KR100700110B1 - 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치 및 슬러지를 이용한고형연료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가정의 생활하수 슬러지, 요식업등에서 발생하는 음식물슬러지, 인분등의 오·폐수 슬러지 처리장치 및 처리장치를 이용한 고형연료 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아파트, 주택, 관공서 등의 모든 건물에서 발생하는 생활 하수와 오 폐수 슬러지를 모아 저장할 수 있도록 설치된 저장탱크(10) 및 보조탱크(11)와; 저장탱크(10) 및 보조탱크(11)에서 유입되는 오 폐수 슬러지를 탈수하는 탈수기(18)와 탈수기에서 탈수된 슬러지, 음식물스러지등을 분쇄하는 분쇄장치(20)와; 분쇄장치(20)에서 분쇄된 슬러지들을 이송시키면서 수분함량 8%∼15%이하로 건조시킬 수 있도록 하는 터널건조로(30)와; 터널건조로(30)에서 건조된 슬러지 40∼70중량%, 무연탄 20∼40중량%, 목편 또는 톱밥 10∼20중량%를 혼합하는 교반기(31)와; 교반기(31)에서 혼합된 혼합물을 분말형태로 분쇄하는 분쇄기(40)와; 분쇄기(40)에서 분쇄된 분말을 성형틀이 구비된 프레스(50)로 가압하여 형상 모양을 갖는 고형연료(60)로 성형할 수 있도록 된 생활하수와 오 폐수 슬러지를 이용한 고형연료 제조장치를 구성한 것으로서, 본 발명은 생활하수처리와 주거지역에서 발생되는 오폐수처리 비용을 절감하고, 고형연료를 이용하여 난방공급 연료와 소형 화력발전을 가동시켜 전기를 공급하여 에너지를 자체적으로 해결하고 전기 난방연료로 사용후 남는 재슬러지 자연퇴비로 사용할 수 있도록 함으로 환경친화적이고, 미래지향적인 주거문화를 제공할 수 있도록 된 것이다.

슬러지, 고형연료, 저장탱크, 분쇄장치, 터널건조로

Description

생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치 및 슬러지를 이용한 고형연료 제조방법{A processing device of sludge of domestic sewage/sewage and a processing method for solid solid fuels using the sludge}

도 1은 본 발명에 따른 오폐수 처리 공정 및 고형연료 제조 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 오폐수 처리장치 및 처리장치에 의해 제조되는 고형연료 성형공정도.

도 3은 본 발명의 저장탱크와 보조탱크의 구성을 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 저장탱크와 보조탱크의 연결 구성을 나타낸 외형도.

도 5는 본 발명의 탈수된 오폐수 슬러지를 분쇄하는 분쇄장치 구성도.

도 6a,b,c,d는 본 발명의 제조 장치에 의해 성형된 고형연료 제품을 나타낸 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10:저장탱크 11:보조탱크

12:내통 13:외통

14:뚜껑 15:유출관

16:드래인 밸브 17:고리

18:탈수기 20:분쇄장치

21:분쇄스크류 22:가이드판

23:토출구 24:배출구

25:여과망 26:공급호퍼

30:터널 건조로 31: 교반기

32:교반날개 40:파쇄기

41:파쇄스크류 50: 프레스

60:고형연료

본 발명은 가정의 생활하수 슬러지, 요식업 등에서 발생하는 음식물 슬러지, 인분 오·폐수 슬러지, 가축 분뇨슬러지 등의 처리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아파트 등에서 발생되는 생활하수 슬러지와 오·폐수 슬러지를 처리하고 이를 고형연료로 형성하여 다시 아파트의 난방 연료와 전기의 공급 발전 연료로 사용할 수 있도록 하며, 아파트 및 주택지역의 오·폐수처리비용을 절감하고 난방을 자체적으로 해결할 수 있도록 한 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치 및 고형연료 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 아파트 단지 또는 주택 등에서 발생되는 생활하수 슬러지는 하수관을 통하여 별도의 하수처리장에서 처리하였으며, 또한 인분 오 폐수 슬러지의 경우 에는 아파트 지하에 매설된 정화조에 모은 다음 처리비용을 지불 한 후 별도의 오물처리장으로 이송하여 처리하였다.

