KR20160146949A - 스크린 상에 있는 슬러지를 탈수하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크린 상에 있는 슬러지를 탈수하는 방법에 관한 것으로, 응집제는 슬러지와 혼합되고, 이후에 슬러지가 적어도 부분적으로 탈수되되, 스크린 상에 있는 슬러지의 유체 거동이 광학적으로 검출되고, 혼합되는 응집제의 양이 제어 영역의 스크린 표면에 따라 설정된다. 본 발명은 예컨대, 에지부와 같이 슬러지의 유입 영역에서 세정된 스크린의 지점에 제어 영역이 배치되는 것을 주요 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 응집제 공급 장치 및 응집제 공급 장치의 하류에 있는 스크린을 포함하는, 슬러지 탈수를 위한 장치에 관한 것으로, 슬러지의 유체 거동을 광학적으로 검출하며, 응집제의 양을 조절하도록 제어 시스템을 통해 응집제 공급 장치에 연결되는 장치, 특히, 카메라가 제공되고, 장치(11), 특히 카메라가 세정된 스크린의 유입 영역(10)에서 제어 영역을 검출하도록 설계되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식으로, 재료 공급 및 슬러지 유형과 무관하게 간단한 방식으로 최적의 응집제의 공급량을 위한 조절이 달성될 수 있다.

Description

스크린 상에 있는 슬러지를 탈수하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DEWATERING SLUDGE ON A SCREEN}

본 발명은 와이어 상에 있는 슬러지를 탈수하기 위한 방법에 관한 것으로, 슬러지에 응집제가 추가되고, 이후에 슬러지는 적어도 부분적으로 탈수되는 동안에 와이어 상에 있는 슬러지의 유동학적 특성이 광학적으로 스캔되고, 제어 존에서 와이어의 자유 표면 영역에 따라 추가되는 응집제의 양이 설정된다. 또한, 본 발명은 슬러지를 탈수하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 응집제 공급 장치와 상기 응집제 공급 장치의 후방에 배치되어 있는 와이어를 포함하고, 특히, 슬러지의 유동학적 특성을 광학적으로 스캔하도록 카메라가 제공되며, 상기 카메라는 추가되는 응집제 투여량을 제어하도록 제어 시스템을 통해 응집제 공급 장치에 연결된다.

슬러지를 탈수하기 위한 방법은 공지되어 있고, 하수 또는 섬유질 슬러지와 같은 슬러지는 추가되는 응집제에 의해 탈수된다. 제1 단계에서는 슬러지가 응집하도록 슬러지에 응집제가 추가되고, 이후에 슬러지가 예컨대, 중력 테이블 상에 있는 와이어에 적용되어서 슬러지 내의 액체가 와이어를 관통하여 빠져나가고, 건조 슬러지 무리가 와이어 상에 남아있게 된다. 이에 의해 슬러지는 건조 또는 탈수된다.

이러한 방법에서, 응집제 투여량은 중요한 파라미터이다. 한편으로는, 너무 많거나 너무 적은 응집제는 탈수 또는 검사(screening) 과정의 효율에 부정적인 영향을 주기 때문에, 소망하는 건조 함량이 정확한 투여량에 의해서만 달성될 수 있다. 다른 한편으로는, 응집제 자체가 비용을 수반하므로 너무 많은 응집제를 추가하는 것은 상기 방법에 많은 비용을 초래한다.

일반적으로, 슬러지에 추가되는 응집제의 양은 시각적으로 슬러지의 응집 상태를 평가하는 작업자에 의해 수동으로 설정된다. 그러나, 이는 올바른 응집제 상태를 판단하는 능력, 인내 및 경계의 관점에서 작업자에게 상당한 부담을 준다. 이에 따라, 매우 많거나 매우 적은 응집제는 열악한 탈수 성능을 초래하기 때문에 종종 작업자는 응집제 투여량을 증가 또는 감소시킴으로써 탈수 성능이 개선될 수 있는지를 알 수 없다. 종래의 방법으로 올바른 응집제 투여량이 달성되기 어렵고, 이는 대부분의 공정들이 최적의 작동 지점에서 작동되지 않음을 의미하는 것이며, 그 결과 상기 방법은 낮은 탈수 성능 또는 높은 응집제 소비만을 달성한다.

