KR20050034668A

KR20050034668A - 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20050034668A
Application number: KR1020050020261A
Authority: KR
Inventors: 설강준; 하차성
Original assignee: 설강준; 하차성
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2005-04-14

Abstract

본 발명은 각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 토사슬라임과 슬러지의 탈수와 입자선별 및 그 재처리를 행하기 위한 공법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공흡입수단에 의하여 이송된 토사슬라임이나 슬러지를 진동탈수기와 고속원심탈수기를 이용하여 연속적으로 탈수 처리시킴과 동시에 필요에 따라 필터프레스를 이용한 추가 탈수처리를 행하게 되며, 이와 같이 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크는 개별수거나 혼합적재 또는 쓰레기와의 분리적재를 행할 수 있도록 하고, 탈수 처리과정에서 발생하는 배출수는 중화처리를 행하여 준설지역으로 방류시키거나 또는 그 일부를 세척수나 천공수 및 굴착수로 재사용할 수 있도록 함으로서, 토사슬라임이나 슬러지의 진공흡입으로부터 그 탈수와 입자선별 처리가 배관으로 연결되는 하나의 일체화 된 고정식 또는 이동식 시스템에 의하여 작업현장에서 중단없이 즉각적이고 연속적으로 이루어질 수 있도록 하고, 이로 인하여 토사슬라임과 슬러지의 처리가 매우 신속하고 위생적이며 경제적으로 수행될 수 있도록 함으로서, 작업환경의 개선과 그 처리효율의 향상에 따른 공사비용의 절감 및 오수에 의한 악취의 방지를 이루어 낼 수 있도록 하며, 진동탈수와 고속원심탈수를 병행하여 최종 배출되는 케이크의 함수비를 최대한 낮출 수 있도록 하면서도 입자선별기를 사용하여 요구하는 입도의 토사나 슬러지 케이크만을 별도로 분리하여 처리할 수 있도록 함으로서, 토사나 슬러지 케이크의 자원화 및 그 재처리를 보다 빠른 시간내에 원활하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 별도의 물차나 공업용수를 동원하지 않고 탈수 처리된 물을 세척수나 천공수 및 굴착수로 재활용토록 함으로서, 공사비용의 절감과 수자원의 절약 및 환경오염의 방지에 크게 기여할 수 있도록 한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법 및 그 장치{Dehydrating reprocess method and apparatus using continuous vacuum suction for separation of water and soil from soil-slime and sludge}

본 발명은 각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 토사슬라임과 슬러지를 진공흡입수단에 의하여 처리장치로 이송시킨 다음, 이송된 토사슬라임이나 슬러지를 진동탈수기와 고속원심탈수기를 이용하여 연속적으로 탈수 처리시킴과 동시에 필요에 따라 필터프레스를 이용한 추가 탈수처리를 행하며, 이와 같이 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크는 개별수거나 혼합적재 또는 쓰레기와의 분리적재를 행할 수 있도록 하고, 탈수 처리과정에서 발생하는 배출수는 중화처리를 행하여 준설지역으로 방류시키거나 또는 그 일부를 세척수나 천공수 및 굴착수로 재사용할 수 있도록 한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 준설작업은 하천이나 저수지 등에 일정한 수심을 확보하기 위하여 그 바닥부에 퇴적되어 있는 이물질이나 토사를 퍼올리는 작업을 의미하는 것으로, 현대의 도시 기반시설에 해당하는 상,하수도 설비에 있어 하수배관이나 배수구에 퇴적된 슬러지를 제거하여 주변환경의 개선과 배수통로의 확보를 이루고자 하는 슬러지 처리작업까지 넓은 의미에서는 준설작업에 속한다고 볼 수 있다.

상기와 같은 각종 준설작업이나 슬러지 처리작업의 경우, 그래브(Grab)나 버킷(Bucket) 또는 디퍼(Dipper or Shovel)를 장착한 포크레인과 같은 중장비를 사용하여 토사나 슬러지를 퍼올린 다음, 이를 트럭과 같은 차량에 적재시켜 야적장이나 처리시설로 운반하거나, 대형 진공탱크가 설치된 탱크로리(Tank lorry)와 같은 차량을 사용하여 토사나 슬러지를 진공흡입식으로 적재시킨 다음 이를 야적장이나 처리시설로 운반시키는 것이 대부분이었다.

또한, 각종 공사현장에서 지반의 천공 및 굴착에 고압수를 이용하게 되면, 지반의 천공이나 굴착작업 과정에서 토사가 함유된 천공수나 굴착수가 공사현장으로부터 유출되어 작업환경을 저하시키고 주변환경을 오염시키게 되는 데, 이러한 현상을 방지하기 위하여 공사현장의 주변에 웅덩이나 저수조 등을 설치하여 토사가 함유된 천공수나 굴착수를 한데 모아서 저장시킨 다음, 이를 자연건조시키거나 또는 트럭 등에 적재하여 별도의 야적장이나 처리시설로 운반시키게 된다.

그러나, 각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 준설토나 토사가 함유된 천공수나 굴착수(이하, 토사슬라임이라 총칭한다) 또는 슬러지 등을 트럭이나 탱크로리와 같은 차량에 일일이 적재하여 야적장이나 처리시설을 왕복하는 것은 토사슬라임이나 슬러지의 처리에 과도한 시간과 비용이 소요되는 문제점을 야기시키게 된다.

특히, 토사슬라임이나 슬러지의 경우 그 함수비가 매우 높기 때문에 1회 적재시 실질적으로 처리되는 토사나 슬러지의 량이 상대적으로 매우 적어지게 되어 그 처리효율이 저하될 뿐만 아니라, 트럭과 같은 차량에 토사슬라임이나 슬러지를 적재시키는 과정 및 이를 운반하는 과정에서 토사나 오수가 작업장의 주변이나 도로상으로 쉽게 누출되어 작업환경 및 도심미관을 손상시키는 문제점이 있었다.

