KR102542537B1

KR102542537B1 - 슬러지 분쇄 기능을 겸비한 협잡물처리기

Info

Publication number: KR102542537B1
Application number: KR1020220182321A
Authority: KR
Inventors: 김동환; 김현; 이준엽; 정성일
Original assignee: 한국환경기계주식회사
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2023-06-15
Also published as: KR102542537B9

Abstract

본 발명은 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물처리기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 분뇨, 하수, 가축분뇨, 음식물쓰레기 등에 함유된 각종 고형물을 처리하는 협잡물처리 공정에 있어, 소화효율 증대에 기여하는 슬러지 분쇄 기능을 함께 갖는 협잡물처리기에 관한 것이다.

Description

슬러지 분쇄 기능을 겸비한 협잡물처리기 {Adulteration treatment equipment with sludge shredders}

본 발명은 분뇨, 하수, 가축분뇨, 음식물쓰레기 등에 함유된 각종 고형물을 처리하는 협잡물처리 공정에 있어, 소화효율 증대에 기여하는 슬러지 분쇄 기능을 함께 갖는 협잡물처리기에 관한 것으로 환경기계 관련 분야이다.

본 발명은, 본 출원인 등이 “소화효율 증대에 기여하는 협잡물처리기”에 관하여 제10-2019-0127288호로 출원한 발명(이하 배경기술)을 토대로 이를 개선한 발명이다.

상기 배경기술은, 여과된 유기성 고형물을 탈수하는 스크류프레스(Screw press)의 중공축에서 타격수를 분사, 미생물 먹이로서의 미세슬러지를 분리 추출하여 이를 이후 공정인 소화조에 투입되게 한 것으로 이를 통하여 소화효율 증대에 기여하는 협잡물처리기이다.

대한민국 등록특허 제10-2088362호

해결과제와 관련하여 협잡물처리기와 소화조의 관계에 대하여 우선 살펴보기로 한다.

협잡물처리기는 분뇨, 가축분뇨, 하수, 음식물쓰레기 등 유기성 폐기액의 처리과정에 있어 피처리액에 함유된 각종 고형물찌꺼기를 여과하여 이를 탈수하여 처리하는 장치로서 여기에서 발생되는 처리수(미세슬러지 포함 여과수)를 소화공정라인을 거쳐 소화조에 투입되게 하는 장치이다.

소화조는 유기성 폐기액 처리과정에서 발생하는 슬러지를 줄이는 목적을 가진 장치인데 슬러지의 분해과정에서 발생하는 메탄가스를 부산물로 얻을 수 있는 기능도 함께 가진 장치이다.

상기 소화조는 협잡물처리기에서 배출되는 생슬러지와 생물학적 처리과정에서 생성된 잉여슬러지가 혼합, 농축되어 유입되는 바이오 영양분으로서의 슬러지를 소화조 내의 미생물이 먹는 과정에서 바이오가스(메탄가스)가 발생 되게 하고 소화하고 남은 찌꺼기를 소화후슬러지로 회수하는 기능을 가진 장치이다. 상기 소화후슬러지는 탈수과정을 거쳐 최종적인 폐기슬러지가 되어 폐기된다. 상기 소화조는 슬러지의 절반 가까운 양을 가스화하여 처리하고 그 나머지 양을 소화후슬러지로 회수하는 것으로 이는 먹이를 통하여 방귀, 트림(메탄가스)과 똥(소화후슬러지)을 생성하는 동물, 특히 초식동물의 소화과정과 매우 흡사하다 할 것이다.

동물에 있어 소화를 잘되게 하고 소화시간을 줄이기 위해서는 먹이를 최대한 잘게 부수어 섭취해야 하며 만약 큰 덩어리의 먹이가 위에 들어가면 소화불량은 물론 심할 경우 배탈이 날 수도 있다. 이는 슬러지소화에 있어서도 같은 이치이다. 따라서 소화시간을 줄이고 소화효율을 증대하기 위해서는 되도록 미세한 크기의 입자를 가진 슬러지를 많이 투입해야 할 것이다.

본 발명의 해결과제는 상기 협잡물처리기와 소화조의 관계에서 소화조의 소화효율을 높이기 위한 협잡물처리기의 역할 증대 방안이라 할 것이다. 이와 같은 해결 과제를 좀 더 구체적으로 나타내면 협잡물처리기에서, 유기성분이 풍부하고 소화효율을 높일 수 있는 가용화(可溶化) 슬러지로서의 미세슬러지를 최대로 만들어 내어 이를 소화조에 투입되게 하는 과제인 것이다.

이상의 해결과제는 본 발명의 배경기술인 본 출원인의 발명, ‘소화효율 증대에 기여하는 협잡물처리기’를 통하여 일정 수준 해결될 수 있을 것으로 본다. 그러나 배경기술의 미세협잡물 추출방식은 그 추출량에 한계가 있는 문제가 있어 본 발명은 이에서 더 나아가 폐기찌꺼기 감량화와 바이오가스 증산 과제의 해결을 위한 과제로서, 배경기술을 토대로 하되 배경기술과 달리 폐기물질의 일부를 분리하여 이를 소화에 적합한 물질로 가공하여 소화조에 투입되게 하는 보다 적극적인 수단을 강구하는 과제라 하겠다.

배경기술이, 폐기되는 물질에서 유용한 물질을 추출하는 발굴의 개념이라면 본 발명은, 이와는 달리 그대로는 폐기될 물질을 추출하여 이를 가공함으로써 유용한 물질로 재활용하게 한, 적극적인 해결 과제라 하겠다.

유기성폐기액의 소화조에 있어 그 효율을 높여 바이오가스 발생량 증대에 기여하고 폐기찌꺼기 감량화 과제를 해결하기 위한 협잡물처리기는 다음의 수단을 강구한다.

첫째 해결 수단으로,

유기성 폐기액을 투입하여 여과하는, 틈새가 형성된 원통의 주면이 체가 되어 상기 원통을 회전시켜 고·액을 체분리(Screening)하여 여과물로서 중·소형협잡물을 배출하고 여과액으로서 미세협잡물이 포함된 액체를 각각 배출하는, 회전원통스크린(1)

상기 회전원통스크린(1)의 하부에 설치되어 상기 회전원통스크린(1)에서 낙하 유입된 상기 여과액을 일시 저장하는 저장탱크(13)

상기 저장탱크(13)로부터 이송펌프(14)를 통하여 상기 여과액을 접선방향으로 형성된 유입관(21)으로 유입 받아, 모래성분은 그 하부의 모래배출구(22)로 배출하고, 여과액은 그 상부의 여과액배출구(23)로 배출하는 고·액 순간분리기능의 사이클론(Cyclone)(2)

상기 사이클론(2)의 배출 모래 성분을 유입 받아, 원심분리방식으로 탈수하여 탈수모래는 모래배출구(32)로, 탈리액는 탈리액배출구(33)로 각각 배출하는 수평형 스크류데칸터(Screw decanter)(3)

수평 설치되고 원통형 내부공간을 제공하는 타공된 주면을 가진 실린더(52)와, 상기 실린더(52) 내부에 회전 가능하게 설치되며 외부동력에 의해 축회전하고 상기 실린더(52) 일측 상부 주면을 일부 절개하여 형성된 유입슈트(51)를 통하여 다수의 탈수공(521)이 형성된 상기 실린더(52) 내부로 유입한 협잡물을 이송시키는, 회전 축(53)에 구비된 스크류(54)와, 상기 축(53)과 상기 실린더(52) 사이 공간단면적의 점진적 축소공간을 구비하여 통과 물질에 압착력이 발생되게 한 것으로,

상기 회전원통스크린(1)에서 배출되어 상기 유입슈트(51)로 들어온 여과물질을 탈수하여 탈리액은 탈수공(521)으로 배출하고 탈수된 협잡물은 협잡물배출구(522)로 배출되게 한 스크류프레스(Screw press)(5)

상기 사이클론(2)의 상기 여과액배출구(23)로 배출된 여과액을 일시 저장하는 펌핑탱크(Pumping tank)(24); 상기 펌핑탱크(24)의 여과액을 여과액펌프(25);로 이송하여 투입하는, 회전맷돌 위치 조절용의 틈새조절핸들(73)을 구비한 맷돌식마쇄방식의 슬러지분쇄기(7)

상기 스크류데칸터(3)의 모래배출구(32)에서 배출된 배출모래를 모래반출컨베어(30)로, 상기 스크류프레스(5)의 협잡물배출구(522)로 배출된 배출협잡물을 협잡물반출컨베어(50)로 각각 외부 반출하게 하고,

상기 스크류데칸터(3)의 상기 탈리액배출구(33)를 빠져나온 탈리액과 상기 스크류프레스(5)의 상기 탈수공(521)을 빠져나와 탈리액조(56)를 거쳐 탈리액배출구(561)로 배출된 탈리액과 상기 슬러지분쇄기(7)에서 마쇄 처리되어 마쇄물배출구(72)로 배출되는 배출물 등 상기 3종의 배출물질을 처리수로서 소화공정라인으로 이송되게 한 구성을 특징으로 한 것이다.

둘째 해결 수단으로,

상기 첫째 해결 수단에서, 상기 슬러지분쇄기(7)를 복수 개로 하여 병렬 배치한 것으로서, 상기 복수 개의 슬러지분쇄기(7) 집합체의 중앙 상부에 분배통(100)을 구비하여 상기 분배통(100)에서 분배된 여과액이 가지관(103)을 거쳐 상기 복수 개의 슬러지분쇄기(7)로 각각 비슷한 양의 여과액이 유입되게 한 것을 특징으로 한 것이다.

셋째 해결 수단으로,

상기 첫째 또는 둘째 해결 수단에서, 상기 슬러지분쇄기(7) 마다 그 분쇄기유입구(71)상부에 접선방향 유입 방식의 원심형유입기(110)를 구비하여 이를 통하여 상기 여과액이 회전하며 슬러지분쇄기(7)로 들어가게 함으로써 여과액 통로의 막힘현상을 예방하여 가동의 안정성을 높인 것을 특징으로 한 것이다.

