KR102330066B1 - 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템 - Google Patents

하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 협잡물(협잡물/분뇨협잡물 등), 슬러지(생슬러지/인슬러지/잉여슬러지 등), 유기물 함량 50% 이상의 준설토(각 폐수조의 퇴적슬러지/관로퇴적슬러지 등) 등과 같이, 하수처리시설에서 발생하는 모든 종류의 폐기물들을 별도의 화석연료를 사용하지 않고도 자체적으로 에너지화하여 종합적으로 처리할 수 있는 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템에 관한 것이다.

Description

하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템{ENERGY SELF-SUFFICIENT COMPLEX WASTE PROCESSING SYSTEM LINKED SEWAGE PROCESSING FACILITIES}
본 발명은 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 협잡물(협잡물/분뇨협잡물 등), 슬러지(생슬러지/인슬러지/잉여슬러지 등), 유기물 함량 50% 이상의 준설토(각 폐수조의 퇴적슬러지/관로퇴적슬러지 등) 등과 같이, 하수처리시설에서 발생하는 모든 종류의 폐기물들을 별도의 화석연료를 사용하지 않고도 자체적으로 에너지화하여 종합적으로 처리할 수 있는 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템에 관한 것이다.
근래에 들어, 급속한 인구증가와 산업발달, 도시집중화와 생활패턴의 변화로 인해 대량생산과 대량소비가 급증함에 따라 각 가정이나 공장 등에서 생활하수나 산업폐수의 배출량 또한 급증하고 있는 추세에 있다. 이러한 오염된 생활하수와 산업폐수는 그대로 방류되거나 매립되는 경우 하천과 토양을 오염시켜 심각한 환경오염을 야기시킬 수 있기 때문에 하천 등으로 방류하기 전에 정화처리과정을 거치게 된다.
정화처리를 위한 시설로, 하천하류에 하수종말처리시설을 설치하여 생활하수나 산업폐수를 정화처리하고 있다. 그리고, 음식물 쓰레기, 농·축산물 쓰레기, 식물조각과 같은 쓰레기, 오염되지 않은 목재폐기물, 정화 후 발생하는 침전물, 약학 및 화장품 관련 지방질, 유기용제 및 다른 유기 잔존물 등과 같은 유기성 폐기물들은 별도의 처리장인 유기성폐기물처리시설을 통해 고형화하여 퇴비나 사료로 재활용하고 있다.
하지만, 기존에는 하수종말처리시설과 유기성 폐기물처리시설이 보통 서로 다른 지역에 각각 설치 운영됨으로 인해 하수종말처리시설에서 발생하는 침전물(슬러지)을 다시 유기성 폐기물처리시설로 이동시키거나 매립해야 하기 때문에 비효율적이었고, 특히 유기성 폐기물처리시설에서 발생되는 침출수와 1차 처리수는 오수관로를 통해 하수처리장으로 다시 유입되거나, 하천에 방류됨에 따라 하천을 오염시키는 등 상호 호환성을 가지지 못하기 때문에 비효율적인 문제점이 있었다.
이에 따라, 생활하수와 산업폐수를 처리하는 폐수처리시설과 각종 유기성 폐기물을 처리하는 폐기물처리시설을 한 곳에 구축하여 이들을 함께 처리할 수 있는 폐수 및 폐기물 종합처리시스템이 대한민국 공개특허 제10-2005-0095941호에서 제안되었다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0095941호에서는 유기성 폐기물을 처리하기 위해 사용되는 생석회와 수증기를 혼합하여 고온의 알칼리성 수증기를 생성할 때 발생하는 가스를 폐수처리시설에 투입하여 폐수를 정화시키고, 폐수를 정화시킨 후 발생된 침전물을 폐기물처리시설에 투입하여 유기질 비료로 생산하며, 폐기물처리시설에서 발생하는 수증기 및 가스를 폐수처리시설에 재투입하여 폐수를 처리함으로써 자원을 재활용하는 한편, 처리시설을 운영하는 운영비와 재처리비용을 절감할 수 있었다.
