KR101114225B1 - 슬러지 탈수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하수 또는 폐수 처리과정에서 발생하는 슬러지 처리에 관한 기술로서, 좀더 자세하게는 슬러지에서 수분을 제거하는 공정에 사용되는 탈수기에 관한 것이다.
본 발명의 슬러지 탈수기는 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 케이싱(1), 벨트프레스(2), 슬러지공급장치(3), 그리고 슬러지유입관(4)로 구성된다. 슬러지공급장치(3)는 상기 케이싱(1)의 내부에 장착되어, 상기 벨트프레스에 슬러지를 균일하게 공급하는 기능을 한다.
본 발명의 슬러지 탈수기는 벨트프레스(2)의 여과포벨트(21, 22)에 슬러지를 공급하는 슬러지공급장치(3)에 톱니돌기(321)를 구비한 월류장치를 사용하여, 슬러지용기(31)의 슬러지를 여과포벨트(22)의 전면에 항상 균일하게 공급하여 할 수 있다. 이와 같이 여과포벨트(22)의 전면에 슬러지가 균일하게 공급되면, 여과포가 접혀서 파손될 염려가 없고, 슬러지에서 수분이 효과적으로 탈수되어 탈수효율이 높다.

Description

슬러지 탈수기{Sludge Dehydrator}
본 발명은 하, 폐수 또는 정수 처리과정에서 발생하는 슬러지 처리에 관한 기술로서, 좀더 자세하게는 슬러지에서 수분을 제거하는 공정에 사용되는 탈수기에 관한 것이다.
축산분뇨를 포함한 분뇨오수, 생활하수 등의 하수에는 다량의 유기물질이 함유되어 있고, 이와 같은 유기물질로부터 영양을 섭취하는 미생물들이 다량 서식하면서 증식하고 있는데, 이러한 미생물들이 미분해 유기물질과 함께 뭉쳐서 고형물과 수분의 혼합체인 덩어리를 이루고 있는 것이 슬러지(Sludge)이다.
이들 슬러지는 다양한 방법의 생물학적 처리 과정을 거쳐 바이오 가스 등을 얻는 방법으로 감량한 후, 탈수기를 이용하여 수분을 제거하여 최종적으로 케이크 형태의 고형 슬러지로 만들어 건조, 매립, 소각, 해양투기, 재활용 등의 방법으로 처리하는데, 이 고형 슬러지 처리비용이 전체 하수처리비용에서 높은 비중을 차지한다.
전체 하수처리 비용에서 슬러지 처리비용이 상기와 같이 많이 소요되는 원인은 슬러지에서 수분을 일정 이하로 제거하지 못하여 양이 많고, 최종처리가 어렵기 때문이다. 즉 하수처리 비용을 절감하는데는 슬러지 케이크의 발생량을 줄이고 탈수를 효율적으로 하여 슬러지 케이크의 함수율을 낮추는 것이 관건이 된다.
통상적인 하수처리공정의 최종단계는 도 1에 도시한 바와 같은데, 집수조에 모인 오, 폐수가 소화조에 유입되어 미생물에 의하여 소화되고, 소화된 슬러지는 농축조로 유입되어 농축되고, 그리고 농축조에서 농축된 슬러지는 응집제와 함께 믹싱탱크로 유입된다. 믹싱탱크에서는 교반기에 의하여 슬러지와 응집제가 잘 혼합되는데, 응집제의 작용의 의하여 슬러지가 덩어리들로 응집된다. 이와 같이 덩어리로 응집된 슬러지는 탈수기에 투입되어 고액분리되어 슬러지의 고형성분은 슬러지 케이크가 되고, 탈수된 탈수여액은 다시 집수조로 유입되어 재처리 과정을 거친다.
최근에 다양한 종류의 슬러지용 탈수기가 개발되어 실용화되고 있는데, 대표적인 것이 도 2에 도시한 바와 같은 벨트프레스를 이용한 탈수기이다. 이와 같은 벨트프레스를 이용한 탈수기는 중력부, 가압부, 그리고 고압부로 이루어진 벨트프레스와 슬러지분배기로 구성되는데, 슬러지분배기는 믹싱탱크에서 응집된 슬러지를 벨트프레스의 여과포벨트에 균일하게 배분하는 기능을 한다. 벨트프레스는 상하 두 겹의 여과포로 제작된 여과포벨트가 다수개의 롤러에 감겨서 돌아가고, 슬러지분배기에 의하여 하부 여과포벨트에 투하된 슬러지가 두 겹의 여과포벨트에 의하여 이송되면서 다수의 롤러에 의하여 압착되어 수분이 제거되고 슬러지 케이크가 형성되어 외부로 배출된다.
