KR20190016042A - 응집제에 의해 보조되는 개선된 슬러지 탈수 방법 및 이러한 방법 실행용 설비 - Google Patents

Abstract

슬러지에 대한 응집제의 주입 및 상기 슬러지를 탈수하는 단계를 포함하는, 응집제에 의해 보조되는 슬러지의 탈수 방법으로서, 상기 방법은 상기 슬러지를 탈구조화하고 상기 슬러지의 점도를 감소시키고, 혼합기 (4)로부터 유래한 슬러지를 네트워크 (11)를 경유하여 상기 탈수하는 단계로 배출하도록, 500 rpm 내지 4000 rpm의 회전 속도로 회전하는 샤프트 (4b)에 회전하도록 탑재된 블레이드 (4c)가 제공된 실린더형 챔버 (4a)를 포함하는 혼합기 (4)에서 상기 슬러지를 혼합하는 단계로 구성되는 예비 단계를 포함하며, 상기 방법은 캐비테이션에 의해 상기 슬러지가 용해되도록 하는 상기 혼합기 (4) 및 상기 네트워크를 감압하는 단계를 포함하며, 상기 감압하는 단계는 적어도 0.1초의 지속 기간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다. 상응하는 설비.

Description

응집제에 의해 보조되는 개선된 슬러지 탈수 방법 및 이러한 방법 실행용 설비

본 발명의 분야는 유기물 함량이 있거나 없는 슬러지 처리의 분야이다. 특히, 본 발명은 음용수 제조 방법에서 유래하는 슬러지 또는 다른 산업 공정에서 유래된 슬러지 처리뿐만 아니라, 다른 폐기물과 혼합되거나 혼합되지 않을 수 있는 폐수 처리 설비에 의해 생성된 슬러지의 처리에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 슬러지의 기원에 관계없이, 슬러지에 중합체와 같은 응집제(flocculating reagent)의 주입을 실행하는 슬러지의 탈수 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 본원에서 "응집제-보조 탈수(flocculating reagent-assisted dewatering)" 방법으로 지칭된다.

이러한 방법은 특히, 이미 농축된(thickened), 낮은 건조율(low dryness)을 갖는, 특히 15 중량% 미만 (바람직하게는 2 중량% 내지 7 중량%)의 낮은 건조율을 갖는 슬러지와 관련하여 슬러지의 탈수에 적용될 수 있다. 용어 "슬러지 건조율(low dryness)"는 본원에서 슬러지에 함유된 건조 물질(dry matter)의 중량 백분율로 이해된다. 보다 구체적으로, 슬러지는 광물질(mineral matter)과 물의 혼합물로 구성된 유체(fluid)이며, 산업 공정에서 유래되는 경우에 화학 잔류물을 그리고, 여기에 관련 유기물을 함유한다. 슬러지 건조율은 건조 물질의 중량과 슬러지의 총 중량 사이의 중량비를 작성하여(drawing up) 계산된다.

상기 슬러지는 특히 음용수 정제 공정 또는 가정 또는 산업 폐수 처리 공정으로부터 유래될 수 있다.

수처리 공정은 큰 부피의 슬러지를 발생시키며, 산업 및 도시 개발로 인해 발생이 증가한다.

상기 슬러지의 부피를 감소시키기 위한 방법, 특히 탈수 방법이 최근 수십 년 동안 개발되어 왔다.

상기 탈수 방법은 다양한 타입의 장치 (원심 분리기, 드럼, 테이블, 트레이 필터, 벨트 필터 등)를 사용하여, 그리고 문제의 장치 내에서 나머지 슬러지로부터 물의 분리를 조장하는 적합한 응집제(flocculating reagents) 및/또는 응고제(coagulating reagents)의 사용으로 실행될 수 있다.

상기 응집제-보조 탈수 방법을 실행하기 위한 비용은 상기 응집제의 비용에 의해 무시할 수 없는 방식으로 영향을 받는다. 특히, 탈수가 특히 어려운 특정한 타입의 슬러지는 다량의 응집제를 필요로 하며, 이는 이러한 방법을 실행하는 설비의 운영 비용을 증가시킨다.

따라서, 상기 응집제의 소비를 최적화하거나 이의 사용을 피하기 위해 종래 기술에서 다른 방법이 제안되어 왔다.

