KR20000052923A - 슬러지 탈수 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

탈수 수단에 의해 슬러지의 탈수능의 프리디텍터로서 첨가제의 첨가후 슬러지 구조의 결정에 의존하는 슬러지 탈수 제어 시스템(10). 상기 시스템(10)은 슬러지의 탈수 제어방법에 의존하고, 상기 방법은 상기 슬러지(15)의 케이크 솔리드 함량과 입자 구조 사이의 관계를 얻고, 상기 슬러지의 상기 케이크 솔리드 함량의 연속적인 측정을 제공하기 위해 상기 슬러지의 상기 입자 구조를 연속적으로 모니터링하고, 그리고 상기 슬러지(15)의 탈수 특성을 제어하기 위해 상기 케이크 솔리드 함량의 기능으로서 상기 슬러지에 첨가제를 첨가하는 것을 포함한다. 슬러지 구조는 슬러지를 형성하는 입자들의 프랙탈 디멘션에 레퍼런스에 의해 결정된다.

Description

슬러지 탈수 제어 시스템{SLUDGE DEWATERING CONTROL SYSTEM}

많은 처리프로세스에서, 응집제가 처리탱크내에서 액체에서 고체로의 응고작용에 도움을 주는 데 사용된다. 궁극적으로 응집제는 폐물(waste materials)과 함께 처리탱크내에서 액체의 바닥에 침전되어 슬러지로서 제거된다.

일부 수처리 및 폐수처리 프로세스의 경우에 자연적으로 발생하는 박테리아가 응집제와 같은 기능을 수행한다.

화학 응집제는 페릭 클로레이트(ferric chlorate) 또는 폴리머와 같은 유기 응집제를 포함한다.

슬러지의 운반을 쉽게 하기 위하여 슬러지를 탈수처리하는 것이 바람직하고 이것은 원심분리 탈수 및 여과 탈수를 포함하는 많은 알려진 방법에 의해 행해질 수 있다.

처리탱크에서 슬러지를 제거 후 탈수 전에, 첨가제가 슬러지의 탈수능 특성을 개선하기 위하여 슬러지와 혼합될 수 있다. 이점에 있어서 폴리머 폴리일렉트로라이트는 유용한 첨가제로 알려져 있다.

비탈수 및 탈수 슬러지 특성 및 첨가제의 유효성을 측정하기 위한 모니터링 방법들은 노동집약적이고, 느리다. 이들은 현대의 산업 플랜트에서 첨가제 제어 시스템의 역할로서 사용하기에 적합하지 않다.

최적 탈수를 성취하기 위하여 첨가제 농도를 제어하는 확실한 기계적 방법이 없는 때에는, 첨가제 첨가는 대개 안전성의 한계를 주기 위해 최적 비율보다 높게 설정된다. 이것은 값이 비싸게 될 수 있는 예를 들면 첨가제가 폴리머인 첨가제를 낭비하게 된다.

본 발명의 목적은 전술한 단점들을 개선하기 위한 것이다.

본 발명은 슬러지 탈수 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 개선하기 위하여 슬러지에 대한 첨가제의 제어를 돕기 위해 채택된 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 실시형태들이 다음의 도면에 따라 설명될 것이다:

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 슬러지 탈수 제어 시스템의 프로세스 다이어그램이고,

도 2는 도 1의 제어시스템에 인풋(input)으로서 관계 데이터를 제공하는데 적합한 슬러지 입자 구조와 케이크 솔리드 함량 사이의 관계를 나타내는 그래프이고,

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 슬러지 탈수 제어 시스템의 프로세스 다이어그램이고,

도 4는 도 3의 시스템과 관련하여 이송 프랙탈 디멘션에 대한 케이크 솔리드 농도와 이송 프랙탈 디멘션에 대한 센트레이트(centrate) 솔리드 함량을 나타내는 그래프이고,

도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 슬러지 탈수 제어 시스템의 프로세스 다이어그램이고,

도 6은 도 5의 시스템에 관하여 센트레이트 프랙탈 디멘션에 대한 케이크 솔리드 함량과 센트레이트 프랙탈 디멘션에 대한 센트레이트 솔리드 함량의 그래프이고,

