KR200232301Y1 - 모래 생산설비의 슬러지 응집처리용 폴리머 혼합기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모래생산설비에서 배출되는 배출수에 포함된 슬러지를 응집처리하기 위하여 그 배출수에 폴리머와 약품을 혼합하여 공급하는 폴리머 혼합기에 관한 것으로서, 특히 분별스크린(3)에서 석재세척시 배출되는 슬러지와 원수를 일시 저장하는 디칸터(11)에, 원수탱크(15)에서 디칸터(11)로 투입되는 원수와 폴리머탱크(17)의 폴리머를 골고루 혼합하여 공급하는 것이다. 본 고안의 폴리머 혼합기(30)는 원통형 몸체(31)를 구비하고, 이 원통형 몸체(31)의 한쪽 측편에 구비된 입구부(32)에는 폴리머탱크(17)와 원수탱크(15)가 연결되어 있고, 반대쪽 측편에는 배출구(33)가 구비되어 상기 몸체(31)내부에서 혼합된 원수와 폴리머가 디칸터(11)로 배출되게 되어 있으며, 상기 원통형 몸체(31)의 내부에는 유입된 원수과 폴리머가 골고루 혼합되게 다공판(36)과 서로 교대로 엇갈리게 측벽에 접합된 복수개의 격판(37)들을 포함하고 있다. 이러한 구조로 된 본 고안의 혼합기는 폴리머를 원수에 골고루 혼합하여 디칸터(11)로 공급하게 되므로 디칸터(11)에서 슬러지 응집처리 효율이 높아 필터프레스(25)에서 슬러지 처리부하를 줄이고 처리효율을 높인다.

Description

모래 생산설비의 슬러지 응집처리용 폴리머 혼합기{a polymer mixer for sludge treatment in a sand system}

본 고안은 광산에서 채취한 석재를 파쇄하여 모래를 생산하는 과정중 배출되는 원수에 포함된 슬러지를 응집처리하는 디칸터에 슬러지응집처리용 폴리머를 원수와 균일하게 혼합하여 공급하는 폴리머 혼합기에 관한 것이다.

주로 건축용 자재로 사용되는 모래는 통상 천연모래의 부족으로 석산 또는 광산에 채굴한 석재 또는 골재를 잘게 분쇄하여 일정한 입도의 모래로 제작된 것이 사용된다. 그 구체적인 공정을 도 1을 참조하여 설명하면, 광산에서 채취한 석재나 골재를 죠타입의 크러쉬나 콘타입의 크러시등 여러단계의 파쇄과정을 거쳐 입도별로 분리한 다음, 골재를 콘베이어로써 이동시켜 파쇄기(1)에 투입하여 잘게 파쇄한다. 이렇게 파쇄기(1)에 파쇄된 석분과 골재를 진동하는 분별스크린(3)에 투입하여 그 석분에 포함된 작은 입도의 모래는 분별스크린(3)을 통과하여 스크린호퍼(7)에 포집하고, 분별스크린(3)을 통과하지 못하는 굵은 입자의 골재 또는 석재는 다시 파쇄기(1)로 재투입시켜 잘게 파쇄시키고, 그 파쇄된 석재를 다시 분별스크린(3)으로 공급하여 순환시킨다.여기서 분별스크린과정중에서 석분으로부터 모래를 원활히 분류추출하기 위하여 분별스크린(3)의 석분에 살수관(5)을 통하여 살수하게 되는 데 이때 물은 분별스크린(3)의 석분을 세척하여 그 석분에 포함된 슬러지나 토분을 포함하여 모래와 함께 스크린호퍼(7)에 저장된다.

상기 스크린호퍼(7)의 바닥층에 축적된 모래를 배출되어 건조된 후 건축자재로 사용된다. 상층의 물(이하, '원수'라 한다.)은 슬러지나 토분등을 포함하고 있어 그대로 하천으로 방류할 경우 하천을 오염시키게 되므로 슬러지반응처리장치(이하, '디칸터(decanter)'라고 함, 도면부호: 11)에서 그 원수의 슬러지를 응집제와 반응시켜 제거하여야 하는 데, 이때 응집제로서는 폴리머(POLYMER)가 통상 사용되고 있으며, 이 폴리머는 디칸터(11)에 투입되어 디칸터(11)의 원수에 포함된 슬러지와 응집반응한 후 디칸터(11)의 바닥에 침전되고, 이 응집된 슬러지는 펌프(P5)에 의해 슬러지탱크(23)를 거친 후, 펌프(P4)에 의해 필터프레스(25)로 보내어져 가압탈수된 후 폐기처리된다.

