KR101329758B1 - 하수 슬러지 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 하수 슬러지 처리 장치는, 공급된 고온 열풍에 의해 내부로 투입된 하수 슬러지를 1차 건조시키며, 상단에 하수 슬러지가 내부로 투입되는 슬러지 투입구와, 하단에 내부에서 건조된 하수 슬러지가 배출되는 슬러지 배출구를 구비한 건조로; 건조로의 슬러지 투입구측에 설치되며 하수 슬러지를 파쇄 교반하면서 상기 건조로 내부로 투입되게 하는 슬러지 인입 파쇄기; 건조로의 내벽에서 높이 방향으로 서로 이격하여 교차하면서 하향 경사지게 설치되어 상측의 왕복 이동 플레이트에서 이송된 하수 슬러지가 탈락하면서 하측 왕복 이동 플레이트로 이송되게 배치되며, 왕복 구동 수단에 의해 진퇴 방향으로 반복 이동하는 복수의 왕복 이동 플레이트; 상기 건조로의 상기 슬러지 배출구측에 설치되며 상기 슬러지 배출구를 통해 배출되는 하수 슬러지를 파쇄 교반하는 슬러지 배출 파쇄기; 상기 건조로에서 1차 건조된 하수 슬러지가 도입되어, 공급된 고온 열풍에 의해 2차 건조되며, 하수 슬러지의 건조 시 발생한 가스 및 수증기가 포집되어 배출되는 가스 배출구를 구비한 건조 챔버; 및 상기 건조 챔버 내에 구비되며, 상기 슬러지 배출구를 통해 상기 건조로에서 배출된 하수 슬러지가 이송되면서 건조되게 하는 이송 컨베이어와, 상기 이송 컨베이어의 상부로 설치되어 상기 이송 컨베이어를 따라 이송하는 하수 슬러지를 교반하는 복수의 이송 스크류를 포함하는 이송 건조 장치를 포함한다.

Description

하수 슬러지 처리 장치{Apparatus For Treatment Of Sewage Sludge}
본 발명은 하수 슬러지 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수 처리 과정에서 발생하는 하수 슬러지를 가열하여 건조 처리하는 하수 슬러지 처리 장치에 관한 것이다.
하수 처리 과정에서 발생하는 하수 슬러지는 다량의 유기물 성분이 함유되어 있어 부패되기 쉽기 때문에 신속한 처리가 필요하다. 그 처리 방법으로 과거에는 단순 매립 방법 또는 해양 투기 방법이 사용되었으나, 환경오염 및 해양오염의 유발 우려로 단순 매립 및 해양 투기가 금지되었다.
그에 대한 대안으로 슬러지를 건조시켜 토지 이용, 시멘트 원료 등으로 재활용하는 방법, 소각로를 이용하여 소각한 후 남은 불연물을 매립하거나 시멘트 공장의 원료로 재활용하는 방법 등이 사용되고 있다.
하수 슬러지의 건조 처리는 슬러지를 열풍과 직접 접촉시켜 건조하는 직접 건조 방식과 증기 등의 열매체에 의해 가열된 전열 면에 슬러지를 접촉시켜 건조하는 간접 건조 방식이 사용되고 있는 데, 슬러지 건조 처리 장치의 경우 슬러지 내의 수분 제거의 효율성이 그 성능을 좌우한다.
