KR102485000B1

KR102485000B1 - 슬러지 농축 및 조정 장치 및 이를 이용한 슬러지 처리 방법

Info

Publication number: KR102485000B1
Application number: KR1020180035806A
Authority: KR
Inventors: 웨이 탄
Original assignee: 스위손 크리에이티브 인바이런멘털 솔루션즈 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2023-01-04
Also published as: JP2018196880A; CN108658429A; TW201836696A; US11383991B2; EP3381867A1; TWI731230B; US20180282195A1; KR20180111615A; JP7112065B2

Abstract

본 발명은 슬러지 농축 및 조정 장치 및 이를 이용한 슬러지 처리 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 슬러지 농축 및 조정 장치가 제공되며, 상기 슬러지 농축 및 조정 장치는: 슬러지를 수용하는 데 사용되고 본체와 덮개를 포함하는 저장 장치 - 상기 본체는 슬러지 배출구 및 오버플로우 포트를 구비하며, 상기 덮개는 가스를 배출하기 위한 가스 배출구를 포함함 - ; 슬러지 배출구와 오버플로우 포트 사이에 배치되고 고체-액체 분리를 달성하기 위해 슬러지를 여과하는 데 사용되는 여과 장치; 상기 여과 장치 아래로부터 슬러지를 상기 저장 장치로 이송하는 데 사용되는 슬러지 공급 장치; 상기 여과 장치 아래로부터 상기 저장 장치로 첨가제를 이송하는 데 사용되는 첨가제 공급 장치; 상기 슬러지 배출구에 연결되어 상기 농축되고 조정된 슬러지를 배출하는 데 사용되는 슬러지 배출 장치; 및 유체 연통하는 조정 탱크를 포함하고 저장 장치를 에워싸며, 조정 요건에 따라 저장 장치 내의 농축 슬러지의 양을 조정하는 데 사용되는 농축 슬러지 조정 장치를 포함한다. 본 발명은 또한 슬러지 농축 및 조정 장치를 사용하는 슬러지 처리 방법을 제공한다.

Description

슬러지 농축 및 조정 장치 및 이를 이용한 슬러지 처리 방법{SLUDGE CONCENTRATION AND CONDITIONING DEVICE AND METHOD FOR TREATING SLUDGE USING THE SAME}

본 발명은 슬러지 처리 장치에 관한 것으로서, 특히 슬러지의 농도 및 컨디셔닝을 위한 슬러지 농축 및 조정 장치, 및 슬러지 농축 및 조정 장치를 사용하는 슬러지의 농축 및 조정 방법에 관한 것이다.

폐수 공장에서는 폐수 처리 시 많은 양의 슬러지가 생성될 수 있다. 슬러지 내의 슬러지 입자는 마이크로미터 수준이며, 일반적으로 99.2% 내지 99.6%의 높은 수분 함량을 가지며, 엄청난 수의 유기 성분을 함유하고 실질적으로 콜로이드 성이다. 수분 함량이 높은 슬러지의 운송 및 저장은 일반적으로 수분 함량이 높은 슬러지가 대용량을 차지하므로 매우 어려우며 이로 인해 운송 및 보관 비용이 높아질 수 있다. 또한, 자연적 저장 조건하에서 이러한 슬러지를 완전히 건조하는 것은 매우 어려우며 오랜 시간 동안 슬러지를 저장하기 위해서는 많은 귀중한 토지가 필요하다. 또한, 슬러지는 통상 중금속 및 유해 박테리아 등을 함유하고 있어, 통상적인 방식(예를 들어, 자연적 저장 또는 매립)으로 처리되는 경우 유해한 환경오염을 야기하는 경향이 있다. 슬러지를 더 나은 방식으로 취급하고 처리하기 위해서는 슬러지 농축을 이용해서 수분 함량과 슬러지의 양을 줄여야 하는데, 이것은 한편으로는 슬러지 운송 및 저장 비용을 절감할 수 있고, 다른 한편으로는 후속 슬러지 공정 및 처리를 용이하게 한다. 종래 기술에서, 슬러지는 보통 비중 선별(gravity concentraton), 공기 부유(air floatation) 및 원심 농축(centrifugal concentration)에 의해 농축된다.

비중 선별은 슬러지가 자연 침강 공정에 의해 바닥에 침전되는 슬러지 농축 풀에 슬러지를 이송한 다음 그에 따라 상등액(supernatant liquid)을 맑게 제거하는 것이다. 그러나 자연 침강에 의한 비중 선별 과정은 시간이 오래 걸리고 침전과 분리를 완료하는 데 보통 10시간 이상이 소요된다. 또한, 장시간의 소비로 인해 풀 바닥에 침전된 슬러지에 혐기성 환경이 형성되어 탈수된 슬러지가 고 인성(high phosphorous)으로 되고 폐수 기준에 미치지 못하게 된다. 중국 실용신안 공보 CN205011601U는 슬러지 농축 풀을 제시하는데, 이는 폭기 및 교반(aeration and stirring)에 의해 슬러지와 산소 간의 접촉을 증가시켜 슬러지 내의 인 배출을 감소시킨다. 그렇지만, 폭기 및 교반은 자연 침강에 의해 슬러지가 농축되고 이에 따라 상등액이 빠져나가는 것을 어렵게 한다. 따라서 슬러지의 인의 배출을 감소시키더라도 시간이 연장되고 슬러지 농축의 효율이 낮아지며 농축 슬러지는 여전히 수분 함량이 높다.

비중 선별과는 달리, 공기 부양은 슬러지 입자에 미세 기포를 부착시켜 슬러지 입자를 수면까지 부유시킨 다음 농축 슬러지를 스크레이퍼(scraper)로 슬러지 배출구로 긁어 내고 슬러지 물을 풀 바닥 밖으로 나오게 하는 것이다. 그렇지만, 이 방법은 여전히 시간 소모적인 문제를 가지고 있다. 또한, 상기 방법은 슬러지 입자에 대한 요구 조건을 설정하는데, 즉, 슬러지 입자가 너무 크면 안 되거나 그렇지 않으면 거품이 슬러지를 부유시키는 데 이용될 수 없다. 원심 농축은 농축 목적을 달성하기 위해 슬러지 내의 고체 및 액체의 상이한 비중 및 상이한 원심 경향을 이용하여 슬러지를 물과 분리하는 특수 제조 원심 분리 농축기에서 수행되어야 한다. 그렇지만, 원심 농축은 복잡하고 값 비싼 전용 장비를 사용해야 하므로 비용이 높아질 수 있다.

또한, 수분 함량이 높은 슬러지를 효율적으로 처리하기 위해서는 슬러지 농축 이외에 기계적 탈수 및 건조와 같은 후속 처리를 용이하게 하기 위해 슬러지 특성에 따른 슬러지 조정이 또한 필요하다. 그 이유는 슬러지가 매우 친수성이어서 슬러지 내의 물이 슬러지 입자와 강하게 결합하기 때문이다. 첨가제를 첨가하여 슬러지의 성질을 변화시키고, 슬러지 콜로이드의 구조를 파괴하고, 슬러지의 친수성을 감소시키며, 슬러지의 탈수 성능을 향상시킬 수 있다. 그럼에도, 종래기술에서는, 슬러지 농축에 사용된 장치 중 어느 것도 슬러지의 특성에 따라 슬러지를 조정하는 기능을 가지지 않고, 후속의 슬러지 처리에 심각한 영향을 미치고 슬러지 처리 용량을 감소시키며 생산 비용을 증가시킨다.

따라서, 슬러지 처리 분야에서, 슬러지를 농축하고 조정할 수 있는 장치를 제공하는 것이 항상 바람직하다. 이 장치는 작은 면적을 차지하며 예기치 않은 효과와 함께 농축 효율을 크게 높이고 농축 시간을 단축할 수 있으며 구조적으로 간단하고 청소하기 쉽다. 또한, 슬러지를 조정하면서 농축 슬러지의 양을 조정하여 더욱 좋은 조정 효과를 얻을 수 있는 슬러지 농축 및 조정 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

이와 같은 목적은 본 발명에서 제공하는 슬러지 농축 및 조정 장치에 의해 달성된다.

