KR20110024398A - Waste water purifier using vacuum evaporator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐수를 정화시킴에 있어 진공증발을 이용하여 에너지효율을 증대시킬 수 있는 폐수처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment apparatus capable of increasing energy efficiency by using vacuum evaporation in purifying wastewater.
최근에는 각종 산업이 발전함에 따라 여러 형태의 산업폐기물이 발생하여 이에 의한 환경공해 원인을 방지하도록 산업폐기물 처리에 관한 기술개발이 다양한 방면으로 이루어지고 있다.Recently, with the development of various industries, various forms of industrial waste are generated, and technology development on industrial waste treatment has been made in various aspects to prevent the causes of environmental pollution.
상기와 같은 산업폐기물 중에서 폐수의 처리를 위한 방안으로 약품처리에 의한 화학적 반응으로 응집 내지는 침전시키는 방법과, 생물학적 유기물 분해에 의한 응집 및 침전과 물리적인 여과, 흡착에 의한 방법 등이 동원되고 있다.As a method for the treatment of wastewater among the industrial wastes as described above, a method of agglomeration or precipitation by chemical reaction by chemical treatment, agglomeration and precipitation by biological organic decomposition and physical filtration, adsorption, and the like are mobilized.
나아가 종래에는 응집제 등의 첨가없이 처리하는 진공증발식 처리장치가 개시된 바, 이는 폐수에 대한 최소한의 열적작용을 가한 후, 진공증발시켜 정화수와 농축수로 분리 처리하는 것으로서 최근 가장 널리 이용되고 있다.Furthermore, conventionally, a vacuum evaporation treatment apparatus for treating without addition of a flocculant or the like has been disclosed, which is the most widely used as a separate treatment between purified water and concentrated water after evaporation by applying minimal thermal action to waste water.
그러나, 상기한 종래의 진공증발식 폐수처리장치는 제반 설비 운용에 있어 장치의 대형화로 인해 에너지소모가 증대됨에 따라 에너지 사용을 최소화할 필요성 이 대두되고 있다.However, the conventional vacuum evaporative wastewater treatment apparatus is required to minimize the use of energy as the energy consumption is increased due to the enlargement of the device in the operation of various facilities.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 최소의 에너지공급에 의해 폐수를 정화수와 농축수로 분리 처리할 수 있도록 한 진공증발을 이용한 폐수처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus using vacuum evaporation to separate wastewater into purified water and concentrated water by minimal energy supply.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 진공증발을 이용한 폐수처리장치는 인입되는 폐수를 예열하여 기화시키는 히터(110); 상기 히터(110)와 연통되어 상기 히터(110)로부터 발생되는 증기의 유입공간을 제공하되 유입된 증기로부터 수분을 분리시키는 기수분리기(120); 상기 기수분리기(120)의 출구부에 설치되어 증기를 흡입하여 배출시키되 증기의 유로를 대기압 미만으로 강압시키는 진공펌프(130); 상기 진공펌프(130)의 출구부에 연통되어 강압된 증기를 분기되어 인입되는 폐수와 열교환하여 증기화시키며 강압된 증기는 응축시키는 열교환기(140); 및 상기 열교환기(140)로부터 생성된 폐수의 증기를 상기 기수분리기(120)로 안내시키는 분기관로(160);를 포함하여 구성된다.Waste water treatment apparatus using a vacuum evaporation according to an aspect of the present invention to achieve the above object is a
여기서, 상기 기수분리기(120)에는, 증기와 접촉되어 응축시키는 격벽(121)이 구비되는 것을 특징으로 한다.Here, the
또한, 상기 기수분리기(120)로부터 분리된 수분은 상기 히터(110)로 재유입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the water separated from the
또한, 상기 진공펌프(130)는, 상기 히터(110) 내부의 폐수를 90 내지 100℃ 에서 기화시키게 되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 진공펌프(130)는, 증기를 압축시켜 100℃ 이상으로 승온시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 진공펌프(130)의 출구부에는, 증기의 유량을 측정하기 위한 유량계(135)가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the outlet of the
