KR100538089B1 - 하수 슬러지 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일단에 피니언 기어를 갖고 침전 수조의 양측면 상단에 소형모터에 의해 외측으로 선택 이동이 이루어지는 대형 구동모터와; 침전 수조의 양측면 내측 중앙에 형성되고 대형 구동모터의 피니언 기어와 선택적으로 치합을 이루는 래크기어를 갖는 승강구조물과; 침전 수조의 바닥면에 다수 개 연결지지바에 의해 연결조합되고 승강구조물과 연결설치되어 연동되는 다수 개의 부력부재와; 부력부재 사이의 다수 개 연결지지바 상면에 설치된 메쉬망체와; 다수 개 부력부재와 연결지지바 상부에 안착되는 여과포와; 상기 여과포를 각각의 부력부재 외측면에 끼워 고정시키는 사각고정틀를 구비하는 하수 슬러지 처리장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 부력에 의해 상승되고 대형구동모터에 의해 하강되는 승강구조물을 사용함으로써 수중대차를 이용하지 않고도, 보다 짧은 시간 내에 침전지 내부의 슬러지를 남김없이 모두 외부로 인출시킬 수 있어 시간과 인력을 크게 절약할 수 있고, 슬러지의 처리능력이 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

하수 슬러지 처리장치{Treatment apparatus of sludge}

본 발명은 하수 슬러지 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부력에 의해 상승되고 대형구동모터에 의해 하강되는 승강구조물을 사용함으로써 수중대차를 이용하지 않고도, 보다 짧은 시간 내에 침전지 내부의 슬러지를 남김없이 모두 외부로 인출시킬 수 있어 시간과 인력을 크게 절약할 수 있고, 슬러지의 처리능력이 크게 향상되는 하수 슬러지 처리장치에 관한 것이다.

하수종말처리장(wastewater treatment area)은 공장이나 사업소·가정 등에서 배출되는 하수(또는 배수) 중의 유해물질이나 오염물질을 걸러내 가장 마지막으로 처리해 하천으로 내보내는 곳으로, 공공수역의 수질보전을 위해 공장이나 사업소, 가정 등으로부터 배출되는 하수는 수질오염방지법이나 시도조례 등에 정해진 기준까지 정화해서 배출하지 않으면 안된다. 현재 서울시의 4개 처리장에서 발생하는 하수의 슬러지(침전물)는 김포의 수도 매립지로 운반하여 일반 쓰레기와 함께 혼합해서 매립하고 있다. 이에 따라서 침출수가 다량 발생하고 슬러지의 잔여 유기물의 부패로 인한 악취문제와 토양의 지하수 오염유발 등 매립지 주변에 2차적으로 환경오염문제를 야기하는 등 많은 문제점을 안고 있다.

현재 우리 나라의 경우 처리장에서 발생하는 슬러지는 극소량이 일부 농경지 및 지렁이먹이로 이용되는 것을 제외하고, 대부분이 매립, 해양투기에 의해 처리되고 있는데, 일본을 비롯한 외국의 대도시에서는 대부분의 하수 슬러지를 소각 및 퇴비·건설자재 그리고 에너지로 재활용하고 있다. 1992년 12월 현재 서울의 4개 처리장에서 발생하는 1,546톤/일의 슬러지는 대부분 매립되어 이에 대한 적절한 대책수립이 요구되고 있다.

현재 슬러지 처리, 처분에 이용되고 있는 단위공정은 처리목적의 기능에 따라서 구분하는 처리, 처분방법이 있다. 그 방법은 처리 프로세스 및 중간 프로세스, 최종 처리 프로세스로 구분할 수 있다. 처리 프로세스는 농축·소각·기계탈수화처럼 감량화를 주요목적으로 하고 있다. 처리는 최종 처분을 위해 탈수 케이크를 감량 또는 안정화시키는 방법이고 퇴비화, 소각, 용융(熔融), 고화(固化) 등이 이에 해당한다. 한편 최종처분은 처리공정에서 발생하는 최종 산물을 매립 또는 재이용하는 것이다.

소각은 공기 중의 산소를 이용하여 가연성 물질을 연소시키는 방법이다. 이에 따라서 최근의 매립지 확보의 어려움을 해소하기 위한 폐기물의 감량화, 유기물의 무기물화를 위한 화학적, 생물학적 안정화, 잡균, 부패성물질 처리를 위한 안정화 등이 폐기물의 처리방법으로 많이 이용되고 있다.

