KR101750062B1 - 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비 - Google Patents

전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비에 관한 것으로, 하수 슬러지를 공급받아 상기 하수 슬러지의 함수율이 제1 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시키는 1차 탈수기; 상기 1차 탈수기에서 탈수된 상기 하수 슬러지를 운반하는 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트와 연결되어 있으며, 상기 컨베이어를 통해 유입되는 상기 하수 슬러지의 함수율이 제2 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 전기식으로 탈수시키는 2차 탈수기; 및 상기 2차 탈수기와 연결되며, 상기 2차 탈수기에서 토출되는 상기 하수 슬러지가 유입되면 상기 하수 슬러지를 분쇄하여 상기 하수 슬러지를 발효시키는 건조용 포대로 이송시키는 분쇄수단을 포함한다.

Description

전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비{Composting facility for sewage sludge using an electric dehydrator}
본 발명은 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수처리장에서 발생된 하수 슬러지를 퇴비로 재활용할 수 있는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비에 관한 것이다.
하수처리장에서는 일상생활에서 발생하는 오폐수 및 음식물 쓰레기 등을 처리하고, 물리화학적인 방법과 생물학적인 방법을 병행하여 처리하고 있다. 이로 인해 부산물이 하수 슬러지가 필연적으로 발생한다. 하수 슬러지는 하수처리 과정에서 발생하는 액상 부유물질의 총칭으로서, 하수처리장에서 유입된 하수가 1차짐전조에서 체류하면서 중력에 의해 가라앉은 생슬러지와 생물학적 처리를 거쳐서 2차침전조에서 분리된 잉여슬러지, 반속슬러지, 농축슬러지 및 소화슬러지 등이 포함된다.
이러한 하수 슬러지는 질소, 인, 유기물 등과 같은 비료성분을 풍부하게 함유하고 있어 식물 생장에 유용한 원소를 제공할 수 있기에 매우 유용한 자원이 될 수 있으며, 퇴비화된 하수슬러지는 작물에 영양물질을 공급하고, 토양의 비옥도를 증진시키며 물리화학적 성질을 개선할 수 있다.
이러한 유기물을 다량으로 함유하고 있는 훌륭한 유기자원인 하수 슬러지에 대해 관련 전문가들은 보다 나은 처리 및 처분기술을 개발하기 위해 노력하고 있으며, 선진국에서는 폐기물이 아닌 자원 개념으로서 '바이오 솔리드(Bio-solid)'fh 개칭하고 재활용을 위한 연구가 이루어지고 있다. 미국의 경우, 실제로 바이오 솔리드를 토양에 투입하기 위한 제도적인 장치를 마련하였으며 농업적으로 활발히 사용하고 있다. 일본과 EU에서도 30 내지 50% 이상의 수준으로 하수 슬러지를 농경지에 재이용하고 있다.
국내의 경우에도 하수 슬러지의 재활용에 대한 중요성이 대두되어 이에 대한 관심이 높아지고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다.
대한민국등록특허 제10-0997077호
본 발명은 하수처리장에서 발생된 하수 슬러지를 퇴비로 재활용할 수 있는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 하수 슬러지를 공급받아 상기 하수 슬러지의 함수율이 제1 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시키는 1차 탈수기; 상기 1차 탈수기에서 탈수된 상기 하수 슬러지를 운반하는 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트와 연결되어 있으며, 상기 컨베이어를 통해 유입되는 상기 하수 슬러지의 함수율이 제2 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 전기식으로 탈수시키는 2차 탈수기; 및 상기 2차 탈수기와 연결되며, 상기 2차 탈수기에서 토출되는 상기 하수 슬러지가 유입되면 상기 하수 슬러지를 분쇄하여 상기 하수 슬러지를 발효시키는 건조용 보관장치로 이송시키는 분쇄수단을 포함하는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비를 제공한다.