한국 등록특허 제10-0700110호(2007. 3. 28. 공고)
본 발명은 하수 슬러지를 고온의 열풍을 이용하여 균일하게 건조 처리할 수 있는 하수 슬러지 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 건조로 내에서의 1차 건조 및 건조 챔버 내에서의 2차 건조를 통해 하수 슬러지의 건조 효율을 향상시킬 수 있는 하수 슬러지 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 공급된 고온 열풍에 의해 내부로 투입된 하수 슬러지를 1차 건조시키며, 상단에 하수 슬러지가 내부로 투입되는 슬러지 투입구와, 하단에 내부에서 건조된 하수 슬러지가 배출되는 슬러지 배출구를 구비한 건조로; 상기 건조로의 슬러지 투입구측에 설치되며 하수 슬러지를 파쇄 교반하면서 상기 건조로 내부로 투입되게 하는 슬러지 인입 파쇄기; 상기 건조로의 내벽에서 높이 방향으로 서로 이격하여 교차하면서 하향 경사지게 설치되어 상측의 왕복 이동 플레이트에서 이송된 하수 슬러지가 탈락하면서 하측 왕복 이동 플레이트로 이송되게 배치되며, 왕복 구동 수단에 의해 진퇴 방향으로 반복 이동하는 복수의 왕복 이동 플레이트; 상기 건조로의 상기 슬러지 배출구측에 설치되며 상기 슬러지 배출구를 통해 배출되는 하수 슬러지를 파쇄 교반하는 슬러지 배출 파쇄기; 상기 건조로에서 1차 건조된 하수 슬러지가 도입되어, 공급된 고온 열풍에 의해 2차 건조되며, 하수 슬러지의 건조 시 발생한 가스 및 수증기가 포집되어 배출되는 가스 배출구를 구비한 건조 챔버; 및 상기 건조 챔버 내에 구비되며, 상기 슬러지 배출구를 통해 상기 건조로에서 배출된 하수 슬러지가 이송되면서 건조되게 하는 이송 컨베이어와, 상기 이송 컨베이어의 상부로 설치되어 상기 이송 컨베이어를 따라 이송하는 하수 슬러지를 교반하는 복수의 이송 스크류를 포함하는 이송 건조 장치를 포함하는 하수 슬러지 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 왕복 이동 플레이트는 폭 방향으로 파형으로 굴곡진 형태로 형성된다.
본 발명에 의하면, 상기 이송 건조 장치는 적어도 복층으로 형성되는 다층의 이송 컨베이어와, 상기 이송 컨베이어 각각에 설치되는 복수의 이송 스크류를 포함한다.
본 발명에 의한 하수 슬러지 처리 장치에 의하면, 건조로 내에서의 1차 건조 및 건조 챔버 내에서의 2차 건조를 통해 하수 슬러지의 건조 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면 하수 슬러지는 건조로 내에서 왕복 이동 플레이트를 순차적으로 이동하면서 교반 건조되고, 건조 챔버 내에서 이송 건조 장치를 따라 이동하면서 교반 건조되는 것이 가능하다. 따라서 하수 슬러지가 건조 과정에서 이루어지는 교반에 의해 뭉치지 않으면서 이동하면서 건조됨으로 건조 효율이 크게 향상된다.
도 1 은 본 발명에 따른 하수 슬러지 처리 장치의 전체적인 구성을 보여주는 개략도이다.
도 2 는 건조로에 설치된 슬러지 인입 파쇄기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 건조로에 설치된 왕복 이동 플레이트의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 건조 챔버에 설치된 이송 건조 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지 처리 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 하수 슬러지 처리 장치의 전체적인 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2 는 건조로에 설치된 슬러지 인입 파쇄기를 설명하기 위한 도면이며, 도 3 은 건조로에 설치된 왕복 이동 플레이트의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 4 는 건조 챔버에 설치된 이송 건조 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 하수 슬러지 처리 장치(10)는 건조로(100)와, 슬러지 인입 파쇄기(120), 왕복 이동 플레이트(130), 슬러지 배출 파쇄기(150), 건조 챔버(200) 및 이송 건조 장치(230)를 포함한다.
건조로(100)는 하부로 연결된 열풍 인입구(110)를 통해 열풍이 인입되도록 구성되며, 상단에는 하수 슬러지가 내부로 투입되는 통로가 되는 슬러지 투입구(101)가 형성되고, 하단에는 내부에 건조된 하수 슬러지가 배출되는 통로가 되는 슬러지 배출구(106)가 형성된다.
