KR102413312B1 - 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수를 처리하기 위하여, 반응조, 응집조, 침전조, 및 필터프레스를 갖는 탈수장치를 순차적으로 거치며, 상기 탈수장치에 의하여 발생되는 슬러지에 포함된 함수률을 감소하기 위하여, 상기 슬러지를 분쇄하여 공기접촉면적을 증가시키도록 내부에 한쌍의 분쇄스크류가 회전하는 분쇄기에 상기 슬러지를 투입시키고; 상기 분쇄기를 거치며, 분쇄된 슬러지를 외부로 부터 열풍이 공급되는 에어가열기로 투입하여, 건조시켜서 슬러지에 포함된 함수률을 감소하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치를 제공하는 것이다.
이는 하수 및 폐수처리장의 폐기물 부산물의 함수률을 저감하여 슬러지의 무게를 줄이는 감량이나 탈수 효율을 높이는 효과가 있다.
또한, 함수률이 대폭적으로 감소된 슬러지에 의하여 매립시 매립장의 공간이 대폭적으로 감소되는 효과가 있다.
또한, 기존의 탈수공정에 부착하여 사용할 수 있으므로, 기존의 폐수슬러지 장치를 그대로 사용하는 효과가 있다.

Description

에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치 {Dehydrating apparatus with air stirring type for waste water sludge }

본 발명은 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치로서, 더욱 상세하게는, 필터프레스를 갖는 탈수장치를 통과한 슬러지의 함수율을 저감하기 위하여, 상기 탈수장치를 통과한 폐수 슬러지를 분쇄기 내부에 투입하여 분쇄 스크류에 의하여, 분쇄시켜서, 공기접촉면적을 대폭적으로 증가시키고, 이를 에어교반형의 이중 드럼에 이송시켜 설비에 의한 폐열을 이용한 열풍으로 건조시켜서, 슬러지의 함수율을 대폭적으로 저감시키는 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치에 관한 것이다.

일반적으로 도금 폐수는 중금속(Cu, Fe, Cr, Ni, Zn)을 함유하고 있어 환경오염 문제를 심화시키고 있다. 특히 폐수 중에함유되어 있는 중금속 이온 등은 유해하므로 완전한 처리방법이 요구되고 있다.

국내 도금 폐수의 경우 대부분 화학적인 응집, 침전 방법으로 처리하고 있다. 응집, 침전법이 가격 대비 처리효율이 우수하여 가장 많이 사용하고 잇는데 폐수를 소석회 또는 가성소다로 중화 침전시키고 필터 프레스로 여과한 뒤 발생하는 슬러지는 전부 매립하는 실정이다.

이러한 다량의 슬러지 발생은 제 2의 환경오염을 초래하는 원인이 되고 있다. 아울러 응집, 침전법은 중금속의 유기착화합물과 공존할 경우에는 한번의 처리만으로는 처리효율이 미흡하여 방류수 수질 기준을 만족하지 못하는 사례들이 많이 있다.

일반적으로 폐수처리장에는 슬러지를 포함하는 폐수가 발생하게 되는데, 슬러지로부터

수분을 제거하기 위해 슬러지 탈수장치가 사용된다.

종래의 폐수슬러지 탈수장치는 벨트프레스, 필터프레스, 원심탈수기 등이 사용되는데, 모두

폐수슬러지를 압축해서 슬러지와 물을 분리하는 방식이며, 이러한 방식으로 탈수된 슬러지는 성상과 성분에 따라 다소 차이가 있으나, 함수율이 75~85% 정도로 탈수되어 슬러지 케이크(sludge cake)형태로 배출된다.

이러한 각종 함수 슬러지를 이송하여 해양 투기하거나 토양속에 그대로 매립할 경우에 해수와 토양 및 지하수의 급격한 오염을 유발하며, 직접 매립시 매립장의 확보 또한 큰 문제점으로 대두되고 있다.

또한 최근 해양오염을 방지하기 위해 마련된 협약에 따라 하수 및 폐수처리장의 폐기물 부산물인

슬러지를 해양 투기하는 것이 전면금지되고 있다. 이에 따라 슬러지를 육상에서 처리하여야만 하며, 슬러치 처리비용이 상승하게 되어 슬러지의 무게를 줄이는 감량이나 탈수 효율을 높이는 것이 필요한 실정이다.

