KR102465339B1 - 용해제를 이용하여 파이프 내부의 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질 제거 장치 및 방법 - Google Patents

용해제를 이용하여 파이프 내부의 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치 및 방법은 혐기성 소화조에서 슬러지가 유입되도록 설치된 슬러지저류조, 슬러지저류조에서 슬러지공급관을 통해 유입된 슬러지가 탈수기로 공급되도록 설치된 유동관을 구비하는 슬러지유동부;와, 유동관에서 슬러지저류조측 끝부위와 탈수기측 끝부위에 각각 설치된 제1개폐밸브 및 제2개폐밸브, 유동관에 물을 공급하도록 설치된 배관점검 및 물공급관, 용해제가 저장된 용해제탱크, 이 용해제탱크의 용해제를 슬러지저류조에 가까운 부위의 유동관에 공급하도록 설치되고 유동관과의 연결 부근에 개폐를 위한 제1순환밸브가 설치된 제1순환관, 탈수기에 가까운 부위의 유동관에서 용해제탱크로 연결되어 유동관에서 용해제를 회수하도록 배치되고 유동관과의 연결 부근에 개폐를 위한 제2개폐밸브가 설치된 제2순환관을 구비한 스케일제거부;를 포함하여 이루어짐으로써, 유동관 내부에 쌓인 스케일이 용해제에 의해 제거될 수 있도록 한 것이다.

Description

용해제를 이용하여 파이프 내부의 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질 제거 장치 및 방법{Device and method for removing extraneous substance having scale and struvite in pipe using dissolving agent}
본 발명은 파이프 내부에 발생한 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질을 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프 내면에 부착된 스케일을 제거하기 위해 파이프에 약품이 주입 및 순환되도록 한 용해제를 이용하여 파이프 내부의 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 혐기성 소화 방식은 액상 및 반고상 폐기물을 처리하는데 주로 사용된다. 이러한 혐기성 소화공정은 미생물을 이용하여 음식폐기물, 하폐수 슬러지, 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물을 처리하는 것으로써, 폐기물의 양을 효과적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 부산물로는 연료로 사용 가능한 바이오가스를 생산할 수 있다.
그리고 혐기성 소화조에서 발생하는 슬러지는 혐기성 소화과정에서 발생하는 소화가스(메탄, 이산화탄소, 황화수소 등)가 용해되어 있거나 기체상태로 플럭(floc:미생물 등의 미립자를 응집제로 응집시킨 큰 덩어리)에 갇혀 부유하거나 어느 표면에 부착된 상태를 갖게 된다.
이러한 슬러지는 혐기성 소화조에서 배출되어 탈수장치로 안내되고, 이 탈수장치에서 탈수케익으로 변환된 상태로 폐기 또는 퇴비화 처리된다.
여기서, 슬러지는 혐기성 소화조에서 배출되어 슬러지 저류조에서 일시 저장된 다음 유동관을 통해 탈수장치로 유동하게 된다. 이때, 유동관의 내면에는 지속적으로 유동하는 슬러지에 의해 스케일이 부착되거나 스트루바이트가 발생할 수 있고, 시간이 경과할 수록 유동로의 지름이 좁아지면서 결국에는 폐색될 수 있다.
그러므로, 유동관의 내면에 부착된 스케일 또는 스트루바이트 등을 포함한 이물질이 슬러지의 유동을 방해할 정도가 되면 이물질을 제거해 주는 작업이 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-201182971호(2011.07.20 공개)
상기된 요구에 부합하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 슬러지 저류조와 탈수장치를 연결하여 설치된 유동관에 스케일 또는 스트루바이트 등을 포함한 이물질 제거용 약품을 주입 및 배출하도록 제작됨으로써, 유동관에 쌓인 스케일 또는 스트루바이트 등을 포함한 이물질을 제거하도록 된 용해제를 이용하여 파이프 내부의 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질 제거 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 용해제를 이용하여 파이프 내부의 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질 제거 장치는 혐기성 소화조에서 슬러지가 유입되도록 설치된 슬러지저류조, 슬러지저류조에서 슬러지공급관을 통해 유입된 슬러지가 탈수기로 공급되도록 설치된 유동관을 구비하는 슬러지유동부;와, 유동관에서 슬러지저류조측 끝부위와 탈수기측 끝부위에 각각 설치된 제1개폐밸브 및 제2개폐밸브, 유동관에 물을 공급하고 유동관 내부를 점검하도록 설치된 배관점검 및 물공급관, 용해제가 저장된 용해제탱크, 이 용해제탱크의 용해제를 슬러지저류조에 가까운 부위의 유동관에 공급하도록 설치되고 유동관과의 연결 부근에 개폐를 위한 제1순환밸브가 설치된 제1순환관, 탈수기에 가까운 부위의 유동관에서 용해제탱크로 연결되어 유동관에서 용해제를 회수하도록 배치되고 유동관과의 연결 부근에 개폐를 위한 제2개폐밸브가 설치된 제2순환관을 구비한 스케일제거부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 용해제탱크에는 pH측정기가 설치되고, 유동관에 일시 수용되거나 지속적으로 순환하여 회수된 용해제의 농도가 일정 수치 이상이 되면 새로운 용해제로 교체될 수 있다.
