KR20190106193A - 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치 및 세정수 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스 처리 장치에서 배기가스를 처리 후 배출되는 오염된 세정수를 처리할 수 있는 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에 관한 것으로서, 배기가스 처리 장치(Exhaust Gas Recirculation)에 공정수를 분사하여 배기가스를 처리 할 수 있도록, 상기 배기가스 처리 장치에 공정수를 공급하는 공정수 공급부와, 분사된 상기 공정수가 상기 배기가스를 냉각 시, 상기 배기가스 처리 장치에서 발생되는 오염된 세정수를 배출하는 세정수 배출부 및 상기 세정수 배출부와 연결되어 상기 세정수를 처리하고, 처리된 상기 세정수를 상기 공정수 공급부로 재순환 또는 외부로 배출시키는 세정수 처리 장치를 포함하고, 상기 세정수 처리 장치는, 미세 기포를 이용하여 오염된 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)을 분리하는 가압 부상 분리 장치(Dissolved Air Flotation Equipment)를 포함할 수 있다.

Description

배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치 및 세정수 처리 시스템{Washing water treatment system of exhaust gas recirculation apparatus}

본 발명은 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치 및 세정수 처리 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배기가스 처리 장치에서 배기가스를 처리 후 배출되는 오염된 세정수를 처리할 수 있는 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치 및 세정수 처리 시스템에 관한 것이다.

최근 선박의 엔진 배기가스에 포함된 오염 물질에 대한 환경규제가 점차 강화되고 있어 다양한 엔진 배기가스의 후처리 기술 및 장치에 대한 연구가 활발하다. 예를 들면, 오염물질 배출규제해역(ECA:Emission control area)에서 선박 엔진의 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)의 배출 농도를 줄이기 위한 배기가스 처리 장치로 배기가스 재순환 장치(EGR:Exhaust gas recirculation) 등이 사용되고 있다.

