KR102018800B1 - 부유물 농도센서를 이용한 협잡물 종합처리기 및 이를 이용한 스마트 협잡물 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분뇨 및 축산폐수로부터 로터리스크린에 의한 1차 협잡물 분리와 스크류프레스에 의한 협잡물 탈수처리를 거쳐 여액저장조로 배출된 여액을 싸이클론과 연결된 씨앗제거스크린 및 원심분리기로 분산 공급시켜 씨앗과 짐승털 및 세사 성분 등의 미세협잡물까지 제거토록 하고, 씨앗제거스크린으로부터 배출된 찌꺼기 성분은 스크류프레스로 재투입시켜 협잡물과 함께 탈수 처리토록 하되, 로터리스크린 입구측의 유량조정조와 여액저장조의 내부에 부유물의 농도센서를 설치하고, 로터리스크린과 스크류프레스의 상부에는 농도센서에 의하여 세척수 공급이 제어되는 세척수분사관을 각각 설치하는 한편, 싸이클론의 하측부에는 농도센서에 의하여 보충수 공급이 제어되는 보충수주입관을 연결 설치하며, 원심분리기의 구동모터는 농도센서에 의하여 회전속도가 제어되는 인버터모터가 되도록 함으로서, 분뇨 및 축산폐수중에 포함된 부유물의 농도가 설정치를 초과할 경우, 세척수와 보충수를 적절한 위치에서 사전 공급하여 부유물의 농도를 일정 수준으로 낮추어 주도록 하고, 이를 통하여 로터리스크린과 씨앗제거스크린의 막힘 현상 및 스크류프레스와 원심분리기의 과부하를 미연에 방지하여 협잡물 처리작업이 중단없이 안정적으로 수행되도록 한 부유물 농도센서를 이용한 협잡물 종합처리기 및 이를 이용한 스마트 협잡물 처리방법에 관한 것이다.

Description

부유물 농도센서를 이용한 협잡물 종합처리기 및 이를 이용한 스마트 협잡물 처리방법{Overall processing apparatus of adulteration controlled by a density of suspended solids and smart adulteration processing method using thereof}

본 발명은 분뇨 및 축산폐수로부터 로터리스크린에 의한 1차 협잡물 분리와 스크류프레스에 의한 협잡물 탈수처리를 거쳐 여액저장조로 배출된 여액을 싸이클론과 연결된 씨앗제거스크린 및 원심분리기로 분산 공급시켜 씨앗과 짐승털 및 세사 성분 등의 미세협잡물까지 제거토록 하고, 씨앗제거스크린으로부터 배출된 찌꺼기 성분은 스크류프레스로 재투입시켜 협잡물과 함께 탈수 처리토록 하되, 분뇨 및 축산폐수중에 포함된 부유물의 농도가 설정치를 초과할 경우, 세척수와 보충수를 적절한 위치에서 사전 공급하여 부유물의 농도를 일정 수준으로 낮추어 줌으로서, 로터리스크린과 씨앗제거스크린의 막힘 현상 및 스크류프레스와 원심분리기의 과부하를 미연에 방지하여 협잡물 처리작업이 중단없이 안정적으로 수행되도록 한 부유물 농도센서를 이용한 협잡물 종합처리기 및 이를 이용한 스마트 협잡물 처리방법에 관한 것이다.

최근에 들어 도시인구의 증가 및 축산농가의 대형화 추세에 따라 많은 량의 분뇨 및 축산폐수가 발생하고 있으며, 이러한 분뇨 및 축산폐수로 인하여 지하수나 하천 및 연안해역의 오염이 날로 심각해지고 있을 뿐만 아니라, 분뇨나 축산폐수로부터 발생하는 악취로 인하여 쾌적한 주거환경의 조성에도 악영향을 미치고 있는 실정이다.

이와 같은 분뇨 및 축산폐수를 정부적인 차원에서 관리할 수 있도록 각 지역에서 수거된 분뇨 및 축산폐수를 별도의 정화시설에서 처리토록 하고 있으나, 축산폐수의 경우 그 부유물(SS: Suspended Solids)의 농도가 20,000 ~ 25,000ppm 수준이 되므로 정화시설의 가동시 과부하가 걸리는 문제점이 있었으며, 이에 따라 분뇨 및 축산폐수를 보다 효율적으로 처리할 수 있도록, 수거된 분뇨 및 축산폐수로부터 각종 협잡물을 제거하여 부유물 농도가 낮은 액상의 여액으로 조성시킨 다음, 이를 최종 정화시설로 보내어 처리토록 하고 있다.

상기와 같이 분뇨 및 축산폐수를 여액과 협잡물로 분리시키기 위한 것으로서, 처리기 본체를 이루는 하우징의 내부로 분뇨 및 축산폐수를 투입시키고, 로터리스크린과 스크류프레스에 의한 1차 협잡물 처리과정에서 발생한 여액을 여액저장조에 저장시킨 다음, 여액저장조에 저장된 여액을 씨앗제거스크린 및 원심분리기와 연결된 싸이클론으로 펌핑시킴으로서, 여액중에 포함된 씨앗과 짐승털 및 세사(細沙) 성분과 같은 미세협잡물까지 씨앗제거스크린과 원심분리기에서 각각 분산 제거시킨 후, 이와 같이 처리된 여액이 여액배출조를 거쳐 최종 정화시설로 공급되도록 한 협잡물 종합처리기가 본 출원인에 의하여 선출원 및 특허등록(10-0212298호 및 10-0880270호)되어 알려져 있다.

상기와 같이 본 출원인이 선출원한 협잡물 종합처리기는 분뇨 및 축산폐수의 투입으로부터 4차에 걸쳐 협잡물과 여액을 분리 및 탈수시키는 장치와, 그 처리과정에서 발생한 여액의 저장조 및 최종 처리된 여액의 배출조가 하나의 처리기내에 집약 설치됨으로서, 처리기의 전체적인 부피와 설치면적 및 그 제작비용을 최대한으로 줄이는 한편, 여액중에 포함된 씨앗과 짐승털 및 세사 성분과 같은 미세협잡물까지 보다 완벽하게 제거시킬 수 있도록 한 것이다.

그러나, 선출원된 협잡물 종합처리기에 있어서도, 분뇨 및 축산폐수중에 포함된 부유물의 농도가 30,000ppm 수준을 초과할 경우, 로터리스크린에 제공된 여액의 물빠짐 간격과 씨앗제거스크린에 제공된 여액의 통공(탈수공)이 다량의 부유물에 의하여 쉽게 막히게 됨은 물론이고, 부유성 미세협잡물과 침전성 미세협잡물을 씨앗제거스크린과 원심분리기로 각각 분산시켜 공급하는 싸이클론의 기능 역시 원활하게 수행되지 못하는 문제점이 있었다.

이와 더불어, 스크류프레스와 원심분리기를 통해서는 다량의 부유물이 포함된 상태로 그 점도(粘度)가 비교적 높은 협잡물과 여액이 투입됨으로서, 스크류프레스의 압출스크류와 원심분리기의 탈수스크류를 축회전시키는 모터에 과부하가 걸려 해당 장치의 고장이나 오작동이 자주 유발되는 문제점이 있었고, 스크류프레스를 여액저장조와 연결하는 여액배출구가 막힘에 따라 탈수처리가 제대로 이루어지지 못한 협잡물이 외부로 배출되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 각종 요인들로 말미암아 분뇨 및 축산폐수중에 포함된 부유물의 농도가 매우 높을 경우에는 선출원된 협잡물 종합처리기에서의 협잡물 처리효율이 크게 저하됨은 물론이고, 스크류프레스와 원심분리기의 과부하에 따른 고장이나 오작동으로 인하여 협잡물의 처리작업이 수시로 중단되는 문제점이 발생하였는 바, 이러한 문제점들을 선출원된 협잡물 종합처리기의 내부에서 자체적으로 해결할 수 있도록 하는 구조적,방법적 개선방안이 모색되기에 이르렀다.