또한, 유동관에서 일단 부위는 제1개폐밸브와 더불어 슬러지저류조 내부에 위치될 수 있다. 또, 배관점검 및 물공급관은 제1개폐밸브와 제2개폐밸브 사이에 위치될 수 있다. 따라서, 슬러지 공급이 중지되면서 제1개폐밸브와 제2개폐밸브가 폐쇄된 유동관에 배관점검 및 물공급관을 통해 물이 주입된 후 육안 또는 cctv로 제1개폐밸브와 제2개폐밸브의 누수 여부가 확인되고, 누수인 경우 제1개폐밸브와 제2개폐밸브에 끼어있는 스케일이 제거되거나 밸브가 교체되며, 정상인 경우 유동관 내부의 물은 배관점검 및 물공급관을 통해 배출되거나 제1개폐밸브와 제2개폐밸브가 개방되어 양측단을 통해 배출될 수 있다.
또한, 제1순환관과 제2순환관에서 유동관과 연결된 부위는 'U'자 형태로 굴곡지게 만들어지고, 이들 굴곡진 부위의 상호 작용에 의해 제1순환관에서 공급되는 용해제가 유동관에 가득 찬 상태로 공급될 수 있다.
또한, 스케일제거부는 제1순환관에서 유동관 근처에 배치되어 용해제의 공급 압력을 측정하도록 설치된 제1압력계와, 제2순환관에서 유동관 근처에 배치되어 용해제의 배출 압력을 측정하도록 설치된 제2압력계를 더 구비할 수 있다.
여기서, 스케일이 없는 신규 유동관에서 제1압력계와 제2압력계를 통해 용해제의 공급 압력과 배출 압력을 구한 후 이들의 차이를 기준값으로 한다. 또, 스케일 제거 작업이 진행되는 유동관에서 제1압력계와 제2압력계를 통해 용해제의 공급 압력과 배출 압력을 구한 후 이들의 차이를 현재값으로 한다. 그리고 기준값과 현재값을 대비하여 스케일의 제거 진행 정도를 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용해제를 이용하여 파이프 내부의 스케일 및 스트루바이트를 포함한 이물질 제거방법은 유동관에 슬러지저류조의 슬러지 공급이 중지되는 제10단계; 제1개폐밸브와 제2개폐밸브가 폐쇄되고, 배관점검 및 물공급관을 통해 물이 주입되어 제1개폐밸브와 제2개폐밸브의 누수 여부가 확인되면 제1개폐밸브와 제2개폐밸브가 개방되어 물이 배출되는 제20단계; 물이 배출되면, 제1개폐밸브와 제2개폐밸브가 폐쇄되면서 유동관이 폐쇄되고, 제1순환밸브와 제2순환밸브가 개방되면서 제1순환관과 제2순환관이 개방되어 용해제탱크의 용해제가 유동관에 주입되고, 용해제가 제1순환관과 제2순환관 사이에 일시 저장 또는 지속적으로 순환되면서 스케일이 제거된 후 제2순환관을 통해 용해제탱크로 회수되어 스케일이 제거되는 제30단계:와, 상기 제1순환관과 제2순환관이 폐쇄되고, 제1개폐밸브와가 폐쇄되며, 제2개폐밸브가 개방되고, 슬러지공급관이 개방되면서 슬러지저류조의 슬러지가 유동관으로 공급되어 탈수기로 유동되는 제40단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제30단계에서 용해제탱크에 회수된 용해제의 pH농도가 pH측정기에 의해 측정되고, 일정 수치 이상의 pH농도 되면 용해제가 교체될 수 있다.
또한, 제20단계에서 유동관에 설치된 배관점검구를 통해 제1개폐밸브와 제2개폐밸브의 물의 누수 여부를 확인하고, 누수인 경우 제1개폐밸브 또는 제2개폐밸브에 끼어있는 스케일이 제거되거나 교체되며, 이후 다시 누수를 확인하고, 정상인 경우 후속 공정이 수행될 수 있다.
