KR100954264B1

KR100954264B1 - 슬러지 배출 장치

Info

Publication number: KR100954264B1
Application number: KR1020090109736A
Authority: KR
Inventors: 김창용; 정선교; 이동직; 지철권
Original assignee: 김창용; 정선교; 주식회사 환경시설관리공사; 코오롱워터텍 주식회사
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2010-04-23

Abstract

본 발명은 침전지의 슬러지 배출을 원활하게 수행할 수 있는 슬러지 배출 장치에 관한 것으로서, 침전지의 슬러지가 투입되는 수집 호퍼; 상기 수집 호퍼 내에 배열되어 상기 슬러지의 배출을 복수 개의 영역으로 분산시키는 복수 개의 분산 호퍼; 및 상기 분산 호퍼의 배출구로부터 슬러지를 흡입하여 배출하는 배출관을 포함하는 슬러지 배출 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 슬러지 배출 장치는 무동력으로 슬러지의 배출 효과를 극대화시키고, 분산 호퍼를 독립적으로 탈부착 설치할 수 있어 유지보수가 용이하다.

침전지, 슬러지, 수집, 분산, 호퍼

Description

슬러지 배출 장치{APPARATUS FOR DISCHARGING SLUDGE}

본 발명은 슬러지 배출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정수장 또는 하수 처리장 등의 침전지에 설치되어 슬러지 수집기에 의해 수집 호퍼로 수집된 슬러지를 분산시켜 배출하는 분산 호퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 정수장 및 하,폐수 처리장은 침전지를 구비하여 처리장으로 유입되는 원수에 함유되어 있는 슬러지를 침전시키고 있다. 침전된 고농도의 슬러지는 별도로 처리되고 있으며, 정수장에서는 침전지의 상징수를 월류웨어를 통하여 여과지로 공급하고, 하수처리장에서는 정화과정을 거친 후에 하천으로 방류시킨다.

도 1은 종래의 슬러지 배출 장치의 단면도로서, 도 1a는 수집 호퍼에 모인 슬러지의 배출 전의 상태를 나타내고, 도 1b는 수집 호퍼에 모인 슬러지의 배출 후의 상태를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 슬러지 배출 장치(100)는 침전지(10)에 가라앉은 슬러지(20)를 수집 호퍼(30)로 이송하는 슬러지 수집기(40)를 구비한다. 슬러지 수집기(40)는 침전지 내부에서 왕복운동이 가능하게 설치된다. 수집 호 퍼(30)는 침전지(10)의 일 단부에 배치되고, 수집 호퍼(30)의 바닥부 측벽에는 슬러지의 흡입을 위한 배출관(50)이 설치된다. 슬러지는 배출관(50)을 경유하여 배출수조 및 농축조나 저류조로 이송된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 슬러지 배출 장치(100)는 수집호퍼(30)에 수집된 슬러지를 원활히 배출하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 배출밸브(51)를 개방시키더라도, 슬러지(20)가 도 1b에 도시된 바와 같이, 중앙 일부만이 배출되고 주변부의 슬러지는 배출되지 못하고 그대로 축적되어 수집 호퍼(30)의 바닥면 및 측면에 부착되는 침적현상이 발생하게 된다.

이러한 현상이 계속 진행되어 주변의 슬러지가 굳어지게 되면, 부착된 슬러지(20)에 형성된 유공(rabbit hall)을 통하여 침전수 또는 슬러지 함유농도가 낮은 슬러지만이 배출되므로, 침전수의 낭비를 초래하고, 배출 슬러지의 농도 저하로 침전수질이 저하된다. 또한, 퇴적 슬러지는 슬러지 수집기(40)의 주행을 방해하여 구동부하를 가중시켜 슬러지 수집기(40)의 고장을 유발하고, 부패로 인하여 유해물질 및 악취를 발생시킨다.

