KR102353886B1 - 이동식 슬러지 처리장치 - Google Patents

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Abstract

이 발명의 이동식 슬러지 처리장치는 슬러지의 응집을 돕는 약품을 공급하는 약품 공급수단(100)과, 슬러지 저류조의 슬러지를 유동시키는 인입수단(200)과, 인입수단에 의해 공급받은 슬러지와 약품 공급수단에 의해 공급받은 약품을 교반하여 혼합하는 혼합수단(300)과, 혼합수단에서 약품이 혼합된 슬러지를 공급받아 교반하여 응집하는 응집수단(400)과, 응집수단에서 응집된 응집슬러지를 유동시키는 압입수단(500)과, 압입수단에 의해 공급받은 응집슬러지를 여과포가 장착되어 있는 다수개의 여과판 사이에 주입하여 여과액과 고형물(케이크)로 고액 분리하여 배출하는 필터프레스 방식의 탈수수단(600), 및 전반적인 작동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성하되, 혼합수단과 응집수단을 더한 저장용량이 탈수수단에서의 처리용량보다 작게 구성하고, 제어수단은 약품 공급수단, 인입수단, 혼합수단, 응집수단 및 압입수단을 서로 간의 상호 연동성을 고려해 주기적으로 각각 작동시켜 응집슬러지를 탈수수단에서의 1회 처리용량까지 공급하도록 제어하는 알고리즘을 포함하도록 구성한 것이다.

Description

이동식 슬러지 처리장치{Apparatus for dewatering sludge on moving device}
이 발명은 이동식 슬러지 처리장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 축산농가, 중소규모 하수처리시설 및 폐수처리시설 등에서 발생하는 슬러지를 필터프레스 방식으로 현장에서 즉시 처리 가능한 이동식 슬러지 처리장치에 관한 것이다.
하수처리장, 폐수처리장, 음식물쓰레기처리장, 음폐수처리장, 축산분뇨 발생 시설, 축산분뇨처리장 또는 분뇨처리장 등에서 발생하는 슬러지를 탈수하여 감량한 후 최종처리를 하는 것이 필요하다. 즉, 해당 시설에 슬러지 탈수기를 각각 설치하여 운영해야 하는데, 설치 및 운전비용 등으로 인해 설치 및 운영에 한계가 있다. 이러한 한계성을 극복하기 위해서는 필요한 일정 기간에만 이용할 수 있는 이동식 슬러지 처리장치가 필요하다.
생활하수 및 사업장 등에서 발생하는 폐수, 축산농가에서 발생하는 폐수 등을 처리하는 과정에서 발생하는 슬러지는 유기성 함량이 약 80% 정도로 높기 때문에 해양투기 금지 및 최종처리 하는데 어려움이 있다. 또한, 슬러지의 함수율이 약 90% 이상으로 최종처분을 하기에도 부피가 크다.
슬러지의 부피 감량을 위해서는 무기응집제, 유기응집제 각각 또는 복합적으로 사용하여 응집 및 응결반응을 거친 슬러지를 원심 방식, 벨트프레스 방식, 스크류프레스 방식 등의 탈수기를 이용해 약 78%의 함수율로 슬러지를 탈수하지만, 기계적 특징에 의해 약 78% 미만으로 줄이는데 한계가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 2차 압축과정의 필터프레스 방식의 탈수기가 이용되고 있다. 여기서, 필터프레스의 1차 압축과정은 응집슬러지를 압축펌프(15kg/cm2)를 이용해 필터프레스의 실린더 내에 주입하여 실린더 내부에 장착된 필터를 통해 슬러지를 고형분과 여과액으로 분리하는 것이다. 그리고, 필터프레스의 2차 압축과정은 1차 압축 후 필터프레스의 여과판에 공기 또는 물을 고압(약 15~20 kg/cm2)으로 주입하여 부풀어 오른 여과판의 압력으로 필터프레스의 실린더 내부의 부피가 축소되면서 여과판의 압력증가를 통해 1차 탈수된 슬러지를 가압하여 더 탈수하는 것이다. 이러한 2차 압축과정의 필터프레스 방식의 탈수기를 이용해 슬러지를 탈수할 경우 탈수케이크의 함수율을 약 70% 이하로 가능하다.
그러나, 필터프레스 방식의 탈수기는 회분식 시스템으로 운전되는 장치이므로, 1회 슬러지를 처리하기 위한 응집 반응조의 크기가 1회 슬러지 처리량과 같거나 그 이상이어야 한다. 예를 들어, 1회 처리하는 슬러지 처리량이 5㎥라고 가정할 때, 슬러지 응집 반응조도 적어도 5㎥ 이상이 필요하다. 즉, 종래의 필터프레스 방식은 회분식 방식으로 구성함에 따라, 1회 슬러지 처리를 위한 응집 반응조가 많은 면적을 차지하게 된다. 이러한 필터프레스 방식의 탈수시스템을 이동식 장치 또는 차량 등에 탑재할 경우 응집 반응조와 필터프레스 본체의 크기가 원심 방식, 벨트프레스 방식, 스크류프레스 방식 등 보다 비교적 크게 된다. 이런 이유로 필터프레스 방식의 탈수시스템을 이동식 장비 혹은 차량에 탑재해 구성하는데 한계가 있다. 따라서, 필터프레스 방식의 탈수시스템 중에서 응집 반응조의 크기를 줄일 수 있도록 구성해야 이동식 제품으로의 적용이 가능하다.
