KR20040026141A

KR20040026141A - 액체로부터의 슬러지 제거장치 및 슬러지 제거방법

Info

Publication number: KR20040026141A
Application number: KR10-2003-7015787A
Authority: KR
Inventors: 조르다니파올로; 무시아니파비오; 데가라비토리오; 네그리다리오
Original assignee: 헨켈 코만디트게젤샤프트 아우프 악티엔
Priority date: 2001-06-09
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-03-27
Also published as: DE10128062A1; EP1397310A2; WO2002100501A2; WO2002100501A3; AU2002312962A1; US20040251218A1

Abstract

본 발명은 부유 고형물을 포함하고/하거나 슬러지를 형성할 수 있는 액체의 총량의 일부를 위한 슬러지제거 장치에 관한 것이다. 이 장치는 액체의 총량을 담는 용기 내에 배치되며, 이로 인해 장치의 바닥(b)을 포함하여 슬러지제거 장치의 일부가 총량에 잠기게 된다. 상기 슬러지제거 장치는 유입구(f)와 방출 장치(g)를 포함하며, 유입구는 바닥 위쪽에 배치되고 일부 액체가 슬러지제거 장치 내로 들어갈 수 있게 하며, 방출 장치는 바닥 위쪽에서 시작하는 방출 파이프, 수로, 자유 낙하 위어 또는 벽 내 개구 형태이고, 방출 장치를 통해 액체가 슬러지제거 장치에서 제거될 수 있다. 슬러지제거 장치의 바닥은 하나 이상의 유출구(h)를 가지고, 이 유출구를 통해 슬러지제거 장치 내에 침전된 슬러지를 액체의 총량으로 되돌리거나 슬러지를 더 모으기 위해 다른 침전 장치에 보내진다. 바람직하게, 침전된 슬러지는 벤튜리형 노즐에 의해 총량으로 재도입된다. 본 발명의 장치는 분석 목적으로 자동 슬러지제거 욕 샘플을 얻기 위한 방법에 사용하는데 특히 적합하다.

Description

액체로부터의 슬러지 제거장치 및 슬러지 제거방법 { DE-SLUDGING DEVICE AND METHOD FOR DE-SLUDGING A LIQUID }

액체의 슬러지제거는 기술의 여러 분야에서 종종 발생하는 과제이다. 원리적으로 슬러지제거를 위해 두가지 방법이 사용된다.

1. 슬러지제거 대상인 액체 용적을 침전조에 담거나, 침전조를 통과시킨다. 침전조 내의 액체는 주로 정지해 있거나 느리게 흐르므로, 슬러지는 침전조의 바닥에 모일 수 있다. 일반적으로 침전조의 바닥은 한 쪽으로 경사지거나 일지점을 향해 점점 가늘어지게 되어, 이에 의해 슬러지가 최저점에 모이고 그 곳에서 바깥으로 배출될 수 있다.

2. 슬러지를 제거할 액체의 일부는 연속적으로 또는 불연속적으로 총량에서 추출되고, 전술한 것처럼 저장조를 통과하거나 기계적 보조장치에 의해 슬러지가 제거된다. 예를 들면, 이러한 기계적 보조장치는 여과장치나 원심분리기(분리기)를 포함할 수 있다.

두가지 방법의 공통된 특징은 슬러지가 추출되고 슬러지제거될 액체의 총량에서 일부 액체와 함께 처리된다는 것이다. 반면, 본 발명의 목적은 슬러지를 포함한 액체의 총량에서 가능한 한 고형체가 없는 형태로 (적은 쪽) 부분 용적을 제거하는 장치와 방법을 제공하는 것이다. 이 목적을 위해 제거될 일부 액체에서 가능한 한 슬러지의 많은 부분을 분리하는 것이 필요하다. 분리된 이 슬러지는 액체의 전체 용적 내에 존재하는 총 슬러지의 적은 부분만을 의미하고, 그 결과 일반적으로 슬러지의 이 (적은 쪽) 부분을 액체의 총량 내의 슬러지 잔여분에서 분리하고 이것을 독립적으로 처리하는 것은 이익이 되지 않는다.

본 발명은 액체에서 슬러지를 제거하는 새로운 방법과 이 목적에 적합한 슬러지제거 장치에 관한 것이다. 이 장치와 방법은 많은 수의 다양한 액체, 특히 슬러지인 침전 고형물을 포함하거나 그 안에 그러한 고형물이 화학반응 때문에 형성되어 있는 물의 슬러지제거에 적합하다. 이러한 액체의 예는 이미 슬러지를 포함하거나 그 안에 슬러지가 침전반응의 결과로 형성되는 유출물, 금속 처리 유체, 세정액, 금속 표면을 산세척하기 위한 산세척 용액, 또는 금속 표면의 전환처리를 위한 전환 용액이다.

도 1 의 1.1 은 직사각형의 수평 단면을 갖는 슬러지제거 장치를 그 직사각형의 긴 변과 평행한 방향으로 취한 수직 단면도.

도 1 의 1.2 는 직사각형의 수평 단면을 갖는 슬러지제거 장치를 그 직사각형의 짧은 변과 평행한 방향으로 취한 수직 단면도.

도 2 는 방출 노즐의 단면도.

