KR20110051408A - 폐플라스틱 재생시스템 및 여기에 적용되는 물의 재활용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐플라스틱 재생시 사용되는 물을 재사용할 수 있도록 하여 물 사용량을 줄임은 물론 재생원가를 절감토록 하며, 별도의 물탱크없이도 폐플라스틱을 원활하게 재생할 수 있도록 하여 설비비를 절감할 수 있도록 한 폐플라스틱 재생시스템 및 여기에 적용되는 물의 재활용 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 폐플라스틱을 정해진 규격으로 분쇄하면서 물을 투입하여 폐플라스틱에 묻은 이물질을 제거해주는 분쇄기; 분쇄기를 나온 플라스틱 분쇄물과 물의 혼합물이 유입되면 비중의 차이에 따라 침전물, 물, 플라스틱 분쇄물이 층을 이루도록 하고, 플라스틱 분쇄물과 일부 물을 다수의 회전날개를 통해 탈수라인으로 배출해주며, 나머지 물과 침전물은 탈수라인과는 다른 라인으로 배출해주는 처리조; 탈수라인을 통해 배출된 플라스틱 분쇄물과 물이 유입되면 이로부터 물을 탈수해주는 탈수기: 상기 탈수된 플라스틱 분쇄물을 건조시켜줌과 동시에 배출라인으로 배출해주는 에어블로우어; 처리조와 탈수기를 통해 나온 물과 이물질의 혼합물이 유입되면 진동에 의해 일정한 입경의 이물질과 이 보다는 입경이 작은 이물질이 포함된 물을 서로 분리하여 입경이 상대적으로 큰 이물질은 폐기라인으로 배출해주는 2조의 진동분리기; 및 상대적으로 입경이 작은 이물질이 포함된 물이 유입되면 비중의 차이에 의해 침전이 일어나도록 하고 상층수만 분쇄기로 다시 투입되도록 하는 침전조로 구성한 것으로, 이와 같이 하면 물을 지하 저수탱크로 유입시키지 않고 곧바로 분쇄기로 재투입할 수 있어 물의 재활용성을 높여줄 수 있음은 물론 상수도 보충량을 현저히 줄일 수 있으며, 별도의 저수탱크를 필요로하지 않으므로 저수탱크 축조에 필요한 설비비를 절감할 수 있는 것이다.

폐플라스틱, 재생, 물, 재활용

Description

폐플라스틱 재생시스템 및 여기에 적용되는 물의 재활용 방법{System to regenerate waste plastics and method to recycle water used there}

본 발명은 폐플라스틱 재생시스템 및 여기에 적용되는 물의 재활용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐플라스틱 재생시 사용되는 물을 재사용할 수 있도록 하여 물 사용량을 줄임은 물론 재생원가를 절감토록 하며, 별도의 물탱크없이도 폐플라스틱을 원활하게 재생할 수 있도록 하여 설비비를 절감할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 플라스틱이라 함은 주로 콜라나 사이다 등을 포함한 음료수 병으로 사용하는 PET병이나 비식용생활용품 용기인 PEㆍPPㆍHDPE용기 등 불포화 폴리에스테르(PET) 및 PEㆍPPㆍHDPE 등으로 제조된 용기 등을 일컫는 것으로, 자원재활용 정책의 정착으로 인해 많은 량의 폐플라스틱이 여러 경로를 통해 수거되어 재생공장을 거쳐 재활용되고 있다.

이러한 플라스틱 중 물보다 비중이 낮은 것들은 주로 분쇄 후 비중에 의한 분리공정을 통해 수거하여 재활용되고 있는데, 이에 대해 도 1을 참조하여 아래에서 간단히 설명한다.

먼저, 수거된 플라스틱을 분쇄기(10)를 통해 분쇄하는 과정에서는 회전날을 이용하는 기계적 분쇄가 이루어지게 되는데, 폐플라스틱에 묻어있는 모래, 시멘트, 흙 등의 이물질을 세정하면서 분쇄효율을 높여주기 위해 물이 같이 투입된다.