또한, 준설작업시 발생하는 토사슬라임이나 슬러지에는 토사나 오니(汚泥)를 포함하여 재활용이 가능한 여러 가지의 금속성분이나 화합물이 포함되어 있으므로, 이를 탈수처리하여 케이크(Cake)의 형태로 형성시키는 것{이하, 이수이토(離水離土)라 한다} 토사슬라임이나 슬러지의 자원화 및 재처리 측면에서 바람직한데, 종래의 경우에는 이러한 처리를 작업현장과 비교적 멀리 떨어진 처리시설에서 별도로 수행하였기 때문에 토사나 슬러지 케이크의 자원화 및 그 재처리에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 토사슬라임이나 슬러지의 탈수처리를 행하여 생성되는 물을 그대로 방류처리함으로서 하천이나 저수지 등의 수질오염을 유발시키는 문제점이 있었고, 하수배관이나 배수구의 슬러지 처리작업시 하수배관이나 배수구의 세척을 위한 세척수 뿐만 아니라, 지반의 천공작업이나 굴착작업시 필요한 천공수나 굴착수를 별도의 물차나 공업용수를 이용하여 충당함으로서, 수자원의 낭비와 해당 공사단가의 상승을 유발시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법 및 그 장치는 토사슬라임이나 슬러지의 진공흡입으로부터 그 탈수와 입자선별 처리가 배관으로 연결되는 하나의 일체화 된 고정식 또는 이동식 시스템에 의하여 작업현장에서 중단없이 즉각적이고 연속적으로 이루어질 수 있도록 하고, 이로 인하여 토사슬라임과 슬러지의 처리가 매우 신속하고 위생적이며 경제적으로 수행될 수 있도록 함으로서, 작업환경의 개선과 그 처리효율의 향상에 따른 공사비용의 절감 및 오수에 의한 악취의 방지를 이루어 낼 수 있도록 하며, 진동탈수와 고속원심탈수를 병행하여 최종 배출되는 케이크의 함수비를 최대한 낮출 수 있도록 하면서도 입자선별기를 사용하여 요구하는 입도의 토사나 슬러지 케이크만을 별도로 분리하여 처리할 수 있도록 함으로서, 토사나 슬러지 케이크의 자원화 및 그 재처리를 보다 빠른 시간내에 원활하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 별도의 물차나 공업용수를 동원하지 않고 탈수 처리된 물을 세척수나 천공수 및 굴착수로 재활용토록 함으로서, 공사비용의 절감과 수자원의 절약 및 환경오염의 방지에 크게 기여할 수 있도록 하는 것을 본 발명의 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 탈수재처리공법은, 각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 토사슬라임과 슬러지의 처리를 행하는 것에 있어서, 해당 작업장소로부터 토사슬라임이나 슬러지를 진공흡입방식에 의하여 처리장치측으로 이송시키는 진공흡입이송단계와, 처리장치로 이송되어진 토사슬라임이나 슬러지를 스크린판이 구비된 진동탈수기로 투입하여 토사슬라임이나 슬러지의 탈수 및 입자선별처리를 행하는 진동탈수단계와, 진동탈수기에 의하여 탈수된 묽은 농도의 혼탁액을 고속원심탈수기로 투입하여 미세토사나 슬러지 성분을 수분과 최종적으로 분리시키는 원심탈수단계를 거쳐서 이루어지며, 상기 진동탈수단계와 원심탈수단계를 거쳐 배출되는 토사나 슬러지 케이크는 개별수거나 혼합적재 또는 입자선별에 의한 분리적재 중에서 택일한 방식으로 처리하고, 상기 원심탈수단계를 거쳐 최종적으로 배출되는 배출수는 중화처리를 하여 방류시키거나, 그 중화처리의 과정에서 필터프레스를 이용한 배출수의 압착탈수단계를 거친 다음 방류시키게 되며, 그 배출수의 일부는 세척수나 천공수 또는 굴착수로 재사용토록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 탈수재처리장치는, 각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 토사슬라임과 슬러지의 처리장치에 있어서, 바닥측 중앙부에 격벽을 구비하는 저장조의 상부에는 스크린판과 진동기로 이루어지는 진공흡입 진동탈수기와 2차 진동탈수기가 격벽을 기준으로 하여 좌,우측으로 나뉘어 설치되고, 각 진동탈수기의 전방측에는 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크의 배출판이 저장조의 외부에서 스크린판과 연결되도록 설치되며, 상기 진공흡입 진동탈수기는 토사슬라임이나 슬러지의 진공흡입수단과 연결 설치되고, 상기 2차 진동탈수기는 원심펌프 또는 그 하부측에 로터리밸브가 삽입되는 진공챔버 중에서 택일하여서 되는 배출수단이 구비된 배출관에 의하여 저장조의 좌측 하단부와 연결 설치되며, 상기 저장조의 우측 하단부는 펌프를 구비하는 이송관에 의하여 그 내부에 스크류가 회전 가능하게 삽입되고 그 하측 양단에는 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크의 배출구와 최종 탈수된 물의 배출관이 형성된 고속원심탈수기와 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법을 나타내는 공정블록도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리장치를 나타내는 측단면도이며, 도 3의 (가) 및 (나)는 본 발명의 탈수재처리장치에 사용되는 진동탈수기의 탈수원리를 나타내는 개략적인 단면도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 제 2실시예에 의한 탈수재처리장치를 나타내는 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 3실시예에 의한 탈수재처리장치를 나타내는 측단면도이며, 도 6 내지 도 9은 본 발명이 실질적으로 현장에 적용되는 것을 나타내는 공정상태도이다.

먼저, 본 발명에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법은 도 1의 공정블록도에 도시되어 있는 바와 같이, 토사슬라임이나 슬러지의 진공흡입이송단계(A)와, 이송되어진 토사슬라임이나 슬러지의 진동탈수단계(B) 및 원심탈수단계(C)를 거쳐서 이루어지게 되며, 상기 진동탈수단계(B)와 원심탈수단계(C)의 사이에는 약액투입단계(B₃)를 선택적으로 거치게 된다.

상기 진공흡입이송단계(A)는 각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 토사슬라임과 슬러지를 진공흡입방식에 의하여 작업현장으로부터 처리장치측으로 이송시키는 단계로서, 상기 진공흡입방식에 사용되는 것은 일반적인 진공흡입펌프가 될 수도 있고, 이와 유사한 다른 장치가 될 수도 있으며, 본 출원인이 2005년 02월 28일자로 선출원(출원번호: 10-2005-16349호)한 준설토 및 슬러지의 전자동 연속 진공흡입 이송시스템이 될 수도 있다.

상기와 같이 진공흡입펌프나 선출원된 전자동 연속 진공흡입 이송시스템을 사용하여 토사슬라임이나 슬러지를 진공흡입방식으로 이송시키게 되면, 각종 호스나 파이프 등을 사용하여 작업현장으로부터 다소 먼 거리까지 토사슬라임이나 슬러지를 이송시킬 수 있게 됨으로서, 처리장치를 작업현장 또는 이와 근접한 장소에 설치하여 토사나 오수의 누출없이 토사슬라임이나 슬러지를 연속적으로 탈수 및 입자선별 처리할 수 있게 되며, 이로 인하여 토사슬라임이나 슬러지를 작업현장 또는 그와 근접한 별도의 장소에 저장시키거나 적치시킬 필요가 없게 된다.

상기와 같은 진공흡입이송단계(A)를 거친 후에는, 처리장치로 이송되어진 토사슬라임이나 슬러지를 스크린판이 구비된 진동탈수기로 자동 투입하여 토사슬라임이나 슬러지의 탈수 및 입자선별처리를 행하는 진동탈수단계(B)를 거치게 되는 데, 상기 진동탈수단계(B)에 사용되는 진동탈수기는 미세구멍 즉, 탈수공이 형성된 스크린판을 상,하 또는 좌,우로 진동시킴과 동시에, 스크린판의 상부로 토사슬라임이나 슬러지를 투입시킬 수 있도록 제조된 것을 사용하게 된다.