일반적으로, 배기가스 재순환 장치는 냉각된 배기가스의 일부를 흡입 계통으로 재순환시켜 연소가스의 산소 함량 및 연소 온도를 낮춰줌에 따라, 연소 시 발생하는 질소 산화물(Thermal NOx)의 농도를 감소시킬 수 있다. 아울러, 배기가스 재순환 장치 내에 공정수를 분사하여 배기가스의 온도를 낮출 수 있으며, 이때 오염된 세정수가 발생할 수 있다. 이에 따라, 오염된 세정수를 처리하기 위하여 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치 및 세정수 처리 시스템이 이용되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치 및 세정수 처리 시스템은, 오염된 세정수를 처리하기 위해 고속회전의 적층 평판 원심분리기를 이용하는데, 적층 평판 원심분리기는 고액분리(Solid-liquid separation)의 효율을 높이기 위해서는 고속의 회전수가 요구되며, 이는 에너지의 사용량이 제한된 선박 내에서 많은 에너지가 소모되는 문제점이 있었다. 또한, 입자 분리의 정도에 따라 배기가스 처리 장치로 재순환되는 공정수 내에 포함된 입자상 물질(PM:Particulate matter)에 의해 공정수를 분사하는 분사 노즐의 막힘 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 가압 부상 분리 장치(Dissolved Air Flotation Equipment)와 마이크로 필터(Micro Filter)를 이용하여, 오염된 세정수 내에 포함된 입자상 물질의 분리 효율을 높이고, 세정수 처리 시 소요되는 에너지의 소모량을 절감할 수 있는 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치 및 세정수 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템이 제공된다. 상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템은, 선박의 배기가스 처리 장치에 공정수를 공급하는 공정수 공급부; 공급된 상기 공정수가 상기 배기가스를 처리 시, 상기 배기가스 처리 장치에서 발생되는 오염된 세정수를 배출하는 세정수 배출부; 및 상기 세정수 배출부와 연결되어 상기 세정수를 처리하고, 처리된 상기 세정수를 상기 공정수 공급부로 재순환 또는 외부로 배출시키는 세정수 처리 장치;를 포함하고, 상기 세정수 처리 장치는, 미세 기포를 이용하여 오염된 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)을 분리하는 가압 부상 분리 장치(Dissolved Air Flotation Equipment);를 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 세정수 처리 장치는, 상기 세정수 배출부와 연결되어, 상기 배기가스 처리 장치에서 배출되는 상기 세정수를 저장하는 유량조절 탱크; 상기 유량조절 탱크로 부터 상기 세정수를 공급받아 상기 세정수 내에 포함된 상기 입자상 물질을 분리하여, 상기 세정수를 1차로 처리하는 상기 가압 부상 분리 장치; 상기 가압 부상 분리 장치와 연결되어 분리된 상기 입자상 물질을 저장하는 슬러지 탱크(Sludge Tank); 상기 슬러지 탱크와 연결되어 저장된 상기 입자상 물질을 외부 처리 장치로 배출하는 제 1 배출 라인; 상기 가압 부상 분리 장치와 연결되어 1차로 처리된 상기 세정수를 저장하는 리저버(Reservoir); 및 상기 리저버와 연결되어 상기 세정수를 외부로 배출하는 제 2 배출 라인;을 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 세정수 처리 장치는, 외부로 배출되는 상기 세정수의 수질을 측정하여 배출 조건에 맞지 않을 경우 상기 세정수를 2차로 처리할 수 있도록, 상기 제 2 배출 라인에 설치되는 세정수 재처리 장치;를 더 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 세정수 재처리 장치는, 상기 제 2 배출 라인에 설치되어 상기 세정수의 수질을 측정하는 센서부; 일단이 상기 제 2 배출 라인의 상기 센서부의 후방에 연결되고 타단이 상기 센서부의 전방에 연결되어, 상기 세정수 내에 포함된 상기 입자상 물질을 마이크로 필터를 이용하여 2차로 처리하고, 2차로 처리된 상기 세정수를 상기 센서부의 상기 후방에서 상기 전방으로 재순환 시키는 재처리 라인; 상기 제 2 배출 라인과 상기 재처리 라인의 일단의 연결부에 형성되어, 상기 재처리 라인을 개폐하는 재처리 라인 밸브; 및 상기 센서부에서 센싱 신호를 인가 받아 상기 세정수의 수질이 배출 조건에 맞지 않을 경우 상기 세정수를 상기 재처리 라인으로 유도할 수 있도록, 상기 재처리 라인 밸브에 제어 신호를 인가하여 상기 재처리 라인 밸브를 선택적으로 개폐시키는 재처리 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 마이크로 필터는, 외부 가압방식 또는 침지식 흡입방식에 의해 운전이 가능하며, 일정시간 운전 후 상기 마이크로 필터의 기능이 저하 또는 상실되었을 경우, 역세척에 의해 필터의 기능이 재생 가능한 방식 또는 필터 여재의 교체 방식이고, 상기 필터 여재는 금속, 부직포, 고분자 및 세라믹 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 유량조절 탱크는, 저장된 상기 세정수의 수질을 측정하여 재사용 가능할 경우에 공정수로 재사용할 수 있도록, 상기 공정수 공급부와 연결되어 상기 세정수를 재순환 시키는 제 1 재순환 라인; 및 상기 제 1 재순환 라인이 상기 공정수 공급부와 연결될 수 있도록 상기 제 1 재순환 라인을 선택적으로 개폐시키는 제 1 재순환 밸브;를 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 제 2 배출 라인은, 상기 리저버에 저장된 1차 처리된 상기 세정수를 공정수로 재사용할 수 있도록, 상기 공정수 공급부와 연결되어 상기 세정수를 재순환 시키는 제 2 재순환 라인; 및 상기 세정수를 재순환 또는 외부로 배출할 수 있도록, 상기 제 2 배출 라인과 상기 제 2 재순환 라인의 연결부에 형성되어 상기 제 2 재순환 라인을 선택적으로 개폐시키는 제 2 재순환 밸브;를 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 가압 부상 분리 장치는, 상기 가압 부상 분리 장치에서 미처리된 상기 세정수를 상기 외부 처리 장치로 배출할 수 있도록, 상기 가압 부상 분리 장치와 상기 제 1 배출 라인을 연결하는 드레인 라인; 상기 드레인 라인에 설치되어 상기 드레인 라인을 개폐하는 드레인 밸브; 상기 드레인 라인의 상기 드레인 밸브 후방에 설치되어 상기 드레인 라인을 통해서 배출되는 상기 세정수를 저장하는 드레인 탱크(Drain Tank); 및 상기 가압 부상 분리 장치의 운전 상태를 모니터링하여 고장 발생 시 미처리된 상기 세정수를 상기 드레인 라인으로 유도할 수 있도록, 상기 드레인 밸브에 제어 신호를 인가하여 상기 드레인 밸브를 선택적으로 개폐시키는 드레인 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 공정수 공급부는, 상기 배기가스 처리 장치에 상기 공정수를 공급하는 공정수 공급 라인; 상기 공정수 공급 라인에 연결되어 상기 공정수 공급 라인에 청수(Clear Water)를 공급하는 청수 공급 라인; 및 상기 공정수의 수소 이온 농도(pH)를 조절할 수 있도록, 상기 공정수 공급 라인에 수산화나트륨(NaOH)과 같은 수소 이온 농도 조절제를 공급하는 조절제 공급 라인;을 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템에서, 상기 배기가스 처리 장치는, 선박의 엔진에서 발생하는 배기가스에 포함된 오염 물질을 저감시킬 수 있는 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation) 또는 스크러버(Scrubber) 수처리 장치 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치가 제공된다. 상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치는, 선박의 배기가스 처리 장치에서 발생되는 오염된 세정수를 미세 기포를 이용하여 오염된 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질을 분리하는 가압 부상 분리 장치를 이용하여 처리하고, 처리된 상기 세정수를 상기 배기가스 처리 장치로 재순환 또는 외부로 배출시키는 세정수 처리 장치에 있어서, 상기 가압 부상 분리 장치는, 내부에 상기 세정수가 처리되기 위한 처리공간부가 형성되는 부상조; 상기 부상조의 상기 처리공간부로 오염된 상기 세정수를 공급하는 세정수 공급부; 상기 처리공간부에서 처리된 상기 세정수 중 일부를 순환수로 사용하여, 고압 환경의 공기 용해조에서 공기 압축기를 통해 주입된 공기를 상기 순환수에 용해시켜 상기 부상조의 상기 처리공간부로 재순환 시키는 순환수 공급부; 상기 부상조의 상측에 설치되고, 상기 순환수에 용해된 상기 공기로부터 발생한 미세한 부상 기포에 의해 상기 처리공간부에 저수된 상기 세정수의 액면에 부상한 입자상 물질을 제거하는 스키머; 상기 처리공간부의 공간을 분할하여 상기 선박의 운항 중 상기 선박의 흔들림에 의해 상기 부상 기포가 받는 영향을 줄일 수 있도록, 상기 부상조의 상기 처리공간부에 적어도 하나 이상 설치되는 부상 기포 흔들림 방지 격막; 및 상기 부상조의 상기 처리공간부에서 처리된 상기 세정수를 배출하는 세정수 배출부;를 포함할 수 있다.

