KR20050123051A - 냉온식 슬러지 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉온식 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 호퍼로부터 투입된 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조장치에 있어서, 상기 호퍼로부터 투입된 슬러지를 이송스크류의 회전으로 이송시키면서 건조시키는 복수의 이송 컨베이어; 상기 인접하는 이송 컨베이어의 일단이 연결되어 슬러지를 배출하고, 냉풍 또는 온풍이 유통되는 연결통로; 상기 각 이송 컨베이어의 이송스크류를 회전시키는 모터; 상기 연결통로 내에 선택적으로 삽입되어 슬러지를 파쇄시키는 파쇄기; 상기 이송 컨베이어의 측면에 구비되어 이송 컨베이어 내부로 냉풍 또는 온풍을 공급시키는 냉온풍 공급구; 상기 이송 컨베이어에 가해진 냉풍 또는 온풍을 강제로 배기시키는 강제식 배기장치를 포함하여 이루어진 것인 바, 각종 슬러지의 건조효율을 증대시킨 것이다.

Description

냉온식 슬러지 건조장치{Drying Apparatus of Sludge of Cool and Warm Form}

본 발명은 냉온식 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분이 함유된 슬러지를 냉각 및/또는 가열하여 효과적으로 건조시키는 냉온식 슬러지 건조장치에 관한 것이다.

일반적인 슬러지(sludge)는 하수처리 또는 정수(淨水)과정에서 생긴 침전물로서, 오니(汚泥)라고도 한다. 하수 슬러지는 약 50%의 유기질을 함유하고 있으며, 함수율도 최초 침전 슬러지의 96∼98%에서 활성 슬러지의 99∼99.5%로 높기 때문에 처리하기 어렵다. 지금까지는 혐기처리(嫌氣處理)에 의해 슬러지를 안정화한 후 탈수하여 매립하는 방법으로 처분하였다. 그러나 이 방법은 슬러지량의 증가로 인해 곤란하여 하수 슬러지를 직접 기계적으로 탈수한 후 소각하는 방법을 취하고 있다. 그밖에 습식산화 또는 가열처리 등의 방법도 이용되고 있다.

정수 슬러지는 탁질(濁質)과 수산화알루미늄이 주성분인데 원수(原水)에 따라서 유기물을 20∼30% 함유하는 경우도 있다. 하수 슬러지와 마찬가지로 98% 이상의 함수율이 있어 처리 및 처분이 곤란하며, 특히 수산화알루미늄의 플록을 함유하는 슬러지는 탈수 및 농축이 곤란하다. 이 때문에 어떤 양 이상의 정수 슬러지는 황산처리를 하여 수산화알루미늄을 황산알루미늄으로 회수하고, 아울러 탈수성을 향상시킨다.

처리된 슬러지의 최종처리는 건축재료나 도로건설의 재료, 또는 비료나 사료 등으로 이용하거나 매립 등의 방법으로 처리되고 있다.

이와 같은 종래의 각종 슬러지를 건조시키는 장치는 이송 컨베이어를 이용하여 열풍 등을 가하여 건조시키는 방식이 주로 이용되었으나, 많은 양의 처리 및 효과적인 수분 흡수 등을 수행하지 못하는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 다량의 수분이 함유된 음식물 쓰레기나 산업 폐기물 등의 슬러지를 다단의 이송 컨베이어를 통하여 냉각 및/또는 가열시켜 고형상태나 분말상태로 건조시킴으로서 다량의 처리 및 효과적인 건조가 이루어지도록 한 냉온식 슬러지 건조장치를 제공하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 다단의 이송 컨베이어를 거쳐 건조하는 동안에 슬러지가 뭉쳐지지 않도록 하고, 파쇄기를 통하여 분말상태로 파쇄되도록 하여 양질의 슬러지를 건조시키기 위한 것이 다른 목적이다.

