KR102199272B1 - 악취 발생 저감용 탈취 기능이 적용된 필터 프레스 탈수기 - Google Patents

악취 발생 저감용 탈취 기능이 적용된 필터 프레스 탈수기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 필터 프레스 탈수기는, 슬러지에 포함된 수분을 제거하여 탈수 케이크를 생성하도록 상기 슬러지를 압착 가능하게 형성되는 필터 프레스; 상기 필터 프레스에서 탈수 처리될 슬러지를 저장하도록 형성되고, 상기 필터 프레스에 상기 슬러지를 공급하도록 슬러지 공급 배관에 의해 상기 필터 프레스에 연결되는 슬러지 저장조; 및 탈취제를 저장하도록 형성되며, 상기 슬러지에 탈취제를 혼합되게 하도록 상기 슬러지 저장조 또는 상기 슬러지 공급 배관에 연결되어 상기 탈취제를 공급하는 탈취제 저장조를 포함한다.

Description

악취 발생 저감용 탈취 기능이 적용된 필터 프레스 탈수기{FILTER PRESS DEHYDRATOR WITH DEODORIZATION FUNCTION FOR REDUCING ODOR OCCURRENCE}
본 발명은 수처리 공정에서 발생하는 슬러지에 포함된 수분을 제거하는 필터 프레스 탈수기에 관한 것이다.
식품/화공/토목/건설/환경 등 다양한 산업분야에 적용되고 있는 필터 프레스는 장치 내부로 공급된 현탁액 상태의 슬러지를 여과판과 여과포로 구성된 여과매체에 의해 고체와 액체, 즉 수분과 고형물 형태의 슬러지로 압착하고 분리하는 장치를 가리킨다. 예를 들어 대한민국 등록특허공보 제10-0598675호(2006.07.03.)에는 필터 프레스의 일 예가 개시되어 있다.
일반적으로 필터프레스의 압착/여과/탈수 과정에서 생성된 탈수 케이크는 어느 정도 점성을 함유하고 있다. 따라서 여과 종료 후 여과판을 개방하더라도 여과포 사이에 형성된 탈수 케이크가 완전히 분리 배출되지 않으며, 이와 같이 여과포에 잔류하고 있는 슬러지는 후속 공정이 이루어지기 전까지 악취를 유발하는 원인이 된다.
특히 슬러지의 함수율 저감을 위한 고액분리과정에서 악취가스의 농도는 증가한다. 탈수과정을 거친 후 배출되는 탈수 케이크의 탈리와 저장단계에서 발생한 악취 가스는 기계 운영자의 안전 문제와 기계 부식의 원인을 제공하기도 하며, 나아가 처리장 외부로 배출되어 주변 주거지역 주민의 민원의 대상이 되기도 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 고압의 압력수로 여과포를 세척하거나 진동을 인가하는 기술이 적용되기도 하지만 미생물 소화 슬러지의 경우 점성이 높아 적정 효과를 도출하고 있지 못한 실정이다.
본 발명은 필터 프레스의 챔버에 부착된 여과포 내부로 공급된 슬러지를 고압 압착에 의해 탈수 처리 후 케이크 형태로 여과포 내부에서 외부로 배출되는 공정에서 슬러지 및 탈수 케이크로부터 발생하는 악취를 저감하여 탈수와 탈취 기능이 동시에 구현되는 필터 프레스 탈수기를 제안하기 위한 것이다.
본 발명은 슬러지 및 탈수 케이크의 악취를 미생물에 의해 제거하도록 구성되는 필터 프레스 탈수기를 제안하기 위한 것이다.
본 발명은 슬러지 및 탈수 케이크의 악취를 제거하는 미생물의 생존 안정성 확보와 활성을 증가시킬 수 있는 구성의 필터 프레스 탈수기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 슬러지 및 탈수 케이크의 악취를 제거하는 미생물의 과잉 성장을 방지할 수 있는 구성의 필터 프레스 탈수기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 필터 프레스 탈수기는, 슬러지에 포함된 수분을 제거하여 탈수 케이크를 생성하도록 상기 슬러지를 압착 가능하게 형성되는 필터 프레스; 상기 필터 프레스에서 탈수 처리될 슬러지를 저장하도록 형성되고, 상기 필터 프레스에 상기 슬러지를 공급하도록 슬러지 공급 배관에 의해 상기 필터 프레스에 연결되는 슬러지 저장조; 및 탈취제를 저장하도록 형성되며, 상기 슬러지에 탈취제를 혼합되게 하도록 상기 슬러지 저장조 또는 상기 슬러지 공급 배관에 연결되어 상기 탈취제를 공급하는 탈취제 저장조를 포함한다.
