KR101345389B1 - 수처리용 탈수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지 케익과 탈수여액을 자동으로 분리배출하여 처리하는 방식으로 기존의 압력식 탈수시설에 바로 설치가 가능하고, 탈수기 운영시 별도의 인력이 발생하지 않는 수처리용 탈수장치에 관한 것으로, .프레임; 상기 프레임의 상부에 설치되는 가이드바; 상기 가이드바에 설치되고, 서로 연결되어 내부의 공간이 축소가능한 복수의 탈수기판; 상기 프레임에 설치되어 상기 탈수기판을 가압하는 가압판에 고정되는 유압실린더; 상기 프레임에서 상기 탈수기판의 하부에 설치되는 여액수집조레일에 설치되어 상기 탈수기판에서 배출되는 여과액을 수집하고, 상기 프레임 외측으로 이동가능한 여액수집조; 상기 프레임에서 상기 여액수집조레일의 하부에 설치되어 상기 탈수기판에서 배출되는 슬러지를 수집하는 슬러지바스켓; 및 상기 복수의 탈수기판에 연결되는 유입수공급펌프를 포함하고, 상기 슬러지바스켓에는 바스켓도어가 설치되어 도어개폐장치에 의해 내부의 슬러지를 상기 바스켓도어를 통해 배출가능한 것을 특징으로 한다.

Description

수처리용 탈수장치{Dehydrating device for water treatment}

본 발명은 수처리 공정에서 발생하는 슬러지를 처리과정 중 사용되는 수처리용 탈수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지 케익과 탈수여액을 자동으로 분리배출하여 처리하는 방식으로 기존의 압력식 탈수시설에 바로 설치가 가능하고, 탈수기 운영시 별도의 인력이 발생하지 않는 수처리용 탈수장치에 관한 것이다.

수처리 공정에서 발생하는 슬러지는 하수처리장, 정수장, 공장폐수처리시설, 오탁수 처리시설 등에서 발생하는 액체상태 부유물질 및 그로부터 분리된 축적된 고형물을 뜻한다. 이러한 슬러지는 세부적으로 일차슬러지, 잉여슬러지, 반송슬러지, 농축 및 소화슬러지를 포함하며 넓은 의미로는 침사, 스크린 협잡물 및 스컴도 이에 해당된다.

슬러지처리는 기본적으로 감량화가 필수적이며 현재 다양한 공정에서 슬러지처리가 이루어지고 있다. 특히 본 시설의 전처리로 농축, 안정화, 개량, 탈수 등의 감량화가 이루어지며, 이후 퇴비화, 연료화, 건조, 소각, 탄화 등으로 처리하여 최종 매립 및 재이용하여 슬러지를 처리한다. 이중 가장 중요한 감량화를 위해서 사용되는 기기는 탈수기 등이 있으며, 이는 물리적으로 압력을 주어 슬러지의 고체와 액체 부분을 분리하는 기술이다. 일반적으로 슬러지를 탈수하는데 사용되는 탈수기는 원심분리, 진공여과, 압력여과, 벨트프레스 등의 방법이 이용되고 있다. 이는 대부분 고액분리를 하는 형태로 90%이상의 함수율을 가진 농축슬러지를 탈수하여 분리하는 방법이다.

각각의 시설별 특징은 진공법의 경우 함수율이 72~80%로 처리되며, 상대적으로 소요면적이 넓고, 세척시 수량이 많이 들어가는 문제를 가지고 있으나, 어떤 종류의 슬러지도 탈수 가능하며, 고형물의 회수율이 큰 방법이다. 다른 방법에 비하여 슬러지케익에 수분이 많고 유지 및 운전비가 비싼 특징을 가지고 있다.

원심탈수법의 경우 시설비가 진공여과보다는 저렴하고, 소요면적이 상대적으로 작고 세척수가 적게 들어가는 시설이나, 함수율이 75~80%높고 고형물의 회수율이 적은 문제점이 있다.

상기 기술에 반해 현장에서 많은 쓰이는 가압탈수법은 연속운전이 안되며, 인건비가 많이 소요되는 문제점이 있으나 다른 방법에 비하여 함수율이 55~65%로 낮고 세척수량은 상대적으로 중간정도 발생하며, 저압에서도 운전이 가능한 장점을 가지고 있다.