예컨대, 미국 특허공보 US 5,380,440호에는 벨트 상에 있는 습식 고체 층의 표면으로부터의 시각적인 신호가 기록되어 수분량에 대한 사전에 설정된 값과 비교되는 자동화 방법이 개시되어 있다. 이에 따라, 벨트 상의 특정 지점에 특정 수분량을 탈수시키기 위한 최적의 응집제 소비를 달성하는 것이 가능하지만, 최적 또는 최소 수분량이 달성되지는 않는다. 또한, 미국 특허출원공개공보 US 2007/0090060호에는 탈수를 개선하기 위해 탈수 플로우(plow) 후방에 위치되어 있는 제어 존을 고려하는 시스템이 개시되어 있다. 벨트의 오염 및 각각의 슬러지의 평활하지 않은 유동 거동으로 인해, 측정의 기초로서 소망하는 층(streak)을 보기 위해 기본적으로 많은 응집제 투여량이 요구된다. 그 결과, 측정이 심하게 왜곡되고, 부정확하며, 최소로 응집제 투여가 될 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 올바른 응집제 투여량이 보장되고, 그 결과로서 최적의 탈수 성능이 달성되고 또한 재현될 수 있는 도입부에서 언급된 유형의 방법을 개시하는 것이다.

본 발명은 예컨대, 에지부와 같이 슬러지 유입 영역의 세정된 와이어 상의 지점에 제어 존이 설정되는 것을 특징으로 한다.

와이어의 자유 표면 영역을 측정함으로써, 응집제 투여량을 설정 또는 변경하는데에 사용되는 슬러지의 유동학적 특성에 대한 목표 값을 얻는 것이 가능하다.

따라서, 응집제 투여량을 조정하기 위해 작업자가 오류에 민감한 응집 상태를 평가할 필요가 없게 되고, 그 결과 올바른 응집제 투여량이 공정에 이용됨으로써 최적의 탈수 성능이 경제적인 작업으로 달성된다. 탈수 성능은 공정 중에 슬러지로부터 제거되는 단위 시간당 액체의 체적을 나타낸다. 또한, 와이어의 자유 표면 영역에서 측정되는 변화가 객관적으로 측정되어 응집제 공급 장치용 제어 시스템에 통합될 수 있는 프로세스 변수를 제공하기 때문에 본 발명에 따른 방법이 자동으로 수행될 수 있다. 와이어의 자유 표면 영역의 증가는 응집제 투여량이 매우 많아서 자동으로 감소될 수 있는 것을 나타낸다. 와이어의 자유 표면 영역에 대한 사전 설정 값이 도달될 때, 즉, 와이어가 침수되지 않고, 탈수 장치가 어떠한 문제 없이 작동될 수 있는 슬러지의 유동학적 특성일 때, 최적의 응집제 투여량이 이루어진다. 유입 영역의 와이어는 세정되기 때문에, 와이어의 자유 표면 영역이 항상 동일한(컬러) 데이터를 표시하기 때문에 와이어의 자유 표면 영역은 탈수되는 슬러지에 의한 영향 없이 신뢰성 있게 결정될 수 있다.

본 발명의 유리한 발전은 슬러지가 좁은 범위(municipal)의 슬러지, 미네랄 또는 섬유질 슬러지인 것을 특징으로 한다. 특히, 이러한 슬러지에 의해 응집제가 탈수의 목적을 위해 이용되고, 상기 응집제의 양이 최적화될 수 있다.

제어 존이 유입 영역에서 베리어, 특히, 이동 가능한 베리어의 하류에 마련되는 경우에, 항상 세정된 자유 와이어 표면 영역을 구비하는 제어 존이 슬러지 및 유입 영역의 디자인에 따라 확립될 수 있고, 응집제 투여량이 변경될 때 슬러지의 유동학적 특성 및 이에 따른 자유 와이어 표면 영역의 비율이 상당히 변경됨으로써 제어 시스템의 안정화를 초래한다.

본 발명의 바람직한 발전은 카메라, 특히, 디지털 카메라가 연속적으로 제어 존을 스캔하고, 컬러 기준을 적용하여 픽셀 분석에 의해 와이어의 자유 표면 영역, 즉, 슬러지로 덮이지 않은 표면 영역이 측정되는 것을 특징으로 한다. 이는 슬러지를 갖는 영역과 슬러지를 갖지 않는 영역 간의 구별을 매우 용이하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 자유 와이어 표면 영역의 비율이 제어 존에서 일정하게 유지될 수 있도록 추가되는 응집제 투여량이 설정되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 항상 최적의 작동 지점이 설정되고, 기기는 예컨대, 충분하지 못한 응집제에 의해 발생하는 침수와 같은 임의의 어려움 없이 작동될 수 있다.