상기 탈취제는 토양 미생물 종균제를 포함하고, 상기 탈취제 저장조에는 상기 토양 미생물 종균제와 영양 물질이 저장된다.
상기 탈취제 저장조는 상기 필터 프레스에 의해 생성되는 상기 탈수 케이크의 용량 대비 0.5% 내지 1.5%만큼의 상기 토양 미생물 종균제와 상기 영양 물질을 상기 슬러지에 공급하도록 제어된다.
상기 탈수 케이크의 함수율이 60% 내지 70%의 범위 내에서 선택되는 기준을 초과하면 상기 탈취제 저장조는 상기 토양 미생물 종균제와 상기 영양 물질의 양을 8% 내지 12% 감소시켜 공급하도록 제어된다.
상기 영양 물질은, KH2PO4, K2HPO4, KNO3, NaCl, 및 MgSO4 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0.1g/ℓ 이상 1.2g/ℓ 이하의 제1 영양 물질; CaCl2·2H2O, EDTA·Na2(H2O)2, 및 FeCl2·4H2O 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0 초과 0.1g/ℓ 이하의 제2 영양 물질; 및 CoCl2·6H2O, MnCl2·2H2O, ZnCl2, H3BO3, NiCl2·6H2O, NaMoO4·2H2O, 및 CuCl2·2H2O 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0 초과 0.01g/ℓ 이하로 상기 영양 물질 내에서 상기 제2 영양 물질보다 작은 조성비를 갖는 제3 영양 물질을 포함한다.
상기 탈취제 저장조는 탈취제 공급 배관에 의해 상기 슬러지 저장조 또는 상기 슬러지 공급 배관에 연결되고, 상기 탈취제 공급 배관에는 펌프와 밸브가 설치된다.
상기 탈취제 공급 배관은, 일 단이 상기 탈취제 저장조에 연결되고, 타 단이 상기 슬러지 저장조 또는 상기 슬러지 공급 배관에 연결되는 제1 탈취제 공급 배관; 및 일 단이 상기 탈취제 저장조에 연결되고, 타 단이 상기 제1 탈취제 공급 배관에 연결되는 제2 탈취제 공급 배관을 포함한다.
상기 슬러지 저장조와 상기 탈취제 저장조에는 각각 교반기가 설치되고, 상기 탈취제 저장조의 교반기는 상기 슬러지 저장조의 교반기보다 느리게 회전한다.
상기 탈취제 저장조에서 탈취제를 공급하여 상기 슬러지와 상기 탈취제를 혼합되게 하는 혼합 공정과, 상기 필터 프레스에서 상기 슬러지를 압착하는 수분 제거 공정은 시간차를 두고 실시하도록 제어된다.
상기 탈취제 저장조에서 탈취제를 공급하여 상기 슬러지와 상기 탈취제를 혼합되게 하는 혼합 공정은 중성 조건에서 이루어지고, 상기 필터 프레스에서 상기 슬러지를 압착하는 수분 제거 공정은 산성 조건에서 이루어지도록 제어될 수 있다.
상기 필터 프레스 탈수기는, 상기 필터 프레스에서 슬러지를 처리하여 생성되는 여액을 집수하도록 형성되는 여액 집수조; 상기 필터 프레스와 상기 여액 집수조에 연결되는 여액 배출 배관; 및 상기 여액 집수조 또는 상기 여액 배출 배관을 상기 슬러지 저장조에 연결하도록 형성되는 회수 배관을 포함한다.
상기 필터 프레스 탈수기는, 상기 필터 프레스로 압입되는 슬러지의 압입 압력에 의해 생성되는 여액의 5 내지 10%를 상기 회수 배관을 통해 상기 슬러지 저장조로 회수되게 하도록 제어될 수 있다.