도 7은 도 5의 시스템을 실행하는 슬러지 탈수 제어 시스템의 프로세스 다이어그램이고,

도 8은 프랙탈 디멘션이 도 7의 시스템에 대해 계산될 수 있는 모멘텀 트랜스퍼와 스캐터드 라이트의 세기 사이의 관계의 그래프이고,

도 9는 도 7의 시스템으로 사용하기 위한 콤바인드 다일루션과 스몰 앵글 라이트 스캐터링 셀의 다이어그램이고,

도 10은 도 7의 시스템으로 사용하기 위한 소프트웨어 실행의 플로우 다이어그램이고,

도 11A는 예시적인 슬러지의 폴리머 함량에 대한 케이크 솔리드 함량의 그래프이고,

도 11B는 폴리머 콤비네이션이 있는 예시적인 슬러지의 폴리머 함량에 대한 프랙탈 디멘션의 그래프이다.

본 명세서에서 용어 "슬러지"는 처리프로세스에서 얻어진 침전된 고체 응고물질을 말한다. 슬러지에는 원심분리기, 벨트 프레스, 필터 프레스 등과 같은 탈수장치를 통해 처리될 때 슬러지의 탈수능을 개선하기 위하여 첨가제가 첨가된다.

슬러지에 첨가제가 첨가된 후, 탈수장치로 이송된다.

본 명세서에서 용어 "슬러지"는 첨가제 첨가 전 및 후의 물질에 모두 적용된다. 이것은 처리프로세스에서 얻어진 슬러지 및 슬러지와 첨가제의 혼합물을 모두 지칭하는 용어이다.

통상적으로 첨가제 예를 들면 폴리머인 첨가제는 슬러지를 형성하는 입자의 구조를 변화시킨다. 상기 구조는 그 매스 프랙탈 넘버(mass fractal number) 및 매스 프랙탈 넘버에 상당하는 변화에 의해 트랙된(tracked) 구조의 변화에 의해 분류될 수 있다.

문헌에서 슬러지는 또한 때때로 플록(floc)으로 언급되기도 한다. 본 명세서에서는 슬러지라는 용어가 바람직하다.

탈수장치는 두 아웃풋(output), 즉 "케이크(cake)"라고 하는 탈수된 슬러지 및 "워터리 스트림(watery stream)"이라고 하는 케이크로부터 얻어진 잔류 워터리 슬러지(watery sludge)를 생성한다. 탈수장치가 원심분리기 또는 사이클론인 경우에 상기 워터리 슬러지는 또한 "센트레이트(centrate)"라고 부르기도 한다.

본 명세서에서 용어 "슬러지 구조를 연속적으로 모니터링하는 것(continuously monitoring the structure of the sludge)"은 프로세싱을 위한 샘플을 얻음에 있어 자동적이고 주기적인 모니터링 프로세스를 말한다. 그러나 제어방법 및 상기 방법을 실행하는 제어시스템은 샘플 채취가 반드시 연속적인 프로세스가 되는 한 샘플을 얻고, 이들을 분석하고, 분석을 실행하는 전체 프로세스가 연속적이 된다는 의미에서 "연속적"이다. 또한 샘플링은 프로세스에 요구되는 일정한 제어시간과 조화되도록 충분한 비율로 실행된다.

따라서, 본 발명의 하나의 넓은 형태에 있어서는 슬러지의 탈수 제어방법을 제공하고, 상기 방법은 상기 슬러지의 케이크 솔리드 함량(cake solids content)과 입자 구조 사이의 관계를 얻고, 상기 슬러지의 상기 케이크 솔리드 함량의 연속적인 측정을 제공하기 위해 상기 슬러지의 상기 입자 구조를 연속적으로 모니터링하고, 상기 슬러지의 탈수 특성을 제어하기 위해 상기 케이크 솔리드 함량의 기능으로서 상기 슬러지에 첨가제를 첨가하는 것을 포함한다.

바람직하게는 상기 첨가제는 폴리머이다.

바람직하게는 상기 슬러지는 워터 슬러지이다.

