KR102168283B1 - System to automatically control the air supply to dry organic sludge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기성 슬러지 건조를 위한 공기공급량 자동제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 바이오 드라잉 공정을 거쳐 슬러지를 건조하는데 있어서 공기공급량을 조절하여 수분을 효율적으로 제거할 수 있는 공기공급량 자동제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an air supply amount automatic control system for drying organic sludge, and more specifically, to an air supply amount automatic control system capable of efficiently removing moisture by adjusting the air supply amount in drying the sludge through a bio-drying process. About.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.Herein, background art related to the present disclosure is provided, and these do not necessarily mean known art.
일반적으로 슬러지는 하·폐수 등을 처리 시 발생하는 액체로부터 분리되어 침전된 찌꺼기로서, 산업발전과 함께 국내 하수 및 폐수처리장 건설이 지속적으로 증가함에 따라 슬러지의 발생량도 증가하고 있는 추세이다.In general, sludge is a sediment separated from liquid generated during treatment of sewage and wastewater, and as the construction of domestic sewage and wastewater treatment plants continues to increase along with industrial development, the amount of sludge generated is also increasing.
슬러지는 대략 75~80% 전후의 높은 함수율로 인하여 매립할 경우, 매립장의 수명단축 및 악취발생, 침출수의 발생과 농도를 증가시켜 매립지 주변의 토양 및 지하수 오염을 유발하고, 침출수의 처리시설 비용과 관리비가 과다하여 처리비용을 상승시키는 원인을 제공한다. 또한 이러한 높은 수분함량은 소각 시 발열량을 저하시켜 보조연료의 사용량을 증가시키고, 염소화합물과 소각온도 저하에 기인하는 다이옥신 등의 대기오염물질이 발생한다. When sludge is landfilled due to its high moisture content of around 75~80%, it shortens the life of the landfill, generates odors, increases the generation and concentration of leachate, and causes soil and groundwater pollution around the landfill. It provides a reason for increasing the processing cost due to excessive management cost. In addition, such high moisture content decreases the calorific value during incineration, thereby increasing the amount of auxiliary fuel used, and air pollutants such as chlorine compounds and dioxin due to the decrease in incineration temperature are generated.
그런데 슬러지는 80% 정도의 수분을 함유하고 있으나, 수분을 뺀 나머지의 97% 이상이 유기물로 이루어져 있어, 건조 시 발열량이 대략 3,000kcal/kg 이상으로 에너지원으로써 활용가치가 매우 높다. 따라서 하수슬러지를 건조하여 펠릿연료로 개발함으로써, 하수슬러지의 처리에 따른 환경오염의 최소화는 물론 높은 경제적 가치를 창출할 수 있는 것으로 알려져 있다. However, the sludge contains about 80% of moisture, but more than 97% of the remaining moisture is made of organic matter, so the calorific value during drying is approximately 3,000 kcal/kg or more, which is very valuable as an energy source. Therefore, it is known that by drying sewage sludge and developing it into pellet fuel, it is possible to minimize environmental pollution caused by treatment of sewage sludge and to create high economic value.
종래 통상적인 하수슬러지의 처리방법은 슬러지를 수거한 다음 슬러지에 톱밥이나 폐합성수지 또는 석탄 등을 혼합하여 성형한 다음 다시 건조하여 펠릿 형태로 펠릿연료를 제작하는 방식이 일반적이다. 이러한 종래의 슬러지 처리 공법 및 설비는 미생물을 활용한 호기성 퇴비화와 메탄균을 활용한 혐기성 소화 및 보일러의 스팀을 활용한 가열 건조 등에 의존하는 경향이 높다. Conventional treatment of sewage sludge is a method of collecting the sludge, mixing sawdust, waste synthetic resin, coal, etc. into the sludge, molding it, and then drying it again to produce pellet fuel in the form of pellets. These conventional sludge treatment methods and facilities tend to rely on aerobic composting using microorganisms, anaerobic digestion using methane bacteria, and heat drying using steam from a boiler.
이에 에너지 비용 감소, 처리효율 향상 및 민원이 발생하지 않는 친환경적 처리를 위한 방안의 도입이 요구된다. 특히, 하수슬러지와 같은 유기성 폐기물의 건조에 의한 신재생에너지 전환 및 활용을 고려할 때 향후 지속적인 구조적 개선이 요구된다.Accordingly, it is required to introduce measures for reducing energy costs, improving treatment efficiency, and environmentally friendly treatment that does not cause civil complaints. In particular, when considering the conversion and utilization of new and renewable energy by drying organic wastes such as sewage sludge, continuous structural improvement is required in the future.
본 발명은 일련의 공정을 거쳐 유기성 슬러지를 건조하는 과정에서 공기공급량을 조절하여 수분을 효율적으로 제거할 수 있는 공기공급량 자동제어 시스템으로서, 특히 바이오 드라잉(Bio-drying) 공정에 적합하게 사용될 수 있는 공기공급량 자동제어 시스템을 제공하고자 한다. The present invention is an air supply amount automatic control system capable of efficiently removing moisture by controlling the air supply amount in the process of drying organic sludge through a series of processes, and can be particularly suitably used for a bio-drying process. It is intended to provide an automatic control system for air supply.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 유기성 슬러지 및 공기가 공급 및 배출되면서 바이오 드라잉 공정이 수행되는 바이오 드라잉 장치; 상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 온도를 포함하는 제1 지표를 측정할 수 있는 제1 지표 측정수단; 상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 CO2 농도를 포함하는 제2 지표를 측정할 수 있는 제2 지표 측정수단; 및 상기 바이오 드라잉 장치에 공급되는 공기의 공급량을 자동으로 제어하는 제어수단;을 포함하며, 상기 제어수단은 입력변수들을 설정한 후 상기 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 지표값에 따라 공기공급량을 조절한 후 상기 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 지표값에 따라 공기공급량을 조절하는 방법으로 공기공급량을 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 건조를 위한 공기공급량 자동제어 시스템을 제공한다. The present invention is a bio-drying apparatus in which a bio-drying process is performed while supplying and discharging organic sludge and air; A first index measuring means capable of measuring a first index including a temperature in the bio-drying process; A second index measuring means capable of measuring a second index including the concentration of CO 2 in the bio-drying process; And a control means for automatically controlling the supply amount of air supplied to the bio-drying device, wherein the control means sets the input variables and then the air supply amount according to the index value measured by the first index measurement means. It provides an automatic air supply amount control system for drying organic sludge, characterized in that the air supply amount is automatically adjusted by adjusting the air supply amount according to the index value measured by the second index measurement means.
본 발명에 따른 제어방법을 통해 유기성 슬러지를 건조하는 과정에서 공기공급량을 조절하여 수분을 효율적으로 제거할 수 있는 공기공급량 자동제어 시스템으로서, 특히 바이오 드라잉 공정에 적합하게 사용될 수 있는 공기공급량 자동제어 시스템을 제공할 수 있다. As an air supply amount automatic control system that can efficiently remove moisture by controlling the air supply amount in the process of drying organic sludge through the control method according to the present invention, in particular, automatic control of air supply amount suitable for bio-drying process System can be provided.
도 1 내지 도 3에 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법 알고리즘을 나타내었다.
도 4 내지 도 8에 본 발명의 일실시예에 따른 유기성 슬러지 건조를 위한 공기공급량 자동제어 시스템이 적용되는 바이오 드라잉 장치 구성을 나타내었다.1 to 3 illustrate a control method algorithm according to an embodiment of the present invention.
4 to 8 show the configuration of a bio-drying apparatus to which an air supply amount automatic control system for drying organic sludge according to an embodiment of the present invention is applied.
본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.All technical and scientific terms used in the present specification have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art unless otherwise stated. Also throughout the specification and claims, unless otherwise stated, the term "comprise, comprises, comprising" means to include the recited object, step or group of objects, and steps, and any other It is not used to exclude objects, steps, or groups of objects or steps.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다.Before describing the present invention in detail below, it is understood that the terms used in the present specification are for describing specific embodiments and are not intended to limit the scope of the present invention, which is limited only by the scope of the appended claims. shall.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.Meanwhile, various embodiments of the present invention may be combined with any other embodiments unless there is a clear opposite point. Any feature indicated to be particularly preferred or advantageous may be combined with any other feature and features indicated to be preferred or advantageous. Hereinafter, embodiments of the present invention and effects thereof will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 공기공급량 자동제어시스템은 유기성 슬러지 충진 비율이 50% 이상인 경우에 특히 적합하게 적용될 수 있다. 제어수단의 제어명령에 따라 송풍기 팬의 회전수 등을 조절하여 바이오 드라잉 장치에 공급되는 공기의 공급량을 조절한다. 공기공급량이 너무 많으면 수분을 함유한 내부공기의 배출에는 유리하지만 바이오 드라잉 장치의 내부온도가 너무 낮아져 유기성분의 분해를 방해하게 되고, 반대로 공기공급량이 너무 적으면 바이오 드라잉 장치의 내부온도가 올라가 유기성분의 분해에는 유리하지만 수분을 함유한 내부공기의 원활한 배출이 이루어지지 않게 되므로 적절한 공급량을 유지하는 것이 중요하다. The automatic air supply amount control system according to the present invention can be particularly suitably applied when the filling ratio of organic sludge is 50% or more. According to the control command of the control means, the amount of air supplied to the bio-drying device is adjusted by adjusting the number of rotations of the blower fan. If the amount of air supply is too large, it is advantageous to discharge the internal air containing moisture, but the internal temperature of the bio-drying device is too low to prevent the decomposition of organic components. Conversely, if the amount of air supply is too small, the internal temperature of the bio-drying device is reduced. It is advantageous for the decomposition of organic components, but it is important to maintain an adequate supply amount because the internal air containing moisture is not discharged smoothly.
