KR100501086B1 - 슬러지의 연속 압착 탈수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고함수율 슬러지를 연속적으로 압착하여 탈수하는 장치에 관한 것에 관한 것으로, 상세하게는 탈수관의 내부에 진행 방향으로 갈수록 스크류 피치가 일정하게 감소되는 압착 스크류가 형성되고, 상기 탈수관과 연계되는 탈수 챔버 내부의 편심 회전축에 1 쌍 1 조의 스크린 압착판이 형성되고, 상기 압착 스크류와 편심 회전축을 각각 회전하는 구동 장치가 형성되어 고함수율 슬러지를 탈수관의 압착 스크류의 회전에 의해 1차로 탈수하고 탈수 챔버의 편심 회전축에 1 쌍 1 조로 형성된 스크린 압착판의 압착에 의해 2차로 탈수하여 저함수율의 케이크와 수분으로 분리하도록 구성되는 슬러지의 연속 압착 탈수 장치에 관한 것이다.

Description

슬러지의 연속 압착 탈수 장치{A continuous pressure dehydration apparatus of sludge}

본 발명은 상부에 슬러지 투입구가 형성되고 하부에 제 1 차 배수구가 형성되고 내부에 원통 스크린이 삽설되는 탈수관과, 상기 원통 스크린에 수용되며 하방향으로 진행할수록 스크류 피치가 일정하게 감소되는 압착 스크류와, 상기 압착 스크류를 구동하는 제 1 구동 장치와, 상기 탈수관의 하단부에 연결되고 하부에 제 2 차 배수구가 형성되고 내부 상부에 스크래퍼가 형성되고 상기 스크래퍼에 연계되는 슬러지 배출구가 상부에 형성되는 탈수 챔버와, 상기 탈수 챔버의 내부 중앙부에서 일정한 편심 각도로 전개하도록 형성되는 편심 회전축과, 상기 편심 회전축에 지지되며 서로 대향하도록 1 쌍 1 조로 형성되는 스크린 압착판과, 상기 편심 회전축을 구동하는 제 2 구동 장치로 구성되어 대량의 고함수율 슬러지를 탈수관의 압착 스크류의 회전에 의해 1차로 탈수하고 탈수 챔버의 편심 회전축에 1 쌍 1 조로 형성된 스크린 압착판의 압착에 의해 2차로 탈수하므로 저비용 고효율로 저함수율의 케이크와 수분으로 분리하는 슬러지의 연속 압착 탈수 장치에 관한 것이다.

공장이나 가축 사육장 등에서 발생하는 각종 오. 폐수 슬러지를 친환경적이고 효과적으로 처리하기 위해서는 수분이 함유된 오. 폐수 슬러지를 탈수하여 저함수율의 케이크와 수분으로 분리하고 분리된 케이크와 수분을 별도로 처리하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래에는 함수율이 95 ∼ 98 %에 달하는 고함수율 슬러지를 경제적 효율적으로 탈수 처리하여 저함수율의 케이크와 수분으로 분리하는 수단이 마땅치 않았기 때문에 대량의 고함수율 슬러지를 친환경적이고 효과적으로 처리하여 환경 오염을 방지하는 것이 대단히 곤란하다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 탈수관의 내부에 진행 방향으로 갈수록 스크류 피치가 일정하게 감소되는 압착 스크류가 형성되고, 상기 탈수관과 연계되는 탈수 챔버 내부의 편심 회전축에 1 쌍 1 조의 스크린 압착판이 형성되고, 상기 압착 스크류와 편심 회전축을 각각 구동하는 구동 장치가 형성되어 대량의 고함수율 슬러지를 탈수관의 압착 스크류의 회전에 의해 1차로 탈수하고 탈수 챔버의 편심 회전축에 1 쌍 1 조로 형성된 스크린 압착판의 압착에 의해 2차로 탈수하여 저함수율의 케이크와 수분으로 분리하는 슬러지의 연속 압착 탈수 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 슬러지의 연속 압착 탈수 장치는 상부에 슬러지 투입구(13)가 형성되고 하부에 제 1 차 배수구(14a)가 형성되고 내부에 원통 스크린(15)이 삽설되는 탈수관(11)과, 상기 원통 스크린(15)에 수용되며 하방향으로 진행할수록 스크류 피치가 일정하게 감소되는 압착 스크류(16)와, 상기 압착 스크류(16)를 구동하도록 연결되는 제 1 구동 장치(17a)와, 상기 탈수관(11)의 하단부에 연결되고 하부에 제 2 차 배수구(14b)가 형성되고 내부 상부에 스크래퍼(18)가 형성되고 상기 스크래퍼(18)에 연계되는 슬러지 배출구(19)가 상부에 형성되는 탈수 챔버(12)와, 상기 탈수 챔버(12)의 내부 중앙부에서 일정한 편심 각도로 전개하도록 형성되는 편심 회전축(20)과, 상기 편심 회전축(20)에 지지되며 서로 대향하도록 1 쌍 1 조로 형성되는 일정한 크기의 스크린 압착판(21)과, 상기 편심 회전축(20)을 구동하도록 연결되는 제 2 구동 장치(17b)로 구성되는 특징이 있다.

