KR100363386B1 - 정수장의 슬러지 처리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장치의 규모를 최소화 함으로서 부지의 확보가 어려운 중,소형 정수장에 적용될 수 있는 정수장의 슬러지 처리방법 및 그 장치에 관한 것으로서; 저류조를 통해 세척퇴수를 1차적으로 저류 함과 동시에 상기 자동필터조의 균등부하를 위하여 유량을 조정하고 슬러지의 밀도를 균등하게 하는 퇴수 안정화과정과, 상기 저류조에 배출되는 퇴수를 자동필터조에서 유입받아 정수와 슬러지를 분리하는 퇴수 필터링과정과, 필터링된 슬러지를 하이드로 싸이클론을 통해 고액분리하는 슬러지 고농도화 과정, 및 고농도의 슬러지를 탈수가열하여 케익 컨테이너로 이송하여 반출하는 무산소 열분해과정을 통해 슬러지를 처리하는 방법을 특징으로 하는 한편; 퇴수의 유량을 조정하고 슬러지의 밀도를 균등하게 분포시키는 저류조와, 상기 저류조로부터 일정량의 퇴수를 연속적으로 유입받아 필터링 하는 자동필터조와, 자동필터조로부터 유입되는 저농도의 슬러지를 고액분리 하는 하이드로 싸이클론, 및 하이드로 싸이클론으로부터 유입되는 고농도의 슬러지를 탈수 건조하여 반출하는 무산소 열분해조로 구성된 장치를 특징으로 하는 것이다.

Description

정수장의 슬러지 처리방법 및 그 장치{The sludgy disposal method and its plant in wast water treating system}

본 발명은 정수장의 슬러지 처리방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로 설명하면, 장치의 규모를 최소화 함으로서 부지의 확보가 어려운 중,소형 정수장에 적용될 수 있는 슬러지 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장의 슬러지 처리설비라 함은, 정수과정에서 발생되는 세척퇴수의 슬러지를 회수하여 매립하거나 재할용하는 설비를 말하는 것으로서, 먼저, 통상적인 정수장의 슬러지 처리설비를 설명하면 다음과 같다.

도 6은 통상적인 슬러지 처리장치를 나타낸 것으로서, 유입되는 퇴수의 이송량을 조정하는 조정조(101)와, 조정조(101)를 통해 유입되는 유입수로부터 중력에 의해 침강한 큰 입자의 슬러지를 분리하는 슬러지 처리조(102)와, 슬러지 처리조(102)에 침전된 침전수로부터 미분의 슬러지를 침전시키는 제 1,2차 농축조(103a,103b)와, 상기 농축조(103a,103b)에서 침전된 슬러지를 취합한후 이송량을 조정하여 탈수기(105)로 이송하는 저류조(104)와, 저류조(104)에서 유입되는 슬러지에 함유된 수분을 제거하는 탈수기(105), 및 탈수된 슬러지를 저장하여 제거하는 호퍼(106)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 설비를 통한 슬러지 처리공정은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 조정조(101)를 통해 유입되는 유입수의 이송량을 조정하여 슬러지 처리조(102)로 공급하는 정량공급과정(201)과, 슬러지 처리조(102)로 유입되는 세척퇴수로부터 큰 입자의 슬러지를 분리하는 슬러지 분리과정(202)과, 슬러지 처리조(102)를 통과한 침전퇴수를 유입받아 상기 제 1,2차 농축조(103a,103b)를 통해 미분의 슬러지를 침전시키는 슬러지 침전과정(203)과, 상기 농축조에서 침전된 슬러지를 취합한후 이송량을 조절하여 탈수기(105)로 이송하는 슬러지 이송과정(204)과, 상기 저류조(104)에서 유입되는 슬러지에 함유된 수분을 제거하는 슬러지 탈수과정(205), 및 탈수된 슬러지를 취합하는 저장호퍼과정(206)을 통해 슬러지를 처리하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 장치는 대규모의 부지를 확보하고 있는 대형 정수장에적용되는 것으로서, 중,소형 정수장에서는 부지의 미 확보로 인하여 설치가 불가능한 문제점을 가지고 있었다.