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 진공증발을 이용한 폐수처리장치에 의하면, 히터 내부의 폐수가 90℃ 정도의 저온에서도 기화되도록 하여 1차 연료소비를 줄이고, 기화된 증기를 분기되어 유입되는 폐수의 가열에 재활용함으로써 히터 가동을 최소화하여 2차로 연료소비를 줄일 수 있게 된다.As described above, according to the wastewater treatment apparatus using vacuum evaporation, the wastewater inside the heater is vaporized even at a low temperature of about 90 ° C. to reduce the primary fuel consumption and to heat the wastewater introduced by branching the vaporized vapor. By minimizing the use of heat, the fuel consumption can be reduced by minimizing heater operation.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증발을 이용한 폐수처리장치에 대해 상세하게 살펴본다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at in detail with respect to the wastewater treatment apparatus using a vacuum evaporation according to an embodiment of the present invention.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, these can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증발을 이용한 폐수처리장치를 나타내 보인 개략도이다.1 is a schematic view showing a wastewater treatment apparatus using vacuum evaporation according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증발을 이용한 폐수처리장치는 관로를 따라 인입되는 폐수를 가열하여 기화시키는 히터(110)와, 상기 히터(110)와 연통되어 상기 히터(110)로부터 발생되는 증기가 유입되며 유입된 증기로부터 수분을 분리시키는 기수분리기(120)와, 상기 기수분리기(120)의 출구부에 설치되어 증기를 흡입하여 배출시키되 증기의 유로를 대기압(1.0332 kgf/cm²) 미만으로 강압시키는 진공펌프(130)와, 상기 진공펌프(130)의 출구부에 연통되어 강압된 증기를 분기되어 유입되는 폐수와 열교환시킨 후 응축하여 배출시키는 열교환기(140)와, 농축수 탱크(150) 및 상기 열교환기(140)와 상기 기수분리기(120) 사이에 배치된 분기관로(160)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, a wastewater treatment apparatus using vacuum evaporation according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 히터(110)는 누전 및 감전의 우려가 없는 전기식의 카트리지 히터(CARTRIDGE-HEATER)가 사용된다.In this case, the
상기 기수분리기(120)에는 증기의 흐름을 방해하는 판상의 격벽(121)이 그 내부공간에 대해 굴곡 유로를 형성시키게 구비될 수 있다. The
본 실시예에서는 상기 격벽(121)을 단일개로 도시하였으나, 그 내부공간에 대해 복수개를 배치하여 굴곡 유로를 세분할 수 있음은 물론이다.In the present exemplary embodiment, the
따라서, 이 격벽(121)의 일측 판면 상에 상기 기수분리기(120) 내부로 유입된 증기가 접촉되어 수분으로 응축 및 바닥으로 낙하된 후, 상기 히터(110)로 재유 입됨으로써 상기 기수분리기(120)를 통과한 증기에는 수분이 최소화되어 유출 가능하게 된다.Therefore, the steam introduced into the
또한, 상기 진공펌프(130)는 그 흡입부 측으로부터 상기 기수분리기(120) 간의 내부공간을 약 0.7 ~ 0.8 kgf/cm²정도로 강압하여 상기 히터(110) 내부의 폐수를 90℃ 내지 100℃에서 기화시킬 수 있게 된다.In addition, the
아울러, 상기 진공펌프(130)는 그 출구부 측에서 증기가 압축되어 110 ~ 130℃로 승온이 이루어지게 된다.In addition, the
이러한 진공펌프(130)는 한 쌍으로 구비되어 어느 하나가 처리 용량 및 상황에 따라 예비용으로 가동제어될 수 있으며, 흡입부 측의 밸브를 사용하여 기수 분리 속도를 조절할 수 있다.The
한편, 상기 열교환기(140)는 상기 진공펌프(130)의 출구부에 연통되어 상기 진공펌프(130)로부터 배출 유도되는 증기로부터 열을 회수한 후 응축시켜 정화수 형태로 배출시키게 된다.On the other hand, the
이를 위해 본 열교환기(140)는 분기되어 유입되는 폐수를 증발시킨 후 분기관로(160)로 안내시키도록 양단이 연통된 증발부(141)와, 상기 증발부(141)와 대응되게 배치되어 상기 진공펌프(130)로부터 배출되는 증기를 상기 증발부(141)의 폐수와 열교환시켜 응축시키는 응축부(142)로 이루어진다.To this end, the
이와 같은 구조에 의해 상기 열교환기(140)의 증발부(141)를 통과한 폐수의 증기는 상기 히터(110)를 경유하지 않고, 곧바로 상기 기수분리기(120)로 유입됨으로써 폐수의 가열에 이용되는 본 폐수처리장치의 히터(110) 가동을 최소화할 수 있 게 된다.The steam of the wastewater that has passed through the
또, 응축된 정화수는 농도를 측정하여 기준치 이상이면 재처리하고, 기준치 이내면 방류가 이루어지게 된다.In addition, the condensed purified water is reprocessed if the concentration is measured or higher than the reference value, and discharged if it is within the reference value.
아울러, 상기 열교환기(140)의 일측에는 상기 분기관로(160)로 유입되는 폐수의 량을 일정하게 조절할 수 있도록 상기 분기관로(160)의 유로 상에 한 쌍의 레밸게이지(R)가 연통되게 설치된다.In addition, one side of the
이 한 쌍의 레밸게이지(R)의 상, 하한 높이차를 통해 투입되는 폐수의 량을 적절히 조절할 수 있게 되는바, 높이차가 작으면 폐수를 연속적으로 투입시킬 수 있으며, 반면 높이차가 크면 폐수를 온,오프(ON/OFF)식으로 투입시킬 수 있게 된다.The amount of wastewater introduced through the upper and lower height difference of the pair of level gauges (R) can be properly adjusted. If the height difference is small, the waste water can be continuously introduced, while the height difference is large. It can be turned on and off (ON / OFF).
