KR20170091209A - 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에 관한 것으로, 스크루컨베이어를 회전 구동시키면서 제2파이프 내부의 스크루컨베이어를 향하여 에어공급기로부터 공급되는 고압의 에어를 다수의 분사노즐을 통해 분사함으로써 회전축의 스크루날개에 슬러지의 협착을 방지함과 동시에 슬러지를 잘게 쪼개어 스크루컨베이어의 중심부로 분산 부유시켜 슬러지의 탈수 및 건조효과의 향상을 꾀하고 탈수공정에서의 슬러지와 재-응집을 유도하여 슬러지의 유실을 최소화할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에서 이송 겸 탈수유닛이, 슬러지유입탱크의 슬러지가 누출되지 않도록 슬러지유입탱크와 슬러지저장탱크에 걸쳐 경사지게 설치되는 제1파이프와, 이 제1파이프의 내부중간에 그 내면과 이격되게 길이방향으로 관통 설치되고 주면에 다수의 통공이 배열 천공된 제2파이프, 이 제2파이프의 내부중앙에 그 길이방향으로 관통 설치되되 회전축의 주면에 스크루날개가 마련된 스크루컨베이어, 이 스크루컨베이어의 회전축을 회전 구동시킬 수 있도록 회전축의 한쪽끝단에 커플링을 통해 연결되는 감속모터, 및 상기 제2파이프에는 에어공급기와 유체라인을 통해 연결되어 에어공급기로부터 고압의 에어를 공급받아 제2파이프 내의 회전축을 향하여 분사하도록 설치되는 다수의 분사노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치{DEHYDRATION DRY EQUIPMENT FOR SLUDGE HANDLING}
본 발명은 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다량의 원수를 포함하는 슬러지를 이송유닛의 스크루로 끌어올려 이송시킴과 동시에 탈수 건조시킬 때 다수의 위치에서 그 중심을 향하여 고압에어를 분사함으로써 스크루에 슬러지의 협착을 방지하고 확실한 이송을 꾀할 수 있음은 물론 슬러지를 쪼갬과 같이 분산시켜 탈수 및 건조효과의 향상을 꾀할 수 있는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에 관한 것이다.
통상, 슬러지(Sludge)는 각종 산업시설이나, 폐수처리장, 정수장, 축산농가 등의 다양한 분야에서 발생된 침전물이다. 이러한 각종 슬러지는 슬러지의 발생장소에 따라 그 함수율에 차이가 있으나 80% 이상의 대부분이 수분이고 그 나머지가 순수 슬러지인 침전물이다. 이와 같이, 슬러지에 다량의 수분을 함유하고 있으므로 슬러지의 함수율을 낮추기 위한 탈수처리시설이 요구되고 있는 실정이다.
일반적인 탈수처리시설은 장치는 폐수(원수 또는 오수)에 응집제를 사용하여 슬러지 입자들이 서로 덩어리로 뭉쳐지는 형태로 슬러지에서 물을 좀 더 분리하기 쉽게 변형(응집)시키고, 이후에 슬러지에 포함되어 있는 수분을 분리 제거하여 슬러지의 함수율을 낮추어 케이크의 형태로 배출 처리하게 된다.
이러한 기술과 관련된 종래 슬러지의 탈수장치 중에서 두어 개를 발췌하여 간략하게 설명한다. 먼저, 아래의 특허문헌1로 기재된 한국 공개특허 제10-2013-0100547호에는 경사진 하우징 내에 그 하우징과 동일한 경사각으로 드럼이 설치되고 상기 드럼 내에서 스크루날개를 갖는 회전축이 감속모터에 의해 저속으로 회전 구동되게 설치된 것이 그 특징이다.
상기와 같이 구성된 특허문헌1은 감속모터에 의해 회전축이 회전되는 상태에서 드럼의 하부 측에서 슬러지가 공급되면 회전축의 스크루날개에 의해 상부 측으로 끌어올려지면서 드럼의 배수공을 통해 슬러지 중의 수분은 하우징의 바닥으로 떨어진 후 하부 측으로 흘러내리도록 하여 슬러지를 탈수시키는 것이었다.
그러나 이러한 특허문헌1의 슬러지 탈수장치에 있어서는, 단순히 슬러지를 회전축의 스크루날개에 의해 상부 측으로 끌어올리는 것인바, 다량의 수분을 포함하는 슬러지는 회전축의 스크루날개에 협착되기 쉽고, 이로 인하여 회전축이 아무리 회전되어도 슬러지를 상부로 끌어올릴 수 없음은 물론 원하는 바대로의 탈수 또한 시킬 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 특허문헌2로 제시된 한국 등록특허 제10-0793828호에는 호퍼의 슬러지를 투과 망의 벨트컨베이어에 의해 1차적으로 슬러지의 수분을 탈수시킨 후 다시 벨트컨베이어로 이송시키면서 증기발생장치에 의해 저압의 고온과열증기를 슬러지로 분사시켜 탄화시키는 것이었다.
