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KR102056184B1 - Apparatus for crystallization wastewater and method for crystallization wastewater - Google Patents

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KR102056184B1
KR102056184B1 KR1020190033714A KR20190033714A KR102056184B1 KR 102056184 B1 KR102056184 B1 KR 102056184B1 KR 1020190033714 A KR1020190033714 A KR 1020190033714A KR 20190033714 A KR20190033714 A KR 20190033714A KR 102056184 B1 KR102056184 B1 KR 102056184B1
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KR
South Korea
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tank
crystallization
separation
treated
diameter
Prior art date
Application number
KR1020190033714A
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Korean (ko)
Inventor
문철환
장정화
박변주
김지호
오세현
박재원
박종우
Original Assignee
주식회사 이피에스이앤이
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Publication date
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Abstract

Provided are a crystallization apparatus for water to be treated and a crystallization method therefor. The crystallization apparatus facilitates a crystallization reaction for ions to be removed or contaminants present in the water to be treated, and improves the efficiency of the crystallization reaction without the crystallized particles easily flowing out of a reactor, thereby greatly reducing the operating cost of the crystallization apparatus.

Description

처리대상수의 결정화장치 및 결정화방법 {Apparatus for crystallization wastewater and method for crystallization wastewater}Crystallization Apparatus and Crystallization Method of Treated Water {Apparatus for crystallization wastewater and method for crystallization wastewater}

본 발명은 처리대상수의 결정화장치 및 결정화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 처리대상수에 존재하는 오염물질 또는 제거하려는 이온에 대한 결정화 반응이 용이하고, 생성된 결정화입자가 반응장치 내에서 쉽게 유출되지 않고 결정화 반응의 효율을 개선함으로써, 결정화장치의 운전비용을 크게 저감시키는 처리대상수의 결정화장치 및 결정화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a crystallization apparatus and a crystallization method of the water to be treated, more specifically, the crystallization reaction to the pollutants or ions to be removed in the water to be treated is easy, and the resulting crystallized particles are easily The present invention relates to a crystallization apparatus and a crystallization method of water to be treated, which significantly reduce the running cost of a crystallization apparatus by improving the efficiency of the crystallization reaction without flowing out.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다. The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute a prior art.

액상 물질 또는 폐수 등의 처리대상수(원수)에 존재하는 오염물질 또는 이온의 결정화는 적절한 pH와 결정 형성에 필요한 약품(이하, 결정화제라고도 함)의 주입으로 일어난다. 입상 형태의 반응조에 결정이 형성될 수 있도록 반응물질(seed라고 함)을 충진하고 하부에서 상부로 처리대상수를 유입시키면 충진물질은 부력에 의해 반응조 내에서 유동한다. 이러한 반응기 구조를 유동상 반응기(fluidized bed reactor, FBR)라고 하며, 결정화에 적합한 반응기로 알려져 있다.Crystallization of contaminants or ions present in treated water (raw water), such as liquid materials or wastewater, occurs by injection of chemicals (hereinafter referred to as crystallization agents) necessary for proper pH and crystal formation. When the reactants (called seeds) are filled to form crystals in the granular reactor and the treated water is introduced from the lower part to the upper part, the packing material flows in the reactor by buoyancy. This reactor structure is called a fluidized bed reactor (FBR) and is known as a suitable reactor for crystallization.

일예로, FBR은 미세입자가 상부로 이동하여 외부로 빠져나가는 것을 방지하도록 최하단에 채취 섹션(harvesting section)이 있고, 그 상부에 하나 또는 두 개의 연속 섹션을 포함하는 컬럼으로 구성되며, 상부의 연속 섹션은 하부 섹션보다 횡단 면적이 크고 대체로 수직 방향으로 설치하여 미세입자가 상부로 이동하여 외부로 유출되는 것을 방지하고자 하였으나, 미세입자의 유출을 효과적으로 예방할 수 없어 반응조 내부에서 큰 결정으로 성장할 수 있는 시드가 충분히 존재하지 않고 유출 처리수에 미세입자가 포함되어 있어 이를 제거하기 위한 침전시설이 별도로 필요한 단점이 있다.In one example, the FBR has a harvesting section at the bottom to prevent the fine particles from moving upward and outward, and consists of a column comprising one or two continuous sections thereon, the top continuous The section has a larger cross-sectional area than the lower section and is generally installed in a vertical direction to prevent the microparticles from moving upward and outflow. However, the seed can grow into large crystals inside the reactor because it cannot effectively prevent the outflow of the microparticles. Does not exist sufficiently and contains fine particles in the effluent treated water, there is a disadvantage that a separate sedimentation facility for removing them is required.

이에 결정화 반응에서 효과적인 반응을 위해서는 미세 입자가 지속적으로 생성되도록 하고, 이러한 미세입자가 외부 유출 없이 장치 내에서 처리대상수 및 주변의 미세 입자와 반응하도록 유도할 수 있는 장치가 필요하다. In order to effectively react in the crystallization reaction, there is a need for an apparatus capable of continuously generating fine particles and inducing such microparticles to react with the treated water and surrounding fine particles in the apparatus without external leakage.

미국등록특허 제7622047호US Patent No. 7622047

본 발명자들은 유체의 흐름을 전부 층류 흐름이 되도록 장치를 제작하는 경우 유체의 이동속도가 느리므로 충분한 교반이 발생하지 않아 결정이 생성되지 않고, 역으로 유체의 흐름을 전부 난류 흐름이 되도록 장치를 제작하는 경우 유체의 이동속도가 빨라서 미세입자가 체류하지 않고 유출수와 함께 배출되는 점에 착안하여, 결정화장치를 설계하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The inventors of the present invention fabricate the device so that the fluid flow is a laminar flow, so that the fluid is slow in moving, so that sufficient agitation does not occur and crystals are not generated. In this case, the flow rate of the fluid is high, and the microparticles do not stay and are discharged together with the effluent. Thus, the crystallization apparatus has been designed and the present invention has been completed.

즉, 본 발명은 결정화 반응이 일어나는 영역과 고액 분리반응이 일어나는 영역, 그리고 침전반응이 일어나는 영역별로 상이한 유체 흐름을 갖도록 설계함으로써, 결정화 반응이 용이하고, 결정화 반응에 의해 생성된 미세입자가 외부 유출 없이 장치 내부에 효과적으로 유지되어 미세결정으로 성장시키는 처리대상수의 결정화장치 및 결정화방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. That is, the present invention is designed to have a different fluid flow for each of the crystallization reaction zone, solid-liquid separation reaction zone, and precipitation reaction zone, so that the crystallization reaction is easy, and the fine particles produced by the crystallization reaction outflow It is an object of the present invention to provide a crystallization apparatus and a crystallization method of water to be treated to be effectively maintained inside the apparatus to grow into microcrystals.

본 발명에 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다. Still other objects not specified in the present invention may be further considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치는, In order to solve the above problems, the crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention,

내부에 시드가 충진되어, 오염물질 또는 이온을 포함하는 처리대상수와 결정화제가 난류상에서 반응하여 상기 시드 표면상에 결정화되며, 상기 시드 상에서 결정화되지 않은 반응물은 미세입자로 생성되는 반응조; A reaction tank in which a seed is filled inside, and the water to be treated containing contaminants or ions and a crystallization agent are reacted in a turbulent phase and crystallized on the surface of the seed, and the reactant which is not crystallized on the seed is produced as microparticles;

상기 반응조 상부에 구비되며, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자를 상기 반응조로 반송시키도록 층류 및 난류가 공존하는 분리조; 및 A separation tank provided on the reaction tank and having laminar flow and turbulent flow coexisting to return some of the fine particles rising by buoyancy to the reaction tank; And

상기 분리조 상부에 구비되며, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자가 유출되지 않도록 층류를 발생시켜 상기 미세입자를 침전시키는 침전조;를 포함한다. And a sedimentation tank provided on the separation tank and generating laminar flow so that some of the microparticles rising by buoyancy do not flow out to precipitate the microparticles.

또한, 상기 반응조의 시드는 하부로부터 상부로 갈수록 점점 크기가 작아지는 것일 수 있다.In addition, the seed of the reaction tank may be to gradually decrease in size from the bottom to the top.

또한, 상기 반응조의 시드의 상부에 존재하는 미세입자는 시간의 경과에 따라 상기 미세입자 표면상에 결정화가 이루어져 상기 시드로 성장하는 것일 수 있다.In addition, the microparticles present on the top of the seed of the reactor may be grown to the seed by crystallization on the surface of the microparticles over time.

또한, 상기 반응조, 분리조, 침전조는 각각 원통형이고, 상기 반응조의 직경은 상기 분리조의 직경보다 작고, 상기 분리조의 직경은 상기 침전조의 직경보다 작은 것일 수 있다. In addition, the reaction tank, the separation tank, the settling tank are each cylindrical, the diameter of the reaction tank is smaller than the diameter of the separation tank, the diameter of the separation tank may be smaller than the diameter of the precipitation tank.