또한, 편심 회전축(20)의 중앙부가 힌지하도록 지지핀(22)으로 연결되며, 상기 편심 회전축(20)의 양 단부에 각각의 크랭크 링크(23)의 일 단부가 베어링(24)으로 연결되며, 상기 각 크랭크 링크(23)의 다른 단부가 압착 조절용 실린더(25)의 각 피스톤에 힌지 연결되며, 상기 각 피스톤이 중앙부가 힌지되는 굴절 링크(26)에 힌지 연결되며, 상기 피스톤을 구동하는 유압 장치(27)가 형성되어 상기 유압 장치(27)로부터 압착 조절용 실린더(25)와 크랭크 링크(23)를 거쳐서 연결되는 상기 편심 회전축(20)의 편심 각도를 임의로 조절할 수 있도록 구성된다.

또한, 스크린 압착판(21)은 부직포 재질인 스크린과, 상기 스크린의 외부 면을 지지하는 프레임으로 구성된다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지의 연속 압착 탈수 장치의 구조를 도시한 것이고 도 2는 본 발명에 의한 탈수 장치의 탈수 챔버를 상세하게 도시한 것이고 도 3은 본 발명에 의한 탈수 장치의 압축 조절 장치의 구조를 도시한 것이고 도 4는 본 발명에 의한 탈수 장치의 압착 조절용 실린더를 상세히게 도시한 것이다.

진행 방향으로 갈수록 스크류 피치가 일정하게 감소되는 압착 스크류(16)가 수용되어 고함수율 슬러지를 압착하여 1차로 탈수하고 탈수된 슬러지를 탈수 챔버(12)로 이송하는 일정한 크기의 탈수관(11)이 형성된다. 상기 탈수관(11)의 상단부에 상기 압착 스크류(16)를 구동하는 제 1 구동 장치(17a)가 형성되며, 상기 탈수관(11)의 내부에 상기 압착 스크류(16)를 포용하는 원통 스크린(15)이 삽설되며, 상기 탈수관(11)의 상부에 고함수율 슬러지를 투입하는 슬러지 투입구(13)가 형성되며, 상기 탈수관(11)의 하부에는 슬러지로부터 탈수된 수분이 배출되는 제 1 차 배수구(14a)가 형성되며, 상기 탈수관(11)의 하단부는 슬러지를 2차 탈수하는 탈수 챔버(12)로 연결된다. 탈수관(11) 내부에 삽설되는 원통 스크린(15)은 슬러지로부터 탈수된 수분만 투과하고 슬러지는 투과하지 못하도록 부직포 재질로 구성되므로 상기 원통 스크린(15)의 내부에서 탈수된 슬러지는 탈수 챔버(12)로 그대로 이송된다.

탈수관(11)에 삽설된 원통 스크린(15)의 내부에 고함수율 슬러지를 압착하여 탈수하는 일정한 길이의 압착 스크류(16)가 내재되며, 상기 압착 스크류(16)를 구동하는 제 1 구동 장치(17a)가 상기 탈수관(11)의 상단부에 설치된다. 상기 압착 스크류(16)는 상단부가 상기 제 1 구동 장치(17a)에 연결되어 일정 속도로 회전되며, 고함수율 슬러지를 압착하여 탈수할 수 있도록 상기 압착 스크류(16)의 진행 방향 즉, 하방향으로 갈수록 스크류 피치가 일정하게 감소되는 구조를 이룬다.

