KR101057174B1 - 고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법 - Google Patents

고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬러지에 탈수여액 및 응집제, 기포를 투입하여 고액분리시켜 농축시킴으로써 탈수효율을 향상시킬 수 있는 고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법에 관한 것이다.
본 발명의 고효율 기포부상식 농축탈수장치는 유입되는 슬러지에 탈수여액과 응집제 및 기포가 투입되어 혼화되는 응집부상부와, 응집부상부를 거친 슬러지를 고형물과 여액으로 고액분리하는 여과부를 구비하고, 상기 여과부는 상기 응집부상부로부터 슬러지가 유입되는 분리조와, 상기 분리조에 설치되며 상기 분리조로 유입된 슬러지 중의 고형물은 차단하고 수분은 내부로 유입될 수 있도록 다수의 링부재들이 상하로 이격되게 배치되어 여과틈새를 형성하는 드럼형 스크린과, 상기 분리조에 설치되어 상기 여과틈새에 끼인 고형물을 제거하기 위한 폐색방지수단을 구비한다.

Description

고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법{dewatering apparatus of high efficiency and dewatering method of sludge using the same}
본 발명은 고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬러지에 탈수여액 및 응집제, 기포를 투입하여 고액분리시켜 농축시킴으로써 탈수효율을 향상시킬 수 있는 고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법에 관한 것이다.
현재 대부분의 하·폐수 및 축산 분뇨 처리 방식은 20세기 초 개발된 활성슬러지법이 하수처리의 대표적 공정으로 발전하였고, 그 처리목표가 유기물, 부유 고형물에서 질소, 인 및 미량물질로 변화하면서 처리 공정이 고도화되는 비약적 발전이 있었다.
하·폐수 및 축산 분뇨의 생물학적 처리는 기본적으로 미생물을 이용하거나 유기물을 산화시켜서 H2O 또는 CO2 로 혹은 침전될 수 있는 미생물로 변환시켜서 폐수를 처리하는 방법이다. 생물학적 처리 공정을 효율적으로 운전하기 위하여는, 활성 미생물의 활동조건에 적합한 환경이 요구되며, 특히 시스템 내의 미생물량을 적정하게 유지시키는 것은 공정의 운전에 매우 중요한 인자이다.
그러나 하·폐수의 생물학적 처리 과정에서 유기물은 25~30% 정도만 무기화 처리되고 나머지는 폐활성슬러지 또는 1차 슬러지 형태로 남게 된다. 슬러지는 좁은 의미로는 1차 슬러지, 잉여슬러지, 반송슬러지, 농축슬러지 및 소화슬러지 등을 의미하고, 넓은 의미로는 침사, 스크린 협잡물 및 스컴도 포함된다.
일반적으로 폐기물 총 발생량의 약 12%에 이르는 슬러지는 일반 폐기물과 달리 매립 및 소각이 어려운데, 이것은 슬러지에 함유된 유해 물질때문이기도 하지만, 보다 중요한 것은 수분 때문이다. 즉, 슬러지의 수분 함량이 높을 경우 침출수 발생량이 증가하고, 소각 비용이 추가로 소요된다. 따라서 생물학적 처리 공정에서는 2차 침전지로부터 배출되는 슬러지 중 일부는 포기조로 반송하고, 그 나머지는 폐슬러지로서 수분을 제거하는 탈수 처리가 필수적이다.
슬러지를 탈수하기 위한 탈수기로서는 필터 벨트 프레스(filter belt press)나 필터 프레스(filter press)와 같은 기계적 탈수기가 잘 알려져 있다. 그러나, 상기와 같은 기계적 탈수기는 슬러지의 높은 수분 함량에 의해, 슬러지에 보다 높은 압력을 가하여 수분을 제거하게 되므로 여과포가 손상될 우려가 있고, 에너지 소모가 많으며 탈수 설비의 정비 주기가 잦아지게 된다.
