KR102157014B1 - 음폐수의 재활용 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음폐수의 재활용 시스템에 관한 것으로서, 음식물 폐수를 정압가열공급기와 3상원심분리기를 이용한 친환경 공법으로 물질을 분리하여 다양한 형태로 재활용하고, 특히 바이오디젤의 주원료로 사용되는 유분을 순도 높은 형태로 분리 회수할 수 있는 음식물 폐수의 재활용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 음폐수를 수용 보관하는 음폐수저장조; 음폐수저장조에 수용된 음폐수를 공급받아 일 방향으로 이송시키기 위한 동력을 발생시키는 순환펌프와, 상기 순환펌프를 통해 이송된 음폐수를 임시 보관하면서 공급압력과 배출압력을 균형있게 조절하는 버퍼부와, 상기 버퍼부에 수용된 음폐수를 일정 온도로 가열하여 유분 분리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 히팅부를 포함하는 정압가열공급기; 상기 정압가열공급기로부터 음폐수를 공급받아 기름, 슬러지, 물 형태로 각각 분리하는 것으로, 일 방향을 향해 직경이 점차 좁아지는 원추 형상의 회전하우징과, 상기 회전하우징 내부에 수용되어 회전함으로 슬러지를 일 방향으로 이송시키는 이송스크류와, 음폐수를 회전하우징 내부로 공급하는 음폐수공급부와, 상기 회전하우징을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동모터와, 원심분리 과정을 통해 상대적 밀도차에 따라 분리된 물이 배출되는 통로에 해당하는 물배출부와, 유분이 배출되는 통로에 해당하는 기름배출부와, 슬러지가 배출되는 통로에 해당하는 슬러지배출부를 포함하는 3상원심분리기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

음폐수의 재활용 시스템 {RECYCLING SYSTEM FOR FOOD WASTEWATER}
본 발명은 음폐수의 재활용 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정압가열공급기와 3상원심분리기를 이용하여 음폐수로부터 순도 높은 유분, 슬러지, 물을 분리하여 자원화할 수 있는 음폐수의 재활용 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 폐음식물 처리시 발생하는 고형물은 건조 후 사료, 연료 또는 퇴비 등으로 재활용되고 있으나, 음식물 폐수나 음식물 탈리액(이하 '음폐수'라 함)은 하수처리시 악취 등 민원발생에 따른 문제가 지속적으로 발생하고 있으며, 해양반출은 환경오염 문제로 금지되어 있는 실정이다.
음폐수는 수분함유율이 높고 쉽게 부패되는 유기성 물질을 포함하고 있으며, 고형물 함량이 높은 특징이 있다. 과거 음폐수를 처리하는 방법으로는 화학약품을 사용하여 부유물을 침전시킨 후 슬러지를 처리하는 방법이 일반적으로 적용되었는데, 이 과정에서 염분, 질소, 인 등을 환경에 유해한 약품으로 중화처리하는 것으로서 친환경적이지 못하다는 문제점도 있었다.
또한, 일부에서 유기성 슬러리를 발효시켜 바이오가스 생산을 통해 폐수처리를 수행하고 있으나 하루 1만톤 이상 배출되는 양을 처리하기에는 한계가 있고, 악취로 인해 처리장을 설치하기가 매우 어려운 실정이며 시설비 및 운영비가 과다하게 필요하여 실용화하기에는 부족한 점이 있다.
반면, 화석원료의 고갈과, 화석연료의 연소시 발생하는 대기오염에 대한 규제가 강화됨에 따라 화석연료를 대신하기 위한 대체 에너지에 관련한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이에 대한 대응책으로 유기성 음폐수를 이용한 바이오디젤의 생산에 대한 연구 및 산업화가 활발히 진행중이다.
바이오디젤은, 동물성지방이나 식물성오일을 알코올과 촉매의 존재 하에 반응시켜 생산되는 생물학적 연료로서 일반적인 디젤과 물리화학적 특성이 비슷하며 공해가 거의 발생하지 않고, 기존 주유소에서 바로 구입이 가능하여 현실적이라는 장점이 있다.
또한, 바이오디젤은 원료로 사용되는 동물성유지나 식물성기름의 성상에 따라 수율이 달라짐은 물론 자체의 품질이 결정된다. 예컨대 정제되지 않은 동물성유지와 식물성기름을 원료로 생산된 바이오디젤은 합성과정에서의 수율 저하와 품질문제 등의 문제점을 갖는 것이다.
