KR102653249B1

KR102653249B1 - 하수슬러지 재활용방법 및 재활용장치

Info

Publication number: KR102653249B1
Application number: KR1020240002811A
Authority: KR
Inventors: 이호익
Original assignee: 이호익
Priority date: 2024-01-08
Filing date: 2024-01-08
Publication date: 2024-04-01

Abstract

본 발명은 하수슬러지 재활용방법 및 재활용장치에 관한 것이다. 재활용장치는, 슬러지케이크를 수용하며 바닥부에는 다수의 압출통로가 형성되어 있는 내압케이스, 내압케이스 내의 슬러지케이크를 압착시켜 압출통로를 통해 하향 압출시키는 가압피스톤을 갖는 압출기와; 압출기의 하부에 설치되고, 압출기로부터 하강하는 슬러지를 커팅하여 슬러지의 평균 입도를 1cm 이하로 만드는 세분기와; 세분기에 의해 세분된 슬러지를 받아 이동시키는 컨베이어와; 컨베이어를 통해 이송되는 세분슬러지를 건조시키는 가열건조기와; 가열건조기를 통해 건조된 세분슬러지에 볏짚과 물을 투입 및 혼합하여 반죽하는 혼합기와; 혼합기에 의해 반죽된 슬러지반죽물과 숯과 점결제를 반복적으로 적층하여 다층구조체를 형성하는 적층가압기와; 적층가압기로부터 배출된 다층구조체에 다수의 통기구멍을 형성하는 천공기를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 하수슬러지 재활용장치는, 버려지는 슬러지 케이크를 원료로 삼아 분쇄와 연소물질 투입 후 성형과정을 통해 고열량의 블록형 연료를 생산할 수 있어, 하수슬러지의 처리효율을 크게 향상시킴과 아울러 화석연료의 사용량을 줄일 수 있게 한다.

Description

하수슬러지 재활용방법 및 재활용장치{Sewage sludge recycling device and recycling method}

본 발명은 하수슬러지 재활용 방법 및 재활용장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하수슬러지에 가연성 연소물질을 혼합 및 성형하여 블록형 연료를 생산하는, 하수슬러지 재활용방법 및 재활용장치에 관한 것이다.

오폐수나 하수 등을 처리하는 과정에서 발생하는 하수슬러지는 많은 수분을 포함하고 있어 그대로 처리하기가 곤란하므로, 모래여과, 필터프레스, 진공여과기 등으로 처리하여 수분이 적은 케이크(cake)상으로 만든 후 처리된다.

과거에는, 케이크화 된 슬러지를 대부분 매립이나 소각 처리하고, 경우에 따라 해양투기를 하기도 하였는데, 이러한 방법은 환경부하가 크고 2차 오염을 야기 시키므로 현재는 법적으로 제한되고 있다.

이러한 환경적 사회적 상황에 맞추어, 슬러지 케이크를 건조 처리하기 위한 다양한 장치가 개발되고 있다. 케이크를 건조하기 위한 건조장치는, 기본적으로, 슬러지에 열을 가하여 수분을 증발 제거하는 원리를 가진다.

슬러지 건조장치에 있어서 중요한 것은, 건조효율을 향상시키는 것 뿐 아니라, 처리 중에 발생하는 심각한 악취와 유해 분진과 가스를 적절히 처리하는 것이다. 어디까지나, 농축되어 있는 오염물질을 가열하는 것이니 만큼, 슬러지의 건조 처리 과정 중 유해한 분진이나 가스는 물론 다량의 악취가 발생하는 것은 피할 수 없기 때문에, 분진이나 악취 등의 적극적 처리 문제는 매우 중요하다. 그런데, 개발 및 사용되고 있는 거의 모든 슬러지 건조장치는, 슬러지의 효율적인 건조에만 관심이 있고, 건조 시 발생하는 오염물질의 처리에 대해서는 크게 신경을 쓰지 않는 상황이며 효과적인 대안을 제시하지도 못하고 있다.

