KR20170002017U - 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이동구가 스크래퍼에 힌지결합되는 회동바에 경사지도록 결합되어 이동구의 저면 모서리가 건조판의 표면에 맞닿은 상태로 회전축을 따라 회전되도록 하여 건조판이 고온으로 가열되어 상단 외주면에 울퉁불퉁한 변형이 일어나더라도 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시켜가면서 건조시킨 다음 낙하홈을 통해 배출할 수 있고, 슬러지가 건조판의 표면에 늘러 붙거나 건조판 상에 체류하는 것을 방지할 수 있는 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치를 개시한다.

Description

건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치{SLUDGE DRYING APPARATUS}

본 고안은 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동구가 스크래퍼에 힌지결합되는 회동바에 경사지도록 결합되어 이동구의 저면 모서리가 건조판의 표면에 맞닿은 상태로 회전축을 따라 회전되도록 하여 상기 건조판이 고온으로 가열되어 상단 외주면에 울퉁불퉁한 변형이 일어나더라도 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시켜가면서 건조시킨 다음 낙하홈을 통해 배출할 수 있고, 슬러지가 건조판의 표면에 늘러 붙거나 건조판 상에 체류하는 것을 방지한 것을 특징으로 하는 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치에 관한 것이다.

최근 들어 경제발전, 인구증가 및 생활수준의 향상 등 여러가지 이유로 생활하수나 공업폐수의 발생 또한 크게 증가하고 있다. 이에 따라 주요하천 및 강의 수질오염을 방지하기 위하여 수질개선의 기초시설인 하폐수처리장의 시설도 불가피하게 증가하고 있으며, 부수적으로 발생되는 2차 부산물인 하폐수 슬러지의 양도 점차적으로 증가하고 있다.

예를 들면, 2005년 기준으로 우리나라에서는 슬러지가 년간 690만 톤씩 발생하고 있으며, 이들 대부분은 해양투기 되거나 소각처리되고 있는 추세다. 따라서, 환경오염과 같은 사회적으로 여러가지 문제를 야기하게 됨으로써, 정부에서는 2011년까지 유기성 슬러지의 해양투기 금지법을 만들어 유기성 슬러지의 육상에서의 재활용 비율을 70%정도까지 높이기 위해 노력하고 있다.

상기와 같은 대부분의 슬러지는 함수율이 75 내지 85%인 탈수 케익 형태로 발생되며, 수분을 제외한 슬러지의 고형물 중 유기물질은 보통 40 내지 80%로 다양한 범위 내에서 함유하고 있으며, 이로 인한 발열량은 보통 2,500kcal/kg에서 최고 4,500kcal/kg에 달하고 있으며, 이렇게 발생된 하수슬러지는 거의 대부분 매립과 해양투기에 의해 처리하고 있다.

또한, 식생활의 발달로 인해 가정이나 음식점에서 버리는 음식물 찌꺼기, 식품의 판매·유통과정에서 버려지는 음식물, 가정과 식당 등 조리과정 중에 식품을 다듬으면서 버리는 쓰레기, 먹고 남긴 음식물 찌꺼기, 보관했다가 유통기관 경과로 그냥 버리는 음식물 쓰레기의 하루 발생 양이 약 1만1237톤, 1년에 약 410만여 톤으로 8톤 트럭으로 1,400여 대에 달하며, 우리 나라 생활폐기물 발생은 1995년 쓰레기 종량제 도입 초반기에는 감소하였으나 최근에는 다시 조금씩 증가하고 있다.

이와 같은 일상생활에서 발생하는 쓰레기는 재활용하거나 소작처리 등 중간처리 과정을 거쳐 최종적으로 매립장에 매립된다. 그런데 음식물 쓰레기의 경우, 매립 처리를 위해서는 매립시설 부지 확보와, 사후 관리 예컨대, 침출수 및 악취 관리 그리고 그 처리에 많은 비용이 소요될 뿐 아니라 소각할 경우에는 불완전 연소로 각종 유해물질이 배출될 가능성이 높은 문제점을 안고 있다.