또한, 상기 분리조는 수직 방향으로 연장된 원통형 관 형태를 가지고, 상기 관을 중심축으로 하여 수평 방향으로 연장 형성되는 복수의 돌출부재를 갖는 것일 수 있다. In addition, the separation tank may have a cylindrical tube shape extending in the vertical direction, and may have a plurality of protruding members extending in the horizontal direction with the tube as the central axis.

또한, 상기 복수의 돌출부재는 아랫부분에 직경이 좁은 돌출부재들이 위치하고, 윗부분에 직경이 넓은 돌출부재들이 위치하거나, 또는 직경이 좁은 돌출부재와 직경이 넓은 돌출부재가 교대로 혼재하는 형태일 수 있다. In addition, the plurality of protruding members may have a shape in which narrow protruding members are located at a lower portion, wide protruding members are positioned in an upper portion, or a narrow protruding member and a wide protruding member are alternately mixed. .

또한, 상기 반응조 내 유체 흐름은 하기 식 1로 계산된 값이 4,000 초과인 것일 수 있다. In addition, the fluid flow in the reactor may be a value calculated by Equation 1 below 4,000.

[식 1][Equation 1]

Re1 = D1V1ρ/μRe 1 = D 1 V 1 ρ / μ

(여기서, D1은 반응조의 직경(m)이고, V1는 반응조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Wherein D 1 is the diameter of the reactor (m), V 1 is the flow rate of the reactor (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ), and μ is the viscosity (kg / ms).)

또한, 상기 분리조 내 유체 흐름은 하기 식 2로 계산된 값이 2,100 초과 내지 4,000 이하인 것일 수 있다. In addition, the fluid flow in the separation tank may be a value calculated by Equation 2 below 2,100 to less than 4,000.

[식 2][Equation 2]

Re2 = D2V2ρ/μRe 2 = D 2 V 2 ρ / μ

(여기서, D2은 분리조의 직경(m)이고, V2는 분리조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Where D 2 is the diameter of the separation vessel (m), V 2 is the flow velocity of the separation vessel (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ) and μ is the viscosity (kg / ms).)

또한, 상기 침전조 내 유체 흐름은 하기 식 3으로 계산된 값이 2,100 이하인 것일 수 있다.In addition, the fluid flow in the settling tank may be a value calculated by Equation 3 below 2,100.

[식 3][Equation 3]

Re3 = D3V3ρ/μRe 3 = D 3 V 3 ρ / μ

(여기서, D3은 침전조의 직경(m)이고, V3는 침전조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Where D 3 is the diameter of the settling tank (m), V 3 is the flow rate of the settling tank (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ) and μ is the viscosity (kg / ms).)

또한, 상기 분리조와 상기 침전조간 연결부위 내 유체 흐름은 하기 식 4로 계산된 값이 2,100 이하인 것일 수 있다.In addition, the fluid flow in the connection between the separation tank and the settling tank may be a value calculated by Equation 4 below 2,100.

[식 4][Equation 4]

Re4 = D4V4ρ/μRe 4 = D 4 V 4 ρ / μ

(여기서, D4는 분리조 상부 또는 침전조의 직경(m)이고, V4는 분리조 상부 또는 침전조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Wherein D 4 is the diameter of the top of the separation tank or settling tank (m), V 4 is the flow rate of the top of the separation tank or settling tank (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ), μ is the viscosity ( kg / ms).

또한, 상기 분리조의 선속도는 침전조의 선속도 기준으로 4.5배 이상 20배 미만이고, 상기 반응조의 선속도는 침전조의 선속도 기준으로 10~25배이고, 분리조의 상부 선속도는 침전조의 선속도와 같거나 클 수 있다.In addition, the linear velocity of the separation vessel is 4.5 times or more based on the linear velocity of the sedimentation tank is less than 20 times, the linear velocity of the reaction vessel is 10 to 25 times the linear velocity of the sedimentation vessel, the upper linear velocity of the separation vessel and the linear velocity of the sedimentation vessel It can be equal or greater.

또한, 상기 침전조의 선속도는 1~7m/hr 범위 내일 수 있다. In addition, the linear velocity of the settling tank may be in the range of 1 ~ 7m / hr.

또한, 상기 처리대상수는 원수 유입부를 통해 상기 반응조의 하부측으로 공급되는 불산 함유 폐수, 인 함유 폐수, 금속 함유 폐수, 암모니아 함유 폐수, 저염수, 혐기소화 공정 오폐수 또는 경도물질 함유폐수일 수 있다. In addition, the treatment target water may be hydrofluoric acid-containing wastewater, phosphorus-containing wastewater, metal-containing wastewater, ammonia-containing wastewater, low salt water, anaerobic digestion process wastewater or hardness material-containing wastewater supplied to the lower side of the reactor through the raw water inlet.

또한, 상기 결정화제는 약품 유입부를 통해 상기 반응조의 하부측으로 공급되며, 나트륨화합물(예, NaOH), 칼슘화합물(예, CaCl2), 마그네슘화합물(예, MgCl2) 및 인산염인화합물(예, AlPO4) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. In addition, the crystallization agent is supplied to the lower side of the reactor through the chemical inlet, sodium compounds (eg NaOH), calcium compounds (eg CaCl 2 ), magnesium compounds (eg MgCl 2 ) and phosphate compounds (eg, AlPO 4 ) may be used one or more selected from.

또한, 상기 결정화장치는 분리조의 유체 일부를 약품 주입구에 연결된 내부 반송관을 통해 반응조로 순환시키는 것일 수 있다. In addition, the crystallization apparatus may be to circulate a part of the fluid of the separation tank to the reaction tank through the inner conveying pipe connected to the chemical inlet.

본 발명의 다른 실시예에 따른 결정화 방법은 전술한 결정화장치를 사용하여 처리대상수를 결정화하는 방법으로서, The crystallization method according to another embodiment of the present invention is a method of crystallizing the number of objects to be treated using the above-described crystallization device,

반응조의 내부에 시드가 충진되는 시드 충진단계;A seed filling step in which seeds are filled in the reactor;

상기 반응조에서 오염물질 또는 이온을 포함하는 처리대상수와 결정화제가 난류상에서 반응하여 상기 시드 표면상에 결정화되며, 상기 시드 상에서 결정화되지 않은 반응물은 미세입자로 생성되는 반응단계; A reaction step in which the water to be treated containing contaminants or ions and a crystallization agent react in a turbulent phase and crystallized on the seed surface, and the reactants not crystallized on the seed are formed as fine particles;

부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자를 층류 및 난류가 공존하는 흐름으로 상기 반응조로 반송시키는 분리단계; 및 A separation step of returning some of the fine particles rising by buoyancy to the reactor in a stream in which laminar and turbulent flows together; And

부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자가 유출되지 않도록 층류를 발생시켜 상기 미세입자를 침전시키는 침전단계;를 포함한다. It includes; a precipitation step of generating a laminar flow to precipitate the fine particles so that some of the fine particles rising by buoyancy does not flow out.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 결정화 장치 내 유체 흐름을 전부 층류 흐름이 되거나, 전부 난류 흐름이 되도록 제작하는 대신, 결정화 반응이 주로 일어나는 영역과 고액 분리반응이 주로 일어나는 영역, 그리고 침전반응이 주로 일어나는 영역 별로 상이한 유체 흐름을 갖도록 결정화장치를 설계함으로써, 결정화 반응이 용이하고, 결정화 반응에 의해 생성된 미세입자가 외부 유출 없이 장치 내부에 효과적으로 유지되어 미세결정으로 성장시키는 처리대상수의 결정화장치 및 결정화방법을 제공하는 효과가 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, instead of fabricating the fluid flow in the crystallization apparatus to be all laminar flow or all turbulent flow, the region in which the crystallization reaction mainly occurs and the region in which the solid-liquid separation reaction mainly occurs, The crystallization apparatus is designed to have a different fluid flow for each region where the precipitation reaction is mainly performed, so that the crystallization reaction is easy and the microparticles generated by the crystallization reaction are effectively maintained inside the apparatus without external leakage and grow into microcrystals. There is an effect of providing a crystallization apparatus and a crystallization method of the number.

또한, 유체 흐름의 제어가 잘 되어 반응기의 운전에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.In addition, the control of the fluid flow is well controlled to minimize the influence on the operation of the reactor.

여기서 명세적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다. Even if the effects are not mentioned here in detail, the effects described in the following specification and the tentative effects expected by the technical features of the present invention are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치의 분리조에 적용가능한 형태들을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치에서 반응조와 분리조의 연결 부위로서 적용가능한 형태들을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치에서 분리조와 침전조의 연결 부위로서 적용가능한 형태들을 예시한 도면이다.
1 is a view showing a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating forms applicable to a separation tank of a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating forms applicable as a connection site of a reaction vessel and a separation vessel in a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating the forms applicable to the connection portion of the separation tank and the settling tank in the crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 결정화장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조 부호는 동일한 부재임을 나타낸다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the crystallization apparatus which concerns on this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In addition, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals in the drawings indicate like elements.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있거나 "구비되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 구비되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "equipped" to another component, it is to be understood that the component may be directly connected to or provided with the other component, but there may be other components in between. something to do.

