KR102259840B1 - Small pressure type apparatus for evaluating efficiency of liquid-solid separation and method therefor - Google Patents
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Abstract
소형 가압식 고액분리 효율 평가장치 및 평가방법이 소개된다.
이 중에서 소형 가압식 고액분리 효율 평가장치는, 샘플 용액의 수용공간을 제공하고 여과포의 착탈이 가능하게 제공되는 용기와, 수용공간 내에 수용된 샘플 용액을 가압하기 위한 액츄에이터와, 액츄에이터에 의해 상기 샘플 용액이 가압되면, 여과포를 통과하는 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정하는 측정유닛과, 측정유닛에서 측정된 여과량을 이용하여 샘플 용액의 함수율을 예측하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.A compact pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation device and evaluation method are introduced.
Among them, the compact pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation device includes a container that provides an accommodation space for a sample solution and is capable of attaching and detaching a filter cloth, an actuator for pressurizing the sample solution accommodated in the accommodation space, and the sample solution by the actuator. When pressurized, it may include a measurement unit for measuring the filtration amount and filtration rate of the sample solution passing through the filter cloth, and a controller for predicting the moisture content of the sample solution using the filtration amount measured by the measurement unit.
Description
본 발명은 소형 가압식 고액분리 효율 평가장치 및 평가방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compact pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation apparatus and evaluation method.
일반적으로 고액분리는 공정의 하폐수처리장, 공공자원화 시설, 화학공정 및 식품공정 등에 필수적으로 구성되는 중요한 단위공정 중 하나이다.In general, solid-liquid separation is one of the important unit processes essential for wastewater treatment plants, public resource recycling facilities, chemical processes, and food processes.
환경, 화공, 식품, 토목, 건설 분야 등의 생산과정이나 수처리 분야에서 고액분리와 탈수과정에 사용되는 장치로는, 필터프레스가 널리 이용되고 있다. 필터프레스는 다수개의 여과판과 유압유니트를 이용하여, 각 여과판 사이에 위치한 슬러지를 일정 고압으로 가압함으로써, 액체와 고체를 분리시킬 수 있도록 구성된다.A filter press is widely used as a device used for solid-liquid separation and dehydration in the production process of the environment, chemical engineering, food, civil engineering, construction fields, etc. or in the water treatment field. The filter press uses a plurality of filter plates and a hydraulic unit to pressurize the sludge located between each filter plate to a certain high pressure, so that liquid and solid can be separated.
그런데, 종래 필터프레스를 설계하는 경우, 필터프레스의 설계인자를 얻기 위해서는 Lab규모 이상의 가압설비가 갖추어진 탈수기가 필요하고, 이 탈수기의 테스트를 통해서만 필터프레스의 설계인자를 도출할 수 있었다. 특히, 고압의 압착기능을 탑재한 필터프레스는 복잡한 설비구성과 많은 양의 샘플을 활용해 시운전을 진행해야 하는데, 필터프레스의 설계인자를 도출하기 위해서는 많은 인력과 제어과정이 필요하다.However, in the case of designing a conventional filter press, in order to obtain the design factors of the filter press, a dehydrator equipped with a pressurization facility larger than a lab scale is required, and the design factors of the filter press could be derived only through the dehydrator test. In particular, a filter press equipped with a high-pressure compression function requires a trial run using a complex equipment configuration and a large amount of samples, and a lot of manpower and control process are required to derive the design factors of the filter press.
이에 적용대상이 되는 샘플의 고액분리 효율뿐만 아니라, 상용화급 멤브레인 필터프레스 설계시 필요한 설계인자(여과속도, 여과포 종류, 탈수케이크 함수율, 탈수케이크 두께, 탈리여액 SS농도 등)를 간단하게 도출할 수 있는 기술이 요구되고 있다.In addition to the solid-liquid separation efficiency of the sample to be applied, design factors (filtration speed, filter cloth type, moisture content of dehydrated cake, thickness of dewatering cake, SS concentration of desorption filtrate, etc.) can be easily derived when designing a commercial-grade membrane filter press. technology is required.
본 발명의 실시예들은 적용대상 샘플의 고액분리 효율뿐만 아니라, 필터프레스 설계시 필요한 설계인자를 간단하게 도출할 수 있는 소형 가압식 고액분리 효율 평가장치 및 평가방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a compact pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation apparatus and evaluation method capable of simply deriving design factors necessary for designing a filter press as well as solid-liquid separation efficiency of a sample to be applied.
본 발명의 일 측면에 따른 고액분리 효율 평가장치는, 샘플 용액의 수용공간을 제공하고, 여과포의 착탈이 가능하게 제공되는 용기; 상기 수용공간 내에 수용된 상기 샘플 용액을 가압하기 위한 액츄에이터; 상기 액츄에이터에 의해 상기 샘플 용액이 가압되면, 상기 여과포를 통과하는 상기 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정하는 측정유닛; 및 상기 측정유닛에서 측정된 여과량을 이용하여 상기 샘플 용액의 함수율을 예측하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.A solid-liquid separation efficiency evaluation apparatus according to an aspect of the present invention includes: a container that provides a receiving space for a sample solution, and that a filter cloth is detachably provided; an actuator for pressurizing the sample solution accommodated in the receiving space; a measurement unit for measuring a filtration amount and a filtration rate of the sample solution passing through the filter cloth when the sample solution is pressurized by the actuator; and a controller for predicting the moisture content of the sample solution by using the filtration amount measured by the measurement unit.