바이오 드라잉 장치의 상류측에 유기성 슬러지가 공급되면 하류측으로 갈수록 바이오 드라잉 공정이 진행됨에 따라 내부 온도가 상승하고, 이에 따라 하류측에서 증발되는 수증기량이 많아지게 된다. 이 때 공기가 유기성 슬러지와 함께 상류측에 공급된다면 하류측으로 갈수록 이미 포함하고 있는 수증기가 많은 상태에서 상기 하류측에서 증발되는 수증기까지 포함하게 되므로 이 수증기는 과포화 상태에 이르러 다시 응축됨으로써 하류측에서 건조 효율이 감소하는 문제가 있다. When organic sludge is supplied to the upstream side of the bio-drying device, the internal temperature increases as the bio-drying process proceeds toward the downstream side, and accordingly, the amount of water vapor evaporated from the downstream side increases. At this time, if air is supplied to the upstream side along with the organic sludge, the water vapor already contained in the downstream side includes more water vapor that evaporates from the downstream side, so this water vapor reaches a supersaturated state and condenses again and is dried on the downstream side. There is a problem that efficiency decreases.
본 발명의 일실시예에 따른 유기성 슬러지 건조를 위한 공기공급량 자동제어 시스템은 유기성 슬러지가 공급 및 배출되는 방향 및 공기가 공급 및 배출되는 방향이 반대로 구성된 바이오 드라잉 장치에 적용함으로써, 공급되는 건조하고 낮은 온도의 공기를 배출되는 유기성 슬러지와 접촉시켜 응결을 막아 하류측에서의 건조 효율 감소를 최소화할 수 있다.The automatic control system for the amount of air supply for drying organic sludge according to an embodiment of the present invention is applied to a bio-drying apparatus configured in which the directions in which organic sludge is supplied and discharged and the direction in which air is supplied and discharged are reversed, and supplied dry and It is possible to minimize the decrease in drying efficiency on the downstream side by contacting the low temperature air with the discharged organic sludge to prevent condensation.
본 발명의 일실시예에 따른 유기성 슬러지 건조를 위한 공기공급량 자동제어 시스템은 더욱 구체적으로 유기성 슬러지 및 공기가 공급 및 배출되면서 바이오 드라잉 공정이 수행되는 바이오 드라잉 장치, 상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 제1 지표를 측정할 수 있는 제1 지표 측정수단, 상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 제2 지표를 측정할 수 있는 제2 지표 측정수단 및 상기 바이오 드라잉 장치에 공급되는 공기의 공급량을 자동으로 제어하는 제어수단을 포함한다. 편의상 유기성 슬러지가 공급되는 측을 상류측, 건조된 슬러지가 배출되는 측을 하류측이라고 정의한다. The automatic control system for the amount of air supply for drying organic sludge according to an embodiment of the present invention is more specifically a bio-drying device in which a bio-drying process is performed while supplying and discharging organic sludge and air, in the bio-drying process. A first indicator measuring means capable of measuring a first indicator, a second indicator measuring means capable of measuring a second indicator in the bio-drying process, and automatically controlling the supply amount of air supplied to the bio-drying device It includes a control means. For convenience, the side to which organic sludge is supplied is defined as the upstream side and the side from which the dried sludge is discharged is defined as the downstream side.
상기 제1 지표 측정수단은 상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 제1 지표를 측정할 수 있는 수단으로서, 상기 제1 지표는 온도 정보를 포함하며, 상기 바이오 드라잉 장치 내부에 구비될 수 있다. 상기 바이오 드라잉 장치에 투입되는 유기성 슬러지는 공급되는 공기 중의 산소(O2)를 이용하여 호기성 미생물의 대사 작용에 의해 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 암모니아(NH3) 등으로 분해되면서 대사열(Metabolic heat)이 발생하고, 발생된 대사열에 의해 수분이 증발됨으로써 건조 공정이 수행된다. 이 때 건조 및 호기성 미생물의 대사를 위한 최적 온도가 존재하고 제1 지표로서 온도를 측정하여 바이오 드라잉 장치의 건조 조건을 제어할 수 있다. The first indicator measurement means is a means for measuring a first indicator in the bio-drying process, the first indicator includes temperature information, and may be provided inside the bio-drying apparatus. The organic sludge introduced into the bio-drying device is converted into carbon dioxide (CO 2 ), water (H 2 O), ammonia (NH 3 ), etc. through the metabolism of aerobic microorganisms using oxygen (O 2 ) in the supplied air. During decomposition, metabolic heat is generated, and moisture is evaporated by the generated metabolic heat, thereby performing a drying process. At this time, there is an optimum temperature for drying and metabolism of aerobic microorganisms, and the drying conditions of the bio-drying device can be controlled by measuring the temperature as a first index.
상기 제1 지표 측정수단은 바이오 드라잉 장치의 상류측부터 하류측까지 적어도 1개 이상 구비된다. 상기 제1 지표 측정수단을 1개 구비하는 경우 상기 바이오 드라잉 장치의 상류측, 하류측, 공기 공급부 또는 공기 배출부에 구비될 수 있고, 2개 이상, 예를 들어 5개의 제1 지표 측정수단이 구비되는 경우 제1-1 지표 측정수단, 제1-2 지표측정수단, 제1-3 지표 측정수단, 제1-4 지표 측정수단, 제1-5 지표 측정수단이 상류측부터 하류측까지 일정 간격을 두고 구비될 수 있다.The first indicator measuring means is provided with at least one or more from the upstream side to the downstream side of the bio-drying device. In the case of having one of the first indicator measuring means, it may be provided on an upstream side, a downstream side, an air supply unit or an air discharge unit of the bio-drying device, and two or more, for example, five first indicator measurement means When equipped, the 1-1 indicator measuring means, the 1-2 indicator measuring means, the 1-3 indicator measuring means, the 1-4 indicator measuring means, the 1-5 indicator measuring means from the upstream side to the downstream side It may be provided at regular intervals.
상기 제2 지표 측정수단은 상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 제2 지표를 측정할 수 있는 수단으로서, 상기 제2 지표는 CO2 농도 정보를 포함하며, 상기 바이오 드라잉 장치의 상류측 또는 공기 배출관에 구비될 수 있다. CO2 농도가 높은 것은 또한 온도가 높은 것을 의미하므로 제2 지표로서 CO2 농도를 측정하여 바이오 드라잉 장치의 건조 조건을 제어할 수 있다. The second indicator measuring means is a means capable of measuring a second indicator in the bio-drying process, the second indicator including CO 2 concentration information, and in an upstream side of the bio-drying device or an air discharge pipe It can be provided. A high CO 2 concentration also means a high temperature, so it is possible to control the drying conditions of the bio-drying apparatus by measuring the CO 2 concentration as a second indicator.
본 발명은 기존에 배출가스의 온도만을 단독지표로 활용하여 바이오 드라잉 공정의 공기공급량을 제어하는 방식에서 나아가 배출가스 내 CO2 농도를 공기공급량의 제어에 공동 지표로 활용함으로써 건조성능의 최적화를 유도한다. The present invention is not a method of controlling the air supply amount of the bio-drying process by using only the temperature of the exhaust gas as an independent indicator in the past, and further optimization of drying performance by utilizing the CO 2 concentration in the exhaust gas as a common indicator for the control of the air supply amount. To induce.