그러나 상기한 바와 같은 특허문헌2의 슬러지 처리장치에 있어서는 투과 망의 벨트컨베이어를 이용하여 슬러지를 이송시키면서 1차적으로 탈수시킨 후 그대로 낙하되어 이송되는 슬러지의 상부에서 증기발생장치에 의해 생성된 저압의 과열증기를 슬러지로 분사시키는 것이어서 슬러지의 내부에 이르기까지 골고루 과열증기가 공급될 수 없고, 특히 과열증기에는 항시 수분을 머금고 있는 것인바 슬러지의 탈수 건조시 오히려 슬러지에 수분이 공급될 수 있으므로 슬러지의 탈수 건조효과가 떨어질 수 있다는 폐단이 있다.
특히, 특허문헌2의 도3은 특허문헌1과 같이 경사진 스크루가 구동장치인 감속모터에 의해 회전 구동되는 상태에서 증기발생장치에 의해 생성된 저압의 과열증기가 슬러지의 상부 측으로부터 분사되는 것인바, 이 또한 다량의 수분을 포함하는 슬러지가 호퍼로부터 스크루로 공급되면 슬러지가 스크루에 협착될 수밖에 없고 이로 인하여 슬러지는 이송됨 없이 제자리에서 겉돌게 되며, 이러한 상태에서 과열증기가 분사된다 하더라도 슬러지의 내부로 과열증기가 제대로 공급되지 않음은 물론 과열증기 중의 수분이 오히려 슬러지로 공급될 수 있어 슬러지의 탈수 및 건조효과를 기대하기 어렵다는 폐단을 내포하고 있다.
상기 증기발생장치와 증기처리장치의 설치에 따른 비용이 고가이고 증기발생장치의 가동비용 또한 비교적 과다한 것이어서 경제적인 부담이 가중될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.
KR 10-2013-0100547 (2013.09.11.공개) KR 10-0793828 (2008.01.04.등록)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 폐단을 해결하기 위하여 연구개발한 것으로, 그 목적은 원수를 포함하는 슬러지를 이송 겸 탈수유닛의 스크루로 끌어올려 이송시킴과 동시에, 이송 겸 탈수유닛을 이루는 제2파이프 내의 회전축으로 제2파이프 외측에서 그 내측의 중심을 향하여 고압의 에어나 드라이에어를 분사함으로써 슬러지를 잘게 쪼갬과 같이 분산 부유시켜 회전축의 스크루날개에 슬러지의 협착을 원천적으로 방지하여 확실한 이송을 꾀할 수 있으며, 특히 슬러지를 잘게 쪼갬과 같이 스크루컨베이어의 중심부로 분산 부유시켜 슬러지의 탈수 및 건조효과의 향상을 꾀함은 물론 탈수공정에서의 슬러지와 재-응집을 유도하여 슬러지의 유실을 최소화할 수 있도록 한 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 슬러지유입탱크의 하부를 뾰족하게 마련하고 제1파이프가 연결된 다른 한쪽의 슬러지유입탱크의 내부에 이르기까지 제2파이프와 회전축을 연장함으로써 슬러지유입탱크의 사-구역(死-區域) 생성을 방지하고 이로 인한 슬러지의 부패방지를 꾀할 수 있도록 한 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하측의 슬러지유입탱크에서 상측의 슬러지저장탱크로 이송시키면서 탈수 건조시키는 이송 겸 탈수유닛을 포함하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에 있어서,
상기 이송 겸 탈수유닛은 슬러지유입탱크의 슬러지가 누출되지 않도록 슬러지유입탱크와 슬러지저장탱크에 걸쳐 경사지게 설치되는 제1파이프와, 이 제1파이프의 내부중간에 그 내면과 이격되게 길이방향으로 관통 설치되고 주면에 다수의 통공이 배열 천공된 제2파이프, 이 제2파이프의 내부중앙에 그 길이방향으로 관통 설치되되 회전축의 주면에 스크루날개가 마련된 스크루컨베이어, 이 스크루컨베이어의 회전축을 회전 구동시킬 수 있도록 회전축의 한쪽끝단에 커플링을 통해 연결되는 감속모터, 및 상기 제2파이프에는 에어공급기와 제1 및 제2유체라인을 통해 연결되어 에어공급기로부터 고압의 에어를 공급받아 제2파이프 내의 회전축을 향하여 분사하도록 설치되는 다수의 분사노즐을 포함하여 구성되며,
상기 감속모터에 의해 연동되는 스크루컨베이어를 회전 구동시키면서 제2파이프 내부의 스크루컨베이어를 향하여 에어공급기로부터 공급되는 고압의 에어를 다수의 분사노즐을 통해 분사함으로써 회전축의 스크루날개에 슬러지의 협착을 방지함과 동시에 슬러지를 잘게 쪼개어 스크루컨베이어의 중심부로 분산 부유시켜 슬러지의 탈수 및 건조효과의 향상을 꾀하고 탈수공정에서의 슬러지와 재-응집을 유도하여 슬러지의 유실을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제2파이프 및 스크루컨베이어는 슬러지유입탱크의 사-구역(死-區域) 예방과 슬러지의 부패방지를 꾀할 수 있도록 제1파이프가 연결된 슬러지유입탱크의 반대편에 이르기까지 연장 설치됨이 바람직하다. 또한, 슬러지유입탱크의 하부를 소정각도의 쐐기형상으로 잘라낸 상광하협의 슬러지유입탱크로 마련할 수도 있다.