한편, 슬러지를 건조한다 하더라도, 슬러지 자체가 없어지는 것은 아니므로, 슬러지가 갖는 공해 발생요인을 완전히 해소했다고는 할 수 없다. 이에 따라 슬러지를 버리지 않고 아예 재활용하기 위한 기술이 개발되고 있다.

가령 국내등록특허공보 제10-1032129호에는 슬러지 연료화 장치가 개시된 바 있다. 개시된 연료화 장치는, 하수, 산업폐수, 축산분뇨 또는 음식물쓰레기 등의 처리과정에서 수집된 슬러지를 연료로 활용할 수 있도록 가열하여 슬러지 내의 수분함량을 조절하는 장치에 있어서, 슬러지를 내부에 수용하여 가열하는 가열로; 가열로의 상부와 연결되어 가열로 내부의 공기를 흡입하는 진공부; 슬러지의 수분 함량을 측정하는 측정부; 가열로의 일측과 연결되고, 내부에 흡수제와 물이 혼합된 흡수액을 분사하는 분사 트레이를 장착하여, 가열로에서 생성된 고온의 수증기를 유인하여 흡입하는 수증기 흡입부; 수증기 흡입부로부터 고온의 수증기를 공급받아 열교환을 진행하는 열교환부; 열교환부에서 발생된 열을 가열로의 열원으로 공급하는 열원공급부를 구비한다.

본 발명은, 버려지는 슬러지 케이크를 원료로 삼아 분쇄와 연소물질 투입 후 성형과정을 통해 고열량의 블록형 연료를 생산할 수 있는, 하수슬러지 재활용방법 및 재활용장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 하수슬러지 재활용장치는, 외부로부터 제공된 슬러지케이크를 이송시키는 스크류이송기와; 스크류이송기로부터 이송된 슬러지케이크를 수용하며 바닥부에는 다수의 압출통로가 형성되어 있는 내압케이스, 내압케이스 내의 슬러지케이크를 압착시켜 압출통로를 통해 하향 압출시키는 가압피스톤을 갖는 압출기와; 압출기의 하부에 설치되고, 압출기로부터 하강하는 슬러지를 커팅하여 슬러지의 평균 입도를 1cm 이하로 만드는 세분기와; 세분기에 의해 세분된 슬러지를 받아 이동시키는 컨베이어와; 컨베이어를 통해 이송되는 세분슬러지를 건조시키는 가열건조기와; 가열건조기를 통해 건조된 세분슬러지에 볏짚과 물을 투입 및 혼합하여 반죽하는 혼합기와; 혼합기에 의해 반죽된 슬러지반죽물과 숯과 점결제를 반복적으로 적층하여 다층구조체를 형성하는 적층가압기와; 적층가압기로부터 배출된 다층구조체에 다수의 통기구멍을 형성하는 천공기가 포함된다.

또한, 상기 적층가압기는; 상하로 개방된 수직의 적층챔버와, 적층챔버의 일측에 구비되고, 적층챔버 내에 슬러지반죽물을 투입할 수 있는 통로를 제공하는 제1투입덕트와, 적층챔버의 타측에 고정되며, 적층챔버 내에 숯을 투입할 수 있는 통로를 제공하는 제2투입덕트와, 상기 적층챔버 내에 점결제를 분사하는 다수의 점결제노즐과, 적층챔버의 내측 하단부에 분리 가능하도록 위치하며 수평의 바닥면을 제공하는 버텀플레이트와, 적층챔버의 내부에 일부 삽입되고, 반복적 승강운동을 통해, 적층챔버 내부에 교대로 투입된 슬러지반죽물과 숯을 다지는 다짐해머를 구비한다.

아울러, 상기 세분기는; 내압케이스의 하부에 설치되고, 수직의 통로를 제공하는 수직슈트와, 수직슈트의 측부에 장착되며, 하강하는 슬러지측으로 압축공기를 반복적으로 가하여, 슬러지의 하향 흐름을 단절킴으로써 상기한 세분슬러지를 형성하는 다수의 에어나이프와, 에어나이프에 압축공기를 제공하는 압축공기공급부를 구비한다.