이때, 상기 용기는 상기 샘플 용액의 투입이 이루어지는 상부용기; 상기 샘플 용액의 여과를 위해, 상기 여과포가 착탈 가능한 여과판; 및 상기 여과판을 사이에 두고 상기 상부용기에 체결되고, 상기 여과포를 통과한 샘플 용액을 상기 측정유닛으로 배출하는 하부용기를 포함할 수 있다.In this case, the container may include an upper container into which the sample solution is introduced; For filtration of the sample solution, the filter cloth is detachable filter plate; and a lower container coupled to the upper container with the filter plate interposed therebetween and discharging the sample solution passing through the filter cloth to the measurement unit.
또한, 상기 상부용기는 내측에 수용공간을 제공하는 상부 하우징; 상기 액츄에이터에 구동 연결되고, 상기 상부 하우징의 내벽을 따라 승강 가능하게 설치되는 가압편; 및 상기 수용공간에 상기 샘플 용액이 공급되도록 상기 가압편에 연결되는 공급 포트를 포함할 수 있다.In addition, the upper container may include an upper housing providing an accommodating space therein; a pressing piece connected to the actuator to be driven and installed along the inner wall of the upper housing; and a supply port connected to the pressing piece so that the sample solution is supplied to the receiving space.
또한, 상기 하부용기는 상부에 상기 여과판이 안착 가능한 지지턱이 마련되는 하부 하우징; 상기 하부 하우징의 하부 일측에 마련되는 배출 포트; 및 상기 여과포를 통과한 상기 샘플 용액이 상기 배출 포트로 안내되도록 상기 하부 하우징의 내부에 경사지게 배치되는 가이드판을 포함할 수 있다.In addition, the lower container may include a lower housing provided with a support jaw on which the filter plate can be seated; a discharge port provided on a lower side of the lower housing; and a guide plate that is inclinedly disposed inside the lower housing so that the sample solution passing through the filter cloth is guided to the discharge port.
또한, 상기 측정유닛은 상기 수용공간의 내부 압력을 측정하는 압력 게이지; 상기 여과포를 통과한 상기 샘플 용액의 무게를 측정하는 웨이팅 머신; 상기 샘플 용액이 상기 여과포를 통하는 여과 시간을 측정하는 타이머; 및 상기 여과포를 통과한 상기 샘플 용액의 용량을 측정하는 부피 게이지를 포함할 수 있다.In addition, the measuring unit includes a pressure gauge for measuring the internal pressure of the receiving space; a weighting machine for measuring the weight of the sample solution passing through the filter cloth; a timer for measuring the filtration time of the sample solution through the filter cloth; and a volume gauge for measuring the volume of the sample solution that has passed through the filter cloth.
또한, 상기 컨트롤러는 상기 측정유닛에서 측정된 여과속도를 이용하여 설계하고자 하는 가압 탈수기의 설계용량에 부합하는 여과포의 여과면적을 예측할 수 있다.In addition, the controller may predict the filtration area of the filter cloth that matches the design capacity of the pressure dehydrator to be designed by using the filtration rate measured by the measurement unit.
또한, 상기 컨트롤러는 하기의 식 1을 통해, 상기 샘플 용액의 탈수케이크 함수율(Y)을 예측할 수 있다.In addition, the controller may predict the moisture content (Y) of the dehydrated cake of the sample solution through Equation 1 below.
<식 1>Y = -1.44333*exp(-X/-201.33999)+78.81423<Equation 1> Y = -1.44333*exp(-X/-201.33999)+78.81423
<Y : 함수율(%) , X : 탈리여액 무게(g)><Y: Moisture content (%) , X: Desorption filtrate weight (g)>
또한, 상기 컨트롤러는 하기의 식 2를 통해, 상기 설계용량에 부합하는 상기 여과면적을 예측할 수 있다.In addition, the controller may predict the filtration area corresponding to the design capacity through Equation 2 below.
<식 2><Equation 2>
본 발명의 일 측면에 따른 고액분리 효율 평가방법은, 샘플 용액을 여과포가 구비된 용기에 공급하는 단계; 상기 샘플 용액을 상기 여과포에 대하여 가압하여 상기 샘플 용액을 여과하는 단계; 상기 여과포를 통과하는 상기 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정하는 단계; 및 상기 측정유닛에서 측정된 여과량을 이용하여 상기 샘플 용액의 함수율을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.A solid-liquid separation efficiency evaluation method according to an aspect of the present invention comprises: supplying a sample solution to a container equipped with a filter cloth; filtering the sample solution by pressing the sample solution against the filter cloth; measuring a filtration amount and a filtration rate of the sample solution passing through the filter cloth; and predicting the moisture content of the sample solution by using the filtration amount measured by the measurement unit.