이러한 음식물 쓰레기는 소정의 처리 과정을 거친 후 고형물 중에 함유된 수분을 제거한 상태로 대부분 소각 및 매립 처리하거나 건조 및 발효시켜서 유기질의 비료나 퇴비 등으로 재활용하고 있다.

그러나, 단순 매립의 경우 2003년 7월부터는 폐기물관리법 시행규칙 개정 시행에 따라 시설용량 1만톤/일 이상인 하수처리장 슬러지의 직매립이 금지되고 있다. 이에 따라, 해양투기의 비중이 늘고 있으나, 이 경우도 과도한 유기물질에 의한 부영양화, 다량의 식물성 영양 염류가 유입된 적조발생에 의한 조류증식 및 산소고갈 등 해양생태계의 오염을 야기시킬 우려가 있고, 폐기물 해양투기 금지에 대한 국제협약인 런던협약에 우리나라는 1993년 12월 21일 가입하여 1994년 1월 19일부터 발효중이며, 특히 우리나라도 2004년부터 현행 용출시험에서 함량시험으로 해양투기 대상 기준시험법을 변경하는 등 규제를 강화해 해양투기를 전면 금지하고 있다. 그 밖에 슬러지 처리방법으로 고려되고 있는 소각은 높은 소각시설 건설비용과 운영비용은 물론 2차 환경오염물질의 발생으로 인한 대기오염의 문제가 야기되며, 이에 따라 인근주민들의 민원문제가 빈번하게 발생하여 적용하기에 매우 큰 어려움을 겪고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1070437호에 "중앙 집중형 슬러지 건조장치"가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-0894175호에 "체류시간을 증대시킨 슬러지 건조장치"가 개시되어 있다.

상기의 건조장치들은 본체 내에 건조판을 설치하고, 열원으로부터 전달받은 열을 통해 건조판을 가열하여 슬러지를 건조한 후, 이동수단에 의해 슬러지를 하단으로 낙하시켜 반복하여 건조하거나 배출하는 구조로 이루어지며, 투입된 슬러지가 건조판 상에 체류하면서 수분 함유량이 낮아지도록 하여 건조효율을 향상시킨 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기의 건조장치는 열 전달효율이 우수한 금속 재질의 건조판을 사용하게 되는데, 상기 건조판 내부에 고온의 스팀이나 열풍이 투입되어 건조판이 가열되면 건조판의 표면이 고르지 않고 미세하게 울퉁불퉁한 변형이 일어나게 되며, 이와 같이 건조판의 표면이 고르지 못함에 따라 건조판 상에 투입된 수분을 함유하는 슬러지가 이동수단(예를 들면, 이동구)를 따라 이동하지 못하거나 건조판의 표면에 달라 붙는 문제점이 발생하였다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 건조판이 고온으로 가열되어 표면에 울퉁불퉁한 변형이 일어남에 따라 건조판 상에 투입된 수분을 함유하는 슬러지가 이동수단을 따라 이동하지 못하거나 건조판의 표면에 달라 붙는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 고안에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치는 슬러지를 가열하기 위한 원형의 건조판과; 상기 건조판의 중앙에 수직으로 설치되며, 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전축과; 상기 회전축에 반경방향으로 결합되어 상기 건조판 상에서 회전축과 함께 회전하면서 상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키도록 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구가 설치되어 있는 하나 이상의 스크래퍼와; 상기 이동구에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시킬 수 있도록 상기 건조판의 중앙부 또는 외연부에 형성되는 낙하홈;을 포함하여 이루어지는 슬러지 건조장치에 있어서, 상기 이동구는 상기 스크래퍼에 힌지결합되는 회동바에 경사지도록 결합되어 이동구의 저면 모서리가 상기 건조판의 표면에 맞닿은 상태로 상기 회전축을 따라 회전되도록 하여 상기 건조판이 고온으로 가열되어 상단 외주면에 울퉁불퉁한 변형이 일어나더라도 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시켜가면서 건조시킨 다음 낙하홈을 통해 배출할 수 있고, 슬러지가 건조판의 표면에 늘러 붙거나 건조판 상에 체류하는 것을 방지한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 상기 건조판의 외주면에는 상기 건조판을 다단으로 조립하여 결합할 수 있도록 체결부가 구비되는 띠 형태의 케이싱이 형성되고, 상기 회전축은 상하 다단으로 결합 및 분리가 가능하도록 구성되며, 상기 건조판을 하부로부터 상부로 순차적으로 설치한 다음 각 건조판의 회전축과 케이싱을 결합함으로써 다층으로 조립 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에서 상기 낙하홈은 전체가 개방되어 투입된 슬러지가 하단으로 낙하되는 제1낙하홈 또는 날카로운 재질의 망이 구비되어 투입된 슬러지 가운데 입자가 큰 슬러지를 파쇄한 후 하단으로 낙하시켜 함수율을 감소시키기 위한 제2낙하홈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 상기 이동구가 회동바를 매개로 스크래퍼에 힌지결합되어 저면 모서리가 건조판의 상단 외주면에 접촉된 상태를 유지하면서 회전축을 따라 회전되도록 하여 상기 건조판이 고온으로 가열되어 상단 외주면에 울퉁불퉁한 변형이 일어나더라도 상기 건조판 상에 투입된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부 측으로 원활하게 이동시킨 다음 낙하홈을 통해 배출할 수 있다.