상기 탈수기의 슬러지분배기는 도 2에 도시한 바와 같이 회전버킷이 구비된 분배용기로 구성되는데, 이 슬러지 분배기에는 동력이 공급되어야 하고, 슬러지를 여과포벨트에 균일하게 분배하지 못하는 문제점이 있다. 이와 같이 여과포벨트에 슬러지가 균일하게 공급되지 못하면, 여과포가 접힘에 의하여 파손될 위험이 있고, 그에 따라 슬러지 처리효울이 감소된다.
국내 등록특허 10-0529740호 슬러지 처리용 탈수기의 굴절식 다단 고압장치는 지그재그로 설치되는 상,하부 롤러의 하부를 에어 스프링에 의하여 가압되도록 하여, 여과포 사이로 이송되는 슬러지를 탈수하는 구조로 구성되어 있다. 이 발명에는 슬러지분배기가 설시되어 있지 않으나, 상기와 같은 통상의 슬러지분배기가 사용될 것으로 추측된다.
국내 실용신안 실1995-0001025호 폐기슬러지 탈수장치의 탈수구조에서는 밀폐된 함체 형상으로 구성되어 있는 슬러지 공급통을 구비하여, 이 슬러지 공급통의 하부를 하부 여과포가 통과할때 슬러지 공급통에서 슬러지가 공급되어 하부여과포 위에 얹혀지고, 다음의 압착 로울러까지 도달하기 전에는 중력에 의해 탈수가 이루어지도록 구성된 슬러지 공급부에 대한 기재가 있다. 그러나 이러한 슬러지 공급장치는 슬러지 공급통에서 슬러지가 누설되는 것을 차단할 수 없어 문제가 된다.
상기와 같이 통상의 벨트프레스를 이용한 슬러지 탈수기는 슬러지를 여과포벨트에 공급하는 장치로 회전버킷이 구비된 분배용기가 사용되는데, 이러한 종래의 슬러지 분배기에는 동력이 공급되어야 하고, 슬러지를 여과포벨트에 단속적으로 슬러지를 공급하여 슬러지가 고르게 분배되지 못하여 여과포가 접혀서 피손거나, 구조가 아주 복잡하여 고장의 염려가 크다.
따라서 벨트프레스에 슬러지를 고르게 분배할 수 있는 무동력 슬러지공급장치를 구비한 벨트프레스를 이용한 슬러지 탈수기가 필요하다.
본 발명의 슬러지 탈수기는 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 케이싱(1), 벨트프레스(2), 슬러지공급장치(3), 그리고 슬러지유입관(4)로 구성된다. 슬러지공급장치(3)는 상기 케이싱(1)의 내부에 장착되어, 상기 벨트프레스(2)에 슬러지를 균일하게 공급하는 기능을 한다. 슬러지공급장치(3)는 일측면에 개구부(311)가 형성된 슬러지용기(31), 상기 슬러지용기(31)의 개구부(311)에 결합되는 월류판(32), 그리고 상기 월류판(32)의 높낮이를 조절하기 위한 높이조절나사(33)로 구성된다. 월류판(32)은 슬러지용기(31)의 가이드(312)에 측변이 경합되어 상하 이동을 할 수 있는 것으로서, 상면에는 다수 개의 톱니돌기(321)가 형성되어 있다.
혼화조에서 응집제와 함께 교반되어 큰 덩어리로 응집된 슬러지가 슬러지유입관(4)으로 공급되면, 중력에 의하여 슬러지가 낙하하여 슬러지공급장치(3)의 슬러지용기(31)에 공급되는데, 이때 슬러지에 함유된 물의 일부가 배수공(41)을 통하여 외부로 유출된다. 슬러지공급장치(3)에 유입된 슬러지는 월류판(32)의 톱니돌기(321)를 통하여 월류하여 벨트프레스(2)의 여과포벨트(21) 위에 고르게 펴져서 올려지게 되고, 여과포벨트(21) 위에 올려진 슬러지는 벨트프레스(2)를 따라 이송되면서 수분이 제거되어 슬러지 케이크가 형성되고, 탈수기의 외부로 배출된다.
본 발명의 슬러지 탈수기는 벨트프레스에 슬러지를 공급하는 슬러지공급장치(3)를 구비하고, 이 슬러지공급장치(3)는 톱니돌기(321)를 가진 월류판(32)를 구비하여, 슬러지용기(31)의 슬러지를 여과포벨트(22)의 전면에 항상 균일하게 공급하여 할 수 있다. 이와 같이 여과포벨트(22)의 전면에 슬러지가 균일하게 공급되면, 여과포가 접혀서 파손될 염려가 없고, 벨트프레스(2)의 작동이 원활하고, 그에 따라 슬러지에서 수분이 효과적으로 탈수된다.