따라서 슬러지를 탈수기에 투입하기 전에 슬러지를 농축하여 슬러지의 수분 함량을 낮출 필요가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 통상적인 탈수기에서 슬러지를 탈수하기 전에 슬러지를 농축하여 함수율을 저감시킴으로써 탈수효율을 향상시킬 수 있는 고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고효율 기포부상식 농축탈수장치는 유입되는 슬러지에 탈수여액과 응집제 및 기포가 투입되어 혼화되는 응집부상부와;상기 응집부상부를 거친 슬러지를 고형물과 여액으로 고액분리하는 여과부;를 구비하고, 상기 여과부는 상기 응집부상부로부터 슬러지가 유입되는 분리조와, 상기 분리조에 설치되며 상기 분리조로 유입된 슬러지 중의 고형물은 차단하고 수분은 내부로 유입될 수 있도록 다수의 링부재들이 상하로 이격되게 배치되어 여과틈새를 형성하는 드럼형 스크린과, 상기 분리조에 설치되어 상기 여과틈새에 끼인 고형물을 제거하기 위한 폐색방지수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 폐색방지수단은 상기 스크린의 중앙에 회전가능하도록 설치된 회전축과, 상기 회전축에 설치되어 상기 여과틈새를 따라 이동하면서 상기 고형물을 상기 스크린으로부터 이탈시키는 분리유니트와, 상기 회전축에 설치되어 상기 분리유니트에 의해 상기 스크린으로부터 이탈되는 고형물을 상기 스크린의 바깥으로 밀어내기 위해 상기 스크린 내부의 여액을 유동시키는 여액유동유니트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 분리유니트는 상기 회전축의 상부 및 하부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2보스와, 상기 제 1 및 제 2보스에 각각 결합되어 상기 스크린의 내측면 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2지지대와, 상기 제 1 및 제 2지지대에 상부 및 하부가 각각 지지되는 수직바와, 상기 수직바에 다수가 회전가능하도록 지지되며 상기 링부재들 사이에 형성된 각 여과틈새와 대응되는 위치에 각각 배치되어 상기 여과틈새에 삽입되는 회전디스크들과, 상기 수직바에 결합되어 상기 회전디스크들 사이에 설치되며 상기 회전디스크들 사이를 설정된 간격으로 유지하는 스페이서를 구비하고, 상기 여액유동유니트는 상기 제 1 및 제 2보스에 각각 결합되어 상기 스크린의 내측면 방향으로 연장되는 제 3 및 제 4지지대와, 상기 제 1 및 제 2지지대에 상부 및 하부가 각각 지지되어 상기 회전축의 주변을 도는 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 응집부상부는 상기 여과부의 전단에 설치된 반응조와, 상기 반응조에 설치되는 교반기와, 상기 반응조 내부로 기포를 발생시켜 상기 슬러지와 상기 응집제의 접촉효율을 증대시키는 기포발생부와, 상기 반응조 내부로 응집제를 공급하기 위한 응집제공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬러지의 탈수방법은 유입되는 슬러지에 탈수여액과 기포 및 응집제를 투입하여 혼화시키는 응집부상단계와; 고형물은 차단하고 수분은 내부로 유입될 수 있도록 다수의 링부재들이 상하로 이격되게 배치되어 여과틈새를 형성하는 드럼형 스크린이 설치된 분리조로 상기 슬러지를 유입시켜 고액분리하는 여과단계와; 상기 여과단계에서 형성된 농축슬러지는 탈수부로 이송시키고, 상기 스크린을 통과한 여액은 외부로 배출시키는 배출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 응집처리와 함께 기포부상방식에 의해 농축시킨 슬러지를 탈수시킴으로써 슬러지의 부피를 증대시켜 탈수효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 탈수부에서 분리되어 응집제가 다량 함유된 탈수여액은 응집부상부로 반송시켜 공정에 응집제의 사용량을 저감시킬 수 있다.