또한, 현장상황에 맞게 높이를 조절하여 건조장치를 설치할 수 있고, 높이가 증가함에 따라 슬러지가 건조판 상에서 체류하는 시간이 증가하므로 건조효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 필요에 따라 상기 낙하홈에 날카로운 재질의 망을 선택적으로 형성하여 입자가 굵은 슬러지가 미립자로 절단되면서 하단의 건조판으로 배출되도록 하여 굵은 입자를 갖는 슬러지가 외주면만 건조되고 내부의 수분은 건조되지 못한 상태로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 개략적인 예시도.
도 2 내지 3은 본 고안에 따른 이동구가 스크래퍼에 결합된 상태를 나타내는 예시도.
도 4는 본 고안에 따른 건조판이 상하 다단으로 결합되는 과정을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 고안에 따른 낙하홈을 설명하기 위한 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 고안에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치를 설명하기 위한 예시도로서, 슬러지를 가열하기 위한 건조판(100)과; 상기 건조판의 중앙에 수직으로 설치되며, 모터(M)로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전축(200)과; 상기 회전축에 반경방향으로 결합되어 상기 건조판 상에서 회전축과 함께 회전하면서 상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키도록 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구가 설치되어 있는 하나 이상의 스크래퍼(300)와; 상기 이동구에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시킬 수 있도록 상기 건조판의 중앙부 또는 외연부에 형성되는 낙하홈(110);을 포함하여 이루어진다.

상기 건조판(100)은 내부에 공간이 형성되어 외부의 열원(101)으로부터 공급되는 열이 그 내부로 투입되어 투입된 슬러지를 가열하여 슬러지에 함유된 수분을 증발시켜 건조한다.

상기 건조판(100)은 열 전도율과 내구성을 확보하기 위해 금속 재질로 형성되는 것이 좋은데, 상기 건조판 내부에 고온의 열이 지속적으로 투입되면 건조판이 가열되면서 건조판의 상단 외주면에 미세하게 울퉁불퉁(올록볼록)한 변형이 일어나게 된다. 예를 들어 상기 이동구(310)가 볼록하게 변형이 일어난 부위를 이동하게 되면 이동구와 건조판 사이의 공간이 변형이 일어나지 않은 공간에 비해 상대적으로 좁기 때문에 슬러지가 부서지면서 건조판의 표면에 늘러 붙을 수 있고 이동구나 스크래퍼에 힘이 가해지게 되므로 내구성이 저하되고 파손이 발생할 수 있다.

다음으로, 도 2 내지 3을 참조하면, 본 고안에 따른 이동구(310)는 상기 스크래퍼에 일정간격을 두고 경사지게 결합된다. 상기 복수의 이동구가 동일한 경사로 설치된 상태에서 스크래퍼가 회전하게 되면 슬러지가 이동구에 의해 점차 건조판의 중앙부 또는 외연부 측으로 이동하게 된다.

