KR100541462B1 - 폐기물 선별형 수세장치 - Google Patents

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KR100541462B1 KR1020040008784A KR20040008784A KR100541462B1 KR 100541462 B1 KR100541462 B1 KR 100541462B1 KR 1020040008784 A KR1020040008784 A KR 1020040008784A KR 20040008784 A KR20040008784 A KR 20040008784A KR 100541462 B1 KR100541462 B1 KR 100541462B1
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Abstract

본 발명은 생활폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 소각재 중 바닥재의 체선별 수세 장치에 관한 것으로, 바닥재로부터 환경적인 유해성이 상대적으로 높은 작은 입자를 분리하는데 있어 체 막힘 현상이 없는 원통 모양의 체선별 수세 장치로서, 바닥재를 투입하기 위한 투입호퍼, 투입호퍼의 하부에 설치되어 투입호퍼로부터 투입된 바닥재를 이송하는 진동 컨베이어, 컨베이어를 통해 이송된 바닥재를 체선별과 수세하기 위한 원통형 체선별기, 상기 원통형 체선별기의 수세에 필요한 용수를 제공하기 위한 수조 및 분사장치, 상기 원통형 체선별기로부터 분리된 작은 입자를 배출하기 위한 배출 컨베이어, 상기 원통형 체선별기로부터 분리된 큰 입자를 배출하기 위한 배출 컨베이어로 구성되어진다.
생활폐기물 소각재, 바닥재, 수세, 체선별기

Description

폐기물 선별형 수세장치 {Separation type Washing Apparatus for Scrapped Material}
도 1은 본 발명에 의한 폐기물 선별형 수세장치가 도시된 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 폐기물 선별형 수세장치의 드럼이 도시된 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 케이스 12 : 유입구
14 : 토출구 16 : 배출구
16a : 제 1 배출구 16b : 제 2 배출구
18 : 격벽 20 : 드럼
22 : 분별홀부 22a : 제 1 분별홀부
22b : 제 2 분별홀부 24 : 편심턱부
26 : 체 30 : 급수관
32 : 노즐 34 : 주름관
40 : 구동수단 42 : 모터
44 : 벨트 50 : 경사조절수단
본 발명은 생활폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 소각재 중 바닥재의 수세 장치에 관한 것으로, 바닥재로부터 환경적인 유해성이 상대적으로 높은 작은 입자를 분리하는 데 있어, 체 막힘 현상이 없는 원통 모양의 체선별 수세 장치로서, 바닥재를 투입하기 위한 투입호퍼, 투입호퍼의 하부에 설치되어 투입호퍼로부터 투입된 바닥재를 이송하는 진동 컨베이어, 컨베이어를 통해 이송된 바닥재를 체선별과 수세하기 위한 원통형 체선별기, 상기 원통형 체선별기의 수세에 필요한 용수를 제공하기 위한 수조 및 분사장치, 상기 원통형 체선별기로부터 분리된 작은 입자를 배출하기 위한 배출 컨베이어, 상기 원통형 체선별기로부터 분리된 큰 입자를 배출하기 위한 배출 컨베이어로 구성되어진다.
종래의 생활폐기물 소각재의 주요 처분 방식은 매립이었으나 넓은 면적이 요구되는 매립장의 부지확보가 어려워지고, 매립지 수명연장 차원에서 소각처리 방법이 주요 대안으로 추진되고 있다. 생활폐기물의 소각에서 발생되는 잔재물은 발생위치와 그 성상에 따라 크게 바닥재와 비산재로 분류되며 이 중 바닥재는 환경적인 유해성이 낮아 재이용 가능성이 높음에도 불구하고 소량 함유된 염소성분, 중금속성분의 용출량으로 인해 재이용에 많은 제약을 받아 주로 매립 처분되고 있다.
바닥재 중의 소량의 유해성분을 제거하기 위한 방법으로는 발생된 바닥재를 3개월 이상 장기간 저장하여 안정화를 도모하는 weathering/aging이 있으나 소요시 간이 길고 넓은 부지를 요구하기 때문에 물로 세척하여 미량성분을 용해시키는 방법이 바닥재의 안정화 시간과 경제성 면에서 우월한 것으로 평가받고 있다. 또한 바닥재의 성상이 미분으로부터 100mm 이상의 조대한 물질까지 포함하고 있기 때문에 교반기를 사용하는 일반적인 수세 방법으로는 내구적인 면에서 불리하며 유해성분의 함유량이 입자가 작아질수록 높아지는 경향이 있기 때문에 작은 입자와 큰 입자를 제거하기 위한 처리가 필요하다.