등록특허 제10-0625211호 등록특허 제10-2007755호
따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 필터프레스 방식의 탈수시스템에서의 슬러지의 1회 처리용량보다 응집 반응조 등의 크기를 줄이기 위해 간헐 연속식으로 응집슬러지를 생성해 공급하도록 구성함으로써, 필터프레스 방식의 탈수시스템을 이동식 제품으로의 적용이 가능한 이동식 슬러지 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 이 발명은 여액받이를 계단식으로 배치하되 상호 간에 상하방향으로 겹쳐짐 및 펼쳐짐이 가능한 구성함으로써, 그 높이를 낮춰 이동식 적재함에 필터프레스 방식의 탈수시스템을 배치 구성하는데 다양한 장점을 갖는 이동식 슬러지 처리장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명은 이동식 장비 혹은 차량의 이동식 적재함 등에 설치되어 처리장 저류조 내의 슬러지를 유동시켜 탈수 처리하는 이동식 슬러지 처리장치에 있어서, 슬러지의 응집을 돕는 약품을 공급하는 약품 공급수단과, 상기 저류조의 슬러지를 유동시키는 인입수단과, 상기 인입수단에 의해 공급받은 슬러지와 상기 약품 공급수단에 의해 공급받은 약품을 교반하여 혼합하는 혼합수단과, 상기 혼합수단에서 약품이 혼합된 슬러지를 공급받아 교반하여 응집하는 응집수단과, 상기 응집수단에서 응집된 응집슬러지를 유동시키는 압입수단과, 상기 압입수단에 의해 공급받은 응집슬러지를 여과포가 장착되어 있는 다수개의 여과판 사이에 주입하여 여과액과 고형물인 케이크로 고액 분리하여 배출하는 필터프레스 방식의 탈수수단, 및 전반적인 작동을 제어하는 제어수단을 포함하며, 상기 혼합수단과 응집수단을 더한 저장용량이 상기 탈수수단에서의 처리용량보다 작게 구성되고, 상기 제어수단은 상기 약품 공급수단, 인입수단, 혼합수단, 응집수단 및 압입수단을 서로 간의 상호 연동성을 고려해 주기적으로 각각 작동시켜 응집슬러지를 상기 탈수수단에서의 1회 처리용량까지 공급하도록 제어하는 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 탈수수단은 상기 다수개의 여과판의 하부에 배치되어 여과액의 낙수를 방지하거나 케이크의 낙하를 허용하도록 슬라이드 방식으로 접이가 가능한 여액 받이부를 포함하고, 상기 여액 받이부는 상기 다수개의 여과판의 하부에 위치하되 여과액을 회수하는 쪽으로 하향 계단식으로 배치되며 상호 간에 상하방향으로 겹쳐지게 접이가 가능하도록 구성되는 접이식 여액받이와, 상기 접이식 여액받이의 상부 쪽에 설치되어 상기 다수개의 여액받이를 연결하는 연결부에 구동력을 제공하여 상기 다수개의 여액받이가 상호 간에 상하방향으로 겹쳐지거나 펼쳐지도록 하는 정역 구동모터, 및 상기 접이식 여액받이와의 접촉을 통해 상기 정역 구동모터의 작동을 제어하여 상기 접이식 여액받이의 겹쳐짐 및 펼쳐짐을 제한하는 리미트 스위치를 포함하는 것이 바람직하다.
이 발명은 필터프레스 방식의 탈수시스템에서의 슬러지의 1회 처리용량보다 응집 반응조 등의 크기를 줄이기 위해 간헐 연속식으로 응집슬러지를 생성해 공급하도록 구성함으로써, 필터프레스 방식의 탈수시스템을 이동식 제품으로의 적용이 가능하다.
또한, 이 발명은 여액받이를 계단식으로 배치하되 상호 간에 상하방향으로 겹쳐짐 및 펼쳐짐이 가능한 구성함으로써, 그 높이를 낮춰 이동식 적재함에 필터프레스 방식의 탈수시스템을 배치 구성하는데 다양한 장점이 있다.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 이동식 슬러지 처리장치의 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 이동식 슬러지 처리장치의 계통도이고,
도 3은 도 2에 도시된 혼합조 및 응집 반응조 내부의 구성관계를 도시한 개략도이고,
도 4는 도 2에 도시된 필터프레스 방식의 탈수수단의 일부분을 상세히 도시한 상세도이고,
도 5는 도 2에 도시된 여액 받이부의 구성 및 작동관계를 도시한 개념도이며,
도 6은 도 2에 도시된 계통도에서 필터프레스 방식의 탈수수단 이전까지 동작 알고리즘을 나타낸 흐름도이다.
