KR100980302B1

KR100980302B1 - 하수슬러지 건조처리시스템

Info

Publication number: KR100980302B1
Application number: KR1020100054969A
Authority: KR
Inventors: 김일태
Original assignee: (주)동세기술
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2010-09-06

Abstract

본 발명은 하수슬러지 건조처리시스템에 관한 것으로서, 특히 슬러지 저장조와; 상기 슬러지 저장조로부터 슬러지를 공급받는 혼합기와; 상기 혼합기로부터 슬러지를 공급받아 건조시킴과 아울러 건조된 슬러지 일정량을 상기 혼합기에 공급하는 슬러지 건조기와; 상기 슬러지 건조기로부터 슬러지 건조 중에 발생된 응축수를 공급받는 응축수탱크와; 상기 슬러지 건조기로부터 슬러지 건조 중에 발생된 배기가스를 공급받아 세정하는 습식세정탑과; 상기 습식세정탑으로부터 세정된 배기가스를 공급받아 고온의 화염을 가함으로써 배기가스를 연소시키고 스팀을 상기 슬러지 건조기에 공급하는 보일러와; 상기 보일러로부터 연소된 배기가스를 공급받음과 아울러 대기중 공기를 흡입하여 예열하고, 이 예열된 대기중 공기를 상기 보일러에 공급하는 연소공기 예열기와; 상기 연소공기 예열기로부터 연소된 배기가스를 공급받아 걸러주는 여과집진기와; 상기 여과집진기로부터 청정 배기가스를 공급받아 배출하는 굴뚝;을 포함하여 구성되어, 슬러지 건조기 내부에 형성되는 고점착성(高粘着性) 영역을 배제할 수 있고, 고온의 스팀으로 슬러지 건조기의 슬러지를 건조시키므로 슬러지의 탄화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

하수슬러지 건조처리시스템{Drying Treatment System of Sewage Sludge}

본 발명은 하수슬러지 건조처리시스템에 관한 것으로서, 특히 슬러지 건조 중에 슬러지가 나타내는 고점착(高粘着) 성질이 발현되지 않도록 함으로써 슬러지 건조기를 비롯한 각종 설비의 고장 및 악취발생을 방지할 수 있는 하수슬러지 건조처리시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 슬러지란 일상생활에서 발생하는 오수, 폐수 등을 정화 처리하는 과정에서 발생하는 점도가 매우 높은 유기물 및 다량의 수분과 함께 여러 가지 오염성분을 포함하고 있는 물질을 말한다.

이러한 슬러지는 다량의 수분이 함유되어 있기 때문에 건조시켜야 하고, 건조 중에 발생되는 배기가스에는 많은 오염물질 및 고농도 악취들이 포함되어 있기 때문에 후처리를 하여 대기 중으로 방출하여야 한다.

슬러지를 건조시키는 방법은 기존에도 수없이 많은 방법들이 도출되어 있으나, 종래의 슬러지 건조 방법에서는 슬러지 건조 중에 수분이 50%정도를 함유하게 되면 고점착 성질을 띠게 되어 슬러지 건조기의 디스크가 회전할 때 높은 토크를 요구함으로써 설비의 고장을 일으키는 문제점을 갖고 있다.

또한, 배기가스는 단순히 증기(Vapor)만을 포함하고 있는 것이 아니라 여러 가지 오염물질과 점착성 물질, 분진 및 악취 등을 포함하고 있기 때문에 적절하게 처리하여야 하는데, 종래에 나온 배기가스 처리장치로는 배기가스에 포함된 여러 가지 오염물질과 점착성 물질, 분진 및 악취 등을 효과적으로 제거할 수 없고 배기가스를 처리하기 위한 설비가 막히는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬러지가 슬러지 건조기 내부에서 건조될 때 고점착(高粘着) 성질이 나타나지 않도록 하여 슬러지 건조기를 비롯한 각종 설비의 고장이나 파손을 방지할 수 있는 하수슬러지 건조처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 벤츄리 스크러버와 충돌식 스크러버를 직렬 연결하여 배기가스에 포함된 점착성 물질, 악취, 분진 및 각종 오염물질을 설비의 막힘이 없이 효과적으로 제거할 수 있는 하수슬러지 건조처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 벤츄리 스크러버에 배기가스가 유통하는 통로를 좁혀 차압을 발생시키는 베인장치를 설치하여 배기가스와 세정수가 완전 혼합될 수 있도록 함으로써 배기가스 내에 포함된 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있는 하수슬러지 건조처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 충돌식 스크러버에 배기가스와 충돌하는 충돌유닛을 설치하여 배기가스의 체류시간을 연장시킴으로써 배기가스에 포함된 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있는 하수슬러지 건조처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템은 슬러지 저장조와; 상기 슬러지 저장조로부터 슬러지를 공급받는 혼합기와; 상기 혼합기로부터 슬러지를 공급받아 건조시킴과 아울러 건조된 슬러지 일정량을 상기 혼합기에 공급하는 슬러지 건조기와; 상기 슬러지 건조기로부터 슬러지 건조 중에 발생된 응축수를 공급받는 응축수탱크와; 상기 슬러지 건조기로부터 슬러지 건조 중에 발생된 배기가스를 공급받아 세정하는 습식세정탑과; 상기 습식세정탑으로부터 세정된 배기가스를 공급받아 고온의 화염을 가함으로써 배기가스를 연소시키는 보일러와; 상기 보일러로부터 연소된 배기가스를 공급받음과 아울러 대기중 공기를 흡입하여 예열하고, 이 예열된 대기중 공기를 상기 보일러에 공급하는 연소공기 예열기와; 상기 연소공기 예열기로부터 연소된 배기가스를 공급받아 걸러주는 여과집진기와; 상기 여과집진기로부터 청정 배기가스를 공급받아 배출하는 굴뚝;을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 보일러와 슬러지 건조기는 배관으로 연결되어, 보일러로부터 발생된 스팀으로 상기 슬러지 건조기의 슬러지를 건조시킨다.