상기 제2파이프의 통공은 제2파이프의 주면에 균일하게 배열할 수도 있으나, 슬러지에 포함된 수분을 보다 효과적으로 배출시킬 수 있도록 제2파이프의 중심선 하측 부분에만 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2파이프에 설치되는 분사노즐 또한 통공과 마찬가지로 제2파이프의 주면에 균일하게 배치할 수 있으나, 제2파이프 내의 슬러지를 스크루컨베이어의 중심부로 쏘아올림과 동시에 잘게 쪼개어 분산 부유시키기 위하여 상측보다는 하측 부분에 더 많은 개수를 설치함이 바람직하다.
상기 슬러지유입탱크에는 그 바닥의 가장자리에 발생될 수 있는 사-구역(死-區域)의 예방과 슬러지의 부패방지를 꾀할 수 있도록 에어 리프트(air lift)를 마련할 수 있다.
상기 제1유체라인에는 고압의 에어가 아닌 공업용수를 선택적으로 공급할 수 있도록 용수탱크가 용수라인을 통해 연결될 수 있고 상기 용수라인에는 용수탱크의 용수를 펌핑하기 위한 펌프가 구비될 수 있다.
상기 스크루컨베이어는 그 설치경사각을 조절하여 슬러지의 이송량을 제어하기 위한 각도조절수단이 구비될 수 있으며, 상기 각도조절수단은 감속모터와 함께 회전축의 한쪽끝단을 승강시킬 수 있는 컨베이어리프트이면 충분하다. 이와 같이 컨베이어리프트에 의해 회전축의 상측끝단이 승강되므로 제2파이프의 형상이 하단은 원형으로 형성되고 상단은 중심이 소정간격만큼 이격되어 상하로 긴 장방원형으로 형성됨이 바람직하다.
상기 스크루컨베이어 및 제2파이프는 그 설치경사각을 조절하여 슬러지의 이송량을 제어하기 위한 각도조절수단이 구비될 수 있으며, 상기 각도조절수단은 감속모터와 함께 회전축의 한쪽끝단을 승강시킬 수 있는 컨베이어리프트와, 이 컨베이어리프트에 의해 스크루컨베이어가 승강되더라도 제2파이프의 중심에 위치되도록 제2파이프 또한 조절되어야 한다. 상기 제2파이프는 감속모터나 컨베이어리프트로부터 제2파이프에 이르기까지 로드로 연결되어 컨베이어리프트와 함께 승강되면 된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치는 원수를 포함하는 슬러지를 이송 겸 탈수유닛의 스크루로 끌어올려 이송시킴과 동시에, 이송 겸 탈수유닛을 이루는 제2파이프 내의 회전축으로 제2파이프 외측에서 그 내측의 중심을 향하여 고압의 에어나 드라이에어를 분사함으로써 슬러지를 잘게 쪼갬과 같이 분산 부유시켜 회전축의 스크루날개에 슬러지의 협착을 원천적으로 방지하여 확실한 이송을 꾀할 수 있으며, 특히 슬러지를 잘게 쪼갬과 같이 스크루컨베이어의 중심부로 분산 부유시켜 슬러지의 탈수 및 건조효과의 향상을 꾀함은 물론 탈수공정에서의 슬러지와 재-응집을 유도하여 슬러지의 유실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 슬러지유입탱크의 하부를 뾰족하게 마련하고 제1파이프가 연결된 다른 한쪽의 슬러지유입탱크의 내부에 이르기까지 제2파이프와 회전축을 마련함으로써 슬러지유입탱크의 사-구역(死-區域) 생성을 방지하고 이로 인한 슬러지의 부패방지를 꾀할 수 있다.