대한민국 특허등록 제 10-0212298호 대한민국 특허등록 제 10-0880270호

본 발명은 상기와 같은 선출원의 문제점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서, 로터리스크린 입구측의 유량조정조와 여액저장조의 내부에 부유물의 농도센서를 각각 설치하고, 로터리스크린과 스크류프레스의 상부에는 유량조정조의 농도센서에 의하여 세척수 공급이 제어되는 세척수분사관을 각각 설치하는 한편, 싸이클론의 하측부에는 여액저장조의 농도센서에 의하여 보충수 공급이 제어되는 보충수주입관을 연결 설치하며, 원심분리기의 구동모터는 여액저장조의 농도센서에 의하여 회전속도가 제어되는 인버터모터가 되도록 함으로서, 분뇨 및 축산폐수중에 포함된 부유물의 농도를 유량조정조와 여액저장조의 농도센서로 1차와 2차에 걸쳐 단계적으로 측정할 수 있도록 하고, 그 측정값이 설정치를 초과할 경우 세척수와 보충수를 적절한 위치에서 사전 공급하여 부유물의 농도를 일정 수준으로 낮추어 주도록 하며, 이를 통하여 로터리스크린과 씨앗제거스크린의 막힘 현상 및 스크류프레스와 원심분리기의 과부하를 미연에 방지하여 협잡물 처리작업이 중단없이 안정적으로 수행되도록 한 부유물 농도센서를 이용한 협잡물 종합처리기 및 이를 이용한 스마트 협잡물 처리방법을 제공하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 부유물 농도센서를 이용한 협잡물 종합처리기는, 처리기의 본체를 이루는 하우징의 하부측에 여액저장조와 여액배출조가 각각 구획 형성되고, 상기 여액저장조의 상부측에 해당하는 하우징의 내부공간에는 투입구를 거쳐 투입된 분뇨나 축산폐수로부터 협잡물을 1차 분리하는 로터리스크린이 설치되며, 상기 투입구와 로터리스크린의 사이에는 유량조정조가 설치되고, 상기 로터리스크린은 여액배출구와 투입호퍼에 의하여 여액저장조 및 스크류프레스와 각각 연통되도록 설치되며, 상기 여액저장조는 이송펌프로부터 연장되는 이송관에 의하여 싸이클론과 연결 설치되고, 상기 싸이클론은 상부측 씨앗배출관에 의하여 여액의 통공이 형성된 씨앗제거스크린과 연결 설치되는 한편, 하부측 여액배출관에 의하여 원심분리기와 연결 설치되며, 상기 씨앗제거스크린의 선단측에는 스크류프레스의 투입호퍼 상부측에 배치되는 씨앗배출부가 제공되고, 상기 원심분리기의 양측 하단에는 스크류식 세사배출기와 여액배출조로의 여액배출관이 각각 연결 설치되며, 상기 씨앗제거스크린의 외부케이싱을 이루는 하우징의 상부측과 하부측에는 악취의 배기관과 여액배출조로의 여액배출관이 연결 설치된 협잡물 종합처리기에 있어서, 상기 유량조정조와 여액저장조의 내부에는 부유물의 농도를 측정하는 농도센서가 하우징 부분을 수밀 가능하게 관통하여 각각 삽입 설치되고, 상기 각각의 농도센서는 케이블에 의하여 협잡물 종합처리기의 컨트롤패널과 접속 설치되며, 상기 로터리스크린과 스크류프레스의 상부에 해당하는 하우징의 내부 공간에는 제 1세척수분사관과 제 2세척수분사관이 각각 배치되고, 상기 제 1세척수분사관과 제 2세척수분사관은 하우징의 벽체 부분을 수밀 가능하게 관통하여 로터리스크린과 스크류프레스의 길이 방향을 따라 연장 설치된 것이며, 상기 제 1세척수분사관과 제 2세척수분사관의 바닥면에는 일정한 간격을 두고 세척수의 분사공이나 분사노즐이 제공되는 한편, 각각의 세척수분사관 선단 입구측은 하우징의 벽체 외부로 노출되고, 상기 제 1세척수분사관과 제 2세척수분사관의 선단 입구측에는 유량조정조의 농도센서로부터 입력된 부유물 농도에 따라 컨트롤패널에 의하여 개폐작동이 제어되는 전동밸브가 설치되며, 상기 싸이클론의 하측부에는 전동밸브가 구비된 보충수주입관이 연결 설치되고, 상기 보충수주입관의 전동밸브는 여액저장조의 농도센서로부터 입력된 부유물 농도에 따라 컨트롤패널에 의하여 개폐작동이 제어되는 한편, 상기 원심분리기의 구동모터는 여액저장조의 농도센서로부터 입력된 부유물 농도에 따라 컨트롤패널에 의하여 회전속도가 제어되는 인버터모터가 되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 협잡물 종합처리기를 이용한 본 발명에 따른 스마트 협잡물 처리방법은, 탱크로리로 수거된 분뇨 및 축산폐수를 협잡물 종합처리기의 투입구를 통하여 협잡물 종합처리기의 내부로 투입시키는 분뇨 및 축산폐수 투입단계와, 상기 투입구로부터 유량조정조를 거쳐 유입되는 분뇨 및 축산폐수를 로터리스크린에서 여액과 협잡물로 1차 분리시키는 한편, 1차 분리된 여액은 여액저장조로 유입시키고, 1차 분리된 협잡물은 스크류프레스로 투입하여 탈수 처리하는 1차 협잡물 분리단계와, 협잡물과의 1차 분리가 이루어진 여액을 여액저장조로부터 싸이클론으로 펌핑시킴으로서, 여액에 포함된 부유성 미세협잡물은 싸이클론 상단측과 연결된 씨앗제거스크린으로 유입시키고, 여액에 포함된 침전성 미세협잡물은 싸이클론 하단측과 연결된 원심분리기로 투입시키는 2차 협잡물 분리단계를 거치며, 상기 2차 협잡물 분리단계를 거친 후에는 씨앗제거스크린에서 부유성 미세협잡물을 여액과 분리시킨 다음, 여액 성분은 여액배출조로 유입시키고, 미세협잡물 성분은 스크류프레스로 투입하여 탈수 처리하는 3차 협잡물 분리단계와, 원심분리기에서 침전성 미세협잡물을 여액과 분리시킨 다음, 여액 성분은 여액배출조로 유입시키고, 미세협잡물 성분은 세사배출기로 투입시켜 탈수 처리하는 4차 협잡물 분리단계가 동시에 수행되도록 한 협잡물 처리방법에 있어서, 상기 분뇨 및 축산폐수 투입단계와 1차 협잡물 분리단계의 사이에는 유량조정조에 설치된 농도센서를 이용하여 부유물의 농도를 측정하는 1차 농도측정단계가 수행되고, 상기 1차 협잡물 분리단계와 2차 협잡물 분리단계의 사이에는 여액저장조에 설치된 농도센서를 이용하여 부유물의 농도를 측정하는 2차 농도측정단계가 수행되며, 상기 1차 농도측정단계에서 측정된 부유물의 농도가 설정치를 초과할 시에는, 로터리스크린과 스크류프레스의 상부에 각각 배치된 제 1세척수분사관과 제 2세척수분사관의 전동밸브를 일정 시간동안 개방하여 로터리스크린과 스크류프레스측으로 세척수를 분사시키는 과정이 추가로 수행되고, 상기 2차 농도측정단계에서 측정된 부유물의 농도가 설정치를 초과할 시에는, 싸이클론 하측부에 연결 설치된 보충수주입관의 전동밸브를 일정 시간동안 개방하여 보충수를 공급시키는 한편, 원심분리기용 구동모터의 회전속도를 증대시키는 과정이 추가로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 앞서 언급되어진 선출원의 모든 작용효과를 수반함과 더불어, 분뇨 및 축산폐수의 투입과 동시에 그 부유물 농도를 1차 측정하여 부유물의 농도가 설정치를 초과한 경우 로터리스크린과 스크류프레스측으로 세척수를 분사시킴으로서, 로터리스크린에 제공된 여액의 물빠짐 간격이 부유물에 의하여 막히지 않도록 하는 한편, 스크류프레스측으로 투입되는 협잡물의 점도를 낮추어 스크류프레스에서의 탈수작업 또한 과부하없이 원활하게 수행되도록 하는 효과를 제공하며, 로터리스크린과 스크류프레스를 거쳐 여액저장조로 유입되는 여액의 부유물 농도(점도) 역시 세척수의 혼합에 의하여 일정 수준으로 낮추어 줌으로서, 부유성 미세협잡물과 침전성 미세협잡물을 씨앗제거스크린과 원심분리기로 분산 공급시키는 싸이클론의 기능도 원활하게 수행되도록 하는 효과를 제공한다.

