KR19990038331A - 슬러지 건조장치 및 건조방법 - Google Patents

Abstract

슬러지 건조장치 및 건조방법에 관한 본 발명은 슬러지를 공급하는 슬러지 공급수단과; 상기 공급된 슬러지를 압축시키는 압축수단과; 상기 압축된 슬러지를 이동시키는 벨트콘베이어와; 상기 벨트 콘베이어의 상부에 위치하여, 벨트콘베이어에 의하여 이동하는 슬러지를 가열건조 시키는 마이크로 웨이브 조사수단 및; 상기 공급수단과 압축수단과 벨트콘베이어 및 마이크로 웨이브 조사수단을 콘트롤 하는 콘트롤 박스를 포함한다. 또한 슬러지 저장탱크로부터 공급된 슬러지를 공급기를 사용하여, 압축수단에 공급하는 슬러지 공급공정과; 압축롤러를 구동하여 상기 공급된 슬러지를 압축하는 압축공정과; 상기 압축된 슬러지를 벨트콘베이어를 통해 이송시키면서 건조시키는 건조공정 및; 상기 건조된 슬러지를 분쇄하는 분쇄공정을 포함한다. 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 슬러지 건조장치 및 슬러지 건조방법은, 슬러지의 중량을 감량하는 효과가 매우 크고 확실하다는 효과가 있다. 또한 슬러지의 건조속도가 빠르며 건조시 2차 오염원이 발생하지 않고, 별도의 다른 장치가 필요없으므로 유지 및 보수가 간단하고 연속운전이 가능하므로 슬러지의 발생즉시 건조처리가 가능하다. 아울러, 강제배기 및 탈취를 하므로 냄새의 발산이 없고, 슬러지를 구성하고 있는 성분의 변화를 야기시키지 않는다. 또한 슬러지의 처리용량에 제한을 받지 않는 이점도 있다.

Description

슬러지 건조장치 및 건조방법

본 발명은 슬러지 처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬러지 건조장치 및 슬러지 건조방법에 관한 것이다.

슬러지(sludge)는 수중의 부유물이 오랜시간에 걸쳐 침전하여 이루어진 진흙상태의 침전물이다.

슬러지에는 다량의 수분이 함유되어 있기 때문에 취급이 곤란하므로 통상 슬러지를 모래여과, 필터프레스, 진공여과기 등으로 처리하여 수분이 적은 케이크(cake)상으로 만든 후, 대부분 매립이나 소각을 하여 처리하고, 또는 해양투기를 하기도 한다. 그러나 상기한 여러 처리방법은 2차 오염을 야기시켜 환경에 악영향을 끼치고 있다. 상기와 같은 2차 오염을 해결하기 위하여 종래에 행하여지고 있는 슬러지 처리법중 건조법은, 가열팽창공정과 농축공정 및 건조공정으로 분리되며 각각각의 공정을 위하여 많은 설비가 사용되어야 하므로 경제적인 부담이 크므로, 특히 영세기업은 폐기물 처리를 폐기물 처리 대행업체에 의존할 수밖에 없다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 복잡한 부대시설 및 부대공정이 필요치않아 그에 따른 투자비 및 유지비가 발생하지 않고, 구조가 간단하고 경제적이며, 건조효율이 높은 슬러지 건조장치를 제공함과 상기 건조장치를 이용하여 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 건조장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 상기 도 1의 벨트콘베이어 및 마이크로 웨이브 조사수단을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 슬러지 건조방법을 설명하기 위하여 나타낸 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:슬러지 탱크 12:스크류타입공급기

14:벨트콘베이어 16:마이크로 웨이브 조사수단

18:콘트롤러 20:압축롤러

21:모터 22:마이크로 웨이브 외부누출 차폐기구

23:차폐막 24:마이크로 웨이브 발생기

26:호퍼 28:분쇄기

30:환풍기 32:물탱크

34:살수헤드 36:펌프

38:감시창 100:슬러지공급공정

102:압축공정 104:건조공정

106:이송단계 108:마이크로웨이브발생단계

110:가스배출단계 112:분쇄공정

114:임시저장단계 116:분쇄단계

상기 목적을 달성하기 위한여 본 발명의 슬러지 건조장치는, 슬러지를 공급하는 슬러지 공급수단과; 상기 공급된 슬러지를 압축시키는 압축수단과; 상기 압축된 슬러지를 이동시키는 벨트콘베이어와; 상기 벨트 콘베이어의 상부에 위치하여, 벨트 콘베이어에 의하여 이동하는 슬러지를 가열건조 시키는 마이크로 웨이브 조사수단 및; 상기 공급수단과 압축수단과 벨트콘베이어 및 마이크로 웨이브 조사수단을 콘트롤 하는 콘트롤 박스를 포함한다.

