KR101408301B1

KR101408301B1 - 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법

Info

Publication number: KR101408301B1
Application number: KR1020140011696A
Authority: KR
Inventors: 황정하; 한동우
Original assignee: 엔텍스 주식회사
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2014-06-17

Abstract

본 발명은 하,폐수처리장에서 발생하는 각종 슬러지, 가축분뇨, 음식물폐액 등 다양한 유기성폐기물의 처리에 있어 저농도의 유기성폐기물을 고농도로 농축시키는 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법에 관한 것이다.
본 발명은 유입부(11)와 배출부(12) 및 저장부(13)를 구비하는 본체(10); 유입부(11)의 내측에 구비되어 유입된 유기성폐기물을 저장 및 균등분배하는 저류조(20); 배출부(12)의 상부와 저류조(20)의 하부에 각각 설치되는 상,하부롤러(30)(40); 상,하부롤러(30)(40)에 경사지게 권취되어 유기성폐기물의 수분을 여과시키는 여과벨트(50); 여과벨트(50)의 전방 상부에 설치되어 유기성폐기물로 공기를 분사하는 에어퍼지기(60); 여과벨트(50)의 내측 중앙 상부에 설치되어 유기성폐기물의 수분을 흡입하여 저장부(13)로 배출시키는 진공기(70); 상부롤러(30)의 상부에 설치되어 여과벨트(50)를 따라 이송되는 유기성폐기물을 압축시키는 압축롤러(80); 여과벨트(50)의 내측 전방 하부에 설치되어 저장부(13)의 농축여액을 여과벨트(50)로 분사시키는 세척노즐(90); 여과벨트(50)의 하부에 설치되어 세척노즐(90)에 의해 분리된 고형물을 받아주는 세척수받이(100); 세척수받이(100)에 연결되어 세척수를 고액분리하는 고액분리기(200)를 포함하여 구성된다.

Description

유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법{Concentration device of organic waste and concentrating method thereof}

본 발명은 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 하,폐수처리장에서 발생하는 각종 슬러지, 가축분뇨, 음식물폐액 등 다양한 유기성폐기물의 처리에 있어 저농도의 유기성폐기물을 고농도로 농축시키는 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법에 관한 것이다.

하,폐수처리장에서 발생하는 각종 슬러지, 가축분뇨, 음식물폐액 등 다양한 유기성폐기물의 처리를 하기위해서는 전처리 공정으로 부피감소와 이송라인의 간편화를 위해 고형물과 수분을 분리하는 고액분리 공정이 주로 사용되고 있다.

이러한 전처리 고액분리 방법으로는 후단 주처리 공정이 수처리 및 에너지화를 위한 혐기성소화 공정이 사용될 경우 농축 공정이 사용되고 있으며, 매립, 연료화, 비료화 등의 최종 처분을 위한 공정에는 함수율을 높게 유지하는 농축 후 탈수공정이 사용되는 것이 일반적이다.

기존 농축방법으로는 중력식 침전방법, 공기 등을 응집제와 함께 여액에 투입하여 부상하여 고형물만 분리하는 가압부상 방법, 원심력에 의한 원심 농축 방법이 주로 사용되고 있다.

중력식 농축조는 그 구조가 간단하고 기계설비도 견고하여 고장이 없고 운전이 용이하며 소비 동력이 적은 등 여러가지 장점을 가지고 있어 널리 사용되어 왔으나 대부분 유입 유기성폐기물(특히 하,폐수슬러지)의 유량 및 성상 변화에 따라 그 효율의 변동폭이 커서 적용에 많은 어려움이 있었다. 이를 극복하기 위하여 대한민국 특허등록 제10-0465069호에는 최초침전지와 중력식 농축조 사이에 일정량의 슬러지를 저류할수 있는 분배저류조를 설치하고 여기서 농축조의 설계 용량으로 균등하게 슬러지를 농축조에 공급할수 있는 슬러지 펌프를 설치하므로서 상대적으로 용량이 큰 최초침전지의 슬러지 펌프에서 직접 농축조로 슬러지를 공급할 때 발생하는 수리학적 난류의 발생에 의한 농축성능 저하를 방지하여 최적의 상태에서 농축이 이루어지도록 한 중력식 슬러지 농축방법 및 장치가 개시되어 있다. 하지만 이 또한 농축도가 낮고 수온이 높으면 슬러지가 부상하여 농축이 어려운 점등의 문제로 운영이 어려운 부분이 있다.