용융은 소각재의 감량화와 소각재 안에 포함된 중금속 등의 문제로 인해 최근 용융이 관심을 끌게 되었다. 용융은 중금속을 슬래그 속에 포함시켜 최종적으로는 슬래그를 건축자재로 이용하는 등의 연구가 진행되고 있다.

열분해는 원료물질을 무산소 상태에서 가열하여 가스와 오일, 차르 등을 분해하는 과정을 말한다. 그리고 열분해는 생성물의 종류에 따라서 순수 열분해와 액화·가스화 등으로 분류하게 된다.

상수도의 정수장에 설치된 침전 수조는 상수를 모으는 사각체의 구조물로, 상수원을 받아 1차 응집지를 거쳐 침전지, 여과지, 배수지, 가압장, 가정의 순으로 공급하고 있는 실정이다.

그런데, 상기와 같은 침전 수조는 폭 20m, 길이 70∼80m의 사각 구조물로, 침전 수조에서는 수면에 부상된 슬러지는, 수면높이 일편에 마련된 슬러지 부상실 또는, 월류구(notch)를 통해 외부로 배출되고, 재차 침전된 슬러지는 하부에 침전되어 퇴적슬러지가 수집되도록 형성되거나, 또는 통상의 침전 수조에 침전된 슬러지는 바닥에 설치한 수중대차로 수집호퍼부까지 밀어내 머드밸브를 개방해 배출 처리하고 있는 실정이다.

그런데, 바닥가장자리에 수집호퍼가 형성된 보통의 침전 수조는 슬러지처리구간 내에서만 윈치드럼에 의해 와이어로 수중대차가 왕복주행하면서 바닥에 쌓인 슬러지를 수집호퍼에 밀어내 처리하지만, 일편으로 사공간(dead space)이 형성된 침전지는 수중대차가 리미트스위치에 의해 수집호퍼까지만 주행되고, 수중대차가 미치지 못하는 사공간구간(dead space)에서의 슬러지는 인력에 의해서 슬러지를 처리하기 때문에 많은 침전 수조 내에 물을 전부 방류해야 하는 낭비가 있었다.

이런 문제점을 해결하기 위해서, 수집호퍼 일편으로 사공간(dead space)이 형성된 침전 수조에서의 사공간(dead space)에서도 큰설비의 투자 없이 간단한 시공장치에 의해 보조수중대차가 왕복주행되도록 하는 침전지슬러지처리장치를 제공한바, 그 구성을 살펴보면, 수집호퍼 일편으로 사공간구간(dead space)이 형성된 침전지 길이방향 좌우 제1지와 제2지의 수중대차구간 바닥에 설치된 레일 상에 1지수중대차는 침전지 가장자리 양편바닥에 설치된 가이드 로라에 2지수중대차는 수집호퍼에 근접되게 설치된, 1지수중대차의 후단과 2지수중대차의 각 후단구간에 상기 가이드로라를 경유해 와이어로프를 설치하는 통상의 슬러지처리장치에 있어서, 상기 제1지)와 제2지와 사공간구간 바닥에 레일을 설치하고; 제1지 사공간구간의 수집호퍼에 근접된 레일 상에는 1지보조수중대차를 설치하며; 제2지 사공간구간의 가장자리 양편바닥에 설치된 가이드로라에 근접된 레일 상에는 2지보조수중대차를 설치하며; 수집호퍼 바닥 양편에 폐구간와이어중간로라를 각 수중대차 중간높이로 세워 설치하며; 상기 1지보조수중대차와 2지보조수중대차의 수집호퍼측 대차 중간단에 각 폐구간와이어중간로라를 경유하는 폐구간와이어를 고정설치하며; 1지보조수중대차와 2지보조수중대차 각 중앙상단에 순환와이어관통공을 정착하며; 상기 1지수중대차 중앙상단에 정착한 순환와이어는 1지보조수중대차의 순환와이어관통공을 경유하여, 사공간구간의 바닥 가이드로라를 경유해 침전지 외상부에 설치된 원치드럼의 1플리에 귄취시켜; 상기 2지수중대차 중앙상단에 정착한 순환와이어는 2지보조수중대차 의 순환와이어관통공을 경유하여, 사공간구간의 바닥 가이드로라를 경유해 침전지 외상부에 설치된 윈치드럼의 2플리에 권취하며; 1지수중대차와 2지수중대차에 정착된 순환와이어 상의 고정클립장착구간은 상기 사공간구간과 수집호퍼구간의 합산거리로 이격해, 1지고정클립과 2지고정클립을 각 고정설치함을 특징으로 하는 침전지슬러지처리장치가 2004년 10월8일에 실용신안등록 제364085호로 등록공고된바 있었다.