한편 상기 디칸터(11)를 거쳐 슬러지가 응집처리되고 남은 원수는 펌프(P2)에 의해 원수탱크로 공급되어 분별스크린(3)쪽으로 공급되어 재사용된다. 여기서 상기 분별스크린(3)쪽으로 순환하여 재사용하는 원수에도 미세한 입자의 토분이나 슬러지가 포함되어 있어 이를 그대로 분별스크린(3)쪽으로 순환시키면 그 원수에 포함된 슬러지등과 같은 물질이 순환펌프나 다른 장치에 기능장애를 일으키는 문제가 있었다.뿐만아니라 상기 디칸터(11)의 슬러지가 충분히 응집되지 않고 함수율이 높게 되면, 다음 단계인 필터프레스(25)로 가압탈수하는 과정에서 필터프레스(25)의 부하를 증가시키거나 필터프레스(25)에서 충분한 탈수가 이루어지지 않음으로써 필터프레스에서의 작업시간이 길어지고, 슬러지 처리효율을 저하시키는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 폴리머와 응집효율을 높이기 위한 다량의 응집제로서 폴리머를 디칸터(11)에 투입하여 슬러지를 응집시킴으로써 슬러지를 필터프레스(25)로 보내기 전에 그 슬러지에 포함된 수분을 제거하도록 하고 있지만, 한꺼번에 투입되는 폴리머는 원수에 골고루 섞이지 않아 그 원수의 슬러지를 효율적으로 응집시키지 못하고 슬러지의 함수율이 높아지게 되며, 이 함수율 높은 슬러지가 필터프레스에서 탈수될 때 공정시간을 길어지게 하거나 충분히 탈수되지 않은 상태로 그대로 처리되는 문제가 있었다.또한 이렇게 원수에 골고루 분산되지 않고 부분적으로 몰려 있는 폴리머는 동절기에 점도가 특히 높아 폴리머배관을 막게 되고 이 폴리머배관의 막힌 부분을 수리하기 위하여 장비가동을 중단하여야 하는 문제가 있었다.

이에 본 고안은 상기 종래의 모래생산설비가 가진 단점을 해결하기 위하여 디칸터에서 투입되는 원수와 응집제로서 폴리머를 골고루 혼합시켜 디칸터에 투입시키는 폴리머혼합기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 혼합기는 몸체는 통 형상으로 이루어지며, 그 몸체의 한쪽 측벽에는 유입구가 형성되어 원수탱크에서 흡입한 원수와 함께 폴리머를 흡입하여 배출하는 펌프의 출구와 연결되며, 다른 쪽 측벽에는 배출구가 형성되어 분별스크린의 살수관과 연통되며, 상기 몸체의 내측벽에는 다수의 구멍이 관통된 다공판이 원주방향을 따라 접합되고, 몸체 내측벽에 그 원주방향을 따라 다수개의 반원형 격판이 일정한 간격을 두고 서로 대향하게 접합된 구조에 특징이 있다.

또한 본 고안의 혼합기는 유입구와 배출구는 각각 연결관을 매개로 하여 보조관이 연결설치되어 상기 혼합기의 몸체를 유지보수하기 위하여 분리해내는 경우에 보조파이프를 통하여 폴리머를 혼입시킬 수 있게 된 것에 또 다른 특징이 있다.

상기한 바와 같은 구조로 된 본 고안의 혼합기는 원수탱크에서 살수관을 통하여 분별스크린에 살수되는 원수에 응집제로서 폴리머를 혼합할 때 폴리머가 원수에 골고루 분산되어 균일한 분포로 혼합되고 이에 따라 이 혼합기에서 폴리머가 혼합된 원수를 순환시킬 때 폴리머의 분포가 불균일하여 발생하는 문제점, 예컨대 폴리머 농도가 부분적으로 높은 경우 그 폴리머에 의해 동절기에 폴리머배관이 막혀 그 보수에 따른 시간손실과 장비의 가동중단을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.그리고 상기 골재세척을 위하여 분별스크린에 살수하는 초기단계에 이미 응집제가 원수와 함께 투입되어 석분에 포함된 슬러지를 1차 응집반응하여 분리처리하고, 다음공정인 디칸터에서 원수에 잔류하는 슬러지와 다시 2차 응집반응하여 슬러지를 2차 여과하며, 슬러지펌프에 의해 디칸터에서 슬러지탱크로 이송되는 도중에 잔류 슬러지와 3차 반응하므로 슬러지 응집처리하는 효율이 매우 높다. 따라서 필터프레스로 유입되는 슬러지의 수분함유량이 감소하여 최종적으로 슬러지를 가압탈수하는 필터프레스의 작업부하를 줄이므로 필터프레스의 효율을 높일 수 있고, 아울러 슬러지의 함수율을 최소로 할 수 있다.