현재 우리나라는 마을이나 아파트단지, 대형건물 등에서 발생되는 인분오폐수, 음식폐기물 등은 자체적으로 처리하지 못하고 별도의 처리장을 건설하여 오물이나 하수 슬러지 등을 처리하여 왔다. 따라서 가정에서는 오물처리비용과 전기료 등을 납부하여 왔으며, 특히, 아파트 난방의 경우 자체적으로 보일러를 설치하여 사용하거나, 지역난방(열병합발전소)에서 공급받게 됨으로써 지역난방에서 난방비를 인상할 경우에는 특별한 대안없이 지불해야 하는 문제점이 있었다.

이러한 우리나라의 주택구조에서는 환경문제의 중요성을 주민들이 인식할 수 없을 뿐만 아니라 오물처리비용과 난방비용이 지속적으로 상승하게 되는 악순환이 일어날 수 밖에 없는 문제점이 있다.

현재 선진국에서는 환경문제의 심각성을 인식하고 지자제 및 국가에서 정책적으로 마을 단위 또는 아파트마다 음식물을 이용한 퇴비화 설비, 인분 오폐수를 이용한 전기발생장치 등의 설비를 설치하여 쓰레기 처리비용을 줄이고 더불어 전기를 자체적으로 생산하여 지역주민에게 무료로 공급하고 남는 전기는 전기회사 또는 기타 산업현장에 판매하여 경제적인 이득을 추구하는 동시에 환경친화적인 주거문화를 건설하고 있는 반면에, 우리나라는 환경 문제 인식에 있어서는 후진국 수준에 머물고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아파트, 단독주택, 양돈 및 축산농가 등에서 발생되는 생활하수와 인분 오폐수 슬러지를 건조하고 이를 목편, 톱밥, 연탄분말 등과 혼합하여 고형연료로 생산하여 다시 아파트의 난방 연료와 아파트로 공급되는 전기를 발생시키는 발전 연료로 사용할 수 있도록 함으로서, 아파트, 다세대 주택의 오폐수처리비용을 절감하고 난방을 자체적으로 해결할 수 있도록 한 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치 및 고형연료 제조방법을 제공함을 목적으로 한 것이다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명은 아파트 등의 다세대 주택에서 발생하는 오 폐수 슬러지를 모아 저장할 수 있도록 설치된 저장탱크 및 보조탱크를 구비하고, 저장탱크 및 보조탱크의 오 폐수 슬러지를 탈수후 분쇄를 실시하는 탈수기 및 분쇄장치를 형성하며, 분쇄장치에서 분쇄된 음식물슬러지와 오 폐수슬러지를 이송시키면서 터널건조로에서 수분함량 8%∼15%이하로 건조시킨 후 건조된 오폐수 슬러지와 무연탄, 목편 또는 톱밥을 혼합 분쇄시켜 성형틀이 구비된 프레스로 가압하여 소정의 형상을 갖는 고형연료로 성형함으로써 오폐수처리를 절감하고, 고형연료를 이용하여 화력발전의 가동시켜 전기를 공급할 수 있도록 된 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치 및 고형연료 제조방법를 제공하여 오폐수 슬러지를 처리하고 난방 에너지 및 전기공급를 자체적으로 해결할 수 있도록 하여 환경친화적인 주거환경을 건설할 수 있도록 한 것이다.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

아파트 등의 다세대 주택에서 발생하는 인분 오 폐수 슬러지를 모아 저장할 수 있도록 설치된 저장탱크(10) 및 보조탱크(11)와;

저장탱크(10) 및 보조탱크(11)에서 유입되는 오 폐수 슬러지를 탈수시키는 탈수기(18)와;

탈수된 오폐수 슬러지와 음식물 슬러지를 분쇄하는 분쇄장치(20)와;

분쇄장치(20)에서 분쇄된 슬러지를 이송시키면서 수분함량 8%∼15%이하로 건조시킬 수 있도록 하는 터널건조로(30)와;

터널건조로(30)에서 건조된 오폐수 슬러지 40∼70중량%, 무연탄 20∼40중량%, 목편 또는 톱밥 10∼20중량%를 혼합하는 교반기(31)와;

교반기(31)에서 혼합된 혼합물을 분말형태로 분쇄하는 분쇄기(40)와;

분쇄기(40)에서 분쇄된 분말을 성형틀이 구비된 프레스(50)로 가압하여 소정의 형상을 갖는 고형연료(60)로 성형할 수 있도록 된 오폐수 및 생활하수 슬러지처리 장치를 구성한 것이다.