따라서, 상기 진동탈수단계(B)에 사용되는 진동탈수기는 준설이나 슬러지 처리 또는 지반의 천공이나 굴착작업과 같은 작업의 종류 및 처리하여야 할 토사슬라임이나 슬러지의 종류에 맞추어 해당 스크린판의 메시(Mesh) 즉, 탈수공의 직경과 진동기에 의한 스크린판의 진동수 및 그 탈수처리에 따른 시간을 적절하게 조절하여 사용하는 것이 바람직하다.

표 1. 처리작업별 스크린판의 탈수공 직경와 그 진동수 및 처리시간

처리작업	탈수공(㎛)	진동수(Hz)	처리시간(Sec)
지반천공 및 굴착	수백 ~ 수십㎛	10 ~ 30	10 ~ 20
하천(저수지) 준설	수십 ~ 수㎛	30 ~ 50	20 ~ 30
하수구 슬러지 제거	수 ㎛ 미만	50 이상	30 이상

상기와 같은 진동탈수단계(B)를 거치게 되면, 토사슬라임이나 슬러지에 함유된 각종 토사나 오니(汚泥) 성분이 스크린판에 의하여 걸러지게 됨으로서 토사나 슬러지 케이크를 형성하게 되고, 이와 같이 형성된 토사나 슬러지 케이크를 진동탈수기의 외부로 배출시킴과 동시에, 미세토사나 슬러지가 혼합된 혼탁액으로서의 탈수된 물은 다음 단계로 이송하여 다시 탈수 및 입자선별처리를 행하게 된다.

상기와 같은 진동탈수단계(B)를 보다 효율적으로 수행하기 위해서는, 2개의 진동탈수기를 이용한 2회의 탈수단계를 거치도록 하는 것이 보다 바람직한데, 1차 진동탈수단계(B₁)에서는 그 입자가 수백 내지 수십 ㎛ 정도로 비교적 크게 되는 토사나 슬러지 성분을 스크린판에 의하여 탈수 선별하고, 2차 진동탈수단계(B₂)에서는 1차 탈수된 혼탁액으로부터 수십 ㎛ 미만의 미립토사나 슬러지 성분을 보다 미세한 탈수공이 형성된 스크린판에 의하여 2차로 탈수 선별하는 것이 그 탈수효율을 높이고 스크린판의 탈수공이 막히는 현상을 최소화시킬 수 있기 때문이다.

상기와 같은 진동탈수단계(B)를 거친 후에는, 진동탈수기에 의하여 탈수된 묽은 농도의 혼탁액을 고속원심탈수기로 투입하여 미세토사나 슬러지 성분을 수분과 최종적으로 분리시키는 원심탈수단계(C)를 거치게 되며, 상기 고속원심탈수기는 중력가속도(g) 보다 훨씬 큰 원심력을 발생시켜 그 내부에서 미세토사나 슬러지를 비중차에 의하여 고액분리를 행하도록 하는 장치이다.

상기 고속원심탈수기로는 원통 형상의 몸통 내부에 스크류가 회전 가능하게 삽입되는 스크류 데칸타(Screw decanter)와, 몸통 자체에 탈수공이 형성된 바스켓형(Basket type) 원심분리기가 알려져 있으나, 미세토사나 슬러지를 수분과 분리시키는 것이므로 전자의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 스크류의 회전수는 2,000rpm 내외가 되도록 한 상태에서 그 원심효과는 1,000∼1,500g(중력가속도) 정도가 되는 것을 사용하는 것이 수 ㎛ 미만의 미세토사나 슬러지의 분리에 있어 보다 더 바람직하다.

또한, 상기 고속원심탈수기 역시 진동탈수기와 마찬가지로 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크를 수분과 분리 배출시킬 수 있도록 함으로서, 최종적으로 배출되는 토사나 슬러지 케이크는 진동탈수단계(B)(B₁,B₂)에서 배출되는 토사나 슬러지 케이크와 함께 차량 등에 적재시키거나, 또는 입자선별 절차를 거쳐 생활쓰레기나 산업쓰레기와 분리하여 적재시키도록 하며, 케이크와 분리된 생활쓰레기나 산업쓰레기의 경우는 파쇄처리를 행하여 그 부피를 최소화시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 진동탈수단계(B)(B₁,B₂)와 원심탈수단계(C)로부터 배출되는 토사나 슬러지 케이크를 한데 혼합하여 차량에 적재시킬 수도 있으나, 각각의 탈수단계(B)(B₁,B₂)(C)를 거쳐 배출되는 토사나 슬러지 케이크의 종류가 다를 경우에는 각각의 토사나 슬러지 케이크를 별도로 수거하여 처리할 수도 있으며, 원심탈수단계(C)를 거쳐 최종적으로 배출되는 물은 재활용할 수 있도록 하게 된다.

다시 말해서, 상기 원심탈수단계(C)를 거쳐 최종적으로 배출되는 물은 그 탁도가 매우 낮은 우수한 수질을 가지게 되므로, 필요에 따라 이를 간단하게 중화처리하여 준설지역 즉, 하천이나 저수지 또는 하수배관이나 배수구로 재유입시키거나, 또는 그 일부를 고압펌프를 이용하여 하수배관이나 배수구로 분사시킴으로서 세척수로 재사용하거나, 또는 지반의 천공장비나 굴착장비로 공급하여 지반의 천공수나 굴착수로 재사용토록 하게 된다.

그리고, 상기 진동탈수단계(B)와 원심탈수단계(C)의 사이에는 진동탈수단계(B)를 거쳐 탈수된 혼탁액을 약액조에 저장하여 그 pH를 조절시키는 약액투입단계(B₃)를 거칠 수도 있는 데, 이는 하수배관이나 배수구의 슬러지 처리시와 같이 탈수된 물에 함유된 과잉의 산성 및 알칼리 물질에 의한 pH의 저하 또는 상승을 중성부근으로 1차 조정시킴으로서 최종 배출되는 물의 안정도에 보다 더 기여하기 위한 것이다.

상기와 같은 pH 조정은 화학약품의 종류에 따라 비용의 변화가 크고, 탈수된 물에 함유되어 있는 산성이나 알칼리성 물질의 종류 및 그 함유량과 요구되는 중화처리 정도 등에 맞추어 다양한 화학약품을 선택할 수 있으며, 산성수에 대한 pH 조정에는 가성소다(NaOH), 탄산소다(Na₂CO₃), 석회수, 칼슘 및 마그네슘 화합물 등을 들 수 있고, 알칼리수의 pH 조정에는 황산이나 염산과 같은 강산성제 또는 pH를 7 내지 8 이하로 할 필요가 없는 경우에는 탄산가스를 물에 혼합시킨 탄산수와 같은 약산성제를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 원심탈수단계(C)를 거쳐 최종적으로 배출되는 배출수를 보다 더 안정적으로 처리하기 위하여, 상기 배출수를 1차로 중화처리한 상태에서 이를 필터프레스의 내부로 주입시켜 배출수에 함유된 미세슬러지를 한번 더 필터링하는 압착탈수단계(D)를 거친 다음, 이를 2차로 중화처리하여 준설지역으로 방류시키거나 그 일부를 세척수나 천공수 또는 굴착수로 재사용하도록 할 수도 있다.