그리고 고액분리시 분리유니트의 회전디스크가 스크린의 여과틈새에 끼인 고형물을 제거하여 폐색을 방지하므로 여과용량이 높다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 농축탈수장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 2는 도 1에 적용된 농축탈수장치를 나타내는 단면도이고,
도 3은 도 2에 나타난 농축탈수장치의 요부를 발췌한 사시도이고,
도 4는 도 2에 나타난 농축탈수장치의 요부를 발췌한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고효율 기포부상식 농축탈수장치 및 이를 이용한 슬러지의 탈수방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 농축탈수장치는 슬러지 저류조(5)로부터 슬러지를 공급받아 탈수여액과 기포 및 응집제와 함께 혼화시켜 부상시킨 후 고액분리하여 슬러지를 농축시킨다. 수분에 고형물이 혼합된 슬러지는 본 발명의 농축탈수장치를 통해 함수율이 크게 낮아진 농축슬러지 상태로 탈수부(87)로 배출된다.
본 발명의 농축탈수장치는 크게 응집부상부와, 여과부를 구비한다. 응집부상부는 슬러지에 탈수여액 및 응집제와 기포를 투입하여 슬러지 중의 고형물들을 응집 및 부상시키기 위한 것이다. 여기서 슬러지의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 상수, 하수, 산업폐수, 축산분뇨 슬러지가 모두 적용가능하다.
도시된 응집부상부는 반응조(11)와, 반응조(11)에 설치되는 교반기와, 반응조(11) 내부로 기포를 발생시키는 기포발생부와, 반응조 내부로 응집제를 공급하기 위한 응집제공급부를 구비한다.
반응조(11)는 슬러지저류조(5)와 연결된 슬러지공급관(7)을 통해 내부로 슬러지가 유입된다. 이와 함께 탈수여액 및 응집제, 기포가 투입된다. 여기서 탈수여액은 후술할 탈수부(100)에서 분리되어 반송되는 여액을 의미한다.
교반기는 응집제와 기포, 탈수여액, 슬러지를 혼합할 수 있는 구조라면 어떠한 것이라도 적용이 가능하다. 가령 교반기는 모터(미도시)와 연결되어 반응조(11) 내부에 설치되는 구동축(13)과, 구동축(13)에 설치되어 슬러지와 응집제를 교반하는 교반날개(15)를 구비한다.
그리고 반응조(11)로 응집제를 공급하기 위한 응집제 공급부는 응집제 저장탱크(17)와, 응집제 저장탱크(17)와 반응조(11)를 연결하는 응집제공급관(18)과, 응집제공급관(18)에 설치되어 응집제를 반응조(11)로 정량 펌핑하는 정량펌프(19)로 이루어진다.
본 발명에 적용될 수 있는 응집제로 무기 응집제가 바람직하다. 염기도 30% 미만의 저염기성 무기응집제로는 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride:PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate: PACS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate: PAHCSS), 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate: PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate: PASS), 황산알루미늄(Aluminum Sulfate: AS), 폴리황산철(Poly-Ferric Sulfate: PFS), 황산철(Ferric Sulfate: FS), 폴리염화철(Poly-Ferric Chloride: PFC), 알루미늄철(Ferric Aluminum: FA), 염화철(Ferric Chloride: FC), 염화알루미늄(Aluminum Chloride: AC), 황산철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Sulfate: AFS), 염화철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Chloride: AFC), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
그리고, 염기도 30% 이상의 고염기성 무기응집제로는 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate: PAHCS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate: PAHCSS), 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride: PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate: PACS), 폴리염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Sulfate Silicate: PACSS) 및 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate: PASS)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
그리고 반응조(11) 내부로 기포를 발생시키기 위한 기포발생부는 공기를 일정한 압력으로 공급하는 공기공급기(20)와, 공기공급기(20)와 연결되어 반응조(11) 하부에 설치되는 공기분사노즐(21)이 구비된다. 이러한 기포발생부를 통해 반응조(11) 내부로 공기를 공급하여 기포를 발생시킴으로써 슬러지와 응집제의 접촉률을 증대시켜 응집효율을 향상시킴과 동시에 플럭 형태의 슬러지를 수면으로 부상시킨다.