이하의 설명에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms used in the following description, such as first and second, may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

제1 측면First side

본 발명의 제1 측면은 결정화장치에 관한 것이다. A first aspect of the invention relates to a crystallization apparatus.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치(10)는 반응조(100), 분리조(200), 침전조(300), 원수 유입부(400), 약품 유입부(500), 내부 반송관(600), 처리수 배출부(700)을 포함한다. Referring to Figure 1, the crystallization apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is a reaction tank 100, separation tank 200, settling tank 300, raw water inlet 400, chemical inlet 500, It includes an inner conveying pipe 600, the treated water discharge portion 700.

상기 반응조(100), 분리조(200), 침전조(300)는 각각 원통형이고, 상기 반응조(100)의 직경은 상기 분리조(200)의 직경보다 작고, 상기 분리조(200)의 직경은 상기 침전조(300)의 직경보다 작은 것이 본 발명에서 결정화 반응 효율 및 분리 효율을 극대화할 수 있어 바람직하다. The reactor 100, the separation tank 200, the settling tank 300 are each cylindrical, the diameter of the reaction tank 100 is smaller than the diameter of the separation tank 200, the diameter of the separation tank 200 is Smaller than the diameter of the precipitation tank 300 is preferred in the present invention can maximize the crystallization reaction efficiency and separation efficiency.

상기 반응조(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치(10)에서 내부에 시드가 충진되고, 원수 유입부(400)를 통해 공급되는 오염물질 또는 이온을 포함하는 처리대상수(원수)와 약품 유입부(500)를 통해 공급되는 결정화제와 같은 약품이 난류상에서 반응하여 상기 시드 표면상에 결정화되며, 상기 시드 상에서 결정화되지 않은 반응물은 미세입자로 생성되는 결정화 반응이 일어나는 베이스 반응기에 해당한다. The reaction tank 100 is seeded in the crystallization device 10 according to an embodiment of the present invention, the target water (raw water) containing contaminants or ions supplied through the raw water inlet 400 And a chemical agent such as a crystallization agent supplied through the chemical inlet 500 reacts in a turbulent phase to crystallize on the seed surface, and the non-crystallized reactant on the seed corresponds to a base reactor in which a crystallization reaction is generated as microparticles. do.

상기 반응조(100)의 시드는 하부로부터 상부로 갈수록 점점 크기가 작아지게 된다. The seed of the reactor 100 becomes smaller in size from the bottom to the top.

상기 반응조(100)의 시드의 상부에 존재하는 미세입자는 시간의 경과에 따라 상기 미세입자 표면상에 결정화가 이루어져 상기 시드로 성장하게 된다. Microparticles present on the top of the seed of the reactor 100 is crystallized on the surface of the microparticles over time to grow into the seed.

즉, 적절한 pH에서 원소와의 화학 반응으로 형성된 최초의 결정은 수um 정도의 미세 입자로, 상향류에 의한 부력과 중력이 균형을 이루는 지점에 머무른다. 미세입자들은 주입된 원소 또는 주변 미세입자들과 지속적으로 반응하여 입경이 점차 커짐에 따라 부력이 중력보다 작아져서 하부로 이동한다. 이렇게 처리하고자 하는 오염물질이 포함된 폐수 또는 액상 물질과 약품을 계속 주입하면 미세 입자 결정이 형성되고, 이들 입자의 성장과 하부로의 이동 현상이 하나의 장치 내에서 지속적으로 발생한다. That is, the first crystal formed by chemical reaction with the element at an appropriate pH is a few microns of fine particles, and stays at the point where the buoyancy and gravity due to the upflow are balanced. The microparticles continuously react with the injected element or the surrounding microparticles, and as the particle diameter gradually increases, the buoyancy becomes smaller than gravity and moves downward. The continuous injection of wastewater or liquid substances and chemicals containing the contaminants to be treated thus form fine grain crystals, and the growth and migration of these particles continuously occurs in one device.

하부로 이동한 결정은 결정화장치의 반응조 하부에서 액상 물질 및 폐수, 주입된 약품과의 반응으로 입경이 계속 증가하면 결정화된 미세 입자를 흡착하면서 성장하여 시드가 되므로, 결정화 반응조의 운전 시작시 시드를 일회성 주입하면 별도의 시드를 주입하지 않아도 결정화 반응이 지속적으로 일어난다. The crystals moved to the lower part are grown and seeded by adsorbing the crystallized fine particles when the particle size continues to increase due to the reaction of liquid substance, waste water and injected chemicals in the lower part of the reaction tank of the crystallization device. In one-time injection, the crystallization reaction continues without injecting a separate seed.

시드는 일정한 크기(또는 일정한 주기)가 되면 결정화장치 하부를 통해 생성된 결정을 추출하고 반응조 내의 충진물의 양과 부피를 일정하게 유지한다. When the seed is of constant size (or constant cycle), the crystals produced through the lower part of the crystallizer are extracted and the amount and volume of the filling in the reactor are kept constant.

앞서 말한 결정화 반응에서 안정적이고 효율적인 결정화 운전을 위해서는 결정화 반응이 일어나는 베이스가 되는 반응조에서 미세입자를 안정적으로 유지할 수 있는 장치가 필요하다. 본 발명은 반응조에서 전달된 유체에서 고액 분리가 일어나는 구간인 분리조에서 미세입자들이 과량 존재하는 것을 방지하고 반응조내 미세입자를 안정적으로 유지할 수 있다.For the stable and efficient crystallization operation in the above-mentioned crystallization reaction, an apparatus capable of stably maintaining the fine particles in the reaction vessel in which the crystallization reaction occurs is required. The present invention can prevent the microparticles from being present in the separation tank, which is a section where solid-liquid separation occurs in the fluid delivered from the reaction tank, and can stably maintain the fine particles in the reaction tank.

구체적으로, 미세입자는 입자 자체 무게의 의한 침강력(Fg = π/6Dp 3pw)g)과 하부에서 상부로 이동하는 유체의 부력(F=3πμDpv)에 따라 침강하거나 상승한다. 따라서 미세입자의 외부 유출 방지를 위해서는 부력보다 침강력이 커야 하며, 이를 위해 입자의 무게가 증가(밀도의 증가)하거나 부력을 약화시켜야 한다. 이중에서 입자의 무게 증가는 단시간 내에 이루어질 수 없으므로 부력을 약화시키는 것이 효과적이다. Specifically, the fine particles settle or rise depending on the sedimentation force (Fg = π / 6D p 3pw ) g) of the particle's own weight and the buoyancy (F = 3πμDpv) of the fluid moving from the bottom to the top. do. Therefore, in order to prevent the outflow of fine particles, the sedimentation force must be greater than buoyancy, and for this purpose, the weight of the particles must be increased (density increase) or the buoyancy must be weakened. Among them, it is effective to weaken the buoyancy because the weight increase of the particles cannot be achieved in a short time.

이를 위해 유체의 선속도(v)를 감소시켜야 하는데, 유량이 동일할 때 단면적이 증가하면 선속도는 감소(Q = A1V1 = A2V2에서 A1<A2인 경우 V1>V2)하므로 부력을 약화시킬 수 있으며, 선속도의 차이가 클수록(즉, V1》V2) 더 작은 입자의 분리가 가능하다. If you need to reduce the linear velocity of the fluid (v) To this end, when the increase in cross-sectional area when the flow rate is equal to the linear speed is decreased (Q = A 1 V 1 = V 2 A 2 in A is 1 <A 2 V 1> V 2 ), so that the buoyancy can be weakened, and the larger the difference in linear velocity (ie, V 1 >> V 2 ), the smaller particles can be separated.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 분리조는 난류영역(또는 천이영역)과 층류영역이 공존하도록 구성한 것으로, 도 2(a)에서 나타내듯이, 난류-층류가 반복되도록 반응조를 구성하되, 상부로 갈수록 난류층과 층류층의 선속도 차이를 최대화하기 위해서 층류층의 직경을 더욱 크게 하는 것이 바람직하다. Therefore, the separation tank according to the embodiment of the present invention is configured to coexist with the turbulent region (or the transition region) and the laminar flow region, and as shown in FIG. 2 (a), the reactor is configured to repeat the turbulence-laminar flow, but the turbulence toward the top. In order to maximize the linear velocity difference between the layer and the laminar flow layer, it is desirable to further increase the diameter of the laminar flow layer.

또한, 상부로 갈수록 직경이 균일하게 증가하는 형태(도 2(b) 참조) 또는 상부에서 직경이 급격하게 증가하는 형태(도 2(c) 참조) 등 하부는 난류이고 상부로 갈수록 층류로 변형되는 모든 형태를 포함할 수 있다. In addition, the lower part is turbulent and the upper part deforms into a laminar flow toward the upper part, such as a shape in which the diameter increases uniformly toward the upper part (see FIG. 2 (b)) or a rapidly increasing diameter in the upper part (see FIG. 2 (c)). All forms can be included.

