KR101040927B1 - 슬러지 파쇄용 믹스장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬러지 파쇄용 믹스장치에 관한것으로, 회전용 샤프트가 내부에 삽입되어 회전되는 모터부와, 상기 모터부의 일측에서 타측으로 관통 형성되며, 외부의 약품공급장치를 통해 유입되는 약품을 타측으로 유동시키는 유동부와, 상기 모터부의 타측에 설치되어 상기 모터부의 회전으로 회전하며 약품을 분출하는 패들을 포함한다.

Description

슬러지 파쇄용 믹스장치{MIXING APPARATUS FOR SLUDGE SPALLATION}
본 발명은 정수, 폐수처리장 등에서 침전조, 농축조, 농축기 및 탈수공정상에 원수(슬러지) 배관에 수직으로 설치되어 원수(슬러지)와 약품(응집제)을 교반시키는, 슬러지 파쇄용 믹스장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐수 및 용수 중의 부유 물질을 응집과 침전으로 제거하기 위해서, 폐수 등에 약품(응집제)을 투입하여 응집 반응을 유발하는 방식이 이용된다.
응집 반응을 통해서, 폐수 등 현탁 물질이나 유기물, 미생물 등의 미립자 등의 응집제에 의해 응집된 플록이 형성되고, 이러한 플록 형성에 있어서 일반적으로 침전조, 농축조 등의 플록 형성 방식은 배관에 약품(응집제)을 투입하거나 약품(응집제)을 침전조, 농축조, 등에 따로 투입하는 방식을 사용하고 있다.
여기에서 위와 같은 종전의 방식의 경우 원수(슬러지)와 약품(응집제)의 교반이 제대로 이루어지지 않아 플록 형성이 미흡하고, 이 때문에 약품을 필요 이상으로 과다 투입하여 플록을 형성하고 있다.
슬러지 탈수 공정의 경우 벨트프레스 탈수장치는 전단에 사각의 교반조에서 Agitator가 저속으로 회전하여 교반이 이루어지게 되는데 원수(슬러지)와 약품(응집제)이 반응하는 충분한 시간이 제공되지 않으며 만들어진 플록의 크기가 불규칙하고 크게 형성되어 고르게 벨트프레스 탈수장치에 분포되기 어려웠다.
또한 플록의 교반기속에서의 체류 시간 동안 충분한 교반이 이루어지기 어려우며, 이로 인해 약품이 과다 투입되어 탈수를 하게 된다. 이 때문에 여과포 막힘 현상이 발생되므로 물 빠짐이 저하되어 함수율 증가가 불가피한 문제가 있었다.
원심탈수기는 벨트프레스 탈수장치로 들어가는 원수(슬러지)배관에 약품(응집제)배관을 연결하여 투입하며, 벨트프레스 탈수장치 내부에 동시에 유입되어 원심탈수기의 회전력에 의해 플록이 형성되고 탈수가 진행된다. 벨트프레스 탈수장치 내부에서 응집반응이 이루어지므로 충분한 반응이 이루어지지 못하고 배출되기 때문에 함수율이 설계치보다 높게 운전되고 있으며, 약품을 과다하게 투입하여 플록을 형성시키고 있어서 탈수기 운전효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 정수, 폐수처리장 등에서 침전조, 농축조, 농축기 및 탈수공정상에 원수(슬러지) 배관에 설치되어 원수(슬러지)와 약품(응집제) 교반이 효율적으로 이루어지도록 하는 슬러지 파쇄용 믹스장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬러지 파쇄용 믹스장치는, 회전용 샤프트가 내부에 삽입되어 회전되는 모터부와, 상기 모터부의 일측에서 타측으로 관통 형성되며, 외부의 약품공급장치를 통해 유입되는 약품을 타측으로 유동시키는 유동부와, 상기 모터부의 타측에 설치되어 상기 모터부의 회전으로 회전하며 약품을 분출하는 패들을 특징으로 한다.
상기 패들은 내부에 약품이 유동되는 유동홀이 형성되고, 상기 유동홀과 연결되어 외부로 약품이 토출되는 토출홀이 형성되며, 외측으로 돌출되는 톱니부가 형성된다.
상기 패들은 상기 토출홀의 내벽면과 상기 톱니부의 모서리변이 날카롭게 형성된다.
상기 모터부는 내부에 회전용 샤프트가 삽입되는 본체부와, 상기 본체부의 일측에 결합되며, 상기 샤프트의 일측 외주연에 결합되는 제1 플레이트와, 상기 본체부의 타측에 결합되며, 상기 샤프트의 타측 외주연에 결합되는 제2 플레이트를 포함한다.
상기 샤프트는 내부에 일측에서 공급되는 약품이 타측으로 유동되도록 관통로가 형성된다.