또한, 제30단계에서 유동관에 설치된 배관점검구를 통해 스케일의 제거 정도를 확인하고, 추가 제거가 요구되면 제1순환관과 제2순환관 사이의 일시 저장된 용해제가 새로운 용해제로 교체되거나 지속적인 순환이 연장될 수 있다.
이외에, 제30단계에서 스케일 제거 공정 중, 제1순환관의 용해제 공급 압력과 제2순환관의 용해제 배출 압력 차이의 현재값과, 미리 측정된 신규 유동관에서의 제1순환관의 용해제 공급 압력과 제2순환관의 용해제 배출 압력 차이의 기준값이 오차 범위 내에 도달하면 스케일 제거된 것으로 판단하고, 후속 공정이 수행될 수 있다.
전술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 슬러지가 유동하는 유동관 양쪽에 제1순환관 및 제2순환관이 설치되고, 이들 제1순환관 및 제2순환관을 통해 용해제탱크의 용해제가 공급 및 회수됨으로써, 유동관의 내부에 쌓인 스케일이 용해제로 제거되고, 이로 인해 유동관을 통한 슬러지의 유동이 원활이 이루어지며, 유동관을 교체하는 비용이 절감되고, 배관 교체 작업 시간도 단축될 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명의 이물질 제거 장치 및 방법은 스케일 및 스트루바이트 등을 포함한 이물질이 발생하는 모든 배관에 적용될 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치가 개략적으로 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1의 스케일 제거 장치를 이용한 스케일 제거방법이 개략적으로 도시된 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 또한, 다양한 실시 예에서 언급된 구성들 중 각 실시 예에서 상호 유사한 구성 및 관련 구성은 대체 또는 교체되거나 추가될 수 있다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<구성>
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치에 대해 도 1을 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 그리고 스케일과 스트루바이트를 포함한 이물질에 대해서는 스케일로 대표하여 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치는 슬러지유동부(100)와 스케일제거부(200)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 슬러지유동부(100)는 혐기성소화조에서 배출된 슬러지를 탈수기(300)까지 유동시키도록 설치될 수 있다. 이를 위해 슬러지유동부(100)는 슬러지저류조(110), 슬러지공급관(120), 슬러지펌프(130)와 유동관(140)을 구비할 수 있다.
여기서, 슬러지저류조(110)는 혐기성 소화조에서 배출된 슬러지를 일시 저장하도록 설치된다. 이 슬러지저류조(110)에 유입된 슬러지는 일시 저장된 후 슬러지공급관(120)을 통해 유동관(140)으로 유입될 수 있다.
또한, 슬러지공급관(120)은 슬러지저류조(110)의 슬러지를 유동관(140)으로 안내하도록 슬러지저류조(110)와 유동관(140)을 연결하여 설치될 수 있다. 이 슬러지공급관(120)은 슬러지의 유동을 위해 슬러지공급관(120)을 개폐하도록 설치된 슬러지밸브(121)를 구비할 수 있다.
또한, 슬러지펌프(130)는 슬러지저류조(110)의 슬러지를 슬러지공급관(120)을 지나 유동관(140)으로 유입되도록 설치될 수 있다. 이를 위해 슬러지펌프(130)는 슬러지공급관(120)에 설치될 수 있다. 이 슬러지펌프(130)에 의해 슬러지가 유동관(140)을 지나 탈수기(300)까지 유동될 수 있다.
그리고 유동관(140)은 슬러지공급관(120)에서 유입된 슬러지를 탈수기(300)까지 안내하도록 설치될 수 있다. 여기서, 유동관(140)의 일단은 일례로, 슬러지공급관(120)에서 슬러지저류조(110)의 근처까지 연장되거나, 다른 예로 슬러지저류조(110)의 내부와 연결되도록, 자세하게는 슬러지가 채워지지 않은 내부의 상부에 위치되도록 연장되고, 이 연장된 부위 중 슬러지저류조(110)의 외부에 제1순환관(220)과 배관점검 및 물공급관(250)이 설치될 수 있다.
이러한 유동관(140)은 슬러지저류조(110)의 외부에 설치된 제1개폐밸브(141)와, 탈수기(300)측 근처에 설치된 제2개폐밸브(142)를 구비할 수 있다.
