KR-20260060590-A - Eco-friendly alkaline wastewater recycling system using smart sensing

Abstract

본 발명은 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템에 관련되며, 이때 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템은 교반실에 저장된 알카리 폐액이 다음 교반실로 낙수되어 충돌하면서 교반되도록 구조 개선되어 알카리 폐액을 설정된 농도로 희석하여 연속적으로 재생할 수 있고, 별도의 교반설비가 생략되어 전기에너지를 절감할 수 있으므로, 특히, pH 검출 값을 실시간으로 연산하여 물 공급량을 실시간으로 제어하므로 pH 농도를 정밀 제어할 수 있도록 처리조(10), 상향격판(20), 하향격판(30), PH 센서(40), 희석노즐(50)을 포함하여 주요 구성으로 한다.

Inventors

• 오태진
• 오영정
• 오정수
• 오성준

Assignees

• 오태진

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (7)

1. 일측에 알카리 폐액이 투입되는 입구(11)가 형성되고, 다른 일측에 재생 처리된 알카리 폐액이 배출되는 출구(12)가 형성되는 처리조(10); 상기 처리조(10) 내에 횡방향으로 이격 배치되고, 입구(11)에서 출구(12) 측으로 갈수록 높이가 단계적으로 낮게 설정되어, 알카리 폐액을 서로 상이한 수위로 수용하도록 복수의 교반실(21)을 형성하는 상향격판(20); 상기 처리조(10) 내부 천장에서 하향 연장되어 교반실(21) 내부공간을 이분할하고, 하단부가 처리조(10)와 이격되어 수중유로(31)를 형성하는 하향격판(30); 상기 교반실(21) 내에 수용된 알카리 폐액의 pH 농도를 측정하도록 구비되는 PH 센서(40); 및 상기 pH 센서(40) 측정값을 기준으로 교반실(21) 내부로 물을 투입하여, 알카리 폐액의 pH 농도를 설정 값으로 조절하도록 구비되는 희석노즐(50);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상향격판(20)과 하향격판(30)이 교대로 배치되어 교반실(21) 내에 U형 유로(22)를 형성하고, 상기 U형 유로(22)의 출구 측에 pH 센서(40)가 설치되며, U형 유로(22) 입구 측에 희석노즐(50)이 배치되고, 상기 희석노즐(50)을 통하여 공급되는 물은 U형 유로(22) 입구 측에서 알카리 폐액과 혼합된 상태로 U형 유로(22)를 타고 하향 이동하여 수중유로(31)를 통과한 후, 상향 이동되어 U형 유로(22) 출구 영역에서 pH 센서(40)에 의해 pH 농도가 검출되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 처리조(10)의 입구(11)에 정량펌프(11a)가 설치되고, 상기 정량펌프(11a)를 통하여 알카리 폐액이 정량 공급되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 처리조(10) 내에서 마지막 교반실(21)을 통과한 알카리 폐액은 저류실(23)을 경유하여 출구(12)로 배출되고, 상기 저류실(23)은 마지막 교반실(21) 대비 낮은 수위로 알카리 폐액을 수용하며, 출구(12)와 대응하는 일측에 저류실(23) 대비 낮은 수위로 알카리 폐액을 수용 및 배수하는 오버트랩조(24)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하향격판(30)은 직선가동모듈(60)에 의해 횡방향으로 이동되어 U형 유로(22)의 상, 하향 구간(22a)(22b) 폭을 서로 반비례하게 조절하도록 구비되고, 상기 직선가동모듈(60)은, 처리조(10) 상부에 설치되는 횡형 가이드(61)와, 횡형 가이드(61)에 설치되어 구동부에 의해 횡방향으로 직선 이동되고, 저면에 복수의 하향격판(30)이 연결되는 횡형 이송체(62)를 포함하고, 상기 직선가동모듈(60)에 의해 하향격판(30)이 출구(12) 측으로 이동되어 U형 유로(22)의 하향 구간(22b) 대피 상향 구간(22a) 폭이 축소되면, 하향 구간(22b) 대피 상향 구간(22a) 수압이 증가되면서 U형 유로(22) 출구를 통하여 다음 교반실(21)로 이동되는 알카리 폐액 낙수 압력이 증가되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템.
6. 제 5항에 있어서, 상기 U형 유로(22) 출구 측에 수압증폭모듈(70)이 구비되고, 상기 수압증폭모듈(70)은, U형 유로(22) 출구 측에서 하향격판(30)과 대응하는 상향격판(20) 상부 일측에 배치되는 차수블록(71)과, 차수블록(71) 하부와 대응하는 상향격판(20) 상부 영역에 횡방향으로 관통되어 알카리 폐액을 출력하는 분사구(72)를 포함하고, 상기 직선가동모듈(60)에 의해 하향격판(30)이 출구(12) 측으로 이동되어 U형 유로(22)의 하향 구간(22b) 대피 상향 구간(22a) 폭이 축소되는 위치에서, 하향격판(30)이 차수블록(71)에 밀착되어 U형 유로(22) 출구 영역이 폐쇄되고, 상향 구간(22a) 수압이 증가되면서 분사구(72)를 통하여 알카리 폐액이 횡방향으로 출력되어 다음 교반실(21)로 이동되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하향격판(30)은 수압가변모듈(80)에 의해 선회운동되어, U형 유로(22)의 하향 구간(22b) 폭이 하부로 갈수록 축소하도록 구비되고, 상기 수압가변모듈(80)은, 처리조(10) 상부에 설치되어 하향격판(30)을 원호운동가능하게 지지하는 지지축(81)과, 하향격판(30) 하단부에 희석노즐(50)을 배치하고, 희석노즐(50) 측으로 물을 공급하는 급수라인(82)을 포함하고, 상기 수압가변모듈(80)에 의해 하향격판(30)이 선회되어 U형 유로(22)의 하향 구간(22b) 폭이 하부로 갈수록 축소되는 원추형 구조로 전환되면, 하향 구간(22b) 하부로 갈수록 알카리 폐액 이송 압력이 증가되고, 하향 구간(22b) 하단부에서 희석노즐(50)을 통하여 물을 출력하여 알카리 폐액과 혼합하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템.