본 발명의 필터 프레스 탈수기는 토양 미생물 종균제를 이용하여 슬러지에 포함되어 있는 황화합물 또는 질소화합물 등 악취 유발 성분을 제거하도록 이루어진다. 슬러지의 함수율 저감을 위한 고액 분리 과정에서 악취 가스의 농도는 증가하게 되는데, 본 발명의 필터 프레스 탈수기에 의하면 탈수 케이크가 배출되는 시점에 악취가 발생하지 않게 된다.
본 발명에 의하면 탈취제 저장조에 토양 미생물 종균제와 영양 물질이 같이 혼합되어 토양 미생물 종균제의 생존 안전성이 확보될 수 있으며, 활성 또한 증가될 수 있다.
본 발명의 필터 프레스 탈수기는 탈수 케이크의 함수율에 따라 토양 미생물 종균제와 영양 물질의 공급량을 조절하여 미생물의 과잉 성장을 방지한다. 미생물이 과잉으로 생성되면 탈수가 목적인 슬러지의 입자 파괴에 따른 응집 플록 형성에 영향을 끼쳐 탈수 효율을 저하시킬 우려가 있는데, 본 발명에 의하면 탈수 효율 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제안하는 필터 프레스 탈수기의 개념도다.
도 2a 내지 도 2h는 필터 프레스에 의한 탈수 과정을 순서대로 보인 개념도다.
이하, 본 발명에 관련된 필터 프레스 탈수기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에서 제안하는 필터 프레스 탈수기(100)의 개념도다.
필터 프레스(110)는 슬러지에 포함된 수분을 제거하여 탈수 케이스를 생성하도록 슬러지를 압착 가능하게 형성된다. 필터 프레스(110)는 선형으로 이동 가능한 다수의 여과판을 구비하며, 상기 다수의 여과판에는 여과포가 설치된다. 다수의 여과판을 선형 이동시켜 밀착시킨 후 슬러지를 투입하게 되면 슬러지가 여과판에 의해 압착된다. 이에 따라 슬러지 속 고형물은 여과판 내부 공간에서 농축되고, 슬러지에 포함된 물은 여과포를 통해 배수되어 고형물만 분리 회수된다.
슬러지 저장조(120)는 필터 프레스(110)에서 탈수 처리될 슬러지를 저장하도록 형성된다. 슬러지 저장조(120)에는 교반기(121)가 설치된다. 교반기(121)는 슬러지 저장조(120)의 내부 공간에 채워지는 슬러지에 침지되도록 설치되며, 슬러지 저장조(120)에 채워지는 내용물을 교반하도록 형성된다. 예컨대 슬러지 저장조(120)에는 슬러지뿐만 아니라 응집제가 투입될 수 있으며, 교반기(121)는 슬러지와 응집제를 혼합시켜 플록(floc)이 형성되게 한다.
응집제의 투입량이 많아지면 플록이 더 많이 형성되어 탈수 효과는 향상되지만, 탈수 케이크의 양도 증가하게 된다. 따라서 탈수 케이크의 양을 과도하게 증가시키지 않으면서 플록 형성 효과가 좋은 응집제로 염화철이 사용될 수 있다.
슬러지 저장조(120)는 슬러지 공급 배관(122)에 의해 필터 프레스(110)에 연결된다. 상기 슬러지 공급 배관(122)에는 밸브와 펌프(123)가 설치된다. 밸브가 개방된 상태에서 펌프가 작동하게 되면 슬러지 저장조(120)에 저장된 슬러지는 슬러지 공급 배관(122)을 통해 필터 프레스(110)로 공급된다.
탈취제 저장조(130)는 탈취제를 저장하도록 형성된다. 탈취제 저장조(130)에는 교반기(131)가 설치된다. 교반기(131)는 탈취제 저장조(130)의 내부 공간에 채워지는 탈취제에 침지되도록 설치되며, 탈취제 저장조(130)에 채워지는 내용물을 교반하도록 형성된다. 예컨대 탈취제 저장조(130)에는 미생물과 영양물질이 투입될 수 있으며, 교반기(131)는 미생물과 영양물질을 혼합시켜 특정 위치에 미생물이나 영양물질이 집중되는 것을 억제한다.
탈취제는 토양 미생물 종균제를 포함한다. 토양 미생물 종균제는 하·폐수처리장, 분뇨·축산분뇨처리장, 정수장, 쓰레기매립장, 퇴비화시설 등에서 발생하는 황화합물(H2S, CH3SH 등)과 질소화합물(NH3, Amine 등)의 효율적인 처리를 위해 분리 동정된 미생물이다.