또다른 바람직한 형태에 있어서 상기 슬러지는 하수 슬러지(sewage sludge)이다.

바람직하게는 상기 슬러지는 슬러지와 첨가제 혼합물이다.

바람직하게는 상기 방법은 프랙탈 지오메트리의 이용에 의해 상기 슬러지의 상기 입자 구조의 특성화에 의존하는 구조 모니터의 이용을 포함한다.

바람직하게는 상기 입자 구조의 측정은 상기 입자 구조의 매스 프랙탈 디멘션의 측정에 의해 결정된다.

바람직하게는 상기 모니터는 상기 슬러지의 탈수 특성의 제어를 수행하기 위해 데이터 프로세싱 수단과 함께 상기 매스 프랙탈 디멘션을 결정하기 위해 스몰 앵글 라이트 스캐터링(SALS)을 이용한다.

바람직하게는 상기 제어는 상기 슬러지의 매스 프랙탈 디멘션에 대한 첨가제 도우즈(dose)의 소정 관계에 대한 레퍼런스에 의해 수행된다.

바람직하게는 제어는 상기 슬러지의 프랙탈 디멘션에 대한 케이크 솔리드 함량의 소정 관계에 대한 레퍼런스에 의해 수행된다.

바람직하게는 입자 구조는 상기 첨가제 첨가 후 탈수 전에 상기 슬러지의 샘플을 얻는 것에 의해 결정된다.

바람직하게는 상기 입자 구조는 탈수 후에 상기 슬러지의 샘플을 얻는 것에 의해 결정된다.

본 발명의 또다른 넓은 형태에 있어서는 상기 방법을 포함하는 슬러지 도우싱(dosing) 제어 시스템을 제공한다.

바람직하게는 슬러지 도우싱 제어 시스템은 도우싱 제어 시스템에 인풋(input)용 슬러지의 입자 구조의 상세를 얻기 위해 채택된 스몰 앵글 라이트 스캐터링 모니터를 포함한다.

본 발명의 또다른 넓은 형태에 있어서는 탈수 수단에 의해 상기 슬러지의 탈수능의 프리딕터(predictor)로서 첨가제의 첨가 후 슬러지 구조의 결정에 의존하는 슬러지 탈수 제어 시스템이 제공된다.

바람직하게는 상기 구조는 상기 슬러지의 매스 프랙탈 디멘션에 대한 레퍼런스에 의해 결정된다.

본 발명의 또다른 실시형태에 있어서는 슬러지의 탈수제어방법을 제공하고, 상기 방법은 상기 슬러지의 입자 구조와 상기 슬러지의 탈수능 사이의 관계를 얻고, 상기 슬러지의 상기 탈수능의 결정을 제공하기 위해 상기 슬러지의 상기 입자구조를 모니터링하고, 그리고 상기 슬러지의 탈수를 제어하기 위해 상기 관계에 따라 상기 슬러지에 첨가제의 첨가를 조절하는 것을 포함한다.

기술된 본 발명에 따른 실시예는 두 개의 중심 관찰결과(observation)의 결합에 의존한다.

도 11B를 참조된 첫째 관찰결과는 적어도 측정된 프랙탈(fractal) 범위 내에서 나타나는 변화에 의해 반전되는 것과 같은 기설정된 첨가제(폴리머)의 범위에서 적당한 방법에 의해 영향을 받는 슬러지의 구조이다.

고려되어야할 두 번째 관찰결과는 이와 같은 슬러지의 탈수능 반응을 특성성화하기 위해 사용될 수 있는 (매스)프랙탈 디맨션이다. 도 11b에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬러지내의 비교적 좁은 범위의 폴리머 농도에서 케이크 솔리드 콘탠트(cake solids content)(탈수능)의 변화가 나타났다.

도 11A와 도 11B이 결합된 관찰결과의 결합은 케이크 솔리드 콘탠트(탈수능)가 슬러지내의 첨가물(폴리머)의 비율에 의해 제어 가능하고 슬러지 구조 사이의 관계가 그것의 매스 프렉탈 디맨션과 그것의 폴리머 크기에 의해 측정되어 프랙탈 디맨션이 최적 농도의 첨가제(예를 들면 폴리머) 정도로 케이크 솔리드 콘탠트(탈수능)를 극한치까지 상승시키는 제어에 사용될 수 있다는 하나의 결론을 이끌어낸다.

