KR200208336Y1 - 폐수 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 상,하로 분리되어 기계실과 저수조를 구비하고, 이 저수조는 중앙부위에 격벽을 설치하여 제1 및 제2저수조로 분리됨과 아울러 이 각각의 저수조는 증기순환경로에 의해 연결된 하우징과, 상기 하우징의 각각의 저수조에 함체형상의 방열체로 이루어지며, 이 방열체에는 다수의 방열핀이 관통된 제1 및 제2증발기와 그리고 상기 하우징의 기계실에 장착되어 증기를 상기 제1증발기에 분사 공급하는 인젝터 및 상기 제2저수조로 부터 유입되는 증기를 응축, 감압시키는 예열기와 상기 하우징의 외측에 설치되어 저수조내의 폐수를 순환시키는 순환펌프가 갖추어진 것으로 달성되는데, 이는 하나의 저수조에 최소 복수개 이상의 증발기가 소정간격을 두고 장착되어 증발 처리효율이 뛰어나고, 그 증발기의 방열체에 다수의 핀이 관통되어 폐수가 이들 사이로 흐름에 따라 열효율이 높으며, 더욱이 적층된 스케일 제거시 편리하게 물을 분사시키는 것으로 제거가 가능하여 그에 따르는 경제적인 절감 효과를 가지는 특징을 가지는 것이다.

Description

폐수처리장치

본 고안은 폐수처리장치에 관한 것으로, 특히 최소 복수개 이상의 플레이트판에 다수개의 핀이 배설된 증발기를 구비하여 전열 면적당 증발효율을 향상시키고, 더불어 고압의 물 분사에 의해서도 스케일 제거가 용이한 폐수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐수를 처리하는 방법에는 응집제를 폐수내에 침투시켜 응집제가 폐수에 포함되어 있는 이물질을 응집시키는 방법과, 미생물을 이용한 생물학적처리방법, 기계장치를 이용하여 여과하는 방법 그리고 폐수를 증류시켜 여과하는 방법 등이 있다.

이 중 증류에 의한 방법은 이미 상당 수준의 기술 개발이 이루어져 실용화되고 있는 바, 그 일예를 들면 국내 실용신안공고 제94-1419호가 있다.

이를 테면 폐수저장조의 폐수를 펌프로 응축기를 통과하도록 한 다음 1차 가열된 폐수를 증발기의 하부로 유입하여 2차 가온한 다음 진공중발기의 하부에 있는 펌프로 폐수를 분사관으로 이송시켜 분사되게 구성하고, 그 분사관의 하부에 가열관을 설치하여 분사되는 폐수가 3차 가열되도록 한 다음 진공증발기의 하부에 설치된 열교환기에 의해 분사관을 통해 유입되는 폐수를 가열하여 증발시키는 구조이다.

그런데 이러한 증발기는 증발관 및 가열관이 증발기 본체 내부에 지그재그 형식으로 배치되어 적층되는 스케일 제거에 많은 시간이 소요되고, 증발기의 내부 공간이 협소하여 기계적인 제거방법으로는 스케일 제거가 불가능하여 세관 약품구입 비용이 과다하게 지출되는 문제점을 가지고 있다.

또한 이러한 증발기는 증기 유로가 자주 막혀 잦은 정비를 필요로 하고, 증발관이 U자형으로 이루어져 관내부에 응축수막이 형성되어 열전도 효율이 저하되는 문제가 있다.