상기 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치에서, 상기 부상조는, 상기 처리공간부의 상부의 면적을 줄여 상기 선박의 운항 중 상기 선박의 흔들림에 의해 상기 부상 기포가 받는 영향을 줄일 수 있도록, 외벽이 상부로 갈수록 내측으로 경사지게 형성되어 상기 처리공간부의 단면적이 전체적으로 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배기가스 처리 장치에서 오염된 세정수를 가압 부상 분리 장치를 이용하여 1차로 처리하여 공정수로 재사용하거나 외부로 배출하고, 외부로 배출 시 수질이 배출 조건에 맞지 않을 경우에 마이크로 필터를 이용하여 2차로 처리함으로써, 오염된 세정수 내에 포함된 입자상 물질의 분리 효율을 높이고, 세정수 처리 시 소요되는 에너지의 소모량을 절감할 수 있는 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 세정수 처리 시스템의 가압 부상 분리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템(100)을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 2 내지 도4는 도 1의 세정수 처리 시스템(100)의 가압 부상 분리 장치(32)를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.

더욱 구체적으로, 도 2는 도 1의 세정수 처리 시스템(100)의 가압 부상 분리 장치(32)를 정면에서 본 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 3은 가압 부상 분리 장치(32)를 윗면에서 본 모습을 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 4는 가압 부상 분리 장치(32)를 측면에서 본 모습을 개략적으로 나타내는 측면도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템(100)은, 크게, 공정수 공급부(10)와, 세정수 배출부(20) 및 세정수 처리 장치(30)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공정수 공급부(10)는, 선박의 엔진에서 발생하는 배기가스에 포함된 오염 물질을 저감시킬 수 있는 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation) 또는 스크러버(Scrubber) 수처리 장치 중 어느 하나인 배기가스 처리 장치(E)에 공정수를 공급할 수 있다.

더욱 구체적으로, 공정수 공급부(10)는, 선박 엔진의 배기가스 처리 장치(E)에 상기 공정수를 공급하는 공정수 공급 라인(11)과, 공정수 공급 라인(11)에 연결되어 공정수 공급 라인(11)에 청수(Clear Water)를 공급하는 청수 공급 라인(12) 및 상기 공정수의 수소 이온 농도(pH)를 조절할 수 있도록, 공정수 공급 라인(11)에 수산화나트륨(NaOH)과 같은 수소 이온 농도 조절제를 공급하는 조절제 공급 라인(13)을 포함할 수 있다. 여기서, 조절제 공급 라인(13)은, 세정수 처리 장치(30)로 유입 전에 세정수 배출부(20)에 연결되어 수소 이온 농도 조절제를 공급할 수 있다.

예컨대, 청수 공급 라인(12)을 통해서 공급받은 상기 청수와 조절제 공급 라인(13)을 통해서 공급받은 상기 수산화나트륨이, 공정수 공급 라인(11)에서 혼합되어 수소 이온 농도가 조절된 상기 공정수를 생성할 수 있다.

수소 이온 농도가 조절된 상기 공정수는 강한 알칼리성을 나타내며, 공정수 공급 라인(11)을 통해 배기가스 처리 장치(E)의 내부로 분사되어, 배기가스 처리 장치(E) 내에 흐르는 배기가스를 처리하고, 상기 배기가스에 포함된 강한 산성을 나타내는 황산화물 및 황산 미립자를 중화하여 제거할 수 있다. 따라서, 상기 공정수는 엔진의 연소 온도를 낮추거나, 배기가스 내에 포함된 황산화물을 흡수하여 선박 엔진의 연소 시 발생되는 질소 산화물, 및/또는 황산화물의 농도를 대폭적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 공정수는, 상기 배기가스 중에 포함된 선박의 연료(Oil)와, 황산염(Sulphate) 및 매연입자(Soot particle) 등에 의해 오염된 세정수로 배기가스 처리 장치(E)의 외부로 배출될 수 있다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 세정수 배출부(20)는, 분사된 상기 공정수가 상기 배기가스를 처리 시, 배기가스 처리 장치(E)에서 발생되는 오염된 상기 세정수를 배출 할 수 있다.