본 발명은 슬러지 농축 및 조정 장치를 제공하며, 상기 슬러지 농축 및 조정 장치는 슬러지를 수용하는 데 사용되는 저장 장치 - 상기 슬러지를 수용하는 저장 장치는 상기 슬러지를 수용하는 저장 장치의 내부 공간을 공동으로 형성하는 본체와 덮개를 포함하고, 상기 본체는 상기 저장 장치로부터 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구 및 상기 슬러지 배출구의 상부에 위치하면서 슬러지 농축 과정에서 생성된 여과액을 배출하는 데 사용되는 오버플로우 포트(overflow port)를 포함함 - ; 상기 저장 장치 내의 슬러지 배출구와 오버플로우 포트 사이에 배치되고 고체-액체 분리를 달성하기 위해 상기 저장 장치 내의 슬러지를 여과하는 데 사용되는 여과 장치; 상기 여과 장치 아래로부터 슬러지를 상기 저장 장치로 이송하는 데 사용되는 슬러지 공급 장치; 상기 여과 장치 아래로부터 상기 저장 장치로 첨가제를 이송하여 첨가제와 슬러지를 혼합하는 데 사용되는 첨가제 공급 장치; 상기 슬러지 배출구에 연결되어 상기 저장 장치로부터 농축되고 조정된 슬러지를 배출하는 데 사용되는 슬러지 배출 장치; 및 상기 여과 장치 아래에 위치하고 상기 저장 장치와 유체 연통하는 조정 탱크를 포함하는 농축 슬러지 조정 장치를 포함하며, 상기 농축 슬러지 조정 장치는 조정 요건에 따라 상기 저장 장치 내의 농축 슬러지의 양을 조정하는 데 사용되며, 상기 조정 탱크는 상기 저장 장치의 본체를 둘러싸도록 배열되며; 상기 저장 장치의 본체는 지면에 배치되고 하우징으로 형성된 측벽 및 바닥을 포함하는 컨테이너이다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 농축 슬러지 조정 장치는 농축 슬러지를 펌핑하는 펌프 및 조정 탱크와 저장 장치 간의 유체 연통을 제어하는 데 사용되는 제어 밸브를 더 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 저장 장치의 본체는 지면의 오목부로 형성된 저장조이고 상기 저장조는 저장조 벽과 바닥을 포함하며, 저장조 벽에는 슬러지 배출구와 오버플로우 포트가 위치한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 저장 장치의 본체는 지면에 배치되고 하우징으로 형성된 측벽 및 바닥을 포함하는 컨테이너이며, 측벽에는 슬러지 배출구와 오버플로우 포트가 위치한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 저장 장치의 본체는 지면에 배치되고 하우징으로 형성된 측벽 및 바닥을 포함하는 컨테이너이며, 바닥에는 슬러지 배출구가 위치하고 측벽에는 오버플로우 포트가 위치한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 저장 장치는 여과 장치 아래에 위치하면서 본체의 측벽 또는 바닥에 위치하는 슬러지 유입구를 더 포함하고, 상기 슬러지 공급 장치는 여과 장치 아래로부터 슬러지를 이송하기 위해 슬러지 유입구에 연결된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 슬러지 공급 장치는 여과 장치 아래로부터 슬러지를 이송하기 위해 저장 장치 내의 본체의 측벽을 따라 위에서 바닥으로 연장하되 여과 장치 아래까지 연장하는 슬러지 공급 파이프를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 저장 장치의 덮개는 상기 저장 장치로부터 가스를 배출하는 데 사용되는 가스 배출구를 더 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 저장 장치는 상기 여과 장치 아래에 위치하는 첨가제 유입구를 더 포함하고, 상기 첨가제 공급 장치는 첨가제를 여과 장치 아래로부터 이송하도록 상기 첨가제 유입구에 연결된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 첨가제 공급 장치는 여과 장치 아래로부터 첨가제를 이송하기 위해 저장 장치 내의 본체를 따라 위에서 바닥으로 연장하되 여과 장치 아래까지 연장하는 첨가제 파이프를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 슬러지 농축 및 조정 장치의 여과 장치는,

적어도 하나의 플레이트 홀을 포함하는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트 내의 상기 적어도 하나의 플레이트 홀에 상응해서 배치되는 여과 조립체를 더 포함하며, 상기 여과 조립체는, 패스너와 복수의 여과 격자를 포함하는 케이지 브래킷 - 상기 패스너는 여과 조립체를 상기 지지 플레이트의 플레이트 홀에 결합시키는 데 사용되며, 상기 복수의 여과 격자는 각각 일단이 패스너에 고정으로 연결되고 타단이 서로 연결되어 있음 - ; 및 상기 케이지 브래킷에 고정되고 상기 케이지 브래킷을 에워싸는 필터 메쉬를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 지지 플레이트 내의 적어도 하나의 플레이트 홀은 상기 지지 플레이트에 규칙적으로 배열된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 지지 플레이트 내의 적어도 하나의 플레이트 홀은 상기 지지 플레이트에 불규칙적으로 배열된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 지지 플레이트 내의 적어도 하나의 플레이트 홀은 원형, 삼각형 또는 다각형의 형상으로 되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 지지 플레이트는 평판이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 지지 플레이트는 상향으로 만곡된 볼록 형상 또는 하향으로 만곡된 오목 형상 또는 기복 형상을 가진다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 필터 메쉬는 상기 케이지 브래킷을 공동으로 둘러싸도록 서로 연결된 메쉬 실린더와 바닥 메쉬를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 필터 메쉬는 일체형으로 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 케이지 브래킷은 그 길이 방향으로 상기 복수의 여과 격자의 중간에 적어도 하나의 보강 링을 구비한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 복수의 여과 격자는 상이한 슬러지 특성 및 농축 요건에 따라 조정 가능한 길이를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 여과 장치는 상기 저장 장치의 내부 공간의 분할을 조정하도록 상하로 움직일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 저장 장치 내의 여과 장치의 아래에 인접하여 압력계가 배치되어 농축 슬러지의 압력을 감시한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 슬러지 공급 장치는 펌프를 더 포함하고, 상기 펌프는 처리될 슬러지와 첨가제를 혼합하기 위해 펌프의 전단부 또는 후단부에 첨가제와 슬러지를 혼합하는 혼합기를 구비한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 슬러지 농축 및 조정 장치는 또한 슬러지 농축 및 조정 장치의 하류에 있는 다양한 장치로부터 회수된 슬러지를 슬러지 농축 및 조정 장치의 저장 장치로 이송하는 데 사용되는 슬러지 반환 장치를 포함한다.

본 발명은 또한 전술한 슬러지 농축 및 조정 장치를 사용하는 슬러지 처리 방법을 제공하며, 상기 방법은 상기 슬러지 공급 장치에 의해 슬러지를 상기 저장 장치로 연속적으로 이송하는 단계; 슬러지 농축을 위해, 상기 저장 장치 내의 슬러지의 액면이 여과 장치의 설치 위치에 도달할 때, 여과 장치에 의해 슬러지의 고체-액체 분리를 달성하는 단계; 저장 장치 내의 농축 슬러지의 양이 조정 단계의 요구에 따라 적절한지를 판정하고, 농축 슬러지의 양이 너무 크면 농축 슬러지 조정 장치에 의해 저장 장치 내의 농축 슬러지의 양을 조정하는 단계; 슬러지를 조정하기 위해 첨가제 공급 장치에 의해 첨가제를 농축 슬러지에 첨가하는 단계; 및 농축 및 조정 후에 도시된 바와 같이 슬러지 배출 장치에 의해 조정된 슬러지를 저장 장치로 배출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 도시된 바와 같이 슬러지 배출 장치에 의해 저장 장치로부터 농축되고 조정된 슬러지를 배출하는 단계 이후에, 조정 탱크 내의 조정되지 않은 농축 슬러지가 조정의 목적으로 저장 장치에 반환된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 슬러지 공급 장치는 또한, 저장 장치로 들어가기 전에 처리될 슬러지와 첨가제를 혼합하는 데 사용되는 혼합기를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 슬러지 처리 방법은 또한 폐수 공장으로부터의 슬러지와 회수된 슬러지를 혼합하기 위해 슬러지 농도 및 조정 장치의 다양한 장치 하류로부터 회수된 슬러지를 저장 장치로 이송하고, 그것들을 농축하고 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점에 대한 충분한 터득과 이해를 쉽게 하기 위해 본 발명의 실시예를 도면을 참조해서 상세히 설명한다.
도 1은 볼 발명에 따른 슬러지 농축 및 조정 장치에 대한 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1의 라인 B-B를 따라 절취한 단면도이다.
도 3은 도 1의 여과 장치를 나타낸다.
도 4는 도 3의 여과 장치 내의 여과 조립체에 대한 확대도이다.
도 5는 여과 조립체 내의 케이지 브래킷에 대한 다른 실시예를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 조정 장치를 사용하여 슬러지를 농축하고 조정하는 방법에 대한 실시예를 나타낸다.