한편, 대한민국 실용신안등록 제0324135호에는, 오수로부터 수집한 슬러지를 소정경로를 주행하는 두 여과벨트 사이에 넣고 다수의 롤러로 압착하여 탈수시킴과 함께 진공흡입롤러로 슬러지에 포함된 물을 흡수함으로써 탈수시키는 이른 바 벨트프레스가 개시되어 있으나, 이는 장치의 규모가 크고 구조가 복잡할 뿐 아니라 특히 슬러지가 여과벨트에 압착되기 때문에 확실한 분리가 곤란하고, 여과벨트가 슬러지에 의해 폐색되기 쉬워 탈수효과가 떨어지는 문제가 있다.

또한 대한민국 실용신안등록 제0209359호에는, 오수가 채워지는 챔버내에 몸체의 일부가 오수에 잠기도록 진공펌프에 연결된 흡착드럼을 설치하여 흡착드럼이 회전하면서 오수로부터 슬러지를 흡착함과 함께 그에 함유된 수분을 흡수하고, 흡착드럼의 한쪽에서 스크레이퍼가 흡착된 슬러지를 분리하도록 된 진공흡착 탈수기가 개시되어 있다.

그런데, 이러한 탈수기는 흡착드럼이 복수의 지지원판을 로드에 일정간격으로 고정한 고정틀 외주에 여과포를 씌운 구성인 바, 스크레이퍼가 흡착드럼의 전부분에서 균일하게 밀착되기 어려워 슬러지를 확실히 분리해내기 어렵고, 이에 따라 흡착드럼의 여과포가 잔존하는 슬러지에 의해 부분적으로 폐색되어 슬러지의 탈수효율이 저하될 우려가 높다.

특히, 다수의 통공을 가지고 흡착드럼내에 동심으로 지지되어 진공펌프와 연결된 하나의 진공실린더에 의해 오수중의 슬러지를 흡착함과 동시에 오수를 벗어나 흡착드럼에 부착되어 있는 슬러지로부터 수분을 흡수하기 때문에, 슬러지 흡착효율은 물론 흡착된 슬러지로부터의 수분 흡수효율도 낮은 문제가 있다.

따라서 위와 같은 유기성폐기물의 농축을 위한 고액분리 과정에서의 문제점을 극복하고, 안정적이고 효과적인 농축을 위한 장치 및 방법이 요구되고 있다.

특허문헌 1 : 특허등록 제10-0465069호(2004.12.27) 특허문헌 2 : 실용신안등록 제0324135호(2003.08.11) 특허문헌 3 : 실용신안등록 제0209359호(2000.10.25)

본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 하,폐수처리장에서 발생하는 각종 슬러지, 가축분뇨, 음식물폐액 등 다양한 유기성폐기물의 처리에 있어 저농도의 유기성폐기물을 경제적이고 효과적으로 고농도로 농축시킬 수 있도록 한 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유기성폐기물에 함유된 다량의 수분을 효과적으로 분리하여 전체적으로 농축효율의 크게 향상시킬 수 있도록 한 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 농축시 여과벨트가 자동으로 세척되도록 하여 여과벨트의 폐색현상을 방지할 수 있도록 한 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고농도로 농축된 유기성폐기물 고형물의 회수율을 한층 더 향상시킬 수 있도록 한 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 유기성폐기물 농축장치는 본체에 유기성폐기물 유입부와 농축고형물 배출부 및 농축여액(처리수) 저장부를 각각 형성하고, 상기 유입부의 내측에 유입된 유기성폐기물을 저장 및 균등분배하는 저류조를 설치하며, 상기 배출부의 상부와 저류조의 하부에 상,하부롤러를 각각 설치하고, 상기 상,하부롤러에 유기성폐기물의 수분을 여과시키는 여과벨트를 경사지게 권취하며, 상기 여과벨트의 전방 상부에 유기성폐기물이 함유하고 있는 수분을 효과적으로 분리하기 위하여 공기를 분사하는 에어퍼지기를 설치하고, 상기 여과벨트의 내측 중앙 상부에 유기성폐기물의 수분을 흡입하여 저장부로 배출시키는 진공기를 설치하며, 상기 상부롤러의 상부에 여과벨트를 따라 이송되는 유기성폐기물을 압축시키는 압축롤러를 설치하고, 상기 여과벨트의 내측 전방 하부에 저장부의 농축여액(처리수)을 여과벨트로 분사시키는 세척노즐을 설치하며, 상기 여과벨트의 하부에 세척노즐에 의해 분리된 고형물을 받아주는 세척수받이를 설치하고, 상기 세척수받이에 모아진 농축여액(처리수) 내 일부 포함된 고형물을 제거하기 위한 고액분리기를 연결한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 유기성폐기물 농축방법은 저농도의 유기성폐기물을 응집하여 본체의 유입부를 통해 저류조로 유입하고, 상기 저류조에 유입된 유기성폐기물을 저장하여 여과벨트에 균등분배하며, 상기 여과벨트로 균등분배된 유기성폐기물에 에어퍼지기를 통해 에어퍼지하여 유기성폐기물 내 수분과 고형물을 고액분리하고, 상기 에어퍼지기를 통과한 유기성폐기물에 진공기를 통해 진공을 걸어주어 고액분리하며, 상기 진공기를 통과한 농축된 유기성폐기물을 압축롤러로 압축하여 고농도로 고액분리하고, 상기 압축롤러를 통과한 고농도로 농축된 유기성폐기물에 상부롤러 내부에 설치된 에어탈착기를 통해 공기를 퍼지하여 여과벨트에 부착된 유기성폐기물을 탈리시키며, 상기 탈리된 유기성폐기물을 본체의 배출부로 배출시키고, 상기 여과벨트에서 탈리되지 않은 유기성폐기물을 세척노즐을 통해 저장부의 농축여액으로 세척하며, 상기 여과벨트에서 분리된 고형물을 고액분리기를 통해 최종적으로 고액분리하고, 상기 저장부의 농축여액을 배출하는 것이다,

