KR100867762B1 - Centrifuge with screw for raising removal efficiency of micro-sludge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스크루 테칸타형 원심분리기에 관한 것으로서, 구체적으로는 폐수를 원심분리하는 방법에 의해 물과 슬러지로 분리하여 슬러지를 걸러내는 스크루 테칸타형 원심분리기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a screw-type centrifugal separator, and more particularly, to a screw-type centrifugal separator separating sludge into water and sludge by centrifugal separation of wastewater.
오늘날 산업의 발달과 인구증가로 인해 오염물질의 배출이 늘어나면서 폐수 처리 문제는 그 중요성이 날로 증가하고 있다. 폐수처리 방법에는 여러 가지가 있는데 그중에서도 원심분리형 여과장치가 처리능력이 크고 처리속도가 빨라 많이 쓰이고 있다. 상기와 같은 원심분리형 여과장치를 이용한 폐수 처리 과정에서는 폐수로부터 분리되는 고형물인 슬러지가 발생한다. 이 슬러지는 수중의 부유물이 침전하여 진흙상으로 된 것을 말한다. 일반적으로 폐수 처리 과정에서 생성되는 슬러지는 수분 함유량이 매우 높아 그대로 소각하거나 매립하기에 매우 불편하다. 따라서 슬러지의 수분 함유량을 줄이기 위한 노력들이 시도되고 있다.Today, with the development of industry and population growth, the issue of wastewater treatment is increasing in importance as pollutant emissions increase. There are many ways to dispose wastewater. Among them, centrifugal type filtration device is widely used because of its high processing power and fast processing speed. In the wastewater treatment process using the centrifugal filtration apparatus, sludge, which is a solid material separated from wastewater, is generated. This sludge is a sediment of suspended matter in the water and formed into mud. Generally, the sludge produced in the wastewater treatment process is very inconvenient to incinerate or land as it is because the moisture content is very high. Efforts are therefore being made to reduce the moisture content of the sludge.
도 1은 종래 기술에 따른 원심분리형 폐수 여과장치를 이용하여 슬러지를 걸러내는 작동 상태도이다.1 is an operating state diagram for filtering sludge using a centrifugal type waste water filtration apparatus according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 폐수 여과장치는 회전통(1)과 스크루(2)를 포함하여 구성된다. 종래기술에 의한 폐수 여과장치는 회전통(1)을 회전시킬 때 발생하는 원심력을 이용하여 회전통 안으로 들어온 폐수를 비중이 작은 물(5)과 비중이 큰 슬러지(4)로 분리시킨다. 이때 회전통 벽면으로 모인 슬러지(4)는 스크루에 의해 슬러지 배출구 쪽으로 이동된다. 한편 물(5)은 배수구로 배출되어야 하는데, 물의 진행방향을 스크루(2)의 날개가 가로막고 있어서 물이 스크루(2)의 나선형 날개를 따라 스크루(2) 축을 중심으로 회전하며 배수구 쪽으로 이동하거나 회전통(1) 내부 벽을 타고 빠져나가도록 구성된다. As shown in Fig. 1, a conventional wastewater filtration apparatus comprises a rotator 1 and a
그러나 상기와 같은 종래기술에 의한 폐수 여과장치를 이용하면 폐수로부터 분리된 물(5)이 배수될 때 회전통(1) 벽면의 원심분리된 슬러지(4)가 물살에 쓸려나가게 되어 분리된 슬러지(4)와 물(5)이 다시 섞여버리는 문제가 있다. 입자가 큰 슬러지는 큰 비중으로 인해 회전통(1)의 회전에 의한 원심분리시 회전통(1)의 가장자리에 위치하고 자체의 비중이 크므로 물살의 영향을 적게 받으나, 미세 입자로 구성된 슬러지의 경우 원심분리시 입자가 큰 슬러지보다 스크루(2) 축에 더 가까운 위치에 분리되고 자체의 비중이 작아서 물살의 영향을 크게 받는다. 따라서 물살에 쓸려나가는 것은 대부분 미세 입자로 구성된 슬러지(4)인데, 상기와 같이 벽면에서 떨어져 나와 물(5)과 섞인 미세 입자로 구성된 슬러지(4)의 경우 비중이 크지 않아 회전통(1)의 회전에도 불구하고 원심분리되지 않고 물(5)과 함께 그대로 배수구로 배출되어 버리는 것이 종래기술의 가장 큰 문제점이며, 이로 인해 여과장치의 여과성능이 저하되는 문제가 있다. 또한 물(5)이 빠져나갈 수 있는 경로가 특정위치에 한정됨에 따라 수분이 제대로 배출되지 못하고 슬러지(4)와 함께 슬러지 배출구로 유입되어 버리므로 슬러지(4)의 수분함유량이 높아지는 문제가 있다. However, when the waste water filtration apparatus according to the related art as described above is used, centrifuged
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전통 벽면의 미세 슬러지가 물살에 쓸려나가는 현상을 최소화함으로써 배수구로 빠져나가는 슬러지의 양을 줄일 수 있는 여과성능이 좋은 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a filtration device with a good filtration capability that can reduce the amount of sludge that escapes into a drainage port by minimizing the phenomenon that micro- It has its purpose.