상기 두 경우를 나누어 설명하면, 상기 첫째 해결 수단을 바탕으로 구성한 본 셋째 해결 수단의 슬러지 분쇄라인은 여과액펌프(25), 원심형유입기(110), 슬러지분쇄기(7)의 차례로 이어지는 구성이 되며, 또한 둘째 해결 수단을 바탕으로 구성한 본 셋째 해결 수단의 슬러지 분쇄라인은 상기 여과액펌프(25), 상기 분배통(100), 복수 개의 원심형유입기(110), 복수 개의 슬러지분쇄기(7)의 차례로 이어지는 구성이 된다. 즉 상기 분배통(100)의 가지관(103)이 원심형유입기(110)의 유입기입구(111)로 각각 연결되는 구조이다.

넷째 해결 수단으로,

상기 첫째, 또는 둘째 해결 수단에서, 상기 슬러지분쇄기(7) 대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 상기 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8)로 구비되는 것을 특징으로 한 것이다.

다섯째 해결 수단으로,

상기 셋째 해결 수단에서, 상기 슬러지분쇄기(7) 대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 상기 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8)로 구비되는 것을 특징으로 한 것이다.

여섯째 해결 수단으로,

상기 사이클론(2)의 여과액배출구(23)로 배출된 여과액을 유입 받아 종단면이 쐐기(Wedge) 형상인 웨지바여과체(411)로 고·액을 분리하여 걸러진 중·소형협잡물은 중·소형협잡물배출구(47)로 배출되게 하고 여과틈새를 통과한 여과액은 하방의 호퍼(45)로 하강 이송하는 웨지바스크린(Wedge bar drum screen)(4)

상기 회전원통스크린(1)에서 배출되어 상기 유입슈트(51)로 들어온 여과물질을 탈수하여 탈리액은 상기 탈수공(521)으로 배출하고 탈수된 협잡물은 협잡물배출구(522)로 배출되게 한 스크류프레스(Screw press)(5)

상기 웨지바스크린(4)의 중·소형협잡물배출구(47)에서 배출된 중·소형협잡물을 중·소형협잡물컨베어(40)로 이송하여, 회전맷돌 위치 조절용의 틈새조절핸들(73)을 구비한 맷돌식마쇄방식으로 분쇄하는 슬러지분쇄기(7)

상기 스크류데칸터(3)의 상기 모래배출구(32)에서 배출된 배출모래를 모래반출컨베어(30)로, 상기 스크류프레스(5)의 배출협잡물을 협잡물반출컨베어(50)로 각각 외부 반출하게 하고,

상기 스크류데칸터(3)의 상기 탈리액배출구(33)를 빠져나온 탈리액과 상기 호퍼(45)에 모인 상기 웨지바스크린(4)의 여과수와 상기 스크류프레스(5)의 상기 탈수공(521)을 빠져나와 탈리액조(56)를 거쳐 탈리액배출구(561)로 배출된 탈리액과 상기 슬러지분쇄기(7)에서 마쇄 처리되어 마쇄물배출구(72)로 배출되는 배출물 등 상기 4종의 배출수를 처리수로서 소화공정라인으로 이송되게 한 구성을 특징으로 한 것이다.

일곱째 해결 수단으로는,

상기 여섯째 해결 수단에서, 상기 슬러지분쇄기(7)를 복수 개로 하여 병렬 배치한 것으로서, 상기 중·소형협잡물 배출구(47)에서 배출된 중·소형협잡물을 상기 중·소형협잡물컨베어(40)로 이송, 분배관(91)과 분배사면체(92)로 구성된 분배기(9)로 투입하여 상기 분배기(9)의 분배작용으로 회전대칭으로 배열된 복수 개의 상기 슬러지분쇄기(7)에 서로 비슷한 양으로 각각 분산 유입되게 한 구성이다.

여덟째 해결 수단으로는,

상기 여섯째, 또는 일곱째 해결 수단에서, 슬러지분쇄기(7)의 분쇄기유입구(71) 상부에 희석수투입구(64)와 세척수투입구(65)가 원의 접선방향으로 부착되어 회전 하강하는 흐름을 발생시키는 원심살수투입기(6)를 구비한 것으로서, 상기 희석수투입구(64)를 통하여 유입된 희석수가 상기 원심살수투입기(6) 덮개몸체(62)의 원형 상판에서 유입되는 상기 중·소형협잡물을 타격, 이를 동반하여 회전 하강하는 방식으로 상기 슬러지분쇄기(7)의 상기 분쇄기유입구(71)로 들어가게 함으로써 곡관으로 된 상기 슬러지분쇄기(7) 유입통로에서의 막힘 현상을 방지하고 마쇄 및 마쇄된 물질의 배출에 소요되는 수분을 공급하는 역할을 하게 한 것이다.

또한 상기 세척수투입구(65)로 유입된 세척수가, 가동 후 상기 슬러지분쇄기(7)의 유입통로와 상기 슬러지분쇄기(7) 본체를 청소하게 한 것을 특징으로 한 것이다.

아홉째 해결 수단으로는,

상기 여섯째, 또는 일곱째 해결 수단에서, 각각 상기 슬러지분쇄기(7)대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8)로 구비될 수 있는 것을 특징으로 한 것이다.

열번째 해결 수단으로는,

상기 여덟째 해결 수단에서, 각각 상기 슬러지분쇄기(7)대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8)로 구비될 수 있는 것을 특징으로 한 것이다.

배경기술의 효과는 폐기될 물질에서 그 속에 함유된, 소화에 유익한 바이오 영양분을 추출해내어 소화라인에 투입함으로써 소화가스 생산량 증대와 함께 폐기물 감량화에 기여하는 것이라 함은 앞에서 언급한 바와 같다.

상기 배경기술에서 최초 여과기의 여과틈새는 5~6㎜이다. 이 틈새 치수 선정의 가장 큰 고려사항은 여기에서 여과된 협잡물을 처리하는 후단계 웨지바스크린(4)(배경기술의 웨지바 드럼 여과기)의 처리용량의 한계라 하겠다. 이 한계에 따라 여과협잡물에서 추출할 수 있는 바이오 물질의 양이 제한적이어서 그 효과에 한계가 있기 때문에 본 발명에서, 폐기물로 버려지는 중·소형협잡물에 착안하게 된 것으로 중·소형협잡물은 그 자체로는 바이오 영양분이 되기 어려운 크기이므로 이를 분리한 후 잘게 부수어 미세슬러지로 만들어 소화에 활용할 수 있게 한 것으로 그 분리 대상 협잡물의 크기는, 여러 조건과 상황에 따라 달라지나 대체로 8±2㎜ 가 적절하다고 본다.

그런데 상기와 같이 회전원통스크린(1)에서 배경기술보다 크기도 두 배나 되고 따라서 양도 과다한 협잡물을 여과할 경우 그 후 단계에 미칠 부정적 영향은 없는지 검토해 보기로 한다.

첫째로 최대 여과치수 10㎜ 크기 및 증가되는 협잡물의 양으로 인한 이송펌프(14), 사이클론(2), 여과액펌프(25) 등 후 단계에서의 처리 상황은 배관의 크기, 각 단위장치의 처리량의 여유폭으로 보아 문제가 될 정도는 아니며, 만약 문제가 있다하더라도 그 규격을 조정하여 충분히 ??출 수 있을 것이며,

둘째로 웨지바스크린(4)에서 미세 협잡물이 충분히 빠져나가지 않을 현상에 대하여 살펴보면,

고·액 여과의 기본적 개념으로는 빼져나가야 할 물질은 최대한 빠져야 하고 걸러진 여과물질에 물은 최소화되는 것이 상식이다. 그런데 본 발명의 웨지바스크린(4)은 배경기술과 다르게, 과다유입에 기인한 불완전한 여과로 말미암아 미세협잡물이 미쳐 다 빠져나가지 못하고 여과물질에 상당량 남아 있을 개연성이 크다. 그러나 이 미세협잡물은 여과물에 포함되든 여과액에 포함되든 결국 함께 소화조에 투입되기 때문에 어느 쪽으로 가든 문제가 없는 것이다.

셋째로 웨지바스크린(4) 여과물에 수분함량이 많아지는 현상으로서, 배경기술에서는 스크류프레스(5)로 유입되는 상기 여과물에 수분함량이 많을 경우, 협잡물의 스크류 이송, 탈수에 지장을 주고 심할 경우 스크류프레스(5)의 유입 슈트에서 넘치는 사고가 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 상기 웨지바스크린(4) 여과물이 전량 슬러지 분쇄라인으로 가기 때문에 배경기술과 같은 문제는 고려대상이 되지 않는다. 오히려 상기 슬러지분쇄기(7) 또는 슬러지분쇄장치(8)는, 재래식 맷돌기에서 불린 콩과 물을 동시에 투입하는 것과 같이 피가공물과 함께 일정 비율의 물이 포함되어야 한다. 또한 웨지바스크린(4)에서 상기 슬러지분쇄기(7) 또는 슬러지분쇄장치(8)로 이송되는 과정의 상기 분배기(9), 원심살수투입기(6) 등에도 물이 동반되어야 원활한 하강 이송작용이 이루어진다. 따라서 슬러지 분쇄라인 전반에 걸쳐 필요한 물이 웨지바스크린(4)에서 여과 배출될 때 미리 동반된다면 이를 마다할 이유는 없다 할 것이다.

이와 같이 본 발명은 배경기술에서 폐기물화 되는 1㎜ 이상 크기의 협잡물에 주목하여 이를 마쇄하여 바이오영양분으로 활용할 수 있게 한 것이지만 모든 크기의 협잡물을 대상으로 하지는 않는다. 이론적으로는 모든 협잡물의 분쇄가 가능할 수 있겠지만 이럴 경우 일정 이상 큰 크기의 협잡물은 상기 슬러지분쇄기(7) 또는 슬러지분쇄장치(8)만으로는 분쇄하기 어려우며 다른 구조의 애벌 절단기가 한 두 단계 추가되어야 할 것이다. 그런데 본 발명에서 다루는 유기성 협잡물에는 모발, 동물 털, 끈 종류 등이 함유되어 있어 이것이 기기의 회전날개나 회전축 등의 회전체에 감기고 기계부품의 틈새에 쉽게 끼게 될 가능성이 매우 높아 일반적인 회전식 절단 방식으로는 곤란할 것으로 보이며, 최종 단계의 슬러지분쇄기 또는 슬러지분쇄장치 또한 대형화되어야 될 것으로 보아 실제로 적용하기 쉽지 않을 것으로 판단된다. 만약 이를 무리해서라도 현실화한다고 치더라도 이 경우 가격 대비 효과, 전력비, 운영비, LCC(Life cycle cost) 등 경제성을 따져본다면 크게 유익하지는 않을 것으로 보아 현실성이 부족하다고 판단된다.