본 발명의 제 1 태양은 부유 고형물을 포함하거나 슬러지를 형성할 수 있는 액체의 총량의 일부를 위한 슬러지제거 장치( a 및 b )에 관한 것으로서, 상기 슬러지제거 장치는 그의 바닥을 포함하여 일부가 총량에 잠기도록 액체의 총량을 담고 있는 탱크 내에 위치하며, 상기 바닥의 위쪽에 있으며 배출파이프, 수로, 월류 위어(overflow weir) 또는 벽 내 개구 형태의 방출 장치(g) 뿐만 아니라 상기 바닥 위쪽에 위치하는 유입구(f)를 갖고, 이 유입구를 통해 일부 액체가 슬러지제거 장치로 들어갈 수 있으며, 상기 방출 장치를 통해 액체를 상기 슬러지제거 장치에서제거할 수 있고, 슬러지제거 장치의 상기 바닥은 하나 이상의 유출구(h)를 가지고, 이 유출구를 통해 슬러지제거 장치 내에 침전한 슬러지를 액체의 총량으로 되돌리거나 슬러지를 모으는 다른 침전 장치에 보낼 수 있다.

그러므로, 종래 기술의 슬러지제거 장치와는 다르게, 본 발명에 따른 슬러지제거 장치의 실시예는 적어도 부분적으로 잠기고 적어도 이 장치의 하단부(바닥)가 일부 액체만 슬러지가 제거되는 액체의 총량에 잠기는 사실에 특징이 있다. 슬러지제거 장치 내에 침전한 슬러지는 상기 슬러지제거 장치의 바닥에 있는 하나 또는 그 이상의 유출구를 통하여 연속적으로 또는 불연속적으로 액체의 총량으로 되돌려진다. 이것은 중력하에서 또는 예를 들면 펌프와 같은 기계적 보조 장치에 의해 이루어질 수 있다. 이 슬러지제거 장치는 그 안에 담긴 액체가 또한 느리게만 유동하는 결과 슬러지가 바닥으로 가라앉아 슬러지제거 장치의 바닥에 모인다는 목적을 만족하는 한 어떤 적합한 모양이든 될 수 있다. 이와 관련하여, 바닥이 하나 또는 그 이상의 유출구쪽으로 내리막 경사지거나 아래쪽으로 점점 가늘어지는 것이 바람직하다. 슬러지제거 장치의 수평 단면은 임의적인 모양이 될 수 있고, 예를 들면 원, 타원, 직사각형, 정사각형 모양이 될 수 있다. 최적의 공간 활용의 이유로 직사각형 또는 정사각형 수평 단면이 바람직하다.

바람직한 실시예에서 슬러지제거 장치는 상부(a)와 하부(b)를 가지며, 상부의 벽은 실질적으로 수직이고, 하부의 벽은 하부의 단면이 아래쪽으로 점점 작아지도록 기울어져 있고, 상부는 격벽(c)에 의해 액체 유입부(d)와 유출부(e)로 분할되어 있고, 액체 유입구(f)는 유입부에 있으며, 액체는 유입부 내에서 아래쪽으로 유동하고 유출부 내에서 위쪽으로 유동하며, 유출부 내에서 방출 장치(g)가 시작되고, 액체는 방출 장치를 통해 유출부에서 제거될 수 있고, 유출구(h)는 하부의 가장 낮고 좁은 곳에 위치하고, 이 유출구를 통해 슬러지제거 장치 내에 침전한 슬러지를 액체의 총량으로 되돌릴 수 있다.

따라서, 이 실시예에서 슬러지제거 장치는 실질적으로 수직인 벽을 갖는 상부와 유출구쪽으로 아래로 향해 점점 가늘어 지는 하부를 포함한다. 상부는 격벽에 의해 유입부와 유출부로 분할되어 있고, 유입부의 용적은 바람직하게 유출부의 용적보다 작다. 액체는 유입부의 위쪽 경계에 의해 또는 측벽에 있는 구멍에 의해 형성될 수 있는 유입구를 통해 유입부로 들어갈 수 있다. 슬러지가 제거된 액체가 방출 장치를 통해 유출부에서 나올 때, 액체는 유입부에서 유출부 내로 흐른다. 유입부와 유출부가 격벽에 의해 상부에서 서로 분리되어 있기 때문에, 액체는 격벽의 하단부를 돌아 유입부에서 유출부 내로 흐른다. 그러므로, 액체는 유입부 내에서 아래쪽으로 이동하고 유출부 내에서 위쪽으로 이동한다. 유출부의 용적이 유입부의 용적보다 크다면, 유출부 내에서의 유속이 유입부 내에서의 유속보다 작아질 것이다. 따라서, 유출부 내의 슬러지는 바닥에 침전할 수 있고, 아래쪽으로 점점 가늘어지는 슬러지제거 장치의 하부에 모일 수 있고, 슬러지는 이 하부로부터 연속적으로 또는 불연속적으로 유출구를 통해 액체의 총량으로 되돌아갈 수 있다.