본 발명 유기성폐기물의 농축장치 및 농축방법에 따르면, 에어퍼지기와 진공기와 압축롤러 및 고액분리기를 통해 유기성폐기물을 순차적으로 농축시키기 때문에, 구조적으로 하,폐수처리장에서 발생하는 각종 슬러지, 가축분뇨, 음식물폐액 등 다양한 유기성폐기물의 처리에 있어 저농도의 유기성폐기물을 고농도로 농축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 유기성폐기물에 함유된 다량의 수분을 에어퍼지기와 진공기와 압축롤러 및 고액분리기를 통해 효과적으로 분리할 수 있기 때문에, 전체적으로 농축효율의 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 에어탈착기와 세척노즐을 통해 농축시 여과벨트를 자동으로 세척할 수 있기 때문에, 구조적으로 여과벨트의 폐색현상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 고액분리기를 통해 농축여액 내 미분리된 고형물을 다시 한 번 분리시켜 농축된 고형물은 원수 저장부 또는 유입부로 이송하고, 최종적으로 고액분리된 처리수만 배출시키므로, 구조적으로 고형물의 회수율을 한층 더 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 농축장치를 보인 개략도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 상부롤러를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 상부롤러를 보인 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 하부롤러를 보인 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 압축롤러를 보인 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 압축롤러를 보인 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 농축여액(처리수) 고액분리기를 보인 사시도.
도 9는 본 발명의 농축방법을 보인 공정도.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 유기성폐기물의 농축장치는 도 1 내지 도 8에 도시되는 바와 같이, 유기성폐기물 유입부(11)와 농축고형물 배출부(12) 및 농축여액 저장부(13)를 구비하는 본체(10); 상기 유입부(11)의 내측에 구비되어 유입된 유기성폐기물을 저장 및 균등분배하는 저류조(20); 상기 배출부(12)의 상부와 저류조(20)의 하부에 각각 설치되는 상,하부롤러(30)(40); 상기 상,하부롤러(30)(40)에 경사지게 권취되어 유기성폐기물의 수분을 여과시키는 여과벨트(50); 상기 여과벨트(50)의 전방 상부에 설치되어 유기성폐기물이 함유하고 있는 수분을 효과적으로 분리하기 위하여 유기성폐기물 위로 공기를 분사하는 에어퍼지기(60); 상기 여과벨트(50)의 내측 중앙 상부에 설치되어 유기성폐기물의 수분을 흡입하여 저장부(13)로 배출시키는 진공기(70); 상기 상부롤러(30)의 상부에 설치되어 여과벨트(50)를 따라 이송되는 유기성폐기물을 압축시키는 압축롤러(80); 상기 여과벨트(50)의 내측 전방 하부에 설치되어 저장부(13)의 농축여액을 여과벨트(50)로 분사시키는 세척노즐(90); 상기 여과벨트(50)의 하부에 설치되어 세척노즐(90)에 의해 분리된 고형물을 받아주는 세척수받이(100); 상기 세척수받이(100)에 연결되어 세척수 내 미처리 고형물을 고액분리하는 고액분리기(200)를 포함하여 구성된 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 유기성폐기물의 농축장치는 하,폐수처리장에서 발생하는 각종 슬러지, 가축분뇨, 음식물폐액 등 다양한 유기성폐기물의 처리에 있어 저농도의 유기성폐기물을 고농도로 농축시키는 것으로, 이러한 본 발명의 농축장치는 본체(10),저류조(20),상,하부롤러(30)(40),여과벨트(50),에어퍼지기(60),진공기(70),압축롤러(80),세척노즐(90),세척수받이(100) 및 고액분리기(200)로 이루어진다.