더욱 구체적으로, 세정수 배출부(20)는, 상기 세정수를 세정수 처리 장치(30)로 배출시키는 제 3 배출 라인(21) 및 상기 세정수를 제 3 배출 라인(21)을 통해 세정수 처리 장치(30)로 배출시킬 수 있도록, 제 3 배출 라인(21)을 선택적으로 개폐시키는 세정수 배출 밸브(22)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 세정수 처리 장치(30)는, 세정수 배출부(20)와 연결되어 상기 세정수를 처리하고, 처리된 상기 세정수를 공정수 공급부(10)로 재순환 또는 외부로 배출시킬 수 있다.

이때, 세정수 처리 장치(30)는, 미세 기포를 이용하여 오염된 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질을 분리하는 가압 부상 분리 장치(32)를 포함하여, 상기 세정수를 처리할 수 있다.

예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 가압 부상 분리 장치(32)는, 내부에 상기 세정수가 처리되기 위한 처리공간부(A)가 형성되는 부상조(32e)와, 부상조(32e)의 처리공간부(A)로 오염된 상기 세정수를 공급하는 세정수 공급부(32f)와, 처리공간부(A)에서 처리된 상기 세정수 중 일부를 순환수로 사용하여, 고압 환경의 공기 용해조(AD)에서 공기 압축기(AC)를 통해 주입된 공기를 상기 순환수에 용해시켜 부상조(32e)의 처리공간부(A)로 재순환 시키는 순환수 공급부(32g)와, 부상조(32e)의 상측에 설치되고, 상기 순환수에 용해된 상기 공기로부터 발생한 미세한 부상 기포에 의해 처리공간부(A)에 저수된 상기 세정수의 액면에 부상한 입자상 물질(PM)을 제거하는 스키머(32h)와, 처리공간부(A)의 공간을 분할하여 상기 선박의 운항 중 상기 선박의 흔들림에 의해 상기 부상 기포가 받는 영향을 줄일 수 있도록, 부상조(32e)의 처리공간부(A)에 적어도 하나 이상 설치되는 부상 기포 흔들림 방지 격막(32i) 및 부상조(32e)의 처리공간부(A)에서 처리된 상기 세정수를 배출하는 세정수 배출부(32j)를 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 가압 부상 분리 장치(32)의 순환수 공급부(32g)는, 처리공간부(A)의 부상 영역(A1)에서 처리 완료되어 처리수 영역(A2)으로 넘어간 상기 세정수 중의 일부를 상기 순환수로 사용할 수 있다. 또한, 순환수 공급부(32g)는, 상기 순환수를 가압 펌프(RP)를 이용하여 가압 부상 분리 장치(32)의 처리공간부(A)의 부상 영역(A1)으로 재순환 시키는 과정에서 공기 압축기(AC)를 이용하여 강제적으로 공기를 주입시키고, 고압 환경의 공기 용해조(AD)에서 공기 압축기(AC)를 통해 주입된 공기를 상기 순환수에 과포화 시키는 방법으로 용해시킬 수 있다.

이어서, 감압 밸브(RV)를 개방하여 처리할 상기 세정수가 담긴 처리공간부(A)의 부상 영역(A1) 하부로 공기가 과포화된 상태인 상기 순환수를 공급하면, 상기 순환수에 용해된 공기가 다수의 미세한 기포가 되어 부상 기포로 상기 세정수 속에서 상승할 수 있다.

이때, 상기 부상 기포가 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질(PM)의 주위에 부착되어 그 겉보기 비중(Apparent specific gravity)을 감소시키므로 입자상 물질(PM)은 상기 부상 기포와 함께 부상하여 상기 세정수의 액면에 떠서 제거될 수 있다. 아울러, 상기 세정수의 액면에 부상한 입자상 물질(PM)은 스키머(32h)에 모이게 하여 제거할 수 있으며, 상기 부상 기포는 작을수록 좋다.

이와 같은, 가압 부상 분리 장치(32)의 상기 세정수 처리 과정 중, 선박의 흔들림에 의해 부상조(32e)의 처리공간부(A)에 저수된 상기 세정수 또한 함께 흔들리면서 부상 영역(A1)에서 부상하고 있는 상기 부상 기포도 함께 흔들릴 수 있다. 이러한 상기 부상 기포의 흔들림이 과도하게 발생하게 되면 상기 부상 기포가 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질(PM)을 효율적으로 부상시키지 못하여 상기 세정수의 처리 효율이 낮아질 수 있다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 처리공간부(A)의 부상 영역(A1)을 여러 공간으로 나누어 상기 부상 영역(A1)의 면적을 줄임으로써, 상기 선박의 흔들림에 따라 상기 세정수가 함께 흔들리는 현상을 줄일 수 있다. 이에 따라, 부상 영역(A1) 내에서 부상하는 상기 부상 기포가 급격하게 흔들리는 것을 방지하여, 상기 선박의 흔들림 속에서도 상기 세정수의 처리 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 부상조(32e)의 외벽이 상부로 갈수록 부상조(32e)의 내측으로 경사지게 형성되어, 처리공간부(A)의 단면적이 전체적으로 사다리꼴 형상으로 형성되도록 할 수 있다. 이에 따라, 처리공간부(A)의 부상 영역(A1)의 상부 면적을 줄여 상기 선박의 운항 중 상기 선박의 흔들림에 의해 상기 부상 기포가 받는 영향을 더욱 더 줄일 수 있다.