상기 제1 플레이트는 상기 샤프트의 외주연에 결합되는 제1 베어링부와, 상기 제1 베어링부를 감싸며 결합되는 제1 실링부와, 상기 제1 실링부의 내부에 형성되며, 상기 샤프트의 관통로 측으로 외부에서 공급되는 약품을 유입시키는 유입부를 포함한다.
상기 제1 실링부는 메카니컬실로 이루어진다.
상기 제2 플레이트는 상기 샤프트의 외주에 결합되는 제2 베어링부와, 상기 제2 베어링부의 외주에 상기 제2 베어링부를 감싸며 결합되는 제2 실링부와, 상기 제2 베어링부와 상기 제2 실링부을 감싸며, 상기 제2 베어링부와 상기 제2 실링부을 상기 모터부의 타측에 고정시키는 고정부를 포함한다.
상기 제2 실링부는 메카니컬실로 이루어진다.
상기 유동부는 상기 제1 플레이트에 형성된 약품이 유입되는 유입부와, 상기 모터부의 샤프트에 형성되는 관통로와, 상기 패들의 내부에 형성되는 유동홀을 포함한다.
본 발명은 패들의 회전을 통해 톱니부의 모서리변으로 미생물의 세포를 파손시킴과 동시에 공동현상을 일으켜 미생물의 세포에 함유된 수분을 제거하므로 탈수기의 효율을 높여 탈수 케이크(cake)의 함수율을 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 좁은 배관에서 고속으로 회전하는 패들을 통해 교반이 이루어지므로 적정량의 약품(응집제) 사용으로도 고르고 단단한 플록이 만들어지며, 기존의 약품(응집제)투입 방식에 비해 약품(응집제)의 절감효과가 있다. 이로 인해 슬러지의 침전 및 농축의 효율이 높아져 정수 및 폐수처리 전반의 효율이 증가되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 파쇄용 믹스장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 파쇄용 믹스장치의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A부분 확대도이다.
도 4는 도 2의 B부분 확대도이다.
도 5는 도 4의 B'와 B''를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 슬러지 파쇄용 믹스장치의 분해도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 슬러지 파쇄용 믹스장치는 모터부(10)와, 약품을 유동시키는 유동부와, 모터부(10)의 타측에 설치되어 회전되며 약품을 분출하는 패들(30)과, 모터부(10)의 일측에 설치되어 모터부(10)를 냉각시키는 냉각팬(60)을 포함하여 구성된다.
모터부(10)는 본체부(11)의 내부에 삽입되는 샤프트(11)와, 샤프트(11) 양단에 결합되는 제1,2 플레이트(40,50)로 구성된다. 이러한 상기 모터부(10)의 일측에는 모터부(10)의 냉각을 위해 냉각팬(60)이 설치된다.
상기 유동부는 제1 플레이트(50)의 제1 실링부(52)에 형성되어 약품(응집제)이 유입되는 유입부(53)와, 모터부(10)의 샤프트(11)에 형성되는 관통로와, 패들(30)의 내부에 형성되는 유동홀을 포함한다.
이러한 상기 유동부는 상기 제2 플레이트(40)에 유입부(53)를 형성할 수도 있다.
상기 샤프트(11)는 본체부(11)의 내부에서 회전을 하게 되며, 내부에 길이 방향으로 관통로가 형성되고, 일측단 외주연에 관통로와 연결되는 유입홀이 형성된다.
이러한 상기 샤프트(11)의 일측에는 제1 플레이트(50)가 결합되고, 타측에는 제2 플레이트(40)가 결합된다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 플레이트(50)는 샤프트(11)의 일측 외주연에 결합되는 제1 베어링부(51)와, 제1 베어링부(51)를 감싸며 결합되는 제1 실링부(52)와, 제1 실링부(52)의 내부에 형성되는 유입부(53)로 구성된다.
상기 제1 베어링부(51)는 샤프트(11)와 제1 실링부(52) 간에 설치되어 샤프트(11)의 회전이 원활하도록 한다.
상기 제1 실링부(52)는 내부에 형성된 유입부(53)에서 누출될 수 있는 약품이 외부로 유출되지 않도록 실링을 한다.
이러한 상기 제1 실링부(52)는 메카니컬 실로 이루어질 수 있다.
여기서 제1 실링부(52)가 메카니컬 실로 구성되는 이유는 실링을 위한 재질이 마찰에 의해 어느 정도 마모가 되더라도 실링 능력에 영향이 없도록 자동으로 조절해줄 수 있는 기능이 있기 때문이다.
이 외에도 제1 실링부(52)는 립실, 그랜드패킹 및 리키지실 등을 사용할 수도 있다.
상기 제1 실링부(52) 내부에 형성된 유입부(53)는 외부의 약품공급장치에서 공급되는 약품을 상기 샤프트(11)의 유입홀을 통해 관통로로 유입시킨다.
