KR102644074B1 - 슬러지 배출이 용이한 원추메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치 - Google Patents

슬러지 배출이 용이한 원추메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치에 있어서, 지면에 고정되는 프레임(110); 상기 프레임 위에 전후로 이격되어 각각 결합되는 회전롤러(120); 상기 전후 회전롤러 위에 올려져 회전되는 드럼(220)과, 상기 드럼 사이에 연결되어 드럼이 회전되면 함께 회전되는 원추메시망(230)으로 이루어지되, 상기 원추메시망은 선단의 내경이 후단의 내경 보다 상대적으로 작고, 상기 선단의 중심점과 후단의 중심점을 연결한 선이 회전롤러에 올려진 상태에서 수평을 이루며, 상기 원추형메시당의 선단 외주에는 상기 선단의 직경과 동일한 직경을 가지도록 중심공이 형성된 원판프레임(240)이 결합되어 하폐수가 유입되면 하폐수는 원추메시망의 격자 사이로 배출되면서 상대적으로 입자가 큰 이물질은 걸러내고 상기 원추메시망에 쌓인 슬러지는 원추메시망의 경사면을 따라 전방으로 이동하여 외부로 배출시키는 드럼스크린(210); 상기 드럼스크린 하부에 설치되어 상기 원추메시망을 통해 상대적으로 입자가 큰 이물질이 걸러진 하폐수를 저장하면서 후속되는 처리조로 이송시키는 호퍼(130); 상기 호퍼 위에는 드럼스크린을 보호하면서 호퍼를 개폐하도록 설치된 커버; 상기 롤러와 연결되어 롤러를 회동시키는 전동모터(150); 및 상기 프레임의 일측에 설치되어 상기 드럼스크린에서 발생된 슬러지를 받아내는 슬러지 저장장치(160);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러지 배출이 용이한 원추형 메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치에 관한 것이다.

Description

슬러지 배출이 용이한 원추메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치{Drum screen device for submerged membrane separation system equipped with a conical mesh for easy sludge discharge}
본 발명은 하수나 오폐수에 포함된 이물질을 일차적으로 걸러내어 제거하는 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이물질을 걸러내는 과정에서 발생되는 슬러지를 가동중에 용이하게 배출할 수 있는 슬러지 배출이 용이한 원추메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치에 관한 것이다.
침지식 막분리 시스템은 생물학적 공정이나 물리화학적 공정으로 하수나 오폐수에 포함된 용존오염물질과 미생물 및 부유물질 등의 이물질을 걸러내어 여과함으로써 정화하는 장치이다.
드럼스크린 장치는 이와 같은 침지식 막분리 시스템을 이용하여 하수나 오폐수를 생물학적 또는 생물학적 공정이나 물리적 공정으로 처리할 때, 하수와 오폐수에 포함된 각종 부유물질, 고형물질, 협잡물 등과 같은 상대적으로 입자가 큰 이물질을 일차적으로 걸러내어 제거하는 장치이다.
드럼스크린 장치는 하수나 오폐수를 받아 들여 이물질을 신속하게 제거한 후 침지식 막분리 시스템을 이루는 처리조로 유입시켜야 하므로, 이물질을 걸러내기 쉽고 물빠짐이 좋은 드럼스크린을 이용한다. 드럼스크린은 원통형의 드럼 프레임에 메시망이 감겨져 있어 명명한 것인데, 메시망은 물빠짐이 좋아서 드럼스크린에 가장 많이 이용되는 재료이다.
드럼스크린은 고정된 상태로 이용하면 하수나 오폐수가 드럼스크린의 특정 부분을 통하여 걸려지므로 이물질에 의해 쉽게 막히므로 드럼스크린을 회전시켜 하수나 오폐수(이하, '하폐수'라 칭함)를 걸려내면서 발생된 이물질(슬러지)에 의해 막히지 않도록 하면서 이물질을 배출시킬 수 있도록 한다. 드럼스크린을 회전시키기 위해서는 각종 동력 수단이 필요하고 이러한 동력 수단을 드럼스크린과 유기적으로 결합시킨 것이 드럼스크린 장치이다.
