KR20070078686A - 열풍건조식 유동판 스크류 탈수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지 농축부와 탈수부로 각각 분리 구성하고, 상기 농축부에서는 블록화된 슬러지를 농축하며 농축된 슬러지를 탈수부에 보내어 압착 및 탈수시켜 케이크(cake)로 배출시키는 건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치를 구현하고자 하며, 이와 같은 본 발명의 탈수장치는 슬러지의 수분 함수율을 현저히 낮출 수 있고 폐기물 처리비용을 절감할 수 있으며 또한 슬러지의 막힘 현상을 방지할 수 있다.

슬러지, 탈수, 농축, 고정판, 유동판, 스크류, 열풍발생기.

Description

열풍건조식 유동판 스크류 탈수장치{A SCREW DEWATERING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열풍건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치를 보이고 있는 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 스크류 샤프트(18)와 고정판(36) 및 유동판(38)의 상세구성 및 조립상태를 나타낸 도면.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 "A" 부분을 확대하여 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 열풍발생기 14: 회전조인트

16: 유입구 18: 스크류 샤프트

20: 회전가이드봉 22, 24: 방열핀

26: 배출구 32: 배압판

36: 고정판 38: 유동판

40: 와셔

본 발명은 오ㆍ폐수 슬러지를 처리하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농축부와 탈수부로 각각 분리 구성하고 슬러지의 막힘 현상을 방지할 수 있는 열풍건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 각 공장에서 배출되는 오염된 폐수나 화장실, 목욕탕, 주방 등에서 배출되는 오수, 그리고 가축의 분뇨나 축산폐수 등은 일차적으로 각 가정이나 축산장소 및 산업현장에 설치된 오수 정화시설 또는 정화조 등에서 처리된 후, 최종적으로 하수 종말처리장이나 폐수 종말처리장 또는 오폐수 처리시설에서 정화되고 있다.

그런데 오수나 분뇨 처리 대상물은 다량의 수분에 협작물이나 부유물과 같은 고형물(이하 "슬러지"라 함)이 함유되어 있는 상태이기 때문에 이러한 슬러지를 분리 제거하지 않고는 우수의 정화 처리과정이 적절하게 이루어지지 못하였다. 또한 오수 처리 공정 중에서 슬러지를 탈수 처리하여 수분과 슬러지를 분리하는 공정이 포함되어 있다.

이와 같이 슬러지를 탈수 처리하는 방법으로는, 2매의 엔드리스 여과포 벨트가 다수의 롤러를 통과하도록 설치되어 상기 여과포 사이에 슬러지가 투입 이송되면서 롤러에 의해 가압되고 슬러지의 탈수가 이루어지도록 하는 벨트 프레스 방식이 있다. 또한 외주연에 스크류 날개가 형성되어 있는 스크류 샤프트가 여과 통체의 내주에 회전 가능하게 설치되고, 상기 스크류 샤프트의 직경이 전방으로 갈수록 커지면서 탈수실의 용적이 점차 작아지도록 형성되어, 상기 여과통체에 슬러지가 투입되어 전방으로 이송되면서 서서히 압축되어 슬러지의 탈수가 이루어지도록 하는 스크류 프레스 방식으로 크게 대별되어 이용되고 있다.

그러나 위와 같은 벨트 프레스 방식이나 스크류 프레스 방식은 슬러지를 가압하여 탈수하는 방식임으로 장치가 복잡하고 대형화되어 제작비와 유지비가 많이 들고 또한 탈수에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 탈수 효과가 낮아서 배출되는 케이크에 많은 수분이 잔류하는 등의 문제점이 있었다.

특히, 종래의 탈수장치는 탈수 과정 중에 슬러지 입자가 막혀 탈수가 제대로 이루어지지 않고 또한 탈수와 농축 과정이 동시에 이루어지기 때문에 압축이 제대로 되지 않을 뿐만 아니라 슬러지의 수분 함수율(약 75~85% 정도)이 높아 폐기물 처리비용을 상승시키는 단점이 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 유동판과 여과 틈을 자동으로 청소함으로 슬러지의 막힘 현상을 없앤 셀프 크리닝(self cleaning) 구조의 슬러지 탈수장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존 탈수기에 비하여 소형 및 경량으로 작은 공간에도 설치가 가능하고 구조가 간단하여 유지관리가 용이한 건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 탈수 효율을 높이고 슬리지의 수분 함수율을 최소화시킬 수 있는 열풍건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치를 제공함에 있 다.