따라서, 혼합기에서 탈수되는 슬러지와 석회를 혼합하고, 그 후, 이를 중합체가 주입되는 스파우트(spout)에서 원심 분리기로 운송하는 것으로 구성되는, SUEZ Environnement의 Dehydris Lime^® 방법이 알려져 있다.

이러한 기술은 응집제, 즉 석회 뿐만 아니라, 다른 첨가제의 공급을 필요로 하며, 따라서, 슬러지의 중량을 증가시키시는 단점을 갖는다. 분산된 중합체의 양에 대한 어떠한 절감은 석회 공급 및 슬러지 추가 부피의 방출에 내재된 비용으로 인해 적어도 부분적으로 상쇄된다.

슬러지의 제타 전위로 변경하기 위해 슬러지에 자기장을 가하는 것을 목표로 하는, SUEZ Environnement의 Dehydris Osmo^® 방법이 또한 알려져 있다.

이러한 방법은 실행하기에 복잡한 기술인, 자기장의 실행을 포함하는 결점을 갖는다.

Aquen의 FlocFormer^® 방법이 또한 알려져 있으며, 이는 두 가지 주요 단계를 실행한다. 제 1 단계는 슬러지를 수용하는 교반 챔버에 중합체를 주입하는 단계로 구성된다. 제 2 단계는 플록을 형성하기 위해, 가볍게 교반되는, 더 큰 제 2의 챔버에서 슬러지와 중합체의 혼합물을 응집시키는 단계로 구성된다.

이 기술은 응집 챔버의 잠재적으로 매우 큰 부피와 관련하여 높은 에너지 소비 레벨을 발생시키는 단점을 갖는다. 더욱이, 이 방법을 실행하는 디바이스는 탈수 설비와 독립적이며, 탈수 설비는 이의 업스트림에 제공되며, 따라서, 이로부터 독립적으로 관리되어야 한다.

Orege의 SLG^® 방법이 또한 알려져 있으며, 슬러지와 압축 공기의 혼합물을 팽창 및 탈기시키기 전에, 후속 탈수를 용이하게 하기 위해, 슬러지에 약 1 내지 2 bar로 압축 공기의 가벼운 흐름을 가하는 것을 제안한다. 중합체는, 특정한 상황에서 종래 기술에 의해 추천될 수 있는 바와 같이, 원심 분리기의 스파우드에 또는 원심 분리기의 대략 업스트림에 주입된다.

이러한 방법은 부피가 큰 설비에서 실행되는 단점을 가지며, 예를 들어 압축기, 반응기 또는 다른 분리기와 같은 유지를 필요로 하는 고가의 구성요소 그룹을 포함한다.

EMO에 의한 IHM^® ("인-라인 유체 혼합기(in-line hydrodynamic mixer)") 방법은 중합체를 원심 분리기의 업스트림에 주입하고, 그 후, 슬러지/중합체 혼합물을 개선하기 위해 밸브로 난류(turbulence)를 발생시키며, 이에 따라, 난류를 발생시키기 위해 필요한 에너지가 유체 자체, 그리고 이에 따라, 원심 분리기의 공급 펌프에서 발생한다.

마지막으로, Siemens의 Crown^® 방법은 소화조(digester)의 업스트림에서, 노즐에서 매우 빠른, 슬러지의 탈-구조화(de-structuring, 구조 파괴)를 위해 벤추리(venturi) 튜브를 통해 슬러지를 20 bar로 가압하는 것으로 구성되는 것으로, 또한 인용될 수 있다.

종래 기술의 모든 상기 방법은 부피가 큰 설비에서 실행되어야하는 결점을 공통적으로 갖는다. 또한, 상기 방법들 중 어느 것도 석회를 첨가할 때를 제외하고는 중합체 소비에서 실질적인 절감의 발생을 입증하지 못했고, 건조율에서의 어떠한 상당한 개선, 즉 1.5% 건조율을 초과하는 개선을 나타내지 않았다.