본 발명은 상기의 목적을 위하여, 호퍼로부터 투입된 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조장치에 있어서, 상기 호퍼로부터 투입된 슬러지를 이송스크류의 회전으로 이송시키면서 건조시키는 복수의 이송 컨베이어; 상기 인접하는 이송 컨베이어의 일단이 연결되어 슬러지를 배출하고, 냉풍 또는 온풍이 유통되는 연결통로; 상기 각 이송 컨베이어의 이송스크류를 회전시키는 모터; 상기 연결통로 내에 선택적으로 삽입되어 슬러지를 파쇄시키는 파쇄기; 상기 이송 컨베이어의 측면에 구비되어 이송 컨베이어 내부로 냉풍 또는 온풍을 공급시키는 냉온풍 공급구; 상기 이송 컨베이어에 가해진 냉풍 또는 온풍을 강제로 배기시키는 강제식 배기장치를 포함하여 이루어진 냉온식 슬러지 건조장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 냉온식 슬러지 건조장치의 정면을 나타낸 도면이고, 도 2는 측면을 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명은 음식물 쓰레기나 산업 폐기물 또는 하수처리된 슬러지 등에 포함된 수분을 건조 및 분쇄하여 고형이나 분말상태의 슬러지를 매립, 소각 또는 재활용할 수 있도록 하는 다단의 이송 컨베이어를 갖는 냉온식 슬러지 건조장치이다.

이와 같은 본 발명의 구성요소로서, 이송 컨베이어(20)는 호퍼(10)로부터 투입된 슬러지를 이송스크류(22)의 회전으로 이송시키면서 건조시키는 것으로, 이송 컨베이어(20)는 복수로 연결된다. 즉 이송 컨베이어(20)는 수평방향으로 설치되되, 수직방향으로 복수의 이송 컨베이어(20)가 연결 및 설치된다.

이러한 이송 컨베이어(20)는 원통형으로, 모터(70)로부터 공급된 회전력으로 일정 방향으로 회전되는 스크류축(21)이 이송 컨베이어(20) 내에 구성된다. 그리고 스크류축(21)에 소정 간격으로 권취되도록 이송스크류(22)를 지지하는 스크류 지지대(23)가 구성되고, 이송스크류(22)의 스크류(22a)와 스크류(22b) 사이에는 리본스크류(27)가 연결되어 있다(도 4a 및 도 4b참조).

이와 같이 이송 컨베이어(20)에는 스크류축(21)에 이송스크류(22)가 지지대(23)에 지지되어 일정 방향으로 회전이 이루어지도록 설치된다. 스크류 지지대(23)는 스크류축(21)과 이송스크류(22) 사이에 복수로 연결되어 스크류축(21)의 회전력으로 이송스크류(22)가 회전되도록 하는 것이다. 이송스크류(22)의 스크류(22a)와 스크류(22b) 사이에 연결되어 있는 리본스크류(27)는 이송 컨베이어(20) 내에 이송되는 슬러지를 뒤집어 주어 슬러지가 뭉쳐지지 않도록 하여 건조성능을 향상시킬 수 있도록 한 것으로, 스크류축(21)에 권취된 스크류 전체에 연결시킬 수 있고, 바람직하게는 일정 간격으로 연결시키되, 회전반경 90°마다 연결시켜 설치된 것이다.

그리고 이송 컨베이어(20)의 외주연에는 소정의 이격 공간을 갖는 냉온수 유통로(25)가 배관되어 있다. 즉 이송 컨베이어(20)의 내관에는 이송스크류(22)가 삽입되어 있고, 내관을 둘러싼 외관에는 냉온수가 송수되는 유통로(25)가 형성되어 있는 것이다.

*냉온수 유통로(25)에는 외부로부터 냉수 또는 온수가 공급되는 송수구(24)와, 냉온수 유통로(25)를 통과한 냉수 또는 온수가 배출되는 배수구(26)가 구비되어 있고, 송수구(24) 및 배수구(26)는 별도의 냉수 또는 온수 공급장치(도시하지 않음)에 배관되어 있다. 따라서, 이송 컨베이어(20)의 외주에 배관된 냉온수 유통로를 따라 냉수나 온수가 공급되어 이송 컨베이어(20) 내의 슬러지를 냉각 또는 가열시켜 슬러지의 건조를 향상시킨다.