실제로 도 11A와 도 11B의 그래프의 결합과 도 2의 관계은 특수한 장치용으로 설치되고 이후 부가적으로 나타낸 제어 루프(loop)에서의 폴리머 첨가용 relationship 제어에 사용된다.

제2 관찰결과와 도 11B에 관하여 과학 문헌에 플랙탈 디맨션의 크기에 의해 특성화하는 슬러지 구조의 하나의 특정한 방법이 나타나 있다. 관계 문헌은 APPCH와 AHEMECA 93 프로시딩, 2, 89-93에 기초하여 정 에스 제이, 아말 알과 라퍼 제이에이가 저술한 "플록 구조를 특성화하기 위한 새로운 기술" 이다. 이 문헌은 명세서에 대치된 참조로 포함된다

이 문헌은 이 명세서에서 사용되는 "슬러지 구조"라는 용어 보다는 "플록(floc) 구조"라는 용어가 사용된다. 문헌은 어떻게 용적과 면 프랙탈 범위가 미세 각 레이저 광선 분산 장치에 의하여 획득되는지를 설명한다.

이하 상세히 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예는 물과 소모 물 처리 계획의 상황에 있고 여기서 탈수를 증가하도록 하는 주요 첨가제는 예를 들어 제탁(zetag) 92와 같은 중합체이다. 하여간 공정은 탈수에 영향을 줄 수 있고 제어 공정에 민감할 수 있는 적절한 첨가제에 의한 다른 공정으로부터 발생된 슬러지로 제공될 수 있다.

첫 번째 본 발명의 바람직한 실시예는 도 1에 도시된다. 이것은 슬러지 탈수 시스템에 적용을 위해 제어공정의 흐름도를 의미한다.

탈수 시스템(10)은 박테리아가 존재하거나 처리상태에서 소모 물에 응집제(미도시)가 첨가된 소모 물 처리 탱크(11)를 포함하고 이것은 탱크(11)의 하부에 위치된 슬러지(12)의 형성을 결과하며 이것은 탈수 유입구(15)를 경유하여 탈수 유니트(14)로 제공하기 위해 탈수 배출구(13)를 경유하여 제거된다.

탈수 유니트는 슬러지로부터 물을 제거하기 위해 벨트 유니트 또는 원심분리 유니트 또는 다른 공지된 기계장치를 포함할 수 있다. 탈수된 물(16)은 트럭 또는 유사한 수단에 의해 다른 장소로 운송하기 위해 배출 파이프(17)를 통하여 탈수 유니트(14)로부터 배출된다.

탈수 시스템(10)은 탈수 유니트(14)에 의해 탈수하기에 앞서 슬러지(12)에 미리 결정된 첨가물(19)의 양을 첨가하도록 적용된 혼합장치(18)를 더 포함한다. 이런 실시예에 있어서, 상기 첨가물은 슬러지(12)의 탈수 특성의 상승을 돕는 공지된 형태의 중합체이다.

제어시스템(20)은 혼합장치(18)에 제공되고 여기서 혼합장치(18)에 의하여 투여되는 중합체 혼합의 양과 시간은 입력 데이터(22)와 관련 데이터(23)에 의하여 마이크로프로세서 또는 데이터 프로세싱 장치(21)에 의하여 제어된다.

관련 데이터(23)는 슬러지(12)의 고체량과 그것의 구조 특히, 슬러지의 탈수 특성 결정에 관한 구조 사이에 수학적 관계를 제공한다.