이하, 이 발명에 따른 이동식 슬러지 처리장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 이 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이 실시예는 이 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 이동식 슬러지 처리장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이동식 슬러지 처리장치의 계통도이고, 도 3은 도 2에 도시된 혼합조 및 응집 반응조 내부의 구성관계를 도시한 개략도이고, 도 4는 도 2에 도시된 필터프레스 방식의 탈수수단의 일부분을 상세히 도시한 상세도이고, 도 5는 도 2에 도시된 여액 받이부의 구성 및 작동관계를 도시한 개념도이며, 도 6은 도 2에 도시된 계통도에서 필터프레스 방식의 탈수수단 이전까지 동작 알고리즘을 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 이동식 슬러지 처리장치는 이동식 장비 혹은 차량의 이동식 적재함에 설치되어 처리장의 슬러지 저류조의 슬러지를 유동시켜 필터프레스 방식으로 탈수 처리하도록 구성한 것이다.
이러한 이동식 슬러지 처리장치는 슬러지의 응집을 돕는 약품을 공급하는 약품 공급수단(100)과, 슬러지 저류조의 슬러지를 유동시키는 인입수단(200)과, 인입수단(200)에 의해 공급받은 슬러지와 약품 공급수단(100)에 의해 공급받은 약품을 교반하여 혼합하는 혼합수단(300)과, 혼합수단(300)에서 약품이 혼합된 슬러지를 공급받아 교반하여 응집하는 응집수단(400)과, 응집수단(400)에서 응집된 응집슬러지를 유동시키는 압입수단(500)과, 압입수단(500)에 의해 공급받은 응집슬러지를 여과포가 장착되어 있는 다수개의 여과판 사이에 주입하여 여과액과 고형물(케이크)로 고액 분리하여 배출하는 필터프레스 방식의 탈수수단(600), 및 전반적인 작동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성한 것이다.
이 실시예의 이동식 슬러지 처리장치는 이동식 제품으로의 적용이 가능하도록 응집 반응조(410) 등의 크기를 줄이기 위해 종래의 필터프레스 방식에 적용되고 있는 회분식 시스템으로 구성하지 않고 간헐 연속식 시스템으로 구성한 것이다. 이를 위해, 응집 반응조(410)를 포함하는 응집수단(400)의 전단에 혼합수단(300)을 구비함과 더불어, 해당 구성요소들이 간헐 연속식으로 작동하도록 제어수단의 알고리즘을 구성한 것이다. 즉, 혼합수단(300)의 혼합조(310)와 응집수단(400)의 응집 반응조(410)를 더한 저장용량이 탈수수단(600)에서의 1회 처리용량보다 작게 구성하고, 제어수단의 경우에는 약품 공급수단(100), 인입수단(200), 혼합수단(300), 응집수단(400) 및 압입수단(500)을 서로 간의 상호 연동성을 고려해 간헐적으로 각각 작동시켜 응집슬러지를 탈수수단(600)에서의 1회 처리용량까지 공급하도록 제어하는 알고리즘을 포함하도록 구성한 것이다.
아래에서는 상기 구성요소들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 약품 공급수단(100)은 슬러지의 응집을 돕는 다양한 약품을 공급하는 것으로서, 유기응집제, 무기응집제 및 pH조절제 등을 공급하도록 구성된다. 이를 위해, 약품 공급수단(100)은 해당 약품을 저장하는 탱크(T)와, 해당 탱크(T)의 약품을 이송시키기 위한 이송펌프(P), 및 해당 이송펌프(P)에 의해 혼합수단(300)으로 공급되는 해당 약품의 유량을 측정하는 유량계(F) 등을 각각 갖도록 구성된다. 한편, 약품 공급수단(100)은 해당 약품을 탱크(T) 내에서 교반하기 위한 교반기 등을 필요에 따라 더 갖도록 구성할 수도 있다.
상기 인입수단(200)은 슬러지 저류조의 슬러지를 인입하여 유동시키는 슬러지 인입펌프(210)와, 슬러지 인입펌프(210)에 의해 혼합수단(300)으로 공급되는 슬러지의 유량을 측정하는 유량계(220)를 포함하여 구성된다. 이때, 슬러지 인입펌프(210)는 2~5kg/cm2으로 슬러지를 인입하여 유동시키도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 혼합수단(300)은 인입수단(200)에 의해 공급받은 슬러지와 약품 공급수단(100)에 의해 공급받은 약품을 보관하고 혼합하기 위한 혼합조(310)와, 혼합조(310)에 설치되어 혼합조(310) 내의 슬러지와 약품을 교반하여 혼합하기 위해 교반모터(320)를 구비하는 교반기와, 혼합조(310) 내의 슬러지를 응집수단(400)의 응집 반응조(410) 쪽으로 강제 유동시키기 위한 전동밸브(330), 및 혼합조(310)의 깊이에 차이를 두고 설치되어 혼합조(310) 내의 슬러지의 수위를 감지하는 다수개의 제1 수위 감지센서(340)를 포함하여 구성된다.