이에 따라 저급의 유지를, 물리 화학적 처리를 통해 바이오디젤의 원료로 사용할 수 있을 정도로 개질하는 여러가지 방법이 연구되고 있다. 이를테면, 전 세계적으로 그 양이 풍부한, 사용 후 또는 부산물로 발생하는 동식물성 유지 중, FFA(free fatty acid) 함량이 원료상태에서 2.0%이하인 일부 동식물성 유지를 단순분리, 화학적 정제 처리하여 바이오디젤의 원료로 사용하기도 하는 것이다.
예컨대 산가 5㎎KOH/g 이상의 저급 지방산 중 음식물 쓰레기에서 발생하는 이른바 브라운 그리스(brown grease)(이하, 유분)는, 입자성 물질, 검질, 지방산, 비누, 수분 등을 다량 함유하여, 바이오디젤의 제조과정인 지방산 메틸 에스테르화 과정에서 수율 및 품질 저하의 원인으로 작용하기는 하지만, 그 순도를 높일 경우에는 바이오디젤의 원료로 충분히 사용 가능하다.
한편, 불순물 함량이 높은 동식물성 유지로부터 바이오디젤의 원료인 유분을 얻기 위한 종래의 기술로는 대한민국등록특허 제10-1168691호(2012.07.19)에 따른 '폐음식물 탈리액 처리방법 및 처리시스템'이 제안된 바 있다. 상기 선행기술에 의하면 음폐수를 종속원심분리와 고속원심분리의 2단계로 처리하여 음폐수내의 슬러지 및 유분의 분리성능을 향상시키고자 하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 원심분리는 그 자체로서 고액분리만 가능한 장치이기 때문에 상기 처리시스템은 미세한 유분까지 분리하지 못한다는 한계를 갖는다.
또한, 대한민국등록특허 제10-0697688호(2007.03.14)에서는 '유수분리장치' 가 제안된 바 있다. 상기 선행기술에 의하면 슬러지가 함유된 음폐수내의 유분을 중력분리를 통해 분리하는 기본 구조를 갖는 것인데, 상기 유수분리장치는 내부에 매우 많은 격벽을 가지고 단지 음폐수를 중력분리하는 구조를 가지므로 처리효율이 좋지 않고 특히 처리에 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 대한민국등록특허 제10-0921244호(2009.10.05)에서는 '음식물탈리액 처리장치'가 제안된 바 있다. 상기 선행기술에 의하면 유수분리용 부상분리조와 유기성 고형물을 제거하기 위한 고액분리용 부상분리조를 분리설치하고, 고압공기로 가압처리하여 미세기포가 용해된 가압처리수를 생성 및 부상분리조의 탈리액 농도의 희석을 통해 유분분리를 시도하고 있으나, 이 또한 많은 동력이 들어가고 만족한 처리효율을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
상기와 같이 음폐수를 폐기하지 않고 다양한 자원으로 재활용하기 위한 연구와 노력은 계속되고 있으나, 기존 장치 및 방법에 의하면 유분의 순도가 높지 않기에 음폐수로부터 바이오디젤의 원료로 사용하기 위한 순도 높은 유분을 효과적으로 확보할 수 있는 장치의 개발이 필요하였다.
대한민국 등록특허 제10-1168691호 (2012.07.19) 대한민국 등록특허 제10-0697688호 (2007.03.14) 대한민국 등록특허 제10-0921244호 (2009.10.05)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 음폐수를 처리함에 있어서 화학약품을 사용하거나 하수처리 과정에서의 환경오염 없이 친환경 공법으로 처리할 수 있는 음폐수의 재활용 시스템을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 음폐수를 폐기하지 않고 자원으로 재활용하되 친환경 공법을 사용한 친환경 자원으로 재활용할 수 있는 3상원심분리기를 이용한 음폐수의 재활용 시스템을 제공하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
또한, 음폐수를 이용한 재활용 자원 중 바이오디젤의 주성분인 유분을 획득함에 있어서 순도 높은 유분을 효과적으로 획득할 수 있도록 정압가열공급기를 통한 유분 분리 효과를 향상시킬 수 있는 음폐수의 재활용 시스템을 제공하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 음폐수를 수용 보관하는 음폐수저장조; 음폐수저장조에 수용된 음폐수를 공급받아 일 방향으로 이송시키기 위한 동력을 발생시키는 순환펌프와, 상기 순환펌프를 통해 이송된 음폐수를 임시 보관하면서 공급압력과 배출압력을 균형있게 조절하는 버퍼부와, 상기 버퍼부에 수용된 음폐수를 일정 온도로 가열하여 유분 분리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 히팅부를 포함하는 정압가열공급기; 상기 정압가열공급기로부터 음폐수를 공급받아 기름, 슬러지, 물 형태로 각각 분리하는 것으로, 일 방향을 향해 직경이 점차 좁아지는 원추 형상의 회전하우징과, 상기 회전하우징 내부에 수용되어 회전함으로 슬러지를 일 방향으로 이송시키는 이송스크류와, 음폐수를 회전하우징 내부로 공급하는 음폐수공급부와, 상기 회전하우징을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동모터와, 원심분리 과정을 통해 상대적 밀도차에 따라 분리된 물이 배출되는 통로에 해당하는 물배출부와, 유분이 배출되는 통로에 해당하는 기름배출부와, 슬러지가 배출되는 통로에 해당하는 슬러지배출부를 포함하는 3상원심분리기;를 포함하는 구성을 제공한다.