그러나, 이런 종래의 슬러지처리장치는 침전 수조 내 침전수의 방류없이 수중대차가 미치지 못하는 사공간구간에서의 슬러지를 고정클립에 의해 주행되는 보조수중대차를 피드백시켜서 수집호퍼로 배출시킴으로써 인력에 의해서 처리되던 슬러지를 인력보다는 짧은 시간 내에 저렴한 비용을 들여서 처리할 수 있는 것이나, 이 또한, 수중대차가 미치지 못하는 부분의 슬러지가 발생되고 이의 처리를 위해서는 또 다른 보조수중대차나 구조체가 필요하게 되는 등, 사각의 틀인 침전 수조 내에서 시각형상의 수중대차가 피그백 되는 궤적은 한정될 수밖에 없는 구조적인 한계가 있는 문제점이 있었다.

또한, 수중대차가 침전 수조 내에서 사공간을 없애기 위해서는 보다 많은 궤적을 피드백하여야 하고 이를 위해서는 새로운 궤적으로 수중대차를 진행시키기 위해 새로운 구조물을 필요로 하는 등 구조가 복잡해지고, 그에 따른 처리시간과 비용이 보다 많이 늘어나게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부력에 의해 상승되고 대형구동모터에 의해 하강되는 승강구조물을 사용함으로써 수중대차를 이용하지 않고도, 보다 짧은 시간 내에 침전지 내부의 슬러지를 남김없이 모두 외부로 인출시킬 수 있어 시간과 인력을 크게 절약할 수 있고, 슬러지의 처리능력이 크게 향상되는 하수 슬러지 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일단에 피니언 기어를 갖고 침전 수조의 양측면 상단에 소형모터에 의해 외측으로 선택 이동이 이루어지는 대형 구동모터와;

침전 수조의 양측면 내측 중앙에 형성되고 대형 구동모터의 피니언 기어와 선택적으로 치합을 이루는 래크기어를 갖는 승강구조물과;

침전 수조의 바닥면에 다수 개 연결지지바에 의해 연결조합되고 승강구조물과 연결설치되어 연동되는 다수 개의 부력부재와;

부력부재 사이의 다수 개 연결지지바 상면에 설치된 메쉬망체와;

다수 개 부력부재와 연결지지바 상부에 안착되는 여과포와;

상기 여과포를 각각의 부력부재 외측면에 끼워 고정시키는 사각고정틀를 구비하는 특징을 갖는다.

상기 승강구조물은 일측이 침전 수조 내측에 위치되고 타측이 침전수조 내측면에 형성된 작동요부에 위치되어 침전 수조의 작동요부측 측벽 양측에 상측으로 길게 형성된 승강장공을 통해서 서로 연결되는 특징을 갖는다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시 예인 승강구조물과 여과포의 설치상태를 보인 요부절취 사시도이고, 도 2는 본 발명 실시 예인 승강구조물에 연결지지바와 부력부재가 고정된 모습을 보인 분리사시도이며, 도 3은 본 발명 실시 예인 승강구조물에 연결지지바에 의해 결합된 부력부재와 매시망체 및 여과포와 사각고정틀의 설치모습을 보인 요부확대 측단면도이고, 도 4는 본 발명 실시 예의 작동상태도로 승강구조물의 래크기어가 대형 구동모터의 피니언기어와 결합되어 승강구조물이 짐전지 내부에 위치되어 슬러지의 침전이 이루어지는 모습을 보인 측단면도이며, 도 5는 본 발명 실시 예의 작동상태도로 승강구조물의 래크기어가 대형 구동모터의 피니언 기어와 분리되어 승강구조물이 침전지 내부 하단에 위치된 슬러지를 쉽게 배출시킬 수 있도록 부력부재의 부력으로 상부로 상승된 모습을 보인 측단면도이다.