토양 채취물로부터 분리 동정되는 토양 미생물 종균제는 비교적 쉽게 구할 수 있고, 다양한 종류의 미생물이 포함되어 있어 필요에 따라 이용하고자 하는 미생물의 선택폭이 넓다. 따라서 탈취제로 토양 미생물 종균제가 선택되면, 슬러지 처리 현장에 따라 맞춤형 미생물을 선택할 수 있다. 맞춤형 미생물의 선택은 분리 동정하고자 하는 미생물의 먹이를 계속 공급하면 된다.
탈취제 저장조(130)에 채워지는 토양 미생물 종균제는 살아있는 생물이므로, 교반기(131)에 의해 활성이나 생존에 영향이 없어야 한다. 반면, 슬러지 저장조(120)에 채워지는 슬러지는 살아있는 생물이 아니므로 교반기(121)가 활성이나 생존에 무관하다.
이러한 점을 감안하여 탈취제 저장조(130)의 교반기(131)는 슬러지 저장조(120)의 교반기(121)보다 느리게 회전할 수 있다. 예컨대, 슬러지 저장조(120)의 교반기(121)가 약 50 내지 100 RPM으로 회전하게 되면, 탈취제 저장조(130)의 교반기(131)는 약 10 내지 20 RPM으로 회전할 수 있다. 다만, 탈취제 저장조(130)의 토양 미생물 종균제가 슬러지 저장조(120)로 공급된 이후에는 슬러지 저장조(120)의 교반기(121)가 탈취제 저장조(130)의 교반기(131)와 동일/유사한 수준의 속도로 회전될 수 있다.
탈취제 저장조(130)에는 토양 미생물 종균제의 생존 안정성 확보와 활성 증가를 위해 영향 물질이 함께 저장된다. 영양 물질은 제1 영양 물질, 제2 영양 물질 및 제3 영양 물질을 포함할 수 있으며, 토양 미생물 종균제 1리터 당 적정량이 혼합된다.
제1 영양 물질은 KH2PO4, K2HPO4, KNO3, NaCl, 및 MgSO4 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0.1g/ℓ 이상 1.2g/ℓ 이하의 양만큼 포함된다. 여기서 각각의 의미에 대해 설명하자면, 제1 영양 물질에 KH2PO4와 K2HPO4가 포함된다고 가정할 때, KH2PO4가 토양 미생물 종균제 1리터 당 0.1g/ℓ 이상 1.2g/ℓ 이하, K2HPO4도 토양 미생물 종균제 1리터 당 0.1g/ℓ 이상 1.2g/ℓ 이하라는 의미이다.
제2 영양 물질은 CaCl2·2H2O, EDTA·Na2(H2O)2, 및 FeCl2·4H2O 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0 초과, 0.1g/ℓ 이하의 양만큼 포함된다.
제3 영양 물질은 CoCl2·6H2O, MnCl2·2H2O, ZnCl2, H3BO3, NiCl2·6H2O, NaMoO4·2H2O, 및 CuCl2·2H2O 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0 초과, 0.01g/ℓ 이하의 양만큼 포함된다.
제2 영양 물질과 제3 영양 물질의 하한은 둘 다 0 초과지만, 영양 물질 내에서 제3 영양 물질은 제2 영양 물질보다 작은 조성비를 갖는다. 제3 영양 물질 하나하나의 조성비가 제2 영양 물질 하나하나의 조성비보다 작고, 제3 영양 물질의 조성비의 합이 제2 영양 물질의 조성비의 합보다 작다. 영양 물질 내에서 제1 영양 물질은 제2 영양 물질보다 큰 조성비를 갖는다.
일 예로, 영양 물질의 조제 비율은 아래와 같을 수 있다.
Figure 112020070913714-pat00001
실험 결과 본 발명에서 정의하는 조제 비율의 영양 물질은 토양 미생물 종균제의 생존과 활성 증가에 충분한 효과가 있었다.