본 발명은 이런 논점에 따라 회전원통스크린(1)의 여과대상 협잡물의 크기는, 성상과 조건과 상황에 따라 달라지나 앞에서와같이 8±2㎜ 정도가 적절할 것으로 판단한다. 실제 하수처리에 있어 일차침전조에 유입되는 협잡물을 걸러주는 전단계 스크린은 그 틈새가 과거 25㎜로부터 시작되어 점차 좁아져 현재는 15㎜의 틈새까지 와 있다. 따라서 일차침전조의 침전물을 유입하여 처리하는 본 발명의 협잡물처리기에서 최대 10㎜ 이하 크기의 협잡물을 회수하여 재활용하게 하는 것은 대단히 높은 회수율로 그 효과가 크다 할 것이다.

그런데 또한 본 발명은 소화후슬러지가 배경기술보다 더 늘어날 수 있다. 더 많은 양의 슬러지가 소화조에 유입되면 소화가스 발생량이 많아지는 장점도 있겠으나 소화후 남게 되는 소화후슬러지(동물의 똥에 해당하는 것) 양도 많아지므로 폐기슬러지는 오히려 늘어날 수 있기 때문이다.

본 발명의 주요 목적인 폐기고형물 저감과는 배치되어 보이는 상기의 현상에 대한 해답을 위하여, 다음 세 가지 경우의 계산을 통하여 이를 대비하여 확인해보고자 한다. 하수처리에 있어 협잡물처리기로 유입되는 협잡물량이 100이라 가정하고 A는 배경기술로서 60의 협잡물이 소화조에 투입되는 것으로 하며, 그리고 B는 본 발명으로 75의 협잡물이, 또한 C는 본 발명의 다른 예로서 90의 협잡물이, 슬러지분쇄기 또는 장치(7, 또는 8)에서 마쇄된 슬러지가 되어 소화조에 각각 투입되는 것으로 하여 메탄가스 발생량과 폐기고형물량을 계산한다.

메탄가스발생률 : 40%,

소화후폐기슬러지 = 소화조투입슬러지량-메탄가스발생량,

폐기협잡물 = 최초협잡물-소화조투입슬러지,

폐기찌꺼기 = 소화후폐기슬러지+폐기협잡물로 하여,

이상의 결과를 표로 나타내면 다음의 표 1과 같다.

[표 1] 소화조 슬러지투입량의 변화에 따른 생성물량의 변화

구분 항목	A	B	C	비 고
최 초 협잡물량	100	100	100
소화조 투입슬러지량	60	75	90	세절하여 슬러지로 만들어 투입
메탄가스 발생량	24 (60×0.4)	30 (75×0.4)	36 (90×0.4)	투입량에 비례하여 늘어남
소화후 폐기슬러지량	36 (60-24)	45 (75-30)	54 (90-36)	투입량에 비례하여 늘어남
폐 기 협잡물량	40 (100-60)	25 (100-75)	10 (100-90)	투입량이 많아질수록 더 큰 비율로 급격히 줄어 듬
폐 기 찌꺼기량	76 (36+40)	70 (45+25)	64 (54+10)	(소화후폐기슬러지 +폐기협잡물) 투입량의 차이에 비례하여 줄어 듬

상기 [표 1]에서 협잡물의 소화조투입량이 늘어날수록 소화후폐기슬러지는 그에 비례하여 늘어나는 것에 비해 폐기협잡물은 더 큰 비율로 줄어드는 것을 알 수 있으며 전체적인 폐기찌꺼기의 양도 소화조 투입량 차이에 비례하여 줄어 듬을 알 수 있다. 즉, 본 발명을 통할 경우 폐기슬러지는 늘어나지만 폐기협잡물은 줄어들며 전체적인 폐기찌꺼기 또한 적어진다. 특히 폐기협잡물의 감소율은 소화조 협잡물(슬러지)투입량이 많을수록 더욱 커진다. 따라서 소화후폐기슬러지가 배경기술보다 본 발명에서 더 늘어나는 현상만을 두고 이를 부정적으로 볼 것이 아니라 오히려 전체 폐기찌꺼기가 줄어드는 긍정적 결과로 봐야 할 것이다.

또한, 여기에서 주목할 점은 폐기찌꺼기로서의 폐기협잡물과 폐기슬러지의 차이에 관한 것으로, 폐기협잡물은 처리장 외부의 최종처분과정에서 일반가정의 배출쓰레기와 같은 일반폐기물로 분류되는 반면 소화후폐기슬러지는 지정폐기물로 분류되는 차이가 있다. 지정폐기물은 일반폐기물보다 그 처분에 법적 우선권이 있으나 처분우선권에서 밀리는 일반폐기물은 발생량에 비해 처분장이 부족한 특히 수도권, 일부 충청권, 제주도의 경우 하수처리장, 분뇨처리장, 가축분뇨처리장, 음식물쓰레기처리장 등에서 발생되는 일반폐기물로서의 폐기협잡물을 반출 처분하는데 상당한 어려움을 겪고 있는 실정이다. 실제 일반폐기물인 폐기협잡물 처분비용이 지정폐기물인 폐기슬러지 처분비용보다 훨씬 크며 처분경비를 차치하고 유기성 폐액의 처리장에서 발생하는 일반폐기물은 처분 자체가 어려운 현실이다. 따라서 일반폐기물인 폐기협잡물의 발생량을 줄이는 데 따른 본 발명의 효과는 더욱 크다 할 것이다.

참고로 하수, 분뇨 등의 폐기슬러지는 지정폐기물이긴 하지만 고화, 탄화, 컴포스트화 등 재활용이 가능하다. 그러나 일반폐기물인 폐기협잡물은 재활용이 어려운 실정으로 본 발명에 있어 폐기협잡물의 저감 효과는 더욱 두드러진다 할 것이다.

배경기술에서 1㎜ 이상 협잡물이 전량 폐기물화 되는 것에 비해 본 발명은 최대 10㎜ 이하 크기 협잡물이 폐기물로부터 회수, 가공되어 소화조의 유익한 미생물 영양분이 되게 함으로써 바이오가스 생산량을 늘리고 동시에 폐기고형물 저감에 이바지하는 것으로 경제적, 환경적 이중의 효과를 가진다.

버려지는 협잡물을 바이오자원으로서의 슬러지로 탈바꿈하는 상기 효과는 새로운 에너지 시설의 건설 없이 또한 폐기물의 저감을 위한 별도의 장치를 도입하지 않고 다만 기존 장치로부터 공정의 추가와 개선만으로 이루어지는 경제성 높은 효과라 할 것이다.

메탄가스(CH₄)는 축산업, 농업을 통하여 또는 자연에서 발생하여 대기중에 방사되는 경우 지구온난화의 주범이 된다. 그러나 본 발명과 관련한, 용기에 포집되는 소화조 발생 메탄가스는 에너지원이 되며 그린 수소경제의 자원으로서 중요한 역할을 할 수 있다.

또한 본 발명은 “소화효율 증대에 기여하는 협잡물처리기”의 배경기술을 바탕으로 하되 배경기술에서 적용하는 미세협잡물 추출 방식을 없애고 중·소형협잡물을 중간과정에서 추출하여 마쇄하는 보다 적극적인 방식을 적용한 것이지만 이와 달리 상기 배경기술을 그대로 적용하고 거기에 더하여 본 발명을 적용한다면 더 나은 효과를 만들어 낼 수도 있을 것으로 일견 생각할 수 있다. 그러나 결론을 먼저 말하자면 그럴 필요는 없다고 본다. 그 이유는 다음과 같다.

본 발명을 통할 경우, 1~10㎜ 크기의 협잡물이 슬러지분쇄기(7) 또는 슬러지분쇄장치(8)에서 마쇄되어 미세협잡물로 바뀌고 그 나머지 10~15㎜ 크기의 협잡물이 스크류프레스(5)로 유입하게 되므로 배경기술과 같이 1㎜가 넘는 협잡물 전량이 스크류프레스(5)로 유입되는 것과는 상당한 차이가 있다. 즉 본 발명에서는 스크류프레스(5)에서 추출할 미세협잡물량이 배경기술에 비해 현격히 적어 이를 추출하기 위한 구성은 경제성이 떨어질 수밖에 없다 할 것이다.

상기에서와 같이 처리대상물질의 감소로 그 효과가 떨어지게 될 스크류프레스의 물 타격기술을 배경기술에서 삭제하고 대신 스크류프레스(5)의 축소화 효과를 살리는 것이 경제성을 더 높일 수 있다고 본다.

본 발명은, 실시예 1~8과 같이 사이클론(2)의 여과액을 전량 슬러지분쇄기(7) 또는 슬러지분쇄장치(8)에서 마쇄하는 방식과 실시예 9~16과 같이 상기 여과액을 웨지바스크린(4)에서 수분(미세고형물 포함)을 90% 이상 제거하여 걸러낸 물질만 상기 분쇄기에서 마쇄하는 방식 등 크게 두 부류로 나누어진다. 전자의 경우는 소규모 분뇨, 가축분뇨, 하수의 처리장이나 음식물쓰레기처리장 등과 같이 처리량이 적을 때에 적용할 수 있으며 후자의 경우는 중·대형 처리장에 적합할 것이다. 또는 처리량이 다소 많더라도 설치공간의 조건에 따라 슬러지 분쇄라인을 협잡물처리기 본체와 일체화하기 곤란한 경우에는 전자의 방식을 적용하여 이격되어 배치된 두 장치를 배관으로 연결하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 개념으로 상황에 맞게 가장 적절한 해결 수단을 여러 방법 중에서 선정할 수 있도록 한 것으로 그 활용성을 실제에 맞게 넓힌 것이라 하겠다.

