KR850000904B1 - 조립화에 의한 유수 분리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조립화에 의한 유수 분리장치

제1도는 본 발명방법을 사용한 함유수 처리시스템의 1실시예를 표시한 개요도.

제2도는 제1도의 실시예에 있어서의 흡수구장치의 측단면도.

제3도는 제1도의 실시예의 측단면도.

제4도는 동 평단면도.

제5도는 본 발명에서 사용하는 엘리멘트와 다른 실시예를 나타내는 사면도.

제6도는 동 엘리멘트의 단부상태를 설명하는 평면도.

제7도는 동 엘리멘트에 있어서의 함유수의 투과상태를 설명하는 평면도.

제8도는 본 발명장치의 다른 실시예를 나타내는 측단면도.

제9도는 본 발명방법을 사용하는 시스템의 다른 실시예를 나타내는 개요도.

제10도의 제10(a)도, 제10(b)도, 제10(c)도는 함유수중의 유분이 엘리멘트를 투과하므로서 조립화에서 조대화로 성장하는 과정을 설명하는 설명도.

제11도는 본 발명의 또 다른 실시예의 개요도.

제12도는 제11도의 실시예의 종단면도.

제13도는 본 발명에 있어서의 유수분리장치의 종래의 개요도.

제14도, 제15도, 제16도는 상기 유분자동 배출장치의 본 발명에 있어서의 실시예의 개요도.

제17도는 본 발명의 또 다른 실시예의 개요도.

제18도는 제17도의 실시예에 있어서의 조립화장치 및 유분축출기의 상세한 종 단면도.

제19도는 본 발명의 또 다른 실시예의 개요도.

제20도는 제19도의 실시예에 있어서의 조립화통의 경사상태를 나타내는 종 단면도.

제21도는 본 실시예의 조립화 엘리멘트의 일부 횡 단면도.

본 말명은 미세분산식 또는 에멀션형의 기름을 함유하는 물 등으로부터 유분을 효율적으로 분리하기 위한 조립화에 의한 유수분장치에 관한 것이다.

함유수등에서 유분을 제거하는 종래의 방법으로는 중력분리법, 여과법, 흡착법, 응집침전법, 공기부상법, 미생물처리법, 전해법, 물리화학법, 조립법 등이 있다.

중력법은 조대유(組大油)만이 대상이 되고 미세유(微細油)의 분리는 불가능했었다. 여과법은 여과판이 막히기 쉬우므로 역세(逆洗)처리를 병용할 경우에는 설비가 대형화하고, 또한 역세처리에 의해서도 여과판이 막히는 것을 방지할 수가 없었다. 공기부상법도 설비가 대형화되는 동시에 미세유의 분리까지는 불가능하였다. 미생물처리법은 설비의 대형화와 함께 시간이 많이 필요하였고, 전해법이나 물리화학법은 2차처리가 필요하고, 설비의 대형화와 처리공정의 복잡성에 문제가 있었다. 또한, 일반적인 조립화법은 이상적인 방법이기는 하나, 10미크론 이하의 에멀션형의 것에 대해서는 정밀여과 또는 한외여과를 해야했던 바, 이 한외여과는 설비가 대형이고 비싸고, 런닝코스트도 높기 때문에 특정의 경우가 아니면 사용될 수 없었다. 그밖에, 친유기능에 의한 흡착재는 흡착한도가 포화점에 도달했을 때 교환에 많은 비용과 시간이 필요하고, 유분농도가 높을 경우와 고점도의 것에 대해서는 유막으로 인한 장해가 치명적이었다. 또한, 이것을 조립화제로서 사용하는 방법은 비교적 넓은 이용폭을 지니고 있으나, 10미크론 이하의 유분의 조립화는 불가능하다는 것이 확인되었고, 특히 에멀션화한 것의 분리에는 부적당하였다. 유분이 10미크론 이하인 분야를 조립화에 의한 분리로, 경제적 또는 소형설비로서의 실용화는 불가능한 상태이다.

본 발명자는 상기 문제점을 고려하여 여러가지 연구와 검토를 거듭한 결과, 수불용성함수겔층을 주체로 한 내유발유( 耐油撥油) 기능과 투수흡수(透水吸水) 기능을 가지는 특정의 조립화층을 다공질소재의 적어도 한쪽면에 그 다공질을 유지하면서 형성하고, 이 소재에 의하여 구성된 엘리멘트을 사용함으로서,고농도 및 고점도의 유분, 또는 에멀션화된 유분등을 효율적으로 분리하는 수단을 발견하게 되었다.

이에 따라, 본 발명은 상기의 특정 조립화 엘리멘트를 사용하여, 이것에 함유수를 그 류수방향이 번갈아 이루어지도록 흘려보내는 것을 기본으로 하여, 고농도나 고점도의 유분, 또는 에멀션화된 유분등에 다면적으로 대응할 수 있는 구성을 가미하여 10미크론 이하의 유분의 조립화까지도 실용화할 수 있는 신규의 유수분리 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은, 10미크론급 이하의 유분을 제거하는 방법이 널리 사회에서 요망되고 있었으나 불가능했던 그 범위에 도달할 것으로서, 과거에 많은 연구가 개발되었으나 아직 성공을 이루지 못한 분야를 개척한 것으로서, 특히 IMCO조약에 의한 해양 오염방지법에 따르는 선박의 장비용 분리기능인 15 PPM에의 대응까지도 가능하게 한 점은 의의가 큰 것이다.

본 발명의 조립화 공정에서는 특정의 다공질소재로 구성되는 유수분리용 엘리멘트를 사용한다. 즉, 다공질 소재의 유수와 접촉시키는 적어도 한쪽의 표면부에 수불용성이 흡수겔층이 형성되어 있는 것이 중요한 바, 예를들면 엘리멘트의 소재로서 각종의 합성섬유, 무기섬유, 천연섬유, 천연펄프, 합성펄프등을 사용해서 다공질소재를 구성하여, 이것에 특정의 수불용성흡수겔층을 형성하여 조립화층으로 한다.

상술한 수불용성흡수겔층의 종류 또는 형성수단에 대해서는, 특별한 한정이 없고 광범위에 걸쳐서 여러가지예를 들수 있는바, 예를들면 흡수겔층의 형성수단으로서는, (1)아크릴아미드, 아크릴산칼슘, 아크릴산소오다와 같은 수용성 모노머와 메틸렌비스아크릴아미드, N-메티롤아트릴아미드등을 혼합한 수용액에 과황산암모늄, 과황산소오다, 과황산칼리, 과산화수소와 같은 중합촉매와 염화암모늄, 인산 제1암모늄등의 축합촉매를 첨가해서, 이러한 수용액을 다공질시이트에 함침, 도포, 스프레이등의 처리로 다공질소재의 적어도 한쪽면에 첨착시키고, 80-110℃의 온도로 가열건조함으로서 중축합반응에 의해 수불용성 흡수겔층을 형성하는 방법, (2)이온적으로

의 전하를 지니는 물질(피리딘기, 제4급 암모늄기등 양이온 전하를 지니는 화합물)의 수용액을, 다공질시이트의 양면 또는 한쪽면에 첨착하여, 다음에