도 1은 모래생산설비의 개략적인 구성과 모래생산과정을 도시한 계통도,

도 2는 모래생산설비에 설치되어 사용되는 본 고안의 혼합기 구조를 도시한 결합단면도,

도 3은 도 2의 'A-A'선을 따라 절단하여 격판의 배치구조를 도시한 결합단면도,

도 4는 다공판의 정면도이다,

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 파쇄기 3: 분별스크린

5: 살수관 7: 스크린호퍼

9: 사이클론 11: 디칸터

15: 원수탱크 17: 폴리머탱크

21: 혼합유입구 23: 슬러지탱크

25: 필터프레스 P1,P2,P3,P4,P5,P6: 펌프

30: 본 고안에 따른 폴리머혼합기 31: 원통형 몸체

32: 유입구 33: 배출구

34: 개폐밸브 35a,35b: T형 연결관

36: 다공판 36a: 구멍

37: 격판 38: 지지대

39: 보조파이프

이하, 본 고안에 따른 슬러지 응집처리제의 혼합기의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1에는 본 고안에 따른 폴리머의 혼합기(30)가 설치된 모래생산설비가 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 모래생산설비에 의해 모래가 생산되는 과정을 설명하면 다음과 같다. 하천이나 광산에서 채굴한 암석을 죠타입의 크러쉬나 콘타입의 크러시등 여러단계의 분쇄과정을 거쳐 입도별로 분리한 다음, 그 골재를 콘베이어로 이동시켜 파쇄기(1)에 넣고 파쇄하여 크기가 작은 입자의 골재로 만들고, 그 골재를 한쪽으로 경사져 진동하는 복층의 분별스크린(3)에 투입하여 진동시키면서 살수관(5)에서 살수되는 물로써 세척한다. 그러면 골재에 부착된 슬러지나 토분은 물에 의해 세척되어 물과 함께 분별스크린(3)을 통과하여 스크린호퍼(7)에 저장된다. 그리고 분별스크린(3)을 통과하지 못한 골재는 다시 파쇄기(1)로 투입되어 다시 작은 크기의 골재로 재분쇄된 다음 다시 분별스크린(3)쪽으로 투입되어 상기 과정을 순환한다.

상기 스크린호퍼(7)의 바닥층에 축적되는 모래는 펌프(P1)에 의해 원수와 함께 사이클론(9)에 투입하여 모래와 슬러지를 원심력으로 분리한 후, 슬러지와 원수는 디칸터(11)로 배출시키고, 모래는 스크린(8)으로 걸러서 건축용 자재로 사용한다.

한편, 본 고안에 따른 폴리머 혼합기(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 후술하는 원수탱크(15)의 원수가 디칸터(11)로 공급되는 경로상에 설치되는 데, 이러한 폴리머혼합기(30)는 펌프(P3)에 의해 폴리머탱크(17)의 폴리머와 원수탱크(15)의 원수를 흡입하여 골고루 혼합한 다음, 그 혼합액을 디칸터(11)에 투입하도록 된 것이다.

상기 디칸터(11)에서 폴리머와 응집되어 바닥에 침전된 슬러지는 펌프(P5)에 의해 슬러지탱크(23)안으로 유입되어 원심력에 의해 원수와 농축슬러지로 분리된다. 그 슬러지탱크(23)의 중앙 하부에 분리된 농축슬러지는 펌프(P4)에 의해 필터프레스(25)로 이송되어 압착탈수된다.

한편, 상기 디칸터(11)에서 폴리머에 의해 슬러지와 분리된 원수는 다시 원수탱크(15)쪽으로 공급되어 상기한 과정을 순환한다.

여기서 상기 본 고안에 따른 혼합기(30)는, 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 원통형 몸체(31)를 포함하고, 이 원통형 몸체(31)는 지면에 대하여 수평으로 배치되게 지지대(38)에 의해 지지된다. 상기 몸체(31)는 한쪽 측벽에 유입구(32)가 구비되고, 다른 쪽 측벽에는 배출구(33)가 구비된다. 여기서 몸체(31)는 원통형으로 설명하였지만 원통형 형상에 국한되지 않고, 사각형 등과 같은 다른 형태의 통형으로 이루어질 수 있다.