따라서, 분쇄기(10)를 나온 폐플라스틱 분쇄물은 물과 함께 이송컨베이어(11)를 통해 처리조(20)로 이송된다.

처리조(20)에서는 물보다는 비중이 무거운 슬러지와 같은 물질, 물, 물보다는 비중이 낮은 재활용 대상 플라스틱 분쇄물이 비중의 차이에 따라 순차 층을 이루게 된다.

처리조(20)를 가로질러 다수조의 회전날개(21)가 모터(미도시)의 회전력에 의해 회전될 수 있도록 등간격으로 설치되고, 처리조(20)의 플라스틱 분쇄물 투입위치 반대측에는 탈수기(30)와 통하는 이송스크류(22)가 경사지게 배치되어 있어 다수조의 회전날개(21)가 회전하면서 가장 상층의 플라스틱 분쇄물을 처리조(20) 일측 단부의 이송스크류(22)측으로 밀어주면 이송스크류(22)를 통해 플라스틱 분쇄물과 약간의 물이 같이 탈수기(30)로 이송되며, 탈수기(20)를 통해 탈수된 플라스틱 분쇄물은 탈수기(30) 하부로 낙하하여 에어블로우어(40)에 의해 건조됨과 동시에 배출위치로 이송되어 배출되고, 이러한 플라스틱 분쇄물들을 모아 재활용하는 것이다.

또한, 처리조(20)의 하면에는 슬러지 배출스크류(23)가 중앙을 중심으로 서로 반대방향을 향해 형성되어 있고, 슬러지 배출스크류(23)의 일측 단부에는 모터가 연결되어 있어 처리조(20)의 하면 슬러지를 중앙부로 모아줄 수 있으며, 처리 조(20)의 외부 하면 중앙부에는 다른 이송스크류(24)가 경사지게 배치되어 있어 플라스틱 분쇄물을 제외한 나머지 물과 물보다 비중이 무거운 모래, 시멘트, 흙, 기타 이물질들이 물과 함께 이송스크류(24)를 통해 외부로 배출될 수 있으며, 이송스크류(24)의 하부에는 합성수지필름을 엮어서 만든 자루(25)를 배치하여 물은 통과시켜 지하 저수탱크(50)로 모이게 하고, 입자가 큰 물질은 자루(25)에 담기게 하여 이들을 모아 폐기하고 있으며, 탈수기(30)에서 나온 물 역시 지하 저수탱크(50)로 모이도록 하고 있다.

처리조(20)에서 나와 자루(25)를 통과한 물이나 탈수기(30)에서 배출된 물에는 미세한 입경을 갖는 플라스틱, 모래, 흙, 시멘트, 기타 이물질이 혼합될 수밖에 없으므로 지하 저수탱크(50)에 물이 저수된 상태에서 비중의 차이에 따라 물보다 비중이 무거운 물질, 물, 물보다 비중이 가벼운 물질이 3개의 층을 이룰 수밖에 없으며, 이 중 중간층의 물에 펌프(60)가 연결되어 중간층의 물만 분쇄기(10)로 재투입하고 있다.

이러한 저수탱크 내부에 침전물이 지속적으로 쌓이게 되면 점차 저수용량이 감축될 수밖에 없으므로 이를 해결하기 위해 침전물을 수시로 제거해주어야 하는데, 저수탱크가 지하에 위치되어 있고 또 그 저장용량이 매우 큰 것이므로 인력으로 침전물을 제거하기는 불가능하였으며, 따라서 폐기물 처리업자가 기계를 통해 수거하여 특정 폐기물로서 매립장에 매립하고 있다.