또한 상기와 같이 대형화된 장치를 중,소형 정수장에 설치할 경우에는 처리 슬러지의 용량에 비해 장치의 처리용량이 크므로서 작동 동력의 낭비를 초래하는 문제점도 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 장치의 규모를 최소화하고 처리 슬러지의 용량에 합당한 처리용량을 갖게 함으로서, 부지의 확보가 어려운 중,소형 정수장에 적용될 수 있는 슬러지 처리방법 및 그 장치를 제공하고자 하는 목적을 가지는 것이다.

또한 중,소형 정수장의 처리용량에 합당한 슬러지 처리장치를 제공함으로서, 작동동력의 낭비를 막을 수 있는 목적도 가지는 것이다.

또 슬러지에 수분을 제거할 경우에 하이드로 싸이클론 및 스팀을 통한 가열방법을 사용함으로서, 슬러지의 탈수 효율을 증폭시킬 수 있는 목적도 가지는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저류조를 통해 세척퇴수를 1차적으로 저류 함과 동시에 상기 자동필터조의 균등부하를 위하여 유량을 조정하고 슬러지의 밀도를 균등하게 하는 퇴수 안정화과정과, 상기 저류조에 배출되는 퇴수를 자동필터조에서 유입받아 정수와 슬러지를 분리하는 퇴수 필터링과정과, 필터링된 슬러지를 하이드로 싸이클론을 통해 고액분리하는 슬러지 고농도화 과정, 및 고농도의 슬러지를 탈수가열하여 케익 컨테이너로 이송하여 반출하는 무산소 열분해과정을 통해 슬러지를 처리하는 방법을 특징으로 하는 한편; 퇴수의 유량을 조정하고 슬러지의 밀도를 균등하게 분포시키는 저류조와, 상기 저류조로부터 일정량의 퇴수를 연속적으로 유입받아 필터링 하는 자동필터조와, 자동필터조로부터 유입되는 저농도의 슬러지를 고액분리 하는 하이드로 싸이클론, 및 하이드로 싸이클론으로부터 유입되는 고농도의 슬러지를 탈수 건조하여 반출하는 무산소 열분해조로 구성된 장치를 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 슬러지 처리장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 저류조를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 자동필터조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 무산소 열분해조를 나타낸 일분 절개 사시도.

도 5는 본 발명의 슬러지 처리방법을 나타낸 공정도.

도 6은 종래의 슬러지 처리장치를 나타낸 구성도.

도 7은 종래의 슬러지 처리방법을 나타낸 공정도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 저류조

11 : 제 1저류조

111 : 교반날

12 : 저류벽

13 : 제 2저류조

131 : 펌프, 132 : 레벨스위치

2 : 자동필터조

21 : 하우징

211 : 인입구, 212 : 배출구

22 : 메쉬

23 : 흡입노즐

3 : 라인펌프

4 : 하이드로 싸이클론

41 : 본체

42 : 회전축

43 ; 상등수 노즐

5 : 에어 콘베이어

6 : 무산소 열분해조

61 : 본체

611 : 스팀실, 612 : 배출구, 613 : 슬러지 배출구

62 : 원심분리날

621 : 모터

7 : 케익 컨테이너

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 슬러지 처리설비를 나타낸 것으로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

여과조 또는 침전조에서 유입되는 퇴수의 슬러지량을 조정하고 균등하게 분포시키는 저류조(1)와;

상기 저류조(1)로부터 일정량의 퇴수를 연속적으로 유입받아 낮은 농도의 슬러지를 처리하여 통과수는 착수정으로 이송시키고, 필터링된 슬러지는 라인펌프(3)를 통해 하이드로 싸이크론(4)으로 이송시키는 자동필터조(2)와;

자동필터조(2)로부터 유입되는 저농도의 슬러지를 고액분리하여 분리액은 상기 저류조(1)로 반송하고, 분리된 고농도의 슬러지는 에어 콘베이어(5)를 통해 무산소 열분해조(6)로 강제 이송시키는 하이드로 싸이클론(4); 및

하이드로 싸이클론(4)으로부터 유입되는 고농도의 슬러지를 탈수 건조하여 탈수액은 상기 저류조(1)로 반송하고, 탈수 건조된 슬러지는 케익 컨테이너(7)로 이송하여 반출하는 무산소 열분해조(6)로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

