KR101651280B1 - 슬러지 균등 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수처리장이나 폐수처리장 등에서 발생하는 슬러지를 1차 탈수 처리한 후 다양한 구성의 2차 탈수기 또는 건조기로 1차 탈수된 케이크 상태의 슬러지를 공급하는 슬러지 균등 공급장치에 관한 것으로서, 공급되는 슬러지를 회전하는 블레이드에 의해 분쇄하는 방법으로 슬러지를 균일한 두께로 연속 공급함으로 해서, 후 공정상에서의 탈수 또는 건조 효율성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 탈수 건조기에 일체로 설치되거나 또는 연계되도록 설치되는 공급용 컨베이어의 상측에 설치하는 슬러지 균등 공급장치에 있어서; 공급용 컨베이어의 좌우측에 위치하는 서포트와; 공급용 컨베이어의 진행방향과 직각방향으로 상기 서포트에 설치되는 한 쌍의 가이드봉과; 상기 가이드봉을 따라서 좌우 왕복하는 이동체와; 공급용 컨베이어와 이격 상태로 이동체의 하측에 설치되고 공급용 컨베이어 쪽으로 개방된 분쇄통과; 이동체에 설치된 감속기를 포함하는 구동모터와; 구동모터에 의해 구동되도록 분쇄통 내에 설치한 블레이드를 갖는 회전체와; 상기 가이드봉과 평행하게 서포트에 설치되는 원통캠 및 원통캠에 형성된 나선형 캠홈에 결합되도록 이동체에 설치한 이동구와; 상기 원통캠을 구동하도록 서포트에 설치한 감속기를 포함하는 원통캠구동모터와; 상기 분쇄통에 결합되어 슬러지를 공급하는 플렉시블 재질로 구성한 공급호스를 포함하도록 구성한 것이다.

Description

슬러지 균등 공급장치{Sludge equality supply device}

본 발명은 하수처리장이나 폐수처리장 등에서 발생하는 슬러지를 1차 탈수 처리한 후 다양한 구성의 2차 탈수기 또는 건조기로 1차 탈수된 케이크 상태의 슬러지를 공급하는 슬러지 균등 공급장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공급되는 슬러지를 회전하는 블레이드로 분쇄하는 방법으로 슬러지를 균일한 두께로 연속 공급할 수 있도록 함으로 해서, 후 공정상에서의 탈수 또는 건조 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 슬러지 균등 공급장치를 제공코자 하는 것이다.

산업의 고도화와 인구 도심화에 따라 도시 하수처리장과 공단 및 농공단지 폐수처리장에서 하수 및 오폐수를 처리하고 있으며, 이들 처리장 등에서는 오폐수 처리과정에서 다량의 슬러지가 발생한다. 현재까지는 발생되는 대부분의 슬러지를 해양투기, 매립 그리고 소각 등의 방법으로 처리하고 있으나, 해양투기 및 매립과 같은 슬러지 처분 방법은 지가의 상승, 침출수 발생, 환경오염 유발, 지역주민과의 갈등뿐만 아니라 런던 협약의 "슬러지 해양 투기 및 매립금지" 규약에도 위배되는 문제점을 안고 있다.

한편 퇴비, 아스팔트 충진재, 경량골재, 시멘트 원료 등과 같은 자원화로 이용하는 방법을 통해 슬러지를 재활용하여 최종 발생 슬러지 량을 최소화하는 연구들이 활발히 진행되고 있지만 슬러지 자원화 및 최적의 매립효과를 얻기 위한 필수조건인 슬러지의 함수율 저하 기술의 둔화로 슬러지의 효율적인 처리가 어려운 실정이다.

슬러지에서 수분 함량을 낮추기 위해서 다양한 구성의 탈수기를 사용하고 있으며, 근자에는 탈수기를 통해서 1차 탈수한 85%대의 높은 수분을 함유한 슬러지케이크를 다른 방식의 탈수기를 이용하여 2차 탈수하여 함수율을 60~40%대로 낮추거나 또는 건조시키는 기술이 사용되고 있다.