이를 통하여, 씨앗제거스크린에 제공된 여액의 통공(탈수공)이 부유물에 의하여 막히는 현상과 원심분리기의 과부하를 미연에 방지할 수 있음은 물론이고, 여액저장조에 저장된 여액의 부유물 농도를 2차로 추가 측정하여 해당 부유물의 농도가 설정치를 초과할 경우 싸이클론으로 보충수를 공급하는 동시에 원심분리기용 구동모터의 회전속도를 증대시킴으로서, 싸이클론의 고유기능이 저하되는 현상과 씨앗제거스크린의 물빠짐 통공이 부유물에 의하여 막히는 현상을 2중으로 차단시키는 한편, 보충수의 공급으로 그 점도가 상대적으로 낮아진 여액을 원심분리기에서 별다른 부하없이 빠른 속도로 처리하여 협잡물의 처리효율을 일정한 수준으로 유지시킬 수 있는 효과를 제공한다.

궁극적으로는 처리기 본체의 내부로 투입되는 분뇨 및 축산폐수중의 부유물 농도에 맞추어 선출원의 방식보다 한층 더 합리적이고 경제적이며 효율적인 협잡물 처리를 수행할 수 있음은 물론이고, 부유물의 농도가 매우 높은 경우에도 로터리스크린과 씨앗제거스크린의 막힘 현상 및 스크류프레스와 원심분리기의 과부하가 발생하지 아니하는 조건으로 협잡물의 처리작업을 중단없이 안정적으로 수행할 수 있는 최적의 협잡물 종합처리기와 이를 이용한 스마트한 방식의 협잡물 처리방법을 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 협잡물 종합처리기를 나타내는 측단면도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 1의 배면도.
도 4의 (가) 및 (나)는 세척수분사관과 보충수주입관의 요부 확대 측면도 및 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 협잡물 종합처리기의 개략적인 장치회로도.
도 6은 본 발명에 따른 협잡물 처리방법을 나타내는 플로우차트.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 협잡물 종합처리기(10)의 전체적인 구성은 도 1 내지 도 3에 각각 도시된 바와 같이, 주흡입관(48)과 이송관(43)이 연결된 이송펌프(41)가 외측에 설치되고 그 내부에는 수위감지기(42)가 설치된 여액저장조(4) 및 일측 하부에 배출관(81)이 연결된 여액배출조(8)가 격벽에 의하여 서로 다른 공간으로 분리된 상태에서 협잡물 종합처리기(10)의 본체를 이루는 하우징(10a)의 바닥부에 설치되어 있으며, 상기 이송펌프(41)는 펌프모터(44)에 의하여 가동되도록 설치된다.

또한, 상기 여액저장조(4) 및 여액배출조(8)의 상부측에는 탱크로리와 같은 분뇨 및 축산폐수의 수거차량에 구비된 호스가 연결되는 투입구(1)의 투입관(11)을 통하여 협잡물 종합처리기(10)의 하우징(10a) 내부로 투입된 분뇨 및 축산폐수로부터 총 4차에 걸쳐 협잡물을 여액과 분리시키기 위한 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)와 싸이클론(5)과 씨앗제거스크린(6) 및 원심분리기(7)가 하우징(10a)의 내부에 집약 설치됨으로서, 본 발명에 의한 협잡물 종합처리기(10)가 하나의 일체화 된 몸체를 이루게 된다.

그리고, 상기 여액저장조(4)와 싸이클론(5)의 사이에는 오버플로우관(53)이 설치됨으로서, 싸이클론(5)이 협잡물 등에 의하여 막히게 될 경우 씨앗이나 짐승털 등의 협잡물을 포함하는 여액이 여액저장조(4)로 다시 바이패스되도록 이루어져 있으며, 분뇨 및 축산폐수의 투입구(1)측에는 탱크로리 호스와의 연결상태를 감지하여 협잡물 종합처리기(10)를 이루는 각각의 장치를 구동시키기 위한 미도시된 센서스위치가 설치되는 한편, 탱크로리 호스와 투입구(1)의 연결부위에서 누설될 수 있는 소량의 여액이 여액저장조(4)로 직접 유입될 수 있도록 미도시된 보조유입관이 설치된다.

그리고, 상기 투입구(1)와 연결된 투입관(11)의 말단부에는 로터리스크린(2)측으로 유입되는 분뇨 및 축산폐수의 량을 조절시킬 수 있도록 유량조정조(21)가 설치되고, 상기 유량조정조(21)의 일측(도면상 우측)에는 유량조정조(21)를 거쳐 유입되는 분뇨 및 축산폐수로부터 여액과 협잡물을 1차적으로 분리하는 로터리스크린(2)이 설치되며, 상기 로터리스크린(2)은 감속기(27a)를 구비하는 스크린모터(27)에 의하여 하우징(10a)의 내부에서 회전 가능하도록 설치된다.

상기 로터리스크린(2)은 선출원의 경우에서와 같이, 다수 개의 금속원판이나 금속링의 사이에 간격유지구를 개재시킴으로서, 각각의 금속원판이나 금속링 사이에 형성되는 간격이 여액의 물빠짐 공간을 제공토록 한 스크린본체(22)와, 상기 스크린본체(22)의 후방측에서 스크린본체(22)와 맞물려 회전하는 보조분리기(23)로 이루어지며, 상기 보조분리기(23)는 스크린본체(22)의 회전축에 설치된 스프라켓(28)과 보조분리기(23)의 회전축에 설치된 스프라켓(28)이 체인으로 연결되어 스크린본체(22)와 함께 회전하게 된다.

그리고, 상기 로터리스크린(2)의 하측에는 로터리스크린(2)에서 협잡물과 분리된 여액을 여액저장조(4)로 배출시키는 여액배출구(24)가 여액저장조(4)와 연통되도록 형성되고, 상기 보조분리기(23)의 후방측 공간에는 분뇨 및 축산폐수로부터 여액이 1차 탈수된 찌꺼기를 스크류프레스(3)로 투입하는 투입호퍼(25)가 설치되며, 로터리스크린(2)의 상부측에 해당하는 하우징(10a)에는 로터리스크린(2)의 작동상태를 육안으로 확인할 수 있도록 체크도어(26)가 개폐 가능하게 설치된다.

또한, 상기 스크류프레스(3)는 원통 형상의 스크류케이싱(33) 상부측에 투입호퍼(25)가 연결 설치되는 한편, 그 하부측에는 찌꺼기의 탈수과정에서 발생하는 여액을 여액저장조(4)로 배출시키는 여액배출구(32)가 설치되고, 상기 스크류케이싱(33)의 바닥면은 탈수공에 의한 다공판(多孔板)으로 형성되며, 상기 스크류케이싱(33)의 내부에는 압출스크류(31)가 삽입 설치되고, 스크류케이싱(33)과 인접한 하우징(10a)의 외측 빈 공간에는 스크류모터(34)가 설치된다.