또한, 종래의 슬러지 배출 장치(100)는 정기적으로 침전지(10)에서 슬러지를 비우고 인력을 사용하여 수집 호퍼(30)의 바닥 및 내벽에 부착된 슬러지를 제거하여야 하므로, 침전지의 가동률이 저하되어 과대한 경제적 손실을 유발하게 된다. 이에 따라, 침전지(10)를 가동하는 상태에서도 수집 호퍼(30)의 바닥에 슬러지가 침적되는 것을 사전에 적극적으로 방지하는 기술에 대하여 연구개발이 진행되고 있다.

이러한 문제점으로 인하여, 수집 호퍼(30)에 쌓인 슬러지에 고압공기나 고압수를 분사하는 기술이 사용되기도 하였으나, 분사시에 와류가 발생하면서 슬러지를 부상시켜 스컴화를 발생시킬 우려가 있다. 또한, 수집 호퍼(30)의 바닥 및 벽에 쌓여 있는 슬러지를 배출구 측으로 끌어 모으는 끌개 또는 스크류 등이 사용되었으나, 구동장치가 별도로 필요하여 에너지 낭비를 초래한다. 또한, 수집 호퍼(30)의 상부에 댐퍼를 설치하여 댐퍼를 열고 닫아 슬러지 배출을 원활히 하고자 하였으나, 이는 수집 호퍼(30)의 상부를 좁게 만들어 오히려 사구간이 확대되는 등 슬러지 배출 효과가 미흡하고, 고장시 반드시 침전지 물을 배수하여 보수하여야 하는 등 유지관리에 어려움이 발생되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 동력없이 수집 호퍼 내의 슬러지를 분산시켜 슬러지의 배출효율을 극대화하여 불필요한 침전수의 낭비 및 슬러지의 침적 및 부패 현상을 방지할 수 있으며, 구조가 간단하여 제작, 설치 및 유지보수가 용이한 슬러지 배출 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 침전지의 슬러지가 투입되는 수집 호퍼; 상기 수집 호퍼 내에 배열되어 상기 슬러지의 배출을 복수 개의 영역으로 분산시키는 복수 개의 분산 호퍼; 및 상기 분산 호퍼의 배출구로부터 슬러지를 흡입하여 배출하는 배출관을 포함하는 슬러지 배출 장치를 제공한다.

또한, 상기 분산 호퍼의 배출유량과 상기 배출관의 배출유량이 동일하게 이루어지도록 상기 각 분산 호퍼의 배출구의 단면적이 조절될 수 있다.

또한, 상기 배출관의 유입구로부터 상기 분산 호퍼의 배출구의 거리가 멀수록 상기 분산 호퍼의 배출구의 단면적은 커지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 배출관의 유입구로부터 상기 분산 호퍼의 배출구의 거리가 멀수록 상기 분산 호퍼의 배출구의 높이는 점진적으로 낮아지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 수집 호퍼의 내측벽에는 고정 프레임이 장착되고, 상기 고정 프레임에는 상기 분산 호퍼가 고정될 수 있다.

또한, 상기 고정 프레임은 격자 형태로 배열되고, 상기 각 분산 호퍼가 상기 격자 형태의 고정 프레임 내에 개별적으로 삽입되어 고정될 수 있다.