기존의 탈수 방법은 상기 과정을 통해 처리율을 높이는 방향으로 개발되었으며, 최근에 들어서 자동화 설비를 포함하는 시설로 개발되고 있다. 하지만 최근 시설들은 기존 시설을 바탕으로 크기가 매우 크고 다른 시설과는 호환이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 또한 가격이 비싸지고 다양한 수처리 시설에 적용이 어려워지는 문제점 등이 발생하고 있다.

등록특허 제10-0268219호

일반적인 탈수기는 탈수후 탈수여액과 슬러지케익을 안정적으로 회수하기 어렵고, 탈수기 1회 운전시 사람의 제어에 의해서만 작동이 가능했으며, 전과정이 자동으로 제어되기 어려워 오탁수와 같이 많은 슬러지가 발생하는 경우 사람이 상주해야만 하는 문제점이 발생하였다. 이를 해결하고자 다양한 자동화 시설이 개발되고는 있으나, 기존에 일반적인 탈수시설을 활용하여 사용하는 장치보다는 세척 및 운전이 용이한 새로운 형태의 탈수기를 개발하여왔다.

최근에는 자동화 및 새로운 시설의 개발로 다양한 시설들이 시판되고는 있으나 대부분 기존 시설에 호환이 안되고, 시설 자체 크기가 커져 부피를 많이 차지하는 문제점이 발생한다. 또한 자동화된 시설은 시설설치비용과 유지관리 비용이 과다하게 발생하기도 한다. 이는 슬러지만을 처리하는 시설로 사용하기에는 본시설에 비하여 경제적인 부담을 주기도 한다. 또한 기존 시설을 활용하지 못하는 문제도 발생한다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 슬러지 케익과 탈수여액을 자동으로 분리배출하여 처리하는 방식으로 기존의 압력식 탈수시설에 바로 설치가 가능하고, 탈수기 운영시 별도의 인력이 발생하지 않는 수처리용 탈수장치를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임; 상기 프레임의 상부에 설치되는 가이드바; 상기 가이드바에 설치되고, 서로 연결되어 내부의 공간이 축소가능한 복수의 탈수기판; 상기 프레임에 설치되어 상기 탈수기판을 가압하는 가압판에 고정되는 유압실린더; 상기 프레임에서 상기 탈수기판의 하부에 설치되는 여액수집조레일에 설치되어 상기 탈수기판에서 배출되는 여과액을 수집하고, 상기 프레임 외측으로 이동가능한 여액수집조; 상기 프레임에서 상기 여액수집조레일의 하부에 설치되어 상기 탈수기판에서 배출되는 슬러지를 수집하는 슬러지바스켓; 및 상기 복수의 탈수기판에 연결되는 유입수공급펌프를 포함하고, 상기 슬러지바스켓에는 바스켓도어가 설치되어 도어개폐장치에 의해 내부의 슬러지를 상기 바스켓도어를 통해 배출가능한 것을 특징으로 하는 수처리용 탈수장치이다.

상기 여액수집조에는 수집조작동암이 고정되어 상기 여액수집조를 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬러지바스켓은, 상기 프레임에서 상기 여액수집조레일의 하부에 설치되는 바스켓레일을 타고 상기 프레임 외측으로 이동가능한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬러지바스켓에는 바스켓작동암이 고정되어 상기 슬러지바스켓을 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 유입수공급펌프에는 오탁수와 세척수 중에서 선택하여 공급되도록 선택밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 프레임, 상기 탈수기판, 및 상기 가압판 중 어느 일방에 진동기가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 통하여, 종래기술에서 전 공정이 수동으로 작동되던 가압탈수기에 일부 장치를 추가로 설치하여 연속운전이 가능하고 운전중 인건비가 적을 뿐아니라 적은 비용으로 탈수공정을 자동화하는 효과를 가져 온다.

종래기술에서 인력에 의해 수동으로 작동되던 시설은 모든 운영과정에서 인력에 의한 운영만이 가능한 방식이다. 본 발명은 인력비용을 절감하여 주기적으로 발생하는 인건비를 감소시키고 24시간 자동으로 안정적인 운영이 가능해진다. 이는 기존 시설대비 설치비용은 일부 증가하나 인건비의 감소 및 준설 횟수감소로 인해 경제적으로 매우 유용하다.

