WO2022169299A1 - 고분자응집제 용해공급장치 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polymer coagulant dissolution supply device, and more particularly, a coagulant stirring tank having an impeller therein to stir the polymer coagulant and a solvent, a coagulant storage tank storing the stirred flocculant, and between the coagulant stirring tank and the coagulant storage tank a drain pipe connecting the coagulant stirring tank and the coagulant storage tank in The solvent and the stirred coagulant in the tank are periodically drained into the coagulant storage tank, and the coagulant supply pump automatically supplies a certain amount of the coagulant so that contaminants are precipitated by limiting the amount of the coagulant supplied in the continuous water treatment process. It relates to a polymer coagulant dissolution supply device that continuously supplies a polymer coagulant suitable for the concentration to be diluted in order to solve the problem that water treatment is not smooth when there is a shortage of water.
- Water treatment chemicals refer to chemicals manufactured by the reaction of natural and chemical substances used in the water treatment process. Since there are various types of pollutants in the water, in the actual water treatment process, coagulants and flocculants, corrosion inhibitors, Scale inhibitors, pH adjusters, acids and alkalis, and antifoaming agents for foam management are used. Among them, coagulant and flocculant are substances that are added to the fluid so that the contaminants in the fluid can be easily filtered by coagulating and precipitating or floating contaminants in the fluid requiring water treatment.
- inorganic or organic coagulant is first applied in a sedimentation or flotation tank Again, by using a polymer coagulant in parallel, the flocs are coarsened and treated by sedimentation or flotation, or contaminants in the fluid are treated only with an inorganic or organic coagulant.
- the polymer flocculant is a high molecular weight water-soluble polymer that neutralizes the surface charges of colloids and fine particles suspended in water to agglomerate particles. do.
- polymer flocculants can rapidly aggregate suspended substances even in small amounts to promote filtration and dehydration.
- a water treatment system for purifying a cleaning solution containing contaminants may be illustrated as in FIG. 2 , and a plurality of supply devices ( 93) and then reacted in a plurality of reaction tanks 94. Thereafter, the fluid in which the reaction is completed in the reaction tank 94 is precipitated in the precipitation tank 95 to purify the contaminants in the washing solution.
- the present invention has been devised to solve the above problems,
- An object of the present invention is to provide a coagulant stirring tank for stirring a polymer coagulant and a solvent with an impeller therein, a flocculant storage tank for storing the stirred flocculant, a coagulant supply pump for pumping the flocculant from the coagulant storage tank, and agitation, storage, and a control unit for controlling liquid feeding, wherein the coagulant supply pump automatically supplies a certain amount of coagulant so that in the continuously performed water treatment process, contaminants are precipitated by limiting the amount of the coagulant supplied, so that water treatment is smooth when the coagulant is insufficient. It is to provide a polymer coagulant dissolution supply device that continuously supplies a polymer coagulant suitable for the concentration to be diluted in order to solve the problem that has not been solved.
- An object of the present invention is to further include a drain pipe connecting the coagulant agitation tank and the coagulant storage tank between the coagulant stirring tank and the coagulant storage tank, wherein the drain pipe is periodically opened and closed so that the solvent and the stirred flocculant in the flocculant stirring tank are periodically To provide a polymer coagulant dissolution supply device in which the coagulant drained into the coagulant reservoir and periodically dissolved in the coagulant reservoir is filled in the coagulant reservoir.
- An object of the present invention further comprising a first sensor for measuring the amount of the coagulant stored in the coagulant storage tank, the control unit based on the amount of the coagulant measured by the first sensor to control the coagulant stirring tank and the drain pipe to the operator
- a polymer coagulant dissolution supply device capable of automatically supplying a coagulant to the water treatment system even if the coagulant is not manually supplied.
- the coagulant stirring tank is supplied with a solvent and a coagulant, and the impeller in the coagulant stirring tank is controlled to rotate, and the second
- the drain pipe is opened and the amount of coagulant in the coagulant agitation tank is supplied to the coagulant reservoir to reduce the amount of coagulant.
- An object of the present invention further comprising a second sensor for measuring the state of the coagulant, the control unit determines the dissolution state of the prepared coagulant based on the value measured by the second sensor, the measured value is within a set range It is to provide a polymer coagulant dissolution supply device that drains the prepared coagulant to the outside and discharges or re-stirs the normally undissolved coagulant when it is outside.
- An object of the present invention is to provide a polymer coagulant dissolution supply device for determining whether the coagulant is normal by measuring the viscosity corresponding to the concentration of the coagulant by allowing the second sensor to measure the viscosity of the coagulant.
- An object of the present invention is to provide a polymer coagulant dissolution supply device capable of stably measuring the viscosity by measuring the viscosity of the coagulant stored in the second sensor provided in the coagulant storage tank.
- the second sensor is provided in the coagulant stirring tank, and measures the viscosity of the stirred coagulant in a state in which the rotation of the impeller is stopped by the control unit, and the drain pipe is branched out from the coagulant stirring tank and , to provide a polymer coagulant dissolution supply device capable of quickly determining the steady state of the dissolved coagulant by selectively draining the stirred coagulant to the outside or guiding it to the coagulant storage tank according to the measured viscosity of the coagulant.
- An object of the present invention is that the coagulant supply pump is provided as a coagulant dosing pump, and the coagulant input amount from the coagulant dosing pump is controlled according to the pH concentration in the settling tank. It is to provide a polymer coagulant dissolution supply device for controlling the supply amount.
- the present invention is implemented by an embodiment having the following configuration in order to achieve the above object.
- the present invention has an impeller therein to provide a coagulant stirring tank for stirring the polymer coagulant and the solvent, a coagulant storage tank for storing the stirred coagulant, and a coagulant supply pump for pressurizing the coagulant from the coagulant storage tank and a controller for controlling agitation, storage, and liquid feeding of the coagulant, wherein the coagulant supply pump automatically supplies a predetermined amount of the coagulant.
- the present invention further comprises a drain pipe connecting the coagulant stirring tank and the flocculant storage tank between the coagulant stirring tank and the flocculant storage tank, wherein the drain pipe is periodically opened and closed to remove the solvent in the flocculant stirring tank and the agitated flocculant is periodically drained into the flocculant reservoir.
- the present invention further comprises a first sensor for measuring the amount of the coagulant stored in the coagulant storage tank, and the control unit stirs the coagulant based on the amount of the coagulant measured by the first sensor. It is characterized in that it controls the tank and the drain pipe.
- the coagulant stirring tank when the amount of coagulant in the coagulant storage tank measured by the first sensor is less than or equal to the first predetermined amount, the coagulant stirring tank is supplied with a solvent and a coagulant, and the impeller in the coagulant stirring tank It is characterized in that it rotates.
- the impeller is characterized in that the solvent and the coagulant are rapidly stirred at a speed of 300 rpm or more.
- the drain pipe is opened and the coagulant in the coagulant stirring tank is supplied to the coagulant storage tank.
- the present invention further comprises a second sensor for measuring the state of the coagulant, wherein the control unit determines the dissolution state of the prepared coagulant based on the value measured by the second sensor, , characterized in that the prepared coagulant is drained to the outside when the measured value is out of the set range.
- the second sensor is characterized in that it measures the viscosity of the coagulant.
- the second sensor is provided in the coagulant storage tank to measure the viscosity of the coagulant stored therein.
- the second sensor is provided in the coagulant stirring tank and measures the viscosity of the stirred coagulant in a state in which the rotation of the impeller is stopped by the control unit.
- the drain pipe is branched out from the coagulant agitation tank, and depending on the measured viscosity of the coagulant, selectively drains the stirred coagulant to the outside or guides it to the coagulant storage tank do it with
- the coagulant supply pump is provided as a coagulant dosing pump, and the coagulant input amount from the coagulant dosing pump is controlled according to the pH concentration in the settling tank.
- the present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described below with the present embodiment.
- the present invention provides a coagulant stirring tank for stirring a polymer coagulant and a solvent with an impeller therein, a coagulant storage tank for storing the stirred flocculant, a coagulant supply pump for pressurizing the coagulant from the coagulant storage tank, and agitation, storage, and delivery of the coagulant
- the coagulant supply pump automatically supplies a certain amount of coagulant, and contaminants are precipitated by limiting the amount of the coagulant supplied.
- the present invention further comprises a drain pipe connecting the coagulant agitation tank and the coagulant storage tank between the coagulant stirring tank and the coagulant storage tank, wherein the drain pipe is periodically opened and closed so that the solvent and the stirred flocculant in the flocculant stirring tank are periodically flocculant storage tank It drains into the furnace and periodically has the effect that the dissolved coagulant is filled into the coagulant reservoir.
- the present invention further comprises a first sensor for measuring the amount of the coagulant stored in the coagulant storage tank, and the control unit controls the coagulant stirring tank and the drain pipe based on the amount of the coagulant measured by the first sensor so that the operator manually It has the effect of automatically supplying the coagulant to the water treatment system even if the coagulant is not supplied.
- the coagulant stirring tank is supplied with a solvent and a coagulant, and the impeller in the coagulant stirring tank is controlled to rotate, and the first sensor
- the drain pipe is opened and the amount of coagulant in the coagulant agitation tank is supplied to the coagulant storage tank.
- the impeller rapidly stirs the solvent and the coagulant at a speed of 300 rpm or more to derive the effect of improving the coagulant performance of the coagulant.
- the present invention further includes a second sensor for measuring the state of the coagulant, wherein the control unit determines the dissolution state of the prepared coagulant based on the value measured by the second sensor, and the measured value is outside the set range In this case, the prepared coagulant is drained to the outside, thereby providing the effect of discharging or re-stirring the coagulant not normally dissolved.
- the second sensor measures the viscosity of the coagulant, so that it can be determined whether the coagulant is normal by measuring the viscosity corresponding to the coagulant concentration.
- the second sensor is provided in the coagulant storage tank to measure the viscosity of the stored coagulant so that stable viscosity measurement is possible.
- the second sensor is provided in the coagulant stirring tank, and measures the viscosity of the stirred coagulant in a state where the rotation of the impeller is stopped by the control unit, and the drain pipe is branched from the coagulant stirring tank to the outside, and measured Depending on the viscosity of the coagulant, it is possible to quickly determine the steady state of the dissolved coagulant by selectively draining the stirred coagulant to the outside or guiding it to the coagulant storage tank.