제1개폐밸브(141)는 유동관(140)에 슬러지가 유입되거나, 물이 유입되거나, 용해제가 유입되면 폐쇄되고, 주입된 물을 배출할 때 개방될 수 있다. 이 개폐밸브(141)는 슬러지저류조(110)에 최대한 가깝게, 즉 유동관(140)의 최말단에 위치되도록 하여 유동관(140) 내의 스케일이 최대한 제거되도록 할 수 있다.
제2개폐밸브(142)는 유동관(140)에 물이 유입되거나, 용해제가 유입되면 폐쇄되고, 슬러지가 유입되면 개방될 수 있다.
슬러지의 유동에 대해 간략히 설명하자면, 슬러지밸브(121)가 개방되고, 슬러지펌프(130)가 가동되면, 슬러지저류조(110)의 슬러지가 슬러지공급관(120)을 통해 유동관(140)으로 유입될 수 있다. 이후, 슬러지는 유동관(140)을 지나 탈수기(300)까지 유동될 수 있다. 이때, 제1개폐밸브(141)는 폐쇄되고, 제2개폐밸브(142)는 개방될 수 있다.
이러한 유동관(140)의 내부에는 슬러지가 오랜 시간 유동하는 동안 스케일이 발생하게 되고, 이 스케일이 내면에 부착될 수 있다. 처음에는 스케일이 유동관(140)의 내면에 조금씩 부착되다가 점점 두꺼워지면서 결국에는 막힐 수 있다. 즉, 유동관(140) 내부에서 슬러지가 유동하는 유동 지름이 점점 작아질 수 있다. 이러한 유동관(140)의 내부의 스케일을 용해제로 제거하도록 스케일제거부(200)가 설치될 수 있다.
한편, 스케일제거부(200)는 유동관(140) 내부에 부착된 스케일을 제거하도록 설치될 수 있다. 이 스케일제거부(200)는 용해제탱크(210), 제1순환관(220), 용해제펌프(230), 제2순환관(240)와, 배관점검 및 물공급관(250)을 구비할 수 있다.
여기서, 용해제탱크(210)는 유동관(140) 내부에 부착 및 쌓인 스케일을 제거하는 화학 약품인 용해제를 저장하도록 설치될 수 있다. 이 용해제탱크(210)에는 내부의 용해제를 교체하기 위해 배출 및 공급하기 위한 용해제공급관이 설치될 수 있다. 또, 용해제탱크(210)는 내부의 용해제의 pH농도를 측정하기 위한 pH측정기(211)가 설치될 수 있다.
이 pH측정기(211)는 스케일 제거를 위해 순환하여 용해제탱크(210)로 회수된 용해제에 대해 지속적으로 pH농도를 측정할 수 있다. 따라서, 스케일을 제거하면서 용해제탱크(210)로 순환된 용해제의 pH농도가 설정치 이상이 되면 용해제공급관을 통해 새로운 용해제로 교체될 수 있다. 일례로, 용해제는 pH1이 공급되고, pH2로 상승하면 교체될 수 있다.
또한, 제1순환관(220)은 용해제탱크(210)에서 배출된 용해제를 유동관(140)까지 안내하도록 설치될 수 있다. 이때, 제1순환관(220)의 일단은 용해제탱크(210)에 연결되고, 타단은 슬러지저류조(110)와 슬러지공급관(120) 사이에서 유동관(140)에 연결될 수 있다.
또, 제1순환관(220)에서 유동관(140)과 연결되는 부위에는 대략 역'U'자 형상의 제1굴곡구간(A1)이 만들어질 수 있다. 이 제1굴곡구간(A1)은 제2순환관(240)의 제2굴곡구간(A2)과 더불어 상호 작용에 의해 제1굴곡구간(A1)을 통해 주입되는 용해제가 유동관(140)에 가득찬 상태로 주입되도록 할 수 있다. 이러한 제1굴곡구간(A1)에는 용해제의 주입을 위해 제1순환관(220)을 개방하는 제1순환밸브(221)가 설치될 수 있다. 물론, 제1순환밸브(221)는 제1순환관(220)의 어느 위치에도 설치될 수 있다.
이 제1순환관(220)은 용해제의 공급 압력을 측정하도록 설치된 제1압력계(222)를 구비할 수 있다. 제1압력계(222)는 제1순환관(220)에서 유동관(140) 근처에 설치될 수 있다. 따라서, 제1압력계(222)는 제1순환관(220)에서 주입되는 용해제의 공급 압력을 측정할 수 있다.