한편, 도시되지 않았지만 반응조(11)와 여과부의 분리조(30) 사이에 체류조가 더 설치될 수 있다. 체류조에는 슬러지가 반응조(11)로부터 유입된다. 체류조 역시 교반기가 설치되어 체류조 내부로 유입된 슬러지를 교반시켜 탈기시간을 제공하고 성상을 균일하게 혼화시켜준다.
반응조(11)에서 응집처리된 슬러지는 반응조(11) 측벽 상부에 형성된 연결홀(12)을 통해 여과부로 유입된다. 여과부에서 슬러지는 고형물과 여액으로 고액분리된다.
이를 위해 여과부는 반응조(11) 후단에 설치되어 반응조(11)로부터 슬러지가 유입되는 분리조(30)와, 분리조(30)에 설치되며 다수의 링부재들(30)이 상하로 이격되게 배치되어 여과틈새(33)를 형성하는 드럼형 스크린(35)과, 분리조(30) 내부에 설치되어 여과틈새(33)에 끼인 고형물을 제거하기 위한 폐색방지수단을 구비한다.
분리조(30)는 내부에 일정한 크기의 공간이 형성된다. 그리고 분리조(30)의 하부에는 고형물이 침전되어 형성된 농축슬러지가 수집되는 수집호퍼(70)가 마련된다. 수집호퍼(70)는 하방으로 진행할수록 내부 공간이 점진적으로 좁아지는 원추형으로 형성되어 농축슬러지가 한데 모일 수 있도록 한다. 그리고 수집호퍼(70)의 하부에는 수집호퍼(70)에 수집된 농축슬러지를 탈수부(87)로 이송하기 위한 농축슬러지이송부(80)를 구비한다.
스크린(35)은 분리조(30) 하부 내측에 설치된 지지판(37)에 지지된다. 그리고 지지판(37)은 다수의 고정프레임(39)에 의해 분리조(30) 내부에 고정된다. 고정프레임(39)의 일단은 분리조(30)에 고정되고, 타단은 지지판(37)에 고정된다. 고정프레임(39)은 지지판(37)을 충분히 지지할 수 있도록 다수가 일정 간격으로 설치된다.
분리조(30) 내부에 설치된 스크린(35)은 내부가 중공인 드럼형으로 형성된다. 스크린(35)의 상부는 개방되어 있고 하부는 지지판(37)에 의해 막혀 있다. 이러한 스크린(35)은 다수의 링부재들(31)이 상하로 적층되어 형성된다. 각 링부재(31)는 일정한 내경과 외경을 갖는 고리 형상으로 형성된다. 다수의 링부재들(31)이 상하로 적층되어 드럼형상을 이루기 위해 링부재들(31)을 어레이시키기 위한 어레이수단이 구비된다.
어레이수단으로 링부재(31)에 설치되며 관통홀이 형성된 고정브라켓트(40)와, 각 링부재(31)의 고정브라켓트(40)를 지지하는 지지봉(41)과, 각 링부재(41) 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서(43)가 구비된다. 고정브라켓트(40)는 링부재(31)의 외측면에서 링부재(31)의 바깥 방향으로 돌출되도록 형성된다. 고정브라켓트(40)는 각 링부재(31)마다 120도 간격으로 세 개씩 설치된다. 물론 이와 달리 두개 또는 네개 이상이 설치될 수 있다.