의 전하를 지니는 물질(카르복실기, 설폰기 등의 음이온전하를 지니는 화합물)의 수용액을 첨착하여, 다공질시이트 표면 또는 내부에서 이온적으로 결합시켜서 이른바, 이온복합체를 형성시키는 방법, (3)카르복시메틸 셀룰로우스, 폴리린산염, 폴리아크릴산 소오다와 같은 수용성 고분자화합물과 황산마그네슘, 염화칼슘등의 다가금속염과의 커플링반응으로 겔화합물을 형성하는 방법, 즉 다공질시이트에 미리 다가 금속염의 수용액을 함침, 도포, 스프레이 등의 처리로 첨착하여, 다음에 상기의 금속가교성의 수용성 고분자 화합물수용액을 첨착해서, 다가 금속이온에 의하여 겔화합물을 다공질시이트의 양면 또는 한쪽면에 형성하는 방법, (4)친수성의 천연 또는 합성고분자 화합물을 흡수성을 유지하면서 불용화하는 방법, 즉 다공질 시이트에 크롬명반, 칼리명반, 포로말린, 염호아연, 붕산, 염화마그네슘등 가교제를 첨착해 놓고, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 알긴산, 만난, 셀루로우스화합물 등의 겔형성제를 첨가하여, 화학적가교제화 반응으로 겔화합물을 다공질시이트의 양면 또는 한쪽면에 형성하는 방법, (5)흡수해서 팽유하여, 수불용성겔을 형성하는 물질을 이용하는 방법, 예를들면 폴리에틸에렌옥사이드의 가교물(유기용제가용)을 다공질시이트에 함침, 도포, 스프레이처리 등으로 첨착하거나, 또는 콜라겐섬유, 저치환카복시메틸화 셀룰로우스, 폴리비닐섬유등을 미리 다공질시이트 중에 혼초(混抄), 혼방(混紡) 등으로 첨가하는 방법 등 여러가지를 예로 들 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기와 같은 수불용성흡수겔층을 다공질시이트의 유수와 접촉시키는 표면부 및 액통로표면부에 형성시키는 것인데, 흡수겔층 형성후의 다공질시이트의 필터유공도(有孔度)가 손상되지 않도록 하는 것이 중요하다. 흡수겔충 형성에는 유공도의 감소를 예측한 필터소재를 선택(충분히 유공도를 가질 수 있는 소재와 그 조합을)할 때 투수량이 지나치게 크면 유수분리의 효과가 저하되고, 유수의 침출 경항이 증대하고, 투수량이 지나치게 적으면 유수분리속도가 극단적으로 저하되고 만다.

본 발명에 있어서는 상기와 같은 흡수겔층의 형성과 함께, 내유발유등의 기능, 유포집(油浦集), 유적(油適) 조대화등의 유분리기능 효과를 높이고, 지속시키기 위한 처리를 더 실시하는 것이 좋다.

예를들면, 불소계화합물, 크롬불소계화합물과 같은 발유제, 스테아린산화합물, 실리콘계화합물, 왁스계화합물과 같은 친유제 또는 유포집제, 고급알킬알콜, 실리콘알킬렌옥사이드, 불소 계계면 활성제와 같은 표면장력강하제 또는 집유제등을 수불용성 흡수겔층중에 첨가하든가, 이러한 효과제를 도포, 함침, 스프레이 등의 처리로 흡수겔층 형성전 또는 후에 다공질 시이트를 처리하는 것등이다. 또한, 다공질시이트는 친유부분을 흡수겔층과 함께 형성할 수가 있다. 예를들면, 폴리올레핀계섬유 또는 펄프, 합성섬유, 유리섬유 등을 혼초, 혼방등으로 혼합해서, 필터소재를 구성함으로서 유적립(油適粒)의 집유-생장-탈리에 의한 분리효과를 향상시킬 수가 있다.

본 발명에 있어서 , 다공질 시이트로서는 필터로서의 용도에 충분히 견딜 수 있는 특성, 즉 투수성, 내수성, 내압력성, 내구성등이 있는 것이면 특별히 한정할 필요없이 광범위하게 채용할 수 있다. 예를들면, 천, 부직표, 종이, 발포시이트 등이 있고, 펄프, 면 레이온, 아세틸셀룰로우스와 같은 셀룰로우스계섬유를 주체로 한 종이, 부직포 등의 비직물에 있어서는 특허공보 제 659,628호의 강화방법등에 의하여 내수성, 내압성, 내구성등을 부여해서 채용한다. 여포와 같이 직포로 구성되는 다공질 시이트에 있어서는 , 그 것 자체가 이미 내수성, 내압성등 필터로서의 특성을 지니고 있으므로, 상기와 같은 강화방법을 생략해도 상관없으나, 강화처리를 적용해도 된다. 또한, 열용융성의 합성펄프(폴리올레핀, 나일론, 폴리스틸렌등)를 혼합해서 비직성 유공시이트를 형성하여, 가열처리에 의하여 합성펄프를 융착시키는 방법, 요소포르말린축합물, 멜라민포르말린축합물, 에피클로르히드린화합물, 메티롤기함유화합물, 디비닐설폰화합물등의 가교성화합물을 다공질시이트에 도포, 함침, 스프레이 등에 의하여 필터기능이 상실되지 않도록 적용해서 강화하는 것 등도 가능하다.

그밖에, 본 발명에 있어서의 다공질 시이트로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 페놀수지계, 폴리에스테르, 폴리아미드와 같은 합성섬유를 소재로 한 것, 유리파이버, 세라믹파이버, 석면과 같은 무기섬유를 소재로 한 것, 또는 상기 각 섬유를 복합한 것도 물론 채용될 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 있어서는, 특정흡수겔층이 다공질시이트에서 탈리하지 않도록, 정착처리를 실시하는 것이 바람직한 실시양태이다. 예를들면, 흡수겔층이나 다공질시이트의 종류에 따라서 폴리에틸렌아민, 에피클로르히드린폴리아민, 디시안디아미포르말린, 축합물과 같은 양이온계 정착제 또는 요소-포르말린 축합물, 멜라민-포르말린축합물과 같은 음이온계 정착제를 사용하여, 상기 흡수겔층의 형성전후에 다공질 시이트에 도포, 함침, 스프레이 등으로 첨착하거나, 흡수겔층에 혼입시키든가 해서 실시할 수 있다.

본 발명에 있어서의 엘리멘트의 형태에 대해서는, 소형화하는데에 특성을 두기위해, 예를들면 상기 다공질 소재를 단순히 다단으로 배치해도되나, 상기 다공질소재를 사용하여, 골판지 플로우트(float)구조체 및 유사구조체로 형성된 다수의 세관상 통로를 가지는 구조의 것이 되는 것이 용법상 가장 바람직하다.

본 발명에 의한 유수분리방법의 전형적인 실시예를 도면을 참조해서 설명한다.

제1도는 본 발명방법의 실시개요를 표시한 것으로서(101)은 함유수(102)를 저류하는 원수조이고, 이 원수조로부터의 함유수(102) 유출은 흡수구장치(103)를 개재하여 실시된다. 흡수구장치(103)는 제2도에서 나타내는 바와같이 저면에 유출관(104)을 설치한 외부통(105)이 원수조(101)의 액면하의 적소에 장착되고, 이외부통(105) 내에는 상단주면을 액면보다 약간 아래부분에 위치되도록 플로우트(106)를 가지고 있으며 유출관에 도시한 바와같이 연통되는 언판통(偃板筒)(107)이 승강자재로 감합되어있다. 언판통(107)의 상단주면에는 평면으로도 상관은 없으나, 톱니모양이나 절결형상으로 한 요철(108)로 형성하는 것이 좋다. 이 흡수구장치(103)는 원수조(101)내의 함유수(102) 표층부의 유분농도가 높은 부분을 자동적으로 흡수하는 것을 가능하게 한 것으로서, 플로우트의 작용으로 액면의 고저변화에 응동하여 언판통(107)의 상단부로부터항시 함유수(102)를 적절하게 유입하도록 되어있다.

이 흡수구장치의 목적은 원수조(101)에 있어서, 가공물의 유분을 제거할 때, 세척물을 원수조(101)에 넣었다. 꺼냈다하면 액면이 2-300mm정도나 상하로 변동하기 때문에, 그 액면의 변화에 따라 항시 유분농도가 높은 표층부로부터 함유수를 흡수하려는 것이다.

흡수구장치(103)의 유출관(104)은 원수조 밖에 있는 배관(109)을 지나서 스트레이너(110)에 연통되어 있다. 이곳에서는 주로 함유수 속에 있는 협잡물을 제거하는 곳으로서, 스트레이너(110)는 그것에 저합한 종래의 것을 사용한다.

스트레이너(110)로 부터의 함유수는 관(111), 펌프(112) 및 관(113)을 지나서 전단부상 분리조(144)로 유입한다. 이곳에서는 고농도의 유분이나 고점도의 유분을 제거한다. 전단부상분리조(144)에는 조립화(coalescence) 효과가 높은 것을 사용한다. 그리고, 함유수는 이 전단부상분리조(144)를 통과하므로서, 고농도나 고점도의 유분의 대다수가 분리되어 유분의 부하저항이 경감된 상태가 되어서 다음의 조립화 장치(114)로 이송된다. 한편, 함유수가 고농도나 고점도의 것이 아닌 경우에는 상기한 전단 부상분리조(144)를 제외하고 펌프(112)로 부터의 함유수를 직접 조립화장치(114)에 송입하여도 된다.