또한, 본 발명은 슬러지를 이송 겸 탈수유닛의 스크루날개로 끌어올려 이송시킴과 동시에, 이송 겸 탈수유닛을 이루는 제2파이프 내의 회전축으로 제2파이프 외측에서 그 내측의 중심을 향하여 고압의 에어나 드라이에어를 분사시켜 슬러지에 함유된 수분을 점차적으로 탈수 건조시킴으로써 그 구성이 단순하고 이에 따른 부대시설 또한 간단하여 슬러지의 탈수 건조공정을 획기적으로 줄일 수 있다.
그리고, 스크루컨베이어의 기울기를 조절할 수 있는 컨베이어리프트를 마련함으로써 회전축의 기울기에 따라 슬러지가 상승될수록 발생되는 중력과 제2파이프의 내면과 스크루 사이의 간격이 조절되게 되며, 이로 인하여 제2파이프 내에 슬러지의 체류시간이 조절되므로 슬러지에 함유된 수분의 탈수시간 및 탈수 량을 조절하여 슬러지의 함수율을 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치가 적용된 전체적인 탈수 및 건조시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에서 요부인 이송 겸 탈수유닛을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 잘라 본 상태의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에서 슬러지유입탱크에 대한 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에서 이송 겸 탈수유닛에 대한 다른 실시예를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 B-B선을 따라 잘라 본 상태의 단면도이다.
도 7은 도 5의 C-C선을 따라 잘라 본 상태의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에서 이송 겸 탈수유닛에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치를 상세하게 설명하고자 한다.
참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라서 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 시스템은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성소요들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치를 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치는 다량의 원수를 포함하는 슬러지가 유입되는 슬러지유입탱크(10)와, 이 슬러지유입탱크(10)의 슬러지를 상부로 이송시키면서 탈수 및 건조시키는 이송 겸 탈수유닛(20), 및 이 이송 겸 탈수유닛(20)을 통해 이송되면서 탈수 건조된 슬러지를 저장하는 슬러지저장탱크(30)를 포함하여 구성된다. 상기 이송 겸 탈수유닛(20)이 슬러지를 탈수시키면서 상부로 이송시키도록 소정의 기울기를 갖고 설치되어야 하므로 슬러지유입탱크(10)보다 슬러지저장탱크(30)가 상부에 위치되도록 설치됨이 바람직하다.
상기 슬러지유입탱크(10)의 전방에는 도 1과 같이 슬러지를 응집시키고 에어 리프트에 의해 슬러지의 균등화하기 위한 전처리탱크(40)가 마련될 수 있고, 상기 전처리탱크(40)에는 약품공급기(41)가 구비될 수 있다. 상기 전처리탱크(40)는 전처리탱크(40)에서 슬러지의 응집화는 물론 균등화시킨 슬러지가 슬러지유입탱크(10)로 유입되도록 구성되면 충분하다.
상기 이송 겸 탈수유닛(20)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 슬러지유입탱크(10)의 슬러지를 슬러지저장탱크(30)의 상부로 경사지게 끌어올림에 따라 자연적으로 탈수되게 설치된다.
이러한 이송 겸 탈수유닛(20)은 제1파이프(21)와, 이 제1파이프(21)내에 설치되는 제2파이프(22)와, 이 제2파이프(22) 내에 설치되는 스크루컨베이어(23)와, 이 스크루컨베이어(23)를 구동시키기 위한 감속모터(24) 및 상기 제2파이프(22) 내의 스크루컨베이어(23)로 고압의 에어를 분사하기 위한 다수의 분사노즐(25)을 포함하여 구성된다.
상기 제1파이프(21)는 슬러지유입탱크(10)의 슬러지가 누출되지 않도록 슬러지유입탱크(10)와 슬러지저장탱크(30)에 걸쳐 소정의 각도로 경사지게 연결 설치된다.
상기 제2파이프(22)는 슬러지와 함께 포함되어 있는 수분을 배수시키기 위한 것으로, 그 중심선 하부의 주면에 다수의 통공(22a)이 배열 천공된 것이며, 상기 제1파이프(21)의 내부중간에 그 내면과 이격되어 그 중심부에 위치되도록 길이방향으로 관통 설치된다.
상기 스크루컨베이어(23)는 회전축(23a)의 주면에 스크루날개(23b)가 마련된 것으로, 제2파이프(22)의 내부중앙에 그 길이방향으로 관통 설치된다. 상기 회전축(23a)의 상단위치인 한쪽끝단에는 스크루컨베이어(23)의 회전축(23a)을 회전 구동시킬 수 있도록 감속모터(24)가 연결 설치되되, 상기 회전축(23a)과 감속모터(24)는 커플링을 통해 연결됨이 바람직하다.
