KR100402267B1

KR100402267B1 - 슬러지탈수장치

Info

Publication number: KR100402267B1
Application number: KR10-2001-0022542A
Authority: KR
Inventors: 배재근; 소병규
Original assignee: 주식회사 에바다덕성; 배재근
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2003-10-22
Also published as: KR20020084314A

Abstract

본 발명은 슬러지탈수장치에 관한 것으로, 프레임(10)의 상부 양측에 수평으로 배치되는 적어도 두개의 상부안내롤러(12)(14)가 배치되고 중간에 중간안내롤러(16)가 배치되며 하측에 구동롤러(24)가 배치되어 여과포벨트(26)가 순환구동된다. 본 발명에 따라서, 상부안내롤러(12)(14)사이의 수평구간(28)의 하측에 상부에 배수망체(30)를 가지고 하측에 배수관(32)을 갖는 배수호퍼(34)로 구성되는 고정형의 프레스 플레이트(36)가 배치되고, 고정형 프레스 플레이트(36)에 대응하여 상측에는 주연에 하측으로 연장된 측벽(38)과 상부벽(40)에 의하여 슬러지수용실(42)이 형성되는 가동형 프레스 플레이트(44)가 상하로 이동될 수 있게 착설되며, 가동형 프레스 플레이트(44)의 상부벽(40)에 솔레노이드 밸브(52)(54)로 개폐되는 슬러지주입관(56)과 에어주입관(58)이 연장되어 슬러지수용실(42)에 연결된다.

Description

슬러지탈수장치 {SLUDGE DEWATERING SYSTEM}

본 발명은 슬러지탈수장치에 관한 것으로, 특히 소규모 폐수처리시설에서 발생된 슬러지를 탈수처리하기 위한 슬러지탈수장치에 관한 것이다.

통상적으로 폐수처리시설은 소규모 폐수 배출업소에 대한 법적규제가 강화되면서 소규모 폐수처리시설의 보급이 확대되고 이러한 폐수처리시설은 소규모이기 때문에 생물학적 처리가 아닌 화학적 처리가 용이하여 회분식에 의한 화학적 처리가 주를 이루고 있는 실정이다. 이러한 화학적 처리는 응집제와 반응을 유도하기 때문에 회분식 운전을 주로 하고 있으며 거기에 따른 탈수기 또한 회분식 운전이 불가피 하게 되어 많은 시간이 소요되고, 운전관리에 많은 문제점을 안고 있다.

이러한 폐수처리시설에서 발생된 슬러지를 탈수하는 종래의 슬러지탈수방식은 폐수처리시설에서 시간당 배출슬러지의 처리용량이 수십㎥에 이르므로 소규모 슬러리탈수장치에 연계하여 이용하기에는 다소 무리가 있으며 설사 사용한다고 하더라도 운전이 매우 복잡하고 어려우며 또한 많은 유지비용을 부담해야 함은 물론이고 회분식 처리의 가장 큰 인력낭비의 문제점을 가지고 있는 실정이다. 그러한 이유로 소규모 폐수처리시설에서 발생된 슬러지의 처리는 일정한 마대에 담아 자연탈수 및 건조를 시킨후 폐기물 수집업자에게 처리비용을 부담하여 처리하거나, 어느 정도의 수분이 제거하면 무단 투기를 하여 처리하는 방법이 있었다. 이러한 처리방법의 불확실성 때문에 처리의 안정성 및 안전성이 문제가 되고 있으며, 소규모 폐수처리시설에서 배출된 슬러지의 최종 처분방법으로는 매립하거나 소각하는 방법이 있으나 매립시 침출수의 문제와 소각시 수분 함량이 많아 열량의 소모로 인한 경제성 문제가 발생되므로 이러한 문제점을 해소할 수 있는 기술이 현재는 개발되지 못한 상황이다.

탈수는 슬러지의 함수율을 감소시키기 위해 사용되는 자연 및 물리적인 처리방법이며 그 목적으로는 탈수후 슬러지를 최종 처분키 위해 운반차량에 적재할 때 그 양을 감소 시킴으로써 수송비용을 감소 시키고, 액상 또는 농축 슬러지보다 취급이 용이하여 운반 및 적재, 이송이 용이하다. 또한 슬러지는 소각전에 잉여 수분을 제거함으로서 에너지함량을 증가 시키기 위한 목적으로 탈수를 행하기도 한다. 또한 부패 및 매립지 침출수를 줄이기 위하여 탈수를 하기도 한다.