본 발명에서 사용하는 ‘협잡물’과 ‘슬러지(Sludge)’에 관하여 그 용어의 의미를 정리하면, 통상 ‘하수찌꺼기’라 하면 ‘폐기협잡물’과 ‘폐기슬러지’를 합하여 이르는 것으로 두 용어를 두루 쓰기도 하지만 상세히는 약간 다른 개념이라 하겠다. ‘협잡물’은 유기성 폐기액 처리에 있어 그 속에 포함된 고형물로서 말 그대로 우선제거대상이 되는 처리방해물질이며 ‘슬러지’는 협잡물에 비해 크기가 작은 고형물로 이후 공정의 소화조에 들어가 바이오영양분으로서 가치가 있는 물질이라 할 수 있으나 이 역시 최종적으로는 제거대상 물질인 것이다. 상세히는 전처리 단계의 각종 스크린에서 미리 걸러지는 대형 고형물(15㎜ 이상)과 이후 공정 협잡물처리기의 회전원통스크린(1)에서 걸러져 스크류프레스(5)에서 탈수 배출되는 통상 1㎜이상 크기의 중·소형고형물을 통칭하여 협잡물이라 하고 소화조에서 발생한 소화후슬러지를 탈수한 것을 하수폐기슬러지라 한다. 기능의 개념으로 보면, 입자크기와 무관하게 소화조에 유입되기 전까지의 고형물질은 협잡물이며 그것이 바이오영양물질로 소화조에 유입되는 것을 전제로 할 경우 비로소 슬러지가 되는 셈이다. 즉, 소화조에 들어가지 못하고 버려지는 고형물은 협잡물이 되고 소화에 활용되는 고형물은 슬러지라 하겠다.

본 발명에서 ‘슬러지 분쇄라인’이라 함은 여과액펌프(25), 또는 중·소형협잡물컨베어(40)부터 슬러지 분쇄까지의 단계를 이른다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 개략적 구성도
도 2는 도 1의 개략적 측면도
도 3은 도 1의 개략적 평면도
도 4는 도 1의 개략적 정면도
도 5는 도 1의 개략적 배면도
도 6은 도 1의 슬러지분쇄기(7)의 입체도
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 개략적 구성도
도 8은 도 7의 슬러지분쇄라인의 평면도
도 9는 도 8의 개략적 정면도
도 10은 분배통(100)의 평면확대도
도 11은 도 10의 정면확대도
도 12는 실시예 3에 따른 개략적 구성도
도 13은 도 10의 슬러지분쇄라인의 개략적 평면도
도 14는 도 11의 개략적 정면도
도 15는 원심형유입기(110의 개략적 평면확대도
도 16은 도 15의 개략적 정면확대도
도 17은 본 발명의 실시예 4에 따른 개략적 구성도
도 18은 도 15의 슬러지분쇄라인의 평면도
도 19는 도 16의 정면도
도 20은 슬러지분쇄장치(8)의 개략적 입체도
도 21은 도 20의 주요부 종단면도
도 22는 본 발명의 실시예 9에 따른 개략적 구성도
도 23은 도 22의 개략적 측면도
도 24는 도 22의 개략적 평면도
도 25는 도 22의 슬러지분쇄라인의 정면도
도 26은 도 25의 슬러지분쇄라인의 배면도
도 27은 실시예 9~18의 슬러지바이패스라인의 정상상태 단면확대도
도 28은 도 27의 비상상태 단면확대도
도 29는 본 발명의 실시예 10에 따른 개락적 구성도
도 30은 도 29의 슬러지분쇄라인 개략적 평면도
도 31은 도 30의 개략적 정면도
도 32는 도 29의 슬러지 분쇄라인의 분배사면체(92) 입체도
도 33은 실시예 11의 개락적 구성도
도 34는 도 33의 슬러지분쇄라인의 개략적 평면도
도 35는 도 33의 슬러지분쇄라인의 개략적 정면도
도 36은 원심살수투입기(6)의 개략적 평면도
도 37은 도 36의 개략적 정면도
도 38은 실시예 12의 개략적 구성도
도 39는 도 38, 슬러지분쇄라인의 개락적 평면도
도 40은 도 39의 개략적 정면도
< 실시예 5~8 관련 도면은, 각각 순서대로 실시예 1~4관련 도면과 동일하다. 다만 그 가운데 슬러지분쇄기(7)(도 6)를 도 18의 슬러지분쇄장치(8)로 각각 교체 삽입한다. 같은 방법으로 실시예 13~16 관련 도면도 슬러지분쇄기(7)(도 6) 부분을 도 18의 슬러지분쇄장치(8)로 각각 교체 삽입함. >

<실시예 1>

본 발명은 각각 별도의 기능을 가진 수 개의 단위장치가 결합되어 단계별로 작동하는 시스템 구성으로 이루어진 장치이다. 그 첫째 단계는 회전원통스크린(1)으로서 이는 주면에 일정 크기의 틈새를 가진 여과원통에, 투입구(11)를 통하여 들어온 고·액 혼합액을 접촉시켜 8±2㎜ 이상 크기의 협잡물을 여과하는 중·대형 협잡물 여과장치로서 이를 설명하면,

협잡물을 함유한 유기성폐기액이 투입구(11)로 유입되어 여과원통의 외, 내주면 가운데 어느 하나의 주면에 접촉하여 여과원통의 회전에 따라 반대편으로 옮겨가는 과정에서 여과원통의 주면에 형성된 틈새보다 작은 고형물질과 액체는 틈새로 빠져 하부 저장탱크(13)에 모이며 틈새보다 큰 협잡물은 반대편으로 이동하여 여과물배출구(12)로 배출되어 스크류프레스(5)로 하강 유입된다.

다음은 모래 여과의 사이클론(2)으로,

수직원통의 하부에 아래로 갈수록 좁아지는 원추가 연장되며 원추의 하단에 모래배출구(22)가 구비되고, 원통의 상면은 밀폐하되 그 중앙에 여과액배출구(23)가 구비된 수직관이 원통 내부로 일정 깊이만큼 들어가 있으며 원통의 외주면 상부에는 유입관(21)이 원통의 접선방향으로 부착되어 있는 구조이다.

그 작동을 보면, 상기 회전원통스크린(1) 하부의 저장탱크(13)로부터 상기 이송펌프(14)를 통하여 상기 사이클론(2)의 접선방향 유입관(21)으로 유입된 고·액 혼합물이 원통과 그 하부의 원추부 내주면을 회전 하강하는 과정에서 강한 원심력이 발생하여 상대적으로 무거운 모래 성분은 내주면에 밀착되어 회전 하강하다 하부의 모래배출구(22)로 배출되고 상대적으로 가벼운 액체와 협잡물은 원추부 내부에 형성되는 저압부를 메우는 반전류가 되어 상부로 올라가 여과액배출구(23)로 배출되므로 모래성분과 액체성분이 하, 상부로 각각 순간 연속 분리된다.

다음은 스크류데칸터(3)로서 상기 사이클론(2)의 하부 모래배출구(22)의 배출모래성분을 투입하여 탈수하는 장치로, 외동 실린더와 내동 스크류가 상호 약간의 회전차를 갖고 동일방향으로 고속회전하여 내부에 강한 원심력(통상 지구중력가속도의 100배 이상)을 발생시켜 비중차 분리로 모래의 수분을 탈수하는 장치이다. 탈수된 모래는 모래배출구(32)로 배출되어 주로 경사컨베어(31)를 통하여 외부 반출되고 탈리액은 탈리액배출구(33)를 나와 최종적으로 처리수배출구(46)에 합류되어 외부 배출된다.

다음 단계의 스크류프레스(5)는, 수평으로 고정 설치되고, 주면에 다수의 탈수공(521)을 갖는 원형 실린더(52)의 일측 상층부 주면을 일부 절개하여 협잡물의 유입슈트(51)로 하고 실린더(52) 원통과 동심인 스크류 축(53)을 외부동력으로 회동케 하여 상기 회전원통스크린(1)에서 유입된 협잡물을 전진시키며 탈수하는 것으로, 유입슈트(51) 하부 부위를 협잡물 이송구간으로 삼고 통과물질에 점진적 압착력이 가해지게 구성한 그 다음의 구역을 압착구간으로 하여 유입된 협잡물이 이송구간을 거쳐 압착구간을 통과하는 사이 점진적으로 커지는 압착력의 작용으로 탈수되어 그 탈리액은 실린더(52) 주면의 탈수공(521)으로 빠져나가고 탈수된 협잡물은 유입측 반대편 실린더(52) 측면의 협잡물배출구(522)로 나가게 한 것이다.

또한 상기 압착구간에서 실린더(52) 내부공간의 단면적을 점진적으로 축소하는 방법은 주로 압착구간의 끝 부위 즉 협잡물배출구(522) 측에 외부로 갈수록 직경이 큰 원추대형상의 단면적조절구(55)를 스크류(54)가 끝난 축단에 위치시키는 방식이 대표적이며 이것은 압착구간 전체에 걸쳐 점진적으로 단면적을 축소하는 방식이 아닌 일부구간 단면적 축소방식으로서 압착구간의 최종구간에 있는 단면적조절구(55)의 압착력이 역방향으로 순차적으로 전달되어 압착구간 전체에 압착력이 발생하는 구조이다. 단면적조절방식은 상기 원추대 방식이 아닌 실린더(52)의 직경을 점진적으로 줄이는 방식 즉 실린다(52)의 끝부위를 원추대형상으로 하는 것, 또는 스크류(54)의 피치를 점진적으로 줄이는 방법 등이 있을 것이다.

상기 단면적조절구(55)와 축(53) 사이에는 베어링을 삽입하여 축(53)은 회전하더라도 단면적조절구(55)는 회전하지 않게 할 수도 있다. 이렇게 하면 단면적조절구(55)와 밀착되어 있는 압착협잡물에 회전력이 미치지 않아 협잡물의 전진력이 상승하고 그 상승된 전진력 만큼 단면적조절구(55)의 테이퍼각도를 더 키워 압착력 즉 탈수력을 키울 수 있게 되어 배출협잡물의 수분을 더 저감할 수 있는 것으로 피처리물의 성상, 가동조건에 따라 적용할 수 있는 방식이다.