또한 본 발명의 슬러지 탈수기는 슬러지유입관(4)에서 일정 정도로 고액분리하여 농축된 슬러지를 벨트프레스(2)에 공급함으로서, 벨트프레스(2)에서 슬러지가 함유한 수분을 더욱 효율적으로 탈수시킬 수 있다.
도 1은 통상의 슬러지 처리장치이다.
도 2는 통상의 슬러지 탈수기의 구성도이다.
도 3은 본 발명 슬러지 탈수기의 구성도이다.
도 4는 본 발명 슬러지 탈수기에 사용되는 슬러지공급장치의 구성도이다.
도 5는 슬러지공급장치의 단면도이다.
본 발명의 슬러지 탈수기는 도 3에 도시한 바와 같이, 통상의 벨트프레스를 이용한 슬러지 탈수기와 유사하게, 케이싱(1), 벨트프레스(2), 슬러지공급장치(3), 그리고 슬러지유입관(4)로 구성된다.
케이싱(1)은 내부에 벨트프레스(2) 및 슬러지공급장치(3)가 장착되어 있고, 일측으로는 혼화조와 연결된 슬러지유입관(4)이 돌출되어 혼화조에서 응집제와 함께 교반되어 큰 덩어리로 응집된 슬러지가 공급된다. 그리고 케이싱의 바닥에는 슬러지에서 추출된 탈수여액은 다시 집수조 등으로 보내어 재처리하도록 하는 취출구(11)가 구비될 수 있다.
벨트프레스(2)는 혼화조에서 응집제와 함께 교반되어 큰 덩어리로 응집된 슬러지에서 수분을 제거하여 슬러지 케이크를 만드는 기능을 하는 것으로서, 통상의 슬러지 탈수기에 사용되는 모든 종류의 벨트프레스가 사용될 수 있다.
벨트프레스(2)의 한 실시예는 도 3에 도시한 바와 같이, 두 겹의 여과포벨트(21, 22), 각각의 여과포벨트(21, 22)를 감아 돌리는 다수 개의 롤러(23)로 구성된다. 경우에 따라서는 일부 롤러 대신에 직경이 큰 롤러인 압착롤러(24)를 사용하고, 이 압착롤러(24)에 아이들롤러(25)를 밀착시켜 슬러지에서 수분을 더욱 많이 추출하도록 구성한 경우도 있다. 밸트프레스(2)의 한쪽은 상기 케이싱(1)의 외부로 돌출되어 슬러지 케이크를 외부로 배출할 수 있게 구성된다.
슬러지공급장치(3)는 상기 케이싱(1)의 내부에 장착되어, 상기 벨트프레스(2)에 슬러지를 균일하게 공급하는 기능을 한다. 슬러지공급장치(3)는 도 4의 사시도 및 도 5의 단면도에 도시한 바와 같이, 일측면에 개구부(311)가 형성된 슬러지용기(31), 상기 슬러지용기(31)의 개구부(311)에 결합되는 월류판(32), 그리고 상기 월류판(32)의 높낮이를 조절하기 위한 높이조절나사(33)로 구성된다.
슬러지용기(31)의 개구부(311)의 양측에는 상기 월류판(32)이 결합되어 상하방향으로 이동할 수 있게 하는 가이드(312)가 구비되고, 개부부(311)의 하단에는 상기 높이조절나사(33)가 결합될 수 있는 브래킷(313)이 부착된다.
월류판(32)은 판 형상으로서, 상기 슬러지용기(31)의 가이드(312)에 측변이 경합되어 상하 이동을 할 수 있는 것으로서, 상면에는 다수 개의 톱니돌기(321)가 형성되어 있고, 톱니돌기(321)가 형성된 부위의 측면에는 상기 조절나사(33)가 결합될 수 있는 브래킷(323)이 부착된다.
월류판(32)에 상기와 같이 톱니돌기(321)를 구비하면, 슬러지는 톱니돌기(321)들의 하단 틈새를 통하여 유출되어 밸트프레스(2)의 여과포벨트(22)에 낙하하는데, 슬러지용기(31)의 슬러지에 파문이 일어 부분적으로 슬러지의 수위가 균일하지 않게 되는 경우가 있더라도 여과포벨트(22) 전면에 항상 슬러지를 균일하게 공급할 수 있다.
높이조절나사(33)는 상기 슬러지용기(31)와 월류판(32)의 브래킷(313, 323) 사이에 고정너트(331)를 이용하여 결합되는 것으로서, 슬러지의 성상과 응집상태에 따라 월류판(32)의 높낮이를 조절하여 벨트프레스(2)의 여과포벨트(22)에 적정량의 슬러지를 공급하는 기능을 한다. 월류판(32)을 올리면 슬러지가 톱니돌기(321) 하단의 폭이 좁은 부위를 통하여 슬러지용기(31)에서 월류하므로 여과포벨트(22)에 공급되는 슬러지의 량이 적고, 월류판(32)을 내리면 슬러지가 톱니돌기(321)의 상단 폭이 넓은 부위를 통하여 슬러지용기(31)에서 월류하므로 여과포벨트(22)에 공급되는 슬러지의 량이 많아진다.