또한 본 발명의 슬러지 건조방법은, 슬러지 저장탱크로부터 공급된 슬러지를 공급기를 사용하여 압축수단에 공급하는 슬러지 공급공정과; 압축롤러를 구동하여 상기 공급된 슬러지를 압축하는 압축공정과; 상기 압축된 슬러지를 벨트콘베이어를 통해 이송시키면서 건조시키는 건조공정 및, 상기 건조된 슬러지를 분쇄하는 분쇄공정을 포함한다.

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

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 건조장치의 전체적인 구성을 도시하였다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 슬러지 건조장치는 크게 슬러지 공급수단과 압축수단과 벨트콘베이어와 마이크로 웨이브 조사수단 및 콘트롤 박스로 구성된다.

슬러지 공급수단은, 통상의 방법을 통하여 케이크(cake)상으로 처리된 슬러지를 건조시키기 전에 임시저장하는 슬러지 탱크(10)와, 상기 슬러지 탱크(10)내에 임시저장되어 있는 슬러지를 압축수단으로 공급하는 스크류 타입 공급기(12)를 구비한다. 상기 슬러지 탱크(10)의 하부에는 슬러지가 유출될 수 있도록 출구가 마련되어 있고, 상기 출구의 하부에 슬러지 탱크(10)와 연통되도록 스크류 타입 공급기(12)가 위치한다. 상기 스크류 타입 공급기(12)는 별도로 구비된 모터에 의해 내부에 마련되어 있는 스크류가 회전함으로써 슬러지를 이동시킨다. 본 실시예에서는 공급기(feeder)를 스크류 타입으로 적용하였지만, 다른 타입의 공급기도 사용할 수 있음은 물론이다. 한편, 상기 스크류 타입 공급기(12)의 출구는 슬러지를 압축수단에 공급할 수 있도록 압축기에 인접해 있다.

압축수단은 후술될 벨트 콘베이어(14)의 일측 상면에 위치하는 압축롤러(20)와, 상기 압축롤러(20)를 구동하는 모터(21)를 포함한다. 상기 압축롤러(20)는 벨트 콘베이어(14)의 일측 상면에서 일정거리 이격된 위치에서 회전함으로써, 스크류 타입 공급기(12)로부터 공급된 슬러지를 압축시킨다. 즉, 압축롤러(20)는 벨트콘베이어(14)의 상면에 위치하되 벨트의 이송이 시작되는 벨트콘베이어(14)의 대체로 단부에 위치하여 모터(21)에 의해 회전하며, 동시에 벨트콘베이어(14)의 상면과 일정한 이격거리를 유지하도록 설치된다. 그러므로 상기 압축롤러(20)는 벨트콘베이어(14)의 상면에 대하여 일정한 강성을 가지며 위치되므로, 상기 스크류타입 공급기(12)의 출구로부터 벨트콘베이어(14)로 공급되어 이송이 시작되는 슬러지는 압축롤러(20)의 하부를 지나면서, 압력을 받아 압축된다.