한편 폐수처리용으로 사용되는 다른 여러형태의 증발기를 예를 들면 입형 증발기 혹은 수평관 박막에 의한 증발기 또한 증발기 내부의 온도 및 압력변화에 의한 비수현상 그리고, 상술한 증발기의 문제점에서 크게 벗어나지 아니하고 그에 따라 폐수처리장치의 유지, 보수관리가 어려운 문제점을 가지고 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 최소 복수개 이상의 플레이트판에 다수의 핀이 배열된 증발기를 구비하여 고압으로 분출되는 물에 의해서도 용이하게 스케일의 제거가 가능하도록 하고, 전열 면적당 증발효율을 향상시켜 에너지 절약은 물론, 유지관리가 용이한 폐수처리장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 열효율이 높고 제작성이 뛰어나며 폐수처리장치의 공간에 관계없이 설치가 가능함과 동시에 좌우 혹은 상하 배열등 응용범위가 넓은 증발기가 갖추어진 폐수처리장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 고안의 목적은 상,하로 분리되어 기계실과 저수조를 구비하고, 이 저수조는 중앙부위에 격벽을 설치하여 제1 및 제2저수조로 분리됨과 아울러 이 각각의 저수조는 증기순환경로에 의해 연결된 하우징과, 상기 하우징의 각각의 저수조에 함체형상의 방열체로 이루어지며, 이 방열체에는 다수의 방열핀이 관통된 제1 및 제2증발기와 그리고 상기 하우징의 기계실에 장착되어 증기를 상기 제1증발기에 분사 공급하는 인젝터 및 상기 제2저수조로 부터 유입되는 증기를 응축, 감압시키는 예열기와 상기 하우징의 외측에 설치되어 저수조내의 폐수를 순환시키는 순환펌프가 갖추어진 것으로 달성되는데, 이는 하나의 저수조에 최소 복수개 이상의 증발기가 소정간격을 두고 장착되어 증발 처리효율이 뛰어나고, 그 증발기의 방열체에 다수의 핀이 관통되어 폐수가 이들 사이로 흐름에 따라 열효율이 높으며, 더욱이 적층된 스케일 제거시 편리하게 물을 분사시키는 것으로 제거가 가능하여 그에 따르는 경제적인 절감 효과를 가지는 특징을 가지는 것이다.

도 1 은 본 고안의 폐수처리장의 일예를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2 는 본 고안의 폐수처리장치의 평단면도,

도 3 은 본 고안의 폐수처리 증발기의 정면도,

도 4 는 본 고안의 폐수처리 증발기의 일부를 절개한 측면도,

* 도면중 주요 부호에 대한 부호의 설명 *

10: 페수처리장치 100: 하우징

101: 제1순환경로 102: 제2순환경로

111: 격벽 110: 기계실

121,122: 제1,2저수조 130: 인젝터

140: 예열기 150: 폐수순환펌프

201: 제1증발기 202: 제2증발기

210: 플레이트판 220: 핀

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안의 폐수처리장치의 일예를 나타낸 것이고, 도 2 는 본 고안 폐수처리장치의 평단면도를 나타낸 것이며, 도 3 은 본 고안에 적용되는 증발기의 일예를 나타낸 정면도로서, 먼저 본 고안의 폐수처리장치(10)는 대략 함체형상으로 이루어진 하우징(100)과, 이 하우징(100)의 내측 상단에 배치된 예열기(140) 및 인젝터(130) 그리고, 이들의 직하부에 장착되는 증발기(200)로 구성되어 있다.

상기 하우징(100)은 상,하부로 분리 구획되어 상부측은 기계실(110)을 형성하고, 하부측은 폐수가 분사 저수되는 저수조(120)로 구성되는데, 이 저수조는 다시 중앙 부위에 입설된 격벽(111)을 중심으로 제1 및 제2저수조(121)(122)로 분리 구성됨과 동시에 제1 및 제2순환경로(101)(102)에 의해 연통되어 증기의 순환이 가능하도록 한다.

상기 인젝터(130)는 제1저수조(121)의 상부측 기계실(110)에 설치되어 후술하는 제1증발기(201)에 증기를 분사 공급하며, 이 제1저수조(121) 내의 증기는 제1환경로(101)를 거쳐 제2증발기(202)로 유입되는 것으로, 인젝터(130)로 부터 분기된 분기관은 제1증발기(201)에 연결된다.

상기 예열기(140)는 제2저수조(122)로 부터 유입되는 증기를 응축하고, 폐수를 예열하여 제1 및 제2저주조(121)(122)에 공급한다. 물론 상기 제2저수조(122)에는 제2증발기(202)가 장착되어 있다.