내용을 명확히 나타내기 위해, 본 명세서의 도면은 비례로 도시되지 않으며, 유사한 참조 부호는 동일하거나 유사한 구성 요소 또는 부분을 나타낸다는 것을 알아야 한다. 또한, 본 출원에 기재된 임의의 실시예 및 거기에 포함된 기술적 특징이 적절한 방식으로 서로 결합될 수 있는 것으로 이해해야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 조정 장치 A의 실시예를 도시한다. 슬러지 농축 및 조정 장치 A는 슬러지를 수용하고 일시적으로 저장하기 위한 저장 장치를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 저장 장치는 벽(101), 베이스 플레이트(102) 및 덮개(103)를 포함하는 컨테이너 탱크(1)이다. 벽(101), 베이스 플레이트(102) 및 덮개(103)는 슬러지를 수용하기 위한 컨테이너 탱크의 내부 공간을 공동으로 형성한다. 컨테이너 탱크(1)는 금속 재료 또는 콘크리트와 같은 건축 재료 등과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 컨테이너 탱크(1)는 지면 오목부에 배치된 저장조(reservoir)와 같은 임의의 다른 적합한 형태를 또한 가질 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다. 따라서, 그러한 저장조는 저장조 벽, 바닥(bottom) 및 저장조를 덮기 위한 덮개를 갖는다. 도 1에 도시된 실시예에서, 컨테이너 탱크(1)는 대체로 원통형이다. 그렇지만, 컨테이너 탱크(1)는 슬러지를 수용할 수 있는 내부 공간을 갖는 한, 구형, 직사각형 고체 또는 정육면체와 같은 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수도 있다. 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)의 하부에는 슬러지 유입구(2) 및 슬러지 배출구(3)가 각각 제공된다. 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)의 상부 및 슬러지 유입구(2) 위에서, 슬러지 처리 공정에서 생성된 여과액을 배출하는 데 사용되는 오버플로우 포트(overflow port)(4)가 또한 설치되어 있다. 물론, 슬러지 유입구(2), 슬러지 배출구(3) 및 오버플로우 포트(4)는 오버플로우 포트(4)가 슬러지 배출구(3)보다 높게 위치하는 한 필요에 따라 컨테이너 탱크(1)의 다른 위치에 배치될 수 있다는 것도 쉽게 이해될 수 있다. 오버플로우 포트(4)는 폐수 공장의 폐수 처리 시스템과 직접 연통되어 여과액을 직접 배출할 수 있다. 그렇지만, 오버플로우 포트(4)는 또한 컨테이너 탱크(1)의 내부 공간으로부터 가스를 배출하기 위해 공기에 개방되도록 배열될 수 있다. 그렇게 함으로써, 전용 가스 배출구가 절약될 수 있다. 슬러지 유입구(2) 및/또는 슬러지 배출구(3)는 또한 컨테이너 탱크(1)의 베이스 플레이트(102) 내에 배치될 수 있다. 컨테이너 탱크(1)의 덮개(103)는 차축 구멍(axle hole)을 가질 수 있으며, 이 차축 구멍을 통해 교반기와 같은 장치의 회전 샤프트가 통과할 수 있다. 또한, 덮개(103)에는 컨테이너 탱크(1)의 내부 공간으로부터 가스를 배출하는 데 사용되는 가스 배출구(104)가 구비될 수 있다.