통상 1차 탈수 후 배출되는 슬러지케이크의 경우 플록(FLOC)이 깨어져 곤죽 상태가 되거나, 플록이 살아있는 뭉쳐진 케이크 상태로 배출되는데, 이를 2차 탈수를 위해서는 절단 및 분쇄 작업을 행한 상태에서 2차 탈수기에 공급하고 있으며, 컨베이어 상부에 스크레이퍼를 설치하여 이동하는 슬러지가 일정 두께로 공급될 수 있게 하고 있으나 슬러지의 성상이 매우 달라 슬러지 성상에 따라 맞춤 조절을 해야 하는데, 슬러지의 두께조절, 처리속도조절, 슬러지 인입폭 조절을 맞춤식으로 제공하기가 어려워 탈수 또는 건조 효율성을 개선시키는 데에는 한계가 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 대한민국 공개특허공보(A)10-2011-0079163호(2011.07.07.)의 슬러지 분배 공급장치가 제공되고 있으며, 이의 구성은 각종 슬러지를 1차 탈수 처리하는 제1탈수기와, 제1탈수기에서 1차 탈수 처리된 슬러지케이크를 공급받아 2차 탈수 처리하는 제2탈수기로 공급하는 슬러지 분배 공급장치에 있어서, 상측으로 투입호퍼가 구비되고 하부가 개방되며 공급컨베이어에 고정된 절단박스 내측으로 절단박스 외부에 고정 설치되어 있는 기어드모터에 의해 구동되는 절단회전체를 설치하여 투입호퍼를 통해서 공급되는 1차 탈수된 슬러지케이크를 절단하여 공급컨베이어에 고르게 편 상태로 공급하는 절단공급부와, 상기 절단공급부로부터 절단 공급되는 슬러지케이크를 제2탈수기로 공급하는 공급컨베이어로 구성하거나,

상측으로 투입호퍼가 구비되고 하부가 개방된 분쇄케이스 내부에 2개의 회전축을 결합하고, 이들 2개의 회전축에 톱니형 구성의 분쇄날이 교대로 배치되게 결합한 분쇄부와, 상기 분쇄부의 하측에 결합되며, 하부가 개방된 절단박스 내측으로 절단박스 외부에 고정 설치되어 있는 기어드모터에 의해 상기 분쇄날이 고정된 2개의 회전축과 함께 구동되는 절단회전체를 설치하여 분쇄 공급되는 슬러지케이크를 절단하여 공급컨베이어에 고르게 편 상태로 공급하는 절단공급부와, 상기 절단공급부로부터 절단 공급되는 슬러지케이크를 제2탈수기로 공급하는 공급컨베이어 등으로 구성한 것으로서, 1차 탈수기에서 배출되는 높은 함수율을 갖는 슬러지케이크를 적당한 크기로 절단 및 분쇄한 상태에서 균등하게 펴진 상태로 공급되므로 2차 탈수기의 탈수 효율을 높일 수 있고, 슬러지케이크가 펴진 상태에서 약액 처리가 이루어지므로 약액의 반응 시간대비 효과를 극대화 할 수 있게 한 것이다.

또한 대한민국 등록특허공보(B1)10-1068979호(2011.09.30.)의 슬러지 공급장치가 제공되고 있으며, 이의 구성은 탈수 건조기에 일체로 설치되거나 또는 연계되도록 설치되는 공급용 컨베이어의 상측에 설치하는 슬러지 공급장치에 있어서; 슬러지가 투입되는 공급호퍼와; 상기 공급호퍼의 아래쪽 배치되며 컨베이어의 양측 지지체에 결합되는 브래킷이 하단에 일체 형성된 2개의 서포터와; 상기 서포터에 축결합되며 모터에 의해 일괄적으로 회동되도록 설치된 피동축들과; 상기 피동축들에 각각 고정된 슬러지차단판들로 구성한 것으로, 공급호퍼에서 공급되는 슬러지가 높이가 다른 슬러지차단판들에서 의해 컨베이어 상부에 펼쳐지도록 함으로 해서 공급되는 슬러지 두께를 평탄하게 하는 등에 있어 큰 효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기한 선행기술들의 경우 공급호퍼에서 항상 일정한 슬러지 공급을 기대하기 어렵고, 또 공급되는 슬러지가 피딩롤러 또는 슬러지차단판을 통과하는 과정에서, 부분적으로 많은 량의 슬러지가 압착되거나, 또는 슬러지가 비어 있는 공간이 발생하는 경우가 빈번하였다. 이는 후 공정인 탈수 건조 효율성을 저하시키는 요인이 되는 것으로, 업계에서는 슬러지를 균등하게 분배 공급할 수 있는 신규한 구성의 슬러지 균등 공급장치가 요구되고 있는 실정이다.