또한 본 발명의 하수슬러지 재활용방법은, 외부로부터 제공된 슬러지케이크를 가압 이동시키는 슬러지케이크 공급단계와; 상기 슬러지케이크 공급단계를 통해 공급된 슬러지케이크를, 바닥부에 다수의 압출통로가 형성되어 있는 내압케이스에 수용한 상태로 압착시켜, 슬러지케이크가 압출통로를 통과하며 분리되어 낙하하게 하는 압출단계와; 내압케이스로부터 압출되는 슬러지에 측방향 공압을 가하여 슬러지의평균 입도를 1cm 이하로 만드는 세분단계와; 세분단계를 통해 세분된 세분슬러지를 가열 건조시키는 건조단계와; 건조된 세분슬러지에 볏짚과 물을 포함하는 제1첨가물을 투입하는 제1첨가물투입단계와; 세분슬러지와 제1첨가물을 혼합하여 슬러지반죽물을 만드는 반죽단계와; 숯과 슬러지반죽물을 교대로 적층함과 동시에 점결제를 가하고, 하향 가압력을 제공하여 다층구조체를 형성하는 다층구조체 형성단계와; 상기 다층구조체를 커팅하여 다수 개로 분할하는 분할단계와; 분할된 다층구조체에 직선형 니들을 반복적으로 꼽아, 니들에 의한 통기공을 형성하는 통기공형성단계를 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 하수슬러지 재활용장치는, 버려지는 슬러지 케이크를 원료로 삼아 분쇄와 연소물질 투입 후 성형과정을 통해 고열량의 블록형 연료를 생산할 수 있어, 하수슬러지의 처리효율을 크게 향상시킴과 아울러 화석연료의 사용량을 줄일 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 재활용장치의 전체 구성과 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 적층가압기를 별도로 나타내 보인 도면이다.
도 3은 도 1의 재활용장치에 의해 제작된 결과물인 블록형 연료를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 재활용방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 재활용장치의 전체 구성과 작동 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 적층가압기를 별도로 나타내 보인 도면이다. 또한, 도 3은 도 1의 재활용장치에 의해 제작된 결과물인 블록형 연료를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 하수슬러지 재활용장치(10)는, 스크류이송기(11), 압출기(15), 세분기(17), 컨베이어(19), 가열건조기(18), 혼합기(25), 적층가압기(30), 분할기(55), 천공기(43)를 구비한다.

스크류이송기(11)는 호퍼(13)를 통해 제공된 슬러지케이크(14) 및 점증제(16)를 혼합과 동시에 이송시킨다. 스크류이송기(11)에 의해 이송된 슬러지케이크와 점증제 혼합물은 압출기(15)의 압출케이스(15a)로 배출된다.

스크류이송기(11)는, 스크류케이스(11c), 스크류로터(11b), 모터(11a)를 갖는다. 스크류케이스(11c)는 상부에 호퍼(13)를 갖는 수평의 파이프이다. 또한 스크류로터(11b)는 스크류케이스(11c) 내부에 축회전 가능하도록 설치된 스크류부재이며 모터(11a)에 의해 축회전한다.

호퍼(13)를 통해 전달된 슬러지케이크(14)와 점증제(16)는 스크류로터(11b)에 의해 밀려 이송되면서 고르게 혼합된다. 상기 스크류이송기(11)는 일회 처리분의 슬러지케이크(14)와 점증제(16)를 투입한 후, 압출이 완료될 때 까지 일시 정지한다. 점증제(16)는 슬러지케이크(14)와 혼합되며, 슬러지케이크(14)의 점도를 증가시킨다. 참고로 상기 슬러지케이크(14)는 자체적으로 점도를 갖는다.

또한, 상기 스크류이송기(11)를 지지하기 위한 별도의 지지용 프레임(미도시)이 추가될 수 있다.