Description

스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템 {Eco-friendly alkaline wastewater recycling system using smart sensing} 본 발명은 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템에 관련되며, 보다 상세하게는 교반실에 저장된 알카리 폐액이 다음 교반실로 낙수되어 충돌하면서 교반되도록 구조 개선되어 알카리 폐액을 설정된 농도로 희석하여 연속적으로 재생할 수 있고, 별도의 교반설비가 생략되어 전기에너지를 절감할 수 있으므로, 특히, pH 검출 값을 실시간으로 연산하여 물 공급량을 실시간으로 제어하므로 pH 농도를 정밀 제어할 수 있는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템에 관한 것이다. 통상 폴리에스테르 직물은 세탁성, 착용감 , 구김회복성 및 양호한 역학적, 화학적 특성으로 인해 널리 사용되는 섬유이지만, 폴리에스테르 섬유는 특유의 딱딱한 촉감, 낮은 흡습성으로 인한 정전기의 발생, 나쁜 촉감 및 낮은 염색성 등의 문제점을 보완하기 위해 반드시 알칼리용제에 의한 감량 처리 공정을 거쳐야 한다. 이러한 감량 처리 공정은 대부분 가성소다액을 이용한 액류감량기를 이용하는바, 감량후 폐기되는 가성소다액은 회수하여 재사용하지만, 감량공정을 품종소량생산의 추세에 맞게 개선할 경우 잦은 감량조건, 특히 가성소다 농도 변경에 따라 회수탱크의 액을 수시로 교체해야 하므로, 폐수처리에 막대한 비용이 소요되는 실정이다. 이에 종래에 개시된 등록특허 10-1169989호에서, 가성소다폐수배출관의 폐수를 일정량 저장할 수 있는 폐수저장조와; 상기 폐수저장조는 통 내의 폐수를 교반할 수 있도록 한 교반장치와, 상기 폐수저장조에 통 내의 폐수에 대한 PH정도를 감지할 수 있는 PH측정센서를 설치하고, 상기 PH측정센서의 설정 값에 따라 폐수저장조로 PH조절제를 공급할 수 있는 PH조절제저장조와, 펌프를 연결설치한 PH조절장치가 포함 구성되고, 상기 폐수저장조의 폐수를 공급하기 위한 펌프와, 상기 펌프에 의해 공급되는 폐수에서 불순물을 여과하고 순수 가성소다를 정제하기 위한 복합여과막과; 상기 복합여과막은 전처리필터, UF필터, NF필터가 순차적으로 연결구성되되, 상기 전처리필터와 UF필터의 사이, 그리고 UF필터와 NF필터의 사이에 각자의 필터에서 폐수를 처리한 처리수를 일정량 저장할 수 있는 처리수저장조와, 상기 처리수저장조의 처리수를 차기 필터로 공급하기 위한 펌프를 연결설치한 처리수공급장치와, 상기 UF필터와 NF필터의 출수관을 파생하여 필터의 여과능력이 떨어졌을 때 역세정으로 필터의 여과막을 세정할 수 있는 세정액저장조와, 펌프를 연결설치하고, 상기 UF필터와 NF필터의 입수관을 파생하여 역세정시 발생되는 세정폐수를 저장할 수 있는 세정폐수저장조를 연결설치한 세정장치가 포함구성되고, 상기 복합여과막에 의해 정제된 가성소다를 일정량 저장할 수 있는 재생가성소다저장조와; 상기 재생가성소다저장조의 재생가성소다를 공급하기 위한 펌프와,상기 펌프에 의해 공급되는 재생가성소다를 가성소다공급배관에 연결한 기술이 선 제시된 바 있다. 