슬러지 투입구(101)의 상부에는 슬러지 투입구(101)로 하수 슬러지를 공급하는 공급 호퍼(50)가 설치될 수 있다. 또한 슬러지 투입구(101)에는 커버(미도시)가 구비되어 공급 호퍼(50)를 통해 하수 슬러지가 건조로(100) 내부로 투입될 때 개방되고, 투입 후 닫히도록 동작할 수 있다.
슬러지 투입구(101)에는 하수 슬러지가 건조로(100) 내부로 인입되면서 파쇄 교반되도록 하는 슬러지 인입 파쇄기(120)가 설치된다. 슬러지 투입구(101)로 투입된 하수 슬러지는 슬러지 인입 파쇄기(120)에서 파쇄 교반되면서 건조로(100) 내부로 탈락한다.
도 2 에 도시된 바와 같이 슬러지 인입 파쇄기(120)는 투입된 하수 슬러지의 파쇄 및 교반을 위해 다수의 파쇄 스크류(122)가 모터(125)에 의해 구동가능하게 설치되어 있다.
건조로(100) 내부에 설치되는 다수의 왕복 이동 플레이트(130)가 설치된다. 왕복 이동 플레이트(130)는 건조로(100) 내벽에서 높이 방향으로 서로 이격하면서 교차하면서 하향 경사지게 설치된다. 즉, 각각의 왕복 이동 플레이트(130)가 일측 및 대향하는 타측에 번갈아 설치되고 높이 방향으로 서로 이격하여 교차한다.
이로 인해 상측 왕복 이동 플레이트 상의 하수 슬러지가 이동하는 경우 탈락하여 하측 왕복 이동 플레이트 상으로 이송되는 하수 슬러지의 이송이 가능하다.
또한 왕복 이동 플레이트(130)는 폭 방향으로 파형 굴곡진 플레이트로 된다.
본 발명에 의하면 왕복 이동 플레이트(130)는 왕복 구동 수단(235)에 의해 진퇴 방향으로 왕복 이동이 가능하게 설치된다. 도 3을 참조하면, 왕복 이동 플레이트(130)는 유압 기구로 형성된 왕복 구동 수단(235)의 로드에 고정되어 로드의 반복 이동에 의해 진퇴 방향으로 왕복 이동하는 동작을 한다.
왕복 이동 플레이트(130)는 그 상단이 건조로(100)의 내벽에 이격하여 위치한다. 왕복 이동 플레이트(130)와 건조로(100) 내벽 사이의 공간은 왕복 이동 플레이트(130)의 움직임을 허용하는 공간이 됨과 동시에 하단에서 열풍 인입구(110)로 인입된 고온 열풍이 건조로(100) 상부로 이동하는 통로가 된다. 고온 열풍은 왕복 이동 플레이트(130)를 하면을 가열하면서 상부로 이동하며, 왕복 이동 플레이트(130) 사이를 따라 하강하면서 왕복 이동 플레이트(130) 상의 하수 슬러지를 건조한다.
왕복 이동 플레이트(130)에 의한 하수 슬러지의 건조 동작을 살펴보면, 슬러지 인입 파쇄기(120)를 통과하여 탈락한 하수 슬러지는 먼저 최 상측의 왕복 이동 플레이트(130) 상에 떨어진다. 최 상측 왕복 이동 플레이트(130) 상에 떨어진 하수 슬러지는 열풍의 고열에 의해 건조되기 시작하는 데, 이때 왕복 이동 플레이트(130)가 반복적으로 왕복 이동하고 그 힘에 의해 하수 슬러지는 교반되면서 경사를 따라 이동하게 된다. 즉 왕복 이동 플레이트(130)는 하수 슬러지가 뭉치면서 덩어리화 되는 것을 방지하면서 하수 슬러지 사이로 고온의 열풍이 유입되어 건조되는 것을 가능하게 하며, 하수 슬러지가 건조되면서 이동하는 것을 가능하게 한다.