상기 본체(10)는 농축장치의 프레임을 구성하는 것으로, 이러한 본체(10)의 전방 중앙부에는 저농도의 유기성폐기물이 응집되어 유입되는 유입부(11)가 구비되고, 본체(10)의 후방 상부에는 농축고형물을 배출시키는 배출부(12)가 구비되며, 본체(10)의 내측 전방 하부에는 농축여액을 저장 및 배출하는 저장부(13)가 구비된다. 이때, 라인믹서 또는 응집교반조에서 응집된 유기성폐기물은 본체(10)의 유입부(11)에 이송된다.

상기 저류조(20)는 유입부(11)의 내측에 구비되는 것으로, 이러한 저류조(20)는 본체(10)의 유입부(11)를 통해 유입된 응집된 유기성폐기물을 저장 및 여과벨트(50)의 전방으로 균등분배하는 역할을 수행한다.

본 발명에 따르면 상기 저류조(20)에는 수위차를 감지하여 농축장치의 운전을 실시간 제어하는 수위센서(21)가 구비되고, 상기 저류조(20)의 배출통로(22)에는 상부는 넓고 하부로 갈수록 좁아지도록 배출안내판(23)이 설치된다. 이때, 상기 배출안내판(23)은 유기성폐기물이 여과벨트(50) 위로 유입파동(맥동)을 최소화하고, 일정한 양이 안정적으로 유입되도록 하는 역할을 수행한다.

상기 배출안내판(23)은 배출통로(22)의 폭을 수동 또는 자동으로 조절하도록 설치된다.

상기 상,하부롤러(30)(40)는 배출부(12)의 상부와 저류조(20)의 하부에 각각 설치되는 것으로, 이러한 상,하부롤러(30)(40)는 여과벨트(50)를 회전시키는 역할을 수행한다. 이때, 상기 여과벨트(50)를 고정,회전시키는 상,하부롤러(30)(40)는 양쪽 끝부분에 각각 하나씩 수평면과 20~30°범위 내에서 운전되어지도록 구성한다.

본 발명에 따르면 상기 상,하부롤러(30)(40)의 양단에는 여과벨트(50)보다 높게 돌출되어 유기성폐기물의 유출을 방지하는 플랜지(31)(41)가 각각 형성되고, 상기 상,하부롤러(30)(40)의 외면에는 적정간격으로 두고 길이방향으로 다수의 사각홈(32)(42)이 각각 형성된다.이때, 상기 상,하부롤러(30)(40)는 수평방향으로 10mm 간격으로 3mm의 사각 홈(32)(42)을 두어 여과벨트(50)의 회전을 용이하도록 한다. 이는 일반적인 사용 예로 농축량 및 농축기의 크기에 따라 통상적인 범위 내에서 변경이 가능하다.

본 발명에 따르면 상기 상,하부롤러(30)(40)는 구동모터 등에 의해 구동되고, 상기 압축롤러(80)는 무동력에 의해 구동되도록 구성한다.

상기 상부롤러(30)에는 다수의 타공(33)이 형성되고, 상기 상부롤러(30)에는 공기를 분사하여 여과벨트(50)에 부착된 유기성폐기물을 탈착시키는 에어탈착기(34)가 설치된다. 즉, 상기 상부롤러(30)에는 Φ1~5mm 타공(33)을 두며, 상부롤러(30) 내부에 설치된 에어탈착기(34)를 통해 여과벨트(50)에 부착된 유기성폐기물을 쉽게 탈착되도록 하여준다. 이때, 상기 에어탈착기(34)는 상부롤러(30) 내부에 일방향으로 공기를 퍼지하여 농축된 유기성폐기물이 여과벨트(50)와 더욱 잘 분리되도록 공기를 퍼지해준다.

상기 여과벨트(50)는 상,하부롤러(30)(40)에 경사지게 권취되어 유기성폐기물의 수분을 여과시키는 것으로, 이러한 여과벨트(50)는 유기성폐기물을 고액분리하도록 미세기공을 가진다. 이때, 상기 여과벨트(50)의 경사각은 20~30°를 유지하도록 구성된다.

상기 에어퍼지기(60)는 여과벨트(50)의 전방 상부에 설치되어 유기성폐기물로 공기를 분사하는 것으로, 이러한 에어퍼지기(60)는 응집된 유기성폐기물에 포함된 수분을 에어(공기)를 통해 퍼지하여 주는 역할을 수행한다. 이때, 상기 여과벨트(50) 위로 응집된 유기성폐기물이 유입되어 이동 시 여과벨트(50) 전단부의 상부에 에어퍼지기(60)를 통하여 응집된 유기성폐기물내 수분이 분리되어 여과벨트(50) 하부로 여과되어 고액분리 효율을 높여 준다.

