KR101150381B1 - Apparatus for stripping and recovering ammonia - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ammonia degassing and collecting apparatus is provided to efficiently degas ammonia in wastewater and to save energy consumption by reducing the using amount of air and reducing power required for a blower. CONSTITUTION: An ammonia degassing and collecting apparatus includes a stripping reactor(20), a wastewater supplying part(10), and a treated water circulating part(40). The treated water circulating part circulates a part of ammonia degassed treated water through the stripping reactor to the stripping reactor. The treated water circulating part includes a circulating water storing bath(41), a circulating water pump(42), an air compressor(48), a scrambler(44), and a pressurized tank(46). Air and the circulating water are scrambled in the scrambler to dissolve air in the circulating water. The pressurized tank stores the air dissolved circulating water and discharges the air dissolved circulating water to the stripping reactor under a pre-determined pressure.

Description

암모니아 탈기 및 회수장치{APPARATUS FOR STRIPPING AND RECOVERING AMMONIA}Ammonia degassing and recovery unit {APPARATUS FOR STRIPPING AND RECOVERING AMMONIA}

본 발명은, 암모니아 탈기 및 회수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기액 접촉효율을 높여 탈기 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 공기의 사용량을 감소시켜 필요한 송풍기의 동력을 줄임으로써 에너지를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 소규모 폐수처리장에도 적용이 가능하며, 무엇보다도 폐수 내의 암모니아를 종래보다 효율적으로 탈기시킬 수 있는 암모니아 탈기 및 회수장치에 관한 것이다.
The present invention relates to ammonia degassing and recovery apparatus, and more particularly, to improve the degassing efficiency by increasing the gas-liquid contact efficiency, as well as to reduce the amount of air used to save energy by reducing the power of the required blower. In addition, the present invention is applicable to a small wastewater treatment plant, and more particularly, to an ammonia degassing and recovery apparatus capable of degassing ammonia in wastewater more efficiently than before.

암모니아는 생물의 사체나 배설물과 같은 축산비료 및 비료 등이 분해될 때 발생되며 공장배출수와 기타 하수에도 다량 함유되어 방출되고 있다. 수중 암모니아 농도는 수질오염의 지표로 작용하며, 수중 암모니아 농도가 높은 경우에는 여러가지 심각한 문제를 야기한다.Ammonia is generated when livestock fertilizers and fertilizers such as dead bodies and excreta are decomposed and are released in large amounts in plant discharges and other sewage. Ammonia concentration in water serves as an indicator of water pollution, and high concentrations of ammonia in water cause several serious problems.

수중의 질소화합물은 그 자체가 오염물질로써 수중 생태계 파괴 및 수자원 가치 상실의 원인일 뿐만 아니라, 부영양화 현상을 유발함으로써 수질을 더욱 악화시키는 요인이 된다. Nitrogen in water itself is a pollutant that not only causes the destruction of aquatic ecosystems and the loss of value of water resources, but also deteriorates water quality by causing eutrophication.

이러한 암모니아성 폐수를 처리함에 있어, 고농도 암모니아성 질소 함유 폐수는 주로 암모니아 스트리핑 방법에 의해 처리되고, 저농도의 암모니아성 질소 함유 폐수는 주로 생물학적 질산화-탈질반응에 의해 처리되는 것이 일반적이다.In treating such ammonia wastewater, high concentration ammonia nitrogen containing wastewater is usually treated by ammonia stripping method, and low concentration ammonia nitrogen containing wastewater is usually treated by biological nitrification-denitrification.

도 1은 고농도 암모니아성 질소 함유 폐수를 처리하기 위하여 종래기술에 따른 암모니아 탈기 및 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 종래의 시스템은 탈기반응조(1)에 충전물을 충전하고 폐수를 상부에서 스프레이 노즐로 분사하여 탈기용 충전탑(1a)을 통과하도록 하면서 하부에서는 송풍기(Recycle fan)를 이용하여 공기를 상부로 유입시켜 폐수에 포함된 암모니아성 질소를 탈기하고, 탈기된 가스는 다시 H2SO4 등 흡수액이 포함된 흡수탑(2)의 흡수용 충전탑(2a)을 통과하면서 흡수된다.1 is a view schematically showing an ammonia degassing and recovering apparatus according to the prior art for treating high concentration ammonia nitrogen-containing wastewater. The conventional system is to fill the degassing reaction tank (1) and the waste water is injected into the spray nozzle from the top to pass through the degassing packed tower (1a) while the lower air inlet by using a recycle fan (Recycle fan) The ammonia nitrogen contained in the waste water is degassed, and the degassed gas is again absorbed while passing through the absorption tower 2a of the absorption tower 2 including the absorption liquid such as H 2 SO 4 .

그런데, 이러한 종래기술의 경우, 많은 양의 공기유입으로 송풍기의 용량이 커져야 하고, 충전탑이 막혀 압력 손실(Head loss)이 증가되는 문제점이 있다. 나아가 충전물을 수용하여야 하므로 탈기반응조(1) 및 흡수탑(2)의 높이가 높아져 소규모 폐수처리장에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.By the way, in the prior art, the capacity of the blower should be increased due to a large amount of air inflow, and there is a problem in that the pressure of the packed tower is clogged to increase the head loss. Furthermore, since the packing must be accommodated, the height of the degassing reaction tank 1 and the absorption tower 2 is high, which makes it difficult to apply to a small wastewater treatment plant.