하폐수에서 발생되어 드럼스크린의 메시망은 통과하지 못한 이물질은 상대적으로 입자가 크면서 수분이 다량 함유되어 있어 걸죽한 상태의 슬러지가 된다. 즉, 점성이 있어서 드럼스크린을 기울이지 않으면 잘 토출되지 않지만, 드럼스크린을 기울이면 하폐수가 한쪽으로 쏠려서 여러 가지 문제가 발생하므로 드럼스크린 내부에 하폐수에서 이물질을 걸러내면서 발생된 이물질을 드럼스크린 외부로 배출시켜야 한다.
드러스크린에 적층된 슬러지를 외부로 배출하기 위해서, 메시망 바닥에 나선형의 구조물을 형성시켜 그 나선형의 구조물을 회전시키면, 나선형 구조물을 따라 슬러지를 배출시키는 구조도 있지만, 이러한 나선형의 구조물이 형성되면 구조도 복잡해지고, 사용 후 물청소를 하려고 하면 나선형의 구조물에 슬러지가 고착되어 있어 청소하기가 어려워 진다.
메시망에 슬러지가 적층되면 배수가 안되기 때문에 드럼스크린의 기능을 제대로 할 수 없다. 따라서 메시망에 슬러지가 일정량 이상 쌓일 때마다 드럼스크린 장치의 가동을 멈추고 적층된 슬러지를 제거하는 작업을 해야 하므로 처리수 공급이 늦어져 하폐수의 처리효율이 떨어질 수 밖에 없다.
대한민국 등록특허 제10-2017585호 등록실용신안 제20-0432736호 공개특허 제10-2012-133601호 (2012.12.11) 대한민국 공개특허 제10-2005-116566호 (2005.12.13) 대한민국 공개특허 제10-2006-7874호 (2006.01.26) 대한민국 등록특허 제10-1554924호 (2015.09.16)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 드럼스크린의 메시망 구조를 변경하여 장치 가동중에 메시망에 적층된 슬러지가 외부로 더 잘 배출되도록 함으로써 막분리 장치의 처리조에 처리수를 원활하게 공급할 수 있는 슬러지 배출이 용이한 원추메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치에 있어서, 지면에 고정되는 프레임(110); 상기 프레임 위에 전후로 이격되어 각각 결합되는 회전롤러(120); 상기 전후 회전롤러 위에 올려져 회전되는 드럼(220)과, 상기 드럼 사이에 연결되어 드럼이 회전되면 함께 회전되는 원추메시망(230)으로 이루어지되, 상기 원추메시망은 선단의 내경이 후단의 내경 보다 상대적으로 작고, 상기 선단의 중심점과 후단의 중심점을 연결한 선이 회전롤러에 올려진 상태에서 수평을 이루며, 상기 원추형메시망의 선단 외주에는 상기 선단의 직경과 동일한 직경을 가지도록 중심공이 형성된 원판프레임(240)이 결합되어 하폐수가 유입되면 하폐수는 원추메시망의 격자 사이로 배출되면서 상대적으로 입자가 큰 이물질은 걸러내고 상기 원추메시망에 쌓인 슬러지는 원추메시망의 경사면을 따라 전방으로 이동하여 외부로 배출시키는 드럼스크린(210); 상기 드럼스크린 하부에 설치되어 상기 원추메시망을 통해 상대적으로 입자가 큰 이물질이 걸러진 하폐수를 저장하면서 후속되는 처리조로 이송시키는 호퍼(130); 상기 호퍼 위에는 드럼스크린을 보호하면서 호퍼를 개폐하도록 설치된 커버; 상기 회전롤러와 연결되어 회전롤러를 회동시키는 전동모터(150); 및 상기 프레임의 일측에 설치되어 상기 드럼스크린에서 발생된 슬러지를 받아내는 슬러지 저장장치(160);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러지 배출이 용이한 원추형 메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치를 제공한다.