또한 종래기술에서 탈수액과 고형 슬러지는 탈수 과정후 완전히 분리되어 회수되기 어려운 형태로 운영되었고, 탈수기 자체 처리효율 및 시설 전체의 처리효율을 낮추는 문제를 가져왔다. 이에 반해 본 발명은 종래기술의 슬레이트형태의 탈수액 처리시설대신 자동으로 전후로 이동하는 시설을 설치하여 처리효율을 높이고 인건비에 대한 경제성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 탈수장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 수처리용 탈수장치의 우측면도이다.
도 3은 도 1의 수처리용 탈수장치의 평면도이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 기존의 수동으로 작동되던 탈수기를 활용하여 자동으로 운영 가능한 설비를 구성하는 것에 특징이 있다.

도 1 내지 도 3에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 탈수장치를 지시한다. 상기 수처리용 탈수장치(100)는, 프레임(114)과, 상기 프레임(114)의 상부에 설치되는 가이드바(112)와, 상기 가이드바(112)에 설치되고, 서로 연결되어 내부의 공간이 축소가능한 복수의 탈수기판(106)과, 상기 프레임(114)에 설치되어 상기 탈수기판(106)을 가압하는 가압판(123)에 고정되는 유압실린더(120)와, 상기 프레임(114)에서 상기 탈수기판(106)의 하부에 설치되는 여액수집조레일(128)에 설치되어 상기 탈수기판(106)에서 배출되는 여과액을 수집하고, 상기 프레임 외측으로 이동가능한 여액수집조(126)와, 상기 프레임(114)에서 상기 여액수집조레일(128)의 하부에 설치되어 상기 탈수기판(106)에서 배출되는 슬러지를 수집하는 슬러지바스켓(126)과, 상기 복수의 탈수기판(106)에 연결되는 유입수공급펌프(102)를 포함하여 이루어진다.

상기 수처리용 탈수장치에서, 프레임(114), 가이드바(112), 가압판(123), 유압실린더(120)는 공지의 기술이며, 따라서 여기서는 간략하게 설명한다.

상기 프레임(114)은 몸체를 이루고, 수평방향으로 가이드바(112)가 설치되어 상기 탈수기판(106)이 이동가능하도록 고정된다. 상기 탈수기판(106)은 서로 고리 등의 연결부재(108)에 의해 연결되어 있으며, 내부 공간이 확대 또는 축소가 가능하다. 상기 탈수기판(106)에는 이동부재(110)가 설치되어 상기 가이드바(112)에 이동가능하도록 배치된다. 그리고, 상기 탈수기판(106)의 내부에는 슬러지포(미도시)가 설치어 있어서, 오탁수가 유입되면 슬러지가 걸려 고정될 수 있다.

복수의 탈수기판(106)의 일측에는 가압판(123)이 설치되고, 상기 가압판(123)이 상기 유압실린더(120)에 의해 전진 또는 후진하는 것에 의해 상기 탈수기판(106) 내부의 공간이 축소 또는 확장될 수 있다.

상기 유압실린더(120)는 유압장치(118)에 의해 공급된 작동유에 의해 작동된다.

상기 탈수기판(106)에는 유입수 또는 세척수가 유입펌프(102)에 의해 공급된다. 이 때, 상기 탈수기판(106) 내의 압력상태를 체크하기 위해 상기 유입펌프(102)와 상기 탈수기판(106) 사이에는 압력계(104)가 설치된다.

상기 유입펌프(102)에는 선택밸브(142)가 연결되며, 상기 선택밸브(142)는 도시되지 않은 오탁수공급원과 세척수공급원에 연결된다. 따라서, 상기 선택밸브(142)에 의해 상기 탈수기판(106) 내부로 오탁수 또는 세척수를 선택하여 공급하는 것이 가능하다.

상기 프레임(114)에서 상기 탈수기판(106)의 하부로 여액수집조(126)가 배치된다. 상기 여액수집조(126)는 여과된 액체만을 수집하는 것으로, 슬러지를 배출하기 위해서는 상기 여액수집조(126)가 이동하여 상기 탈수기판(106)의 하측으로 슬러지가 낙하하는 것을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 여액수집조(126)는 상기 프레임(114)에 설치된 여액수집조레일(128)에 안내되어 이동된다. 특히, 상기 여액수집조(126)의 이동을 자동화시키기 위하여, 상기 여액수집조(126)에 수집조작동암(128)을 연결시킬 수 있다. 상기 수집조작동암(128)을 구동하는 구동기구에 대해서는 공지의 기술이므로 설명을 생략한다. 그리고, 상기 여액수집조(126)의 수위를 조절하거나 배수를 위하여 수집조배출관(146)이 추가로 설치될 수 있다.