이와 같이, 대한민국 공개특허 제10-2005-0095941호를 포함하는 종래기술에서는 폐기물처리시설에서 생성된 가스를 폐수처리시설에 투입하여 폐수처리시설의 운영비와 재처리비용을 일정 부분 절감하였으나, 폐기물처리시설 내에서 필요로 하는 열에너지(건조공정)를 여전히 화석연료를 사용하여 얻어야 하기 때문에 운영비와 재처리비용을 절감시키는데 한계가 있었고, 특히 화석연료의 사용으로 인한 환경오염(대기오염)을 유발시키기 때문에 그에 대한 대책 마련이 시급한 실정에 있었다.
KR 10-2005-0095941 A, 2005. 10. 05. KR 20-0350901 Y1, 2004. 05. 22. KR 20-0397934 Y1, 2005. 09. 30. KR 10-1448950 B1, 2014. 10. 01.
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 협잡물(협잡물/분뇨협잡물 등), 슬러지(생슬러지/인슬러지, 잉여슬러지 등), 유기물 함량 50% 이상의 준설토(각 폐수조의 퇴적슬러지/관로퇴적슬러지 등) 등과 같이, 하수처리시설에서 발생하는 모든 종류의 폐기물들을 별도의 화석연료를 사용하지 않고도 자체적으로 에너지화하여 단위 공정에서 필요한 열원을 자체 생산함으로써 운영비와 재처리비용을 절감시키는 한편, 화석연료의 사용을 줄일 수 있는 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 하수처리시설에서 발생하는 협잡물을 처리하는 협잡물 처리설비(10); 슬러지와 유기물 함량 50% 이상의 준설토를 처리하는 슬러지 처리설비(20); 상기 슬러지 처리설비(20)에서 탈수된 슬러지를 건조하고, 건조된 슬러지 건조물과 상기 협잡물 처리설비(10)에서 건조된 협잡물 건조물을 혼합하는 건조혼합설비(30); 및 상기 건조혼합설비(30)에서 혼합된 건조물을 열분해하여 SYN 가스를 생성하고, 생성된 SYN 가스를 통해 고압스팀을 생성하여 상기 슬러지 처리설비(20)에서 처리된 슬러지를 건조시키는 열원과 전기를 생산하여 제공하는 열분해 가스화 설비(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템을 제공한다.
바람직하게, 상기 협잡물 처리설비(10)는 협잡물 처리기에서 발생된 협잡물과 분뇨 처리기에서 발생하는 분뇨 협잡물을 저장하는 협잡물 벙커(11); 상기 협잡물 벙커(11)에 저장된 협잡물을 분쇄 및 파쇄하는 분쇄기(12); 상기 분쇄기(12)에 의해 분쇄 및 파쇄된 협잡물에 함유되어 있는 금속성 쓰레기를 자력으로 선별 분리하는 자력선별기(13); 상기 자력선별기(13)에 의해 선별된 협잡물을 압착하여 탈수하는 압착탈수기(14); 및 상기 압착탈수기(14)에 의해 압착 탈수된 협잡물을 건조하여 협잡물 건조물을 생성하는 열풍 건조기(15)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬러지 처리설비(20)는 최초침전지에 침전된 생슬러지와 총인처리기에서 처리된 인슬러지를 혼합하는 제1 혼합저류조(21a); 상기 제1 혼합저류조(21a)에서 혼합된 슬러지를 농축하는 제1 드럼농축기(22a); 최종침전지에 침전된 잉여슬러지를 농축하는 제2 드럼농축기(22b); 상기 제2 드럼농축기(22b)에 의해 농축된 잉여슬러지를 개질(세포막파괴) 처리하는 가용화기(23); 상기 가용화기(23)에 의해 개질된 잉여슬러지와 상기 제1 드럼농축기(22a)에 의해 농축된 슬러지를 혼합하는 제2 혼합저류조(21b); 상기 제2 혼합저류조(21b)에서 혼합된 슬러지를 응집시키는 제2 배관응집장치(24); 상기 제2 배관응집장치(24)에 의해 응집된 슬러지를 압착하여 탈수하는 압착탈수기(25); 상기 압착탈수기(25)에 의해 탈수된 슬러지를 저장하고, 저장된 슬러지를 정량으로 상기 건조혼합설비(30)의 슬러지 건조기(31)로 공급하는 저장 및 정량공급기(26); 준설토 슬러지와 관로에 퇴적된 슬러지 중에서 유기물이 