본 발명의 또 다른 목적은 슬러지의 중량을 감소시키고 폐기물 처리비용을 절감할 수 있는 건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치를 제공함에 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 슬러지 농축부와 탈수부로 각각 분리 구성하고, 상기 농축부에서는 블록화된 슬러지를 농축하며 농축된 슬러지를 탈수부에 보내어 압착 및 탈수시켜 케이크(cake)로 배출시키는 건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치를 구현하고자 한다.

이와 같은 기술적 특징이 있는 본 발명의 탈수장치는 슬러지의 수분 함수율을 현저히 낮출 수 있고 폐기물 처리비용을 절감할 수 있으며 또한 슬러지의 막힘 현상을 방지할 수 있는데, 이를 위해서는 탈수부와 농축부로 구성된 탈수장치의 기술적 구성이 구체적으로 개시되어야 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열풍건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치를 보이고 있는 도면이다. 본 발명의 탈수장치는 공기를 가열시키는 열풍발생기(10), 스크류 날개(18a)를 가지는 스크류 샤프트(18), 농축부와 탈수부에 설치된 고정판(36) 및 유동판(38)으로 구성된다.

상기 스크류 샤프트(18)는 바깥쪽 직경(즉, 스크류 날개(18a)의 끝부분)이 유동판(38)의 안쪽 직경보다 조금 크기 때문에 스크류 날개(18a)가 항상 유동판(38)을 조이는 방식으로 여과 틈(k)을 청소하여 슬러지의 막힘 현상을 방지하는 구조로 되어 있다. 이때 상기 여과 틈(k)은 농축부 0.5mm, 탈수부 0.3mm, 0.15mm로 배출구(26)로 갈수록 좁아지도록 제작하고, 또한 스크류 날개(18a) 피치도 농축부에서 탈수부로 갈수록 작아지는 구조로 제작한다. 이는 슬러지 용적시 압력이 발생하도록 하여 슬러지가 농축부에서 중력여과 후 탈수부로 운반되고 상기 탈수부에서 완벽하게 탈수될 수 있도록 한다.

상기 도 1을 참조하면, 열풍발생기(10)는 공기를 일정한 온도로 가열시킨 다음 이를 파이프(12b)를 통해 회전가이드봉(20)으로 공급시키며, 상기 회전가이드봉(20)을 통과한 공기(즉, 온도가 떨어진 공기)는 스크류 샤프트(18)의 내부를 통과한 다음 다시 파이프(12a)를 통해 열풍발생기(10)의 내부로 유입된다. 이때 상기 파이프(12a,12b)와 회전가이드봉(20)을 따라 흐르는 공기는 농축 및 탈수 과정시에 슬러지를 건조시키는 역할을 하며, 상기 뜨거운 공기 대신에 물이나 기름 등을 가열하여 사용할 수 있다.

회전조인트(14)는 상기 회전가이드봉(20)과 파이프(12a)가 각기 조립되며, 일정한 속도로 회전가이드봉(20)을 회전시킨다. 유입구(16)는 슬러지가 투입되는 곳이며, 배출구(26)는 건조되고 탈수 처리된 슬러지가 배출되는 곳이다. 이때 상기 배출구(26)는 배압판(32)에 의해 내압이 높아져 탈수되는 방식이다.

한편, 소정의 구동력으로 회전하는 모터(30)의 축(28)에는 본 발명의 주요구성요소인 스크류 샤프트(18)가 조립되어 일정한 속도로 회전하며, 상기 스크류 샤프트(18)에는 스크류 날개(18a)가 형성된다. 상기 스크류 날개(18a)의 사이 사이에는, 바람직하게는 탈수부에 위치한 스크류 날개(18a)의 사이에는 방열핀(22)이 부착되어 있으며, 상기 방열핀(22)은 열효율을 높여 슬러지를 건조시키는 역할을 한다. 이때 상기 회전가이드봉(20)의 둘레면에도 방열핀(22)이 부착되어 있는데, 상기 방열핀(22) 또한 열효율을 높이는데 사용된다.