탈취제 저장조(130)는 탈취제 공급 배관(132)에 의해 슬러지 저장조(120) 또는 슬러지 공급 배관(122)에 연결된다. 탈취제 공급 배관(132)에는 밸브와 펌프(133)가 설치된다. 밸브가 개방된 상태에서 펌프가 작동하게 되면 탈취제 저장조(130)에 저장된 탈취제가 탈취제 공급 배관(132)을 통해 슬러지 저장조(120) 또는 슬러지 공급 배관(122)으로 공급된다.
탈취제 공급 배관(132)이 탈취제 저장조(130)와 슬러지 저장조(120)에 연결된다면, 탈취제 저장조(130)에 저장된 탈취제는 상기 탈취제 공급 배관(132)을 통해 슬러지 저장조(120)로 공급되며, 상기 슬러지 저장조(120)에 저장된 슬러지에 혼합된다. 탈취제 공급 배관(132)이 탈취제 저장조(130)와 슬러지 공급 배관(122)에 연결된다면, 탈취제 저장조(130)에 저장된 탈취제는 상기 탈취제 공급 배관(132)을 통해 슬러지 공급 배관(122)으로 공급되며, 상기 슬러지 공급 배관(122)을 통해 필터 프레스(110)로 공급되는 슬러지에 혼합된다.
탈취제 공급 배관(132)이 슬러지 저장조(120)에 연결되는 경우, 슬러지 저장조(120)로 공급된 탈취제는 슬러지에 혼합되어 슬러지의 악취를 제거할 수 있다. 포화점에 도달하기 전까지는 탈취제가 슬러지 저장조(120)에 체류하는 시간이 늘어날수록 탈취 효과가 향상될 수 있다.
탈취제 공급 배관(132)은 슬러지 저장조의 상측까지 상향 연장되며, 상부가 개방되어 있는 슬러지 저장조(120)의 상측에서 슬러지 저장조(120)의 내측 또는 교반기(121)를 향하도록 형성된다. 이에 따라 탈취제 저장조(130)는 탈취제 공급 배관(132)을 통해 슬러지 저장조(120)의 내측 또는 교반기(121)를 향해 탈취제를 공급할 수 있다.
반면, 탈취제 공급 배관(132)이 슬러지 공급 배관(122)에 연결되는 경우, 탈취제와 슬러지가 혼합된 상태로 유지되는 시간이 충분한 탈취효과를 나타내기에 부족할 수 있다. 이 경우 슬러지 공급 배관(122)에는 중간 혼합조(미도시) 또는 중간 혼합기(미도시)가 설치될 수 있다. 중간 혼합조 또는 중간 혼합기는 탈취제 공급 배관(132)이 슬러지 공급 배관(122)에 연결되는 합류지점과 필터 프레스(110)의 사이에 설치된다. 중간 혼합조 또는 중간 혼합기에는 나선형 유로나 지그재그 형의 비선형 유로가 형성되어 슬러지와 탈취제의 자연스러운 혼합을 유도할 수 있다.
탈취제 공급 배관(132)은 제1 탈취제 공급 배관(132a)과 제2 탈취제 공급 배관(132b)을 포함할 수 있다. 제1 탈취제 공급 배관(132a)의 일단은 탈취제 저장조(130)에 연결되고, 타단은 슬러지 저장조(120) 또는 슬러지 공급 배관(122)에 연결된다. 제2 탈취제 공급 배관(132b)의 일단은 탈취제 저장조(130)에 연결되고, 타 단은 제1 탈취제 공급 배관(132a)에 연결된다. 이와 같은 구성은 두 탈취제 공급 배관(132) 중 어느 하나에 이상이 발생하더라도 다른 하나를 통해 탈취제가 공급될 수 있게 하면서도, 제2 탈취제 공급 배관(132b)의 길이가 제1 탈취제 공급 배관(132a)보다 짧아짐으로써 제작 단가를 절약할 수 있다.
공업용수조(140)는 필터 프레스(110)에 공급될 공업 용수를 저장하도록 형성된다. 공업용수조(140)는 공업 용수 공급 배관(142)에 의해 필터 프레스(110)에 연결된다. 공업 용수 공급 배관(142)에는 밸브와 펌프(143)가 설치된다.
압축 공기 저장 탱크(150)는 공업용수조(140)나 필터 프레스(110)로 공급되는 압축 공기를 저장하도록 형성된다. 압축 공기 저장 탱크(150)는 둘 이상의 압축 공기 공급 배관(151, 152)을 구비하여 공업용수조(140) 또는 필터 프레스(110)에 연결된다.