상기 저장탱크(10) 및 보조탱크(11)는 내통(12)과 외통(13)으로 이루어지되 내통(12)은 원통형 망체로 이루어지고 상단부에는 다수의 고리(17)가 형성되며, 외통(13)은 상부에 뚜껑(14)이 구비되고 상부와 하부 일측 외면에는 유출관(15)과 드레인밸브(16)가 설치된 구성이다.

상기 탈수기(18)는 인분 오폐수를 탈수시켜 차후 분쇄 또는 이동과정에서 액체에 의해 취급이 불편하지 않을 정도로 탈수시킬 수 있도록 된 것으로서 내부에 탈수 장치가 구비된 것이다. 또한 본 발명의 탈수기는 시 중에서 사용되는 탈수기를 사용할 수 있도록 하였다.

상기 분쇄장치(20)는 몸체 내부에 다수의 분쇄 스크류(21)가 설치되고 분쇄스크류(21) 상부 양측에는 가이드판(22)이 설치되며, 몸체 하단 내측에는 액체와 슬러지가 분리될 수 있도록 여과망(25)이 형성되고 몸체 하부에는 배출구(24)와 토출구(23)가 형성된 구성이다. 상기 여과망(25) 일측에는 실린더(25')가 설치되어 여과망(25) 상부에 쌓여 액체가 빠지지 않을 경우 슬러지를 제거할 수 있도록 한것이다. 실린더(25') 작동시에는 분쇄장치 상부로 투인되는 슬러지를 차단시킨 상태에서 실시된다.

상기 분쇄장치의 상단 일측에는 공급호퍼(26)가 설치되어 저장탱크(10) 또는 보조탱크(11)의 오수 슬러지를 투입할 수 있도록 하는 동시에 음식 폐기물 또는 기타 슬러지를 투립하여 분쇄장치로 공급할 수 있으며, 공급호퍼 하단 토출구에는 개폐밸브가 설치된 것이나 슬러지중에 포함된 덩어리, 뼈등이 통과할 수 있도록 형성된 것이다.

또한 파쇄기(40)는 내부에 파쇄스크류(41)거 설치되어 투입되는 혼합물을 교반하는 동시에 다시 파쇄하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 오폐수슬러지 처리장치에 따른 고형연료 제조방법을 살펴보면,

아파트 단지에서 유입되는 생활하수, 오폐수슬러지를 모아 저장탱크와 보조탱크에 저장하는 집수단계;

저장된 오폐수슬러지의 액체와 슬러지가 분리되도록 탈수기로 탈수하는 단계;

탈수된 슬러지를 분쇄하는 동시에 2차 탈수가 이루어지도록 분쇄장치로 분쇄하는 단계:

분쇄된 슬러지를 수분함량 8%∼15%로 터널 건조로에서 건조하는 단계;

건조된 슬러지 40∼70중량%, 무연탄 20∼40중량%, 목편 또는 톱밥 10∼20중량%를 혼합하는 교반단계;

혼합 교반된 슬러지를 파쇄기로 파쇄하여 분말화하는단계;

파쇄기에서 파쇄된 혼합 슬러지를 성형틀이 구비된 프레스로 가압하여 고형연료로 성형하는 단계;

성형된 고형연료를 제품에 따라 선별적으로 포장하는 단계로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 고안을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 연료제조 방법에 따른 제조 공정도 이고, 도 2는 본 발명의 연료 제조 장치에 따른 제조공정도로서, 본 발명은 아파트 단지, 학교, 호텔 등 사람이 많이 거주하는 다세대 단지, 대형 숙박업소와 양돈 및 축산농가에 설치하게 된다.