본 발명은 생활폐기물 소각과정에서 발생하는 바닥재로부터 재이용에 장애가 되는 소량성분을 용해시켜 바닥재의 안정화를 도모하기 위한 수세 처리에 있어 효율적이고 안정적인 장치로서, 상대적으로 유해성이 높은 작은 입자를 제거하고 소량의 유해성분을 용해시켜 제거하여 환경적으로 안정한 바닥재를 회수함으로써 바닥재의 재이용을 적극적으로 장려할 수 있는 친환경적인 생활폐기물 소각 바닥재의 처리장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 폐기물 선별형 수세장치는 폐기물이 통과되도록 유입구 및 토출구가 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부에 회전 가능하게 설치되고, 각각 지름이 다른 다수의 분별홀부가 단계적으로 형성되어 유입된 폐기물이 그 크기에 따라 분별되면서 배출되도록 하는 드럼과, 상기 케이스와 드럼 사이에 설치되어 드럼을 회전시키는 구동수단과, 상기 케이스 외측으로부터 드럼 내부로 삽입되어 폐기물 세척을 위한 물을 공급하는 급수관이 포함된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 의한 폐기물 선별형 수세장치의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 폐기물 선별형 수세장치가 도시된 단면도이다.
본 발명에 의한 폐기물 선별형 수세장치는 유입구(12) 및 토출구(14)가 형성된 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 유입구(12) 및 토출구(14) 내측에 회전 가능하게 설치되고, 각각 그 지름의 크기가 다른 다수의 분별홀부(22)가 둘레면에 형성되어 폐기물이 투입되면 그 크기에 따라 폐기물이 분리되도록 하는 드럼(20)과, 상기 드럼(20)과 케이스(10) 사이에 설치되어 드럼(20)이 회전되도록 하는 구동수단(40)과, 상기 케이스(10) 외측으로부터 드럼(20) 내부로 삽입되어 폐기물 세척에 요구되는 물을 공급하는 급수관(30)과, 상기 케이스(10)와 지면 사이에 설치되어 케이스(10)와 지면 사이의 간격을 조절함으로써, 드럼(20)의 기울기를 조절할 수 있도록 하는 경사조절수단(50)이 포함되어 구성된다.
여기서 상기 케이스(10)는 좌우 방향으로 길게 형성되어 일 측 단부에는 호퍼 형상의 유입구(12)가 형성되고, 타 측 단부에는 호퍼 형상의 토출구(14)가 형성되어 폐기물이 통과될 수 있도록 한다.
그리고 상기 케이스(10)는 내부 바닥면에 다수 개의 격벽(18)이 형성되는데 이는 드럼(20)에서 크기에 따라 선별되어 공급되는 폐기물이 각각 개별적으로 케이스(10) 외부로 배출되도록 하기 위한 것으로서, 드럼(20)에 형성되는 분별홀부(22)의 지름이 상대적으로 작은 제 1 분별홀부(22a) 및 상대적으로 지름이 큰 제 2 분별홀부(22b)로 이루어지면 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 분별홀부(22a)와 제 2 분별홀부(b) 사이에 격벽(18)이 배치되고, 양측 단부에 각각 구동수단(40)을 커버하도록 한 쌍이 격벽(18)이 형성되므로 총 3개의 격벽(18)이 형성된다.
또한 상기 격벽(18)에 의해 구획된 구간에는 각각 제 1 배출구(16a) 및 제 2 배출구(16b)가 형성되어 제 1 분별홀부(22a)를 통해 공급된 폐기물은 제 1 배출구(16a)를 통해 케이스(10) 외측으로 배출되고, 제 2 분별홀부(22b)를 통해 공급된 폐기물은 제 2 배출구(16b)를 통해 배출되도록 한다.