벨트콘베이어(14)는 구동수단(미도시)에 의하여 동작하며 슬러지를 이송시킨다. 아울러 일측단부에는 상기한 압축롤러(20)가 위치하고, 타측단부에는 후술할 분쇄수단이(26,28)이 마련된다. 또한 벨트콘베이어(14)의 상부에 마이크로 웨이브 조사수단(16)이 설치된다. 상기 마이크로 웨이브 조사수단(16)은 전체적으로 박스형태를 취하며, 벨트의 이동방향측으로 형성된 슬러지 입출구측에 고주파 외부누출차폐기구(22)가 각각 설치된다. 상기 고주파 외부누출 차폐기구(22)는 내부에 마이크로 웨이브 조사수단(16)내의 마이크로 웨이브 발생기(24)로부터 발생하는 고주파가 외부로 누출되지 않도록 다수의 차폐막(23)이 설치되어 고주파의 외부 누출을 차단 한다. 아울러 상기 고주파 위부누출 차폐기구(22)는 대체로 박스 형태를 취한다. 마이크로 웨이브 조사수단(16)의 내측 상부에는 적어도 한 개이상의 마이크로 웨이브 발생기(24)가 설치되어, 이송되는 슬러지에 고주파를 조사함으로써, 열을 발생시켜 슬러지내의 수분을 증발시킨다. 상기 마이크로 웨이브 발생기(24)의 수는 장비의 용량에 대응하여 설치된다. 또한 마이크로 웨이브 조사수단(16)의 전면에는 감시창(38)을 설치하여 내부를 감시할 수 도 있다.

한편, 상기한 바와 같이 벨트콘베이어(14)에 의해 이송되는 슬러지에 마이크로 웨이브가 조사됨으로써 열이 가해지고 슬러지로부터 가스 및 수증기가 발생하므로, 발생 가스 및 수증기를 외부로 배출하는 환풍기(30) 및 수처리기가 더 구비된다. 상기 수처리기는 가스 및 수증기의 냄새를 탈취하기 위하여 설치되며, 살수헤드(34)와 물탱크(32) 및 펌프(36)를 포함한다. 마이크로 웨이브 조사수단(16)의 내부를 통과하면서, 가열건조되는 슬러지로부터 발생하는 가스 및 수증기는, 환풍기(30)에 의해서 마이크로 웨이브 조사수단(16)의 외부로 배출되고, 물탱크(32)를 통과하여 대기로 방출된다. 상기 물탱크(32)를 통과하는 가스 및 수증기는 살수헤드(34)에 의하여 살수되는 물에 접촉하여 수증기는 액화하고, 가스의 냄새는 제거된다. 아울러 상기 살수된 물은 펌프(36)에 의해 순환된다.

분쇄수단은 벨트콘베이어(14)로부터 이송되어 나오는 건조된 슬러지를 임시저장하는 호퍼(26)와, 상기 호퍼(26)의 하부에 위치하는 분쇄기(28)를 구비한다. 분쇄수단은 벨트콘베이어(14)에 있어서, 상기한 압축롤러(20)가 설치된 위치의 반대측 단부에 위치한다. 즉, 호퍼(26)는 상기 압축롤러(20)가 구비된 위치의 반대측에 위치하되, 벨트콘베이어(14)의 단부에 근접한 위치에 설치되어, 벨트콘베이어(14)에 의해 운반되어 나오는 건조된 슬러지를 수납받는다. 경우에 따라 상기 건조된 슬러지는 건조로 인하여 굳어진 상태로 나올 수 있으므로, 굳어진 상태의 슬러지를 분쇄하기 위한 분쇄기(28)가 호퍼(26)의 하부에 위치하여, 호퍼(26)로 부터 나오는 슬러지를 분쇄한다. 본 실시예에서 사용되는 분쇄기는 적어도 두 개로 구성되는 롤러타입 분쇄기(28)이나, 슬러지의 종류에 따른 작업환경에 맞도록 다양한 형상의 분쇄기를 적용할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 벨트콘베이어(14)의 하부에는 전술한 슬러지공급수단과, 압축수단과, 벨트콘베이어와 마이크로 웨이브 조사수단 및 분쇄수단을 제어하는 장치가 내장된 콘트롤러(18)가 위치한다.

도 2에서는 상기한 벨트콘베이어(14)와 압축롤러(20) 및 마이크로 웨이브 조사수단(16)을 보다 상세히 도시하였다.

도시한 바와 같이, 마이크로 웨이브 조사수단(16)의 전면에는 감시창(38)이 마련되며, 마이크로 웨이브 외부누출 차폐기구(22)의 내부에 다수의 차폐막(23)이 설치되어 있음을 알 수 있다.