상기 진공기(70)는 여과벨트(50)의 내측 중앙 상부에 설치되어 유기성폐기물의 수분을 흡입하여 저장부(13)로 배출시키는 것으로, 이러한 진공기(70)는 에어퍼지기(60) 후단 여과벨트(50) 하부에 진공을 걸어주어 수분이 더욱 잘 배출되도록 하여주는 역할을 수행한다. 이때, 상기 진공기(70)는 상부에 에어(공기)를 흡입하여 진공상태를 유지하며, 진공상태에서 여과벨트(50) 하부로 여과된 농축여액은 진공기(70) 하부에 배관(71)을 설치하여 농축여액 저장부(13)에 자연유하로 이송되게 한다. 따라서, 상기 에어퍼지기(60)를 통과한 유기성폐기물은 여과벨트(50) 하부에 설치되어 브로워 또는 진공펌프 등에 의해 마이너스 압력을 유지해주는 진공기(70)를 통과하면서 더 많은 양의 수분을 고형물과 분리되게 한다.

본 발명에 따르면 상기 진공기(70)는 브로워 또는 진공펌프 등으로 이루어지는 진공수단(P1)의 흡입부와 연결되어 공기를 흡입하고, 상기 에어퍼지기(60)와 에어탈착기(34)는 진공수단(P1)의 배출부와 연결되어 공기를 분사하도록 구성된다. 이때, 상기 진공기(70)에서 진공수단(P1)으로 흡입한 에어(공기)는 에어퍼지기(60) 및 상부롤러(30) 내부의 에어탈착기(34)로 분사되어 유기성폐기물의 고액분리 및 여과벨트(50)에 부착 및 압착된 농축 유기성폐기물을 탈착하는데 이용된다.

상기 압축롤러(80)는 상부롤러(30)의 상부에 설치되어 여과벨트(50)를 따라 이송되는 유기성폐기물을 압축시키는 것으로, 이러한 압축롤러(80)는 진공기(70)를 통과한 농축된 유기성폐기물을 압축하여 더욱 고농도로 농축시켜주는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 진공기(70)를 통과한 유기성폐기물은 여과벨트(50)를 연결하는 상부롤러(30)의 위쪽 끝부분에 이와 맞닿게 설치된 압축롤러(80) 사이를 통과함으로써 다시 고액분리되어 더욱 고농도로 농축되어지고, 이때 여과벨트(50)와 압축롤러(80)의 접촉각은 0~30° 내외를 유지한다.

본 발명에 따르면 상기 압축롤러(80)의 중심축(81) 양측에는 베어링(82)이 각각 축설되고, 상기 베어링(82)의 상부에는 상하좌우 이동이 가능하도록 지지하는 지지클램프(83)가 인장스프링(84)으로 연결되며, 상기 지지클램프(83)는 수평지지대(85)의 중앙부에 고정되고, 상기 수평지지대(85)의 전,후단은 본체(10)에 고정되는 수직지지대(86)의 상부에 연결된다. 이때, 상기 압축롤러(80)는 상하좌우로 이동이 용이하고 중심축(81)에 인장스프링(84)으로 고정되어 있어 불규칙하게 응집된 유기성폐기물을 고르게 압착하고, 큰 이물질의 유입시에도 기계적 충격을 최소화할 수 있다.

상기 세척노즐(90)은 여과벨트(50)의 내측 전방 하부에 설치되어 저장부(13)의 농축여액을 여과벨트(50)로 분사시키는 것으로, 이러한 세척노즐(90)은 여과벨트(50)에 탈착되지 않은 유기성폐기물을 저장부(13)의 농축여액으로 세척하여 주는 역할을 수행한다. 이때, 상기 에어퍼지기(60) 및 압축롤러(80)에서 분리된 농축여액(처리수)은 농축여액 저장부(13)에 이송되어 최종적으로 배출되며 농축여액 저장부(13)의 농축여액을 여과벨트(50) 내부의 세척노즐(90)을 통해 세척수로 재사용 한다.

상기 세척수받이(100)는 여과벨트(50)의 하부에 설치되어 세척노즐(90)에 의해 분리된 고형물을 받아주는 것으로, 이러한 세척수받이(100)는 세척수와 여과벨트(50)에서 분리된 고형물을 받아주는 역할을 수행한다.

상기 고액분리기(200)는 세척수받이(100)에 연결되어 세척수 내 고형물을 고액분리하는 것으로, 이러한 고액분리기(200)는 세척수받이(100) 일단에 연결되어 세척수와 여과벨트(50)에서 분리된 고형물을 한번 더 고액분리해주는 역할을 수행한다. 이때, 상기 여과벨트(50)의 하부에 세척수받이(100)를 설치하고, 세척수와 함께 여과벨트(50)에서 분리된 고형물을 고액분리기(200)로 한번 더 고액분리하여 고형물의 회수율을 95% 이상 유지되게 한다.