슬러지 농축 및 조정 장치 A는 슬러지 공급 장치 및 슬러지 배출 장치를 더 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 슬러지 공급 장치는 슬러지 공급 파이프(13), 펌프(11) 및 밸브 장치(9)를 포함하며, 슬러지 배출 장치는 제1 제어 밸브(10a) 및 슬러지 배출 파이프(14)를 포함한다. 슬러지 배출 장치는 또한 필요에 따라 대응하는 펌프를 포함할 수 있다. 슬러지 공급 파이프(13)는 슬러지 유입구(2)에 연결되고, 펌프(11)는 슬러지 공급 파이프(13)에 배치될 수 있고, 슬러지는 펌프(11)에 의해 슬러지 공급 파이프(13)로부터 슬러지 유입구(2)를 통해 컨테이너 탱크(1)로 펌핑될 수 있다. 도시된 바와 같은 슬러지 농축 및 조정 장치 A에서, 밸브 장치(9)는 슬러지 공급을 제어하는 데 사용되며, 스위치, 체크 밸브 또는 조정 밸브와 같은 밸브 또는 스위치일 수 있다. 슬러지 공급 장치에 배치된 밸브 장치(9)는 컨테이너 탱크(1)로의 슬러지 진입을 보다 잘 제어할 수 있다. 또한, 슬러지 유입구(2)는 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)의 하부 또는 컨테이너 탱크(1)의 베이스 플레이트(102)에 배치되며, 슬러지 공급 장치 내의 밸브 장치(9)와 함께 컨테이너 탱크(1) 내의 슬러지가 슬러지 공급 파이프(13)로 환류하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 제어 밸브(10a)는 슬러지 배출구(3)에 연결되고 슬러지 배출 파이프(14)에도 연결된다. 제1 제어 밸브(10a)는 컨테이너 탱크(1)로부터 슬러지 배출 파이프(14)를 거쳐 슬러지 배출구(3)를 통해 슬러지를 배출하도록 작동될 수 있다. 또한, 슬러지 배출 파이프(14)는 그 내부에 대응하는 펌프를 구비하므로 이 펌프는 제1 제어 밸브(10a)와 연동하여 컨테이너 탱크(1)로부터 슬러지 배출 파이프(14)를 거쳐 슬러지 배출 파이프(3)를 통해 농축 슬러지를 배출할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 슬러지 공급 장치는 펌프(11)의 우측에 배치된 혼합기(12)를 포함할 수 있다. 예를 들어 슬러지 벽으로부터 처리될 슬러지는 혼합기(12)에 의해 첨가제와 예비 혼합되어, 처리될 슬러지가 접착제와 균일하게 혼합될 수 있다. 예비 혼합 후, 펌프(11)는 첨가제와 혼합된 슬러지가 컨테이너 탱크(1)로 이송되도록 활성화될 수 있다. 도시되지 않은 다른 예에서, 혼합기(12)는 슬러지 유입구(2)와 펌프(11) 사이의 위치에 설치될 수 있다. 이러한 환경하에서, 펌프(11)는 턴 온 되어 처리될 슬러지를 혼합기(12)로 이송하며, 이 혼합기에 첨가제를 첨가하여 첨가제와 혼합된 슬러지가 더 충분하게 되도록 한다. 슬러지의 수분 함량이 농도 요건에 달하면, 첨가제의 공급을 멈추고 슬러지를 컨테이너 탱크(1)로 펌핑한다. 물론, 혼합기(12)가 필수 조건이 아니라는 것은 쉽게 이해될 수 있다. 일부의 경우, 슬러지 공급 장치는 혼합기(12)를 포함하지 않을 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같은 슬러지 농축 및 조정 장치 A는 또한 고체-액체 분리를 달성하기 위해 슬러지를 여과하는 여과 장치를 구비한다. 여과 장치는 컨테이너 탱크(1)에 설치되는데, 오버플로우 포트(4)와 슬러지 유입구(2) 사이에서 오버플로우 포트(4)에 인접해서 위치한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 여과 장치는 지지 플레이트(5) 및 대응하는 여과 조립체(6)를 포함한다. 여과 조립체(6) 내의 필터 메쉬(filter mesh)(61)는 액체의 통과만을 허용하는 여과 천으로 제조될 수 있거나, 생물학적 막, 금속 메쉬 또는 임의의 다른 가능한 재료로 제조될 수 있다. 슬러지 처리 공정에서, 농축 시간을 줄이고 농축 효율을 개선하기 위해, 처리될 슬러지에 첨가제를 첨가하므로, 슬러지는 첨가제에 반응하고 슬러지 입자가 첨가제의 작용하에 연속적으로 응집되어 뭉쳐진다. 슬러지 입자는 자체는 음전하를 띠고 서로 반발하며, 또한 수화(hydration)로 인해 슬러지 입자의 표면에 수층(water layer)이 부착되어 슬러지 입자끼리의 결합을 더 방지하며, 이에 따라 최종적으로 안정적인 콜로이드성 응집이 형성될 수 있다. 슬러지에 첨가된 첨가제는 슬러지 내의 슬러지 입자에 전하 중화 또는 흡수 브리징의 효과를 가지므로 콜로이드성 슬러지 입자의 안정성을 파괴하고 분산되어 있는 작은 슬러지 입자를 응집시켜 큰 입자로 만든다. 슬러지가 슬러지 유입구(2)를 통해 컨테이너 탱크(1)에 계속 공급되면, 슬러지 내의 액체가 여과 장치를 통해 계속 통과하고 오버플로우 포트(4)를 통해 배출되며, 슬러지 입자가 여과 장치 아래에서 차단되어 신속한 고체-액체 분리가 달성되고 농축 시간을 더 짧게 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 컨테이너 탱크(1)의 벽(101) 및 여과 장치에 인접하는 위치에 농축 슬러지 내의 압력을 측정하는 데 사용되는 압력계가 설치된다. 농축 슬러지의 농도가 증가할수록 압력도 그에 따라 상승한다. 그러므로 슬러지의 현재 농축 상태가 압력을 측정함으로써 획득될 수 있다. 압력계(15)의 판독값이 설정값에 이르면, 컨테이너 탱크(1) 내의 슬러지가 원하는 농도에 이른 것으로 간주된다. 그러므로 슬러지 공급 장치 내의 펌프(11)가 턴 오프되어 슬러지를 컨테이너 탱크(1)로 이송하는 것을 중단한다. 슬러지의 농축 과정이 완료된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 슬러지 농축 및 조정 장치 A는 첨가제와 농축 슬러지를 혼합하여 슬러지를 조정하기 위해 첨가제를 컨테이너 탱크(1)로 이송하는 데 사용되는 첨가제 공급 장치를 더 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 첨가제 공급 장치는 제2 제어 밸브(10b) 및 첨가제 이송 파이프(18)를 포함한다. 제2 제어 밸브(10b)는 컨테이너 탱크(1)의 벽(101) 내의 첨가제 수용 개구부(107)에 연결되고, 첨가제 수용 개구부(107)는 여과 장치의 아래 그리고 슬러지 유입구(2) 위에 위치한다. 컨테이너 탱크(1)에 이송된 슬러지가 농축되어 원하는 동도를 갖게 되면, 농축 슬러지를 조정할 목적으로, 제2 제어 밸브(10b)가 열려 첨가제 이송 파이프(18), 제2 제어 밸브(10b) 및 첨가제 수용 개구부(107)를 통해 컨테이너 탱크(1) 내의 농축 슬러지로 첨가제가 이송된다. 도 1은 단지 하나의 첨가제 이송 파이프(18)만을 개략적으로 도시하는 것으로 이해되어야 한다. 그렇지만, 당업자는 첨가제 공급 장치가 다른 첨가제를 저장 장치로 이송하기 위해 필요에 따라 하나 이상의 첨가제 이송 파이프를 포함할 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

도 1에 도시된 실시예는 또한 교반 장치(7)를 구비할 수 있다. 교반 장치(7)는 회전 샤프트(702) 및 회전 샤프트(702)의 일단에 위치하는 블레이드(701)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 블레이드(701)는 용접 또는 볼트 체결과 같은 적절한 방식으로 서로 연결된 복수의 로드형 요소로 형성된다. 그러나 블레이드(701)는 임의의 적절한 형태를 가질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이며, 패들(paddle)(예를 들어, 나선형 패들)을 가지는 형상으로 배열될 수 있다. 회전 샤프트(702)는 컨테이너 탱크(1)의 중심 길이 축을 따라 덮개(103)의 차축 구멍과 여과 장치의 지지 플레이트(5) 내의 중앙 구멍(502)을 관통해서 배치되고, 컨테이너 탱크(1) 내의 블레이드(701)는 여과 장치와 컨테이너 탱크(1)의 베이스 플레이트(102) 사이에 설치된다. 회전 샤프트(702)는 전송 장치(도시되지 않음)에 의해 전원 장치(도시되지 않음)에 연결된다. 교반이 요구되면, 전원 장치는 활성화되어 회전 샤프트(702)가 회전하고 회전 샤프트(702)는 블레이드(701)와 함께 회전하여 슬러지를 교반한다.

교반 장치(7)에 의한 교반을 통해, 슬러지와 첨가제가 가속된 속도로 반응하여 균일하게 혼합될 수 있다. 교반 장치(7)는 농축 단계에서 슬러지를 기계적으로 교반하여 슬러지의 농축을 용이하게 하는 데 사용될 수 있고, 농축 슬러지가 첨가제와 충분히 반응할 수 있도록 농축 단계에서 슬러지를 기계적으로 교반하는 데도 사용될 수 있다. 조정이 완료된 후, 교반 장치(7)는 중단된다. 그 후, 제1 제어 밸브(10a)가 열려, 농축되고 조정된 슬러지가 컨테이너 탱크(1)로부터 슬러지 배출구(3), 제1 제어 밸브(10a) 및 슬러지 배출 파이프를 통해 배출되어 슬러지 저장조 또는 다음 기계적 탈수 공정으로 진입할 수 있다. 그렇지만, 교반 장치(7)가 필수가 아님을 쉽게 이해할 수 있다. 실제 상황에 따라, 슬러지 농축 및 조정 장치는 교반 장치(7)를 포함하지 않을 수도 있다. 또한, 교반 장치(7)의 블레이드는 실제의 수요에 따라 임의의 다른 적절한 형태로 형성되고 구성될 수 있다.

도시되지 않은 본 출원의 실시예에서, 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)은 그 위에 슬러지 유입구(2)가 설치되지 않을 수도 있다는 것도 설명될 수 있을 것이다. 대신, 슬러지 공급 장치의 슬러지 공급 파이프(13)는 컨테이너 탱크(1)의 상부로부터 덮개(103)를 통과하고, 그에 상응해서 여과 장치를 통과하여, 여과 장치 아래로, 예를 들어, 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)에 부착된 방식으로 예를 들어 컨테이너 탱크(1)의 베이스 플레이트(102)에 인접한 장소로 연장한다. 이 경우, 슬러지 유입구(2)는 여과 장치 아래에서 연장하는 슬러지 공급 파이프(13)의 개구단이고, 이에 의해 여과 장치 아래의 슬러지를 컨테이너 탱크(1)로 이송할 수 있다. 또한, 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)은 그 위에 설치된 첨가제 수신 개구를 포함하지 않을 수도 있다. 대신, 첨가제 공급 장치의 첨가제 이송 파이프(18)는 컨테이너 탱크(1)의 상부로부터 덮개(103)를 통해 그리고 그에 상응해서 여과 장치를 통해 관통해서, 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)에 부착하는 방식으로 여과 장치 아래에서 연장해서 여과 장치 아래의 첨가제를 컨테이너 탱크(1)로 이송할 수 있다.