또한, 본 발명은 음폐수저장조와 정압가열공급기 사이에 사이클론 고액분리기를 더 포함하는 구성을 제공한다.
본 발명에 따른 음폐수의 재활용 시스템에 의하면, 음폐수를 처리함에 있어서 3상원심분리 방법을 기반으로 한 물리력에 의한 처리 방법으로 악취방지가 용이함과 동시에 화학약품을 사용하지 않기 때문에 2차 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 폐음식물의 탈리액에 용해되어 있는 염분, 질소, 인과 같은 유기물을 에너지로 전환하여 사용할 수 있기 때문에 친환경 녹색정책에 이바지할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 해양 및 토지를 오염시키는 폐수의 순환자원화로 강이나 호수 등의 부영양화를 개선할 수 있으며 토양오염을 방지할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 음폐수로부터 바이오디젤의 주성분인 유분을 획득하되 정압가열공급기를 적용함으로 음폐수 가열에 따른 유분 생산성을 높일 수 있으며, 가온 상태의 음폐수를 3상원심분리기에 투입함으로 순도 높은 유분을 획득할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 음폐수의 재활용 시스템에 대한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 정압가열공급기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 정압가열공급기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 3상원심분리기의 구성을 도시한 것이다.전체 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제 4실시예에 따른 음폐수의 재활용 시스템에 대한 전체 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 5실시예에 따른 음폐수의 재활용 시스템의 배출제어부 구성을 간략히 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 음폐수를 활용한 친환경 자원화 시스템을 구축하기 위한 것으로, 음폐수로부터 바이오 디젤의 주원료인 순도 높은 유분을 획득할 수 있도록 구성한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 음폐수의 재활용 시스템에 대한 전체 구성도이다.
상기와 같이 본 발명은, 음폐수를 수용 보관하는 음폐수저장조(100)와, 상기 음폐수저장조(100)에 수용된 음폐수를 공급받아 일 방향으로 이송하되 일정한 공급 압력을 유지하고 온도를 가온시켜 유분 분리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 정압가열공급기(200)와, 상기 정압가열공급기(200)로부터 음폐수를 공급받아 기름, 슬러지, 물 형태로 각각 분리하는 3상원심분리기(300)와, 상기 3상원심분리기(300)를 통해 분리된 자원을 수용하는 슬러지수용부(400), 물수용부(500), 기름수용부(600)를 포함하여 구성된다.
음폐수저장조(100)는 음식물 폐수나 음식물 탈리액에 해당하는 음폐수를 수용 보관하는 것으로, 고형물에 대해서는 선별 및 분쇄과정을 거친 액상의 음폐수가 저장된다.
정압가열공급기(200)는 상기 음폐수저장조(100)에 수용된 음폐수를 공급받은 후 일정 온도로 가열하여 유분을 분리시키는 것으로, 크게 일정한 압력으로 음폐수를 공급하기 위한 정압기능과, 음폐수로부터 유분의 분리 효율을 높이고자 음폐수를 가열하는 기능을 포함한다.