온도 변화는 측정이 용이하고 바이오 드라잉 장치의 건조 상태를 직관적으로 나타내는 지표이지만, 바이오 드라잉 장치 내부적·외부적 요인 및 생물학적·화학적·물리적 요인 등 다양한 요인에 의해 영향을 받으며, 온도는 호기성 분해반응의 결과임과 동시에 본 반응의 영향인자로 작용하는 지표이므로 온도 변화만을 측정하여 공기 공급량을 조절하는 경우 온도가 지나치게 증가 또는 감소하는 이상 온도 변화의 원인을 직접적으로 파악하기 어렵고, 미생물에 의한 유기성 슬러지의 상태 변화(분해 등)에 상대적으로 둔감하며, 열전달에 의한 온도 변화 속도 또한 상대적으로 느려 건조수단 내부 상태에 따른 빠른 제어가 어렵다. Temperature change is easy to measure and is an indicator that intuitively indicates the dry state of the bio-drying device, but it is affected by various factors such as internal and external factors, and biological, chemical, and physical factors, and the temperature is aerobic decomposition. It is a result of the reaction and is an indicator that acts as an influencing factor of this reaction. Therefore, if the air supply is controlled by measuring only the temperature change, it is difficult to directly identify the cause of the abnormal temperature change due to an excessive increase or decrease in temperature. It is relatively insensitive to changes in the state of sludge (decomposition, etc.), and the rate of temperature change due to heat transfer is also relatively slow, making it difficult to quickly control according to the internal state of the drying means.
이에 바이오 드라잉 공정의 제어에 배출가스 온도(또는 내부 온도)와 CO2 농도를 공동지표로 활용, 즉 온도 변화에 따른 1차 제어 후 CO2 농도 변화에 따른 2차 제어를 포함하는 루틴을 반복함으로써 건조성능을 최적화할 수 있다. Accordingly, the exhaust gas temperature (or internal temperature) and the CO 2 concentration are used as common indicators to control the bio-drying process, that is, repeat the routine including the primary control according to the temperature change and the secondary control according to the change of CO 2 concentration. By doing this, drying performance can be optimized.
바이오 드라잉 공정에 있어서 단독 또는 주요 건조열원이 되는 호기성 미생물의 대사열은 생분해성 유기물질의 호기성 분해반응으로부터 생성되며, 이러한 분해반응의 정도를 배출가스 내 CO2 농도로 특정할 수 있다. 또한 배출가스 온도가 변하기 전에 CO2 농도의 변화가 먼저 관찰되므로 대사열 발생에 따른 온도 변화보다 더욱 미생물의 활동성을 판단하기에 민감한 반응 지표로서 바이오 드라잉 장치 내부의 건조 조건을 더욱 빠른 응답 속도로 제어할 수 있다. In the bio-drying process, metabolic heat of aerobic microorganisms alone or as the main dry heat source is generated from the aerobic decomposition reaction of biodegradable organic substances, and the degree of this decomposition reaction can be specified as the concentration of CO 2 in the exhaust gas. In addition, since the change of CO 2 concentration is first observed before the temperature of the exhaust gas changes, it is a reaction index that is more sensitive to determining the activity of microorganisms than the temperature change due to the generation of metabolic heat. Can be controlled.
다만 CO2 의 농도 변화에 정확하게 비례하여 온도가 변화하는 것은 아니기 때문에 CO2 농도만을 측정하여 공기공급량을 제어하는 것 또한 적절한 제어방법이 아니며 온도 변화에 따른 제어와 상호 보완적으로 제어함으로써 최적의 바이오 드라잉 효과를 제공하는 자동제어가 가능하다.However, optimal bio by controlling the to measure only the CO 2 concentration control the air flow rate also is not a suitable control method control according to the temperature change and complementary to exactly proportional to the change in concentration of CO 2, because not the temperature change Automatic control that provides drying effect is possible.
상기 제2 지표로서 미생물의 대사 작용에 의해 발생되는 암모니아(NH3) 농도 변화 또한 지표로 사용할 수 있지만 NH3의 경우 CO2에 비하여 물에 잘 녹는 특성상 건조 조건 파악에 대한 신뢰성이 떨어지므로 제2 지표로서 CO2 농도 변화를 측정하는 것이 바람직하다. Ammonia generated by the metabolism of microorganisms as said second indicator (NH 3) Concentration can also be used as an index, but the reliability for identifying soluble nature of the drying conditions in the water so dropped as compared with the case of NH 3 CO 2 second It is desirable to measure the change in CO 2 concentration as an indicator.
상기 제어수단은 공기 공급부를 통해 공급되는 공기의 공급량을 자동으로 제어하는 수단으로서, 상기 지표 측정수단으로부터 측정 데이터를 송신 받아 송풍기에 의한 공기공급량을 제어(유지 또는 변경)함으로써, 바이오 드라잉 장치의 내부 또는 배출가스의 온도 및 CO2 농도가 일정 범위 내에서 유지되도록 하고, 배출되는 유기성 슬러지의 건조상태(함수율)를 일정 수준으로 유지되도록 한다. The control means is a means for automatically controlling the supply amount of air supplied through the air supply unit. By receiving measurement data from the indicator measuring means and controlling (maintaining or changing) the air supply amount by the blower, the biodrying device The internal or exhaust gas temperature and CO 2 concentration are maintained within a certain range, and the dried state (water content) of the discharged organic sludge is maintained at a certain level.
제어수단에서의 제어방법은 유기성 슬러지가 바이오 드라잉 장치의 상류측으로 공급되어 하류측으로 이송되면서 바이오 드라잉되는 과정에서 하류측으로부터 공급되는 공기의 공급량을 제어하는 방법으로서, 공기공급을 시작하는 것으로 간주하는 건조기 가동 시작 시점(ts) 이후, 측정되는 현재 배출가스 온도(Tt)가 온도 상한치(TUL)와 하한치(TLL) 사이를 지시할 수 있도록 공기공급량을 변경시키고, 추가적으로 측정되는 현재 배출가스 CO2 농도(Ct)가 농도 상한치(CUL)와 하한치(CLL) 사이를 지시할 수 있도록 공기공급량을 변화시키는 알고리즘을 따른다. The control method in the control means is a method of controlling the amount of air supplied from the downstream side in the process of biodrying while organic sludge is supplied to the upstream side of the bio-drying device and transferred to the downstream side, and is considered to start air supply. Change the air supply amount so that the measured current exhaust gas temperature (T t ) indicates between the upper limit (T UL ) and the lower limit (T LL ) after the start of operation of the dryer (t s ), and additionally measured current It follows an algorithm to change the amount of air supply so that the exhaust gas CO 2 concentration (C t ) can indicate between the concentration upper limit (C UL ) and the lower limit (C LL ).
이 때, 공기공급량은 공기공급량 상한치(FUL)와 하한치(FLL) 범위 내에서 변화시키며, 현재 온도(Tt)를 기준으로 공기공급량을 변화시킬 때는 현재의 공기공급량 설정값(Ft)에서 지정된 변화량(dF1)만큼 증가시키거나 감소시키고, 현재 농도(Ct)를 기준으로 공기공급량을 변화시킬 때는 현재의 공기공급량 설정값(Ft)에서 지정된 변화량(dF2)만큼 증가시키거나 감소시킨다. At this time, the air supply amount is changed within the range of the upper limit of air supply (F UL ) and the lower limit (F LL ), and when the air supply amount is changed based on the current temperature (T t ), the current air supply amount set value (F t ) Increase or decrease by the specified change amount (dF 1 ) in, and when changing the air supply amount based on the current concentration (C t ), increase or decrease by the specified change amount (dF 2 ) from the current air supply amount set value (F t ) or Decrease.
구체적으로 본 발명에 따른 제어방법은 제어수단에 대하여 입력변수들을 설정하는 설정단계(S100); 공기 공급부와 연결된 송풍기의 가동을 시작하여 바이오 드라잉 장치에 공기를 공급하는 초기공급단계(S200); 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 온도에 따라 공기공급량을 조절하는 제1 제어단계(S300); 상기 제1 제어단계에서 제어된 공기공급량으로 공기를 공급한 후 일정시간 경과 후 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 CO2 농도에 따라 공기공급량을 조절하는 제2 제어단계(S400);를 포함한다. Specifically, the control method according to the present invention includes a setting step (S100) of setting input variables for the control means; Initial supply step (S200) of supplying air to the bio-drying apparatus by starting the operation of the blower connected to the air supply unit; A first control step (S300) of adjusting the air supply amount according to the temperature measured by the first indicator measuring means; And a second control step (S400) of supplying air at the air supply amount controlled in the first control step and then adjusting the air supply amount according to the CO 2 concentration measured by the second indicator measuring means after a certain period of time elapses. .
또한 제어수단에서의 제어방법은 상기 제2 제어단계에서 제어된 공기공급량으로 공기를 공급한 후 설정된 변화 공기공급량 적용시간 경과 후 제1 제어단계 및 상기 제2 제어단계를 포함하는 루틴(routine)을 반복하여 연속적으로 투입되는 유기성 슬러지를 건조시킨 후 연속적으로 배출한다. 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법 알고리즘을 도 1 내지 3에 나타내었다.In addition, the control method in the control means includes a routine including a first control step and the second control step after a set change air supply amount application time has elapsed after supplying air with the air supply amount controlled in the second control step. After drying the organic sludge that is continuously injected repeatedly, it is continuously discharged. A control method algorithm according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 3.