본 발명에 따르면 상기 고액분리기(200)는 원통형 일측면 일방향으로 고형물을 포함한 세척수가 유입되어 다수의 타공에 의해 수분은 배출되고 고형물은 유입구 반대편으로 배출되도록 하며, 상기 고액분리기(200)의 상부에는 저장부(13)의 농축여액을 분사시키는 고액세척노즐(210)이 설치되고, 상기 세척노즐(90)과 고액세척노즐(210)은 순환펌프(P2)를 통해 저장부(13)의 농축여액을 분사하도록 구성된다.

또한 본 발명에 따르면 상기 고액분리기(200)의 유입부는 일측면 중심부에 최대한 가깝게 하고, 즉 유입구 폭을 중심부에서 좁게 유지하고, 고형물 배출구는 유입구 반대편 원통 바깥쪽으로 넓게 하여 고형물 배출이 용이하도록 하며, 배출된 고형물은 원수 저장부 또는 유입부(11)로 이송하여 고형물 회수율이 최대가 되도록 한다.

한편, 본 발명 유기성폐기물의 농축방법은 저농도의 유기성폐기물을 응집하여 본체(10)의 유입부(11)를 통해 저류조(20)로 유입하는 단계; 상기 저류조(20)에 유입된 유기성폐기물을 저장, 저류시켜 여과벨트(50)에 균등분배하는 단계; 상기 여과벨트(50)로 균등분배된 유기성폐기물에 에어퍼지기(60)를 통해 에어퍼지하여 고액분리하는 단계; 상기 에어퍼지기(60)를 통과한 유기성폐기물에 진공기(70)를 통해 진공을 걸어주어 고액분리하는 단계; 상기 진공기(70)를 통과한 농축된 유기성폐기물을 압축롤러(80)로 압축하여 고농도로 고액분리하는 단계; 상기 압축롤러(80)를 통과한 고농도로 농축된 유기성폐기물에 상부롤러(30)에 설치된 에어탈착기(34)를 통해 공기를 퍼지하여 여과벨트(50)에 부착된 유기성폐기물을 탈리시키는 단계; 상기 탈리된 유기성폐기물을 본체(10)의 배출부(12)로 배출시키는 단계; 상기 여과벨트(50)에서 탈리되지 않은 유기성폐기물을 세척노즐(90)을 통해 저장부(13)의 농축여액으로 세척하는 단계; 상기 여과벨트(50)에서 분리된 고형물을 고액분리기(200)를 통해 고액분리하는 단계; 및 상기 저장부(13)의 농축여액을 배출하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명 유기성폐기물의 농축방법을 공정별로 설명하면 다음과 같다.

(응집/유입 공정)

라인믹서 또는 응집교반조에서 응집된 저농도의 유기성폐기물을 본체(10)의 유입부(11)를 통해 저류조(20)로 이송시킨다. 이에 의해 저류조(20)에는 응집된 저농도의 유기성폐기물을 저장된다.

(저류/균등분배 공정)

저류조(20)에 유입된 유기성폐기물을 저장, 저류하여 여과벨트(50)의 전방으로 균등분배한다. 이때, 수위센서(21)는 저류조(20)의 수위차를 감지하여 농축장치의 운전을 실시간 제어하고, 저류조(20)의 배출통로(22)와 배출안내판(23)을 통해 유기성폐기물은 여과벨트(50) 위로 유입펌프에 의한 파동(맥동)없이 일정량이 안정적으로 균등분배된다.

(에어퍼지/고액분리 공정)

여과벨트(50)로 균등분배된 유기성폐기물에 에어퍼지기(60)를 통해 에어퍼지하여 고액분리한다. 이때, 여과벨트(50) 위로 응집된 유기성폐기물이 유입되어 이동 시 여과벨트(50) 전단부의 상부에 에어퍼지기(60)를 통하여 응집된 유기성폐기물내 수분이 분리되어 여과벨트(50) 하부로 여과되어 고액분리된다.

(진공/고액분리 공정)

에어퍼지기(60)를 통과한 유기성폐기물에 진공기(70)를 통해 진공을 걸어주어 고액분리한다. 이때, 에어퍼지기(60)를 통과한 유기성폐기물은 마이너스 압력을 유지해주는 진공기(70)를 통과하면서 더 많은 양의 수분을 고형물과 분리시키고, 여과된 농축여액은 진공기(70)의 배관(71)을 통해 농축여액 저장부(13)로 이송된다.

(압축/고액분리 공정)

진공기(70)를 통과한 농축된 유기성폐기물을 압축롤러(80)로 압축하여 고농도로 고액분리한다. 이때, 진공기(70)를 통과한 유기성폐기물은 여과벨트(50)를 연결하는 상부롤러(30)의 위쪽 끝부분에 이와 맞닿게 설치된 압축롤러(80) 사이를 통과함으로써 다시 고액분리되어 더욱 고농도로 농축되어진다.