제3도는 이 조립화 장치(114)의 종단측면도, 제4도는 동장치의 횡단평면도로서, 이 장치(114)는 유저통상의 케이스(115)의 저부의 중저(117)를 설치해서 유통실(118)이 형성된다. 중저(117)의 중심부에는 개구부(119)가 설치되고, 중저(117) 상에는 엘리멘트실(120)이 형성되어 있고, 이 실(120) 속에는 상기한 투수흡수기능을 지니는 특정의 조립화층을 형성하는 다공질소재(124)를 가지는 조립화 엘리멘트(121)가 수용된다. 이 엘리멘트(121)의 구조는 종래 일반적으로 사용되는 엘리멘트와 동일한 것이다. 즉, 중앙부에 다수의 통공(122)을 형성한 통체(123)의 주위에 상기 처리를 실시한 다공질 소재(124)를 지그재그상으로 감은 것으로서, 그 통체(123)를 중저의 개구부(119) 위에 합치시키고, 케이스(115)의 상단부에 뚜껑(116)을 장착하는 동시에 뚜껑(116)에 설치된 엘리멘트 고정부(125)에 의하여 엘리멘트(121)를 고정시키는 것이다. 이 경우에 엘리멘트(121) 주위의 측방과 상방에는 적합한 넓이의 간극부(133)가 형성된다.

한편, 이 장치에 있어서는 유입측에 절환밸브(126)을 개재하여 2방향으로 분기된 유입관(127a),(127b)의 각 단부가 엘리멘트실(120) 및 유통실(118)에 각각 개구되어서 설치되는 동시에, 이것과 동일하게, 유출측에도 절환밸브(128)을 개재하여 2방향으로 분기된 유출관(129a),(129b)의 각 단부가 유입관(127a),(127b)의 개구와 대향해서 개구되어 있다. 그리고, 유입측의 절환밸브(126)에는 펌프(112)로부터의 배관(130)이 접속되고, 유출측의 절환밸브(128)는 다음의 부상분리조(132)에 이르는 배관(131)과 접속되어 있다.

이장치(114)에 있어서는, 배관(130)으로부터의 함유수는 절환밸브(126)의 조작에 의하여 분기관(127a),(127b)의 어느 한쪽에서 장치(114) 내에 유입한다. 절환밸브(126)의 조작에 관련해서 다른쪽의 절환밸브(128)를 조작해서 유입측 하방의 분기관(127a)으로 부터 유입시키는 경우에는 유출측 상부의 분기관(129a)으로부터만 유출되도록하고, 이것과는 반대로, 상방의 분기관(127b)으로 부터 유입시키는 경우에는 유출측 상부의 분기관(129a)으로부터만 유출되도록하고, 이것과는 반대로, 상방의 분기관(127b)으로부터 유입시키는 경우에는 하방의 분기관(129b)으로 부터만 유출되도록 한다. 이와같은 절환밸브(126)(128)의 절환조작에 의하여, 하방의 분기관(127a)으로부터 유입한 함유수는 실선화살표와 같이 유통실(118)로 부터 개구부(119)를 지나서 통체(123)의 구멍(122)을 통과하여 소재(124)를 투과하고 분기관(129a)을 지나서 배관(131)에 유출하게 된다. 한편, 절환밸브(126),(128)를 절환하여 상방의 분기관(127b)으로 부터 함유수가 유입하면, 점선화살표와 같이 엘리멘트(121)의 외측에서 소재(124)를 투과한후 통체(123)에 들어가고, 개구누(119)로부터 유통실(118)을 지나서 하방의 분기관(129b)으로부터 배관(131)에 유출하게 된다. 즉, 절환밸브(126),(128)를 조작하여 장치(114)에의 유입 및 유출위치를 변경해주므로서, 함유수는 엘리멘트(121)를 투과하는 방향이 반대가 되는 것이다.

함유수가 장치(114)에 유입해서 엘리멘트(121)를 투과하는데 있어서는 상기한 바와같은 투수흡수 기능을 가지는 특정의 유수분리 기능층을 형성한 엘리멘트의 소재(124)의 작용에 의하여, 조립화된 유분은 물론이고, 10미크론 이하의 미세분산유까지도 그 흡유기능에 의하여 적극적으로 포집되는 동시에, 유분은 자력부상가능한 조대유립으로 성장하여, 부력과 소재(124)의 겔층에 의한 기름의 탈리기능에 의하여 분리하게 된다. 이 특수한 기능을 지니는 엘리멘트를 투과시켜면, 종래 불가능하다고 취급받고 있던 메멀션상이 된 유적에 대해서도 이것이 조립화에서 조대화로 성장하므로 분리부상시킬 수 있다.

이에 따라, 엘리멘트(121)를 투과한 함유수는 물과 조대유립으로서 분기관(129a) 또는 (129b)로 부터 관(131)을 지나서 다음 부상분리조(132)에 송입된다.

그러나, 일반적으로 함유수 속에서 부유물이나 미진등의 협잡물(SS)이 많이 함유되어 있는 바, 사용중 엘리멘트가 막혀서 엘리멘트의 기능이 저하된다. 종래 많은 방식에 있어서는 이러한 경우, 장치의 운전을 중지해서 엘리멘트의 세척을 실시하여 엘리멘트 기능의 회복을 꾀하였고, 이것이 처리능력을 현저히 감소시키는 원인이 되고 있었으나, 본 발명은 이와같은 결점을 완전히 해결하고, 장치의 운전을 중지시키는 일 없이 연속적으로 처리를 진행시키면서 엘리멘트의 세척효과를 나타내고 있다.

즉, 엘리멘트가 막히기 전에 상기한 바와같이, 절환밸브(126) 및 (128)를 조작해서 유입하는 분기관(127a) 또는 (127b) 및 유출하는 분기관(129a) 또는 (129b)에의 흐름을 절환해 주면 된다. 이와같은 절환조작에 의하여 엘리멘트(121)를 투과하는 함유수의 흐름은 제3도의 실선화살표 또는 점선화살표와 같이 각각 반대가 되는 것이다. 이것에 의하여 소재(124)의 흐름에 대향하는 면에 부착한 협잡물은 억류에 의하여 박리된다. 또한, 이면에는 조립화, 조대화된 유립(油粒)도 부착하고 있기 때문에 이 역류에 의하여 이와같은 유립도 이반, 분리되는 것이다.

함유수의 흐름이 정역(正逆) 어느쪽이 되어도 엘리멘트의 표리양면에는 동일하게 유립의 조립화, 조대화는 이루어진다.

절환밸브(126),(128)의 절환조작은 소정시간마다, 소정의 처리량마다, 또는 송수압력의 증가등에 의하여 수동으로 하여도 되나 밸브(126),(128)의 회동을 타이머, 유량계 또는 송유압력계등과 연동시켜서 자동적으로 실시할 수도 있다. 또한, 함유수의 흐르는 방향을 절환해 주는 이른바 역세조작에 있어서는, 엘리멘트로부터의 유립의 박리가 양호한 동시에 1개의 엘리멘트에 있어서의 압력손실은 약 0.1-.04kg/cm²정도이기 때문에 특수효과가 양호하므로 송수를 저압력으로 실시할 수가 있다.

일반적으로 유수분리에 있어서는 송수압력이 높을수록 유분은 미립화하여 조립화 분리는 저하하게 되나, 본 발명에서는 상기와 같이 송수압을 저압으로하여도 충분하기 때문에, 그 만큼 유분의 미립화는 진행되지 않는바, 이점에서도 유립의 조합화가 양호하게 이루어진다는 상승효과가 얻어지는 것이다.

제5도 내지 제8도는 엘리멘트 및 조립화장치의 다른 실시예를 표시한 것으로서, 이 실시예에 있어서는 엘리멘트로서는 제5도와 같이 다수의 인접된 세관상 통로가 있는 골판플로우트 구조체를 사용하고 있다.

이 엘리멘트(121)는 상기 실시예에 있어서는 엘리멘트소재(124)와 동일하게, 투수흡수기능을 지니는 특정의 분리기능층을 형성한 다공질의 소재를 사용한 평판(140),(140)…과 동일하게 골판(141),(141)…등을 번갈아 적층해서 형성하고 있다. 그리고, 이들 평판과 골판과의 사이에는 다수의 세관상 통로(142),(142)…등이 형성되어 있다. 이와같이 형성된 각 세관통로(142)는 그 상단부나 하단부의 어느쪽인가가 제6도와 같이 폐색(143)되는 동시에, 이것에 인접한 통로(142)는 그것과는 폐색(143)이 반대로 되어있다. 따라서, 각 통로(142)에 유입된 함유수는 제7도의 화살표와 같이 평판(140) 또는 골판(141)의 어느 하나를 투과하지 아니하면 유출되지 않도록 되어있다. 이 폐색부(143)는 접착제 등을 사용한 가압접착이나 접착성 충전제 등을 충전하는 등, 임의의 수단으로 실시하는 것이다.