상기 설정단계(S100)는 제어수단에 대하여 입력변수들을 설정하는 설정단계로서, 입력변수로는 온도 하한치(TLL), 온도 상한치(TUL), CO2 농도 하한치(CLL), CO2 농도 상한치(CUL), 공기공급량 하한치(FLL), 공기공급량 상한치(FUL), 초기 공기공급량(Fi), 수동운전 적용시간(tm), 변화 공기공급량 적용시간(dt), 온도에 따른 공기공급량 변화량(dF1), CO2 농도에 따른 공기공급량 변화량(dF2) 을 포함한다. The setting step (S100) is a setting step of setting input variables for the control means, and input variables include a lower temperature limit (T LL ), an upper temperature limit (T UL ), a lower limit of CO 2 concentration (C LL ), and a CO 2 concentration. Upper limit (C UL ), air supply lower limit (F LL ), air supply upper limit (F UL ), initial air supply (F i ), manual operation application time (t m ), change air supply application time (dt), temperature It includes the amount of change in the amount of air supply (dF 1 ) and the amount of change in the amount of air supply according to the concentration of CO 2 (dF 2 ).
상기 초기공급단계(S200)는 송풍기의 가동을 시작하여 바이오 드라잉 장치에 초기 공급량(Fi)에 해당하는 공기를 공급하는 단계로서, 초기 공기공급량(Fi)에 해당하는 양의 공기가 공급되도록 송풍기를 초기 가동함과 동시에 초기 공기공급 시작시점(ts)을 입력(기록)하고, 초기 공기공급량(Fi)을 현재 공기공급량(Ft)으로 입력(기록)한다. The initial supply step (S200) is a step of supplying air corresponding to the initial supply amount (F i ) to the bio-drying device by starting the operation of the blower, and an amount of air corresponding to the initial air supply amount (F i ) is supplied. When possible, the blower is initially operated and the initial air supply start point (t s ) is input (recorded), and the initial air supply amount (F i ) is input (recorded) as the current air supply amount (F t ).
최초 유기성분의 분해가 시작되기 위해서는 다소의 시간이 소요되므로, 일정시간(tm) 동안은 바이오 드라잉 장치의 내부온도 또는 배출가스 온도와 관계없이 일정한 초기 공기공급량(Fi)을 유지한다.Since it takes some time for the decomposition of the first organic component to start, a constant initial air supply amount (F i ) is maintained for a certain period of time (t m ) regardless of the internal temperature or exhaust gas temperature of the bio-drying device.
제1 제어단계(S300)를 위하여 먼저 제어수단은 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)(현재의 시간)을 입력하고, 입력된 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)과 초기 공기공급 시작시점(ts)의 차이값을 계산하고, 차이값이 설정된 수동운전 적용시간(tm)보다 크게 된 시점(공기공급량 변화이전 현재시점(ta))에서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재온도(Tt)를 입력한다. For the first control step (S300), the control means first inputs the current time (t a ) (current time) before the air supply amount change, and the current time (t a ) before the input air supply amount change, and the initial air supply start time. The difference value of (t s ) is calculated, and at the point when the difference value becomes larger than the set manual operation application time (t m ) (the current point before the change in air supply amount (t a )), measured by the first indicator measurement means. Enter the current temperature (T t ).
초기공급단계 직후에 이루어지는 제1 제어 및 제2 제어단계를 1차 루틴이라 하였을 때, 1차 루틴 이후 2차 루틴에 따른 제1 제어의 경우 제어수단은 2차 루틴에 따른 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)을 입력하고, 1차 루틴에 따른 공기공급량 변화(또는 유지) 이후 현재시점(tb)과 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)의 차이값을 계산하고, 차이값이 미리 설정된 변화 공기공급량 적용시간(dt)보다 크게 된 시점(공기공급량 변화이후 현재시점(tb))에서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재온도(Tt)를 입력한다.When the first control and the second control step immediately after the initial supply step are referred to as the first routine, in the case of the first control according to the second routine after the first routine, the control means is the current point before the change in the air supply amount according to the second routine. (t a) the input, and changes the air supply amount of the primary routine (or maintained) after calculating a difference value between the current point in time (t b) and (t a) prior to the current point in time the air supply amount changes, the difference value is a preset At the point when the change air supply amount becomes greater than the application time (dt) (the present time after the air supply amount change (t b )), the current temperature (T t ) measured by the first indicator measuring means is input.
상기 제1 제어단계(S300)는 일정한 시간 간격(dt) 마다 현재 온도(Tt)를 측정하여 공기공급량의 변화 여부를 판단하는 단계로서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 온도(Tt)가 온도 하한치(TLL) 및 온도 상한치(TUL)의 범위 내에 속하는지 또는 범위를 벗어나는지 여부를 연산하고, 연산 결과에 따라 공기 공급량 조절 여부를 판단한다. The first control step (S300) is a step of determining whether or not the amount of air supply changes by measuring the current temperature (T t ) at regular time intervals (dt), the current temperature (T t ) measured by the first indicator measuring means. ) Is within or out of the range of the lower temperature limit (T LL ) and the upper temperature limit (T UL ), and determines whether to adjust the air supply amount according to the calculation result.
더욱 구체적으로 측정된 현재 온도(Tt)가 설정된 온도 하한치(TLL) 및 온도 상한치(TUL)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 이는 공기공급량과 내부온도가 균형을 이루었음을 의미하므로, 상기 변화 공기공급량 적용시간(dt) 동안 현재 공기공급량(Ft)(초기 가동의 경우에는 초기 공기공급량(Fi))에 해당하는 공기를 지속하여 공급한다(S310).More specifically, when it is calculated that the measured current temperature (T t ) falls within the range of the set lower temperature limit (T LL ) and the upper temperature limit (T UL ), this means that the air supply amount and the internal temperature are in balance, The air corresponding to the current air supply amount F t (in the case of initial operation, the initial air supply amount F i ) is continuously supplied during the change air supply amount application time dt (S310).
측정된 현재 온도(Tt)가 설정된 온도 상한치(TUL)보다 높은 것으로 연산된 경우, 이는 내부온도가 너무 높고 수분 함유공기의 배출이 원활히 이루어지지 않고 있음을 의미하므로, 송풍기에 의한 공기공급량을 증가시킨다(S320).If the measured current temperature (T t ) is calculated to be higher than the set temperature upper limit (T UL ), this means that the internal temperature is too high and the moisture-containing air is not discharged smoothly, so the amount of air supplied by the blower is reduced. Increase (S320).
구체적으로 공기공급 증가제어는 초기 공기공급량(Fi) 또는 현재 공기공급량(Ft)에 온도에 따른 공기공급량 변화량(dF1)을 더한 새로운 현재 공기공급량(Ft)을 연산하고 이에 해당하는 공기를 공급한다. 즉, 미리 설정된 온도에 따른 공기공급량 변화량(dF1) 만큼 공기공급량을 증대한 후, 바이오 드라잉 공정의 제2 지표(이 경우 CO2 농도)의 변화를 살피도록 한 것이다.Specifically, the air supply increase control calculates the new current air supply amount (F t ) by adding the initial air supply amount (F i ) or the current air supply amount (F t ) to the air supply amount change amount (dF 1 ) according to temperature, and Supply. That is, after increasing the air supply amount by the amount of air supply change (dF 1 ) according to the preset temperature, the second index of the bio-drying process (in this case, the CO 2 concentration) is observed.
반대로 측정된 현재 온도(Tt)가 온도 하한치(TLL)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 이는 수분함유공기의 배출은 원활하지만 내부온도가 너무 낮음과 아울러, 수분이 부족함에 따라 유기성분의 호기성 분해가 활발하지 않음을 의미하므로, 송풍기에 의한 공기공급량을 감소시킨다(S330).Conversely, when the measured current temperature (T t ) is calculated to be lower than the lower temperature limit (T LL ), this means that the moisture-containing air is discharged smoothly, but the internal temperature is too low, and aerobic decomposition of organic components due to insufficient moisture. Since it means that is not active, the amount of air supplied by the blower is reduced (S330).
구체적으로 공기공급 감소단계(S330)는 초기 공기공급량(Fi) 또는 현재 공기공급량(Ft)에 온도에 따른 공기공급량 변화량(dF1)을 뺀 새로운 현재 공기공급량(Ft)을 연산하고 이에 해당하는 공기를 공급한다. 즉, 온도에 따른 공기공급량 변화량(dF1)을 미리 설정해두고, 일단 그 설정된 변화량(dF1)만큼만 공기공급량을 감소시킨 후, 바이오 드라잉 공정의 제2 지표(이 경우 CO2 농도)의 변화를 살피도록 한 것이다.Specifically, the air supply reduction step (S330) calculates an initial air flow (F i) or obtained by subtracting the air flow rate change (dF 1) according to the temperature of the current air flow rate (F t) a new current air flow rate (F t) and thereby Supply the appropriate air. In other words, after setting the amount of change in the amount of air supply (dF 1 ) according to the temperature in advance, and once the amount of air supply is reduced by only the amount of change (dF 1 ) that is set, the second index of the bio-drying process (in this case, the concentration of CO 2 ) I made it look.