특히, 상기 저류조(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 여과지 또는 침전지의 세척퇴수를 1차저류함과 동시에 상기 자동필터조(2)의 균등부하를 위하여 유량을 조정하고 슬러지의 밀도를 균등하게 하는 것으로서, 일측에 형성되며 중앙에는 모터를 통해 회전되는 하나 이상의 교반날(111)이 장착되어 있는 제 1저류조(11)와, 타측에 형성되며 하부에는 상기 자동필터조(2)와 연결되는 펌프(131)가 장착되고 이송량을 측정하는 레벨스위치(132)가 장착되어 있는 제 2저류조(13), 및 상기 제 1,2저류조의 중간을 차단하여 상기 제 1저류조(11)의 퇴수가 완만하게 제 2저류조(13)로 이동될 수 있도록 하는 저류벽(12)으로 구성되는 것이다.

상기 필터조(2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 유입되는 퇴수로부터 정수와 슬러지를 분리하는 것으로서, 하우징(21)의 일측에는 퇴수가 공급되는 인입구(211)가 형성되며, 타측에는 정수만이 배출되는 배출구(212)가 형성되는 한편, 중앙에는 퇴수에 함유되어 있는 슬러지을 필터링 할 수 있도록 메쉬(22)가 장착되고, 이 메쉬(22)와 인입구(211)의 사이에는 상기 메쉬(22)에서 걸러진 슬러지를 강제흡입 하여 하이드로 싸이클론(4)으로 이송하는 역할을 하는 흡입노즐(23)이 장착되는 것이다.

상기 하이드로 싸이클론(4)은 도 1에 도시된 바와 같이, 저농도의 슬러지를 유입받아 고액분리하는 것으로서, 원심력이 작용되는 본체(41)와, 이 본체(41)의 중앙을 관통하는 회전축(42)과, 상기 본체의 상부에 설치되어 상등수를 상기 저류조(1)로 반송하는 상등수 노즐(43)로 구성되는 것이나, 이는 통상의 하이드로 싸이클론의 개략적인 구성으로서, 특정 하이드로 싸이클론에 국한되지 않고 그 본연의 기능을 수행하는 것이면 무방하다.상기 하이드로 싸이클론은 원심력에 의한 고액분리에 있어 기본적으로 사용되는 통상의 장치로서, 그 원리는 슬러지가 투입된 본체(41)를 고속으로 회전시키게 되면 원심력에 의해 그 투입된 슬러지 중에 비중이 낮은 액체는 본체(41)의 내측벽을 따라 상승하고 비중이 높은 고체는 가라앉는 원리에 의해 고액분리가 이루어지게 되는 것이며, 그 상등수는 상등수 노즐(43)을 통해 반송되고, 하방으로 이동된 고체는 회전축(42)의 중공부를 통해 에어 콘베이어(5) 측으로 이송되는 것으로서, 이 통상의 하이드로 싸이클론은 종류가 다양하고 그 종류에 따른 구성도 서로 달리하는 것이므로 구체적인 도면 제시는 생략하며, 이러한 하이드로 싸이클론은 기계에 많이 사용되는 모터와 같이 구체적인 구성의 제시없이 통상적으로 적용되는 장치이다.상기 무산소 열분해조(6)는 도 4에 도시된 바와 같이, 외벽은 2중으로 형성되어 열원(63)으로부터 스팀이 공급되는 스팀실(611)이 형성되고 상,하측에는 탈수액 배출구(612)와 슬러지 배출구(613)가 형성되어 있는 본체(61)와, 이 본체(61)의 중앙에 장착되어 유입되는 슬러지를 본체(61)의 내측면에 밀착시킬 수 있도록 모터(621)와 연결된 원심분리날(62)로 구성되는 것으로서, 이는 진공 상태, 즉 무산소 상태에서 슬러지를 회전하는 원심분리날(62)로 교반하여 스팀실(611)의 내측벽에 밀착시켜 그 스팀실(611)의 열로 탈수 가열하는 장치이다.이하, 상기와 같이 구성된 슬러지 처리설비를 이용하는 슬러지 처리방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 저류조(1)를 통해 여과지 또는 침전지에서 유입되는 세척퇴수를 1차적으로 저류 함과 동시에 상기 자동필터조(2)의 균등부하를 위하여 유량을 조정하고 슬러지의 밀도를 균등하게 하는 퇴수 안정화과정(81)과;