KR 1020110079163 A 2011.07.07. KR 101068979 B1 2011.09.30.

이에 본 발명자는 상기와 같이 컨베이어 상에 슬러지를 공급할 때 균등한 두께로 슬러지를 공급하는데 따른 제반 문제점을 해결코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 가이드봉을 따라서 좌우 왕복하는 이동체에 컨베이어 쪽으로 개방된 분쇄통을 설치하고, 분쇄통 내부로 공급되는 케이크 상태의 슬러지를 회전하는 블레이드로 타격하여 분쇄시켜 컨베이어에 슬러지를 균일한 두께로 연속 공급할 수 있도록 함으로 해서, 후 공정상에서의 탈수 또는 건조 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 슬러지 균등 공급장치를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는 탈수 건조기에 일체로 설치되거나 또는 연계되도록 설치되는 공급용 컨베이어의 상측에 설치하는 슬러지 균등 공급장치에 있어서; 공급용 컨베이어의 좌우측에 위치하는 서포트와; 공급용 컨베이어의 진행방향과 직각방향으로 상기 서포트에 설치되는 한 쌍의 가이드봉과; 상기 가이드봉을 따라서 좌우 왕복하는 이동체와; 공급용 컨베이어와 이격 상태로 이동체의 하측에 설치되고 공급용 컨베이어 쪽으로 개방된 분쇄통과; 이동체에 설치된 감속기를 포함하는 구동모터와; 구동모터에 의해 구동되도록 분쇄통 내에 설치한 블레이드를 갖는 회전체와; 상기 가이드봉과 평행하게 서포트에 설치되는 원통캠 및 원통캠에 형성된 나선형 캠홈에 결합되도록 이동체에 설치한 이동구와; 상기 원통캠을 구동하도록 서포트에 설치한 감속기를 포함하는 원통캠구동모터와; 상기 분쇄통에 결합되어 슬러지를 공급하는 플렉시블 재질로 구성한 공급호스를 포함하도록 구성하였다.

또한 본 발명에서는 상기 회전체는 측면에서 볼 때 공급용 컨베이어와 접하는 쪽에서 회전방향으로 상향 경사지도록 축지부에 적어도 2개 이상의 블레이드를 결합하며, 상기 블레이드에는 공급용 컨베이어 쪽으로 요철을 형성하여 슬러지의 표면을 고르게 펼칠 수 있도록 하였다.

본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치를 사용할 경우 공급호스를 통해 분쇄통으로 슬러지가 공급될 때 블레이드에 의해 슬러지가 타격되면서 분쇄 상태로 비산되면서 공급용 컨베이어 표면에 고르게 안착됨과 아울러 원통캠에 의해 분쇄통이 설치되어 있는 이동체가 공급용 컨베이어의 폭방향으로 왕복 이동하는 것으로, 슬러지를 공급용 컨베이어에 일정 두께를 갖도록 고르게 펼칠 수 있게 되는 것이다.

또한 슬러지가 종래와 같이 가압상태로 제공되지 않으므로 슬러지 입자 사이에 충분한 공극이 유지되므로 특히 건조과정에서 공기 유통이 원활하게 이루어지므로 건조 효율을 극대화 할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치의 바람직한 일 실시례를 보인 정면도
도 2는 본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치의 바람직한 일 실시례를 보인 평면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치의 중요부분 구성을 보인 단면도
도 4는 본 발명에 적용된 원통캠의 구성을 보인 정면도와 측면도
도 5는 본 발명에 적용된 블레이드의 사시도

이하 본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치의 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1, 도 2는 본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치의 바람직한 일 실시례를 보인 정면도 및 평면도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치의 중요부분 구성을 보인 단면도, 도 4는 본 발명에 적용된 원통캠의 구성을 보인 정면도와 측면도, 도 5는 본 발명에 적용된 블레이드의 사시도를 각각 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 슬러지 균등 공급장치(1)는 탈수 건조기에 일체로 설치되거나 또는 연계되도록 설치되는 공급용 컨베이어(2)의 상측에 설치하여 탈수 건조기에 슬러지를 균등한 두께로 연속적으로 공급하여 탈수 또는 건조 효율성을 극대화 시킬 수 있게 한 슬러지 균등 공급장치(1)를 제공한 것이다.