이에 따라, 초기 시설투자비가 높고, 운영을 위한 동력 등 유지관리비가 증가하는 문제점이 있으므로 이러한 문제점을 개선할 기술 개발이 요구된다.
Accordingly, there is a problem that the initial capital investment costs, high maintenance costs, such as power for the operation is increasing, there is a need for the development of technology to improve these problems.

대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0092763호Korean Patent Office Application No. 10-2008-0092763

본 발명의 목적은, 기액 접촉효율을 높여 탈기 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 공기의 사용량을 감소시켜 필요한 송풍기의 동력을 줄임으로써 에너지를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 소규모 폐수처리장에도 적용이 가능하며, 무엇보다도 폐수 내의 암모니아를 종래보다 효율적으로 탈기시킬 수 있는 암모니아 탈기 및 회수장치를 제공하는 것이다.
The object of the present invention is to improve the degassing efficiency by increasing the gas-liquid contact efficiency, as well as to reduce the amount of air used to reduce the energy of the blower, as well as to save energy, it can be applied to small wastewater treatment plants, Above all, it is to provide an ammonia degassing and recovery apparatus which can degas the ammonia in the waste water more efficiently than before.

상기 목적은, 고농도의 암모니아가 포함된 폐수로부터 암모니아가 탈기되는 스트리핑 반응조; 상기 스트리핑 반응조로 상기 폐수를 공급하는 폐수 공급부; 및 상기 스트리핑 반응조와 연결되며, 상기 스트리핑 반응조를 통해 암모니아 가스가 탈기된 처리수의 일부를 상기 스트리핑 반응조로 순환시키는 처리수 순환부를 포함하며, 상기 처리수 순환부는, 상기 스트리핑 반응조를 통해 암모니아 가스가 탈기되어 상기 스트리핑 반응조로 순환될 순환수가 저장되는 순환수 저장조; 상기 순환수 저장조와 연결되며, 상기 순환수 저장조 내의 순환수를 펌핑하는 순환수 펌프; 압축 공기를 공급하는 공기 압축기(air compressor); 상기 공기 압축기에서 공급되는 공기가 상기 순환수 저장조에서 공급되는 순환수에 용해되도록 상기 순환수와 상기 공기가 혼화되는 혼화기; 및 상기 혼화기에 연결되어 상기 공기가 용해된 순환수가 저장되는 장소를 형성하며, 상기 공기가 용해된 순환수를 미리 결정된 압력 하에서 상기 스트리핑 반응조로 배출시켜 상기 스트리핑 반응조 내에 미세기포가 공급될 수 있도록 하는 압력탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 탈기 및 회수장치에 의하여 달성될 수 있다.The object is a stripping reactor in which ammonia is degassed from wastewater containing a high concentration of ammonia; A wastewater supply unit for supplying the wastewater to the stripping reactor; And a treated water circulation unit connected to the stripping reaction tank and circulating a portion of the treated water from which ammonia gas has been degassed through the stripping reaction tank to the stripping reaction tank, wherein the treated water circulation unit includes ammonia gas through the stripping reaction tank. A circulation water storage tank for degassing and storing circulation water to be circulated to the stripping reaction tank; A circulation water pump connected to the circulation water storage tank and configured to pump the circulation water in the circulation water storage tank; An air compressor for supplying compressed air; A mixer in which the circulating water and the air are mixed so that the air supplied from the air compressor is dissolved in the circulating water supplied from the circulating water storage tank; And a place connected to the admixture for storing the circulated water in which the air is dissolved, and discharging the circulated water in which the air is dissolved into the stripping reaction tank under a predetermined pressure so that the microbubbles can be supplied into the stripping reaction tank. It can be achieved by the ammonia degassing and recovery device comprising a pressure tank.

상기 압력탱크에는 상기 압력탱크 내의 압력이 미리 설정된 압력 이하로 떨어지는 경우, 상기 순환수 펌프와 상기 공기 압축기를 동작시키도록 신호를 발생시키는 압력계가 마련될 수 있으며, 상기 압력탱크의 출구에는 상기 순환수의 양과 압력을 조절하는 밸브가 마련될 수 있다.The pressure tank may be provided with a pressure gauge for generating a signal to operate the circulation water pump and the air compressor when the pressure in the pressure tank falls below a predetermined pressure, and the outlet of the pressure tank may be provided with a pressure gauge. A valve can be provided to adjust the amount and pressure of the valve.

상기 스트리핑 반응조와 연결되어 상기 스트리핑 반응조 내로 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼슘{Ca(OH)2}의 pH 상승물질을 제공하는 pH 상승물질 제공부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a pH raising material providing unit connected to the stripping reactor to provide a pH raising material of sodium hydroxide (NaOH) or calcium hydroxide {Ca (OH) 2 } into the stripping reaction tank.

상기 스트리핑 반응조 내에 설치되는 교반기를 더 포함할 수 있다.The stirrer may be further included in the stripping reactor.