본 발명의 목적은 어떠한 탈수 방법의 산출물(output)에서 슬러지의 건조율을 향상시키는, 그리고 보다 특히 원심 분리기의 산출물에서, 동일 레벨의 응집제의 소비에서, 그리고 동일 양의 상등액(supernatant)에서, 및/또는 동일 품질의 상등액에서 응집제의 소비를 최적화하는, 및/또는 현존하는 원심 분리기와 같은 탈수 장치의 작업량(load)을 최적화하는, 및/또는 응집제에 의한 고상의 포획율(rate of capture)을 증가시키는 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간섭 없이 현존하는 탈수 방법에 용이하게 통합될 수있는 이러한 방법을 기술하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 방법을 실행하기 위한 설비를 제안하는 것이다.

본 발명의 일 목적은 적어도 일부 구현예에서, 현존하는 탈수 장치를 이의 작동을 최적화하기 위해 통합할 수 있는 이러한 설비를 개시하는 것이다.

특히, 본 발명의 일 목적은 주로는 원심 분리기를 포함하지만 또한 필터 프레스 및 벨트 필터 등 일 수 있는, 슬러지 탈수 디바이스의 작동을 최적화하는 이러한 설비를 개시하는 것이다.

본 발명의 일 목적은 또한, 설비의 셋업(set-up)은 이미 제 위치에 있는 원심 분리기와 같은 탈수 장치를 분해, 이동 또는 교체하는 어떠한 필요 없이 매우 용이하게 행하여질 수 있는, 이러한 설비를 기술하는 것이다.

이후에 기술되는 다른 목적뿐만 아니라, 이들 목적은 응집제에 의해 보조되는 슬러지를 탈수하는 방법에 관한 본 발명에 의해 달성되며, 상기 방법은 슬러지에 대한 중합체와 같은 응집제의 주입 및 상기 슬러지를 탈수하는 단계를 포함하며,

상기 슬러지를 탈-구조화(de-structure, 구조 파괴)하고 상기 슬러지의 점도를 감소시키고, 혼합기로부터 유래한 슬러지를 네트워크를 경유하여 상기 탈수하는 단계로 배출하도록, 분당 500 회전 내지 분당 4,000 회전의 회전 속도로 회전하는 샤프트에 대하여 블레이드가 회전하도록 탑재된 블레이드가 제공된 실린더형 챔버를 포함하는 혼합기에서 상기 슬러지를 혼합하는 단계로 구성되는 예비 단계를 포함하며,

캐비테이션에 의해 상기 슬러지가 용해되도록 상기 혼합기 및 상기 네트워크를 감압하는 단계를 포함하며, 상기 감압하는 단계는 적어도 0.1초의 지속 기간(duration) 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 실행하기 간단하고, 탈수되는 슬러지를 탈-구조화(de-structure)하고, 이의 점도를 낮추기 위해 혼합하는 것을 목적으로 하며, 이에 따라, 혼합기의 감압은 열전달을 개선함으로써 슬러지의 탈-구조화를 촉진한다. 네트워크의 감압은 캐비테이션에 의해 슬러지가 기계적으로 용해되도록 한다.

상기 방법은 응집제에 대한 슬러지의 친화도(affinity)를 증가시키고, 결과로서, 탈수 장치 내에서 이의 효율을 증가시키는데 사용된다. 상기 방법은 또한 슬러지에 존재하는 가장 큰 및/또는 가장 무거운 입자를 정제할 수 있고, 슬러지에 결합된 더 많은 물을 잠재적으로 방출할 수 있도록 한다. 기계적 용해 동안, 상기 방법은 또한 결합된 물을 더 방출하고 입자의 크기를 더욱 감소시킨다. 이러한 효율의 증가로 인하여 동일한 레벨의 응집제 소비에 대해 탈수 장치의 산출물에서 개선된 건조율 포인트가 되도록 하거나, 주어진 슬러지 건조율을 얻기 위해 사용되어야 하는 응집제의 투여량을 실질적으로 감소시키거나, 응집제에 의한 유기물의 포획 효율을 증가시키거나, 또는 심지어 탈수 장치의 작업량(load)이 증가된다. 어떠한 경우에도, 본 발명은 이러한 장치의 작동 비용 및 슬러지 배출 비용을 크게 절감한다.

바람직하게는, 상기 감압 단계는 상기 혼합기 및 네트워크가 대기압에서 0.1 초 내지 30 초, 바람직하게는 1 초 내지 10 초 동안 0.001 bar 미만 내지 1 bar의 압력으로 수행되도록 적용하는 단계로 구성된다.