이러한 혼합수단(300)은 교반기를 통해 슬러지와 약품을 교반함에 따라 초기의 슬러지 응집현상이 발생한다. 여기서, 교반기는 일반적인 구성으로 교반을 위한 블레이드와, 블레이드에 동력을 제공하는 교반모터(420) 등으로 구성된다. 이 실시예의 혼합조(310)는 33리터(L)를 수용할 수 있는 용량으로 구성하였으나, 다른 용량으로 구성할 수도 있다. 한편, 혼합조(310)는 오버플로우(overflow) 방식으로 슬러지를 응집 반응조(410) 쪽으로 공급하도록 구성된다. 따라서, 혼합조(310)의 상부는 응집 반응조(410)의 상부보다 높게 구성하고, 하부는 상대적으로 낮게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 전동밸브(330)는 혼합조(310)를 비우기 위해 혼합조(310) 내의 슬러지를 응집 반응조(410) 쪽으로 강제 유동시키기 위한 것으로서, 혼합조(310)와 응집 반응조(410)를 연결하는 연결라인에 설치된다. 그리고, 다수개의 제1 수위 감지센서(340)는 총 5개로 구성할 수 있는데, 1번은 com, 2번은 Low/Low, 3번은 Low, 4번은 High, 5번은 High/High 상태로 혼합조(310) 내의 슬러지의 수위를 감지하도록 구성된다. 한편, 상기 다수개의 제1 수위 감지센서(340)는 그 개수를 줄여 구성할 수도 있다.
상기 응집수단(400)은 혼합수단(300)의 혼합조(310)에서 오버플로우 방식으로 공급되는 약품이 혼합된 슬러지를 보관하고 반응시키기 위한 응집 반응조(410)와, 응집 반응조(410)에 설치되어 응집 반응조(410) 내의 슬러지를 교반하여 응집하기 위해 교반모터(420)를 구비하는 교반기, 및 응집 반응조(410)의 깊이에 차이를 두고 설치되어 응집 반응조(410) 내의 슬러지의 수위를 감지하는 다수개의 제2 수위 감지센서(430)를 포함하여 구성된다.
이러한 응집수단(400)은 슬러지 응집기능을 수행하지만 후단의 필터프레스 방식의 탈수수단(600)에서의 1회 처리용량까지 응집슬러지를 연속적으로 공급하기 위해 응집슬러지를 보관하는 버퍼기능도 동시에 수행한다. 여기서, 교반기는 일반적인 구성으로 교반을 위한 블레이드와, 블레이드에 동력을 제공하는 교반모터(420) 등으로 구성된다. 이 실시예의 응집 반응조(410)는 110리터(L)를 수용할 수 있는 용량으로 구성하였으나, 다른 용량으로 구성할 수도 있다. 한편, 응집 반응조(410)의 하부는 응집슬러지의 원활한 배출이 가능하도록 압입수단(500) 쪽으로 하향 구배구조를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 그리고, 다수개의 제2 수위 감지센서(430)는 총 5개로 구성할 수 있는데, 6번은 com, 7번은 Low/Low, 8번은 Low, 9번은 High, 10번은 High/High 상태의 응집 반응조(410) 내의 슬러지의 수위를 감지하도록 구성된다. 한편, 상기 다수개의 제1 수위 감지센서(340)는 그 개수를 줄여 구성할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압입수단(500)은 응집수단(400)에서 응집된 응집슬러지를 탈수수단(600)에 압입하여 유동시키는 슬러지 압입펌프(510)와, 압입펌프(510)에 의해 탈수수단(600)으로 압입되는 응집슬러지의 압력을 측정하는 제1 압력센서(P1)를 포함하여 구성된다. 한편, 슬러지 압입펌프(510)는 적어도 15kg/cm2 이상으로 까지 응집슬러지를 탈수수단(600)에 압입하여 유동시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, 슬러지 압입펌프(510)는 응집 반응조(410)의 하부에 설치되는 라인에 연결된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 탈수수단(600)은 압입수단(500)에 의해 공급받은 응집슬러지를 여과포가 장착되어 있는 다수개의 여과판 사이에 주입하여 여과액과 고형물(케이크)로 고액 분리하여 배출하는 필터프레스 방식으로 구성하는데, 등록특허 제10-2007755호에 기재된 "슬러지 고형물 회수장치"의 구성요소들과 유사하게 