입력 데이터(22)는 탈수 유니트(14)에 의한 공정에 앞서 슬러지(12)의 구조를 계속 감독하는 모니터로부터 조종된다. 관념적으로 모니터는 실질적으로 계속 데이터 프로세싱 장치(21)에 슬러지(12)의 구조의 징후를 제공하는 미세각 빛 분산(SALS) 유니트(24)이다. 데이터 프로세싱 장치(21)는 슬러지(12)의 고체용량의 크기를 결정하는 관련 모니터(25)를 통해 이송된 구조/고체 양과 함께 이 입력 데이터(22)를 이용하고 그 곳에서 혼합장치(18)에 제어신호(26)를 제공하여 탈수 유니트(14)를 탈수 유니트(14)로 들어가는 슬러지의 탈수력을 마지막으로 제어하는 혼합장치(18)에 의하여 투여된 첨가제와 같은 중합체의 혼합을 조절한다.

일반적인 구조대 케이크 솔리드(cake solid)량 관계는 도 2에 도시된다.

도 3과 4를 참조하여 본 발명의 두 번째 실시예는 설명될 것이다.

도 5와 6을 참조하여 본 발명의 세 번째 실시예가 설명될 것이다.

두 번째와 세 번째 실시예의 주요한 차이는 세 번째 실시에서 신뢰는 탈수 유니트에서 물의 흐름 배출의 해석으로 평가된다는 것이다. 이러한 접근에 기초한 가정은 물의 흐름에서 슬러지 구조가 탈수 유니트에 첨가된 중합체를 갖는 슬러지 구조와 충분히 유사하다는 것이고 그 하나는 중합체 혼합의 제어 목적에 있어 다른 것의 유사물 이다.

두 번째 실시예의 탈수 제어 시스템은 탈수 유니트(107)에 제공하기 위해 제거된 슬러지(102)의 형성을 결과하는 처리 탱크(101)를 포함한다.

탈수 유니트는 슬러지로부터 물을 제거하기 위한 벨트 필터 또는 진공 필터 또는 원심 분리 유니트 또는 다른 공지된 기계장치를 포함할 수 있다. 탈수된 슬러지 케이크(108)는 그 이상 처리 또는 처분은 물론 일반적으로 순환되는 물의 흐름(109)을 위해 탈수 유니트로부터 배출된다.

탈수 시스템은 탈수 유니트9107)에 의한 탈수에 앞서 슬러지9102)에 미리 결정된 첨가제(104)의 양을 첨가하도록 적용되는 혼합 장치(105)를 더 포함한다. 이 실시예에서 첨가제는 슬러지(102)의 탈수 특성의 상승을 돕는 공지된 형태의 중합체이다.

제어 시스템(111)은 혼합 장치(105)에 적용되고 여기서 중합체 혼합의 양과 시간은 관련 데이터(113)를 참조하여 마이크로프로세서 또는 데이터 프로세싱 장치(114)에 의해 제어되는 혼합(105)에 의해 처리된다.

관련 데이터(113)는 슬러지의 탈수 특성을 결정하는 데에 관한 슬러지 구조 사이에 관계를 제공한다.

견본(110)은 구조 모니터에 의해 분석을 위해 혼합된 슬러지와 중합체 흐름(106)을 갖는다.

관념적으로 구조 모니터(112)는 데이터 프로세싱 장치(114)에 조절된 슬러지(106)의 구조의 징후를 제공하는 미세각 빛 분산(SALS) 장치이다. 데이터 프로세싱 장치(114)는 마지막으로 탈수 유니트(107)로 들어가는 슬러지의 탈수력을 제어하는 혼합장치(105)에 의해 관리되는 중합체 또는 유사 첨가물이 혼합을 조절하는 데에 구조/탈수 관계(113)와 함께 이 입력 데이터를 이용한다.

일반적인 공급 슬러지 구조 대 탈수력 관계는 도 4에 도시된다.

본 발명의 제3 실시형태는 다음 도면과 관련하여 설명될 것이다: 도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 슬러지 탈수 제어 시스템의 프로세스 다이어그램이고, 도 6은 워터리 스트림에서 탈수 유닛을 떠나는 솔리드의 구조 사이의 관계의 그래프이다.

탈수시스템은 탈수유닛(207)에 공급되기 위해 제거되는 슬러지(202)의 형성을 초래하는 처리탱크(201)를 포함한다.

