KR20100112828A - 슬러지 배출장치가 구비된 폐수처리 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유입된 폐수를 고온으로 가열하여 농축된 슬러지를 배출하는 폐수 처리 보일러에 관한 것으로, 음식물 쓰레기에서 배출되는 폐수를 가열하여 슬러지와 분리시키기 위한 폐수처리 보일러에 있어서, 정화처리를 위한 폐수가 투입되고, 상기 투입된 폐수를 가열하여 증발시키도록 일측 저면부에는 버너가 장착되며 하부는 폭이 좁아지는 형태로 구비되는 밀폐형 구조의 가열탱크와; 상기 가열탱크의 상부와 연통되어 상기 폐수의 가열로 증발되는 스팀을 저장하는 스팀탱크와; 상기 가열탱크의 내부면에 흡착하는 슬러지를 고압의 물로 분사하여 탈착되도록 상기 가열탱크의 내벽면에 다수 개의 노즐로 구비되는 분사장치와;상기 가열탱크의 하부로 침전하는 슬러지와 폐수를 일측으로 이송하고 상기 일측 하단에는 이동배출구가 형성되는 이송컨베이어와; 상기 이송컨베이어의 이동배출구와 연통되어 배출되는 슬러지 및 폐수를 수집하되, 상기 수집되는 폐수는 일측에 위치한 폐수배출구를 통해 배출되고 잉여 슬러지는 타측으로 이동시키면서 농축하여 외부로 배출시키는 스크류컨베이어;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

폐수, 보일러, 슬러지, 배출장치, 스크류, 음식물, 컨베이어

Description

슬러지 배출장치가 구비된 폐수처리 보일러{WASTE WATER TREATMENT BOILER HAVING SLUDGE DISCHARGING APPARATUS}

본 발명은 폐수 처리 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기 등의 폐수를 수거하고 고온으로 가열하여 증발된 스팀은 슬러지 건조 등 다양한 용도로 사용되며, 상기 폐수에 포함되고 보일러 내부로 형성되는 슬러지를 효과적으로 제거하여 외부로 배출시키도록 구성되는 폐수 처리 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 음식물에서 발생되는 침출수는 생물학적 산소요구량인 BOD가 8만 ~ 10만 PPM의 고농도로 배출되어 대단위 하수종말처리장에 유입시켜 연계 처리되도록 한다.

그러나 군 단위 소규모 하수종말처리장에서는 유입되는 하수의 처리량이 적어 고농도 폐수를 연계 처리하지 못하는 실정이고, 일반 산업 폐기물과 달리 음식물 쓰레기의 수거 및 운반 처리과정에서 자연 발효로 인해 심한 악취가 동반되며 하천의 오염 및 각종 환경 문제를 야기하는 원인이 되기도 한다.

상기 음식물 쓰레기를 비롯한 각종 폐수를 처리할 때 발생되는 슬러지 및 수분이 함유된 유기성 폐기물들은 그 수분을 제거했을 때 연료, 비료 또는 사료 등의 유용한 자원으로 재활용할 수 있다.

상기 폐수를 처리하기 위해 구성되는 기존의 처리시설에서는 대규모로 구비되어 그에 따른 설비의 구성과 처리 과정 등이 복잡하고 난해하며, 많은 유지 비용이 소모된다는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로 국내등록특허공보 제10-0469573호(발명의 명칭: 증발식 폐수 정화장치)에서는, 정화처리를 위한 소정량의 폐수가 주입되고 저면부에 폐수를 소정 온도로 가열하는 히터가 장착되는 밀폐된 구조의 증발탱크와; 상기 증발탱크의 내부공간을 상부와 하부로 분할시켜 증압공간과 감압공간을 형성하고 증발탱크에 주입된 소정량의 폐수가 공급되는 폐수공급조와; 상기 증발탱크에 주입된 소정량의 폐수를 폐수공급조에 압송시켜 공급하는 펌프와; 상기 폐수공급조에서 아래로 수직되게 감압공간에 설치되며 폐수공급조에 공급된 폐수가 외주면을 타고 흘러내리면서 수증기로 증발되는 다수의 증발관과; 상기 다수로 설치된 증발관의 하단부에 장착되며 다수의 증발관이 연통되게 장착된 수집조와; 상기 증발관에서 증발되어 감압공간에 존재하는 수증기를 증압공간으로 흡입 압송하는 고압팬과; 상기 고압팬에 의해 증압공간에서 증발관과 수집조로 압송된 수증기가 압송관을 통해 유입되어 정화수로 응축되는 사이클론형 응축탱크와; 상기 응축탱크에서 응축된 정화수가 유입되고 폐수가 주입되는 유입관이 내부에 코일 형태로 설치되어 열교환되는 열교환탱크로 구성되는 것을 특징으로 하는 증발식 폐수 정화장치를 제시하였다.