상기 스트리핑 반응조 내에 마련되어 폐수의 레벨을 감지하는 레벨센서; 및 상기 스트리핑 반응조 내에 마련되어 폐수의 pH를 감지하는 pH 메터를 더 포함할 수 있다.A level sensor provided in the stripping reactor to sense the level of wastewater; And a pH meter provided in the stripping reactor to detect pH of the wastewater.

상기 스트리핑 반응조와 연결되며, 상기 스트리핑 반응조에서 배출되는 암모니아 가스가 흡수되어 반응되는 적어도 하나의 흡수 반응조; 및 상기 흡수 반응조와 연결되며, 암모니아가 흡수되고 미리 결정된 pH에 도달된 액이 저장되는 액비 저장조를 더 포함할 수 있다.
At least one absorption reactor connected to the stripping reactor and configured to absorb and react ammonia gas discharged from the stripping reactor; And a liquid ratio storage tank connected to the absorption reaction tank and storing a liquid in which ammonia is absorbed and reaches a predetermined pH.

본 발명에 따르면, 기액 접촉효율을 높여 탈기 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 공기의 사용량을 감소시켜 필요한 송풍기의 동력을 줄임으로써 에너지를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 소규모 폐수처리장에도 적용이 가능하며, 무엇보다도 폐수 내의 암모니아를 종래보다 효율적으로 탈기시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, it is possible to improve the degassing efficiency by increasing the gas-liquid contact efficiency, as well as reduce the amount of air used to reduce energy by reducing the power of the blower, as well as to be applied to a small wastewater treatment plant. It is more effective to degas the ammonia in the waste water more efficiently than before.

도 1은 종래기술에 따른 암모니아 탈기 및 회수장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 탈기 및 회수장치의 블록도이다.1 is a schematic diagram of ammonia degassing and recovery apparatus according to the prior art.
Figure 2 is a block diagram of ammonia degassing and recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 탈기 및 회수장치의 블록도이다.Figure 2 is a block diagram of ammonia degassing and recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.

이 도면을 참조하면, 본 실시예의 암모니아 탈기 및 회수장치는, 고농도의 암모니아가 포함된 폐수(원수)가 탈기되는 스트리핑 반응조(20)와, 스트리핑 반응조(20)로 폐수를 공급하는 폐수 공급부(10)와, 스트리핑 반응조(20)와 연결되며, 스트리핑 반응조(20)를 통해 암모니아 가스가 탈기된 처리수의 일부를 스트리핑 반응조(20)로 순환시키는 처리수 순환부(40)를 포함한다.Referring to this figure, the ammonia degassing and recovery apparatus of this embodiment includes a stripping reactor 20 in which wastewater (raw water) containing a high concentration of ammonia is degassed, and a wastewater supply unit 10 for supplying wastewater to the stripping reactor 20. And a treatment water circulation part 40 connected to the stripping reaction tank 20 and circulating a portion of the treated water from which ammonia gas has been degassed through the stripping reaction tank 20 to the stripping reaction tank 20.

스트리핑 반응조(20)는 폐수 공급부(10)에서 공급된 고농도의 암모니아가 포함된 폐수, 즉 원수와, 후술되는 압력탱크(46)에서 발생되는 미세기포의 접촉에 의하여 원수에 포함된 암모니아가 효율적으로 탈기되는 탱크(tank)이다.The stripping reactor 20 is a waste water containing a high concentration of ammonia supplied from the wastewater supply unit 10, that is, ammonia contained in the raw water by the contact between the raw water and the fine bubbles generated in the pressure tank 46 to be described later efficiently The tank is degassed.

탈기의 효율을 높일 수 있도록, 즉 총괄물질전달효율 증가를 위해 스트리핑 반응조(20)에는 교반기(22)가 설치된다. 스트리핑 반응조(20)에는 미세기포가 공급되는데, 용존 암모니아가 이러한 미세기포로 전달됨으로써 암모니아 가스로 형성되어 배출된다.The stirrer 22 is installed in the stripping reactor 20 to increase the efficiency of degassing, that is, to increase the overall material transfer efficiency. Micro-bubbles are supplied to the stripping reaction tank 20, and dissolved ammonia is transferred to these micro-bubbles to form and discharge the ammonia gas.

이때, 교반기(22)가 사용되면 미세기포가 넓게 퍼질 수 있고 이에 따라 미세기포가 용존 암모니아와의 접촉 면적이 증가되어 탈기 효율을 높일 수 있다. In this case, when the stirrer 22 is used, the microbubbles may be widely spread, and thus the microbubbles may increase the contact area with the dissolved ammonia, thereby increasing the degassing efficiency.

스트리핑 반응조(20) 내에는 원수의 레벨을 감지하는 레벨센서(24)가 마련되며, 레벨센서(24)에 의해 수위가 모니터링될 수 있다. 레벨센서(24)는 도시 않은 제어부로 유입펌프(12)의 동작을 제어하는 신호를 발생시킨다.In the stripping reactor 20, a level sensor 24 for detecting the level of raw water is provided, and the water level can be monitored by the level sensor 24. The level sensor 24 generates a signal for controlling the operation of the inflow pump 12 to a controller (not shown).