물론 상기 격벽(18)의 수와 배출구(16)의 개수는 상기 분별홀부(22)의 종류에 따라 결정되는 바, 분별홀부(22) 종류의 수만큼 케이스(10) 내부가 구획되도록 격벽(18)이 형성되고, 각각의 구역에는 배출구(16)가 형성되어 크기별로 선별된 폐기물이 각각 다른 장소로 이동되도록 하여 폐기물의 크기에 따른 개별적인 재활용이 이루어진다.
도 2는 본 발명에 의한 폐기물 선별형 수세장치의 드럼이 도시된 단면도이다.
상기 드럼(20)은 양측 단부가 개구된 원통 모양으로 형성되고, 둘레면에 다수 종류로 이루어지는 분별홀부(22)가 형성되는 바, 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 분별홀부(22a) 및 제 2 분별홀부(22b)가 형성되면 드럼(20)을 통과하는 폐기물을 그 크기에 따라 3종류로 분류하는 바, 유입구(12)를 통해 드럼(20) 내부로 공급된 폐기물은 가장 작은 크기의 폐기물이 제 1 분별홀부(22a)를 통과하여 케이스(10) 바닥면으로 떨어지고, 상대적으로 더 큰 폐기물은 제 2 분별홀부(22b)를 통과하여 케이스(10) 바닥면에 떨어지는데 이때 케이스(10) 바닥면에 떨어진 폐기물은 상기 격벽(18)에 서로 섞이지 않고 각각 제 1 배출구(16a) 및 제 2 배출구(16b)를 통해 다른 장소로 이동된다.
그리고 상기 제 1 분별홀부(22a) 및 제 2 분별홀부(22b)를 통과하지 못한 가장 큰 폐기물은 드럼(20)을 통과하여 상기 토출구(14)를 통해 케이스(10) 외측으로 배출된다.
아울러 드럼(20)의 분별홀부(22) 및 케이스(10)의 격벽(18)은 그 개수가 필요에 따라 변형될 수 있으므로 도 1에 도시된 분별홀부(22) 및 격벽(18)의 개수는 본원 발명의 권리를 한정할 수 없음을 밝히는 바이다.
또한 상기 드럼(20)은 회전중심이 일 측으로 치우치게 설치되어 드럼(20) 내부에 공급된 폐기물이 드럼(20) 내부에서 균일한 회전을 이루지 않고 다양한 유동을 이루도록 하여 급수관(30)에 의해 공급되는 물과의 접촉이 보다 증가되도록 하는 바, 드럼(20)의 양측 단부는 일 측으로 돌출되는 편심턱부(24)가 형성되어 드럼(20)이 회전될 때에 측 방향으로 편심되도록 한다.
여기서 상기 편심턱부(24)는 도 2에 도시된 바와 같이 양측 단부가 동일한 방향으로 돌출되어도 무방하나 일 측의 편심턱부(24)는 하측으로 돌출되고, 타 측의 편심턱부(24)는 상측 방향으로 돌출되어 케이스(10)와 드럼(20)이 일정 각도 이 격되게 설치되면 그 효과는 보다 증가될 수 있다.
상기 급수관(30)은 둘레면에 다수 개의 노즐(32)이 설치되어 드럼(20) 내부에 물이 분사되도록 하고, 상기 케이스(10) 외측으로 연장된 부위에 주름관(34)이 개재되어 상기 경사조절수단(50)에 의해 드럼(20)의 기울기가 조절되어도 드럼(20)의 기울기에 따라 급수관(30)의 경사가 가변되도록 한다.
그리고 상기 급수관(30)의 외벽과 드럼(20)의 내벽 사이에는 다수 개의 체(26)가 설치되는 바, 상기 체(26)는 폐기물이 유입되는 입구로부터 출구까지 단계적으로 체(26)와 체(26) 사이의 간격이 좁아지도록 형성되어 드럼(20)을 통과하는 폐기물이 점차적으로 많은 유동을 이루도록 하여 급수관(30)에서 분사되는 물과의 접촉이 증가되도록 한다.
상기 구동수단(40)은 드럼(20)의 둘레면에 연결되어 드럼(20)을 회전시키는 벨트(44)와, 상기 벨트(44)가 회전축에 연결되어 상기 드럼(20)에 구동력을 전달하는 모터(42)가 포함되어 구성된다.