이롭게는, 상기 슬러지를 혼합하는 단계로 구성되는 상기 예비 단계는 바람직하게는 분당 1,000 회전 내지 분당 2,000 회전의 범위에 있는 회전 속도로 회전하는 샤프트에 대하여 블레이드가 회전하도록 탑재된 블레이드가 장착된 실린더형 챔버를 포함하는 혼합기로의 상기 슬러지의 도입을 포함한다. 이러한 혼합 속도는 추구하는 목적, 즉 응집제의 효율 증가를 더욱 최적화한다.

본 발명에 따른 방법은 어떠한 탈수 방법으로 실행될 수 있다. 따라서, 이롭게는, 상기 탈수 단계는 적어도 하나의 원심 분리기를 사용하여 실행되는 원심 분리 단계이다. 원심 분리기는 일반적으로 슬러지의 탈수에 사용된다. 원심 분리기는 고가의 장치이며, 이의 가격은 크기와 성능에 따라 크게 다르다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 보다 낮은 성능 레벨의 장치(구 장치)를 보다 높은 성능 레벨의 장치 (보다 최신 장치)로 교체하는 경제적으로 유리한 대안을 제공한다.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 중합체 주입은 상기 원심 분리기의 스파우트 내로 일어난다 (본원에서 원심 분리기의 "스파우트(spout)"는 원심 분리되는 물질이 투입되는 유입 포인트로 이해된다).

그러나, 특히 유리한 대안적인 일 구현예에 따르면, 응집제를 주입하는 단계는 상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에서 상기 중합체를 주입함으로써 수행된다. 이러한 대안적인 구현예는 응집제의 효율 및 따라서 탈수 장치의 성능 레벨을 최적화하는 것을 가능하게 한다. 이러한 대안적인 구현예에 따라, 응집제의 기능이 최적화된 밀접한(intimate) 블렌드를 제공하기 위해, 응집제는 탈-구조화되고, 캐비테이션에 의해 기계적으로 용해된 슬러지와 혼합된다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에 상기 첨가제, 특히 염화제이철과 같은 응고제 또는 CO₂와 같은 pH 중화제(corrector)를 상기 슬러지에 주입하는 것을 추가로 포함한다. 이러한 단계는 슬러지에 대한 응집제의 작용을 더욱 최적화한다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에 온수 및/또는 생증기(live steam) 또는 플래시 증기 및/또는 응축물 (이러한 응축물은 다른 공정으로부터 유래되고 현장에서 이용 가능함)을 주입하여, 상기 슬러지를 예열하는 것을 포함한다. 이러한 예열(pre-heating) 단계는 슬러지의 점도를 추가로 감소시키고, 슬러지의 탈수를 추가적으로 최적화하고, 이와 동시에 응집제 소비 레벨을 최적화한다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에서 상기 슬러지에 대한 희석수(dilution water)의 주입을 추가로 포함한다. 이러한 단계는 응집제와 슬러지 사이의 접촉을 더욱 최적화하도록 슬러지를 희석한다.

또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에서 상기 슬러지의 산소화(oxygenation)를 포함한다. 이 단계는 또한 믹서의 챔버에서 슬러지/중합체/에어 에멀젼을 형성함으로써 응집제가 슬러지와 더 잘 상호 작용할 수 있게 한다.

상기 유체는 모두 믹서의 챔버 내에서 매우 고속으로 혼합되며, 따라서, 믹서의 치수가 계산된다.

나아가, 본 발명은 슬러지 탈수 장치 아이템 및 응집제를 주입하는 수단을 포함하는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 설비에 관한 것으로서, 설비는 블레이드가 회전하고 상기 탈수 장치의 업스트림에 위치되도록, 탑재된 블레이드가 제공된 실린더형 챔버를 포함하는 혼합기, 및 상기 슬러지를 상기 혼합기로부터 상기 탈수 장치로 수송하기 위한 수송 네트워크를 포함하며, 그리고 상기 설비는 상기 혼합기의 상기 챔버 및 상기 네트워크를 감압하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 혼합기는 상업적으로 이용 가능하다. 블레이드의 유일한 목적은 슬러지를 혼합하는 것이다. 이들은 챔버 내에서 슬러지를 전진시키는 데 아무런 역할을 하지 않는다. 상기 실린더형 챔버는 작은 부피를 가지며 그 내부의 체류 시간은 약 수 초 정도로 매우 짧다.