이때, 상기 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정하는 단계 이후, 상기 측정유닛에서 측정된 여과속도를 이용하여 설계하고자 하는 가압 탈수기의 설계용량에 부합하는 여과포의 여과면적을 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, after the step of measuring the filtration amount and the filtration rate of the sample solution, the method further includes the step of predicting a filtration area of the filter cloth that matches the design capacity of the pressure dehydrator to be designed using the filtration rate measured by the measurement unit. can do.
또한, 상기 샘플 용액의 함수율을 예측하는 단계는, 하기의 식 1을 통해, 상기 샘플 용액의 탈수케이크 함수율(Y)을 예측할 수 있다.In addition, in the predicting of the moisture content of the sample solution, the moisture content (Y) of the dehydrated cake of the sample solution may be predicted through Equation 1 below.
<식 1><Equation 1>
Y = -1.44333*exp(-X/-201.33999)+78.81423Y = -1.44333*exp(-X/-201.33999)+78.81423
<Y : 함수율(%) , X : 탈리여액 무게(g)><Y: Moisture content (%) , X: Desorption filtrate weight (g)>
또한, 여과포의 여과면적을 예측하는 단계는, 하기의 식 2를 통해, 상기 설계용량에 부합하는 상기 여과면적을 예측할 수 있다.In addition, in the step of predicting the filtration area of the filter cloth, the filtration area corresponding to the design capacity may be predicted through Equation 2 below.
<식 2><Equation 2>
본 발명의 실시예들은 가압조건에서의 고액분리 효율 테스트를 매우 간단하게 평가하고, 설계인자를 도출할 수 있다는 이점이 있다.Embodiments of the present invention have the advantage that it is possible to very simply evaluate the solid-liquid separation efficiency test in the pressurized condition and derive design factors.
또한, 본 발명의 실시예들은 여과포 종류만 가지고도 고압에서 고액분리에 대한 평가를 진행하여 최적의 여과포 선정이 가능하다는 이점이 있다.In addition, the embodiments of the present invention have the advantage that it is possible to select an optimal filter cloth by performing an evaluation on solid-liquid separation at high pressure even with only the type of filter cloth.
또한, 본 발명의 실시예들은 고액분리에 따른 최종 탈수케이크의 두께에 따른 함수율 변화, 및 압력조건별 등의 효율을 짧은 시간(30분이내) 내에 평가할 수 있으므로, 다양한 샘플에 대하여 다양한 조건의 설계인자 도출 실험에 적용이 가능하다는 이점이 있다.In addition, since the embodiments of the present invention can evaluate the change in moisture content according to the thickness of the final dehydrated cake according to the solid-liquid separation and the efficiency by pressure conditions within a short time (within 30 minutes), design factors of various conditions for various samples There is an advantage that it can be applied to a derivation experiment.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가장치의 용기를 분리하여 도시한 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가장치의 제어로직을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가방법을 도시한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for evaluating solid-liquid separation efficiency according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded view showing the separation of the container of the solid-liquid separation efficiency evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a control logic of an apparatus for evaluating solid-liquid separation efficiency according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a solid-liquid separation efficiency evaluation method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation according to the embodiment of the present invention will be described in detail. The following description is one of several aspects of the present invention that is claimable, and the following description may form a part of the detailed description of the present invention. However, in describing the present invention, detailed descriptions of known configurations or functions may be omitted for clarity of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of making various changes and may include various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 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. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In addition, terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. When an element is referred to as being'connected' or'connected' to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가장치의 용기를 분리하여 도시한 분해도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가장치의 제어로직을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a solid-liquid separation efficiency evaluation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view showing a container of the solid-liquid separation efficiency evaluation device according to an embodiment of the present invention, 3 is a block diagram illustrating a control logic of an apparatus for evaluating solid-liquid separation efficiency according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가장치는, 용기(100), 액츄에이터(200), 측정유닛(300) 및 컨트롤러(400)를 포함할 수 있다.1 to 3 , the solid-liquid separation efficiency evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention may include a
구체적으로, 용기(100)는 별도의 용액 공급장치(미도시)로부터 샘플 용액을 공급받을 수 있고, 공급받은 샘플 용액을 수용공간(101)에 일시 저장할 수 있다. 여기서, 샘플 용액은 사용하고자 하는 용액의 고액분리 효율(함수율, 설계용량에 대한 여과면적...)을 평가하기 위한 샘플로, 하수, 폐수, 각종 슬러지를 포함할 수 있다.Specifically, the
이러한 용기(100)는 상부용기(110), 여과판(120) 및 하부용기(120)를 포함할 수 있다.The
상부용기(110)는 내측에 수용공간(101)을 제공하는 상부 하우징(111)과, 상부 하우징(111)의 내벽을 따라 승강 가능하게 설치되는 가압편(112)과, 가압편(112)을 통해 수용공간(101)에 샘플 용액을 공급하는 공급 포트(113)를 포함할 수 있다.The
여기서, 상부 하우징(111)은 샘플 용액의 투입이 이루어지는 중공의 하우징으로 제공될 수 있다. 상부 하우징(111)은 상부 및 하부가 개방되는 원통형으로 이루어질 수 있다. 상부용기(110)의 내부에는 가압편(112)과 여과판(120) 사이로 샘플 용액이 수용 가능한 수용공간(101)이 생성될 수 있다.Here, the
가압편(112)은 액츄에이터(200)에 의해 상부 하우징(111)의 내부에서 승강될 수 있다. 이러한 가압편(112)은 상부 하우징(111)의 외경에 대응되는 면적을 갖을 수 있고, 가압편(112)의 상부는 액츄에이터(200)와 구동 연결될 수 있으며, 가압편(112)의 가장자리부에는 상부 하우징(111)의 상부를 외부로부터 밀폐시키기 위한 오링 및 실링이 마련될 수 있다.The
이에 따라, 액츄에이터(200)에 의해 가압편(112)이 상부 하우징(111)에서 하강되는 경우, 수용공간(101) 내 샘플 용액은 가압편(112)에 의해 가압될 수 있고, 가압편(112)에 의해 가압된 일정 입도 이하의 샘플 용액은 여과포(140) 및 여과판(120)을 통과하여 하부 하우징(131)으로 이동될 수 있다.Accordingly, when the
아울러, 가압편(112)의 상부에는 공급 포트(113) 및 압력 게이지(310)가 연결될 수 있다. 공급 포트(113)는 별도의 용액 공급장치(미도시)로부터 공급받은 샘플 용액을 가압편(112)을 통해 상부 하우징(111)의 수용공간(101)에 제공할 수 있다. 압력 게이지(310)는 상부 하우징(111)의 내부 압력을 측정하기 위한 압력측정기구로, 가압편(112)을 통해 수용공간(101)과 연통되므로, 상부 하우징(111)의 내부 압력을 측정할 수 있다.In addition, the
이를 위해, 가압편(112)의 내부에는 공급 포트(113) 및 수용공간(101) 사이를 연통시키는 제 1 관통홀(112a)과, 압력 게이지(310) 및 수용공간(101) 사이를 연통시키는 제 2 관통홀(112b)이 형성될 수 있다.To this end, in the inside of the
여과판(120)은 샘플 용액의 여과를 위한 다수의 슬릿이 형성된 플레이트로, 여과판(120)의 상면에는 여과포(140)가 놓여질 수 있다. 따라서, 액츄에이터(200)에 의한 샘플 용액의 가압시, 수용공간(101) 내 샘플 용액은 여과포(140)를 통과하면서 여과될 수 있다.The
하부용기(120)는 여과판(120)을 사이에 두고 체결볼트(102)를 통해 상부용기(110)와 체결될 수 있다. 아울러, 하부용기(120)는 여과포(140)를 통과한 샘플 용액을 측정유닛(300)으로 배출할 수 있다.The
이를 위해, 하부용기(120)는 상부 하우징(111)에 결합되는 하부 하우징(131)과, 하부 하우징(131)의 하부 일측에 마련되는 배출 포트(132)와, 여과포(140)를 통과한 샘플 용액이 배출 포트(132)로 안내되도록 하부 하우징(131)의 내부에 경사지게 배치되는 가이드판(133)을 포함할 수 있다. 이때, 하부 하우징(131)의 상부에는 여과판(120)이 안착 가능한 지지턱(131a)이 마련되므로, 여과판(120)은 상부 하우징(111) 및 하부 하우징(131) 사이에서 안정적으로 고정될 수 있다.To this end, the
측정유닛(300)은 액츄에이터(200)에 의한 샘플 용액의 가압시, 여과포(140)를 통과하는 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정할 수 있다. 측정유닛(300)에서 측정된 여과량 및 여과속도에 대한 정보는 컨트롤러(400)에 인가될 수 있다.The measuring