다음으로 제2 제어단계(S400)는 직전의 제1 제어단계(S300)에서 현재 온도(Tt)를 측정하여 공기공급량의 변화 여부를 판단한 시점으로부터 일정 시간(dt/2)이 지난 시점부터는 일정한 시간 간격(dt)마다 현재 농도(Ct)를 확인하여 공기공급량 변화 여부를 판단하는 단계로서, 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 CO2 농도 (Ct)가 농도 하한치(CLL) 및 농도 상한치(CUL)의 범위 내에 속하는지 또는 범위를 벗어나는지 여부를 연산하고, 연산 결과에 따라 공기 공급량 조절 여부를 판단한다. Next, the second control step (S400) measures the current temperature (T t ) in the immediately preceding first control step (S300) to determine whether or not the amount of air supply has changed. As a step of determining whether the current concentration (C t ) is changed at each time interval (dt), and the current CO 2 concentration (C t ) measured by the second indicator measuring means is the lower concentration limit (C LL ) and Whether to fall within or out of the range of the upper concentration limit value (C UL ) is calculated, and it is determined whether to adjust the air supply amount according to the calculation result.
제2 제어단계(S400)를 위하여 먼저 제어수단은 직전의 제1 제어단계에서 공기공급량 변화(또는 유지) 이후 현재시점(tb)을 입력한다. 또한 공기공급량 변화(또는 유지) 이후 현재시점(tb)과 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)의 차이값을 계산하고, 차이값이 미리 설정된 변화 공기공급량 적용시간(dt)보다 크게 된 시점(공기공급량 변화이후 현재시점(tb))에서, 새로운 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)을 입력한다.For the second control step (S400), first, the control means inputs the current point t b after the change (or maintenance) of the air supply amount in the first control step immediately before. In addition, the difference between the current time (t b ) and the current time (t a ) before the air supply change is calculated after the change (or maintenance) of the air supply amount, and the difference is greater than the preset change air supply application time (dt). At (the present time after the change in the air supply amount (t b )), enter the present time (t a ) before the change in the new air supply amount.
본 발명에 의한 건조방법에서는, 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)의 비교대상은 초기 공기공급 시작시점(ts)이고, 공기공급량 변화이후 현재시점(tb)의 비교대상은 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)으로서, 상호 비교대상이 다르기 때문에 현재시점(ta, tb)을 2종류로 기록한다. In the drying method according to the present invention, the comparison object of the current time point (t a ) before the air supply amount change is the initial air supply start time point (t s ), and the comparison object at the present time point (t b ) after the air supply amount change is the air supply amount change. As the previous present time point (t a ), the current time point (t a , t b ) is recorded as two types because the targets for comparison are different.
즉, 변화된 공기공급량이 적용되는 최소시간(dt)을 미리 설정해두고, 일단 그 설정된 시간(dt) 동안은 미리 설정된 변화량(dF1 또는 dF2)만큼 증대 또는 감소된 공기공급량(Ft)이 적용되도록 한 것이다.That is, the minimum time (dt) for which the changed air supply amount is applied is set in advance, and the air supply amount (F t ) increased or decreased by the preset change amount (dF 1 or dF 2 ) is applied during the set time (dt). I made it possible.
제어수단은 상기 새로운 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)에서, 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 CO2 농도(Ct)를 입력한다. 이후, 위 입력된 현재 CO2 농도(Ct)를 대상으로 연산을 수행하면서 상술한 제1 연산단계 이후의 과정과 동일한 과정을 반복한다. The control means inputs the current CO 2 concentration (C t ) measured by the second indicator measuring means at the current time point (t a ) before the new air supply amount change. Thereafter, the same process as the process after the above-described first calculation step is repeated while the calculation is performed on the input current CO 2 concentration (C t ).
구체적으로 상기 제2 제어단계(S400)에서 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 CO2 농도(Ct)가 CO2 농도 하한치(CLL) 및 CO2 농도 상한치(CUL)의 범위 내에 속하는지 또는 범위를 벗어나는지 여부를 연산하고, 연산 결과에 따라 다시 공기 공급량을 조절한다. Specifically, the current CO 2 concentration (C t ) measured by the second indicator measuring means in the second control step (S400) falls within the range of the lower limit of CO 2 concentration (C LL ) and the upper limit of CO 2 concentration (C UL ). It calculates whether or not it is out of range, and adjusts the air supply amount again according to the calculation result.
상기 제2 제어단계(S400)는 상기 연산된 결과에 따라 상기 송풍기에 의한 공기공급량을 증가, 감소 또는 유지시키는 단계로서, 공기를 지속하여 공급하는 제어(S410), 공기 공급량을 증가시키는 제어(S420) 또는 공기 공급량을 감소시키는 제어(S430)가 수행될 수 있다.The second control step (S400) is a step of increasing, decreasing, or maintaining the amount of air supplied by the blower according to the calculated result, control for continuously supplying air (S410), control for increasing the air supply amount (S420). ) Or control (S430) to reduce the amount of air supplied may be performed.
더욱 구체적으로 상기 제2 제어단계(S400)에서 현재 CO2 농도(Ct)가 설정된 CO2 농도 하한치(CLL) 및 CO2 농도 상한치(CUL)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 상기 변화 공기공급량 적용시간(dt) 동안 현재 공기공급량(Ft)에 해당하는 공기를 지속하여 공급한다(S410).More specifically, in the second control step (S400), when the current CO 2 concentration (Ct) is calculated to fall within the range of the set lower limit of CO 2 concentration (C LL ) and the upper limit of CO 2 concentration (C UL ), the change air Air corresponding to the current air supply amount (F t ) is continuously supplied during the supply amount application time (dt) (S410).
상기 제2 제어단계(S400)에서 현재 CO2 농도(Ct)가 설정된 CO2 농도 상한치(CUL)보다 높은 것으로 연산된 경우, 이는 내부온도가 너무 높아질 것으로 예상되고 수분 함유공기의 배출이 원활히 이루어지지 않을 것으로 예상되므로, 공기공급량을 증가시킨다(S420).In the second control step (S400), if the current CO 2 concentration (Ct) is calculated to be higher than the set CO 2 concentration upper limit (C UL ), it is expected that the internal temperature will be too high and the moisture-containing air is discharged smoothly. Since it is expected not to lose, the air supply amount is increased (S420).
구체적으로 공기공급 증가제어는 현재 공기공급량(Ft)에 공기공급량 변화량(dF2)을 더한 새로운 현재 공기공급량(Ft)을 연산하고 이에 해당하는 공기를 공급한다. 즉, 미리 설정된 공기공급량 변화량(dF2) 만큼 공기공급량을 증대한 후, 바이오 드라잉 장치의 내부 지표(이 경우 온도)의 변화를 살피도록 한 것이다.Specifically, increasing the control air feed is present in the air feed rate (F t) plus the air supply amount of change (dF 2) calculating a new current air flow rate (F t) and supplies the air equivalents. That is, after increasing the amount of air supply by the amount of change in the amount of air supply set in advance (dF 2 ), the change of the internal index (in this case, temperature) of the bio-drying device is observed.
반대로 상기 제2 제어단계(S400)에서 현재 CO2 농도(Ct)가 설정된 CO2 농도 하한치(CLL)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 이는 수분함유공기의 배출이 원활하지만 내부온도가 너무 낮아질 것으로 예상되므로, 공기공급량을 감소시킨다(S430).On the contrary, in the second control step (S400), if the current CO 2 concentration (C t ) is calculated to be lower than the set lower limit of CO 2 concentration (C LL ), it is expected that the moisture-containing air is discharged smoothly, but the internal temperature is too low. Since it is expected, the amount of air supply is reduced (S430).
구체적으로 공기공급 감소단계(S430)는 현재 공기공급량(Ft)에 공기공급량 변화량(dF2)을 뺀 새로운 현재 공기공급량(Ft)을 연산하고 이에 해당하는 공기를 공급한다. 즉, 공기공급량 변화량(dF2)을 미리 설정해두고, 일단 그 설정된 변화량(dF2)만큼만 공기공급량을 감소시킨 후, 바이오 드라잉 장치의 내부 지표(이 경우 온도)의 변화를 살피도록 한 것이다.Specifically, the air supply reduction step (S430) calculates the new current air flow rate (F t) present in the air feed rate (F t) obtained by subtracting the air flow rate change (dF 2) and supplying air equivalents. That is, the change in the amount of air supply (dF 2 ) is set in advance, and the amount of air supply is reduced only by the set amount of change (dF 2 ), and then the change in the internal index (in this case, temperature) of the bio-drying device is observed.