바람직하게는, 상기 감압 수단은 상기 혼합기의 업스트림에 제공되는 밸브 및 상기 혼합기의 다운스트림에 제공되는 펌프를 포함하며, 펌프는 슬러지의 캐비테이션이 상기 네트워크를 통해 이동하도록 작동될 수 있다.

이러한 혼합기 및 이러한 감압 수단은 이의 성능 레벨을 향상시키기 위해 상기 탈수 장치를 포함하는 기존에 존재하는(pre-existing) 설비에 쉽게 통합될 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 탈수 장치는 원심 분리기이다.

바람직하게, 상기 혼합기는 중합체와 같은 응집제를 주입하기 위한 수단에 연결된다.

대안적인 구현예에 따르면, 상기 혼합기는 유기 또는 무기 응고제, 예컨대 염화제이철을 주입하기 위한 수단에 연결된다.

대안적인 구현예에 따르면, 상기 혼합기는 희석수를 주입하기 위한 수단에 연결된다.

또한, 대안적인 구현예에 따르면, 상기 혼합기는 온수 및/또는 생증기 또는 플래시 증기 및/또는 응축물을 주입하여 슬러지를 예열하는 수단에 연결된다.

또한, 대안적인 구현예에 따르면, 상기 혼합기는 압축 공기를 주입하기 위한 수단에 연결된다.

본 발명의 다른 이점뿐만 아니라, 본 발명은 도면을 참조하여, 설명의 목적으로 제시되고 본 발명의 범위를 결코 제한하지 않는, 본 발명의 구현예의 다음의 설명을 읽고 나서, 더 쉽게 이해될 것이며, 여기서;
도 1은 본 발명에 따른 설비의 개략도이며;
도 2는 한편으로는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 그리고 다른 한편으로는 종래 기술의 종래 방법을 사용하여, 도 1에 따른 설비를 실행하는 동안, 응집제 (중합체) 소비 레벨을 나타내는 그래프이다.

도 1을 참조하여, 설비는 원심 분리기로 구성된 슬러지 탈수 장치 아이템 (1)을 포함한다. 상기 원심 분리기는 슬러지 공급 수단 (2) 및 중합체 주입 수단 (3)에 연결된다.

본 발명에 따르면, 상기 설비는 물 공급 수단 (6) 및, 필요한 경우, 슬러지의 화학적 컨디셔닝의 경우에 염화제이철을 주입하기 위한 수단 (6a)이 제공된, 탈수 장치의 업스트림에 제공된 혼합기 (4)를 추가로 포함한다. 염화제이철의 임의의 첨가는 슬러지의 콜로이드 안정성을 감소시키는데 사용된다.

슬러지 공급 수단 (2), 중합체 주입 수단 (3), 물 공급 수단 (6) 및 임의의 염화제이철 주입 수단 (6a)은 각각 파이프 (12,13,16)에 의해 수집기 (7)에 연결된다. 밸브 (22,23,26)는 각각 잠재적으로 염화제이철과 혼합된, 슬러지, 중합체 및 물을 여기에 분배할 수 있다.

슬러지 공급 수단 (2), 중합체 주입 수단 (3) 및 물 공급 수단 (6)은 각각 파이프 (32,33,36)에 의해 원심 분리기 (1)에 연결된다. 밸브 (42,43,46)는 이의 스파우트에 직접적으로 슬러지, 중합체 및 물의 분배를 각각 가능하게 한다.

물을 혼합 탱크 (7) 및 원심 분리기로 각각 운송하기 위한 파이프 (16 및 36)에는 각각 공통 유량계(common flow meter) (56)가 장착된다.

본 발명에 따르면, 혼합기 (4)는 블레이드 (4c)가 탑재된 회전 샤프트 (4b)가 장착된 실린더형 챔버 (4a)를 포함한다. 회전 샤프트는 블레이드가 분당 500 회전(revolutions per minute) 내지 분당 4000 회전 범위의 높은 회전 속도로 구동되도록 하는 모터 (도 1에 도시되지 않음)에 의해 움직인다.