참고로 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

본 발명의 하수 슬러지 처리장치는, 일단에 피니언 기어(21)가 장착되어 소형모터(22)에 의해 승강구조물(10)의 래크기어(11)와 결합되고 분리되어 승강구조물(10)을 침전 수조(70) 하부로 하강시키는 대형 구동모터(20)와, 침전 수조(70) 양측 내부에 승강가능하게 위치되어 부력부재(30)에 의해 상승되고 대형 구동모터(20)에 의해 하강되며 침전 수조(70) 내부에 연결지지바(12)에 의해 연결되는 승강구조물(10)과, 침전 수조(70) 내부에서 승강구조물(10)과 결합되어 자체 부력에 의해 승강구조물(10)을 상승시키는 부력부재(30)와, 침전 수조(70) 내부의 승강구조물(10) 연결지지바(12) 상면에 안착되는 메쉬망체(40)와, 침전 수조(70) 내부의 승강구조물(10)의 연결지지바(12)와 부력부재(30) 상면에 걸쳐지는 여과포(50)와, 여과포(50)를 부력부재(30)의 외축면에 억지끼움으로 고정시키는 사각고정틀(60)과, 양측 내부에 승강구조물(10)이 승강되는 작동요부(71)를 갖고 작동요부(71)과 침전수조(70)의 사이 벽체에는 양측이 통공형성되어 작옹요부(71) 상의 승강구조물(10)과 침전수조(70) 내측면과 연결되는 승강장공(72)이 형성되어서 이루어진다.

상기 대형 구동모터(20)는 침전 수조(70)의 양측면 상단에 고정되어 일단에는 피니언 기어(21)가 형성되고, 소형모터(22)에 의해 외측과 내측으로 선택 이동된다.

상기 승강구조물(10)은 침전 수조(70)의 양측면 내측 중앙에 일측이 형성되고, 양측의 승강장공(71)을 통해 다수개 연결지지바(12)와 연결되며, 대형 구동모터(20)의 피니언 기어(21)와 소형모터(22)에 의해 선택적으로 치합을 이루는 래크기어(11)가 작동요부(71)상에서 승강구조물(10)의 중심에 수직으로 길게 형성된다. 양측의 승강장공(71)에는 승강구조물(10)의 승강을 안내하는 안내롤러(13)가 장착되어 승강구조물(10)의 승강을 좀더 부드럽게 유도한다. 승강구조물(10)은 일측이 침전 수조(70) 내측에 위치되고, 타측이 침전수조(70) 내측면에 형성된 작동요부(71)에 위치되어, 침전 수조(70)의 작동요부(71)측 측벽 양측에 상측으로 길게 형성된 승강장공(72)을 통해서 서로 연결된다.

상기 부력부재(30)는 침전 수조(70) 내부에서 다수 개 연결지지바(12)에 의해 연결조합되고, 작동요부(71) 상의 승강구조물(10)과 연결 설치되어, 자체 부력으로 승강구조물(10)을 침전 수조(70) 내에서 상승시킨다.

상기 메쉬망체(40)는 침전 수조(70) 내부에서 부력부재(30) 사이의 다수 개 연결지지바(12) 상면에 설치되어, 승강구조물(10)의 승강시 침전수를 원활히 통과시킨다.

상기 여과포(50)는 침전 수조(70) 내부에서 다수 개 부력부재(30)와 연결지지바(12) 상부에 걸쳐서 안착되는 천재질로, 승강구조물(10)의 승강시 물만을 통과시키고 슬러지(80)를 고착시킨 상태로 상부로 이동시키게 된다.

상기 사각고정틀(60)은 여과포(50)를 각각의 부력부재(30) 외측면에 끼워 고정시키는 틀체로, 승강구조물(10)의 상승시 여과포(50)가 슬러지(70)와 함께 승강구조물(10)의 다수개 연결지지바(12) 상측에서 미끄러져 하락되는 것을 방지하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

평상시에는 상기 부력부재(30) 상에 여과포(50)를 덧씌운 후, 사각고정틀(600로 여과포(50)를 부력부재(30) 외주면에 완강히 고정시킨 상태에서, 소형모터(22)를 작동시켜서 대형 구동모터(20)의 피니언 기어(21)를 승강구조물(10)의 래크기어(11)와 치합되도록 한 다음, 대형 구동모터(20)를 작동시켜 피니언 기어(21)를 회동시킴으로써 래크기어(11)를 침전수조(70)의 작동요부(71) 하부로 하강시키되,침전 수조(70)의 저면까지 하강이동시켜 정지시킴으로써 침전 수조(70) 내부에서 승강구조물(10)의 다수 개 연결지지바(12) 상면에 슬러지(80)의 침전이 이루어질 수 있도록 한다.