본 실시예에서 스트리핑 반응조(20)의 pH는 9.0 이상으로 유지하는 것이 바람직한데, 이를 위하여 스트리핑 반응조(20) 내에는 pH 메터(26)가 마련될 수 있다. pH 메터(26)는 설정된 pH 이하가 감지될 경우, NaOH 펌프(32)가 자동으로 동작되도록 하는 신호를 발생시킬 수 있다.In the present embodiment, the pH of the stripping reactor 20 is preferably maintained at 9.0 or more. For this purpose, a pH meter 26 may be provided in the stripping reactor 20. The pH meter 26 may generate a signal for automatically operating the NaOH pump 32 when a pH below a set pH is sensed.

선택적으로 암모니아성 질소의 기체분율을 향상시키기 위해 스트리핑 반응조(20)를 가온할 수도 있다.Optionally, the stripping reactor 20 may be warmed to improve the gas fraction of ammoniacal nitrogen.

도시되지는 않았지만 스트리핑 반응조(20)의 일측에는 압력계(미도시)를 마련하여 일정한 압력이 유지되도록 하고 일정 압력 이상에서는 안전밸브(미도시)가 작동되도록 할 수 있다.Although not shown, one side of the stripping reactor 20 may be provided with a pressure gauge (not shown) to maintain a constant pressure, and a safety valve (not shown) may be operated at a predetermined pressure or higher.

폐수 공급부(10)는 스트리핑 반응조(20)와 연결되어 스트리핑 반응조(20)로 폐수, 즉 원수를 공급한다. 폐수 공급부(10)는 원수 저장조(11)와 원수 유입펌프(12)를 포함할 수 있으며, 원수 유입펌프(12)의 동작에 의해 원수가 원수 저장조(11)에서 스트리핑 반응조(20)로 이송될 수 있다.The wastewater supply unit 10 is connected to the stripping reactor 20 to supply wastewater, that is, raw water, to the stripping reactor 20. The wastewater supply unit 10 may include a raw water storage tank 11 and a raw water inflow pump 12, and the raw water may be transferred from the raw water storage tank 11 to the stripping reactor 20 by the operation of the raw water inflow pump 12. Can be.

스트리핑 반응조(20)의 일측에는 스트리핑 반응조(20)와 연결되어 스트리핑 반응조(20) 내로 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼슘{Ca(OH)2}의 pH 상승물질을 제공하는 pH 상승물질 제공부(30)가 마련된다.One side of the stripping reaction tank 20 is connected to the stripping reaction tank 20 to provide a pH raising material providing unit 30 to increase the pH of the sodium hydroxide (NaOH) or calcium hydroxide {Ca (OH) 2 } into the stripping reaction tank (20) ) Is provided.

본 실시예의 경우, pH 상승물질 제공부(30)에 의해 제공되는 pH 상승물질이 수산화나트륨(NaOH)으로 선택되고 있다. 따라서 pH 상승물질 제공부(30)는 NaOH 탱크(31)와 NaOH 펌프(32)를 포함할 수 있으며, NaOH 펌프(32)의 동작에 의해 NaOH 탱크(31)로부터 수산화나트륨(NaOH)이 스트리핑 반응조(20)에 공급될 수 있다.In the present embodiment, the pH raising material provided by the pH raising material providing unit 30 is selected as sodium hydroxide (NaOH). Accordingly, the pH raising material providing unit 30 may include a NaOH tank 31 and a NaOH pump 32, and sodium hydroxide (NaOH) is stripped from the NaOH tank 31 by the operation of the NaOH pump 32. 20 may be supplied.

이처럼 수산화나트륨(NaOH)을 스트리핑 반응조(20)에 공급함으로써 암모니아성 질소의 기체분율을 향상시킬 수 있어 스트리핑 반응조(20) 내의 pH를 상승시켜 반응효율을 증강시킬 수 있다.As such, by supplying sodium hydroxide (NaOH) to the stripping reactor 20, the gas fraction of ammonia nitrogen can be improved, thereby increasing the pH in the stripping reactor 20 to enhance the reaction efficiency.

하지만, 수산화나트륨(NaOH) 대신에 수산화칼슘{Ca(OH)2}을 사용할 수도 있는데, 이때는 NaOH 탱크(31) 대신 Ca(OH)2 탱크(미도시)를 사용하여 Ca(OH)2를 스트리핑 반응조(20)에 공급시키면 될 것이다.However, sodium hydroxide (NaOH) there may calcium hydroxide in place of using the {Ca (OH) 2}, At this time, NaOH tank 31 instead of the Ca (OH) 2 using a tank (not shown) Ca (OH) 2 the stripping tank It will be supplied to (20).

스트리핑 반응조(20)에는 스트리핑 반응조(20)에서 배출되는 암모니아 가스가 흡수되어 반응되는 제1 및 제2 흡수 반응조(61,62)가 연결되어 사용될 수 있다. 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 흡수 반응조(61,62) 2개가 사용되고 있으나 1개가 사용될 수도 있고, 경우에 따라서는 3개 이상이 사용될 수도 있다.The stripping reactor 20 may be connected to the first and second absorption reactors 61 and 62 to absorb and react the ammonia gas discharged from the stripping reactor 20. In the present embodiment, two first and second absorption reactors 61 and 62 are used, but one may be used, and in some cases, three or more may be used.