상기 압출스크류(31)의 스크류축에는 스크류모터(34)의 구동스프라켓(34a)과 체인으로 연결되는 종동스프라켓(35)이 베어링(35a)과 함께 설치됨으로서, 스크류모터(34)의 작동에 따라 압출스크류(31)가 스크류케이싱(33)의 내부에서 회전할 수 있게 되며, 스크류케이싱(33)의 일측 단부에는 압출스크류(31)에 의한 협잡물의 가압이송 과정에서 여액이 탈수되고 남은 찌꺼기를 배출시키는 협잡물배출구(36)가 배출덕트(37)와 함께 설치되어 있으며, 상기 배출덕트(37)의 상부면과 하부면에는 협잡물의 최종 배출구(37a)와 악취의 배기구(37b)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 여액배출조(8)의 외측 상부에는 여액저장조(4)와 연결된 이송펌프(41) 및 그 이송펌프(41)로부터 연장되는 이송관(43)에 의하여 여액을 공급받는 싸이클론(5)이 설치되는 바, 상기 싸이클론(5)은 이송펌프(41)에 의한 여액의 이송압력을 이용하여 여액에 포함된 협잡물 중 씨앗이나 짐승털과 같이 그 비중이 가벼운 부유성 미세협잡물은 상부로 뜨게 하고, 모래와 같이 그 비중이 무거운 침전성 미세협잡물은 하부로 가라앉히도록 한 것이다.

따라서, 싸이클론(5)의 상부측에 연결된 씨앗배출관(52)을 통해서는 씨앗이나 짐승털과 같이 비중이 가벼운 부유성 미세협잡물이 소량의 여액과 함께 씨앗제거스크린(6)의 내부로 유입되고, 싸이클론(5)의 하부측에 연결된 여액배출관(51)을 통해서는 모래와 같이 비중이 무거운 침전성 미세협잡물이 포함된 나머지 여액이 원심분리기(7)측으로 공급되는 것이다.

상기 씨앗제거스크린(6)은 그 일측이 싸이클론(5)의 씨앗배출관(52)과 연결되고, 그 타단에 씨앗배출부(63)가 형성된 상태로 하우징(10a)의 후방 내측 상부에 구획된 공간에 걸쳐 평행하게 삽입 설치되어 있으며, 상기 씨앗제거스크린(6)의 상부측에 해당하는 하우징(10a)에는 씨앗제거스크린(6)의 작동상태를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 체크도어(68)가 개폐 가능하게 설치된다.

또한, 상기 씨앗제거스크린(6)의 몸통에는 그 전면(全面)에 걸쳐 물빠짐용 통공(61)이 형성되어 있고, 그 내주연을 따라서는 씨앗배출용 이송스크류(62)가 설치되는 바, 씨앗제거스크린(6)의 회전축에는 하우징(10a)의 외측에 구비된 스크린모터(66)의 구동스프라켓(66a)과 체인으로 연결되는 종동스프라켓(67)이 설치됨으로서, 스크린모터(66)의 작동에 따라 씨앗제거스크린(6)이 하우징(10a)의 내부에서 회전하게 되며, 도면상 1차 스크린(6a)과 2차 스크린(6b)으로 이루어지는 이중스크린 구조가 적용된 것으로 도시되어 있다.

한편, 상기 씨앗배출부(63)는 씨앗제거스크린(6)의 몸통보다 그 외경이 작게 형성된 상태에서, 스크류프레스(3)의 투입호퍼(25) 상부측에 위치하도록 배치됨에 따라, 씨앗제거스크린(6)으로부터 씨앗배출부(63)를 통하여 배출된 찌꺼기가 스크류프레스(3)에 의하여 한번 더 탈수되도록 이루어지며, 씨앗제거스크린(6)의 하측에 모이는 여액은 씨앗배출부(63)가 형성된 부위의 단턱에 의하여 씨앗배출부(63)측으로 배출되지 않게 된다.

그리고, 상기 씨앗제거스크린(6)이 삽입되는 하우징(10a) 공간의 바닥부에는 씨앗제거스크린(6)에서 씨앗이나 짐승털과 같은 미세협잡물과 분리된 여액을 여액배출조(8)로 유입시키는 여액배출관(64)이 하향 설치되어 있고, 씨앗제거스크린(6)의 상부측에는 표면세척을 위한 세척수(65)의 분사수단 및 세척브러쉬(65a)가 설치되어 있으며, 씨앗제거스크린(6)과 여액배출조(8)의 사이에는 싸이클론(5)의 여액배출관(51)을 통하여 유입된 여액으로부터 모래와 같은 미세협잡물을 제거하기 위한 원심분리기(7)가 설치된다.

상기 원심분리기(7)는 모래와 같은 미세협잡물을 비중차에 의하여 여액과 분리시킬 수 있도록 한 것으로서, 구동모터(77)의 구동스프라켓(77a)과 체인으로 연결된 종동스프라켓(78)에 의하여 고속 회전이 가능한 탈수스크류(73)가 내부에 삽입 설치되어 있고, 상기 탈수스크류(73)의 회전축에도 베어링(73a)이 설치되며, 원심분리기(7)의 일측 하부에는 모래 성분 등이 분리된 여액을 여액배출조(8)로 유입시키기 위한 여액배출관(72)이 설치된다.

그리고, 상기 원심분리기(7)의 타측 하부에는 여액과 분리된 모래 등을 배출시킬 수 있도록 세사배출기(71)가 연결 설치되며, 상기 세사배출기(71)의 내부에는 모래 등의 배출을 위한 배출스크류(75)가 설치되고, 세사배출기(71)의 상단측에는 배출스크류(75)의 작동을 위한 스크류모터(74)와 세사배출구(71a)가 설치되며, 상기 스크류모터(74)의 구동스프라켓(74a)이 배출스크류(75)의 회전축에 설치된 종동스프라켓(76)과 체인으로 연결되어 있다.

이와 더불어, 본 출원인이 2005년 특허출원 제 61539호로 선출원하여 제 10- 518805호로 특허등록된 기술내용에서와 같이, 상기 여액저장조(4)는 그 내부공간이 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)의 여액배출구(24)(32)를 포함하는 상부공간으로부터 하부측으로 갈수록 폭이 좁아지는 상광하협(上廣下陜) 형태 즉, 깔대기 형태의 제 1저장공간(46)과, 상기 제 1저장공간(46)의 하측 외주연부를 따라 여액저장조(4)의 나머지 공간을 이루는 제 2저장공간(47)으로 나뉘어 형성된다.

또한, 상기 제 1, 제 2저장공간(46)(47)을 구획하는 격벽(45)의 일측 상부에는 각각의 저장공간(46)(47)을 연통시키기 위한 오버플로우 통로(미도시)가 설치되며, 상기 이송펌프(41)는 제 1저장공간(46)의 바닥부와 연결되는 주흡입관(48)과, 상기 주흡입관(48)으로부터 격벽(45)을 관통하여 제 2저장공간(47)의 바닥부로 연장되는 보조흡입관(미도시)에 의하여 각각의 저장공간(46)(47)과 연결 설치된다.

다른 한편으로, 씨앗제거스크린(6)의 상부측에 해당하는 하우징(10a)으로부터 악취의 배기관(69)이 연장되는 바, 상기 배기관(69)은 악취의 정화처리를 위한 별도의 탈취장치와 연결될 수도 있고, 본 출원인이 선출원하여 제 10-0880270호와 제 10-1172837호로 각각 특허 등록된 기술내용에서와 같이, 협잡물 종합처리기(10) 자체에 구비된 탈취장치(82), 즉 습식탈취장치나 광탈취장치와 연결될 수도 있음을 밝혀두는 바이며, 도 1 및 도 3에서는 상기 탈취장치(82)가 격벽(83)에 의하여 여액배출조(8)에 구획된 공간에 설치된 것으로 도시되어 있다.