따라서 가가호호에서 발생된 생활하수 및 오수슬러지를 단지내 또는 일정한 지역에 설치된 저장탱크(10)에 모아지도록 하여 저장한다. 이때 저장탱크(10)에 생활하수 슬러지와 오폐수 슬러지가 충만되면 일측에 동일한 구조로 준비된 보조탱크(11)로 샐활하수와 오폐수슬러지가 유입되도록 한다. 상기 보조탱크(11)는 세대 의 단지와 생활하수 및 오폐수슬러지가 발생되는 양에 따라서 다수 설치할 수 있으며, 상단에 설치된 연결관(15')은 생활하수 및 오폐수슬러지를 저장탱크 또는 보조탱크에 선택적으로 연결할 수 있도록 설치되어 먼저 저장탱크(10) 상단부와 연결관(15')을 연결시켜 오폐수슬러지를 저장탱크에 유입되도록 한 후 충만되면 연결관을 보조탱크로 연결시켜 오폐수슬러지가 유입되도록 한다.

상기와 같이 모아진 생활하수 슬러지 또는 오폐수 슬러지는 다시 탈수기(18)로 탈수시킨 후 공급호퍼(26)를 통하여 분쇄장치(20)에 의해 분쇄 및 탈수된다.

상기 공급호퍼로부터 공급된 슬러지는 다수의 분쇄스크류(21)가 구비된 분쇄장치(20)로 투입되어 회전되는 분쇄스크류(21)에 의해 분쇄되는 동시에 탈수도 함께 이루어진다.

이때 저장탱크(10)와 보조탱크(11) 사이에 연결된 유출관(15)에 의하여 선택적으로 개방되며 오폐수슬러지는 유출관(15)을 통하여 탈수기 이송되어 탈수된 후 공급호퍼(26)로 이송된 오폐수슬러지는 다시 분쇄장치(20)로 유입되어 상단부에 설치된 분쇄스크류(21)부터 단계적으로 분쇄되면서 하부에 설치된 분쇄스크류(21)까지 단계별로 통과하면서 분쇄되는 동시에 탈수된다.

상기 분쇄장치(20)는 하부에 설치된 분쇄스크류(21)저부에 소정의 거리로 이격된 상태에서 여과망(25)이 설치되고 여과망(25) 일측에는 토출구(23)가 형성되어 탈수된 오폐수슬러지가 토출되도록 하고, 여과망(25) 수직선상의 저부에는 배출구(24)가 형성되어 탈수된 오폐수를 배출할 수 있도록 된 것이다.

상기 여과망(25)은 오폐수슬러지가 토출구(23)으로 원활하게 흘러내리도록 일측으로 경사를 형성한 것이며, 일측 상부에는 실린더(25')를 설치하여 여과망(25)에 쌓인 슬러지를 투출구측으로 밀어줄 수 있도록 하였다.

또한 본 발명의 다른 실시 예로서 여과망에 별도의 진동장치를 설치하여 진동을 가함으로 슬러지가 원활하게 흘러내리도록 할 수 있다. 여과망을 진동시키는 진동장치는 통상적으로 사용되는 편심축을 갖는 모터를 설치하여 진동을 가할 수 있는 것으로 이는 필요에 따라서 선택적으로 적용할 수 있다.

또한 본 발명의 분쇄장치(20) 내벽에는 분쇄스크류(21) 상부로 오폐수슬러지가 모아져 분쇄되도록 가이드판(22)이 양측에 설치된 것이며, 이의 가이드판(22)은 분쇄스크류(21) 측으로 일측 단부가 경사지도록 설치된 것이다.

이와 같이 탈수된 슬러지는 이송장치에 의해 터널 건조로(30)를 통과하면서 수분함량 8%∼15%로 건조된다.

상기 터널건조로(30)는 시스템이 설치되는 지역의 슬러지 처리양에 따라서 길게 설치할 수도 있고 짧게 설치할 수도 있으며 건조속도는 이송시키는 이송장치의 속도와 터널건조로의 길이에 따라서 비례한다.

본 발명의 건조장치에 있어서 터널건조기를 사용하는 것은 다른 건조기에 비하여 건조효율이 높기 때문에 사용하는 것으로 필요에 따라서 원통형건조기를 사용할 수도 있다.

원통형 건조기는 내부에 건조장치와 교반 날개가 구비되어 저으면서 건조시킬 수 있도록 한다.

상기 건조단계에서 건조된 슬러지는 빈대떡과 같은 형상과 조그만 칩과 같은 형상을 깆게 됨으로 이를 분쇄하는 것이 바람직하며, 슬러지만으로는 연료를 성형하였을 경우에는 열량이 떨어지게 됨으로 부가적인 연료부재를 혼합하여 열량을 높이는 것이 바람직하다. 따라서 건조된 슬러지 40∼70중량%, 무연탄 20∼40중량%, 목편 또는 톱밥 10∼20중량%의 비율로 교반기(31)에서 혼합 교반한다.

교반기(31)는 내부에 교반날개(32)가 설치되어 교반하는 과정에서 덩어리진 슬러지와 무연탄은 분쇄되나 목편은 분쇄되지 않으므로 혼합 교반된 슬러지를 다시 파쇄스크류(41)를 갖는 파쇄기(40)로 파쇄시켜 분말형태로 형성한다.

혼합된 슬러지를 교반기에서 교반하는 이유는 고형연료의 조성물을 혼합하기 위함과 동시에 연소가 고르게 이루어지도록 하기 위함이다.

즉, 혼합된 슬러지의 조성물을 교반하는 과정에서 덩어리진 것을 부수는 동시에 알갱이 숙성시켜 고형화된 연료의 연소가 잘 이루어지도록 하고 열량을 높이기 위함이다.

상기 교반기에는 2개의 스크류가 맞물리도록 설치되어 투입되는 혼합물의 덩어리들을 분쇄한다.

상기 교반 후 파쇄시켜 분말화된 혼합 슬러지는 성형하고자 하는 고형연료의 성형틀을 갖는 프레스로 가압하여 연탄, 스틱, 조개탄 등의 형상 모양으로 성형하여 검사 후 포장하여 전기난방 연료로 사용하고 난 후 남는 재슬러지(재가루)는 자연비료로 사룡한다.

도 3은 본 발명의 저장탱크 및 보조탱크의 구성을 나타낸 단면도 이고, 도4는 본 발명에 따른 저장탱크 및 보조탱크의 연결구성을 나타낸 외형도로서,

아파트 단지 등과 같이 사람이 많이 거주하는 지역 설치되어 가가호호에서 발생된 오수와 오물 등의 오수 슬러지를 저장탱크(10)에 모아지도록 한다.

저장탱크(10)는 내통(12)과 외통(13)으로 이루어지도록 하되 내통(12)은 원통형 망체로 이루어져 슬러지는 남고 액체를 빠져나갈 수 있도록 하였다.

또한 내통(12)과 외통(13)의 사이에는 소정의 간격이 형성되어 공간부 를 형성하고 내통(12) 상단 테두리에는 다수의 고리(17)가 형성되어 저장탱크(10)에 오폐수슬러지가 충만되었을 경우 크레인 등으로 들어낼 수 있도록 한 것이다. 저장탱크(10)에 충만된 오폐수슬러지는 내통(12)과영결되는 별도의 이송관을 통하여 탈수 및 분쇄장치 상부에 설치된 공급호퍼(26)로 이송시켜 공급호퍼에서 탈수 및 분쇄장치로 공급할 수 있도록 한다.

상기 저장탱크 또는 보조탱크에 충만된 오폐수슬러지를 이송하는 방법은 크레인등으로 들어서 쏟아 부을 수도 있고 이송관을 통하여 이송할 수도 있는 것으로 설치현장의 여건에 따라서 다양한 방법으로 이송할 수 있게 된다.

상기 저장탱크의 외통(13)은 상부에 뚜껑(14)이 설치되고 뚜껑(14) 상단 중앙부에 연결관(15')이 연결되어 가가호호에서 발생되는 오물이 유입될 수 있도록 하며, 상부의 연결관(15')은 필요에 따라서 연결부를 분리시켜 일측에 구비된 보조탱크(11)에 연결시켜 오물이 보조 탱크로 유입될 수 있도록 할 수 있다.

또한 저장탱크의 뚜껑과 몸체는 테두리에 체결구가 설치되어 뚜껑을 몸체에 고정할 수 있도록 된다.

상기 저장탱크(10)의 일측에는 근접되게 동일한 구조를 갖는 보조탱크(11)가 설치되어 저장탱크(10)에 오폐수슬러지가 충만되면 보조탱크(11)로 유입될 수 있도록 한다.

상기 저장탱크(10)와 보조탱크(11)는 개수를 한정하는 것이 아니라 설치장소의 세대수에 따라서 보조탱크(11)의 개수가 늘어날 수 있으며, 저장태크(10)와 보조탱크(11) 용량 역시 필요에 따라서 대용량 또는 중소용량을 설치할 수 있다.

본 발명의 저장탱크(10)와 보조탱크(11) 상단부에 서로 연결되도록 유출관(15)이 형성되고 유출관(15)에는 각각의 밸부가 형성되어 저장탱크(10)와 보조탱크(11)를 단속할 수 있도록 한 것이다.

상기 유출관(15)은 저장탱크(10) 또는 보조탱크(11)에 저장된 오폐수슬러지가 침전되고 상부에 액체만 있을 경우 이 액체를 빼낼 수 있도록 한다. 즉, 저장탱크(10)와 보조탱크(11) 내에 저장된 오폐수슬러지를 탈수 및 분쇄하기 위해서는 최대한 액체를 제거한 상태에서 옮기는 것이 바람직하다.

또한 저장탱크(10)와 보조탱크(11)의 하단에는 각각의 드레인밸브(16)가 형성되어 저장탱크(10)와 보조탱크(11)를 청소할 경우 내용물을 배출시킬 수 있도록 한 것이며, 필요에 따라서 드레인밸브(16)를 탈수 및 분쇄장치(20)에 연결시켜 오폐수 슬러지를 이송시킬 수 있다.

드레인밸브(16)는 탈수 및 분쇄장치에 연결하여 오폐수슬러지를 이송할 경우에는 저장탱크(10)와 보조탱크내(11) 내부에 위치하는 내통(12)은 설치하지 않고 외통(13)만으로 슬러지를 수용하게 된다.

도 5는 본 발명의 분쇄장치를 나타낸 구성도로서, 분쇄장치의 몸체 내부에 다수의 분쇄 스크류(21)가 설치하여 오폐수슬러지를 분쇄하는 동시에 부가적으로 탈수가 이루어진다.

상기 분쇄스크류는 2개가 서로 맞물리도록 설치하여 회전하면서 내용물을 분쇄할 수 있도록 한 것으로서 수직으로 다수개의 분쇄스크류를 설치하고 분쇄스크류 상부에는 슬러지가 분쇄스크류로 모아져 인입될 수 있도록 양측에 가이드판(22)이 설치된다.

분쇄장치 내부에 설치되는 분쇄스크류(21)와 가이드판(22)은 크기에 따라서 그 개수를 많이 또는 적게 설치할 수 있는 것으로 1개 이상 설치할 수 있다.

또한 상기 분쇄장치의 상단 일측에는 공급호퍼(26)가 설치되어 저장탱크(10) 또는 보조탱크(11)의 오 폐수슬러지를 분쇄장치로 투입할 수 있도록 한 것이다. 공급호퍼(26) 말단부에는 밸브가 설치되어 슬러지의 공급양을 조절할 수 있게된다.

따라서 저장탱크(10) 또는 보조탱크(11)의 슬러지가 탈수기에서 탈수된 후 분쇄장치(20)에 유입되면 오폐수슬러지가 상부의 분쇄스크류(21)에서 1차 분쇄되는 동시에 액체가 짜져 하부로 떨어지고 1차 분쇄된 슬러지는 연속적으로 내려오면서 하부에 설치된 다수의 분쇄 스크류(21)에 의해 잘게 분쇄된다.

상기 분쇄된 슬러지는 여과망(25)으로 낙하된 후 슬러지는 여과망의 경사면을 따라 토출구(23)로 배출되고 액체는 여과망(25)에서 낙하한 후 하부의 배출구를통하여 다시 저장탱크로 유입되거나 별도의 처리장으로 이송되어 처리된다.

분쇄장치에서 분쇄된 슬러지는 토출구(23)를 통하여 컨베어로 이송되어 터널 건조로(30)를 통과 하면서 건조된다.

터널 건조로(30)는 건조 조건에 따라서 그 길이가 다를 수 있으나 통상적으로 10∼20m로 설치되며 터널 건조로(30)는 통상적인 건조로이며, 건조효율 역시 타 건조로 보다 효과적인 것으로 알려져 있다.

상기 터널 건조로(30)를 통과 하면서 건조된 슬러지의 수분 함수량은 8∼15%로 건조된 후 슬러지 40∼70중량%, 무연탄 20∼40중량%, 목편 또는 톱밥 10∼20중량%의 비율로 교반기(31)에서 혼합한다.

본 발명은 슬러지를 이용하여 고형 연료를 제조하는 것으로서 슬러지 만으로 고형연료를 만들 경우 열량 을 충족할 수 없으므로 슬러지에 무연탄, 톱밥 등을 혼합하여 열량을 상승시키고 지속적으로 연소될 수 있도록 하였다.

또한 고형연료를 성형시 슬러지와 무연탄, 톱밥을 혼합하게 되는데 톱밥 대신에 잘게 파쇄한 나뭇조각을 넣어도 무방하다.

상기 교반기(31)에서 혼합된 슬러지는 다시 파쇄기(40)로 유입되어 분쇄된다. 파쇄기(40)의 내부 하단에는 2개의 파쇄 스크류(41)가 설치되어 슬러지와 무연탄, 톱밥 또는 목편을 파쇄하여 분말화 한다. 상기 교반기(31)는 혼합되는 재료중에서 덩어리가 있을 경우 이를 분쇄하고 파쇄기(4ㅇ)는 목편과 같이 나무조각을 파쇄하여 분말화함으로서 차후 고형연료로 성형된 후 연소시 덩어리, 알갱이 등에 의해 연소 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같이 교반기와 파쇄기에서 혼합 교반 및 파쇄된 슬러지는 도 6과 같이 만들고자 하는 고형연료의 형틀을 갖은 프레스로 가압하여 고형연료를 성형하 게 된다.

프레스에 의해 만들어진 고형연료는 별도의 건조공정 없이 검사 후 제품에 따라서 선별적으로 포장된다. 즉, 기존의 연탄과 같은 모양의 고형연료는 포장할 필요가 없으며, 조개탄, 숯과 같은 형상으로 이루어진 고형연료는 중량단위로 포장될 수 있다.

또한 본 발 명의 슬러지는 오폐수인 인분 슬러지 또는 가정 및 업소에서 발생되는 음식물슬러지 등을 사용할 수 있으며 그 혼합비율은 전체비율중 톱밥이 혼합되는 비율과 동일하게 한다.

본 발명에서 만들어진 고형연료는 아파트 등의 단지에서는 자체의 난방 연료를 사용할 수 있도록 하고, 또한 소형 발전시설의 연료로 사용하여 아파트에 전기를 공급할 수 도록 한 것이다.

이를 구체적으로 설명하면 통상적으로 아파트, 학교, 호텔 등은 많은 사람들이 왕래하고 생활하는 장소이므로 오폐수 슬러지가 대량으로 발생되고 또한 양돈농가, 축산농가에서도 분뇨가 발생됨으로 이를 이용할 수 있다.

이렇게 발생 된 오폐수 슬러지를 고형연료로 제조하여 아파트 단지에 설치된 난방보일러의 연료로 사용할 수 있도록 함으로 별도의 오폐수 처리비용이 소요되지 않으며, 더불어 난방 연료비용이 전혀 발생되지 않는다.