압출기(15)는, 스크류이송기(11)로부터 전달된 슬러지케이크(14)와 점증제(16) 혼합물을 수용하며 하부로 압출하는 역할을 한다.

압출기(15)에는 압출케이스(15a)와 가압피스톤(15d)이 포함된다. 압출케이스(15a)는 상부로 개방된 원통형 부재이며 바닥에 다수의 압출통로(15b)를 갖는다. 압출통로(15b)는 압출케이스(15a)에 수용되어 있는 슬러지케이크(14)와 점증제(16) 혼합물이 하부로 빠져나가는 구멍이다.

압출통로(15b)의 상단부는 뾰족한 형상을 취하며 하부로 갈수로 좁아진다. 슬러지케이크(14)와 점증제(16) 혼합물은 압출통로(15b)의 상단부(뾰족한 부분)에서 분할된 후, 각각의 압출통로(15b)를 통과하며 반작용력을 받고 하부로 빠진다.

가압피스톤(15d)은 압출케이스(15a) 내의 슬러지케이크(14)와 점증제(16)혼합물을 압착시켜, 슬러지케이크(14)가 압출통로(15b)를 통해 하향 압출되게 한다. 가압피스톤(15d)의 승강 운동은 별도의 유압프레스(미도시)를 통해 구현된다.

슬러지케이크(14)와 점증제(16) 혼합물을 압출통로(15b)를 통과하며 압축되고 강하게 뭉친 상태로 하부로 배출된다. 점증제(16)가 혼합된 상태의 슬러지케이크(14)가, 압출통로(15b)의 내벽으로부터 반작용력을 받아 강하게 뭉치므로, 슬러지케이크(14)는, 끈적끈적한 상태로, 마치, 진흙이 좁은 구멍을 삐져나오듯이 배출된다.

세분기(17)는, 압출기(15)의 하부에 설치되고, 압출기의 압출통로(15b)를 통해 빠져 나오는 슬러지와 점증제(16) 혼합물을, 에어나이프(17b)를 이용하여 일정간격으로 커팅하여, 슬러지의 평균 입도를 1cm 이하로 만든다.

슬러지를 커팅 한다는 의미는, 압출통로(15b)를 통과해 내려오는 슬러지에 측방향 공기 압력을 가하여, 연결되어 있는 슬러지를 절단한다는 의미이다. 예를 들어, 한줄기로 내려오는 반죽물을 칼을 이용해 일정간격으로 절단하는 것과 같다.

이러한 세분기(17)는, 수직슈트(17a), 다수의 에어나이프(17b), 압축공기공급부(17c)를 갖는다.

수직슈트(17a)는 압출케이스(15a)의 하부에 설치되고, 수직의 통로를 제공한다. 압출기(15)에서 압출되는 슬러지와 점증제(16) 혼합물은 수직슈트(17a)를 통과하여 컨베이어(19)에 도달한다.

에어나이프(17b)는 수직슈트의 측부에 장착되며, 하강하는 슬러지측으로 압축공기를 반복적으로 가하여, 슬러지의 하향 흐름을 단절시킴으로써 세분슬러지(23)를 형성한다. 세분슬러지는 평균 입도가 1cm이하인 슬러지 덩어리이다.

압축공기공급부(17c)는 에어나이프(17b) 측으로 압축공기를 제공하여, 에어나이프(17b)가 압축공기를 수평으로 분출하게 한다. 에어나이프(17b)의 압축공기 분출 인터벌은 압축공기공급부(17c)를 통해 제어가 가능하다. 가령 0.5초에 1회 간격으로 분출할 수 있다.

결국 압출케이스(15a)에 채워져 있던 한 덩어리의 슬러지케이크(14)와 점증제(16) 혼합물은, 압출통로(15b)를 통과하며 다수로 분할되고, 그와 동시에 에어나이프(17b)에 의해 절단되어 1cm 이하의 작은 '개별적 덩어리'로 나뉜다.