본 발명의 슬러지 균등 공급장치(1)는 공급용 컨베이어(2)의 좌우측에 위치하도록 한 쌍의 서포트(3)를 마주보도록 설치한다.

서포트(3)에는 공급용 컨베이어(2)의 진행방향과 직각방향에 위치될 수 있도록 공급용 컨베이어(2)의 폭방향으로 평행하게 한 쌍의 가이드봉(4)을 횡설하고, 가이드봉(4)에는 이동체(5)에 구비된 가이드부시(5a)를 결합하여 이동체(5)가 가이드봉(4)을 따라서 슬라이드 이동될 수 있게 한다.

일측 가이드봉(4)의 측방에는 가이드봉(4)과 평행하게 원통캠(6)을 서포트(3)에 지지되도록 설치하고, 원통캠(6)에 형성된 나선형 캠홈(6a)에는 상기 이동체(5)에 결합된 이동구(7)를 내입하며, 서포트(3)에는 원통캠(6)을 구동할 수 있도록 감속기를 포함하는 원통캠구동모터(8)를 설치한다.

이와 같은 구성에 의하면, 원통캠구동모터(8)에 의해 원통캠(6)이 회전할 때, 나선형 캠홈(6a)을 따라 이동체(5)에 결합되어 있는 이동구(7)가 원통캠(6)의 나선형 캠홈(6a)가 형성되어 있는 구간에서 좌우 왕복하는데, 이때 이동구(7)가 결합되어 있는 이동체(5) 또한 가이드봉(4)을 따라서 좌우 왕복운동을 하게 되는 것이다.

한편 상기에서 살펴본 바와 같이 원통캠(6) 작동에 의해 좌우 왕복하는 이동체(5)의 하부에는 분쇄통(9)이 설치된다. 분쇄통(9)은 공급용 컨베이어(2) 쪽이 개방된 구성으로 이루어지며, 공급용 컨베이어(2)와 슬러지의 두께에 부합하는 간격(P)이 제공될 수 있도록 하여 분쇄통(9)에서 배출되는 슬러지가 항상 일정한 두께로 배출될 수 있게 한다.

상기 분쇄통(9)의 내측으로는 회전체(10)를 배치하며, 회전체(10)는 이동체(5)의 상측에 설치되는 감속기를 모함하는 구동모터(11)에 의해 회전될 수 있게 하여 공급되는 케이크 상태의 슬러지를 분쇄할 수 있게 한다. 회전체(10)는 축지부(10a)에 복수의 블레이드(10b)가 설치되며, 블레이드(10b)는 2~4개 설치토록 하며, 본 발명에서는 4개의 블레이드(10b)가 설치된 예가 도시되어 있다.

상기 블레이드(10b)는 측면에서 볼 때 공급용 컨베이어(2)와 접하는 쪽에서 회전방향으로 상향 경사지도록 축지부(10a)에 결합한 구성을 가지며, 또한 공급용 컨베이어(2) 쪽으로 요철(10c)을 형성하여 슬러지의 표면을 고르게 펼칠 수 있도록 구성한다. 이와 같은 블레이드(10b) 구성은, 블레이드(10b)의 상단 변이 칼과 같이 절단하면서 분쇄하므로 분쇄 효율성을 높일 수 있으며, 또 회전방향으로 슬러지를 요철(10c)로 교반과 분쇄를 동시에 하면서 이동하므로 슬러지의 정체가 없고 회전체(10)의 회전 저항을 줄일 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 분쇄통(9)에는 이동체(5) 쪽에서 결합되는 공급호스(12)가 연결된다. 바람직하기로는 분쇄통(9)에 편심되게 설치하여 공급호스(12)를 통해 공급되는 슬러지가 회전체(10)의 블레이드(10b) 상부로 낙하될 수 있게 한다. 상기 공급호스(12)는 이동체(5)가 가이드봉(4)을 따라서 좌우 이동하는 것에 부합할 수 있도록 신축성을 가지거나 또는 잘 휘어질 수 있는 플랙시블한 재질로 구성한다.