도 3에서는 상기와 같이 구성되어 있는 슬러지 건조장치를 이용하여 슬러지를 건조하는 방법을 블록도로 도시하였다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 슬러지 건조방법에 의한 슬러지의 건조방법은, 슬러지 공급공정(100)과 압축공정(102)과 건조공정(104) 및 분쇄공정(112)으로 나눌 수 있다. 상기 슬러지 공급공정(100)은 상기한 슬러지 탱크(10) 및 스크류타입 공급기(12)를 작동하여, 케이크(cake)상의 슬러지를 벨트콘베이어(14)상에 설치되어 있는 압축롤러(20)로 이송하는 공정이다. 상기 슬러지 공급공정(100)이 진행 되는 동안 벨트콘베이어(14)의 상면에 설치된 압축롤러(20)는 계속적으로 회전하며, 벨트콘베이어(14)에 의해 이송하는 슬러지를 압축시키는 압축공정(102)이 이어진다. 압축공정(102)은 스크류타입 공급기(12)를 통하여 공급된 슬러지를 압축롤러(20)와 벨트콘베이어(14) 사이로 통과시킴으로써, 슬러지를 가압하여 납작하게 압축하는 공정이다.

압축공정(102)을 통하여 압축된 슬러지는, 벨트콘베이어(14)에 의해 계속적으로 이송되며 이어서 건조가 이루어지는 건조공정(104)이 수행된다. 상기 건조공정(104)은 이송단계(106)와 마이크로 웨이브 발생단계(108) 및 가스배출단계(110)를 포함한다. 즉, 건조공정(104)은, 벨트콘베이어(104)상의 압축된 슬러지를 계소적으로 이송시켜 마이크로 웨이브 조사수단를 통과시키는 이송단계(106)와, 마이크로 웨이브 발생기(24)를 작동시켜 고주파를 상기 슬러지에 조사함으로써, 슬러지를 건조시키는 마이크로 웨이브 발생단계(108) 및 슬러지가 건조되면서 발생된 가스 및 증기를 마이크로 웨이브 조사수단(16)으로부터 배출하는 가스배출단계(110)를 포함한다. 상기 가스배출단계(110)는 환풍기(30)로 가스를 배출시키는 단계와, 상기 배출된 가스의 냄새를 제거하기 위하여 물탱크(32)를 통과시키며 동시에 물을 살수하는 단계로 구성된다.

건조공정(104)이 완료된 슬러지는 분쇄공정(112)에 들어간다.

분쇄공정(112)은 벨트콘베이어(14)의 일단에 마련된 호퍼(26)에, 벨트콘베이어(14)에 의해 이송 건조된 슬러지가 공급되는 임시저장단계(114)와, 호퍼(26)에 임시저장되어 있던 슬러지를 분쇄기(28)를 통과시키면서 분쇄하는 분쇄단계(116)를 포함한다.

이와같이 케이크상태의 슬러지는 슬러지공급공정(100)과, 압축공정(102)과, 건조공정(104) 및 분쇄공정(112)을 통하여 건조된 상태의 슬러지로 변화된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 건조장치를 사용하여 슬러지샘플을 건조 실험한 실험예를 아래 표에 나타내었다.

슬러지 샘플 채취업종	건조전의 슬러지샘플 중량(g)	건조후의 슬러지샘플 중량(g)	감량율(%)	재활용성
S화학	450	45	90	퇴비로 재활용가능
L전자	490	150	70	건축자재로 재활용 가능
L도금	420	150	65	건축자재로 재활용 가능
H유업	460	35	93	퇴비로 재활용가능

건조 후의 감량효과는 슬러지 샘플 채취업종에 따라 65% 내지 90%의 차이를 보였으나, 건조후의 슬러지의 함수율은 3% 내지 5% 정도 이었다. 또한 유기물 성분이 함유된 슬러지를 건조시킨 후의 건조된 슬러지내의 유기물 성분의 량은, 건조시키기 전의 량과 변화가 없었다.

이상, 본 발명은 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 슬러지 건조장치 및 슬러지 건조방법은, 슬러지의 중량을 감량하는 효과가 매우 크고 확실하며, 슬러지의 건조속도가 빠르며 건조시 2차 오염원이 발생하지 않는다는 효과가 있다.

또한 별도의 다른 장치가 필요없으므로 유지 및 보수가 간단하고 연속운전이 가능하므로 슬러지의 발생즉시 건조처리가 가능하다.