- the coagulant supply pump is provided as a coagulant dosing pump, and the amount of coagulant input from the coagulant dosing pump is controlled according to the pH concentration in the settling tank. has the effect of controlling
- 1 is a view illustrating coagulation and agglomeration by a coagulant and a flocculant
- FIG. 2 is a view showing a conventional water treatment system of a cleaning solution containing contaminants
- FIG. 3 is a schematic diagram of an automatic drug injection water treatment system according to an embodiment of the present invention.
- FIG 4 is a view showing a cross-section of the line mixer 41 according to an embodiment of the present invention.
- FIG 5 is a view showing a transfer pump 43 according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic diagram of another automatic drug injection water treatment system of the present invention.
- FIG. 7 is a view of a polymer coagulant dissolution supply device 50 according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a view of a polymer coagulant dissolution supply device 50 according to another embodiment of the present invention.
- the automatic drug injection water treatment system (1) injects a coagulant and a coagulant into the pipe while feeding the cleaning solution containing contaminants to a settling tank capable of slow stirring, and then rapidly agitates in the pipe line to form microfluids and then combines with the contaminants in the settling tank By allowing the sediment to settle, it is possible to filter out contaminants without the need for a separate reaction tank or ancillary equipment, thereby saving space.
- the chemical automatic injection water treatment system (1) is an exhaust gas purification unit (10), a pipe unit (20), a coagulant supply unit (30), a transfer mixing unit (40), a polymer coagulant dissolution supply device (50) and a settling tank (60) ) is included.
- the purification unit 10 purifies the polluted exhaust gas, and preferably includes a scrubber 11 and a buffer tank 13 to purify the exhaust gas generated in the ship.
- One side of the scrubber 11 is connected to a large diesel engine such as a main engine or an auxiliary engine of a ship to introduce exhaust gas containing pollutants such as sulfur oxides.
- exhaust gas containing pollutants such as sulfur oxides.
- the cleaning liquid may be included at the beginning of the exhaust gas cleaning process or may be added during system operation.
- the cleaning liquid supplied to the scrubber 11 is atomized and sprayed in the scrubber, and contaminant particles such as sulfur oxides contained in the exhaust gas are attached to the atomized cleaning liquid and separated from the exhaust gas, and the pollutant particles are separated from the exhaust gas.
- the attached contaminated cleaning liquid is purified through the automatic chemical injection water treatment system 1 according to the present invention.
- the purified cleaning liquid is supplied back to the scrubber 11 through a second pipe to be described later and circulated.
- the clarified cleaning solution has a reduced amount of contaminants, but may still contain small amounts of contaminants.
- the buffer tank 13 is connected to the scrubber 11 through a scrubber connection pipe to temporarily store the contaminated cleaning solution generated from the scrubber 11, and temporarily store the cleaning solution to the scrubber 11 again. supply In addition, the cleaning liquid purified through the automatic chemical injection water treatment system is received and stored through the second pipe.
- the buffer tank 13 has an effect of increasing the stability of the system for circulating the cleaning liquid. For example, when the automatic chemical injection water treatment system breaks down or needs to be checked while the present invention is in operation, the circulation of the cleaning liquid is not immediately stopped, but the scrubber 11 is operated even if the scrubber 11 is operated. ) -> Buffer tank 13 -> Second pipe 23 -> By circulating the closed loop made of the scrubber 11, the operation of the scrubber 11 can be maintained for a certain period of time. Even if the cleaning liquid is circulated without being purified in this way, the degree of contamination of the cleaning liquid is not significantly deteriorated due to the buffer tank 13 that temporarily stores the cleaning liquid, so that the operation of the scrubber 11 is possible temporarily.
- the pipe part 20 connects each component of the automatic drug injection water treatment system 1 according to the present invention and provides fluid communication so that the cleaning liquid flows and can be supplied. Preferably, it is connected from the buffer tank 13 to the settling tank 60 to be described later, so that the washing solution containing contaminants in the buffer tank 13 is sent to the settling tank 60, and then it can be purified through a precipitation action together with a coagulant or a coagulant. It is provided so that the cleaning solution purified from the settling tank 60 can be fed back to the buffer tank 13 or the scrubber 11 .
- the pipe part 20 may include a first pipe 21 and a second pipe 23 .
- the first pipe 21 transports the washing liquid from the buffer tank 13 to the settling tank 60. During the transport of the washing solution, a coagulant and a coagulant are supplied to form microfluids in the first pipe 21. have.
- the coagulant injected into the first pipe is mixed with the washing solution while flowing through the first pipe, and the amount of the coagulant is automatically injected and mixed in the settling tank. Contaminants are precipitated after formation of flocs through
- the second pipe 23 transports the purified cleaning solution from the settling tank to the scrubber or buffer tank.
- the second pipe 23 may be connected to the upper portion of the settling tank 60 to deliver a relatively clean portion of the purified cleaning solution.
- the second pipe 23 may be divided into a cleaning solution return pipe 231 and a cleaning solution re-supply pipe 233 .
- the washing solution recovery pipe 231 removes the purified washing solution in the settling tank 60 and transfers it to the scrubber 11 or the buffer tank 13 .
- the cleaning solution return pipe 231 has one end connected to the settling tank 60 and connected to the upper part of the settling tank 60 to receive a portion of the more purified washing solution among the purified washing solution, and the other end may be connected to the buffer tank 13.
- a valve may be provided to selectively control the recovery direction of the cleaning liquid, and in another embodiment of the present invention, it may be branched into a portion facing the scrubber 11 and a portion facing the buffer tank 13 .
- the cleaning liquid re-supply pipe 233 has one end connected to the buffer tank 13 and the other end connected to the scrubber 11 to circulate the cleaning liquid.
- the circulation of the cleaning liquid is performed by circulating a closed loop consisting of the scrubber 11 -> buffer tank 13 -> cleaning liquid re-supply pipe 233 -> the scrubber 11, It is possible to maintain the operation of the scrubber 11 for a predetermined time.
- the coagulant supply unit 30 is provided to inject the coagulant into the cleaning solution flowing through the first pipe 21 .
- the coagulant may form microfluids in the pipe through rapid stirring with contaminants such as colloids in the cleaning solution.
- a reaction tank or tank for rapid stirring of the coagulant is not separately provided, and rapid stirring is made during the flow of the washing liquid in the first pipe 21 after the coagulant is input, so that the flocculation is efficiently performed even in a vessel with limited space. formed to enable the purification of contaminants. Since the coagulant improves the efficiency of the coagulant used to remove solids in the wastewater purification process, the coagulant needs to be added before the coagulant.
- the coagulant supply unit 30 may be connected to the first pipe 21 in preference to the polymer coagulant dissolution supply device 50 to be described later.
- the coagulant supply unit 30 includes a coagulant storage tank 31 , a coagulant supply pump 33 , and a first pH sensor 35 .
- the coagulant storage tank 31 is configured to store a coagulant for the generation of microfluids.
- the coagulant in the coagulant storage tank 31 is fed into the first pipe 21 through the coagulant supply pump 33 .
- the coagulant supply pump 33 is provided to inject the coagulant in the coagulant storage tank 31 into the first pipe.
- the coagulant supply pump 33 is provided as a coagulant dosing pump capable of injecting a predetermined amount of coagulant into the first pipe 21 .
- the dosing pump plays a role in controlling and transporting the amount, in particular, it serves to deliver the dose liquid in a uniform amount.
- the dosing pump may consist of a chamber having an inlet valve at the inlet into the chamber and a chamber having an outlet valve at the outlet of the chamber.
- the coagulant dosing pump 33 has a dosing liquid for the coagulant and inputs the coagulant in the coagulant storage tank 31 by a predetermined amount, and the quantitative method is not limited to the above-described method.
- the coagulant dosing pump 33 is connected to a pipe branched from the pipe connected from the buffer tank to the settling tank to mix the coagulant in the washing liquid flowing through the pipe, but is directly connected to the line mixer 41 to be described later to supply the coagulant have.
- the first pH sensor 35 is provided to measure the pH concentration in the first pipe 21 after the coagulant supplied to the first pipe 21 is stirred.
- the formation of flocs is affected by the stirring state and pH concentration expressed by the velocity gradient.
- the coagulant is slightly acidic, and there is an appropriate pH concentration to form microflocs by the coagulant.
- the cleaning liquid containing contaminants and flowing in the first pipe 21 has a pH concentration of about 7.1, and a pH concentration of about 6.8 may be a target for the formation of microfluids.
- the first pH sensor 35 measures the pH concentration of the stirred washing solution and the coagulant after passing through the transfer mixing unit 40 to be described later, and feeds back the coagulant dosing pump 33 to the appropriate pH concentration of 6.8.
- the amount of coagulant supply can be adjusted. Furthermore, since the amount of contaminants included in the cleaning liquid may change according to the operation of the engine and the scrubber, a corresponding amount of coagulant may be supplied.
- the transfer mixing unit 40 is provided to mix the coagulant injected in the first pipe 21 and the cleaning solution flowing in the first pipe.
- the transfer mixing unit 40 is not provided as a separate reaction tank and mixing vessel branched and connected from the first pipe 21 , but is provided in the first pipe 21 to provide a cleaning solution and a coagulant during transport of the cleaning solution through the first pipe. It is possible to promote the transport of the s cleaning solution while allowing it to be mixed.
- the transfer mixing unit 40 may include a line mixer 41 and a transfer pump 43 .
- the line mixer 41 is a tubular mixer having a flow path formed therein and having openings on both sides thereof.
- a plurality of stirring elements 411 are formed on the flow path of the line mixer to convert the moving direction of the fluid moving along the flow path into various directions.
- the stirring element 31 is formed in various shapes and sizes to generate turbulence in the moving fluid to uniformly mix different types of materials.
- a cap having a diameter smaller than the width of one side of the stirring element is forcibly fitted in the portion connected to the pipe at the end of the line mixer so that the stirring element is caught in the cap.
- the stirring element may be fixed to the internal flow path of the line mixer in various ways, such as by forming the diameter of the stirring element equal to or larger than the diameter of the line mixer flow path to be fitted.
- the line mixer 41 is provided on the side of the settling tank from the portion where the first pipe is branched and connected to the coagulant supply unit to mix the coagulant and the cleaning solution.
- the mixed solution of the contaminated cleaning solution and the coagulant which is strongly pressurized by the pump from the buffer tank and proceeds, is rapidly stirred in the line mixer (41).
- the stirring element 411 is provided in a stationary state in the line mixer, and is preferably spirally formed so that the contaminated washing water flowing to one side and the coagulant are mixed.
- the stirring element may have various shapes depending on the type of fluid.