본 발명의 바람직한 발전은 응집제 투여량을 제어하기 위한 초기 값이 큰 스탭(lagre step)으로 응집제 투여량을 변경시킴으로써 변화되고, 열화, 즉, 감소된 자유 표면 영역이 존재하는 경우에, 응집제 투여량이 반대 방향으로 작은 스탭(smaller step)으로 변경되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식으로, 응집제 투여량이 매우 많은 지점에서 설정 절차가 시작되는 경우에도 최적의 작동 지점으로 도달하는 것이 가능하다. 상기 경우에, 응집제 투여량의 증가는 탈수 성능의 악화를 다시 초래하게 되고, 이에 따라 응집제 투여량이 변경되어지고, 즉, 응집제 양을 감소시킨다.

또한, 본 발명은 응집제 공급 장치 및 응집제 공급 장치 후방에 배치된 와이어를 구비하는, 슬러지를 탈수하기 위한 장치에 관한 것으로, 광학적으로 슬러지의 유동학적 특성을 스캔하도록 장치, 특히, 카메라가 제공되고, 상기 카메라는 응집제 투여량을 제어하도록 제어 시스템을 통해 응집제 공급 장치에 연결된다.

본 발명에 따르면, 장치, 특히, 카메라는 세정된 와이어의 유입 영역에서 제어 존을 스캔하도록 마련된다. 카메라, 특히, 디지털 카메라를 사용함으로써, 제어 존을 스캔하기가 매우 용이하고, 측정 결과는 제어 루틴을 통해 응집제 투여량을 제어하는데에 사용될 수 있다.

장치, 특히, 카메라가 와이어 위에서 이동 가능하게 배치되는 경우에, 유입 영역의 디자인에 따라 항상 광학 제어 존을 설정하는 것이 가능하고, 주요 변경이 있는 경우에 다시 조정하는 것 또한 가능하다.

본 발명의 바람직한 발전은 장치, 특히, 카메라가 유입 영역에서 제어 존을 스캔하도록 설정되는 있는 것을 특징으로 한다. 와이어는 여전히 유입 영역에서 세정된 상태로 있기 때문에, 스캔은 특히 신뢰성 있고, 안정한 제어 시스템을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 베리어가 유입 영역에 제공되고, 베리어가 이동할 수 있다는 것을 특징으로 한다. 상기 실시예에서, 제어 존은 유입 영역에서 베리어, 특히, 이동 가능한 베어리의 후방에 마련되어서, 슬러지 및 유입 영역의 디자인에 따라 자유 와이어 표면을 구비하는 제어 존을 형성하는데에 사용될 수 있고, 응집제 투여량이 변경될 때 슬러지의 유동학적 특성 및 이에 따른 자유 와이어 표면 영역의 비율이 상당히 변경됨으로써 제어 시스템의 안정화를 초래한다.