컨베이어(19)는 세분기(17)에 의해 세분된 슬러지를 받아 일정속도로 이동시키며 그 상부에 가열건조기(18)를 갖는다. 가열건조기(18)는 컨베이어(19)에 의해 이송되는 세분슬러지를 가열하여 세분슬러지의 수분을 제거한다. 가열건조기(18)에 의해 건조된 세분슬러지(21)는 혼합기(25)에 투입되어 다른 첨가물과 함께 혼합 및 반죽된다.

혼합기(25)는, 가열건조기(18)를 통해 건조된 세분슬러지(21)에 볏짚(22b)과 물(22a)을 투입 및 혼합하여 반죽한다. 혼합기(25)에서 만들어진 반죽물은 슬러지반죽물(24)이며, 적층가압기(30)로 투입된다.

혼합기(25)는, 혼합용기(25c), 모터(25a), 교반날개(25b)를 갖는다. 혼합용기(25c)에, 세분슬러지(21), 물(22a), 볏짚(22b)을 투입한 후 모터(25a)를 구동하면, 교반날개(25b)가 회전하며 혼합 및 반죽을 진행한다. 볏짚은 별도의 선행공정을 통해 3mm 이하의 길이로 커팅된 상태이다. 상기 물(22a)과 볏짚(22b)은 1차첨가물(22)이다.

한편, 적층가압기(30)는, 혼합기(25)에 의해 반죽된 슬러지반죽물(24)과, 2차첨가물(31)을 교대로 반복 적층 및 가압하여 다층구조체(40)를 만든다. 2차첨가물(31)에는 숯(31a)과 점결제(31b)가 포함된다. 숯(31a)은 파쇄된 상태로서 그 입도는 대략 가루 상태일 수 있다. 점결제(31b)는 노즐(35)을 통한 분사 방식으로 투입된다. 점결제는, 숯과 슬러지반죽물을 강하게 결합시킨다.

적층가압기(30)는, 적층챔버(33), 버텀플레이트(34), 제1투입덕트(33c), 제2투입덕트(33d), 다수의 점결제노즐(35), 다짐해머(38)를 갖는다.

적층챔버(33)는 상하로 개방된 사각의 빈 통이고, 다층구조체(40)를 형성할 수 있는 공간부(33a)를 제공한다. 공간부(33a) 내에 슬러지반죽물(24)과 2차첨가물(31)을 번갈아 투입 한 상태에서 다짐해머(38)로 다지면, 적층챔버(33) 내에 다층구조체(40)가 만들어진다.

또한, 제1투입덕트(33c)는 적층챔버(33)의 일측벽에 구비되는 덕트로서, 적층챔버 내에 슬러지반죽물(24)을 투입할 수 있는 통로를 제공한다. 제1투입덕트(33c)를 통해 슬러지반죽물(24)을 투입한다. 그리고 적층챔버(33)의 타측벽에는 제2투입덕트(33d)가 위치한다. 제2투입덕트(33d)는 2차첨가물의 일부인 숯(31a)을 투입하는 통로이다.

그리고 점결제노즐(35)은 적층챔버 내에 점결제(31b)를 분사한다. 점결제(31b)는 슬러지반죽물(24)과 숯(31a)을 결합시킨다. 점결제노즐(35)에 외부의 점결제공급부(미도시)가 연결됨은 물론이다.

아울러 적층챔버(33)의 외측부에는 다수의 아이볼트(36)가 구비된다. 아이볼트(36)는 적층챔버(33)를 인양할 때, 인양장비(가령, 후크)가 연결되는 부속이다. 후술하는 바와 같이, 다층구조체(40)의 형성이 완료된 후, 다층구조체(40)를 적층챔버(33)로부터 꺼내기 위해, 적층챔버(33)를 인양하는데, 이 때 아이볼트(36)에 인양장비를 연결하는 것이다.

버텀플레이트(34)는 적층챔버(33)의 내측 하단부에 분리 가능하도록 적용되는 부재이며, 적층챔버(33) 내에서 수평의 바닥면을 제공한다. 적층챔버(33)를 인양하더라도, 버텀플레이트(34)는 다층구조체(40)와 함께 그대로 남아 있다.