- a line mixer 41 is provided on the first pipe 21 to mix the coagulant and the washing liquid without a separate reaction tank, thereby smoothly forming microfluids in a vessel with space limitations and increasing the water treatment efficiency. By the line mixer 41, the coagulant may be more mixed with the cleaning solution than the stirring in the reaction tank. As shown in FIG.
- the stirring element 411 of the line mixer 41 occupies the cross section of the line mixer flow path, thereby generating turbulence for the washing liquid flowing in all cross sections of the line mixer 41 and mixing with the coagulant. can be achieved efficiently.
- a stirring element suitable for the pressure-feeding speed of the cleaning solution may be arranged to have a speed gradient of 400 to 1,500/sec.
- the purpose of rapid agitation is to cause a lot of collisions between the coagulant and particles in the sewage and to achieve uniform dispersion, and turbine type and propeller type are mainly used for rapid stirring.
- Rapid stirring performed in a separately provided reaction tank is typically rapid stirring through an impeller, and inevitably, all liquids in the reaction tank may be uniformly mixed.
- the stirring element 411 of the present invention occupies the cross section of the flow path on the flow path of the line mixer 41, thereby generating turbulence over all areas of the flowing washing liquid and enabling uniform mixing with the coagulant.
- the transfer pump 43 is provided to additionally pressurize the cleaning liquid.
- it is provided between the line mixer and the settling tank, that is, at the rear end of the line mixer based on the flow direction of the cleaning liquid.
- the washing liquid that has passed through can be additionally mixed and transported under pressure.
- the transfer pump 43 has a casing 431 provided to temporarily receive and discharge the cleaning liquid therein and an impeller 433 that rotates by a motor inside the casing 431 to promote mixing of the cleaning liquid and the coagulant. can be
- the first pH sensor 35 may be provided at the rear end of the transport and mixing unit 40 . That is, the first pH sensor is provided between the transfer pump 43 and the settling tank 60 , preferably, a first pipe before the coagulant is supplied between the polymer coagulant dissolution supply device 50 and the transfer pump 43 .
- the pH concentration in (21) can be measured. Therefore, it is possible to determine whether the formation of microfloc is effective from the pH concentration of the mixed liquid of the washing liquid and the coagulant before supply of the coagulant, and accordingly, the supply amount of the coagulant can be adjusted.
- the first pH sensor 35 may be provided between the line mixer 41 and the transfer pump 43 .
- rapid stirring is mainly performed in the line mixer 41, after passing through the line mixer 41, it is possible to check whether microfluxes are formed through the pH concentration of the washing solution and the coagulant mixture, and to adjust the coagulant supply amount.
- the polymer coagulant dissolution supply device 50 is provided to inject the coagulant into the first pipe 21 .
- Flocculants neutralize and crosslink the colloids so that agglomeration can occur more effectively.
- the floc approaches the crystal structure and becomes denser.
- the coagulant supplied for water treatment is formed of a high molecular compound, and its stability is determined by the presence of sulfate ions that interfere with the immediate polymerization reaction.
- the polymer coagulant is effective for sewage that is difficult to treat only with aluminum sulfate (Alum), and the added coagulant does not precipitate, and the pH does not change during the coagulation process.
- the amount of sludge generated is small and the dewatering property is improved.
- the polymer flocculant functions as a coagulation nucleus of contaminants, continuous supply is required in the continuously performed water treatment process.
- the polymer coagulant dissolution supply device 50 is suitable for the concentration to be diluted to solve the problem that water treatment is not smooth when the coagulant is insufficient because the contaminants are precipitated by limiting the amount of the coagulant supplied in the continuously performed water treatment process.
- the polymer coagulant can be continuously supplied.
- the polymer coagulant dissolution supply device 50 includes a coagulant stirring tank 51 , a drain pipe 52 , a coagulant storage tank 53 , a coagulant sensing unit 54 , a coagulant supply pump 55 , a control unit 56 and a second A pH sensor 57 may be included.
- the flocculant stirring tank 51 may be supplied with a polymer coagulant and a solvent, and may be mixed by stirring the polymer coagulant and the solvent.
- the coagulant stirring tank 51 stirs the coagulant and the solvent at high speed so that the injection of the chemical for water treatment and the rapid stirring can be performed simultaneously.
- the coagulant stirring tank 51 includes a coagulant inlet 511 , a solvent inlet 513 , and an impeller 515 .
- the coagulant inlet 511 is connected to the outside from one side of the coagulant stirring tank 51 to receive a coagulant, preferably a polymer coagulant.
- the solvent inlet 513 is connected to the outside from one side or the other side of the coagulant stirring tank 51 to receive the solvent, and the supplied solvent may preferably be fresh water (clean water).
- the impeller 515 has stirring blades while rotating by a motor inside the coagulant stirring tank 51 so that the coagulant and the solvent can be mixed with each other.
- the impeller 515 may be rotationally driven at a speed of preferably 300 rpm or more. After the coagulant and the solvent are introduced through the coagulant inlet 511 and the solvent inlet 513 , stirring is performed through the impeller 515 .
- the impeller 515 may be operated after the injection of the coagulant and the solvent is completely stopped.
- the drain pipe 52 is provided to connect the coagulant stirring tank and the coagulant storage tank between the coagulant stirring tank 51 and the coagulant storage tank 53 to be described later. Preferably, it is connected to the lower side of the coagulant agitation tank 51 to allow the coagulant to naturally flow into the coagulant storage tank 53 by gravity when the drain pipe 52 is opened.
- the drain pipe 52 may be periodically opened and closed so that the solvent and the coagulant stirred in the coagulant stirring tank 51 are periodically drained into the coagulant storage tank.
- the drain pipe 52 may branch to the outside, and the coagulant in the coagulant stirring tank 51 may be guided into the coagulant storage tank 53 or drained to the outside under the control of the controller 56 . .
- the control by the control unit 56 will be described later.
- the coagulant storage tank 53 is provided to store the stirred coagulant.
- the coagulant prepared through stirring may be stored in the coagulant storage tank 53 and may be supplied into the first pipe 21 by the coagulant supply pump 55 to be described later.
- the coagulant storage tank 53 may drain the coagulant stored therein through a connection pipe 531 connected to communicate with the outside. If the coagulant is not normally manufactured by the control unit 56 to be described later, the water treatment efficiency is lowered even if the coagulant is supplied, so it can be drained to the outside through the connection pipe 531 or re-stirred.
- the flocculant sensing unit 54 is provided to measure the state of the prepared flocculant.
- the coagulant produced by rapid stirring should have an appropriate coagulant concentration (around 0.4%), and when the coagulant is abnormally dissolved, agglomeration in the settling tank 60 does not occur properly. Therefore, the coagulant sensing unit 54 measures the state of the prepared coagulant, and the controller 56, which will be described later, determines the normal state of the coagulant based on the value measured by the coagulant sensing unit 54, and determines that the coagulant is abnormal. to be drained or re-stirred, and the coagulant determined to be normal can be supplied to the first pipe 21 to the settling tank 60 . In addition, in order to automatically supply the coagulant, it is possible to prepare the coagulant according to the amount of the remaining coagulant.
- the coagulant sensing unit 54 includes a first sensor 541 and a second sensor 543 .
- the first sensor 541 is provided to measure the amount of the coagulant stored in the coagulant storage tank 53 .
- the first sensor 541 may be provided in the coagulant reservoir 53, and preferably, the amount of the coagulant stored in the coagulant reservoir 53 may be measured by measuring the water level with a level sensor.
- the amount of the coagulant measured by the first sensor 541 based on the water level is transmitted to the controller 56 to control the agitation of the coagulant in the coagulant stirring tank 51 in the controller 56 to be described later.
- a first amount and a second amount may be set as threshold values measured by the first sensor 541 .
- the first amount and the second amount are predetermined values indicating the amount of the coagulant stored in the coagulant storage tank 53 and may be controlled by the control unit.
- the first amount may be set to a value greater than the second amount.
- the first amount may be a value indicating agitation of the coagulant in the coagulant agitation tank 51
- the second amount may be a value instructing to drain the coagulant prepared from the coagulant agitation tank 51 to the coagulant storage tank 53.
- the second sensor 543 may be provided to measure the state of the prepared coagulant.
- the second sensor 543 may measure the viscosity of the coagulant.
- a viscosity value suitable for an appropriate coagulant concentration (about 0.4%) may be set, and the second sensor 543 determines whether the coagulant is normally dissolved by measuring the viscosity of the coagulant.
- the second sensor 543 is connected to the coagulant reservoir 53 to measure the viscosity of the coagulant stored in the coagulant reservoir 53 . Therefore, the viscosity of the coagulant drained after stirring in the coagulant stirring tank 51 is measured.
- the viscosity of a liquid varies depending on temperature, pressure, and shear rate, the viscosity should be measured in a stable state.
- the reaction of dissolving the coagulant in the solvent according to the rotation of the impeller is periodically performed, so that the viscosity of the coagulant in a relatively stable state in the coagulant storage tank 53 can be measured.
- the second sensor 543 is connected to the coagulant stirring tank 51 to measure the viscosity of the stirred coagulant. After the agitation in the coagulant agitation tank 51 is finished, the viscosity is measured, and in the case of abnormally dissolved coagulant, the coagulant storage tank 53 is drained to the outside through the drain pipe 52 communicating with the outside. It can be ensured that the residual coagulant does not drain together.
- the coagulant supply pump 55 is provided to inject the coagulant in the coagulant storage tank 53 into the first pipe.
- the coagulant supply pump 55 is provided as a coagulant dosing pump capable of injecting a predetermined amount of the coagulant into the first pipe 21 .
- the dosing pump serves to control the amount and transport it, and serves to deliver the dose liquid in a uniform amount.
- the coagulant dosing pump 55 has a coagulant dosing liquid and injects the coagulant in the coagulant storage tank 53 by a predetermined amount, and the quantitative method is not limited to the above-described method.
- the coagulant dosing pump 55 is connected to a pipe branched from the first pipe 21 connected from the buffer tank to the settling tank to supply the coagulant to the washing liquid flowing through the pipe, but is directly connected to the settling tank 60 to be described later. can also be supplied.
- the control unit 56 is provided to control stirring, storage, and liquid feeding of the coagulant.
- the control unit 56 can control the supply of the solvent and the polymer coagulant in the coagulant stirring tank 51, control the stirring of the impeller 515, and control whether the drain pipe 52 is opened or closed and drained to the outside, and the coagulant According to the measured value of the sensing unit 40, the coagulant may be dissolved by stirring or the coagulant may be drained to the outside according to the dissolution state of the coagulant.
- the control unit 56 allows the coagulant to be continuously supplied based on the measured value of the first sensor 541 .