혼합기 (4)는 중합체와 혼합된, 그리고 염화제이철과 관련된 경우의, 그리고 혼합 탱크 (7)에서 유래하는 물과 관련된 경우의 슬러지를 밸브 (10)가 장착된 공통 파이프(common pipe)를 경유하여 수용한다. 상기 혼합되고, 용해된 슬러지는 펌프 (12) 및 밸브 (13)가 장착된 파이프 (11)에 의해 원심분리기로 향하여 운송된다.

본원에 기술된 설비는 슬러지, 물 및 중합체가 수집기 (7)로 및/또는 직접 원심 분리기 (1)로 운송되도록 한다.

방법

도 1에 도시된 설비는 한편으로는 종래 기술에 따라 그리고 한편으로는 본 발명에 따라, 요약된 혼합된 슬러지를 탈수하기 위해 실행되었다. 상기 슬러지는 초기 건조율이 28%이었다.

이들 실험의 범위 내에서, 원심 분리기는 항상 최대 용량 (2000G)으로 사용되었다.

제 1 실험 단계에서, 상기 구성 요소의 공급 수단 (2 및 3)으로부터 유래된 슬러지 및 중합체가, 종래 기술에 따라, 상기 혼합기를 통한 이동 없이, 원심 분리기 (1)의 스파우트로 직접 향하도록, 밸브 (22, 23, 26, 46)는 폐쇄되고 밸브 (42 및 43)만이 개방되었다.

제 2 실험 단계에서, 본 발명에 따라서, 밸브 (23, 26, 46)는 폐쇄된 상태로 유지되었다. 혼합기 (4) 내의 슬러지를 탱크 (7)를 경유하여 분배하도록 밸브 (22)는 개방되고, 밸브 (42)는 폐쇄되었다. 밸브 (43)는 중합체를 원심 분리기 (1)의 스파우트로 계속 운송하도록 개방이 유지되었다.

제 3 실험 단계에서, 밸브 (26 및 46)는 폐쇄로 유지되었다. 밸브 (22)는 개방이 유지되었으며, 밸브 (43)는 폐쇄되고 밸브 (23)는 개방되어, 본 발명에 따라 슬러지 및 중합체의 혼합기 (4)로 운송되도록 되었다.

상기 제 3 실험 단계 동안, 1 내지 5 초 동안 밸브 (10)과 펌프 (12) 사이의 네트워크뿐만 아니라 혼합기 (4)의 챔버의 감압에 의해 상기 혼합물의 캐비테이션을 유발하도록, 수집기 (7)로부터 유래된 혼합물은 펌프 (12)를 사용하여 혼합기 (4)에서 펌핑되고, 밸브 (10)를 부분적으로 폐쇄되었다. 실제로 상기 챔버 및 네트워크에서 압력은 대기압보다 0.1 내지 0.3 bar 낮게 낮아진다.

폐쇄된 밸브 (10)와 펌프 (12) 사이의 네트워크의 감압은 펌프 (12)의 캐비테이션을 야기하여 펌프 (12)의 펌프 성능 곡선을 벗어난 펌프의 작동을 초래한다. 밸브 (13)는 펌프 (12)를 펌프 성능 곡선 (펌프의 TDH가 보정됨)으로 복귀시키도록 펌프 (12)의 다운스트림 작업량의 손실을 발생시키며, 따라서, 후자는 항상 작업(load)하에 있으며, 결합되지 않게 된다.

상기 3 가지 실험 단계 각각 동안, 중합체는 3 가지 다른 투여량, 즉 5kg/TDM (tonnes of dry matter, 건조 물질 톤), 7.5kg/TDM 및 11kg/TDM으로 사용되었다.

혼합기는 분당 2000 회전의 블레이드 속도로 제 2 및 제 3 실험 단계에 사용되어, 슬러지가 원심 분리기 (1)로 운반되기 전에 탈-구조화되도록 한다.

슬러지는 이를 필요로 하지 않으므로, 염화제이철이 추가되지 않았다.

원심 분리기 (1)의 산출물에서 슬러지에 대한 건조율 결과는 도 2에 도시된 그래프에 요약되어 있다.