또한, 상기 회전축(23a)의 하단위치인 한쪽끝단에는 슬러지유입탱크(10)에 설치된 베어링(26)으로 지지되되, 상기 회전축(23a)과 베어링(26)부분에는 슬러지유입탱크(10)내의 슬러지가 누출되지 않도록 메카니칼 시일(MECHANICAL SEAL)이 구비됨이 바람직하다.
또한, 제2파이프(22)에는 다수의 분사노즐(25)이 제2파이프(22)의 중심을 향하도록 설치 배열되되 상기 분사노즐(25)들은 고압의 에어를 공급할 수 있는 에어공급기(27)로부터 연장된 제1 및 제2 유체라인(28a, 28b)을 통해 연결되어 있으며, 상기 에어공급기(27)와 연결된 제1유체라인(28a)에는 개폐밸브가 구비되어 상기 개폐밸브가 개방되면 상기 에어공급기(27)로부터 고압의 에어가 제1 및 제2유체라인(28a, 28b)을 통해 공급됨으로써 제2파이프(22) 내에 설치된 스크루컨베이어(23)의 회전축(23a)을 향하여 분사된다.
상기 분사노즐(25)들은 스크루컨베이어(23)에 의해 상부로 끌어올려지는 슬러지가 제2파이프(22)의 내측바닥에 쌓인 상태로 이동되므로 제2파이프(22)의 중심상부보다 중심아래 측에 상대적으로 더 많이 설치됨이 바람직하다. 그 이유는 제2파이프(22)의 바닥에 쌓인 상태로 이동되는 슬러지를 스크루컨베이어(23)의 중심, 즉 상부로 쏘아올림과 동시에 잘게 쪼개어 분산 부유시켜야하기 때문이다.
특히, 제2파이프(22)가 경사지게 설치되고 그 내부의 스크루컨베이어(23)가 회전됨에 따라 하측의 슬러지를 상부로 끌어올리려하나 중력에 의해 슬러지가 하부로 흘러내리려는 힘으로 인하여 제2파이프(22)의 하측에 편중될 수밖에 없으므로 분사노즐(25)의 개수를 하부 측의 제2파이프(22)에 좀 더 집중시켜 설치할 수도 있다.
이와 같이 분사노즐(25)을 통해 고압의 에어를 분사 공급하는 이유는 슬러지가 다량의 수분을 포함하고 있으므로 제2파이프(22)내에서 스크루컨베이어(23)를 회전 구동시켜 상부로 끌어올려 이동시킬 때 회전축(23a)의 스크루날개(23b)에 슬러지의 협착을 방지함과 동시에 슬러지를 잘게 쪼개어 스크루컨베이어(23)의 중심부로 분산 부유시켜 슬러지의 탈수 및 건조효과의 향상을 꾀하고, 탈수공정에서의 슬러지와 재-응집을 유도하여 슬러지의 유실을 최소화하기 위함이다.
상기 에어공급기(27)는 통상의 에어탱크나 에어컴프레서를 채택하여 사용할 수 있으며, 에어공급기(27)의 에어는 단순히 고압의 에어를 공급하여도 무방하나 습기가 많은 하절기엔 건조화 시킨 고압에어가 바람직하다. 그 이유인 즉, 슬러지에는 다량의 수분을 함유하고 있으므로 슬러지를 잘게 쪼갤 때 슬러지 중의 수분이 응집되어 흘러내리도록 함과 동시에 에어가 수분을 흡수하여 최대로 함유하는 포화 습공기 상태로 배출시킬 수 있으므로 탈수효과를 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 제1유체라인(28a)에는 고압의 에어가 아닌 공업용수를 선택적으로 공급할 수 있도록 용수탱크(29)가 용수라인(29a)을 통해 연결될 수 있고 상기 용수라인(29a)에는 용수탱크(29)의 용수를 펌핑하기 위한 펌프(29b)가 구비되어 있으며, 상기 용수라인(29a)에는 개폐밸브의 조작에 의해 용수탱크(29)내의 용수가 제1 및 제2유체라인(28a, 28b)을 통해 선택적으로 공급되게 된다. 또, 상기 용수라인(29a)에는 전처리탱크(40) 및 슬러지유입탱크(10)의 하단에 이르기까지 에어공급기(27)의 고압에어나 용수탱크(29)의 용수를 택일적으로 공급할 수 있는 유체라인(29c)이 연결될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치를 이용하여 슬러지의 탈수 및 건조하는 과정을 설명하고자 한다.