일정한 편심 각도로 전개되는 편심 회전축(20)과 상기 편심 회전축(20)에 지지되는 1 쌍 1 조의 스크린 압착판(21)이 다수개 수용되어 탈수관(11)으로부터 이송된 슬러지를 2차로 압착 탈수하는 일정한 크기의 탈수 챔버(12)가 상기 탈수관(11)의 하단부에 연결 형성된다. 탈수 챔버(12)의 하부에는 슬러지로부터 2차 탈수된 수분이 배수되는 제 2 차 배수구(14b)가 형성되며, 상기 탈수 챔버(12)의 내부 상부에는 압착 탈수된 슬러지를 수거하고 수거된 슬러지가 상기 탈수 챔버(12) 내부로 재유입되는 것을 방지하는 스크래퍼(18)가 형성되며, 상기 스크래퍼(18)에 연계되어 수거된 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지 배출구(19)가 상기 탈수 챔버(12)의 상부에 형성된다.

상기 탈수 챔버(12)의 내부 중앙부에 일정한 편심 각도로 전개되는 편심 회전축(20)이 형성되며, 서로 대향하도록 1 쌍 1 조를 이루는 스크린 압착판(21)이 상기 편심 회전축(20)에 등각도로 형성되며, 상기 편심 회전축(20)을 일정한 회전 속도로 회전하도록 연결되는 제 2 구동 장치(17b)가 상기 탈수 챔버(12)의 외부에 설치된다.

상기와 같이 1 쌍 1 조로 서로 대향하는 스크린 압착판(21) 사이에서 슬러지가 압착된다. 구체적으로, 일정한 편심 각도로 전개된 편심 회전축(20)이 회전되면 상기 편심 회전축(20)에 지지되는 1 쌍 1 조의 스크린 압착판(21) 사이의 간격이 순차적으로 벌어지고 좁아지는 과정을 일정한 주기로 반복하게 되는데, 탈수관(11)과 연결되는 탈수 챔버(12)의 상부에서 1 쌍 1 조의 스크린 압착판(21) 사이의 간격이 최대 간격으로 벌어지고, 제 2 차 배수구(14b)와 연결된 상기 탈수 챔버(12)의 하부에서 상기 스크린 압착판(21) 사이의 간격이 최소 간격으로 좁아지는 과정을 반복하도록 구성된다. 탈수 챔버(12)의 상부에서 스크린 압착판(21) 사이의 간격이 최대 간격으로 벌어지게 되면 벌어진 스크린 압착판(21) 사이로 슬러지가 유입되고, 상기 편심 회전축(20)의 회전으로 인하여 상기 스크린 압착판(21) 사이의 간격이 순차적으로 좁아지면 상기 스크린 압착판(21) 사이에 유입된 슬러지가 일정 압력으로 압착 탈수되고, 상기 탈수 챔버(12)의 하부에서 상기 스크린 압착판(21) 사이의 간격이 최소 간격으로 좁아지게 되면 상기 슬러지가 최대 압력으로 압착 탈수된다.

탈수관(11)에서 탈수 챔버(12)로 이송된 슬러지는 최대 간격으로 벌어진 스크린 압착판(21) 사이로 유입되고, 유입된 슬러지는 간격이 순차적으로 좁혀지는 상기 스크린 압착판(21) 사이에서 압착되어 탈수되고, 탈수된 슬러지는 원심력에 의해 슬러지 배출구(19) 방향으로 튕겨나가거나 스크래퍼(18)에 걸려서 수거되고 상기 슬러지 배출구(19)를 통해 탈수 챔버(12)의 외부로 배출되며, 상기 슬러지에서 탈수된 수분은 스크린 압착판(21)을 투과하여 중력에 의해 하강하거나 또는 탈수 챔버(12)의 내벽을 따라 흘러내려서 제 2 차 배수구(14b)로 배수된다. 그러므로, 스크린 압착판(21)은 슬러지로부터 탈수된 수분만 투과하고 슬러지는 투과하지 못하도록 부직포 재질로 이루어지는 사각형 또는 사다리꼴 형상의 스크린과, 상기 스크린의 외부 면을 전체적으로 지지하는 격자무늬 또는 메쉬망 형태의 프레임으로 이루어 져서 상기 스크린과 그 외부 면의 프레임이 슬러지를 동시에 압착하여 탈수하도록 구성된다.

슬러지의 종류와 함수율 등의 작업 조건에 따라서 1 쌍 1 조의 스크린 압착판(21) 사이의 압착력을 임의로 조절해야 되는데, 그러기 위해서는 상기 스크린 압착판(21)을 지지하는 편심 회전축(20)의 편심 각도를 임의로 조절하여 상기 스크린 압착판(21) 사이의 간격과 각도를 조절하는 것이 효과적이다.