또한, 용해제펌프(230)는 용해제탱크(210)의 용해제를 유동관(140)으로 유동시키도록 제1순환관(220)에 설치될 수 있다. 이 용해제펌프(230)에 의해 용해제가 용해제탱크(210), 제1순환관(220), 유동관(140) 및 제2순환관(240)을 거쳐 용해제탱크로 회수될 수도 있다. 이외에, 제2순환관(240)에 별도의 펌프가 설치되고, 이 펌프에 의해 유동관(140)에서 제2순환관(240)을 거쳐 용해제탱크(210)까지 용해제가 유동하도록 구성될 수도 있다.
또한, 제2순환관(240)은 유동관(140)을 유동한 용해제를 용해제탱크(210)로 회수하도록 설치될 수 있다. 이때, 제2순환관(240)의 일단은 배관점검 및 물공급관(250)과 제2개폐밸브(142) 사이에 연결되고, 타단은 용해제탱크(210)에 연결될 수 있다.
또, 제2순환관(240)에서 유동관(140)과 연결되는 부위에는 대략 역'U'자 형상의 제2굴곡구간(A2)이 만들어질 수 있다. 이 제2굴곡구간(A2)은 제1굴곡구간(A1)과 상호 작용하여 제1굴곡구간(A1)을 통해 주입되는 용해제가 유동관(140)에 가득찬 상태로 주입되도록 할 수 있다. 이러한 제2굴곡부(A2)에는 용해제의 배출을 위해 제2순환관(240)을 개방하는 제2순환밸브(241)가 설치될 수 있다. 물론 제2순환밸브(241)는 제2순환관(240)의 어느 위치에도 설치될 수 있다.
이 제2순환관(240)은 용해제의 배출 압력을 측정하도록 설치된 제2압력계(242)를 구비할 수 있다. 제2압력계(242)는 제2순환관(240)에서 유동관(140) 근처에 설치될 수 있다. 따라서, 제2압력계(242)는 유동관(140)에서 제2순환관(240)으로 배출된 용해제의 압력을 측정할 수 있다.
여기서, 제1압력계(222)에서 측정된 용해제의 공급 압력과 제2압력계(242)에서 측정된 용해제의 배출 압력차를 비교하여 유동관(140) 내부의 스케일 제거 정도를 확인할 수 있다. 이를 위해, 유동관(140) 내부에 스케일이 없는 신규 유동관(140)의 제1압력계(222)와 제2압력계(242)에서 압력을 미리 측정한 후 이들의 압력차를 기준값으로 할 수 있다.(현재값을 대비하기 위한 기준값을 먼저 설정하였습니다) 따라서, 스케일을 제거하는 동안 측정된 제1압력계(222)의 측정값과 제2압력계(242)의 측정값의 압력 차이의 현재값이 기준값과 대비되어 스케일 제거 진행 정도가 확인될 수 있다. 이들 현재값과 기준값의 비교는 작업자의 단말기에서 실시간으로 수행될 수 있다.
또한, 배관점검 및 물공급관(250)은 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)의 누수 확인을 위한 물을 공급하고, 스케일의 제거 상태를 확인하기 위해 유동관(140)의 내부를 확인하기 위해 설치될 수 있다. 이 배관점검 및 물공급관(250)은 유동관(140)에 1곳 이상에서 설치되고, 바람직하게는 제1순환관(220)과 유동관(140)이 연결된 부위 근처 및 제2순환관(240)과 유동관(140)이 연결된 부위 근처, 2곳에 설치될 수 있다. 좀 더 자세하게는, 배관점검 및 물공급관(250)은 제1순환밸브(221)와 제2순환밸브(241) 사이에 배치될 수 있다. 또, 배관점검 및 물공급관(250)에는 물을 공급 또는 배출하기 위한 펌프가 설치될 수 있다. 이외에 유동관(140)에 유입된 물은 스케일 작업이 진행되기 이전에 유동관(140) 내부에 남아있는 슬러지를 배출할 수도 있다. 그리고 배관점검 및 물공급관을 통해 육안으로 유동관(140) 내부를 확인할 수도 있고, cctv를 투입하여 유동관(140) 내부를 확인할 수도 있다.
<작동>
이하, 도 2를 참조하여 유동관(140) 내부에 부착된 스케일을 제거하기 위한 작동에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 유동관(140)에는 슬러지저류조(110) 근처의 제1개폐밸브(141)와, 탈수기(300) 근처의 제2개폐밸브(142) 근처 중 1곳 또는 2곳에 배관점검 및 물공급관(250)이 설치될 수 있다. 이하에서는 배관점검 및 물공급관(250)이 슬러지저류조(110)와 탈수기(300) 근처의 2곳에 설치된 경우를 예로 하여 설명하기로 한다.