상기와 같은 협잡물 종합처리기(10)에 있어 본 발명의 실질적인 요부를 이루는 구성요소로서는 처리기 본체의 내부로 투입되는 분뇨 및 축산폐수중의 협잡물 농도를 측정하여 이에 맞춘 합리적이고 경제적인 협잡물 처리를 수행토록 한 것인 바, 이를 위하여 도 1 내지 도 5에 걸쳐 도시된 바와 같이, 상기 유량조정조(21)와 여액저장조(4)의 내부에는 부유물의 농도를 측정하는 농도센서(9)가 하우징(10a) 부분을 수밀(水密) 가능하게 관통하여 수직 방향으로 각각 삽입 설치되어 있다.

상기 농도센서(9)는 SS meter로 하여 널리 시판되고 있는 제품으로서, 근적외선 펄스(Pulse) 변조방식을 이용하여 MLSS(Mixed liquor suspended solid: 혼합액 현탁고형물)를 정확하게 측정할 수 있는 한편, 압력센서와 발광소자 및 수광소자가 일체화된 완전 방수형 구조를 가짐으로서, 외부광에 영향을 받지 않고 오염이나 손상에도 강한 검출기를 사용하는 것이 바람직하며, 이외에도 다른 여러 가지 종류의 탁도계나 부유물질 측정기가 농도센서(9)로 사용될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 유량조정조(21)와 여액저장조(4)의 내부에 농도센서(9)를 설치하는 이유는, 분뇨 및 축산폐수가 투입되는 위치와 싸이클론(5)으로 여액을 펌핑하기 이전 위치에서 각각 1회씩 총 2회에 걸쳐 부유물의 농도를 측정함으로서, 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3) 및 씨앗제거스크린(6)과 원심분리기(7)에서의 처리부하를 처리기 본체의 내부에서 단계적으로 조정토록 하기 위함이며, 상기 각각의 농도센서(9)는 케이블(9a)에 의하여 협잡물 종합처리기(10)의 컨트롤패널(95)과 접속 설치된다.

이와 더불어, 상기 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)의 상부에 해당하는 하우징(10a)의 내부 공간에는 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)이 각각 배치되고, 상기 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)은 하우징(10a)의 벽체 부분을 수밀 가능하게 관통하여 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)의 길이 방향을 따라 연장 설치되는 것이며, 상기 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)의 바닥면에는 일정한 간격을 두고 세척수의 분사공이나 분사노즐(미도시)이 제공된다.

상기 제 1세척수분사관(91)은 로터리스크린(2)을 이루는 스크린본체(22)의 회전축 직상부에서 해당 회전축과 평행하게 배치하고, 상기 제 2세척수분사관(92)은 스크류프레스(3)의 투입호퍼(25) 직상부에서 압출스크류(31)의 스크류축과 평행하게 배치하는 것이 바람직하며, 각각의 세척수분사관(91)(92) 선단 입구측은 하우징(10a)의 벽체 외부로 노출되어 있고, 이와 같이 하우징(10a)의 벽체 외부로 노출된 각 세척수분사관(91)(92)의 선단 입구측에는 전동밸브(94)가 설치되어 있다.

상기 각각의 전동밸브(94) 또한 케이블(94a)에 의하여 컨트롤패널(95)과 접속 설치됨으로서, 유량조정조(21)의 농도센서(9)로부터 입력된 부유물의 농도에 따라 컨트롤패널(95)에 의하여 개폐작동이 제어되도록 이루어지며, 각각의 세척수분사관(91)(92) 선단 입구측은 미도시된 연결배관이나 고압호스 등에 의하여 세척수펌프와 연결 설치될 것이고, 각각의 세척수분사관(91)(92) 후단부는 막힌 상태로 하여 하우징(10a)의 내부공간에서 별도로 지지될 것이다.

그리고, 상기 싸이클론(5)의 하측부에는 전동밸브(94)가 구비된 보충수주입관(93)이 연결 설치되는 바, 상기 보충수주입관(93)의 전동밸브(94) 역시 케이블(94a)에 의하여 컨트롤패널(95)과 접속 설치됨으로서, 여액저장조(4)의 농도센서(9)로부터 입력된 부유물의 농도에 따라 컨트롤패널(95)에 의하여 개폐작동이 제어되도록 이루어지며, 상기 원심분리기(7)의 구동모터(77)는 여액저장조(4)의 농도센서(9)로부터 입력된 부유물의 농도에 따라 컨트롤패널(95)에 의하여 회전속도가 제어되는 인버터모터(Inverter motor)가 사용된다.

상기 보충수주입관(93)의 경우는 그 후단측 출구 부분이 싸이클론(5)의 벽체를 관통하여 싸이클론(5)의 내부공간과 연통될 것이고, 그 선단측 입구 부분은 미도시된 연결배관이나 고압호스 등에 의하여 보충수펌프와 연결 설치될 것이며, 필요에 따라서는 각각의 세척수분사관(91)(92)과 보충수주입관(93)이 하나의 펌프를 공유하는 병렬식 배관라인을 이루도록 설치될 수도 있고, 각각의 세척수분사관(91) (92) 역시 하나의 전동밸브(94)를 공유하는 병렬식 배관라인으로 설치될 수 있다.

이와 더불어, 각각의 세척수분사관(91)(92)에 설치된 전동밸브(94)의 개폐작동은 해당 농도센서(9)로부터 측정되는 부유물 농도가 설정치를 초과하는 시점과 설정치 이하가 되는 시점을 기준으로 하여 자동 수행되게 하는 것이 바람직하고, 상기 보충수주입관(93)에 설치된 전동밸브(94)의 개방작동은 해당 농도센서(9)에 의하여 자동적으로 수행되게 하는 한편, 해당 전동밸브(94)의 폐쇄작동은 컨트롤패널(95)에 내장된 미도시된 타이머 등에 의하여 자동적으로 수행되게 하는 것이 바람직하며, 이러한 방식 이외에도 다양한 제어방식이 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 각각의 전동밸브(94)는 도 4의 (가) 및 (나)에 도시된 바와 같이 액츄에이터(Actuator)가 구비된 볼밸브를 사용하는 것이 바람직하지만 일반적인 솔레노이드 밸브가 사용될 수도 있고, 상기 인버터모터는 공지된 바와 같이 반도체를 활용한 전력변환을 통하여 모터의 속도를 실시간으로 제어할 수 있도록 한 것인 바, 전압형 인버터와 전류형 인버터 중에서 회전속도의 제어범위가 넓은 전류형 인버터를 사용하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 5에 걸쳐 도시된 것은 본 발명의 최적 실시예에 해당하는 것으로서, 필요에 따라서는 상기 농도센서(9)를 유량조정조(21) 또는 여액저장조(4) 중에서 택일한 하나의 위치에만 설치하여 놓은 다음, 해당 농도센서(9)에 의하여 각각의 세척수분사관(91)(92)과 보충수주입관(93)에 설치된 전동밸브(94)의 개폐작동 및 원심분리기(7)용 인버터모터의 회전속도 제어가 일괄 수행되도록 할 수도 있으며, 이 경우 각각의 세척수분사관(91)(92)에 설치된 전동밸브(94)의 제어로부터 보충수주입관(93)의 전동밸브(94) 및 원심분리기(7)용 인버터모터의 제어 사이에 적절한 인터발(Interval)을 두는 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 협잡물 종합처리기(10)를 이용하여 분뇨 및 축산폐수에 포함된 각종 협잡물을 여액과 분리시키는 본 발명의 스마트 협잡물 처리방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스마트 협잡물 처리방법은 도 6의 플로우차트에서와 같이, 분뇨와 축산폐수의 투입단계(S1)로부터 로터리스크린(2)에 의한 1차 협잡물 분리단계(S2)와 싸이클론(5)에 의한 2차 협잡물 분리단계(S3)를 순차적으로 거친 후, 씨앗제거스크린(6)에 의한 3차 협잡물 분리단계(S4)와 원심분리기(7)에 의한 4차 협잡물 분리단계(S5)가 동시에 수행되도록 하되, 상기 투입단계(S1)와 1차 협잡물 분리단계(S2)의 사이에 유량조정조(21)의 농도센서(9)로 부유물 농도를 측정하는 1차 농도측정단계(S12)를 수행하고, 상기 1차 협잡물 분리단계(S2)와 2차 협잡물 분리단계(S3)의 사이에 여액저장조(4)의 농도센서(9)로 부유물 농도를 측정하는 2차 농도측정단계(S23)가 수행되도록 한 것이다.