50% 이상 함유된 퇴적 슬러지를 저장한 후 정량 공급하는 저장 및 정량공급기(27); 및 상기 저장 및 정량공급기(27)에 저장된 퇴적 슬러지를 정량 공급받아 압착하여 탈수한 후 상기 저장 및 정량공급기(26)로 전송하는 압착탈수기(28)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 건조혼합설비(30)는 상기 저장 및 정량공급기(26)에 정량으로 공급되는 슬러지를 열분해 가스화할 수 있는 함수율로 건조하는 슬러지 건조기(31); 상기 열풍건조기(15)를 통해 건조된 협잡물 건조물과 상기 슬러지 건조기(31)에서 건조된 슬러지 건조물을 혼합하는 건조물 혼합기(32); 상기 건조물 혼합기(32)에 혼합된 건조물을 저장한 후 정량 공급하는 저장 및 정량공급기(33); 상기 슬러지 건조기(31)에서 배출되는 배가스에서 분진 및 미세먼지를 집진하는 집진기(35); 상기 집진기(35)에서 배출되는 배가스를 응축 처리하는 세정탑(36); 및 상기 세정탑(36)에서 응축된 배가스를 상기 열분해 가스화 설비(40)로 배출하는 압입 송풍기(37)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬러지 건조기(31)에서 생성된 폐열과 폐수는 이송펌프(P10)를 통해 폐수회수설비(50)로 공급되고, 상기 폐수회수설비(50)는 폐수를 하수처리시설로 이송하여 처리하고, 폐열은 이송펌프(P11)를 통해 폐열사용처로 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 열분해 가스화 설비(40)는 상기 저장 및 정량공급기(33)로부터 공급되는 건조물을 열분해하여 SYN 가스를 생성하는 열분해 가스화기(41); 상기 열분해 가스화기(41)에서 생성된 SYN 가스를 통해 열을 발생하여 상기 슬러지 건조기(31)와 상기 열풍건조기(15)에서 각각 배출되는 배가스를 연소시키는 버너 연소로(42); 상기 버너 연소로(42)에서 배출되는 배가스에서 NOx를 무촉매 환원방식으로 제거하는 SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction, 43); 상기 SNCR(43)에서 NOx가 제거된 배가스를 이용하여 고압스팀을 생성하는 폐열 보일러(44); 상기 폐열 보일러(44)에서 생성된 고압스팀을 이용하여 전기를 생산하고, 전기 생산에 사용된 후 저압화된 저압스팀을 상기 슬러지 건조기(31)로 공급하는 스팀터빈(45); 상기 폐열 보일러(44)에서 배출되는 배가스에서 NOx를 촉매 환원방식으로 환원시켜 제거하는 SCR(Selective Catalytic Reduction, 46); 상기 SCR(46)를 통해 NOx가 제거된 배가스에서 분진 및 미세먼지를 제거하는 흡착탑(47); 상기 흡착탑(47)에서 배출된 배가스를 여과 및 응축시켜 대기로 배출하는 백필터 및 세정탑(48); 및 상기 슬러지 건조기(31)에서 스팀응축수에서 현열을 회수하여 상기 폐열 보일러(44)로 공급하는 스팀응축수 회수탱크(49)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 협잡물(협잡물/분뇨협잡물 등), 슬러지(생슬러지/인슬러지, 잉여슬러지 등), 유기물 함량 50% 이상의 준설토(각 폐수조의 퇴적슬러지/관로퇴적슬러지 등) 등과 같이, 하수처리시설에서 발생하는 모든 종류의 폐기물들을 별도의 화석연료를 사용하지 않고도 자체적으로 에너지화하여 단위 공정에서 필요한 열원을 자체 생산함으로써 운영비와 재처리비용을 절감시키는 한편, 화석연료의 사용을 현저하게 줄여 환경오염(대기오염)을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템의 전체 계통도.
도 2는 본 발명에 따른 협잡물 처리설비의 계통도.
도 3은 본 발명에 따른 슬러지 처리설비의 계통도.
도 4는 본 발명에 따른 건조혼합설비의 계통도.
도 5는 본 발명에 따른 열분해 가스화 설비의 계통도.