상기 압착탈수단계(D)에 사용되는 필터프레스는, 농축산 폐수나 생활하수의 종말처리를 위한 오폐수 처리시스템 또는 각종 주차장이나 정비공장의 배출수를 처리하는 시스템에 널리 사용되는 공지의 장치로서, 그 내부로 유입되는 오폐수를 동일 중심선상에서 서로 잇대어진 상태로 연속 배열되고 중앙 부분에는 여과포가 삽입된 다수 매의 여과판 내부로 유입시킨 다음, 유압실린더의 구동에 의하여 이동되는 압착판으로 여과판을 고정판측으로 가압시킴으로서 오폐수내에 함유된 고형물이나 슬러지가 여과판의 여과포에 침적되도록 하고, 그 여과액은 고정판에 형성된 배출라인을 통하여 외부로 배출될 수 있도록 한 것이다.

이하, 본 발명에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법에 최적으로 적용될 수 있는 본 발명에 의한 탈수재처리장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 제 1실시예에 의한 처리장치(10)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 그 바닥측 중앙부에 격벽(17a)을 구비하는 저장조(17)가 설치된 상태에서, 상기 저장조(17)의 상부에는 스크린판(15)(23)과 진동기(14)(22)로 이루어지는 진공흡입 진동탈수기(13)와 2차 진동탈수기(21)가 격벽(17a)을 기준으로 하여 좌,우측으로 나뉘어 설치되고, 각 진동탈수기(13)(21)의 전방측에는 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크(Cake)의 배출판(16)(24)이 저장조(17)의 외부에서 해당 스크린판(15)(23)과 연결되도록 설치되어 있다.

상기와 같이 저장조(17)의 상부에 설치되는 진동탈수기(13)(21) 중 상기 진공흡입 진동탈수기(13)는 토사슬라임이나 슬러지의 진공흡입수단(미도시)과 유입관(12)으로서 연결 설치되고, 상기 2차 진동탈수기(21)는 원심펌프(18)가 구비된 배출관(19)에 의하여 저장조(17)의 좌측 하단부와 연결 설치되는 데, 상기 2차 진동탈수기(21)의 유입부측에는 원심펌프(18)에 의한 배출압력을 감소시킬 수 있도록 유입챔버(20)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 저장조(17)의 우측 하단부는 펌프(25)를 구비하는 이송관(26)에 의하여 고속원심탈수기(27)와 연결 설치되는 데, 상기 고속원심탈수기(27)는 그 내부에 스크류(28)가 회전 가능하게 삽입된 상태에서 그 몸체의 하측 양단에는 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크의 배출구(27a)와 최종 탈수된 물의 배출관(27b)이 형성되어 있으며, 상기 스크류(28)는 고속원심탈수기(27)의 외부로 연장되는 스크류축(28a)의 후단부가 기어박스(34)로 삽입된 상태에서, 해당 기어박스(34)의 입력축에 구동모터(29)의 구동풀리(30)와 벨트(32)로서 연결되는 종동풀리(31)가 설치되어 2000rpm 내외의 고속회전이 가능하도록 되어 있다.

또한, 상기 고속원심탈수기(27)는 그 몸통의 전방 내측이 테이퍼진 형태로 좁게 형성되고 그 몸체의 후방 내측이 전방측 보다 넓게 형성된 상태에서, 저장조(17)와 연결되는 이송관(26)이 스크류(28)를 일정폭 만큼 관통하여 테이퍼진 몸통의 전방 내측 부분까지 삽입 설치됨으로서, 이송관(26)을 통하여 이송된 처리수가 고속원심탈수기(27)의 전방 내측에서 배출될 수 있도록 형성되며, 이로 인하여 스크류(28)의 고속회전에 따라 미세토사나 슬러지의 분리 및 그 배출을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 이루어져 있다.

그리고, 상기 진공흡입 진동탈수기(13) 및 2차 진동탈수기(21)는 도 3의 (가) 및 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 스크린판(15)(23)이 저장조(17)의 중앙 상부에 위치하여 상,하로 진동 가능하게 설치된 상태에서, 상기 진공흡입 진동탈수기(13)의 경우 해당 스크린판(15)이 그 배출판(16)측으로 하향 경사지게 설치되고, 2차 진동탈수기(21)의 경우는 해당 스크린판(23)이 그 배출판(24)측으로 완만하게 상향 경사지도록 설치되어 있다.

상기와 같이 진공흡입 진동탈수기(13)와 2차 진동탈수기(21)의 스크린판(15)(23)을 각각 다른 방향으로 경사지게 설치하는 이유는, 진공흡입 진동탈수기(13)의 스크린판(15)은 그 입자가 수백 내지 수십 ㎛ 정도로 비교적 크게 되는 토사나 슬러지를 걸러내기 위한 것이므로, 스크린판(15)에 형성된 탈수공의 막힘이 없이 신속한 탈수가 가능하기 때문에 처리시간을 단축시킬 수 있도록 하향 경사지게 설치한 것이며, 2차 진동탈수기(21)의 스크린판(23)은 그 입자가 수십 ㎛ 미만이 되는 미세한 토사나 슬러지를 걸러내기 위한 것이므로, 스크린판(23)의 상부에서 토사슬라임이나 슬러지가 체류 및 진동되는 시간을 다소 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 본 발명의 제 2실시예에 의한 처리장치(10)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 저장조(17)와 고속원심탈수기(27)를 연결하는 이송관(26)에 약액투입조(35)가 설치되어 이송관(26)으로부터 유입되는 처리수의 pH를 조정시킬 수 있도록 한 것을 제외하고는, 상기 본 발명의 제 1실시예에 의한 탈수처리장치와 동일한 구성으로 이루어지게 된다.

상기 약액투입조(35)는 그 몸통의 상부 중앙에 모터(36)가 설치된 상태에서 그 내부에는 모터(36)에 의하여 회전하는 교반날개(37)가 삽입 설치된 구성으로 이루어지며, 상기 약액투입조(35)에 저장되는 처리수의 pH를 감지하는 센서에 의하여 산성액이나 알칼리액을 선택적으로 투입시키기 위한 약액조(38)(39)가 약액투입조(35)의 상부측에 위치하게 되고, 상기 약액투입조(35)의 양측으로 연결되는 이송관(26)에는 처리수의 주입 및 그 배출을 위한 펌프(25)가 각각 설치되어 있다.

다음으로, 본 발명의 제 3실시예에 의한 처리장치(10)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 진공흡입 진동탈수기(13)는 그 상부측에 진공흡입수단으로서 본 출원인이 2005년 02월 28일자로 선출원(출원번호: 10-2005-16349호)한 준설토 및 슬러지의 전자동 연속 진공흡입 이송시스템의 요부 구성요소에 해당하는 진공흡입챔버(40)가 일체로 연결 설치된 진공챔버 일체형 자동투입식 진동탈수기로 이루어지게 된다.