상기 몸체(31)의 유입구(32)에는 개폐밸브(34)가 설치된 T형 연결관(35a)이 결합되고, 이 T형 연결관(35a)의 한쪽은 상기 폴리머탱크(17)의 폴리머 및 원수탱크(15)의 원수를 펌핑하여 공급하는 펌프(P3)의 배출구(P3')와 연결되고, 상기 T형 연결관(35a)의 다른 쪽은 몸체(31)의 배출구(33)와 디칸터(11)를 연결하는 다른 T형 연결관(35b)에 접속되어 연결된다. 상기 2개의 T형 연결관(35a,35b)들은 1개의 보조파이프(39)로써 서로 연통되어 상기 몸체(31)를 보수 또는 교체를 위하여 사용하지 못할 때 폴리머혼합액을 상기 보조파이프(39)를 통하여 디칸터(11)에 공급하게 되어 있다.

상기 몸체(31)의 유입구(32)에 인접한 내측벽에는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 구멍(36a)들이 뚫려 있는 다공판(36)이 몸체(31)의 반경방향으로 배치되어 원주방향을 따라 몸체(31)의 내측벽을 따라 접합됨으로써 상기 유입구(32)를 통하여 유입되는 폴리머와 원수를 서로 1차로 혼합하여 준다.그리고 상기 몸체(31)의 내측벽에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 반원형의 복수개의 격판(37)들이 길이방향을 따라 소정간격을 두고 교대로 대향하게 배치되어 접합되어 있다.

따라서 상기 유입구(32)를 통하여 유입된 폴리머와 원수는 상기 다공판(36)을 통과하면서 1차로 혼합된 다음 상기 복수개의 격판(37)들 사이를 통과하면서 더욱 골고루 혼합된 후 배출구(33)를 통하여 배출된다.

상기한 바와 같이 혼합기(30)내에서 폴리머는 원수와 균일하게 혼합된 후, 배출구를 통하여 배출되어 디칸터(11)로 유입되게 된다. 이렇게 디칸터(11)로 유입된 폴리머 혼합액은 디칸터(11)의 원수에 포함된 슬러지를 응집시킨다.

상기한 바와 같이 본 고안에 따른 폴리머 혼합기는 골재세척을 위하여 분별스크린에 살수하는 초기단계에 이미 폴리머가 원수와 함께 투입되어 석분에 포함된 슬러지를 1차 응집반응하여 분리처리하고, 다음공정인 디칸터에서 원수에 잔류하는 슬러지와 다시 2차 응집반응하여 슬러지를 2차 여과하며, 슬러지펌프에 의해 디칸터에서 슬러지탱크로 이송되는 도중에 잔류 슬러지와 3차 반응하므로 슬러지 응집처리하는 효율이 매우 높다. 따라서 필터프레스로 유입되는 원수에 포함된 슬러지의 함수율이 최소화되어 최종적으로 슬러지를 가압탈수하는 필터프레스의 작업부하가 줄고 필터프레스에서 슬러지 탈수율을 높일 수 있게 된다. 또한 본 고안에 따른 폴리머 혼합기는 폴리머가 혼합된 원수를 순환시킬 때 폴리머의 분포가 불균일하여 발생하는 문제점, 예컨대 동절기에 폴리머배관이 막혀 그 보수에 따른 시간손실과 장비의 가동중단을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 모래생산설비에서 골재세척시 슬러지를 포함하여 배출되는 원수를 응집처리하기 위하여 디칸터에 투입되는 폴리머와 원수를 서로 혼합시키는 슬러지 응집용 폴리머 혼합기에 있어서,

   상기 혼합기(30)는 지면에 대하여 수평방향으로 지지되는 원통형 몸체(31)를 포함하고, 상기 몸체(31)는 양쪽 측벽에 유입구(32)와 배출구(33)가 각각 구비되어 상기 유입구(32)에는 폴리머탱크(17)와 원수탱크(15)에서 각각 폴리머와 원수를 흡입토출하는 펌프(P3)의 배출구(P3')와 연결되고, 상기 몸체(31)의 배출구(33)는 상기 디칸터(11)에 연결되며, 상기 몸체(31)의 내측벽에는, 복수개의 구멍(36a)들이 뚫려 있는 다공판(36)이 몸체(31)의 반경방향으로 배치되어 원주방향을 따라 몸체(31)의 내측벽을 따라 접합되고, 상기 몸체(31)의 내측벽에는 대략 반원형의 복수개의 격판(37)들이 길이방향을 따라 소정간격을 두고 교대로 대향하게 배치되어 접합된 것을 특징으로 하는 모래생산설비의 슬러지 응집용 폴리머 혼합기.