여액 집수조(160)는 필터 프레스(110)에서 압착 공정에 의해 생성된 여액을 집수하도록 형성된다. 슬러지가 압착 공정에 의해 탈수 처리되면 고형의 탈수 케이스와 탈수액으로 분리되는데, 여액이란 여기서의 탈수액을 가리킨다. 여액 집수조(160)는 여액 배출 배관(161)에 의해 필터 프레스(110)에 연결된다.
회수 배관(미도시)은 여액 집수조(160)와 슬러지 저장조(130)를 연결하거나, 여액 배출 배관(161)과 슬러지 저장조(130)를 연결하도록 형성될 수 있다. 회수 배관에는 밸브 및/또는 펌프가 설치될 수 있다.
필터 프레스(110)에서 슬러지 압입 압력에 의해 1차 탈수가 이루어지는 동안 발생하는 여액은 회수 배관을 통해 다시 슬러지 저장조(130)에 공급될 수 있다. 여액이 슬러지 저장조(130)로 공급되면, 여액에 포함되어 있는 토양 미생물 종균제도 다시 슬러지 저장조(130)로 회수될 수 있다.
운전 제어반(170)은 필터 프레스(110) 또는 필터 프레스 탈수기(100)의 작동을 자동 또는 수동으로 제어하도록 형성된다.
다음으로는 필터 프레스에 의한 탈수 과정에 대하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2h는 필터 프레스에 의한 탈수 과정을 순서대로 보인 개념도다.
도 2a는 탈수를 진행하기 전 준비된 필터 프레스를 보이고 있다.
도 2b는 폐판 공정으로 유압 실린더 헤드를 모터 구동으로 견인하여 여과판을 압착한 모습을 보이고 있다.
도 2c는 필터 프레스에 슬러지를 공급하여 압입하는 모습을 보이고 있다. 슬러지를 압입하기 전 탈취제 저장조에서 탈취제를 공급하여 슬러지와 탈취제를 혼합되게 하는 혼합 공정이 이루어진다.
탈취제 저장조, 슬러지 저장조 또는 슬러지 공급 배관에는 pH 감지 센서와 pH 조절부가 설치될 수 있다. pH 조절부란 pH 조절을 위해 산성 또는 염기성 물질을 투입하는 구성으로 이해될 수 있다. 필터 프레스 탈수기는 상기 pH 감지 센서에서 측정되는 슬러지와 탈취제 혼합물의 pH에 근거하여 제어될 수 있다.
탈취제 저장조나 슬러지 저장조 또는 슬러지 공급 배관의 pH는 처리 대상 슬러지나 이용하고자 하는 토양 미생물 종균제의 종류에 따라 결정된다. 예컨대 토양 미생물 종균제의 종류에 따라 서로 다른 pH에서 생존 안정성과 활성이 향상된다. 따라서 이용하고자 하는 토양 미생물 종균제가 결정되면, 그 토양 미생물 종균제의 생존 안성성과 활성 향상을 위해 적정 pH가 선택될 수 있으며, pH 조절은 pH 조절부에 의해 조절된다.
또한, 슬러지 저장조에 염화철이 응집제로 투입되면, 슬러지 저장조는 산성으로 변하기 때문에 산성에서 생존 안정성이 불완전한 토양 미생물 종균제는 사멸해 버릴 수 있다. 따라서 pH 조절부에서 미리 슬러지 저장조의 pH를 산성에서 중성으로 변화시킨 후에 탈취제 저장조로부터 토양 미생물 종균제가 슬러지 저장조로 공급되면 토양 미생물 종균제의 생존 안정성을 확보할 수 있다.
탈취제 저장조는 처리 대상 슬러지의 용량 대비 0.5% 내지 1.5%만큼의 토양 미생물 종균제와 영양 물질을 상기 슬러지에 공급하도록 제어될 수 있다. 여기서 슬러지란 슬러지 저장조의 슬러지 또는 슬러지 공급 배관의 슬러지를 가리킨다.
슬러지의 전체 용량 대비 상기 비율 만큼의 토양 미생물 종균제와 영양 물질이 상기 슬러지에 공급될 수도 있고, 1회 압착 공정에 의해 처리되는 슬러지의 용량 대비 1회 압착 공정 전마다 상기 비율 만큼의 토양 미생물 종균제와 영양 물질이 상기 슬러지에 공급될 수도 있다.