상기 정압가열공급기(200)의 주요 구성은, 음폐수저장조(100)에 수용된 음폐수를 공급받아 일 방향으로 이송시키기 위한 동력을 발생시키는 순환펌프(210)와, 상기 순환펌프(210)를 통해 이송된 음폐수를 임시 보관하면서 공급압력과 배출압력을 균형있게 조절하는 버퍼부(220)와, 상기 버퍼부(220)에 수용된 음폐수를 일정 온도로 가열하는 히팅부(230)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 버퍼부(220)는 음폐수를 임시 보관할 수 있는 저장공간 또는 이송공간을 형성하되, 일측에는 음폐수가 내측으로 공급 수용될 수 있도록 개구된 형태의 인입부(221)를 형성하고, 또 다른 일측에는 수용된 음폐수가 배출될 수 있도록 개구된 형태의 인출부(222)를 형성하며, 버퍼부(220) 둘레에는 히팅부(230)를 형성하여 버퍼부(220)에 머물고 있는 음폐수의 온도를 승온시킨다.
본 발명의 제 1실시예에 따르면, 상기 버퍼부(220)의 내측 공간은 인입부(221)에서 인출부(222)로 진행될 수록 내측 공간이 점차 좁아지는 형태의 테이퍼형 단면으로 이루어진다. 이는 음폐수가 이동하는 과정에서 배출부의 면적이 좁아짐에 따라 임시적으로 버퍼링 현상이 발생하는 공간에 해당되는 것으로 음폐수의 공급이 불규칙하게 이루어진다 하더라도 배출량과 배출압력은 일정하게 유지하기 위한 구성에 해당한다.
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 정압가열공급기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
상기와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 정압가열공급기(200)에서 버퍼부(220)의 내측 공간은 인입부(221)에서 인출부(222)로 진행될 수록 내측 공간이 점차 좁아지는 형태의 원뿔형 단면으로 이루어지며, 내측 벽면을 따라 나선형 홈(223)이 더 형성되는 구조로 이루어진다.
상기 나선형 홈(223)은 인입부(221)에서 인출부(222)를 향해 진입되는 형태로 이루어지며, 이는 액상의 음폐수가 이동하는 과정에서 나선형 벽면을 따라 회전하며 와류를 형성하고 이는 액상의 음폐수가 버퍼부(220) 안에 머무는 시간을 연장함에 따라 버퍼 기능이 향상되고 그에 따른 히팅 시간이 길어져 온도 상승이 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 발생한다.
도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 정압가열공급기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
상기와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 정압가열공급기(200)에서 버퍼부(220)는 교반 기능을 포함한 저장탱크로 이루어지고, 버퍼부(220)의 일측 상부에는 음폐수가 유입될 수 있는 인입부(221)가 형성되며, 또 다른 일측 하부에는 음폐수가 배출될 수 있는 인출부(222)가 형성되도록 구성되며, 둘레에는 히팅부(230)를 형성하여 내측에 수용된 음폐수를 가열하여 온도를 상승시킨 후 공급하는 구성이 적용될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 3상원심분리기의 구성을 도시한 것이다.
3상원심분리기(300)는 상기 정압가열공급기(200)를 통해 이송 공급된 음폐수를 원심분리 방법을 통해 상대적 밀도차에 따라 물질을 분리시키는 것으로, 일 방향을 향해 직경이 좁아지는 원추 형상의 회전하우징(310)과, 상기 회전하우징(310) 내부에 수용되어 회전함으로 슬러지를 일 방향으로 이송시키는 이송스크류(320)와, 음폐수를 회전하우징(310) 내부로 공급하는 음폐수공급부(330)와, 상기 회전하우징(310)을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동모터(340)와, 원심분리 과정을 통해 상대적 밀도차에 따라 분리된 물이 배출되는 통로에 해당하는 물배출부(350)와, 유분이 배출되는 통로에 해당하는 기름배출부(360)와, 슬러지가 배출되는 통로에 해당하는 슬러지배출부(370)를 포함한다.
즉, 정압가열공급기(200)를 통해 공급된 음폐수는 음폐수공급부(330)를 통해 3상원심분리기(300) 내측으로 이송 공급되고, 구동모터(340)의 동력으로 회전하우징(310)이 고속 회전하면서 상대적 밀도차에 따라 물 성분은 회전하우징(310)의 내측 벽면으로 향하고, 기름 성분은 물 성분과 층을 이루며 회전하우징(310) 내측 중앙부위에 위치한다. 이때, 회전하우징(310) 내측 벽면 부위로부터 연결된 물배출부(350)에서는 원심분리된 물 성분을 선별 배출하고, 회전하우징(310) 중앙부위로부터 연결된 기름배출부(360)에서는 밀도차에 의해 물 성분과 층을 이룬 기름을 선별 배출한다. 또한, 회전하우징(310) 내부에 수용된 이송스크류(320)는 회전 동작과정에서 슬러지를 일 방향으로 압축 이송하다. 보다 상세하게, 원심분리 동작에 의해 회전하우징(310)의 직경이 넓어지는 부위로는 물과 기름이 배출되는 물배출부(350) 및 기름배출부(360)가 연결 형성되고, 직경이 좁아지는 부위로는 슬러지배출부(370)가 형성되며 이는 이송스크류(320)에 의해 슬러지가 압축 이송된 후 배출된다.