이러한 가압 부상 분리 장치(32)는, 상기 세정수의 처리시간이 30분 이내로 짧으며, 소규모의 설치가 가능하여 처리 장치의 면적이 적게 들고, 완전 자동화 공정이 가능하여 장치의 운영과 정비를 단순화시킬 수 있다는 경제적인 장점을 가질 수 있다.

또한, 세정수 처리 장치(30)는, 세정수 배출부(20)와 연결되어, 배기가스 처리 장치(E)에서 배출되는 상기 세정수를 저장하는 유량조절 탱크(31)와, 유량조절 탱크(31)로 부터 상기 세정수를 공급받아 상기 세정수 내에 포함된 상기 입자상 물질을 분리하여, 상기 세정수를 1차로 처리하는 가압 부상 분리 장치(32)와, 가압 부상 분리 장치(32)와 연결되어 분리된 상기 입자상 물질을 저장하는 슬러지 탱크(33)와, 슬러지 탱크(33)와 연결되어 저장된 상기 입자상 물질을 외부 처리 장치로 배출하는 제 1 배출 라인(34)과, 가압 부상 분리 장치(32)와 연결되어 1차로 처리된 상기 세정수를 저장하는 리저버(35) 및 리저버(35)와 연결되어 상기 세정수를 외부로 배출하는 제 2 배출 라인(36)을 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 유량조절 탱크(31)는, 저장된 상기 세정수의 수질이 재사용 가능할 경우에 공정수로 재사용할 수 있도록, 공정수 공급부(10)와 연결되어 상기 세정수를 재순환 시키는 제 1 재순환 라인(31a) 및 제 1 재순환 라인(31a)이 공정수 공급부(10)와 연결될 수 있도록 제 1 재순환 라인(31a)을 선택적으로 개폐시키는 제 1 재순환 밸브(31b)를 포함할 수 있다.

예컨대, 유량조절 탱크(31)에 저장된 상기 세정수의 수질을 확인하여, 상기 세정수에 포함된 상기 입자상 물질의 농도가 재사용 불가능한 수준일 경우에는 가압 부상 분리 장치(32)로 공급하고, 재사용 가능한 수준일 경우에는 제 1 재순환 밸브(31b)를 개방하여, 제 1 재순환 라인(31a)을 통해서 상기 세정수를 공정수 공급부(10)의 공정수 공급 라인(11)으로 재순환시켜 공정수로 재사용할 수 있다.

또한, 가압 부상 분리 장치(32)는, 가압 부상 분리 장치(32)에서 미처리된 상기 세정수를 상기 외부 처리 장치로 배출할 수 있도록, 가압 부상 분리 장치(32)와 제 1 배출 라인(34)을 연결하는 드레인 라인(32a)과, 드레인 라인(32a)에 설치되어 드레인 라인(32a)을 개폐하는 드레인 밸브(32b)와, 드레인 라인(32a)의 드레인 밸브(32b) 후방에 설치되어 드레인 라인(32a)을 통해서 배출되는 상기 세정수를 저장하는 드레인 탱크(32c) 및 가압 부상 분리 장치(32)의 운전 상태를 모니터링 하여 고장 발생 시 미처리된 상기 세정수를 드레인 라인(32a)으로 유도할 수 있도록, 드레인 밸브(32b)에 제어 신호를 인가하여 드레인 밸브(32b)를 선택적으로 개폐시키는 드레인 제어부(32d)를 포함할 수 있다.

예컨대, 제어부(32d)가 가압 부상 분리 장치(32)의 운전 상태를 실시간으로 모니터링 하여 가압 부상 분리 장치(32)에 이상이 발생할 경우에 미처리된 상기 세정수가 리저버(35)로 배출되지 않도록, 드레인 밸브(32b)를 개방하여 미처리된 상기 세정수가 드레인 라인(32a)을 통해서 배출되도록 유도할 수 있다.

이때, 드레인 라인(32a)을 통해서 배출되는 상기 세정수는, 상기 세정수가 흐르는 방향을 기준으로 드레인 밸브(32b)의 후방에 설치되는 드레인 탱크(32c)에 임시로 저장되었다가, 선박이 항구에 도착한 뒤 드레인 탱크(32c)의 후방에 설치된 배출 밸브(V)를 개방하여 제 1 배출 라인(34)을 통해서 외부 처리 시설로 배출될 수 있다.