이러한 측정유닛(300)은 수용공간(101)의 내부 압력을 측정하는 압력 게이지(310)와, 여과포(140)를 통과한 샘플 용액의 무게를 측정하는 웨이팅 머신(320)과, 샘플 용액이 여과포(140)를 통하는 여과 시간을 측정하는 타이머(330)와, 여과포(140)를 통과한 샘플 용액의 용량을 측정하는 부피 케이지(340)를 포함할 수 있다.The
예컨대, 측정유닛(300)은 부피 케이지(340)를 통해 샘플 용액의 여과량을 측정할 수 있고, 부피 케이지(340) 및 타이머(330)를 통해 샘플 용액의 여과속도를 측정할 수 있다. 물론, 측정유닛(300)은 여과량 및 여과속도 이외에도, 압력 게이지(310) 및 웨이팅 머신(320)을 통해 사용자가 요구하는 다양한 측정값을 제공할 수 있다.For example, the
컨트롤러(400)는 샘플 용액의 함수율 및 설계용량에 대한 여과면적 등을 평가하기 위해, 상술한 구성들, 예를 들어, 액츄에이터(200), 측정유닛(300), 용액 공급장치 등을 전체적으로 제어할 수 있다.The
예컨대, 컨트롤러(400)는 용액 공급장치에 작동신호를 인가하여 용기(100) 내에 샘플 용액을 공급할 수 있고, 액츄에이터(200)에 작동신호를 인가하여 용기(100) 내 샘플 용액을 일정 압력으로 가압할 수 있으며, 측정유닛(300)에 작동신호를 인가하여 샘플 용액에 대한 다양한 정보를 측정할 수 있다.For example, the
특히, 컨트롤러(400)는 본 발명에 주어지는 시간, 압력, 무게에 대한 정보를 실시간으로 저장할 수 있고, 측정유닛(300)으로 제공받은 측정값을 하기의 <식 1> 및 <식 2>의 수식에 연계함으로써, 설비의 운전에 따른 함수율 및 여과면적(일정 면적의 여과포 개수)을 예측할 수 있다.In particular, the
예컨대, 컨트롤러(400)는 측정유닛(300)에서 측정된 여과량을 이용하여 샘플 용액의 탈수케이크 함수율(Y)을 예측할 수 있다. 이때, 컨트롤러(400)는 하기의 식 1을 이용할 수 있다. 식 1은 상기 샘플 용액의 함수율이 80%일 경우의 도출 수식이며, 상기 샘플 용액의 함수율 변화에 따른 수식은 프로그램에서 자동으로 식1과 같이 도출되어 수식 적용이 가능하다.For example, the
<식 1><Equation 1>
Y = -1.44333*exp(-X/-201.33999)+78.81423Y = -1.44333*exp(-X/-201.33999)+78.81423
<Y : 함수율(%) , X : 탈리여액 무게(g)><Y: Moisture content (%) , X: Desorption filtrate weight (g)>
일 예로, 샘플 용액이 1L(함수율 80% 기준) 제공된 경우, 컨트롤러(400)는 <식 1>을 이용하여 샘플 용액에 대한 함수율을 산출할 수 있다. 컨트롤러(400)는 아래 표 1과 같이, 산출된 함수율을 이용하여 가압 탈수기에서 허용 가능한 탈리여액의 무게를 예측할 수 있다. 표 1은 이론값이며, 도출된 수식에 의한 함수율 도출값은 표2의 같이 나타낸다. 오차범위는 3%이내로 나타남을 확인할 수 있다.For example, when 1 L of the sample solution (based on the moisture content of 80%) is provided, the
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
아울러, 컨트롤러(400)는 측정유닛(300)에서 측정된 여과속도를 이용하여 설계용량에 부합하는 여과면적을 산출할 수 있고, 산출된 여과면적을 통해 여과판(여과포)의 필요 개수를 예측할 수 있다.In addition, the
여기서, 여과판(120)의 수량은 여과면적에 따라 변경되므로, 필요에 따라 여과판(120)의 사이즈(예를 들면, 직경 110mm) 또는 수량을 지정하여 가압 탈수기의 크기(규격)를 원하는대로 설계할 수 있다. 이때, 여과판(120)의 필요 수량은 수요자가 원하는 설계용량 및 운전가동시간 등에 따라, 하기의 식 2을 활용할 수 있다.Here, since the quantity of the
<식 2><Equation 2>
(여과속도:kg.ds/m2hr, 설계용량:L, 운전시간(hr), 여과면적:m2)(Filtration speed: kg.ds/m 2 hr, design capacity: L, operating time (hr), filtration area: m 2 )
한편, 응집제의 필요성 여부판단은 적용하고자 하는 공정(하-폐수처리공정, 식품공정, 화학공정 등)별로 최종 목표(탈수케이크의 함수율)에 따라 다르게 적용되는데, 수요자의 요구에 따라 목표하는 시간내/압력조건별 탈수케이크의 함수율은 아래의 표 3와 같이, 탈수케이크의 두께에 따라 차이가 날 수 있다.On the other hand, the determination of whether a coagulant is necessary is applied differently depending on the final target (moisture content of the dehydrated cake) for each process (sewage-wastewater treatment process, food process, chemical process, etc.) to be applied. As shown in Table 3 below, the moisture content of the dewatering cake for each pressure condition may vary depending on the thickness of the dewatering cake.
[표3][Table 3]
(본 발명의 실험데이터: 10kgf/cm2기준, 운전시간 10분, 샘플용액(전처리 농축하수슬러지))(Experimental data of the present invention: 10kgf/cm 2 standard, operating time 10 minutes, sample solution (pre-treatment concentrated sewage sludge))
여과속도 및 고액분리 시 효율은 케이크내 저항으로 탈수케이크의 두께가 증가할수록 낮아진다. 따라서, 수요자의 설계목표 조건에 따라 탈수케이크의 두께를 산정할 수 있다.Filtration speed and efficiency in solid-liquid separation decrease as the thickness of the dewatering cake increases due to resistance within the cake. Therefore, the thickness of the dehydrated cake can be calculated according to the design target condition of the consumer.