본 발명의 다른 측면을 따르면, 본 발명은, 하수 슬러지를 공급받아 상기 하수 슬러지의 함수율이 제1 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시키는 1차 탈수기; 상기 1차 탈수기에서 탈수된 상기 하수 슬러지를 운반하는 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트와 연결되어 있으며, 상기 컨베이어를 통해 유입되는 상기 하수 슬러지의 함수율이 제2 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 전기식으로 탈수시키는 2차 탈수기; 상기 2차 탈수기와 연결되며, 상기 2차 탈수기에서 토출되는 상기 하수 슬러지가 유입되면 상기 하수 슬러지를 분쇄하여 상기 하수 슬러지를 발효시키는 건조용 보관장치로 이송시키는 분쇄수단; 및 상기 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율의 측정하여 상기 제2 설정 함수율 이상이면 상기 2차 탈수기로 인가되는 전압을 증가시키는 제어부를 포함하는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비를 제공한다.
본 발명에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 각종 유기물을 포함하고 있는 하수 슬러지를 탈수 후 건조시켜 퇴비로 생산함으로써, 하수 슬러지에 의한 환경오염을 방지하는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 하수 슬러지로 생산된 퇴비는 토지의 지력 향상 및 농작물, 수목, 화초 등에 자연치화적이며, 토양미생물을 증식시켜 토양개량 효과도 기대할 수 있다.
둘째, 제어부를 더 포함시킴으로써, 탈수된 하수 슬러지의 함수율에 따라 하수 슬러지 퇴비화 설비의 제어로직을 조절하여 하수 슬러지의 탈수 효과를 향상시킬 수 있다. 특히, 탈수된 하수 슬러지의 함수율을 실시간을 체크할 수 있어 하수 슬러지 퇴비화 설비가 과잉 가동되는 것을 방지하여 설비운영 비용 절감 및 하수 슬러지의 퇴비화 효율도 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비의 평면 배치도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비의 측면 배치도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비의 개념도이다.
도 4는 도 3에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비의 구성이 도시된 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비의 개념도이다.
도 6은 도 5에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비의 구성이 도시된 블록도이다.
도 7은 도 5에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비 제어로직의 일 실시 형태가 도시된 흐름도이다.
도 8은 도 5에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비 제어로직의 다른 실시 형태가 도시된 흐름도이다.
도 1 내지 도 8에는 본 발명에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비(이하, 하수 슬러지 퇴비화 설비)에 대해 도시되어 있다.
먼저 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(100)는, 1차 탈수기(110), 컨베이어 벨트(130), 2차 탈수기(150) 및 분쇄수단(170)을 포함한다. 상기 1차 탈수기(110)는 전처리 공정에서 발생된 하수 슬러지를 공급받아 상기 하수 슬러지에 포함된 수분의 비율(이하, 함수율)이 제1 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시킨다.
본 실시예에서 상기 제1 설정 함수율은 75 내지 85wt%로 설정된다. 상기 전처리 공정에서 공급된 상기 하수 슬러지는 상기 1차 탈수기를 통해 탈수된 후, 함수율이 약 80wt%가 된다. 상기 1차 탈수기(110)는 예시적으로 상기 하수 슬러지를 압축 프레스 등으로 압착하여 상기 하수 슬러지의 수분을 제거하는 기계식 탈수기가 이용된다.
한편, 상기 하수 슬러지는 상기 1차 탈수기로 공급되기 전, 상기 하수 슬러지의 악취를 제거하기 위해 탈취제가 투입된다. 상기 탈취제는 예시적으로 다공성 벌집형 흡착제(PCA)가 사용된다. 상기 탈취제가 투입됨으로써, 상기 하수 슬러지의 악취를 상당히 완화시킬 수 있다. 상기 탈취제에 대해서는 등록특허 제10-0949587호를 참조하면 보다 상세히 알 수 있다.
상기 1차 탈수기(110)에 의해 1차 탈수된 상기 하수 슬러지는 상기 컨베이어 벨트(130)로 낙하한다. 상기 컨베이어 벨트(130)는 상기 1차 탈수기(110)와 상기 2차 탈수기(150)를 연결하도록 설치된다. 상기 컨베이어 벨트(130)는 상기 1차 탈수기(110)에서 탈수되어 낙하된 상기 하수 슬러지를 상기 2차 탈수기(150)로 이동시킨다.