상기와 같은 구성을 통해 폐수의 온도와 증발력을 높여 수증기 상태로 증발 시키고 농축된 슬러지는 퇴비화하거나 폐기처리하도록 하였으나, 상기 농축된 슬러지를 효과적으로 배출 이송시키기 위한 수단이 구비되어 있지 않다.

또한, 상기 폐수의 지속적인 가열 과정에서 하부로 낙하되지 못하고 증발탱크 내벽면이나 증발관의 외주면에 스케일 및 슬러지가 흡착 형성되는데, 상기와 같이 증발탱크 내부로 잔존하는 스케일 및 슬러지를 분리하여 배출하는 수단이 없어 상기 탱크 내부로 쌓임에 따라 장기적인 사용에서 원활한 폐수 처리 작업이 제한된다는 구성의 한계가 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보일러 내부로 공급되는 폐수를 가열하여 증발되는 스팀과 상기 스팀이 냉각된 응축수는 다양한 용도로 활용하되, 상기 폐수의 증발로 농축되는 슬러지 및 보일러 내부에 형성되는 스케일을 효과적으로 배출하여 소규모로써 구조가 간편하고 지속적인 처리 작업을 수행하는 폐수처리 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 음식물 쓰레기에서 배출되는 폐수를 가열하여 슬러지와 분리시키기 위한 폐수처리 보일러에 있어서, 정화처리를 위한 폐수가 투입되고, 상기 투입된 폐수를 가열하여 증발시키도록 일측 저면부에는 버너가 장착되며 하부는 폭이 좁아지는 형태로 구비되는 밀폐형 구조의 가열탱크와; 상기 가열탱크의 상부와 연통되어 상기 폐수의 가열로 증발되는 스팀을 저장하는 스팀탱크와; 상기 가열탱크의 내부면에 흡착하는 슬러지를 고압의 물로 분사하여 탈착되도록 상기 가열탱크의 내벽면에 다수 개의 노즐로 구비되는 분사장치와;상기 가열탱크의 하부로 침전하는 슬러지와 폐수를 일측으로 이송하고 상기 일측 하단에는 이동배출구가 형성되는 이송컨베이어와; 상기 이송컨베이어의 이동배출구와 연통되어 배출되는 슬러지 및 폐수를 수집하되, 상기 수집되는 폐수는 일측에 위치한 폐수배출구를 통해 배출되고 잉여 슬러지는 타측으로 이동시키면서 농축하여 외부로 배출시키는 스크류컨베이어;로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 배 출장치가 구비된 폐수처리 보일러이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명을 통해 대규모로 구비되는 폐수처리장의 처리 공정을 대체하면서 고농도의 유기물 폐수를 가열 증발시키며 발생된 스팀은 다양한 용도의 에너지원으로 활용이 가능하고, 상기 폐수에 함유된 슬러지를 효과적으로 분리 배출하여 비용이 절감되고 고효율의 처리 작업이 수행되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 배출장치가 구비된 폐수처리 보일러의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 개략적인 정단면도이다.

본 발명은 음식물 쓰레기를 처리하는 과정에서 발생하는 침출수(이하, 폐수라 총칭함)를 적은 열원을 사용하여 가열 증발시키고 잔존하여 농축되는 슬러지를 회수하여 배출하도록 구성되는 폐수처리 보일러에 관한 것으로, 도시된 바와 같이 일측에는 상기 폐수가 유입되는 폐수유입구(110)가 형성되고 타측 저면부에는 상기 유입된 폐수를 가열하는 버너(120)가 장착되는 밀폐형의 가열탱크(100)가 구비된다.

또한, 상기 가열탱크(100) 내부로 유입된 폐수를 고온으로 가열하여 발생하 는 증기가 상승하게 됨에 따라 상기 가열탱크(100)의 상부에는 내부와 연통되어 상기 증발되는 스팀을 저장하는 스팀탱크(200)가 구비되도록 한다.

상기 가열탱크(100) 내부에는 대응하는 내벽면을 향해 고압의 물을 분사하도록 다수 개의 노즐(310)로 구비되는 분사장치(300)를 구성하여 가열탱크(100) 내부를 세척하는 동시에 내벽면에 흡착되는 슬러지를 고압으로 충돌시켜 탈착함으로써 하부로 낙하시킬 수 있는 기능을 수행하도록 한다.