먼저, 상기 분뇨 및 축산폐수의 투입단계(S1)는 탱크로리와 같은 수거차량으로 분뇨와 축산폐수를 수거하여 정화시설이 설비된 지역으로 분뇨 및 축산폐수를 운반시킨 다음, 수거차량의 배출호스를 본 발명에 따른 협잡물 종합처리기(10)의 투입구(1)와 연결시킨 상태에서, 분뇨 및 축산폐수를 협잡물 종합처리기(10)의 내부로 투입시키는 과정으로 수행된다.

상기와 같은 투입단계(S1)를 거치게 되면, 탱크로리 등의 수거차량에 저장된 분뇨 및 축산폐수가 투입관(11)으로부터 유량조정조(21)로 1차 유입되는 바, 상기 유량조정조(21)는 하우징(10a)의 내부로 투입된 분뇨 및 축산폐수의 수위가 로터리스크린(2)의 스크린본체(22) 상단 높이보다 낮게 되도록 하여, 분뇨 및 축산폐수가 스크린본체(22)를 넘어 스크류프레스(3)의 투입호퍼(25)측으로 직접 유입되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

상기와 같이 유량조정조(21)로 투입되는 분뇨 및 축산폐수는 씨앗이나 모래 또는 그 이외의 다양한 협잡물이 부유물 형태로 포함되어 있는 바, 해당 부유물의 농도를 유량조정조(21)에 설치된 농도센서(9)를 이용하여 측정하는 1차 농도측정단계(S12)가 투입단계(S1)의 직후에 수행되는 것이며, 상기 1차 농도측정단계(S12)에서 측정된 부유물의 농도가 설정치 이하로 판단될 경우에는 별다른 조치없이 1차 협잡물 분리단계(S2)가 연속적으로 수행되는 것이다.

상기 1차 협잡물 분리단계(S2)는 유량조정조(21)로 투입된 분뇨 및 축산폐수가 로터리스크린(2)을 거치는 과정에서 그 물기 즉, 여액은 스크린본체(22)를 이루는 금속원판이나 금속링 사이의 간격 및 스크린본체(22) 하측의 여액배출구(24)를 거쳐 여액저장조(4)로 유입되게 하고, 분뇨 및 축산폐수에 포함된 협잡물 중 그 크기가 다소 크게 되는 협잡물은 스크린본체(22)와 보조분리기(23)를 거쳐 스크류프레스(3)의 투입호퍼(25)로 낙하되게 하는 과정으로 수행된다.

상기와 같은 1차 협잡물 분리단계(S2)를 거쳐 스크류프레스(3)의 내부로 투입된 협잡물은 로터리스크린(2)을 거치는 과정에서 다량의 여액이 1차 탈수된 상태가 되고, 이러한 상태의 협잡물이 스크류프레스(3) 내부의 압출스크류(31)에 의하여 가압식으로 재차 탈수되는 것이며, 스크류프레스(3)에서 탈수된 여액은 여액배출구(32)를 거쳐 여액저장조(4)로 유입되고, 여액이 탈수된 협잡물 찌꺼기는 스크류프레스(3)의 협잡물배출구(36) 및 배출챔버(37)의 배출구(37a)를 통하여 외부로 배출된다.

상기와 같이 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)를 거쳐 여액저장조(4)로 유입된 여액은 비교적 큰 협잡물이 걸러진 상태이지만, 씨앗이나 짐승털 또는 모래와 같은 다량의 미세협잡물이 여전히 부유물 형태로 포함되어 있는 바, 이와 같이 여액저장조(4)로 유입된 여액중의 부유물 농도를 농도센서(9)로 측정하는 2차 농도측정단계(S23)가 1차 협잡물 분리단계(S2)의 직후에 수행되는 것이며, 상기 2차 농도측정단계(S23)에서도 부유물의 농도가 설정치 이하로 측정될 경우, 여액저장조(4)에 저장된 여액을 싸이클론(5)으로 펌핑하여 별다른 조치없이 싸이클론(5)에서의 2차 협잡물 분리단계(S3)가 연이어져 수행될 것이다.

이와 더불어, 앞서 설명되어진 바와 같이 상기 여액저장조(4)를 제 1저장공간(46)과 제 2저장공간(47)으로 구획시켜 놓을 경우, 여액저장조(4)의 농도센서(9)는 제 1저장공간(46)에 설치하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서는 제 2저장공간(47)에 설치하더라도 무방함을 밝혀두는 바이며, 제 1저장공간(46)과 제 2저장공간(47)으로 구획된 여액저장조(4)를 사용할 경우에는 1차 협잡물 분리단계(S2)를 거쳐 여액저장조(4)로 유입된 여액중의 협잡물이 여액저장조(4)의 바닥면으로 침전되어 체류하게 되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

다시 말해서, 상기 제 1저장공간(46)의 내부로 유입된 여액 중 그 비중이 무거운 침전성 미세협잡물은 상광하협(上廣下陜)의 깔대기 형상을 가지는 제 1저장공간(46)의 좁은 바닥부측을 향하여 집중적으로 가라앉게 되므로, 제 1저장공간(46)의 좁은 바닥부와 인접하도록 설치된 이송펌프(41)의 주흡입관(48)에 의하여 제 1저장공간(46)의 바닥부측으로 가라앉은 모래 등의 침전성 미세협잡물이 여액과 함께 주흡입관(48)을 통하여 흡입된 다음, 이송펌프(41)와 이송관(43)을 거쳐 싸이클론(5)의 내부로 전량 이송됨으로서, 제 1저장공간(46)의 바닥부로 침전되어 체류하게 되는 협잡물의 량을 거의 제로(Zero)화시킬 수 있다는 것이다.

상기와 같이 여액저장조(4)의 바닥부로 침전되는 미세협잡물이 제 1저장공간(46)의 내부에서 이송펌프(41)의 주흡입관(48)을 통하여 완전히 배출되도록 하였기 때문에, 침전성 미세협잡물이 거의 포함되지 않은 여액만이 격벽(45)에 형성된 오버플로우 통로(미도시)를 거쳐 제 2저장공간(47)으로 유입되며, 이와 같이 제 2저장공간(47)으로 유입된 여액 또한 주흡입관(48)과 연결된 보조흡입관(미도시)에 의하여 싸이클론(5)으로 이송되는 것이다.

상기와 같이 여액저장조(4)로부터 이송펌프(41)의 이송관(43)을 거쳐 싸이클론(5)으로 여액을 펌핑시키게 되면, 해당 펌핑압력에 의한 싸이클론 현상에 따라 씨앗이나 짐승털과 같이 비중이 가벼운 부유성 미세협잡물은 상부로 뜨게 되고, 모래와 같이 비중이 무거운 침전성 미세협잡물은 하부로 가라앉게 되므로, 싸이클론(5)의 상부측에 설치된 씨앗배출관(52)을 통해서는 부유성 미세협잡물이 소량의 여액과 함께 씨앗제거스크린(6)의 내부로 유입되는 한편, 싸이클론(5)의 하부측에 설치된 여액배출관(51)을 통해서는 침전성 미세협잡물이 나머지 여액과 함께 원심분리기(7)측으로 투입되는 2차 협잡물 분리단계(S3)가 수행된다.