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 탈수수단(600)은 지지 프레임(610)과, 지지 프레임(610)에 설치된 가이드바(611)를 따라 이동 가능하게 배치되어 압입수단(500)에 의해 공급되는 응집슬러지를 탈수하여 여과액과 고형물(케이크)로 고액 분리하는 다수개의 여과판을 갖는 여과부(620)와, 지지 프레임(610)의 타측에 설치되어 다수개의 여과판을 지지 프레임(610)의 일측 방향으로 가압하는 제1 여과판 가압부(630)와, 지지 프레임(610)을 따라 설치되어 다수개의 여과판 중에서 팽창 가능한 다수개의 팽창 여과판에 각각 물을 공급하여 다수개의 여과판을 지지 프레임(610)의 일측 방향으로 더 가압하는 제2 여과판 가압부(680)와, 다수개의 여과판을 통한 고액 분리후 공급라인에 잔류하는 응집슬러지를 공기압으로 역세하여 반송하는 역세부(도시안됨)와, 지지 프레임(610)의 일측에 설치된 체인구동수단의 작동에 연동하여 전진 및 후진을 반복적으로 수행하도록 지지 프레임(610)의 전면과 후면에 각각 설치되어 여과판을 한 장씩 이동시키는 한 쌍의 캐리어 유니트(640)와, 다수개의 여과판의 하부에 배치되어 여과액의 낙수를 방지하거나 케이크의 낙하를 허용하도록 슬라이드 방식으로 접이가 가능한 여액 받이부(650)와, 고액 분리된 여과액과 케이크를 각각 회수하는 회수부(690)와, 지지 프레임(610)에 설치되어 여과판의 표면에 묻은 이물질을 제거하는 이물질 제거부(660), 및 지지 프레임(610)의 타측에 설치되어 각 구성요소들을 제어하는 제어부(670)를 포함하여 구성된다. 이러한 이 실시예의 탈수수단(600)은 1회 처리용량으로 1m3 로 구성하였으나, 다른 용량으로 구성할 수도 있다.
상기와 같은 탈수수단(600)을 구성하는 구성요소들 중에서 등록특허 제10-2007755호에 기재된 구성요소와 동일한 구성관계에 대해서는 그 설명을 생략하고, 상이하거나 설명되지 아니한 부분을 위주로 설명한다.
상기 제1 여과판 가압부(630)는 다수개의 여과판을 가압하는 유압펌프(631)에 의한 유압피스톤의 압력을 측정하는 제2 압력센서(P2)를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 제2 여과판 가압부(680)는 팽창 여과판에 각각 물을 공급하여 여과판을 더 가압할 수 있도록 가압수 탱크(681) 및 가압수 펌프(682)와, 가압수 펌프(682)에 의해 팽창 여과판에 가압되는 가압수의 압력을 측정하는 제3 압력센서(P3)를 포함하여 구성하면 된다.
상기 회수부(690)는 고액 분리된 후 여액 받이부(650)를 따라 유동하는 여과액을 회수하는 회수통(691)과, 고액 분리된 후 여과부(620)의 하부로 낙하는 케이크를 공급받아 배출장소로 이송시키는 컨베이어(692)를 포함하여 구성하면 된다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 여액 받이부(650)는 이동식 장비 혹은 차량의 이동식 적재함에 설치하는 것을 고려해 접이식으로 구성한 것이다. 일반적인 필터프레스 방식의 탈수시스템의 경우에는 등록특허 제10-2007755호와 같이 여액 받이부의 여액받이를 회전식으로 구성함에 따라, 여액받이 날개의 폭을 감안하여 장치를 높여서 설치 구성하고 있다. 그런데, 이 실시예와 같이 이동식 적재함에 종래의 회전식 여액받이 구조로 구성할 경우에는 그 높이가 높아짐에 따라 제작 및 운전에 여러 문제점이 있다.
이에, 이 실시예의 여액 받이부(650)는 접이식으로 구성하되, 다수개의 여과판의 하부에 위치하도록 다수개의 여액받이가 지지 프레임(610)의 길이방향으로 설치되고 회수통(691) 쪽으로 하향 계단식으로 배치되며 상호 간에 상하방향으로 겹쳐지게 접이가 가능하도록 구성되는 접이식 여액받이(651)와, 접이식 여액받이(651)의 상부 쪽에 설치되어 다수개의 여액받이를 연결하는 연결부에 구동력을 제공하여 다수개의 여액받이가 상호 간에 상하방향으로 겹쳐지도록 하는 정역 구동모터(652), 및 접이식 여액받이(651)의 상부 및 하부 쪽으로의 겹쳐짐 및 펼쳐짐을 제한하는 리미트 스위치(653)를 포함하여 구성된다.