(에어탈리 공정)

압축롤러(80)를 통과한 고농도로 농축된 유기성폐기물에 상부롤러(30) 내부에 설치된 에어탈착기(34)를 통해 공기를 퍼지하여 여과벨트(50)에 부착된 유기성폐기물을 탈리시킨다. 이때, 에어탈착기(34)를 통해 여과벨트(50)에 부착된 유기성폐기물을 더욱 잘 분리되도록 공기를 퍼지해준다.

(농축 배출 공정)

여과벨트(50)에서 탈리된 유기성폐기물의 농축고형물은 본체(10)의 배출부(12)로 배출된다.

(농축여액/세척 공정)

여과벨트(50)에서 탈리되지 않은 유기성폐기물을 세척노즐(90)을 통해 저장부(13)의 농축여액으로 세척된다. 이때, 에어퍼지기(60) 및 압축롤러(80)에서 분리된 농축여액(처리수)은 농축여액 저장부(13)에 이송되고, 농축여액 저장부(13)의 농축여액은 여과벨트(50) 내부의 세척노즐(90)을 통해 여과벨트(50)로 분사된다.

(고액분리 공정)

여과벨트(50)에서 세척수에 의해 분리된 고형물은 고액분리기(200)를 통해 다시 한번 더 고액분리된다. 이때, 세척수와 함께 여과벨트(50)에서 분리된 고형물을 고액분리기(200)로 한번 더 고액분리하여 고형물의 회수율을 95% 이상 유지되게 하고, 한편 고액분리기(200)를 통해 고액분리된 고형물은 유입부(11)로 이송시킨다.

(농축여액 배출 공정)

고액분리기(200)에서 최종적으로 고액분리된 농축여액을 저장부(13)에 저장 및 배출한다.

따라서 이와 같이 구성된 본 발명은 에어퍼지기(60)와 진공기(70)와 압축롤러(80) 및 고액분리기(200)를 통해 유기성폐기물을 순차적으로 농축시키기 때문에, 구조적으로 하,폐수처리장에서 발생하는 각종 슬러지, 가축분뇨, 음식물폐액 등 다양한 유기성폐기물의 처리에 있어 저농도의 유기성폐기물을 고농도로 농축시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 이러한 본 발명은 유기성폐기물에 함유된 다량의 수분을 에어퍼지기(60)와 진공기(70)와 압축롤러(80) 및 고액분리기(200)를 통해 효과적으로 분리할 수 있기 때문에, 전체적으로 유기성폐기물의 농축효율을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 이러한 본 발명은 에어탈착기(34)와 세척노즐(90)을 통해 농축시 여과벨트(50)를 자동으로 세척할 수 있기 때문에, 구조적으로 여과벨트(50)의 폐색현상을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 이러한 본 발명은 고액분리기(200)를 통해 농축여액 내 미분리된 고형물을 다시 한번 분리시켜 농축된 고형물은 원수 저장부 또는 유입부로 이송하고, 최종적으로 고액분리된 처리수만 배출시키므로, 구조적으로 고형물의 회수율을 한층 더 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

10 : 본체 11 : 유입부
12 : 배출부 13 : 저장부
20 : 저류조 30 : 상부롤러
40 : 하부롤러 50 : 여과벨트
60 : 에어퍼지기 70 진공기
80 : 압축롤러 90 : 세척노즐
100 : 세척수받이 200 : 고액분리기