본 발명의 이점 및 특징, 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작과 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템의 전체 계통도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템은 하수처리시설(하수처리장)과 연계하여 하수처리시설에서 발생하는 모든 종류의 종합 폐기물들, 예를 들면, 협잡물(협잡물/분뇨협잡물 등), 슬러지(생슬러지/인슬러지, 잉여슬러지 등), 유기물 함량 50% 이상의 준설토(각 폐수조의 퇴적슬러지/관로퇴적슬러지 등)의 처리공정에서 필요한 에너지를 자립화하여 처리할 수 있다.
도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템은 하수처리시설에서 발생하는 협잡물을 처리하는 협잡물 처리설비(10)와, 슬러지와 유기물 함량 50% 이상의 준설토를 처리하는 슬러지 처리설비(20)와, 슬러지 처리설비(20)에서 탈수된 슬러지를 건조하고 건조된 슬러지 건조물과 협잡물 처리설비(10)에서 건조된 협잡물 건조물을 혼합하는 건조혼합설비(30)와, 건조혼합설비(30)에서 혼합된 건조물을 열분해하여 SYN 가스를 생성하고 이렇게 생성된 SYN 가스를 이용하여 고압스팀을 생성하여 건조혼합설비(30)의 건조기(31)에 필요한 열열에너지를 제공하는 한편, 전기를 생산하는 열분해 가스화 설비(40)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 협잡물 처리설비를 설명하기 위해 도시한 계통도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 협잡물 처리설비(10)는 협잡물 처리기에서 발생된 협잡물과 분뇨 처리기에서 발생하는 분뇨 협잡물을 저장하는 협잡물 벙커(11)와, 협잡물 벙커(11)에 저장된 협잡물을 분쇄 및 파쇄하는 분쇄기(12)와, 분쇄기(12)에 의해 분쇄 및 파쇄된 협잡물에 함유되어 있는 금속성 쓰레기를 자력으로 선별 분리하는 자력선별기(13)와, 자력선별기(13)에 의해 선별된 협잡물(비금속 협잡물)을 압착하여 탈수하는 압착탈수기(14)와, 압착탈수기(14)에 의해 압착 탈수된 협잡물을 건조하여 협잡물 건조물을 생성하는 열풍건조기(15)를 포함한다.
도 2와 같이, 본 발명에 따른 협잡물 처리설비(10)에서 협잡물 벙커(11)에 저장된 협잡물은 이송장치인 겐트리크레인(G)을 이용하여 이송컨베이어(C1)를 통해 분쇄기(12)로 이송되고, 자력선별기(13)에서 선별된 금속성 쓰레기는 협잡물 박스(16)에 분리 저장된다. 압착탈수기(14)에서 압착 탈수된 협잡물은 이송컨베이어(C2)를 통해 열풍 건조기(15)로 이송되고, 압착탈수기(14)의 탈수 공정시 생성된 탈리액은 이송펌프(P1)를 통해 하수처리시설로 이송 처리된다. 열풍건조기(15)에서 건조된 협잡물 건조물은 이송컨베이어(C3)를 통해 건조혼합설비(30)로 이송 처리된다.
본 발명에 따른 슬러지 처리설비(20)는 도 1과 같이, 생슬러지, 인슬러지 및 잉여슬러지를 처리하는 슬러지 처리파트와, 준설토 및 관로에 퇴적된 슬러지 중 유기물을 50% 이상 함유하고 있는 퇴적 슬러지를 처리하는 퇴적 슬러지 처리파트로 구분된다.
도 3은 본 발명에 따른 슬러지 처리설비를 설명하기 위해 도시한 계통도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 슬러지 처리파트는 최초침전지에 침전된 생슬러지와 총인처리기에서 처리된 인슬러지를 혼합하는 제1 혼합저류조(21a)와, 제1 혼합저류조(21a)에서 혼합된 슬러지를 응집시키는 제1 배관응집장치(24a)와, 제1 배관응집장치(24a)에서 응집된 슬러지를 농축하는 제1 드럼농축기(22a)와, 최종침전지에 침전된 잉여슬러지를 농축하는 제2 드럼농축기(22b)와, 제2 드럼농축기(22b)에 의해 농축된 잉여슬러지를 개질 처리하는 가용화기(23)와, 가용화기(23)에 의해 개질된 잉여슬러지와 제1 드럼농축기(22a)에 의해 농축된 슬러지를 혼합하는 제2 혼합저류조(21b)와, 제2 혼합저류조(21b)에서 혼합된 슬러지를 응집시키는 제2 배관응집장치(24b)와, 제2 배관응집장치(24b)에 의해 응집된 슬러지를 압착하여 탈수하는 압착탈수기(25)와, 압착탈수기(25)에 의해 탈수된 슬러지를 저장하고 저장된 슬러지를 정량으로 건조혼합설비(30)의 슬러지 건조기(31)로 공급하는 저장 및 정량공급기(26)를 포함한다.