또한, 제 2 배출 라인(36)은, 리저버(35)에 저장된 1차 처리된 상기 세정수를 공정수로 재사용할 수 있도록, 공정수 공급부(10)와 연결되어 상기 세정수를 재순환 시키는 제 2 재순환 라인(36a) 및 상기 세정수를 재순환 또는 외부로 배출할 수 있도록, 제 2 배출 라인(36)과 제 2 재순환 라인(36a)의 연결부에 형성되어 제 2 재순환 라인(36a)을 선택적으로 개폐시키는 제 2 재순환 밸브(36b)를 포함할 수 있다.

예컨대, 선박의 운행 중 리저버(35)에 저장된 상기 세정수를 바다와 같은 외부로 배출할 경우에는 제 2 재순환 밸브(36b)를 폐쇄하여, 상기 세정수가 제 2 배출 라인(36)을 통해 외부로 배출되도록 할 수 있다. 반대로, 상기 세정수를 공정수로 재사용할 경우에는 제 2 재순환 밸브(36b)를 개방하여, 상기 세정수가 제 2 배출 라인(36)의 제 2 재순환 라인(36a)을 통해서 공정수 공급부(10)의 공정수 공급 라인(11)으로 공급되도록 할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템(100)은, 배기가스 처리 장치에서 오염된 세정수를 가압 부상 분리 장치(32)를 이용하여 처리함으로써 상기 세정수에 포함된 입자상 물질을 적은 에너지로 효율적으로 제거하고, 처리된 세정수를 공정수로 재사용하거나 외부로 배출할 수 있다. 또한, 상기 세정수를 재순환시켜 공정수로 재사용하다가, 상기 세정수의 오염도가 일정 수준 이상일 때만 가압 부상 분리 장치(32)를 이용해서 상기 세정수를 처리함으로써, 오염된 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질의 분리 효율을 높이고, 상기 세정수 처리 시 소요되는 에너지의 소모량을 절감할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템(200)을 개략적으로 나타내는 개념도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 세정수 처리 장치(30)는, 외부로 배출되는 상기 세정수의 수질을 측정하여 배출 조건에 맞지 않을 경우 상기 세정수를 2차로 처리할 수 있도록, 제 2 배출 라인(36)에 설치되는 세정수 재처리 장치(40)를 더 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 세정수 재처리 장치(40)는, 제 2 배출 라인(36)에 설치되어 상기 세정수의 수질을 측정하는 센서부(41)와, 일단이 제 2 배출 라인(36)의 센서부(41)의 후방에 연결되고 타단이 센서부(41)의 전방에 연결되어, 상기 세정수 내에 포함된 상기 입자상 물질을 마이크로 필터(M)를 이용하여 2차로 처리하고, 2차로 처리된 상기 세정수를 센서부(41)의 상기 후방에서 상기 전방으로 재순환 시키는 재처리 라인(42)과, 제 2 배출 라인(36)과 재처리 라인(42)의 일단의 연결부에 형성되어, 재처리 라인(42)을 개폐하는 재처리 라인 밸브(43) 및 센서부(41)에서 센싱 신호를 인가 받아 상기 세정수의 수질이 배출 조건에 맞지 않을 경우 상기 세정수를 재처리 라인(42)으로 유도할 수 있도록, 재처리 라인 밸브(43)에 제어 신호를 인가하여 재처리 라인 밸브(43)를 선택적으로 개폐시키는 재처리 제어부(44)를 포함할 수 있다.

예컨대, 가압 부상 분리 장치(32)에서 1차로 처리되어 리저버(35)에 저장된 상기 세정수를 제 2 배출 라인(36)을 통해서 바다와 같은 외부로 배출 시, 제 2 배출 라인(35)에 설치된 센서부(41)에 의해 배출되는 상기 세정수의 수질을 실시간으로 측정할 수 있다.

센서부(41)가 배출되는 상기 세정수의 수질을 측정 중, 센서부(41)에서 측정된 상기 세정수의 수질이 외부 배출 조건에 맞지 않을 경우에, 센서부(41) 및 재처리 라인 밸브(43)와 전기적으로 연결된 재처리 제어부(44)가 센서부(41)로부터 센싱신호를 인가 받아 재처리 라인 밸브(43)로 제어신호를 인가하여, 재처리 라인 밸브(43)를 개방시킬 수 있다.

이어서, 재처리 라인 밸브(43)가 개방되면 외부로 배출되려던 상기 세정수가 재처리 라인(42)을 통해서, 상기 세정수의 흐름 방향을 기준으로 센서부(41)의 후방에서 전방으로 재순환될 수 있다. 이때, 상기 세정수가 재처리 라인(42)에 설치된 마이크로 필터(M)를 통과하면서, 상기 세정수에 포함된 상기 입자상 물질을 2차로 분리하여 재처리할 수 있다.