지지봉(41)은 하단이 스크린의 지지판(37)에 고정되어 수직으로 설치된다. 이러한 지지봉(41)은 고정브라켓트(40)의 관통홀을 순차적으로 통과하여 각 링부재들(31)이 어레이되어 상하로 적층되도록 한다. 스페이서(43)는 스크린(35)에 여과틈새(33)를 형성할 수 있도록 각 링부재(31) 사이를 설정된 간격으로 유지시키는 역할을 한다. 도시된 예에서 스페이서(43)는 고정브라켓트(40)의 상면에 형성된다. 스페이서(43)는 관통홀과 동일한 중심을 가지며, 스페이서(43)의 내경은 관통홀의 직경과 동일하거나 더 크다. 스페이서(43)는 위쪽에 인접하는 링부재의 고정브라켓트의 하면에 접촉된다. 따라서 스페이서(43)의 높이가 상하로 인접하는 링부재 사이의 간격, 즉 여과틈새(33)가 된다. 여과틈새(33)는 고형물의 크기보다 더 작게 형성된다. 그리고 도시된 바와 달리 스페이서(43)는 고정브라켓트(40)의 하면에 형성될 수 있다. 또한, 스페이서(43)는 고정브라켓트(40)에 고정되지 않고 독립적으로 형성될 수 있다.
상술한 구조를 갖는 스크린(35)은 분리조(30)의 내벽과 이격되도록 설치된다. 따라서 분리조(30)의 내벽과 스크린(35)의 외측면 사이에는 반응조로부터 슬러지가 머무는 환형의 제 1영역(45)이 형성된다. 그리고 스크린(35)의 내측에는 여과틈새(33)를 통과한 수분, 즉 여액이 존재하는 원형의 제 2영역(47)이 형성된다.
분리조(30)로 유입된 슬러지 중의 수분은 스크린(35)의 여과틈새(33)를 통과할 수 있으므로 스크린(35)의 내측에 체류한다. 그리고 고형물은 여과틈새(33)를 통과할 수 없으므로 스크린(35)의 외측에 존재한다. 그리고 고형물은 시간이 지남에 따라 하방으로 침전되어 분리조(30)의 하부에 위치한 수집호퍼(70)로 모이게 된다.
한편, 스크린(35)의 여과틈새(33)에 고형물이 끼어 여과틈새(33)가 폐색되는 것을 방지하기 위한 폐색방지수단이 구비된다. 폐색방지수단으로 스크린(35)의 중앙에 회전가능하도록 설치된 회전축(50)과, 회전축(50)에 설치되어 여과틈새(33)를 따라 이동하면서 고형물을 스크린(35)으로부터 이탈시키는 분리유니트와, 회전축(50)에 설치되어 스크린(35) 내부의 여액을 유동시키는 여액유동유니트를 구비한다.
회전축(50)은 스크린(35)의 중앙에 수직하게 설치된다. 도시되지 않았지만 회전축(50)의 상부는 구동모터와 연결된다. 구동모터와 연결된 회전축(50)은 후술할 농축슬러지이송부(80)의 이송하우징(81)까지 연장된다. 회전축(50)은 지지판(37)의 중앙에 설치된 베어링에 의해 회전가능하도록 지지된다.
상기 분리유니트는 상기 회전축(50)의 상부 및 하부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2보스(51)(53)와, 상기 제 1 및 제 2보스(51)(53)에 각각 결합되어 상기 스크린의 내측면 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2지지대(52)(54)와, 상기 제 1 및 제 2지지대(52)(54)에 상부 및 하부가 각각 지지되는 수직바(55)와, 상기 수직바(55)에 다수가 회전가능하도록 지지되며 상기 링부재들(31) 사이에 형성된 각 여과틈새와 대응되는 위치에 각각 배치되어 상기 여과틈새에 삽입되는 회전디스크들(57)과, 상기 수직바(55)에 결합되어 상기 회전디스크들(57) 사이에 설치되며 상기 회전디스크들(57) 사이를 설정된 간격으로 유지하는 스페이서(59)를 구비한다.