제어수단은 제2 제어단계를 통하여 현재 농도(Ct)를 확인하여 공기공급량 변화 여부를 판단한 시점으로부터 일정 시간(dt/2)이 지나면, 다시 현재 온도(Tt)를 측정하여 공기공급량의 변화 여부를 판단하는 과정으로 되돌아간다. The control means checks the current concentration (C t ) through the second control step and measures the current temperature (T t ) again after a certain period of time (dt/2) from the point when it determines whether or not the air supply amount changes, and changes the air supply amount. Return to the process of determining whether or not.
더욱 구체적으로 공기공급량 변화이후 현재시점(tb)과 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)의 차이값을 계산하고, 차이값이 변화 공기공급량 적용시간(dt)보다 크게 된 공기공급량 변화이후 현재시점(tb)에서, 새로운 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)을 입력하는 동작을 반복함으로써 새로운 루틴을 수행한다. 즉, 1차 루틴에서의 제1 제어단계와 마찬가지로 새로운 공기공급량 변화이전 현재시점(ta)에서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재온도(Tt)를 입력한 후 입력된 현재온도(Tt)를 대상으로 연산을 수행하면서 상술한 과정을 반복한다.More specifically, the difference between the current time point (t b ) after the change in air supply amount and the present time point before the change in air supply amount (t a ) is calculated, and the difference value is greater than the change air supply amount application time (dt). At the time point t b , a new routine is performed by repeating the operation of inputting the current time point t a before the new air supply amount change. That is, similar to the first control step in the first routine, at the current time (t a ) before the change in the new air supply amount, the current temperature (T t ) measured by the first indicator measuring means is input and the input current temperature ( While performing an operation on T t ), the above-described process is repeated.
본 발명에 따른 제어를 위하여 현재 CO2 농도를 측정하는 위치는 상기 제2 지표 측정수단을 바이오 드라잉 수단의 상류측 또는 공기가 배출되는 라인에 구비하여 해당 위치에서 측정된 값을 현재 CO2 농도(Ct)로 사용한다. The position where the current CO 2 concentration is measured for the control according to the present invention is provided with the second indicator measuring means on the upstream side of the bio-drying means or on the line through which air is discharged, and the value measured at the corresponding position is the current CO 2 concentration. It is used as (C t ).
현재 온도를 측정하는 위치는 다양하게 설정될 수 있다. 먼저, 제1 지표 측정수단이 1개 구비되는 경우 바이오 드라잉 수단의 어느 위치에나 설치되어 해당 위치에서 측정된 값을 현재 온도(Tt)로 사용할 수 있으나 바람직하게는 상기 바이오 드라잉 장치의 상류측 또는 하류측에 설치되어 해당 위치에서 측정된 값을 현재 온도(Tt)로 사용하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 상기 바이오 드라잉 장치의 상류측 또는 공기가 배출되는 라인에 설치되어 해당 위치에서 측정된 값을 현재 온도(Tt)로 사용하는 것이 좋다. The location for measuring the current temperature can be set in various ways. First, if one first indicator measuring means is provided, it is installed at any position of the bio-drying means, and the value measured at that position can be used as the current temperature (T t ), but preferably upstream of the bio-drying device. It is recommended to use the current temperature (T t ) installed on the side or downstream side and measured at the location. More preferably, it is preferable to use the current temperature (T t ) as the value measured at the corresponding position by being installed on the upstream side of the bio-drying device or in the line through which air is discharged.
제1 지표 측정수단이 다수개 구비되는 경우에도 바이오 드라잉 수단의 어느 위치에나 설치될 수 있으며, 이때에는 각각의 위치에서 측정된 값의 평균값을 현재 온도(Tt)로 사용할 수 있다. Even when a plurality of first indicator measuring means are provided, they may be installed at any position of the bio-drying means, and in this case, the average value of the measured values at each position may be used as the current temperature (T t ).
본 발명에 따른 제어방법을 통해 유기성 슬러지를 건조하는 과정에서 공기공급량을 조절하여 수분을 효율적으로 제거할 수 있는 공기공급량 자동제어 시스템으로서, 특히 바이오 드라잉 공정에 적합하게 사용될 수 있는 공기공급량 자동제어 시스템을 제공할 수 있다. As an air supply amount automatic control system that can efficiently remove moisture by controlling the air supply amount in the process of drying organic sludge through the control method according to the present invention, in particular, automatic control of air supply amount suitable for bio-drying process System can be provided.
본 발명의 일실시예에 따른 유기성 슬러지 건조를 위한 공기공급량 자동제어 시스템은 도 4 내지 도 8에 나타낸 것과 같이 구성된 유기성 슬러지 및 공기가 공급 및 배출되면서 바이오 드라잉 공정이 수행되는 바이오 드라잉 장치(20)에 공급되는 공기의 공급량을 자동으로 제어하는데 특히 적합하게 적용될 수 있다. The automatic control system for the amount of air supply for drying organic sludge according to an embodiment of the present invention is a bio-drying apparatus in which a bio-drying process is performed while supplying and discharging organic sludge and air configured as shown in FIGS. 4 to 8 ( It can be particularly suitably applied to automatically control the amount of air supplied to 20).
상기 바이오 드라잉 장치(20)는 미생물의 발효 효율을 증진하고 발효 분해열에 의해 증발되는 수분을 효율적으로 제거하면서 친환경적 건조를 유도하는 유기성 슬러지 처리를 위한 바이오 드라잉 공정을 수행하는 수단으로서, 투입된 슬러지의 조성을 유지하면서 공극 확보를 위해 회전을 유발하는 수단인 드럼 건조기를 포함한다. The
도 4 내지 도 8은 바이오 드라잉 장치를 보다 구체적으로 도시한 예시도들로써, 도 4는 바이오 드라잉 장치의 내외부 구성을 개략적으로 도시한 평면 예시도이고, 도 5는 도 6과 다른 구성을 개략적으로 표시한 측면 예시도이다. 또한 도 6은 도 4의 A 방향에서 바이오 드라잉 장치의 전부(front part)와 중부 일부를 바라본 형태를 도시한 예시도이며, 도 7은 도 5의 B 방향에서 제1맨틀부를 바라본 형태를 도시한 예시도이다. 또한, 도 8은 바이오 드라잉 장치의 전부에 구성되는 스파이럴을 도시한 예시도이다.4 to 8 are exemplary diagrams showing the bio-drying apparatus in more detail, FIG. 4 is a plan view schematically showing an internal and external configuration of the bio-drying apparatus, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration different from that of FIG. It is an exemplary side view indicated by. In addition, FIG. 6 is an exemplary view showing a shape of a front part and a part of the central part of the bio-drying device viewed from the direction A of FIG. 4, and FIG. 7 is a view illustrating a shape of the first mantle part viewed from the direction B of FIG. 5. This is an example diagram. In addition, FIG. 8 is an exemplary view showing a spiral configured in all of the bio-drying apparatus.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바이오 드라잉 장치(20)는 드럼(23), 맨틀(21, 22), 구동부(24: 24a, 24b) 및 공기공급부(28)를 포함하여 구성된다.4 to 8, the