제1 및 제2 흡수 반응조(61,62)는 액비 저장조(70)와 연결된다. 즉 암모니아가 흡수되고 미리 결정된 pH에 도달된 액이 액비 저장조(70)에 저장될 수 있다.The first and second absorption reactors 61 and 62 are connected to the liquid rain storage tank 70. That is, a liquid in which ammonia has been absorbed and has reached a predetermined pH can be stored in the liquid ratio reservoir 70.

즉 스트리핑 반응조(20)에서 배출되는 암모니아 가스는 팬 또는 블로어(fan or blower, 50)를 통해 제1 흡수 반응조(61)로 이송된다. 이때, 암모니아 가스는 제1 흡수 반응조(61)의 하부로 유입되어 상부로 흡수액이 충전된 층을 통과하면서 기체상의 암모니아 가스가 흡수액으로 전달된다. 제1 흡수 반응조(61)를 지난 잔존 암모니아 가스는 동일한 방식으로 제2 흡수 반응조(62)로 전달되어 처리될 수 있으며, 이후 암모니아가 흡수된 액이 일정 pH에 도달하면 액비 저장조(70)로 저장된다.That is, the ammonia gas discharged from the stripping reaction tank 20 is transferred to the first absorption reaction tank 61 through a fan or blower 50. At this time, the ammonia gas is introduced into the lower portion of the first absorption reactor 61 and the gaseous ammonia gas is transferred to the absorbent liquid while passing through the layer filled with the absorbent liquid. The remaining ammonia gas passing through the first absorption reactor 61 may be transferred to the second absorption reactor 62 and treated in the same manner, and then stored in the liquid ratio storage tank 70 when the ammonia absorbed liquid reaches a predetermined pH. do.

한편, 처리수 순환부(40)는 스트리핑 반응조(20)와 연결되며, 스트리핑 반응조(20)를 통해 암모니아 가스가 탈기된 처리수의 일부를 스트리핑 반응조(20)로 순환시키는 역할을 한다.Meanwhile, the treated water circulation unit 40 is connected to the stripping reactor 20, and serves to circulate a portion of the treated water from which ammonia gas has been degassed through the stripping reactor 20 to the stripping reactor 20.

이러한 처리수 순환부(40)는, 스트리핑 반응조(20)를 통해 암모니아 가스가 탈기되어 스트리핑 반응조(20)로 순환될 순환수가 저장되는 순환수 저장조(41)와, 순환수 저장조(41)와 연결되며, 순환수 저장조(41) 내의 순환수를 펌핑하는 순환수 펌프(42)와, 압축 공기를 공급하는 공기 압축기(air compressor, 48)와, 공기 압축기(48)에서 공급되는 공기가 순환수 저장조(41)에서 공급되는 순환수에 용해되도록 순환수와 공기가 혼화되는 혼화기(44)와, 혼화기(44)에 연결되어 공기가 용해된 순환수가 저장되는 장소를 형성하는 압력탱크(46)를 포함한다. The treated water circulation unit 40 is connected to a circulating water storage tank 41 in which ammonia gas is degassed through the stripping reaction tank 20 to store circulating water to be circulated to the stripping reaction tank 20, and a circulating water storage tank 41. The circulation water pump 42 for pumping the circulation water in the circulation water storage tank 41, the air compressor 48 for supplying the compressed air, and the air supplied from the air compressor 48 are included in the circulation water storage tank. A pressure tank 46 for forming a place in which the circulating water is mixed with the circulating water so as to dissolve in the circulating water supplied from the 41 and a place where the circulating water in which the air is dissolved is stored. It includes.

순환수 저장조(41)에는 스트리핑 반응조(20)를 통해 암모니아 가스가 탈기된 처리수의 일부가 사용되나 필요에 따라 수도꼭지를 통해 공급되는 탭 워터(Tap water)가 추가 또는 선택적으로 사용될 수 있다.A portion of the treated water degassed through the stripping reactor 20 is used for the circulating water storage tank 41, but tap water supplied through the tap may be additionally or selectively used.

압력탱크(46)는 공기가 용해된 순환수를 미리 결정된 압력 하에서 스트리핑 반응조(20)로 배출시켜 스트리핑 반응조(20) 내에서 미세공기가 부상될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 압력탱크(46)로 인해 스트리핑 반응조(20) 내로 다량의 미세기포가 공급될 수 있어 탈기의 효율을 높일 수 있다.The pressure tank 46 serves to discharge the circulating water in which the air is dissolved into the stripping reactor 20 under a predetermined pressure so that fine air can be floated in the stripping reactor 20. Due to the pressure tank 46, a large amount of fine bubbles can be supplied into the stripping reaction tank 20, thereby increasing the efficiency of degassing.

여기서, 미세기포란 마이크로 버블(MICRO BUBBLE) 또는 나노 버블(NANO BUBBLE)로서, 수 마이크로미터 이하의 사이즈, 예컨대 50 마이크로미터 이하의 크기로서 눈으로는 확인할 수 없는 초미세기포를 일컫는다.Here, the microbubble is a microbubble (MICRO BUBBLE) or nanobubble (NANO BUBBLE), a size of several micrometers or less, for example, a size of 50 micrometers or less refers to the ultra-microscopic bubbles that can not be seen by the eye.