또 한편으로, 본 발명의 주요구성요소 중에서 슬러지의 막힘 현상을 방지하기 위한 기술적 구성은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같으며, 이를 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

상기 도 2,3에 도시한 바와 같이, 플레이트(44)에 장축볼트(34)로 체결되는 다수개의 고정판(36)들이 일정한 간격을 유지하면서 조립되며, 상기 고정판(36)의 사이에는 유동판(38)들이 설치된다. 이때 상기 고정판(36)의 돌출부(36a)에는 와셔(40)가 밀착되어 조립되며, 상기 와셔(40)는 고정판(36)과 고정판(36) 사이의 간격을 유지하면서 상기 유동판(38)의 이탈현상을 방지한다. 한편 상기 유동판(38)은 안쪽 직경을 160mm로 하고 바깥쪽 직경을 190mm로 제작하는 것이 바람직하며, 이때 스크류 샤프트(18)에 부착된 스크류 날개(18a)의 직경을 170mm로 제작하는 것이 가장 이상적이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 장치를 이용하여 슬러지를 탈수시키는 과정을 도 1 및 도 3을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

우선 도 1에 도시한 바와 같이, 열풍발생기(10)에서 가열된 공기를 회전조인트(14)를 통하여 회전가이드봉(20)의 내부로 유입시키면 가열된 공기는 회전하면서 방열핀(22)에 의해 스크류 샤트프(18) 및 방열핀(24: 스크류 샤트프의 외주면에 부착된 방열핀)에 전달된다.

이어서, 방열핀(24)과 스크류 샤프트(18)에 전달된 고온의 열은 농축부에서 스크류 날개(18a)에 의해 압축되는 슬러지에 전달되고 이에 따라 상기 슬러지는 탈수 및 건조되어진다. 이때 사용된 고온의 공기는 스크류 샤프트(18)의 내부를 통과한 다음 파이프(12a)를 통해 열풍발생기(10)로 회수되고, 상기 열풍발생기(10)에 의해 다시 가열되어 재순환된다.

한편, 유입구(16)를 통해 투입된 슬러지는 스크류 샤프트(18)의 회전력에 의해 전방으로 이동하면서 농축되고 탈수된 다음, 배출구(26)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 스크류 샤프트(18)가 회전하게 되면 스크류 날개(18a)는 유동판(38)의 내벽을 압박하고, 상기 스크류 날개(18a)에 의해 상/하, 좌/우로 유동되어 고정판(36)과 유동판(38) 사이의 여과 틈(k)에 있는 슬러지 또는 이물질을 자동으로 청소하여 막힘 현상을 방지한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 건조식 유동판 스크류 타입을 사용함으로써 농축 및 탈수 과정시에 슬러지의 막힘 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 슬러지를 농축하고 건조시킴으로써 함수율을 종래보다 약 15% 정도 낮출 수 있다. 즉, 종래의 슬러지 함수율은 75~85%인데 본 발명의 탈수장치를 사용하게 되면 함수율을 75~65% 정도로 떨어뜨릴 수 있다.

또한, 위와 같이 슬러지의 함수율이 낮기 때문에 슬러지의 중량이 감소되어 폐기물 처리비용을 절감할 수 있으며, 그리고 열풍 발생기에서 방출된 공기를 회수하여 재사용함으로 최소의 비용으로 최대의 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 슬러지가 투입되는 유입구(16)와, 상기 슬러지를 탈수 처리하는 스크류 샤프트(18)와, 탈수 처리된 슬러지를 배출하는 배출구(26)를 가지는 통상의 슬러지 탈수장치에 있어서,

   상기 스크류 샤프트(18)의 내부에는 회전가이드봉(20)이 삽입되고, 상기 회전가이봉(20)에는 공기를 가열하는 열풍발생기(10)가 연결되며;

   상기 스크류 샤프트(18)는 일정한 간격으로 배열되고 장축볼트(34)로 조립되어 고정되는 고정판(36)의 중앙에 위치하며;

   상기 고정판(36)의 사이에는 상기 스크류 샤프트(18)의 작동에 따라 상/하 방향으로 이동하는 유동판(38)이 설치됨을 특징으로 하는 건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유동판(38)의 안쪽 직경은 상기 스크류 샤프트(18)의 직경보다 작게 형성됨을 특징으로 하는 건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스크류 샤프트(18)의 외주면에는 방열핀(22)들이 부착됨을 특징으로 하는 건조식 유동판 스크류 타입의 슬러지 탈수장치.

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