상기 반응조(100) 내 유체 흐름은 하기 식 1로 계산된 값이 4,000 초과인 것이 결정화 반응에 의해 생성된 미세입자가 외부 유출 없이 장치 내부에 효과적으로 유지되면서 미세결정으로 성장시킬 수 있어 바람직하다. The fluid flow in the reactor 100 is preferably a value calculated by the following Equation 1 is more than 4,000 because the microparticles produced by the crystallization reaction can be grown into microcrystals while effectively maintaining the inside of the device without an external outflow.

[식 1][Equation 1]

Re1 = D1V1ρ/μRe 1 = D 1 V 1 ρ / μ

(여기서, D1은 반응조의 직경(m)이고, V1는 반응조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Wherein D 1 is the diameter of the reactor (m), V 1 is the flow rate of the reactor (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ), and μ is the viscosity (kg / ms).)

본 명세서에서 사용하는 용어 밀도와 점도는 달리 특정되지 않는 한, 밀도는 20℃에서 물의 밀도인 998.23kg/m3를 지칭하고, 점도는 0.001016kg/m.s를 지칭한다. As used herein, the terms density and viscosity, unless otherwise specified, refer to 998.23 kg / m 3 , the density of water at 20 ° C., and viscosity to 0.001016 kg / ms.

본 발명에서 사용되는 처리대상수는 원수 유입부(400)를 통해 상기 반응조(100)의 하부측으로 공급되며, 결정화에 의해 처리가능한 오염물질 또는 이온을 포함하는 액상 물질 또는 각종 폐수 등일 수 있고, 일례로 불산 함유 폐수, 인 함유 폐수, 금속 함유 폐수, 암모니아 함유 폐수, 경도물질 함유폐수일 수 있다.Water to be used in the present invention is supplied to the lower side of the reaction tank 100 through the raw water inlet 400, and may be a liquid material or various wastewater containing contaminants or ions that can be treated by crystallization, and the like. For example, the hydrofluoric acid-containing wastewater, phosphorus-containing wastewater, metal-containing wastewater, ammonia-containing wastewater, and hard material-containing wastewater may be used.

상기 오염물질 또는 제거하려는 이온은 이에 한정하는 것은 아니나, 불소, 암모니아, Ca2+, Mg2+, F- 등을 포함할 수 있다. The contaminants or ions to be removed may include, but are not limited to, fluorine, ammonia, Ca 2+ , Mg 2+ , F , and the like.

상기 결정화제는 약품 유입부(500)를 통해 상기 반응조(100)의 하부측으로 공급되되 모래와 함께 주입되는 것이 바람직하며, 결정화제는 처리대상수에 포함된 오염물질 또는 이온의 종류에 따라 가변 가능한 것으로, NH4 +, Ca2+, Mg2+, F- 등의 이온을 포함한 경우 결정화제로는 나트륨화합물(NaOH), 칼슘화합물(예, CaCl2), 마그네슘화합물(예, MgCl2) 및 인산염인화합물(예, AlPO4) 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 적절한 pH 조절과 결정화를 수행할 수 있어 바람직하다.The crystallization agent is supplied to the lower side of the reaction tank 100 through the chemical inlet 500 is preferably injected with sand, the crystallization agent is variable depending on the type of pollutants or ions contained in the water to be treated In the case of containing ions such as NH 4 + , Ca 2+ , Mg 2+ , F , the crystallization agent may include sodium compound (NaOH), calcium compound (eg CaCl 2 ), magnesium compound (eg MgCl 2 ) and phosphate It is preferable to use at least one selected from phosphorus compounds (eg AlPO 4 ) because it can perform proper pH adjustment and crystallization.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치의 분리조(200)에 적용가능한 형태들을 예시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating forms applicable to the separation tank 200 of the crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.

분리조(200)는 상기 반응조(100) 상부에 구비되며, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자를 상기 반응조(100)로 반송시키도록 층류 및 난류가 공존하며, 반송된 미세입자들이 반응조(100)에서 재차 결정화 반응에 사용되도록 한다. Separation tank 200 is provided on the reaction tank 100, the laminar flow and turbulence coexist so as to convey some of the fine particles rising by buoyancy to the reaction tank 100, the returned fine particles are reaction tank (100) ) To be used again in the crystallization reaction.

미세입자는 입자 자체의 무게에 의한 침강력과 하부에서 상부로 이동하는 유체의 부력에 따라 침강하거나 상승하게 되는데, 미세입자의 외부 유출 방지를 위해서는 부력보다 침강력이 커야 한다. The fine particles are settled or raised depending on the sedimentation force by the weight of the particles themselves and the buoyancy of the fluid moving from the bottom to the top, the sedimentation force must be greater than the buoyancy to prevent the outflow of the microparticles.

침강력을 크게 하기 위해서는 입자의 무게가 증가(밀도 증가)하거나 부력을 약화시켜야 하는데, 입자의 무게 증가가 단시간 내에 이루어질 수 없으므로 부력을 약화시키는 것이 효과적이다. In order to increase the sedimentation force, the weight of the particles must be increased (density increase) or the buoyancy must be weakened. Since the weight increase of the particles cannot be made within a short time, it is effective to weaken the buoyancy.

부력 약화를 위해서 유체의 선속도(v)를 감소시켜야 하며, 유량이 동일할 때 단면적이 증가하면 선속도는 감소하므로 부력을 약화시킬 수 있으며, 선속도의 차이가 클수록 더 작은 입자의 분리가 가능하다. To reduce the buoyancy, the linear velocity (v) of the fluid should be reduced.If the cross-sectional area is increased at the same flow rate, the linear velocity decreases, so the buoyancy can be weakened, and the larger the difference in linear velocity, the smaller the particles can be separated. Do.

분리조(200)는 이러한 원리를 이용하여 난류영역(또는 천이영역)과 층류영역이 공존하도록 구성하는 것이 바람직하다. The separation tank 200 is preferably configured to coexist with the turbulent region (or transition region) and the laminar flow region using this principle.

도 2의 (a), (b), (c)는 본 발명의 일 실시예로서 사용하기에 적절한 분리조(200)의 형태들을 예시적으로 나타낸 도면이다. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) are diagrams exemplarily showing shapes of the separation tank 200 suitable for use as an embodiment of the present invention.

분리조(200)는 장치의 수직 방향으로 연장된 관 형태를 가지고, 상기 관을 중심축으로 하여 수평 방향으로 연장 형성되는 복수의 돌출부재를 갖거나, 관의 아랫부분이 좁고 윗부분으로 갈수록 직경이 넓어지는 형태를 가지는 것이 바람직하다. Separation tank 200 has a form of a tube extending in the vertical direction of the device, having a plurality of protruding members extending in the horizontal direction about the tube as a central axis, or the lower portion of the tube is narrower and the diameter toward the upper portion It is preferable to have a form which widens.

도 2의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리조(210)는 반응장치의 수직 방향으로 연장된 관 형태를 가지고, 상기 관을 중심축으로 하여 수평 방향으로 연장 형성되는 복수의 돌출부재를 갖는 형태를 나타낸다. Referring to Figure 2 (a), the separation tank 210 according to an embodiment of the present invention has a tubular shape extending in the vertical direction of the reaction apparatus, is formed extending in the horizontal direction with the tube as the central axis The form which has a some protrusion member is shown.

상기 복수의 돌출부재는 아랫부분에 직경이 좁은 돌출부재들이 위치하고, 윗부분에 직경이 넓은 돌출부재들이 위치하거나, 또는 직경이 좁은 돌출부재와 직경이 넓은 돌출부재가 교대로 혼재하는 형태를 가질 수 있다.The plurality of protruding members may have a shape in which narrow protruding members are located at a lower portion thereof, a wide protruding member is located at an upper portion thereof, or a narrow protruding member and a wide protruding member are alternately mixed.

일례로, 상기 직경이 좁은 돌출부재는 관의 직경 대비 1.5배 이상의 직경을 갖는 동시에 분리조의 평균 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.For example, the narrow projecting member may have a diameter of 1.5 times or more than the diameter of the tube and at the same time have a diameter smaller than the average diameter of the separation tank.

일례로, 상기 직경이 넓은 돌출부재는 관의 직경 대비 2배 이상의 직경을 갖는 동시에 분리조의 평균 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. In one example, the wide diameter protruding member may have a diameter greater than twice the diameter of the tube and at the same time larger than the average diameter of the separation tank.

도 2의 (a)에 따르면, 난류 흐름 분리조(210a, 220a, 230a)와 층류 흐름 분리조(210b, 220b, 230b)를 교대로 반복하여 포함하는 것이 바람직하며, 구체적인 이유는 후술한다. According to (a) of FIG. 2, it is preferable to alternately include the turbulent flow separation tanks 210a, 220a, 230a and the laminar flow separation tanks 210b, 220b, 230b alternately, and specific reasons will be described later.