또한, 상기 저장조(17)의 중앙에 설치된 격벽(17a)을 기준으로 하여 그 좌측부에 저장되는 탈수처리된 물 즉, 진공흡입 진동탈수기(13)에 의하여 탈수된 혼탁액을 2차 진동탈수기(21)측으로 배출시키기 위한 배출수단으로, 본 발명의 제 1 및 제 2실시예에서 사용되었던 원심펌프(18) 대신에 진공챔버(18')를 사용한 것이며, 그 이외의 구성은 본 발명의 제 1 및 제 2실시예에 의한 처리장치(10)와 동일하게 이루어지게 된다.

먼저, 선출원된 구성요소인 상기 진공흡입챔버(40)는 내측 상,하부에 센서(47)(47')가 구비되는 싸이클론 형상의 몸통 상단에 진공해제용 체크밸브(45)가 설치되고, 그 몸통의 상부측에는 흡입관(41)과 진공배관(42)이 각각 연결 설치되며, 그 몸통의 하부측에는 로터리밸브(44)가 기밀(氣密)을 유지하면서 회전 가능하게 삽입되는 배출관(43)이 형성되고, 진공배관(42)측과 배출관(43)측에는 투시창(46)이 각각 설치되어 있다.

상기 진공흡입챔버(40)는 도시되지 않은 진공펌프와 연결된 진공배관(42)에 의하여 그 내부공간이 진공상태로 조성되면, 흡입관(41)을 통하여 토사슬라임이나 슬러지가 유입되고, 이와 같이 유입되는 토사슬라임이나 슬러지가 하부센서(47')의 위치까지 충진됨과 동시에, 상기 센서(47')가 로터리밸브(44)를 회전시켜 진공흡입 진동탈수기(13)의 스크린판(15)측으로 토사슬라임이나 슬러지를 공급하게 된다.

이와 같은 상태에서, 토사슬라임이나 슬러지가 상부센서(47)의 위치까지 충진되면, 상기 센서(47)가 체크밸브(45)를 개방시켜 챔버 내부의 진공상태를 해제시키는 식으로 하여, 토사슬라임이나 슬러지의 유입량에 따라 로터리밸브(44)에 의한 토사슬라임과 슬러지의 공급 및 진공흡입챔버(40)의 진공상태를 자동적으로 제어하여 토사슬라임과 슬러지의 연속적인 흡입 및 그 배출작동이 가능하게 될 뿐만 아니라, 상기 로터리밸브(44)에 의하여 토사슬라임이나 슬러지의 정량투입이 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기 진공챔버(18')는 그 몸통의 일측부에 저장조(17)의 좌측 하단부로부터 연장되는 배출관(19)이 연결되고, 그 타측에는 진공조성용 진공펌프(18a)가 연결되며, 그 하단에는 로터리밸브(18b)를 구비하는 배출관이 2차 진동탈수기(21)의 상부측과 연결되도록 설치됨으로서, 진공펌프(18a)에 의하여 진공챔버(18')의 내부공간이 진공상태로 조성되면, 저장조(17)의 좌측부에 저장된 처리수가 배출관(19)과 진공챔버(18') 및 그 하부측의 로터리밸브(18b)를 거쳐 2차 진동탈수기(21)의 스크리판(23) 상부로 정량 투입되도록 한 것이다.

또한, 도 2 내지 도 5에서 도면상 도시되어 있지는 않지만, 상기 진공흡입챔버(40)와 마찬가지로 저장조(17)나 약액투입조(35) 또는 진공챔버(18')의 내측 상,하단에 센서를 설치하여 처리수의 저장량이나 유입량에 따라 원심펌프(18), 진공펌프(18a)와 로터리밸브(18b), 이송관(26)의 펌프(25), 약액투입조(35)에 설치되는 모터(36), 고속원심탈수기(27)의 작동을 위한 구동모터(29)를 각각 제어할 수 있도록 함으로서, 본 발명에 의한 처리장치(10)의 자동식 운전이 가능하도록 하는 것이 장치의 효율적인 운용에 있어 보다 더 바람직하다.

그리고, 도 2 내지 도 5에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 처리장치(10)를 이루는 진공흡입 진동탈수기(13) 및 2차 진동탈수기(21)의 배출판(19)(24)과 고속원심탈수기(27)의 배출구(27a) 하측에는 탈수처리된 토사나 슬러지 케이크의 수거수단으로 이송컨베이어(33)가 설치되는 데, 지반의 천공작업이나 굴착작업시 발생하는 토사슬라임의 처리를 위한 경우에는 상기 이송컨베이어(33)를 1개의 열(列)로 설치하여 사용하면 된다.

이에 반하여, 하천이나 저수지 또는 하수배관이나 배수구의 준설작업시에는 진공흡입 진동탈수기(13)와 2차 진동탈수기(21) 및 고속원심탈수기(27)로부터 배출되는 케이크의 성분이 서로 다른 경우가 발생하게 되는 데, 이러한 케이크를 각각 별도로 수거하여 처리하고자 할 경우에는 해당 배출판(16)(24)이나 배출구(27a)에 별도의 수거통을 장착시키거나 또는 해당 위치에 각각 1열(列)씩 이송컨베이어(33)를 설치하는 것이 바람직하다.

그러나, 양자의 방식 모두 처리장치(10)의 설비에 따른 비용 및 처리장치(10)의 전체적인 부피를 증가시키는 요인이 되므로, 하나의 이송컨베이어(33)를 사용하여 토사나 슬러지 케이크를 함께 배출시키도록 한 상태에서 이송컨베이어(33)의 단부측에 요구하는 입자 케이크만을 별도로 선별할 수 있도록 입자선별기를 설치하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 도 2 내지 도 5에서는 본 발명의 제 1 내지 제 3실시예에 의한 처리장치(10)가 하우징(11)의 내부에 설치된 것으로 도시되어 있는 데, 이는 본 발명에 의한 처리장치(10)를 특정 장소에 고정식으로 설치하여 사용할 수도 있고, 하우징(11) 자체를 차량에 탑재시켜 이동식으로도 사용할 수 있도록 한 것으로서, 토사슬라임이나 슬러지의 처리량과 작업현장의 여건을 고려하여 고정식 또는 이동식 중에서 필요한 방식을 선택하여 적용시키는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법 및 그 장치에 의하여 토사슬라임이나 슬러지를 실질적으로 처리하는 과정을 도 6 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명하며, 도 6 내지 도 9는 본 발명을 하수배관이나 배수구의 슬러지 처리에 실질적으로 적용시킨 것을 나타내는 것으로서, 도 6과 도 7 및 도 9는 고정식, 도 8은 이동식 공법을 나타낸 것이다.