드럼(23)은 맨틀부(21, 22)와 함께 유기성 슬러지의 건조를 위한 공간을 형성함과 아울러 유기성 슬러지를 블렌딩(Blending) 하는 역할을 한다. 구체적으로 드럼(23)은 일방향으로 긴 하나의 파이프 형상으로 형성되고, 전방 개구부와 후방 개구부에 제1맨틀부(21)와 제2맨틀부(22)가 각각 결합되어 전방 개구부와 후방 개구부가 폐쇄된다. 이 드럼(23)에는 제1맨틀부(21)를 통해 유기성 슬러지가 투입되고, 공기가 배출되며, 제2맨틀부(22)를 통해 건조된 유기성 슬러지가 배출된다. 이러한 드럼(23) 내부에는 유기성 슬러지를 파쇄, 블렌딩 및 이송을 위한 수단이 마련되며, 이러한 파쇄, 블렌딩 및 이송을 위한 수단은 드럼(23)에 고정 설치되어 드럼(23)의 회전에 의해 유기성 슬러지를 파쇄, 블렌딩 및 이송하게 된다. 이를 위해, 드럼(23)의 외부에는 드럼(23)을 회전시키기 위한 구동부(24)가 결합된다. 기본적으로 드럼(23)은 일방향으로 지속적으로 회전하면서 유기성 슬러지를 낙하시키는 방법으로 블렌딩하여 공기와의 접촉을 유도하고, 입자간의 뭉침과 응고를 방지하게 된다. The
드럼(23)은 전부(23a), 중부(23b) 및 후부(23c)의 3개 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 구간은 설명의 편의를 위한 것으로 반드시 이와 같이 구분되어야 하는 것은 아니다. 다만, 이하에서 설명되겠지만, 각 구간은 유기성 슬러지의 이동속도가 상이해지며, 이동속도에 따라 각 구간을 구분한다. 즉, 본 발명의 바이오 드라잉 장치(20)는 건조가 이루어지는 드럼 내에서 유기성 슬러지의 이동속도를 변화시켜 최적의 건조 효율이 달성되게 한다. 이러한 이동속도의 변화는 내부에 유기성 슬러지와 접촉하는 스파이럴(25), 리프트 블레이드(27)와 같은 수단에 의해 달성되며, 본 발명에서는 드럼(23)을 기울어지지 않는 평행상태로 설치하여 이용하게 된다.The
구체적으로 드럼(23)의 전부(23a)는 제1맨틀부(21)를 통해 높은 함수율의 유기성 슬러지가 투입된다. 이 높은 함수율의 유기성 슬러지는 함수율로 인해 높은 점성을 가지며 드럼(23) 내부에 부착되어 고착됨과 아울러, 유기성 슬러지끼리 덩어리를 이루게 된다. 때문에 전부(23a)에서는 빠르게 함수율을 저하시키고, 덩어리 형태의 유기성 슬러지를 파쇄함과 아울러 빠른 이송과 교반이 이루어지게 한다. 이를 위해, 전부(23a)는 스파이럴(25)과 와이어(26)가 설치된다.Specifically, organic sludge having a high moisture content is injected through the
스파이럴(25)의 드럼(23)의 회전에 의해 유기성 슬러지를 상승시키고 낙하 시 중부(23b)를 향해 빠르게 이동되도록 하는 역할을 한다. 이를 위해 스파이럴(25)은 복수의 블레이드가 드럼(23) 내부에서 나선을 형성하도록 배치되어 전부(23a)로 투입된 유기성 슬러지를 후방으로 이동시키는 역할을 하며, 이러한 동작은 유기성 슬러지의 리프트(lift) & 폴(fall) 과정에 의해 진행된다. It serves to raise the organic sludge by the rotation of the
와이어(26)는 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 드럼(23)의 내벽 2지점을 연결하여 드럼(23) 내부를 가로지르도록 설치된다. 이러한 와이어(26)는 복수로 설치되며, 도 4 및 도 5에서와 같이 와이어(26)의 일단과 타단은 서로 어긋나게 드럼(23) 내부에 결합된다. 즉, 일단이 전부(23a)의 전방에 결합되고, 타단은 일단에 비해 중부(23b) 방향으로 후퇴하여 드럼(23)의 내벽에 결합된다. 이때, 와이어(26)는 드럼(23)의 단면 중심을 지나도록 설치된다. 따라서, 복수의 와이어(26)가 설치되는 경우 도 6과 같이 단면 중심을 기준으로 방사상으로 배치되며, 측면에서 봤을 때 와이어(26)는 서로 사행하여 교차되도록 배치된다.The
이러한 와이어(26)는 스파이럴(25)에 의해 리프트 앤 폭 되는 유기성 슬러지가 낙하시 와이어(26)와 접촉에 의해 분할 및 파쇄되도록 하여 1차적인 블렌딩이 이루어지게 한다. 이 와이어(26)는 투입 초기 점성은 강하지만, 기계적 강도가 낮은 유기성 슬러지의 뭉침을 분쇄하는 역할을 하여 유기성 슬러지가 작은 입자로 유지되도록 하고, 제1맨틀부(21)를 통해 배출되는 공기와의 접촉율을 높여 빠른 초기 건조가 이루어질 수 있게 한다.The
드럼(23)의 중부에는 리프트 블레이드(27)가 다수 마련된다. 이 리프트 블레이드(27)는 블레이드의 날이 드럼(23)의 길이방향(제1맨틀부와 제2맨틀부를 잇는 방향)과 나란(단면 방향에 직교하는 방향)하게 일정한 간격으로 복수로 마련된다. 도시된 바와 같이 리프트 블레이트(27)는 원주방향으로 복수개 설치되어 하나의 행을 구성하고, 이러한 블레이드 행이 일정한 간격으로 중부(23b) 전반에 설치된다.A plurality of
리프트 블레이드(27)는 전부(23a)에서 이송되어 온 유기성 슬러지의 리프트 앤 폴이 이루어지게 하는 역할을 하며 매우 느린 속도로 후방으로 이송되게 하는 역할을 한다. 이를 위해, 도 6에서와 같이 리프트 블레이드(27)의 날 종단은 다량의 유기성 슬러지가 리프트될 수 있도록 미리 정해진 각도(예를 들어 120도 내지 140도)로 절곡될 수 있다. 이 절곡부위는 리프트 블레이드(27) 길이의 절반을 넘지 않는 영역에서 결정될 수 있다. The
또한, 유기성 슬러지가 드럼(23) 내에서 매우 느린 속도로 후부(23c) 방향으로 이동할 수 있도록 길이방향과 나란한 상태에서 수 도 이내의 각도로 비스듬하게 배치될 수 있다. 즉 도 4에서와 같이 리프트 블레이드(27)은 길이방향(L)과 블레이드가 나란하게 배치되며, 이때 길이방향(L)을 잇는 선에 대해 비스듬해지도록 드럼(23) 내에 결합될 수 있다. 즉, 이와 같은 형태로 비스듬하게 배치되어 유기성 슬러지를 리프트하거나 낙하시키는 과정에서 조금씩 뒤로 이동시킬 수 있게 된다. 이를 통해, 중부(23b)에서는 전부(23a)에 비해 매우 느린 속도로 유기성 슬러지를 이동시킬 수 있게 되며, 공기와의 접촉 시간을 증가시킬 수 있게 된다. 특히, 빠른 속도로 이동하는 경우 드럼(23) 내부공간 사용의 효율이 저하되지만, 느린 속도로의 이동으로 인해 유기성 슬러지가 드럼 내부에 충분히 충전될 수 있게 하여 효율 저하를 방지할 수 있게 된다.In addition, the organic sludge may be disposed at an angle within several degrees in a state parallel to the longitudinal direction so that the organic sludge can move in the direction of the
한편, 드럼(23)의 후부에는 유기성 슬러지를 혼합 또는 리프트하기 위한 리프트 블레이드(27)가 설치되지 않는다. 이 후부(23c)의 길이는 건조하는 유기성 슬러지의 양, 드럼(23)의 직경 및 길이, 유기성 슬러지의 이동속도에 따라 다양하게 변경 가능하지만, 전체 길이의 1/4 ~1/6 정도의 길이로 정해질 수 있다.On the other hand, a
후부(23c)는 중부(23b)에서 건조된 유기성 슬러지가 이송된다. 이때, 이송을 위한 블레이드 리프트(27)가 설치되지 않기 때문에 적체된 상태를 유지하며, 적체된 유기성 슬러지가 중부(23b)를 통과하는 유기성 슬러지에 대해 장애물로 작용하게 된다. 즉, 후부(23c)에서의 이동은 중부(23b)에서 건조된 유기성 슬러지의 이송에 따라 후부(23c)에 적체된 유기성 슬러지가 밀려나게 되면서 이루어진다. 이러한 후부(23c)에 적체된 유기성 슬러지에 의해 중부(23b)에서 이동하는 유기성 슬러지의 이동속도가 저하되고, 이를 통해 드럼(23) 내부의 충진율 즉, 드럼(23) 내부에 존재하는 유기성 슬러지의 양이 증가하게 된다. 즉, 유기성 슬러지가 드럼(23) 내부에 장시간 머물게 되고, 미생물이 다량 존재하는 유기성 슬러지와 상대적으로 적은 미생물이 존재하는 유기성 슬러지의 접촉이 증대하여 건조 효율의 저하를 방지할 수 있게 되며, 전술한 바와 같이 드럼(23) 내부 공간의 이용율을 증가시킬 수 있게 된다. The organic sludge dried in the
이러한, 후부(23c)에 적체되는 유기성 슬러지는 서서히 밀려나서 제2맨틀부(22)로 이동되고, 제2맨틀부(22)와 연결되는 이송수단 또는 제2맨틀부(22)에 마련되는 열결구(36)를 통해 외부로 배출된다.The organic sludge accumulated in the
맨틀부(21, 22)는 드럼(23)의 전 후 개구부를 밀폐함과 아울러, 드럼(23) 내부와 외부의 연결을 위해 마련된다. 이를 위해 맨틀부(21, 22)는 제1맨틀부(21)와 제2맨틀부(22)를 포함하여 구성된다.The
제1맨틀부(21)는 전부(23a) 측 개구부에 결합된다. 이 제1맨틀부(21)는 투입구(30)가 마련되어 혼합기(미도시)로부터 유기성 슬러지가 투입된다. 특히, 제1맨틀부(21)에는 집진배관(미도시)이 연결되는 배출관(31)이 마련될 수 있다. 이 배출관(31)은 투입구(30) 관에 연결되어 투입구(30) 관을 통해 배출되는 드럼(23) 내부의 공기가 집진배관을 통해 집진기(미도시)로 이동할 수 있게 마련된다. 이를 위해, 배출관(31)은 투입구(30)의 상단에 형성되는 개구에 결합된다. 한편, 배출관(31)의 일단 즉, 드럼(23) 내부로 노출되는 부분에는 분진배출구(29)가 마련된다. The
이 분진배출구(29)는 투입구(30)와 연통되는 관형상으로 형성되며, 투입구(30)과 직각을 이루는 방향, 드럼의 상단(여기서, 상단은 지면과 먼쪽을 의미)을 향해 기립되어 설치된다. 이 분진배출구(29)의 흡입부는 도시된 바와 같이 드럼 내부로 돌출되고, 하부(바닥을 바라보는 부분)는 경사지게 형성된다. 이 하부가 연통되어 하부를 통해 내부 공기가 분진배출구(29)로 흡입된다. 이 하부에는 드럼(23) 내부의 분진이 분진배출구(29)를 통해 배출되는 것을 제한하기 위한 거름망이 마련될 수 있다.The