본 발명의 특별한 실시예는 액체에서 슬러지를 제거하는 슬러지제거 장치에 관한 것으로 상부(a)와 하부(b)를 포함하는 슬러지제거 장치로서, 상부의 벽은 실질적으로 수직이고 하부의 벽은 하부의 단면이 아래쪽으로 점점 작아지도록 기울어져 있고, 상부는 격벽(c)에 의해 액체 유입부(d)와 유출부(e)로 분할되어 있고, 유입구(f)가 액체 유입부에 있으며, 액체는 유입부 내에서 아래쪽으로 이동하고 유출부 내에서 위쪽으로 이동하며, 하나 또는 그 이상의 안내판(i)에 의해 유출부가 둘 또는 그 이상의 구획(k)으로 분할되고, 배출파이프, 수로, 월류 위어 또는 벽 내 개구 형태의 방출 장치(g)가 상기 안내판 위에서 시작되고, 액체는 방출 장치를 통해 유출부에서 제거될 수 있고, 유출구(h)는 하부의 가장 낮고 좁은 곳에 장치되어 그 아래에 위치한 방출 노즐(l)의 외부파이프(m) 내에서 끝나고, 상기 방출 노즐은 외부파이프(m)와 내부파이프(n)를 포함하며, 내부파이프는 외부파이프와 실질적으로 평행하게 뻗어있고, 슬러지제거 장치의 외부에서 내부파이프 안으로 물질 흐름이 공급될 수 있고, 이 물질 흐름 쪽에서 보면 내부파이프는 외부파이프(m) 내에서 유출구(h)가 끝나는 지점(o)과 상기 외부파이프의 단부 사이에 있는 외부파이프 내의 지점에서 끝나며, 내부파이프 내에서 물질 흐름은 자체의 흡인효과 때문에 슬러지제거 장치 내 액체의 부분 흐름을 슬러지와 함께 빨아들이고, 이 액체와 슬러지를 슬러지제거 장치의 주변의 매체로 방출한다.

이 실시예에 따르면, 유출부는 하나 또는 그 이상의 안내판에 의해 둘 또는 그 이상의 구획으로 분할되고, 이 안내판 위에 방출 장치가 위치한다. 안내판은 유출부 내에서 액체의 상향 층류 유동을 보장하고, 이로 인해 슬러지의 침전을 촉진한다. 더욱이, 이 실시예에 따르면, 슬러지제거 장치의 하부에 있는 유출구는 경우에 따라 연결파이프의 도움을 받아 방출 노즐로 이어지고, 이 방출 노즐을 통해 슬러지제거 장치 내에 모인 슬러지는 액체의 총량으로 되돌려질 수 있다. 이 방출 노즐은 실질적으로 서로 평행하게 뻗어 있는 외부파이프와 내부파이프를 포함한다. 바람직하게 내부파이프가 외부파이프로 들어가는 외부파이프의 끝은 액체의 총량에 대해 닫혀 있다. 슬러지가 유출되는 쪽에서는 외부파이프가 내부파이프보다 길고, 다시 말해 내부파이프가 외부파이프 내에서 끝난다. 따라서, 내부파이프의 단부는 유출구가 외부파이프 내에서 끝나는 지점과 외부파이프의 단부 사이에 위치한다. 물질 흐름이 슬러지제거 장치의 외부로부터 내부파이프 내로 공급되면, 이 물질 흐름은 내부파이프의 단부에서 외부파이프 안으로 통과하고, 그곳에서 외부파이프로부터 액체의 총량으로의 계속되는 흐름을 야기할 것이다. 이로 인해 외부파이프 내에 흡인효과가 생기고, 흡인효과 때문에 슬러지와 액체는 슬러지제거 장치의 유출구를 통해 외부파이프 안으로 빨아들여지고 결국 액체의 총량으로 방출된다. 결과로 생기는 효과는 벤튜리 노즐에서 또한 사용되는 것이다. 따라서, 방출 노즐은 벤튜리 원리에 따라 작동하고, 그결과 방출 노즐을 또한 "벤튜리형" 노즐이라 할 수 있다.

특별한 실시예와 무관하게, 슬러지제거 장치는 슬러지를 제거할 액체에 의해 가능한 한 적게 영향을 받는 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 바람직한 재료는 플라스틱, 스테인레스강, 가급적 고합금 스테인레스강이다.

슬러지제거 장치에 전술한 것처럼 "벤튜리형" 방출 노즐을 설치한다면, 노즐이 액체의 총량에 잠길 필요가 없다. 그러나, 이것은 분명히 가능한 하나의 실시예로, 이 실시예에서 슬러지제거 장치는 액체의 총량을 담고 있는 탱크 내에 설치된다. 그러나 일부 액체가 유입구를 통해 슬러지제거 장치의 유입부로 들어갈 수 있고 방출 노즐의 외부파이프가 액체의 총량 내에서 끝나도록 슬러지제거 장치는 액체의 총량을 담고 있는 탱크 외부에도 설치될 수 있다. 발명에 따르면 이러한 경우에도 효과가 있으므로, 이로 인해 액체의 총량 중 슬러지가 제거된 부분을 제거할 수 있고, 이 부분에서 분리된 슬러지는 액체의 총량으로 되돌려진다. 그러나, 공간상의 이유로, 보통의 경우 슬러지제거 장치는 액체의 총량을 담고 있는 탱크 내에 장치되는 것이 바람직하다.