도 1은 또한 조정 탱크(8), 제3 제어 밸브(10c), 파이프라인(16 및 19) 및 펌프(16a)를 포함하는 농축 슬러지 조정 장치를 도시한다. 조정 탱크(8)는 벽(801), 베이스 플레이트(802) 및 상부 플레이트(803)를 포함하며, 컨테이너 탱크(1)를 에워싸도록 배치되어 있다. 그러므로 베이스 플레이트(802) 및 상부 플레이트(803) 모두는 컨테이너 탱크(1)의 통로를 위한 중심 구멍을 가지도록 배치되어 있다. 벽(801)은 베이스 플레이트(102)와 상부 플레이트(803) 사이에 연결되어, 베이스 플레이트(102) 및 상부 플레이트(803)와 함께 슬러지를 수용하기 위한 조정 탱크(8)의 내부 공간을 형성한다. 베이스 플레이트(102)는 그 안에 오리피스(81)를 구비하는데, 이는 제3 제어 밸브(10c) 및 파이프라인(16)을 통해 컨테이너 탱크(1)의 벽(101 내의 개구부(105)에 연결된다. 개구부(105)는 벽(101)의 하부에 위치한다. 펌프(16a)는 컨테이너 탱크(1) 내의 농축 슬러지를 조정 탱크(8)로 펌핑하고 조정 탱크(8) 내의 슬러지를 컨테이너 탱크(1)로 되돌려보내기 위해 파이프라인(16)에 배치된다. 상부 플레이트(803)는 또한 그 안에 오리피스(82)를 구비하는데, 이는 파이프라인(19)을 통해 컨테이너 탱크(1)의 벽(101) 내의 개구부(106)에 연결된다. 개구부(106)는 벽(101)의 상부에 그리고 여과 장치 위에 위치한다. 조정 탱크(8) 내의 가스는 오리피스(82)를 통해 배출된다. 다른 실시예에서, 파이프라인(19)이 생략되고, 오리피스(82)가 공기에 대한 개구부로서 배열되어 조정 탱크(8) 내의 가스를 배출할 수 있다. 조정 탱크(8)의 벽(801) 역시 조정 탱크(8)의 액면을 측정하기 위한 함량 게이지(content gauge)(17)를 구비한다. 슬러지의 액면이 함량 게이지(17)의 위치에 도달하면, 펌프(16a)는 중단되고, 제3 제어 밸브(10c)는 닫혀 농축 슬러지를 조정 탱크(8)로 펌핑하는 것이 중단된다.

또한, 다른 실시예에서, 실제 수요에 따라 농축 슬러지 조정 장치는 펌프(16a)를 포함하지 않을 수도 있다. 대신, 조정 탱크(8)는 농축 슬러지를 조정 탱크로 보내고 나중에 농축 슬러지를 중력을 이용해서 조정 탱크(8)로부터 배출하기 위해 컨테이너 탱크(1)와 관련해서 적절한 높이로 직접적으로 배치된다. 예를 들어, 조정 탱크(8)의 베이스 플레이트(802)는 컨테이너 탱크 내의 여과 장치보다 낮은 높이에 있는데, 예를 들어, 컨테이너 탱크(1)의 하부에 위치한다. 그러므로 농축이 완성되면, 제1 제어 밸브(10c)는 열리고 컨테이너 탱크(1) 내의 슬러지는 중력에 의해 조정 탱크(8)로 들어갈 수 있다. 조정 탱크(8) 내의 슬러지가 함량 게이지(17)의 위치에 도달하면, 제3 제어 밸브(10c)는 닫힌다. 조정 탱크(8) 내의 슬러지가 배출되어야 하면, 조정 탱크(8) 내의 슬러지는 먼저 비워지고 그런 다음 제3 제어 밸브(10c)가 열려 조정 탱크(8) 내의 슬러지가 조정 탱크(8)로부터 컨테이너 탱크(1)로 배출될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 조정 탱크(8)의 베이스 플레이트(102) 아래의 컨테이너 탱크(1)의 공간은 조정 탱크(8)의 공간보다 크거나 같은 용적을 가지므로, 조정 탱크(8) 내의 슬러지는 컨테이너 탱크(1)로 완전하게 배출될 수 있다.

도 2를 참조하면, 도 1의 라인 B-B를 따라 절취한 슬러지 농축 및 조정 장치의 단면도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 조정 탱크(8)의 벽(801)은 실질적으로 단면이 사각형이고 서로 연결된 4개의 플레이트에 의해 형성된다. 그렇지만, 조정 탱크(8)의 벽(801)은 원과 같은 다른 형상의 단면을 가질 수도 있다는 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 조정 탱크(8)의 벽(801)은 임의 개수의 플레이트에 의해 형성될 수도 있고 하나의 플레이트로 형성된 원통형 형상일 수도 있으며, 조정 탱크(8)의 베이스 플레이트(802), 벽(801) 및 상부 플레이트(803)는 일체로 형성될 수도 있다. 조정 탱크(8)는 전체적으로 입방체 또는 직사각형 고체 또는 구형 또는 원통형과 같이, 다른 형상일 수 있다. 또한, 조정 탱크(8)는 금속 재료 또는 콘크리트와 같은 건축 재료 등과 같이 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.

농축 슬러지 조정 장치를 사용하여 슬러지 농축 및 조정 장치 A가 슬러지의 농축을 마친 후 농축 슬러지를 부분적으로 조정 탱크(8)로 보내고 이에 의해 조정 요건에 따라 슬러지 농축 및 조정 장치 A의 컨테이너 탱크(1) 내의 농축 슬러지의 양을 조정하여 만족스런 조정 효과를 달성할 수 있다. 조정된 슬러지가 슬러지 배출구(3)를 통해 배출되면, 농축 슬러지 조정 장치의 조정 탱크(8) 내의 조정되지 않은 슬러지는 다음 조정 또는 직접 배출을 위해 슬러지 농축 및 조정 장치 A의 조정 탱크(8)로 다시 보내질 수 있다. 또한, 농축 슬러지가 조정 탱크(8)로 들어가면, 컨테이너 탱크(1) 내의 액면이 여과 장치보다 낮은 위치로 강하되고, 그동안 오버플로우 포트(4)를 통해 배출되지 않은 일부 여과액도 그에 따라 감소한다. 여과액은 여과 장치 내의 여과 조립체(특히 필터 메쉬)를 세척하여 필터 메쉬에 부착되어 있는 일부의 슬러지를 제거하고 이에 의해 여과 장치를 세정한다.

도 3을 참조하면, 도 1의 슬러지 농축 및 조정 장치 A 내의 여과 장치의 실시예를 도시한다. 실시예에서, 여과 장치는 지지 플레이트(5) 및 여과 조립체(6)를 포함한다. 지지 플레이트(5)는 실질적으로 편평한 형상을 가지는 플레이트이고 컨테이너 탱크(1)의 벽(101)의 내주 윤곽에 그 주변 윤곽이 적합하도록 설계되어 컨테이너 탱크(1)로 투입될 수 있다. 교반 장치(7)의 회전 샤프트(701)의 통로를 위한 중심 구멍(502) 외에, 지지 플레이트(5)는 슬러지 농축의 과정 중에 여과된 액체가 통과할 수 있는 적어도 하나의 플레이트 홀(501)을 구비한다. 플레이트 홀(501)은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배치될 수 있고, 원, 삼각형 또는 다각형 등과 같이 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 지지 플레이트(5) 내의 각각의 플레이트 홀(501)에 있어서, 슬러지를 여과하기 위해 하나의 여과 조립체(6)가 대응해서 설치되어 있다. 여과 조립체(6)는 필터 메쉬(61) 및 케이지 브래킷(62)을 포함한다. 필터 메쉬(61)는 액체의 통과만을 허용하는 여과 천으로 제조될 수 있거나, 생물학적 막, 금속 메쉬 또는 임의의 다른 가능한 재료로 제조될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 필터 메쉬(61)는 메쉬 실린더(611) 및 바닥 메쉬(612)를 포함하고, 케이지 브래킷(62)은 패스너(621) 및 적어도 하나의 여과 격자(622)를 포함한다. 그렇지만, 필터 메쉬(61)는 일체형일 수도 있고, 패스너(621) 및 여과 그리드(622) 역시 일체형으로 형성될 수 있음, 필터 메쉬(61), 패스너(621) 및 여과 격자(622) 역시 일체형으로 형성될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 패스너(621)는 지지 플레이트(5) 내의 플레이트 홀(501)에 여과 조립체(6)를 결합하는 데 사용된다. 패스너(621)는 볼트 체결, 용접, 접착에 의한 부착 또는 임의의 로킹 장치에 의해 로킹과 같이 임의의 적절한 방식으로 플레이트 홀(501)에 결합될 수 있다. 여과 그리드(622)는 일단에서 패스너(621)에 각각 연결되고 타단에서 커넥팅 링에 의해 서로 연결된다. 여과 그리드(622)는 필터 메쉬(61)를 지지하고 고정시키는 데 사용되어 슬러지 압력 또는 충격의 결과로서 필터 메쉬(61)의 접힘, 변형 또는 플러깅을 방지한다. 당업자는 여과 그리드(622)의 수와 형상은 실제의 요구에 따라 선택될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 또한, 지지 플레이트(5) 및 여과 조립체(6)는 당업자에 의해 일체로 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 실시예에서, 3개의 여과 격자(622)가 있다. 그렇지만, 당업자는 실제 상황에 따라 임의의 적절한 개수와 임의의 적절한 형상을 선택할 수 있다. 도 5는 여과 조립체(6) 내의 케이지 브래킷(62)에 대한 다른 실시예를 나타낸다. 실시예에서, 케이지 브래킷(62)은 5개의 여과 격자(622)를 포함하고 그 길이 방향으로 여과 격자의 중간에 적어도 하나의 보강 링(623)을 구비한다. 적어도 하나의 보강 링(623)은 각각의 여과 격자에 고정되어 케이지 브래킷(62)의 강도를 보강한다.