슬러지 처리설비(20)는 최초침전지에 침전된 생슬러지와 총인처리기에서 처리된 인슬러지를 제1 혼합저류조(21a)를 통해 혼합한 후 이송펌프(P2)을 통해 제1 배관응집장치(24a)로 전송한다. 제1 드럼농축기(22a)는 제1 배관응집장치(24a)에서 전송된 혼합 슬러지에 약품을 반응시켜 응집된 플럭(Floc)을 드럼 내외부에 공급하여 농축한 후 이송펌프(P3)를 통해 제2 혼합저류조(21b)로 전송한다. 이때, 제1 드럼농축기(22a)에서 생성된 탈리액은 이송펌프(P4)를 통해 하수처리시설로 이송 처리된다.
최종침전지의 잉여슬러지는 이송펌프(P5)를 통해 제3 배관응집장치(24c)로 전송되어 응집된 후 제2 드럼농축기(22b)로 전송된다. 그리고, 제2 드럼농축기(22b)는 제3 배관응집장치(24c)에서 전송된 잉여슬러지를 농축한 후 가용화기(23)로 전송하고, 가용화기(23)는 제2 드럼농축기(22b)에서 농축된 잉여슬러지의 미생물 세포벽을 인위적으로 파괴하여 미세화한 후 제2 혼합저류로(21b)로 전송한다.
제2 혼합저류조(21b)는 교반장치를 통해 제1 드럼농축기(22a)에서 전송된 혼합 슬러지(생슬러지/인슬러지 혼합)와 제2 드럼농축기(22b)에서 전송된 잉여슬러지를 혼합한 후 제2 배관응집장치(24b)로 전송하고, 제2 배관응집장치(24b)는 정량 이송펌프(P6)를 통해 응집제 용해 탱크로부터 응집제를 공급받고, 이를 이용하여 압착탈수기(25)에서 탈수가 용이하도록 제2 혼합저류조(21b)에서 전송된 슬러지를 응집한다.
압착탈수기(25)는 제2 배관응집장치(24b)에서 응집된 슬러지를 탈수하고, 압착탈수기(25)에서 탈수된 슬러지는 저장 및 정량공급기(26)로 전송되어 저장된다. 그리고, 저장 및 정량공급기(26)는 압착탈수기(25)에서 탈수된 슬러지를 저장한 후 정량을 이송펌프(P8)을 통해 건조혼합설비(30)의 슬러지 건조기(31)로 전송한다. 이때, 압착탈수기(25)에서 생성된 탈리액은 이송펌프(P9)를 통해 하수처리시설로 이송 처리된다.
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 슬러지 처리설비(20)의 퇴적 슬러지 처리파트에서는 준설토 슬러지와 관로에 퇴적된 슬러지 중에서 유기물이 50% 이상 함유된 퇴적 슬러지를 저장한 후 정량 공급하는 저장 및 정량공급기(27)와, 저장 및 정량공급기(27)에 저장된 퇴적 슬러지를 정량 공급받아 압착 탈수한 후 슬러지 처리파트의 저장 및 정량공급기(26)로 전송하는 압착탈수기(28)를 포함한다.
유기물을 50% 이상 함유하고 있는 퇴적 슬러지는 저장 및 정량공급기(27)에 저장된 후 정량이 압착탈수기(28)로 공급되어 압착 탈수된다. 그리고, 압착탈수기(28)에서 압착 탈수된 퇴적 슬러지는 이송컨베이어(C4)를 통해 저장 및 정량공급기(26)로 전송되고, 탈리액은 이송펌프(P9)를 통해 하수처리시설로 전송되어 처리된다.