- the opening/closing state of the coagulant stirring tank 51 and the drain pipe 52 may be controlled based on the first and second predetermined amounts indicating the amount of the coagulant remaining in the coagulant storage tank 53 .
- the coagulant stirring tank 51 may be supplied with a solvent and a coagulant, and the impeller in the coagulant stirring tank may be controlled to rotate.
- the coagulant dissolved in the coagulant stirring tank 51 may be received and stored in the coagulant storage tank 53 .
- the amount of the coagulant will be reduced at a certain rate. It is preferable that the agitation of the coagulant in the coagulant stirring tank 51 and the opening and closing of the drain pipe 52 are performed periodically.
- the control unit 56 determines the dissolution state of the prepared coagulant based on the measured value of the second sensor 543 .
- the second sensor 543 is provided in the coagulant storage tank 53 to measure the viscosity of the loaded coagulant. An appropriate range of viscosity values is set, and when the measured viscosity value is outside the range of viscosity values determined to be normal dissolution of the coagulant, the coagulant in the coagulant storage tank 53 is drained to the outside through the connection pipe 531, and If it is within the range, the coagulant may be supplied through the coagulant dosing pump 55 .
- the viscosity of the coagulant that is provided in the coagulant stirring tank 51 and is stirred in a state where the rotation of the impeller 515 is stopped by the control unit can be measured.
- the coagulant in the coagulant stirring tank 51 is drained to the outside through the drain pipe 52 branched to the outside
- the drain pipe 52 may be connected to the coagulant storage tank 53 to supply the coagulant.
- the second pH sensor 57 is provided to measure the pH concentration in the settling tank 60 after the coagulant is supplied.
- the second pH sensor 57 measures the pH concentration of the washing liquid slowly stirred in the settling tank 60, and feeds back to the coagulant dosing pump 55 in comparison with the appropriate pH concentration to adjust the coagulant supply amount.
- the control unit 56 may control the supply amount of the coagulant dosing pump 55 after receiving the measured value from the second pH sensor 57 .
- the settling tank 60 is provided to precipitate contaminants contained in the washing liquid pumped from the buffer tank. In the sedimentation tank 60, the contaminants in the washing liquid undergo a precipitation reaction by the coagulant and the coagulant, so that the contaminants are sludge and sink down.
- the settling tank 60 may include a stirring device 61 selectively driven by a motor therein. The stirring device 61 may be provided to slowly stir the fluid in the settling tank at a predetermined speed gradient. In order to effectively agglomerate, the number of collisions between particles is high, the particle concentration is high, and the non-uniform particle size improves the agglomeration effect.
- a sludge discharge pipe may be connected to the lower portion of the settling tank 60 to discharge the sludge deposited in the settling tank.
- a stirring device 61 is provided in the settling tank 60 to gently stir the cleaning solution containing microfluids and pollutants to agglomerate the pollutants, and the driving of the stirring device 61 is stopped. Contaminants may be deposited downward in the sedimentation tank 60 after.
- a settling unit 62 is separately provided in the settling tank 60 , and the washing liquid slowly stirred through the stirring device 61 flows into the settling unit 62 and is contaminated Material may precipitate.
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Abstract
본 발명은 고분자응집제 용해공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 내부에 임펠러를 구비하여 고분자응집제와 용매를 교반하는 응집제 교반조, 교반된 응집제를 저장하는 응집제 저장조, 상기 응집제 교반조와 응집제 저장조 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하는 드레인관, 상기 응집제 저장조로부터 응집제를 압송하는 응집제 공급펌프 및 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 드레인관은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되며 상기 응집제 공급펌프는 일정량의 응집제를 자동으로 공급함으로써 지속적으로 수행되는 수처리과정에 있어서 오염물질이 공급된 응집제 양에 한정하여 침전되기 때문에 응집제의 부족 시 수처리가 원활하지 않은 문제를 해결하도록 희석하고자하는 농도에 맞는 고분자 응집제를 지속적으로 공급하는 고분자응집제 용해공급장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고분자응집제 용해공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 내부에 임펠러를 구비하여 고분자응집제와 용매를 교반하는 응집제 교반조, 교반된 응집제를 저장하는 응집제 저장조, 상기 응집제 교반조와 응집제 저장조 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하는 드레인관, 상기 응집제 저장조로부터 응집제를 압송하는 응집제 공급펌프 및 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 드레인관은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되며 상기 응집제 공급펌프는 일정량의 응집제를 자동으로 공급함으로써 지속적으로 수행되는 수처리과정에 있어서 오염물질이 공급된 응집제 양에 한정하여 침전되기 때문에 응집제의 부족 시 수처리가 원활하지 않은 문제를 해결하도록 희석하고자하는 농도에 맞는 고분자 응집제를 지속적으로 공급하는 고분자응집제 용해공급장치에 관한 것이다.
수처리 약품이란 수처리 공정에 사용되는 천연 및 화학물질의 반응에 의해 제조된 약품을 말하며, 수중의 오염물질의 종류가 다양하므로 실제 수처리 공정에서는 응결제와 응집제(Coagulants and Flocculants), 청관제(Corrosion Inhibitors), 스케일 방지제(Scale inhibitor), pH 조절제로 산 및 알칼리, 거품관리를 위한 소포제 등이 사용된다. 이 중 응결제(Coagulant)와 응집제(Flocculant)는 수처리가 필요한 유체 내 오염물질을 응집시켜 침전 또는 부유시킴으로써 유체 내 오염물질을 쉽게 걸러낼 수 있도록 유체에 첨가해주는 물질이다.
국내에서는 응결제(Coagulant)와 응집제(Flocculant)의 구분이 없이 적용되는 경우가 일반적이나, 외국의 경우 금속이온을 기초로 하여 반응하는 무기계 응결제(Inorganic coagulant), 석유화학 계열의 단량체(Monomer)를 중합하여 중합체 중 하전을 이용한 기작을 하는 유기계응결제 (Oraganic coagulant) 및 고분자 응집제(Polymeric flocculant)로 구분되며 도 1에서와 같이 작용한다. 응결(Coagulation)은 유체 내에서 브라운운동을 하는 콜로이드 상의 오염물질에 응결제(Coagulant)를 투입하여 대전되어 있는 고체입자의 표면을 중성화하고(Neutralization), 이를 통해 현탁액 중의 침전되지 않는 입자(Non-settlable)들이 서로 뭉칠 수 있도록 하는 것이다. 응집(Flocculation)은 응집제(Flocculant)를 투입하여 응결(Coagulation)된 입자들을 뭉쳐 큰 응집물을 형성시켜 침전이 가속되도록 하는 과정으로, 일반적인 수처리에서는 침전 또는 부상조에서 무기 또는 유기응결제를 1차 적용하고 다시 고분자응집제를 병행사용하여 플럭을 조대화하여 침전 또는 부상으로 처리를 하거나 무기 또는 유기응결제만으로 유체 내 오염물질을 처리하고 있다.
특히, 고분자 응집제는 고분자량의 수용성폴리머로 수중에 현탁되어 있는 콜로이드와 미립자의 표면전하를 중화하여 입자를 응집시키는데, 흡착 및 가교 작용이있어 큰 플럭을 형성하여 침강 및 부상에 의한 고액분리가 용이하다. 고분자 응집제는 무기응집제에 비해 소량의 첨가량에서도 급속하게 현탁물질을 응집하여 여과, 탈수를 촉진하는것이 가능하다.
오염물질이 포함된 세정액을 정화하기 위한 수처리시스템은 도 2에서와 같이 도시될 수 있는데, 스크러버(91)와 버퍼탱크(92)로부터 오염물질을 포함한 세정액에 산화제, 응집제 등을 복수의 공급장치(93)에서 공급한 후 복수의 반응조(94)에서 반응시키게 된다. 이후 반응조(94)에서 반응이 완료된 유체를 침전조(95)에서 침전시켜 세정액 내 오염물질을 정화하는 것이다.
현대의 선박은 대부분 자체 동력과 난방을 위한 엔진과 보일러 등을 구비하고 있다. 상기 엔진과 보일러 등을 구동하기 위해서는 연료를 태워야 하는데, 연소 과정에서 발생하는 배기가스에는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), PM(Particular Matter, 입자성 물질) 등의 유해물질이 포함되어 있고, 선박에서는 발생한 배기가스의 정화를 위해 스크러버를 운영하고 있다. 그러나 선박의 경우 공간에 제약이 따르므로 별도의 반응조 및 부대설비를 설치하는 것이 불가능하고, 반응조 없이 수처리하는 경우에는 오염물질이 제대로 정화되지 않는 문제가 있다.