상기 2차 탈수기(150)는 상기 1차 탈수기에서 1차 탈수된 후, 상기 컨베이어 벨트(130)를 통해 이송되어 유입된 상기 하수 슬러지를 탈수시킨다. 이때, 상기 2차 탈수기(150)에는 제2 설정 함수율이 설정되어 있어, 상기 2차 탈수기(150)를 통해 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율까지 저하된다. 상기 제2 설정 함수율은 예시적으로 50 내지 60 wt%로 설정되며, 상기 2차 탈수기(150)를 통해 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율을 약 55 wt%가 된다.
2차 탈수까지 완료된 상기 하수 슬러지는 후슬되는 상기 분쇄수단(170)을 통해 분쇄된 후 건조용 보관장치(이하, 건조용 포대(180))에 담겨져 발효되어 퇴비로 생산되는데, 만약 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 이상이면 상기 하수 슬러지에 포함된 수분이 많아 상기 하수 슬러지가 발효되지 못하고 썩을 수 있다. 따라서 상기 하수 슬러지가 발효되어 퇴비로 생산되기 위해서는 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율이 되거나 그보다 낮아야 한다.
상기 2차 탈수기(150)는 예시적으로 인가되는 전압에 의해 발생되는 전기삼투 및 전기영동 현상을 이용하여 상기 하수 슬러지 내 수분을 제거하는 전기식 탈수기가 이용된다. 전기식 탈수기인 상기 2차 탈수기(150)는 예를 들어 드럼유닛(미도시), 회전유닛(미도시) 및 전기인가유닛(미도시)을 포함한다. 상기 1차 탈수기(110)로부터 유입되는 케이크 형태의 상기 하수 슬러지가 상기 하수 슬러지 사이로 이동하면 상기 전기인가유닛에서 상기 드럼유닛과 상기 회전유닛에 서로 다른 극성의 전기를 인가시켜 상기 하수 슬러지에 함유된 수분을 제거한다. 이와 같은 상기 2차 탈수기(150)에 대해서는 공개특허 제10-2012-0051892호를 참조하면 보다 상세히 알 수 있다.
상기 2차 탈수기(150)를 통해 2차 탈수된 상기 하수 슬러지는 시트(sheet) 형태로 배출된다. 상기 1차 탈수기(110)에서 탈수된 상기 하수 슬러지는 케이크 형태로 배출되며, 케이크 형태의 상기 하수 슬러지가 상기 컨베이어 벨트(130)에 의해 이송되어 상기 2차 탈수기(150)로 유입된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 케이크 형태의 상기 하수 슬러지는 상기 컨베이어 벨트(130)를 따라 이송되는 동안 시트 형태로 변환되어 상기 2차 탈수기(150)로 유입될 수도 있다. 이를 위해 상기 컨베이어 벨트(130) 상에는 상기 하수 슬러지를 케이크 형태에서 시트 형태로 변환시키는 인입모듈(미도시)이 더 설치될 수도 있다. 상기 인입모듈(미도시)에 대해서는 등록특허 제10-1381804호, 제10-1425984호를 참조하면 보다 상세히 알 수 있다.
상기 2차 탈수기(150)를 통해 2차 탈수되어 시트 형태로 배출되는 상기 하수 슬러지는 상기 2차 탈수기(150)의 배출구와 상기 분쇄수단(170)이 연결되어 있는 상기 분쇄수단(170)으로 유입된다. 상기 분쇄수단(170)은 전술한 바와 같이, 상기 2차 탈수기(150)와 연결되어 있으며, 상기 2차 탈수기(150)에서 토출된 시트 형태의 상기 하수 슬러지가 유입되면 상기 하수 슬러지를 분쇄하면서 이송시켜 건조용 포대(180)로 배출한다.