슬러지제거 장치의 실시예와 무관하게, 슬러지제거 장치의 상단부가 액체의 총량을 담고 있는 탱크 내의 액체 높이보다 아래에 위치하는 한 유입구가 상기 상단부를 구성할 수 있다. 그러나, 슬러지제거 장치의 상단부가 슬러지를 제거할 액체의 총량에서 돌출되고 이 액체의 일부가 슬러지제거 장치의 일측면에 있는 유입구를 통해 슬러지제거 장치로 들어갈 수 있다면 더 좋은 수행 능력이 보장된다. 슬러지제거 장치가 유입부와 유출부로 분할되는 한, 유입구는 유입부에 위치한다. 이와 관련하여 유입구는 충분히 넓은 단면의 단순한 구멍으로 구성될 수 있다. 그러나, 입자가 굵은 고형물이 슬러지제거 장치로 유입하는 것을 방지하기 위해, 비교적 작은 복수의 구멍들로 구성된 체판으로 유입구를 구성하거나, 또는 그물로 유입구를 막는 것이 바람직하다. 더욱이, 체판으로 구성되거나 체가 장치된 유입구를 포함하는 슬러지제거 장치의 측벽의 일부는 세정 목적으로 슬러지제거 장치의 나머지 부분에서 손쉽게 분리될 수 있고, 다시 사용될 수 있는 것이 바람직하다.

슬러지제거 장치의 유입구가 액체 총량의 액체 높이보다 아래에 위치하면, 슬러지를 제거할 액체의 주성분보다 현저히 더 가벼운 물질이 슬러지제거 장치 내에서, 특히 유입부 내에서 위쪽으로 이동할 수 있고, 이로 인해 유출부에 도달하지 않게된다는 추가적 이점이 있다. 유출부에서는 상기 물질이 위쪽방향으로 유동하기 때문에 슬러지의 침전을 방해할 수 있다. 예를 들면, 슬러지를 제거할 액체가 수중오일(oil-in-water) 유제라면 이러한 더 가벼운 물질은 기름이 될 수 있다. 이것은 예를 들면 슬러지를 제거할 액체가 세정액, 금속 처리 유체 또는 유출물이라면 그 경우가 될 수 있다. 그러나 공기가 액체의 총량 내로 공급된다면, 위쪽으로 분리되는 성분은 기포를 또한 포함할 수 있다. 이것은 예를 들면 표면 산세척에 사용되는 산세척 욕의 경우 종종 발생하며, 이 경우 공기는 더 양호한 혼합을 위해 또한 산화될수 있는 성분의 산화를 위해 도입된다.

슬러지제거 장치의 실시예와 무관하게, 방출 장치의 최초 부분은 개방관으로 구성할 수 있다. 그러나, 좀더 균일한 액체의 흐름을 얻기 위해서, 방출 장치의 최초 부분을 여러개의 구멍을 포함하는 파이프로 구성하는 것이 바람직하고, 이 구멍을 통해 액체가 상기 파이프로 들어갈 수 있다. 슬러지제거 장치가 격벽에 의해 유입부와 분리된 유출부를 갖는다면 이 실시예는 특히 바람직하다. 이 경우에 있어서, 구멍이 있는 파이프는 바람직하게 유입부의 격벽과 슬러지제거 장치의 반대쪽 벽 사이의 전체거리에 걸쳐 존재하게 된다. 유출부가 안내판에 의해 구획으로 분할되는 경우, 방출 장치의 최초 부분은 유출부가 갖는 구획의 수와 동일한 수의 구멍을 액체 유입부에서 갖는 것이 바람직하다. 각각의 경우에 있어서, 구멍은 바람직하게 구획 위에 배치된다. 물론 오직 하나의 파이프 대신에 서로 인접하며 공통의 방출 장치 내에서 끝나는 수개의 파이프를 제공할 수도 있다. 더욱이, 방출 장치의 최초 부분은 박스형으로 될 수 있으며, 박스의 한 표면(바람직하게는 하부 표면)은 방출 장치의 박스형의 최초 부분으로 액체가 유입할 수 있도록하는 복수의 구멍을 갖는다. 액체는 바람직하게는 펌프에 의해 방출 장치 내로 전달된다.

공간상의 이유로 슬러지제거 장치는 직사각형 또는 정사각형의 수평 단면을 갖고, 또한 하부가 직사각형 또는 정사각형의 역피라미드 모양을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 이 경우에 있어, 공간과 효율의 이유로, 슬러지제거 장치의 전체 높이는 수평 단면의 가장 긴 변보다 더 큰 것이 바람직하다.

유출부가 평행한 안내판에 의해 구획으로 분할된다면 슬러지 분리의 효율은 향상된다. 1 내지 30 개의 안내판, 특히 5 내지 15 개의 안내판이 서로 평행하게 배열되는 것이 바람직하다. 안내판의 높이가 안내판 사이 간격의 5 내지 30배, 특히 10 내지 20배인 것이 슬러지의 침전에 특히 유리하다.

공간과 슬러지 분리의 효율의 이유로, 슬러지제거 장치는 직사각형의 수평 단면을 갖고, 직사각형의 긴 변이 짧은 변의 1.5 내지 5 배, 특히 1.5 내지 3 배, 예컨데 대략 2배 길이인 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 유입부와 유출부 사이의 격벽과 유출부 내의 안내판이 직사각형의 짧은 변과 실질적으로 평행하게 배열되는 것이 또한 슬러지의 분리에 특히 유리하다.