또한, 응집 및 침전에 사용되는 고분자 응집제의 경우 희석하고자 하는 농도에 맞는 응집제 양을 수동으로 침전조 내지 반응조에 공급해야 하며, 조성된 응집제 양에 한정하여 수처리되는바 응집제가 제대로 공급되지 않는 경우 수처리가 되지 않는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,
본 발명의 목적은, 내부에 임펠러를 구비하여 고분자응집제와 용매를 교반하는 응집제 교반조, 교반된 응집제를 저장하는 응집제 저장조, 상기 응집제 저장조로부터 응집제를 압송하는 응집제 공급펌프 및 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 응집제 공급펌프는 일정량의 응집제를 자동으로 공급함으로써 지속적으로 수행되는 수처리과정에 있어서 오염물질이 공급된 응집제 양에 한정하여 침전되기 때문에 응집제의 부족 시 수처리가 원활하지 않은 문제를 해결하도록 희석하고자하는 농도에 맞는 고분자 응집제를 지속적으로 공급하는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 응집제 교반조와 응집제 저장조 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하는 드레인관을 더 포함하며, 상기 드레인관은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되어 주기적으로 용해된 응집제가 응집제 저장조에 충전되는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 응집제 저장조 내에 저장된 응집제의 양을 측정하는 제1센서를 더 포함하고, 제어부는 상기 제1센서에서 측정된 응집제의 양에 의거하여 상기 응집제 교반조와 드레인관을 제어하여 작업자가 수동으로 응집제를 공급하지 않더라도 자동으로 수처리시스템에 응집제 공급이 가능한 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제1양 이하인 경우 상기 응집제 교반조는 용매와 응집제를 공급받고 응집제 교반조 내 임펠러가 회전하도록 제어하고, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제2양 이하인 경우 드레인관이 개방되어 응집제 교반조 내의 응집제가 응집제 저장조로 공급함으로써 응집제 양이 줄어드는 경우 고분자 응집제를 교반용해시켜 충전을 준비하는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 임펠러는 300rpm 이상의 속도로 상기 용매와 응집제를 급속교반하여 응집제의 응집성능을 향상시키는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 응집제의 상태를 측정하는 제2센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2센서에서 측정된 값에 의거하여 제조된 응집제의 용해상태를 판단하며, 측정된 값이 설정된 범위를 벗어나는 경우 제조된 응집제를 외부로 드레인하여 정상적으로 용해되지 않은 응집제를 배출하거나 재교반시키는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 제2센서는 응집제의 점도를 측정하도록 하여 응집제 농도에 상응하는 점도 측정을 통해 응집제의 정상 여부를 판단하는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 제2센서는 응집제 저장조 내에 구비되어 저장된 응집제의 점도를 측정하여 안정적인 점도 측정이 가능한 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 제2센서는 응집제 교반조 내에 구비되며, 제어부에 의해 임펠러의 회전이 정지된 상태에서 교반된 응집제의 점도를 측정하고, 드레인관은 상기 응집제 교반조로부터 외부로 분기되고, 측정된 응집제의 점도에 따라 선택적으로 교반된 응집제를 외부로 드레인하거나 응집제 저장조로 가이드하여 용해된 응집제의 정상상태를 빠르게 판단가능한 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 응집제 공급펌프는 응집제 도징펌프로 구비되며 상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되도록 하여 침전조 내 응집상태 또는 세정액 내 오염물질의 양에 따라 응집제의 공급량을 제어하는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 내부에 임펠러를 구비하여 고분자응집제와 용매를 교반하는 응집제 교반조, 교반된 응집제를 저장하는 응집제 저장조, 상기 응집제 저장조로부터 응집제를 압송하는 응집제 공급펌프 및 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 응집제 공급펌프는 일정량의 응집제를 자동으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 응집제 교반조와 응집제 저장조 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하는 드레인관을 더 포함하며, 상기 드레인관은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 응집제 저장조 내에 저장된 응집제의 양을 측정하는 제1센서를 더 포함하고, 제어부는 상기 제1센서에서 측정된 응집제의 양에 의거하여 상기 응집제 교반조와 드레인관을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제1양 이하인 경우 상기 응집제 교반조는 용매와 응집제를 공급받고 응집제 교반조 내 임펠러가 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 임펠러는 300rpm 이상의 속도로 상기 용매와 응집제를 급속교반하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제2양 이하인 경우 드레인관이 개방되어 응집제 교반조 내의 응집제가 응집제 저장조로 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 응집제의 상태를 측정하는 제2센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2센서에서 측정된 값에 의거하여 제조된 응집제의 용해상태를 판단하며, 측정된 값이 설정된 범위를 벗어나는 경우 제조된 응집제를 외부로 드레인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제2센서는 응집제의 점도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제2센서는 응집제 저장조 내에 구비되어 저장된 응집제의 점도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제2센서는 응집제 교반조 내에 구비되며, 제어부에 의해 임펠러의 회전이 정지된 상태에서 교반된 응집제의 점도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 드레인관은 상기 응집제 교반조로부터 외부로 분기되고, 측정된 응집제의 점도에 따라 선택적으로 교반된 응집제를 외부로 드레인하거나 응집제 저장조로 가이드하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 응집제 공급펌프는 응집제 도징펌프로 구비되며 상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 내부에 임펠러를 구비하여 고분자응집제와 용매를 교반하는 응집제 교반조, 교반된 응집제를 저장하는 응집제 저장조, 상기 응집제 저장조로부터 응집제를 압송하는 응집제 공급펌프 및 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 응집제 공급펌프는 일정량의 응집제를 자동으로 공급함으로써 지속적으로 수행되는 수처리과정에 있어서 오염물질이 공급된 응집제 양에 한정하여 침전되기 때문에 응집제의 부족 시 수처리가 원활하지 않은 문제를 해결하도록 희석하고자하는 농도에 맞는 고분자 응집제를 지속적으로 공급하는 고분자응집제 용해공급장치를 제공하는 효과가 있다.
본 발명은, 상기 응집제 교반조와 응집제 저장조 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하는 드레인관을 더 포함하며, 상기 드레인관은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되어 주기적으로 용해된 응집제가 응집제 저장조에 충전되는 효과를 준다.
본 발명은, 상기 응집제 저장조 내에 저장된 응집제의 양을 측정하는 제1센서를 더 포함하고, 제어부는 상기 제1센서에서 측정된 응집제의 양에 의거하여 상기 응집제 교반조와 드레인관을 제어하여 작업자가 수동으로 응집제를 공급하지 않더라도 자동으로 수처리시스템에 응집제 공급이 가능한 효과를 가진다.
본 발명은, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제1양 이하인 경우 상기 응집제 교반조는 용매와 응집제를 공급받고 응집제 교반조 내 임펠러가 회전하도록 제어하고, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제2양 이하인 경우 드레인관이 개방되어 응집제 교반조 내의 응집제가 응집제 저장조로 공급함으로써 응집제 양이 줄어드는 경우 고분자 응집제를 교반용해시켜 충전을 준비할 수 있다.
본 발명은, 상기 임펠러는 300rpm 이상의 속도로 상기 용매와 응집제를 급속교반하여 응집제의 응집성능을 향상시키는 효과를 도출한다.
본 발명은, 응집제의 상태를 측정하는 제2센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2센서에서 측정된 값에 의거하여 제조된 응집제의 용해상태를 판단하며, 측정된 값이 설정된 범위를 벗어나는 경우 제조된 응집제를 외부로 드레인하여 정상적으로 용해되지 않은 응집제를 배출하거나 재교반시키는 효과를 제공한다.
본 발명은, 상기 제2센서는 응집제의 점도를 측정하도록 하여 응집제 농도에 상응하는 점도 측정을 통해 응집제의 정상 여부를 판단할 수 있다.
본 발명은, 상기 제2센서는 응집제 저장조 내에 구비되어 저장된 응집제의 점도를 측정하여 안정적인 점도 측정이 가능하다.
본 발명은, 상기 제2센서는 응집제 교반조 내에 구비되며, 제어부에 의해 임펠러의 회전이 정지된 상태에서 교반된 응집제의 점도를 측정하고, 드레인관은 상기 응집제 교반조로부터 외부로 분기되고, 측정된 응집제의 점도에 따라 선택적으로 교반된 응집제를 외부로 드레인하거나 응집제 저장조로 가이드하여 용해된 응집제의 정상상태를 빠르게 판단가능한 효과가 있다.
본 발명은, 상기 응집제 공급펌프는 응집제 도징펌프로 구비되며 상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되도록 하여 침전조 내 응집상태 또는 세정액 내 오염물질의 양에 따라 응집제의 공급량을 제어하는 효과를 가진다.
도 1은 응결제(Coagulant)와 응집제(Flocculant)에 의한 응결과 응집을 설명한 도면
도 2는 종래의 오염물질이 포함된 세정액의 수처리시스템을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약품 자동투입 수처리시스템의 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인믹서(41)의 단면을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송펌프(43)를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 다른 약품 자동투입 수처리시스템의 개략도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자응집제 용해공급장치(50)의 도면
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자응집제 용해공급장치(50)의 도면
이하에서는 본 발명에 따른 고분자응집제 용해공급장치의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니고, 다른 구성요소 또한 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 명세서에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, 어떤 구성요소간 "연결"된다고 할 때, 이는 구성요소끼리 직접 접촉하며 체결된다는 것에 한정되는 것이 아니라 다른 구성요소를 통하여 체결되는 것을 포함하며, 체결되어있지 않더라도 소정의 힘이나 에너지를 전달할 수 있도록 배치된다는 것을 의미할 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약품 자동투입 수처리시스템(1)의 개략도이다. 상기 약품 자동투입 수처리시스템(1)은 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반가능한 침전조로 송액하면서 배관 내에 응결제와 응집제를 투입하여 배관라인 내에서 급속교반되어 미세플럭 형성 후 침전조 내에서 오염물질과 결합하여 침전되도록 함으로써 별도의 반응조나 부대설비의 필요 없이 오염물질을 걸러내도록 할 수 있어 공간이 절약되는 특징이 있다. 상기 약품 자동투입 수처리시스템(1)은 배기가스 정화부(10), 배관부(20), 응결제공급부(30), 이송혼합부(40), 고분자응집제 용해공급장치(50) 및 침전조(60)를 포함한다.
상기 정화부(10)는 오염된 배기가스를 정화하는 부분으로, 바람직하게는 선박 내에서 발생하는 배기가스를 정화하도록 스크러버(11)와 버퍼탱크(13)를 포함한다.
상기 스크러버(11)는 일측이 선박의 주 엔진 또는 보조 엔진과 같은 대형 디젤 엔진과 연결되어 황산화물 등 오염물질이 포함된 배기가스를 유입한다. 유입된 배기가스에 함유된 황산화물 등의 오염물질을 제거하기 위하여 상기 스크러버(11)에 공급된 세정액과 흡착을 통하여 제거한다. 상기 세정액은 배기가스를 세정하는 공정 초기에 포함되거나, 시스템 작동 도중에 추가될 수 있다. 본 발명의 작동 중에 상기 스크러버(11)에 공급된 세정액은 스크러버 내에서 미립화되어 분무되고, 배기가스 중에 포함되는 황산화물 등의 오염물 입자는 미립화된 세정액에 부착되어 배기가스로부터 분리되고, 오염물 입자가 부착된 오염된 세정액은 본 발명에 따른 약품 자동투입 수처리시스템(1)을 통하여 정화된다. 정화된 세정액은 후술할 제2배관을 통하여 다시 상기 스크러버(11)로 공급되어 순환하게 된다. 정화된 세정액은 감소된 양의 오염물을 가지지만, 소량의 오염물을 여전히 포함할 수 있다.
상기 버퍼탱크(13)는 상기 스크러버(11)와 스크러버연결관을 통해 연결되어 상기 스크러버(11)로부터 생성된 오염된 세정액을 일시적으로 저장하고, 일시적으로 저장하고 있는 세정액을 다시 스크러버(11)에 공급한다. 또한, 약품 자동투입 수처리시스템을 통해 정화된 세정액을 제2배관을 통해 받아들여 저장한다.