또한, 상기 이동구는 상기 회동바(320)에 소정각도로 기울어진 형태(예를 들면 쟁기나 넉가래)로 결합된다. 상기 이동구(310)는 모터(M)가 시계방향으로 회전하면 상기 이동구(310)의 내주면에 건조판 상에 투입된 슬러지가 끌려 오면서 이동하는 형태가 되고, 반대로 상기 모터가 반시계방향으로 회전하면 상기 이동구의 외주면에 슬러지가 밀려 나면서 이동하는 형태가 된다.

상기 이동구(310)가 상기 스크래퍼(300)에 힌지결합되는 회동바(320)에 경사지도록 결합됨에 따라 상기 이동구(310)의 저면 모서리가 상기 건조판(100)의 표면에 맞닿은 상태에서 상기 회전축(200)을 따라 회전 되므로 상기 건조판(100)의 표면에 변형이 일어나더라도 슬러지를 원활하게 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 이동구(310)가 건조판(100) 상에 볼록하게 변형이 일어난 부위를 통과할 때에는 변형된 표면을 따라 상승하였다가 하중에 의해 원상태로 하강하면서 건조판의 표면에 밀착되므로 슬러지가 건조판의 표면에 늘러 붙거나 부서지는 것을 방지할 수 있고, 이동구 또는 스크래퍼에 힘이 가해져 내구성이 저하되거나 파손되는 문제점을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 상기 건조판(100)의 외주면에는 상기 건조판을 다단으로 조립하여 결합할 수 있도록 체결부(410)가 구비되는 띠 형태의 케이싱(400)이 형성되고, 상기 회전축(200)은 상하 다단으로 결합 및 분리가 가능하도록 구성된다.

상기 케이싱(400)은 상기 건조판(100)의 외주면을 따라 결합되어 투입된 슬러지가 외부로 유실되지 않도록 가이드역할을 하는 것으로, 건조판을 보호할 수 있도록 소정의 두께로 형성되며 외부의 충격을 흡수할 수 있도록 강도가 우수한 금속 재질로 이루어진다.

상기 체결부(410)는 상기 케이싱의 상단과 하단에 외측으로 절곡형성되어 단면이 "ㄷ"자 또는 "역ㄷ자"의 형상으로 이루어지며, 바닥면에는 상부 케이싱과 하부 케이싱을 볼트결합할 수 있도록 복수의 체결공(420)이 형성된다.

상기 회전축(200)은 상단에 소정 직경의 끼움부(210)가 돌출 형성되고, 하단에는 상기 끼움부에 대응되는 형상의 끼움홈(220)이 내측으로 형성된다.

본 고안은 상기 건조판(100)을 하부로부터 상부로 순차적으로 올린 다음 각 케이싱(400)의 체결부(410) 및 회전축(200)을 결합하여 상하 다단으로 복수의 층을 갖는 슬러지 건조장치를 형성할 수 있다.

상기 회전축과 회전축을 결합할 때에는 하부에 위치하는 회전축의 끼움부(210)가 상부에 위치하는 회전축의 끼움홈(220)에 끼움결합되면서 모터(M)로부터 동력이 전달되면 복수의 회전축(200)이 동시에 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 낙하홈(110)의 위치를 교대로 건조판(100)의 중앙부 및 외연부에 설치하여 한 번은 건조판의 중앙부에 형성된 낙하홈으로 슬러지가 떨어지도록 하고 다음층에서는 건조판의 외연부에 형성된 낙하홈으로 떨어지도록 하여 건조판에 슬러지가 장시간 체류할 수 있도록 하여 건조효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 낙하홈은 전체가 개방되어 투입된 슬러지가 하단으로 낙하되는 제1낙하홈(111) 또는 날카로운 재질의 망(113)이 구비되어 투입된 슬러지 가운데 입자가 큰 슬러지를 파쇄한 후 하단으로 낙하시켜 함수율을 감소시키기 위한 제2낙하홈(112)으로 이루어진다. 상기 건조판에는 상기 제1낙하홈과 제2낙하홈이 개별적으로 구비되거나 또는 동시에 구비될 수 있다.