전술한 바와 같이, 상기 1차 탈수기(110) 및 상기 2차 탈수기(130)를 통해 제2 설정 함수율만큼 수분이 줄어든 상기 하수 슬러지를 상기 분쇄수단(170)을 통해 분쇄하여 상기 건조용 포대(180)에 담아 건조시키면, 상기 하수 슬러지가 발효되면서 퇴비가 된다. 이는 하수 슬러지에 포함된 질소, 인, 유기물 등과 같은 비료성분이 발효되면서 퇴비가 되는 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비(이하, 하수 슬러지 퇴비화 설비; 200)가 도시되어 있다. 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)의 구성은 전술한 일 실시예에 따른 하수 슬러지 퇴비화 설비(100)와 대부분의 구성이 유사 혹은 동일하다. 다만, 본 실시예에서는 일부 구성을 더 포함한다. 전술한 일 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)는 1차 탈수기(210), 컨베이어 벨트(230), 2차 탈수기(250), 분쇄수단(270)을 포함하며, 전술한 구성은 일 실시예의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 다만 본 실시에에 따른 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)는 전술한 구성에 밸브(213), 낙하방향 조절수단(240), 저장수단(220), 센서(255) 및 제어부(290)를 더 포함한다. 상기 밸브(213)는 상기 1차 탈수(210)의 유입구와 연통되도록 설치된 배관(211) 상에 설치된다. 상기 하수 슬러지는 상기 1차 탈수기(210)로 유입되기 전, 상기 하수 슬러지에서 발생되는 악취를 제거하기 위해 탈취제를 투입하는데, 상기 배관(211) 상에 설치된 상기 밸브(213)에 의해 상기 탈취제의 투입량을 조절할 수 있다. 예시적으로 상기 탈취제의 투입량을 다단계로 설정해두고 다단계의 투입량 중에서 초기투입량이 미리 설정될 수 있다. 상기 탈취제의 투입량 조절은 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)에서 작업하는 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수도 있고, 후술되는 상기 제어부(290)에 의해 자동으로 이루어질 수 있다.
상기 낙하방향 조절수단(240)은 상기 1차 탈수기(110)의 배출구 상에 구비된다. 상기 낙하방향 조절수단(240)은 예시적으로 상기 배출구 상에 회전 가능하게 힌지 결합되는 격판(241)을 포함한다. 상기 격판(241)은 힌지 결합에 의해 회전하면서 상기 컨베이어 벨트(230)를 향해 하향 경사지게 위치하거나, 상기 저장수단(220)을 향해 하향 경사지게 위치한다. 즉, 상기 1차 탈수기(210)에서 1차 탈수된 상기 하수 슬러지가 낙하되는 방향을 조절할 수 있는 것이다.
상기 저장수단(220)은 상기 낙하방향 조절수단(240)의 상기 격판(241)이 상기 저장수단(220)을 향한 방향으로 하향 경사지게 배치되면 상기 1차 탈수기(210)에서 탈수된 상기 하수 슬러지가 상기 저장수단(220)으로 배출되면, 상기 하수 슬러지를 임시로 저장하는 역할을 한다. 이에 대해서는 후술에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 센서(255)는 상기 2차 탈수기(250)를 통해 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율의 범위에 해당하는지를 판단하기 위해 구비되는 것이다. 이를 위해 상기 센서(255)는 상기 2차 탈수기(250)의 배출구에 구비되어 상기 배출구로 배출되는 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율을 측정한다. 상기 센서(255)는 상기 제어부(290)가 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)를 제어하기 위한 기준을 위해 필수적으로 필요한 구성이다. 이에 대해서는 상기 제어부(290)의 설명과 함께 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 제어부(290)는 전술한 바와 같이 상기 2차 탈수기(250)를 통해 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 높으면 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율을 낮추도록 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)를 컨트롤한다. 예시적으로는 상기 센서(255)가 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율 이상인 것으로 감지하면, 상기 제어부(290)는 상기 2차 탈수기(250)에 인가되는 전압을 증가시킨다.
또는 상기 제어부(290)에 의해 상기 2차 탈수기(250)의 전압이 증가한 상태에서도 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율 이상이면, 상기 제어부(290)는 상기 낙하방향 조절수단(240)의 상기 격판(241)이 상기 저장수단(220)을 향한 방향으로 하향 경사지게 위치하도록 조절하여 상기 2차 탈수기(250)로 유입되는 상기 하수 슬러지의 양을 감소시킨다.