침전 수조(70) 내부로 침전수사 유입된 상태에서 이 상태를 그대로 유지하다가 일정 시간이 경과되면, 침전 수조(70) 저면의 승강구조물(10)의 연결지지바(12) 상면에는 슬러지(80) 침전되어 적층되고, 이를 확인한 후에는 소형모터(22)를 작동시켜 대형 구동모터(20)의 래크기어(11)와 승강구조물(10)의 피니언 기어(21)와의 치합상태를 해지하면 된다.

이에 승강구조물(10)의 연결지지바(12)에 다수개 결합된 부력부재(30)에 의해 승강구조물(10)은 상승하는바, 승강구조물(10)의 연결지지바(12) 상면의 여과포(50) 상면에는 슬러지(80)를 적층된 상태로 부력작용에 의해 자동적으로 상승된다.

이때, 승강구조물(10)은 침전 수조(70)의 양측 승강장공(72)에 장착된 안내롤러(13)에 의해 일측으로 치우치지 않고 서서히 상승되는데, 침전수는 메쉬망체(40)와 여과포(50)를 통과하여 승강구조물(10)의 상면에는 슬러지(80)만이 여과포(50)를 토오가하지 못하여 걸려져 승강구조물(10)과 함께 동반상승된다.

이에 침전 수조(70)의 수면 상에 자동 부상된 슬러지(80)를 승강구조물(10)의 여과포(50)에서 외부로 인출시키면 된다. 또는 여과포(50)를 슬러지(80)와 함께 인출시킬 수도 있음은 물론이다.

이와 같이, 본 발명은 부력에 의해 상승되고 대형구동모터에 의해 하강되는 승강구조물을 사용함으로써 수중대차를 이용하지 않고도, 보다 짧은 시간 내에 침전지 내부의 슬러지를 남김없이 모두 외부로 인출시킬 수 있어 시간과 인력을 크게 절약할 수 있고, 슬러지의 처리능력이 크게 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명 실시 예인 승강구조물과 여과포의 설치상태를 보인 요부절취 사시도,

도 2는 본 발명 실시 예인 승강구조물에 연결지지바와 부력부재가 고정된 모습을 보인 분리사시도,

도 3은 본 발명 실시 예인 승강구조물에 연결지지바에 의해 결합된 부력부재와 매시망체 및 여과포와 사각고정틀의 설치모습을 보인 요부확대 측단면도,

도 4는 본 발명 실시 예의 작동상태도로 승강구조물의 래크기어가 대형구동모터의 피니언기어와 결합되어 승강구조물이 짐전지 내부에 위치되어 슬러지의 침전이 이루어지는 모습을 보인 측단면도,

도 5는 본 발명 실시 예의 작동상태도로 승강구조물의 래크기어가 대형구동모터의 피니언기어와 분리되어 승강구조물이 침전지 내부 하단에 위치된 슬러지를 쉽게 배출시킬 수 있도록 부력부재의 부력으로 상부로 상승된 모습을 보인 측단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 승강구조물 11 : 래크기어

12 : 연결지지바 13 : 안내롤러

20 : 대형 구동모터 21 : 피니언 기어

22 : 소형모터 30 : 부력부재

40 : 메쉬망체 50 : 여과포

60 : 사각고정틀 70 : 침전 수조

71 : 작동요부 72 : 승강장공

80 : 슬러지

Claims (2)

1. 일단에 피니언 기어를 갖고 침전 수조의 양측면 상단에 소형모터에 의해 외측으로 선택 이동이 이루어지는 대형 구동모터와;

   침전 수조의 양측면 내측 중앙에 형성되고 대형 구동모터의 피니언 기어와 선택적으로 치합을 이루는 래크기어를 갖는 승강구조물과;

   침전 수조의 바닥면에 다수 개 연결지지바에 의해 연결조합되고 승강구조물과 연결 설치되어 연동되는 다수 개의 부력부재와;

   상기 부력부재 사이의 다수 개 연결지지바 상면에 설치된 메쉬망체와;

   상기 다수 개 부력부재와 연결지지바 상부에 안착되는 여과포와;

   상기 여과포를 각각의 부력부재 외측면에 끼워 고정시키는 사각고정틀를 구비하는 하수 슬러지 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 승강구조물은 일측이 침전 수조 내측에 위치되고, 타측이 침전수조 내측면에 형성된 작동요부에 위치되어, 침전 수조의 작동요부측 측벽 양측에 상측으로 길게 형성된 승강장공을 통해서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 처리장치.