그리고, 상기 습식세정탑은 하수 슬러지 건조 후에 발생된 배기가스가 유입되고 외부에서 공급된 세정수를 분사하는 분사노즐장치가 설치된 입구덕트와, 상기 입구덕트의 하단에 설치되고 일정각도로 회동하여 내부를 개폐하는 베인장치가 구비된 벤츄리부와, 상기 벤츄리부의 하단에 설치된 출구덕트로 이루어진 벤츄리 스크러버와; 일단이 상기 벤츄리 스프러버의 출구덕트에 연결되는 연결덕트와; 상기 연결덕트의 타단에 연통되도록 설치되고 상단에 배기가스 배출관이 구비되며 일측에 출입홀이 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되어 하우징 내부에서 상측으로 유동하는 배기가스에 외부에서 공급된 세정수를 하측에서 상측으로 분사하는 상향분사 노즐장치와, 상기 상향분사 노즐장치의 상측에 설치되어 배기가스가 충돌하는 충돌유닛과, 상기 충돌유닛의 상측에 설치되어 외부에서 공급된 세정수를 상측에서 하측으로 분사하는 하향분사 노즐장치를 포함하여 이루어진 충돌식 스크러버;로 구성된다.

또한, 상기 충돌유닛은 상기 거치리브의 상면에 안착되는 프레임과; 상기 프레임에 일정 간격으로 복수개가 설치되고 지그재그 형태로 제작되어 배기가스의 체류시간을 연장시키는 충돌판과; 상기 프레임의 끝단에 설치되어 상기 하우징의 출입홀을 밀폐하고 손잡이가 구비된 밀폐판;으로 구성된다.

또한, 상기 충돌식 스크러버의 하우징 상단에 구비된 배기가스 배출관의 외측면에는 고온의 스팀을 공급하는 스팀배관이 면접(面接)되게 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템은 혼합기로부터 공급된 슬러지를 슬러지 건조기가 건조시키고, 그 건조된 슬러지 일정량을 다시 혼합기에 투입하여 차후에 슬러지 건조기에 투입되는 슬러지는 함수율이 높은 슬러지와 함수율이 낮아진 슬러지의 혼합물이 되므로, 함수율이 높은 슬러지에 의하여 슬러지 건조기 내부에 형성되는 고점착성(高粘着性) 영역을 배제할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 상기와 같이 슬러지 건조기 내부에 고점착성 영역이 형성되지 않으므로, 슬러지 건조기 내부에서 회전하는 디스크에 부하가 발생되지 않아서 설비의 고장이나 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 보일러에서 발생하는 고온의 스팀으로 슬러지 건조기의 슬러지를 건조시키는 간접건조방식을 채택하므로, 슬러지의 탄화를 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 연소공기 예열기에서 대기중 공기를 흡입하여 그 대기중 공기를 보일러로부터 배출되는 연소된 배기가스와 열교환시켜 예열시키고, 이 예열된 대기중 공기를 보일러로 공급하므로, 보일러의 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 벤츄리 스크러버의 입구덕트에 설치된 분사노즐장치와 충돌식 스크러버의 하우징에 설치된 상향분사 노즐장치 및 하향분사 노즐장치에 의하여 분사되는 세정수에 배기가스의 악취와 분진 및 그 밖의 여러 가지 오염물질들은 설비의 막힘현상 없이 세정되어 정화된 배기가스를 외부로 배출할 수 있어서 설비의 안정적인 연속운전이 가능한 이점이 있다.

또한, 벤츄리 스크러버의 벤츄리부에 설치된 베인장치가 벤츄리부의 내부를 좁혀 차압을 발생시킴으로써 세정수와 배기가스가 완전 혼합되어 세정수에 배기가스의 점착성 물질과 악취와 분진 및 오염물질들이 더 잘 세정될 수 있는 이점이 있다.

또한, 충돌식 스크러버의 충돌유닛에 의하여 배기가스의 체류시간이 연장되므로, 배기가스와 세정수가 더욱 잘 혼합되어 배기가스에 포함된 점착성 물질, 악취와 분진 등 오염물질들을 효율적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.

또한, 하우징의 배기가스 배출관의 외측면에 고온의 스팀을 공급하는 스팀배관이 면접되게 설치되므로, 습도가 높은 배기가스가 응결되지 않아서 이물질이 배기가스 배출관의 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있어서 배기가스 배출관의 막힘을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 습식세정탑을 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 습식세정탑을 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 습식세정탑을 구성하는 벤츄리 스크러버의 베인장치를 보인 도.

이하, 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 개념도이다.