또한, 상기 세정수가 재처리 라인(42)의 마이크로 필터(M)를 통과한 뒤에도 상기 세정수의 수질이 외부 배출조건에 맞지 않을 경우에, 상기 재처리 제어부(44)는 상기 재처리 라인 밸브(43)를 계속해서 개방시켜서 상기 세정수를 재처리 라인(42)으로 재순환시킬 수도 있다. 더불어, 마이크로 필터(M)는, 일정시간 운전 후 마이크로 필터(M)의 기능이 저하 또는 상실되었을 경우, 역세척에 의해 필터의 기능이 재생 가능한 방식 또는 필터 여재의 교체 방식이 모두 적용이 가능할 수 있다.

또한, 마이크로 필터(M)에 사용되는 상기 필터 여재는, 금속, 부직포, 고분자 및 세라믹 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 필터 여재는, 고분자 또는 세라믹 재질을 적용하며, 마이크로 필터(M)의 구성에 따라 부직포 및 금속 등의 재질의 필터 여재를 사용할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템(200)은, 배기가스 처리 장치(E)에서 오염된 상기 세정수를 가압 부상 분리 장치(32)를 이용하여 1차로 처리하여 공정수로 재사용하거나 외부로 배출하고, 외부로 배출 시 상기 세정수의 수질이 배출 조건에 맞지 않을 경우에 마이크로 필터(M)를 이용하여 2차로 처리함으로써, 오염된 세정수 내에 포함된 입자상 물질의 분리 효율을 높이고, 세정수 처리 시 소요되는 에너지의 소모량을 절감하는 효과를 가질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 공정수 공급부
20: 세정수 배출부
30: 세정수 처리 장치
E: 배기가스 처리 장치
M: 마이크로 필터
100, 200: 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템

Claims (12)