상기 접이식 여액받이(651)는 다수개의 여액받이를 계단식으로 서로 간에 중첩 가능하도록 배치 구성하되, 다수개의 여액받이를 연결하는 연결부에 정역 구동모터(652)를 통해 정방향의 구동력을 제공하면 다수개의 여액받이가 순차적으로 상하방향으로 겹쳐지면서 정역 구동모터(652) 쪽으로 이동하여 여과부(620)에서 고액 분리된 케이크가 컨베이어(692)로 낙하하는 개방공간을 제공한다. 그리고, 정역 구동모터(652)를 통해 역방향의 구동력을 제공하면 다수개의 여액받이가 자중에 의해 순차적으로 펼쳐지면서 회수통(691) 쪽으로 이동하여 여과부(620)에서 고액 분리된 여과액이 회수통(691) 쪽으로 유동할 수 있는 유로를 제공한다.
상기 리미트 스위치(653)는 정역 구동모터(652) 쪽의 상부와 회수통(691) 쪽의 하부에 각각 설치되어 여액받이와의 접촉을 통해 정역 구동모터(652)의 작동을 제어하여 접이식 여액받이(651)의 겹쳐짐 및 펼쳐짐을 제한하는 역할을 한다.
상기와 같이 여액 받이부(650)를 접이식으로 구성함으로써, 종래의 회전식 여액받이에 비해 그 높이를 많이 낮출 수 있어서, 이동식 적재함에 필터프레스 방식의 탈수수단(600)을 배치 구성하는데 다양한 장점이 있다. 또한, 리미트 스위치(653)를 통해 정확한 위치에서 작동을 제어하는 것도 가능하다.
상기 제어수단은 상기와 같은 구성요소들의 전반적인 작동을 제어하는 것으로서, 앞서 설명한 약품 공급수단(100), 인입수단(200), 혼합수단(300), 응집수단(400) 및 압입수단(500)을 서로 간의 상호 연동성을 고려해 간헐적으로 각각 작동시켜 응집슬러지를 탈수수단(600)에서의 1회 처리용량까지 공급하도록 제어하는 알고리즘을 비롯하여 탈수수단(600)의 제어부(670)를 포함하도록 구성된다.
상기 제어수단의 알고리즘에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 혼합조(310)의 수위가 "Low"상태인지 여부를 판단하여(S601), "Low"이면(YES) 혼합조(310)의 전동밸브(330)를 클로즈(Close)한 상태에서 혼합조 교반모터, 슬러지 인입펌프(210), 유기응집제 이송펌프, 무기응집제 이송펌프 및 pH조절제 이송펌프를 모두 가동하여(S602) 혼합조(310) 내에 슬러지 및 약품을 공급하여 교반 혼합하고, "Low"가 아니면(NO) 제1 압력센서(P1)를 통해 탈수수단(600)으로 압입되는 응집슬러지의 압력이 15kg/cm2를 초과하는지 여부(P1>15kg/cm2)를 판단한다(S608). 여기서, 혼합조(310)의 수위에 대해서는 다수개의 제1 수위 감지센서(340)를 통해 감지한다.
그런 다음, 상기의 교반모터, 인입펌프(210) 및 이송펌프들을 30초 동안(T>30 sec) 작동시킨 후(S603), 혼합조 교반모터를 가동하고(S604) 응집 반응조 교반모터를 가동한다(S605). 이때, 혼합조(310)에서 혼합된 슬러지는 오버플로우 방식으로 응집 반응조(410)에 공급되고, 응집 반응조(410)에서는 교반에 따라 슬러지가 응집된다. 그 후, 응집 반응조(410)의 수위가 "High"상태인지 여부를 판단하여(S606), "High"이면(YES) 슬러지 압입펌프(510)를 가동하고(S607), "High"가 아니면(NO) S603과 S604 사이로 이동하여 이후 공정을 수행한다. 여기서, 응집 반응조(410)의 수위에 대해서는 다수개의 제2 수위 감지센서(430)를 통해 감지한다.
그런 다음, 슬러지 압입펌프(510)에 의해 탈수수단(600)으로 압입되는 응집슬러지의 압력이 15kg/cm2를 초과하는지 여부(P1>15kg/cm2)를 제1 압력센서(P1)를 통해 판단하여(S608), 초과하면(YES) 혼합조(310)의 전동밸브(330)를 오픈(Open)함과 더불어 슬러지 인입펌프(210), 유기응집제 이송펌프, 무기응집제 이송펌프 및 pH조절제 이송펌프를 모두 정지하고(S609), 초과하지 않으면(NO) S601 이전단계로 이동하여 이후 공정을 수행한다. 그 후, 응집 반응조(410)의 수위가 "Low"상태인지 여부를 판단하여(S610), "Low"가 아니면(NO) 슬러지 압입펌프(510), 혼합조 교반모터 및 응집 반응조 교반모터의 가동을 유지하여(S611) 응집슬러지를 탈수수단(600)으로 계속적으로 압입하고, "Low"이면(YES) 슬러지 압입펌프(510), 혼합조 교반모터 및 응집 반응조 교반모터를 정지하고(S612), 탈수수단(600)에서의 탈수과정을 수행한다.