그리고, 도 3은 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 습식세정탑을 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 습식세정탑을 보인 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 습식세정탑을 구성하는 벤츄리 스크러버의 베인장치를 보인 도이다.

본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템은 슬러지 저장조(100)와, 혼합기(200)와, 슬러지 건조기(300)와, 응축수탱크(400)와, 원심집진기(500)와, 습식세정탑(600)과, 유인송풍기(700)와, 보일러(800)와, 연소공기 예열기(900)와, 여과집진기(1000)와 보조송풍기(1100) 및 굴뚝(1200)으로 구성된다.

상기 슬러지 저장조(100)는 내부에 함수율이 80% 이상인 슬러지를 저장한다.

상기 혼합기(200)는 상기 슬러지 저장조(100)로부터 함수율이 높은 슬러지를 공급받아서 상기 슬러지 건조기(300)로 공급하고, 동시에 상기 슬러지 건조기(300)로부터 함수율이 낮은 슬러지를 공급받아서 그것들을 혼합시키는 기능을 수행한다. 그리고, 이렇게 높은 함수율의 슬러지와 낮은 함수율의 슬러지를 혼합하여 상기 슬러지 건조기(300)로 다시 공급하는 기능을 수행한다. 따라서, 상기 혼합기(200)는 컨베이어 형태로 구성될 수도 있고, 그 외 다른 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 높은 함수율의 슬러지와 낮은 함수율의 슬러지를 혼합할 수 있는 구조면 어느 것이라도 가능하다.

상기 슬러지 건조기(300)는 상기 혼합기(200)로부터 슬러지를 공급받아 건조시킴과 아울러 건조된 슬러지 일정량을 상기 혼합기(200)에 공급한다. 이렇게 건조된 슬러지를 혼합기(200)에 다시 공급하는 이유는 슬러지 건조기(300) 내에 형성되는 고점착성(高粘着性) 영역을 배제하기 위해서이다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 슬러지 건조기(300)는 내부에 디스크(310)가 구비되어 이 디스크(310)가 회전하면서 입구쪽에서 투입된 슬러지를 출구쪽으로 이동시킨다. 이때, 높은 함수율을 갖고 있는 슬러지가 투입되면 슬러지 건조기(300) 내부에서 건조되면서 함수율이 50%정도가 될 때쯤 아주 끈적끈적한 고점착 성질을 띠게 된다. 이러한 고점착 성질을 띠게 되는 영역은 슬러지 건조기(300)의 입구에서 약 2/3지점에 형성되는데, 이렇게 고점착 영역이 형성되면 슬러지 건조기(300)의 디스크(310)가 끈적끈적한 슬러지에 의하여 그 회전이 방해되고 높은 토크가 발생됨으로써 설비의 고장이나 파손이 발생될 위험성이 높아지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 슬러지 건조기(300)에서 건조되어 함수율이 낮아진 슬러지를 상기 혼합기(200)에 공급하여 건조된 슬러지와 함수율이 높은 슬러지를 혼합하고, 이것을 다시 공급받아서 건조시키는 것이다. 이렇게 하면 슬러지의 고점착성 영역이 배제되고 투입되는 슬러지의 성상이 작은 입자화됨으로써 상기 슬러지 건조기(300) 내에서 슬러지의 열접촉 면적이 기하학적으로 높아져 건조효율이 향상된다. 부연하면, 본 발명에서는 슬러지 건조기(300)에서 건조된 슬러지와 슬러지 저장조(100)에서 공급되는 함수율 80% 이상의 슬러지를 약 4:1의 부피비율로 혼합기(200)에 공급한다.

한편, 슬러지 건조기(300)에서 건조되어 외부로 배출되는 슬러지는 컨베이어벨트를 이용하여 건조슬러지 저장조(1300)로 이송된다.

상기 응축수탱크(400)에는 슬러지 건조를 위해 상기 슬러지 건조기(300)에 주입된 스팀이 응축되어 저장된다. 슬러지 건조를 위해서는 기본적으로 열원이 필요하다. 이러한 열원으로는 스팀을 사용하는 것이 일반적인데, 슬러지 건조에 사용되는 스팀은 슬러지 건조기(300) 내에서 응축되어 물(응축수)이 되고, 이 응축수는 슬러지 건조기(300)에 연결된 응축수탱크(400)로 이송되어 저장되며, 펌프에 의해서 다시 보일러(800)로 이송되어 스팀이 된다. 한편, 본 발명에서 사용되는 응축수탱크(400)는 밀폐식 응축수탱크를 적용함으로써, 대기중으로 날아가는 에너지를 방지하여 개방식 응축수탱크보다 약 15%의 에너지를 절감하였다.

상기 원심집진기(500)는 상기 슬러지 건조기(300)와 후술할 습식세정탑(600)의 벤츄리 스크러버(610) 사이에 설치되어, 슬러지 건조기(300)로부터 발생된 배기가스가 원심집진기(500)를 거쳐 벤츄리 스크러버(610)로 유입된다.

이러한 원심집진기(500)는 슬러지 건조기(300)로부터 발생된 배기가스에 포함된 먼지나 분진을 일정부분 분리하여, 배기가스는 상기 습식세정탑(600)으로 이송하고 분리된 먼지나 분진은 슬러지 건조기(300) 내부로 이송한다.