탈수유닛은 슬러지로부터 물을 제거하기 위한 벨트 필터, 또는 진공필터, 또는 원심분리기 유닛 또는 다른 알려진 메카니즘을 포함할 수 있다. 대개 재순환되는 워터리 스트림(209) 뿐만 아니라 탈수 슬러지 케이크(208)는 또다른 처리를 위해 탈수유닛으로부터 배출된다.

탈수 시스템은 또한 탈수유닛(207)에 의해 탈수되기 전에 슬러지(202)에 소정량의 첨가제(204)를 첨가하기 위해 채택된 도우싱 장치(205)를 포함한다. 이 예시에서 첨가제는 슬러지(202)의 탈수특성의 개선에 도움을 주기 위한 알려진 타입의 폴리머이다.

제어시스템(211)은 도우싱 장치(205)에 의해 투입된 폴리머 도우스의 타이밍과 양이 데이터 프로세싱 장치(214)의 마이크로프로세서와 관계 데이터(213)에 의해 제어되는 도우싱 장치(205)에 적용된다.

관계 데이터(213)는 슬러지의 탈수 특성을 결정하는데 적절한 것으로 슬러지 구조 사이의 관계를 제공한다.

샘플(210)은 구조 모니터에 의해 분석을 위해 탈수유닛(207)을 떠나는 워터리 스트림(209)에서 취해진다.

이상적으로 구조 모니터(212)는 데이터 프로세싱 장치(214)에 조건화된 슬러지(conditioned sludge)(206)의 구조의 표시를 제공하도록 스몰 앵글 라이트 스캐터링(SALS)이다. 데이터 프로세싱 장치(214)는 슬러지 투입 탈수 유닛(207)의 탈수능을 조절하는 결과와 함께 도우싱 장치(205)에 의해 투여된 폴리머 등의 도우즈를 조정하도록 구조/탈수능 관계(213)와 함께 인풋 데이터를 이용한다. 제2 또는 제3 실시형태의 시스템은 도 7 내지 10의 설명에 따라 실행될 수 있다. 이하에 설명되는 작은 변형은 제1 실시형태를 실행하기에 적합하게 되어 있다.

도 7은 탈수장치의 기초 배열 및 그의 관련 제어 시스템 나타낸다. 이 경우에 탈수장치는 원심분리기(301)에 들어가기 전 또는 원심분리기(301) 내에서 조합을 위해 슬러지 이송(302) 및 폴리머 이송(303)을 수용하는 원심분리기(301)이다. 원심분리기는 센트레이트(305) 형태로 탈수 슬러지 케이크(304) 및 잔류 워터리 스트림을 산출한다. 통상적으로 케이크(304)의 솔리드 함량은 12% 내지 25%이다(전기탈수 보조는 이것을 개선할 수 있다). 전형적인 센트레이트(305)의 솔리드 함량은 1% 정도이다. 도 4 및 도 6은 전형적인 값을 제공한다.

슬러지 이송(302)은 다양한 프로세싱 플랜트에서 나올 수 있고 유기물이 낮고 무기물이 높은 워터 슬러지의 형태를 취할 수 있거나 또는 유기물이 높고 무기물이 낮은 하수(또는 폐수) 슬러지의 형태를 취할 수 있다. 데이트에 대한 표시는 제어 파라미터들이 높은 유기물질에 더 민감하다는 것이다.

센트레이트 샘플(306)은 메인 센트레이트 아웃렛으로부터 전환되고 스몰 앵글 라이트 스캐터링 디텍터(308)를 위한 더 희석된 샘플을 제공하기 위해 다일루션 워터와 샘플(306)을 혼합하는 다일루션 유닛(307)에 통과시킨다. 디텍터(308)에서 레이저 빔(309)은 증가되는 앵글에서 조사 빔에 배열된 8 내지 10의 솔리드 상태 라이트 디텍터를 포함하는 디텍터 어래이(311)에 희석 샘플(310)을 통해 비춰진다. 레이져(309)는 1mm 정도의 빔 직경을 갖는 연속적인 2mW 헬륨 네온 레이저(633nm)로 될 수 있다.