물 속에 존재하는 통상의 기포(버블, 물방울)는 물의 표면으로 상승된 후에 물의 표면에서 파열되는 것이 보통이지만, 미세기포는 물 속에서 압력에 의해 축소되되 다양한 에너지를 발생시키면서 소멸되는 것으로 알려지고 있다. 따라서 미세기포는 세탁조 내에 제공되어 세탁력을 향상시키는 용도, 목욕의 효과를 배가시키기 위한 세정 용도, 수질을 정화시키기 위한 용도, 본 실시예처럼 폐수 속의 암모니아를 탈기시키는 용도 등으로 널리 활용될 수 있다.Normal bubbles (bubbles, water droplets) present in the water are usually broken up at the surface of the water after rising to the surface of the water, but the microbubbles are known to be reduced by the pressure in the water, but disappears by generating a variety of energy . Therefore, the micro-bubble can be widely used in the washing tank to improve the washing power, to clean the water to double the effect of the bath, to clean the water quality, to degas the ammonia in the waste water as in this embodiment.

이러한 미세기포의 활용을 위해 본 실시예의 경우, 혼화기(44)가 사용되고 있다. 혼화기(44)는 공기 압축기(48)에서 공급되는 공기가 순환수 저장조(41)에서 공급되는 순환수에 용해되도록 순환수와 공기가 혼화되도록 하는 역할을 하며, 이러한 혼화기(44)가 적용됨으로써 기액 접촉효율을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서 혼화기(44)는 혼합 스크루가 내장되어 있는 라인 믹서가 사용될 수 있다.In the present embodiment, a mixer 44 is used to utilize such microbubbles. The mixer 44 serves to mix the circulating water and the air so that the air supplied from the air compressor 48 is dissolved in the circulating water supplied from the circulating water reservoir 41, and such a mixer 44 is applied. As a result, the gas-liquid contact efficiency can be improved. In this embodiment, the mixer 44 may be a line mixer in which a mixing screw is incorporated.

압력탱크(46)에는 압력탱크(46) 내의 압력이 미리 설정된 압력 이하로 떨어지는 경우, 순환수 펌프(42)와 공기 압축기(48)를 동작시키도록 신호를 발생시키는 압력계(46a)가 마련된다.The pressure tank 46 is provided with a pressure gauge 46a for generating a signal to operate the circulating water pump 42 and the air compressor 48 when the pressure in the pressure tank 46 falls below a predetermined pressure.

그리고 압력탱크(46)의 출구에는 순환수의 양과 압력을 조절하는 밸브(V1)가 마련된다. 밸브(V1)는 전자제어가 가능한 솔레노이드 밸브일 수 있다.And the outlet of the pressure tank 46 is provided with a valve (V1) for adjusting the amount and pressure of the circulating water. The valve V1 may be a solenoid valve capable of electronic control.

본 실시예처럼 압력탱크(46)를 사용하는 경우, 압축 공기를 사용할 수 있기 때문에 공기량을 종래보다 줄일 수 있는 이점이 있다. 예컨대, 압력탱크(46)에서 순환수에 용해된 기포가 스트리핑 반응조(20)에 유입되면서 기포의 크기가 30~50um 정도로 작아지게 되어 기체의 비표면적이 증가하게 됨으로써 총괄물질전달효율을 향상시킬 수 있으며, 이러한 작용을 통해 암모니아의 탈기 효율을 배가시킬 수 있다.When using the pressure tank 46 as in the present embodiment, since the compressed air can be used, there is an advantage that the amount of air can be reduced than before. For example, as the bubbles dissolved in the circulating water in the pressure tank 46 flows into the stripping reactor 20, the size of the bubbles is reduced to about 30 to 50 μm, thereby increasing the specific surface area of the gas, thereby improving the overall material transfer efficiency. This action can double the degassing efficiency of ammonia.

이하, 암모니아 탈기 및 회수장치의 작용에 대해 간략하게 알아본다.Hereinafter, the operation of the ammonia degassing and recovery device will be briefly described.

고농도의 암모니아가 포함된 폐수, 즉 원수가 원수 저장조(11)에서 원수 유입펌프(12)의 동작에 의해 스트리핑 반응조(20)로 이송되어 공급된다.Waste water containing a high concentration of ammonia, that is, raw water is transferred to the stripping reactor 20 by the operation of the raw water inflow pump 12 in the raw water storage tank 11 and supplied.

더불어, 암모니아성 질소의 기체분율을 향상시키기 위해 NaOH 펌프(32)의 동작에 의해 NaOH 탱크(31)로부터 수산화나트륨(NaOH)이 스트리핑 반응조(20)에 공급되며, 이로써 스트리핑 반응조(20) 내의 pH를 상승시킨다. 전술한 바와 같이, 수산화나트륨(NaOH) 대신에 수산화칼슘{Ca(OH)2}을 사용해도 좋다.In addition, sodium hydroxide (NaOH) is supplied from the NaOH tank 31 to the stripping reactor 20 by the operation of the NaOH pump 32 in order to improve the gas fraction of the ammonia nitrogen, and thus the pH in the stripping reactor 20. To increase. As mentioned above, you may use calcium hydroxide {Ca (OH) 2 } instead of sodium hydroxide (NaOH).