이러한 이송 컨베이어(20)는 복수로 연결되는 데, 각 이송 컨베이어(20)는 연결통로(30)로 연결된다. 연결통로(30)는 이송 컨베이어(20)의 종단, 예를 들어, 호퍼(10) 또는 상단의 이송 컨베이어(20)로부터 슬러지가 투입되어 이송스크류(22)의 회전으로 이송된 슬러지가 다음 하단의 이송 컨베이어(20)로 배출 및 투입되도록 연결된 것이다. 즉 상단 이송 컨베이어(20)의 출구가 다음 하단의 입구가 되는 것이다. 이렇게 이송 컨베이어(20)가 연결통로(30)로 연결되면 슬러지의 건조구간이 길어짐으로서 보다 합리적인 건조가 이루어질 수 있다.

더욱이 연결통로(30)는 인접하는 이송 컨베이어(20)와 연결되어 슬러지를 배출 및 투입하면서 외부로부터 유입된 냉풍 또는 온풍이 유통되는 통로이기도 하다.

그리고 연결통로(30) 내에는 선택적으로 파쇄기(40)(42)가 삽입되어 건조 및 이송되는 슬러지를 뭉치지 않도록 분말상태로 파쇄시킨다. 파쇄기(40)(42)는 슬러지의 입자 크기에 따라 파쇄정도를 결정할 수 있도록 선택적으로 적용할 수 있으므로, 해당하는 연결통로(30)에 선택적으로 적용할 수 있고, 슬러지가 건조된 상태에서 파쇄가 이루어지도록 파쇄기(40)(42)의 설치위치를 결정할 수 있을 것이다.

한편, 각 이송 컨베이어(20) 내의 이송스크류(22)를 회전시키기 위하여 모터(70)가 사용되는 데, 모터(70)는 복수의 이송 컨베이어(20)가 설치된 중앙에 위치시키는 것이 바람직하다. 모터(70)에 의한 각 이송스크류(22)의 회전작동은 도 3에서, 먼저, 모터(70)의 회전축에는 구동 스프라켓(72)이 연결되고, 각 이송 컨베이어(20)의 이송스크류(22)의 스크류축(21)에는 종동 스프라켓(74)이 연결되어 있다. 그리고 구동 스프라켓(72)과 종동 스프라켓(74)은 각각 체인(76)으로 연결되어 있다. 따라서, 모터(70)의 회전력이 회전축에 장착된 구동 스프라켓(72)에 전달되고, 구동 스프라켓(72)에는 체인(76)을 통하여 종동 스프라켓(74)에 연결되므로 종동 스프라켓(74)의 회전으로 각 이송 컨베이어(20)의 이송스크류(22)의 스크류축(21)을 회전시키게 된다. 이때 회전방향은 모터(70)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전이 이루어지지만, 인접하는 각 이송 컨베이어(20)의 이송스크류(22)는 각각 반대방향으로 슬러지를 이송시킨다. 즉 이송스크류(22)는 스크류축(21)에 시계방향과 반시계방향으로 권취되어 있어 이송스크류(22)가 동일한 방향으로 회전을 하더라도 슬러지의 이송방향은 반대방향이 되는 것이다. 더욱이 모터(70)의 용량이나 슬러지의 건조용량 등을 고려하여 체인으로 연결되는 이송 컨베이어(20)의 크기 및 개수 등을 정할 수 있을 것이다. 각 체인(76)의 측면에는 체인(76)의 탄성을 지지하기 위한 체인 지지구(77)가 구비되어 있다.

그리고 이송 컨베이어(20)의 측면에는 냉온풍 공급구(50)가 구비되어 있다. 냉온풍 공급구(50)는 복수로 설치된 이송 컨베이어(20)의 하단, 즉 냉풍 또는 온풍이 각각 연결통로(30)로 연결된 아래쪽의 이송 컨베이어(20)로부터 유입될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 냉온풍 공급구(50)는 최하단에 설치된 이송 컨베이어(20)에 장착되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 아래쪽에 설치된 해당하는 이송 컨베이어(20)의 측면에 장착할 수 있다. 냉온풍 공급구(50)는 냉풍 또는 온풍을 생성하여 공급하는 냉온풍 공급기(도시하지 않음)가 연결된다. 냉온풍 공급구(50)에서 공급된 냉풍 또는 온풍은 슬러지의 이송과정에서 슬러지를 효과적으로 건조시키기 위한 것이다. 냉풍 또는 온풍이 이송 컨베이어(20) 내부로 유입되면 이송스크류(22)와 지지대(23) 사이를 통하여 공급되고, 다시 연결통로(30)를 거쳐 상단의 이송 컨베이어(20)로 공급되게 된다.