제8도는 상기 제5도와 같은 엘리멘트를 수용한 조립화 장치를 표시한 것으로서, 유저통상본체(115)의 저부에 있는 중저(117)에는 다수의 통공(134)이 천설되고, 엘리멘트(121)는 이 중저(117)위에 재치되고 엘리멘트(121)의 상부에는 간극부(133)가 형성되고, 분기관(127a),(127b) 및 (129a),(129b)은 각각, 유통실 (118) 및 간극부(133)에 개구된다. 그리고, 분기관(127a) 또는 (127b)으로 부터 유입한 경우에는 각각, 실선화살표 또는 점선화살표로 표시하는 바와같이, 단부가 열린 통로(142)로부터 유입하고, 평판(140) 또는 골판(141)을 투과하여 인접한 통로에 유입하여 그 열려있는 단부로부터 유통실(118), 또는 간극부(133)에 유입하여 분기관(129a) 또는 (129b)으로 부터 유출한다.

이 엘리멘트(121)의 구조는 제3도, 제4도에 표시되는 바와같은 종래의 일반적인 것보다, 제5도 내지 제7도에 나타내는 플로우트구조의 편이 효율이 좋고, 그 용법으로서도 제8도에 표시하는 쪽이 소형화가 용이하고, 실용적으로는 이것을 사용하는 편이 유효하다. 특히, 선박장비용과 같은 설치 면적이 한정되는 경우에는 불가결의 조건이 되지만, 본 발명은 이러한 엄격한 설치조건에 사용될 수 있는 것이다.

상기한 제1도와 같이, 함유수는 조립화장치(114)에 의하여 그 유분은 조대립상화되면서 수중에서 부유상태가 되어 분리되고, 관(131)을 지나서 다음의 부상분리조(132)에 유입된다.

이 부상분리조(132)는 통상 공지의 것을 사용하면 된다. 여기에서는 물리적으로 조대화된 유립이 물과의 비중차에 의하여 자연히 조(132)의 상부로 부상하여 조(132)의 상부로부터 관(135)을 지나서 유포집관(136)에 수용되거나, 외부로 배출된다. 이 단계에서 처리수는 관(138)을 지나서, 순환액의 경우는 원수조(101)로 배수의 경우는 외부로 배출된다.

상기 실시예는 조립화장치(114)의 단체(單體)에 의한 기본적인 유수분리 시스템을 예시한 것이나, 함유수의 처리량이나 유분의 농도, 점도의 점에서 조립화장치와 부상분리조를 교호로 복수기 직렬로 설치하여 다단에 의해 통수시키는 것이 보다 효과적일 경우가 많다.

이와같은 다단통수시스템에 의할 때는, 조립화된 유분이 다음의 조립화 공정전에 제거되기 때문에, 다음 공정에서의 유분의 중간저항을 적극적으로 제거할 수가 있으므로 유분제거율이 높아진다. 따라서, 설치면적에 문제가 없는 한, 이와같은 다단통수시스템을 채용하는 것이 바람직하다.

제9도는 다단통수시스템의 개요를 표시한 것으로서, 원수조(101)로 부터의 함유수를 전단부상분리조(144)를 지난후, 제1조립화장치(114a)-제1부상분리조(132a)-제2조립화장치 (114b)-제2부상분리조의 순으로 직렬다단으로 배설한 조립화장치와 부상분리조에 의한 통수시스템을 통해서, 함유수중에서 거의 완전한 상태로 분리된 유분을 유포집통(136)으로 송입하도록한 시스이템다. 이 경우에 마지막 제2부상분리조(132b) 상부로부터의 기름은 자동 또는 수동으로 포집통(136)에 유입되고, 제2부상분리조(132b)의 하부로부터의 처리수는 순환의 경우는 원수조(101)로, 다른 경우에는 배수한다.

이 시스템은 함유수를 일과식(1 過式)으로 능률적으로 처리하는데에 적합할 뿐만 아니라, 종래의 기술에 있어서는 불가능했던 계면활성제의 영향에 의한 1미크론이하의 에멀션화된 함유수의 처리에는 특히 우수한 효과를 발휘하는 것으로서, 예를들면 IMCO조약의 선박용 실험요령에 따르는 조건하에서 경질유 25만 ppm의 것으로부터 5ppm이내로 처리할 수 있다는 것이 시험에 의하여 확인되었고, 공장폐수처리에 있어서, 환경보전규제치인 5ppm을 완전히 달성할 수 있음도 확인되었다.

본 발명에 있어서는 그 필터에 수불용성함수겔층을 주체로 한 내유발유기능과 투수흡수기능을 가지는 특정의 유수분리기능층을 다공질소재의 표면부에 형성했으므로, 미세분산유 뿐만 아니라, 에멀션화된 유분까지도 분리할 수 있는 큰 특징이 있다.

그 이론적인 근거에 대해서는 충분히 명확화되지는 아니했으나, 그 구성상의 특징에서 볼 때, 대체적으로 다음과 같은 이유에 의한다는 것이 쉽게 유추된다. 그 기름의 분리과정의 개요를 도면으로 표시하면 제10도와 같다. 즉, 우선 동도면(a)과 같이 엘리멘트 소재(124)의 한쪽으로부터 화살표와 같이 함유수가 투과하면 소재(124) 표면의 내유발유기능에 의하여, 함유수중의 유립이나 에멀션화된 유립은 소재(124)의 표면에 살짝 부착하여 많은 조립화유 a가 형성된다. 그리고, 계속해서 유입되는 함유수중의 유분이 더욱 다른 표면부분에 형성되면 그것에 조립화된 유립 a에도 포착되어 더 큰 성장유 b가 되어, 계속 이들 성장유 b,b는 상호접촉되어서 쇄선과 같이 조대유립 c로 크게 성장한다. 이렇게 해서 조대화된 유립 c는 소재(124)의 발유기능에 의하여 화살표와 같이 소재(124) 표면으로 부터의 반발작용과 자력부상작용에 의하여 소재(124)의 표면으로부터 분리하여, 함유수중에 부유상태가 되어 부상하기 시작한다. 또한, 이들의 많은 성장하는 유립은 함유수중에 있는 협잡물을 잘 흡착해서 조대화된 유립과 함께 협잡물도 함유수중에서 분리되어 이것을 제거할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 또 하나의 큰 특징은 상기한 바와같이, 협잡물의 분리제거가 양호하므로, 조립화장치(114)에 유입하기 이전에 있는 스트레이너(110)에 있어서는 미세한 협잡물까지도 제거하도록 스트레이너(110) 여과막의 밀도를 그다지 세밀하게하지 않아도 된다. 여기에서는 비교적 큰 협잡물을 제거하는 것으로 족하기 때문에 여과막은 30메쉬-40메쉬정도의 것으로도 된다.

종래방법에 있어서는 스트레이너의 메쉬를 가급적으로 세밀히해서, 이곳에서 협잡물을 제거하도록 되어 있었으나, 그렇게하면 그 세밀한 메쉬를 통과할 때의 압력영향으로 유립은 미세화되고, 미세유립은 에멀션화되어서 유분의 제거가 더욱 곤란해졌다. 이것에 반하여, 본 발명에서는 스트레이너의 압력저항도 적기 때문에 에멀션화가 일어나지 아니하므로, 다음의 조립화장치(114)에 있어서의 유분분리가 더욱 용이해졌고 종래 불가능했던 에멀션화된 유분이 더욱 에멀션화가 촉진되는 것을 방지할 수 있으므로, 이것을 거의 완전히 제거할 수가 있게 되었다. 스트레이너에 의한 유분점도가 높은 유질의 것에 대해서 고압으로 송수하는 것은 그것으로 의하여 에멀션화가 진행되는 결점이 되는 것이나, 본 발명에 의하면 고압송수의 설비를 필요로 하그 않고, 이것에 의한 장해가 없으며, 협잡물이 엘리멘트 표면부의 유립에 도잇에 파고들어 장치밖으로 배출되므로 유분의 분리제거와 동시에 협잡물의 효율적인 제거도 할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 유수분리장치의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

제11도에 있어서, 함유원수는 스트레이너등의 전치장치를 지나서 펌프(212), 제1부 상조(244), 메인 절환밸브(226)를 경유한후 엘리멘트(221), 메인 절환밸브(226)을 경유하여 엘리멘트(221)를 내장하는 조립화장치(214)에 압송된다.