편심 회전축(20)의 중앙부가 힌지하도록 지지핀(22)으로 연결되며, 상기 편심 회전축(20)의 양 단부에 각각의 크랭크 링크(23)의 일 단부가 연결되며, 상기 각 크랭크 링크(23)의 다른 단부가 압착 조절용 실린더(25)에 형성된 각 피스톤에 힌지 연결되며, 상기 각 피스톤은 중앙부가 힌지되는 굴절 링크(26)의 양 단부에 각각 힌지 연결되며, 상기 피스톤을 구동하는 유압 장치(27)가 형성되며 편심 회전축(20)의 편심 각도와 관계없이 상기 편심 회전축(20)만 회전하도록 상기 편심 회전축(20)과 크랭크 링크(23) 사이의 연결부에 베어링(24)이 형성되므로 유압 장치(27)로부터 압착 조절용 실린더(25)와 각 크랭크 링크(23)를 거쳐서 연결되는 편심 회전축(20)의 편심 각도를 임의로 조절하여 상기 편심 회전축(20)에 지지된 1 쌍 1 조의 스크린 압착판(21) 사이의 간격과 각도를 조절할 수 있다.

즉, 유압 장치(27)의 로드가 전진하면 압착 조절용 실린더(25)의 각 피스톤과 각 크랭크 링크(23)를 거쳐서 연결되는 편심 회전축(20)의 편심 각도가 증가되며, 상기 유압 장치(27)의 로드가 후퇴하면 상기 압착 조절용 실린더(25)의 각 피스톤과 각 크랭크 링크(23)를 거쳐서 연결되는 편심 회전축(20)의 편심 각도가 감소되므로 유압 장치(27)를 구동하여 편심 회전축(20)의 편심 각도를 조절하는 구성이다.

비록, 본 발명에서는 유압 장치(27)를 적용하여 압착 조절용 실린더(25)의 피스톤을 구동하는 압착 조절용 실린더(25)에 대하여 기술하였으나, 스프링 장치를 적용하여 피스톤을 구동하는 압착 조절용 실린더(25)를 구성할 수 있다.

본 발명을 실시예로 설명하면,

오. 폐수 슬러지의 종류와 함수율 등의 작업 조건에 따라서 압착 스크류(16)와 편심 회전축(20)의 회전 속도를 설정하고 설정된 회전 속도에 의거하여 상기 압착 스크류(16)와 편심 회전축(20)에 연결된 각 구동 장치(17a, 17b)의 회전 속도를 임의 조절한다. 또한, 편심 회전축(20)에 지지된 스크린 압착판(21) 사이의 간격과 각도를 설정하고, 설정된 조건에 의거하여 유압 장치(27)를 구동하여 압착 조절용 실린더(25)와 크랭크 링크(23)를 거쳐서 연결된 편심 회전축(20)의 편심 각도를 임의 조절하여 상기 편심 회전축(20)에 지지된 스크린 압착판(21) 사이의 간격과 각도를 조절한다. 상기 각 구동 장치(17a, 17b)를 구동하여 압착 스크류(16)와 편심 회전축(20)을 회전하고, 탈수관(11)의 슬러지 투입구(13)로 함수율 95 - 98 %인 고함수율 슬러지를 투입한다. 투입된 슬러지는 탈수관(11) 내부의 압착 스크류(16)의 회전에 의해 압착되어 1 차로 탈수되며, 탈수된 슬러지는 상기 탈수관(11)의 하단에 연결된 탈수 챔버(12)로 이송되고, 상기 슬러지에서 탈수된 수분은 중력에 의해 하강하여 원통 스크린(15)과 탈수관(11)을 차례로 투과하여 그 하부의 제 1 차 배수구(14a)로 배수된다. 상기 탈수관(11)으로부터 이송된 슬러지는 상기 탈수 챔버(12) 상부에서 최대 간격으로 벌어진 1 쌍 1 조의 스크린 압착판(21) 사이로 유입되고, 유입된 슬러지는 편심 회전축(20)의 회전으로 인하여 간격이 순차적으로 좁아지는 상기 스크린 압착판(21) 사이에서 상기 각 스크린 압착판(21)의 스크린과 그 외부면의 프레임에 의해 압착되어 2 차로 탈수되고, 탈수된 슬러지는 원심력에 의해 슬러지 배출구(19)로 튕겨나가거나 스크래퍼(18)에 걸려서 수거되고 상기 슬러지 배출구(19)를 통해 상기 탈수 챔버(12)의 외부로 배출되며, 상기 슬러지에서 탈수된 수분은 스크린 압착판(21)의 스크린과 프레임을 투과하여 중력에 의해 하강하거나 또는 탈수 챔버(12)의 내벽을 따라 흘러내려서 상기 탈수 챔버(12) 하부의 제 2 차 배수구(14b)로 배수된다.