본 발명에 있어서 상기 버퍼탱크(13)는 세정액을 순환시키는 시스템의 안정성을 높이는 효과를 가져온다. 예를 들면, 본 발명이 작동하는 중에 약품 자동투입 수처리시스템이 고장이 나거나 점검이 필요한 경우에, 전체 시스템을 곧바로 정지시키는 것이 아니라, 상기 스크러버(11)를 작동시키더라도 세정액의 순환은 스크러버(11) -> 버퍼탱크(13) -> 제2배관(23) -> 상기 스크러버(11)로 이루어지는 폐루프를 순환하도록 함으로써, 상기 스크러버(11)의 작동을 일정시간 동안 유지할 수 있게 된다. 이렇게 세정액의 정화를 거치지 않고 순환하더라도 세정액을 일시적으로 저장하는 상기 버퍼탱크(13)로 인하여 세정액의 오염도가 큰 폭으로 나빠지는 것은 아니므로 일시적으로는 상기 스크러버(11)의 운전이 가능하게 된다.
상기 버퍼탱크(13)에 일시적으로 저장된 오염된 세정액을 일부 취출하여 정화하고 정화된 세정액을 상기 버퍼탱크(13)를 경유하여 상기 스크러버(11에 재공급하는 경우에는 시스템에서 정화해야 하는 세정액의 양을 낮출 수 있고, 정화된 세정액을 상기 버퍼탱크(13)에 다시 유입함으로써 버퍼탱크(13)에 저장되는 세정액의 오염도는 낮게 유지된다. 따라서 세정액이 시스템을 순환하는 과정에서 파울링(fouling) 또는 스케일링(scaling)에 의한 오염물의 침착으로 인하여 시스템을 구성하는 배관이 폐색되거나, 상기 스크러버(11) 내에서 큰 오염물질 집락(cluster)의 형성 등의 문제를 방지할 수 있다.
상기 배관부(20)는 본 발명에 따른 약품 자동투입 수처리시스템(1)의 각 구성을 연결하며 유체연통하도록 함으로써 세정액이 유동하며 송액될 수 있도록 구비된다. 바람직하게는 버퍼탱크(13)로부터 후술할 침전조(60)까지 연결되어 버퍼탱크(13) 내의 오염물질을 포함한 세정액이 침전조(60)로 송액된 후 응결제 내지 응집제와 함께 침전작용을 거쳐 정화될 수 있도록 하며, 침전조(60)로부터 정화된 세정액이 다시 버퍼탱크(13) 또는 스크러버(11)로 송액될 수 있도록 구비된다. 상기 배관부(20)는 제1배관(21)과 제2배관(23)을 포함할 수 있다.
상기 제1배관(21)은 상기 버퍼탱크(13)로부터 침전조(60)로 세정액을 이송하는데, 세정액의 이송 중에 응결제와 응집제를 공급받아 제1배관(21) 내에서 미세플럭을 형성하도록 할 수 있다. 제1배관에 투입되는 응결제는 제1배관을 통해 유동하면서 세정액과 혼합되고, 응집제는 정량이 자동으로 주입되어 상기 침전조 내에서 혼합되는데, 미세플럭이 형성된 세정액은 침전조(60) 내에서 완속교반을 통해 플럭 형성 후 오염물질이 침전된다.
상기 제2배관(23)은 침전조로부터 스크러버 또는 버퍼탱크로 정화된 세정액을 이송한다. 제2배관(23)은 침전조(60)의 상부와 연결되어 정화된 세정액 중 비교적 깨끗한 부분을 송액할 수 있다. 제2배관(23)은 세정액회수관(231)과 세정액재공급관(233)으로 나뉠 수 있다.
상기 세정액회수관(231)은 침전조(60) 내의 정화된 세정액을 빼내어 스크러버(11) 내지 버퍼탱크(13)로 이송한다. 이를 위해 세정액회수관(231)은 일단이 침전조(60)와 연결되되 침전조(60)의 상부와 연결되어 정화된 세정액 중 더욱 정화된 세정액의 일부를 받아들이고, 타단은 버퍼탱크(13)와 연결될 수 있다. 바람직하게는 밸브가 구비되어 선택적으로 세정액의 회수방향을 제어할 수도 있으며 본 발명의 다른 실시예에서는 스크러버(11)를 향하는 부분과 버퍼탱크(13)를 향하는 부분으로 분기될 수도 있다.
상기 세정액재공급관(233)은 일단이 버퍼탱크(13)와 연결되고 타단이 스크러버(11)와 연결되어 세정액이 순환하도록 한다. 상술한 바와 같이 수처리시스템에 점검이 필요한 경우 세정액의 순환은 스크러버(11) -> 버퍼탱크(13) -> 세정액재공급관(233) -> 상기 스크러버(11)로 이루어지는 폐루프를 순환하도록 함으로써, 상기 스크러버(11)의 작동을 일정시간 동안 유지할 수 있게 된다.
상기 응결제공급부(30)는 제1배관(21)을 유동하는 세정액에 응결제를 투입하도록 구비된다. 상술한 바와 같이 응결제는 세정액 내의 콜로이드 등의 오염물질과 급속교반을 통해 배관 내에서 미세플럭을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 응결제의 급속교반을 위한 반응조 혹은 탱크가 따로 구비되지 않고, 응결제의 투입 후 제1배관(21) 내에서 세정액의 유동 중에 급속교반이 이루어지도록 함으로써 공간이 제한적인 선박 내에서도 효율적으로 플럭을 형성하여 오염물질의 정화가 가능하도록 한다. 응결제는 폐수 정화 과정의 고체 제거에 사용되는 응집제의 효율을 향상시키므로, 응결제가 응집제보다 먼저 투입되어야 할 필요가 있다. 따라서 응결제공급부(30)는 후술하는 고분자응집제 용해공급장치(50)보다 우선하여 제1배관(21)에 연결될 수 있다. 상기 응결제공급부(30)는 응결제 저장조(31), 응결제 공급펌프(33), 제1 pH센서(35)를 포함한다.
상기 응결제 저장조(31)는 미세플럭의 생성을 위한 응결제를 저장하는 구성이다. 응결제 저장조(31) 내의 응결제는 응결제 공급펌프(33)를 통해 제1배관(21)으로 투입된다.
상기 응결제 공급펌프(33)는 응결제 저장조(31) 내의 응결제를 제1배관으로 투입하도록 구비된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 응결제 공급펌프(33)는 일정량의 응결제를 제1배관(21)으로 투입하는 것이 가능한 응결제 도징펌프로 구비된다. 도징 펌프는 양을 조절하여 운송하는 역할을 하는데, 특히 도즈 액체(dose liquid)를 균일한 양으로 전달하는 역할을 한다. 도징 펌프는 챔버 안의 입구에 있는 입구측 밸브를 갖으며 챔버와 챔버의 출구에 있는 출구측 밸브를 갖는 챔버로 구성될 수 있다. 챔버의 체적이 확대되고 있는 상태에서 도즈액체는 흡입되어 입구측 밸브를 통해 챔버로 들어가며, 반대방향으로 멤브레인이 운동하는 것과 관련하여 챔버의 채적인 감소하여서 도즈액체는 챔버를 나와 출구측 밸브를 통해 도관을 지나 원하는 위치로 간다. 상기 응결제 도징펌프(33)는 응결제를 도즈액체를 가져 정해진 투입량만큼 응결제 저장조(31) 내의 응결제를 투입하며, 정량방식은 상술한 방식에 국한되지 않는다. 상기 응결제 도징펌프(33)는 버퍼탱크로부터 침전조까지 연결된 배관으로부터 분기된 배관과 연결되어 배관을 유동하는 세정액 상에 응결제를 혼합시킬 수 있으나, 후술하는 라인믹서(41)에 직결되어 응결제를 공급할 수도 있다.
상기 제1pH센서(35)는 제1배관(21)에 공급된 응결제가 교반된 후 제1배관(21) 내의 pH농도를 측정하도록 구비된다. 플럭의 형성에는 속도경사로 표현되는 교반상태, pH 농도 등이 영향을 미치는데, 응결제가 약산성을 띄고 응결제에 의해 미세플럭을 형성하기 위한 적정 pH농도가 존재한다. 본 발명의 일 실시예에서는 오염물질을 포함하고 제1배관(21) 내를 유동하는 세정액은 약 7.1의 pH농도를 가지게 되고, 미세플럭의 형성을 위해서 약 6.8의 pH농도가 목표일 수 있다. 상기 제1 pH센서(35)는 후술하는 이송혼합부(40)를 통과한 후 교반된 세정액과 응결제의 pH농도를 측정하고, 적정 pH농도인 6.8과 대비하여 응결제 도징펌프(33)에 피드백함으로써 응결제 공급량을 조절할 수 있다. 나아가, 엔진 및 스크러버의 운전에 따라 세정액 내에 포함된 오염물질의 양이 변할 수 있으므로 이에 상응하는 양의 응결제를 공급할 수 있다.
상기 이송혼합부(40)는 상기 제1배관(21) 내에서 투입된 응결제와 제1배관 내를 유동하는 세정액을 혼합하도록 구비된다. 이송혼합부(40)는 제1배관(21)에서 분기되어 연결되는 별도의 반응조, 혼합용기로 구비되지 않고, 제1배관(21)에 구비되어 제1배관을 통한 세정액의 이송 중에 세정액과 응결제가 혼합되도록 하면서 ㅅ세정액의 이송을 촉진할 수 있다. 상기 이송혼합부(40)는 라인믹서(41)와 이송펌프(43)를 포함할 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 라인믹서(41)는 내부에 유로가 형성되고 양측에 개구부를 가지며 연장되는 관형태의 믹서이다. 상기 라인믹서의 유로상에는 교반요소(411)가 다수 형성되어 유로를 따라 이동되는 유체의 이동방향을 다양한 방향으로 변환시킨다. 상기 교반요소(31)는 다양한 형태와 크기로 형성되어 이동되는 유체에 난류를 발생시켜 다른 종류의 물질을 균일하게 혼합시킨다. 상기 라인믹서(41)의 내부유로상에서 교반요소의 탈거를 방지하기 위해 라인믹서의 단부에는 배관과 연결되는 부분에 교반요소의 일측 폭보다 직경이 작은 캡을 억지끼움하여 교반요소가 캡에 걸리도록 하거나, 교반요소의 직경을 라인믹서 유로의 직경과 대비할 때 같거나 크게 형성하여 끼움이 이루어지게 하는 등 다양한 방식으로 교반요소를 라인믹서의 내부 유로에 고정되게 할 수 있다. 상기 라인믹서(41)는 상기 제1배관이 분기되어 응결제공급부와 연결되는 부분으로부터 침전조 측에 구비되어 응결제와 세정액을 혼합한다. 상기 버퍼탱크로부터 펌프에 의해 강하게 압송되어 진행하는 오염된 세정액과 응결제의 혼합액은 라인믹서(41) 내에서 급속교반된다.