이러한 상기 예열기(140)는 도면과 같이 그 중앙 내부에 격벽(141)이 입설되어 그 일측부는 폐수 급수펌프(170)와 연결되어 최초 혹은 증발된 량 만큼의 폐수를 재 급수시키는 급수부(143)로 구성되고, 그 직상부측에는 내부 배관(142)과 연결되는 수위/온도조절용 밸브(160)가 갖추어져 있다.

다시 말해 상기 급수펌프(170)로 부터 급수되는 폐수는 예열기(140)의 내측 배관(143)을 거쳐 수위/온도조절용 밸브(160)를 통해 저수조(122)의 내측으로 공급되는데, 이때 밸브(160)는 폐수의 온도 및 수위를 일정하게 유지시켜 주는 역활을 한다.

상기의 대향측 다시 말해 상기 폐수유입펌프(170)와 연결된 급수부(143)의 대향측은 감압부(144)로 구성되는데, 이는 내부 배관(142)에 상수를 공급하여 제1저수조(121)로 부터 공급되는 증기량을 조절함으로써, 증발기내의 진공상태를 유지하게 위함이다.

상기 제1 및 제2증발기(201)(202)는 도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이 내부에 공간을 가지는 함체형상으로 이루어진 방열체(210)에 다수의 핀(220)이 관통된 구조로 이들 핀(220) 사이로 폐수가 흐르도록 하여 증발효율을 향상시킴과 동시에 열유동이 이 핀에 의해 난류화되어 열전도율을 극대화시키는 구조이다.

물론 필요에 따라서는 다른 형상의 방열체 혹은 방열핀이 구비될 수 있다.

또한 이러한 증발기(200) 중 제1증발기(201)는 상,하 복수로 구성되어 열효율을 향상시키고, 제2증발기(202)는 하나의 단위체로 구성되어 각각은 저수조(121)(122)에 최소 하나 이상이 설치된다.

즉 상기 제1증발기(201) 및 제2증발기(202)는 각각의 저수조(121)(122)내에서 소정 간격을 두고 최소 3개 이상이 설치되어 저수조에 공급되는 페수 전체의 증발이 가능하도록 한다.

한편 상기 각각의 증발기(201)(202)에는 증기 유입관(230)과, 증기 유출관(240)이 갖추어져 있는데, 제1증발기(201)에 구비된 유입관(230)은 인젝터(130)와 연결되고, 제2증발기(202)에 구비된 유입관(230)은 상기 순환경로(101)와 연결되며, 각각의 유출관(240)은 기수분리기(미도시)와 연결되어 이 기수분리기를 통해 일부의 증기는 인젝터(130)로, 또 일부의 증기는 예열기(140)로 재 순환되며, 기수분리내의 물을 펌프로 이송 여과시키는 구조이다.

또한 상기 하우징(1000의 외측에는 순환펌프(150)가 장착되어 저수조(121)내의 폐수를 연속적으로 순환시켜 재 증발처리가 이루어지도록 하며, 이 순환펌프(150)와 연결된 연결관(151)은 제1 및 제2저수조(121)(122)의 내측 상부에 걸쳐 배치됨과 동시에 다수의 분사노즐(152)이 갖추어진 구성이다.

도면 중 미 설명 부호 161은 드레인 밸브 이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.

폐수저장조(미도시)로 부터 유입되는 폐수는 폐수유입펌프(170)를 통해 예열기(140)의 급수부(143)내의 배관(142)을 거쳐 수위/온도조절용 밸브(160)로 공급되고, 이 밸브(160)와 연결된 급수관(미도시)에 의해 저수조(122)의 내부로 유입된다.

저수조(122)로 폐수가 유입됨에 따라 드레인 밸브(161)가 개방되고, 따라서 제1 및 제2저수저(121)(122)에는 동일한 수위로 폐수가 공급된다.

일정 수위로 폐수가 공급되면 미도시된 진공펌프에 의하여 진공을 유지시키면서 폐수유입펌프(170)의 작동이 정지되고, 인젝터(130)를 통해 증기가 분사 공급되는데, 이때 증기는 제1증발기(201)에 공급되어 제1저수조(121)내의 폐수를 증발처리 한다.