또한, 상기 원추메시망(230)은 선단과 후단의 직경이 달라서 선단과 후단을 연결하는 경사도가 다른 여러 개를 구비하고, 상기 원추메시망(230)의 후단 직경에 대응되는 중심공(H)을 갖는 여러 개의 원판프레임(240)이 더 구비된 것을 특징으로 하고, 상기 원판프레임(240)의 외주에는 플랜지(242)가 형성되어 상기 드럼(220) 내주면과 접촉면적을 늘려서 원판프레임(240)에 의해 드럼(220) 내주면에 가해지는 외력을 분산시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 원추메시망에 의해 드럼스크린을 기울이지 않고도 경사면이 생겨 장치 가동중에 발생되는 슬러지가 그 경사면을 따라 전진하여 원활하게 배출되되어 적층량이 크게 감소하므로 메시망에 슬러지 적층으로 인해 가동을 중지하는 시간이나 비율이 크게 감소하여 처리 효율을 높일 수 있다.
또한, 원주메시망이 드럼스크린과 함께 회전되므로, 원추메시망에 적층된 슬러지가 원추메시망 회전중에 중력에 의해 바닥으로 떨어지는 반복 동작에 의해 원추메시망에 고착되는 현상도 크게 감소한다. 슬러지가 고착되지 않으면 유동성이 좋아지므로, 슬러지가 더 잘 전진하여 슬러지 저장장치로이 배출도 신속하게 진행된다.
도 1은 본 발명에 따른 드럼스크린 장치의 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 드럼스크린이 호퍼와 커버 사이에 위치된 것을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 드럼스크린의 메시망과 원판프레임의 결합관계를 나타낸 것이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 지면에 고정되어 각종 구성부들이 설치되는 프레임(110)이 구비된다.
프레임(110) 위에는 드럼스크린(210)이 설치된다. 드럼스크린(210)은 유입관()을 통해 지속적으로 유입되는 하폐수로부터 상대적으로 입자가 큰 각종 부유물질, 고형물질, 협잡물 등의 이물질을 걸러내고 하폐수를 다음 단계의 처리조로 흘러 보낼수 있도록 그물망 형태로 이루어진다.
프레임(110) 위에는 전후로 각각 한쌍의 회전롤러(120)를 설치하여 그 위에 드럼스크린(210)을 올려 놓음으로써 드럼스크린(210)이 회전롤러(120) 위에서 회전할 수 있도록 한다. 회전롤러(120)의 일측에는 전동모터(150)가 설치되어 회전롤러(120)와 연결됨으로써 전동모터(150)의 구동으로 회전롤러(120)를 회전시켜 그 위의 드럼스크린(210)을 회전시킬 수 있다.
드럼스크린(210)은 회전롤러(120) 위에서 회전되는 한 쌍의 드럼(220)과 드럼(220) 사이에 결합되어 드럼(220)과 함께 회전되는 원추메시망(230)으로 이루어진다. 원통형 드럼(220)의 내벽에 원추메시망(230) 양단이 삽입되어 드럼(220)이 회전할 때 함께 회전한다. 원추메시망(230)은 드럼(220)에서 분리 가능하다.
원추메시망(230)은 이물질이 실질적으로 걸러지는 철망(232)과 철망의 구조를 강화시키는 망프레임(234)으로 이루어진다. 망프레임(234)은 철망(232)의 선단과 후단 및 가운데에 형성되어 원추메시망(230)이 쳐지거나 뒤틀리지 않도록 구조룰 강화시킨다. 원추메시망(230)은 원추형이므로 선단과 후단의 직경이 다르다. 이러한 원추메시망(230)을 회전롤러(120)에 그대로 올려 놓으면 회전할 때 회전각도에 따라 계속적으로 단차가 생겨서 제대로 작동되지 않으므로, 회전롤러(120)에 올려진 원추메시망(230)의 중심선이 수평을 이루도록 해야 한다.