또한, 상기 응축부(142)의 출구 상에 정화수의 유동량을 측정하기 위한 유량계(135)가 더 구비될 수 있다.In addition, a
이하, 상술한 본 발명의 진공증발을 이용한 폐수처리장치의 작용에 대해 살펴본다. Hereinafter, the operation of the wastewater treatment apparatus using the vacuum evaporation of the present invention will be described.
먼저, 폐수유입밸브(V)를 개방하여 상기 열교환기(140)의 증발부(141)와 상기 히터(110)에 폐수를 일정량 투입한다. First, the wastewater inlet valve (V) is opened and a predetermined amount of wastewater is introduced into the
이어서, 히터(110)의 내부에 폐수가 일정수위에 다다르면 폐수유입밸브(V)를 잠근 후, 히터(110)를 가동시켜 저장된 폐수의 온도를 90℃ 이상으로 상승시킨다. Subsequently, when the wastewater reaches the predetermined water level inside the
이후 진공펌프(130)를 가동시키게 되는데, 이에 따라 진공펌프(130)의 흡입 부 측과 상기 기수분리기(120) 사이는 약 0.7 ~ 0.8 kgf/cm²정도로 강압되어 상기 히터(110) 내부의 폐수를 90℃ 정도에서 기화시킬 수 있게 된다. Thereafter, the
따라서 히터(110)의 가동은 예열로서 그 1차적인 임무는 다한 것이므로 가동 중지시키게 된다.Therefore, the operation of the
이와 같이, 히터(110)로부터 기화된 증기는 기수분리기(120)를 따라 수분이 최소화되어 진공펌프(130)의 흡입부 및 출구부를 경유하면서 압축되어 110 ~ 130℃로 승온이 이루어진다.As such, the vaporized vaporized from the
이와 같이 승온된 증기는 열교환기(140)의 응축부(142) 내부로 유입되어 증발부(141)로 유입된 폐수를 가열후 응축되어 정화수 상태로 배출이 이루어지게 되고, 열을 흡수한 폐수는 기화되어 기수분리기(120)로 유입되어 상기한 과정을 반복 수행하게 된다. The steam heated in this way is introduced into the
이처럼, 폐수가 증기화되면 상기 히터(110)와 상기 열교환기(140) 내부의 폐수는 고농축화되는데 그 정도가 기준치를 상회하게 되면 일시적으로 농축수배출밸브(V')를 열어 농축수 탱크(150)로 배출시키게 된다.As such, when the waste water vaporizes, the waste water inside the
한편, 응축부(141)의 출구부 측에 구비된 유량계(135)로부터 측정된 정화수의 유동량이 기준치 이하로 떨어지면, 열교환기(140)의 효율이 저하된 것으로 판단하여 히터(110)를 재가동시키게 된다.On the other hand, when the flow rate of the purified water measured from the
상술한 바와 같은 본 발명의 진공증발을 이용한 폐수처리장치에 따르면, 히터(110) 내부의 폐수가 90℃ 정도의 저온에서도 기화되도록 하여 1차 연료소비를 줄이게 되고, 기화된 증기를 분기되어 유입되는 폐수의 가열에 재활용함으로써 히 터의 가동에 따른 전류 소모를 최소화하여 2차 연료소비를 줄일 수 있게 된다. According to the wastewater treatment apparatus using the vacuum evaporation of the present invention as described above, the wastewater inside the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and it should be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention relates, Of course, various modifications and variations can be made within the equivalent range.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증발을 이용한 폐수처리장치를 나타내 보인 개략도이다.1 is a schematic view showing a wastewater treatment apparatus using vacuum evaporation according to an embodiment of the present invention.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10036593B2 (en) | 2013-11-13 | 2018-07-31 | Hanbat National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Apparatus for drying and concentration using waste vapor |
KR20190067391A (en) | 2017-12-07 | 2019-06-17 | 한국에너지기술연구원 | Vacuum Distillation System for Concentration of Ammoniumsulfate-containing Waste Liquid |
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2009
- 2009-09-02 KR KR1020090082384A patent/KR20110024398A/en not_active Application Discontinuation
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US10036593B2 (en) | 2013-11-13 | 2018-07-31 | Hanbat National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Apparatus for drying and concentration using waste vapor |
KR20190067391A (en) | 2017-12-07 | 2019-06-17 | 한국에너지기술연구원 | Vacuum Distillation System for Concentration of Ammoniumsulfate-containing Waste Liquid |
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