다음은 슬러지 분쇄라인으로서, 상기 사이클론(2)의 여과액배출구(23)로 배출된 여과액을 일시 저장하는 펌핑탱크(Pumping tank)(24)를 구비한다. 이것은 사이클론(2)의 하부에 위치하는 톱오픈(Top open)으로 된 일시 저장조이다. 상기 펌핑탱크(24)의 여과액을 여과액펌프(25)로 이송하여 회전맷돌 위치 조절용의 틈새조절핸들(73)을 구비한 맷돌식마쇄방식의 슬러지분쇄기(7)로 펌핑 이송한다.

상기 슬러지분쇄기(7)는 회전맷돌과 고정맷돌의 틈새에 피가공물을 투입하여 가는 장치(Grinder)로 연마식 세절기이다. 이것은 우리의 전통적인 수평형 수동 맷돌 분쇄기를 수직화, 전동화한 장치라 하겠다. 전통적 수동 맷돌은 회전하는 맷돌의 중심에서 약간 벗어난 위치에 구비된 투입구로 주로 콩 같은 피가공물을 투입하지만 슬러지분쇄기(7)는 분쇄기유입구(71)를 거쳐 내부에 고정맷돌이 장착된 유입측판(문짝)(76)의 중앙으로 피가공물을 투입하는 것으로 회전맷돌과 고정맷돌의 틈새조절은 외부에 노출된, 방향타 같은 틈새조절핸들(73)로 이루어진다.

상기 슬러지분쇄기(7)에서 연마, 세절된 마쇄액은 분쇄기몸체(74)의 하부에 구비된 마쇄물배출구(72)로 배출되어 소화라인으로 합해진다.

<실시예 2>

상기 실시예 1에서 슬러지분쇄기(7)를 복수 개로 하고 그 상부에 분배통(100)를 배치한 것이다.

본 발명에서는 슬러지분쇄기(7)를 4대로 상정하여 설명하면, 상기 분배통(100)은 원추와 길이가 짧은 원통이 결합된 분배통몸체(102)의 상부 분배통입구(101)에 상기 여과액펌프(25)의 토출배관이 연결되고 하부 원통의 주면에 동일간격으로 4개의 가지관(103)이 연결되며 가지관(103)은 다시 4개의 분쇄기유입구(71)에 각각 유량을 조절하는 조절밸브(104)로 연결된다.

상기 작동을 설명하면, 여과액펌프(25)의 펌핑액이 상기 분배통(100)으로 유입되어 네 갈래로 나뉘어 상기 가지관(103)을 거쳐 각각 상기 분쇄기유입구(71)를 통하여 슬러지분쇄기(7)로 유입되어 마쇄되고 마쇄물배출구(72)로 배출된 상기 4기의 마쇄액이 각각 배수관(121)을 거쳐 배수통(120)에 모아져 소화라인으로 최종 배출된다. 상기 배수관은 상기 배수통에 각각 접선방향으로 유입된다.

<실시예 3>

상기 실시예 1에서 슬러지분쇄기(7) 전 단계에 원심형유입기(110)를 배치한 것이다.

상기 원심형유입기(110)는 짧은 원통의 하부에 좁아지는 형태의 원추가 결합된 형상의 유입기몸통(112)에 있어 원통의 주면에 접선방향 유입기입구(111)가 구비되며 원추부 하단 중앙에는 배출구(113)가 있어 상기 슬러지분쇄기(7)의 분쇄기유입구(71)로 이어진다. 상기 원심형유입기(110)의 상부 원통부위 내부 중심에 원형의 저압방지봉(114)을 수직으로 붙이되 그 하부 끝이 원통부위보다 약간 내려오게 하며 봉의 끝 형상 역시 원추형으로 뾰족하게 한다. 그 원추각도는 원심형유입기(110)의 원추부위와 비슷한 각이 되는 것이 바람직하다.

이상 슬러지 분쇄라인의 작동을 설명하면, 상기 여과액펌프(25)의 펌핑액이 원심형유입기(110)의 유입기입구(111)를 통하여 접선방향으로 유입되어 원심형유입기(110) 내부를 회전 하강 운동을 하며 상기 분쇄기유입구(71)를 거쳐 슬러지분쇄기(7)로 유입되며 여기에서 마쇄되어 마쇄물배출구(72)로 배출된 상기 4기의 마쇄액이 합해져 소화라인으로 최종 배출된다. 이 과정에서 상기 원심형유입기(110)에서 발생하는 이송물질의 회전하강운동으로 상기 분쇄기 유입통로에서의 막힘현상을 예방하여 슬러지분쇄기(7)의 안정적 작동에 도움을 준다.

여기에서 상기 저압방지봉(114)의 기능을 설명하면, 유체의 회전운동으로 인하여 발생하는 원심력으로 유체는 중심에서 먼 쪽으로 몰리게 되고 중심부에는 유체흐름에 방해 요소가 되는 저압부가 생기기 때문에 저압 발생부위의 공간을 없애는 역할로 저압방지봉(114)을 중심에 구비한 것이다.

<실시예 4>

상기 실시예 2에서 분배통(100)과 슬러지분쇄기(7) 사이에 원심형유입기(110)를 배치한 것으로, 그 작동을 설명하면, 상기 여과액펌프(25)의 펌핑액이 상기 분배통(100)으로 유입되어 네 갈래로 나뉘어 상기 가지관(103)을 거쳐 4개의 원심형유입기(110)에 각각 접선방향으로 유입되어 원심형유입기(110) 내부를 회전 하강 운동을 하며 상기 분쇄기유입구(71)를 거쳐 슬러지분쇄기(7)로 유입되며 여기에서 마쇄되어 마쇄물배출구(72)로 배출된 상기 4기의 마쇄액이 합해져 소화라인으로 최종 배출된다.

상기에서와 같이 여과액이 흐르는 구성품의 내부에 최대한 회전류를 만들어 주는 것은 막힘현상을 예방하려는 목적이다.

<실시예 5>

상기 실시예 1에서 상기 슬러지분쇄기(7)를, 맷돌 위치 조절방식을 달리한 다른 형태의 슬러지분쇄장치(8)로 교체 적용한 것이다. 따라서 여기에서는 달라지는 슬러지분쇄장치(8)에 관해서만 설명하고 그 외 부분의 설명은 실시예 1을 원용한다.

일반적인 슬러지분쇄기(7)와의 비교를 통해 새로이 적용되는 슬러지분쇄장치(8)에 대한 내용을 알아본다. 두 슬러지분쇄기의 차이는 ‘[표 2]’와 같다.

분쇄기 구 분	슬러지분쇄기 (7) ‘실시예1’	슬러지분쇄장치(8) '실시예5’	비 교
틈새조절방식	회전맷돌의 위치 변경	고정맷돌의 위치 변경	회전체를 조절하는 (7)에 비해 고정체를 조절하는 (8)의 기계적 안정성이 더 높다.
틈새밀기방식	대형 스프링 1개	소형 스프링 복수 개	회전축을 감싼 조절스프링 (7)에 비해 고정부위를 조절하는 스프링 (8)의 구조가 간단
스프링 조절	누구나, 자주,용이하게, 신속히 조절할 필요로 외부 핸들 장착	사용빈도 낮고, 공구가 필요	주로 식품가공업, 식당 등에서 사용되는 (7)에 비해 폐기액처리장에서만 활용되는 (8)은 거의 조절할 필요가 없어 외부 핸들이 없는 간단 구조
개폐장치	일회 사용 후 내부 청소 필요, 원터치 개폐장치 장착	사용후 개방 청소 불필요	식품처리용인 (7)은 잦은 청소 필요, 폐기액 전용처리용인 (8)은 개방 청소 불필요

[표 2] 일반적 슬러지분쇄기(7)와 새로 적용한 슬러지분쇄장치(8)의 비교

상기 표에서와 같이 실시예 1의 일반적 슬러지분쇄기(7)는 회전맷돌의 위치를 변화시켜 그 틈새를 조절하는 방식이며 실시예 5의 슬러지분쇄장치(8)는 회전맷돌(81)이 아닌 고정맷돌(82)을 움직여 틈새를 조절하는 방식인 것으로 본 발명에 특화된 슬러지분쇄장치(8)의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

전동기(85)로부터 전동되는, 2 셋트의 베어링(852)으로 구축된 축(851)과 축의 끝에 장착된 회전맷돌(81)과, 회전맷돌(81)과 일정 간격 (1㎜ 표준)을 유지하고 있는, 고정맷돌부착판(83)에 붙어있는 고정맷돌(82)이 구비되는 구조이다. 두 맷돌(81, 82)사이의 최저 틈새(표준치 1㎜)가 항상 유지될 수 있게 복수 개의 조절스프링(84)이 고정맷돌(82)을 밀고 있는 구조이다. 가동중 순간적으로 딱딱하거나 큰 물질이 유입될 경우 상기 조절스프링(84)의 후퇴 작용으로 고정맷돌(82)이 부착된 고정맷돌부착판(83)을 뒤로 밀리게 하여 고정맷돌(82)과 회전맷돌(81) 사이의 틈새를 벌려주어 과부하를 막고 작동이 중지되는 사고를 예방하는 구성이다. 상기 조절스프링(84)은 유입측판(88)에 4개 정도로 구비되며 방수형의 스프링캡(841)으로 마감되어 있으며 분쇄기몸체(87) 하부에는 사각형상의 마쇄물배출구(871)가 구비된다.

일반적 슬러지분쇄기(7)에서의 회전 맷돌 위치조정방식은 고속회전하는 맷돌의 위치를 수시로 바꾸는 방식으로서 기계적 안정성이 떨어질 수 있다. 이에 비해 본 실시예 5의 고정맷돌(82)의 위치를 조절하는 방식은 고속회전하는 물체(81)는 건드리지 않고 회전하지 않은 물체(82)만 움직여 그 위치를 조절하는 방식으로 기계적 안정성이 향상된다. 일반적인 슬러지분쇄기(7)는 주로 식품가공과 관련하여 업무용(사업용)으로 활용하는 장치이기 때문에 맷돌의 틈새를 자주, 빠른 시간에, 누구나, 용이하게 조절할 필요가 있어 기계적 안정성보다 사용의 편리성에 맞추어, 내부구조가 복잡한 선박의 방향타 같은 틈새조절핸들(73)을 돌려 회전물체의 위치를 조절하는 방식을 채택한 구조라면, 실시예 5의 슬러지분쇄장치(8)는 폐기액처리 분야에서 협잡물을 대상으로 하는 특수용도에만 적용되는 장치로서, 두 맷돌 사이의 틈새가 한번 정해지면, 그리고 고정맷돌(82)을 지속적으로 밀어주는 조절스프링(84)의 압축력을 한 번 맞추어 놓으면 맷돌이 심하게 마모되기 전까지는 다시 조절할 필요가 거의 없으며 오히려 이물질의 투입에 대비한 안전확보의 수단이 더 중요한 요소이기 때문에 이에 맞추어 상기 방향타 같이 복잡한 내부구성의 틈새조절핸들(73)이 없는 구조로 단순화가 가능한 것이다.