상기 습식세정탑(600)은 슬러지 건조기(300)로부터 슬러지 건조 중에 발생된 배기가스를 공급받아 세정수(洗淨水)로 세정하는 장치이다. 슬러지 건조기(300)는 슬러지에 포함된 물을 건조시키면서 수분(Vapor)과 악취, 점착성물질, 분진 및 그 밖의 많은 오염물질을 포함한 배기가스를 방출시키는데, 이러한 배기가스를 습식세정탑(600)이 공급받아서 세정하는 것이다.

상기와 같은 기능을 수행하는 습식세정탑(600)은 벤츄리 스크러버(610)와, 상기 벤츄리 스크러버(610)의 하측부에 연결되는 연결덕트(620)와, 상기 연결덕트(620)에 하측부가 연결되는 충돌식 스크러버(630)로 구성된다.

상기 벤츄리 스크러버(610)는 입구덕트(611)와, 상기 입구덕트(611)의 하단에 설치되는 벤츄리부(612)와, 상기 벤츄리부(612)의 하던에 설치되는 출구덕트(613)로 구성된다.

상기 입구덕트(611)는 상기 슬러지 건조기(300)에서 발생된 배기가스가 유입되는 부분으로서, 외부에서 공급된 세정수를 분사하는 분사노즐장치(611a)가 설치된다.

상기 입구덕트(611)에 유입되는 배기가스는 각종 분진과 점착성물질, 대기오염물질 및 악취 등이 혼합되어 있는 복합가스로서, 이것을 무해한 가스로 정화하기 위해서 세정수를 분사하는 분사노즐장치(611a)를 입구덕트(611)에 설치한다.

상기 분사노즐장치(611a)는 외부의 수원(水源)과 연결되는 급수파이프(611a-1)와, 상기 급수파이프(611a-1)에 연결되고 급수파이프(611a-1)를 통하여 유입된 외부의 세정수를 입구덕트(611)의 하측을 향하여 분사하는 분사노즐(611a-2)로 구성된다.

상기 벤츄리부(612)는 상기 입구덕트(611)의 하단에 설치되는 상부몸체(612a)와, 상기 상부몸체(612a)의 하단에 설치되는 중앙몸체(612b)와, 상기 중앙몸체(612b)의 하단에 설치되는 하부몸체(612c)로 구성된다.

상기 상부몸체(612a)는 하측으로 갈수록 그 직경이 작아진다.

상기 중앙몸체(612b)는 상기 상부몸체(612a)의 가장 하단부 직경과 동일한 직경으로 형성된다. 이러한 중앙몸체(612b)에는 일정각도로 회동하여 중앙몸체(612b)의 내부를 개폐하는 베인장치(612b-1)가 설치된다.

상기 베인장치(612b-1)는 중앙몸체(612b)의 외측면에 설치되는 컨트롤박스(612b-1a)와, 상기 컨트롤박스(612b-1a)에 양단이 고정되도록 설치되는 샤프트(612b-1b)와, 상기 샤프트(612b-1b)의 외측면을 감싸서 샤프트(612b-1b)를 중심으로 회전되는 회전관(612b-1c)과, 상기 회전관(612b-1c)의 외측면에 설치되어 중앙몸체(612b)의 내부 공간, 즉 배기가스가 유동되는 유동로를 개폐 또는 유동로 면적을 조절하는 날개부(612b-1d)와, 상기 컨트롤박스(612b-1a)에 출입가능하도록 설치되어 상기 날개부(612b-1d)의 회동각도를 조절하는 조절볼트(612b-1e)로 구성된다.

여기서, 상기 베인장치(612b-1)는 꼭 상기 조절볼트(612b-1e)로 날개부(612b-1d)의 회동각도를 조절해야만 하는 것은 아니고, 도면에 도시하지는 않았으나 회전관(612b-1c)에 컨트롤박스(612b-1a)의 외부로 노출되는 손잡이를 연결하여 손잡이를 돌리면 회전관(612b-1c)이 회전되고, 그 결과로 회전관(612b-1c)에 연결되는 날개부(612b-1d)가 일정각도 회동되도록 하는 것도 가능하다.

이러한 베인장치(612b-1)는 배기가스가 유동하는 유동로 면적을 좁게 하여 상기 입구덕트(611)를 통하여 유입되는 배기가스와 상기 분사노즐장치(611a)로부터 분사된 세정수가 잘 혼합되도록 한다. 이렇게 배기가스와 세정수가 혼합되면 배기가스에 포함된 악취나 각종 오염물질 및 분진은 세정수에 녹아들게 된다.

상기 하부몸체(612c)는 하측으로 갈수록 그 직경이 커진다.

상기 출구덕트(613)는 상기 벤츄리부(612)의 하단, 즉 상기 하부몸체(612c)의 하단에 설치된다. 이 출구덕트(613)에는 입구덕트(611)를 통하여 유입된 배기가스와, 배기가스의 내부에 포함된 악취와 분진 및 오염물질이 용해된 세정수가 유입된다.

상기 연결덕트(620)는 일단이 상기 벤츄리 스크러버(610)의 출구덕트(613)에 연결되어 배기가스와, 악취 및 오염물질 등이 용해된 세정수를 상기 충돌식 스크러버(630) 내부로 공급한다.