상기 경사조절수단(50)은 도 1에 도시된 바와 같이 그 길이가 가변되는 다리로서, 이는 사용자의 조작에 따라 그 길이가 변형되는 다리라면 어떠한 공지기술이 적용되어도 무방한 바, 길이 가변형 다리는 다양한 기술이 공지되었으므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저 작업자가 경사조절수단(50)을 조작하여 드럼(20)의 경사를 조절하는데 도 1에서 유입구(12) 측의 다리를 상대적으로 더 길게 조절함으로써, 드럼(20)은 유입구(12) 측에서부터 토출구(14) 측으로 낮아지는 경사를 이루고, 모터(42)가 구동되도록 하면 벨트(44)에 의해 드럼(20)이 회전된다.
이후에 상기 급수관(30)을 통해 물을 공급하면서 유입구(12)를 통해 폐기물을 투입하면 드럼(20) 내부로 유입된 폐기물은 드럼(20) 내부에서 유동되면서 노즐(32)에 의해 분사되는 물에 세척된다.
이렇게 세척되는 폐기물은 드럼(20)의 내부를 지나면서 각각 크기별로 선별되는데 가장 크기가 작은 폐기물은 제 1 분별홀부(22a)를 통해 케이스(10) 바닥으로 이동된 후에 제 1 배출구(16a)를 통해 케이스(10) 외측으로 배출되고, 제 2 분별홀부(22b)를 통과한 폐기물은 케이스(10) 바닥으로 이동된 후에 제 2 배출구(16b)를 통해 케이스(10) 외측으로 배출되며, 가장 큰 폐기물은 드럼(20)을 관통하여 상기 토출구(14)를 통해 케이스(10) 외측으로 배출된다.
이때 상기 드럼(20)을 통과하는 폐기물은 드럼(20)에 형성된 편심턱부(24)에 의해 보다 많이 유동되며, 드럼(20)과 급수관(30) 사이에 설치된 체(26)에 의해 더 유동되므로 물과의 접촉이 증가되어 폐기물의 세척을 보다 효과적으로 이룰 수 있다.
상기 한 바와 같은 본 발명은 다양한 종류의 폐기물을 세척하고 크기에 따라 분류하는데 사용되나, 특히 생활폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 소각재 중에 바닥재로부터 환경적인 유해성이 높은 작은 입자를 분리하는데 사용되면 그 효과가 향상된다.
본 발명에 따른 폐기물 선별형 수세장치에 의해 세척되고 선별된 폐기물 중 에 큰 입자는 직접 혹은 건조 공정을 통해 최종 배출되며, 작은 입자가 포함된 슬러리는 여과 공정을 통하여 처리수는 침전법등의 처리를 통해 재이용되거나 배출되며, 작은 입자는 시멘트 원료 등에 재이용된다.
상기 케이스(10)에서 배출된 각 물질들은 컨베이어를 통해 큰 입자는 건조되어 재이용 용도로 사용되며, 작은 입자가 포함된 슬러리는 여과되어 처리수는 침전법 등을 통해 처리되어 재이용되거나 배출된다.
본 발명에 의한 폐기물 선별형 수세장치는 공정이 간단하고 처리시간이 짧으며, 바닥재의 재이용 목적에 맞게 수세장치 전후에 자력 및 비철금속 선별 등 공정의 추가가 용이한 부가적인 효과가 있다.
[실시예]
본 발명 장치의 실시를 위해 실험 장치를 설치하였다. 본 발명에 따른 생활폐기물 소각 바닥재의 실시예의 사양은 아래와 같다. 그러나 본 발명의 사양은 아래 사양으로 한정되는 것이 아닌 것으로 한다.
본 실시예의 사양은 지름 50cm, 길이 100cm의 원통형의 드럼(20)을 설치하였다. 상기 드럼(20)은 약 5도 기울어져 있으며 분당 4회 회전하며 체(26)와 체(26) 사이의 간격은 16mesh로 하였다. 또한 상기 급수관(30)에는 노즐(32)을 3개 설치하여 약 20℃의 물이 분사될 수 있도록 하였다.
이 실험장치에 일산지역에서 발생된 바닥재를 사분하여 4mesh 이상, 8mesh 이상, 16mesh 이상의 시료를 각각 5kg을 넣고 실험을 실시하였다.
표 1은 폐기물 공정시험법에 의한 바닥재 전체의 염소성분 중금속 용출량을 나타낸 것으로, 염소성분은 25,000mg/L 정도였으며, 중금속 용출량은 구리가 5.21mg/L로 기준치를 초과하였다.