실시예 1의 슬러지분쇄기(7)는 범용 연마세절기, 실시예 5의 슬러지분쇄장치(8)는 본 발명에 특화된 전용 연마세절기라 하겠다.

<실시예 6>

상기 실시예 2에서 슬러지분쇄기(7)를 맷돌 위치 조절방식을 달리한 다른 형태의 슬러지분쇄장치(8)로 교체 적용한 것이다. 따라서 달라지는 슬러지분쇄장치(8)는 상기 실시예 5를, 그 외 부분은 실시예 2를 원용한다.

<실시예 7>

상기 실시예 3에서 슬러지분쇄기(7)를 맷돌 위치 조절방식을 달리한 다른 형태의 슬러지분쇄장치(8)로 교체 적용한 것이다. 따라서 달라지는 슬러지분쇄장치(8)는 상기 실시예 5를, 그 외 부분은 실시예 3을 원용한다.

<실시예 8>

상기 실시예 4에서 슬러지분쇄기(7)를 맷돌 위치 조절방식을 달리한 다른 형태의 슬러지분쇄장치(8)로 교체 적용한 것이다. 따라서 달라지는 슬러지분쇄장치(8)는 상기 실시예 5를, 그 외 부분은 실시예 4를 원용한다.

<실시예 9>

다음은 모래 여과의 사이클론(2)으로,

다음 웨지바스크린(4)은 종단면이 쐐기 형상으로 된 가늘고 긴 봉(웨지바)을 일정 틈새가 형성되게 배치하여 전체적으로 원통형상의 여과드럼(41)을 형성하되 여과드럼(41)의 내주면에서 외부로 갈수록 틈새가 벌어지게 하여 여과과정에서 틈새가 고형물로 협착되지 않게 한 여과기로서 여과드럼(41)을 수평에서 약간 경사 설치하여 높은 편의 드럼 원 중심(중공축)으로 상기 사이클론(2)의 여과액배출구(23)에서 나온 여과액을 투입하여 저속 회전하게 한 것이다. 피처리물은 반대편 낮은 편으로 이동하는 과정에서 액체성분은 웨지바의 틈새로 빠져나가 호퍼(45)로 하강한 후 처리수배출구(46)로 배출되고 틈새에서 걸러진 중·소형협잡물은 중·소형협잡물배출구(47)로 배출된다.

단위 여과공이 원형으로 된 통상적인 드럼여과기는 개개 여과공의 전(全)방향에서 작용하는 표면장력과 점성의 영향으로 여과공의 실통과면적을 줄어들게 하는 부정적 효과가 있는 반면 본 웨지바여과체(411)는 여과공이 긴 슬릿으로 되어 두 방향에서만 여과를 방해하는 힘이 작용하기 때문에 틈새 통과를 방해하는 현상이 크게 줄어든다.

여기에 더하여 여과드럼(41)의 외주면에 세척수조(42), 세척펌프(43), 세척수관, 세척노즐(44) 등으로 된 세척장치를 구비하여 웨지바여과체(411)의 오염을 방지한다. 이 세척장치는 왕복동식으로 할 경우 세척노즐(44)의 개수를 줄이면서도 고정식과 동일한 세척효과를 내기 때문에 세척수를 절약할 수 있다.

다음은 슬러지 분쇄라인으로서, 상기 웨지바스크린(4)에서 배출되어 중·소형 협잡물컨베어(40)로 이송되어온 중·소형 협잡물을 회전맷돌 위치 조절용의 틈새조절핸들(73)을 구비한 맷돌식마쇄방식의 슬러지분쇄기(7)로 투입하여 마쇄하고 마쇄액을 마쇄물배출구(72)로 배출하여 소화라인으로 합쳐지게 한 것이다.

따라서 상기 슬러지분쇄기(7)의 설명은 실시예 1의 해당부분을 원용한다.

<실시예 10>

이것은 실시예 9에서 슬러지분쇄기(7)를 복수 개로 한 구성이다.

따라서 슬러지 분쇄라인에 대하여만 설명하고 나머지 전부는 실시예 9를 원용한다.

본 실시예 10의 슬러지 분쇄라인은, 상기 웨지바스크린4)의 중·소형협잡물배출구(47)에서 배출되어 중·소형협잡물컨베어(40)를 통하여 이송되어 온 중·소형협잡물을 분배기(9)로 투입하고 분배기(9)를 거쳐 복수 개로 병렬 배치된 슬러지분쇄기(7)로 중·소형협잡물을 분산하여 비슷한 분량이 각각 나누어 유입되게 한 것으로, 여기에서는 슬러지분쇄기(7)를 4대로 구성한 예를 설명하면,

상기 중·소형협잡물컨베어(40) 하부에, 분배기(9)를 마련한다. 분배기(9)는 분배관(91)과 그 하부에 위치한 분배사면체(92)로 이루어진다.

상기 분배관(91)은, 상하로 4 개의 부재를 접합한 것으로서, 위에서부터 상부깔때기(911), 외주면에 브이풀리(912a)와 그리고 외륜고정, 내륜회전의 베어링(912b)을 결합한 수직관(912), 45도엘보(913), 단관(914)으로 되어 저속회전하는 구성이다. 상기 단관(914)은 상기 45도엘보(913)의 작은 반경측 끝지점 부근에서 절단하되 그 절단면이 수직면이 된다.

그리고 분배관(91) 하부에 배치되는 상기 분배사면체(92)는, 상부는 원추대(921), 하부는 사각원(922) 그리고 수직구획벽(923) 등 이상 세 가지가 접합된 것으로 이를 설명하면, 상기 원추대(921) 하부 원에, 하측은 사각형, 상측은 원형의 형상을 가진 통상 ‘사각×원’이라고 하는 사각원(922)을 접합하여 ‘상부가 원추대형상으로 된 피라미드’와 유사한 형태를 만든 다음, 상기 원추대(921)와 사각원(922)이 만나는 사각모서리 부위 4 지점의 약간 아래(5㎜정도)부위에 각각, 평면도상 직각 형상의 수직구획벽(923)을 형성하여 이루어진다. 이렇게 형성된 분배사면체(92)를 위에서 보면 네 귀가 수직구획벽(923)으로 떨어져 나간 두툼한 십자형상(

)이 된다.

상기 분배관(91)과 상기 분배사면체(92)를 동심으로 각각 상, 하로 배치하되 상기 45도엘보(913)의 하단이 상기 분배사면체(92)의 중층에 있는 원과 비슷한 높이가 되게 하되 원추대(921)의 사면(斜面)이 상기 45도엘보(913)의 회전궤도와 5㎜ 정도의 틈새가 유지되게 한다. 상기 분배사면체(92)의 4면 하부에는 위에서 흘러내린 중·소형협잡물이 유입될 수 있게 각각 슬러지분쇄기(7)를 4대 배치한다.

이상 슬러지 분쇄라인의 작동을 설명하면, 상기 중·소형협잡물컨베어(40)로 이송되어온 중·소형협잡물을 상기 분배기(9) 분배관(91)의 상부깔때기(911)에 투입한다. 분배관(91)의 저속회전에 의하여 중·소형협잡물이 45도엘보(913)의 하단으로 360도 흩어져 상기 분배사면체(92)의 경사면을 4개의 구획으로 나누어 하강한다. 각 구획으로 나누어진 중·소형협잡물은 각각 4개의 슬러지분쇄기(7)로 서로 비슷한 분량으로 나누어 투입되어 연마 세절되는 절차를 밟게 된다.

<실시예 11>

이것은 상기 실시예 9에서 슬러지분쇄기(7) 상부에 원심살수투입기(6)를 구비한 것이다. 원심살수투입기(6)는 원형의 상판과 수직 원통으로 된 덮개몸체(62)와 그 아래에 갈수록 작아지는 깔때기몸체(61)가 결합된 것으로 상판수평부에는 그 중앙을 피하여 한쪽으로 치우친 위치에 중·소형협잡물유입구(63)를 구비하며 상기 수직 원통의 주면에는 희석수투입구(64)와 세척수투입구(65)를 각각 수평으로 구비한다. 상기 희석수투입구(64) 및 세척수투입구(65)는 덮개몸체(62)의 접선방향으로 부착하되 서로 회전대칭되는 위치가 좋다. 깔때기몸체(61) 하단은 슬러지분쇄기(7)의 분쇄기유입구(71)와 연결된다. 이렇게 함으로써 상기 희석수투입구(64)로 들어온, 일정 속도를 가진 희석수가 상부의 중·소형협잡물유입구(63)에서 낙하 유입된 중·소형협잡물을 수평방향으로 타격하여 함께 깔때기 내부를 회전하며 하강하게 되어 상기 슬러지분쇄기(7) 유입측 곡관에서의 막힘현상을 예방하는 효과를 발휘한다. 이와 달리 만약 중·소형협잡물이 회전운동을 하지 않고 그냥 슬러지분쇄기(7)로 떨어져 들어갈 경우 자칫 덩어리진 협잡물이 힘없이 떨어지며 곡관 통로가 막히게 될 우려가 있다.

상기 희석수는 상기 호퍼(45)에 저장된 웨지바스크린(4)의 여과수를 활용할 수 있으며 상기 세척수는 외부의 청수를 활용할 수 있다. 이 세척수는 운전의 종료시에만 세척용으로 잠시 사용하기 때문에 물 사용량은 별 문제될 것이 없다.

<실시예 12>

이것은 상기 실시예 10에서 분배기 다음 단계, 즉 분배기(9)와 슬러지분쇄기(7)와의 사이에 각각 원심살수투입기(6)를 구비한 것으로서 실시예 10의 분배기(9) 사각원(922)의 하부로 하강하는 중·소형협잡물이 상기 각각의 원심살수투입기(6)의 중·소형협잡물유입구(63)로 각각 유입되어 상기 희석수에 의해 회전 하강하며 슬러지분쇄기(7)로 유입되는 구성이 된다.