슬러지수용부(400)는 3상원심분리기(300)를 통해 배출된 슬러지를 수집 보관하는 것으로, 이는 천연 퇴비를 가공하기 위한 주원료로 사용할 수 있다.
물수용부(500)는 3상원심분리기(300)를 통해 배출된 물 등의 폐수를 수집 보관하는 것으로, 이는 미생물 투입에 따른 발효과정을 거쳐 바이오가스를 획득하기 위한 주원료로 사용할 수 있다.
기름수용부(600)는 3상원심분리기(300)를 통해 배출된 유분을 수집 보관하는 것으로, 이는 바이오디젤의 주원료로 사용되는 것이며, 수집된 유분의 순도를 더욱 향상시키고자 기름수용부(600)에는 가온수단(610)이 더 구비되어 저장된 유분을 지속적으로 가온하여 유분과 수분을 밀도차에 따라 층 분리하고, 하부에는 가온 침전과정에서 층 분리된 물을 배출할 수 있는 배수밸브(620)가 더 형성된다.
본 발명의 제 4실시예에 따른 음폐수의 재활용 시스템에서는 3상원심분리 과정으로 통해 최종 획득하는 결과물에 대한 순도를 더욱 향상시키고자, 음폐수저장조(100)에 수용된 음폐수를 공급받아 이송하는 과정에서 사이클론에 의한 2상분리 과정을 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 4실시예에 따른 음폐수의 재활용 시스템에 대한 전체 구성도이다.
상기와 같이 본 발명의 제 4실시예의 전체적인 구성은 제 1실시예와 동일하지만, 음폐수저장조(100)와 정압가열공급기(200) 사이에 사이클론 고액분리기(700)를 더 포함할 수 있다.
사이클론 고액분리기(700)는 음폐수를 공급받은 후 고속 회전에 따른 원심력으로 밀도가 다른 물질을 서로 분리시키는 것으로, 음폐수에 혼합된 고체와 액체를 분리하는 고-액분리 사이클론 구성에 해당한다. 즉, 사이클론 고액분리기(700)는 공급된 음폐수를 고속 회전시켜 슬러지와 같이 상대적으로 밀도가 큰 고체는 하측으로 이동하여 배출하고, 유분 및 물과 같이 상대적으로 밀도가 작은 액체는 상부로 이동하여 배출하도록 한다.
상기 사이클론 고액분리기(700)의 주요 구성은, 원통 형상의 몸체를 갖고 하부는 직경이 점차 좁아지는 원추 형상으로 이루어진 사이클론하우징(710)과, 상기 사이클론하우징(710)의 측면에서 음폐수가 유입될 수 있도록 형성된 사이클론유입부(720)와, 상기 사이클론하우징(710) 하부에서 고체 성분에 해당하는 슬러지가 배출될 수 있도록 형성된 사이클론슬러지배출부(730)와, 상기 사이클론하우징(710) 상부에서 액체 성분에 해당하는 물과 유분의 혼합물이 배출될 수 있도록 형성된 사이클론액체배출부(740)과, 상기 사이클론 고액분리기(700)를 구동하기 위한 동력을 발생시키는 것으로 사이클론액체배출부(740)에 연결되어 강한 흡입력을 발생시키는 구동펌프(750)와, 배출되는 물질의 순도를 높이기 위해 사이클론슬러지배출부(730) 또는 사이클론액체배출부(740)에서 배출 관로의 내경을 가변적으로 조절할 수 있는 배출제어부(760)를 포함하여 구성한다.