그러나, 침전물들은 입자가 매우 작아 침전된 상태에서 조금만 시간이 경과하여도 뻘과 같은 형태로 굳기 마련이며, 따라서 이러한 침전물을 제거할 때에는 저수탱크의 바닥부로 에어를 불어넣어 뻘과 같은 형태의 침전물을 물과 혼합한 후 흡입 수거하게 되므로 침전물 처리가 매우 번거롭고 많은 비용이 소요되는 것이었으며, 저수탱크 내부에서의 3층 구조에 의해 중간에 위치된 물은 표면이 막혀 산소공급이 불가능하고, 이로 인해 물이 정체되면서 쉽게 부패하여 악취가 발생됨은 물론 그에 해당하는 만큼 많은 량의 물을 상수도에서 충당해주어야 하므로 물값을 감당하지 못하여 사업을 포기하는 경우도 있었다.

또한, 저수용량을 확보하기 위하여 플라스틱 재생공장의 바닥에 대규모의 저수탱크를 몇개씩 구비하게 되므로 설비비가 많이 소요되는 단점도 있게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 폐플라스틱 재생시 사용되는 물을 재사용할 수 있도록 하여 물 사용량을 줄임은 물론 재생원가를 절감토록 하며, 별도의 물탱크없이도 폐플라스틱을 원활하게 재생할 수 있도록 하여 설비비를 절감할 수 있도록 한 폐플라스틱 재생시스템 및 여기에 적용되는 물의 재활용 방법을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 폐플라스틱을 정해진 규격으로 분쇄하면서 물을 투입하여 폐플라스틱에 묻은 이물질을 제거해주는 분쇄기; 분쇄기를 나온 플라스틱 분쇄물과 물의 혼합물이 유입되면 비중의 차이에 따라 침전물, 물, 플라스틱 분쇄물이 층을 이루도록 하고, 플라스틱 분쇄물과 일부 물을 다수의 회전날개를 통해 탈수라인으로 배출해주며, 나머지 물과 침전물은 탈수라인과는 다른 라인으로 배출해주는 처리조; 탈수라인을 통해 배출된 플라스틱 분쇄물과 물이 유입되면 이로부터 물을 탈수해주는 탈수기: 상기 탈수된 플라스틱 분쇄물을 건조시켜줌과 동시에 배출라인으로 배출해주는 에어블로우어; 처리조와 탈수기를 통해 나온 물과 이물질의 혼합물이 유입되면 진동에 의해 일정한 입경의 이물질과 이 보다는 입경이 작은 이물질이 포함된 물을 서로 분리하여 입경이 상대적으로 큰 이물질은 폐기라인으로 배출해주는 2조의 진동분리기; 및 상대적으로 입경이 작은 이물질이 포함된 물이 유입되면 비중의 차이에 의해 침전이 일어나도록 하고 상층수만 분 쇄기로 다시 투입되도록 하는 침전조를 포함한 폐플라스틱 재생시스템을 특징으로 한다.

선택적으로, 침전조는 배출측으로 갈수록 점차 높아가 낮아지도록 경사지게 구성된 수로의 배출단부에 비중이 물보다 무거운 물질이 배출되지 않고 침전되도록 단턱이 구비되어 이루어지며, 침전조에 연이어 침전조로부터 배출되는 물을 모아주는 중간 저장통과, 중간 저장통에 모인 물을 분쇄기로 펌핑해주는 펌프가 더 구비될 수도 있다.

또한, 이러한 폐플라스틱 재생시스템에 적용되는 물을 재활용하기 위해 본 발명은 분쇄기를 통해 폐플라스틱을 분쇄할 때 물을 같이 투입하여 폐플라스틱에 묻은 이물질을 제거해주는 단계; 상기 분쇄된 플라스틱 분쇄물과 물의 혼합물을 처리조로 유입시켜 비중의 차이에 따라 비중이 물보다 가벼운 플라스틱 분쇄물, 물, 비중이 물보다 무거운 물질로 각각 분리해주는 단계; 비중이 물보다 가벼운 플라스틱 분쇄물과 일부 물을 탈수기를 통해 탈수하여 플라스틱 분쇄물은 재활용하는 단계; 탈수기를 통해 나온 이물질과 물의 혼합물을 진동분리기를 통해 분리하여 입경이 상대적으로 큰 이물질은 폐기하고 나머지 미세입경의 이물질과 물의 혼합물은 침전조로 배출해주는 단계; 처리조로부터 배출된 비중이 물보다 무거운 물질과 물을 진동분리기를 통해 분리하여 입경이 상대적으로 큰 이물질은 폐기하고 나머지 미세입경의 이물질과 물은 침전조로 배출해주는 단계; 및 침전조를 통해 물이 이동하는 과정에서 물에 함유된 비중이 무거운 물질은 침전되도록 하고, 상층수만 다시 분쇄기로 재투입하는 단계를 포함한 방법을 특징으로 한다.