상기 제어부(290)는 상기 밸브(213)를 제어할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 상기 1차 탈수기(210)로 유입되는 상기 하수 슬러지는 악취 발생을 저하하기 위해 상기 탈취제를 투입하는데 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)에서 작업하는 작업자가 탈취제가 투입된 상기 하수 슬러지에서 악취가 심한 것으로 판단하면 상기 제어부(290)를 통해 상기 밸브(213)의 개폐를 조절하여 상기 탈취제의 투입량을 증가시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 전술한 바와 같은 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)를 각각 다른 실시 형태로 제어하는 제어로직이 도시된 블록도이다. 먼저 도 7를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전처리 공정에서 발생된 상기 하수 슬러지는 상기 배관(211)을 통해 상기 1차 탈수기(210)로 유입된다. 이때, 상기 배관(211) 상에 설치된 상기 밸브(213)를 통해 상기 하수 슬러지로 악취를 제거하기 위한 탈취제가 투입된다. 상기 탈취제의 초기 투입량은 상기 제어부(290)를 통해 설정되어 있을 수 있다.
상기 1차 탈수기(210)에서는 유입된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제1 설정 함수율로 저하되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시킨다.(S305 단계) 상기 1차 탈수기(210)를 통해 탈수된 상기 하수 슬러지는 상기 1차 탈수기(210)의 배출구를 통해 배출된다. 상기 배출구 상에 설치된 상기 낙하방향 조절수단(240)의 상기 격판(241)은 초기에는 상기 컨베이어 벨트(230)를 향한 방향으로 하향 경사지게 위치되어 있어 상기 배출구로 배출되는 상기 하수 슬러지는 상기 컨베이어 벨트(230) 상으로 낙하한다.
상기 컨베이어 벨트(230) 상으로 낙하된 상기 하수 슬러지는 상기 컨베이어 벨트(230)에 의해 이송되어 상기 2차 탈수기(250)로 유입된다. 상기 2차 탈수기(250)로 유입된 상기 하수 슬러지는 상기 2차 탈수기(250)에 설정된 상기 제2 설정 함수율이 되도록 상기 2차 탈수기(250)에 의해 탈수된다.(S310 단계)
상기 2차 탈수기(250)에서 탈수된 상기 하수 슬러지는 시트 형태로 변환되어 상기 2차 탈수기(250)의 배출구를 통해 배출될 때 상기 배출구에 설치된 상기 센서(255)가 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율을 측정한다.(S315 단계) 상기 센서(255)에 의해 측정된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율과 같거나 상기 제2 설정 함수율보다 낮으면 상기 하수 슬러지를 상기 분쇄수단(270)에서 분쇄하고, 상기 건조용 포대(280)에 담는다.(S320, S360 단계)
그러나 만약 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 높으면 상기 제어부(290)가 상기 2차 탈수기(250)로 인가되는 전압을 증가시킨 후 상기 하수 슬러지를 탈수한다.(S325 단계) 전압이 인가된 상기 2차 탈수기(250)를 통해 탈수된 상기 하수 슬러지가 상기 배출구로 배출될 때, 다시 상기 센서(255)로 상기 하수 슬러지의 함수율을 측정한다.(S330 단계)　
인가되는 전압이 증가된 상기 2차 탈수기로 탈수시킨 상기 함수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율과 같거나 이보다 낮으면 상기 하수 슬러지를 상기 분쇄수단(270)에서 분쇄하고, 상기 건조용 포대(280)에 담는다.(S335, S360 단계)
그러나 인가되는 전압을 증가시킨 후에도 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 높으면 상기 제어부(290)가 상기 1차 탈수기(210)의 배출구에 설치된 상기 낙하방향 조절수단(240)의 상기 격판(241)을 회전시켜 상기 격판(241)이 상기 저장수단(220)을 향한 방향으로 하향 경사지게 위치하도록 한다. 이에 따라 상기 2차 탈수기(250)로 유입되는 상기 하수 슬러지의 투입량을 감소시킨다.(S335, S340 단계) 상기 저장수단(220)에 저장된 상기 하수 슬러지는 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율과 같거나 낮아지면 작업자에 의해 수동으로 상기 컨베이어 벨트(230) 상에 놓여지거나 상기 1차 탈수기로 재공급될 수 있다.