아울러, 강제배기 및 탈취를 하므로 냄새의 발산이 없고, 슬러지를 구성하고 있는 성분의 변화를 야기시키지 않는다. 또한 슬러지의 처리용량에 제한을 받지 않는다는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 슬러지를 공급하는 슬러지 공급수단과;

   상기 공급된 슬러지를 압축시키는 압축수단과;

   상기 압축된 슬러지를 이동시키는 벨트콘베이어(14)와;

   상기 벨트콘베이어(14)의 상부에 위치하여, 벨트콘베이어(14)에 의하여 이동하는 슬러지를 가열건조 시키는 마이크로 웨이브 조사수단(16) 및;

   상기 공급수단과 압축수단과 벨트콘베이어(14) 및 마이크로 웨이브 조사수단(16)을 콘트롤 하는 콘트롤러(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 슬러지 공급수단은 슬러지 탱크(10)와, 상기 슬러지 탱크(10)의 하부에 위치하여 슬러지를 압축수단측으로 이동시키는 공급기를 포함하며, 압축수단은 상기 공급기의 출구에 인접하여 위치하며, 모터(21)에 의해 구동되는 압축롤러(20)인 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 벨트콘베이어(14)는 슬러지를 이동시키는 직선형의 콘베이어이고, 이동된 슬러지를 분쇄하는 분쇄수단을 단부에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 웨이브 조사수단(16)은, 전체적으로 박스의 형태를 취하며, 벨트의 이동방향에 형성된 입출구측에 마이크로 웨이브 외부누출 차폐기구(22)가 각각 설치되며, 아울러 상부에 적어도 한 개 이상의 마이크로 웨이브 발생기(24)가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 압축롤러(20)는 공급기로부터 공급되는 슬러지를 벨트 콘베이어(14)에 대하여 가압함으로써, 압축을 수행하는 하나 이상의 롤러인 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
6. 제 3항에 있어서, 상기 분쇄수단은 벨트콘베이어(14)로부터 이송되어 나오는 슬러지를 임시저장하는 호퍼(26)와, 상기 호퍼(26)의 하부에 위치하여 호퍼(26)로부터 공급되는 슬러지를 분쇄하는 분쇄기(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
7. 제 4항에 있어서, 상기 마이크로 웨이브 조사수단(16)은 상부에 적어도 하나 이상의 탈취수단을 구비하며, 아울러 전면에 감시창(38)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 탈취수단은 마이크로 마이크로 웨이브 조사수단(16)에서 발생하는 가스를 외부로 방출하는 환풍기(30)와, 상기 외부로 방출된 가스를 통과시켜 탈취하기 위한 수처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 수처리기는 물이 저장된 물탱크(32)와, 상기 탱크의 상부에서 물을 살수하는 살수헤드(34)와, 상기 물탱크(32)의 물을 순환시키고 살수헤드(34)에 공급하는 펌프(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
10. 슬러지 저장탱크(10)로부터 공급된 슬러지를 공급기를 사용하여, 압축수단에 공급하는 슬러지 공급공정(100)과;

    압축롤러(20)를 구동하여 상기 공급된 슬러지를 압축하는 압축공정(102)과;

    상기 압축된 슬러지를 벨트콘베이어(14)를 작동하여 이송시키면서 건조시키는 건조공정(104) 및;

    상기 건조된 슬러지를 분쇄하는 분쇄공정(112)을 포함하는 것을 특징으로 하며,

    상기 건조공정은 (104)은, 벨트콘베이어(14)를 이용하여 압축된 슬러지를 이송하는 이송단계(106)와,

    상기 이송하는 슬러지가 마이크로 웨이브 조사수단(16)을 통과할 때, 마이크로 웨이브를 발생하는 마이크로 웨이브 발생단계(108) 및,

    상기 마이크로 웨이브에 의해 건조되면서 발생하는 슬러지의 가스를 배출하는, 가스 배출단계(110)를 더 포함하며,

    아울러 상기 분쇄공정(112)은,

    마이크로 웨이브 조사수단(16)을 통과한 슬러지를 호퍼(26)에 임시 수납하는 임시저장단계(114)와,

    상기 분쇄기(28)를 작동하여 호퍼(26)에 저장된 슬러지를 공급받아 분쇄하는 분쇄단계(116)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조방법.