슬러지제거 장치의 단면과 무관하게, 안내판은 바람직하게는 수직에 대해 0° 내지 30°의 각도로 기울어져 배치된다. 수직에 대한 기울어짐, 즉 경사 배열은 완전히 수직인 배열보다 슬러지의 분리에 있어 원리적으로 더 유리하다. 그러나, 경사 배열의 경우에 있어서 슬러지 입자가 경사 안내판의 하면에 침전하고, 하면을 따라 위쪽으로 흐르는 액체에 의해 슬러지 입자가 동반될 위험이 증가한다. 안내판이 실질적으로 수직으로 배열된다면 이 위험은 줄어든다. 이 이유 때문에 본 발명의 범위 내에서는 안내판을 실질적으로 수직으로 배열하는 것이 바람직하다.

안내판 사이의 간격은 바람직하게 10 내지 100 ㎜, 특히 20 내지 60 ㎜ 이다.

본 발명의 제 2 태양은 액체 총량의 일부에서 슬러지를 제거하는 방법에 관한 것으로, 전술한 슬러지제거 장치가 사용된다. 본 방법에서 종래 기술과 비교하여 다른 점은 침전 슬러지가 분리되고 처리되는 것이 아니라 액체의 총량으로 되돌려진다는 것이다. 그리고 나서 이 슬러지는 액체의 총량 내의 잔존 슬러지와 함께 처리 될 수 있다.

이와 관련하여, 청구범위 제 3 항 내지 제 10 항의 하나 또는 그 이상에 따른 슬러지제거 장치가 사용되는 방법이 바람직하고, 액체가 유입구를 통해 유입부로 들어갈 수 있도록 슬러지제거 장치는 액체의 총 용적에 잠기고, 유입 액체의 제 1 부분은 방출 장치를 통해 제거되고, 슬러지제거 장치의 외부에서부터 방출 노즐의 내부파이프 안으로 공급된 물질 흐름의 흡인효과 때문에 유입 액체의 제 2 부분은 방출 노즐을 통해 액체의 총량으로 재순환된다. 이 제 2 부분은 침전된 슬러지를 동반한다. 그러므로, 유입부와 유출부로 분할되고, 유출부는 안내판에 의해 다수의 구획으로 분할된 슬러지제거 장치가 바람직하게 사용된다. 더욱이, 침전된 슬러지를 액체의 총량으로 재순환시키는데는 "벤튜리형" 방출 노즐이 바람직하다.

방출 노즐의 내부파이프 내로 공급되는 물질 흐름의 조성은 슬러지 제거될 액체의 특성과 액체의 총량 내에서 이루어지는 기술적 공정에 의존한다. 가장 간단한 경우에 있어서 이 물질 흐름은 슬러지를 제거할 액체와 똑같은 액체로 구성된다. 액체의 총량에 있어 이것은 액체의 부분 흐름이 펌핑에 의해 순환되는 결과가 될 수 있다. 이것은 많은 기술적 방법에 있어 순환 펌핑에 의해 총량이 보다 잘 섞이게 되는 경우이다. 더구나 순환 펌핑은 펌핑된 액체의 온도를 바꾸는데, 예를 들면 액체를 냉각시키거나 가열하는데 사용될 수 있다. 액체의 총량 내에서 사용하는 기술적 공정 때문에 이 총량에 예를 들면 물 또는 활성 물질의 수용액이 추가되어야 한다면, 방출 노즐의 내부파이프 내로 공급되는 물질 흐름은 물 또는 활성 물질의 수용액이 될 수 있다. 액체의 총량에 가스, 예를 들면 공기가 공급되어야 한다면, 방출 노즐의 내부파이프 내로 공급되는 공기 흐름은 이 가스, 특히 공기가 될 수 있다. 그러므로, 방출 노즐의 내부파이프 내로 공급되는 물질 흐름은 액체의 총량 내에서 기술적 효과를 발생시키도록 선택된다. 이것은 슬러지제거 장치로부터 슬러지와 일부 액체를 액체의 총량으로 재순환시키는데 추가적 에너지가 소비되지 않아도 된다는 경제적 이점이 있다. 그 대신에 본 발명에 따르면 슬러지제거 장치를 사용하지 않고 액체의 총량 내로 공급되는 물질 흐름이 이 목적을 위해 사용된다. 본 발명에 따른 방법이 예를 들면 취입된 공기에 의해 혼합 및 산화된 산세척 용액의 일부의 슬러지제거에 사용되는 경우, 방출 노즐의 내부파이프 내로 공급되는 물질 흐름을 공기로 하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 공급되는 공기가 공기 유입구의 높이에서 액체 총량의 정수압 바로 위의 압력이면 충분하다.