위 조건과 마찬가지로 동일한 탈수케이크 두께에서 본 발명에 가해지는 압력조건을 변화할 경우, 압력이 높을수록 탈수케이크의 함수율은 낮아지게 되며, 그 결과 데이터를 활용하여 설계하고자 하는 가압 탈수장치(예를 들어, 가압필터프레스)의 압력조건 설계 및 운전압력으로 선정할 수 있다.As in the above conditions, when the pressure conditions applied to the present invention are changed at the same thickness of the dewatering cake, the higher the pressure, the lower the moisture content of the dehydrated cake, and as a result, the pressure dewatering device to be designed using the data (for example, , can be selected by designing the pressure conditions and operating pressure of the pressurized filter press).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리 효율 평가방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a solid-liquid separation efficiency evaluation method according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 모터 코어의 평가방법은, 샘플 용액을 여과포가 구비된 용기에 공급하는 단계(S100)와, 샘플 용기를 여과하는 단계(S200)와, 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정하는 단계(S300)와, 샘플 용액의 함수율을 예측하는 단계(S400)와, 여과포의 여과면적을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the evaluation method of the motor core according to an aspect of the present invention includes the steps of supplying a sample solution to a container equipped with a filter cloth (S100), filtering the sample container (S200), It may include the steps of measuring the filtration amount and filtration rate of the sample solution (S300), predicting the moisture content of the sample solution (S400), and predicting the filtration area of the filter cloth.
상기 샘플 용액을 여과포가 구비된 용기에 공급하는 단계(S100)는, 용기의 수용공간(101) 내에 일정량의 샘플 용액을 공급한다. 이때, 샘플 용액은 공급 포트(113)를 통해 용액 공급장치로부터 용기의 수용공간(101)으로 공급될 수 있고, 여과포는 용기 내 여과판에 의해 지지된 상태가 유지될 수 있다.In the step of supplying the sample solution to the container provided with the filter cloth (S100), a predetermined amount of the sample solution is supplied into the receiving
상기 샘플 용기를 여과하는 단계(S200)는, 용기의 수용공간(101)내 수용된 샘플 용액을 가압하여 여과포를 통과시킨다. 여과포에 대한 샘플 용액의 가압은, 액츄에이터에 의해 승강되는 가압편에 의해 제공될 수 있다. 예컨대, 액츄에이터에 의한 가압편의 하강시, 샘플 용액은 가압편의 가압에 의해 여과포에서 필터링되면서, 일정 입도 이하의 샘플 용액이 여과포를 통과할 수 있다.In the step of filtering the sample container (S200), the sample solution contained in the receiving
상기 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정하는 단계(S300)는, 여과포를 통과한 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정한다. 예를 들어, 샘플 용액의 여과량은 측정유닛의 부피 게이지를 통해 측정될 수 있고, 샘플 용액의 여과속도는 측정유닛의 부피 게이지 및 타이머를 통해 측정될 수 있다. .In the step of measuring the filtration amount and the filtration rate of the sample solution (S300), the filtration amount and the filtration rate of the sample solution passing through the filter cloth are measured. For example, the filtration amount of the sample solution may be measured through a volume gauge of the measurement unit, and the filtration rate of the sample solution may be measured through a volume gauge and a timer of the measurement unit. .
상기 샘플 용액의 함수율을 예측하는 단계(S400)는, 샘플 용액의 여과속도를 이용하여 샘플 용액의 함수율을 예측한다. 샘플 용액의 함수율은 상술한 식 1을 통해 산출될 수 있다.In the step of predicting the moisture content of the sample solution ( S400 ), the moisture content of the sample solution is predicted using the filtration rate of the sample solution. The moisture content of the sample solution may be calculated through Equation 1 described above.
상기 여과포의 여과면적을 예측하는 단계는, 샘플 용액의 여과속도를 이용하여 설계하고자 하는 가압 탈수기의 설계용량에 부합하는 여과포의 여과면적을 예측한다. 여과포의 여과면적은 상술한 식 2를 통해 산출될 수 있다.In the step of predicting the filtration area of the filter fabric, the filtration area of the filter fabric that matches the design capacity of the pressure dehydrator to be designed is predicted using the filtration rate of the sample solution. The filtration area of the filter cloth can be calculated through Equation 2 described above.