원추메시망(230)의 중심선이 회전롤러(120) 위에서 수평을 이루도록 하기 위해 앞부분의 회전롤러의 위치를 높일 수 있으나, 양측으로 설치된 회전롤러(120)의 설치 높낮이가 달라지면 구조적으로 복잡해지고 역학적으로 불안정해진다. 따라서 설계가 복잡해므로 회전롤러(120)의 높낮이를 변경하지 않고도 수평을 유지할 수 있도록 원추메시망(230)의 선단에 형성된 망프레임에 원추메시망 선단의 직경과 동일한 원판프레임(240)을 끼워 넣는다.
원판프레임(240)은 원추메시망의 선단과 동일한 직경을 갖으며 외주에는 회전롤러(120)에 안정적으로 안착될 수 있도록 폭이 상대적으로 넓은 플랜지(242)를 형성한다.
따라서 원추메시망(230)이 드럼(220) 사이에 결합될 때 선단은 드럼(220) 내주벽에 망프레임(234)이 삽입되어 결합되지만, 후단은 원판프레임(240)이 드럼(220) 내주벽에 삽입되어 결합된다.
원추메시망(230)의 선단과 후단의 경사도는 10 ~ 20°이다. 경사도가 20°이상이면 원추메시망(230)이 회전할 때 하폐수가 원추메시망(230)이 선단으로 쏠리면서 이물질이 걸러지지 않은 상태로 외부로 배출될 가능성이 높아지고, 경사도가 10°이하면 원추메시망(230)에 쌓인 이물질의 전진속도가 낮아진다.
드럼스크린(210)의 하부에는 드럼스크린(210)에서 1차적으로 이물질이 걸려진 하폐수를 각각의 처리조로 보내기 위해 임시적으로 저장하는 호퍼(130)가 설치되고, 호퍼(130) 위에는 드럼스크린(210)을 보호하면서 호퍼(130)를 개폐하는 커버(140)가 설치된다.
프레임(110)의 후방에는 드럼스크린(120)과 일정 거리 이격시켜 슈트(170)를 설치한다. 슈트(170)는 드럼스크린(120)에서 발생 된 슬러지가 배출될 때 비산되는 것을 방지하는 것으로, 한쪽은 막혀 있고 한쪽은 개방되어 있어, 개방된 부분으로 슬러지가 유입되면서 비산될 때 다른 한쪽은 막혀 있어 외부로 슬러지가 비산되지 않도록 한 것이다.
프레임(110)은 전후좌우에 각각 하나씩 4개의 다리(112)로 지지되어 있는데, 후방 하부의 두개 다리(112) 사이를 연결하는 거치대(180)를 형성한다.
프레임(110)의 일측에는 슈트(170)의 하부에 위치되도록 원추메시망(230)에서 배출된 슬러지를 처리하는 슬러지 저장장치(180)가 설치된다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
장치를 가동시키면 모터의 작동에 의해 회전롤러(120)가 회전하고, 회전롤러 (120)위에 올려진 드럼스크린(210)도 함께 회전한다. 유입관(I)을 통해 하폐수가 회전하는 드럼스크린(210)에 유입되면, 하폐수에 혼입된 입자가 큰 이물질이 원추메시망(230)에 의해 걸려지면서 하폐수가 호퍼(130)로 유입된 후 각각의 처리조로 보내진다.
원추메시망(230)은 원추메시망(230)의 선단 중점과 후단 중점을 연결하는 중심선을 기준으로 경사면이 역전된다. 중심선 보다 낮은 부분은 원추메시망(230)의 선단에서 후단으로 갈수록 높아지는 경사가 지지만, 중심선 보다 높은 부분은 원추메시망(230)의 선단에서 후단으로 갈수록 낮아지는 경사가 진다.
슬러지는 원추메시망의 선단 쪽으로 이동하여 슬러지 저장장치(180)가 있는 외부로 배출되어야 하는데, 슬러지를 이동시키는 힘은 중력이므로, 중심선을 기준으로 중심선 밑에서는 경사면을 따라 전진하다가 중심선 위에서는 후진한다. 즉 이론적으로는 원추메시망(230)이 회전하면서 1회전 하는 시간의 1/2는 전진하고, 1/2은 후진한다. 원추메시망(230)은 편심되지 않은 원추형이므로 슬러지는 1회전 하는 동안 전진한 거리 만큼 다시 후진하여 슬러지는 결국 전진하지 못한다.
