KR100854092B1 - 축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는 고액분리기 내에 다수개 연이어 설치되는 디스크필터의 두께가 얇으면서도 강도와 축산분뇨와의 접촉 면적을 향상시키는 것에 의해 처리 능력을 획기적으로 향상시키고 필터 교체가 용이하고 신속하게 이루어져 교체작업의 효율성을 개선할 수 있도록 발명된 것이다.

본 발명의 구성은, 여과조(10)내에서 중공축(70)의 유입공(71) 위치에 결합되어 중공축과 함께 회전되는 판형상의 디스크(61)와,

이 디스크(61)의 외부를 감싸지게 하여 내부로 여과수의 유로를 형성하는 분분리막(62)으로 구성된 것에 있어서,

상기 디스크(61)의 단면 형상이 테두리부와 중앙부의 높이를 다르게 하여 그 사이를 경사지게 연결하는 "

" 형상으로 절곡 성형하고, 이 디스크(61)의 외주면에는 중심을 향해 수개의 비드홈(66)들을 절곡 성형하며, 이 비드홈(66)들의 사이로는 보강살(67)들이 부착 고정되는 것이다.

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Description

축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기{a solid and liquid separation system Using Separation Film for Treating Domestic Excrement}

본 발명은 축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는 고액분리기 내에 다수개 연이어 설치되는 디스크필터의 두께가 얇으면서도 강도와 축산분뇨와의 접촉 면적을 향상시키는 것에 의해 처리 능력을 획기적으로 향상시키고 필터 교체가 용이하고 신속하게 이루어져 교체작업의 효율성을 개선할 수 있도록 발명된 것이다.

축산폐수처리방법에는 액비화 및 퇴비화 등 자원화 처리법과 정화하여 방류하는 방법이 있다.

통상 한우, 젖소, 양계 등의 폐수처리는 분뇨분리의 용이로 인하여 일반적 폐수처리방법의 적용이 용이하지만, 양돈 폐수의 경우 분뇨 분리의 난해함으로 인하여 폐수처리가 어려우며 이로 인하여 양돈 비용중 폐수처리비용이 과다하여 양돈농가의 큰 부담으로 작용하고 있다.

양돈분뇨의 처리방법중 액화비법은 분뇨 슬러리 상태에서는 95~98% 이상의 높은 함수율을 보이고 있어 액비화 과정중 부피의 감소가 있다고 하여도 액비과정이 끝난 후에도 높은 함수율을 유지하고 있다.

따라서 저장에 필요한공간과 시설비 및 운송비의 증가로 인하여 근거리에 수요처가 없을 경우에는 적용하기가 곤란하다.

퇴비화법의 경우 함수율이 낮은 분(糞)만 퇴비화하지 않고 분뇨슬러리를 퇴 비화할 경우 슬러리의 높은 함수율로 인하여 톱밥등의 수분조절재가 과다하게 필요하게 되며, 분의 적절한 탈수없이 과다한 수분조절재만 사용하는 것은 퇴비의 질을 저하시키고 퇴비화시설의 부하를 높여 퇴비화법의 경제성을 악화시키게 된다.

정화처리법은 뇨, 세정수 등을 활성슬러지법을 근간으로 하는 생물학적 처리법이 흔히 사용되는 데, 분뇨의 분리가 철저히 되지 않으면, 고농도의 폐수가 처리시설에 유입되어 미생물의 활동에 치명적인 장애를 주어 적정한 처리효율을 내지 못하여 방류수 수질기준에 달성하기가 쉽지 않다. 한번 비정상적 운전이 이루어지면 정상적인 운전에 도달하는 시간이 수일에서 수개월이 소요되기도 하여 축산폐수와 같은 고농도 폐수의 활성슬러지법을 유지하기 위해서는 숙련된 관리인이 필요하다.

국내 실용신안 등록 제317334호에서는 액비의 부피를 줄여 저장 및 운송비용을 절감할 수 있도록 한 디스크필터를 채용한 고액분리기용 여과장치가 알려진바 있다.