또한 본 발명은 슬러지 배출구로 유입되는 물의 양을 줄여서 슬러지의 수분함유량을 낮추도록 하는 스크루 테칸타형 원심분리기를 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a screw-type centrifugal separator which reduces the amount of water flowing into the sludge discharge port to lower the moisture content of the sludge.
본 발명에 따른 스크루 테칸타형 원심분리기는, 일단에는 배수구(11)가 형성되고 타단에는 슬러지 배출구(12)가 형성되되 길이방향을 중심으로 회전할 수 있게 설치되는 회전통(10)과; 외부로부터 유입된 폐수를 외주면으로 배출시킬 수 있도록 내부에 폐수 유로(25)가 형성되는 스크루 축봉(21)과, 표면상에 다수의 관통구멍(23)이 형성되는 스크루 날개(22)를 포함하도록 구성되어 전체 또는 일부가 상기 회전통(10) 내부에 설치되며, 상기 회전통 내의 슬러지를 상기 슬러지 배출구(12) 쪽으로 이동시키도록 회전할 수 있게 설치되는 스크루(20); 및 상기 회전통(10) 및 상기 스크루(20)를 회전시키는 구동부(30,31)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The screw type centrifugal separator according to the present invention comprises a
상기 회전통와 스크루는 같은 방향으로 회전하되, 상기 스크루는 상기 회전통 내의 슬러지를 상기 배수구 측으로 이동시키는 방향으로 회전하며, 상기 회전통은 상기 스크루보다 빠르게 회전하는 것이 바람직하다. The screw and the screw are rotated in the same direction, and the screw rotates in a direction to move the sludge in the rotor to the drain, and the rotor rotates faster than the screw.
또한 상기 스크루 날개(21)의 외주면이 상기 회전통(10)의 내주면에 접하는 것이 바람직하다.It is also preferable that the outer circumferential surface of the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 스크루 테칸타형 원심분리기에 의하면, 스크루 날개에 형성된 다수의 관통구멍을 통해 물이 자유롭게 스크루 날개 사이를 통과할 수 있으므로 회전통 벽면측에 원심분리된 슬러지가 물살에 쓸려나가는 현상을 최소화할 수 있고, 특히 물살에 쓸려나가는 미세 슬러지의 양을 종래기술에 비해 현저히 줄임으로써, 배수구로 빠져나가는 슬러지의 양을 줄일 수 있어 여과장치의 여과성능을 높일 수 있다. 또한 본 발명에 의한 스크루 테칸타형 원심분리기에 의하면 폐수에서 분리된 물의 배수가 원활해지므로 슬러지 배출구로 유입되는 물의 양이 줄어들어 슬러지의 수분 함유량을 낮출 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the screw-type centrifuge of the present invention, since water can freely pass between the screw blades through the plurality of through holes formed in the screw blade, the sludge centrifuged on the side of the rotating wall faces the water It is possible to reduce the amount of fine sludge that is washed away in the water, significantly reducing the amount of sludge passing through the drain hole, thereby improving the filtration performance of the filtration device. Further, according to the screw-type centrifuge of the present invention, since the water discharged from the wastewater is smooth, the amount of water flowing into the sludge outlet is reduced, thereby reducing the moisture content of the sludge.