상기 2차 탈수기(250)로 상기 하수 슬러지의 투입량을 감소시킨 후, 상기 2차 탈수기(250)에 의해 탈수된 상기 하수 슬러지가 상기 배출구로 배출될 때 상기 센서(255)로 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율을 측정한다.(S345 단계) 이와 같은 제어를 한 후에도 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 높으면 상기 제어부(290)는 상기 S325 단계 내지 S345 단계를 반복하여 상기 하수 슬러지 내 함수율을 상기 제2 설정 함수율 이하로 낮추도록 한다.
그러나 상기 2차 탈수기(250)로 투입되는 상기 하수 슬러지의 투입량을 감소시켜 2차 탈수시킨 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 낮으면 상기 하수 슬러지를 상기 분쇄수단(270)에서 분쇄하고, 상기 건조용 포대(280)에 담는다. (S360 단계) 이때, 상기 제어부(290)는 상기 2차 탈수기(250)의 전압이 서서히 정격전압이 되도록 조절하고, 추후 상기 낙하방향 조절수단(240)의 상기 격판(241)을 조절하여 상기 2차 탈수기(250)로 투입되는 상기 하수 슬러지의 투입량을 증가시킬 수도 있다.
상기 하수 슬러지는 함수율이 상기 제2 설정 함수율 이하일 때, 상기 건조용 포대(280)에 담겨진 상기 하수 슬러지가 썩지 않고 발효되어 비료가 될 수 있으므로, 전술한 바와 같이 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)를 제어하면서 상기 하수 슬러지의 함수율을 감소시킴으로써 상기 하수 슬러지의 퇴비화 효율을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)의 다른 실시 형태의 제어로직을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전처리 공정에서 발생된 상기 하수 슬러지는 상기 배관(211)을 통해 상기 1차 탈수기(210)로 유입된다. 이때, 상기 배관(211) 상에 설치된 상기 밸브(213)를 통해 상기 하수 슬러지로 악취를 제거하기 위한 탈취제가 투입된다. 상기 탈취제의 초기 투입량은 상기 제어부(290)를 통해 설정되어 있을 수 있다.
상기 1차 탈수기(210)에서는 유입된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제1 설정 함수율로 저하되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시킨다.(S405 단계) 상기 1차 탈수기(210)를 통해 탈수된 상기 하수 슬러지는 상기 1차 탈수기(210)의 배출구를 통해 배출된다. 상기 배출구 상에 설치된 상기 낙하방향 조절수단(240)의 상기 격판(241)은 초기에는 상기 컨베이어 벨트(230)를 향한 방향으로 하향 경사지게 위치되어 있어 상기 배출구로 배출되는 상기 하수 슬러지는 상기 컨베이어 벨트(230) 상으로 낙하한다.