제 2보스(53) 및 제 2지지대(54)는 회전시 지지판(37)과 간섭되지 않도록 지지판(37)으로부터 상방으로 일정 거리 이격된 위치에 설치된다. 어레이된 회전디스크들(57)은 수직바(55)가 통과할 수 있도록 중심에 원형의 관통홀이 각각 형성된다. 관통홀의 직경은 수직바(55)의 직경보다 더 크게 형성된다. 따라서 각 회전디스크들(57)은 관통홀로 삽입된 수직바(55)를 회전중심으로 하여 회전할 수 있는 구조를 갖는다. 수직바(55)의 하단은 제 4지지대에 고정된다. 그리고 수직바의 상단에는 나사산이 형성되어 제 1지지대(52)에 형성된 고정홀에 삽입된 후 너트(56)에 의해 체결된다. 관통하여 너트에 의해 상하로 인접하는 회전디스크들(57) 사이에 설치되어 회전디스크들(57)을 일정한 간격으로 유지하는 스페이서(59)는 링 형상으로 형성된다. 이러한 스페이서(59)는 회전디스크들(57) 사이마다 하나씩 배치되어 회전디스크들(57)의 간격을 일정하게 유지한다. 스페이서(59)의 높이가 회전디스크들(57)의 간격이 된다. 스페이서(59)의 두께는 링부재(31)의 두께보다 약간 더 크게 형성되고, 회전디스크(57)의 두께는 여과틈새(33)의 간격보다 약간 더 작게 형성된다. 각 회전디스크들(57)은 스크린(35)의 각 여과틈새(33) 마다 하나씩 삽입되도록 배치된다. 이때 회전디스크(57)의 회전중심은 스크린(35)의 내측에 형성된다. 도시된 예에서 회전디스크(57)의 회전중심은 수직바(55)이고, 수직바(55)는 스크린(35)의 내측면과 인접하게 설치된다. 회전디스크(57)의 반경은 수직바(55)와 스크린(35)의 외측면과의 거리보다 더 크게 형성된다. 따라서 각 회전디스크들(57)은 여과틈새(33)에 삽입된 상태에서 스크린(35)의 바깥으로 일부 노출된다. 이는 회전디스크(57)가 여과틈새(33)를 관통하도록 하여 여과틈새(33)에 낀 고형물을 효과적으로 제거할 수 있도록 하기 위함이다.
상술한 분리유니트는 회전축(50)이 회전하게 되면 회전디스크들(57)이 각 여과틈새(33)를 따라 360도 회전하면서 여과틈새(33)에 낀 이물질을 제거하게 된다. 그리고 상술한 예에서 회전디스크(57)가 수직바(55)를 중심으로 회전할 수 있도록 설명하였지만 이와 달리 회전디스크(57)가 수직바(55)에 고정된 구조를 가질 수 있음은 물론이다.
여액유동유니트는 상기 제 1 및 제 2보스(51)(53)에 각각 결합되어 스크린(35)의 내측면 방향으로 연장되는 제 3 및 제 4지지대(60)(61)와, 상기 제 1 및 제 2지지대(60)(61)에 상부 및 하부가 각각 지지되어 상기 회전축(50)의 주변을 도는 블레이드(63)를 구비한다.
제 3지지대(60)는 2개가 일정 간격으로 설치된다. 도시된 예에서 제 1보스에는 하나의 제 1지지대(52)와, 2개의 제 3지지대(60)가 120도 간격으로 방사상으로 형성된다. 제 4지지대(61) 역시 2개가 일정 간격으로 설치된다. 제 2보스(53)에 하나의 제 2지지대(54)와, 2개의 제 4지지대(61)가 120도 간격으로 형성된다.
블레이드(63)는 판형으로 형성되며, 상단은 제 3지지대(60)에 고정되고 하단은 제 4지지대(61)에 고정된다. 블레이드(63)의 좌우폭은 스크린(35)의 내경보다 더 작게 형성된다. 바람직하게 블레이드(63)의 좌우폭은 스크린(35) 내경의 1/2~1/4 이하이다.