먼저, 전처리탱크(40)로 모아진 슬러지에 슬러지의 응집은 물론 슬러지의 균등화를 위하여 적당량의 약품을 약품공급기(41)로 투입하고 에어 리프트를 가동시킨다. 이렇게 전처리탱크(40)에서는 슬러지를 약품에 의한 응집시키고 에어 리프트에 의한 기포공급으로 슬러지의 균등화가 이루어진다. 상기 전처리탱크(40)에서 슬러지유입탱크(10)로 유입되면, 슬러지유입탱크(10)의 하부에서 상향경사지게 설치된 이송 겸 탈수유닛(20)을 통해 슬러지유입탱크(10)내의 슬러지가 슬러지저장탱크(30) 측으로 끌어올려지게 된다.
상기 이송 겸 탈수유닛(20)에 의해 슬러지유입탱크(10)내의 슬러지가 슬러지저장탱크(30) 측으로 끌어올려지는 과정을 상세하게 설명한다.
상기 이송 겸 탈수유닛(20)은 감속모터(24)가 구동됨에 따라 커플링을 통해 연결된 스크루컨베이어(23)의 회전축(23a)이 회전되고 상기 회전축(23a) 또한 회전되게 된다. 이로 인하여 회전축(23a)의 주면에 형성된 스크루날개(23b)가 회전됨으로써 슬러지유입탱크(10)의 슬러지는 슬러지저장탱크(30)측을 향하여 상부로 끌어올려지게 된다.
이와 동시에, 고압의 에어탱크(27)로부터 고압의 에어가 제1 및 제2유체라인(28a,28b)을 통해 공급되어 분사노즐(25)로부터 분사되되, 상기 분사노즐(25)들로부터 고압의 에어가 제2파이프(22)의 주면에서 스크루컨베이어(23)의 중심을 향하여 분사되게 된다. 이와 같이 스크루컨베이어(23)의 중심을 향하여 고압의 에어가 분사되므로, 슬러지는 제2파이프(22)의 바닥에 쌓여 스크루컨베이어(23)에 의해 이동될 때 스크루컨베이어(23)의 중심, 즉 상부로 쏘아올림과 동시에 잘게 쪼개어짐으로써 분산 부유되게 된다.
이렇게 슬러지가 고압의 에어에 의해 잘게 쪼개어짐으로써 분산 부유됨으로써 슬러지 중에 포함된 수분이 분리되고, 이로 인하여 슬러지의 탈수가 용이하게 이루어짐은 물론 건조효과의 향상을 꾀할 수 있으며, 이러한 탈수공정에서의 슬러지와 재-응집을 유도하여 슬러지의 유실을 최소화할 수 있는 것이다.
이렇게 슬러지에서 분리된 수분은 제2파이프(22)의 통공(22a)을 통해 제1파이프(21)로 배출되고, 이렇게 제1파이프(21)로 배출된 수분은 경사진 제1파이프(21)를 따라 흘러내려 슬러지유입탱크(10)로 회수되게 된다.
상기와 같이 스크루컨베이어(23)가 구동되는 동안 지속적인 고압의 에어공급이 이루어지므로 분사노즐(25)의 막힘을 방지하고, 플럭싱(Flushing) 및 슬러지의 건조역할을 수행하므로 탈수효과가 상승되며, 이로 인하여 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치의 유지관리가 용이하게 된다. 위와 같이 슬러지의 탈수 및 건조를 고압의 에어로 채택하여 사용하는 것으로만 설명하였으나, 고압의 에어 대신에 드라이에어를 채택하여 사용하면 더욱 탈수 및 건조가 효과적으로 상승될 수 있다.
특히, 제2파이프(22)의 외측에 제1파이프(21)가 이격되어 이중 관 타입으로 마련되므로 분사노즐(25)에 의해 고압의 에어가 분사되더라도 슬러지 등의 이물질이 주변으로 비산됨을 방지하여 작업환경이 쾌적하게 되는 이점이 있다.
또한, 상기 제1파이프(21)가 연결된 슬러지유입탱크(10)의 반대편부위에 이르기까지 제2파이프(22) 및 스크루컨베이어(23)가 연장 설치되어 있으므로 슬러지유입탱크(10)의 사-구역(死-區域)이 예방되고, 이로 인하여 슬러지의 부패방지를 꾀할 수 있다. 이러한 사-구역(死-區域)의 예방을 위하여, 도 4와 같이, 슬러지유입탱크(10)의 하부를 소정각도의 쐐기형상으로 잘라낸 상광하협의 슬러지유입탱크로 마련할 수도 있다.