상기 교반요소(411)는 라인믹서 내에서 정지한 상태로 구비되는데, 바람직하게는 나선형으로 형성되어 일측으로 흐르는 오염된 세정수와 응결제(Coagulant)가 혼합되도록 할 수 있다. 상기 교반요소는 유체의 종류에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 라인믹서(41)가 제1배관(21) 상에 구비되어 별도의 반응조 없이 응결제와 세정액을 혼합함으로써 공간의 제약이 있는 선박 내에서 미세플럭을 원활하게 형성하고 수처리 효율을 높일 수 있는 것 외에도, 상기 라인믹서(41)에 의해 반응조 내에서의 교반보다 응결제가 세정액과 더욱 혼합될 수 있다. 도 4에 도시되는 바와 같이 라인믹서(41)의 교반요소(411)는 라인믹서 유로의 단면을 점유함으로써 라인믹서(41)의 모든 단면 내를 유동하는 세정액에 대해 난류를 생성하여 응결제와의 혼합을 효율적으로 달성할 수 있다. 난류상태를 유지하기 위하여 400～1,500/초의 속도경사를 가지도록 세정액의 압송속도에 맞는 교반요소가 배치될 수 있다.
급속교반의 목적은 응집제와 하수중의 입자와의 충돌을 많이 일으키고, 균일한 분산을 이루기 위한 것으로서, 급속교반기는 터빈형과 프로펠러형이 주로 사용된다. 별도로 구비되는 반응조에서 수행되는 급속교반은 임펠러를 통한 급속교반이 통상적인데, 필연적으로 반응조 내의 모든 액체가 균일하게 혼합될 수 있다. 이에 반해 본 발명의 교반요소(411)는 라인믹서(41)의 유로 상에서 유로의 단면을 점유함으로써 유동하는 세정액의 모든 영역에 걸쳐 난류를 생성하고 균일한 응결제와의 혼합이 가능토록 한다.
도 5를 참고하면, 상기 이송펌프(43)는 세정액을 추가적으로 압송할 수 있도록 구비되는데, 바람직하게는 라인믹서와 침전조 사이, 즉 세정액의 진행방향을 기준으로 라인믹서의 후단에 구비되어 상기 라인믹서를 통과한 세정액을 추가적으로 혼합하며 압송할 수 있다. 상기 이송펌프(43)는 내부에 세정액을 일시적으로 받아들이고 내보내도록 구비되는 케이싱(431)과 상기 케이싱(431) 내부에서 모터에 의해 회전하는 임펠러(433)를 가져 세정액과 응결제의 압송 시 혼합이 촉진될 수 있다.
다시 도 3을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 상기 제1 pH센서(35)가 이송혼합부(40) 후단에 구비될 수 있다. 즉, 제1 pH센서는 상기 이송펌프(43)와 침전조(60) 사이에 구비되되, 바람직하게는 고분자응집제 용해공급장치(50)와 이송펌프(43) 사이에서 응집제가 공급되기 전에 제1배관(21) 내의 pH농도를 측정할 수 있다. 따라서 응집제의 공급 전 세정액과 응결제의 혼합액체의 pH농도로부터 미세플럭의 형성이 효과적인지를 판단할 수 있고, 이에 따라 응결제 급급량을 조절할 수 있다.
도 6에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 상기 제1 pH센서(35)가 라인믹서(41)와 이송펌프(43) 사이에 구비될 수 있다. 본 발명에서 급속교반은 라인믹서(41)에서 주로 이루어지므로, 라인믹서(41)를 통과한 후 세정액과 응결제 혼합액의 pH농도를 통해 미세플럭의 형성여부를 확인하고 응결제 공급량을 조절할 수 있다.
도 2, 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 고분자응집제 용해공급장치(50)는 제1배관(21)에 응집제를 투입하도록 구비된다. 응집제는 콜로이드를 중화시키고 가교시켜 응집이 더욱 효과적으로 발생할 수 있게 한다. 응집반응이 진행될수록 플럭은 결정구조에 접근하고 밀도화된다. 수처리를 위해 공급되는 응집제는 고분자 화합물로 형성되고, 안정성은 즉각적인 중합반응을 방해하는 황산이온의 존재에 의해 결정된다. 고분자 응집제는 황산알루미늄(Alum) 만으로 처리하기 어려운 하수에 유효하고, 첨가한 응집제의 석출이 일어나지 않으며, 응집과정 중에 pH가 변화하지 않는다. 또한, 슬러지 발생량이 적고 탈수성이 개선된다. 고분자 응집제는 오염물질의 응결핵으로써 기능하므로 계속적으로 수행되는 수처리과정에서 지속적인 공급이 필요하며, 응집제가 부족한 경우 필요한 만큼의 응집이 일어나지 않을 수 있다. 상기 고분자응집제 용해공급장치(50)는 지속적으로 수행되는 수처리과정에 있어서 오염물질이 공급된 응집제 양에 한정하여 침전되기 때문에 응집제의 부족 시 수처리가 원활하지 않은 문제를 해결하도록 희석하고자하는 농도에 맞는 고분자 응집제를 지속적으로 공급할 수 있다. 상기 고분자응집제 용해공급장치(50)는 응집제 교반조(51), 드레인관(52), 응집제 저장조(53), 응집제 센싱부(54), 응집제 공급펌프(55), 제어부(56) 및 제2 pH센서(57)를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하여 이하를 설명하도록 하면, 상기 응집제 교반조(51)는 고분자응집제와 용매를 공급받고 고분자응집제와 용매를 교반하여 혼합할 수 있다. 상기 응집제 교반조(51)는 응집제와 용매를 고속으로 교반하여 수처리를 위한 약품의 주입과 급속교반이 동시에 이루어질 수 있다. 상기 응집제 교반조(51)는 응집제유입부(511), 용매유입부(513) 및 임펠러(515)를 포함한다.
응집제유입부(511)는 응집제 교반조(51)의 일측면에서 외부와 연결되어 응집제를 공급받으며, 바람직하게는 고분자응집제를 공급받는다. 용매유입부(513)는 응집제 교반조(51)의 일측면 또는 다른 일측면에서 외부와 연결되어 용매를 공급받으며, 공급받는 용매는 바람직하게는 청수(개끗한 물)일 수 있다. 상기 임펠러(515)는 상기 응집제 교반조(51)의 내부에서 모터에 의해 회전구동하면서 교반날개를 가져 응집제와 용매가 서로 혼합될 수 있도록 한다. 상기 임펠러(515)는 바람직하게는 300rpm 이상의 속도로 회전구동할 수 있다. 상기 응집제유입부(511)와 용매유입부(513)를 통해 응집제와 용매가 유입되고 나면 상기 임펠러(515)를 통해 교반이 진행된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 응집제와 용매의 주입이 완전히 그ㅌ난 후 임펠러(515)가 가동될 수 있다.
상기 드레인관(52)은 상기 응집제 교반조(51)와 후술할 응집제 저장조(53) 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하도록 구비된다. 바람직하게는 응집제 교반조(51)의 하측면에 연결되어 드레인관(52)의 개방 시 응집제가 중력에 의해 자연스럽게 응집제 저장조(53) 내로 유동하도록 할 수 있다. 상기 드레인관(52)은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조(51)에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되도록 구비될 수 있다. 도 8을 참고하면 상기 드레인관(52)은 외부로 분기될 수 있는데, 제어부(56)의 제어에 의해 응집제 교반조(51) 내의 응집제를 응집제 저장조(53) 내로 가이드하거나 외부로 드레인할 수 있다. 제어부(56)에 의한 상기 제어는 후술하도록 한다.
상기 응집제 저장조(53)는 교반된 응집제를 저장하도록 구비된다. 교반을 통해 제조된 응집제는 응집제 저장조(53) 내에 저장되어있다가 후술하는 응집제 공급펌프(55)에 의해 제1배관(21) 내로 공급될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 응집제 저장조(53)는 외부와 연통되도록 연결된 연결관(531)을 통해 저장하고 있는 응집제를 드레인할 수 있다. 후술하는 제어부(56)에 의해 응집제가 정상적으로 제조되지 않은 경우, 응집제가 공급되더라도 수처리효율이 떨어지게 되므로 연결관(531)을 통해 외부로 드레인하거나, 재교반되도록 할 수 있다.
상기 응집제 센싱부(54)는 제조된 응집제의 상태를 측정하도록 구비된다. 급속교반에 의해 제조된 응집제는 적절한 응집제 농도(0.4% 내외)를 가져야 하는데, 응집제가 비정상적으로 용해되는 경우 침전조(60)에서의 응집이 제대로 일어나지 않는다. 따라서 응집제 센싱부(54)는 제조된 응집제의 상태를 측정하고, 후술하는 제어부(56)에서 상기 응집제 센싱부(54)에서 측정한 값에 의거하여 응집제의 정상상태를 판단하고 비정상으로 판단된 응집제는 드레인되거나 재교반될 수 있도록 하고, 정상으로 판단된 응집제는 제1배관(21) 내지 침전조(60)로 공급될 수 있도록 한다. 또한, 응집제를 자동으로 공급하기 위하여 잔여 응집제 양에 따라 응집제를 제조할 수 있도록 한다. 응집제 센싱부(54)는 제1센서(541)와 제2센서(543)을 포함한다.
상기 제1센서(541)는 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 양을 측정하도록 구비된다. 제1센서(541)는 응집제 저장조(53) 내에 구비될 수 있는데, 바람직하게는 레벨센서로 수위 측정을 통해 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 양을 측정할 수 있다. 제1센서(541)에서 수위를 기반으로 측정된 응집제의 양은 제어부(56)로 전달되어 후술하는 제어부(56)에서 응집제 교반조(51)에서의 응집제 교반을 제어할 수 있다.
상기 제1센서(541)에서 측정하는 임계값으로 제1양과 제2양이 설정될 수 있다. 제1양과 제2양은 기 결정된 값으로 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 양을 나타내며 제어부에 의해 제어될 수 있다. 제1양은 제2양보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 후술하겠으나, 제1양은 상기 응집제 교반조(51)에서의 응집제 교반을 지시하는 값일 수 있고, 제2양은 응집제 교반조(51)로부터 응집제 저장조(53)로 제조된 응집제를 드레인받는 것을 지시하는 값일 수 있다.