Claims

유기성폐기물 유입부(11)와 농축고형물 배출부(12) 및 농축여액 저장부(13)를 구비하는 본체(10); 상기 유입부(11)의 내측에 구비되어 유입된 유기성폐기물을 저장 및 균등분배하는 저류조(20); 상기 배출부(12)의 상부와 저류조(20)의 하부에 각각 설치되는 상,하부롤러(30)(40); 상기 상,하부롤러(30)(40)에 경사지게 권취되어 유기성폐기물의 수분을 여과시키는 여과벨트(50); 상기 여과벨트(50)의 전방 상부에 설치되어 유기성폐기물이 함유하고 있는 수분을 효과적으로 분리하기 위하여 유기성폐기물 위로 공기를 분사하는 에어퍼지기(60); 상기 여과벨트(50)의 내측 중앙 상부에 설치되어 유기성폐기물의 수분을 흡입하여 저장부(13)로 배출시키는 진공기(70); 상기 상부롤러(30)의 상부에 설치되어 여과벨트(50)를 따라 이송되는 유기성폐기물을 압축시키는 압축롤러(80); 상기 여과벨트(50)의 내측 전방 하부에 설치되어 저장부(13)의 농축여액을 여과벨트(50)로 분사시키는 세척노즐(90); 상기 여과벨트(50)의 하부에 설치되어 세척노즐(90)에 의해 분리된 고형물을 받아주는 세척수받이(100); 상기 세척수받이(100)에 연결되어 세척수 내 미처리 고형물을 고액분리하는 고액분리기(200)를 포함하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 1 항에 있어서, 상기 저류조(20)에는 수위차를 감지하여 운전을 실시간 제어하는 수위센서(21)가 구비되어 이를 통해 자동운전 되도록 하며, 상기 저류조(20)의 배출통로(22)에는 상부는 넓고 하부로 갈수록 좁아지도록 배출안내판(23)이 설치된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 2 항에 있어서, 상기 배출안내판(23)은 배출통로(22)의 폭을 수동 또는 자동으로 조절하도록 설치된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 1 항에 있어서, 상기 상,하부롤러(30)(40)의 양단에는 여과벨트(50)보다 높게 돌출되어 유기성폐기물의 유출을 방지하는 플랜지(31)(41)가 각각 형성되고, 상기 상,하부롤러(30)(40)의 외면에는 적정간격으로 두고 길이방향으로 다수의 사각홈(32)(42)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 상부롤러(30)에는 다수의 타공(33)이 형성되고, 상기 상부롤러(30)에는 공기를 분사하여 여과벨트(50)에 부착된 유기성폐기물을 탈착시키는 에어탈착기(34)가 설치된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 5 항에 있어서, 상기 진공기(70)는 진공수단(P1)의 흡입부와 연결되어 공기를 흡입하고, 상기 에어퍼지기(60)와 에어탈착기(34)는 진공수단(P1)의 배출부와 연결되어 공기를 분사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 1 항에 있어서, 상기 상,하부롤러(30)(40)는 구동모터에 의해 구동되고, 상기 압축롤러(80)는 무동력에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 압축롤러(80)의 중심축(81) 양측에는 베어링(82)이 각각 축설되고, 상기 베어링(82)의 상부에는 상하좌우 이동이 가능하도록 지지하는 지지클램프(83)가 인장스프링(84)으로 연결되며, 상기 지지클램프(83)는 수평지지대(85)의 중앙부에 고정되고, 상기 수평지지대(85)의 전,후단은 본체(10)에 고정되는 수직지지대(86)의 상부에 연결된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 1 항에 있어서, 상기 고액분리기(200)는 원통형 일측면 일방향으로 고형물을 포함한 세척수가 유입되어 수평방향으로 구성된 타공 또는 ?지 와이어에 의해 수분은 배출되고 고형물은 유입구 반대편으로 배출되도록 하며, 상기 고액분리기(200)의 상부에는 저장부(13)의 농축여액을 분사시키는 고액세척노즐(210)이 설치되고, 상기 세척노즐(90)과 고액세척노즐(210)은 순환펌프(P2)를 통해 저장부(13)의 농축여액을 분사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 9 항에 있어서, 상기 고액분리기(200)의 유입부는 일측면 중심부에 최대한 가깝게 하고, 고형물 배출구는 유입부 반대편 원통 바깥쪽으로 넓게 하여 고형물 배출이 용이하도록 하며, 배출된 고형물은 원수 저장부 또는 유입부(11)로 이송하여 주도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
제 1 항에 있어서, 상기 여과벨트(50)와 상부롤러(30)의 접촉각은 0~30°를 유지하고, 상기 여과벨트(50)의 경사각은 20~30°를 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축장치.
저농도의 유기성폐기물을 응집하여 본체(10)의 유입부(11)를 통해 저류조(20)로 유입하는 단계; 상기 저류조(20)에 유입된 유기성폐기물을 저장하여 여과벨트(50)에 균등분배하는 단계; 상기 여과벨트(50)로 균등분배된 유기성폐기물에 에어퍼지기(60)를 통해 에어퍼지하여 고액분리하는 단계; 상기 에어퍼지기(60)를 통과한 유기성폐기물에 진공기(70)를 통해 진공을 걸어주어 고액분리하는 단계; 상기 진공기(70)를 통과한 농축된 유기성폐기물을 압축롤러(80)로 압축하여 고농도로 고액분리하는 단계; 상기 압축롤러(80)를 통과한 고농도로 농축된 유기성폐기물에 상부롤러(30)에 설치된 에어탈착기(34)를 통해 공기를 퍼지하여 여과벨트(50)에 부착된 유기성폐기물을 탈리시키는 단계; 상기 탈리된 유기성폐기물을 본체(10)의 배출부(12)로 배출시키는 단계; 상기 여과벨트(50)에서 탈리되지 않은 유기성폐기물을 세척노즐(90)을 통해 저장부(13)의 농축여액으로 세척하는 단계; 상기 여과벨트(50)에서 분리된 고형물을 고액분리기(200)를 통해 고액분리하는 단계; 및 상기 저장부(13)의 농축여액을 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 농축방법.