상기와 같이 1사이클의 탈수 및 건조작업을 완료한 후에는 제1유체라인(28a)상에 구비된 에어탱크(27)와 연결된 개폐밸브를 차단하고 용수라인(29a)상에 구비된 용수탱크(29)와 연결된 개폐밸브를 개방시킴과 동시에 펌프(29b)를 가동시킴으로써 제2파이프(22)의 분사노즐(25)로부터 공업용수가 분사되게 되며, 이로 인하여 제2파이프(22)의 내면과 스크루컨베이어(23) 및 제1파이프(21)를 세척할 수 있다.
또한, 전처리탱크(40)를 구비하지 않은 경우, 상기 슬러지유입탱크(10)에 에어 리프트(air lift)를 마련할 수 있다. 이와 같이 에어 리프트(air lift)를 슬러지유입탱크(10)의 바닥에 마련하면 슬러지유입탱크(10)의 바닥 가장자리에 발생될 수 있는 사-구역(死-區域)의 예방과 슬러지의 부패방지를 꾀할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에서 다른 실시예의 이송 겸 탈수유닛을 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다. 여기서는, 스크루컨베이어(23)의 설치경사각을 조절하여 슬러지의 이송량을 제어하기 위한 컨베이어의 각도조절수단이 구비되어 있다. 상기 컨베이어의 각도조절수단은 감속모터(24)와 함께 회전축(23a)의 한쪽끝단을 승강시킬 수 있는 컨베이어리프트(32)로 마련될 수 있다. 이와 같이 컨베이어리프트(32)에 의해 회전축(23a)의 상측끝단이 승강되어야 하므로 제2파이프(22)의 형상이 하단은 원형(22b)으로 형성되고 상단은 중심이 소정간격만큼 이격되어 상하로 긴 장방원형(22c)으로 형성됨이 바람직하다.
상기와 같은 다른 실시예의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에 의하면, 도 5의 가상선 상태에서 실선상태로 컨베이어리프트(32)를 상승시키면 스크루컨베이어(23)의 기울기가 증가되게 되고, 이로 인하여 제1파이프(21)의 상측으로 갈수록 스크루날개(23b)의 하단에서 제2파이프(22)의 내면바닥에 이르기까지의 간격이 증가되게 된다.
이와 같이 제2파이프(22)의 하부에서 상부 측으로 갈수록 제2파이프(22)의 내면바닥과 스크루날개(23b)의 간격이 커지게 되고 이로 인하여 스크루컨베이어(23)의 스크루날개(23b)에 걸리는 슬러지의 양은 제2파이프(22)의 하부에서 상부 측으로 갈수록 적어지게 된다.
결과적으로, 스크루컨베이어(23)에 의해 슬러지유입탱크(10)로부터 슬러지저장탱크(30)에 이르기까지 슬러지를 끌어올리는 양이 줄어들고 그 만큼 제2파이프(22) 내에서의 체류시간이 길어지므로 슬러지의 탈수함수율을 낮출 수 있는 것이다. 이러한 컨베이어리프트(32)의 승강조작에 의해 스크루컨베이어(23)의 경사각(기울기)을 조절함으로써 슬러지의 함수율이 조절할 수 있고 이로 인하여 사업장에서 요구되는 슬러지의 함수율이나 목적에 맞는 슬러지의 함수율로 조절할 수 있는 것이다.
도 8은 본 발명의 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에서 또 다른 실시예의 이송 겸 탈수유닛을 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다. 여기서는, 스크루컨베이어(23) 및 제2파이프(22)의 설치경사각을 조절하여 슬러지의 이송량을 제어하기 위한 각도조절수단이 구비된다.
상기 각도조절수단은 감속모터(24)와 함께 회전축(23a)의 한쪽끝단을 승강시킬 수 있는 컨베이어리프트(32)와, 이 컨베이어리프트(32)에 의해 스크루컨베이어(23)가 승강되더라도 제2파이프(22)의 중심에 위치되도록 제2파이프(22) 또한 조절되어야 한다. 상기 제2파이프(22)의 상부끝단부분에는 감속모터(24)나 컨베이어리프트(32)에서 제2파이프(22)에 이르기까지 로드(33)가 연결되어 있으므로 컨베이어리프트(32)와 함께 제2파이프(22) 또한 승강된다.
상기와 같이 구성된 또 다른 실시예에 의하면, 제2파이프(22) 및 스크루컨베이어(23)의 기울기가 증가되게 되면, 그 경사도에 상응하는 만큼 슬러지가 흘러내리려하는 힘이 커지게 되고, 이로 인하여 슬러지유입탱크(10)로부터 슬러지저장탱크(30)에 이르기까지 슬러지를 끌어올리는 양이 줄어들어 제2파이프(22) 내에서의 체류시간이 길어지므로 슬러지의 탈수함수율을 낮출 수 있는 것이다.