상기 제1 실링부(52)의 외부에는 덮개부(54)가 설치되어 제1 실링부(52)를 보호한다.
상기 제2 플레이트(40)는 샤프트(11)의 타측 외주에 결합되는 제2 베어링부(41)와, 제2 베어링부(41)를 감싸며 결합되는 제2 실링부(42)와, 제2 실링부(42)와 제2 베어링부(41)를 감싸며 고정시키는 고정부로 구성된다.
상기 제2 베어링부(41)는 샤프트(11)와 제2 실링부(42) 간에 설치되어 샤프트(11)의 회전이 원활하도록 한다.
상기 제2 실링부(42)는 샤프트(11)의 타측에 결합되며, 제2 베어링부(41)를 감싸며 결합되고, 샤프트(11)의 타측에서 약품이 유출되지 않도록 실링을 한다.
이러한 상기 제2 실링부(42)는 메카니컬 실로 이루어질 수 있다.
여기서 제2 실링부(42)가 메카니컬 실로 구성되는 이유는 제 1실링부(52)의 기능과 동일하게 실링을 위한 재질이 마찰에 의해 어느 정도 마모가 되더라도 실링 능력에 영향이 없도록 자동으로 조절해줄 수 있는 기능이 있기 때문이다.
이 외에도 상기 제2 실링부(42)는 립실, 그랜드패킹 및 리키지실 등을 사용할 수도 있다.
상기 고정부는 제2 실링부(42)의 외측에 결합되어 제2 실링부(42)를 상기 본체부(11)의 타측에 고정시킨다.
상기 제2 플레이트(40)의 타측에는 패들(30)이 결합된다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 패들(30)은 샤프트(11)의 타측에 연결된다. 이러한 상기 패들(30)은 내부에 유동로가 형성되고, 상기 유동로가 샤프트(11)의 관통로와 연결되어 약품이 패들(30)로 유입된다.
상기 패들(30)의 외주에는 토출홀(32)이 형성되어 유동로를 통해 유동되는 약품이 토출된다.
상기 패들(30)의 외주에는 길이방향을 따라 외측방향으로 다수의 톱니부(31)가 형성되어 패들(30)이 회전할 때 슬러지를 파쇄하며, 약품과 슬러지를 혼합하여 플록을 형성하게 된다.
이러한 상기 토출홀(32)과 톱니부(31)는 모서리변이 날카롭게 형성된다. 이러한 이유는 상기 패들(30)이 회전될 때 공동현상(cavitation)을 증가시켜 토출홀(32)과 톱니부(31)의 모서리변에 의해 슬러지의 미생물이 파쇄되며, 플록의 형성을 증가시킬 수 있다. 이렇게 응집을 방해하는 미생물을 파쇄함으로써 응집성을 높이고 미생물의 세포에 함유된 물이 배출될 수 있도록 한다.
여기서, 공동현상(空洞現象, cavitation)이란 유체 속에서 압력이 낮은 곳이 생기면 물속에 포함되어 있는 기체가 물에서 빠져나와 압력이 낮은 곳에 모이는데, 이로 인해 물이 없는 빈공간이 생긴 것을 말한다.
본 발명에서는 패들의 고속회전으로 인해 패들주변의 유체에 순간적으로 빈공간이 생겨, 일시적으로 진공 또는 저압의 공간이 형성되는데, 이를 공동부위라 한다.
도 5에 도시된 바와같이 상기 토출홀(32)과 톱니부(31)의 모서리변은 칼날형상 또는 직각형상 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패들(30)은 2500 ~ 4500 RPM의 회전속도로 회전하게 된다.
이때, 상기 패들(30)의 바람직한 회전속도는 3000 ~ 4000 RPM이다.
즉, 본 발명을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
모터부(10)는 본체부(11) 내부에 샤프트(11)가 결합되어 회전되고, 샤프트(11)의 일측에 제1 플레이트(50)가 결합되며, 샤프트(11)의 타측에 제2 플레이트(40)가 결합되는 것을 포함하여 구성된다.
상기 제2 플레이트(40)의 타측에는 패들(30)이 결합된다. 상기 패들(30)은 샤프트(11)와 연결되어 샤프트(11)가 회전될 때 같이 회전되며, 회전을 통해 슬러지를 파쇄 및 플록으로 형성한다.
외부의 약품공급장치에서 공급되는 약품이 상기 제1 실링부(52)의 내부에 형성되는 유입부(53)에 주입되면, 상기 샤프트(11)의 길이방향으로 형성된 관통로를 통해 약품이 타측으로 유동된다. 이때 상기 제1 실링부(52)와 샤프트(11) 간에 제1 베어링부(51)가 설치되어 샤프트(11)의 회전을 원활히 한다.