다짐해머(38)는, 적층챔버(33)의 내부에 일부 삽입되고, 외부 동력을 받아 반복적 승강운동을 통해, (적층챔버 내부에 교대로 투입된) 슬러지반죽물과 숯을 다진다. 다짐해머(38)에 의해, 슬러지반죽물과 숯이 강하게 결합한 다층구조체(40)가 형성된다. 다층구조체(40)는, 가령, 화력발전소나 열병합발전소 등에서 연료로 사용된다.

분할기(55)는, 적층가압기(30)로부터 배출된 다층구조체(40)를 필요한 사이즈로 절단하는 장비이며 승강바디(55b)와 분할커터(55a)를 구비한다. 승강바디(55b)는 외부의 승강장치에 연결되며 승강 가능하고 그 하부에 분할커터(55a)를 갖는다. 분할커터(55a)는 승강 가능한 블레이드이며, 하강하여 다층구조체(40)를 필요한 사이즈로 분할한다. 분할기(55)에 의해, (기 형성된 두께의) 다층구조체(40)의 평면 면적을 조절할 수 있다.

상기 분할기(55)에 의해 분할된 다층구조체(40)는 천공기(43)에 의해 천공된다. 천공기(43)는 다층구조체에 다수의 통기구멍(51)을 형성하는 장비이다. 천공기(43)는, 승강판(43a)과, 다수의 니들(43c)을 갖는다. 승강판(43a)은 외부동력을 받아 승강하는 요소이다. 또한 니들(43c)은 승강판(43a)의 하부에 수직으로 고정된 바늘이다. 니들(43c)의 하단부는 뾰족하게 가공되어 있다. 니들(43c)의 직경은 3mm 이하이다.

상기 천공기(43)를 하강시켜 니들(43c)로 다층구조체(40)를 찌르면, 도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 통기구멍(51)이 남게 된다. 통기구멍(51)을 형성하는 이유는 연소효율을 향상시키기 위함이다.

도 3은 상기 재활용장치(10)를 통해 제작된 결과물, 즉, 블록형연료(50)를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, 블록형연료(50)는 숯(31a)과 슬러지반죽물(24)의 적층 구조를 이루고, 또한 수직방향으로 천공된 다수의 통기구멍(51)을 갖는다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 재활용방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 하수슬러지 재활용방법은, 슬러지케이크 공급단계(101), 압출단계(103), 세분단계(105), 건조단계(107), 제1첨가물투입단계(109), 반죽단계(111), 다층구조체 형성단계(113), 다층구조체 개방단계(114), 분할단계(115), 통기공형성단계(117)를 포함한다.

슬러지케이크 공급단계(101)는, 외부로부터 제공된 슬러지케이크(14)를 가압 이동시키는 과정이다. 예를 들어, 호퍼(13)를 통해 공급된 슬러지케이크(14)와 점증제(16)를 혼합하며 이송시켜 압출기(15)로 공급하는 것이다. 점증제(16)의 투입량은, 슬러지의 함수율에 따라 달라질 수 있다.

압출단계(103)는, 공급된 슬러지케이크(14)와 점증제(16) 혼합물을 압출기(15)를 이용해 하부로 압출하는 과정이다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 바닥부에 다수의 압출통로(15b)가 형성되어 있는 압출케이스에 슬러지케이크(14)와 점증제 혼합물을 투입한 후, 가압피스톤(15d)으로 압착시켜, 슬러지케이크가 압출통로를 통과하며 낙하하게 하는 것이다. 압출통로(15b)를 통과한 슬러지케이크는 점증제의 작용에 의해 어느 정도 연결된 상태를 유지한다.

