KR101175041B1 - 슬러지 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬러지 처리장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 슬러지 처리장치는 슬러지가 유입되는 바디부; 상기 바디부에 구비되고, 상기 바디부로 유입된 슬러지와 접촉하는 (+)전극 및 (-)전극을 포함하는 전극부; 및 상기 전극부에서 유출된 슬러지를 분쇄하여, 슬러지가 일정량이 배출되도록 조절하는 정량투입부를 포함을 포함한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 슬러지 내에 포함된 미생물의 세포막을 효과적으로 제거하여 슬러지의 건조효율을 향상시킬 수 있고, 고주파 전류를 이용하여 안전하게 슬러지에 포함된 미생물의 세포막을 제거할 수 있다.

Description

슬러지 처리장치{A SLUDGE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 슬러지 처리장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 슬러지 건조장치에 유입되는 슬러지에 포함된 미생물의 세포막 내지 세포벽 등을 제거하기 위해 사용되는 전극을 포함하는 슬러지 처리장치에 관한 것이다.
슬러지(sludge)는 폐기물의 일종으로 물속의 부유물이 침전하여 진흙상태로 된 것을 말한다. 이러한 슬러지에는 산업 폐기물인 하수도와 산업 폐수 처리의 부산물, 가정의 음식물 쓰레기 등이 있다.
이와 같은 슬러지를 처리하기 위해서는 먼저 슬러지 내의 수분을 제거하여야 한다.
특히, 하수 슬러지는 미생물이 포함된 유기물을 다수 포함하고 있으며, 이러한 미생물의 세포막 속에 수분이 내포되어 있고, 세포막이 단열 및 기밀을 유지하고 있어서 건조시키기가 매우 까다로운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 슬러지 내의 미생물의 세포막을 효과적으로 제거할 수 있는 슬러지 처리장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 세포막 내부의 수분을 용이하게 건조시길 수 있는 슬러지 처리장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 슬러지 처리장치는 슬러지가 유입되는 바디부; 상기 바디부에 구비되고, 상기 바디부로 유입된 슬러지와 접촉하는 (+)전극 및 (-)전극을 포함하는 전극부; 및 상기 전극부에서 유출된 슬러지를 분쇄하여, 슬러지가 일정량이 배출되도록 조절하는 정량투입부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 슬러지 내에 포함된 미생물의 세포막을 효과적으로 제거하여 슬러지의 건조효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 고주파 전류를 이용하여 안전하게 슬러지에 포함된 미생물의 세포막을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 평면도.
도 4는 도 3의 A-A를 따라 절개하여 바라본 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 컨버터의 연결을 나타내는 구조도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상을 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A를 따라 절개하여 바라본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 컨버터의 연결을 나타내는 구조도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 슬러지 처리장치(1)는 슬러지가 유입되는 바디부(10)와, 상기 바디부(10)의 내부에 구비되는 전극부(20)와, 상기 전극부(20)에서 배출된 슬러지의 양을 일정하게 유지하는 정량투입부(30)가 포함된다.
상기 바디부(10)의 상부에는 슬러지가 유입되는 유입구(11)가 형성된다. 상기 유입구(11)의 테두리에는 슬러지의 유입을 가이드하는 가이드부(12)가 구비된다. 상기 가이드부(12)는 상기 바디부(10)의 상단에 상향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 유입구(11)에는 상기 전극부(20)를 지지하는 절연체(13)가 구비된다. 상기 절연체(13)는 전기가 통하지 않는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 상기 절연체(13)의 형상은 제한되지 않지만, 수직 및 수평 방향으로 교차되는 격자형상으로 형성될 수 있다. 상기 절연체(13)의 하부에는 상기 전극부(20)가 고정될 수 있다.
상기 전극부(20)는 상기 절연체(13)에 결합되어 하방으로 연장될 수 있다. 상기 전극부(20)는 외부의 전원과 연결되며, (+)전극 및 (-)전극으로 구성된다. 상기 전극부(20)는 상부 및 하부가 개방된 기둥 형상으로 형성된 다수개의 전극을 포함한다. 일례로, 상기 전극부(20)는 상부 및 하부가 개방된 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극부(20)는 다양한 크기의 전극으로 구성되고, 가장 큰 사각 기둥 형상의 전극이 가장 외측에 배치되고, 그 다음으로 크기가 큰 사각 기둥 형상의 전극이 그 바로 안쪽에 배치되며, 가장 작은 크기의 전극이 가장 안쪽에 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수개의 전극은 서로 중첩되어 배치되고, 외측에서 내측으로 갈수록 그 크기가 줄어든다.