여과포의 여과면적은 여과판(여과포)의 수량을 변경하여 맞출 수 있으므로, 필요에 따라 여과판(120)의 사이즈(예를 들면, 직경 110mm) 또는 수량을 지정하여 가압 탈수기의 크기(규격)을 원하는대로 설계할 수 있다.Since the filtration area of the filter cloth can be adjusted by changing the number of filter plates (filter cloth), the size (standard) of the pressurized dehydrator can be set as desired by specifying the size (eg, diameter of 110 mm) or quantity of the
상술한 바와 같이, 본 발명은 가압조건에서의 고액분리 효율 테스트를 매우 간단하게 평가하고, 설계인자를 도출할 수 있고, 여과포 종류만 가지고도 고압에서 고액분리에 대한 평가를 진행하여 최적의 여과포 선정이 가능하며, 고액분리에 따른 최종 탈수케이크의 두께에 따른 함수율 변화, 및 압력조건별 등의 효율을 짧은 시간(30분이내) 내에 평가할 수 있으므로, 다양한 샘플에 대하여 다양한 조건의 설계인자 도출 실험에 적용이 가능하다는 등의 우수한 장점을 갖는다.As described above, the present invention can very simply evaluate the solid-liquid separation efficiency test in the pressurized condition, derive design factors, and select the optimal filter cloth by conducting the evaluation of solid-liquid separation at high pressure even with only the filter cloth type. This is possible, and the change in moisture content according to the thickness of the final dehydrated cake according to solid-liquid separation and the efficiency of each pressure condition can be evaluated within a short time (within 30 minutes), so it is applied to the experiment of deriving design factors under various conditions for various samples It has excellent advantages such as being possible.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will be able to understand. For example, those skilled in the art may change the material, size, etc. of each component according to the field of application, or combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiment of the present invention, but this is also the present invention is not outside the scope of Therefore, the embodiments described above should not be understood as illustrative and limiting in all respects, and it should be said that these modified embodiments are included in the technical spirit described in the claims of the present invention.
100 :용기 110 :상부 용기
111 :상부 하우징 112 :가압편
113 :공급 포트 120 :여과판
130 :하부 용기 131 :하부 하우징
132 :배출 포트 133 :가이드판
200 :액츄에이터 300 :측정유닛
310 :압력 게이지 320 :웨이팅 머신
330 :타이머 340 :부피 게이지
400 :컨트롤러100: container 110: upper container
111: upper housing 112: press piece
113: supply port 120: filter plate
130: lower container 131: lower housing
132: exhaust port 133: guide plate
200: actuator 300: measuring unit
310: pressure gauge 320: weighting machine
330: timer 340: volume gauge
400 : controller
Claims (12)
상기 수용공간 내에 수용된 상기 샘플 용액을 가압하기 위한 액츄에이터;
상기 액츄에이터에 의해 상기 샘플 용액이 가압되면, 상기 여과포를 통과하는 상기 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정하는 측정유닛; 및
상기 측정유닛에서 측정된 여과속도를 이용하여 설계하고자 하는 가압 탈수기의 설계용량에 부합하는 여과포의 여과면적을 예측하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 용기는
상기 샘플 용액의 투입이 이루어지는 상부용기와, 상기 샘플 용액의 여과를 위해, 상기 여과포가 착탈 가능한 여과판과, 상기 여과판을 사이에 두고 상기 상부용기에 체결되고, 상기 여과포를 통과한 샘플 용액을 상기 측정유닛으로 배출하는 하부용기를 포함하고,
상기 상부용기는
내측에 수용공간을 제공하는 상부 하우징과, 상기 액츄에이터에 구동 연결되고, 상기 상부 하우징의 내벽을 따라 승강 가능하게 설치되는 가압편과, 상기 수용공간에 상기 샘플 용액이 공급되도록 상기 가압편에 연결되는 공급 포트를 포함하고, 상기 가압편의 내부에는 상기 공급 포트 및 상기 수용공간 사이를 연통시키는 제 1 관통홀과, 압력 게이지 및 상기 수용공간 사이를 연통시키는 제 2 관통홀이 형성되며,
상기 하부용기는
상부에 상기 여과판이 안착 가능한 지지턱이 마련되는 하부 하우징과, 상기 하부 하우징의 하부 일측에 마련되는 배출 포트와, 상기 여과포를 통과한 상기 샘플 용액이 상기 배출 포트로 안내되도록 상기 하부 하우징의 내부에 경사지게 배치되는 가이드판을 포함하는 소형 가압식 고액분리 효율 평가장치.A container that provides a receiving space for the sample solution, and is provided so that the filter cloth is detachable;
an actuator for pressurizing the sample solution accommodated in the receiving space;
a measuring unit for measuring a filtration amount and a filtration rate of the sample solution passing through the filter cloth when the sample solution is pressurized by the actuator; and
And a controller for predicting the filtration area of the filter cloth that matches the design capacity of the pressure dehydrator to be designed using the filtration rate measured by the measurement unit,
the container
The upper container into which the sample solution is introduced, a filter plate with a removable filter cloth for filtration of the sample solution, and the upper container with the filter plate interposed therebetween, the sample solution passing through the filter cloth is measured Including a lower container for discharging to the unit,
The upper container
An upper housing providing a receiving space inside, a pressing piece that is driven and connected to the actuator, is installed to be lifted and lowered along an inner wall of the upper housing, and is connected to the pressing piece so that the sample solution is supplied to the receiving space It includes a supply port, and a first through-hole communicating between the supply port and the receiving space and a second through-hole communicating between the pressure gauge and the receiving space are formed inside the pressing piece,
The lower container
A lower housing provided with a support jaw on which the filter plate can be mounted, a discharge port provided on a lower side of the lower housing, and the sample solution passing through the filter cloth are guided to the discharge port inside the lower housing. A compact pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation device including a guide plate disposed at an angle.