따라서 본 발명의 장치를 신규아파트 건설시 지하에 설치함과 동시에 소형화력발전소를 설치하여 아파트 내에서 사용하는 난방 연료와 전기연료는 자체적으로 공급할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 발생되는 생활하수 슬러지와 오폐수 슬러지를 이용하여 고형연료로 제조함으로 별도의 오물처리비용이 발생하지 않을 뿐만 아니라 만들어진 고형연료를 난방용 연료, 전기 발전연료로 사용함으로서 오폐수로 인한 환경오염을 방지하고 환경친화적인 고형연료를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 현대의 산업이 발전과 동시에 생활환경이 개선됨에 따라서 주거환경을 중요시함으로 이에 부합되는 청정 주거환경을 만들고 오 폐수슬러지를 이용하여 에너지를 생산하는 선진국 주거환경과 단지를 조성하여 보다 나은 주거문화를 추구할 수 있도록 된 효과가 있다.

Claims (5)

1. 아파트, 주택, 관공서 등 모든 건물에서 발생하는 오 폐수 슬러지를 모아 저장할 수 있도록 설치된 저장탱크(10) 및 보조탱크(11)와;

   저장탱크 및 보조탱크(10)에서 유입되는 오 폐수 슬러지를 탈수하는 탈수기(18)와:

   탈수기에서 탈수된 슬러지 분쇄하는 분쇄장치(20)와;

   분쇄장치(20)에서 분쇄된 오 폐수슬러지를 이송시키면서 수분함량 8%∼15%이하로 건조시킬 수 있도록 하는 터널건조로(30)와;

   터널건조로(30)에서 건조된 오폐수 슬러지 40∼70중량%, 무연탄 20∼40중량%, 나무편 또는 톱밥 10∼20중량%를 혼합후 분쇄하는 교반기(31)와;

   교반기(31)에서 혼합된 후 분쇄되지 않은 목편과 돌형태의 탄을 파쇄하는 파쇄기(40)와;

   파쇄기(40)에서 파쇄된 혼합 슬러지 분말을 성형틀이 구비된 프레스로 가압하여 소정의 형상 모양을 갖는 고형연료로 성형할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   저장탱크 및 보조탱크는 내통(12)과 외통(13)으로 이루어지되 내통(12)은 원통형 망체로 이루어지고 상단부에는 다수의 고리(17)가 형성되며, 외통(13)은 상 부에 뚜껑(14)이 구비되고 상부와 하부 일측 외면에는 유출관(15)과 드레인밸브(16)가 설치된 것을 특징으로 하는 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   탈수 및 분쇄장치는 몸체 내부에 다수의 분쇄 스크류(21)가 설치되고 분쇄스크류 상부 양측에는 가이드판(22)이 설치되며, 몸체 하단 내측에는 액체와 슬러지가 분리될 수 있도록 여과망(25)이 형성되고 몸체 하부에는 배출구(24)와 토출구(23)가 형성된 것을 특징으로 하는 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   탈수 및 분쇄장치의 상단 일측에는 공급호퍼(26)가 설치되어 저장탱크(10) 와 보조탱크(11)의 오폐수 슬러지를 투입할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 생활하수/ 오폐수 슬러지의 처리장치.
5. 아파트 단지에서 유입되는 오폐수슬러지를 모아 저장탱크와 보조탱크에 저장하는 집수단계;

   저장된 오폐수슬러지의 액체와 슬러지가 분리되도록 탈수하는 단계 및 슬러지를 분쇄하는 단계;

   액체가 분리된 슬러지를 수분함량 8%∼15%로 터널건조로에서 건조하는 단계;

   건조된 슬러지 40∼70중량%, 무연탄 20∼40중량%, 목편 또는 톱밥 10∼20중 량%를 혼합하는 교반단계;

   혼합 교반된 슬러지를 분쇄기로 분쇄하여 분말화하는단계;

   분쇄기에서 분쇄된 혼합슬러지를 성형틀이 구비된 프레스로 가압하여 고형연료로 성형하는 단계;

   성형된 고형연료를 제품에 따라서 선별적으로 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 생활하수/ 오폐수 슬러지를 이용한 고형연료 제조방법.

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