먼저, 슬러지저류조(110)에서 유동관(140)으로 유동하는 슬러지의 공급이 중지된다(S10). 이전에 슬러지저류조(110)의 슬러지가 유동관(140)에 공급된 후 탈수기(300)로 이동하는 경우 제1개폐밸브(141)는 폐쇄되고, 제2개폐밸브(142)는 개방될 수 있다. 이후에 슬러지의 공급이 중지되기 위해 슬러지펌프(130)의 가동이 중지되고, 슬러지밸브(121)에 의해 슬러지공급관(120)가 폐쇄될 수 있다.
다음으로, 유동관(140)에 물이 공급되어 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)의 누수가 확인된다(S20). 일례로, 슬러지공급관(120)이 폐쇄되면, 유동관(140)의 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 폐쇄되고, 배관점검 및 물공급관(250)을 통해 물이 주입될 수 있다. 이때, 배관점검 및 물공급관(250)을 통해 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)에서 물의 누수를 육안 또는 cctv를 통해 확인할 수 있다. 만약 누수가 확인되면 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)에 끼어있는 스케일이 제거되거나 제1개폐밸브(141) 또는 제2개폐밸브(142)가 교체될 수 있다.
이후, 다시 물을 채워 누수를 확인하고, 정상이면 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 개방되어 유동관(140) 내부의 물이 외부로 배출될 수 있다. 이때, 물은 일례로 유동관(140)의 개방된 양측단을 통해 외부 또는 슬러지저류조(110)와, 탈수기(300)로 배출될 수 있다.
다음으로, 유동관(140)에 용해제가 공급되고, 스케일이 제거된다(S30). 유동관(140) 내부에서 물이 모두 배출되면, 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 폐쇄되고, 제1순환밸브(221)와 제2순환밸브(241)가 개방되며, 용해제펌프(230)가 가동됨으로써, 용해제탱크(210)의 용해제가 제1순환관(220)을 통해 슬러지저류조(110)측 유동관(140)에 공급될 수 있다. 이때, 용해제에 의해 유동관(140)에서 일시 저장되어 스케일이 용해되어 제거될 수 있다. 여기서, 제1순환관(220)과 제2순환관(240)의 유동관(140)측 연결부위가 대략 'U'자 형태이면서 위에서 아래로 유동관(140)에 연결됨으로써, 용해제가 유동관(140)에 가득 찬 상태로 공급될 수 있다.
이후, 스케일 제거가 완료되면, 제1순환밸브(221)가 폐쇄되어 용해제 공급이 중지되고, 제2순환밸브(241)가 개방되어 용해제가 제2순환관(240)으로 배출된 후, 용해제탱크(210)로 회수될 수 있다. 이때, 배관점검 및 물공급관(250)을 통해 육안 또는 cctv로 스케일의 제거 정도의 확인과 더불어, 용해제탱크(210)의 회수된 용해도의 pH농도가 측정될 수 있다.
또한, 용해제가 pH 농도가 설정 수치 이상으로 상승, 일례로 pH 농도가 1에서 2로 상승되면 스케일 제거 능력이 낮아질 수 있다. 이때, 유동관(140)에 아직 스케일이 남아있으면 새로운 용해제를 용해제탱크(210)에 공급하여 교체한 후 다시 유동관(140)으로 공급되어 일시 저장됨으로써, 스케일이 완전 제거될 수 있다. 이후 용해제 공급이 중지되고, 회수된 후 스케일 제거 작업이 완료될 수 있다.
그리고 용해제가 유동관(140)에 주입될 때에는 가득 찬 상태로 공급되지만 스케일이 용해되면서 빈 공간이 발생하게 되면, 유동관(140) 내부의 용해제가 제2순환관(240)을 통해 회수되고, 제1순환관(220)을 통해 용해제가 유동관(140)에 가득 찬 상태로 재주입될 수도 있다.