1. 선박의 배기가스 처리 장치에 공정수를 공급하는 공정수 공급부;
   공급된 상기 공정수가 상기 배기가스를 처리 시, 상기 배기가스 처리 장치에서 발생되는 오염된 세정수를 배출하는 세정수 배출부; 및
   상기 세정수 배출부와 연결되어 상기 세정수를 처리하고, 처리된 상기 세정수를 상기 공정수 공급부로 재순환 또는 외부로 배출시키는 세정수 처리 장치;를 포함하고,
   상기 세정수 처리 장치는,
   미세 기포를 이용하여 오염된 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)을 분리하는 가압 부상 분리 장치(Dissolved Air Flotation Equipment);
   를 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 세정수 처리 장치는,
   상기 세정수 배출부와 연결되어, 상기 배기가스 처리 장치에서 배출되는 상기 세정수를 저장하는 유량조절 탱크;
   상기 유량조절 탱크로 부터 상기 세정수를 공급받아 상기 세정수 내에 포함된 상기 입자상 물질을 분리하여, 상기 세정수를 1차로 처리하는 상기 가압 부상 분리 장치;
   상기 가압 부상 분리 장치와 연결되어 분리된 상기 입자상 물질을 저장하는 슬러지 탱크(Sludge Tank);
   상기 슬러지 탱크와 연결되어 저장된 상기 입자상 물질을 외부 처리 장치로 배출하는 제 1 배출 라인;
   상기 가압 부상 분리 장치와 연결되어 1차로 처리된 상기 세정수를 저장하는 리저버(Reservoir); 및
   상기 리저버와 연결되어 상기 세정수를 외부로 배출하는 제 2 배출 라인;
   을 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 세정수 처리 장치는,
   외부로 배출되는 상기 세정수의 수질을 측정하여 배출 조건에 맞지 않을 경우 상기 세정수를 2차로 처리할 수 있도록, 상기 제 2 배출 라인에 설치되는 세정수 재처리 장치;
   를 더 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 세정수 재처리 장치는,
   상기 제 2 배출 라인에 설치되어 상기 세정수의 수질을 측정하는 센서부;
   일단이 상기 제 2 배출 라인의 상기 센서부의 후방에 연결되고 타단이 상기 센서부의 전방에 연결되어, 상기 세정수 내에 포함된 상기 입자상 물질을 마이크로 필터를 이용하여 2차로 처리하고, 2차로 처리된 상기 세정수를 상기 센서부의 상기 후방에서 상기 전방으로 재순환 시키는 재처리 라인;
   상기 제 2 배출 라인과 상기 재처리 라인의 일단의 연결부에 형성되어, 상기 재처리 라인을 개폐하는 재처리 라인 밸브; 및
   상기 센서부에서 센싱 신호를 인가 받아 상기 세정수의 수질이 배출 조건에 맞지 않을 경우 상기 세정수를 상기 재처리 라인으로 유도할 수 있도록, 상기 재처리 라인 밸브에 제어 신호를 인가하여 상기 재처리 라인 밸브를 선택적으로 개폐시키는 재처리 제어부;
   를 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 마이크로 필터는,
   외부 가압방식 또는 침지식 흡입방식에 의해 운전이 가능하며, 일정시간 운전 후 상기 마이크로 필터의 기능이 저하 또는 상실되었을 경우, 역세척에 의해 필터의 기능이 재생 가능한 방식 또는 필터 여재의 교체 방식이고, 상기 필터 여재는, 금속, 부직포, 고분자 및 세라믹 중 어느 하나 이상의 재질로 구성되는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 유량조절 탱크는,
   저장된 상기 세정수의 수질을 측정하여 재사용 가능할 경우에 공정수로 재사용할 수 있도록, 상기 공정수 공급부와 연결되어 상기 세정수를 재순환 시키는 제 1 재순환 라인; 및
   상기 제 1 재순환 라인이 상기 공정수 공급부와 연결될 수 있도록 상기 제 1 재순환 라인을 선택적으로 개폐시키는 제 1 재순환 밸브;
   를 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 2 배출 라인은,
   상기 리저버에 저장된 1차 처리된 상기 세정수를 공정수로 재사용할 수 있도록, 상기 공정수 공급부와 연결되어 상기 세정수를 재순환 시키는 제 2 재순환 라인; 및
   상기 세정수를 재순환 또는 외부로 배출할 수 있도록, 상기 제 2 배출 라인과 상기 제 2 재순환 라인의 연결부에 형성되어 상기 제 2 재순환 라인을 선택적으로 개폐시키는 제 2 재순환 밸브;
   를 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 가압 부상 분리 장치는,
   상기 가압 부상 분리 장치에서 미처리된 상기 세정수를 상기 외부 처리 장치로 배출할 수 있도록, 상기 가압 부상 분리 장치와 상기 제 1 배출 라인을 연결하는 드레인 라인;
   상기 드레인 라인에 설치되어 상기 드레인 라인을 개폐하는 드레인 밸브;
   상기 드레인 라인의 상기 드레인 밸브 후방에 설치되어 상기 드레인 라인을 통해서 배출되는 상기 세정수를 저장하는 드레인 탱크(Drain Tank); 및
   상기 가압 부상 분리 장치의 운전 상태를 모니터링하여 고장 발생 시 미처리된 상기 세정수를 상기 드레인 라인으로 유도할 수 있도록, 상기 드레인 밸브에 제어 신호를 인가하여 상기 드레인 밸브를 선택적으로 개폐시키는 드레인 제어부;
   를 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 공정수 공급부는,
   상기 배기가스 처리 장치에 상기 공정수를 공급하는 공정수 공급 라인;
   상기 공정수 공급 라인에 연결되어 상기 공정수 공급 라인에 청수(Clear Water)를 공급하는 청수 공급 라인; 및
   상기 공정수의 수소 이온 농도(pH)를 조절할 수 있도록, 상기 공정수 공급 라인에 수산화나트륨(NaOH)과 같은 수소 이온 농도 조절제를 공급하는 조절제 공급 라인;
   을 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기가스 처리 장치는,
    선박의 엔진에서 발생하는 배기가스에 포함된 오염 물질을 저감시킬 수 있는 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation) 또는 스크러버(Scrubber) 수처리 장치 중 어느 하나인, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 시스템.
11. 선박의 배기가스 처리 장치에서 발생되는 오염된 세정수를 미세 기포를 이용하여 오염된 상기 세정수 내에 포함된 입자상 물질을 분리하는 가압 부상 분리 장치를 이용하여 처리하고, 처리된 상기 세정수를 상기 배기가스 처리 장치로 재순환 또는 외부로 배출시키는 세정수 처리 장치에 있어서,
    상기 가압 부상 분리 장치는,
    내부에 상기 세정수가 처리되기 위한 처리공간부가 형성되는 부상조;
    상기 부상조의 상기 처리공간부로 오염된 상기 세정수를 공급하는 세정수 공급부;
    상기 처리공간부에서 처리된 상기 세정수 중 일부를 순환수로 사용하여, 고압 환경의 공기 용해조에서 공기 압축기를 통해 주입된 공기를 상기 순환수에 용해시켜 상기 부상조의 상기 처리공간부로 재순환 시키는 순환수 공급부;
    상기 부상조의 상측에 설치되고, 상기 순환수에 용해된 상기 공기로부터 발생한 미세한 부상 기포에 의해 상기 처리공간부에 저수된 상기 세정수의 액면에 부상한 입자상 물질을 제거하는 스키머;
    상기 처리공간부의 공간을 분할하여 상기 선박의 운항 중 상기 선박의 흔들림에 의해 상기 부상 기포가 받는 영향을 줄일 수 있도록, 상기 부상조의 상기 처리공간부에 적어도 하나 이상 설치되는 부상 기포 흔들림 방지 격막; 및
    상기 부상조의 상기 처리공간부에서 처리된 상기 세정수를 배출하는 세정수 배출부;
    를 포함하는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 부상조는,
    상기 처리공간부의 상부의 면적을 줄여 상기 선박의 운항 중 상기 선박의 흔들림에 의해 상기 부상 기포가 받는 영향을 줄일 수 있도록, 외벽이 상부로 갈수록 내측으로 경사지게 형성되어 상기 처리공간부의 단면적이 전체적으로 사다리꼴 형상으로 형성되는, 배기가스 처리 장치의 세정수 처리 장치.

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