한편, 스트리핑 반응조(20)에서 나온 처리수의 일부는 처리수 순환부(40)를 통해 스트리핑 반응조(20)로 순환된다.On the other hand, a part of the treated water from the stripping reactor 20 is circulated to the stripping reactor 20 through the treated water circulation unit 40.

이에 대해 살펴보면, 공기 압축기(48)와 순환수 펌프(42)가 동작됨에 따라 공기 압축기(48)에서 공급되는 공기와 순환수 저장조(41)에서 공급되는 순환수가 혼화기(44)로 유입되어 혼화기(44) 내에서 순환수와 공기가 혼화, 즉 공기가 순환수에 용해될 수 있으며, 이렇게 만들어진 공기가 용해된 순환수는 압력탱크(46)로 전달된다. 이후, 압력탱크(46)는 공기가 용해된 순환수를 미리 결정된 압력 하에서 스트리핑 반응조(20)로 배출시켜 스트리핑 반응조(20) 내에서 미세공기가 부상되면서 암모니아를 탈기할 수 있도록 한다. 이때는 스트리핑 반응조(20) 내의 교반기(22)가 동작됨으로써 탈기 효율을 배가시킨다.In this regard, as the air compressor 48 and the circulating water pump 42 are operated, the air supplied from the air compressor 48 and the circulating water supplied from the circulating water reservoir 41 are introduced into the mixer 44 and mixed. In the fire extinguisher 44, circulating water and air may be mixed, that is, air may be dissolved in the circulating water, and the circulated water in which the air is dissolved is delivered to the pressure tank 46. Thereafter, the pressure tank 46 discharges the circulating water in which the air is dissolved into the stripping reaction tank 20 under a predetermined pressure so that the ammonia can be degassed while the fine air floats in the stripping reaction tank 20. At this time, the stirrer 22 in the stripping reactor 20 is operated to double the degassing efficiency.

스트리핑 반응조(20)에서 배출되는 암모니아 가스는 팬 또는 블로어(fan or blower, 50)를 통해 제1 흡수 반응조(61)로 이송된다. 이때, 암모니아 가스는 제1 흡수 반응조(61)의 하부로 유입되어 상부로 흡수액이 충전된 층을 통과하면서 기체상의 암모니아 가스가 흡수액으로 전달된다.The ammonia gas discharged from the stripping reaction vessel 20 is transferred to the first absorption reactor 61 through a fan or blower 50. At this time, the ammonia gas is introduced into the lower portion of the first absorption reactor 61 and the gaseous ammonia gas is transferred to the absorbent liquid while passing through the layer filled with the absorbent liquid.

제1 흡수 반응조(61)를 지난 암모니아 가스는 동일한 방식으로 제2 흡수 반응조(62)로 전달되어 처리될 수 있으며, 이후 암모니아가 흡수된 액이 일정 pH에 도달하면 액비 저장조(70)로 저장된다. 흡수액은 H3PO4 또는 H2SO4 등이 사용될 수 있다.The ammonia gas passing through the first absorption reactor 61 may be transferred to the second absorption reactor 62 and treated in the same manner, and then stored in the liquid rain storage tank 70 when the ammonia absorbed liquid reaches a predetermined pH. . As the absorbent liquid, H 3 PO 4 or H 2 SO 4 may be used.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 기액 접촉효율을 높여 탈기 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 공기의 사용량을 감소시켜 필요한 송풍기의 동력을 줄임으로써 에너지를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 소규모 폐수처리장에도 적용이 가능하며, 무엇보다도 폐수 내의 암모니아를 종래보다 효율적으로 탈기시킬 수 있게 된다.As such, according to the present embodiment, not only can the gas-liquid contact efficiency be improved to improve the degassing efficiency, but also the energy consumption can be reduced by reducing the amount of air used to reduce the power of the required blower, and it is also applicable to a small wastewater treatment plant. It is possible to, among other things, degas the ammonia in the waste water more efficiently than before.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

10 : 폐수 공급부 11 : 원수 저장조
12 : 원수 유입펌프 20 : 스트리핑 반응조
22 : 교반기 24 : 레벨센서
26 : pH 메터 30 : pH 상승물질 제공부
31 : NaOH 탱크 32 : NaOH 펌프
40 : 처리수 순환부 41 : 순환수 저장조
42 : 순환수 펌프 44 : 혼화기
46 : 압력탱크 48 : 공기 압축기
61 : 제1 흡수 반응조 62 : 제2 흡수 반응조
70 : 액비 저장조10: wastewater supply unit 11: raw water storage tank
12: raw water inlet pump 20: stripping reactor
22: stirrer 24: level sensor
26: pH meter 30: pH rising material providing unit
31: NaOH tank 32: NaOH pump
40: treatment water circulation 41: circulation water storage tank
42: circulating water pump 44: admixture
46: pressure tank 48: air compressor
61: first absorption reactor 62: second absorption reactor
70: liquid storage tank

Claims (6)