이 장치의 구성은 양단의 엔드플레이트와 함께 폐쇄공간을 형성하는 여과조 와,

엔드플레이트에 회전가능하게 지지되며 일정간격으로 복수의 유입공이 형성된 적어도 하나의 중공축과,

각 중공축의 각 유입공 위치에 결합되어 중공축과 함께 회전되는 복수의 디스크필터와,

중공축을 회전 구동시키는 회전구동수단과,

여과조에 폐수를 공급하기 위한 폐수저장조 및 공급펌프와,

여과조에 압축공기를 공급하는 압축기와,

각 중공축의 단부와 연결되어 여과수를 배출시키는 배출파이프를 구비하여 이루어져 있다.

한편, 디스크 필터는 얇은 판형상의 디스크의 적어도 일면 내지 양면에서 유로막이 구비되어 여과수의 유로를 형성하게 된다.

그리고, 유로막의 외측에는 필터가 마련되며 폐수로부터 이물질을 여과시키게 된다.

또한, 중공축에는 디스크필터 사이의 간격을 유지시키는 스페이서블럭이 구비되고, 중공축의 외주면에는 상기 유입공과 유입공 사이를 연결하는 유로홈이 형성되어 있다.

그러나, 종래 디스크 필터의 디스크는 단지 얇은 판형상으로 이루어져 있었다.

판형상으로 형성하게 되면 중공축에 장착하여 회전 시켰을 때 떨림 현상이 발생된다.

따라서, 디스크 필터와의 거리를 충분히 넓게 유지시켜야 하므로 실질적으로 여과능력을 갖는 필터수를 줄일 수 밖에 없었다.

또, 판 강도가 약하므로 중공축의 설치 간격을 좁혀서 중공축에 설치되는 디스크필터가 겹쳐지게 설계되어 있었다.

이와 같이 디스크 필터들이 겹쳐지게 중공축간 거리를 좁혀서 제작되는 경우, 필터를 교체하거나 보수하고자 할 때 해당 위치 필터를 빼내기 위해서는 주변 겹쳐진 나머지 다른 필터들도 모두 분리해야 하므로 3배의 작업 시간과 인력이 소모되는 등의 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 디스크의 강도와 축산분뇨와의 접촉 면적을 향상시켜 여과능력을 대폭 개선할 수 있도록 한 축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 보수나 부품 교환이 보다 간단하고 신속하게 이루어 질 수 있도록 한 축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 여과조(10)내에서 중공축(70) 의 유입공(71) 위치에 결합되어 중공축과 함께 회전되는 판형상의 디스크(61)와,

이 디스크(61)의 외부를 감싸지게 하여 내부로 여과수의 유로를 형성하는 분리막(62)으로 구성된 것에 있어서,
상기 디스크(61)의 단면 형상이 테두리부와 중앙부의 높이를 다르게 하여 그 사이를 경사지게 연결하는 "

" 형상으로 절곡 성형하고, 이 디스크(61)의 외주면에는 중심을 향해 수개의 비드홈(66)들을 절곡 성형하며, 이 비드홈(66)들의 사이로는 보강살(67)들이 부착 고정되는 것에 의해 달성된다.

삭제

위에서 설명한 바와 같은 본 발명은 디스크의 강도가 향상되므로 빠른 고속 회전에서도 떨림이 발생되지 않는다.

그리고, 디스크 자체의 표면적이 향상되어 단위 면적에서 수질 처리 능력이 획기적으로 향상되는 것이다.

따라서, 주어진 공간내에서 중공축(70)에 장착될 수 있는 판의 수량이 증가되므로 단위 공간내 처리 성능이 향상되는 것이다.

또, 처리 압력 향상에 따른 처리 효율 증대효과를 가질 수 있는 것이다.

한편, 여과면적도 증대되어, 단위 면적에서 수질 처리 능력이 획기적으로 향상되는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 1은 고액분리기의 전체 장치를 도시하는데, 가상선으로 도어가 개폐되는 과정을 보이고 있다.

도 2는 도어를 개방시킨 상태의 측면도로 디스크 필터(60)가 끼워진 중공축(70)들의 중심 간격이 넓어서 디스크 필터(60)들이 중첩되지 않게 설치된 상태를 보이고 있다.

도 3은 중공축(70)에 디스크 필터(60)가 설치된 상태를 보인 이해도.

도 4는 디스크(61)에 비드홈(66)이 형성된 상태를 정면도로 보이고, 도 5는 도 4의 A-A'부의 확대 단면도이다.

도면에서 도시한 여과장치는 디스크 필터(60)를 회전시킴으로써 디스크 필터(60) 표면의 유속을 증가시켜 디스크 필터(60) 표면의 오염을 줄이고, 디스크 필터(60) 표면 전체적으로 여과수의 통로를 구성함으로써 고농도의 축산폐수의 여과가 이루어지게 한다.