아래에서는 앞서 설명한 바와 같은 제어수단의 알고리즘에 의해 필터프레스 방식의 탈수수단(600)으로 이송된 응집슬러지를 고액 분리하는 탈수수단(600)의 작동관계에 대해 설명한다.
먼저, 다수개의 여과판이 지지 프레임(610)의 일측 방향으로 겹겹이 수평방향으로 적층된 상태를 갖도록 한다. 이 상태에서 제1 여과판 가압부(630)를 작동시켜 다수개의 여과판을 대략 180~200kg/cm2 정도의 압력으로 압착한다. 그런 다음, 압입수단(500)을 통해 응집슬러지를 대략 10~20kg/cm2의 고압으로 다수개의 여과판에 압입하면서 1단 압착하여, 여과액과 고형물(슬러지)로 분리하는 고액분리 과정을 수행한다. 이때, 여과액은 여과판을 구성하는 평 여과판 및 팽창 여과판의 배출구로 배출되어 배출수로에 떨어지고, 슬러지는 평 여과판과 팽창 여과판의 사이에 잔류하게 된다.
이 상태에서 제2 여과판 가압부(680)를 작동하여, 팽창 여과판의 공급구를 통해 가압수를 각각 공급하여 다수개의 여과판을 지지 프레임(610)의 일측 방향으로 더 가압하는 2단 압착을 통해 케이크의 탈수효율을 향상시킨다. 이때, 제2 여과판 가압부(680)는 20~28kg/cm2의 가압수 펌프(682)를 이용해 가압수를 공급하여 각각의 팽창 여과판에 대략 20~28kg/cm2 정도의 수압이 가해지도록 한다.
상기와 같은 탈수과정에서는 다수개의 여액받이를 펼쳐서 컨베이어(692)에 여과액이 낙수되지 않도록 방지하되, 낙수된 여과액은 다수개의 여액받이의 유로를 따라 회수통(691)으로 회수한다.
이러한 2단 압착 과정을 통해 탈수과정이 완료되면, 팽창 여과판에 고수압으로 주입된 배관의 압력을 줄이기 위해 압력 유지용 순환배관의 밸브를 전부 개방한다. 즉, 가동시에는 팽창 여과판이 일정 압력을 유지할 수 있을 정도로 고수압 공급배관을 개방하다가, 탈수과정이 완료되면 순환배관의 밸브를 전부 개방하여 팽창 여과판에 가해진 압력을 해제한다. 그리고, 여과판을 개방 분리하기 전에 역세부를 작동하여 6~8kg/cm2의 공기압으로 응집슬러지의 공급라인을 역세한다. 즉, 여과판을 통한 고액분리가 완전하지 않은 응집슬러지를 역세하여 응집반응조로 반송한다.
그런 다음, 다수개의 여액받이를 접어 컨베이어(692)로 케이크가 낙하될 수 있도록 한다. 그리고, 제1 여과판 가압부(630)의 작동을 중지하고 실린더를 후퇴하여 다수개의 여과판이 각각 이동 가능하도록 한다. 이 상태에서 체인구동수단을 이용해 한 쌍의 캐리어 유니트(640)를 작동시켜 여과판의 전후면을 동시에 밀착한 상태에서 한 장씩 개별적으로 이동시킨다. 그러면, 평 여과판과 팽창 여과판의 사이에 위치하는 케이크가 컨베이어(692)로 자유 낙하한다. 이렇게 체인구동수단을 이용해 한 쌍의 캐리어 유니트(640)를 전진과 후진을 반복적으로 수행하는 과정을 통해 케이크에 대한 배출을 완료한다.
그런 다음, 다수개의 여액받이를 다시 펼친 상태에서 이물질 제거부(660)를 작동시켜, 여과판의 양 표면에 묻은 이물질을 브러시로 닦으면서 물을 분사하여 제거한다.
이상에서 이 발명의 이동식 슬러지 처리장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이다. 따라서, 이 발명이 상기에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 그러한 변형예 또는 수정예들 또한 이 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.