또한, 상기 분산 호퍼의 상부에는, 가로질러 배치되어 분산효율을 높이고 상기 분산 호퍼의 이탈을 방지하는 분할대가 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 분산 호퍼는 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치에 따르면, 침전지의 수집 호퍼내 슬러지를 분산 호퍼에서 효과적으로 분산하여 배출하여 슬러지의 배출효과가 극대화됨으로서, 부분 침적을 방지하고, 불필요한 침전수의 낭비 및 슬러지의 부패로 인한 수질악화를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치는 무동력의 분산 호퍼를 사용하여 유지비용이 감소되고, 구조가 간단하여 설치(탈부착)가 용이하며, 설치가 간편하여 설치여건에 제한조건이 없으므로 다양한 규격의 침전지 수집 호퍼에 용이하게 적용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한 정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 수집 호퍼 및 분산 호퍼의 결합 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 수집 호퍼 및 분산 호퍼의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수집 호퍼 및 분산 호퍼의 확대 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치(200)는 슬러지가 하부로 가라앉는 침전지(10)와, 이 침전지(10)의 일 단부에 위치하는 수집 호퍼(30)와, 침전지(30)에 가라앉은 슬러지를 수집 호퍼(30)로 이송하는 수집 대차(60) 및 상기 수집 호퍼(30) 내에 배치되는 복수 개의 소형 분산 호퍼(70)를 포함한다. 수집 대차(60)는 침전지 내에서 레일 상에 왕복 운동 가능하게 설치되고, 전단부에 슬러지를 긁어내는 블레이드(61)가 설치된다.

수집 호퍼(30)의 측벽의 바닥부에는 슬러지를 흡입하는 배출관(50)이 설치되고, 이 배출관(50)에는 배출 밸브(51)가 설치되어 배출관 유입구(52)로 유입되는 슬러지를 조절한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 분산 호퍼(70)는 수집 호퍼(30)의 측벽에 고정되는 고정 프레임(80)에 의해 수집 호퍼(30) 내에 장착된다. 고정 프레임(80)은 일예로 격자형으로 형성되어, 복수 개의 각 분산 호퍼(70)가 격자형 개구부에 개별적으로 삽입되어 고정될 수 있다. 분산 호퍼(70)는 고정 프레임(80)에 의해 수집 호퍼(30)의 중간부에 고정되며, 고정 프레임(80)의 단면 형상은 원형, 다각형 등 다양하게 형성될 수 있다.

본 실시예에서는 고정 프레임(80)에 의해 분산 호퍼(70)가 고정되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 분산 호퍼(70)가 수집 호퍼(30) 내에 직접 고정되는 등 그 고정 방법은 다양하게 변형될 수 있다.

분산 호퍼(70)는 수집 호퍼(30)보다 작은 소형으로 형성되어 적어도 2개 이상 배열되고, 동일한 크기 뿐만 아니라, 다른 크기를 갖는 분산 호퍼(70)가 섞여서 배치될 수 있다. 수집 호퍼(30) 내에 복수 개로 배열되는 분산 호퍼(70)의 개수는 슬러지의 투하량, 속도 등에 따라 다양하게 증감될 수 있으며, 분산 호퍼(70)의 형상은 하부로 갈수록 단면적 좁아지는 형상, 예를 들면, 사각 또는 원추형 깔때기 형상으로 이루어질 수 있다.

분산 호퍼(70)의 상부에는 막대 형상의 분할대(90)가 설치되어, 분산 호퍼(70)로 유입되는 슬러지의 분산효율을 높이고, 분산 호퍼(70)가 수집 호퍼(30)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 분할대(90)는 분산 호퍼(70)의 각 열의 상부 중앙에 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 분산 호퍼(70)의 배출유량과 배출관(50)의 배출유량을 동일하게 맞추어 슬러지의 배출을 원활하게 진행시키기 위하여, 상기 분산 호퍼(70)의 모든 배출구(71)의 단면적의 합을 적절히 조절할 수 있다.

한편, 분산 호퍼(70)의 배출구(71)의 크기 및 높이는 배출관(50)의 유입구(52)와의 거리에 따라 다르게 형성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 분산 호퍼(70)의 배출구(71)의 각 단면적은 배출관(50)의 유입구(52)와의 거리에 비례하여 증가한다. 즉, 분산 호퍼(70)의 배출 구(71)의 단면적(S1, S2, S3)은 배출관(50)의 유입구(52)와의 거리(L1, L2, L3)가 멀수록 점진적으로 커진다(S1 < S2 < S3, L1 < L2 < L3). 이는 배출관(50)과의 거리가 멀수록 흡입력이 저하되어 분산 호퍼(70)의 배출 유량이 저하되기 때문이다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치(200)는 모든 분산 호퍼(70)에서 균형있게 슬러지를 원활하게 배출할 수 있다.