유입부와 유출부가 있는 슬러지제거 장치가 사용된다면, 슬러지의 침전을 보장하기 위해 유출부 내에서 위쪽으로 유동하는 액체의 유속이 제한된다. 이와 관련하여 최적의 유속은 슬러지의 비중, 슬러지 입자의 기하학적 형상, 그리고 액체의 점도에 의존한다. 액체가 물이라면, 유입구를 통해 슬러지제거 장치로 유입되고 방출 장치와 방출 노즐을 통해 슬러지제거 장치에서 나가는 액체의 양은 유출부 내에서 액체가 0.3 내지 6 ㎜/sec.의 속도로 위쪽으로 유동하도록 바람직하게 조절된다. 조밀하고 특히 고밀도의 슬러지의 경우 유속은 상기 유속 범위의 위쪽 절반 이내로 조절될 수 있는 반면, 특히 더 가볍고 응집성의 슬러지의 경우 유속은 상기 유속 범위의 아래쪽 절반 이내로 조절될 수 있다. 실제 발생하는 많은 경우에 있어, 유출부 내에서 액체는 0.6 내지 3 ㎜/sec.의 속도로 위쪽으로 유동하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 슬러지를 제거할 액체가 금속 표면 특히 스테인레스강 표면을 산세척하는 사용되는 산세척 용액이고, 침전한 슬러지가 산세척 슬러지라면, 유출부 내에서 액체가 0.8 내지 1.5 ㎜/sec.의 속도로 위쪽으로 유동하도록 액체 흐름이 바람직하게 조절된다.

분명히 이 조절은 상기 유속을 조절함으로써 슬러지제거 장치의 방출 장치를통해 액체의 목적하는 부분을 제거할 수 있도록 슬러지제거 장치의 수직 단면, 특히 유출부의 수직 단면이 선택되어야 한다는 것을 전제로 한다. 예를 들어 방출 장치를 통해 제거될 액체의 용적이 약 100 ㎖/sec.이라면, 유출부내에서 필요한 액체의 유속을 유지하기 위해서 슬러지제거 장치의 유출부가 어떤 단면을 가져야 하는지 계산할 수 있다.

슬러지제거 장치의 총량과 슬러지제거 장치로 유입되어 방출 장치와 방출 노즐을 통해 슬러지제거 장치에서 나가는 액체의 양은, 슬러지제거 장치 내에 포함된 액체가 시간당 1 내지 5 번, 바람직하게는 시간당 2 내지 4번 교체되도록 바람직하게 선택된다. 예를 들면, 이 용적과 양은 슬러지제거 장치 내의 액체가 약 15 내지 30 분 마다 완전히 교체되도록 조절된다. 이 수치들은 슬러지를 제거할 액체가 스테인레스강용 산세척 용액이고, 슬러지가 없는 대표적 샘플이 분석 목적으로 방출 장치를 통해 제거되는 특별한 경우에 적합하다.

슬러지를 제거할 액체는 매우 다양한 종류가 될 수 있다. 예를 들면, 액체는 이미 슬러지를 갖거나 또는 슬러지가 화학 반응의 결과로서 생성되는 유출물이 될 수 있다. 예를 들면, 이런한 화학 반응은 유출물의 처리에 사용되는 침전이나 중화 반응이 될 수 있다. 더욱이, 액체는 예를 들면 금속 절단 작업용 냉각제나 롤러 오일 유제와 같은 금속 처리 액체가 될 수 있다. 이 경우 슬러지는 가공물의 금속 마모에 의해 생성된다. 나아가 액체는 세정할 재료를 통해 슬러지 형성 고형물이 도입되는 세정액이 될 수 있다. 더욱이, 액체는 금속 표면을 산체척하기 위한 산세척 용액이 될 수 있다. 결국, 액체는 금속 표면의전환 처리, 즉 금속 표면의 화학적 변형을 위한 전환 용액이 또한 될 수 있다. 이것의 특별한 예는 금속 표면에 대한 층형성 또는 비층형성 인산염처리에 쓰이는 인산염처리 용액, 특히 아연 인산염처리 용액이다. 이러한 인산염처리 용액은 금속 인산염을 포함한 슬러지를 생성하는 경향이 있다.

슬러지제거 장치의 유출부와 방출 장치를 통해 제거되는 액체 중 슬러지가 제거된 부분은 다양한 목적을 위해 사용될 수 있다. 특히 액체의 이 부분은 분석적 측정에 의해 액체의 조성을 결정하는데 사용될 수 있다. 이와 관련하여 본 발명에 따르면, 슬러지제거 장치의 유출부와 방출 장치를 통해 제거된 상기 일부 액체가 액체 조성의 하나 또는 그 이상의 특성을 자동적으로 결정하는 분석 장치에 전달될 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 슬러지제거 장치는 종래 기술에서 알려진 것처럼, 다양한 공정욕(process baths)의 자동 분석 모니터링 장치에 사용될 수 있다. 예를 들면, 세정욕의 자동 모니터링과 조절은 문헌 DE 198 02 725, DE 198 14 500 그리고 DE 198 20 800 에 기술되어 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 방법이 산세척 용액을 모니터하는데 사용된다면, WO 00/33061 에서 기술된 측정 방법을 상류에서 채용할 수 있다. 이 방법은 스테인레스강에 쓰이는 무질산 산세척 유체를 특히 모니터하고 제어하기 위해 개발된 것이다. 이러한 산세척 용액은 예를 들면 문헌 EP-A-505 606 그리고 EP-A-582 121 에 더 자세히 기술되어 있다.

그러므로, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 용도는 기술적 욕의 조성을 모니터하고 제어하기 위한 공지된 또는 새로운 자동 공정을 위해 슬러지제거된 욕 샘플을 제공하는 것이다. 이와 관련하여, 슬러지제거 방법은 슬러지제거 욕 샘플을 준비하는데 사람의 개입이 요구되지 않도록 바람직하게 자동적으로 실시된다.