디텍터(308)는 또한 희석 샘플(310)에서 물의 희석을 제어하기 위해 라이트의 트랜스미션 퍼센티지를 검출하는 포토 디텍터(313)에 희석 샘플(310)을 통해 라이트를 비추는 라이트 소스(312)를 포함한다.

도 9를 참조하면 결합된 견본 희석 유니트(307)와 검출기(308)의 작동 시퀀스는:

1. 투과도가 100%가 될 때 까지 희석수를 갖는 셀을 쏟는 단계.

2. 셀로 센트레이트를 전환하는 단계.

3. 투과도가 적절한 범위가 될 때 까지 희석수를 첨가하는 단계.

4. 미세각 빛 분산을 측정하는 단계.

5. 1단계로 진행하는 단계이다.

이러한 결합 유니트(도 9)의 작동 시퀀스에 의해 제공된 정보는 도 8에 도시된 것과 같이 운동량 전환 Ω의 로그에 대한 대한 강도의 로그 그래프의 작도를 가능하게 한다. 결과된 그래프의 경사는 센트레이트 견본에 있는 고체의 질량 프랙탈 범위(dF)의 치수이다. 이미 설명된 것과 같이 그리고 도 4와 6에 대한 참조하여 유사한 결과는 원심분리기(301) 안으로 슬러지와 중합체 혼합을 유입할 때 유사한 측정에 의해 얻어질 것이다. 탈수 장치로 유입할 때 견본을 추출하는 것 보다 배출할 때 센트레이트를 견본 추출하는 것이 더 희석된 견본을 제공하고 여기서 검출기(308)로 첨가하기에 앞서 적어도 더 희석하는 것을 요구한다.

도 8의 그래프에 의해 제공된 정보는 데이터 프로세싱 유니트(314)에 공급되고 여기서 이것은 도 10의 흐름도에 따라서 분석된다.

흐름도는 앞선 측정 시험에서 얻어진 "인빌트(inbuilt)" dF v 중합체 혼합 관계로 얻어지는 프랙탈 범위 측정을 요구한다. 실행에 있어서 이러한 관계는 도 2, 4 및 6(명세서에서 미리 설명된 것과 같이 도 11A와 11B의 상부위치를 차지할 수 있는)에 따른 견본의 프랙탈 범위 대 케이크 고체량의 관계가 될 수 있다.

도 4와 6(그리고 도 11A)에서 관측될 그런 실행에 있어서 명백히 동일한 굴곡부는 이들 측정 곡선에서 관측될 수 있고 이것은 도 10의 흐름도에 따른 제어 시스템 작업에 대한 프랙탈 범위/중합체 농도에 관한 "설정 점"이다. 이상은 본 발명의 동일한 실시예를 설명하고 당해 기술 분야에 숙련된 자들에게 다양한 변형예들은 본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시형태들은 첨가제 첨가를 최적화하기 위하여 슬러지를 탈수하는 프로세스에 적용될 수 있다. 이러한 프로세스는 수처리 플랜트, 폐수처리 플랜트, 미네랄 프로세싱 플랜트 등에 설치된다.

Claims (28)