그리고, 슬러지바스켓(134)이 상기 여액수집조레일(128)의 하부에 설치된다. 상기 슬러지바스켓(134)은 교체형으로 설치되거나, 본 발명의 실시예와 같이 바스켓레일(132)을 타고 슬러지바스켓(134)이 이동하도록 설치될 수 있다. 이 때, 상기 슬러지바스켓(134)은 바스켓지지빔(130)에 걸치도록 설치되고, 상기 바스켓지지빔(130)이 상기 바스켓레일(132)에 이동가능하도록 설치되는 것에 의해, 상기 슬러지바스켓(134)의 이동 및 교체가 모두 가능하다. 바스켓레일(132)을 이용하는 경우에는 자동화를 위하여 바스켓작동암(148)이 상기 슬러지바스켓(134)에 연결될 수 있다. 상기 바스켓작동암(148)을 구동하는 구동기구에 대해서는 공지의 기술이므로 설명을 생략한다.

상기 슬러지바스켓(134)은 내부의 슬러지를 손쉽게 배출하기 위하여 바스켓도어(138)가 슬러지바스켓(134)의 하부를 개방하도록 구성된다. 상기 바스켓도어(138)는 도 2에 도시된 바와 같이, 한쌍으로 이루어지며, 도어조인트(140)에 의해 스윙되어 열리는 구조를 가진다. 따라서, 상기 바스켓도어(138)의 단면은 대략 V자를 이룬다. 상기 바스켓도어(138)의 개폐는 도어개폐장치(136)로 이루어진다. 상기 도어개폐장치(136)는 상기 슬러지바스켓(134)에 일단부가 고정된 유압실린더를 이용할 수 있다.

또, 상기 프레임(114), 상기 탈수기판(106), 및 상기 가압판(123) 중 어느 일방에 진동기(124)가 설치되는 것에 의해, 상기 탈수기판(106)으로부터 슬러지를 배출하는 것을 보조할 수 있다.

상기 프레임(114)에는 제어반(116)이 설치되어, 상기 유압장치(118), 상기 유입펌프(102), 상기 압력계(104), 상기 도어개폐장치(136), 상기 바스켓작동암(148), 상기 진동기(124) 및 상기 수집조작동암(128)과 전기적으로 연결되어 동작을 제어하거나 현재 상태값을 얻을 수 있다. 이 결과, 상기 수처리용 탈수장치(100)의 모든 과정을 자동으로 처리하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 수처리용 탈수장치(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 수처리용 탈수장치(100)의 작동모습에 대해서 설명한다.

먼저, 오탁수를 여과시키는 과정에 대해서 설명한다. 이 경우, 상기 유압실린더(120)에 의해 상기 탈수기판(106)을 압축상태로 한다. 그리고, 상기 유입펌프(102)를 가동시켜 상기 선택밸브(142)를 통해 유입되는 오탁수가 상기 탈수기판(106)에서 여과되도록 한다. 상기 탈수기판(106) 내부에 슬러지가 쌓이게 되면 내부 압력이 높아지게 된다. 이 압력을 상기 압력계(104)로 측정하여 기준압력에 도달하면, 상기 유입펌프(102)의 작동을 멈춰 오탁수의 유입을 차단한다.

상기 오탁수의 유입이 차단될 때까지 상기 탈수기판(106)에 의해 여과된 여액은 상기 여액수집조(126)에 수집된다. 그리고, 상기 여액수집조(126)를 수집조작동암(144)에 의해 이동시켜 상기 탈수기판(106)의 하부를 상기 슬러지바스켓(134)에 대하여 개방시킨다.

이 상태에서 상기 유압실린더(120)를 가동시켜 상기 탈수기판(106)을 확장상태로 한다. 그리고, 상기 진동기(124)를 이용해 진동을 부여하면서 상기 탈수기판(106) 내부의 슬러지를 배출하여 상기 슬러지바스켓(134)으로 낙하시킨다. 슬러지바스켓(134)에 낙하가 완료되면, 다시 상기 여액수집조(126)를 상기 탈수기판(106)의 하부로 이동시키고 상기와 같은 과정을 반복한다.