본 발명은 폐플라스틱 재생과정에서 발생되는 이물질을 포함한 폐수를 진동분리기를 통해 어느 정도의 입경을 갖는 이물질은 대부분 분리하여 폐기할 수 있고, 미세한 이물질을 포함한 물을 처리조를 통해 이동시키는 과정에서 이물질 대부분이 침전되어 물로부터 분리되며 이러한 물을 다시 분쇄기로 투입하여 재사용될 수 있어 물의 재활용성을 높여줄 수 있음은 물론 상수도의 사용량을 줄일 수 있어 생산원가를 절감할 수 있는 것이다.

또한, 물이 분쇄기, 처리조, 탈수기, 진동분리기, 침전조를 거치면서 계속 낙하하여 폭기가 일어나게 되므로 물이 쉽게 부패되지 않아 물의 사용기간을 연장해줄 수 있는 것이며, 지하에 별도의 저수탱크를 축조하지 않고도 폐플라스틱을 원활하게 재생할 수 있어 설비비를 크게 절감할 수 있는 것이다.

또한, 침전조에 침전된 물질은 주기적으로 떠내어 폐기하면 되므로 폐기물 처리에 별도의 비용이 소요되지 않는 이점도 있게 된다.

이하, 본 발명을 제시되는 실시예 및 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 폐플라스틱 재생시스템의 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐플라스틱 재생시스템의 개략 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 침전조의 상세구성도이다.

이하에서는 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 번호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것도 있다.

본 발명에 따른 폐플라스틱 재생시스템은 분쇄기(10), 처리조(20), 탈수기(30), 진동분리기(70), 침전조(80)로 이루어지는 것으로, 일반적인 폐플라스틱 재생시스템에서 진동분리기(70)와 침전조(80)가 더 추가된 것이다.

즉, 폐플라스틱을 수거하여 이를 칼날 회전방식의 일반적인 분쇄기(10)를 통해 정해진 규격에 맞게 잘게 분쇄해주게 되는데, 폐플라스틱에는 모래, 시멘트, 흙, 기타 이물질들이 묻어 있기 마련이므로 폐플라스틱의 분쇄시 이러한 이물질들을 제거해주기 위해 물이 같이 투입된다.

따라서, 폐플라스틱이 분쇄되어 나올 때에는 플라스틱 분쇄물이 물에 혼합된 상태로 나오게 되며, 이러한 플라스틱 분쇄물과 물의 혼합물이 이송컨베이어(11)를 타고 처리조(20)로 이송된다.

처리조(20)는 일정한 용적을 가진 장방형의 용기 형상으로 이루어지게 되므로 처리조(20)에 투입된 플라스틱 분쇄물과 물의 혼합물이 점차 물보다 비중이 가벼운 플라스틱 분쇄물, 물, 물보다 비중이 무거운 물질로 분리될 수 있으며, 처리조(20)의 상부에는 등간격으로 모터에 의해 회전되는 다수의 회전날개(21)가 구비되어 있어 가장 상층부에 위치한 물보다 비중이 가벼운 플라스틱 분쇄물과 일부 물이 탈수기(30)와 연결된 이송스크류(22)를 통해 탈수기(30)로 유입될 수 있다.