제12도는 제11도의 조립화장치(214)의 종단면도로서, 이 조립화장치(214)는 조립화통 즉, 케이스(215)의 저부에 중저(217)를 설치하여, 유통실(218)을 형성한다. 중저(217)의 중심부에는 개구부(219)가 설치되고, 중저(217) 위에는 엘리멘트실(220)이 형성되고, 이 엘리멘트실(220)의 안에는 상기한 투수흡수 기능을 지니는 특정의 조립화기능층을 형성한 다공질소재(224)를 갖는 조립화 엘리멘트(221)가 장착된다.

이 엘리멘트(221)의 구조는 종래에 일반적으로 사용되고 있는 엘리멘트와 동일한 것이기도 하다. 즉 중앙부에 다수의 통공(222),(222)을 형성한 통체(223)의 주위에 상기 처리를 실시한 다공질소재(224)를 사복상(蛇服狀)으로 감은 것으로서, 그 통체(223)를 중저(217)의 개구부(219) 위에 합치시켜서 고정하는 것이다. 이 경우에 엘리멘트(221)의 주위와 상방에는 적절한 넓이의 간극부(233)가 형성된다.

한편, 이 조립화장치(214)에는 메인 절환밸브(226)에 연통하는 유입(출)관(227a),(229a)이 설치되는 동시에, 조립화통(215) 상호의 연결관(227b)이 설치된다. 조립화통(215)이 일단일 경우는 연결관(227)으로 부터 메인 절환밸브(226)에 되돌아간다. 이에 따라, 메인펌프(212)에 의하여 압송된 함유수는 메인절환밸브(226)를 경유하여 제12도의 실선과 같의 이송되고, 엘리메트 실(220)에 유입하여 엘리멘트(221)의 다공질소재(224)를 투과하여 중저(217)의 개구부(219)를 지나서 유출관(227b)에서 다음 단인 조립화통, 즉, 케이스(215)의 엘리멘트 실(220)까지 보내진다.

다음단의 조립화통, 즉 케이스(215) 내에서는 전단의 조립화통(215)과 동일한 흐름이되어 엘리멘트실(220) 엘리멘트(221)를 지난후 유통실(218)로부터 유통관(229a)을 지나서 절환밸브(226)로 보내지고 여기에서 제2부상조(232)에 유입된다.

함유수가 조립화장치(214)에 유입하여 엘리멘트(221)를 투과할 때는 상기한 바와같은 투수흡수기능을 지나는 특정의 조립화층을 형성한 다공질소재(224)의 작용에 의하여, 조립화된 유분은 이론이고, 10미크론이하의 미세분산유까지도 그 흡유기능에 의하여 적극적으로 포집되는 동시에, 유분은 자력부상가능한 조대유립으로 성장하여, 부력과 함께 다공질소재(224)의 겔층(발유기능)에 의한 기름의 탈리기능에 의하여 분리된다. 또한, 이 특수기능을 갖는 엘리멘트(221)를 투과시키면, 종래 불가능했던 에멀션상이 된 유적에 대해서도, 이것이 조립화에서 조대화로 분리부상할 수 있음이 확인되었다.

이와같이 해서 제11도의 조립화장치(214) 상부에 부상분리한 유분은 유분추출장치(251)의 추출펌프(253)에 의하여 정기적으로, 또는 필요한 시점에서 적극적으로 추출하고, 이 유분을 제2부상조(232)로 보낸다. 특히 조립화장치(214)를 다단으로 설치한 경우에는 각단마다에 유분추출장치를 설치하여 동작시키면 고점도 및 고농도의 유분은 조립화의 과정에서 다음단의 조립화장치(214)내의 엘리멘트(221) 표층부에 대한 부하를 경감시킬 수가 있고, 조립화장치(214)의 효과 및 내구성을 특별히 향상시킬 수가 있었다.

즉, 케이스(215)에 추출장치(251)을 설치하지 아니하는 경우에 비교해서, 케이스(215)의 단수를 각별히 적게함이 확인되었다.

이렇게 해서, 제2부상조(232)에 보내진 고농도의 함유수를 다시 유분과 수분의 비중차에 의하여 발생하는 액면의 레벨차를 이용하여 유분을 항시 자동적으로 분리배출하는 장치에 보낸다.

상기 설명에 들어가기전에, 이 목적을 위하여 실시되고 있던 종래의 기술을 제13도를 참조하면서 설명한다. 즉, 함유수를 도입하는 저수조(362)의 하부에 처리수의 배수관입구(364)를 설치하고 배수관(363)은 이 배수관 입구(364)로부터 수직상승시켜서 저수조밖에 배수 관출구(365)를 설치한다. 저수조(362)내의 상부에 배유관입구(369)를 설치하고, 배유관(368)의 출구도 저수조(362)밖에 설정한다. 이 경우에, 상기 배유관입구(369) 레벨을 상기 배수관출구(356) 레벨보다 약간 높은 위치에 위치설정한다. 이 레벨차는 도면에서 Hd로 표시하였다.

한편, 부상조(332)의 상부에 체류하는 농후 유분은 부상유관밸브(332')를 조절해서 서서히 저수조(362)에 압송한다. 이 농후한 유분의 함유수는 저수조(362) 내에서 유분만이 그 상층부에 자동적으로 유분층을 형성한다. 이 유분층의 상단이 배유관입구(369)에 도달하면, 유분만이 항시 자동적으로 배유관입구(369)를 지나서 외부로 배출된다. 농후한 유분을 부상시킨 처리수는 저수조(362) 저부의 배수관 입구(364)로부터 배수관(363)으로 진입하여, 배수관츨구(365)를 지나서 외부로 배출된다. 여기에서, 배유관 입구(369)와 배수관 출구(365)의 레벨차가 설치되어 있으므로 유분층의 두께가 레벨차에 도달하기까지는 배수관(363)으로 부터 처리수만이 자동적으로 배출되어 유분은 배출되지 아니한다. 유분층의 두께가 레벨차에 도달했을 때, 비로소 유분만이 배유관입구(369)로 부터 자동적으로 배수된다. 즉, 유분과 수분과의 비중차에 의하여 유면은 항상 수면보다 높은 위치에 있다. 그리고, 그 레벨차를 이용해서 적어도 레벨차 두께만큼의 유분층의 확실하게 형성되는 것을 기다려서 유분만을 배유관으로부터 배출하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 유분자동분리장치이다.

이와같은 제13도의 종래의 장치는 정지상태의 장치로서는 그 기능을 완수하게되나, 장치의 경사에 대응할 수 없는 결점이 있다. 즉, 배수관출구(365)와 배유관입구(369)와의 거리가 있기 때문에, 장치가 경사지게 될때 레벨차를 유지할 수가 없어, 배유관입구(369)로 부터 수분까지 배출하는 결점이 있다.

그래서, 상기의 결점을 제거하고, 예를들어, 경사나 진동이 많은 선박의 유수분리장치로서도 충분히 사용에 견딜 수 있는 것으로 했다.