본 발명에 따른 상기 방법의 다른 효과는, 방출 노즐을 사용할 때, 액체의 총량 내에서 침전하는 슬러지가 액체의 총량을 담고 있는 탱크의 바닥에 선택된 지점들에 축적되는 것을 보장하는 소용돌이 흐름이 액체의 총량내에서 발생한다는 것이다. 그리고 나서 이 슬러지는 이 지점들에서 액체의 총량으로부터, 예를 들면 흡인에 의해, 바람직하게 제거될 수 있다. 이러한 방식으로 액체의 총량의 슬러지제거는 더 경제적으로 행해질 수 있는데, 이는 발명에 따른 상기 방법을 실행한 결과 슬러지가 특히 우선적으로 모이는 곳에서 슬러지를 제거하는 것이 가능하기 때문이다. 그러므로, 본 발명과 본 발명의 다른 태양에 따른 상기 방법의 추가적 이점은, 본 발명에 따른 슬러지제거 방법에 있어 청구항 3 내지 10 중 하나 또는 그 이상에 따른 방출 노즐을 갖는 슬러지제거 장치가 사용되고, 총량의 특정 영역 내에서 발생되는 소용돌이 흐름 때문에 액체의 총량 내에 침전한 슬러지가 모이고, 모인 곳에서 외부의 다른 슬러지제거 장치에 의해 슬러지가 제거 및 분리될 수 있도록, 상기 방출 노즐이 액체의 총량 내에 정렬되어 있는 것이다.