탈수기(30)는 일반적인 원심분리형 탈수기를 사용하게 되는데, 탈수기(30)의 탈수조에는 탈수공(미도시)이 무수히 형성되어 있어 규격보다 작은 크기의 플라스틱 분쇄물이 물과 함께 탈수공을 통해 빠져나와 탈수가 이루어지게 되며, 탈수된 플라스틱 분쇄물은 에어블로우어(40)에 의해 건조됨과 동시에 배출라인으로 이송되 어 플라스틱제품의 제조공정에 재활용될 수 있게 된다.

또한, 처리조(20)의 하면의 슬러지는 슬러지 배출스크류(23)를 통해 중앙으로 모였다가 처리조의 외부 하면 중앙부에 연결된 이송스크류(24)를 통해 플라스틱 분쇄물을 제외한 나머지 물과 물보다 비중이 무거운 모래, 시멘트, 흙, 기타 이물질들이 물과 함께 외부로 배출된다.

탈수기(30) 및 처리조(20)와 각각 연이어 진동분리기(70)가 각각 배치되어 있어 탈수기(30)를 통해 빠져나온 이물질을 포함한 물과 처리조(20)로부터 배출된 물과 물보다 비중이 무거운 물질이 각각 진동분리기(70) 상부로 유입된다.

이때, 진동분리기(70)는 일반적인 진동스크린을 사용할 수도 있고, 보다 세밀한 스크리닝을 위해 별도로 개발하여 새로운 장치를 적용할 수도 있는 것으로, 이러한 진동분리기(70)의 상부로 이물질과 물의 혼합물이 유입되면 이러한 혼합물 중 입경이 큰 이물질은 분리하여 외부로 배출해줌과 동시에 미세한 이물질과 물의 혼합물은 진동분리기(70)와 연결된 이송호스(71)를 통해 침전조(80)로 각각 이송된다. 물론, 외부로 배출된 이물질들은 별도로 모아 폐기하게 된다.

침전조(80)는 배출측으로 갈수록 점차 높아가 낮아지도록 경사지게 구성된 수로(81)의 배출단부에 비중이 물보다 무거운 물질이 배출되지 않고 침전되도록 단턱(82)이 구비되어 이루어지며, 침전조(80)에 연이어 침전조(80)로부터 배출되는 물을 모아주는 중간 저장통(90)과, 중간 저장통(80)에 모인 물을 분쇄기(10)로 펌핑해주는 펌프(60)가 더 구비되어 있으므로 미세 이물질과 물이 침전조(80)로 유입되면 침전조(80)를 이루는 경사진 수로(81)를 따라 이동하면서 비중의 차이에 의해 자연스럽게 침전이 일어나게 되며, 침전조(80)의 단부에서는 상층부의 깨끗한 물만 단턱(82)을 넘어 중간 저장통(90)으로 배출되며, 중간 저장통(90)과 연결된 펌프(60)에 의해 물이 다시 분쇄기(10)로 유입되는 것이다.

도 3에서는 재활용 대상 플라스틱 분쇄물은 실선, 이물질은 일점 쇄선, 물은 은선으로 나타내었다.

이와 같이, 본 발명에 따르게 되면 모든 공정을 통해 나온 이물질을 포함한 물을 필터링하여 재순환시키게 되므로 물 사용량을 현저히 줄일 수 있는 것이며, 별도의 저수탱크를 필요로 하지 않아 설비비를 절감할 수 있게 된다. 물론 예비로 지하에 하나 정도의 저수탱크를 구비하여 폐플라스틱의 재생 도중 외부로 튀거나 흘러가는 물이 다시 지하의 저수탱크로 유입되도록 할 수도 있음은 자명하다.