상세하게, 상기 전극부(20)는 제1 전극부(21)와, 제2 전극부(22)와, 제3 전극부(23)와, 제4 전극부(24)로 구성될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 전극부(21, 22, 23)은 상부 및 하부가 개방된 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극부(21)는 가장 바깥쪽에 배치되는 전극이고, 상기 제2 전극부(22)는 상기 제1 전극부(21)보다 작고, 상기 제1 전극부(21)의 바로 안쪽에 위치된다.
상기 제3 전극부(23)는 상기 제2 전극부(22)보다 작고, 상기 제2 전극부(22)의 안쪽에 위치된다.
상기 제4 전극부(24)는 평판 형상으로 형성되고, 상기 바디부(10)의 내측면 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 바디부(10)의 측면(15)도 외부 전원과 연결될 수 있으며, 하나의 전극으로서의 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 바디부(10)의 측면(15)도 (+)전극 또는 (-)전극이 인가될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 전극(21, 22, 23, 24)에는 (+)전극 또는 (-)전극이 인가될 수 있다.
일례로, 상기 바디부(10)의 측면(15)에 (+)전극이 인가되었다면, 상기 측면(15)의 바로 안쪽에 위치되는 상기 제1 전극부(21)에는 이와 반대 극성인 (-)전극이 인가된다.
또한, 상기 제1 전극부(21)의 바로 안쪽에 위치되는 상기 제2 전극부(22)에는 상기 제1 전극부(21)와 반대 극성인 (+)전극이 인가된다.
또한, 상기 제2 전극부(22)의 바로 안쪽에 위치되는 상기 제3 전극부(23)에는 상기 제2 전극부(22)와 반대 극성인 (-)전극이 인가된다.
상기 제4 전극(24)은 평면 형상으로 형성되어, 상기 바디부(10)의 측면(15) 사이에 위치되므로, 상기 측면(15)과 반대 극성인 (-) 전극이 인가될 수 있다.
따라서, 상기 바디부(10)의 유입구(11)를 통하여 유입된 슬러지가 상기 전극부(20)에 유입되면, 슬러지는 서로 반대 극성을 띄는 전극 사이를 통과하게 된다. 이 때, 슬러지는 서로 반대 극성을 띄는 전극에 접촉한 상태로 흐르고, 상기 슬러지에도 전해질이 존재하므로, 상기 슬러지에 전류가 흐르게 된다. 상기 슬러지에 전류가 흐를 때, 슬러지에 존재하는 미생물의 세포막 내부 및 외부 사이에 이온 교환이 발생하므로, 상기 세포막(또는 세포벽)이 터지게 된다.
따라서, 슬러지 내의 미생물의 세포막을 효과적으로 제거되고, 세포막이 제거됨에 따라 세포막 속에 있던 수분을 효과적으로 건조시킬 수 있게 되었다.
한편, 전극부(20)는 외부의 전원으로부터 전기를 공급받는다. 다만, 외부 전원은 보통 60Hz의 주파수를 갖는 220V의 교류전압으로서, 고압이므로 사용자에게 감전의 위험 등이 있기 때문에 위험할 수 있다.
따라서, 상기 외부 전원의 전압을 낮추기 위하여, 외부전원과 상기 전극부(20) 사이에 AC-DC 컨버터(51)가 구비될 수 있다. 상기 AC-DC 컨버터(51)는 교류 전압을 직류 전압으로 바꾸면서, 고전압을 저전압으로 낮출 수 있다. 일례로, 상기 AC-DC 컨버터(51)는 220V의 교류전압을 48V의 직류전압으로 낮출 수 있다. 상기 AC-DC 컨버터(51)에 의하여 전압이 낮아지므로, 위험도가 감소할 수 있다.
또한, 슬러지에 포함된 미생물의 세포막 또는 세포벽을 효과적으로 터뜨리기 위하여 전원의 주파수를 높여주는 주파수 변환기(52)가 구비될 수 있다. 상기 주파수 변환기(52)도 외부전원과 상기 전극부(20) 사이에 구비될 수 있다. 일례로, 상기 주파수 변환기(52)는 상기 AC-DC 컨버터(51)에 의하여 48V의 직류전압을 전압을 동일하게 유지하면서, 10 내지 200kHz의 교류전압으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 전극부(20)에 인가되는 전원의 주파수가 증가하므로, 슬러지에 포함된 미생물의 세포막 및 세포벽을 효과적으로 파괴할 수 있다.