상술한 여액유동유니트는 분리유니트와 함께 연동한다. 즉, 회전축(50)이 회전함에 따라 분리유니트와 함께 여액유동유니트도 함께 회전한다. 분리유니트의 회전디스크(57)가 여과틈새(33)에 낀 고형물을 제거하게 되면 여액유동유니트의 블레이드(63)가 스크린(35)의 내측 공간에 존재하는 여액을 스크린(35)의 바깥 방향으로 밀어내다. 따라서 여과틈새(33)에서 제거된 고형물은 스크린(35)의 바깥으로 밀려나므로 고형물이 스크린(35)의 내측으로 유입되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
분리조(30)에서 분리된 고형물들은 하방으로 침전되어 수집호퍼(70)에 수집된다. 이렇게 침전된 고형물들은 농축슬러지를 형성하게 된다. 여기서 농축슬러지는 반응조(11)에 유입되는 초기 슬러지에 비해 함수량이 줄어든 슬러지를 의미한다. 수집호퍼(70)에 수집된 농축슬러지는 농축슬러지이송부(80)에 의해 탈수부(87)로 이송된다.
이를 위해 수집호퍼(70)의 출구에 내부가 빈 중공형태의 이송하우징(81)이 설치된다. 그리고 이송하우징(81)에 내부에는 분리조(30)에서 연장되는 회전축(50)이 수직으로 연장된다. 그리고 이송하우징(81) 내부에 배치된 회전축(50)의 외주에는 나선형의 스크류(83)가 형성된다. 이송하우징(81)은 탈수부(100)와 연결되는 연결관(85)과 연결된다. 회전축(50)의 회전에 의해 스크류(83)가 회전하면서 수집호퍼(70)에 저장된 농축슬러지를 탈수부(100) 방향으로 이송시킨다.
탈수부(100)로 통상적인 슬러지 탈수기가 적용될 수 있다. 도시된 예에서는 스크류식 탈수기가 적용되었다. 이러한 탈수부의 구성은 대한민국 공개특허공보 제 2003-0000984호에 개시되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 탈수부(100)의 슬러지 공급부(101)로 농축슬러지가 공급되어 탈수처리된 후 고형분배출부(103)를 통해 케이크 형태의 폐슬러지로 배출된다. 그리고 탈수여액은 집수부(105)를 통해 배출된다. 집수부(105)는 여액반송관(110)과 연결되어 탈수여액은 다시 반응조(11)로 반송된다. 이와 같이 탈수여액은 반응조로 반송시켜 공정에 재이용할 수 있다. 이는 탈수여액에 다량 함유된 응집제를 재이용하여 응집제의 사용량을 저감시키기 위함이다.
한편, 분리조(30) 후단에는 스크린(35)을 통해 여과된 여과액이 유입되는 여액저류조(90)가 설치된다. 여액저류조(90)는 여액이송관(91)에 의해 스크린(35)의 내측 공간과 연결된다. 여액이송관(91)의 일단은 지지판(37)을 관통하여 스크린(35)의 내측에 연결된다. 그리고 여액이송관(35)의 타단은 여액저류조(90)의 바닥을 관통하여 여액저류조(90)의 내부와 연결된다.
여액저류조(90)에는 여액을 외부로 배출하기 위한 여액배출수단이 마련된다. 여액배출수단으로 여액저류조(90)의 내부에 설치되어 여액을 흡입할 수 있는 흡입파이프(93)와, 흡입파이프(93)에 흡입력을 전달하는 펌프(미도시)로 이루어진다. 도시되지 않았지만 흡입파이프(93)는 승강수단에 의해 상하로 이동하여 흡입높이를 조절할 수 있도록 구성된다. 따라서 흡입파이프(93)의 높이에 따라 여액저류조(90)의 수위를 조절할 수 있다. 여액저류조(90)를 통과한 여액은 통상적인 수처리장치로 이동하여 수처리된다.
이하, 상술한 농축탈수장치를 이용한 본 발명의 슬러지탈수방법에 대하여 간단하게 설명한다.