표 2는 드럼을 통과한 각 바닥재의 중금속 용출시험법에 의한 염소의 용출 농도를 나타낸 것으로, 각 바닥재의 염소 용출 농도는 4~5 mg/L 정도로 검출되어 거의 대부분의 염소성분이 제거되었음을 보여준다.
표 3은 드럼(20)을 통과한 바닥재의 중금속 용출시험법에 의한 용액의 중금속 농도는 모두 불검출 및 미량만이 검출되어 환경적인 안정성이 매우 향상되었다.
[표 1]
중금속 용출량 (mg/L)
구리 크롬 카드뮴 비소
5.2 0.24 0.66 불검출 불검출
[표 2]
바닥재 입자크기 4매시 이상 8매시 이상 16매시 이상
용출액 중의 염소이온 농도(mg/L) 4.5 5.2 5.0
[표 3]
중금속 용출량(mg/L)
구리 크롬 카드뮴 비소
0.10 불검출 0.30 불검출 불검출
본 발명은 생활폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 소각 바닥재를 공해 없 이 안전하게 처리할 수 있는 공정임이 증명되었다.
특히 본 발명은 공정이 간단하며 처리시간이 빨라 경제성이 있으며, 체 막힘 현상이 없이 연속적으로 생활폐기물 소각 바닥재를 수세 처리할 수 있으며, 처리된 바닥재의 환경적 위해성이 향상되어 시멘트 원료뿐만 아니라 아스콘의 충진제 등으로의 활용 또한 기대할 수 있다.

Claims (9)

  1. 폐기물이 통과되도록 유입구(12) 및 토출구(14)가 형성된 케이스(10)와;
    상기 케이스(10) 내부에 회전 가능하게 설치되고, 각각 지름이 다른 다수의 분별홀부(22)가 단계적으로 형성되어 유입된 폐기물이 그 크기에 따라 분별되면서 배출되도록 하는 드럼(20)과;
    상기 케이스(10)와 드럼(20) 사이에 설치되어 드럼(20)을 회전시키는 구동수단(40)과;
    상기 케이스(10) 외측으로부터 드럼(20) 내부로 삽입되어 폐기물 세척을 위한 물을 공급하는 급수관(30)이 포함된 폐기물 선별형 수세장치.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 케이스(10)는, 케이스(10)와 지면 사이에 설치되어 케이스(10)와 지면 사이의 간격을 조절하므로 드럼(20)의 기울기가 가변되도록 하는 경사조절수단(50)이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
  3. 제 1 항에 있어서;
    상기 케이스(10)는 바닥면 내부에 다수 개의 격벽(18)이 형성되고, 상기 격벽(18)에 의해 구획된 구간마다 배출구(16)가 형성되어 상기 분별홀부(22)를 통해 공급된 폐기물이 케이스(10) 외측으로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
  4. 제 1 항에 있어서;
    상기 드럼(20)은 급수관(30)의 외벽과 드럼(20)의 내벽 사이를 연결하는 다수 개의 체(26)가 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
  5. 제 4 항에 있어서;
    상기 체(26)는 폐기물이 유입되는 입구로부터 출구까지 단계적으로 체(26)와 체(26) 사이의 간격이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서;
    상기 드럼(20)은 회전중심이 일 측으로 치우치도록 편심턱부(24)가 형성된 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
  7. 제 1 항에 있어서;
    상기 급수관(30)은 둘레면에 다수 개의 노즐(32)이 설치되어 드럼(20) 내부에 물이 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
  8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서;
    상기 급수관(30)은 케이스(10) 외측으로 연장된 부위에 주름관(34)이 개재되어 상기 경사조절수단(50)에 의해 드럼(20)의 기울기가 조절되어도 드럼(20)의 기울기에 따라 급수관(30)의 경사가 가변되도록 한 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
  9. 제 1 항에 있어서;
    상기 구동수단(40)은 드럼(20)의 둘레면에 연결되어 드럼(20)을 회전시키는 벨트(44)와, 상기 벨트(44)가 회전축에 연결되어 상기 드럼(20)에 구동력을 전달하는 모터(42)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 폐기물 선별형 수세장치.
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