이송 컨베이어(20)로 공급된 냉풍 또는 온풍은 강제식 배기장치(60)를 통하여 외부로 배출되는 데, 강제식 배기장치(60)는 이송 컨베이어(20)의 최상단에 배기관(61)을 통하여 설치되는 것이 바람직하지만, 이송 컨베이어(20) 내의 정압을 유지시킬 수 있도록 복수로 설치된 중앙부분의 이송 컨베이어(20)에도 배기관(62)이 연결되도록 하는 것이 좋다.

강제식 배기장치(60)에는 복수의 배기팬이 내장 설치되어 있어 이송 컨베이어(20) 내의 공기를 흡입하여 강제로 배출시킨다. 강제식 배기장치(60)와 연결된 배기관(61)(62)은 해당하는 하나 이상의 이송 컨베이어(20)의 측면에 연결되어 있다.

상기 상하로 설치된 각 이송 컨베이어(20)의 지지와 연결을 위하여 고정부재(80)(81)가 설치된다.

본 발명의 구성요소로서, 이송 컨베이어(20)의 구조 및 구성이 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 적용한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 냉온식 슬러지 건조장치의 작동은, 먼저, 호퍼(10)를 통하여 수분함유량이 약 80∼85%의 음식물 쓰레기나 산업폐기물 또는 하수처리된 슬러지 등을 투입시키면, 이송 컨베이어(20) 내로 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지는 이송스크류(22)의 회전방향을 따라 이송된다. 그리고 이송스크류(22) 사이에 연결된 리본스크류(27)에 의하여 슬러지는 뒤집어지게 되어 슬러지의 뭉침을 방지한다.

슬러지는 이송 컨베이어(20)를 통하여 이송되는 동안에 이송 컨베이어(20)의 외주연에 설치된 냉온수 유통로(25)를 따라 흐르는 냉수 또는 온수에 의하여 건조조건이 향상되고, 더욱이 복수로 설치된 이송 컨베이어(20)의 하단에 연결된 냉온풍 공급구(50)를 통하여 공급된 냉풍 또는 온풍에 의하여 슬러지는 더욱 빠른 건조가 이루어진다. 냉풍 또는 온풍은 이송스크류(22)와 지지대(23) 사이를 통과한 후에 이송 컨베이어(20) 사이에 연결된 연결통로(30)를 통하여 상위의 이송 컨베이어(20)로 공급된다.

또한, 상위의 이송 컨베이어(20)를 통하여 이송된 슬러지는 연결통로(30)를 통하여 하위 이송 컨베이어(20)로 배출되면서 계속 건조가 이루어진다.

그리고 이송 컨베이어(20)를 통하여 공급되는 냉풍 또는 온풍은 최상단의 이송 컨베이어(20)에 연결된 배기관(61)을 통하여 강제식 배기장치(60)로 배출되고, 중앙부에 설치된 이송 컨베이어(20)에도 배기관(62)이 연결되어 냉풍 또는 온풍이 배출되게 된다.

한편, 이송 컨베이어(20) 외주연의 냉온수 유통로(25)를 통과한 냉수 또는 온수는 배수구(26)를 통해 배수된 후에 냉수 또는 온수를 공급하는 장치에서 열교환이 이루어진 다음에 다시 송수구(24)를 통하여 송수된다.