상기와 같이 싸이클론(5)에 의한 2차 협잡물 분리단계(S3)가 수행된 다음에는, 씨앗제거스크린(6)에 의한 3차 협잡물 분리단계(S4)와 원심분리기(7)에 의한 4차 협잡물 분리단계(S5)가 동시에 수행되는 바, 상기 3차 협잡물 분리단계(S4)는 씨앗제거스크린(6)으로 투입된 협잡물중의 여액이 스크린모터(66)에 의한 씨앗제거스크린(6)의 회전에 따라 그 표면의 물빠짐 통공(61)으로 빠져 나오게 하는 한편, 해당 여액 성분은 씨앗제거스크린(6)의 세척수(65)와 함께 여액배출관(64)을 통하여 여액배출조(8)로 유입시키고, 여액과 분리된 씨앗 등의 미세협잡물 찌꺼기는 이송스크류(62)에 의하여 씨앗배출부(63)와 투입호퍼(25)를 거쳐 스크류프레스(3)의 내부로 투입 및 탈수시키는 과정으로 수행된다.

그리고, 상기 4차 협잡물 분리단계(S5)는 원심분리기(7)의 내부로 투입된 다량의 여액을 원심분리기(7)에 설치된 탈수스크류(73)의 고속 회전에 따라 그 비중차에 의하여 여액과 협잡물 찌꺼기로 최종 분리시키는 한편, 이와 같이 분리된 여액 성분은 여액배출관(72)을 통하여 여액배출조(8)로 유입시키고, 모래 등을 포함하는 미세협잡물 찌꺼기는 세사배출기(71)에 설치된 배출스크류(75)에 의하여 세사배출구(71a)로 배출시키는 과정으로 수행되는 것이며, 씨앗제거스크린(6)을 포함한 하우징(10a)의 내부에서 발생한 악취는 배기관(69)을 통하여 탈취장치(82)로 공급됨으로서 정화 처리된다.

상기와 같이 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3) 및 싸이클론(5)과 연결된 씨앗제거스크린(6)과 원심분리기(7)에 의하여 4차에 걸친 협잡물 분리과정 및 탈수과정을 거침으로서 비교적 깨끗한 상태로 조성된 여액이 여액배출조(8)에 저장되고, 이와 같이 여액배출조(8)에 저장된 여액을 배출관(81)을 통하여 최종 정화시설로 보내는 것이며, 스크류프레스(3)로부터 탈수 처리된 상태로 배출되는 협잡물과 씨앗류 및 세사배출기(71)로부터 배출되는 세사류 등의 찌꺼기 성분은 별도로 수거하여 폐기 처분토록 하는 것이다.

위에서 설명되어진 일련의 협잡물 처리과정은 분뇨 및 축산폐수에 포함된 부유물의 농도가 낮게 되어 1차 농도측정단계(S12)와 2차 농도측정단계(S23)에서 모두 설정치 이하의 부유물 농도가 검출된 경우에 해당하는 것이며, 이와는 달리 분뇨 및 축산폐수중에 다량의 부유물이 포함됨에 따라 1차 농도측정단계(S12)에서 측정된 부유물의 농도가 설정치(예를 들어 25,000ppm)를 초과할 경우에는, 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)의 상부에 각각 배치된 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)의 전동밸브(94)를 일정 시간동안 개방하여 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)측으로 세척수를 분사시키는 처리과정이 추가로 수행된다.

상기와 같은 세척수의 분사처리를 통하여, 로터리스크린(2)에 제공된 여액의 물빠짐 간격이 부유물에 의하여 막히지 않도록 하는 한편, 스크류프레스(3)측으로 투입되는 협잡물의 점도를 낮추어 스크류프레스(3)에서의 탈수작업 또한 과부하없이 원활하게 수행되도록 할 수 있으며, 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)를 거쳐 여액저장조(4)로 유입되는 여액의 부유물 농도(점도) 역시 세척수의 혼합에 의하여 일정한 수준으로 낮아지기 때문에, 부유성 미세협잡물과 침전성 미세협잡물을 씨앗제거스크린(6)과 원심분리기(7)로 분산 공급시키는 싸이클론(5)의 기능도 원활하게 수행될 수 있는 것이다.

상기와 같이 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)의 전동밸브(94)를 개방하여 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)로 세척수를 분사시키는 처리시간은 앞서 설명되어진 바와 같이 해당 농도센서(9)나 컨트롤패널(95)에 제공된 타이머 등으로 판단한 다음, 적절한 시점에 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)의 전동밸브(94)를 폐쇄시킴으로서, 과도한 량의 세척수가 여액저장조(4)로 유입되어 여액저장조(4)의 수위감지기(42)에 의한 협잡물 종합처리기(10)의 불필요한 가동중단이 발생하지 않도록 한다.

상기와 같이 1차 농도측정단계(S12)에서 설정치 이상의 부유물 농도가 검출됨에 따라, 일정량의 세척수를 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)측으로 분사시키는 처리과정을 거친 후에도, 여액저장조(4)에 저장되는 여액의 부유물 농도가 설정치(예를 들어 15,000ppm)를 초과할 수도 있는 바, 이러한 상황을 2차 농도측정단계(S23)에서 감지하여 싸이클론(5)으로 보충수를 공급하는 동시에 원심분리기(7)용 구동모터(77)의 회전속도를 증대시킴으로서, 싸이클론(5)의 고유기능이 저하되는 현상과 씨앗제거스크린(6)의 물빠짐 통공(61)이 부유물에 의하여 막히는 현상을 2중으로 차단시키는 한편, 보충수의 공급으로 그 점도가 상대적으로 낮아진 여액을 원심분리기(7)에서 별다른 부하없이 빠른 속도로 처리하여 협잡물의 처리효율을 일정한 수준으로 유지시킬 수 있는 것이다.

상기와 같이 보충수공급관(93)을 통한 보충수의 공급시간과 원심분리기(7)의 회전속도 및 그 처리시간의 경우에도 해당 농도센서(9)와 컨트롤패널(95)로 판단하여 결정되는 것이며, 이러한 스마트한 처리방법의 적용에 따라 처리기 본체의 내부로 투입되는 분뇨 및 축산폐수중의 부유물 농도에 맞추어 선출원의 방식보다 한층 더 합리적이고 경제적이며 효율적인 협잡물 처리를 수행할 수 있음은 물론이고, 부유물의 농도가 매우 높은 경우에도 로터리스크린(2)과 씨앗제거스크린(6)의 막힘 현상 및 스크류프레스(3)와 원심분리기(7)의 과부하가 발생하지 아니하는 조건으로 협잡물의 처리작업을 중단없이 안정적으로 수행할 수 있는 것이다.

도 6에 도시된 것은 본 발명의 최적 실시예에 해당하는 것으로서, 필요에 따라서는 상기 농도센서(9)를 유량조정조(21) 또는 여액저장조(4) 중에서 택일한 하나의 위치에만 설치하여 놓은 다음, 상기 분뇨 및 축산폐수 투입단계(S1)와 1차 협잡물 분리단계(S2)의 사이 또는 상기 1차 협잡물 분리단계(S2)와 2차 협잡물 분리단계(S3)의 사이에 1회의 농도측정단계만이 수행되도록 할 수도 있으며, 이 경우 해당 농도측정단계에서 측정된 부유물 농도에 맞추어 각각의 세척수분사관(91)(92)과 보충수주입관(93)에 설치된 전동밸브(94)의 개폐작동 및 원심분리기(7)용 인버터모터의 회전속도 제어가 일괄 수행되도록 하되, 각각의 세척수분사관(91)(92)에 설치된 전동밸브(94)의 제어로부터 보충수주입관(93)의 전동밸브(94) 및 원심분리기(7)용 인버터모터의 제어 사이에 적절한 인터발(Interval)을 두는 것이 바람직하다.