그러나, 상기 종래기술은 면섬유의 가공 중 버려지는 가성소다 폐수에서 분순물을 제거하고 순수 가성소다만 정제하여 다시 재이용할 수 있는 기술이나, 재사용을 위한 재생단계가 복잡하고 다분화되어 기존 설비에 추가로 설치가 불가능하고, 유지관리에 많은 비용이 소요되는 문제점이 따랐다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템 도 2는 하향격판이 직선가동모듈에 의해 횡방향으로 이동되게 구비되는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템의 다른 실시예 도 3은 U형 유로 출구 측에 수압증폭모듈이 구비되는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템의 다른 실시예 도 4는 하향격판이 수압가변모듈에 의해 선회운동되도록 구비되는 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템의 다른 실시예 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템에 관련되며, 이때 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템은 교반실에 저장된 알카리 폐액이 다음 교반실로 낙수되어 충돌하면서 교반되도록 구조 개선되어 알카리 폐액을 설정된 농도로 희석하여 연속적으로 재생할 수 있고, 별도의 교반설비가 생략되어 전기에너지를 절감할 수 있으므로, 특히, pH 검출 값을 실시간으로 연산하여 물 공급량을 실시간으로 제어하므로 pH 농도를 정밀 제어할 수 있도록 처리조(10), 상향격판(20), 하향격판(30), PH 센서(40), 희석노즐(50)을 포함하여 주요 구성으로 한다. 본 발명에 따른 처리조(10)는 일측에 알카리 폐액이 투입되는 입구(11)가 형성되고, 다른 일측에 재생 처리된 알카리 폐액이 배출되는 출구(12)가 형성된다. 상기 처리조(10)는 내부공간이 후술하는 상향격판(20)에 의해 분할되어 복수의 교반실(21)을 형성하고, 알카리 폐액이 복수의 교반실(21)을 단계적으로 거치면서 물과 희석되어, 설정된 PH 값을 가진 알카리 액으로 재생된다. 또한, 본 발명에 따른 상향격판(20)은 상기 처리조(10) 내에 횡방향으로 이격 배치되고, 입구(11)에서 출구(12) 측으로 갈수록 높이가 단계적으로 낮게 설정되어, 알카리 폐액을 서로 상이한 수위로 수용하도록 복수의 교반실(21)을 형성한다. 상기 상향격판(20)은 하단부가 처리조(10) 내부 바닥면에 고정되어 교반실(21)을 형성하고, 교반실(21)에 저장되는 알카리 폐액 수위는 출구(12) 측으로 갈수록 단계적으로 낮아지도록 구비된다. 이처럼, 상기 상향격판(20)의 높이 차이로 인해 교반실(21)에 저장된 알카리 폐액이 다음 교반실(21)로 낙수되어 충돌하면서 후술하는 희석노즐(50)을 통하여 공급되는 물과 교반되어 농도가 균일하게 되므로 알카리 폐액을 희석하여 연속적으로 재생할 수 있고, 특히, 별도의 교반설비가 생략되어 전기에너지를 절감할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 하향격판(30)은 상기 처리조(10) 내부 천장에서 하향 연장되어 교반실(21) 내부공간을 이분할하고, 하단부가 처리조(10)와 이격되어 수중유로(31)를 형성한다. 상기 하향격판(30) 및 수중유로(31)에 의해 교반실(21) 내에 U형 유로(22)가 형성되도록 구비된다. 그리고, 상기 U형 유로(22)에 의해 교반실(21) 내에 수용된 알카리 폐액이 U형으로 이동되면서 교반실(21) 내에 머무르는 시간이 지연되면서 알카리 폐액과 물이 효과적으로 교반되는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 PH 센서(40)는 상기 교반실(21) 내에 수용된 알카리 폐액의 pH 농도를 측정하도록 구비된다. 