수분제거를 위한 탈수법은 많은 기술들이 이용되고 있다. 고형물 탈수를 위하여 자연적인 증발이나 침투를 이용한 방법, 물리적 방법과 기계적 방법 등이 있다. 물리적 방법에는 여과, 압착, 모세관작용, 진공, 원심분리 및 압축등이 있다. 탈수장치의 선정은 탈수할 슬러지의 종류와 특성 및 가용부지에 의하여 결정되며, 부지의 문제가 적은 소규모 처리장에서는 건조상과 라군을 주로 사용한다. 반면에 부지의 여유가 없는 곳에서는 기계적 탈수장치를 주로 사용한다. 특수한 슬러지를 기계적으로 탈수를 시켜야 할 때 최적의 탈수장치는 실험실 규모 또는 중간 시험 연구를 실시하여 선정하여야 한다. 현장시험을 할 경우는 트레일러차량과 같은 운반차량에 설치된 실제 규모의 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 적용가능한 탈수 방법으로는 진공여과, 원심분리, 벨트여과, 여판에 의한 여과, 건조상, 라군등이 있다.

통상적으로 사용되고 있는 슬러지탈수장치는 벨트식 여과형 탈수장치 및 필터식 여과형 탈수장치기가 있다. 처리 용량은 처리수가 아닌 배출 슬러지를 기준으로 적게는 1㎥/hr 정도이고 많게는 수십㎥/hr이다. 이것은 폐수처리 용량을 기준으로 하였을 때 하루 1000㎥ 정도의 폐수를 배출하는 업소에 적당한 탈수장치인 것으로 판단된다. 그러나 소규모 폐수처리시설에서는 슬러지 배출량이 소량임에도 불구하고 설치되어 사용되고 있는 탈수장치의 설치비용 및 운전비용은 높게 나타나 경제적 부담이 적지 않은 것으로 나타났다. 이러한 점을 감안하여 소용량의 슬러지탈수장치의 경우 대부분이 회분식으로서 가압형 여과 탈수장치가 이용된다.

현실적으로는 소규모 폐수배출업소의 경우 슬러지처리 실태를 살펴보면 대부분의 배출업소가 폐수처리장치를 보유하고 있으며 장치의 가동후 발생되는 슬러지의 처리는 장기간 방치하여 중력탈수나 자연건조 방식으로 처리하고 있었으며 처리가 끝난 케이크는 최종적으로 폐기물 처리업자에게 일정액을 지불하여 대행 처분하고 있는 것으로 나타났다. 소규모 폐수 배출 업소에서의 슬러지의 배출량은 아주 유동적이어서 슬러지가 적을 경우에는 자연탈수가 가능할 수 있으나, 많을 경우에는 슬러지의 올바른 처리는 거의 불가능 할 것으로 판단된다.

소규모 폐수처리장치의 경우에 슬러지의 함수율은 85% 이내로 제한되는 것이 좋으며 이러한 조건에 부합되는 소규모의 장치로서 구조가 간단하고 운전 및 유지비용이 적게 소요되는 슬러지탈수장치를 제공하는 것이 요구된다.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 소규모 폐수처리시설에 연계하여 사용할 수 있도록 소형화되고 구조가 간단하여 운전 및 유지비용이 적게 들며 슬러지의 함수율을 효율적으로 감소시켜 최종처리되어 배출되는 슬러지를 감량화하고 최종처리의 용이성 및 확실성이 확보될 수 있는 슬러지탈수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 프레임의 상부 양측에 수평으로 배치되는 적어도 두개의 상부안내롤러가 배치되고 중간에 중간안내롤러가 배치되며 하측에 구동롤러가 배치되어 여과포벨트가 순환구동되는 슬러지탈수장치를 제공한다. 본 발명에 따라서, 상부안내롤러사이의 수평구간의 하측에 상부에 배수망체를 가지고 하측에 배수관을 갖는 배수호퍼로 구성되는 고정형의 프레스 플레이트가 배치되고, 고정형 프레스 플레이트에 대응하여 상측에는 주연에 하측으로 연장된 측벽과 상부벽에 의하여 슬러지수용실이 형성되는 가동형 프레스 플레이트가 상하로 이동될 수 있게 착설되며, 가동형 프레스 플레이트의 상부벽에 솔레노이드 밸브로 개폐되는 슬러지주입관과 에어주입관이 연장되어 슬러지수용실에 연결된다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성도.