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스크루 테칸타형 원심분리기의 바람직한 실시예들을 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the screw-type centrifugal separator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 2는 본 발명에 따른 스크루 테칸타형 원심분리기의 일 실시예에 따른 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스크루 테칸타형 원심분리기의 일 실시예에 따른 스크루의 측면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 평면도이다.3 is a side view of a screw according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the screw tip of the screw, 3 is a plan view of the AA line.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스크루 테칸타형 원심분리기는, 회전통(10), 스크루(20) 및 상기 회전통(10)과 상기 스크루(20)를 회전시키는 구동부(30, 31)를 포함하여 구성된다. 2, the screw type centrifugal separator according to the present invention includes a
회전통(10)의 일단에는 폐수로부터 분리된 물이 빠져나갈 수 있는 배수구(11)가 구비되고, 타단에는 폐수로부터 분리된 슬러지가 빠져나가기 위한 슬러지 배출구(12)가 구비된다. 상기 회전통(10)은 길이방향을 중심으로 회전할 수 있도록 스크루 테칸타형 원심분리기 내에 설치된다. At one end of the
스크루(20)는 스크루 축봉(21)과 스크루 날개(22)로 구성된다. 여기서 스크루 축봉(21)의 내부에는 폐수 주입구(24)를 통해 외부로부터 유입된 폐수를 축봉(21) 외주면으로 배출시킬 수 있도록 폐수 유로(25)가 형성된다. 한편 스크루 날개(22)에는 날개 표면상에 다수의 관통구멍(23)이 형성되어, 폐수로부터 분리된 물 이 관통구멍(23)을 통해 배수구 쪽으로 빠져나가게 된다. 스크루(20)의 전체 또는 일부는 상기 회전통(10) 내부에 설치되며, 상기 회전통(12) 내의 슬러지를 상기 슬러지 배출구(12) 쪽으로 이동시키도록 회전할 수 있게 설치된다.The
상기 회전통(10)과 상기 스크루(20)는 모터에 의해 직접 회전하거나 모터와 연결된 벨트 또는 기어 등을 이용하여 회전할 수 있다.The
폐수가 여과되는 과정을 살펴 보면, 먼저 축봉(21)의 일단에 형성된 폐수 주입구(24)로 폐수가 주입되며, 주입된 폐수는 축봉(21) 내에 형성된 폐수 유로(25)를 거쳐 폐수 배출구(26)를 통해 회전통(10) 내부로 들어가게 된다. 이때 회전통(10)이 회전을 하게 되면 원심력이 발생하는데, 회전통 내부에 채워진 폐수에 원심력이 전해져서 폐수 내의 물질들이 그 비중에 따라 원심분리된다. 따라서 비중이 큰 슬러지는 회전통(10)의 중심에서 먼 회전통(10)의 벽 쪽에 모이고, 비중이 작은 물은 스크루 축봉(21) 부근에 모이게 된다. 이때 스크루(20)를 회전시키면 슬러지와 물은 슬러지 배출구(12)로 이동하게 된다. 스크루(20)에 의해 슬러지와 물이 슬러지 배출구(12) 쪽에 모이게 되어 슬러지 배출구(12) 측의 압력이 배수구(11)측의 압력보다 높아지면 물이 압력차에 의해 스크루 날개(21)에 형성된 관통구멍(23)을 통과해 배수구 쪽으로 빠져나가게 된다. 상기와 같이 물이 스크루 날개(21)를 따라 회전통(10) 내부를 회전하며 배수구 쪽으로 이동하는 것이 아니라, 원심분리된 슬러지를 간섭하지 않고 스크루 날개(21)에 형성된 관통구멍(23)을 통과해 배수구 쪽으로 이동하므로, 종래 기술의 가장 큰 문제점이었던 미세 슬러지가 물살에 의해 쓸려나가는 현상을 최소화함에 따라 배수구(11)를 통해서 물과 함께 빠져나가는 미세 슬러지의 양을 최소화할 수 있으므로, 미세슬러지의 제거 효율을 높일 수 있다. The wastewater is injected into the
나아가 슬러지 배출구(12) 주위에 슬러지가 쌓일수록 매우 높은 압력이 형성되므로 슬러지는 더욱더 압착되어 슬러지에 포함된 수분은 관통구멍(23)을 통해 빠져나가게 됨으로써 더욱더 수분 함량이 낮은 슬러지가 슬러지 배출구(12)를 통해 배출된다. Further, as the sludge accumulates around the