한편, 본 발명에 따른 건조혼합설비(30)는 협잡물 건조물과 슬러지 건조물을 혼합하는 것으로, 슬러지 처리설비(20)의 저장 및 정량공급기(26)에 정량으로 공급되는 슬러지를 열분해 가스화할 수 있는 함수율로 건조하는 슬러지 건조기(31)와, 협잡물 처리설비(10)의 열풍건조기(15)를 통해 건조된 협잡물 건조물과 슬러지 건조기(31)에서 건조된 슬러지 건조물을 혼합하는 건조물 혼합기(32)와, 건조물 혼합기(32)에 혼합된 건조물을 저장한 후 정량 공급하는 저장 및 정량공급기(33)를 포함한다.
도 4는 본 발명에 따른 건조혼합설비를 설명하기 위해 도시한 계통도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 건조혼합설비(30)에서는 슬러지 처리설비(20)의 저장 및 정량공급기(26)에서 공급되는 슬러지와 슬러지 건조기(31)에서 순환컨베이어(C5, C6)를 통해 공급되는 슬러지를 혼합기(34)를 통해 혼합한다.
슬러지 건조기(31)는 디스크 건조기로서, 열분해 가스화 설비(40)의 스팀터빈(48)에서 생성된 스팀에 의해 가열된 디스크를 이용하여 혼합기(34)에서 공급되는 슬러지를 열분해 가스화할 수 있는 함수율을 갖도록 건조한 후 배출컨베이어(C7)를 통해 건조물 혼합기(32)로 공급한다. 이때, 슬러지 건조기(31)에서 배출되는 배가스는 집진기(35)를 통해 집진처리된 후 세정탑(36)으로 전송되어 응집 처리된다. 그리고, 버너 연소로(42)를 통해 연소되어 악취가 제거된다.
집진기(35)는 슬러지 건조기(31)에서 배출되는 배가스에 포함된 미세먼지나 분진 등을 집진하고, 세정탑(36)은 배가스를 응축하여 탈취 및 탈습한다. 세정탑(36)에서 응축된 배가스는 압입 송풍기(37)를 통해 열분해 가스화 설비(40)의 버너 연소로(42)로 공급되고, 슬러지 건조기(31)에서 생성된 폐열과 폐수는 이송펌프(P10)를 통해 폐수회수설비(50)로 공급된다. 폐수회수설비(50)는 폐수는 하수처리시설로 이송하여 처리하고, 폐열은 이송펌프(P11)를 통해 폐열사용처로 공급된다.
한편, 도 1과 같이, 본 발명에 따른 열분해 가스화 설비(40)는 저장 및 정량공급기(33)로부터 공급되는 건조물을 열분해하여 SYN 가스를 생성하는 열분해 가스화기(41)와, 열분해 가스화기(41)에서 생성된 SYN 가스를 통해 열을 발생하는 버너 연소로(42)와, 버너 연소로(42)에서 배출되는 배가스(열)에서 NOx를 무촉매 환원방식으로 제거하는 SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction, 43)과, SNCR(43)에서 NOx가 제거된 배가스를 이용하여 고압스팀을 생성하는 폐열 보일러(44)와, 폐열 보일러(44)에서 생성된 고압스팀을 이용하여 전기를 생산하는 스팀터빈(45)과, 폐열 보일러(44)에서 배출되는 배가스에서 NOx를 촉매 환원방식으로 환원시켜 제거하는 SCR(Selective Catalytic Reduction, 46)과, SCR(46)를 통해 NOx가 제거된 배가스에서 분진 및 미세먼지를 제거하는 흡착탑(AC 타워)(47)과, 흡착탑(47)에서 배출된 배가스를 여과 및 응축시켜 대기로 배출하는 백필터 및 세정탑(48)과, 슬러지 건조기(31)에서 스팀응축수에서 현열을 회수하는 스팀응축수 회수탱크(49)와, 백필터 및 세정탑(48)에서 배출되는 배가스에서 백연을 제거하는 백연방지장치(51)와, 백연방지장치(51)에서 굴뚝(53)으로 배출되는 배가스를 자동 측정하는 TMS(52)를 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 열분해 가스화 설비를 설명하기 위해 도시한 계통도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 열분해 가스화 설비(40)에서는 열분해 가스화기(41)를 통해 건조혼합설비(30)의 저장 및 정량공급기(33)로부터 정량으로 공급되는 혼합 건조물을 열분해하여 SYN 가스를 생성하고, 버너 연소로(42)는 열분해 가스화기(41)에서 생성된 SYN 가스를 공급받고, SYN 가스를 이용하여 슬러지 건조기(31)와 열풍건조기(15)에서 각각 배출되는 배가스를 연소시켜 악취 등을 제거한다.