상기 저류조(1)의 퇴수를 상기 자동필터조(2)에서 유입받아 정수와 슬러지를 분리하여 통과된 정수는 착수정으로, 분리된 슬러지는 라인펌프(3)를 통해 하이드로 싸이크론(4)으로 이송시키는 퇴수 필터링과정(82)과;

상기 필터링된 저농도의 슬러지를 하이드로 싸이클론(4)을 통해 고액분리하여 분리액은 상기 저류조(1)로 반송하고, 분리된 고농도의 슬러지는 에어 콘베이어(5)를 통해 무산소 열분해조(6)로 강제 이송시키는 슬러지 고농도화 과정(83); 및

상기 고농도의 슬러지(슬러리)를 상기 무산소 열분해조(6)를 통해 탈수가열하여 탈수증발수는 상기 저류조(1)로 반송하고, 탈수와 동시에 가열된 슬러지는 케익 컨테이너(7)로 이송하는 무산소 열분해과정(84)을 통해 슬러지를 처리하는 것이다.

특히 상기 퇴수 안정화과정(81)에서는, 제 1저류조(11)에 장착된 교반날(111)의 작동에 의해 퇴수에 함유된 슬러지의 밀도가 균등하게 분포되며, 제 2저류조(13)에 설치된 펌프(131)와 레벨스위치(132)를 통해 이송 유량을 조절하는 것이다.

상기 퇴수 필터링과정(82)은 자동필터조(2)에서 진행되는 것으로서, 상기 저류조(1)에서 유입되는 퇴수에 함유된 슬러지를 필터링하여 퇴수로부터 슬러지를 분리하는 것이다.

상기 슬러지 고농도화과정(83)은 하이드로 싸이클론(4)에서 진행되는 것으로서, 상기 자동필터조(2)를 통해 유입된 슬러지를 고액분리하여 고농도의 슬러지를 얻는 것이다.

상기 무산소 열분해 과정(84)에서는, 먼저 고농도의 슬러지를 하이드로 싸이클론(4)으로부터 유입받아 원심분리날(62)을 통해 슬러지를 교반함과 동시에 슬러지를 스팀실(611)의 내벽에 밀착시켜 가열함으로서 수분이 제거된 슬러지을 얻는것이다. 즉, 상기 가열된 슬러지는 본체(61)의 내벽으로부터 분리되어 하부로 취합된 후 케익 컨테이너(7)로 배출되는 것이다.

한편, 상기 저류조(1)로 유입되는 퇴수의 슬러지 함수율은 99%이며, 자동필터조(2)에서 배출되는 슬러지의 함수율은 85%이고, 하이드로 싸이클론(4)에서 배출되는 슬러지의 함수율은 75~80%이며, 최종적으로 무산소 열분해조에서 배출되는 슬러지의 함수율은 50%로서, 통상적으로 규모가 큰 슬러지 처리장치 보다 상대적으로 효율이 높은 슬러지 처리장치를 제공할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 부지의 확보가 어려운 중,소형 정수장에 적용될 수 있는 것으로, 통상적으로 중,소형 정수장에서 버려지는 슬러지를 처리함으로서 환경오염을 예방할 수 효과를 가지는 것이다.

또한 중,소형 정수장의 처리용량에 합당한 슬러지 처리장치를 제공함으로서, 작동동력의 낭비를 막는 효과도 있는 것이다.

또 슬러지에 함유된 수분을 제거할 경우에 진동방법 및 스팀을 통한 가열방법을 사용함으로서, 슬러지의 탈수 효율을 극대화시키는 효과도 있는 것이다.