고농도의 암모니아가 포함된 폐수로부터 암모니아가 탈기되는 스트리핑 반응조;
상기 스트리핑 반응조로 상기 폐수를 공급하는 폐수 공급부; 및
상기 스트리핑 반응조와 연결되며, 상기 스트리핑 반응조를 통해 암모니아 가스가 탈기된 처리수의 일부를 상기 스트리핑 반응조로 순환시키는 처리수 순환부를 포함하며,
상기 처리수 순환부는,
상기 스트리핑 반응조를 통해 암모니아 가스가 탈기되어 상기 스트리핑 반응조로 순환될 순환수가 저장되는 순환수 저장조;
상기 순환수 저장조와 연결되며, 상기 순환수 저장조 내의 순환수를 펌핑하는 순환수 펌프;
압축 공기를 공급하는 공기 압축기(air compressor);
상기 공기 압축기에서 공급되는 공기가 상기 순환수 저장조에서 공급되는 순환수에 용해되도록 상기 순환수와 상기 공기가 혼화되는 혼화기; 및
상기 혼화기에 연결되어 상기 공기가 용해된 순환수가 저장되는 장소를 형성하며, 상기 공기가 용해된 순환수를 미리 결정된 압력 하에서 상기 스트리핑 반응조로 배출시켜 상기 스트리핑 반응조 내에 미세기포가 공급될 수 있도록 하는 압력탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 탈기 및 회수장치.
A stripping reactor in which ammonia is degassed from wastewater containing a high concentration of ammonia;
A wastewater supply unit for supplying the wastewater to the stripping reactor; And
It is connected to the stripping reaction tank, and includes a treated water circulation unit for circulating a portion of the treated water degassed ammonia gas through the stripping reaction tank,
The treated water circulation unit,
A circulation water storage tank in which ammonia gas is degassed through the stripping reaction tank to store circulating water to be circulated to the stripping reaction tank;
A circulation water pump connected to the circulation water storage tank and configured to pump the circulation water in the circulation water storage tank;
An air compressor for supplying compressed air;
A mixer in which the circulating water and the air are mixed so that the air supplied from the air compressor is dissolved in the circulating water supplied from the circulating water storage tank; And
A pressure connected to the admixture to form a place for storing the circulated water in which the air is dissolved, and discharging the circulated water in which the air is dissolved to the stripping reactor under a predetermined pressure so that microbubbles can be supplied into the stripping reactor. Ammonia degassing and recovery apparatus comprising a tank.
제1항에 있어서,
상기 압력탱크에는 상기 압력탱크 내의 압력이 미리 설정된 압력 이하로 떨어지는 경우, 상기 순환수 펌프와 상기 공기 압축기를 동작시키도록 신호를 발생시키는 압력계가 마련되며,
상기 압력탱크의 출구에는 상기 순환수의 양과 압력을 조절하는 밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는 암모니아 탈기 및 회수장치.
The method of claim 1,
The pressure tank is provided with a pressure gauge for generating a signal to operate the circulating water pump and the air compressor when the pressure in the pressure tank falls below a predetermined pressure.
The outlet of the pressure tank is ammonia degassing and recovery device, characterized in that provided with a valve for adjusting the amount and pressure of the circulating water.
제1항에 있어서,
상기 스트리핑 반응조와 연결되어 상기 스트리핑 반응조 내로 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼슘{Ca(OH)2}의 pH 상승물질을 제공하는 pH 상승물질 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 탈기 및 회수장치.
The method of claim 1,
Ammonia degassing and recovery apparatus further comprises a pH raising material providing unit connected to the stripping reaction tank to provide a pH raising material of sodium hydroxide (NaOH) or calcium hydroxide {Ca (OH) 2 } into the stripping reaction tank.
제1항에 있어서,
상기 스트리핑 반응조 내에 설치되는 교반기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 탈기 및 회수장치.
The method of claim 1,
Ammonia degassing and recovery apparatus further comprises a stirrer installed in the stripping reaction tank.
제1항에 있어서,
상기 스트리핑 반응조 내에 마련되어 폐수의 레벨을 감지하는 레벨센서; 및
상기 스트리핑 반응조 내에 마련되어 폐수의 pH를 감지하는 pH 메터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 탈기 및 회수장치.
The method of claim 1,
A level sensor provided in the stripping reactor to sense the level of wastewater; And
Ammonia degassing and recovery apparatus further comprises a pH meter provided in the stripping reactor for sensing the pH of the waste water.
제1항에 있어서,
상기 스트리핑 반응조와 연결되며, 상기 스트리핑 반응조에서 배출되는 암모니아 가스가 흡수되어 반응되는 적어도 하나의 흡수 반응조; 및
상기 흡수 반응조와 연결되며, 암모니아가 흡수되고 미리 결정된 pH에 도달된 액이 저장되는 액비 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 탈기 및 회수장치.The method of claim 1,
At least one absorption reactor connected to the stripping reactor and configured to absorb and react ammonia gas discharged from the stripping reactor; And
Ammonia degassing and recovery apparatus further comprises a liquid ratio storage tank is connected to the absorption reaction tank, the ammonia is absorbed and the liquid reaches a predetermined pH is stored.
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