100 : 약품 공급수단 200 : 인입수단
300 : 혼합수단 400 : 응집수단
500 : 압입수단 600 : 탈수수단

Claims (6)

  1. 이동식 적재함에 설치되어 처리장 저류조 내의 슬러지를 유동시켜 탈수 처리하는 이동식 슬러지 처리장치에 있어서,
    슬러지의 응집을 돕는 약품을 공급하는 약품 공급수단과,
    상기 저류조의 슬러지를 유동시키는 인입수단과,
    상기 인입수단에 의해 공급받은 슬러지와 상기 약품 공급수단에 의해 공급받은 약품을 교반하여 혼합하는 혼합수단과,
    상기 혼합수단에서 약품이 혼합된 슬러지를 공급받아 교반하여 응집하는 응집수단과,
    상기 응집수단에서 응집된 응집슬러지를 유동시키는 압입수단과,
    상기 압입수단에 의해 공급받은 응집슬러지를 여과포가 장착되어 있는 다수개의 여과판 사이에 주입하여 여과액과 고형물인 케이크로 고액 분리하여 배출하는 필터프레스 방식의 탈수수단, 및
    전반적인 작동을 제어하는 제어수단을 포함하며,
    상기 탈수수단은 상기 다수개의 여과판의 하부에 배치되어 여과액의 낙수를 방지하거나 케이크의 낙하를 허용하도록 슬라이드 방식으로 접이가 가능한 여액 받이부를 포함하고,
    상기 여액 받이부는 상기 다수개의 여과판의 하부에 위치하되 여과액을 회수하는 쪽으로 하향 계단식으로 배치되며 상호 간에 상하방향으로 겹쳐지게 접이가 가능하도록 구성되는 접이식 여액받이와, 상기 접이식 여액받이의 상부 쪽에 설치되어 상기 다수개의 여액받이를 연결하는 연결부에 구동력을 제공하여 상기 다수개의 여액받이가 상호 간에 상하방향으로 겹쳐지거나 펼쳐지도록 하는 정역 구동모터, 및 상기 접이식 여액받이와의 접촉을 통해 상기 정역 구동모터의 작동을 제어하여 상기 접이식 여액받이의 겹쳐짐 및 펼쳐짐을 제한하는 리미트 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 슬러지 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼합수단과 응집수단을 더한 저장용량이 상기 탈수수단에서의 처리용량보다 작게 구성되고,
    상기 제어수단은 상기 약품 공급수단, 인입수단, 혼합수단, 응집수단 및 압입수단을 서로 간의 상호 연동성을 고려해 주기적으로 각각 작동시켜 응집슬러지를 상기 탈수수단에서의 1회 처리용량까지 공급하도록 제어하는 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 슬러지 처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 혼합수단은 혼합조와, 상기 혼합조에 설치되어 상기 혼합조 내의 슬러지와 약품을 교반하여 혼합하는 교반기와, 상기 혼합조 내의 슬러지를 상기 응집수단의 응집 반응조 쪽으로 강제 유동시키기 위한 전동밸브, 및 상기 혼합조의 깊이에 차이를 두고 설치되어 상기 혼합조 내의 슬러지의 수위를 감지하는 다수개의 제1 수위 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 슬러지 처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 응집수단은 상기 혼합조에서 오버플로우 방식으로 약품이 혼합된 슬러지를 공급받아 보관하는 응집 반응조와, 상기 응집 반응조에 설치되어 상기 응집 반응조 내의 슬러지를 교반하여 응집시키는 교반기, 및 상기 응집 반응조의 깊이에 차이를 두고 설치되어 상기 응집 반응조 내의 슬러지의 수위를 감지하는 다수개의 제2 수위 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 슬러지 처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어수단의 알고리즘은,
    상기 혼합조의 수위가 "Low"상태인지 여부를 판단하여(S601), "Low"이면(YES) 상기 혼합조의 전동밸브를 클로즈한 상태에서 상기 혼합조의 교반모터, 상기 인입수단의 인입펌프, 상기 약품 공급수단의 이송펌프를 모두 가동하여(S602) 상기 혼합조 내에 슬러지 및 약품을 공급하여 교반 혼합하고, "Low"가 아니면(NO) 상기 탈수수단으로 압입되는 응집슬러지의 압력이 일정값을 초과하는지 여부를 판단하고(S608),
    상기 교반모터, 인입펌프 및 이송펌프를 30초 동안 작동시킨 후(S603), 상기 혼합조의 교반모터를 가동하고(S604), 상기 응집 반응조의 교반모터를 가동하며(S605),
    상기 응집 반응조의 수위가 "High"상태인지 여부를 판단하여(S606), "High"이면(YES) 상기 압입수단의 압입펌프를 가동하고(S607), "High"가 아니면(NO) S603과 S604 사이로 이동하여 이후 공정을 수행하며,
    상기 S608 단계에서 상기 일정값을 초과하면(YES) 상기 혼합조의 전동밸브를 오픈함과 더불어 상기 인입펌프 및 상기 이송펌프를 모두 정지하고(S609), 초과하지 않으면(NO) S601 이전단계로 이동하여 이후 공정을 수행하고,
    상기 응집 반응조의 수위가 "Low"상태인지 여부를 판단하여(S610), "Low"가 아니면(NO) 상기 압입펌프, 상기 혼합조의 교반모터 및 상기 응집 반응조의 교반모터의 가동을 유지하여(S611) 응집슬러지를 상기 탈수수단으로 계속적으로 압입하고, "Low"이면(YES) 상기 압입펌프, 상기 혼합조의 교반모터 및 상기 응집 반응조의 교반모터를 정지하고(S612), 상기 탈수수단에서의 탈수과정을 수행하도록 프로그램된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 슬러지 처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 일정값은 15kg/cm2인 것을 특징으로 하는 이동식 슬러지 처리장치.
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