상기 제2센서(543)는 제조된 응집제의 상태를 측정하도록 구비될 수 있다. 상기 제2센서(543)는 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 적절한 응집제 농도(0.4% 내외)에 맞는 점도값이 설정될 수 있는데, 상기 제2센서(543)는 응집제의 점도를 측정함으로써 응집제가 정상적으로 용해되었는지 여부를 판단하도록 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 제2센서(543)는 응집제 저장조(53) 측에 연결되어 응집제 저장조(53) 내에 저장된 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 따라서 응집제 교반조(51)에서 교반 후 드레인된 응집제의 점도를 측정하게 된다. 액체의 점도는 온도, 압력, 전단속도에 따라 달라지게 되는 바, 안정된 상태에서 점도를 측정하여야 한다. 응집제 교반조(51)에서는 임펠러의 회전에 따라 응집제가 용매에 용해되는 반응이 주기적으로 시행되기 때문에, 응집제 저장조(53) 내 비교적 안정된 상태의 응집제에 대해 점도를 측정할 수 있다.
도 8에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에서는 상기 제2센서(543)가 응집제 교반조(51) 측에 연결되어 교반된 응집제의 점도를 측정하게 된다. 응집제 교반조(51)에서의 교반이 종료된 후 점도를 측정하고, 비정상적으로 용해된 응집제의 경우 외부와 연통되는 드레인관(52)을 통해 바로 외부로 드레인될 수 있도록 함으로써 응집제 저장조(53) 내의 잔여 응집제가 같이 드레인되지 않도록 할 수 있다.
상기 응집제 공급펌프(55)는 응집제 저장조(53) 내의 응집제를 제1배관으로 투입하도록 구비된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 응집제 공급펌프(55)는 일정량의 응집제를 제1배관(21)으로 투입하는 것이 가능한 응집제 도징펌프로 구비된다. 상술한 바와 같이 도징 펌프는 양을 조절하여 운송하는 역할을 하며 도즈 액체(dose liquid)를 균일한 양으로 전달하는 역할을 한다. 상기 응집제 도징펌프(55)는 응집제를 도즈액체를 가져 정해진 투입량만큼 응집제 저장조(53) 내의 응집제를 투입하며, 정량방식은 상술한 방식에 국한되지 않는다. 상기 응집제 도징펌프(55)는 버퍼탱크로부터 침전조까지 연결된 제1배관(21)으로부터 분기된 배관과 연결되어 배관을 유동하는 세정액 상에 응집제를 공급할 수 있으나, 후술하는 침전조(60)에 직결되어 응집제를 공급할 수도 있다.
상기 제어부(56)는 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하도록 구비된다. 상기 제어부(56)는 응집제 교반조(51)에서의 용매와 고분자응집제 공급, 임펠러(515)의 교반을 제어하고, 드레인관(52)의 개폐여부 및 외부로의 드레인을 제어할 수 있으며, 응집제 센싱부(40)의 측정값에 따라 응집제를 교반하여 용해시키거나 응집제의 용해상태에 따라 응집제를 외부로 드레인할 수 있다.
상기 제어부(56)는 제1센서(541)에서의 측정값에 의거하여 응집제를 지속적으로 공급할 수 있도록 한다. 응집제 저장조(53) 내에서 잔여 응집제 양을 나타내는 기 결정된 제1양과 제2양을 기반으로 응집제 교반조(51)와 드레인관(52)의 개폐상태를 제어할 수 있다. 응집제의 공급에 의해 응집제가 지속적으로 감소할 것이므로 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조(53) 내의 응집제의 양이 기 결정된 제1양 이하인 경우, 응집제 교반조(51)에서 새로 응집제를 혼합하여 용해시키도록 할 수 있다. 이때, 응집제의 혼합 및 용해를 위하여 응집제 교반조(51)는 용매와 응집제를 공급받고 응집제 교반조 내 임펠러가 회전하도록 제어될 수 있다.
응집제의 양이 기 결정된 제2양 이하인 경우에는 응집제 교반조(51)에서 용해된 응집제를 응집제 저장조(53)로 받아 저장할 수 있다. 지속적으로 응집제가 공급되는 경우 일정한 비율로 응집제 양이 줄어들 것인바 응집제 교반조(51)에서의 응집제 교반과 드레인관(52)의 개폐는 주기적으로 수행됨이 바람직하다.
상기 제어부(56)는 제2센서(543)의 측정값에 근거하여 제조된 응집제의 용해상태를 판단한다. 본 발명의 일 실시예에서 제2센서(543)는 응집제 저장조(53) 내에 구비되어 장된 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 적정한 점도값의 범위가 설정되고, 측정된 점도값이 정상적인 응집제의 용해로 판단되는 점도값의 범위 바깥인 경우 응집제 저장조(53) 내의 응집제를 연결관(531)을 통해 외부로 드레인하고, 점도값의 범위 이내인 경우에는 응집제 도징펌프(55)를 통해 응집제를 공급하도록 할 수 있다.
도 8에서와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에서는 응집제 교반조(51) 내에 구비되며, 제어부에 의해 임펠러(515)의 회전이 정지된 상태에서 교반된 응집제의 점도를 측정할 수 있다. 적정한 점도값의 범위가 설정되고, 측정된 점도값이 정상적인 응집제의 용해로 판단되는 점도값의 범위 바깥인 경우 외부로 분기된 드레인관(52)을 통해 응집제 교반조(51) 내의 응집제를 외부로 드레인하고, 점도값의 범위 이내인 경우에는 드레인관(52)을 응집제 저장조(53)와 연결시켜 응집제를 공급하도록 할 수 있다.
상기 제2 pH센서(57)는 응집제가 공급된 후 침전조(60) 내의 pH농도를 측정하도록 구비된다. 상기 제2 pH센서(57)는 침전조(60) 내에서 완속교반되는 세정액의 pH농도를 측정하고, 적정 pH농도와 대비하여 응집제 도징펌프(55)에 피드백함으로써 응집제 공급량을 조절할 수 있다. 바람직하게는 제어부(56)가 제2 pH센서(57)에서의 측정값을 수신한 후 응집제 도징펌프(55)의 공급량을 제어할 수 있다.
상기 침전조(60)는 버퍼탱크로부터 압송된 세정액에 포함된 오염물질을 침전시키도록 구비된다. 침전조(60)에서 세정액 내의 오염물질이 응결제와 응집제에 의해 침전반응이 진행되어 오염물질이 슬러지화되어 아래로 가라앉게 된다. 상기 침전조(60)는 내부에 모터에 의해 선택적으로 구동되는 교반장치(61)를 포함할 수 있다. 상기 교반장치(61)는 소정의 속도경사로 침전조 내 유체를 완속교반하도록 구비될 수 있다. 응집을 효과적으로 하기 위해서는 입자끼리 충돌횟수가 많고, 입자농도가 높으며, 입자의 크기가 불균일할수록 응집효과가 좋아지며, 침전조내의 교반상태는 속도경사(G)로서 표시한다.
G = (P/μV)1/2
P : 소요동력(N-m/sec)
V : 혼합조용적(㎥)
μ : 물의 점성계수
일반적으로 속도경사가 클수록 응집제와 콜로이드 입자간의 충돌횟수는 커지고, 반응의 기회가 증대되는데, 세정액 내 콜로이드상 오염물질과 응결제가 이송혼합부(40)를 통과하면서 미세플럭을 형성하고, 미세플럭의 응집을 위해서 완속교반을 수행할 수 있다. 또한 상기 침전조(60)의 하부에는 슬러지배출관이 연결되어 침전조 내부에 침전된 슬러지를 배출하도록 구비될 수 있다.
도 3에서 볼 수 있는 것과 같이 교반장치(61)가 침전조(60) 내에 구비되어 미세플럭과 오염물질이 포함된 세정액을 완속교반하여 오염물질이 응집되도록 하고, 교반장치(61)의 구동이 멈춘 후 침전조(60) 내에서 오염물질이 아래로 침전될 수 있다. 도 6에서 볼 수 있는 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 침전조(60) 내에 별도로 침전부(62)가 구비되어 교반장치(61)를 통해 완속교반된 세정액이 침전부(62) 내로 흘러들어와 오염물질이 침전될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (13)
- 내부에 임펠러를 구비하여 고분자응집제와 용매를 교반하는 응집제 교반조, 교반된 응집제를 저장하는 응집제 저장조, 상기 응집제 저장조로부터 응집제를 압송하는 응집제 공급펌프 및 응집제의 교반, 저장, 송액을 제어하는 제어부를 포함하고,상기 응집제 공급펌프는 일정량의 응집제를 자동으로 공급하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제1항에 있어서, 상기 응집제 교반조와 응집제 저장조 사이에서 응집제 교반조와 응집제 저장조를 연결하는 드레인관을 더 포함하며,상기 드레인관은 주기적으로 개폐되어 상기 응집제 교반조에서 용매와 교반된 응집제가 주기적으로 응집제 저장조로 드레인되는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제2항에 있어서, 상기 응집제 저장조 내에 저장된 응집제의 양을 측정하는 제1센서를 더 포함하고,제어부는 상기 제1센서에서 측정된 응집제의 양에 의거하여 상기 응집제 교반조와 드레인관을 제어하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제3항에 있어서, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제1양 이하인 경우 상기 응집제 교반조는 용매와 응집제를 공급받고 응집제 교반조 내 임펠러가 회전하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제4항에 있어서, 상기 임펠러는 300rpm 이상의 속도로 상기 용매와 응집제를 급속교반하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제4항에 있어서, 상기 제1센서에서 측정된 응집제 저장조 내의 응집제의 양이 기 결정된 제2양 이하인 경우 드레인관이 개방되어 응집제 교반조 내의 응집제가 응집제 저장조로 공급되는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제3항에 있어서, 응집제의 상태를 측정하는 제2센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2센서에서 측정된 값에 의거하여 제조된 응집제의 용해상태를 판단하며,측정된 값이 설정된 범위를 벗어나는 경우 제조된 응집제를 외부로 드레인하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제7항에 있어서, 상기 제2센서는 응집제의 점도를 측정하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제2센서는 응집제 저장조 내에 구비되어 저장된 응집제의 점도를 측정하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제2센서는 응집제 교반조 내에 구비되며, 제어부에 의해 임펠러의 회전이 정지된 상태에서 교반된 응집제의 점도를 측정하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제10항에 있어서, 드레인관은 상기 응집제 교반조로부터 외부로 분기되고,측정된 응집제의 점도에 따라 선택적으로 교반된 응집제를 외부로 드레인하거나 응집제 저장조로 가이드하는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제1항에 있어서, 상기 응집제 공급펌프는 응집제 도징펌프로 구비되는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
- 제12항에 있어서, 상기 응집제 도징펌프로부터의 응집제 투입량은 상기 침전조 내의 pH농도에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 고분자응집제 용해공급장치.
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