상기 전극부(20)에서 유출된 슬러지는 상기 바디부(10)의 하부로 이동하고, 상기 바디부(10)의 하부에 형성된 유출구(17)를 통하여 유출된다. 상기 바디부(10)의 저면은 상기 유출구(17)를 향하여 경사지게 형성된다.
상기 바디부(10) 및 상기 전극부(20)에서 유출된 슬러지는 상기 정량투입부(30)로 유입된다. 상기 정량투입부(30)에는 기어(31)와 상기 기어(31)를 구동하는 모터(32)가 포함된다.
상기 기어(31)는 상기 정량투입부(30)의 내측에 설치되고, 상기 기어(31)는 서로 맞물려서 회전하는 피니언 기어로 구성될 수 있다. 상기 기어(31)가 서로 맞물리는 부분은 상기 유출구(17)의 바로 아래에 위치되며, 상기 유출구(17)에서 유출된 슬러지는 상기 기어(31)가 서로 맞물리는 부분으로 유입된다.
상기 기어(31)는 일정한 속도로 회전될 수 있고, 상기 기어(31)의 맞물리는 부분으로 유입된 슬러지는 상기 기어(31)에 의하여 분쇄된 후 일정량씩 배출될 수 있다.
상기 모터(32)는 상기 바디부(10)의 일 측에 설치될 수 있고, 상기 기어(31)를 소정 속도로 회전시킬 수 있다. 상기 모터(32)에는 상기 기어(31)에 결합되는 구동축(320)이 구비된다.
상기 정량투입부(30)에서 유출된 슬러지는 건조기(미도시)로 유입되어 건조된다. 상기 건조기는 슬러지에 마이크로 웨이브를 조사하여 가열하는 등의 작용에 의하여 슬러지를 건조시킨다.
본 발명은 상기 건조기에 슬러지가 유입되기 전에 상기 슬러지에 포함된 미생물의 세포막 내지 세포벽을 파괴하는 슬러지 처리장치를 제공하는 것이 주요 기술적 사상이므로, 상기 건조기는 공지의 어떠한 건조기가 사용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 슬러지 내에 포함된 미생물의 세포막 및 세포벽을 효과적으로 제거하여 슬러지의 건조효율을 향상시킬 수 있고, 고주파의 전류를 이용하여 안전하게 슬러지에 포함된 미생물의 세포막 및 세포벽을 효과적으로 제거할 수 있다.
1: 슬러지 처리장치 10: 바디부
11: 유입구 12: 가이드부
13: 절연체 15: 측면
20: 전극부 21: 제1 전극부
22: 제2 전극부 23: 제3 전극부
24: 제4 전극부 30: 정량투입부
31: 기어 32: 모터
51:AC-DC 컨버터 52: 주파수 컨버터

Claims (7)

  1. 슬러지가 유입되는 바디부;
    상기 바디부에 구비되고, 상기 바디부로 유입된 슬러지와 접촉하는 (+)전극 및 (-)전극을 포함하는 전극부;
    상기 전극부에 교류 전기를 공급하는 전원부;
    상기 전극부 및 상기 전원부 사이에 구비되고, 상기 전원부에서 공급되는 교류 전기를 직류 전기로 바꾸면서, 상기 전원부에서 공급되는 전기의 전압을 낮추는 AC-DC 컨버터;
    상기 전극부 및 상기 전원부 사이에 구비되고, 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 직류 전기를 전압은 동일하게 유지하면서 교류 전기로 변환하여 주파수를 높혀주는 주파수 변환기; 및
    상기 전극부에서 유출된 슬러지를 분쇄하여, 슬러지가 일정량이 배출되도록 조절하는 정량투입부;
    를 포함하는 슬러지 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는 상부 및 하부가 개방된 기둥 형상의 복수개의 전극을 포함하고, 상기 복수개의 전극은 서로 중첩되어 배치되고, 외측에서 내측으로 갈수록 크기가 줄어드는 슬러지 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극부는, 가장 크기가 큰 전극이 가장 외측에 배치되고, 가장 크기가 작은 전극이 가장 내측에 배치되며, 상기 전극부는 크기 순서대로 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전극부는 (+)전극 및 (-)전극이 교대로 배치되는 슬러지 처리장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정량투입부는 서로 맞물리는 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리장치.
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