그리고 이송 컨베이어(20) 사이에 연결된 연결통로(30)에 파쇄기(40)(42)가 설치되어 건조된 슬러지의 뭉쳐진 덩어리나 입자가 큰 슬러지를 파쇄시킨다. 더욱이 파쇄기(42)는 대부분 건조가 이루어진 슬러지를 분말 형태로 파쇄시킨다. 최하단의 이송 컨베이어(20)의 연결통로(30)를 통하여 배출되는 슬러지 분말은 별도의 수용체에 담겨질 수 있도록 한다. 슬러지는 조건에 따라 소각이나 매립 또는 비료나 사료 등으로 이용된다.

상술한 실시예에 의한 본 발명의 냉온식 슬러지 건조장치는 복수의 이송 컨베이어를 다단으로 연결 및 고정시켜 냉수나 냉풍 또는 온수나 온풍을 각각 공급하여 슬러지의 건조효율을 향상시키고, 이송스크류 및 리본스크류로 슬러지의 뭉침이나 고형화를 방지하며, 파쇄기를 이용하여 슬러지의 입자를 일정하게 파쇄시킬 수 있도록 함으로서, 각종 양질의 슬러지 건조 성능을 향상시킨 효과를 갖는 것으로서, 상술한 실시예에만 한정되지 않고, 당업자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 냉온식 슬러지 건조장치의 구성을 나타낸 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 냉온식 슬러지 건조장치의 작동상태를 나타낸 측면도,

도 3은 본 발명의 냉온식 슬러지 건조장치의 구동에 따른 체인 연결상태를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 냉온식 슬러지 건조장치의 이송스크류의 구조를 나타낸 도면.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 호퍼 20: 이송 컨베이어

21: 스크류축 22: 이송스크류

23: 지지대 24: 송수구

25: 냉온수 유통로 26: 배수구

27: 리본스크류 30: 연결통로

40, 42: 파쇄기 50: 냉온풍 공급구

60: 강제식 배기장치 61, 62: 배기관

70: 모터 72: 구동 스프라켓

74: 종동 스프라켓 76: 체인

77: 체인 지지구 80, 81: 고정부재

Claims (4)

1. 호퍼로부터 투입된 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조장치에 있어서,

   상기 호퍼로부터 투입된 슬러지를 이송스크류의 회전으로 이송시키면서 건조시키는 복수의 이송 컨베이어;

   상기 인접하는 이송 컨베이어의 일단이 연결되어 슬러지를 배출하고, 냉풍 또는 온풍이 유통되는 연결통로;

   상기 각 이송 컨베이어의 이송스크류를 회전시키는 모터;

   상기 연결통로 내에 선택적으로 삽입되어 슬러지를 파쇄시키는 파쇄기;

   상기 이송 컨베이어의 측면에 구비되어 이송 컨베이어 내부로 냉풍 또는 온풍을 공급시키는 냉온풍 공급구;

   상기 이송 컨베이어에 가해진 냉풍 또는 온풍을 강제로 배기시키는 강제식 배기장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉온식 슬러지 건조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송 컨베이어는

   상기 모터로부터 공급된 회전력으로 일정 방향으로 회전되는 스크류 회전축과,

   상기 스크류 회전축에 소정 간격으로 권취되도록 이송스크류를 지지하는 스크류 지지대와,

   상기 이송스크류의 스크류와 스크류 사이에 연결된 리본스크류와,

   상기 이송 컨베이어의 외부로부터 냉수 또는 온수가 공급되는 송수구와,

   상기 이송 컨베이어의 외주연에 소정의 공간으로 구비되어 송수구로부터 공급된 냉수 또는 온수가 유통되는 냉온수 유통로와,

   상기 유통로를 통과한 냉수 또는 온수가 배출되는 배수구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온식 슬러지 건조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 모터의 회전력을 구동스프라켓과 체인을 통하여 인접하는 이송 컨베이어의 회전축에 연결된 종동스프라켓에 체인으로 연결되며, 종동스프라켓은 인접하는 이송 컨베이어의 종동스프라켓에 체인으로 각각 연결된 것을 특징으로 하는 냉온식 슬러지 건조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 강제식 배기장치의 배기관은 각 이송 컨베이어 내의 압력이 동일하게 유지되도록 최상단 및 중앙부의 이송 컨베이어에 연결된 것을 특징으로 하는 냉온식 슬러지 건조장치.