여기서 난류 흐름 분리조(210a 220a, 230a)는 너비(D1)가 서로 동일한 형태를 갖고, 상기 층류 흐름 분리조(210b, 220b, 230b)는 각각의 너비를 차례로 D2, D3, D4라 할 때 일례로 D2 = D4 > D3 이어도 되고, D2 > D3 = D4 이어도 되며, D2 = D3 > D4 이어도 되지만, D4 > D3 > D2의 관계를 만족하는 것이 처리대상수의 순환 비율을 제어하면서 입자들의 크기 분류를 강화할 수 있어 보다 바람직하다. Here, the turbulent flow separation tanks 210a 220a and 230a have the same width D1, and the laminar flow separation tanks 210b, 220b, and 230b each have the width D2, D3, and D4 in order. D2 = D4> D3, D2> D3 = D4, D2 = D3> D4, but satisfying the relationship of D4> D3> D2 controls the classification of particles while controlling the rate of circulation It can strengthen and is more preferable.

또한, 상기 D1과 D2는 D1 < D2의 관계를 만족하는 것이 층류 흐름과 난류 흐름을 교대로 발현하기에 바람직하다. In addition, it is preferable that D1 and D2 satisfy the relationship of D1 <D2 so as to alternately express laminar flow and turbulent flow.

도 2의 (b) 및 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리조(220)는 반응장치의 수직 방향으로 연장된 관 형태를 가지고, 관의 아랫부분이 좁고 윗부분으로 갈수록 직경이 넓어지는 형태를 나타낸 것으로, (b) 도면은 균일하게 증가하는 형태를, 그리고 (c) 도면은 급격한 상부의 직경 증가를 나타낸다. Referring to Figure 2 (b) and (c), the separation tank 220 according to an embodiment of the present invention has a tube form extending in the vertical direction of the reactor, the lower portion of the tube is narrower toward the upper portion The diameter is shown to be wide, (b) the figure shows a uniformly increasing shape, and (c) the figure shows a sudden increase in the diameter of the upper portion.

상기 분리조(200)에서 유체 흐름은 상기 반응조(100)와 연결된 부위로부터 상기 침전조(300)와 연결된 부위로 갈수록 층류 흐름이 난류 흐름보다 큰 흐름 구배를 갖거나 교대층 흐름을 갖는 것이 분리 효율을 극대화하기에 바람직하다. Fluid flow in the separation tank 200 has a flow gradient larger than the turbulent flow or alternating layer flow from the portion connected to the reaction tank 100 to the portion connected to the settling tank 300 has separation efficiency It is desirable to maximize.

즉, 상기 분리조 내 유체 흐름은 하기 식 2로 계산된 값이 2,100 초과 내지 4,000 이하인 것이 결정화 반응에 의해 생성된 미세입자가 외부 유출 없이 장치 내부에 효과적으로 유지되면서 미세결정으로 성장시킬 수 있어 바람직하다. That is, the fluid flow in the separation tank is preferably a value calculated by Equation 2 above 2,100 to 4,000 or less because the microparticles produced by the crystallization reaction can be effectively grown in the microcrystals while maintaining the inside of the apparatus without an external outflow. .

[식 2][Equation 2]

Re2 = D2V2ρ/μRe 2 = D 2 V 2 ρ / μ

(여기서, D2은 분리조의 직경(m)이고, V2는 분리조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Where D 2 is the diameter of the separation vessel (m), V 2 is the flow velocity of the separation vessel (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ) and μ is the viscosity (kg / ms).)

또는, 상기 분리조와 상기 침전조간 연결부위 내 유체 흐름은 하기 식 4로 계산된 값이 2,100 이하인 것이 결정화 반응에 의해 생성된 미세입자가 외부 유출 없이 장치 내부에 효과적으로 유지되면서 미세결정으로 성장시킬 수 있어 바람직하다. Alternatively, the fluid flow in the connection portion between the separation tank and the settling tank has a value calculated by Equation 4 below 2,100 so that the microparticles produced by the crystallization reaction can be grown into microcrystals while effectively maintaining the inside of the device without external leakage. desirable.

[식 4][Equation 4]

Re4 = D4V4ρ/μRe 4 = D 4 V 4 ρ / μ

(여기서, D4는 분리조 상부 또는 침전조의 직경(m)이고, V4는 분리조 상부 또는 침전조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Wherein D 4 is the diameter of the top of the separation tank or settling tank (m), V 4 is the flow rate of the top of the separation tank or settling tank (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ), μ is the viscosity ( kg / ms).

여기서 사용하는 용어 분리조(200)의 상부는, 달리 특정하지 않는 한 분리조(200)와 침전조(300)가 연결되는 부분을 지칭한다. As used herein, the upper portion of the separation tank 200 refers to a portion where the separation tank 200 and the settling tank 300 are connected unless otherwise specified.

분리조에는 분리조(200)에서 추출된 일부 유체를 상기 약품유입부(500)로 순환시키는 내부 반송관(600)이 구비된 것일 수 있다. 이때 상기 내부 반송관(600)은 분리조(200)의 상단에 구비되는 것이 분리조(200) 내에서 분리된 미세입자가 반응조(100)로 재순환되는 흐름을 방해하지 않아 더욱 바람직하다.Separation tank may be provided with an internal conveying pipe 600 for circulating some fluid extracted from the separation tank 200 to the chemical inlet 500. At this time, the inner conveying pipe 600 is more preferably provided at the upper end of the separation tank 200 does not interfere with the flow of the fine particles separated in the separation tank 200 is recycled to the reaction tank (100).

상기 분리조(200)와 상기 내부 반송관(600)을 연결하는 배관은 드레인 밸브를 가질 수 있고, 이 경우 미세입자의 순환을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.The pipe connecting the separation tank 200 and the internal conveying pipe 600 may have a drain valve, and in this case, there is an effect of facilitating circulation of the fine particles.

침전조(300)는 상기 분리조(200) 상부에 구비되며, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자가 유출되지 않도록 층류를 발생시켜 상기 미세입자를 침전시키게 된다. The settling tank 300 is provided above the separation tank 200, and causes the laminar flow to precipitate the fine particles so that some of the fine particles rising by buoyancy do not flow out.

상기 침전조 내 유체 흐름은 하기 식 3으로 계산된 값이 2,100 이하인 것이 결정화 반응에 의해 생성된 미세입자가 외부 유출 없이 장치 내부에 효과적으로 유지되면서 미세결정으로 성장시킬 수 있어 바람직하다. The fluid flow in the settling tank is preferably a value calculated by Equation 3 below 2,100 because the fine particles generated by the crystallization reaction can be effectively grown in the microcrystals while remaining inside the device without an external outflow.

[식 3][Equation 3]

Re3 = D3V3ρ/μRe 3 = D 3 V 3 ρ / μ

(여기서, D3은 침전조의 직경(m)이고, V3는 침전조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.) (Where D 3 is the diameter of the settling tank (m), V 3 is the flow rate of the settling tank (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ) and μ is the viscosity (kg / ms).)

전술한 바와 같이, 본 발명의 반응조(100) 내에 미세입자를 안정적으로 유지하기 위해서는, 상기 반응조(100)의 직경은 상기 분리조(200)의 직경보다 작고, 상기 분리조(200)의 직경은 상기 침전조(300)의 직경보다 작은 관계를 만족하면서 위에서부터 차례로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구조와 직경을 갖는 경우 미세입자가 부력에 의해 상류로 뜨더라도 반응조로 다수회 순환시키게 되어 미세결정으로 성장시키기에 유리하다. As described above, in order to stably maintain the fine particles in the reaction tank 100 of the present invention, the diameter of the reaction tank 100 is smaller than the diameter of the separation tank 200, the diameter of the separation tank 200 It is preferable to be connected in order from the top while satisfying the relationship smaller than the diameter of the settling tank (300). In the case of having such a structure and diameter, even though the fine particles float upstream due to buoyancy, the fine particles are circulated a plurality of times in the reaction tank, which is advantageous to grow into microcrystals.

일례로, 상기 분리조(200)의 직경은 반응조(100)의 직경 기준으로 2~4배 큰 것일 수 있다. In one example, the diameter of the separation tank 200 may be 2 to 4 times larger than the diameter of the reaction tank 100.

일례로, 상기 침전조(300)의 직경은 반응조(100)의 직경 기준으로 4.5배 이상큰 동시에 분리조(200)의 직경 기준으로 2배 초과하여 큰 것일 수 있다. For example, the diameter of the settling tank 300 may be greater than 4.5 times larger than the diameter of the reaction tank 100 at the same time greater than twice the diameter of the separation tank 200.

여기서, 분리조(200)의 상부 직경은 침전조(300)의 직경과 같거나 작은 것일 수 있으며, 반응조(100)의 직경은 구체적인 예로 5~20cm인 것을 기준으로 할 수 있으나 가변가능하다. Here, the upper diameter of the separation tank 200 may be the same or smaller than the diameter of the settling tank 300, the diameter of the reaction tank 100 may be based on a specific example of 5 ~ 20cm, but is variable.

또한, 상기 분리조(200)의 선속도는 일례로 침전조의 선속도 기준으로 4.5배 이상 20배 미만일 수 있다. In addition, the linear speed of the separation tank 200 may be, for example, less than 20 times 4.5 times based on the linear speed of the settling tank.

또한, 상기 반응조(100)의 선속도는 침전조(300)의 선속도 기준으로 일례로 10~25배일 수 있다.In addition, the linear velocity of the reaction tank 100 may be 10 to 25 times as an example of the linear velocity of the precipitation tank 300.