상기와 같은 구성에서 가열탱크(100) 내부로 유입된 폐수를 가열하여 증발하게 되는 스팀은 상기 스팀탱크(200)로 이동되고, 상기 폐수에 함유된 슬러지는 상기 가열탱크(100)의 하부로 침전하게 됨에 따라 상기 침전되는 슬러지를 용이하게 수집하기 위해 상기 가열탱크(100)의 하부는 일정한 경사면을 형성하여 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 구성됨이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이 병목 형태로 구성되는 상기 가열탱크(100)의 하부에는 침전되는 슬러지 및 폐수를 일측으로 이송시키기 위한 소정 길이의 이송컨베이어(400)가 구비된다.

상기 이송컨베이어(400)는 상기 가열탱크(100)의 하단에 일체로 구비하되, 상기 가열탱크(100)의 너비보다 길게 돌출되는 소정의 길이로 구성하여 상기 가열탱크(100) 내부에서 침전되는 슬러지 및 폐수를 스크류의 회전을 통해 일측의 하부에 형성된 이동배출구(410)까지 이송할 수 있도록 구성한다.

상기 이동배출구(410)에는 배출되는 슬러지 및 폐수의 양을 조절하기 위한 배출밸브(420)가 구비되고, 그 하부에는 상기 이동배출구(410)를 통해 배출되는 슬 러지 및 폐수가 담아지는 소정 길이의 스크류컨베이어(500)가 구성된다.

상기 스크류컨베이어(500)는 상기 슬러지 및 폐수를 최종 분리하여 각각 배출하기 위한 구성으로 일측에는 폐수가 배출되는 폐수배출구(510)를 형성하고 상기 폐수가 배출되고 남은 슬러지를 스크류의 회전을 통해 타측으로 이동시키면서 농축하여 상기 농축된 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지배출구(520)가 구비된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 과정에 대해 설명하면, 음식물 쓰레기 폐수가 폐수유입구(110)를 통해 가열탱크(100) 내부로 투입되면 일측 저면부에 구비된 버너(120)를 가동하여 상기 폐수를 가열시키도록 한다.

이때, 상기 버너(120)는 상기 가열탱크(100)와 일체형으로 구성되거나 또는 별도의 보일러용 버너를 상기 가열탱크(100)의 일측으로 위치하도록 하여 구비될 수 있다.

상기 버너(120)에 사용되는 연료는 전열 경유, 벙커C유, 폐유, 폐기물, LNG, 열매체 등으로 구분되는데, 운영 및 원가를 절감하기 위해서는 폐유 및 폐기물을 사용하는 것이 바람직하나 용도별 가능한 지역에만 제한적으로 사용되고, LNG를 사용할 경우 주변 설비를 필요로 하여 설치비를 상승시키는 요인이 되며, 열매체 보일러는 아직 연구개발 단계임에 따라 본 발명의 실시예에서는 경유를 원료로 하는 보일러를 구동시킴이 바람직하다.

상기 폐수가 가열됨에 따라 발생하는 증기는 상기 가열탱크(100)의 상부에 위치하는 스팀탱크(200)로 이동 저장되고, 상기 스팀탱크(200)의 일측 상부에 형성된 증기배출구(210)를 통해 배출되도록 한다.

상기 배출되는 증기는 고온을 유지하여 다른 기기의 에너지원으로 활용 가능하여 슬러지 건조 및 발효기기에 이송되어 순환시킬 수 있고, 음식물의 발효 성분을 포함하기 때문에 상기 증기를 냉각시키게 되면 소정의 알코올 성분을 함유하게 되어 하수 및 분료축산처리장의 폭기조에 오니를 활성화시킬 수 있는 탄소원 등의 첨가제로 사용할 수 있다.

상기 유입된 폐수를 지속적으로 가열하여 증발시킴에 따라 상기 가열탱크(100)의 하부에 구비되는 이송콘베이어(400)에는 폐수와 함께 소정량의 슬러지가 침전하게 된다.

일정량의 슬러지가 침전되면 상기 버너(120)의 가동을 중지하고 상기 이송콘베이어(400)를 구동시킴에 따라 상기 슬러지 및 폐수가 일측에 위치하는 이동배출구(410)로 이동하게 되며, 상기 이동배출구(410)에 형성된 배출밸브(420)를 조절하면서 상기 슬러지 및 폐수를 스크류컨베이어(500)로 낙하 이동시킨다.

상기 스크류컨베이어(500)로 이송된 슬러지 및 폐수는 각각 분리하여 배출되어지는데, 상기 폐수는 일측에 형성된 폐수배출구(510)를 통해 낙하 배출되고 남겨진 슬러지는 스크류의 구동으로 타측에 위치하는 슬러지배출구(520)로 이동하여 배출된다.