먼저, 응집부상단계에서 반응조(11)로 슬러지를 유입시킨다. 그리고 반응조(11)에 응집제 및 기포를 투입하여 슬러지와 응집제 간에 응집반응이 일어날 수 있도록 한다. 이때 탈수부(100)에서 반송되는 탈수여액도 반응조(11)로 유입된다. 응집부상단계에서는 슬러지와 응집제가 반응하여 플럭을 형성시키고, 기포에 의해 반응조의 수면으로 부상한다.
다음으로 부상한 슬러지를 분리조(30)로 유입시켜 여액과 농축슬러지로 분리한다. 이러한 고액분리과정은 상술한 스크린(35)에 의해 이루어진다.
상기 고액분리단계에서 형성된 농축슬러지는 수집호퍼(70)에 침전되고, 침전된 농축슬러지는 농축슬러지이송부(80)에 의해 탈수부(100)로 이송되어 탈수처리된다. 그리고 스크린(35)을 통과한 여액은 여액이송관(91)을 통해 여액저류조(90)로 유입된 후 외부로 배출된다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
11: 반응조 30: 분리조
31: 링부재 33: 여과틈새
35: 스크린 50: 회전축
57: 회전디스크 63: 블레이드
80: 농축슬러지 이송부 90: 저류조

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 유입되는 슬러지에 탈수여액과 응집제 및 기포가 투입되어 혼화되는 응집부상부와;
    상기 응집부상부를 거친 슬러지를 고형물과 여액으로 고액분리하는 여과부;를 구비하고,
    상기 여과부는 상기 응집부상부로부터 슬러지가 유입되는 분리조와, 상기 분리조에 설치되며 상기 분리조로 유입된 슬러지 중의 고형물은 차단하고 수분은 내부로 유입될 수 있도록 다수의 링부재들이 상하로 이격되게 배치되어 여과틈새를 형성하는 드럼형 스크린과, 상기 분리조에 설치되어 상기 여과틈새에 끼인 고형물을 제거하기 위한 폐색방지수단을 구비하고,
    상기 폐색방지수단은 상기 스크린의 중앙에 회전가능하도록 설치된 회전축과, 상기 회전축에 설치되어 상기 여과틈새를 따라 이동하면서 상기 고형물을 상기 스크린으로부터 이탈시키는 분리유니트와, 상기 회전축에 설치되어 상기 분리유니트에 의해 상기 스크린으로부터 이탈되는 고형물을 상기 스크린의 바깥으로 밀어내기 위해 상기 스크린 내부의 여액을 유동시키는 여액유동유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 기포부상식 농축탈수장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 분리유니트는 상기 회전축의 상부 및 하부에 각각 결합되는 제 1 및 제 2보스와, 상기 제 1 및 제 2보스에 각각 결합되어 상기 스크린의 내측면 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2지지대와, 상기 제 1 및 제 2지지대에 상부 및 하부가 각각 지지되는 수직바와, 상기 수직바에 다수가 회전가능하도록 지지되며 상기 링부재들 사이에 형성된 각 여과틈새와 대응되는 위치에 각각 배치되어 상기 여과틈새에 삽입되는 회전디스크들과, 상기 수직바에 결합되어 상기 회전디스크들 사이에 설치되며 상기 회전디스크들 사이를 설정된 간격으로 유지하는 스페이서를 구비하고,
    상기 여액유동유니트는 상기 제 1 및 제 2보스에 각각 결합되어 상기 스크린의 내측면 방향으로 연장되는 제 3 및 제 4지지대와, 상기 제 1 및 제 2지지대에 상부 및 하부가 각각 지지되어 상기 회전축의 주변을 도는 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 기포부상식 농축탈수장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 응집부상부는 상기 여과부의 전단에 설치된 반응조와, 상기 반응조에 설치되는 교반기와, 상기 반응조 내부로 기포를 발생시켜 상기 슬러지와 상기 응집제의 접촉효율을 증대시키는 기포발생부와, 상기 반응조 내부로 응집제를 공급하기 위한 응집제공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 기포부상식 농축탈수장치.
  5. 삭제
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