슬러지유입관(4)은 혼화조에서 유출되는 슬러지를 슬러지용기(31)에 공급하는 관으로서, 상기 슬러지용기(31)의 하단에 결합된다. 슬러지유입관(4)은 중력에 의하여 슬러지가 슬러지용기(31)에 공급될 수 있도록 입구가 출구보다 높게 경사진 관으로 제작하고, 관의 하면에는 다수개의 배수공(41)을 형성하여 슬러지가 슬러지용기(31)에 공급되는 동안 슬러지 중의 물이 배출될 수 있도록 하는 것이 좋다. 배수공의 크기는 슬러지의 성상과 응집상태에 따라 적정하게 선택되는데, 통상적으로 0.3mm 내지 0,5mm 직경을 가지도록 하는 것이 적당하다. 그리고 슬러지유입관(4)의 하단에는 유량조절밸브(42)를 구비하여, 슬러지용기(31)에 슬러지가 항상 일정한 수위를 유지하도록 하는 것이 좋다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 슬러지 탈수기는 다음과 같이 작동한다.
혼화조에서 응집제와 함께 교반되어 덩어리로 응집된 슬러지가 슬러지유입관(4)으로 공급되면, 중력에 의하여 슬러지가 낙하하여 슬러지공급장치(3)의 슬러지용기(31)에 공급되는데, 이때 슬러지에 함유된 물의 일부가 배수공(41)을 통하여 외부로 유출된다. 슬러지공급장치(3)에 유입된 슬러지는 월류판(32)의 톱니돌기(321)를 통하여 월류하여 벨트프레스(2)의 여과포벨트(22) 위에 고르게 펴져서 올려지게 되고, 여과포벨트(22) 위에 올려진 슬러지는 벨트프레스(2)를 따라 이송되면서 수분이 제거되어 슬러지 케이크가 형성되고, 탈수기의 외부로 배출된다.
1 : 케이싱, 11 : 취출구,
2 : 벨트프레스, 21, 22 :여과포벨트, 23 : 롤러, 24 : 압착롤러,
25 : 아이들롤러,
3 : 슬러지공급장치, 31 : 슬러지용기, 32 : 월류판, 33 : 높이조절나사,
311 : 개구부, 312 : 가이드, 313 : 브래킷, 321 : 톱니돌기, 323 :브래킷,
331 : 고정너트,
4 : 슬러지유입관, 41 : 배수공, 42 : 유량조절밸브.

Claims (3)

  1. 내부에 구성품들이 장착되는, 케이싱(1):
    상기 케이싱(1)의 내부에 장착되고, 슬러지에서 수분을 제거하여 슬러지 케이크를 만드는 기능을 하는 것으로서, 두 겹의 여과포벨트(21, 22)와 상기 각각의 여과포벨트(21, 22)를 감아 돌리는 다수 개의 롤러(23)를 포함하는, 벨트프레스(2);
    상기 케이싱(1)의 내부에 장착되고, 상기 벨트프레스(2)에 슬러지를 균일하게 공급하는 기능을 하는 것으로서, 일측면에 개구부(311)가 형성된 슬러지용기(31)와, 상기 슬러지용기(31)의 개구부(311)에 결합되는 것으로서 상면에는 다수 개의 톱니돌기(321)가 형성되어 있는 월류판(32)으로 구성되는, 슬러지공급장치(3);
    혼화조에서 유출되는 슬러지를 상기 슬러지용기(31)에 공급하는 관으로서 상기 슬러지용기(31)의 하단에 결합되는 슬러지유입관(4)을 포함하고,
    상기 슬러지공급장치(3)의 슬러지용기(31)는 개구부의 양 측면에 가이드(312)를 구비하고 개부부(311)의 하단에는 브래킷(313)이 부착되고, 상기 슬러지공급장치(3)의 월류판(32)은 한쪽 면에 브래킷(323)이 부착되고;
    상기 슬러지용기(31)와 월류판(32)의 브래킷(313, 323) 사이에 고정너트(331)를 이용하여 결합되는 높이조절나사(33)를 추가로 구비함으로써, 슬러지의 성상에 따라 월류판(32)의 높낮이를 조절하여 벨트프레스(2)에 공급되는 슬러지의 량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬러지유입관(4)은, 관의 하면에는 다수개의 배수공(41)을 형성한 것으로서, 슬러지가 슬러지용기(31)에 공급되는 동안 슬러지 중의 물이 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 슬러지 탈수기.
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