Claims (6)

1. 저류조를 통해 여과지와 침전지에서 유입되는 세척퇴수를 1차적으로 저류 함과 동시에, 제 1저류조를 통해 슬러지에 밀도를 균등하게 하고, 제 2저류조를 통해 유량을 조정하는 퇴수 안정화과정(81)과;

   상기 저류조에 배출되는 퇴수를 자동필터조에서 유입받아 정수와 슬러지를 분리하여 통과된 정수는 착수정으로, 분리된 슬러지는 라인펌프를 통해 하이드로 싸이크론으로 이송시키는 퇴수 필터링과정(82)과;

   상기 필터링된 저농도의 슬러지를 하이드로 싸이클론에 유입시켜 고액분리함과 동시에 분리액은 상기 저류조로 반송하고, 분리된 고농도의 슬러지는 에어 콘베이어를 통해 무산소 열분해조로 강제 이송시키는 슬러지 고농도화 과정(83); 및

   상기 무산소 열분해조를 통해 상기 고농도의 슬러지를 탈수가열하여 탈수증발수는 상기 저류조로 반송하고, 탈수와 동시에 가열된 슬러지는 케익 컨테이너로 이송하여 반출하는 무산소 열분해과정(84)을 통해 슬러지를 처리하는 정수장의 슬러지 처리방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 무산소 열분해 과정에서는, 하이드로 싸이클론으로 부터 고농도의 슬러지를 유입받아 원심분리날을 통해 슬러지를 교반함과 동시에 스팀실의 내벽에 슬러지를 밀착시켜 수분을 제거한후, 수분이 제거된 슬러지를 케익 컨테이너로 배출함을 특징으로 하는 정수장의 슬러지 처리방법.
3. 퇴수의 슬러지량을 조정하고 슬러지를 균등하게 분포시키며 제 1,2저류조(11,13)로 구성된 저류조(1)와, 상기 저류조(1)로부터 일정량의 퇴수를 연속적으로 유입받아 통과수는 착수정으로 이송시키고 필터링된 슬러지는 라인펌프(3)를 통해 하이드로 싸이크론(4)으로 이송시키는 자동필터조(2)와, 자동필터조(2)로부터 유입되는 저농도의 슬러지를 고액분리하여 분리액은 상기 저류조(1)로 반송하고 분리된 고농도의 슬러지는 에어 콘베이어(5)를 통해 무산소 열분해조(6)로 강제 이송시키는 하이드로 싸이클론(4), 및 하이드로 싸이클론(4)으로부터 유입되는 고농도의 슬러지를 탈수 건조하여 탈수액은 상기 저류조(1)로 반송하고 탈수 건조된 슬러지는 케익 컨테이너(7)로 이송하여 반출하는 무산소 열분해조(6)로 구성됨을 특징으로 하는 정수장의 슬러지 처리장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 저류조(1)는, 일측에 형성되며 중앙에는 모터를 통해 회전되는 하나 이상의 교반날(111)이 장착되어 있는 제 1저류조(11)와, 타측에 형성되며 하부에는 상기 자동필터조(2)와 연결되는 펌프(131)가 장착되고 이송량을 측정하는 레벨스위치(132)가 장착되어 있는 제 2저류조(13), 및 상기 제 1,2저류조의 중간에 형성된 저류벽(12)으로 구성됨을 특징으로 하는 정수장의 슬러지 처리장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 필터조(2)는, 양측에 퇴수가 공급되는 인입구(211)와정수가 배출되는 배출구(212)가 형성된 하우징(21)과, 중앙에 장착되어 퇴수와 혼합되어 있는 슬러지을 필터링 하는 메쉬(22), 및 이 메쉬(22)와 인입구(211) 사이에 장착되어 메쉬(22)에서 걸러진 슬러지를 강제 흡입하여 하이드로 싸이클론(4)으로 이송하는 흡입노즐(23)로 구성됨을 특징으로 하는 정수장의 슬러지 처리장치.
6. 제 3항에 있어서, 상기 무산소 열분해조(6)는, 외벽에 열원(63)으로부터 스팀이 공급되는 스팀실(611)이 형성되고 상,하측에는 탈수액 배출구(612)와 슬러지 배출구(613)가 형성되어 있는 본체(61)와, 이 본체(61)의 중앙에 장착되어 유입되는 슬러지를 본체(61)의 내측면에 밀착시키며 모터(621)에 의해 회전되는 원심분리날(62)로 구성됨을 특징으로 하는 정수장의 슬러지 처리장치.