본 출원의 도 3에 도시된 여과 장치의 실시예에서, 지지 플레이트(5)는 원형 형상의 편평한 플레이트이다. 그렇지만, 지지 플레이트(5)가 상향으로 만곡된 볼록 형상 또는 하향으로 만곡된 오목 형상 또는 기복 형상과 같은 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도시되지 않은 실시예에서, 여과 격자(622)는 상이한 슬러지 특성 및 농축 요건에 따라 조정 가능한 길이를 가질 수 있으며, 상이한 길이를 가진 여과 조립체(6)는 상이한 슬러지 조정 및 농축 요건에 따라 사용될 수 있다.

본 출원의 도시되지 않은 실시예에서, 슬러지 농축 및 조정 장치는 또한 슬러지 반환 장치를 포함할 수 있다. 슬러지 반환 장치는 하나 이상의 반환 슬러지 유입구, 반환 슬러지 배출구, 가스 유입구 및 분리 장치를 포함한다. 슬러지 수집 장치에 의해 이들 장치로부터 회수된 슬러지를 분리 장치로 이송하기 위한 슬러지 농축 및 조정 장치의 하류에 있는 다양한 장치에서 하나 이상의 반환 슬러지 유입구는 각각 일단이 분리 장치에 연결되고 타단이 슬러지 수집 장치에 연결된다. 예를 들어, 이들 장치로부터 회수된 슬러지는 고압 가스에 의해 분리 장치로 이송된다. 분리 장치는 회수된 슬러지를 분리하기 위해, 예를 들어 회수된 슬러지를 운반하는 고압 가스로부터 분리하기 위해 사용된다. 실시예에서, 분리 장치는 사이클론 분리 장치이다. 다른 실시예에서, 분리 장치는 가스 흐름 경로에 설치된 필터(필터 메쉬)만을 포함하는 장치일 수 있다. 이러한 환경하에서, 가스는 필터를 통해 흐르고 이에 의해 운반되는 슬러지는 필터에 의해 가스와 분리되도록 중단된다. 반환 슬러지 배출구는 일단이 분리 장치에 연결되고 타단이 슬러지 농축 및 조정 장치의 여과 장치 아래의 컨테이너 탱크에 연결된다. 가스 배출구는 일단이 분리 장치에 연결되고 타단이 컨테이너 장치의 상부에 연결되거나 고압 가스를 회수하는 데 사용되는 가스 순환 파이프라인에 연결된다. 이렇게 함으로써, 슬러지로부터 분리된 가스는 가스 배출구를 통해 배출되거나 회수되며, 회수된 슬러지는 처리를 위해 슬러지 농축 및 조정 장치로 보내질 수 있다. 슬러지 반환 장치를 이용해서, 슬러지 농축 및 조정 장치는 폐수 공장에서 나오는 수분 함량이 높은 슬러지뿐만 아니라 전체 슬러지 처리 생산 라인의 다양한 장치 하류로부터 나오는 슬러지도 처리할 수 있다. 그러므로 슬러지 처리 생산 라인에 여분의 슬러지 회수 장치 또는 처리 장치를 추가로 배치할 필요가 없어, 예를 들어 토지, 건설 및 장치 등의 비용을 대폭 절감할 수 있다.

또한, 본 출원에서 도시되지 않은 일부의 다른 실시예에서, 저장 장치 또는 컨테이너 탱크 내의 여과 장치의 위치는 여과 장치와 저장 장치의 바닥에 의해 저장 장치에 한정된 공간의 크기를 조정하도록 (또는 여과 장치에 의해 저장 장치의 내부 공간의 분할을 조정하도록) 위아래로 조정 가능하다. 공간의 크기는 슬러지 이송의 시작에서부터 슬러지 농축의 완료까지 걸리는 시간에 영향을 미칠 수 있다. 공간이 클수록 시간도 더 오래 걸리며, 공간이 작을수록 시간이 덜 걸린다. 물론, 농축 슬러지의 양도 그에 따라 감소할 것이다. 그러므로 저장 장치 내의 여과 장치의 위치는 요구에 따라 사용 중에 조정될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 여과 장치는 필터 메쉬일 수 있다.

본 발명의 여과 장치에 의해, 여과 장치의 제조 어려움과 유지 비용을 크게 줄일 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(5)는 컨테이너 탱크(1)의 전체 단면적에 충분한 강도를 제공할 수 있으므로 농축 공정 중에서 슬러지에 의해 가해지는 압력과 충격에 저항하고 지지 플레이트가 변형 또는 손상당하지 않게 한다. 지지 플레이트(5) 내의 플레이트 홀(501)에 결합된 여과 조립체는 케이지 브래킷(62)을 가지며, 이것은 여과 조립체(6)에 충분한 강도를 제공하여 컨테이너 탱크(1) 내의 슬러지에 의해 가해지는 여과 조립체에 대한 충격과 압력으로 여과 조립체가 변형 또는 접히는 것을 방지한다. 필터 메쉬(61)는 케이지 브래킷(62)과 바닥 메쉬(612)를 에워싸는 메쉬 실린더(611)를 포함한다. 그러므로 여과 조립체(6)는 그 길이 방향으로 어느 정도 확장되어 충분한 여과 면적을 확보하며 여과 효율을 개선하고 농축에 요구되는 시간을 짧게 한다. 여과 조립체가 고장 나거나 실제 작업 상황에 따라 대체되어야 할 때, 전체 여과 장치를 교체할 필요 없이 유지보수 또는 대체를 위해 지지 플레이트(5)로부터 해당 여과 조립체를 대체하기만 하면 되며, 이는 유지보수 비용을 크게 절감할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 조정 장치를 사용하여 슬러지를 농축하고 조정하는 방법(300)에 대한 실시예를 나타낸다. 실시예에 따라 슬러지를 농축하고 조정하는 방법(300)은 디음의 방식으로 수행될 수 있다.

블록(301)에서, 슬러지 공급 장치의 슬러지 공급 파이프(13) 내의 펌프(11) 및 밸브(9)가 슬러지를 펌핑하도록 활성화되어, 예를 들어 슬러지 벽으로부터 슬러지 유입구(2)를 거쳐 슬러지 공급 파이프(13)를 따라 컨테이너 탱크(1)로 처리되며, 슬러지는 슬러지 공급 파이프(13)로부터 슬러지 유입구(2)를 거쳐 컨테이너 탱크(1)로 계속 이송되며, 컨테이너 탱크(1) 내의 슬러지는 계속 증가하여 슬러지의 액면이 점차 상승한다.