버너 연소로(42)의 연소과정에서 생성된 배가스에 포함된 NOx는 SNCR(43)를 통해 Ox를 무촉매 환원방식으로 환원되어 제거되고, 이렇게 NOx가 제거된 배가스는 폐열 보일러(44)로 공급된다. 그리고, 폐열 보일러(44)는 SNCR(43)에서 공급된 배가스의 폐열을 이용하여 고압스팀을 생성하고, 스팀터빈(45)은 폐열 보일러(44)에서 생성된 고압스팀을 이용하여 발전하여 전기를 생산하고, 스팀터빈(45)의 발전시 사용된 저압스팀은 슬러지 건조기(31)로 공급되어 슬러지 건조의 열원으로 사용된다.
폐열 보일러(44)에서 배출되는 배가스에 포함된 NOx는 SCR(46)을 통해 촉매 환원방식으로 환원되어 제거되고, NOx가 제거된 배가스는 흡착탑(47), 백필터 및 세정탑(48)을 통해 순차적으로 정화된 후 대기로 배출된다. 그리고, 스팀 응축수 회수탱크(49)는 슬러지 건조기(31)로부터 배출되는 응축수를 공급받고, 상기 응축수에서 현열을 회수한 후 응축수 현열 회수펌프(P12)를 통해 폐열 보일러(44)로 공급한다.
한편, 도 2 내지 도 4에 각각 도시된 LCP(Local Control Panel)는 각 설비 내에서 구축되어 각 설비의 구동을 제어하거나, 혹은 종합 폐기물 시스템 내에 하나가 설치되어 통합적으로 종합 폐기물 시스템 내에 구축된 각 설비를 제어할 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 협잡물 처리설비 20 : 슬러지 처리설비
30 : 건조혼합설비 40 : 열분해 가스화 설비
11 : 협잡물 벙커 12 : 분쇄기
13 : 자력선별기 14 : 압착탈수기
15 : 열풍건조기 16 : 협잡물 박스
G : 겐트리크레인 C1~C4 : 이송컨베이어
P1~P12 : 이송펌프 21a : 제1 혼합저류조
21b : 제2 혼합저류조 22a : 제1 드럼농축기
22b : 제2 드럼농축기 23 : 가용화기
24a~24c : 제1 내지 제3 배관응집장치
25, 28 : 압착탈수기
26, 27, 33 : 저장 및 정량공급기 31 : 슬러지 건조기
32 : 건조물 혼합기 C5, C6 : 순환컨베이어
C7 : 배출컨베이어 34 : 혼합기
35 : 집진기 36 : 세정탑
37 : 압입 송풍기 41 : 열분해 가스화기
42 : 버너 연소로 43 : SNCR
44 : 폐열 보일러 45 : 스팀터빈
46 : SCR 47 : 흡착탑(AC 타워)
48 : 백필터 및 세정탑 49 : 스팀응축수 회수탱크
50 : 폐수회수설비 51 : 백연방지장치
52 : TMS 53 : 굴뚝

Claims (6)

  1. 하수처리시설에서 발생하는 협잡물을 처리하는 협잡물 처리설비(10);
    슬러지와 유기물이 함유된 준설토를 처리하는 슬러지 처리설비(20);
    상기 슬러지 처리설비(20)에서 탈수된 슬러지를 건조하고, 건조된 슬러지 건조물과 상기 협잡물 처리설비(10)에서 건조된 협잡물 건조물을 혼합하는 건조혼합설비(30); 및
    상기 건조혼합설비(30)에서 혼합된 건조물을 열분해하여 SYN 가스를 생성하고, 생성된 SYN 가스를 통해 고압스팀을 생성하여 상기 슬러지 처리설비(20)에서 처리된 슬러지를 건조시키는 열원과 전기를 생산하여 제공하는 열분해 가스화 설비(40);
    를 포함하고,
    상기 협잡물 처리설비(10)는,
    협잡물 처리기에서 발생된 협잡물과 분뇨 처리기에서 발생하는 분뇨 협잡물을 저장하는 협잡물 벙커(11);