그런데 종래의 단순 압축에 의한 폐수슬러지 탈수 방식은 슬러지의 함수율을 낮추는데 한계가

있다. 폐수슬러지의 함수율을 낮추기 위한 방법으로 기존의 슬러지를 고속회전시키거나, 프레스

로 눌러 탈수처리하는 방법은 다량의 고분자 응집제가 포함되는 슬러지에 있어서 감량화

효과를 크게 높일 수 없다.

공업이 발전함에 따라 비약적으로 증대되는 산업폐수는 생활용수 및 공업용수에 심각한 영향을 주고 있다. 또한 우리나라와 같이 물부족 국가인 경우 공업용수의 확보 측면에서 효율적인 물관리가 필요할 것으로 생각된다.

앞으로 인류의 산업활동이 더욱 가속회되면서 인간의 가용 수자원의 한계는 더욱 명확해 질 것이다. 이에 따라 공정에서 발생하는 산업폐수를 재이용하는 것은 환경보호 측면에서 뿐만 아니라 자원의 재활용 측에서도 중요하다.

종래에는 세정수를 이용하여 폐수를 처리하는 방법이 개발되고 있으나, 물을 사용함에 있어서, 환경에 문제가 발생되며, 또한, 폐수를 처리하고 발생된 잔여 세정수의 처리도 환경에 문제가 발생되고 있으므로, 건식형의 폐수슬러지의 처리기술 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 한국등록특허공보 제10-1434417호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은

필터프레스를 갖는 탈수장치를 통과한 슬러지의 함수율을 저감하기 위하여, 상기 탈수장치를 통과한 폐수 슬러지를 분쇄기 내부에 투입하여 분쇄 스크류에 의하여, 분쇄시켜서, 공기접촉면적을 대폭적으로 증가시키고, 이를 에어교반형의 이중 드럼에 이송시켜 설비에 의한 폐열을 이용한 열풍으로 건조시켜서, 슬러지의 함수율을 대폭적으로 저감시키는 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치에 관한 것이다.

하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 폐수를 처리하기 위하여, 반응조, 응집조, 침전조, 및 필터프레스를 갖는 탈수장치를 순차적으로 거치며, 상기 탈수장치에 의하여 발생되는 슬러지에 포함된 함수률을 감소하기 위하여, 상기 슬러지를 분쇄하여 공기접촉면적을 증가시키도록 내부에 한쌍의 분쇄스크류가 회전하는 분쇄기에 상기 슬러지를 투입시키고; 상기 분쇄기를 거치며, 분쇄된 슬러지를 외부로 부터 열풍이 공급되는 에어가열기로 투입하여, 건조시켜서 슬러지에 포함된 함수률을 감소하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치를 제공하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 하수 및 폐수처리장의 폐기물 부산물의 함수률을 저감하여 슬러지의 무게를 줄이는 감량이나 탈수 효율을 높이는 효과가 있다.

또한, 함수률이 대폭적으로 감소된 슬러지에 의하여 매립시 매립장의 공간이 대폭적으로 감소되는 효과가 있다.

또한, 기존의 탈수공정에 부착하여 사용할 수 있으므로, 기존의 폐수슬러지 장치를 그대로 사용하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치의 에어가열기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치의 에어가열기 내부의 슬러지 유동을 나타낸 개략도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 실시예를 살펴보면,

폐수를 처리하기 위하여, 반응조(10), 응집조(20), 침전조(30), 및 필터프레스를 갖는 탈수장치(40)를 순차적으로 거치며, 상기 탈수장치(40)에 의하여 발생되는 슬러지에 포함된 함수률을 감소하기 위하여,

상기 슬러지를 분쇄하여 공기접촉면적을 증가시키도록 내부에 한쌍의 분쇄스크류(51)가 회전하는 분쇄기(50)에 상기 슬러지를 투입시키고;

상기 분쇄기(50)를 거치며, 분쇄된 슬러지를 외부로 부터 열풍이 공급되는 에어가열기(60)로 투입하여, 건조시켜서 슬러지에 포함된 함수률을 감소하도록; 이루어진 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치에 관한 것이다.