블록(302)에서, 슬러지의 액면이 여과 장치의 설치 위치, 예를 들어 여과 장치의 여과 조립체(6)의 설치 위치에 도달하면, 슬러지는 컨테이너 탱크(1)로 여전히 계속 이송되고, 여과 장치의 필터 메쉬(61)는 액체만을 통과시키므로 필터 메쉬(61) 밖으로 슬러지가 흐르지 않게 하여 고체-액체 분리를 달성하며, 상부에서 여과된 여과액은 오버플로우 포트(4)를 직접 배출된다. 처리될 슬러지는 슬러지 유입구(2)를 통해 계속적으로 들어올 수 있으므로 슬러지-액체 성층화(sludge-liquid stratification)를 대기하지 않고 컨테이너 탱크(1) 내의 슬러지의 계속적인 농축을 달성하며, 여과액이 방출되고 있는 상부에서 직접 여과될 수 있다. 컨테이너 탱크(1)의 하우징(101) 상의 압력계(15)의 판독값이 설정값에 이르면, 그에 따라 슬러지 농도가 원하는 수준에 도달하였음을 나타내고, 그런 다음 슬러지 공급 파이프(13) 상의 펌프(11) 및 밸브 장치(9)는 닫힌다. 이때, 농도 공정은 완료된다.

블록(303)에서, 컨테이너 탱크(1) 내의 농축 슬러지의 양이 요건을 만족할 때까지 제3 제어 밸브(10c)가 열려 컨테이너 탱크 내의 농축 슬러지가 펌프(16a)에 의해 또는 중력 작용만으로 개구부(105), 파이프라인(16), 제3 제어 밸브(10c) 및 오리피스(81)를 거쳐 농축 슬러지 조정 장치 내의 조정 장치(8)에 보내진다. 그러므로 컨테이너 탱크(1) 내의 농축 슬러지의 양이 조정될 수 있다. 농축 슬러지의 조정이 완료된 후, 제3 제어 밸브(10c)가 닫힌다.

블록(304)에서, 조정 공정이 수행된다. 조정 공정에서, 첨가제 이송 파이프(18) 상의 제2 제어 밸브(10b)가 열려 농축 슬러지를 고정된 양으로 조정하기 위한 첨가제가 컨테이너 탱크(1)에 첨가되고 반면 교반 장치(7)는 농축 슬러지를 첨가제와 충분히 반응시키기 위해 조정 단계 중에 농축 슬러지를 기계적으로 교반하도록 필요에 따라 활성화될 수 있다. 슬러지가 조정 효과를 얻을 때, 제2 제어 밸브(10b) 및 교반 장치(7)는 닫힌다. 이때, 조정 공정은 완료된다.

블록(305)에서, 농축 공정 및 조정 공정이 완전하게 종료되면, 슬러지 배출 파이브 상의 제1 제어 밸브(10a)가 열려 컨테이너 탱크(1) 내의 농축되고 조정된 슬러지를 슬러지 배출구(3)를 통해, 예를 들어 임시 저장용 슬러지 풀로 배출하거나 또는 도시되지 않은 기계적 탈수 공정으로 슬러지를 이송한다. 이어서, 슬러지 배출 파이브 상의 제1 제어 밸브(10a)가 닫히고 제3 제어 밸브(10c)가 열려 조정 탱크(8)에 저장되어 있는 농축 슬러지를 컨테이너 탱크(1)로 배출한다. 그런 다음, 이 일부의 농축 슬러지는 슬러지 배출구(3)를 통해 배출되거나 조정 공정을 다시 거칠 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 슬러지 농축 및 조정 방법(300)은 또한 이하의 단계: 슬러지 농축 및 조절 장치의 다양한 장치 하류로부터 회수된 슬러지를 컨테이너 탱크(1)로 이송하는 단계, 회수된 슬러지를 폐수 공장으로부터의 슬러지와 혼합하는 단계, 및 혼합된 슬러지를 함께 농축하고 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 농축 공정 후 및 조정 공정 전에 응결된 농축을 수행할 수 있다는 것이 지적되어야 한다. 주된 이유는 슬러지가 매우 친수성이어서 슬러지 내의 물이 슬러지 입자와 강하게 결합되기 때문이다. 첨가제(예를 들어 응집제)를 첨가하여 슬러지의 성질을 변화시키고 슬러지 콜로이드의 구조를 파괴하며 슬러지의 친수성을 물로 감소시키며, 이에 의해 슬러지의 탈수 성능을 개선하여 슬러지를 더 철저하게 물로부터 분리시킨다. 그러므로 농축 공정의 농축 효과가 만족스럽지 않으면, 첨가제 이송 파이프(18) 상의 제2 제어 밸브(10b)가 열려 응결제와 같은 첨가제를 컨테이너 탱크(1)에 첨가하고 한편, 응결된 농도를 위해, 교반 장치에 의한 일정한 교반으로 첨가제가 슬러지와 충분히 반응하도록 교반 장치가 필요에 따라 활성화될 수 있다. 응결된 농축에 의해, 슬러지는 원하는 농축에 도달할 수 있고 그런 다음 조정 공정을 거칠 수 있다.

슬러지 농축 및 조절 장치에서, 농축 및 조정 공정뿐만 아니라, 본 발명에 따라, 물로부터 슬러지의 분리 및 침강이 필요 없이 농축 과정 중에 슬러지의 이송 및 여과액의 배출이 계속적으로 수행된다. 저장조로의 슬러지의 계속적인 이송으로 슬러지의 응결 또는 농축이 가속화된다. 또한, 컨테이너 탱크(1)의 상부에 설치된 여과 장치의 도움으로, 슬러지의 이송 및 상부에서의 여과는 종래기술에서 흔히 사용되는 수동적인 자연 침강 방식 대신 고체-액체 분리 및 여과 장치를 통한 계속적인 슬러지 공급에 의해 달성되는 능동적인 슬러지 농축 방식으로 슬러지가 농축되게 할 수 있으며, 이것은 슬러지 농축에 걸리는 시간을 상당히 단축시키며 예상하지 않은 기술적 효과를 달성한다. 예를 들어, 본 발명의 장치 및 방법을 사용함으로써, 슬러지 농축에 걸리는 시간이 10시간 이상에서 2시간 미만으로 단축될 수 있다. 또한, 슬러지는 고도로 친수성이고 슬러지 내의 물은 슬러지 입자와 강하게 결합되기 때문에, 첨가제를 첨가하여 슬러지의 성질을 변화시키고, 슬러지 콜로이드의 구조를 파괴하고, 슬러지의 친수성을 물로 감소시키며, 이에 의해 슬러지의 탈수 성능을 개선하여 슬러지를 더 철저하게 물로부터 분리시킨다. 또한, 슬러지 농축 및 조정 장치 A의 컨테이너 탱크(1) 내의 농축 슬러지의 양이 조정 공정 이전에 조정 요건에 따라 조정되어 만족스런 조정 효과를 달성할 수 있도록 농축 슬러지 조정 장치가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 조정 장치가 콤팩트 구조를 가지고 작은 면적으로 가지도록 농축 슬러지 조정 장치 내의 조정 탱크(8)는 컨테이너 탱크(1)를 에워싸도록 배치되며, 이는 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 조정 장치의 구현에 상당히 우호적이다.