이하 도면을 참조하여 설명한다. 제14도는 본 발명실시예의 단면도로서, 배수관 입구(364)를 저수조(362)의 하부에 설치하고, 배수관출구(365)는 저수조(362)의 중심상부에 수직직립시켜서 설치하고, 상기 배수관출구(365)의 상부를 개방구(367)로 하고, 이 개방구(367)를 액면보다 충분히 높은 위치에 설정한 배수관통(366)에 의하여 피복하고, 이 배수관(366)을 지나서 처리수를 배출한다. 배수관통(366)의 주위에는 배유관입구(369)를 설치한다. 그리고, 이 배유관 입구(369)의 레벨을 상기 배수관출구(365)의 레벨보다 높은(레벨차)위치에 설정하므로서, 함유수로부터 유분을 분리하여, 유분을 항상 자동적으로 배출하는 장치이다. 본 발명의 제14도의 것은 종래의 제13도의 것에 비교해서, 다음의 점이 다르다. 즉, 본 발명은 배수관출구(365)와 배유관입구(369)를 저수조의 중심수에, 또한 서로 근접시켜서 레벨차를 두고 설치한 것 및, 배수관 출구(365)를 피복한 배수관통(366)의 개방구(367)을 액면보다 충분히 높은 위치에 설정한 것이다. 본 발명에 구조에 의하여 장치가 경사지게 되었다. 경우에도 배수관출구(365)와 배유관입구(369)와의 레벨차는 거의 변동하는 일이 없다. 따라서 장치가 경사했을 때도, 배유관입구(369)로 부터는 유분만을 배출할 수가 있다. 또한, 배수관통(366)의 개방구(367)를 액면보다 충분히 높게 설치했으므로, 경사, 동요에 의하여 유분이 배수관(366)에 침입하는 일이 없다. 즉, 본 발명은 장치의 경사동요 의한 영향을 받는 일이 없고, 언제나 자동적으로 함유수로부터 유분을 분리하고, 유분과 처리수를 배출할 수 있는 장치이다. 배유관(368), 배수관통(366)에도 제14도에 도시하는 것과 같은 경사를 형성해 놓으면, 장치의 경사에 대하여도 배유·배수를 지장없이 실시할 수가 있다. 본 장치는 선박의 진동·경사가 큰 것에 설치해서, 그 유수분리기능을 충분히 달성하는 것을 목적으로 한 것이다. 예를들면 액의 파동에 대해서는 제16도의 방법을 따르거나, 본 방법의 액면하에 내유성,또는 망상구조의 것으로서 어느정도의 두께가 있는 것을(366),(369)의 주위로부터 액면전반에 장설하면 IMCO 조약에 의한 해양오염방지법에 따르는 선박의 장비용장치의 기능인 경사각도 25°이고 360° 방향의 경사조건에 충분히 대응하게 된다.

장치의 경사 즉, 액면의 경사에 대하여 배수관출구, 배유관입구 배수관통이 항시 경사지고, 특히 대형화된 경우에 적합한 것의 실시예를 제15도에 도시하여 설명한다.

제15도는 저수조(362)내의 배수관(366), 배유관(368), 배수관통(366)의 중간에 배수관가요부(363'), 배유관가요부(368'), 배수관통가요부(366')를 설치하는 동시에 배유관(368)에서 복수개의 플로우트간(木旱)(372)을 방사선상으로 연장하여, 이 플로우터간(372)에 링상플로우터(373)를 장착하고, 선택된 플로우트간(372)의 선단부에 플로우트가이드(374)를 설치한 것이다. 플로우트가이드(374)는 장치가 경사지게 될 경우에 배수관출구(365), 배유관입구(369)를 저수조(362)의 중심에 유지하는 것을 가능하게 하는 것으로서, 제15도의 경우, 굴곡부에 있어서 회동가능케하여 반 세로방향으로 설치한 L형 레버(374₁)의 내측에는 밸런스추(374₂)를 외측선단에는 가이드(374₃)를 설치한 것을 표시했다.

상기의 구성에 의하여 장치, 즉, 저수조가 경사지므로서 액면이 경사지게 되었을 경우에도, 배수관출구(365), 배유관입구(369)는 경사에 따라서 경사지게 된다. 플로우트가이드(374)의 작용에 의하여 배수관출구(365), 배유관입구(369)는 저수조(362)의 중심위치에 유지된다. 즉, 저수조(362)가 경사지면서 액의 표면이 타원형이 되었을때, 타원의 장경방향에 상당하는 밸런스추(374₂)가 강하해서 가이드(374₃)를 밖으로 밀어내므로 배수관 출구(365), 배유관입구(369)를 항시 저수조(362)의 중심위치에 유지할 수 있는 것이다. 제14도의 경우에도 저수조(362)에 대하여 배유관입구(369)의 직경이 충분히 작을때에는. 저수조(362)의 경사에 대하여 충분히 대응할 수 있으나, 장치가 대형화하여, 내유관입구(369)의 직경을 크게해야 할 필요가 있을 경우에는 제14도의 배유관입구(369)의 경사에 의하여 유분층 하면의 수분이 배유관입구(369)로부터 침입할 위험이 있다. 그러나, 상기와 같이 15제도의 경우는 액면의 경사에 완전히 대응할 수 있는 특징이 있으므로 배유관입구(369)의 직경이 비교적으로 크다. 즉, 대형의 장치의 경우에 있어서도 장치의 경사에 대하여 배유기능에 전혀 영향을 받지 아니하는 극히 우수한 유분자동배출장치이다. 또한, 전기센서에 의한 자동배출장치가 있으나, 크림상의 유분에 대해서는 수분의 비율이 많음으로 인하여 오동(誤動)하기 때문에 실용상의 문제가 발생하므로 본 방법을 개발한 것이다.

이상 설명한 바와같이, 상기의 구성을 사용하면 장치의 경사. 진동의 영향을 받는 일없이, 자동적으로 함유수로부터 유분을 분리배출하는 장치로서 특히, 선박용 유수분리 장치로서 우수한 기능을 발휘하는 것이다.

저수조(362) 및 부상조(332) 내에 있어서 분유을 단시간으로 분리시키기 위해서는 코어레서(Coalescer)를 설치하는 것이 효과적이다. 제16도에서 보는 바와같이, 부상조(332) 내의 복수이 경사판(371)등에 의하여 일정간격을 가지고 적층되어서 구성되는 코어레서(370)를 설치했다. 일반적으로, 조내에 있어서의 유적은 입경이 크면 클수록 부상속도가 높아지는 것이나, 코어레서와 같이 복수의 경사판을 가지고 액체를 간막이 하면, 부상거리가 단축되어서 가령, 유적의 직경이 작아도 단시간으로 경사판에 연이어 도달하는 각각, 합체되어 입경이 커진다. 이와같이 조대화한 유적은 경사판(371)을 따라 상승하여, 마지막에는 액면상에 부상한다. 이것을 코어레스효과라고 한다. 이와같은 코어레서는 제16도에서의 형만이 아니고, 동도면에의 저수조내에 설치해도 되고, 제1도, 제9도, 또는 제11도에 있어서의 실시예의 각 부상조(144) 또는(244), (232)내에 설치하면, 시스템전체에 있어서의 유수분리효율이 현저히 높아진다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

제17도에서 함유원수는 스트레이너 등의 전치장치를 지나서 펌프(412)에, 제1부상조(444), 절환밸브(426)을 경유하여 엘리멘트(421)을 내장하는 조립화장치(414)에 압송된다.

제18도는 이 조립화장치(414)의 종단면으로서 이 조립화장치(414)는 횡방향으로 설치된 조립화통(415)에 중저(417)가 설치되어, 유통실(418)을 형성한다. 중저(417)의 중심부에는 개구부(419)가 설치되고, 중저(417)에는 엘리멘트실(420)이 형성되어 있고, 이 엘리멘트실(423)의 속에은 상기한 투수흡수기능을 지니는 특정의 조립화 기능층을 형성한 다공질소재(424)가 있는 조립화 엘리멘트(421)이 장설되어 있다. 이 엘리멘트(421)의 구조는 종래 일반적으로 사용되고 있는 엘리멘트와 동일한 것이라도 좋다. 즉, 중앙부에 다수의 통공(422), (422)이 천설된 통체(423)의 주위에 상기의 처리를 실시한 다공질소재(424)를 사복상으로 감은 것으로서, 그 통체(423)를 중저(417)의 개구부(419)상에 합지시켜 고정시킨 것이다. 이경우에, 엘리멘트(421)의 주위와 상방에는 적절한 넓이로 간극부(433)가 형성된다. 이 조립화장치(414)는 절환밸브(426)에 연통하는 유입(출)관 (427a) (429b), (427b)이 설치되어 있다. 조립화장치(414)에 체류되는 유분을 추출하는 추출기구(451)는 조립화장치(414)와 유입(출)관(429b)에 의하여 연결되고, 유분은 추출조(456)의 상부로 추출되고, 추출조(456)내에서 부상유가 분리된 처리수는 유출(입)관(429b), 또는 (427b)를 지나서 다음단인 조립화장치(414), 또는 절환밸브(426)로 되돌아간다. 이에 따라, 펌프(412)에 의하여 압송된 함유수는 절환밸브(426)를 경유하여 제17,18도의 실선과 같이 이송되어 유통실(418)에 들어가서 엘리멘트(421)의 다공질소재(424)를 투과하고 엘리멘트실(423)을 지나서 추출조(456)에 압송된다. 추출기구(451) 상부에 추출된 유분은 유분추출밸브(455)를 지나서 추출되어 제2부상조(432)에 보내진다. 한편, 처리수는 상기와 같이 유출입관(427b)를 경유하여 절환밸브(426)로 되돌아가서 배출관(431)을 지나고 제2부 상조(432)로 압송된다. 함유수가 조립화장치(414)에 유입해서 엘리멘트(421)를 투과할 때는 상기와 같이 투수흡수 기능을 갖는 특정의 유수분리 기능층을 형성한 다공질소재(424)의 작용에 의하여, 조립화된 유분은 물론이고, 10μ이하의 미세분산유까지도 그 흡유기능에 의하여 적극적으로 포집되는 도잇에 유분은 자력부상이 가능한 조대유립으로 성장하여 부력을 수반하여 다공질소재(424)의 겔층(발유기능)에 의한 기름의 탈리기능에 의하여 분리되어 가는 것이다. 또한, 이 특수한 기능을 지니는 엘리멘트(421)를 투과시키면 종래에는 불가능했던 에멀션상으로 된 유적에 대해서도 이것이 조립화에서 조대화로 성장하여 분리부상시킬 수 있다는 것이 확인되었다.