도 1에서와 같이 폐쇄공간을 형성하는 여과조(10)의 양단에는 엔드플레이트(11)(12)가 필요에 의해 개폐 가능하게 볼트 등으로 취부되어 있다.

엔드플레이트(11)(12)에는 중공축(70)이 회전 가능하게 지지되며, 중공축(70)에는 일정간격으로 복수의 유입공(71)이 뚫어져 있다.

각 중공축(70)의 유입공(71) 위치에는 중공축(70)과 함께 회전되는 복수의 디스크필터(60)들이 스페이서(77)들에 의해 간격을 유지한 상태로 일정간격 설치되어 있다.

이 중공축(70)과 디스크필터(60)는 통상의 구동수단에 의해 비교적 빠른 회전수로 회전 구동된다.

이 여과조(10)에는 폐수저장조로부터 공급펌프에 의해 유입관(19)을 통해 폐수를 공급되고, 각 중공축(70)의 단부에는 배출파이프가 접속되어 여과수를 배출시키게 된다.

디스크필터(60)는, 도 3에서와 같이 판형의 디스크(61)와, 상기 디스크(61)의 양면에 마련되며 상기 여과수의 유로를 형성하는 분리막(62)과, 상기 분리막(62)의 외측에 마련되며 폐수로부터 이물질을 여과시키는 필터(63)로 이루어진다.

분리막(62)은 망사와 같은 재질로서 필터(63)를 통과한 여과수가 틈새를 통하여 유로를 형성한다.

상기 중공축(70)에는 디스크필터(60) 사이의 간격을 유지시키는 스페이서블럭(80)이 결합되어 있고, 각 중공축(70)에 뚫어진 유입공(71)들이 중앙의 유로홈(72)을 통해 수집된 후 배수파이프를 통해 여과수가 배출되는 것이다.

중공축(70)의 회전구동수단은 엔드플레이트(12)의 외측에서 구동모터(40)의 구동으로 기어들에 의해 동력이 전달되어 각 종공축(70)들이 함께 회전되며, 동시에 디스크필터(60)를 회전시킨다.

이때, 상호 인접된 디스크필터(60)들은 동일한 방향으로 회전됨으로써, 상호 가장자리에서 중첩되는 부분에서 폐수의 회전방향은 상호 반대방향으로 되어 난류를 형성한다.

따라서 필터(63)의 외표면에 잔류하는 여과물의 표면이탈을 원할히 하여 필터(63)의 여과효율을 향상시킨다.

한편, 회전동력수단으로 중공축(70)들이 함께 회전되도록 구성하거나 각 중공축(70)을 별도로 회전 구동시켜도 무방하다.

여과조(10)내에 폐수저장조로부터 폐수가 공급되면 중공축(70)과 디스크필터(60)가 회전되고, 동시 압축공기도 공급되어 폐수는 디스크필터(60)의 회전에 의해서 교반되어지며, 공급펌프(21)에 의한 폐수의 공급압력과 공급된 고압의 압축공기에 의해서 디스크필터(60)면에 접촉되어진다.

이때 폐수중에 함유된 이물질은 필터(63)에 의해서 필터(63)의 외주면에 잔류하고 필터(63)를 통과한 여과수는 분리막(62)의 유로를 통하여 중공축(70)의 유입공(71)으로 유입된다.

한편, 필터(63)의 외주면에 축적되는 폐수중의 이물질은 디스크필터(60)의 회전 및 여과조(10)내의 폐수의 회전유동에 의해서 필터(63)의 외주면으로터 분리된다.

각 중공축(70)의 유입공(71)으로 유입된 여과수는 중공축(70)의 일측 끝단에 접속된 배출파이프(50)를 통하여 여과조(10) 외부로 배출된다.

폐수와 고압의 공기가 유입되는 여과조(10)내에서 디스크필터(60)의 회전과 함께 교반 및 여과가 진행되는 동안 일부 여과수는 스페이서(77) 사이의 틈새 또는 스페이서(77)과 필터(63)와의 틈새로 진입될 수 있는 바, 이때 진입된 여과수는 중공축(70)의 외주면에 형성된 유로홈(72)을 따라 유입공(71)을 통하여 중공축(70) 내부로 유입되어 필터(63)를 경유한 여과수와 함께 배출된다.