상기 충돌식 스크러버(630)는 하우징(631)과, 상기 하우징(631)에 설치되는 상향분사 노즐장치(632)와, 상기 상향분사 노즐장치(632)의 상측에 설치되는 하나 이상의 충돌유닛(633)과, 상기 충돌유닛(633)의 상측에 설치되는 하향분사 노즐장치(634)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(631)은 상기 연결덕트(620)의 타단에 연통되도록 설치되고, 상단에 배기가스 배출관(631a)이 구비됨과 아울러 하단에 액체배출관(631b)이 구비된다.

이러한 하우징(631)은 일측에 출입홀(631c)이 형성되고, 내부에 거치리브(631d)가 돌출형성되어, 상기 출입홀(631c)을 통하여 상기 충돌유닛(633)이 하우징(631) 내외부로 슬라이딩 출입됨과 아울러 상기 거치리브(631d)의 상면에 충돌유닛(633)이 안착된다.

상기 배기가스 배출관(631a)은 상기 하우징(631) 내부에서 정화된 배기가스가 배출되는 통로 역할을 하는 것으로서, 이 배기가스 배출관(631a)을 통하여 하우징(631) 외부로 배출되는 배기가스는 상기 상향분사 노즐장치(632)와 하향분사 노즐장치(634)에서 분출되는 세정수에 의하여 습도가 100%가 된다. 따라서, 배기가스 배출관(631a) 주위의 온도가 조금만 떨어지더라도 배기가스가 응결하여 배기가스 배출관(631a)의 내벽에 부착된다. 이렇게 배기가스가 응결하여 배기가스 배출관(631a)의 내벽에 부착되면 배기가스에 포함되어 있던 이물질들이 부착되는 결과를 초래하므로, 배기가스가 원활히 배출되지 않아서 배기가스의 건조 및 배기가스 처리효율을 떨어뜨린다.

이러한 이유로 본 발명에서는 상기 배기가스 배출관(631a)의 외측면에 스팀배관(631a-1)이 면접(面接)되도록 설치한다. 이 스팀배관(631a-1) 내부에는 외부에서 공급된 고온의 스팀이 흐르게 되므로, 이 열에 의하여 상기 배기가스 배출관(631a)의 온도가 떨어지는 것을 방지한다. 물론, 배기가스 배출관(631a)의 온도가 떨어지는 것을 방지하기 위하여 스팀배관(631a-1)만을 사용해야 하는 것은 아니고, 발열이 되는 일반적인 전열선도 가능하다 할 것이다.

한편, 상기 스팀배관(631a-1)을 상기 보일러(800)와 배관으로 연결하여 보일러(800)에서 발생되는 고온의 스팀을 스팀배관(631a-1)으로 이송하는 것도 가능하다 할 것이다.

상기 액체배출관(631b)은 상기 벤츄리 스크러버(610)와 연결덕트(620)를 통하여 유입된 액체, 즉 상기 벤츄리 스크러버(610)의 입구덕트(611)에 설치된 분사노즐장치(611a)로부터 분사된 세정수와 배기가스에 포함된 오염물질, 분진 및 악취 등이 혼합된 액체가 하우징(631) 외부로 배출될 수 있도록 구비한 것이다.

상기 상향분사 노즐장치(632)는 상기 하우징(631)의 내부에 설치되는 것으로서, 하우징(631) 내부로 유입되어 상측으로 유동하는 배기가스에 외부에서 공급된 세정수를 분출하는 것이다.

이러한 상향분사 노즐장치(632)는 외부의 수원(水源)과 연결되는 급수파이프(632a)와, 상기 급수파이프(632a)에 연결되고 급수파이프(632a)를 통하여 유입된 외부의 세정수를 하측에서 상측을 향하여 분사하는 분사노즐(632b)로 구성된다.

상기 충돌유닛(633)은 상기 하우징(631)의 출입홀(631c)을 통하여 슬라이딩 출입되도록 설치되는 것으로서, 상기 상향분사 노즐장치(632)의 상측에 설치된다. 이러한 충돌유닛(633)은 배기가스가 하우징(631) 내부에 체류하는 시간을 길게 함과 아울러 세정수와 배기가스가 혼합될 수 있는 시간을 연장함으로써, 배기가스에 포함되어 있는 점착성 물질, 악취와 각종 오염물질 및 분진이 세정수에 고효율로 세정될 수 있도록 한다.

상기 충돌유닛(633)은 프레임(633a)과, 상기 프레임(633a)에 일정 간격으로 설치되는 복수개의 충돌판(633b)과, 상기 프레임(633a)의 끝단에 설치되는 밀폐판(633c)으로 구성된다.

상기 프레임(633a)은 4각의 틀 형태로 제작되어 상기 하우징(631)의 출입홀(631c)을 통하여 하우징(631) 내부로 들어갔을 때 상기 거치리브(631d)의 상면에 안착된다.

상기 충돌판(633b)은 그 형태가 지그재그 형태로 제작되어 배기가스의 체류시간이 연장되도록 하는 기능을 한다. 좀 더 자세히 설명하면, 충돌판(633b)은 하단에서 상측으로 갈수록 좌측으로 일정각도 기울어지다가 어느 지점부터는 상측으로 갈수록 우측으로 일정각도 기울어지며, 이러한 패턴을 복수회 반복하여 지그재그 형태를 갖게 된다.