상기 결과는 동일한 중합체 투여량으로, 본 발명에 의해, 본 발명으로 훨씬 우수한 슬러지 건조율을 얻는 것이 가능하다는 것을 보여주며, 이는 특히, 중합체가 다이나믹 혼합기(dynamic mixer)의 업스트림에 제공된 수집기 내로 주입되는 경우에 그러하다.

따라서, 건조 물질 톤 (tonne of dry matter, TDM) 당 11.3 킬로그램의 중합체 투여량에 대하여, 본 발명에 의해, 32%의 슬러지 건조율이 얻어졌으며, 중합체를 다이나믹 혼합기의 업스트림에 주입함으로써 33%를 초과하는 슬러지 건조율이 얻어졌으며, 반면에 종래 기술에 따라 얻어진 건조율은 단지 28.5%였다. 이들 결과는 염화제이철 및 압축 공기를 첨가하지 않고 얻어졌으며, 이는 이것을 슬러지가 필요로 하지 않았기 때문이다. 단지 5kg/TDM의 비율(rate)로 중합체를 실행함으로써 29%의 비슷한 건조율이 얻어졌으며, 중합체 양이 거의 50% 절감되었다.

Claims (17)

1. 슬러지에 대한 응집제의 주입 및 상기 슬러지를 탈수하는 단계를 포함하는, 응집제에 의해 보조되는 슬러지의 탈수 방법으로서,
   상기 방법은 상기 슬러지를 탈구조화(destructure)하고 상기 슬러지의 점도를 감소시키고, 혼합기로부터 유래한 슬러지를 네트워크를 경유하여 상기 탈수하는 단계로 배출하도록, 분당 500 회전 내지 분당 4,000 회전의 회전 속도로 회전하는 축에 대하여 블레이드가 회전하도록 탑재된 블레이드가 제공된 실린더형 챔버를 포함하는 혼합기에서 상기 슬러지를 혼합하는 단계로 구성되는 예비 단계를 포함하며,
   상기 방법은 캐비테이션에 의해 상기 슬러지가 용해되도록 하는 상기 혼합기 및 상기 네트워크를 감압하는 단계를 포함하며, 상기 감압하는 단계는 적어도 0.1초의 지속 기간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 슬러지의 탈수 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 감압하는 단계는 0.1 초 내지 30 초의 지속 기간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 회전 속도는 분당 1,000 회전 내지 분당 2,000 회전인 슬러지의 탈수 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탈수하는 단계는 적어도 하나의 원심 분리기를 사용하여 실행되는 원심 분리 단계인 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   응집제를 주입하는 단계는 상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에서 상기 응집제를 주입함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬러지를 예열하기 위해 상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에 온수 및/또는 생증기 또는 플래시 증기 및/또는 응축물의 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에서 상기 슬러지에 대한 희석수의 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에서 상기 슬러지의 산소화(oxygenation)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 예비 단계 동안 또는 상기 예비 단계의 업스트림에서 상기 슬러지에 대한 응고제를 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 방법.
10. 슬러지 탈수 장치 아이템 및 응집제를 주입하는 수단을 포함하는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 설비로서,
    블레이드가 회전하고 상기 탈수 장치의 업스트림에 위치되도록, 탑재된 블레이드가 제공된 실린더형 챔버를 포함하는 혼합기, 및 상기 슬러지를 상기 혼합기로부터 상기 탈수 장치로 수송하기 위한 수송 네트워크를 포함하며, 그리고 상기 혼합기의 상기 챔버 및 상기 네트워크를 감압하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 설비.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 감압 수단은 상기 혼합기의 업스트림에 제공된 밸브 및 상기 혼합기의 다운스트림에 제공된 펌프를 포함하는 설비.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 탈수 장치는 원심 분리기인 것을 특징으로 하는 설비.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합기는 응집제를 주입하기 위한 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 설비.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합기는 응고제를 주입하기 위한 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 설비.
15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합기는 희석수를 주입하기 위한 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 설비.
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합기는 온수 및/또는 생증기 또는 플래시 증기 및/또는 응축물을 주입하기 위한 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 설비.
17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합기는 압축 공기를 주입하기 위한 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 설비.

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