상기와 같이 대량의 고함수율 슬러지를 탈수관(11) 내부의 압착 스크류(16)의 회전에 의해 1차로 탈수하고 탈수 챔버(12)의 편심 회전축(20)에 1 쌍 1 조로 형성된 스크린 압착판(21)의 압착에 의해 2차로 탈수하여 탈수율 60 - 65 %인 저함수율의 케이크로 전환하며, 상기 슬러지로부터 탈수된 수분은 중력에 의해 하강하여 배수구(14a, 14b)로 배수되므로서 저함수율의 케이크와 수분으로의 분리가 저비용 고효율로 실시된다.

본 발명에 의한 슬러지의 연속 압착 탈수 장치는 고함수율 슬러지를 탈수관의 압착 스크류의 회전 압착에 의해 1차로 탈수하고 탈수 챔버의 편심 회전축에 1 쌍 1 조로 형성된 스크린 압착판의 압착에 의해 2차로 탈수하여 대량의 고함수율 슬러지를 저비용 고효율로 탈수 처리하여 저함수율의 케이크와 수분으로 분리하므로 각종 오. 폐수 슬러지를 친환경적이고 효과적으로 처리하여 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 연속 압착 탈수 장치의 구조도

도 2는 본 발명의 탈수 챔버의 상세도

도 3은 본 발명의 압축 조절 장치의 구조도

도 4는 본 발명의 압착 조절용 실린더의 상세도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 탈수관 12 : 탈수 챔버

13 : 슬러지 투입구 14 : 배수구(a, b)

15 : 원통 스크린 16 : 압착 스크류

17 : 구동 장치(a, b) 18 : 스크래퍼

19 : 슬러지 배출구 20 : 편심 회전축

21 : 스크린 압착판 22 : 지지핀

23 : 크랭크 링크 24 : 베어링

25 : 압착 조절용 실린더 26 : 굴절 링크

27 : 유압 장치

Claims (3)

1. 상부에 슬러지 투입구(13)가 형성되고 하부에 제 1 차 배수구(14a)가 형성되고 내부에 원통 스크린(15)이 삽설되는 탈수관(11)과, 상기 원통 스크린(15)에 수용되며 하방향으로 진행할수록 스크류 피치가 일정하게 감소되는 압착 스크류(16)와, 상기 압착 스크류(16)를 구동하도록 연결되는 제 1 구동 장치(17a)와, 상기 탈수관(11)의 하단부에 연결되고 하부에 제 2 차 배수구(14b)가 형성되고 내부 상부에 스크래퍼(18)가 형성되고 상기 스크래퍼(18)에 연계되는 슬러지 배출구(19)가 상부에 형성되는 탈수 챔버(12)와, 상기 탈수 챔버(12)의 내부 중앙부에서 일정한 편심 각도로 전개하도록 형성되는 편심 회전축(20)과, 상기 편심 회전축(20)에 지지되며 서로 대향하도록 1 쌍 1 조로 형성되는 일정한 크기의 스크린 압착판(21)과, 상기 편심 회전축(20)을 구동하도록 연결되는 제 2 구동 장치(17b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지의 연속 압착 탈수 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 편심 회전축(20)의 중앙부가 힌지하도록 지지핀(22)으로 연결되며, 상기 편심 회전축(20)의 양 단부에 각각의 크랭크 링크(23)의 일 단부가 베어링(24)으로 연결되며, 상기 각 크랭크 링크(23)의 다른 단부가 압착 조절용 실린더(25)의 각 피스톤에 힌지 연결되며, 상기 각 피스톤이 중앙부가 힌지되는 굴절 링크(26)에 힌지 연결되며, 상기 피스톤을 구동하는 유압 장치(27)가 형성되어 상기 유압 장치(27)로부터 압착 조절용 실린더(25)와 크랭크 링크(23)를 거쳐서 연결되는 상기 편심 회전축(20)의 편심 각도를 임의로 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지의 연속 압착 탈수 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 스크린 압착판(21)은 부직포 재질인 스크린과, 상기 스크린의 외부 면을 지지하는 프레임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지의 연속 압착 탈수 장치.