상기 제2낙하홈(112)은 중앙을 기준으로 일측은 개방되고 타측에는 날카로운 재질의 망(113)이 구비되어 입자가 큰 슬러지가 제2낙하(112)홈에 도달하게 되면 이동구(310)에 의해 가압되면서 파쇄된 후 하단으로 낙하하게 된다.

상기 건조판으로 공급되는 슬러지 가운데 입자가 작은 슬러지는 겉과 속이 균일하게 건조되지만 입자가 큰 슬러지의 경우 겉은 건조되나 속은 수분을 그대로 함유한 상태로 하단으로 낙하하거나 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 상기 망(113)을 통해 입자가 큰 슬러지를 파쇄하여 하단의 건조판으로 낙하함으로써 슬러지의 건조효율을 증대시킬 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 상기 이동구가 회동바를 매개로 스크래퍼에 힌지결합되어 건조판의 표면에 울퉁불퉁한 변형이 일어나더라도 슬러지를 원활하게 이동시킬 수 있으며, 현장상황에 맞게 높이를 조절하여 건조장치를 설치할 수 있고, 필요에 따라 상기 낙하홈에 날카로운 재질의 망을 선택적으로 형성하여 입자가 굵은 슬러지가 미립자로 절단되면서 하단의 건조판으로 배출되도록 하여 굵은 입자를 갖는 슬러지가 외주면만 건조되고 내부의 수분은 건조되지 못한 상태로 배출되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

100 : 건조판 110 : 낙하홈
111 : 제1낙하홈 112 : 제2낙하홈
113 : 망
200 : 회전축 210 : 끼움부
220 : 끼움홈
300 : 스크래퍼 310 : 이동구
320 : 회동바
400 : 케이싱 410 : 체결부
420 : 체결공
M : 모터

Claims (3)

1. 슬러지를 가열하기 위한 원형의 건조판(100)과;
   상기 건조판의 중앙에 수직으로 설치되며, 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전축(200)과;
   상기 회전축에 반경방향으로 결합되어 상기 건조판 상에서 회전축과 함께 회전하면서 상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키도록 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구(310)가 설치되어 있는 하나 이상의 스크래퍼(300)와;
   상기 이동구에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시킬 수 있도록 상기 건조판의 중앙부 또는 외연부에 형성되는 낙하홈(400);을 포함하여 이루어지는 슬러지 건조장치에 있어서,
   상기 이동구(310)는 상기 스크래퍼(300)에 힌지결합되는 회동바(320)에 경사지도록 결합되어 이동구(310)의 저면 모서리가 상기 건조판의 표면에 맞닿은 상태로 상기 회전축을 따라 회전되도록 하여 상기 건조판이 고온으로 가열되어 상단 외주면에 울퉁불퉁한 변형이 일어나더라도 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시켜가면서 건조시킨 다음 낙하홈을 통해 배출할 수 있고, 슬러지가 건조판의 표면에 늘러 붙거나 건조판 상에 체류하는 것을 방지한 것을 특징으로 하는 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 건조판의 외주면에는 상기 건조판을 다단으로 조립하여 결합할 수 있도록 체결부가 구비되는 띠 형태의 케이싱이 형성되고,
   상기 회전축은 상하 다단으로 결합 및 분리가 가능하도록 구성되며,
   상기 건조판을 하부로부터 상부로 순차적으로 설치한 다음 각 건조판의 회전축과 케이싱을 결합함으로써 다층으로 조립 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 낙하홈은 전체가 개방되어 투입된 슬러지가 하단으로 낙하되는 제1낙하홈 또는 날카로운 재질의 망이 구비되어 투입된 슬러지 가운데 입자가 큰 슬러지를 파쇄한 후 하단으로 낙하시켜 함수율을 감소시키기 위한 제2낙하홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치.
   

Images