토양 미생물 종균제와 영양 물질이 슬러지의 용량 대비 0.5% 보다 작으면, 탈취 효과가 부족하거나 탈취에 오랜 시간이 소요된다. 반대로 토양 미생물 종균제와 영양 물질이 탈수 케이크의 용량 대비 1.5%보다 크면, 유기물인 토양 미생물이 과잉 성장하여 탈수 효과 저하를 일으킬 수 있다. 이에 따라 탈취 효과로 얻는 이득보다 탈수 효과 저하로 발생하는 손실이 더 커질 우려가 있다.
또한, 슬러지 저장조에 공급한 토양 미생물 종균제의 과잉 성장을 방지하기 위한 대책이 필요하다. 토양 미생물 종균제가 과잉으로 생성되면 탈수가 목적인 슬러지의 입자 파괴에 따른 응집 플록 형성에 영향을 끼쳐 탈수 효율을 저하시킬 우려가 있기 때문이다.
토양 미생물 종균제의 과잉 성장을 방지하기 위해, 탈수 케이스의 함수율이 60% 내지 70%의 범위 내에서 선택되는 기준을 초과하면 탈취제 저장조는 토양 미생물 종균제와 영양 물질의 양을 8% 내지 12% 감소시켜 공급하도록 제어될 수 있다. 예컨대 필터 프레스에서 슬러지의 탈수 처리가 완료된 후 생성되는 탈수 케이스의 함수율이 65%를 초과하게 되면, 탈취제 저장조에서는 슬러지에 공급하는 토양 미생물 종균제와 영양 물질의 비율을 10%씩 감소시켜 주입하도록 설정될 수 있다. 이에 따라 슬러지 저장조 내 토양 미생물 종균제의 적정 농도가 유지된다.
탈취제와 슬러지가 혼합되어 혼합물이 생성되면, 혼합물이 바로 필터 프레스에 공급될 수도 있으나, 일정 시간 후에 필터 프레스에 공급될 수도 있다. 탈취제에 의한 탈취 효과가 나타나기에 충분한 시간을 기다린 후 필터 프레스에 혼합물이 공급된다. 이를테면 탈취제와 슬러지를 혼합하는 혼합 공정과 필터 프레스에서 슬러지를 압착하는 수분 제거 공정이 시간차를 두고 실시되는 개념이다.
도 2d는 슬러지의 압입 압력에 의해 1차적으로 탈수가 진행되는 모습을 도시한 것이다.
도 2e는 공업 용수의 공급에 의해 슬러지가 압착되는 모습을 도시한 것이다.
pH 조건을 감지하기 위해 필터 프레스, 여액 배출 배관, 여액 집수조 중 적어도 하나에는 pH 감지 센서가 설치될 수 있다.
도 2f는 공업 용수로 코어가 세척되는 모습을 도시한 것이다.
도 2g는 압축 공기를 공급하여 슬러지 압착과 코어 세척에 이용된 공업 용수를 배출하는 모습을 도시한 것이다.
도 2h는 개판하여 탈수 처리가 완료된 탈수 케이스를 배출하고 여과포를 세척하는 모습을 도시한 것이다.
필터 프레스의 작동에 의해 탈수가 이루어지는 동안 토양 미생물 종균제의 회수가 이루어질 수 있다. 필터 프레스가 슬러지를 압착하여 탈수가 완료되고 나면, 탈수 케이크와 여액이 생성된다. 이 중 여액을 일부 회수하게 되면, 여액에 포함된 토양 미생물 종균제를 회수하여 재사용 가능하다.
특히 슬러지의 압입 압력에 의해 1차 탈수가 이루어지면서 발생하는 여액을 회수하여 슬러지 저장조로 공급하는 것이 바람직하다. 1차 탈수에 의해 발생하는 여액이 후속 압착 공정에서 발생하는 여액보다 많아 대부분의 토양 미생물 종균제는 1차 탈수에 의해 발생하는 여액에 포함되어 있기 때문이다.