끝으로, 본 발명에 따른 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치는 도 1과 같이 슬러지유입탱크와 슬러지저장탱크에 걸쳐 하나의 이송 및 탈수유닛이 설치된 1단의 시공시스템으로만 도시하고 설명하였으나, 하나의 슬러지유입탱크와 복수의 슬러지저장탱크를 마련하고 이 탱크들 사이에 각각 이송 및 탈수유닛을 마련함으로써 2단 이상의 다단시공시스템으로 시공할 수 있으므로 사업장에서 요구되는 슬러지의 함수율이나 목적에 맞는 슬러지의 함수율로 용이하게 조절할 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
10: 슬러지유입탱크 20: 이송 겸 탈수유닛
21: 제1파이프 22: 제2파이프
22a: 통공 22b: 원형
22c: 장방원형 23: 스크루컨베이어
23a: 회전축 23b: 스크루날개
24: 감속모터 25: 분사노즐
26: 베어링 27: 에어탱크
28a: 제1유체라인 28b: 제2유체라인
29: 용수탱크 29a: 용수라인
29b: 펌프 29c: 유체라인
30: 슬러지저장탱크 32: 컨베이어리프트
33: 로드 40: 전처리탱크
41: 약품공급기

Claims (6)

  1. 하측의 슬러지유입탱크에서 상측의 슬러지저장탱크로 이송시키면서 탈수 건조시키는 이송 겸 탈수유닛을 포함하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치에 있어서,
    상기 이송 겸 탈수유닛은 슬러지유입탱크의 슬러지가 누출되지 않도록 슬러지유입탱크와 슬러지저장탱크에 걸쳐 경사지게 설치되는 제1파이프와, 이 제1파이프의 내부중간에 그 내면과 이격되게 길이방향으로 관통 설치되고 주면에 다수의 통공이 배열 천공된 제2파이프, 이 제2파이프의 내부중앙에 그 길이방향으로 관통 설치되되 회전축의 주면에 스크루날개가 마련된 스크루컨베이어, 이 스크루컨베이어의 회전축을 회전 구동시킬 수 있도록 회전축의 한쪽끝단에 커플링을 통해 연결되는 감속모터, 및 상기 제2파이프에는 에어공급기와 제1 및 제2유체라인을 통해 연결되어 에어공급기로부터 고압의 에어를 공급받아 제2파이프 내의 회전축을 향하여 분사하도록 설치되는 다수의 분사노즐을 포함하여 구성되며,
    상기 감속모터에 의해 연동되는 스크루컨베이어를 회전 구동시키면서 제2파이프 내부의 스크루컨베이어를 향하여 에어공급기로부터 공급되는 고압의 에어를 다수의 분사노즐을 통해 분사함으로써 회전축의 스크루에 슬러지의 협착을 방지함과 동시에 슬러지를 잘게 쪼개어 스크루컨베이어의 중심부로 분산 부유시켜 슬러지의 탈수 및 건조효과의 향상을 꾀하고 탈수공정에서의 슬러지와 재-응집을 유도하여 슬러지의 유실을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제2파이프 내의 슬러지를 보다 효율적으로 스크루컨베이어의 중심부로 쏘아올림과 동시에 잘게 쪼개어 분산 부유시키기 위하여 상측보다는 하측 부분에 더 많은 개수를 설치하는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2파이프 및 스크루컨베이어는 슬러지유입탱크의 사-구역(死-區域) 예방과 슬러지의 부패방지를 꾀할 수 있도록 제1파이프가 연결된 슬러지유입탱크의 반대편에 이르기까지 연장 설치되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    슬러지유입탱크의 하부를 소정각도의 쐐기형상으로 잘라낸 상광하협의 슬러지유입탱크로 마련되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크루컨베이어는 그 설치경사각을 조절하여 슬러지의 이송량을 제어하기 위한 각도조절수단이 구비되되, 상기 각도조절수단은 감속모터와 함께 회전축의 한쪽끝단을 승강시킬 수 있는 컨베이어리프트로 마련되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크루컨베이어 및 제2파이프는 그 설치경사각을 조절하여 슬러지의 이송량을 제어하기 위한 각도조절수단이 구비되며, 상기 각도조절수단은 감속모터와 함께 회전축의 한쪽끝단을 승강시킬 수 있는 컨베이어리프트와, 이 컨베이어리프트에 의해 스크루컨베이어가 승강되더라도 제2파이프의 중심에 위치되도록 감속모터나 컨베이어리프트로부터 제2파이프에 이르기까지 로드로 연결되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리용 탈수 및 건조 장치.
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