또한, 도 6에 도시된 것은 진공흡입 진동탈수기(13)와 연결되는 진공흡입수단으로 일반적인 진공흡입펌프(48)를 사용한 것이고, 도 7에 도시된 것은 상기 진공흡입수단으로 본 출원인이 선출원한 전자동 연속 진공흡입 이송시스템(1)을 사용한 것이며, 도 8 및 도 9에 도시된 것은 상기 선출원된 시스템의 요부 구성인 진공흡입챔버(40)를 진공흡입 진동탈수기(13)와 직결시킨 것을 나타내는 것이다.

먼저, 상기 진공흡입펌프(48)(도 6)나 선출원된 전자동 연속 진공흡입 이송시스템(1)(도 7) 또는 진공흡입챔버(40)(도 8, 도 9)로 이루어지는 진공흡입수단으로부터 하수배관이나 배수구(50)측으로 진공흡입라인(49)을 연장시킴과 동시에, 상기 진공흡입수단의 배출부측을 진공흡입 진동탈수기(13)와 연결시킨 상태에서, 상기 진공흡입수단을 작동시키게 되면, 하수배관이나 배수구(50)에 존재하는 슬러지가 진공흡입라인(49) 및 진공흡입수단을 거쳐 본 발명에 의한 처리장치(10)측으로 이송된다.

특히, 본 출원인에 의하여 선출원된 전자동 연속 진공흡입 이송시스템(1)은 집진장치(3)와 진공흡입필터(4)를 거쳐 진공흡입챔버(40)와 연결되는 진공펌프(5)의 작동에 따라 진공흡입챔버(40)의 내부공간을 진공상태로 조성시키도록 함과 동시에, 진공조성에 사용된 공기의 일부는 공기마후라(7a)를 구비하는 배기필터(7)를 거쳐 외부로 배출시키고, 그 나머지는 배출라인(8)을 통하여 토사슬라임이나 슬러지의 이송에 재사용할 수 있도록 한 것으로서, 도면에 대한 부호의 설명 중 미설명 부호 2는 시스템의 하우징, 6은 진공펌프의 구동을 위한 엔진, 9는 엔진에 장착된 컴프레셔로부터 고압공기를 분사시키기 위한 토출라인을 나타내는 것이다.

상기와 같이 선출원된 시스템(1)의 배출라인(8)이 진공흡입챔버(40)의 배출관(43)을 거쳐 진공흡입 진동탈수기(13)와 연결되도록 할 수도 있고(도 7), 배출라인(8)을 사용하지 않은 상태에서 본 발명의 제 3실시예에서와 같이 상기 진공흡입챔버(40)의 하단 배출구를 진공흡입 진동탈수기(13)와 직접적으로 연결시킬 수도 있으며(도 8 및 도 9), 후자의 경우에는 선출원된 시스템(1) 이외의 다른 진공조성수단을 진공흡입챔버(40)의 진공배관(42)과 연결하여 사용할 수도 있다.

상기와 같이 진공흡입수단에 의하여 진공흡입 진동탈수기(13)의 내부로 슬러지가 유입되면, 진공흡입 진동탈수기(13)의 스크린판(15)에 의하여 그 입자가 수 백 ㎛ 정도로 비교적 크게 되는 토사나 슬러지를 1차로 탈수 처리하여 해당 배출판(16)으로 배출시키게 됨과 동시에, 슬러지의 1차 탈수에 의하여 발생하는 물은 스크린판(15)의 하부로 낙하되어 저장조(17)의 격벽(17a)을 사이에 두고 그 좌측 내부공간에 분리 저장된다.

상기와 같이 저장조(17)의 좌측 내부 공간에 분리 저장되는 1차 탈수된 물은 진공흡입 진동탈수기(13)에서 걸러내지 못한 토사나 슬러지를 함유하는 혼탁액이 되므로, 이를 원심펌프(18)(도 6 및 도 7) 또는 로터리밸브(18b)를 구비하는 진공챔버(18')(도 8 및 도 9)가 설치된 배출관(19)을 통하여 2차 진동탈수기(21)의 스크린판(23) 상부로 공급시킴으로서 2차 탈수를 행하게 된다.

상기 2차 진동탈수기(21)의 스크린판(23)은 위에서 설명되어진 바와 같이 그 배출판(24)측을 향하여 상부로 완만하게 경사지도록 설치되어 있으므로, 슬러지의 체류 및 그 진동에 따른 탈수시간이 다소 연장되어 입자가 미세한 토사나 슬러지를 보다 효율적으로 걸러낼 수 있게 되며, 이와 같이 2차 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크는 해당 배출판(24)으로 배출됨과 동시에, 2차 탈수에 의하여 발생하는 물은 스크린판(23)의 하부로 낙하되어 저장조(17)의 격벽(17a)을 사이에 두고 그 우측 내부공간에 분리 저장된다.

상기와 같이 저장조(17)의 우측 내부공간에 분리 저장되는 2차 탈수된 물은 매우 미세한 토사나 슬러지가 비교적 묽은 농도로 함유된 혼탁액이 되므로, 이를 펌프(25)가 구비된 이송관(26)을 통하여 고속원심탈수기(27)로 직접 투입시키거나(도 6), 또는 이러한 과정에서 탈수된 물을 약액투입조(35)에 일차 저장시켜 그 pH를 조절시킨 다음 고속원심탈수기(27)로 투입시킴으로서 토사나 슬러지 성분을 수분과 최종적으로 분리시키게 된다(도 7 내지 도 9).

즉, 그 내부에서 스크류(28)가 고속으로 회전하고 있는 고속원심탈수기(27)를 통하여 2차 탈수된 물이 유입되면, 스크류(28)의 고속회전력에 의하여 토사나 슬러지와 같은 입자성분은 그 자체의 비중에 의하여 고속원심탈수기(27)의 내주면으로 밀려나게 되고 그 중앙부에는 순수한 물이 모이게 됨으로서, 토사나 슬러지 성분은 스크류(28)의 날개에 의하여 그 전방측 배출구(27a)로 유도되고, 최종 탈수된 물은 스크류축(28a)을 따라 그 후방측 배출관(27b)으로 배출되는 것이다.

상기와 같이 고속원심탈수기(27)의 배출관(27b)를 통하여 최종적으로 배출되는 물은 별도의 수조(51)에 저장시키게 되는 데, 상기 수조(51)에 저장되는 물은 필요에 따라 탄산가스 등을 사용하는 중화기(52)로서 중화처리를 행한 다음, 배수라인(53)을 통하여 하수배관이나 배수구(50)로 재유입시키게 되고, 수조(51)에 저장된 물의 일부는 고압펌프(55)를 구비하는 고압수라인(54)에 의하여 하수배관이나 배수구(50)의 세척수로 재활용하게 된다.