또한, 상기 에어가열기(60)의 내부에는 모터회전되는 원통형 내통(70)이 설치되며, 상기 원통형 내통(70)의 측면 외주연은 다수개의 메쉬망(71)이 관통 형성되며, 내주연에는 하단부터 상단으로 완곡 경사진 교반날개(72)가 다수개로 부착되도록 형성되어 있으며,

외부로부터 공급된 가열풍이 상기 메쉬망(71)을 통과하여 상기 교반날개(72)에 의하여 상하방향으로 교반되고 있는 슬러지에 내포된 수분을 제거하도록; 이루어진 것이다.

또한, 상기 에어가열기(60)의 하단의 힌지부(80)에 의하여 정위치에서 설정각도로 경사질 수 있도록 형성되며,

분쇄되어 건조된 슬러지는 가루형태로 변환되어 상기 에어가열기(60)로 부터 유출되도록 형성되며,

상기 에어가열기(60)의 상단에 슬라이딩 도어(65)를 부착하여, 개폐되도록 형성되며,

상기 교반날개(72)사이에 슬러지메쉬망(90)을 부착하여, 소정 크기이하의 슬러지 가루가 필터링되도록 형성되어 있으며,

상기 가열풍은 설비로 부터 발생된 폐열로; 이루어진 것이다.

이하, 도 1 내지 도 3에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치를 상세히 설명하도록 한다.

산업용 폐수를 처리하기 위하여, 반응조(10), 응집조(20), 침전조(30), 및 탈수장치(40)을 순차적으로 거치며, 상기 탈수장치(40)에 의하여 발생되는 슬러지는 성분에 따라 다소 차이가 있으나, 함수율이 75~85% 정도로 탈수되어 슬러지 케이크(sludge cake)형태로 배출되고 있다,

이러한 각종 함수 슬러지를 이송하여 해양 투기하거나 토양속에 그대로 매립할 경우에는 해수와 토양 및 지하수의 급격한 오염을 유발하며, 직접 매립시 매립장의 확보 또한 큰 문제점으로 대두되고 있다.

또한 최근 해양오염을 방지하기 위해 마련된 협약에 따라 하수 및 폐수처리장의 폐기물 부산물인 슬러지를 해양 투기하는 것이 전면금지되고 있다.

이에 따라 슬러지를 육상에서 처리하여야만 하며, 슬러치 처리비용이 상승하게 되어 슬러지의 무게를 줄이는 감량이나 탈수 효율을 높이는 것이 필요한 실정이다.

본 발명은 이를 해결하기 위한 것이며, 이를 위하여

상기 탈수장치(40)에 의하여 발생되는 슬러지를 분쇄기(50)에 투입하며, 상기 분쇄기(50)는 내부에 한쌍의 분쇄스크류(51)가 회전하며, 투입된 슬러지 케이크(sludge cake)형태의 슬러지는 분쇄되는 것이다.

이때에 슬러지는 상기 분쇄기(50)를 거치며, 분쇄되면서 이로 인하여 분쇄된 슬러지는 공기접촉면적이 대폭적으로 증가하게 되는 것이다,

상기 공기접촉면적이 대폭적으로 증가된 슬러지에 포함된 수분을 제거하기 위하여 분쇄된 슬러지는 에어가열기(60)로 투입되는 것이다.

상기 에어가열기(60)는 외부의 열풍을 공급하여 분쇄된 슬러지의 수분을 감소하는 장비로서,

상기 에어가열기(60)의 내부에는 외부에 설치된 모터에 의하여 회전되는 원통형 내통(70)이 설치되어 있으며, 상기 원통형 내통(7)을 설명하면 다음과 같다.

상기 원통형 내통(70)의 측면 외주연은 다수개의 메쉬망(71)이 관통 형성되며, 내주연에는 하단부터 상단으로 완곡 경사진 교반날개(72)가 다수개로 부착되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 교반날개(72)는 내주연의 따라서 다수개로 부착되어 있으며, 하단으로부터 상단으로 경사지게 완곡지게 형성되어 있는 것이다.

이때에. 외부로부터 공급된 가열풍이 상기 에어가열기(60)로 공급되면, 가열풍은 상기 메쉬망(71)를 통과하여 원통형 내통(70)의 내부로 공급되는 것이다.

여기서, 분쇄된 슬러지는 상기 교반날개(72)의 회전에 의하여 상하방향으로 교반되는 것이다.