하지만, 원추메시망(230)에 유입된 하폐수는 원추메시망(230) 전체면에 토출되는 것이 아니고, 유입관(I)을 원추메시망(230)의 바닥에 토출된다. 또한 원추메시망(230)이 회전되면서 바닥에 쌓인 슬러지가 중심선 보다 높은 곳에 위치할 때에는 경사면을 따라 흐르면서 후진하는 것이 아니라 중력에 의해 철망(232)에서 분리되어 그 아래로 떨어진다.
즉, 중심선 보다 높게 위치해도 슬러지는 철망에 달라붙은 슬러지가 중력에 의해 전부 바닥으로 떨어지는 것은 아니지만, 반복되는 회전에 의해 대부분 떨어진다. 즉, 중심선 보다 밑에서는 원추메시망(230)의 경사면을 따라 전진하고, 중심선 보다 높은 곳에서는 경사면을 따라 일부만 후진하고 대부분은 바닥으로 떨어져 전진하므로 원추메시망(230)에 적층된 슬러지는 원추메시망(230)이 회전하더라도 계속 전진하여 슬러지 저장장치(180)로 배출된다.
슬러지 저장장치(180)로 배출된 슬러지는 모아서 슬러지 농축처리조로 보내 처리한다.
110 : 프레임 120 : 회전롤러
130 : 호퍼 140 : 커버
150 : 전동모터 170 : 슈트
180 : 슬러지 저장장치
210 : 드럼스크린 220 : 드럼
230 : 원추메시망 232 : 메시망
234 : 망프레임
240 : 원판프레임 242 : 플랜지

Claims (3)

  1. 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치에 있어서,
    지면에 고정되는 프레임(110);
    상기 프레임 위에 전후로 이격되어 각각 결합되는 회전롤러(120);
    상기 전후 회전롤러 위에 올려져 회전되는 드럼(220)과, 상기 드럼 사이에 연결되어 드럼이 회전되면 함께 회전되는 원추메시망(230)으로 이루어지되, 선단과 후단의 직경이 달라서 선단과 후단을 연결하는 경사도가 다른 여러 개를 구비하고, 상기 원추메시망(230)의 후단 직경에 대응되는 중심공(H)을 갖는 여러 개의 원판프레임(240)이 더 구비하며, 상기 원추메시망은 선단의 내경이 후단의 내경 보다 상대적으로 작고, 상기 선단의 중심점과 후단의 중심점을 연결한 선이 회전롤러에 올려진 상태에서 수평을 이루며, 상기 원추형메시망의 선단 외주에는 상기 선단의 직경과 동일한 직경을 가지도록 중심공이 형성된 원판프레임(240)이 결합되어 하폐수가 유입되면 하폐수는 원추메시망의 격자 사이로 배출되면서 상대적으로 입자가 큰 이물질은 걸러내고 상기 원추메시망에 쌓인 슬러지는 원추메시망의 경사면을 따라 전방으로 이동하여 외부로 배출시키는 드럼스크린(210);
    상기 드럼스크린 하부에 설치되어 상기 원추메시망을 통해 상대적으로 입자가 큰 이물질이 걸러진 하폐수를 저장하면서 후속되는 처리조로 이송시키는 호퍼(130);
    상기 호퍼 위에는 드럼스크린을 보호하면서 호퍼를 개폐하도록 설치된 커버;
    상기 회전롤러와 연결되어 회전롤러를 회동시키는 전동모터(150); 및
    상기 프레임의 일측에 설치되어 상기 드럼스크린에서 발생된 슬러지를 받아내는 슬러지 저장장치(160);를
    포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러지 배출이 용이한 원추형 메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원판프레임(240)의 외주에는 플랜지(242)가 형성되어 상기 드럼(220) 내주면과 접촉면적을 늘려서 원판프레임(240)에 의해 드럼(220) 내주면에 가해지는 외력을 분산시키는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출이 용이한 원추메시망이 구비된 침지식 막분리 시스템용 드럼스크린 장치.
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