특히, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 고속원심탈수기(27)의 배출관(27b)을 중화기(52)를 구비하는 수조(51)와 1차 연결시킨 상태에서, 상기 수조(51)로부터 펌프(59)를 구비하는 주입라인(58)을 연장시켜 이 주입라인(58)이 필터프레스(60)와 연결 설치되도록 한 다음, 상기 필터프레스(60)의 배출라인(65)이 중화기(52)를 구비하는 또 다른 수조(51)와 연결되도록 함과 동시에, 상기 배수라인(53) 및 고압펌프(55)를 구비하는 고압수라인(54)이 중화기(52) 및 수조(51)와 각각 연결되도록 하면, 처리수를 세척수로 재사용할 수 있으면서도 배수라인(53)을 통하여 방류되는 물의 수질 및 그 안정도를 최대한으로 향상시킬 수 있게 된다.

상기 필터프레스(60)는 주입라인(58)을 통하여 그 내부로 유입되는 처리수를 가이드레일(66)을 따라 서로 잇대어진 상태로 연속 배열되고 그 중앙 부분에는 여과포가 삽입된 다수 매의 여과판(63) 내부로 유입시킨 다음, 유압실린더(61)의 작동에 의하여 이동하는 압착판(62)으로 각각의 여과판(63)을 가이드레일(66)을 따라 고정판(64)측으로 가압시킴으로서, 처리수내에 함유된 미세슬러지는 여과판(63)의 여과포에 침적되도록 하고, 그 여과액은 고정판(64)에 형성된 배출라인(65)을 통하여 수조(51)로 배출될 수 있도록 한 장치로서, 농축산 폐수나 생활하수의 종말처리를 위한 오폐수 처리시스템 또는 각종 주차장이나 정비공장의 배출수를 처리하는 시스템에 널리 사용되는 공지의 장치이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 도 6 내지 도 9에 도시된 본 발명의 실시예는 하수배관이나 배수구(50)의 준설작업을 하나의 대표적인 적용예로 하여 설명된 것으로서, 앞서 언급되어진 바와 같이 지반의 천공 및 굴착작업에 본 발명을 적용시킬 경우에도 최종 탈수 처리된 물을 고압펌프(55)를 구비하는 고압수라인(54)을 사용하여 천공수 또는 굴착수로 재이용할 수도 있으며, 천공장비나 굴착장비 자체에 고압펌프가 설치되어 있는 경우에는 수조(51)로부터 연장되는 호스나 배관을 장비와 직접 연결하여 사용하면 되는 것이다.

그리고, 도 6 및 도 7에 도시된 경우는 진공흡입 진동탈수기(13)와 2차 진동탈수기(21)로부터 배출되는 토사나 슬러지 케이크를 별도 수거하고, 고속원심탈수기(27)로부터 배출되는 토사나 슬러지 케이크만을 이송컨베이어(33)에 의하여 차량(56)에 적재시키도록 한 것이고, 도 8 및 도 9에 도시된 경우는 진공흡입 진동탈수기(13)와 2차 진동탈수기(21) 및 고속원심탈수기(27)로부터 배출되는 토사나 슬러지 케이크를 이송컨베이어(33)에 의하여 처리장치(10)의 외부로 배출시킴과 동시에, 그 이송컨베이어(33)의 단부측에 입자선별기(57)를 설치하여 요구하는 종류의 토사나 슬러지 성분만을 차량(56)에 선별하여 적재시키도록 한 것이며, 입자선별기(57)에 의하여 분리된 각종 생활쓰레기나 산업쓰레기는 파쇄장치(67)로 투입하여 분쇄 처리함으로서 그 부피를 최소화시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기에 기재된 본 발명의 기술적 구성 및 그 작용에 대한 설명은 본 발명이 추구하고자 하는 대표적인 실시예를 기준으로 하여 상세하게 설명되었으나, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 예시된 각 실시예의 구성을 그 기초로 하여 다양한 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 있어 자명한 사항이라 할 것이며, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 당연히 포함되는 것임을 밝혀두는 바이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법 및 그 장치에 의하면, 각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 처리작업시에 토사슬라임이나 슬러지를 작업현장 부근에 적치하여 두었다가 이를 다시 차량에 적재하는 것과 같은 번거러운 작업을 거칠 필요가 없이, 토사슬라임이나 슬러지의 진공흡입으로부터 그 탈수와 입자선별 처리를 배관으로 연결되는 하나의 일체화 된 고정식 또는 이동식 시스템에 의하여 작업현장에서 중단없이 즉각적이고 연속적으로 행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 2차의 진동탈수 및 고속원심탈수를 병행하여 토사슬라임이나 슬러지를 그 함수비가 매우 낮은 케이크의 형태로 신속하게 처리할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 토사슬라임이나 슬러지의 처리효율을 향상시키고 그 처리에 소요되는 시간과 비용을 최대한으로 단축시키는 효과가 있을 뿐만 아니라, 토사나 슬러지 케이크의 자원화 및 그 재처리를 보다 빠른 시간내에 원활하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작업현장에서 토사슬라임이나 슬러지를 탈수 처리된 케이크 상태로 적재 및 운반시킬 수 있기 때문에, 1회 적재시 실질적으로 처리되는 토사나 슬러지의 량을 극대화시킬 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 토사슬라임이나 슬러지의 처리에 소요되는 시간과 비용의 절감에 보다 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 트럭과 같은 차량에 토사슬라임이나 슬러지를 직접 적재시키는 과정 및 이를 운반하는 과정에서 누출되는 토사나 오수로 인하여 작업환경 및 도심환경이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히, 토사슬라임이나 슬러지의 탈수처리를 행하여 생성되는 물을 중화처리하여 하천이나 저수지 등과 같은 준설지역을 재유입시킬 수 있도록 함으로서 하천이나 저수지 등의 수질오염을 최소화시킬 수 있는 효과가 있고, 필터프레스를 사용할 경우에는 준설지역으로 방류되는 물의 수질과 안정도를 더욱 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 탈수처리를 행하여 생성되는 물의 일부는 하수배관이나 배수구의 슬러지 처리작업시 하수배관이나 배수구의 세척을 위한 세척수와, 지반의 천공작업이나 굴착작업시 필요한 천공수나 굴착수로 재이용토록 함으로서 수자원의 낭비와 해당 공사단가의 상승을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법을 나타내는 공정블록도.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리장치를 나타내는 측단면도.

도 3의 (가) 및 (나)는 본 발명의 탈수재처리장치에 사용되는 진동탈수기의 탈수원리를 나타내는 개략적인 단면도.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 의한 탈수재처리장치를 나타내는 측단면도.

도 5는 본 발명의 제 3실시예에 의한 탈수재처리장치를 나타내는 측단면도.