1 : 투입구 2 : 로터리스크린 3 : 스크류프레스
4 : 여액저장조 5 : 싸이클론 6 : 씨앗제거스크린
6a : 1차 스크린 6b : 2차 스크린 7 : 원심분리기
8 : 여액배출조 9 : 농도센서 9a,94a : 케이블
10 : 협잡물 종합처리기 10a : 하우징 11 : 투입관
21 : 유량조정조 22 : 스크린본체 23 : 보조분리기
24,32 : 여액배출구 25 : 투입호퍼 26,68 : 체크도어
27,66 : 스크린모터 27a : 감속기 28 : 스프라켓
27b,35a,73a : 베어링 31 : 압출스크류 33 : 스크류케이싱
34,74 : 스크류모터 34a,66a,74a,77a : 구동스프라켓
35,67,76,78 : 종동스프라켓 36 : 협잡물배출구
37 : 배출덕트 37a : 배출구 37b : 배기구
41 : 이송펌프 42 : 수위감지기 43 : 이송관
44 : 펌프모터 45,83 : 격벽 46 : 제 1저장공간
47 : 제 2저장공간 48 : 주흡입관 51,64,72 : 여액배출관
52 : 씨앗배출관 53 : 오버플로우관 61 : 통공
62 : 이송스크류 63 : 씨앗배출부 65 : 세척수
65a : 세척브러쉬 69 : 배기관 71 : 세사배출기
71a : 세사배출구 73 : 탈수스크류 75 : 배출스크류
77 : 구동모터 81 : 배출관 82 : 탈취장치
91 : 제 1세척수분사관 92 : 제 2세척수분사관 93 : 보충수주입관
94 : 전동밸브 95 : 컨트롤패널

Claims (4)

1. 처리기의 본체를 이루는 하우징(10a)의 하부측에는 여액저장조(4)와 여액배출조(8)가 각각 구획 형성되고, 상기 여액저장조(4)의 상부측에 해당하는 하우징(10a)의 내부공간에는 투입구(1)를 거쳐 투입된 분뇨나 축산폐수로부터 협잡물을 1차 분리하는 로터리스크린(2)이 설치되며, 상기 투입구(1)와 로터리스크린(2)의 사이에는 유량조정조(21)가 설치되고, 상기 로터리스크린(2)은 여액배출구(24)와 투입호퍼(25)에 의하여 여액저장조(4) 및 스크류프레스(3)와 각각 연통되도록 설치되며, 상기 여액저장조(4)는 이송펌프(41)로부터 연장되는 이송관(43)에 의하여 싸이클론(5)과 연결 설치되고, 상기 싸이클론(5)은 상부측 씨앗배출관(52)에 의하여 여액의 통공(61)이 형성된 씨앗제거스크린(6)과 연결 설치되는 한편, 하부측 여액배출관(51)에 의하여 원심분리기(7)와 연결 설치되며, 상기 씨앗제거스크린(6)의 선단측에는 스크류프레스(3)의 투입호퍼(25) 상부측에 배치되는 씨앗배출부(63)가 제공되고, 상기 원심분리기(7)의 양측 하단에는 스크류식 세사배출기(71)와 여액배출조(8)로의 여액배출관(72)이 각각 연결 설치되며, 상기 씨앗제거스크린(6)의 외부케이싱을 이루는 하우징(10a)의 상부측과 하부측에는 악취의 배기관(69)과 여액배출조(8)로의 여액배출관(64)이 연결 설치된 협잡물 종합처리기(10)에 있어서,
   상기 유량조정조(21)와 여액저장조(4)의 내부에는 부유물의 농도를 측정하는 농도센서(9)가 하우징(10a) 부분을 수밀 가능하게 관통하여 각각 삽입 설치되고, 상기 각각의 농도센서(9)는 케이블(9a)에 의하여 협잡물 종합처리기(10)의 컨트롤패널(95)과 접속 설치되며,
   상기 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)의 상부에 해당하는 하우징(10a)의 내부 공간에는 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)이 각각 배치되고, 상기 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)은 하우징(10a)의 벽체 부분을 수밀 가능하게 관통하여 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)의 길이 방향을 따라 연장 설치된 것이며,
   상기 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)의 바닥면에는 일정한 간격을 두고 세척수의 분사공이나 분사노즐이 제공되는 한편, 각각의 세척수분사관(91)(92) 선단 입구측은 하우징(10a)의 벽체 외부로 노출되고, 상기 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)의 선단 입구측에는 유량조정조(21)의 농도센서(9)로부터 입력된 부유물 농도에 따라 컨트롤패널(95)에 의하여 개폐작동이 제어되는 전동밸브(94)가 설치되며,
   상기 싸이클론(5)의 하측부에는 전동밸브(94)가 구비된 보충수주입관(93)이 연결 설치되고, 상기 보충수주입관(93)의 전동밸브(94)는 여액저장조(4)의 농도센서(9)로부터 입력된 부유물 농도에 따라 컨트롤패널(95)에 의하여 개폐작동이 제어되는 한편, 상기 원심분리기(7)의 구동모터(77)는 여액저장조(4)의 농도센서(9)로부터 입력된 부유물 농도에 따라 컨트롤패널(95)에 의하여 회전속도가 제어되는 인버터모터가 되는 것을 특징으로 하는 부유물 농도센서를 이용한 협잡물 종합처리기.
2. 삭제
3. 탱크로리로 수거된 분뇨 및 축산폐수를 협잡물 종합처리기(10)의 투입구(1)를 통하여 협잡물 종합처리기(10)의 내부로 투입시키는 분뇨 및 축산폐수 투입단계(S1)와, 상기 투입구(1)로부터 유량조정조(21)를 거쳐 유입되는 분뇨 및 축산폐수를 로터리스크린(2)에서 여액과 협잡물로 1차 분리시키는 한편, 1차 분리된 여액은 여액저장조(4)로 유입시키고, 1차 분리된 협잡물은 스크류프레스(3)로 투입하여 탈수 처리하는 1차 협잡물 분리단계(S2)와, 협잡물과의 1차 분리가 이루어진 여액을 여액저장조(4)로부터 싸이클론(5)으로 펌핑시킴으로서, 여액에 포함된 부유성 미세협잡물은 싸이클론(5) 상단측과 연결된 씨앗제거스크린(6)으로 유입시키고, 여액에 포함된 침전성 미세협잡물은 싸이클론(5) 하단측과 연결된 원심분리기(7)로 투입시키는 2차 협잡물 분리단계(S3)를 거치며, 상기 2차 협잡물 분리단계(S3)를 거친 후에는 씨앗제거스크린(6)에서 부유성 미세협잡물을 여액과 분리시킨 다음, 여액 성분은 여액배출조(8)로 유입시키고, 미세협잡물 성분은 스크류프레스(3)로 투입하여 탈수 처리하는 3차 협잡물 분리단계(S4)와, 원심분리기(7)에서 침전성 미세협잡물을 여액과 분리시킨 다음, 여액 성분은 여액배출조(8)로 유입시키고, 미세협잡물 성분은 세사배출기(71)로 투입시켜 탈수 처리하는 4차 협잡물 분리단계(S5)가 동시에 수행되도록 한 협잡물 처리방법에 있어서,
   상기 분뇨 및 축산폐수 투입단계(S1)와 1차 협잡물 분리단계(S2)의 사이에는 유량조정조(21)에 설치된 농도센서(9)를 이용하여 부유물의 농도를 측정하는 1차 농도측정단계(S12)가 수행되고, 상기 1차 협잡물 분리단계(S2)와 2차 협잡물 분리단계(S3)의 사이에는 여액저장조(4)에 설치된 농도센서(9)를 이용하여 부유물의 농도를 측정하는 2차 농도측정단계(S23)가 수행되며,
   상기 1차 농도측정단계(S12)에서 측정된 부유물의 농도가 설정치를 초과할 시에는, 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)의 상부에 각각 배치된 제 1세척수분사관(91)과 제 2세척수분사관(92)의 전동밸브(94)를 일정 시간동안 개방하여 로터리스크린(2)과 스크류프레스(3)측으로 세척수를 분사시키는 과정이 추가로 수행되고,
   상기 2차 농도측정단계(S23)에서 측정된 부유물의 농도가 설정치를 초과할 시에는, 싸이클론(5) 하측부에 연결 설치된 보충수주입관(93)의 전동밸브(94)를 일정 시간동안 개방하여 보충수를 공급시키는 한편, 원심분리기(7)용 구동모터(77)의 회전속도를 증대시키는 과정이 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 부유물 농도센서를 이용한 스마트 협잡물 처리방법.
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