상기 공급호스(12)는 공급호퍼(13)에서 공급되는 슬러지를 스크루 가압식으로 강제 공급하는 슬러지공급수단(14)과 연결되어 슬러지를 연속적으로 공급할 수 있도록 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 슬러지 균등 공급장치(1)는 상기에서 언급한 바와 같이 탈수 건조기 등에 슬러지를 공급하는 용도로 사용되는 것으로, 이하에서 본 발명의 사용례를 설명한다.

슬러지공급수단(14)과 연결된 공급호스(12)를 통해서 분쇄통(9)으로 슬러지가 공급되면, 분쇄통(9) 내부에 설치되어 회전하는 회전체(10)의 블레이드(10b) 상측으로 낙하된다. 이때 회전체(10)는 고속으로 회전되므로 슬러지는 블레이드(10b)에 타격되면서 분쇄되어 하부의 공급용 컨베이어(2)로 낙하된다. 이때 공급용 컨베이어(2)로 낙하된 슬러지는 블레이드(10b)가 회전함에 따라 블레이드(10b) 하면에 형성된 요철(10c)에 의해 다시 교반과 함께 분쇄된다.

상기와 같이 분쇄통(9) 내에서 회전체(10)에 구비되어 있는 블레이드(10b)에 의해 슬러지가 분쇄될 때 분쇄통(9)이 설치되어 있는 이동체(5)가 원통캠(6) 작동에 의해 가이드봉(4)을 따라서 좌우 이동되고, 또 공급용 컨베이어(2)가 구동되므로 분쇄통(9)과 공급용 컨베이어(2) 사이에 형성된 간격(P) 만큼의 두께로 균등하게 슬러지가 공급용 컨베이어(2)에 도 2와 같이 지그재그로 연속적 군등한 두께를 가지도록 공급하게 되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:슬러지 균등 공급장치 2:공급용 컨베이어
3:서포트 4:가이드봉
5:이동체 5a:가이드부시
6:원통캠 6a:캠홈
7:이동구 8:원통캠구동모터
9:분쇄통 10:회전체
10a:축지부 10b:블레이드
10c:요철 11:구동모터
12:공급호스 13:공급호퍼
14:슬러지공급수단

Claims (2)

1. 탈수 건조기에 일체로 설치되거나 또는 연계되도록 설치되는 공급용 컨베이어(2)의 상측에 설치하는 슬러지 균등 공급장치(1)에 있어서;
   공급용 컨베이어(2)의 좌우측에 위치하는 서포트(3)와;
   공급용 컨베이어(2)의 진행방향과 직각방향으로 상기 서포트(3)에 설치되는 한 쌍의 가이드봉(4)과;
   상기 가이드봉(4)을 따라서 좌우 왕복하는 이동체(5)와;
   공급용 컨베이어(2)와 이격 상태로 이동체(5)의 하측에 설치되고 공급용 컨베이어(2) 쪽으로 개방된 분쇄통(9)과;
   이동체(5)에 설치된 감속기를 포함하는 구동모터(11)와;
   구동모터에 의해 구동되도록 분쇄통(9) 내에 설치한 블레이드(10b)를 갖는 회전체(10)와;
   상기 가이드봉(4)과 평행하게 서포트(3)에 설치되는 원통캠(6) 및 원통캠(6)에 형성된 나선형 캠홈(6a)에 결합되도록 이동체(5)에 설치한 이동구(7)와;
   상기 원통캠(6)을 구동하도록 서포트(3)에 설치한 감속기를 포함하는 원통캠구동모터(8)와;
   상기 분쇄통(9)에 결합되어 슬러지를 공급하는 플렉시블 재질로 구성한 공급호스(12)를 포함하며,
   상기 회전체(10)는 측면에서 볼 때 공급용 컨베이어(2)와 접하는 쪽에서 회전방향으로 상향 경사지도록 축지부(10a)에 적어도 2개 이상의 블레이드(10b)를 결합하며;
   상기 블레이드(10b)에는 공급용 컨베이어(2) 쪽으로 요철(10c)을 형성하여 슬러지의 표면을 고르게 펼칠 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 슬러지 균등 공급장치.
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