상기 PH 센서(40)는 적어도 2개소 이상의 교반실(21)에 각각 배치되고, 각각의 교반실(21) 내에서 알카리 폐액의 pH 농도를 실시간으로 검출하여, 후술하는 희석노즐(50)에 의한 물 공급량을 실시간으로 제어할 수 있도록 구비된다. 또한, 본 발명에 따른 희석노즐(50)은 상기 pH 센서(40) 측정값을 기준으로 교반실(21) 내부로 물을 투입하여, 알카리 폐액의 pH 농도를 설정 값으로 조절하도록 구비된다. 상기 희석노즐(50)은 밸브에 의해 물 출력량이 제어되고, 교반실(21)에 수용된 알카리 폐액 수면 위 또는 수중에서 물을 출력할 수 있도록 구비된다. 도 1과 같이 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 센싱을 통한 친환경 알카리 폐액 재활용 시스템을 살펴보면, 상기 상향격판(20)과 하향격판(30)이 교대로 배치되어 교반실(21) 내에 U형 유로(22)를 형성하고, 상기 U형 유로(22)의 출구 측에 pH 센서(40)가 설치되며, U형 유로(22) 입구 측에 희석노즐(50)이 배치된다. 그리고, 상기 희석노즐(50)을 통하여 공급되는 물은 U형 유로(22) 입구 측에서 알카리 폐액과 혼합된 상태로 U형 유로(22)를 타고 하향 이동하여 수중유로(31)를 통과한 후, 상향 이동되어 U형 유로(22) 출구 영역에서 pH 센서(40)에 의해 pH 농도가 검출되고, pH 검출 값을 제어부에서 실시간으로 연산하여 희석노즐(50)을 통하여 물 공급량을 실시간으로 제어하므로, 알카리 폐액이 설정된 농도로 희석되어 연속적으로 재생된다. 이때, 상기 처리조(10)의 입구(11)에 정량펌프(11a)가 설치되고, 상기 정량펌프(11a)를 통하여 알카리 폐액이 정량 공급되도록 구비됨에 따라 알카리 폐액의 pH 검출 값을 기준으로 희석노즐(50)을 통한 물 공급량을 효과적으로 제어하여 pH 농도 편차를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 처리조(10) 내에서 마지막 교반실(21)을 통과한 알카리 폐액은 저류실(23)을 경유하여 출구(12)로 배출된다. 그리고, 상기 저류실(23)은 마지막 교반실(21) 대비 낮은 수위로 알카리 폐액을 수용하며, 출구(12)와 대응하는 일측에 저류실(23) 대비 낮은 수위로 알카리 폐액을 수용 및 배수하는 오버트랩조(24)가 형성됨에 따라 알카리 폐액이 저류실(23)에 일정시간 머무르면서 이후 투입되는 알카리 폐액과 혼합되어 pH 평준화과정을 거치므로, 연속적으로 재생되는 알카리 재생액의 pH 농도 편차를 최소할 수 있다. 도 2에서, 상기 하향격판(30)은 직선가동모듈(60)에 의해 횡방향으로 이동되어 U형 유로(22)의 상, 하향 구간(22a)(22b) 폭을 서로 반비례하게 조절하도록 구비된다. 상기 직선가동모듈(60)은, 처리조(10) 상부에 설치되는 횡형 가이드(61)와, 횡형 가이드(61)에 설치되어 구동부에 의해 횡방향으로 직선 이동되고, 저면에 복수의 하향격판(30)이 연결되는 횡형 이송체(62)를 포함한다. 그리고, 상기 직선가동모듈(60)에 의해 하향격판(30)이 출구(12) 측으로 이동되어 U형 유로(22)의 하향 구간(22b) 대피 상향 구간(22a) 폭이 축소되면, 하향 구간(22b) 대피 상향 구간(22a) 수압이 증가되면서 U형 유로(22) 출구를 통하여 다음 교반실(21)로 이동되는 알카리 폐액 낙수 압력이 증가되도록 구비됨에 따라 낙수효과에 의한 알카리 폐액과 물 간에 교반(희석) 효율이 향상된