상기 슬러지바스켓(134)에 수집된 슬러지는, 다른 수집백 등의 수집수단(미도시)으로 공급된다. 이 때, 상기 슬러지바스켓(134)의 바스켓도어(138)를 개방하고 폐쇄하는 것만으로 슬러지 배출과정이 완료된다. 만일, 수집수단이 상기 수처리용 탈수장치(100)로부터 떨어져 있는 경우에는 상기 바스켓작동암(148)에 의해 상기 슬러지바스켓(134)을 이동시켜 슬러지를 배출한다.

또, 상기 슬러지바스켓(134)을 교체하는 것도 가능하다.

슬러지를 배출하는 과정은, 상기 탈수기판(106)으로 오탁수를 여과하는 상태에서 하는 것이 공정시간을 줄일 수 있어서 바람직하다.

다음으로, 상기 탈수기판(106)의 세척과정에 대하여 설명한다.

상기 압력계(104)에 의해 탈수기판(106)이 기준압력에 도달하는 시간이 짧게 되면, 세척과정을 시행한다. 이 경우, 상기 유압실린더(120)를 가동시켜 상기 탈수기판(106)을 확장상태로 한다. 상기 유입펌프(102)를 가동시켜 상기 선택밸브(142)를 통해 유입되는 세척수가 상기 탈수기판(106)을 세척하도록 한다. 이 때 세척수는 상기 여액수집조에 의해 수집된 여액을 재활용하는 것도 가능하다.

슬러지가 함께 떨어지므로, 이 경우에는 상기 여액수집조(126)을 프레임(114)의 외측으로 이동시킨 상태에서, 세척수와 떨어진 슬러지가 상기 슬러지바스켓(134)에 유입되도록 한다.

세척과정이 종료되면 다시 오탁수 여과과정을 반복한다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 수처리용 탈수장치 102: 유입펌프
104: 압력계 106: 탈수기판
108: 연결부재 110: 이동부재
112: 가이드바 114: 프레임
116: 제어반 118: 유압장치
120: 프레스 122: 가압로드
123: 가압판 124: 진동기
126: 여액수집조 128: 여액수집조레일
130: 바스켓지지빔 132: 바스켓레일
134: 슬러지바스켓 136: 도어개폐장치
138: 바스켓도어 140: 도어조인트
142: 선택밸브 144: 수집조작동암
146: 수집조배출관 148: 바스켓작동암

Claims (6)

1. 프레임;
   상기 프레임의 상부에 설치되는 가이드바;
   상기 가이드바에 설치되고, 서로 연결되어 내부의 공간이 축소가능한 복수의 탈수기판;
   상기 프레임에 설치되어 상기 탈수기판을 가압하는 가압판에 고정되는 유압실린더;
   상기 프레임에서 상기 탈수기판의 하부에 설치되는 여액수집조레일에 설치되어 상기 탈수기판에서 배출되는 여과액을 수집하고, 상기 프레임 외측으로 이동가능한 여액수집조;
   상기 프레임에서 상기 여액수집조레일의 하부에 설치되어 상기 탈수기판에서 배출되는 슬러지를 수집하는 슬러지바스켓; 및
   상기 복수의 탈수기판에 연결되는 유입수공급펌프를 포함하고,
   상기 슬러지바스켓에는 바스켓도어가 설치되어 도어개폐장치에 의해 내부의 슬러지를 상기 바스켓도어를 통해 배출가능한 것을 특징으로 하는 수처리용 탈수장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 여액수집조에는 수집조작동암이 고정되어 상기 여액수집조를 이동시키는 것을 특징으로 하는 수처리용 탈수장치.
   ;
3. 제1항에 있어서, 상기 슬러지바스켓은, 상기 프레임에서 상기 여액수집조레일의 하부에 설치되는 바스켓레일을 타고 상기 프레임 외측으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 수처리용 탈수장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 슬러지바스켓에는 바스켓작동암이 고정되어 상기 슬러지바스켓을 이동시키는 것을 특징으로 하는 수처리용 탈수장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 유입수공급펌프에는 오탁수와 세척수 중에서 선택하여 공급되도록 선택밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 수처리용 탈수장치.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 프레임, 상기 탈수기판, 및 상기 가압판 중 어느 일방에 진동기가 설치되는 것을 특징으로 하는 수처리용 탈수장치.

Images