조에 집수한 후 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조, 2차 폭기조, 3차 폭기조를 거쳐 폐수를 정화하되 상기 3차 폭기조에는 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터를 구비하여 폐수를 정화한 다음 안정조에 저장토록 하고 상기 각 폭기조들에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조에 투입되는 순환식인 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법.
제 1 항에 있어서,
상기 폐수 처리부는 상기 증류기에서 배출되는 폐수에 과산화수소수(H₂O₂)와 황산철(FeSO₄)를 첨가하여 폐수를 정화토록 하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리방법.
다양한 생산공정에서 발생되는 IPA가 포함된 폐액과 상기 생산공정을 운영하는 설비에서 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 포집 제거하기 위한 습식집진시설인 제1 저장조(100)와,
상기 제1 저장조(100)에 저장 포집된 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 80~85℃로 일정하게 유지키 위해 스팀이 유입된 배관이 설치된 가열기(200)와,
상기 온도가 유지된 상태의 IPA가 포함된 폐액 및 대기중으로 배출되는 악취 및 가스상 물질을 히터(310)에 의해 재차 80~85℃로 유지시킨 후 순도 높은 IPA증류수를 증류키 위한 증류기(300)와,
상기 증류기(300)를 통과한 80%이상의 순도 높은 IPA증류수를 냉각 응축시키는 응축기(400)와,
상기 응축된 IPA응축수를 저장하여 재활용으로 공급 가능하도록 하는 제2 저장조(500)와,
상기 제2 저장조(500)에 저장된 순도 높은 IPA응축수중에서 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA는 가스크로마토그래피에 의해 분리하여 소각하는 소각로(600)와,
상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 정화하는 폐수처리부(700)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치.
제 6 항에 있어서,
상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 펌프(P)로 펌핑하여 상기 히터(310)를 통과한 후 증류기(300)에 투입되어 상기 폐수에 포함된 IPA를 순환 정제키 위한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치.
제 6 항에 있어서,
상기 재활용이 어려운 순도 낮은 IPA를 이송하여 소각로(600)에서 소각시 발생되는 폐열을 보일러(B)의 열원으로 사용토록 한 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치.
제 6 항에 있어서,
상기 폐수처리부(700)는 상기 증류기(300)에서 배출되는 폐수를 집수하는 집수조(710)와,
상기 집수조(710)에서 순차적으로 호기성 미생물이 포함된 1차 폭기조(720), 2차 폭기조(730)와,
상기 2차 폭기조(730)를 거친 불완전 정화된 폐수를 정화하기 위하여 호기성 미생물이 포함됨과 동시에 내부 일측에 내열성과 내구성이 우수한 폴리술폰이라는 합성 고분자 소재를 원료로 비대칭구조된 중공사막 필터(741)가 구비되어 있는 3차 폭기조(740)와,
상기 3차 폭기조(740)에서 정화된 폐수를 저장하는 안정조(750)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치.
제 9 항에 있어서,
상기 1차,2차 3차 폭기조(720, 730, 740)들에서 발생되는 가스는 상기 제1 저장조(100)에 투입되는 순환식인 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 이소프로필 알콜의 회수 처리장치.