도 6 내지 도 9는 본 발명이 실질적으로 현장에 적용되는 것을 나타내는 공정상태도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

A : 진공흡입이송단계 B : 진동탈수단계 B₁ : 1차 진동탈수단계

B₂ : 2차 진동탈수단계 B₃ : 약액투입단계 C : 원심탈수단계

D : 압착탈수단계 10 : 처리장치 11 : 하우징

12 : 유입관 13 : 진공흡입 진동탈수기 14,22 : 진동기

15,23 : 스크린판 16,24 : 배출판 17 : 저장조

17a : 격벽 18 : 원심펌프 18' : 진공챔버

18a : 진공펌프 18b,44 : 로터리밸브 19,27b,43 : 배출관

20 : 유입챔버 21 : 2차 진동탈수기 25,59 : 펌프

26 : 이송관 27 : 고속원심탈수기 27a : 배출구

28 : 스크류 28a : 스크류축 29 : 구동모터

30 : 구동풀리 31 : 종동풀리 32 : 벨트

33 : 이송컨베이어 34 : 기어박스 35 : 약액투입조

36 : 모터 37 : 교반날개 38 : 산성약액조

39 : 알칼리성 약액조 40 : 진공흡입챔버 41 : 흡입관

42 : 진공배관 45 : 체크밸브 46 : 투시창

47,47' : 센서 48 : 진공흡입펌프 49 : 진공흡입라인

50 : 하수배관(배수구) 51 : 수조 52 : 중화기

53 : 배수라인 54 : 고압수라인 55 : 고압펌프

56 : 차량 57 : 입자선별기 58 : 주입라인

60 : 필터프레스 61 : 유압실린더 62 : 압착판

63 : 여과판 64 : 고정판 65 : 배출라인

66 : 가이드레일 67 : 파쇄장치

Claims

각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 토사슬라임과 슬러지의 처리를 행하는 것에 있어서,

해당 작업장소로부터 토사슬라임이나 슬러지를 진공흡입방식에 의하여 처리장치측으로 이송시키는 진공흡입이송단계(A)와,

상기 진공흡입이송단계(A)를 거친 후, 처리장치로 이송되어진 토사슬라임이나 슬러지를 스크린판이 구비된 진동탈수기로 투입하여 토사슬라임이나 슬러지의 탈수 및 입자선별처리를 행하는 진동탈수단계(B)와,

상기 진동탈수단계(B)를 거친 후, 진동탈수기에 의하여 탈수된 묽은 농도의 혼탁액을 고속원심탈수기로 투입하여 미세토사나 슬러지 성분을 수분과 최종적으로 분리시키는 원심탈수단계(C)를 거쳐서 이루어지며,

상기 진동탈수단계(B)와 원심탈수단계(C)를 거쳐 배출되는 토사나 슬러지 케이크(Cake)는 개별수거나 혼합적재 또는 입자선별에 의한 분리적재 중에서 택일한 방식으로 처리하고,

상기 원심탈수단계(C)를 거쳐 최종적으로 배출되는 배출수는 중화처리를 하여 방류시키거나, 그 중화처리의 과정에서 필터프레스를 이용한 배출수의 압착탈수단계(D)를 거친 다음 방류시키게 되며, 그 배출수의 일부는 세척수나 천공수 또는 굴착수로 재사용토록 하는 것을 특징으로 하는 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법.
제 1항에 있어서, 상기 진동탈수단계(B)는 2개의 진동탈수기를 이용한 2회의 탈수단계(B₁)(B₂)로 이루어지게 되며, 상기 1차 진동탈수단계(B₁)에서는 그 입자가 큰 토사나 슬러지 성분을 스크린판에 의하여 탈수 선별하고, 상기 2차 진동탈수단계(B₂)에서는 1차 탈수된 혼탁액으로부터 미립토사나 슬러지 성분을 스크린판에 의하여 탈수 선별하게 되는 것을 특징으로 하는 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 진동탈수단계(B)와 원심탈수단계(C)의 사이에는 진동탈수단계(B)를 거쳐 탈수된 혼탁액을 약액조에 저장하여 그 pH를 조절시키는 약액투입단계(B₃)를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리공법.
각종 준설작업이나 지반의 천공 또는 굴착작업이나 슬러지 제거작업시 발생하는 토사슬라임과 슬러지의 처리장치에 있어서,

바닥측 중앙부에 격벽(17a)을 구비하는 저장조(17)의 상부에는 스크린판(15)(23)과 진동기(14)(22)로 이루어지는 진공흡입 진동탈수기(13)와 2차 진동탈수기(21)가 격벽(17a)을 기준으로 하여 좌,우측으로 나뉘어 설치되고, 각 진동탈수기(13)(21)의 전방측에는 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크(Cake)의 배출판(16)(24)이 저장조(17)의 외부에서 스크린판(15)(23)과 연결되도록 설치되며,

상기 진공흡입 진동탈수기(13)는 토사슬라임이나 슬러지의 진공흡입수단과 연결 설치되고, 상기 2차 진동탈수기(21)는 원심펌프(18) 또는 그 하부측에 로터리밸브(18b)가 삽입되는 진공챔버(18') 중에서 택일하여서 되는 배출수단이 구비된 배출관(19)에 의하여 저장조(17)의 좌측 하단부와 연결 설치되며,

상기 저장조(17)의 우측 하단부는 펌프(25)를 구비하는 이송관(26)에 의하여 그 내부에 스크류(28)가 회전 가능하게 삽입되고 그 하측 양단에는 탈수 처리된 토사나 슬러지 케이크의 배출구(27a)와 최종 탈수된 물의 배출관(27b)이 형성된 고속원심탈수기(27)와 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리장치.
제 4항에 있어서, 상기 저장조(17)와 고속원심탈수기(27)를 연결하는 이송관(26)에는 모터(36)에 의하여 회전하는 교반날개(37)가 그 내부에 구비된 약액투입조(35)가 설치되는 것을 특징으로 하는 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 진공흡입 진동탈수기(13)는 그 상부측에 진공흡입수단으로서 진공흡입챔버(40)가 일체로 연결되는 진공챔버 일체형 자동투입식 진동탈수기로 이루어지며,

상기 진공흡입챔버(40)는 내측 상,하부에 센서(47)(47')가 구비되는 싸이클론 형상의 몸통 상단에 진공해제용 체크밸브(45)가 설치되고, 그 몸통의 상부측에는 흡입관(41)과 진공배관(42)이 각각 연결 설치되며, 그 몸통의 하부측에는 로터리밸브(44)가 기밀(氣密)을 유지하면서 회전 가능하게 삽입되는 배출관(43)이 형성되는 것을 특징으로 하는 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리장치.
제 6항에 있어서, 상기 진동탈수기(13)(21)의 배출판(16)(24)과 고속원심탈수기(27)의 배출구(27a) 하측에는 토사나 슬러지 케이크의 이송을 위한 이송컨베이어(33)가 설치되고, 그 이송컨베이어(33)의 배출부측에는 입자선별기(57)가 연결 설치되며,

상기 고속원심탈수기(27)의 배출관(27b)은 중화기(52)를 구비하는 수조(51)와 연결되고, 상기 수조(51)로부터 펌프(59)를 구비하는 주입라인(58)이 연장되어 그 주입라인(58)이 필터프레스(60)와 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 토사슬라임과 슬러지의 연속 진공흡입 이수이토 탈수재처리장치.