한편 본 발명의 가장 중요한 구성상의 특징은 상기 디스크필터(60)의 디스크(61)에 비드홈(66)들과 보강살(67)들을 적어도 1개소 이상 복수로 다수개 성형하여 강도향상과 여과능력을 향상시키는데 있다.

본 발명에서 상기 디스크(61)는 원주면이 원형인 얇은 원판 내지 다각형으로 된 판형상으로 빠르게 고속 회전될 때 떨림을 방지하기 위해 도 3에서와 같이 중심을 축으로 상하 대칭되게 "

"형상으로 절곡 성형하게 된다.
즉, 상기 디스크(61)의 단면 형상이 테두리부와 중앙부의 높이를 다르게 하여(도 3에서 테두리부보다 중앙부가 높게) 그 사이를 경사지게 연결하는 "

" 형상으로 절곡 성형하는 것이다.
따라서, 대략 비행접시 형상으로 디스크(61)의 단면이 성형된다.

그리고, "

"형상으로 절곡 성형된 디스크(61)의 외주면에는 비드홈(66)을 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이 중심을 향해 '∧'형 단면으로 프레스에 의해 일체로 절곡 성형하게 된다.
이 비드홈(66)은 디스크(61)의 휨 강도를 더 향상시키게 된다.

삭제

또, 비드홈(66)이 형성되지 않은 사이로는 보강살(67)이 부착 고정된다.

보강살(67)은 디스크(61)와 동일 재질로 된 것을 외부에 부착한 상태로 용접의 방법으로 견고하게 부착 고정시키게 된다.

따라서, 이 비드홈(66)과 보강살(67)에 의해 전체 표면적이 향상된다.

또, 휨 강도가 크게 향상되는 것에 의해 디스크필터(60)의 설치 간격을 줄여 줌으로써 주어진 공간내에서 중공축(70)에 장착될 수 있는 판의 수량이 증가되므로 단위 공간내 처리 성능이 향상되는 것이다.

또, 분리막의 투과 특성에서 압력이 증가함에 비례하여 처리 용량이 증대되는 관계를 가지고 있는데, 비드홈(66)과 보강살(67)이 형성되지 않은 경우 내부 압력을 4-5kgf/cm² 정도 이상이면 디스크필터(60)가 회전되면서 떨림 현상이 발생되어 파손염려 때문에 압력 증대를 기대할 수 없었다.

그러나 비드홈(66)과 보강살(67)에 의해 강도가 향상될 경우 시험에 의하면 7-10kgf/cm² 까지 압력을 높일 수 있었다.

따라서, 처리 압력 향상에 따른 처리 효율 증대효과를 가질 수 있는 것이다.

한편, 비드홈(66)에 의해 분리막(62)의 표면적도 증대되어, 단위 면적에서 수질 처리 능력이 획기적으로 향상되는 것이다.

도 1은 고액분리기의 전체 장치를 보인 단면도.

도 2는 도어를 개방시킨 상태의 측면도.

도 3은 중공축에 디스크 필터가 설치된 상태의 확대도.

도 4는 디스크에 비드홈이 형성된 정면도

도 5는 도 4의 A-A'부의 확대 단면도.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 - 여과조 60 - 디스크필터

61 - 디스크 62 - 분리막

66 - 비드홈 67 - 보강살

70 - 중공축 71 - 유입공

Claims (2)

1. 여과조(10)내에서 중공축(70)의 유입공(71) 위치에 결합되어 중공축과 함께 회전되는 판형상의 디스크(61)와,

   이 디스크(61)의 외부를 감싸지게 하여 내부로 여과수의 유로를 형성하는 분리막(62)으로 구성된 것에 있어서,

   상기 디스크(61)의 단면 형상이 테두리부와 중앙부의 높이를 다르게 하여 그 사이를 경사지게 연결하는 "

   

   " 형상으로 절곡 성형하고, 이 디스크(61)의 외주면에는 중심을 향해 수개의 비드홈(66)들을 절곡 성형하며, 이 비드홈(66)들의 사이로는 보강살(67)들이 부착 고정되는 것을 특징으로 하는 축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 분리막(62)의 외부에는 필터(63)가 부착됨을 특징으로 하는 축산분뇨 처리용 분리막을 이용한 고액분리기.

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