최 상측의 왕복 이동 플레이트(130)를 따라 건조되면서 이동하는 하수 슬러지는 최 상측 왕복 이동 플레이트(130)의 하단에서 탈락하여, 대향하는 타측에 높이 방향으로 이격되어 있으면서 교차하는 그 하측의 왕복 이동 플레이트(130) 상으로 이동한다. 그리고 하측의 왕복 이동 플레이트 상에 동일한 과정이 왕복된다. 이와 같이 하수 슬러지는 왕복 이동 플레이트(130)에 의해 높이 방향으로 서로 이격하면서 교차하게 설치된 왕복 이동 플레이트(130)를 따라 순차적으로 이송되면서 건조된다.
왕복 이동 플레이트(130)는 폭 방향으로 파형으로 굴곡져 슬러지가 일정한 체류 시간을 가지면서 왕복 이동 플레이트(130)를 따라 이송하는 것을 가능하게 하고, 또한 굴곡에 의해 하수 슬러지 입자 사이로 열풍이 유입되는 것을 돕는다. 하수 슬러지는 왕복 이동 플레이트(130)를 따라 지속하여 움직이면서 교반되고 또한 탈락 교반하면서 건조되는데, 한정된 크기의 건조로 내에서 충분한 건조 시간을 확보하면서 끈임없이 교반 이동되면서 건조되므로 건조 효율이 크게 향상된다.
건조로(100)의 하단에는 슬러지 배출구(106)가 형성된다. 슬러지 배출구(106) 측에는 교반 날개(152)를 구비하여 슬러지 배출구(106)를 통해 배출되는 하수 슬러지를 파쇄 교반하면서 배출하는 슬러지 배출 파쇄기(150)가 구비된다.
슬러지 배출구(106)는 건조 챔버(200)와 연통된다. 따라서 슬러지 배출구(106)를 통해 건조로(100) 하부로 배출된 하수 슬러지는 건조 챔버(200)로 유입된다. 건조 챔버(200)에는 건조로(100)와 동일하게 열풍 공급구(210)를 통해 고온 열풍이 공급되어 건조로에서 1차 건조된 하수 슬러지를 2차 건조하는 기능을 한다.
건조 챔버(200) 내부에는 슬러지 배출구(106)의 하단으로 배치된 이송 건조 장치(230)를 포함한다.
이송 건조 장치(230)는 높이 방향으로 다층으로 배치된 이송 컨베이어(231)와 각 이송 컨베이어(231)의 상부로 배치된 복수의 이송 스크류(235)를 포함한다. 도 4를 참조하면 각 이송 컨베이어(231) 상에는 3개의 이송 스크류(235)가 설치된다. 그러나 3개의 이송 스크류(235)에 한정되지 않는다.
이송 건조 장치(230)는 슬러지 배출구(106)를 통해 배출되는 건조로(100)에서 1차 건조된 하수 슬러지를 이송시키면서 건조 챔버(200) 내부에서 이송 건조시키는 기능을 한다.
이송 건조 장치(230)를 따라 이송되는 하수 슬러지는 이송 컨베이어(231)의 상부에 설치된 이송 스크류(235)에 의해 교반, 분쇄되면서 이송되고 건조되는 것이 가능하다.
이송 컨베이어(231)의 다층 배치에 의해 공간을 최소화하면서 건조 거리를 증가시키는 것이 가능하며, 이송 컨베이어(231)와 이송 스크류(235)를 동시에 설치하여 슬러지가 이송되도록 함으로써 이송 컨베이어(231)의 수평 방향 이송력과 이송 스크류(235)의 나선 방향 이동력의 복합 작용에 의해 교반이 활발히 일어나면서 건조 효율이 향상된다.
본 발명의 실시예에 관한 도면에서 이송 건조 장치(230)는 복층 형태로 된 이송 컨베이어를 포함하는 형태로 도시되어 있으나, 필요에 따라 선택적으로 추가 설치될 수 있다.