이상으로 당업자는 전술한 바와 같은 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예에 지나지 않으며 본 발명의 솔루션의 전체가 아니며, 본 발명의 실시예의 임의의 변형 또는 수정은 본 발명의 개념의 범위 내에 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims

슬러지 농축 및 조정 장치로서,
슬러지를 수용하는 데 사용되는 저장 장치 - 상기 슬러지를 수용하는 저장 장치는 상기 슬러지를 수용하는 저장 장치의 내부 공간을 공동으로 형성하는 본체와 덮개를 포함하고, 상기 본체는 상기 저장 장치로부터 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구 및 상기 슬러지 배출구의 상부에 위치하면서 슬러지 농축 과정에서 생성된 여과액을 배출하는 데 사용되는 오버플로우 포트(overflow port)를 포함함 - ;
상기 저장 장치 내의 슬러지 배출구와 오버플로우 포트 사이에 배치되고 고체-액체 분리를 달성하기 위해 상기 저장 장치 내의 슬러지를 여과하는 데 사용되는 여과 장치;
상기 여과 장치 아래로부터 슬러지를 상기 저장 장치로 이송하는 데 사용되는 슬러지 공급 장치;
상기 여과 장치 아래로부터 상기 저장 장치로 첨가제를 이송하여 첨가제와 슬러지를 혼합하는 데 사용되는 첨가제 공급 장치;
상기 슬러지 배출구에 연결되어 상기 저장 장치로부터 농축되고 조정된 슬러지를 배출하는 데 사용되는 슬러지 배출 장치; 및
상기 여과 장치 아래에 위치하고 상기 저장 장치와 유체 연통하는 조정 탱크를 포함하는 농축 슬러지 조정 장치
를 포함하며,
상기 농축 슬러지 조정 장치는 조정 요건에 따라 상기 저장 장치 내의 농축 슬러지의 양을 조정하는 데 사용되며, 상기 조정 탱크는 상기 저장 장치의 본체를 둘러싸도록 배열되며;
상기 저장 장치의 본체는 지면에 배치되고 하우징으로 형성된 측벽 및 바닥을 포함하는 컨테이너인, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 조정 탱크는 벽, 상부 플레이트 및 베이스 플레이트로 구성되고, 상기 상부 플레이트 및 상기 베이스 플레이트는 모두 저장 장치의 본체의 통로를 위한 중앙 구멍을 가지며, 상기 상부 플레이트는 또한 파이프라인을 통해 본체 상부에 연결되는 오리피스(orifice)를 가지며, 상기 베이스 플레이트는 제어 밸브 및 파이프라인을 통해 저장 장치의 본체 하부의 개구에 연결되는 오리피스를 가지는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제2항에 있어서,
상기 농축 슬러지 조정 장치는, 상기 베이스 플레이트의 오리피스와 연통하여 파이프라인 내에 배치되고 농축 슬러지를 펌핑하는 데 사용되는 펌프를 더 포함하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬러지 배출구 및 상기 오버 플로우 포트는 측벽에 위치하거나; 또는
상기 슬러지 배출구는 바닥에 위치하고, 상기 오버플로우 포트는 측벽에 위하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장 장치는 여과 장치 아래에 위치하면서 본체의 측벽 또는 바닥에 위치하는 슬러지 유입구를 더 포함하고, 상기 슬러지 공급 장치는 여과 장치 아래로부터 슬러지를 이송하기 위해 슬러지 유입구에 연결되거나; 또는
상기 슬러지 공급 장치는 여과 장치 아래로부터 슬러지를 이송하기 위해 저장 장치 내의 본체의 측벽을 따라 위에서 바닥으로 연장하되 여과 장치 아래까지 연장하는 슬러지 공급 파이프를 포함하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장 장치의 덮개는 상기 저장 장치로부터 가스를 배출하는 데 사용되는 가스 배출구를 더 포함하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장 장치는 상기 여과 장치 아래에 위치하는 첨가제 유입구를 더 포함하고, 상기 첨가제 공급 장치는 첨가제를 여과 장치 아래로부터 이송하도록 상기 첨가제 유입구에 연결되거나; 또는
상기 첨가제 공급 장치는 여과 장치 아래로부터 첨가제를 이송하기 위해 저장 장치 내의 본체를 따라 위에서 바닥으로 연장하되 여과 장치 아래까지 연장하는 첨가제 파이프를 포함하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장 장치 내의 슬러지를 교반하는 데 사용되는 교반 장치(stirring device)를 더 포함하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 여과 장치는,
적어도 하나의 플레이트 홀을 포함하는 지지 플레이트; 및
상기 지지 플레이트 내의 상기 적어도 하나의 플레이트 홀에 상응해서 배치되는 여과 조립체
를 더 포함하며,
상기 여과 조립체는,
패스너와 복수의 여과 격자를 포함하는 케이지 브래킷 - 상기 패스너는 여과 조립체를 상기 지지 플레이트의 플레이트 홀에 결합시키는 데 사용되며, 상기 복수의 여과 격자는 각각 일단이 패스너에 고정으로 연결되고 타단이 서로 연결되어 있음 - ; 및
상기 케이지 브래킷에 고정되고 상기 케이지 브래킷을 에워싸는 필터 메쉬(filter mesh)
를 포함하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제9항에 있어서,
상기 지지 플레이트 내의 적어도 두 개의 플레이트 홀은 상기 지지 플레이트에 규칙적으로 배열되거나; 또는
상기 지지 플레이트 내의 적어도 두 개의 플레이트 홀은 상기 지지 플레이트에 불규칙적으로 배열되거나; 또는
상기 지지 플레이트 내의 적어도 하나의 플레이트 홀은 원형, 삼각형 또는 다각형의 형상으로 되어 있는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제9항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 평판이거나; 또는
상기 지지 플레이트는 상향으로 만곡된 볼록 형상 또는 하향으로 만곡된 오목 형상 또는 기복 형상(undulating shape)을 가지는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제9항에 있어서,
상기 필터 메쉬는 상기 케이지 브래킷을 공동으로 둘러싸도록 서로 연결된 메쉬 실린더와 바닥 메쉬(bottom mesh)를 포함하거나; 또는
상기 필터 메쉬는 일체형으로 형성되는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제9항에 있어서,
상기 케이지 브래킷은 그 길이 방향으로 상기 복수의 여과 격자의 중간에 적어도 하나의 보강 링(reinforcing ring)을 구비하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제9항에 있어서,
상기 복수의 여과 격자는 상이한 슬러지 조정 및 농축 요건에 따라 다양한 길이의 여과 조립체가 채택될 수 있도록, 상이한 슬러지 특성 및 농축 요건에 따라 조정 가능한 길이를 가질 수 있는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 여과 장치는 상기 저장 장치의 내부 공간의 분할을 조정하도록 필요에 따라 상하로 움직일 수 있는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장 장치 내의 여과 장치의 아래에 인접하여 압력계가 배치되어 농축 슬러지의 압력을 감시하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬러지 공급 장치는 펌프를 더 포함하고, 상기 펌프는 처리될 슬러지와 첨가제를 혼합하기 위해 펌프의 전단부 또는 후단부에 첨가제와 슬러지를 혼합하는 혼합기를 구비하는, 슬러지 농축 및 조정 장치.
제1항에 따른 슬러지 농축 및 조정 장치를 사용하는 슬러지 처리 방법으로서,
상기 슬러지 공급 장치에 의해 슬러지를 상기 저장 장치로 연속적으로 이송하는 단계;
상기 저장 장치 내의 슬러지의 액면(liquid level)이 여과 장치의 설치 위치에 도달할 때 슬러지를 연속적으로 이송하여, 슬러지 농축을 위해 여과 장치에 의한 슬러지의 고체-액체 분리를 달성하는 단계;
상기 슬러지 농축 후, 상기 농축 슬러지 조정 장치에 의해 저장 장치 내의 농축 슬러지의 양을 조정하여 저장 장치 내의 농축 슬러지의 액면을 감소시키는 단계;
상기 첨가제 공급 장치에 의해 농축 슬러지에 첨가제를 첨가하여 슬러지를 조정하는 단계; 및
농축 및 조정 후, 조정된 슬러지를 슬러지 배출 장치에 의해 저장 장치로부터 배출한 다음 농축 슬러지 조정 장치에 저장된 농축 슬러지를 배출하는 단계
를 포함하는 슬러지 처리 방법.
제18항에 있어서,
상기 슬러지 공급 장치는 또한, 저장 장치로 들어가기 전에 처리될 슬러지와 첨가제를 혼합하는 데 사용되는 혼합기를 포함하는, 슬러지 처리 방법.
제18항에 있어서,
상기 저장 장치 내의 농축 슬러지는 상기 저장 장치 내의 농축 슬러지의 양이 요건을 만족시킬 때까지 펌프에 의해 또는 중력 작용만으로 농축 슬러지 조정 장치 내의 조정 탱크로 보내지는, 슬러지 처리 방법.