회수 배관에 설치된 밸브와 펌프의 제어에 의해 여액의 회수가 이루어진다. 여액의 회수는 토양 미생물 종균제를 회수하는 의미도 있지만, 슬러지 저장조에 채워진 슬러지의 함수율을 증가시키게 된다. 따라서 1차 탈수에 의해 발생하는 여액의 5 내지 10% 정도만 밸브 및/또는 펌프 제어를 통해 다시 슬러지 저장조에 공급되게 하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명된 필터 프레스 탈수기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 슬러지에 포함된 수분을 제거하여 탈수 케이크를 생성하도록 상기 슬러지를 압착 가능하게 형성되는 필터 프레스;
    상기 필터 프레스에서 탈수 처리될 슬러지를 저장하도록 형성되고, 상기 필터 프레스에 상기 슬러지를 공급하도록 슬러지 공급 배관에 의해 상기 필터 프레스에 연결되는 슬러지 저장조; 및
    탈취제를 저장하도록 형성되며, 상기 슬러지에 탈취제를 혼합되게 하도록 상기 슬러지 저장조 또는 상기 슬러지 공급 배관에 연결되어 상기 탈취제를 공급하는 탈취제 저장조를 포함하고,
    상기 탈수 케이크의 함수율이 60% 내지 70%의 범위 내에서 선택되는 기준을 초과하면 상기 탈취제 저장조는 토양 미생물 종균제와 영양 물질의 양을 8% 내지 12% 감소시켜 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탈취제는 토양 미생물 종균제를 포함하고,
    상기 탈취제 저장조에는 상기 토양 미생물 종균제와 영양 물질이 저장되는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탈취제 저장조는 상기 필터 프레스의 압착 공정에 의해 생성되는 상기 탈수 케이크의 용량 대비 0.5% 내지 1.5%만큼의 상기 토양 미생물 종균제와 상기 영양 물질을 상기 슬러지에 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 영양 물질은,
    KH2PO4, K2HPO4, KNO3, NaCl, 및 MgSO4 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0.1g/ℓ 이상 1.2g/ℓ 이하의 제1 영양 물질;
    CaCl2·2H2O, EDTA·Na2(H2O)2, 및 FeCl2·4H2O 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0 초과 0.1g/ℓ 이하의 제2 영양 물질; 및
    CoCl2·6H2O, MnCl2·2H2O, ZnCl2, H3BO3, NiCl2·6H2O, NaMoO4·2H2O, 및 CuCl2·2H2O 로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 토양 미생물 종균제 1리터 당 각각 0 초과 0.01g/ℓ 이하로 상기 영양 물질 내에서 상기 제2 영양 물질보다 작은 조성비를 갖는 제3 영양 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탈취제 저장조는 탈취제 공급 배관에 의해 상기 슬러지 저장조 또는 상기 슬러지 공급 배관에 연결되고,
    상기 탈취제 공급 배관에는 펌프와 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탈취제 공급 배관은,
    일 단이 상기 탈취제 저장조에 연결되고, 타 단이 상기 슬러지 저장조 또는 상기 슬러지 공급 배관에 연결되는 제1 탈취제 공급 배관; 및
    일 단이 상기 탈취제 저장조에 연결되고, 타 단이 상기 제1 탈취제 공급 배관에 연결되는 제2 탈취제 공급 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슬러지 저장조와 상기 탈취제 저장조에는 각각 교반기가 설치되고,
    상기 탈취제 저장조의 교반기는 상기 슬러지 저장조의 교반기보다 느린 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 탈취제 저장조에서 탈취제를 공급하여 상기 슬러지와 상기 탈취제를 혼합되게 하는 혼합 공정과, 상기 필터 프레스에서 상기 슬러지를 압착하는 수분 제거 공정은 시간차를 두고 실시하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 필터 프레스 탈수기는,
    상기 필터 프레스에서 슬러지를 처리하여 생성되는 여액을 집수하도록 형성되는 여액 집수조;
    상기 필터 프레스와 상기 여액 집수조에 연결되는 여액 배출 배관; 및
    상기 여액 집수조 또는 상기 여액 배출 배관을 상기 슬러지 저장조에 연결하도록 형성되는 회수 배관을 포함하고,
    상기 필터 프레스 탈수기는, 상기 필터 프레스로 압입되는 슬러지의 압입 압력에 의해 생성되는 여액의 5 내지 10%를 상기 회수 배관을 통해 상기 슬러지 저장조로 회수되게 하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 프레스 탈수기.
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