본 발명의 바람직한 발전은 교차 기기 방향에서 보았을 때 슬라이드, 특히, 조정 가능한 슬라이드가 와이어의 중앙에 제공되고, 상기 슬라이드가 예컨대, 와이어의 중앙에 배치되는 베리어에 고정될 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 슬라이드는 유입 영역에서 슬러지의 대칭적인 분포를 달성하고, 이에 따라 와이어의 좌측 에지부 및 우측 에지부에서 제어 표면으로 구성되는 자유 와이어 표면 영역의 대칭적인 분포를 달성하는데에 또한 사용될 수 있다. 원칙적으로, 복수의 제어 표면들이 있을 수 있고, 상기 표면들의 총 면적이 제어 시스템의 목적을 위해 이용된다. 이는 슬러지 분포가 대칭이 아닌 경우에 특히 유리할 수 있다. 조정 가능한 슬라이드에 의해, 작업 중에(자동으로 필요한 경우) 대칭적인 분포가 설정될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 플랜트를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 플랜트의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플랜트의 평면도이지만 변형된 유입 영역 및 제어 존이 구비되어 있는 플랜트의 평면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 탈수 플랜트(1)를 도시하고, 상기 탈수 플랜트는 와이어(2)와 함께 단순한 중력 테이블로서 도시되어 있다. 많은 양의 물을 위해, 추가적인 트레이 및 배출부가 제공될 수 있고, 필요한 경우에 와이어(2)가 추가적인 롤을 중심으로 안내될 수 있다. 본 발명은 예컨대, 트윈 와이어 프레스의 중력 존에 또한 이용될 수 있다. 슬러지(3)는 슬러지 펌프(4)에 의해 본원 명세서에서 활송 장치(chute)로 설계된 헤드 박스(5)에 공급된다. 요구되는 응집제의 양이 슬러지 펌프(4)에 의해 슬러지 공급 파이프(6)에 추가된다. 방향(8)으로 이어지는 와이어(2)는 유입 영역(10)에 진입하기 이전에 세척 노즐(9)에 의해 세정된다. 이후에, 슬러지(3)가 세정된 와이어(2) 상으로 공급된다. 유입 영역(10)에서 카메라(11)에 의해 제어 존이 스캔된다. 조명(12)은 스캔을 향상하도록 제공된다. 카메라(11)는 제어 시스템(13)을 통해 응집제 펌프(7)에 연결되어서, 카메라(11)로부터의 신호에 의해 응집제 투여가 제어될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 플랜트의 평면도이다. 도 2에서 와이어(2)는 슬리지(3)로 대부분 덮여 있다. 슬러지 펌프(4)와 헤드 박스(5)가 개략적으로 도시되어 있고, 헤드 박스는 개방되고 기울어진 활송 장치로 설계될 수 있거나 또는 둘러싸여진 디자인을 가질 수 있다. 슬러지(3)는 헤드 박스를 통해 와이어의 폭에 걸쳐 분포된다. 도 2에서 베리어(14)가 보이고, 상기 베리어는 슬러지 및 헤드 박스 디자인에 따라 기기 주행 방향(8)으로 자유 와이어 표면 영역(15)을 형성한다. 베리어(14)는 시트 금속의 적합한 피스 형상으로 매우 단순하게 형성될 수 있다. 자유 와이어 표면 영역(15)은 세척 노즐(도 2에 미 도시)에 의해 사전에 세정되고, 이에 따라 와이어의 자유 표면 영역을 스캔 및 측정하는 양호하고 평활한 베이스를 제공한다. 상기 실시예에서, 제어 존(16)은 자유 와이어 표면 영역(15)의 부분 및 위에 슬러지가 있는 다른 부분을 포함한다. 제어 존(16)에서, 두 기준 각각이 하나의 컬러 스펙트럼에 할당됨으로써 슬러지와 슬러지가 없는 와이어 표면 영역 간의 컬러 차이가 스캔된다. 이후에, 각 픽셀이 컬러 기준에 따라 세어지고, 슬러지의 영역과 슬러지의 자유 와이어 표면 영역이 계산된다. 유입 영역(10)의 제어 존(16)의 이점은 영구적으로 안정적이며 견고한 스캔을 제공한다는 것이다. 또한, 슬러지의 임의의 비대칭 분포를 검출하기 용이하다. 이는 특히 (도시되어 있는)2개의 별도이고 대칭인 제어 존(16)을 이용함으로써 양호하게 검출될 수 있다. 슬러지 공급은 슬라이드(17)를 이용하여 대칭이 되도록 설정될 수 있고, 액추에이터(18)를 이용하여 자동 제어 장치에 의해 슬러지 분포가 수정될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유사한 배열을 도시하지만, 기기 주행 방향(8)으로 오프셋 배열된 수정된 유입 영역(10')과 제어 존(16')이 도시되어 있다. 이 경우는 특히, 빠른 속도로 공급되는 얇은 하수 슬러지를 발생시킬 수 있다. 이러한 경우에, 자유이고 세정된 와이어 표면 영역(15')이 길게 유지되고, 슬러지(3)는 나중에 주변 영역 상으로 유동하지 않는다. 도 3에서 자유 와이어 표면 영역(15')과 슬러지로 덮여진 영역 간의 세정 관계가 보여지고, 이는 응집제를 투여하기 위한 제어 변수를 유도하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 매우 얇게 일관된 슬러지로 인해 침수되는 와이어의 위험성이 이른 단계에서 검출될 수 있고, 응집제 투여를 증가함으로서 방지될 수 있다. 따라서, 최소의 응집제를 이용하여 최적의 제어가 본 경우에 달성될 수 있다.