이와같이, 조립화장치(414)에 의하여 조립화된 유분은 추출조(456)의 상부에 체류하고, 구동장치(452)에 의해 유분추출기구(451)의 추출밸브(455)를 경유하여 정기적으로 또는 필요한 시점에서 적극적으로 추출되어 유분을 제2부상분리조(432)로 보낸다. 특히, 조립화장치(414)를 다단으로 설치했을 경우에서, 각단마다에 유분추출기구(451)를 설치하여 작동시키면 고점도 및 고농도의 유분은 조립화의 과정에서 다음단의 조립화장치(414)내의 엘리멘트(421) 표층부에 대한 부하를 경감시킬 수가 있고, 조립화장치(414)의 효과 및 내구성을 각별히 향상시킬 수 있었다.

즉, 조립화장치(414)에 추출기구(451)를 설치하지 아니하는 경우와 비교해서 조립화장치(414)의 다단수를 각별히 적게할 수 있다는 것이 확인되었다. 그러나, 일반적으로 함유수중에는 부유물이나 미진등의 협잡물이 많이 함유되어 있으므로 사용중에 엘리멘트(421)가 막혀 엘리멘트(421)의 기능이 저하된다.

종래의 많은 방식에 있어서는 이러한 경우에 장치의 운전을 중지해서 엘리멘트(421)의 세척을 실시하여 엘리멘트의 기능회복을 도모하도록 하였고, 이것이 장치의 능률 즉, 처리능력을 현저히 저하시키고, 또한 런닝코스트가 높아지는 원이이 되고 있으나, 본 발명은 이와같은 결점을 훌륭히 해결하여, 장치의 운전을 중지시키는 일없이 연속적으로 함유수의 처리를 진행시키면서 엘리멘트의 세척효과를 나타내고 있다. 즉, 본 발명에 있어서는 엘리멘트(421)가 막히기전에 절환밸브(426)를 조작해서 흐름의 방향을 절환하여 반대방향으로 부터 통수시킨다. 이 절환조작에 의하여 엘리멘트(421)를 투과하는 함유수의 흐름은 제18도의 실선화살표, 또는 점선화살표와 같이 각각 교호로 반대가 되는 것이다. 이로인하여, 다공질소재(424)의 흐름에 대향하고 있던 면에 부착한 협잡물은 역류에 의하여 박리된다. 또한, 이 면에는 조립화, 조대화된 유립도 부착되어 있기 때문에, 이 역류에 의하여 이들의 유립도 이반, 분리되는 것이다. 함유수의 흐름이 정반(正反) 어느쪽이 되어도 다공질소재(424)에 있어서는 표리면이 완전히 동일하게 유립의 조립화, 조대화가 진행된다. 절환밸브(426)의 절환조작은 소정시간마다, 소정처리량마다, 또는 통수압력의 상승등에 따라 수동으로 실시하도록 해도된다. 타이머, 유량계, 또는 압력계등과 연동시켜서 자동적으로 할 수도 있다.

본 발명의 함유수의 흐름방향을 절환하는 이른바, 교호조작에 있어서는 다공질소재(424)로부터의 유립의 박리가 양호하고, 조립화장치(414)에 의한 압력손실은 약 0.1kg/cm²정도이기 때문에 , 본 발명의 엘리멘트(421)의 투수효율이 양호한 것과 함께 조립화장치(414)의 유분추출에 의하여, 엘리멘트(421)에 대한 고점도 유분의 조립화는 저압력으로 할 수 있도록 된 것도 본 발명의 특성이다.

일반적으로, 유수분리장치에 있어서는 송수압력이 높아질수록 유분은 미립화하여 분리능력이 저하되지만 본 발명에서는 상기와 같이 엘리멘트(421)에 대한 통수 압력이 낮아도되므로, 그 만큼의 유분의 미립화가 덜 되는 바, 본 발명에 있어서는 유립의 조립화가 양호하게 이루어진다는 상승효과가 얻어진다. 이상의 점이 실용화로 통하게 된 것이다.

이상의 설명은 조립화장치(414)를 다단으로 설치했을 경우를 동시에 개시설명했으나, 함유수의 처리량이나 유분의 농도, 점도동을 판단해서 조립화장치(414)를 1단으로하느냐, 다단으로 하느냐를 결정하면 되는 것이다. 또는 다단으로 설치하여 평시에는 그 일부만을 사용하고, 가혹한 조건일때에는 전단을 활용하는 방법도 고려된다.

본 실시예는 다시 부상분리조(432)의 상부에 유분자동배출장치(459)를 설치한다. 이유분자동배출장치는 제14도 내지 제16도에 표시한 어떤 것을 사용해도 무방하다.

제19도는 본 발명 방법의 다른 실시개요를 나타낸 것으로서, 함유수는 펌프(512), 제1부상분리조(544)를 지나서 절환밸브(526)에 이송된다. 제1부상분리조(544)의 유분자동제거장치(559)에 의하여 조대유분은 제거된다. 함유수 흐름방향의 정반전환기구(577)는 모우터(575)와 절환밸브(526)로 구성되고, 절환밸브(526)는 함유수 흐름의 정반전환의 절환을 하는 밸브이다. 체류방지기구(576)와 연동하여 엘리멘트통(523)의 설치각도의 역전과 함께 효과를 올리는 방법도 사용된다.

제1도의 실선방향으로 함유수를 흘려보내는 경우에 대하여 설명하면, 함유수는 엘리멘트(521)을 내장하는 조립화통(523)의 유통실(518)에 송입되어, 엘리멘트(521)를 통과하여 엘리멘트실(523)을 지나서 유분추출장치(551)로 보내진다.

제29도는 엘리멘트통(523)의 종단면도이고, 제21도는 엘리멘트(521)의 일부분의 횡단면도로서 함유수가 흐르는 방향을 나타낸다.

조립화통(523) 내에는 상기한 투수흡수기능층과 내유발유 기능층을 형성한 다공질소재로 구성되는 조립화 엘리멘트(521)가 수용된다. 이 엘리멘트(521)의 구조는 종래 일반적으로 사용되는 엘리멘트와 동일한 것으로도 좋으나, 제5도에서 표시하는 바와같은 골판플로우트구조체 또는 이것에 유사한 구조체로 형성되는 다수의 세관상통로(142)를 지니는 구조의 것으로 하는 것이 용법상 가장 바람직하다. 제21도의 세관통로(542)는 일단을 개구부(539)로 하고, 다른 단은 제20도 ,제21도에 표시하는 폐쇄부(543)로 구성하고, 함유수는 상호에 인접하는 세관상통로(542)에 투과할때, 상기한 특수기능층을 통과하도록 구성한다. 유분추출장치(551)는 모우터(575), 추출밸브(555), 추출통(556)에 의하여 구성되고, 압력 또는 시간등에 따라서 자동적으로 또는 수동으로서 유분을 추출하여, 제2부상분리조(532)에 보낸다.