상기 밀폐판(633c)은 상기 프레임(633a)의 끝단에 설치되어 상기 프레임(633a)이 하우징(631) 내부로 삽입되었을 때 상기 하우징(631)의 출입홀(631c)을 폐쇄한다. 이러한 밀폐판(633c)에는 손잡이(633d)를 구비시켜 상기 충돌유닛(633)을 손쉽게 슬라이딩시킬 수 있도록 하였다.

상기 하향분사 노즐장치(634)는 상기 하우징(631)의 내부, 좀 더 자세하게는 상기 충돌유닛(633)의 상측에 설치되는 것으로서, 상기 충돌유닛(633)을 통과하는 또는 통과하고 있는 배기가스에 외부에서 공급된 세정수를 분출하는 것이다.

이러한 하향분사 노즐장치(634)는 외부의 수원(水源)과 연결되는 급수파이프(634a)와, 상기 급수파이프(634a)에 연결되고 급수파이프(634a)를 통하여 유입된 외부의 세정수를 상측에서 하측을 향하여 분사하는 분사노즐(634b)로 구성된다.

상기 유인송풍기(700)는 상기 충돌식 스크러버(630)와 보일러(800) 사이에 설치되는 것으로서, 상기 충돌식 스크러버(630)의 하우징(631) 상단에 형성된 배기가스 배출관(631a)과 연결된다. 이 유인송풍기(700)는 상기 습식세정탑(600)에 흡입력을 제공하여 슬러지 건조기(300)에서 발생되는 배기가스가 벤츄리 스크러버(610)와 연결덕트(620) 및 충돌식 스크러버(630) 쪽으로 유동되도록 한다.

상기 보일러(800)는 상기 습식세정탑(600)으로부터 세정된 배기가스를 공급받아 고온의 화염을 가함으로써 배기가스를 연소시키는 장치이다.

이러한 보일러(800)에는 버너(810)가 구비되어, 상기 버너(810)에서 고온의 화염을 분출하고, 이렇게 분출된 고온의 화염에 배기가스가 연소되어 습식세정탑(600)에서 제거되지 않은 배기가스 내부의 복합악취 및 점착성물질 같은 것들이 제거된다.

그리고, 상기 보일러(800)와 응축수탱크(400)는 배관으로 서로 연결되어 있다. 따라서, 응축수탱크(400)에 저장된 응축수가 보일러(800)로 이송되어 스팀을 만드는데 사용된다. 이렇게 응축수탱크(400)의 응축수를 공급받아 보일러(800)에서 만들어진 고온의 스팀은 상기 슬러지 건조기(300)로 공급된다. 즉, 상기 슬러지 건조기(300)와 보일러(800)는 배관으로 연결되어, 보일러(800)에서 발생된 스팀이 상기 슬러지 건조기(300)로 공급되어 슬러지를 건조시키는 것이다. 이러한 방법은 버너(810)에 의하여 슬러지를 건조시키는 방법과 달리 스팀에 의하여 간접적으로 슬러지를 건조시키므로, 버너화염의 복사열에 의한 슬러지 탄화가 방지된다는 점에서 유리한 점이 있다.

한편, 본 발명에서는 상기와 같은 기능을 수행하는 보일러(800)를 연관식 보일러가 아닌 노형 수관식 보일러를 채택하였다. 노형 수관식 보일러는 연관식 보일러에 비하여 악취를 연소시키는 충분한 노의 공간이 확보되어 배기가스에 포함되어 있는 고농도 악취를 완전히 소각시켜 처리할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 청소가 편리한 장점 등 여러 가지로 유리한 점이 있기 때문에 본 발명에서 채택하였다.

상기 연소공기 예열기(900)는 상기 보일러(800)로부터 연소된 배기가스를 공급받고, 동시에 대기중 공기를 흡입하여 그 대기중 공기를 연소된 배기가스와의 열교환으로 예열시킨다. 이렇게 예열된 대기중 공기는 상기 보일러(800)의 버너(810) 작동에 필요한 연소공기로 활용하기 위하여 보일러(800)에 공급된다.

상기 여과집진기(1000)는 상기 연소공기 예열기(900)로부터 연소된 배기가스를 공급받아 내부에 설치된 여과포로 걸러주는 것이다. 상기 보일러(800)의 버너(810) 화염에 의하여 배기가스에 포함된 점착성물질은 이미 제거되었으므로, 배기가스의 점착성물질에 의하여 여과포의 미세한 틈이 막혀버리는 현상은 발생되지 않는다.

상기 보조송풍기(1100)는 상기 여과집진기(1000)와 굴뚝(1200) 사이에 설치되는 것으로서, 상기 여과집진기(1000)에 흡입력을 제공하여 여과집진기(1000)에서 필터링된 청정한 배기가스가 굴뚝(1200) 쪽으로 배기되도록 한다.

상기 굴뚝(1200)은 상기 여과집진기(1000)로부터 청정한 배기가스를 공급받아서 대기중으로 방출한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 하수슬러지 건조처리시스템의 작동과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 슬러지 저장조(100)에 저장되어 있던 함수율 80%이상의 슬러지가 슬러지 건조기(300)로 유입되면, 슬러지 건조기(300)는 보일러(800)로부터 공급된 고온의 스팀으로 슬러지를 건조시켜 함수율을 대폭 낮춘다. 이렇게 건조된 슬러지 중 일부는 혼합기(200)로 공급되고 나머지는 배출되어 건조슬러지 저장조(1300)로 이송된다. 여기서, 혼합기(200)로 이송된 건조된 슬러지는 슬러지 저장조(100)에서 공급되는 함수율이 높은 슬러지와 4:1의 비율로 혼합되어 다시 슬러지 건조기(300)로 공급되어 건조된다.