그리고, 본 발명에 적용되는 각각의 구성요소들은 일반적으로 널리 알려진 장치를 개별적으로 적용하여 시스템을 구비할 수도 있고, 경우에 따라서는 폐플라스틱 재생공정에 적합한 새로운 장치를 개발하여 적용할 수도 있음은 자명하며, 특히 침전조(80)는 여러개의 수로(81)를 지그재그식으로 연결하여 좁은 공간에서도 긴 길이의 침전조를 구현할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 폐플라스틱 재생시스템의 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 폐플라스틱 재생시스템의 블록 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 폐플라스틱 재생시스템의 개략 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 침전조의 상세구성도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 분쇄기 11 : 이송컨베이어

20 : 처리조 21 : 회전날개

22,24 : 이송스크류 23 : 슬러지 배출스크류

25 : 자루 30 : 탈수기

40 : 에어블로우어 50 : 저수탱크

60 : 펌프 70 : 진동분리기

71 : 이송호스 80 : 침전조

81 : 수로 82 : 단턱

90 : 중간 저장통

Claims (3)

1. 폐플라스틱을 정해진 규격으로 분쇄하면서 물을 투입하여 폐플라스틱에 묻은 이물질을 제거해주는 분쇄기;

   상기 분쇄기를 나온 플라스틱 분쇄물과 물의 혼합물이 유입되면 비중의 차이에 따라 침전물, 물, 플라스틱 분쇄물이 층을 이루도록 하고, 상기 플라스틱 분쇄물과 일부 물을 다수의 회전날개를 통해 탈수라인으로 배출해주며, 나머지 물과 침전물은 상기 탈수라인과는 다른 라인으로 배출해주는 처리조;

   상기 탈수라인을 통해 배출된 플라스틱 분쇄물과 물이 유입되면 이로부터 물을 탈수해주는 탈수기:

   상기 탈수된 플라스틱 분쇄물을 건조시켜줌과 동시에 배출라인으로 배출해주는 에어블로우어;

   상기 처리조와 상기 탈수기를 통해 나온 물과 이물질의 혼합물이 유입되면 진동에 의해 일정한 입경의 이물질과 이 보다는 입경이 작은 이물질이 포함된 물을 서로 분리하여 상기 입경이 상대적으로 큰 이물질은 폐기라인으로 배출해주는 2조의 진동분리기; 및

   상대적으로 입경이 작은 이물질이 포함된 물이 유입되면 비중의 차이에 의해 침전이 일어나도록 하고 상층수만 상기 분쇄기로 다시 투입되도록 하는 침전조를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 재생시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 침전조는, 배출측으로 갈수록 점차 높아가 낮아지도록 경사지게 구성된 수로의 배출단부에 비중이 물보다 무거운 물질이 배출되지 않고 침전되도록 단턱이 구비되어 이루어지며,

   상기 침전조에 연이어 상기 침전조로부터 배출되는 물을 모아주는 중간 저장통과, 상기 중간 저장통에 모인 물을 상기 분쇄기로 펌핑해주는 펌프가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 재생시스템.
3. 분쇄기를 통해 폐플라스틱을 분쇄할 때 물을 같이 투입하여 폐플라스틱에 묻은 이물질을 제거해주는 단계;

   상기 분쇄된 플라스틱 분쇄물과 물의 혼합물을 처리조로 유입시켜 비중의 차이에 따라 비중이 물보다 가벼운 플라스틱 분쇄물, 물, 비중이 물보다 무거운 물질로 각각 분리해주는 단계;

   비중이 물보다 가벼운 플라스틱 분쇄물과 일부 물을 탈수기를 통해 탈수하여 플라스틱 분쇄물은 재활용하는 단계;

   상기 탈수기를 통해 나온 이물질과 물의 혼합물을 진동분리기를 통해 분리하여 입경이 상대적으로 큰 이물질은 폐기하고 나머지 미세입경의 이물질과 물의 혼합물은 침전조로 배출해주는 단계;

   상기 처리조로부터 배출된 비중이 물보다 무거운 물질과 물을 진동분리기를 통해 분리하여 입경이 상대적으로 큰 이물질은 폐기하고 나머지 미세입경의 이물질 과 물은 침전조로 배출해주는 단계; 및

   상기 침전조를 통해 물이 이동하는 과정에서 물에 함유된 비중이 무거운 물질은 침전되도록 하고, 상층수만 다시 상기 분쇄기로 재투입하는 단계를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 재생에 적용되는 물의 재활용 방법.

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