상기의 유분을 추출한 처리수는 다음단의 조립화통(523)으로 이송된다. 조립화통(523)이 일단인 경우, 처리수는 추출통(556)으로 부터 절환밸브(526)로 되돌아간다. 절환밸브(526)를 절환해서 제19도에서 전선방향으로 함유수를 흘러보낼 때는, 상기 실선경우의 반대방향의 흐름이 되어, 실선의 경우와 같은 작용 및 효과가 얻어진다. 최종의 추출통(556)에서 송출된 처리수는 절환밸브(526)로 되돌아가서, 여기에서 제2부상조(532)에 보내진다. 함유수가 엘리멘트(521)의 특수기능층을 통과할때, 유분을 조립화하게 되나, 1미크론이하의 미세분산유까지도 그 친유기능에 의하여 적극적으로 포집되는 동시에, 유분은 자력부상 가능한 조대유립으로 성장하여 부력과 함께 다공질소재의 겔층(발 유기능)에 의한 탈리기능에 의하여 부상분리되게 한다. 이 특수기능을 지니는 엘리멘트(521)를 투과시키면, 종래 불가능했던 에멀션상으로 된 유분에 대해서도, 이것이 조립화에서 조대화로 성장해서 분리부상시킬 수가 있다는 것이 확인되었다.

이와같이, 조립화통(523)의 상부에 부상분리한 유분은 유분추출장치(551)에 의하여 적극적으로 추출된다.

특히, 엘리멘트통(523)을 다단으로 설치한 경우에서, 각단마다에 유분추출장치(551)를 설치해서 작동시키면, 고점도 및 고농도 유분의 조립화와 과정에서는 다음단의 엘리멘트(521)에 대한 부하를 경감시킬 수가 있고, 엘리멘트(521)의 효과 및 내구성을 각별히 향상시킬 수가 있었다. 본 실시예는 제19도에서 보는 바와 같이 엘리멘트(521) 및 조립화통(523)내의 조립화 유분의 체류방지기구(576)을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다. 이것을 제19도의 실시예에 따라 설명하면, 조립화통(523)을 각도 A₁으로 경사지게하고, 골판플로우트 구조체의 세관상 통로의 유출측 개방단이 항시 상승위치를 취하도록 회동할 수 있게 설치한다. 이 회동을 위한 동력은 모우터(575)에 의해 얻도록 구성한다.

상기 각도 A₁으로 했을 경우, 함유수는 실선의 방향으로 흐르고, 반대방향으로 흘려 보낼 경우에는 각도 A₂의 방향으로 경사를 역전시키면 된다.

상기와 같이 경사각을 역전시킴으로서 엘리멘트(521)의 세관상통로(542) 및 조립화통(523)내에 있어서 조립화된 유분은, 완전히 체류하는 일없이 상방의 추출장치(551)에 부상하여 추출된 유분의 분리제거 기능을 각별히 향상시킬 수가 있었다. 함유수의 조건이 좋은 경우에는 조립화통을 수평위치, 즉 조립화통의 경사각을 영으로하여 본 장치를 사용해도 좋다.

상기와 같은 특징에 의하여, 조립화통(523)에 추출장치(551)를 설치하여 아니할 경우에 비교해서 조립화통(523)의 단수를 각별히 적게할 수가 있음이 확인되었다. 그러나, 일반적으로 함유수 속에는 부유물이나 미진등의 협잡물이 많이 함유되어 있는바, 사용중에 엘리멘트(521)가 막히는 일이 생겨서 엘리멘트(521)의 기능이 급속도로 저하되어 실용적이지 못했다. 종래의 많은 방식에 있어서는 이러한 경우, 장치의 운전을 중지해서 엘리멘트(521)의 세척을 실시하여 엘리멘트(521)의 기능회복을 도모하였고, 이것이 장치의 능률, 즉 처리능력을 현저히 저하시켰고, 또한 런닝코스트가 높아지고, 쓸모없게 되는 경우가 많았으나, 본 발명은 이와같은 결점을 훌륭히 해결하고, 장치의 운전을 중지함이 없이 연속적으로 함유수의 처리를 진행시키면서 엘리멘트의 세척효과를 거두고 있는 것이다.

상기의, 즉 엘리멘트(521) 및 조립화통(523) 내의 유분의 체류를 방지하는 것, 및 함유수의 흐름방향을 정반으로 절환하는 것의 2요건의 상승효과에 의하여, 고점도의 유분에 대한 장치의 대응력이 극히 장기간 유지할 수 있음이 확인되었다. 즉, 본 발명에 있어서는 엘리멘트(521)가 막히기전에, 상기한 바와같이 절환밸브(526)를 조작해서 흐름의 방향을 절환해서 반대방향으로부터 통수한다. 이 절환조작으로 엘리멘트(521)를 투과하는 함유수의 흐름은 제19도의 실선화살표 또는 점선화살표와 같이 각각, 교호로 반대가 되는 것이다. 이로인해, 엘리멘트(521)의 흐름에 대향하고 있던 면에 부착했던 협잡물은 역류에 의하여 박리된다. 이면에는 조립화, 조대화된 유립이 부착되어 있으므로, 이 역류에 의하여 이와같은 유립도 이반, 분리된다. 함유수의 흐름이 정반 어느것이 되어도 엘리멘트(521)에 있어서는 표리면이 완전히 동일하게 유립의 조립화, 조대화가 이루어진다. 절환밸브(526)의 절환조작은 소정의 시간마다, 소정의 처리량마다, 또는 통수압력의 상승 등에 따라서 수동으로하도록 해도 되나, 타이머나 유량계, 또는 압려계등으로 연동시켜서 자동적으로 해도된다.

본 발명의 함유수의 흐름방향을 절환하는 이른바, 교호조작에 있어서는 엘리멘트(521)로 부터의 유립의 박리가 양호하고, 조립화통(523)에 의한 압력손실은 약 0.1내지 0.4kg/cm²정도이다. 즉, 본 발명의 엘리멘트(521)의 투수효울이 양호한 것과, 조립회통(523)의 상기와 같은 강제추출장치(451)와의 상승효과에 의하여 엘리멘트(521)에 대한 고점도 및 고농도유분의 조립화를 저압력으로 할 수 있게 된 것도 본 발명의 우수한 특징이다.

일반적으로, 유수분리장치에 있어서는 송수압력이 높아질수록, 유분은 미립화하여 분리기능은 저하되는 것이나, 본 발명에서는 상기와 같이 엘리멘트(521)에 대한 통수압력이 낮아도 되기 때문에, 그만큼 유분의 미립화가 이루어지지 않는바, 본 발명에 있어서는 유립의 조립화가 양화하게 이루어진다는 상승효과가 얻어지는 것이다. 이상의 점이 실용화로 통하는 것이다.

이상의 설명은 조립화통(523)을 다단으로 설치한 경우를 동시에 해시설명했으나, 함유수의 처리량, 유분의 농도, 점도등을 판단해서 조립화통(523)을 1단으로 하느냐, 다단으로 결정하면된다. 또는, 다단으로 설치하고, 평시는 그 일부만을 사용하고, 가혹한 조건의 경우에 전단을 사용하는 방법도 고려된다.

본 발명에 있어서 함유수의 흐름방향의 정반전환기구(577)와, 유분체류 방지기구(576)을 연동시켜서 제어하면 구조가 간단해지고, 장치전체가 콤팩트해지고, 장치의 효과를 한층 더 확실히 할 수가 있다.

즉 제19도의 실시예에 대하여 설명하면, 함유수의 흐름방향의 정반전환기구(577)와 유분체류방지기구(576)를 동일모우터(575)에 의하여 연동시켜서 동시에 제어하는 구조로 하면, 흐름방향의 역전과 조립화통의 경사각도의 전환을 동시에 실시하므로 엘리멘트(521) 및 조립화통(523)내의 체류유분은 물론, 협잡물도 흐름방향의 전환을 할때마다 엘리멘트(521)로부터 자동적으로 박리되고, 완전히 추출할 수가 있다.

Claims (1)

1. 조립화에 의한 유수분리장치(114)에 있어서, 다공질 소재(124)의 표면에 그 다공질을 유지하도록 수불용성 함수겔층을 부착형성시켜 내유발유(耐油撥油) 기능과 투수흡수(透水吸水) 기능을 지니는 조립화층을 구비한 조립화 엘리멘트(121)와; 이 조립화 엘리멘트를 수용하는 케이스(115)와; 이 케이스의 외측에서 분산유적(分散油滴)을 함유한 물을 유입시켜 조립화 엘리멘트의 각측으로부터 다른측에 순역(順逆) 2방향으로 통수시키고 재차 케이스의 외측으로 유출시키는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유수분리장치.

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