상기 회전통(10)과 스크루(20)는 같은 방향으로 회전하되, 상기 스크루(20)는 상기 회전통(10) 내의 슬러지를 상기 배수구(11) 측으로 이동시키는 방향으로 회전하며, 상기 회전통(10)은 상기 스크루(20)보다 빠르게 회전하도록 하는 것이 여과장치의 여과 성능을 높일 수 있다. 다시 말해, 만약 회전통(10)이 회전하지 않고 정지해 있는 상태에서 스크루(20)를 슬러지가 배수구(11) 쪽으로 이동하는 방향으로 회전시키면 슬러지는 배수구(11) 쪽으로 이동한다. 이때 회전통(10)을 스크루(20)가 회전하는 방향과 같은 방향으로 더 빨리 회전시키면 상대적으로 스크루(20)는 회전통(10)에 대해 반대방향으로 회전하는 것과 동일한 효과가 나타난다. 따라서 결과적으로는 슬러지가 슬러지 배출구(12)로 이동하게 된다.The
이와 달리 스크루(20)를 슬러지가 슬러지 배출구(12) 쪽으로 이동하는 방향으로 회전시키고 회전통(10)을 반대방향으로 회전시키거나, 회전통(10)을 스크루(20)와 같은 방향으로 회전시키더라도 스크루(20)의 회전속도를 회전통(10)의 회전속도보다 더 빠르게 하면 결과적으로 원심분리가 되는 동시에 슬러지를 슬러지 배출구(12)로 이동시킬 수 있으나, 전자의 경우 회전통(10)과 스크루(20)가 서로 반대 방향으로 회전하므로 스크루(20)의 회전에 의해 원심분리된 물질들이 섞이기 쉽고, 후자의 경우 스크루(20)가 회전통(10)보다 빨리 회전하면 원심분리 효과가 떨어지므로 여과 성능이 떨어지게 된다.Alternatively, the
나아가, 스크루 날개(21)의 외주면은 회전통(10)의 내주면에 접하도록 구성되는 것이 바람직하다. 스크루 날개(21)와 회전통(10)의 내벽 사이의 틈이 넓으면 이곳을 통해 슬러지가 배수구 쪽으로 빠져나가게 되므로 여과 성능이 떨어지게 된다. 따라서 스크루 날개(21)와 회전통(10)의 내벽 사이의 틈을 슬러지의 직경에 비해 작게 만들어서 슬러지가 빠져나가지 못하도록 하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the outer circumferential surface of the
한편, 스크루 날개(21)에 형성되는 관통구멍(23)의 크기나 개수는 원하는 여과 장치의 효율에 따라 조절할 수 있을 것이다. On the other hand, the size and the number of the through
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
도 1은 종래 기술에 따른 폐수 여과장치를 이용하여 슬러지를 걸러내는 작동 상태도이다.FIG. 1 is an operational state diagram for filtering sludge using a conventional wastewater filtration apparatus.
도 2는 본 발명에 따른 스크루 테칸타형 원심분리기의 일 실시예에 따른 측면도이다.2 is a side view of a screw-type centrifuge according to an embodiment of the present invention.
도 3는 본 발명에 따른 스크루 테칸타형 원심분리기의 일 실시예에 따른 스크루의 측면도이다.3 is a side view of a screw according to an embodiment of a screw-type centrifugal separator according to the present invention.
도 4는 도 3의 A-A선 평면도이다.4 is a plan view taken along line A-A in Fig.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
10 : 회전통 11 : 배수구10: Tradition Tradition 11: Drain
12 : 슬러지 배출구 20 : 스크루 12: Sludge outlet 20: Screw
21 : 스크루 축봉 22 : 스크루 날개21: Screw shaft 22: Screw wing
23 : 관통구멍 24 : 폐수 주입구23: through hole 24: waste water inlet
25 : 폐수 유로 26 : 폐수 배출구25: waste water flow passage 26: waste water discharge port
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