따라서 원심살수투입기(6)의 구성은 실시예 11의 해당 부분을, 나머지 부분은 실시예 10의 해당 부분을 원용한다.

<실시예 13>

이것은 상기 실시예 9에서 슬러지분쇄기(7)를 새로운 슬러지분쇄장치(8)로 교체 삽입한 것이다. 따라서 슬러지분쇄장치(8) 관련 부분은 실시예 5의 설명을, 그리고 나머지 구성은 실시예 9의 해당부분에 대한 설명을 원용한다.

<실시예 14>

상기 실시예 10에서 슬러지분쇄기(7)를 새로운 슬러지분쇄장치(8)로 교체 삽입한 것이다. 따라서 슬러지분쇄장치(8) 관련 부분은 실시예 5의 설명을, 그리고 나머지 구성은 실시예 10의 해당부분에 대한 설명을 원용한다.

<실시예 15>

상기 실시예 11에서 슬러지분쇄기(7)를 새로운 슬러지분쇄장치(8)로 교체 삽입한 것이다. 따라서 슬러지분쇄장치(8) 관련 부분은 실시예 5의 설명을, 그리고 나머지 구성은 실시예 11의 해당부분에 대한 설명을 원용한다.

<실시예 16>

상기 실시예 12에서 슬러지분쇄기(7)를 새로운 슬러지분쇄장치(8)로 교체 삽입한 것이다. 따라서 슬러지분쇄장치(8) 관련 부분은 실시예 5의 설명을, 그리고 나머지 구성은 실시예 12의 해당부분에 대한 설명을 원용한다.

상기 실시예 10, 12, 14, 16과 같이 슬러지분쇄기(7 또는 8)를 각각 복수 개로 한 것은 전, 후 단위장치의 처리량을 서로 맞추려는 목적과 가동의 안정성을 향상시키려는 이유에서이다. 이를 부연설명하면,

상기 웨지바스크린(4)에서 여과 배출된 중·소형협잡물의 양에 비해 상기 슬러지분쇄기(7 또는 8)의 처리량이 적을 경우, 슬러지분쇄기를 병렬 배치하고 분배기(9)를 통하여 각 슬러지분쇄기(7 또는 8)로 동일한 양으로 분산하여 지속적으로 투입되게 하려는 것이다. 이것은 고속 회전하는 맷돌을 이용하는 슬러지분쇄기(7 또는 8)를 대형으로 제작하기가 어렵기 때문에 실제로 복수 개를 병렬로 사용하게 되는 것이다.

가동안정성에 관한 것은 전, 후 단위장치끼리의 처리량이 서로 조화를 이룬다 하더라도 순간적으로 과다한 양이 슬러지분쇄기(7 또는 8)로 투입될 경우를 피할 수 없기 때문에, 슬러지분쇄기(7 또는 8) 한 대의 평균적인 처리량보다 적은 양이 한 대의 슬러지분쇄기(7 또는 8)로 각각 상시 투입될 수 있게 그 대수를 늘려 사고를 예방하고자 하는 것이다. 상기 슬러지분쇄기(7 또는 8)의 수량에 대한 설명은 실시예 2, 4, 6, 8에 대해서도 각각 동일하게 적용된다.

또한 원심살수투입기(6))의 유무에 대하여 이를 설명하면, 상기 웨지바스크린(4)에서 여과 배출된 중·소형협잡물 속에 충분한 수분이 함유되어 있는 경우로서 희석수 추가 없이도 협잡물의 하향이송이나 슬러지분쇄기(7 또는 8)의 유입, 마쇄, 배출 작용이 원할히 이루어질 수 있을 때는, 상기 실시예 9, 10, 13, 14와 같이 원심살수투입기(6) 없이 적용 가능하며, 상기 중·소형협잡물 속에 수분이 적어 하향이송, 마쇄작동에 지장이 있을 경우에는 상기 실시예 11, 12, 15, 16과 같이 원심살수투입기(6)를 적용하여 희석수가 공급되게 한 것으로 상황에 맞게 선택할 여지를 둔 것이다.

상기 원심살수투입기(6)와 유사한 회전하강 운동을 유발하는 원심형유입기(110) 또한 실시예 3, 4, 7, 8과 같이 펌핑액이 슬러지분쇄라인으로 직송되는 경우 적용하여 유사한 효과를 얻을 수 있을 것이다.

그리고 또한, 실시예 9, 10, 13, 14에서와 같이, 원심살수투입기(6)가 없는 경우에는 중·소형협잡물에 수분이 충분하다하더라도 정숙한 흐름으로 인하여 막힘현상이 발생할 가능성이 아무래도 높기 때문에 이를 대비한 대책으로 상기 중·소형협잡물컨베어(40)의 배출구 슈트를 수직이 아닌 사면으로 제작하여, 분쇄기유입구(71) 또는 유입깔때기(86) 또는 분배기(9) 등 다음 단계로 들어갈 때 접선방향으로 투입하는 것과 같은 약간의 원심력을 만들어주어 약하게라도 회전 하강하는 효과가 생기게 하여 막힘 현상을 줄이는 지혜가 필요하다.

상기 실시예 1~8에서 최종 배출되는 처리수는 상기 스크류데칸터(3) 및 스크류프레스(5)의 탈리액, 그리고 상기 슬러지분쇄기, 또는 장치(7, 또는 8)의 마쇄액 등 이상 세 가지, 그리고 상기 실시예 9~16에서 최종 배출되는 처리수는 상기 스크류데칸터(3) 및 스크류프레스(5)의 탈리액, 상기 호퍼(45)에 모인 웨지바스크린(4)의 여과수 그리고 상기 슬러지분쇄기(7, 8)의 마쇄액 등 이상 네 가지로서, 이는 미생물 영양분으로서의 미세슬러지가 되어 각각 최종적으로 소화조에 유입하게 된다. 또한 최종 배출되는 고형물은 스크류프레스(5)의 탈수협잡물과 스크류데칸터(3)의 탈수모래로서 각각 협잡물반출컨베어(50), 모래반출컨베어(30)를 통하여 외부 반출된다. 다만 설치현장에서의 처리조건이나 상황에 따라 상기 두 폐기물질을 병합하여 반출하는 경우에는 상기 협잡물반출컨베어(50) 및 모래반출컨베어(30)를 하나로 할 수 있을 것이다.

또한 상기 실시예 9~16에 포함되는 중·소형협잡물컨베어(40)는 본 발명 장치에 있어 설치공간의 조건에 따라 수평 또는 경사 설치하며, 복잡한 공간에서는 복수 개가 필요할 수도 또는 반대로 없어도 될 경우도 있기 때문에 이는 절대적인 것은 아니며 다만 본 발명의 설명에서는 표준적인 구성을 언급한 것이다. 그리고 설치공간의 조건 등으로 인하여 상기 단위장치의 사이 공간에 예를 들면, 상기 분배기(9)의 하부 배출부위 등에 스크류컨베어를 구비할 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명은 시스템발명이므로 공간을 이어주는 컨베어류는 실제 설치공간에 따라 그 유무를 탄력적으로 시행할 수 있을 것이다.

그리고 상기 웨지바스크린(4)의 중·소협잡물배출구(47)에서 하강 배출되어 상기 중·소협잡물컨베어(40)로 유입되는 슈트 경사면에, 슬러지 분쇄라인의 이상발생시를 대비한 바이패스판(471)을 구비한다. 하부 힌지(472) 구조의 상기 바이패스판(471)은 정상가동시에는 스크류프레스(5)측을 막아 중·소협잡물컨베어(40)측으로 중·소형협잡물이 이송되게 하며 반대로 슬러지 분쇄라인의 이상 발생시에는 중·소협잡물컨베어(40)측을 막아 상기 중·소형협잡물이 스크류프레스(5)로 유입되게 하여 안전장치로서의 역할을 하게 한다. 펌핑펌프(25) 토출측에도 바이패스밸브(미도시)를 역시 같은 개념으로 구비한다.

1: 회전원통스크린 11: 투입구 12: 여과물배출
13:저장탱크 14: 이송펌프 2: 사이클론
21: 유입관 22: 모래배출구 23: 여과액배출구
24: 펌핑탱크 25: 여과액펌프 3: 스크류데칸터
30: 모래반출컨베어 31: 경사컨베어 32: 모래배출구
33: 탈리액배출구 4: 웨지바스크린 40: 중·소형협잡물컨베어
41: 여과드럼 411: 웨지바여과체 42: 세척수조
43: 세척펌프 44: 세척노즐 45: 호퍼
46: 처리수배출구 47: 중·소협잡물배출구 471: 바이패스판
472: 힌지 5: 스크류프레스 50: 협잡물반출컨베어
51: 유입슈트 52: 실린더 521: 탈수공
522: 협잡물배출구 53: 축 54: 스크류
55: 단면적조절구 56: 탈리액조 561: 탈리액배출구
6: 원심살수투입기 61: 깔때기몸체 62: 덮개몸체
63: 중·소형협잡물유입구 64: 희석수투입구 65: 세척수투입구
7: 슬러지분쇄기 71: 분쇄기유입구 72: 마쇄물배출구
73; 틈새조절핸들 74: 분쇄기몸체 75: 원터치개페기
76: 유입측판(문짝) 8: 슬러지분쇄장치 81: 회전맷돌
82: 고정맷돌 83: 고정맷돌부착판 84: 조절스프링
841: 스프링캡 85: 전동기 851: 축
852: 베어링 86: 유입깔때기 87: 분쇄기몸체
871: 마쇄물배출구 88: 유입측판 9: 분배기
91: 분배관 911: 상부깔때기 912: 수직관
912a: 브이풀리 912b: 베어링 913: 45도엘보
914: 단관 92: 분배사면체 921: 원추대
922: 사각원 923: 수직구획벽 100: 분배통
101: 분배통입구 102: 분배통몸체 103: 가지관
104: 조절밸브 110: 원심형유입기 111: 유입기입구
112: 유입기몸통 113: 배출구 114:저압방지봉
120: 배수통 121: 배수관