참조번호 목록

(a) 슬러지제거 장치의 상부

(b) 슬러지제거 장치의 하부

(c) 유입부(d)와 유출부(e)사이의 격벽

(d) 유입부

(e) 유출부

(f) (체판으로 만들어진) 유입구

(g) 배출파이프 형태의 방출 장치

(h) 슬러지 유출구

(i) 안내판

(k) 유출부의 구획

(l) 방출 노즐

(m) 방출 노즐의 외부파이프

(n) 방출 노즐의 내부파이프

(o) 외부파이프(m) 내의 유출구(h)의 말단

(p) 액체 표면

Claims

부유 고형물을 포함하고/하거나 슬러지를 형성할 수 있는 액체의 총량의 일부를 위한 슬러지제거 장치로서, 상기 슬러지제거 장치의 바닥을 포함하여 이 장치의 일부가 총량에 잠기도록 액체의 총량을 담고 있는 탱크 내에 위치하며, 상기 바닥 위쪽에 있으며 배출파이프, 수로, 월류 위어 또는 벽 내 개구 형태의 방출 장치 뿐만 아니라 상기 바닥 위쪽에 위치하는 유입구를 갖고, 이 유입구를 통해 일부 액체가 슬러지제거 장치로 들어갈 수 있으며, 상기 방출 장치를 통해 액체를 슬러지제거 장치에서 제거할 수 있고, 슬러지제거 장치의 상기 바닥은 하나 이상의 유출구를 가지고, 이 유출구를 통해 전술한 슬러지제거 장치 내에 침전한 슬러지를 액체의 총량으로 되돌리거나 슬러지를 모으는 다른 침전 장치에 보낼 수 있는 슬러지제거 장치.
제 1 항에 있어서, 상부와 하부를 가지며, 상부의 벽은 실질적으로 수직이고 하부의 벽은 하부의 단면이 아래쪽으로 점점 작아지도록 기울어져 있고, 상부는 격벽에 의해 액체 유입부와 유출부로 분할되어 있고, 액체 유입구는 유입부에 있으며, 액체는 유입부 내에서 아래쪽으로 유동하고 유출부 내에서 위쪽으로 유동하며, 유출부 내에서 방출 장치가 시작되고, 액체는 방출 장치를 통해 상기 유출부에서 제거될 수 있고, 유출구는 상기 하부의 가장 낮고 좁은 곳에 위치하고, 유출구를 통해 슬러지제거 장치 내에 침전한 슬러지를 액체의 총량으로 되돌릴 수 있는 것을특징으로하는 슬러지제거 장치.
상부와 하부를 포함하고 액체에서 슬러지를 제거하는 슬러지제거 장치로서, 상기 상부의 벽은 실질적으로 수직이고, 상기 하부의 벽은 상기 하부의 단면이 아래쪽으로 점점 작아지도록 기울어져 있고, 상기 상부는 격벽에 의해 상기 액체의 유입부와 유출부로 분할되어 있고, 유입구가 상기 액체 유입부에 있으며, 액체는 유입부 내에서 아래쪽으로 흐르고 상기 유출부 내에서 위쪽으로 흐르며, 하나 또는 그 이상의 안내판에 의해 유출부가 둘 또는 그 이상의 구획으로 분할되고, 배출파이프, 수로, 월류 위어 또는 벽 내 개구 형태의 방출 장치가 상기 안내판 위에서 시작되고, 상기 액체는 방출 장치를 통해 유출부에서 제거될 수 있고, 유출구는 상기 하부의 가장 낮고 좁은 곳에 장치되어 그 아래에 위치한 방출 노즐의 외부파이프 내에서 끝나고, 상기 방출 노즐은 외부파이프와 내부파이프를 포함하며, 상기 내부파이프는 상기 외부파이프와 실질적으로 평행하게 뻗어있고, 슬러지제거 장치의 외부에서 상기 내부파이프 안으로 물질 흐름이 공급될 수 있고, 이 물질 흐름 쪽에서 보면 상기 내부파이프는 외부파이프 내에서 유출구가 끝나는 지점과 상기 외부파이프의 단부 사이에 있는 외부파이프 내의 지점에서 끝나며, 내부파이프 내에서 물질 흐름은 자체의 흡인효과 때문에 상기 슬러지제거 장치 내 상기 액체의 부분 흐름을 슬러지와 함께 빨아들이고 이 액체와 슬러지를 상기 슬러지제거 장치 주변의 매체로 방출하는 슬러지제거 장치.
제 3 항에 있어서, 일부 액체가 상기 유입구를 통해 슬러지제거 장치의 유입부로 들어갈 수 있고 방출 노즐의 상기 외부파이프가 액체의 총량 내에서 끝나도록 슬러지제거 장치는 액체의 총량을 담고 있는 탱크 내에 또는 위에 설치된 것을 특징으로하는 슬러지제거 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 직사각형 또는 정사각형의 수평 단면을 갖고, 하부가 직사각형 또는 정사각형의 역피라미드 모양을 갖는 것을 특징으로하는 슬러지제거 장치.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 유출부가 1 내지 30 개의 평행한 안내판에 의해 구획으로 분할되고, 안내판의 높이는 안내판 사이 간격의 5 내지 30 배인 것을 특징으로하는 슬러지제거 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 직사각형의 수평 단면을 갖고, 그 직사각형의 긴 변이 짧은 변의 1.5 내지 5 배 길이인 것을 특징으로하는 슬러지제거 장치.
제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 유입부와 유출부 사이의 상기 격벽과 유출부 내의 안내판이 직사각형의 짧은 변과 실질적으로 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로하는 슬러지제거 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 안내판이 수직에 대해 0°내지 30°의 각도로 배치되어 있는 것을 특징으로하는 슬러지제거 장치.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 안내판 사이의 간격이 10 내지 100 ㎜ 인 것을 특징으로하는 슬러지제거 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 따른 슬러지제거 장치를 사용하여 액체 총량의 일부에서 슬러지를 제거하는 방법.
제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 따른 슬러지제거 장치를 사용하여 액체 총량의 일부에서 슬러지를 제거하는 방법으로서, 액체가 유입구를 통해 유입부로 들어갈 수 있도록 상기 슬러지제거 장치는 액체의 총량에 잠기고, 유입 액체의 제 1 부분은 방출 장치를 통해 제거되고, 슬러지제거 장치의 외부에서 상기 방출 노즐의 내부파이프 안으로 공급된 물질 흐름의 흡인효과에 의해 유입 액체의 제 2 부분은 방출 노즐을 통해 액체의 총량으로 되돌려지는 슬러지제거 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 슬러지제거 장치의 외부에서부터 상기 방출 노즐의내부파이프 내로 공급되는 물질 흐름은 슬러지를 제거할 액체와 같은 액체이거나, 물 또는 가스, 특히 공기인 것을 특징으로하는 슬러지제거 방법.
제 12 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항 또는 두 항에 있어서, 유입구를 통해 상기 슬러지제거 장치로 유입되어 상기 방출 장치와 방출 노즐을 통해 슬러지제거 장치에서 나가는 액체의 양은 유출부 내에서 액체가 0.3 내지 6 ㎜/sec.의 속도로 위쪽으로 유동하도록 조절되는 것을 특징으로하는 슬러지제거 방법.
제 14 항에 있어서, 유출부 내에서 액체가 0.6 내지 3 ㎜/sec.의 속도로 위쪽으로 유동하는 것을 특징으로하는 슬러지제거 방법.
제 14 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항 또는 두 항에 있어서, 슬러지제거 장치로 유입되어 방출 장치와 방출 노즐을 통해 슬러지제거 장치에서 나가는 액체의 양은 슬러지제거 장치 내에 포함된 액체가 시간당 1 내지 5 번 교체되도록 조절되는 것을 특징으로하는 슬러지제거 방법.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 슬러지를 제거할 상기 액체가 유출물, 금속 처리 유체, 세정액, 금속 표면을 산체척하기 위한 산세척 용액, 또는 금속 표면의 전환처리를 위한 전환 용액, 특히 금속 표면의 인산염처리를 위한 인산염처리 용액인 것을 특징으로하는 슬러지제거 방법.
제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 슬러지제거 장치의 유출부와 방출 장치를 통해 제거된 일부 액체는 액체 조성의 하나 또는 그 이상의 특성을 자동적으로 결정하는 분석 장치에 전달되는 것을 특징으로하는 슬러지제거 방법.
제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 제 3 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 따른 슬러지제거 장치가 사용되고, 총량의 특정 영역 내에서 발생되는 소용돌이 흐름 때문에 액체의 총량 내에 침전한 슬러지가 모이고, 모인 곳에서 외부의 다른 슬러지제거 장치에 의해 슬러지가 제거 및 분리될 수 있도록 상기 방출 노즐이 액체의 총량 내에 배치된 것을 특징으로하는 슬러지제거 방법.