1. 슬러지의 탈수 제어방법에 있어서,

   상기 슬러지의 케이크 솔리드 함량(cake solids content)과 입자 구조 사이의 관계를 얻는 것,

   상기 슬러지의 상기 케이크 솔리드 함량의 연속적인 측정을 제공하기 위해 상기 슬러지의 상기 입자 구조를 연속적으로 모니터링하는 것, 및

   상기 슬러지의 탈수 특성을 제어하기 위해 상기 케이크 솔리드 함량의 기능으로서 상기 슬러지에 첨가제를 첨가하는 것을 포함하는 슬러지의 탈수 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 폴리머인 슬러지의 탈수 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 슬러지는 워터 슬러지인 슬러지의 탈수 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 슬러지는 하수 슬러지(sewage sludge)인 슬러지의 탈수 제어방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 슬러지는 슬러지 및 첨가제 혼합물인 슬러지의 탈수 제어방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 프랙탈 지오메트리의 사용에 의해 상기 슬러지의 상기 입자 구조의 특성화에 의존하는 구조 모니터의 사용을 포함하는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 입자 구조의 측정은 상기 입자 구조의 매스 프랙탈 디멘션의 측정에 의해 결정되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 모니터는 상기 슬러지의 탈수 특성의 제어를 수행하도록 데이터 프로세싱 수단과 함께 상기 매스 프랙탈 디멘션을 결정하기 위해 스몰 앵글 라이트 스캐터링(SALS)을 이용하는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제어는 상기 슬러지의 매스 프랙탈 디멘션에 대한 첨가제 도우즈(dose)의 소정 관계로 레퍼런스에 의해 수행되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제어는 상기 슬러지의 프랙탈 디멘션에 대한 케이크 솔리드 함량의 소정 관계로 레퍼런스에 의해 수행되는 것인 방법.
11. 전술한 어느 한 항에 있어서, 입자 구조는 상기 첨가제 첨가 후 탈수 전에 상기 슬러지의 샘플을 얻는 것에 의해 결정되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자 구조는 탈수 후에 상기 슬러지의 샘플을 얻는 것에 의해 결정되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
13. 전술한 어느 한 항의 방법을 포함하는 슬러지 도우싱(dosing) 제어 시스템.
14. 도우싱 제어 메카니즘에 인풋(input)용 슬러지의 입자 구조의 상세를 얻기 위해 채택된 스몰 앵글 라이트 스캐터링 모니터를 포함하는 슬러지 도우싱 제어 시스템.
15. 슬러지 탈수 제어 시스템에 있어서, 탈수 수단에 의해 상기 슬러지의 탈수능의 프리딕터(predictor)로서 첨가제의 첨가 후 슬러지 구조의 결정에 의존하는 것인 슬러지 탈수 제어 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 구조는 상기 슬러지의 매스 프랙탈 디멘션에 레퍼런스에 의해 결정되는 것인 슬러지 탈수 제어 시스템.
17. 슬러지의 탈수제어방법에 있어서,

    상기 슬러지의 입자 구조와 상기 슬러지의 탈수능 사이의 관계를 얻는 것,

    상기 슬러지의 상기 탈수능의 결정을 제공하도록 상기 슬러지의 상기 입자구조를 모니터링하는 것, 및

    상기 슬러지의 탈수를 제어하기 위해 상기 관계에 따라 상기 슬러지에 첨가제의 첨가를 조절하는 것을 포함하는 슬러지의 탈수제어방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 첨가제는 폴리머인 슬러지의 탈수 제어방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 슬러지는 워터 슬러지인 슬러지의 탈수 제어방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 슬러지는 하수 슬러지(sewage sludge)인 슬러지의 탈수 제어방법.
21. 제17항에 있어서, 상기 슬러지는 슬러지 및 첨가제 혼합물인 슬러지의 탈수 제어방법.
22. 제17항에 있어서, 상기 방법은 프랙탈 지오메트리의 사용에 의해 상기 슬러지의 상기 입자 구조의 특성화에 의존하는 구조 모니터의 사용을 포함하는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 입자 구조의 측정은 상기 입자 구조의 매스 프랙탈 디멘션의 측정에 의해 결정되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
24. 제22항에 있어서, 상기 모니터는 상기 슬러지의 탈수 특성의 제어를 수행하도록 데이터 프로세싱 수단과 함께 상기 매스 프랙탈 디멘션을 결정하기 위해 스몰 앵글 라이트 스캐터링(SALS)을 이용하는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 제어는 상기 슬러지의 매스 프랙탈 디멘션에 대한 첨가제 도우즈(dose)의 소정 관계로 레퍼런스에 의해 수행되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
26. 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 제어는 상기 슬러지의 프랙탈 디멘션에 대한 케이크 솔리드 함량의 소정 관계로 레퍼런스에 의해 수행되는 것인 방법.
27. 제17항 내지 제26항의 어느 한 항에 있어서, 입자 구조는 상기 첨가제 첨가 후 탈수 전에 얻어진 상기 슬러지의 샘플로부터 결정되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.
28. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자 구조는 탈수 후에 얻어진 상기 슬러지의 샘플로부터 결정되는 것인 슬러지의 탈수 제어방법.