세분단계(105)는, 압출기(15)로부터 압출되는 슬러지에 측방향 공압을 가하여, 슬러지의 평균 입도를 1cm 이하로 절단한다. 세분단계(103)를 위해 에어나이프(17b)를 사용할 수 있다. 에어나이프(17b)는 측방향 공압을 반복적으로 출력하여, 하향 압출되는 슬러지케이크를 절단한다. 압출기(15)로부터 내려오는 슬러지케이크는, 에어나이프(17b)에 의해, 평균 입도가 1cm이하인 작은 크기로 분할된다. 말하자면, 압출케이스(15a) 내에서 하나의 덩어리이던 슬러지케이크가, 평균 입도 1cm 이하의 비정형체로 나누어지는 것이다.

건조단계(107)는, 세분단계(105)를 통해 세분된 세분슬러지를 가열 건조시키는 과정이다. 건조단계(107)를 수행하기 위해 상기한 가열건조기(18)를 사용할 수 있다.

1차첨가물투입단계(109)는, 건조된 세분슬러지에 볏짚(22b)과 물(22a)을 포함하는 제1첨가물(22)을 투입하는 과정이다. 볏짚(22b)은 세분슬러지(21)를 구성하는 입자의 결합력을 향상시킴과 아울러 연소 시 발열량을 높이기 위한 소재이다. 그리고 물(22a)은 볏짚과 세분슬러지의 반죽을 위한 첨가요소이다.

이어지는 반죽단계(111)는, 세분슬러지(21)와 볏짚(22b)을 물과 함께 교반하여 슬러지반죽물(24)을 만드는 과정이다. 반죽단계를 통해 얻어진 슬러지반죽물(24)은 적층가압기(30)로 옮겨져 납작하게 압축된다,

다층구조체 형성단계(113)는, 숯(31a)과, 슬러지반죽물을 교대로 적층함과 동시에 점결제(31b)를 가하고, 하향 가압력을 제공하여 다층구조체(40)를 형성하는 과정이다. 즉, 상기한 적층챔버(33) 내에 슬러지반죽물(24)과 숯(31a)을 교대로 투입하고, 또한 점결제(31b)를 분사하면서, 다짐해머(38)로, 슬러지반죽물(24)과 숯(31a) 적층체를 다지는 것이다.

다층구조체 개방단계(114)는, 적층챔버(33) 내에서 적층이 완료된 다층구조체(40)를 적층챔버(33) 외부로 꺼내는 과정이다. 이를 위해 상기 적층챔버(33)를 인양한다. 즉, 적층챔버(33)의 아이볼트(36)에 인양장비를 연결한 후 적층챔버(33)를 들어 올린다. 적층챔버(33)를 인양하면, 다층구조체(40)가 노출되며 다층구조체에 대한 추가 가공이 가능해진다.

분할단계(115)는, 다층구조체(40)를 커팅하여 다수 개로 분할하는 과정이다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 다층구조체(40)의 상부에 위치한 분할커터(55a)를 하강하여, 분할커터(55a)로 다층구조체(40)를 나누는 것이다.

통기공 형성단계(117)는, 분할된 다층구조체(40)에 직선형 니들(43c)을 반복적으로 꼽아, 니들에 의한 통기구멍(51)을 형성하는 과정이다. 통기구멍(51)을 형성함으로써 블록형연료(50)의 제작이 완료된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:재활용장치 11:스크류이송기 11a:모터
11b:스크류로터 11c:스크류케이스 13:호퍼
14:슬러지케이크 15:압출기 15a:압출케이스
15b:압출통로 15d:가압피스톤 16:점증제
17:세분기 17a:수직슈트 17b:에어나이프
17c:압축공기공급부 18:가열건조기 19:컨베이어
21:세분슬러지 22:1차첨가물 22a:물
22b:볏짚 24:슬러지반죽물 25:혼합기
25a:모터 25b:교반날개 25c:혼합용기
30:적층가압기 31:2차첨가물 31a:숯
31b:점결제 33:적층챔버 33a:공간부
33c:제1투입덕트 33d:제2투입덕트 34:버텀플레이트
35:점결제노즐 36:아이볼트 38:다짐해머
40:다층구조체 43:천공기 43a:승강판
43c:니들 50:블록형연료 51:통기구멍
55:분할기 55a:분할커터 55b:승강바디