슬러지 건조 중에 발생되는 배기가스는 습식세정탑(600)의 벤츄리 스크러버(610)에 형성된 입구덕트(611)를 통하여 벤츄리 스크러버(610) 내부로 유입된다. 이때, 입구덕트(611)에 설치된 분사노즐장치(611a)에서 외부의 세정수를 분사하면 배기가스에 포함된 점착성 물질, 악취, 분진 및 각종 오염물질들이 세정되어 하측으로 낙하된다.

한편, 벤츄리부(612)의 중앙몸체(612b)에 설치된 베인장치(612b-1)의 날개부(612b-1d)를 일정각도 회동시켜 중앙몸체(612b) 내부의 배기가스 이동로를 좁혀주면 배기가스와 세정수는 좀 더 잘 혼합된다.

충돌식 스크러버(630)의 하우징(631)에 구비된 배기가스 배출관(631a)에 연결되는 유인송풍기(700)의 흡입력에 의하여 벤츄리 스크러버(610)의 출구덕트(613) 쪽으로 이송된 배기가스와 배기가스에 포함되는 악취 등이 용해된 세정수는 연결덕트(620)를 거쳐 상기 하우징(631) 내부로 유입된다.

이때, 배기가스는 상기 하우징(631)의 상측으로 유동하여 충돌유닛(633)의 충돌판(633b)에 충돌하게 되고, 악취 등이 용해된 세정수는 하우징(631) 하단의 액체배출관(631b)을 통하여 외부로 유출된다.

그리고, 상향분사 노즐장치(632)와 하향분사 노즐장치(634)에서 분사된 세정수는 하우징(631) 내부의 상측으로 유동하는 배기가스와 충돌한다. 이렇게 세정수와 배기가스가 충돌하면서 배기가스에 남아 있는 악취와 분진 및 오염물질들은 다시 세정된다.

이렇게 악취와 분진 및 오염물질이 용해된 세정수는 하우징(631) 하단의 액체배출관(631b)을 통하여 외부로 배출되고, 상당부분 깨끗해진 정화된 배기가스는 높은 습도를 가진 채 상기 하우징(631) 상단의 배기가스 배출관(631a)을 통하여 하우징(631) 외부로 배출된다.

충돌식 스크러버(630)의 하우징(631) 외부로 배출된 배기가스는 보일러(800)로 유입되어 버너(810)의 화염에 의하여 연소된다. 이로써 혹시라도 배기가스에 남아있을 수 있는 점착성물질과 같은 오염물질들이 완전히 제거된다.

상기 보일러(800)를 거쳐 연소된 배기가스는 여과집진기(1000)를 통과하면서 한번 더 필터링되고, 굴뚝을 통하여 대기 중으로 방출된다.

100: 슬러지 저장조 200: 혼합기
300: 슬러지 건조기 310: 디스크
400: 응축수탱크 500: 원심집진기
600: 습식세정탑 610: 벤츄리 스크러버
611: 입구덕트 611a: 분사노즐장치
611a-1: 급수파이프 611a-2: 분사조즐
612: 벤츄리부 612a: 상부몸체
612b: 중앙몸체 612b-1: 베인장치
612b-1a: 컨트롤박스 612b-1b: 샤프트
612b-1c: 회전관 612b-1d: 날개부
612b-1e: 조절볼트 613: 출구덕트
620: 연결덕트 630: 충돌식 스크러버
631: 하우징 631a: 배기가스 배출관
631a-1: 스팀배관 631b: 액체배출관
631c: 출입홀 631d: 거치리브
632: 상향분사 노즐장치 632a: 급수파이프
632b: 분사노즐 633: 충돌유닛
633a: 프레임 633b: 충돌판
633c: 밀폐판 633d: 손잡이
634: 하향분사 노즐장치 634a: 급수파이프
634b: 분사노즐 700: 유인송풍기
800: 보일러 810: 버너
900: 연소공기 예열기 1000: 여과집진기
1100: 보조송풍기 1200: 굴뚝
1300: 건조슬러지 저장조