Claims

유기성 폐기액을 투입하여 여과하는, 틈새가 형성된 원통의 주면이 체가 되어 상기 원통을 회전시켜 고·액을 체분리(Screening)하여 여과물로서 중·소형협잡물을 배출하고 여과액으로서 미세협잡물이 포함된 액체를 각각 배출하는, 회전원통스크린(1);
상기 회전원통스크린(1)의 하부에 설치되어 상기 회전원통스크린(1)에서 낙하 유입된 상기 여과액을 일시 저장하는 저장탱크(13);
상기 저장탱크(13)로부터 이송펌프(14)를 통하여 상기 여과액을 접선방향으로 형성된 유입관(21)으로 유입 받아, 모래성분은 그 하부의 모래배출구(22)로 배출하고, 여과액은 그 상부의 여과액배출구(23)로 배출하는 고·액 순간분리기능의 사이클론(Cyclone)(2);
상기 사이클론(2)의 배출 모래 성분을 유입 받아, 원심분리방식으로 탈수하여 탈수모래는 모래배출구(32)로, 탈리액는 탈리액배출구(33)로 각각 배출하는 수평형 스크류데칸터(Screw decanter)(3);
수평 설치되고 원통형 내부공간을 제공하는 타공된 주면을 가진 실린더(52)와, 상기 실린더(52) 내부에 회전 가능하게 설치되며 외부동력에 의해 축회전하고 상기 실린더(52) 일측 상부 주면을 일부 절개하여 형성된 유입슈트(51)를 통하여 다수의 탈수공(521)이 형성된 상기 실린더(52) 내부로 유입한 협잡물을 이송시키는, 회전 축(53)에 구비된 스크류(54)와, 상기 축(53)과 상기 실린더(52) 사이 공간단면적의 점진적 축소공간을 구비하여 통과 물질에 압착력이 발생되게 한 것으로,
상기 회전원통스크린(1)에서 배출되어 상기 유입슈트(51)로 들어온 여과물질을 탈수하여 탈리액은 탈수공(521)으로 배출하고 탈수된 협잡물은 협잡물배출구(522)로 배출되게 한 스크류프레스(Screw press)(5);
상기 사이클론(2)의 상기 여과액배출구(23)로 배출된 여과액을 일시 저장하는 펌핑탱크(Pumping tank)(24); 상기 펌핑탱크(24)의 여과액을 여과액펌프(25);로 이송하여 투입하는, 회전맷돌 위치 조절용의 틈새조절핸들(73)을 구비한 맷돌식마쇄방식의 슬러지분쇄기(7);
상기 스크류데칸터(3)의 모래배출구(32)에서 배출된 배출모래를 모래반출컨베어(30)로, 상기 스크류프레스(5)의 협잡물배출구(522)로 배출된 배출협잡물을 협잡물반출컨베어(50)로 각각 외부 반출하게 하고,
상기 스크류데칸터(3)의 상기 탈리액배출구(33)를 빠져나온 탈리액과 상기 스크류프레스(5)의 상기 탈수공(521)을 빠져나와 탈리액조(56)를 거쳐 탈리액배출구(561)로 배출된 탈리액과 상기 슬러지분쇄기(7)에서 마쇄 처리되어 마쇄물배출구(72)로 배출되는 배출물, 상기 3종의 배출물질을 처리수로서 소화공정라인으로 이송되게 한 구성을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 1항에서 있어,
상기 슬러지분쇄기(7)를 복수 개로 하여 병렬 배치한 것으로서, 상기 복수 개의 슬러지분쇄기(7) 집합체의 중앙 상부에 분배통(100)을 구비하여 상기 분배통(100)에서 분배된 여과액이 가지관(103)을 거쳐 상기 복수 개의 슬러지분쇄기(7)로 각각 비슷한 양의 여과액이 유입되게 한 것을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 1항 또는 제 2항에 있어,
상기 슬러지분쇄기(7)의 분쇄기유입구(71)상부에 접선방향 유입 방식의 원심형유입기(110)를 각각 구비하여 이를 통하여 상기 여과액이 회전하며 슬러지분쇄기(7)로 들어가게 함으로써 여과액 통로의 막힘현상을 예방하여 가동의 안정성을 높인 것을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 1항 또는 제 2항에 있어,
상기 슬러지분쇄기(7) 대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 상기 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8);로 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 3항에 있어,
상기 슬러지분쇄기(7) 대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 상기 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8);로 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
유기성 폐기액을 투입하여 여과하는, 틈새가 형성된 원통의 주면이 체가 되어 상기 원통을 회전시켜 고·액을 체분리(Screening)하여 여과물로서 중·소형협잡물을 배출하고 여과액으로서 미세협잡물이 포함된 액체를 각각 배출하는, 회전원통스크린(1);
상기 회전원통스크린(1)의 하부에 설치되어 상기 회전원통스크린(1)에서 낙하 유입된 상기 여과액을 일시 저장하는 저장탱크(13);
상기 저장탱크(13)로부터 이송펌프(14)를 통하여 상기 여과액을 접선방향으로 형성된 유입관(21)으로 유입 받아, 모래성분은 그 하부의 모래배출구(22)로 배출하고, 여과액은 그 상부의 여과액배출구(23)로 배출하는 고·액 순간분리기능의 사이클론(Cyclone)(2);
상기 사이클론(2)의 배출 모래 성분을 유입 받아, 원심분리방식으로 탈수하여 탈수모래는 모래배출구(32)로, 탈리액는 탈리액배출구(33)로 각각 배출하는 수평형 스크류데칸터(Screw decanter)(3);
상기 사이클론(2)의 여과액배출구(23)로 배출된 여과액을 유입 받아 종단면이 쐐기(Wedge) 형상인 웨지바여과체(411)로 고·액을 분리하여 걸러진 중·소형협잡물은 중·소형협잡물배출구(47)로 배출되게 하고 여과틈새를 통과한 여과액은 하방의 호퍼(45)로 하강 이송하는 웨지바스크린(Wedge bar drum screen)(4);
수평 설치되고 원통형 내부공간을 제공하는 타공된 주면을 가진 실린더(52)와, 상기 실린더(52) 내부에 회전 가능하게 설치되며 외부동력에 의해 축회전하고 상기 실린더(52) 일측 상부 주면을 일부 절개하여 형성된 유입슈트(51)를 통하여 다수의 탈수공(521)이 형성된 상기 실린더(52) 내부로 유입한 협잡물을 이송시키는, 회전 축(53)에 구비된 스크류(54)와, 상기 축(53)과 상기 실린더(52) 사이 공간단면적의 점진적 축소공간을 구비하여 통과 물질에 압착력이 발생되게 한 것으로,
상기 회전원통스크린(1)에서 배출되어 상기 유입슈트(51)로 들어온 여과물질을 탈수하여 탈리액은 상기 탈수공(521)으로 배출하고 탈수된 협잡물은 협잡물배출구(522)로 배출되게 한 스크류프레스(Screw press)(5);
상기 웨지바스크린(4)의 중·소형협잡물배출구(47)에서 배출된 중·소형협잡물을 중·소형협잡물컨베어(40)로 이송하여, 회전맷돌 위치 조절용의 틈새조절핸들(73)을 구비한 맷돌식마쇄방식으로 분쇄하는 슬러지분쇄기(7);
상기 스크류데칸터(3)의 상기 모래배출구(32)에서 배출된 배출모래를 모래반출컨베어(30)로, 상기 스크류프레스(5)의 배출협잡물을 협잡물반출컨베어(50)로 각각 외부 반출하게 하고,
상기 스크류데칸터(3)의 상기 탈리액배출구(33)를 빠져나온 탈리액과 상기 호퍼(45)에 모인 상기 웨지바스크린(4)의 여과수와 상기 스크류프레스(5)의 상기 탈수공(521)을 빠져나와 탈리액조(56)를 거쳐 탈리액배출구(561)로 배출된 탈리액과 상기 슬러지분쇄기(7)에서 마쇄 처리되어 마쇄물배출구(72)로 배출되는 배출물, 상기 4종의 배출수를 처리수로서 소화공정라인으로 이송되게 한 구성을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 6항에 있어,
상기 슬러지분쇄기(7)를 복수 개로 하여 병렬 배치한 것으로서, 상기 중·소형협잡물 배출구(47)에서 배출된 중·소형협잡물을 상기 중·소형협잡물컨베어(40)로 이송, 분배관(91)과 분배사면체(92)로 구성된 분배기(9)로 투입하여 상기 분배기(9)의 분배작용으로 회전대칭으로 배열된 복수 개의 상기 슬러지분쇄기(7)에 서로 비슷한 양으로 각각 분산 유입되게 하는 것을 특징하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 6항 또는 제 7항에 있어,
상기 슬러지분쇄기(7)의 분쇄기유입구(71) 상부에 희석수투입구(64)와 세척수투입구(65)가 원의 접선방향으로 부착되어 회전 하강하는 흐름을 발생시키는 원심살수투입기(6)를 구비한 것으로서, 상기 희석수투입구(64)를 통하여 유입된 희석수가 상기 원심살수투입기(6) 덮개몸체(62)의 원형 상판에서 유입되는 상기 중·소형협잡물을 타격, 이를 동반하여 회전 하강하는 방식으로 상기 슬러지분쇄기(7)의 상기 분쇄기유입구(71)로 들어가게 함으로써 곡관으로 된 상기 슬러지분쇄기(7) 유입통로에서의 막힘 현상을 방지하고 마쇄 및 마쇄된 물질의 배출에 소요되는 수분을 공급하는 역할을 하게 한 것으로,
상기 세척수투입구(65)로 유입된 세척수가, 가동 후 상기 슬러지분쇄기(7)의 유입통로와 상기 슬러지분쇄기(7) 본체를 청소하게 한 것을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 6항 또는 제 7항에 있어,
상기 슬러지분쇄기(7) 대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8);로 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.
제 8항에 있어,
상기 슬러지분쇄기(7) 대신, 회전맷돌(81)의 위치가 고정되고 고정맷돌(82)의 위치가 조절되며 복수 개의 조절스프링(84)으로 고정맷돌(82)을 밀어주는 구성으로 비상시 과부하를 예방하고 가동중단 사고를 막을 수 있게 한, 고정맷돌조절형 맷돌마쇄방식의 슬러지분쇄장치(8);로 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 분쇄기능을 겸비한 협잡물 처리기.