Claims

외부로부터 제공된 슬러지케이크를 이송시키는 스크류이송기와;
스크류이송기로부터 이송된 슬러지케이크를 수용하며 바닥부에는 다수의 압출통로가 형성되어 있는 내압케이스, 내압케이스 내의 슬러지케이크를 압착시켜 압출통로를 통해 하향 압출시키는 가압피스톤을 갖는 압출기와;
압출기의 하부에 설치되고, 압출기로부터 하강하는 슬러지를 커팅하여 슬러지의 평균 입도를 1cm 이하로 만드는 세분기와;
세분기에 의해 세분된 슬러지를 받아 이동시키는 컨베이어와;
컨베이어를 통해 이송되는 세분슬러지를 건조시키는 가열건조기와;
가열건조기를 통해 건조된 세분슬러지에 볏짚과 물을 투입 및 혼합하여 반죽하는 혼합기와;
혼합기에 의해 반죽된 슬러지반죽물과 숯과 점결제를 반복적으로 적층하여 다층구조체를 형성하는 적층가압기와;
상기 다층구조체에 다수의 통기구멍을 형성하는 천공기가 포함되는,
하수슬러지 재활용장치.
제1항에 있어서,
상기 적층가압기는;
상하로 개방된 수직의 적층챔버와,
적층챔버의 일측에 구비되고, 적층챔버 내에 슬러지반죽물을 투입할 수 있는 통로를 제공하는 제1투입덕트와,
적층챔버의 타측에 고정되며, 적층챔버 내에 숯을 투입할 수 있는 통로를 제공하는 제2투입덕트와,
상기 적층챔버 내에 점결제를 분사하는 다수의 점결제노즐과,
적층챔버의 내측 하단부에 분리 가능하도록 위치하며 수평의 바닥면을 제공하는 버텀플레이트와,
적층챔버의 내부에 일부 삽입되고, 반복적 승강운동을 통해, 적층챔버 내부에 교대로 투입된 슬러지반죽물과 숯을 다지는 다짐해머를 구비하는,
하수슬러지 재활용장치.
제2항에 있어서,
상기 세분기는;
내압케이스의 하부에 설치되고, 수직의 통로를 제공하는 수직슈트와,
수직슈트의 측부에 장착되며, 하강하는 슬러지측으로 압축공기를 반복적으로 가하여, 슬러지의 하향 흐름을 단절킴으로써 상기한 세분슬러지를 형성하는 다수의 에어나이프와,
에어나이프에 압축공기를 제공하는 압축공기공급부를 구비하는,
하수슬러지 재활용장치.
외부로부터 제공된 슬러지케이크를 가압 이동시키는 슬러지케이크 공급단계와;
상기 슬러지케이크 공급단계를 통해 공급된 슬러지케이크를, 바닥부에 다수의 압출통로가 형성되어 있는 내압케이스에 수용한 상태로 압착시켜, 슬러지케이크가 압출통로를 통과하며 분리되어 낙하하게 하는 압출단계와;
내압케이스로부터 압출되는 슬러지에 측방향 공압을 가하여 슬러지의평균 입도를 1cm 이하로 만드는 세분단계와;
세분단계를 통해 세분된 세분슬러지를 가열 건조시키는 건조단계와;
건조된 세분슬러지에 볏짚과 물을 포함하는 제1첨가물을 투입하는 제1첨가물투입단계와;
세분슬러지와 제1첨가물을 혼합하여 슬러지반죽물을 만드는 반죽단계와;
숯과 슬러지반죽물을 교대로 적층함과 동시에 점결제를 가하고, 하향 가압력을 제공하여 다층구조체를 형성하는 다층구조체 형성단계와;
상기 다층구조체를 커팅하여 다수 개로 분할하는 분할단계와;
분할된 다층구조체에 직선형 니들을 반복적으로 꼽아, 니들에 의한 통기공을 형성하는 통기공형성단계를 포함하는,
하수슬러지 재활용방법.