도 2와 도 3은 본 발명의 작동상태를 보인 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

12, 14... 상부안내롤러 16... 중간안내롤러

26... 여과포벨트 28... 수평구간

30... 배수망체 32... 배수관

34... 배수호퍼 36... 고정형 프레스 플레이트

38... 측벽 40... 상부벽

42... 슬러지수용실 44... 가동형 프레스 플레이트

52, 54... 솔레노이드 밸브 56... 슬러지주입관

58... 에어주입관

도 1은 본 발명의 슬러지탈수장치의 전체구성을 보인 것이다. 본 발명의 슬러지탈수장치는 프레임(10)의 상부 양측에 수평으로 배치되는 적어도 두개의 상부안내롤러(12)(14)가 배치되고 중간에 중간안내롤러(16)와 텐션조절롤러(18)(20)가 배치되며 하측에 모터(22)에 의하여 구동되는 구동롤러(24)가 배치되어 여과포벨트(26)가 순환구동되게 각 롤러(12)(14)(16)(18)(20)(24)에 착설되어 있다. 여과포벨트(26)는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 간헐적으로 순환구동된다.

상부안내롤러(12)(14)사이의 수평구간(28)의 하측에는 이러한 수평구간(28)의 여과포벨트(26)의 하측에 이에 밀착되는 상부에 배수망체(30)를 가지고 하측에 배수관(32)을 갖는 배수호퍼(34)로 구성되는 고정형의 프레스 플레이트(36)가 배치된다. 이러한 고정형 프레스 플레이트(36)에 대응하여 상측에는 주연에 하측으로 연장된 측벽(38)과 상부벽(40)에 의하여 슬러지수용실(42)이 형성되는 가동형 프레스 플레이트(44)가 착설된다. 이 가동형 프레스 플레이트(44)는 상부에 유공압실린더(46)의 피스턴롯드(50)에 연결되어 이에 의하여 상하로 이동될 수 있게 되어 있으며 상부벽(40)에는 각각 솔레노이드 밸브(52)(54)로 개폐되는 슬러지주입관(56)과 에어주입관(58)이 연장되어 슬러지수용실(42)에 연결된다.

한편, 중간안내롤러(16)와 그 하측의 텐션조절롤러(18)사이에 거의 수직으로 연장된 여과포벨트(26)의 수직구간(60)에는 여과포벨트(26)의 면에 선단부가 밀착되는 슬러지케이크 스크레이퍼(62)가 착설되고 그 하측에 슬러지배출호퍼(64)가 배치되며 다시 그 하측에 슬러지운반차(66)가 배치된다.

또한, 가동형 프레스 플레이트(44)의 측부에는 위치센서(70)가 배치되고 가동형 프레스 플레이트(44)의 이동경로의 한 부분에는 이러한 위치센서(70)에 감응하는 감응소자(72)가 고정되어 착설된다.

이와 같은 본 발명은 여과포벨트(26)가 긴장된 상태에서 구동롤러(24)의 구동에 의하여 상부안내롤러(12)(14), 중간안내롤러(16), 텐션조절롤러(18)(20)를 통하여 순환구동된다. 폐수처리시설에서 발생되고 함수량이 큰 슬러지를 탈수처리하기 위하여 상부의 가동형 프레스 플레이트(44)가 유공압실린더(46)의 작동으로 하부의 고정형 프레스 플레이트(36)측으로 이동한다. 가동형 프레스 플레이트(44)의 슬러지수용실(42)을 구성하는 측벽(38)의 하측주연부가 고정형 프레스 플레이트(36)의 상부면측으로 밀착되는 순간에 가동형 프레스 플레이트(44)의 측부에 착설된 위치센서(70)와 이러한 가동형 프레스 플레이트(44)의 최저위치를 결정하는 감응소자(72)가 작동하여 가동형 프레스 플레이트(44)가 더 이상 하강하지 않도록 하는 동시에 여과포벨트(26)의 진행이 정지되도록 한다. 따라서 가동형 프레스 플레이트(44)와 고정형 프레스 플레이트(36)사이에는 수평구간(28)의 여과포벨트(26)가 포착되어 가동형 프레스 플레이트(44)의 슬러지수용실(42)을 밀폐한다(도 3 참조). 이와 같이 슬러지수용실(42)이 밀폐되었을 때에 가동형 프레스 플레이트(44)에 연결된 슬러지주입관(56)을 통하여 슬러지수용실(42)에 슬러지를 공급하고 사전에 결정된 양의 슬러지가 공급되었을 때에 그 솔레노이드 밸브(52)가 폐쇄되고 에어주입관(58)의 솔레노이드 밸브(54)가 개방되어 슬러지수용실(42)에 압력하의 공기를 주입한다. 이때에 슬러지수용실(2)에서는 슬러지에 포함되어 있던 물이 압력하에 공급되는 공기에 의하여 슬러지수용실(42)의 압력보다 낮은 압력을 보이는 배수호퍼(34)측으로 배수망체(30)를 통하여 배수된다. 배수된 물은 배수관(32)을 통하여 외부로 배수되고 경우에 따라서 폐수처리시설에 다시보내어져 처리될 수 있다.