Claims

슬러지 저장조(100)와; 상기 슬러지 저장조(100)로부터 슬러지를 공급받는 혼합기(200)와; 상기 혼합기(200)로부터 슬러지를 공급받아 건조시킴과 아울러 건조된 슬러지 일정량을 상기 혼합기(200)에 공급하는 슬러지 건조기(300)와; 상기 슬러지 건조기(300)로부터 슬러지 건조 중에 발생된 응축수를 공급받는 응축수탱크(400)와; 상기 슬러지 건조기(300)로부터 슬러지 건조 중에 발생된 배기가스를 공급받아 세정하는 습식세정탑(600)과; 상기 습식세정탑(600)으로부터 세정된 배기가스를 공급받아 고온의 화염을 가함으로써 배기가스를 연소시키는 보일러(800)와; 상기 보일러(800)로부터 연소된 배기가스를 공급받음과 아울러 대기중 공기를 흡입하여 예열하고, 이 예열된 대기중 공기를 상기 보일러(800)에 공급하는 연소공기 예열기(900)와; 상기 연소공기 예열기(900)로부터 연소된 배기가스를 공급받아 걸러주는 여과집진기(1000)와; 상기 여과집진기(1000)로부터 청정 배기가스를 공급받아 배출하는 굴뚝(1200);을 포함하여 구성된 하수슬러지 건조처리시스템에 있어서,
상기 습식세정탑(600)은 상기 슬러지 건조기(300)에서 발생된 배기가스가 유입되고 세정수를 분사하는 분사노즐장치(611a)가 설치된 입구덕트(611)와, 상기 입구덕트(611)의 하단에 설치된 벤츄리부(612)와, 상기 벤츄리부(612)의 하단에 설치된 출구덕트(613)로 이루어진 벤츄리 스크러버(610)와;
일단이 상기 벤츄리 스크러버(610)의 출구덕트(613)에 연결되는 연결덕트(620)와;
상기 연결덕트(620)의 타단에 연통되도록 설치되고 상단에 배기가스 배출관(631a)이 구비됨과 아울러 하단에 상기 벤츄리 스크러버(610)로부터 유입된 액체가 배출될 수 있도록 액체배출관(631b)이 구비된 하우징(631)과, 상기 하우징(631) 내부에 설치되어 하우징(631) 내부에서 상측으로 유동하는 배기가스에 세정수를 하측에서 상측으로 분사하는 상향분사 노즐장치(632)와, 상기 상향분사 노즐장치(632)의 상측에 설치되어 배기가스가 충돌하는 충돌유닛(633)과, 상기 충돌유닛(633)의 상측에 설치되어 세정수를 상측에서 하측으로 분사하는 하향분사 노즐장치(634)를 포함하여 이루어진 충돌식 스크러버(630);로 구성된 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 보일러(800)와 슬러지 건조기(300)는 배관으로 연결되어, 보일러(800)로부터 발생된 스팀으로 상기 슬러지 건조기(300)의 슬러지를 건조시키는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 벤츄리 스크러버(610)의 벤츄리부(612)는 상기 입구덕트(611)의 하단에 설치되고 하측으로 갈수록 그 직경이 작아지는 상부몸체(612a)와, 상기 상부몸체(612a)의 하단에 설치되고 상부몸체(612a)의 하단 직경과 동일한 직경으로 형성되는 중앙몸체(612b)와, 상기 중앙몸체(612b)의 하단에 설치되고 하측으로 갈수록 그 직경이 커지는 하부몸체(612c)로 이루어지고;
상기 벤츄리부(612)의 중앙몸체(612b)에는 일정각도로 회동하여 중앙몸체(612b)의 내부를 개폐하는 베인장치(612b-1)가 설치된 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 베인장치(612b-1)는 상기 중앙몸체(612b)의 외측면에 설치되는 컨트롤박스(612b-1a)와;
상기 컨트롤박스(612b-1a)에 양단이 고정되도록 설치되는 샤프트(612b-1b)와;
상기 샤프트(612b-1b)의 외측면을 감싸서 샤프트(612b-1b)를 중심으로 회전되는 회전관(612b-1c)과;
상기 회전관(612b-1c)의 외측면에 설치되어 중앙몸체(612b)의 내부 공간을 개폐하는 날개부(612b-1d)와;
상기 컨트롤박스(612b-1a)에 출입가능하도록 설치되어 상기 날개부(612b-1d)의 회동각도를 조절하는 조절볼트(612b-1e);로 구성된 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충돌식 스크러버(630)의 하우징(631)은 일측에 출입홀(631c)이 형성되고, 내부에 거치리브(631d)가 돌출 형성되어, 상기 충돌유닛(633)이 상기 출입홀(631c)을 통하여 하우징(631) 내외부로 슬라이딩 출입됨과 아울러 상기 거치리브(631d)의 상면에 안착되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 충돌유닛(633)은 상기 거치리브(631d)의 상면에 안착되는 프레임(633a)과;
상기 프레임(633a)에 일정 간격으로 복수개가 설치되고 지그재그 형태로 제작되어 배기가스의 체류시간을 연장시키는 충돌판(633b)과;
상기 프레임(633a)의 끝단에 설치되어 상기 하우징(631)의 출입홀(631c)을 폐쇄하고, 손잡이(633d)가 구비된 밀폐판(633c);으로 구성된 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충돌식 스크러버(630)의 하우징(631) 상단에 구비된 배기가스 배출관(631a)의 외측면에는 상기 보일러(800)로부터 고온의 스팀을 공급받는 스팀배관(631a-1)이 면접(面接)되게 설치된 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 슬러지 건조기(300)와 벤츄리 스크러버(610) 사이에는 원심집진기(500)가 더 설치되어, 배기가스가 원심집진기(500)를 거쳐 벤츄리 스크러버(610)의 입구덕트(611)로 유입되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 충돌식 스크러버(630)와 보일러(800) 사이에는 유인송풍기(700)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 여과집진기(1000)와 굴뚝(1200) 사이에는 보조송풍기(1100)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 응축수탱크(400)와 상기 보일러(800)는 배관으로 연결됨으로써, 보일러(800)로 유입된 응축수탱크(400)의 응축수가 스팀으로 변화되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 건조처리시스템.