그리고, 분산 호퍼(70)의 배출구(71)의 높이는 배출관(50)의 유입구(52)와의 거리에 반비례하여 감소한다. 즉, 분산 호퍼(70)의 배출구(71)의 높이(H1, H2, H3)는 배출관(50)의 유입구(52)와의 거리(L1, L2, L3)가 멀수록 점진적으로 낮아진다(H1 > H2 > H3, L1 < L2 < L3). 이는 분산 호퍼(70)에서의 슬러지 배출을 원활히 수행하고, 배출관(50)의 막힘현상을 방지하기 위함이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치의 작용도로서, 도 6a는 분산 호퍼에 모인 슬러지의 배출 전의 상태를 나타내고, 도 6b는 분산 호퍼에 모인 슬러지의 배출 후의 상태를 나타낸다.

도 6을 참고하면, 상기와 같은 구성의 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치(200)는 수집 대차(60)에 의해 수집 호퍼(30)에 모인 슬러지(20)를 복수 개의 영역 즉, 복수 개의 분산 호퍼(70)의 배출구(71)로 분산시켜 배출함으로써, 모든 영역에서 고르게 슬러지를 배출할 수 있어 수집 호퍼(30)의 측벽에 축적되는 슬러지를 방지한다.

또한, 본 실시예에서는 침전지(10)에 수집 대차가 설치되어 침전지의 일 단부에만 위치한 수집 호퍼에 설치되는 분산 호퍼에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 분산 호퍼(70)는, 수집 대차없이 침전지의 모든 영역에 수집 호퍼를 설치하는 경우, 이 모든 영역의 수집 호퍼에 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 배출 장치의 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 수집 호퍼 및 분산 호퍼의 결합 사시도이다.

도 4는 도 2에 도시된 수집 호퍼 및 분산 호퍼의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수집 호퍼 및 분산 호퍼의 확대 단면도이다.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ◎

10 : 침전지 30 : 수집 호퍼

50 : 배출관 70 : 분산 호퍼

80 : 고정 프레임 90 : 분할대

Claims

침전지의 슬러지가 투입되는 수집 호퍼;

상기 수집 호퍼 내에 배열되어 상기 슬러지의 배출을 복수 개의 영역으로 분산시키는 복수 개의 분산 호퍼; 및

상기 분산 호퍼의 배출구로부터 슬러지를 흡입하여 배출하는 배출관을 포함하며,

상기 수집 호퍼의 내측벽에 고정 프레임이 장착되고, 상기 고정 프레임에 상기 분산 호퍼가 고정되는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치.
제1항에 있어서,

상기 분산 호퍼의 배출 유량과 상기 배출관의 배출유량이 동일하게 형성되도록 상기 분산호퍼의 배출구의 단면적이 형성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치.
제1항에 있어서,

상기 배출관의 유입구로부터 상기 분산 호퍼의 배출구의 거리가 멀수록 상기 분산 호퍼의 배출구의 단면적이 커지는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치.
제1항에 있어서,

상기 배출관의 유입구로부터 상기 분산 호퍼의 배출구의 거리가 멀수록 상기 분산 호퍼의 배출구의 높이가 낮아지는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 고정 프레임이 격자 형태로 배열되고, 상기 각 분산 호퍼가 상기 격자 형태의 고정 프레임 내에 개별적으로 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치.
제1항에 있어서,

상기 분산 호퍼의 상부에 가로질러 배치되어 분산효율을 높이고 상기 분산 호퍼의 이탈을 방지하는 분할대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치.
제1항에 있어서,

상기 분산 호퍼가 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치.