제1저수조(121) 내에서 폐수 증발처리가 이루어지는 동안 제1저수조(121)의 상층부 증기는 제1순환경로(101)를 거쳐 제2증발기(202)에 공급되어 제2저수조(122)내의 폐수를 증발시키고 제2순환경로(102)를 통해서는 제2저수조(122)의 증기가 인젝터(130)에 유입되며, 그중 일부 증기는 예열기(140)에 유입되어 펌프(170)로 부터 유입되는 폐수를 가열한 후 기수분리기(미도시)로 공급된다.

물론 최초에는 인젝터(130)에 공급되는 증기량이 제2증발기에 공급되는 량 보다 많으나 이를 재 순환시킴으로서 그 량은 점차 감소되어 에너지 절약 효과를 가지며, 그 압력 또한 동일하게 유지된다.

이러한 본 고안의 제1 및 제2증발기(201)(202)는 방열체 전체에서 방열효과를 가짐과 동시에 핀 사이로 폐수가 흐름으로써 전열 면적 당 열효율은 높아 기존의 증발효율 대략 250ℓ/㎡.h 정도의 증발 효율을 가지며, 열량은 약 200㎉/㎏ 이 된다.

또한 상기 제1 및 제2저수조(121)(122)의 각각에 설치된 증발기(200)는 소정 간격을 두고 각각의 저수조(121)(122)에 배치되어 폐수 전체에 열전달이 가능하며, 순환펌프(150)는 증발 처리되지 아니한 폐수를 재 순환시켜 연결관(151)을 통해 각각의 저수조(121)(122)의 내측으로 재 유입시켜 재 증발 처리가 이루어지도록 한다.

한편 본 고안에 적용되는 증발기(200)는 방열체(210)가 함체형상으로 이루어져 그 내부에 폐수가 유입될 우려가 없어 운전 중 발생하는 스케일이 외측면에 적층됨에 따라 작업자는 단순히 고압의 물을 증발기(200)에 분사하는 것으로, 스케일을 제거할 수 있으며, 별도의 화학 약품 혹은 기계장치가 불필요 하여 비용 절감이 가능함은 물론 항시 높은 열효율을 유지하여 증발 효율이 뛰어난 폐수처리장치를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 고안은 하나의 저수조에 최소 복수개 이상의 증발기가 소정간격을 두고 장착되어 증발 처리효율이 뛰어나고, 그 증발기 전체에서 방열이 이루어짐으로서 열효율이 높으며, 더욱이 운전 중 스케일이 증발기의 외측에 적층되어 제거시 물을 분사시키는 것으로 제거가 가능하여 그에 따르는 경제적인 절감 효과를 가지고 있다.

또한 본 고안은 스케일 제거가 용이하여 항시 열효율 및 폐수의 증발 효율을 극대화시킬 수 있으며, 압력, 온도 변화가 적어 안정적인 폐수처리장치의 운전이 가능하고, 유지관리가 용이한 폐수처리장치이다.

Claims (2)

1. 상,하로 분리되어 기계실과 저수조를 구비하고, 이 저수조는 중앙부위에 격벽을 설치하여 제1 및 제2저수조로 분리됨과 아울러 이 각각의 저수조는 증기순환경로에 의해 연결된 하우징;

   상기 하우징의 각각의 저수조에 함체형상의 방열체로 이루어지며, 이 방열체에는 다수의 방열핀이 관통된 제1 및 제2증발기; 그리고

   상기 하우징의 기계실에 장착되어 증기를 상기 제1증발기에 분사 공급하는 인젝터;

   상기 제2저수조로 부터 유입되는 증기를 응축, 감압시키는 예열기;

   상기 하우징의 외측에 설치되어 저수조내의 폐수를 순환시키는 순환펌프가 갖추어진 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 증발기는 최소 복수개 이상의 방열체가 상,하 격층으로 구성되고, 이 각각의 방열체에 방열핀이 배설된 것을 포함하는 폐수처리장