도 3에 나타난 바와 같이,

하단의 슬러지는 상기 교반날개(72)의 상면을 따라서 상측으로 이송되며, 상기 교반날개(72)의 상단 끝단부에서 다시 하단으로 낙하하게 되며, 인접한 교반날개(72)로 이송하게 되며, 이러한 단계가 반복적으로 수행되는 것이며, 이러한 단계중에서 외부로 부터 투입되는 가열풍에 의하여 건조가 진행되며, 점차로 가루형태로 변환되며, 슬러지에 내포된 수분을 효율적으로 제거시키는 것이다.

또한, 상기 에어가열기(60)의 하단에는 힌지부(80)를 부착하여, 정위치에서 설정각도로 경사질 수 있도록 형성되어서, 분쇄된 슬러지가 투입될 때에는 설정각도로 경사지게 형성되며, 상기 원통형 내통(70)이 회전하여 슬러지를 건조시킬때는 정위치로 형성시키는 것이다.

상기 원통형 내통(70)이 회전할 때에는 상기 에어가열기(60)의 상단에 슬라이딩 도어(65)를 부착하여 닫히게 하고, 분쇄된 슬러지를 투입할 때는 개방되도록 하는 것이다.

이때에 상기 가열풍은 설비로 부터 발생된 폐열을 이용하며, 분쇄되어 건조된 슬러지는 가루형태로 변환되므로, 상기 에어가열기(60)의 하단부에 유출부를 형성하여 외측으로 유출되도록 형성하는 것이다.

상기 가열풍은 폐수슬러지를 처리하는 다수개의 장비로부터 발생되는 폐열을 이용하여 외부의 공기를 가열하여 상기 에어가열기(60)로 공급하여, 상기 탈수장치로부터 발생된 85%의 함수률을 35% 내지 40%의 함수률로 감소시키는 효과가 있는 것이다.

또한, 도 3에 나타난 바와 같이,

상기 교반날개(72)사이에 슬러지메쉬망(90)를 부착하여, 소정 크기이하의 슬러지 가루가 필터링되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 반응조
20: 응집조
30: 침전조
40: 탈수장치
50: 분쇄기
51: 분쇄스크류
60: 에어가열기
65: 슬라이딩 도어
70: 원통형 내통
71: 메쉬망
72: 교반날개
80: 힌지부
90: 슬러지메쉬망

Claims (3)

1. 폐수를 처리하기 위하여, 반응조(10), 응집조(20), 침전조(30), 및 필터프레스를 갖는 탈수장치(40)를 순차적으로 거치며, 상기 탈수장치(40)에 의하여 발생되는 슬러지에 포함된 함수률을 감소하기 위하여,
   상기 슬러지를 분쇄하여 공기접촉면적을 증가시키도록 내부에 한쌍의 분쇄스크류(51)가 회전하는 분쇄기(50)에 상기 슬러지를 투입시키고;
   상기 분쇄기(50)를 거치며, 분쇄된 슬러지를 외부로 부터 열풍이 공급되는 에어가열기(60)로 투입하여, 건조시켜서 슬러지에 포함된 함수률을 감소하도록 이루어지며;
   상기 에어가열기(60)의 내부에는 모터회전되는 원통형 내통(70)이 설치되며, 상기 원통형 내통(70)의 측면 외주연은 다수개의 메쉬망(71)이 관통 형성되며, 내주연에는 하단부터 상단으로 완곡 경사진 교반날개(72)가 다수개로 부착되도록 형성되어 있으며,
   외부로부터 공급된 가열풍이 상기 메쉬망(71)을 통과하여 상기 교반날개(72)에 의하여 상하방향으로 교반되고 있는 슬러지에 내포된 수분을 제거하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어가열기(60)의 하단의 힌지부(80)에 의하여 정위치에서 설정각도로 경사질 수 있도록 형성되며,
   분쇄되어 건조된 슬러지는 가루형태로 변환되어 상기 에어가열기(60)로 부터 유출되도록 형성되며,
   상기 에어가열기(60)의 상단에 슬라이딩 도어(65)를 부착하여, 개폐되도록 형성되며,
   상기 교반날개(72)사이에 슬러지메쉬망(90)을 부착하여, 소정 크기이하의 슬러지 가루가 필터링되도록 형성되어 있으며,
   상기 가열풍은 설비로 부터 발생된 폐열로; 이루어진 것을 특징으로 하는 에어교반형 건식 폐수슬러지 탈수장치.
   
   
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