한편, 용해제가 유동관(140)에 일시 저장되는 대신에 지속적으로 순환되면서 스케일이 제거될 수 있다. 즉, 용해제탱크(210)에서 공급된 용해제는 제1순환관(220), 유동관(140), 제2순환관(240)을 거쳐 다시 용해제탱크(210)로 지속적으로 순환될 수 있다. 이때, 제1순환관(220)에서 공급되는 용해제의 압력이 제1압력계(222)에서 측정되고, 제2순환관(240)으로 배출되는 용해제의 압력이 제2압력계(242)에서 측정될 수 있다. 이때, 이들 압력의 차이를 현재값이라고 하자. 또, 스케일이 전혀 없는 신규 유동관(140)이 설치되고, 제1순환관(220)에서 공급되는 용해제의 압력에 대해 제1압력계(222)에서 측정된 값과, 제2순환관(240)으로 배출되는 용해제에 대해 제2압력계(242)에서 측정된 값의 차이를 기준값으로 하자. 이 기준값에 대해 현재값이 오차 범위 내에 도달하면 스케일이 모두 제거된 것으로 판단되고, 용해제의 공급이 중지되면서 회수된 후 스케일 작업이 완료될 수 있다.
이외에도, 전술된 용해제가 일시 저장되어 스케일의 제거되는 작업이 1차로 수행되고, 후술된 용해제가 지속적으로 유동되어 스케일이 제거 작업이 2차로 수행될 수도 있다. 용해제의 경우, pH측정기(211)에 의해 pH농도가 지속적으로 측정되고, 설정 수치 이상이 되면 용해제의 용해 능력이 낮아진 것으로 판단하여 새로운 용해제로 교체될 수 있다.
끝으로, 슬러지저류조(110)의 슬러지가 유동관(140)으로 재공급된다(S40). 유동관(140) 내부의 스케일이 제거되면, 제1순환밸브(221)와 제2순환밸브(241)가 폐쇄되고, 제1개폐밸브(141)가 폐쇄되며, 제2개폐밸브(142)가 개방되고, 슬러지밸브(121)가 개방되면서 슬러지펌프(130)가 가동됨으로써, 슬러지저류조(110)의 슬러지가 슬러지공급관(120)을 통해 유동관(140)으로 공급될 수 있다. 이후 유동관(140)에 공급된 슬러지는 탈수기(300)로 유입된 후 탈수케이크로 변환된 후 배출될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100:슬러지유동부
110:슬러지저류조 120:슬러지공급관
121:슬러지밸브 130:슬러지펌프
140:유동관 141:제1개폐밸브
142:제2개폐밸브.
200:스케일제거부
210:용해제탱크 211:pH측정기
220:제1순환관 221:제1순환밸브
222:제1압력계 230:용해제펌프
240:제2순환관 241:제2순환밸브
242:제2압력계 250:배관점검 및 물공급관.
300:탈수기.
A1,A2:굴곡구간

Claims (8)

  1. 혐기성 소화조에서 슬러지가 유입되도록 설치된 슬러지저류조(110)와, 슬러지저류조(110)에서 슬러지공급관(120)을 통해 유입된 슬러지가 탈수기(300)로 공급되도록 설치된 유동관(140)을 구비하는 슬러지유동부(100);와,
    상기 유동관(140)에서 슬러지저류조(110)측 끝부위와 탈수기(300)측 끝부위에 각각 설치된 제1개폐밸브(141) 및 제2개폐밸브(142), 유동관(140)에 물을 공급하도록 설치된 배관점검 및 물공급관(250), 용해제가 저장된 용해제탱크(210), 이 용해제탱크(210)의 용해제를 슬러지저류조(110)에 가까운 부위의 유동관(140)에 공급하도록 설치되고 유동관(140)과의 연결 부근에 개폐를 위한 제1순환밸브(221)가 설치된 제1순환관(220), 탈수기(300)에 가까운 부위의 유동관(140)에서 용해제탱크(210)로 연결되어 유동관(140)에서 용해제를 회수하도록 배치되고 유동관(140)과의 연결 부근에 개폐를 위한 제2개폐밸브(142)가 설치된 제2순환관(240)을 구비한 스케일제거부(200)를 포함하고,
    상기 용해제탱크(210)에는 pH측정기(211)가 설치되고, 유동관(140)에 일시 수용되거나 지속적으로 순환하여 회수된 용해제의 농도가 일정 수치 이상이 되면 새로운 용해제로 교체되도록 이루어진 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치.
  2. 청구항 1에서,
    상기 배관점검 및 물공급관(250)은 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142) 사이에 위치되고,
    상기 슬러지 공급이 중지되면서 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 폐쇄된 유동관(140)에 배관점검 및 물공급관(250)을 통해 물이 주입된 후 육안 또는 cctv로 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)의 누수 여부가 확인되고, 누수인 경우 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)에 끼어있는 스케일이 제거되거나 밸브가 교체되며, 정상인 경우 유동관(140) 내부의 물은 배관점검 및 물공급관(250)으로 배출되거나, 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 개방되어 양측단을 통해 배출되도록 이루어진 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치.