    상기 협잡물 벙커(11)에 저장된 협잡물을 분쇄 및 파쇄하는 분쇄기(12);
    상기 분쇄기(12)에 의해 분쇄 및 파쇄된 협잡물에 함유되어 있는 금속성 쓰레기를 자력으로 선별 분리하는 자력선별기(13);
    상기 자력선별기(13)에 의해 선별된 협잡물을 압착하여 탈수하는 압착탈수기(14); 및
    상기 압착탈수기(14)에 의해 압착 탈수된 협잡물을 건조하여 협잡물 건조물을 생성하는 열풍 건조기(15);
    를 포함하고,
    상기 슬러지 처리설비(20)는,
    최초침전지에 침전된 생슬러지와 총인처리기에서 처리된 인슬러지를 혼합하는 제1 혼합저류조(21a);
    상기 제1 혼합저류조(21a)에서 혼합된 슬러지를 농축하는 제1 드럼농축기(22a);
    최종침전지에 침전된 잉여슬러지를 농축하는 제2 드럼농축기(22b);
    상기 제2 드럼농축기(22b)에 의해 농축된 잉여슬러지를 개질인 세포막파괴 처리하는 가용화기(23);
    상기 가용화기(23)에 의해 개질된 잉여슬러지와 상기 제1 드럼농축기(22a)에 의해 농축된 슬러지를 혼합하는 제2 혼합저류조(21b);
    상기 제2 혼합저류조(21b)에서 혼합된 슬러지를 응집시키는 제2 배관응집장치(24b);
    상기 제2 배관응집장치(24b)에 의해 응집된 슬러지를 압착하여 탈수하는 압착탈수기(25);
    상기 압착탈수기(25)에 의해 탈수된 슬러지를 저장하고, 저장된 슬러지를 정량으로 상기 건조혼합설비(30)의 슬러지 건조기(31)로 공급하는 저장 및 정량공급기(26);
    준설토 슬러지와 관로에 퇴적된 슬러지 중에서 유기물이 50% 이상 함유된 퇴적 슬러지를 저장한 후 정량 공급하는 저장 및 정량공급기(27); 및
    상기 저장 및 정량공급기(27)에 저장된 퇴적 슬러지를 정량 공급받아 압착하여 탈수한 후 상기 저장 및 정량공급기(26)로 전송하는 압착탈수기(28);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조혼합설비(30)는,
    상기 저장 및 정량공급기(26)에 정량으로 공급되는 슬러지를 열분해 가스화할 수 있는 함수율로 건조하는 슬러지 건조기(31);
    상기 열풍건조기(15)를 통해 건조된 협잡물 건조물과 상기 슬러지 건조기(31)에서 건조된 슬러지 건조물을 혼합하는 건조물 혼합기(32);
    상기 건조물 혼합기(32)에 혼합된 건조물을 저장한 후 정량 공급하는 저장 및 정량공급기(33);
    상기 슬러지 건조기(31)에서 배출되는 배가스에서 분진 및 미세먼지를 집진하는 집진기(35);
    상기 집진기(35)에서 배출되는 배가스를 응축 처리하는 세정탑(36); 및
    상기 세정탑(36)에서 응축 처리된 배가스를 상기 열분해 가스화 설비(40)로 배출하는 압입 송풍기(37);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 슬러지 건조기(31)에서 생성된 폐열과 폐수는 이송펌프(P10)를 통해 폐수회수설비(50)로 공급되고, 상기 폐수회수설비(50)는 폐수를 하수처리시설로 이송하여 처리하고, 폐열은 이송펌프(P11)를 통해 폐열사용처로 공급하는 것을 특징으로 하는 하수처리시설과 연계된 에너지 자립형 종합 폐기물 처리 시스템.
  6. 삭제
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