여기서, 분리조(200)의 상부 선속도는 침전조(300)의 선속도와 같거나 큰 것일 수 있으며, 침전조(300)의 선속도는 일례로 1~7m/hr인 것을 기준으로 할 수 있다. Here, the upper linear velocity of the separation tank 200 may be the same as or greater than the linear velocity of the precipitation tank 300, the linear velocity of the precipitation tank 300 may be based on, for example, 1 ~ 7m / hr.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치에서 반응조(100)와 분리조(200)의 연결 부위로서 적용가능한 형태들을 예시한 도면이다. 3 is a view illustrating forms applicable as a connection site of the reaction tank 100 and the separation tank 200 in the crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응조(100)와 분리조(200)의 연결 부위가 선형 테이퍼 형상을 갖는 구조를 예시한 것이다. Referring to Figure 3 (a), it illustrates a structure in which the connection portion of the reaction tank 100 and the separation tank 200 according to an embodiment of the present invention has a linear tapered shape.

상기 연결 부위를 통해 분리조(200)에서 분리된 미세입자 등을 유체의 순환 흐름에 따라 반응조(100)로 쉽게 제공할 수 있다. Microparticles, etc. separated in the separation tank 200 through the connection site can be easily provided to the reaction tank 100 according to the circulating flow of the fluid.

상기 테이퍼 각도와 해당 부위의 특이한 형태를 통해 미세입자의 분리를 효과적으로 제공할 수 있다. 일례로 테이퍼 각도는 45°내지 90°의 각도일 수 있다. Through the tapered angle and the specific shape of the corresponding site can effectively provide the separation of the fine particles. In one example, the taper angle may be an angle of 45 ° to 90 °.

도 3의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응조(100)와 분리조(200)의 연결 부위가 만곡형 테이퍼 형상을 갖는 구조를 예시한 것이다. Referring to Figure 3 (b), it illustrates a structure in which the connection portion of the reaction tank 100 and the separation tank 200 according to an embodiment of the present invention has a curved tapered shape.

상기 연결 부위를 통해 분리조(200)에서 분리된 미세입자 등을 유체의 순환 흐름에 따라 반응조(100)로 쉽게 제공할 수 있다. Microparticles, etc. separated in the separation tank 200 through the connection site can be easily provided to the reaction tank 100 according to the circulating flow of the fluid.

상기 테이퍼 각도와 해당 부위의 특이한 형태를 통해 미세입자의 분리를 효과적으로 제공할 수 있다. 일례로 테이퍼 각도는 45°내지 90°의 각도일 수 있다. Through the tapered angle and the specific shape of the corresponding site can effectively provide the separation of the fine particles. In one example, the taper angle may be an angle of 45 ° to 90 °.

도 3의 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응조(100)와 분리조(200)의 연결 부위가 교차만곡형 테이퍼 형상을 갖는 구조를 예시한 것이다. Referring to Figure 3 (c), it illustrates a structure in which the connection portion of the reaction tank 100 and the separation tank 200 according to an embodiment of the present invention has a cross-curved tapered shape.

상기 연결 부위를 통해 분리조(200)에서 분리된 미세입자 등을 유체의 순환 흐름에 따라 반응조(100)로 쉽게 제공할 수 있다. Microparticles, etc. separated in the separation tank 200 through the connection site can be easily provided to the reaction tank 100 according to the circulating flow of the fluid.

상기 테이퍼 각도와 해당 부위의 특이한 형태를 통해 미세입자의 분리를 효과적으로 제공할 수 있다. 일례로 테이퍼 각도는 45°내지 90°의 각도일 수 있다. Through the tapered angle and the specific shape of the corresponding site can effectively provide the separation of the fine particles. In one example, the taper angle may be an angle of 45 ° to 90 °.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화장치에서 분리조(200)와 침전조(300)의 연결 부위로서 적용가능한 형태들을 예시한 도면이다. 4 is a view illustrating forms applicable as a connection site of the separation tank 200 and the settling tank 300 in the crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리조(200)와 침전조(300)의 연결 부위가 선형 테이퍼 형상을 갖는 구조를 예시한 것이다. Referring to Figure 4 (a), it illustrates a structure in which the connection portion of the separation tank 200 and the settling tank 300 according to an embodiment of the present invention has a linear tapered shape.

상기 연결 부위를 통해 침전조(300)에서 분리된 미세입자 등을 유체의 순환 흐름에 따라 분리조(200)로 쉽게 제공할 수 있다. Through the connection site, the microparticles separated from the settling tank 300 may be easily provided to the separation tank 200 according to the circulating flow of the fluid.

상기 테이퍼 각도와 해당 부위의 특이한 형태를 통해 미세입자의 분리를 효과적으로 제공할 수 있다. 일례로 테이퍼 각도는 45°내지 90°의 각도일 수 있다. Through the tapered angle and the specific shape of the corresponding site can effectively provide the separation of the fine particles. In one example, the taper angle may be an angle of 45 ° to 90 °.

도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리조(100)와 침전조(300)의 연결 부위가 만곡형 테이퍼 형상을 갖는 구조를 예시한 것이다. Referring to Figure 4 (b), the connection part of the separation tank 100 and the settling tank 300 according to an embodiment of the present invention illustrates a structure having a curved tapered shape.

상기 연결 부위를 통해 침전조(300)에서 분리된 미세입자 등을 유체의 순환 흐름에 따라 분리조(200)로 쉽게 제공할 수 있다. Through the connection site, the microparticles separated from the settling tank 300 may be easily provided to the separation tank 200 according to the circulating flow of the fluid.

상기 테이퍼 각도와 해당 부위의 특이한 형태를 통해 미세입자의 분리를 효과적으로 제공할 수 있다. 일례로 테이퍼 각도는 45°내지 90°의 각도일 수 있다. Through the tapered angle and the specific shape of the corresponding site can effectively provide the separation of the fine particles. In one example, the taper angle may be an angle of 45 ° to 90 °.

도 4의 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리조(100)와 침전조(300)의 연결 부위가 교차만곡형 테이퍼 형상을 갖는 구조를 예시한 것이다. Referring to Figure 4 (c), it illustrates a structure in which the connection portion of the separation tank 100 and the settling tank 300 according to an embodiment of the present invention has a cross-curved tapered shape.

상기 연결 부위를 통해 침전조(300)에서 분리된 미세입자 등을 유체의 순환 흐름에 따라 분리조(200)로 쉽게 제공할 수 있다. Through the connection site, the microparticles separated from the settling tank 300 may be easily provided to the separation tank 200 according to the circulating flow of the fluid.

상기 테이퍼 각도와 해당 부위의 특이한 형태를 통해 미세입자의 분리를 효과적으로 제공할 수 있다. 일례로 테이퍼 각도는 45°내지 90°의 각도일 수 있다. Through the tapered angle and the specific shape of the corresponding site can effectively provide the separation of the fine particles. In one example, the taper angle may be an angle of 45 ° to 90 °.

종래의 경우 일반적으로는 반응조가 확장되는 구간에 미세입자들이 집중적으로 존재한다. 이 경우 분리조에서 분리해야할 미세입자가 과량이므로 분리조의 처리 효율이 떨어질 수밖에 없고, 결과적으로 결정화 효율이 저하되게 된다. In the conventional case, generally, fine particles are concentrated in a section in which the reactor is expanded. In this case, since there is an excessive amount of fine particles to be separated in the separation tank, the treatment efficiency of the separation tank is inevitably reduced, and as a result, the crystallization efficiency is lowered.

삭제delete

제2 측면Second side

본 발명의 제2 측면은 전술한 결정화장치를 사용하여 처리대상수를 결정화하는 방법에 관한 것이다. A second aspect of the present invention relates to a method for crystallizing the number of objects to be treated using the above-described crystallization apparatus.

일례로 다음과 같은 순서로 수행할 수 있고, 상기 제1 측면과 중첩되는 설명은 이하에서 생략한다. For example, it may be performed in the following order, and description overlapping with the first side will be omitted below.

우선, 시드 충진단계로서, 반응조의 내부에 시드가 충진된다. 즉 반응 초기에는 반응물질(Seed)를 투입하지만, 일회성 투입인 것에 특징을 갖는다. First, as a seed filling step, seeds are filled in the reactor. In other words, a reaction material (Seed) is added at the beginning of the reaction, but is characterized by one-time injection.

이어서, 반응 단계로서, 상기 반응조에서 오염물질 또는 이온을 포함하는 처리대상수와 결정화제가 난류상에서 반응하여 상기 시드 표면상에 결정화되며, 상기 시드 상에서 결정화되지 않은 반응물은 미세입자로 생성된다. Subsequently, as a reaction step, the water to be treated including the contaminants or ions in the reactor and the crystallization agent react in a turbulent phase to crystallize on the seed surface, and the reactant that is not crystallized on the seed is produced as microparticles.

이어서, 분리 단계로서, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자를 층류 및 난류가 공존하는 흐름으로 상기 반응조로 반송시킨다. Subsequently, as a separation step, some of the fine particles rising by buoyancy are returned to the reactor in a stream in which laminar flow and turbulent flow coexist.

다음으로, 침전 단계로서, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자가 유출되지 않도록 층류를 발생시켜 상기 미세입자를 침전시킨다. Next, as a precipitation step, the microparticles are precipitated by generating laminar flow so that some of the microparticles rising by buoyancy do not flow out.

나아가, 상기 분리 단계에서 유체 일부는 내부 반송관을 통해 상기 반응조의 하부로 재순환시킨다. Further, in the separating step, a part of the fluid is recycled to the lower portion of the reactor through the inner conveying tube.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention, but the following examples are merely for exemplifying the present invention, and various changes and modifications within the scope and spirit of the present invention are apparent to those skilled in the art. It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예Example

도 1에 나타낸 결정화장치(10)를 사용하여 결정화방법을 수행하였다. The crystallization method was performed using the crystallization apparatus 10 shown in FIG.

상기 결정화장치(10)는 후술하는 반응조(100), 분리조(200), 침전조(300)의 설계를 바탕으로 한다. The crystallization apparatus 10 is based on the design of the reaction tank 100, the separation tank 200, the precipitation tank 300 to be described later.

즉, 반응조(100)는 직경 13cm, 선속도 70m/hr로 설계하였다. 이로부터 하기 식을 활용하여 계산한 결과 레이놀드수 4,000 초과로서 반응조(100) 내의 난류 흐름을 확인할 수 있었다. That is, the reactor 100 was designed with a diameter of 13 cm and a linear speed of 70 m / hr. As a result of the calculation using the following equation, it was possible to confirm the turbulent flow in the reactor 100 as the Reynolds number more than 4,000.

Re= 0.13m x Π x 70m/hr x 998.23 kg/m3 / 0.001016 kg/m.s Re = 0.13m x Π x 70m / hr x 998.23 kg / m3 / 0.001016 kg / m.s

= 8,094.5 (난류)= 8,094.5 (turbulent)

또한, 분리조(200)는, 직경 29cm, 선속도 15m/hr로 설계하였다. 이 때 반응조(100)과 분리조(200)간 연결부위는 도 2의 (a)에 나타낸 복수개의 돌출부재를 갖는 형태를 활용하였고 연결 각도는 90°로 하였다. 이로부터 하기 식을 활용하여 계산한 결과 레이놀드수 2,100 초과 4,000 이하로서, 분리조(200) 내의 천이영역 흐름을 확인할 수 있었다. In addition, the separation tank 200 was designed at a diameter of 29 cm and a linear velocity of 15 m / hr. At this time, the connection portion between the reaction tank 100 and the separation tank 200 was used in the form having a plurality of protruding members shown in Figure 2 (a) and the connection angle was set to 90 °. As a result of the calculation using the following equation, as the Reynolds number of more than 2,100 or less than 4,000, the transition region flow in the separation tank 200 could be confirmed.

Re= 0.29m x Π x 15m/hr x 998.23 kg/m3 / 0.001016 kg/m.s Re = 0.29m x Π x 15m / hr x 998.23 kg / m3 / 0.001016 kg / m.s

= 3,747 (천이영역)= 3,747 (transition region)

또한, 분리조(200)와 침전조(300)의 연결부위에 해당하는 분리조(200)의 상부 그리고 침전조(300)는, 직경 60cm 그리고 선속도 3.5m/hr가 되도록 설계하였다. 이 때 분리조(200)와 침전조(300)간 연결부위는 연결 각도 90°로 하였다. 이로부터 하기 식을 활용하여 계산한 결과 레이놀드수 2,100 이하로서 해당 분리조(200)의 상부와 침전조(300) 내의 층류 흐름을 확인할 수 있었다. In addition, the upper part of the separation tank 200 and the settling tank 300 corresponding to the connection portion of the separation tank 200 and the settling tank 300 were designed to have a diameter of 60 cm and a linear speed of 3.5 m / hr. At this time, the connection portion between the separation tank 200 and the settling tank 300 was a connection angle of 90 °. As a result of the calculation using the following equation, it was possible to check the laminar flow in the upper part of the separation tank 200 and the sedimentation tank 300 as Reynolds number 2,100 or less.

Re= 0.60m x Π x 3.5m/hr x 998.23 kg/m3 / 0.001016 kg/m.s Re = 0.60m x Π x 3.5m / hr x 998.23 kg / m3 / 0.001016 kg / m.s

= 1,810 (층류)= 1,810 (laminar flow)

이상과 같이 설계된 결정화장치(10)에 처리대상수로서 NH4 +, Ca2+, Mg2+, F- 등을 포함하는 폐수를 처리대상수로서 원수유입부(400)를 통해 계속 주입하였고, 결정화 약품으로는 나트륨화합물(NaOH), 칼슘화합물(CaCl2), 마그네슘화합물(MgCl2), 인산염인화합물(AlPO4)을 모래와 함께 약품 유입부(500)를 통해 계속 주입하면서 2 시간 동안 반응을 수행하였다. Waste water containing NH 4 + , Ca 2+ , Mg 2+ , F −, etc., as the treatment target water was continuously injected into the crystallization device 10 designed as described above through the raw water inlet unit 400, As the crystallization agent, sodium compound (NaOH), calcium compound (CaCl 2 ), magnesium compound (MgCl 2 ), and phosphate compound (AlPO 4 ) are continuously injected along with sand through the chemical inlet 500 for 2 hours. Was performed.

반응 도중 정기적으로 분리조(200)의 상단에 구비된 내부반송부(600)에서 유체 일부를 추출하여 약품주입부(500)로 재순환시켰다. During the reaction, a part of the fluid was periodically extracted from the internal transport unit 600 provided at the top of the separation tank 200 and recycled to the chemical injection unit 500.

또한, 반응조(100) 하부를 통해 일정한 주기로 생성된 결정을 추출하여 반응조(100) 내의 충진물의 양과 부피를 일정하게 유지시켰다. In addition, the crystals generated at regular intervals were extracted through the lower portion of the reactor 100 to maintain a constant amount and volume of the filler in the reactor 100.

비교예Comparative example

상기 실시예에서 분리조(200)와 침전조(300)에도 모두 난류 흐름을 제공하도록 설계된 결정화장치를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 공정을 반복하였다. In the above example, the same process as in the above example was repeated except that the crystallizer designed to provide turbulent flow to both the separation tank 200 and the sedimentation tank 300 was used.

실험예Experimental Example

2 시간 운전한 다음 처리수 배출부(700)를 통해 배출된 처리수를 검사한 결과, 실시예에서 배출된 처리수 내 CaCO3, MgCO3, MgNH4PO4, Ca3(PO4)3, CaF 등의 미세입자의 함량은 1.5NTU로 검출된 반면, 비교예에서 배출된 처리수 내 CaCO3, MgCO3, MgNH4PO4, Ca3(PO4)3, CaF 등의 미세입자의 함량은 6.4NTU로 검출된 것을 확인하였다. After 2 hours of operation, the treated water discharged through the treated water discharge part 700 was examined. As a result, CaCO 3 , MgCO 3 , MgNH 4 PO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 3 , The content of fine particles such as CaF was detected at 1.5 NTU, whereas the content of fine particles such as CaCO 3 , MgCO 3 , MgNH 4 PO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 3 , CaF in the treated water discharged from the comparative example It confirmed that it detected by 6.4NTU.

결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 결정화장치를 통해 미세입자를 안정하게 유지하면서 외부 유출을 효과적으로 방지하는 효과를 확인할 수 있었다. As a result, the crystallization apparatus according to the embodiment of the present invention was able to confirm the effect of effectively preventing the external outflow while maintaining the fine particles in a stable manner.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.The above description is only one embodiment of the present invention, and those skilled in the art may implement the present invention in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described examples, but should be construed to include various embodiments within the scope equivalent to those described in the claims.

10: 결정화장치
100: 반응조
200: 분리조
210a, 220a, 230a: 난류 흐름 분리조
210b, 220b, 230b: 층류 흐름 분리조(돌출부재)
300: 침전조
400: 원수 유입부
500: 약품 유입부
600: 내부 반송관
700: 처리수 배출부
10: crystallization device
100: reactor
200: separation tank
210a, 220a, 230a: Turbulent Flow Separators
210b, 220b, 230b: laminar flow separation tank (protrusion member)
300: sedimentation tank
400: raw water inlet
500: chemical inlet
600: internal return pipe
700: treated water discharge part

Claims (17)

내부에 시드가 충진되어, 오염물질 또는 이온을 포함하는 처리대상수와 결정화제가 난류상에서 반응하여 상기 시드 표면상에 결정화되며, 상기 시드 상에서 결정화되지 않은 반응물은 미세입자로 생성되는 반응조;
상기 반응조 상부에 구비되며, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자를 상기 반응조로 반송시키도록 층류 및 난류가 공존하는 분리조; 및
상기 분리조 상부에 구비되며, 부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자가 유출되지 않도록 층류를 발생시켜 상기 미세입자를 침전시키는 침전조;를 포함하고,
상기 분리조에서의 유체 흐름이 하기 식 2로 계산된 값이 2,100 초과 내지 4,000 이하인 처리대상수를 유체 흐름이 하기 식 4로 계산된 값이 2,100 이하로 변경하여 상기 침전조에 공급하는 연결부위를 구비하며,
상기 분리조에서 상기 미세입자를 포함하는 유체 일부를 상기 반응조의 하부로 재순환시키는 내부 반송관;을 포함하는 처리대상수의 결정화장치.
[식 2]
Re2 = D2V2ρ/μ
(여기서, D2은 분리조의 직경(m)이고, V2는 분리조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.)
[식 4]
Re4 = D4V4ρ/μ
(여기서, D4는 분리조 상부의 직경(m)이고, V4는 분리조 상부의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.)
A reaction tank in which a seed is filled therein so that the water to be treated including contaminants or ions and a crystallization agent react in a turbulent phase to crystallize on the seed surface, and the reactant that is not crystallized on the seed is produced as microparticles;
A separation tank provided on the reaction tank and having laminar flow and turbulent flow coexisting to return some of the fine particles rising by buoyancy to the reaction tank; And
And a sedimentation tank provided above the separation tank and generating a laminar flow so as to prevent some of the microparticles rising by buoyancy from flowing out to precipitate the microparticles.
The fluid flow in the separation tank has a connecting portion for supplying the settling tank by changing the value calculated by the following equation 4 to 2,100 or less to the treated object water value is calculated by the following equation 2 is greater than 2,100 to 4,000 or less ,
And an internal conveying tube for recirculating a part of the fluid including the microparticles in the separation tank to the lower portion of the reaction tank.
[Equation 2]
Re 2 = D 2 V 2 ρ / μ
(Where D 2 is the diameter of the separation vessel (m), V 2 is the flow velocity of the separation vessel (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ), and μ is the viscosity (kg / ms).)
[Equation 4]
Re 4 = D 4 V 4 ρ / μ
Where D 4 is the diameter of the top of the separator (m), V 4 is the flow rate (m / sec) at the top of the separator, ρ is the density (kg / m 3 ), and μ is the viscosity (kg / ms) to be.)
제1항에 있어서,
상기 반응조의 시드는 하부로부터 상부로 갈수록 점점 크기가 작아지는 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 1,
The seed of the reactor is a crystallization apparatus of the water to be treated gradually decreases in size from the bottom to the top.
제2항에 있어서,
상기 반응조의 시드의 상부에 존재하는 미세입자는 시간의 경과에 따라 상기 미세입자 표면상에 결정화가 이루어져 상기 시드로 성장하는 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 2,
And crystallizing the microparticles present on the top of the seed of the reaction tank on the surface of the microparticles over time to grow into the seed.
제3항에 있어서,
상기 반응조, 분리조, 침전조는 각각 원통형이고, 상기 반응조의 직경은 상기 분리조의 직경보다 작고, 상기 분리조의 직경은 상기 침전조의 직경보다 작은 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 3,
The reactor, the separation tank and the settling tank are each cylindrical, the diameter of the reaction tank is smaller than the diameter of the separation tank, the diameter of the separation tank is smaller than the diameter of the precipitation tank crystallization apparatus.
제4항에 있어서,
상기 분리조는 수직 방향으로 연장된 원통형 관 형태를 가지고, 상기 관을 중심축으로 하여 수평 방향으로 연장 형성되는 복수의 돌출부재를 갖는 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 4, wherein
The separation tank has a form of a cylindrical tube extending in the vertical direction, the crystallization apparatus of the number of objects having a plurality of protruding members extending in the horizontal direction about the tube as a central axis.
제5항에 있어서,
상기 복수의 돌출부재는 아랫부분에 직경이 좁은 돌출부재들이 위치하고, 윗부분에 직경이 넓은 돌출부재들이 위치하거나, 또는 직경이 좁은 돌출부재와 직경이 넓은 돌출부재가 교대로 혼재하는 형태인 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 5,
The plurality of protruding members may include narrow protruding members at lower portions, wide protruding members at upper portions thereof, or narrow protruding members and wide protruding members having alternating shapes. Crystallization device.
제1항에 있어서,
상기 반응조 내 유체 흐름은 하기 식 1로 계산된 값이 4,000 초과인 처리대상수의 결정화장치
[식 1]
Re1 = D1V1ρ/μ
(여기서, D1은 반응조의 직경(m)이고, V1는 반응조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.)
The method of claim 1,
The fluid flow in the reactor is a crystallization apparatus of the water to be treated with a value calculated by Equation 1 below 4,000
[Equation 1]
Re 1 = D 1 V 1 ρ / μ
(Wherein D 1 is the diameter of the reactor (m), V 1 is the flow rate of the reactor (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ), and μ is the viscosity (kg / ms).)
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 침전조 내 유체 흐름은 하기 식 3으로 계산된 값이 2,100 이하인 처리대상수의 결정화장치
[식 3]
Re3 = D3V3ρ/μ
(여기서, D3은 침전조의 직경(m)이고, V3는 침전조의 유속(m/sec)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, μ는 점도(kg/m.s)이다.)
The method of claim 1,
The fluid flow in the sedimentation tank is a crystallization apparatus of the water to be treated whose value calculated by Equation 3 is 2,100 or less
[Equation 3]
Re 3 = D 3 V 3 ρ / μ
(Where D 3 is the diameter of the settling tank (m), V 3 is the flow rate of the settling tank (m / sec), ρ is the density (kg / m 3 ) and μ is the viscosity (kg / ms).)
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분리조의 선속도는 침전조의 선속도 기준으로 4.5배 이상 20배 미만이고, 상기 반응조의 선속도는 침전조의 선속도 기준으로 10~25배이고, 분리조의 상부 선속도는 침전조의 선속도와 같거나 큰 것인 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 1,
The linear velocity of the separation vessel is 4.5 times or more and less than 20 times the linear velocity of the sedimentation vessel, the linear velocity of the reaction vessel is 10-25 times the linear velocity of the sedimentation vessel, and the upper linear velocity of the separation vessel is the same as the linear velocity of the sedimentation vessel or The crystallization apparatus of the processing object number which is large.
제11항에 있어서,
상기 침전조의 선속도는 1~7m/hr인 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 11,
The crystallization apparatus of the water to be treated is the linear velocity of the settling tank is 1 ~ 7m / hr.
제1항에 있어서,
상기 처리대상수는 원수 유입부를 통해 상기 반응조의 하부측으로 공급되는 불산 함유 폐수, 인 함유 폐수, 금속 함유 폐수, 암모니아 함유 폐수, 또는 경도물질 함유폐수인 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 1,
And the water to be treated is hydrofluoric acid-containing wastewater, phosphorus-containing wastewater, metal-containing wastewater, ammonia-containing wastewater, or light matter-containing wastewater which is supplied to the lower side of the reactor through a raw water inlet.
제13항에 있어서,
상기 결정화제는 약품 유입부를 통해 상기 반응조의 하부측으로 공급되며, 나트륨화합물, 칼슘화합물, 마그네슘화합물 및 인산염인화합물 중에서 선택된 1종 이상인 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 13,
The crystallization agent is supplied to the lower side of the reaction tank through the chemical inlet, crystallization apparatus of the treated water of at least one selected from sodium compounds, calcium compounds, magnesium compounds and phosphate compounds.
제1항에 있어서,
상기 내부 반송관은 약품 유입부에 연결된 처리대상수의 결정화장치.
The method of claim 1,
The inner conveying pipe is a crystallization apparatus of the water to be treated connected to the chemical inlet.
삭제delete 제1항의 결정화장치를 사용하여 처리대상수를 결정화하는 방법으로서,
반응조의 내부에 시드가 충진되는 시드 충진단계;
상기 반응조에서 오염물질 또는 이온을 포함하는 처리대상수와 결정화제가 난류상에서 반응하여 상기 시드 표면상에 결정화되며, 상기 시드 상에서 결정화되지 않은 반응물은 미세입자로 생성되는 반응단계;
부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자를 층류 및 난류가 공존하는 흐름으로 상기 반응조로 반송시키는 분리단계;
부력에 의해 상승하는 일부 상기 미세입자가 유출되지 않도록 층류를 발생시켜 상기 미세입자를 침전시키는 침전단계; 및
상기 분리조에서 유체 일부를 상기 반응조의 하부로 재순환시키는 순환단계;를 포함하는 처리대상수의 결정화방법.
A method for crystallizing the number of objects to be treated using the crystallization apparatus of claim 1,
A seed filling step in which seeds are filled in the reactor;
A reaction step in which the water to be treated containing contaminants or ions and a crystallization agent react in a turbulent phase and crystallized on the surface of the seed, and the reactant not crystallized on the seed is generated as fine particles;
A separation step of returning some of the fine particles rising by buoyancy to the reactor in a stream in which laminar and turbulent flows together;
A precipitation step of generating laminar flow to precipitate the fine particles so that some of the fine particles rising by buoyancy do not flow out; And
And circulating a portion of the fluid in the separation tank to the lower portion of the reaction tank.
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