이와 같이, 가동형 프레스 플레이트(44)와 고정형 프레스플레이트(36)가 밀폐된 상태에서 슬러지의 공급과 에어주입이 반복되어 슬러지수용실(42)에서 수평구간(28)의 여과포벨트(26)상에 함수율이 낮게 탈수된 슬러지 케이크가 형성되었을 때 가동형 프레스 플레이트(44)를 상승시키고 여과포벨트(26)를 진행토록 구동시킨다. 여과포벨트(26)의 전진으로 슬러지 케이크가 이 여과포벨트(26)를 따라서 수직구간(60)으로 이동하면 여과포벨트(26)에 선단부가 접하여 있는 슬러지스크레이퍼(62)에 의하여 여과포벨트(26)로부터 분리되고 슬러지배출호퍼(64)를 통하여 슬러지운반차(66)에 배출된다.

이러한 슬러지의 탈수과정은 여과포벨트(26)의 순환에 의하여 연속반복적으로 수행된다.

이와 같이 본 발명은 구조가 비교적 간단하고 운전과정이 간단하여 소규모 설비로서 적합하다. 또한 함수량이 높은 슬러지가 물리적인 힘만을 이용한 탈수가 아니고, 에어를 이용하여 물리적인 힘보다 더 좋은 효율을 올릴 수 있을 것이다. 종래 슬러지를 처리할 경우 지금까지 적정처리 없이 처리처분 및 무단 방류되어 처리, 처분의 확실성을 확보하지 못하였으나, 본 발명에 의해 소규모처리시설의 슬러지를 적정처리하는 것이 가능하고, 작업성 및 운전성이 개선되어 노동력을 절감할 뿐만 아니라 최종처분에 있어서 침출수 문제와 소각에 있어서 경제성이 확보되어 슬러지를 처리함에 있어서 환경보전에 기여 가능할 것이다.

본 발명의 장치는 소규모 폐수 배출업소에서 현재 설치 운영중인 폐수처리장치에 연계하여 발생되는 슬러지의 함수율을 효율적으로 감소시킴으로서 배출되는 탈수 슬러지를 최대 95%이상 감량화 시켜 최종 처분의 용이성 및 확실성을 확보할 수 있는 것으로 기대된다. 실제 농축 슬러지의 함수율은 95%∼99%에 달하였으며 약 100㎥의 폐수를 처리할 경우 농축슬러지는 31㎥정도의 농축슬러지가 배출되게 된다. 31㎥정도의 농축슬러지를 본 발명품을 이용하여 수분을 감소 시키는 경우, 함수율 80%정도로 탈수시키면 탈수슬러지가 약 0.62㎥, 함수율 75%정도로 탈수시키면약 0.49㎥까지 감량화가 이루어 질 것으로 기대된다. 이는 농축슬러지의 약 98%이상까지의 감량화 효율을 기대할수 있을 것으로 보이며 현장 보급 수준에 따라 더 큰 효과가 기대된다.

Claims

프레임(10)의 상부 양측에 수평으로 배치되는 적어도 두개의 상부안내롤러(12)(14)가 배치되고 중간에 중간안내롤러(16)가 배치되며 하측에 구동롤러(24)가 배치되어 여과포벨트(26)가 순환구동되는 슬러지탈수장치에 있어서,상부안내롤러(12)(14)사이의 수평구간(28)의 하측에 상부에 배수망체(30)를 가지고 하측에 배수관(32)을 갖는 배수호퍼(34)로 구성되는 고정형의 프레스 플레이트(36)가 배치되고, 고정형 프레스 플레이트(36)에 대응하여 상측에는 주연에 하측으로 연장된 측벽(38)과 상부벽(40)에 의하여 슬러지수용실(42)이 형성되는 가동형 프레스 플레이트(44)가 상하로 이동될 수 있게 착설되며, 가동형 프레스 플레이트(44)의 상부벽(40)에 솔레노이드 밸브(52)(54)로 개폐되는 슬러지주입관(56)과 에어주입관(58)이 연장되어 슬러지수용실(42)에 연결됨을 특징으로 하는 슬러지탈수장치.
제1항에 있어서, 중간안내롤러(16)의 하측인 여과포벨트(26)의 수직구간(60)에 여과포벨트(26)의 면에 선단부가 밀착되는 슬러지케이크 스크레이퍼(62)가 착설됨을 특징으로 하는 슬러지탈수장치.
제1항에 있어서, 가동형 프레스 플레이트(44)의 측부에는 위치센서(70)가 배치되고 가동형 프레스 플레이트(44)의 이동경로에 이러한 위치센서(70)에 감응하는 감응소자(72)가 고정되어 착설됨을 특징으로 하는 슬러지탈수장치.