  3. 청구항 1에서,
    상기 제1순환관(220)과 제2순환관(240)에서 유동관(140)과 연결된 부위는 'U'자 형태로 굴곡지게 만들어지고,
    이들 굴곡진 부위의 상호 작용에 의해 제1순환관(220)에서 공급되는 용해제가 유동관(140)에 가득 찬 상태로 공급되도록 이루어진 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치.
  4. 청구항 1에서,
    상기 스케일제거부(200)는 제1순환관(220)에서 유동관(140) 근처에 배치되어 용해제의 공급 압력을 측정하도록 설치된 제1압력계(222)와, 제2순환관(240)에서 유동관(140) 근처에 배치되어 용해제의 배출 압력을 측정하도록 설치된 제2압력계(242)를 더 구비하고,
    신규 유동관(140)에서 제1압력계(222)와 제2압력계(242)를 통해 용해제의 공급 압력과 배출 압력을 구한 후 이들의 차이를 기준값으로 하고, 스케일 제거 작업이 진행되는 유동관(140)에서 제1압력계(222)와 제2압력계(242)를 통해 용해제의 공급 압력과 배출 압력을 구한 후 이들의 차이를 현재값으로 하며, 기준값과 현재값을 대비하여 스케일의 제거 진행 정도를 확인하도록 이루어진 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 스케일 제거 장치의 작동 방법에서,
    상기 유동관(140)에 슬러지저류조(110)의 슬러지 공급이 중지되는 제10단계(S10);
    상기 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 폐쇄되고, 배관점검 및 물공급관(250)을 통해 물이 주입되어 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)의 누수 여부를 확인하여 밀폐가 확인되면 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 개방되어 물이 배출되는 제20단계(S20);
    상기 물이 배출되면, 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)가 폐쇄되면서 유동관(140)이 폐쇄되고, 제1순환밸브(221)와 제2순환밸브(241)가 개방되면서, 제1순환관(220)과 제2순환관(240)이 개방되어 용해제탱크(210)의 용해제가 유동관(140)에 주입되고, 용해제가 제1순환관(220)과 제2순환관(240) 사이에 일시 저장 또는 지속적으로 순환되면서 스케일이 제거된 후 제2순환관(240)을 통해 용해제탱크(210)로 회수되어 스케일이 제거되는 제30단계(S30):와
    상기 제1순환관(220)과 제2순환관(240)이 폐쇄되고, 제1개폐밸브(141)가 폐쇄되며, 제2개폐밸브(142)가 개방되고, 슬러지공급관(120)이 개방되면서 슬러지저류조(110)의 슬러지가 유동관(140)으로 공급되어 탈수기(300)로 유동되는 제40단계(S40);를 포함하고,
    상기 제30단계(S30)에서 용해제탱크(210)에 회수된 용해제의 pH농도가 pH측정기(211)에 의해 측정되고, 일정 수치 이상의 pH농도가 되면 용해제가 교체되는 것을 특징으로 하는 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 방법.
  6. 청구항 5에서,
    상기 제20단계(S20)에서 유동관(140)에 설치된 배관점검구를 통해 제1개폐밸브(141)와 제2개폐밸브(142)의 물의 누수 여부를 확인하고, 누수인 경우 제1개폐밸브(141) 또는 제2개폐밸브(142)에 끼어있는 스케일이 제거되거나 밸브가 교체되며, 이후 다시 누수를 확인하고, 정상인 경우 후속 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 방법.
  7. 청구항 5에서,
    상기 제30단계(S30)에서 유동관(140)에 설치된 배관점검구를 통해 스케일의 제거 정도를 확인하고, 추가 제거가 요구되면 제1순환관(220)과 제2순환관(240) 사이의 일시 저장된 용해제가 새로운 용해제로 교체되거나 지속적인 순환이 연장되는 것을 특징으로 하는 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 방법.
  8. 청구항 5에서,
    상기 제30단계(S30)에서 스케일 제거 공정 중, 제1순환관(220)의 용해제 공급 압력과 제2순환관(240)의 용해제 배출 압력 차이의 현재값과, 미리 측정된 신규 유동관(140)에서의 제1순환관(220)의 용해제 공급 압력과 제2순환관(240)의 용해제 배출 압력 차이의 기준값이 오차 범위 내에 도달하면 스케일 제거된 것으로 판단하고, 후속 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 용해제를 이용한 파이프 내부의 스케일 제거 방법.
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