상기 샤프트(11)의 관통로를 따라 유동된 약품이 샤프트(11)의 타측에 연결되는 패들(30)의 유동홀을 통해 토출홀(32)로 토출된다.
상기 샤프트(11)와 패들(30)의 결합부위에는 제2 실링부(42)가 설치되어 약품이 외부로 유출되지 않도록 한다. 이러한 상기 제2 실링부(42)의 외측을 감싸며 고정시키는 고정부와 샤프트(11) 간에 제2 베어링부(41)가 설치되어 샤프트(11)의 회전을 원활히 한다.
상기 토출홀(32)을 통해 토출되는 약품이 패들(30)의 회전을 통해 슬러지와 혼합되며, 이로 인해 플록이 형성된다.
상기 플록을 원활히 생성하기 위해 패들(30)의 외주에는 외측 방향으로 다수의 톱니부(31)가 형성된다. 이러한 상기 톱니부(31)는 회전시 부딪히는 슬러지 내의 미생물 세포를 파손시켜 미생물 세포 내부에 함유된 물이 배출되도록 한다.
이때, 상기 패들(30)의 회전으로 인해 패들(30)의 주변에 공동현상이 발생되어 파손된 미생물 세포의 내부에 함유된 물을 짜 내게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 패들의 회전을 통해 톱니부의 모서리변으로 미생물의 세포를 파손시킴과 동시에 공동현상을 일으켜 미생물의 세포에 함유된 수분을 제거하므로 탈수기의 효율을 높여 탈수 케이크(cake)의 함수율을 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 좁은 배관에서 고속으로 회전하는 패들을 통해 교반이 이루어지므로 적정량의 약품(응집제) 사용으로도 고르고 단단한 플록이 만들어지며, 기존의 약품(응집제)투입 방식에 비해 약품(응집제)의 절감효과가 있다. 이로 인해 슬러지의 침전 및 농축의 효율이 높아져 정수 및 폐수처리 전반의 효율이 증가되는 이점이 있다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 비슷한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 모터부 11 : 샤프트
12 : 본체부 20 : 유동부
30 : 패들 31 : 톱니부
32 : 토출홀 40 : 제2 플레이트
41 : 제2 베어링부 42 : 제2 실링부
43 : 고정부 50 : 제1 플레이트
51 : 제1 베어링부 52 : 제1 실링부
53 : 유입부 54 : 덮개부
60 : 냉각팬

Claims (10)

  1. 회전용 샤프트가 내부에 삽입되어 회전되는 모터부;
    상기 모터부의 일측에서 타측으로 관통 형성되며, 외부의 약품공급장치를 통해 유입되는 약품을 타측으로 유동시키는 유동부; 및
    상기 모터부의 타측에 설치되어 상기 모터부의 회전으로 회전하며 약품을 분출하는 패들;을 포함하며,
    상기 모터부는 내부에 회전용 샤프트가 삽입되는 본체부;
    상기 본체부의 일측에 결합되며, 상기 샤프트의 일측 외주연에 결합되는 제1 플레이트;
    상기 본체부의 타측에 결합되며, 상기 샤프트의 타측 외주연에 결합되는 제2 플레이트;를 포함하며,
    상기 제2 플레이트는 상기 샤프트의 외주에 결합되는 제2 베어링부;
    상기 제2 베어링부의 외주에 상기 제2 베어링부를 감싸며 결합되는 제2 실링부; 및
    상기 제2 베어링부와 상기 제2 실링부을 감싸며, 상기 제2 베어링부와 상기 제2 실링부을 상기 모터부의 타측에 고정시키는 고정부;를 포함하는, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 패들은 내부에 약품이 유동되는 유동홀이 형성되고, 상기 유동홀과 연결되어 외부로 약품이 토출되는 토출홀이 형성되며, 외측으로 돌출되는 톱니부가 형성되는, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 패들은 상기 토출홀의 내벽면과 상기 톱니부의 모서리변이 날카롭게 형성되는, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트는 내부에 일측에서 공급되는 약품이 타측으로 유동되도록 관통로가 형성되는, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 상기 샤프트의 외주연에 결합되는 제1 베어링부;
    상기 제1 베어링부를 감싸며 결합되는 제1 실링부; 및
    상기 제1 실링부의 내부에 형성되며, 상기 샤프트의 관통로 측으로 외부에서 공급되는 약품을 유입시키는 유입부;를 포함하는, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 실링부는 메카니컬실인, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 실링부는 메카니컬실인, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 유동부는 상기 제1 플레이트에 형성되어 약품이 유입되는 유입부;
    상기 모터부의 샤프트에 형성되는 관통로; 및
    상기 패들의 내부에 형성되는 유동홀;을 포함하는, 슬러지 파쇄용 믹스장치.
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