본 발명은 도시된 예에 제한되지 않고, 예컨대, 중력 테이블의 이용에 더하여 트윈 와이어 프레스 플랜트의 중력 존에 이용될 수 있다. 작음 범위의 하수 슬러지 이외에, 본 출원은 미네랄 및 섬유질 슬러지에 이용될 수 있다. 본원 명세서에서 조건, 특히, 슬러지의 유동학적 특성 및 사용되는 응집제로 인한 조건이 상이함에도 불구하고, 슬러지가 낮은 응집제 소비에 의해 에지 쪽으로 유동하고, 세정된 와이어의 자유 표면 영역 상으로 유동하는 적절한 제어 존을 발견하는 것이 가능하다.

또한, 제어 존의 위치는 변경될 수 있고, 헤드 박스가 다른 디자인을 갖는 경우에 종종 필요하다. 그러나, 최적으로 입증된 제어 존 및 이에 따른 카메라와 조명의 배열은 더 이상 변경이 요구되지 않는다. 따라서, 착수 시 용이하게 설정될 수 있고, 추가적인 설정이 차후 동작에 요구되지 않는다.

Claims (14)

1. 와이어 상에 있는 슬러지를 탈수하는 방법으로,
   슬러지에 응집제가 추가되고, 이후에 슬러지가 적어도 부분적으로 탈수되는 동안에 와이어 상에 있는 슬러지의 유동학적 특성이 광학적으로 스캔되고, 추가되는 응집제의 양이 제어 존에서 와이어의 자유 표면 영역에 따라 설정되는, 슬러지 탈수 방법에 있어서,
   상기 제어 존은 예컨대, 에지부와 같이 슬러지 유입 영역에서 세정된 와이어 상의 일 지점에 설정되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬러지는 좁은 범위의 슬러지, 미네랄 슬러지 또는 섬유질 슬러지인 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어 존은 유입 영역에서 베리어, 특히, 이동 가능한 베리어의 후방에 마련되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어 존은 슬러지 유입 영역에서 헤드 박스의 감소된 단면 후방에 마련되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   카메라, 특히, 디지털 카메라가 제어 존을 연속적으로 스캔하고, 와이어의 자유 표면, 즉, 슬러지로 덮이지 않은 표면 영역이 컬러 기준을 적용하여 픽셀 분석에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   제어 존에서 자유 와이어 표면 영역의 비율이 일정하게 유지될 수 있도록 추가되는 응집제 투여량이 설정되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   응집제 투여량을 제어하기 위한 초기 값은 큰 스탭으로 응집제 투여량을 변경시킴으로써 변화되고, 열화, 즉, 감소된 자유 표면 영역이 존재하는 경우에, 응집제 투여량이 반대 방향으로 작은 스탭으로 변경되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 방법.
8. 응집제 공급 장치 및 응집제 공급 장치 후방에 배치되는 와이어를 구비하는, 슬러지를 탈수하기 위한 장치로,
   광학적으로 슬러지의 유동학적 특성을 스캔하도록 장치(11), 특히, 카메라가 제공되고, 상기 장치는 추가되는 응집제 투여량을 제어하도록 제어 시스템(13)을 통해 응집제 공급 장치(7)에 연결되는, 슬러지 탈수 장치에 있어서,
   상기 장치(11), 특히, 카메라는 세정된 와이어의 유입 영역(10)에서 제어 존을 스캔하도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 장치.
9. 제8항에 있어서,
   헤드 박스는 유입 영역에 감소된 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 장치(11), 특히, 카메라는 와이어 위에서 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 장치.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치, 특히, 카메라는 컬러 카메라로 설계되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 장치.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    유입 영역(10)에 베리어(14)가 제공되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 장치.
13. 제12항에 있어서,
    베리어(14)는 특히, 기기 방향으로 이동 가능하게 설계되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    교차 기기 방향에서 보았을 때 와이어의 중앙(2)에 슬라이드(17), 특히, 조정 가능한 슬라이드가 제공되고, 상기 슬라이드(17)가 예컨대, 와이어(2)의 중앙에 배치되는 베리어(14)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수 장치.

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