즉, 사이클론 고액분리기(700)는, 음폐수가 사이클론유입부(720)를 통해 일정 압력으로 공급되면 사이클론하우징(710) 내부에 형성된 와류에 의해 원통형 내벽을 따라 빠르게 선회하고, 이때 음폐수 내에 함유되어 있는 슬러지가 원심력에 의해 상기 사이클론하우징(710)의 내측벽 쪽으로 이동함과 동시에 밀도차에 따라 원추형 하부로 이동한다. 반면, 슬러지보다 밀도가 작은 액체(물과 유분의 혼합물)는 슬러지와의 밀도차에 따라 사이클론하우징(710)의 중앙 부위로 밀집됨과 동시에 상승 와류가 형성되면서 액체는 상향으로 이동한다. 이때, 밀도차에 따라 사이클론하우징(710) 하부로 이동한 슬러지는 사이클론슬러지배출부(730)를 통해 외부로 배출되고, 사이클론하우징(710) 상부로 이동한 액체(물과 유분의 혼합물)은 사이클론액체배출부(740)를 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 사이클론 고액분리기(700)는 고체(슬러지)와 액체(물과 유분의 혼합물)를 원심분리 방법을 기초로 밀도차에 따라 각각 분리하되, 분리되는 고체(슬러지)와 액체(물과 유분의 혼합물)의 순도롤 높이기 위해 압력과 배출량을 제어할 수 있으며, 이는 배출되는 관로 내경의 크기를 가변적으로 조절하는 배출제어부(760) 및 유속을 제어하는 구동펌프(750)를 통해 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 5실시예에 따른 음폐수의 재활용 시스템의 배출제어부 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 6과 같이, 본 발명의 제 5실시예에 적용된 사이클론의 배출제어부(760)는 배관에 연결될 수 있는 구조의 배출제어하우징(761)을 마련하고, 배출제어하우징(761) 내측으로는 공기 또는 기름 등의 유체로부터 공간 확장 및 수축이 가능하도록 튜브(762)가 형성되며, 상기 튜브(762)에는 공기 또는 기름 등의 유체가 투입될 수 있도록 유체주입부(763)가 더 형성된 구조로 이루어진다.
즉, 유체 공급에 따라 튜브(762)가 확장되면 배출제어부(760)의 내경이 좁아지면서 이를 통과하던 유량과 유속을 제어할 수 있고, 이는 사이클론 내부에 수용된 유체의 정체시간을 길게하거나 빠른 와류생성을 촉진하여 효과적인 원심분리가 이루어질 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있는 것이다.
100 : 음폐수저장조
200 : 정압가열공급기
210 : 순환펌프
220 : 버퍼부
221 : 인입부
222 : 인출부
223 : 나선형 홈
230 : 히팅부
300 : 3상원심분리기
310 : 회전하우징
320 : 이송스크류
330 : 음폐수공급부
340 : 구동모터
350 : 물배출부
360 : 기름배출부
370 : 슬러지배출부
400 : 슬러지수용부
500 : 물수용부
600 : 기름수용부
610 : 가온수단
620 : 배수밸브
700 : 사이클론 고액분리기
710 : 사이클론하우징
720 : 사이클론유입부
730 : 사이클론슬러지배출부
740 : 사이클론액체배출부
750 : 구동펌프
760 : 배출제어부
761 : 배출제어하우징
762 : 튜브
763 : 유체주입부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 음폐수를 수용 보관하는 음폐수저장조(100); 상기 음폐수저장조(100)에 수용된 음폐수를 공급받아 일 방향으로 이송하되 일정한 공급 압력을 유지하고 온도를 가온시켜 유분 분리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 정압가열공급기(200); 상기 정압가열공급기(200)로부터 음폐수를 공급받아 기름, 슬러지, 물 형태로 각각 분리하는 3상원심분리기(300); 상기 음폐수저장조(100)와 정압가열공급기(200) 사이에 위치하여 액체와 슬러지를 1차로 분리하는 사이클론 고액분리기(700);를 포함하며,
    상기 고액분리기(700)는 원추 형상으로 이루어진 사이클론하우징(710); 상기 사이클론하우징(710)의 측면에서 음폐수가 유입될 수 있도록 형성된 사이클론유입부(720); 상기 사이클론하우징(710) 하부에서 고체 성분이 배출될 수 있도록 형성된 사이클론슬러지배출부(730); 상기 사이클론하우징(710) 상부에서 액체 성분이 배출될 수 있도록 형성된 사이클론액체배출부(740); 상기 사이클론액체배출부(740)에 연결되어 강한 흡입력을 발생시키는 구동펌프(750); 상기 사이클론슬러지배출부(730) 또는 사이클론액체배출부(740)에 연결되어 배출 관로의 내경을 가변적으로 조절하는 것으로 배출 관로 내부에서 확장과 수축이 가능하도록 구성된 튜브(762) 및 상기 튜브(762)의 확장과 수축을 위해 유체가 투입될 수 있도록 한 유체주입부(763)를 포함하는 배출제어부(760);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 음폐수의 재활용 시스템.
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