한편, 이때 상기 하수 슬러지 퇴비화 설비(200)에서 작업하는 작업자가 1차 탈수된 상기 하수 슬러지에서 악취를 판단할 수 있다.(S410 단계) 작업자는 1차 탈수된 상기 하수 슬러지의 악취가 심하다고 판단되면 상기 제어부(290)를 통해 상기 탈취제가 초기투입량보다 더 많이 투입될 수 있도록 상기 밸브(213)를 조절한다.(S415 단계)
반면, 상기 하수 슬러지의 악취가 심하지 않은 것으로 판단하면, 1차 탈수된 상기 하수 슬러지를 상기 2차 탈수기(250)로 이송시켜 상기 2차 탈수기에서 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시킨다.(S420 단계) 그리고 상기 센서(255)로 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율을 측정한다.(S425 단계)
상기 센서(255)에 의해 측정된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 낮거나 같으면 상기 하수 슬러지를 배출하여 상기 분쇄수단(270)에서 분쇄시키고 상기 건조용 포대(280)에 담아 건조시킨다.(S430, S435 단계) 그러나 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율보다 높으면 상기 탈취제의 투입량을 증가시킨다.(S415 단계) 이는 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 높으면 상기 하수 슬러지 내 수분으로 인해 악취가 더 심할 것으로 판단하여 상기 탈취제의 투입량을 증가시키는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200: 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지 퇴비화 설비
110, 210; 1차 탈수기 111, 211:　배관
213: 밸브 220: 저장수단
130, 230: 컨베이어 벨트 240: 낙하방향 조절수단
150, 250: 2차 탈수기 255: 센서
170, 270: 분쇄수단 180, 280: 건조용 포대
290: 제어부

Claims (15)

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  7. 하수 슬러지를 공급받아 상기 하수 슬러지의 함수율이 제1 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 탈수시키는 1차 탈수기;
    상기 1차 탈수기에서 탈수된 상기 하수 슬러지를 운반하는 컨베이어 벨트;
    상기 컨베이어 벨트와 연결되어 있으며, 상기 컨베이어를 통해 유입되는 상기 하수 슬러지의 함수율이 제2 설정 함수율이 되도록 상기 하수 슬러지를 전기식으로 탈수시키는 2차 탈수기;
    상기 2차 탈수기와 연결되며, 상기 2차 탈수기에서 토출되는 상기 하수 슬러지가 유입되면 상기 하수 슬러지를 분쇄하여 상기 하수 슬러지를 발효시키는 건조용 보관장치로 이송시키는 분쇄수단; 및
    상기 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율의 측정하여 상기 제2 설정 함수율 이상이면 상기 2차 탈수기로 인가되는 전압을 증가시키는 제어부를 포함하며,
    상기 1차 탈수기를 통해 배출되는 일부의 상기 하수 슬러지를 상기 1차 탈수기로 재공급하거나 작업자가 직접 상기 컨베이어 벨트 상에 놓을 수 있도록 일부의 상기 하수 슬러지를 임시로 저장할 수 있는 저장수단을 더 포함하며,
    상기 1차 탈수기의 배출구에서 배출되는 상기 하수 슬러지가 상기 컨베이어 벨트로 낙하되거나, 상기 저장수단으로 낙하될 수 있도록 상기 1차 탈수기의 배출구에는 배출되는 상기 하수 슬러지가 낙하되는 방향을 조절하는 낙하방향 조절수단이 설치되고,
    상기 낙하방향 조절수단은,
    상기 배출구의 내부 중앙에 일측이 회전 가능하게 힌지 결합된 격판을 포함하며,
    상기 격판이 상기 컨베이어 벨트를 향하도록 하향 경사지게 회전되거나, 상기 저장수단을 향해 하향 경사지게 회전되는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 하수 슬러지가 상기 1차 탈수기로 공급되기 전, 상기 하수 슬러지에 탈취제를 첨가하며,
    상기 1차 탈수기의 유입구와 연통되는 배관 상에 상기 하수 슬러지에 첨가되는 상기 탈취제의 양을 조절할 밸브가 설치되는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 전압이 증가된 상기 2차 탈수기에서 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율이 상기 제2 설정 함수율 이상이면 상기 2차 탈수기로 유입되는 상기 하수 슬러지의 유입량을 감소시키는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 2차 탈수기의 배출구에는 배출되는 상기 하수 슬러지의 함수율을 측정하기 위한 센서가 설치되는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 탈취제는 설정 농도로 첨가되고 상기 1차 탈수기에서 탈수된 상기 하수 슬러지의 악취가 심해진 것으로 판단되면,
    상기 제어부는 상기 1차 탈수기로 공급되기 전 투입된 양 이상의 상기 탈취제가 더 첨가되도록 상기 밸브의 개폐를 조절하는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 2차 탈수된 상기 하수 슬러지의 함수율의 측정하여 상기 제2 설정 함수율 이상이면,
    상기 제어부는 설정 농도 이상의 상기 탈취제가 더 첨가되도록 상기 밸브의 개폐를 조절하는 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비.
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 건조용 보관장치는 포대인 전기식 탈수기를 이용한 하수 슬러지의 퇴비화 설비.
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