한편, 분진배출구(29)와 배출관(31)은 투입구(30)를 통해 연결될 수 있으나, 분진배출구(29)와 배출관(31)을 연결하는 연결관로가 투입구(30)에 마련될 수도 있다. 다만, 배출관(31)을 통해 배출되는 유기성 슬러지의 양이 충분하고, 배출관(31)에 마련되는 유기성 슬러지의 배출구가 배출관(31)의 하부로 바닥을 향하게 형성되는 경우 연결배관을 생략하고 배출관(31)의 상단 공간을 이용하여 분진배출구(29)와 배출관(31)이 연통되도록 할 수 있다.Meanwhile, the
제2맨틀부(22)는 드럼(23)의 후부(23c) 측 개구부에 결합된다. 제2맨틀부(22)는 연결구(36)가 마련되면, 연결구(36)를 통해 건조된 유기성 슬러지가 배출된다. 연결구(36)에는 호퍼 또는 컨베이어가 연결되어 유기성 슬러지를 중간 저장조 또는 2차 드라잉 장치(미도시)로 이송하게 된다.The
또한, 제2맨틀부(22)를 관통하여 공기공급배관(28)이 설치된다. 더욱 구체적으로 공기공급배관(28)은 복수로 구성되어 제2맨틀부(22)에서 취합되고, 취합부(35)가 공기공급기와 연결되어 드럼(23) 내부에 공기를 공급하게 된다.In addition, an air supply pipe 28 is installed through the
구동부(24)는 드럼(23) 외부에 접촉하여 드럼(23)을 회전시킨다. 이를 위해 드럼(23) 표면과 접촉화여 회전하는 휠(32), 휠(32)에 구동력을 제공하는 구동장치(33)를 포함하여 구성된다. 이러한 구동부(24)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하나 이상 설치되어 드럼(23)을 회전시키게 된다. The driving
공기공급부(28)는 드럼(23) 내부에 건조 및 미생물의 활동을 위한 공기를 공급한다. 이러한 공기공급부(28)는 공기공급기(미도시, 예를 들면 송풍기)와 연결되는 하나의 배관과 취합부(35)에 의해 연결되고, 취합부(35)에 의해 복수의 공기공급관(28a, 28b, 28c)로 분리되어 드럼(23) 내부에 설치된다.The air supply unit 28 supplies air for drying and microbial activity in the
특히, 공기공급관(28a, 28b, 28c)는 서로 다른 길이로 형성되어 공기 노즐이 드럼(23)의 서로 다른 부분에 위치하도록 마련된다. 도시된 바와 같이 하나의 공기공급관은 전부(23a)와 중부(23b)의 경계, 다른 하나는 중부(23b)의 중앙, 다른 하나는 중부(23b)와 후부(23c)의 경계에 공기를 공급하도록 마련될 수 있다.In particular, the
이를 통해, 드럼(23)의 각 위치의 미생물들에게 산소가 포함된 공기를 지속적으로 공급함으로써 미생물의 활성을 높은 상태로 유지할 수 있게 된다. 또한, 각 위치의 습도를 낮춤으로써 빠른 건조가 이루질 수 있게 한다. 또한 공기가 상기 바이오 드라잉 장치 내에서 유기성 슬러지의 통과 방향과 반대 방향으로 통과하여 상기 바이오 드라잉 장치의 상류측에 구비되는 배출관(31)를 통해 연속적으로 배출된다. Through this, by continuously supplying air containing oxygen to the microorganisms at each location of the
상기와 같은 구성의 바이오 드라잉 장치는 드럼 후반부에 회전하지 않는 슬러지 벽(wall)이 형성되어 슬러지 적체현상을 방지 할 수 있게 된다. 이로써 슬러지가 고르게 교반되고 공간이 일정하게 유지되어 건조기 내부의 슬러지 충진 비율이 50% 이상으로 상승한다. In the bio-drying apparatus having the above configuration, a non-rotating sludge wall is formed in the rear part of the drum to prevent sludge accumulation. As a result, the sludge is evenly stirred and the space is kept constant, so that the filling ratio of the sludge inside the dryer rises to 50% or more.
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects, and the like illustrated in each of the above-described embodiments may be combined or modified for other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Accordingly, contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 온도를 포함하는 제1 지표를 측정할 수 있는 제1 지표 측정수단;
상기 바이오 드라잉 공정에 있어서 CO2 농도를 포함하는 제2 지표를 측정할 수 있는 제2 지표 측정수단; 및
상기 바이오 드라잉 장치에 공급되는 공기의 공급량을 자동으로 제어하는 제어수단;을 포함하며,
상기 제어수단은 입력변수들을 설정한 후 상기 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 지표값에 따라 공기공급량을 조절한 후 상기 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 지표값에 따라 공기공급량을 조절하는 루틴을 계속 반복하는 방법으로 공기공급량을 자동으로 조절하여 연속적으로 공급되는 유기성 슬러지를 건조시킨 후 연속적으로 배출하고,
상기 바이오 드라잉 장치는 일방향으로 긴 하나의 파이프 형상으로 형성되고, 내부에 공간이 마련되어 유기성 슬러지가 투입되어 발효건조되도록 내부에 교반 수단이 마련되는 드럼; 상기 드럼의 양단에 상기 드럼이 회전 가능하게 각각 결합되는 제1맨틀부와 제2맨틀부를 포함하는 맨틀부; 상기 드럼을 회전시키는 구동부; 및 공기공급기와 연결되어 상기 드럼 내부에 공기를 공급하도록 상기 맨틀부를 통해 상기 드럼 내부에 배치되는 공기공급부;를 포함하여 구성되며,
상기 드럼은 유기성 슬러지가 투입되는 전부, 상기 유기성 슬러지가 배출되는 후부 및 상기 전부와 상기 후부 사이의 중부를 포함하는 복수의 구간으로 구분되고,
상기 드럼의 내부면에서는 상기 전부에 스파이럴이 설치되고, 상기 중부에 리프트 블레이드가 설치되며, 상기 후부에는 리프트 블레이드가 설치되지 않아, 상기 유기성 슬러지가 상기 전부로부터 상기 후부로 진행할수록 이동속도가 느려지게 되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 건조를 위한 공기공급량 자동제어 시스템.
A bio-drying device in which a bio-drying process is performed while supplying and discharging organic sludge and air;
A first index measuring means capable of measuring a first index including a temperature in the bio-drying process;
A second index measuring means capable of measuring a second index including the concentration of CO 2 in the bio-drying process; And
Includes; control means for automatically controlling the supply amount of air supplied to the bio-drying device,
The control means sets input variables, adjusts the air supply amount according to the index value measured by the first index measurement unit, and then adjusts the air supply amount according to the index value measured by the second index measurement unit By continuously repeating, the air supply amount is automatically adjusted to dry the continuously supplied organic sludge and then continuously discharged.
The bio-drying apparatus includes a drum formed in the shape of a pipe that is long in one direction, and a space is provided therein, and a stirring means is provided therein so that organic sludge is introduced and fermented and dried; A mantle portion including a first mantle portion and a second mantle portion to which the drum is rotatably coupled to both ends of the drum; A driving unit that rotates the drum; And an air supply unit connected to an air supply unit and disposed inside the drum through the mantle unit to supply air into the drum,
The drum is divided into a plurality of sections including a whole into which organic sludge is injected, a rear part from which the organic sludge is discharged, and a middle part between the whole and the rear part,
On the inner surface of the drum, a spiral is installed in the entire portion, a lift blade is installed in the middle portion, and a lift blade is not installed in the rear portion, so that the movement speed becomes slower as the organic sludge proceeds from the front portion to the rear portion. An automatic control system for the amount of air supplied for drying organic sludge, characterized in that.
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