건조 챔버(200)의 하단에는 이송 건조 장치(230)를 거치면서 건조된 하수 슬러지를 외부로 반출하기 위한 반출 장치(280)가 설치된다. 도면에는 반출 장치(280)가 컨베이어 형태로 설치한 것을 예시하고 있으나, 다양한 변형이 가능하다.
한편 건조 챔버(200)의 일측에는 하수 슬러지를 건조하면서 발생한 가스 및 수증기가 포집되어 배출되는 가스 배출구(260)가 설치된다.
본 발명에 의하면, 하수 슬러지 처리 장치(10)는 쓰레기 소각로와 연계되는 것이 가능하다.
쓰레기 소각로의 경우 소각에 의해 고열이 발생하는 데, 다이옥신을 발생을 방지하기 위해서는 800 ℃ 이상으로 운전된다. 본 발명에서는 하수 슬러지 건조 장치(10)에 필요한 고온 열풍을 쓰레기 소각로에서 배출되는 폐열을 이용함으로써 별도의 열원 없이도 고온 열풍을 제공할 수 있다. 또한, 가스 배출구(260)를 통해 배출되는 유해 가스를 포함한 수증기를 소각로 내부로 투입함으로써 가스 완전 연소를 통해 다이옥신 등의 유해물질이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 하수 슬러지 처리 장치의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
10: 하수 슬러지 처리 장치
100: 건조로 101: 슬러지 투입구
106: 슬러지 배출구 110: 열풍 인입구
120: 슬러지 인입 파쇄기 130: 왕복 이동 플레이트
235: 왕복 구동 수단 150: 슬러지 배출 파쇄기
200: 건조 챔버 210: 열풍 인입구
230: 이송 건조 장치 231: 이송 컨베이어
235: 이송 스크류 260: 가스 배출구
280: 반출 장치

Claims (3)

  1. 공급된 고온 열풍에 의해 내부로 투입된 하수 슬러지를 1차 건조시키며, 상단에 하수 슬러지가 내부로 투입되는 슬러지 투입구와, 하단에 내부에서 건조된 하수 슬러지가 배출되는 슬러지 배출구를 구비한 건조로;
    상기 건조로의 슬러지 투입구측에 설치되며 하수 슬러지를 파쇄 교반하면서 상기 건조로 내부로 투입되게 하는 슬러지 인입 파쇄기;
    상기 건조로의 내벽에서 높이 방향으로 서로 이격하여 교차하면서 하향 경사지게 설치되어 상측의 왕복 이동 플레이트에서 이송된 하수 슬러지가 탈락하면서 하측 왕복 이동 플레이트로 이송되게 배치되며, 왕복 구동 수단에 의해 진퇴 방향으로 반복 이동하는 복수의 왕복 이동 플레이트;
    상기 건조로의 상기 슬러지 배출구측에 설치되며 상기 슬러지 배출구를 통해 배출되는 하수 슬러지를 파쇄 교반하는 슬러지 배출 파쇄기;
    상기 건조로에서 1차 건조된 하수 슬러지가 도입되어, 공급된 고온 열풍에 의해 2차 건조되며, 하수 슬러지의 건조 시 발생한 가스 및 수증기가 포집되어 배출되는 가스 배출구를 구비한 건조 챔버; 및
    상기 건조 챔버 내에 구비되며, 상기 슬러지 배출구를 통해 상기 건조로에서 배출된 하수 슬러지가 이송되면서 건조되게 하는 이송 컨베이어와, 상기 이송 컨베이어의 상부로 설치되어 상기 이송 컨베이어를 따라 이송하는 하수 슬러지를 교반하는 복수의 이송 스크류를 포함하는 이송 건조 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 왕복 이동 플레이트는 폭 방향으로 파형으로 굴곡진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 이송 건조 장치는 적어도 복층으로 형성되는 다층의 이송 컨베이어와, 상기 이송 컨베이어 각각에 설치되는 복수의 이송 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 처리 장치.
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