이때, 도시하지는 않았지만 상기 폐수배출구(510)에는 슬러지가 통과하지 못하도록 거름망 형태의 필터가 구비되도록 하고, 상기 슬러지는 스크류의 구동으로 이동하면서 함수율이 낮아지고 농축되는 상태를 이루게 된다.

상기 배출되는 폐수는 저류조나 농축조로 이송되며, 상기 농축된 상태로 배 출되는 슬러지는 상기 스팀탱크(200)에서 배출되는 증기를 통해 건조되도록 하여 퇴비 등으로 활용할 수 있도록 한다.

상기와 같이 작동되는 본 발명에 있어서 상기한 작업과정이 지속적으로 반복될 경우, 상기 가열탱크(100) 내부에는 상기 이송컨베이어(400)가 위치하는 하부로 침전되지 않고 버너(120)의 구동에 따른 고온으로 인해 건조 농축되어 상기 가열탱크(100)의 내벽면으로 흡착되는 슬러지가 형성될 수 있다.

따라서 본 발명에서는 슬러지를 배출하기 위해 상기 버너(120)의 가동이 중단되었을 때, 펌프(미도시)와 연결되어 상기 가열탱크(100)의 내부면에 위치하는 다수 개의 노즐(310)을 통해 고압의 물을 고르게 분사하도록 구성되는 분사장치(300)를 수시로 가동하여 내벽면에 흡착되어 있는 슬러지를 탈착시키면서 가열탱크(100)의 내부를 세척할 수 있는 기능을 동시에 수행시키도록 구성한다.

또한, 상기 가열탱크(100)의 일측에는 수위계(130)가 구비되어 투입되는 폐수의 양을 외부에서 식별할 수 있도록 하고, 상기 폐수의 투입량에 따라 버너(120)의 가동 및 가열 온도를 조절하면서 이송컨베이어(400) 및 스크류컨베이어(500)를 자동적으로 구동할 수 있는 제어시스템을 구현하여 효율적인 작업관리가 가능하도록 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신 이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 폐수처리 보일러의 개략적인 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 폐수처리 보일러의 개략적인 정단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 가열탱크

110. 폐수유입구

120. 버너

130. 수위계

200. 스팀탱크

210. 증기배출구

300. 분사장치

310. 노즐

400. 이송컨베이어

410. 이동배출구

420. 배출밸브

500. 스크류컨베이어

510. 폐수배출구

520. 슬러지배출구

Claims (4)

1. 음식물 쓰레기에서 배출되는 폐수를 가열하여 슬러지와 분리시키기 위한 폐수처리 보일러에 있어서,

   정화처리를 위한 폐수가 투입되고, 상기 투입된 폐수를 가열하여 증발시키도록 일측 저면부에는 버너(120)가 장착되며 하부는 폭이 좁아지는 형태로 구비되는 밀폐형 구조의 가열탱크(100)와;

   상기 가열탱크(100)의 상부와 연통되어 상기 폐수의 가열로 증발되는 스팀을 저장하는 스팀탱크(200)와;

   상기 가열탱크(100)의 내부면에 흡착하는 슬러지를 고압의 물로 분사하여 탈착되도록 상기 가열탱크(100)의 내벽면에 다수 개의 노즐(310)로 구비되는 분사장치(300)와;

   상기 가열탱크(100)의 하부로 침전하는 슬러지와 폐수를 일측으로 이송하고 상기 일측 하단에는 이동배출구(410)가 형성되는 이송컨베이어(400)와;

   상기 이송컨베이어(400)의 이동배출구(410)와 연통되어 배출되는 슬러지 및 폐수를 수집하되, 상기 수집되는 폐수는 일측에 위치한 폐수배출구(510)를 통해 배출되고 잉여 슬러지는 타측으로 이동시키면서 농축하여 외부로 배출시키는 스크류컨베이어(500);로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치가 구비된 폐수처리 보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 버너(120)는 상기 가열탱크와 일체형 또는 별도로 구성되는 보일러용 버너인 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치가 구비된 폐수처리 보일러.
3. 제1항에 있어서, 상기 이송컨베이어(400)의 이동배출구(410)에는 배출되는 슬러지 및 폐수의 양을 조절하는 배출밸브(420)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치가 구비된 폐수처리 보일러.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열탱크(100)의 외부 일측에는 폐수의 투입량을 확인할 수 있는 수위계(130)가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러지 배출장치가 구비된 폐수처리 보일러.

Images