상기 측정유닛은
상기 수용공간의 내부 압력을 측정하는 압력 게이지;
상기 여과포를 통과한 상기 샘플 용액의 무게를 측정하는 웨이팅 머신;
상기 샘플 용액이 상기 여과포를 통하는 여과 시간을 측정하는 타이머; 및
상기 여과포를 통과한 상기 샘플 용액의 용량을 측정하는 부피 게이지를 포함하는 소형 가압식 고액분리 효율 평가장치.The method of claim 1,
The measuring unit is
a pressure gauge for measuring the internal pressure of the accommodating space;
a weighting machine for measuring the weight of the sample solution passing through the filter cloth;
a timer for measuring the filtration time of the sample solution through the filter cloth; and
A compact pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation device comprising a volume gauge for measuring the volume of the sample solution passing through the filter cloth.
상기 컨트롤러는
하기의 식 2를 통해, 상기 설계용량에 부합하는 상기 여과면적을 예측하는 소형 가압식 고액분리 효율 평가장치.
<식 2>
The method of claim 1,
the controller is
A compact pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation device for predicting the filtration area corresponding to the design capacity through Equation 2 below.
<Equation 2>
상기 샘플 용액을 상기 여과포에 대해 가압하여 상기 샘플 용액을 여과하는 단계;
상기 여과포를 통과하는 상기 샘플 용액의 여과량 및 여과속도를 측정유닛에서 측정하는 단계; 및
상기 측정유닛에서 측정된 여과속도를 이용하여 설계하고자 하는 가압 탈수기의 설계용량에 부합하는 여과포의 여과면적을 예측하는 단계를 포함하고,
상기 용기는
상기 샘플 용액의 투입이 이루어지는 상부용기와, 상기 샘플 용액의 여과를 위해, 상기 여과포가 착탈 가능한 여과판과, 상기 여과판을 사이에 두고 상기 상부용기에 체결되고, 상기 여과포를 통과한 샘플 용액을 상기 측정유닛으로 배출하는 하부용기를 포함하고,
상기 상부용기는
내측에 수용공간을 제공하는 상부 하우징과, 액츄에이터에 구동 연결되고, 상기 상부 하우징의 내벽을 따라 승강 가능하게 설치되는 가압편과, 상기 수용공간에 상기 샘플 용액이 공급되도록 상기 가압편에 연결되는 공급 포트를 포함하고, 상기 가압편의 내부에는 상기 공급 포트 및 상기 수용공간 사이를 연통시키는 제 1 관통홀과, 압력 게이지 및 상기 수용공간 사이를 연통시키는 제 2 관통홀이 형성되며,
상기 하부용기는
상부에 상기 여과판이 안착 가능한 지지턱이 마련되는 하부 하우징과, 상기 하부 하우징의 하부 일측에 마련되는 배출 포트와, 상기 여과포를 통과한 상기 샘플 용액이 상기 배출 포트로 안내되도록 상기 하부 하우징의 내부에 경사지게 배치되는 가이드판을 포함하는 소형 가압식 고액분리 효율 평가방법.supplying the sample solution to a container equipped with a filter cloth;
filtering the sample solution by pressing the sample solution against the filter cloth;
measuring a filtration amount and a filtration rate of the sample solution passing through the filter cloth in a measuring unit; and
Predicting the filtration area of the filter cloth that matches the design capacity of the pressure dehydrator to be designed using the filtration rate measured by the measurement unit,
the container
The upper container into which the sample solution is introduced, a filter plate with a removable filter cloth for filtration of the sample solution, and the upper container with the filter plate interposed therebetween, the sample solution passing through the filter cloth is measured Including a lower container for discharging to the unit,
The upper container
An upper housing providing a receiving space inside, a pressing piece connected to an actuator and installed to be able to move up and down along an inner wall of the upper housing, and a supply connected to the pressing piece so that the sample solution is supplied to the receiving space A port is included, and a first through hole communicating between the supply port and the receiving space and a second through hole communicating between the pressure gauge and the receiving space are formed inside the pressing piece,
The lower container
A lower housing provided with a support jaw on which the filter plate can be mounted, a discharge port provided on a lower side of the lower housing, and the sample solution passing through the filter cloth are guided to the discharge port inside the lower housing. A small pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation method comprising a guide plate disposed at an angle.
상기 여과포의 여과면적을 예측하는 단계는,
하기의 식 2를 통해, 상기 설계용량에 부합하는 상기 여과면적을 예측하는 소형 가압식 고액분리 효율 평가방법.
<식 2>
The method of claim 9,
The step of predicting the filtration area of the filter cloth,
A small pressurized solid-liquid separation efficiency evaluation method for predicting the filtration area corresponding to the design capacity through Equation 2 below.
<Equation 2>
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |