KR20200023394A - 슬러지 탈수 장치 및 방법 - Google Patents

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테리 설퍼
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바이오백 솔루션즈 인코포레이티드
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Abstract

슬러지 탈수 장치는 분할 벽에 의해 흡입 챔버와 추출 챔버로 분할되는 내부 공간을 구비한 탱크와, 흡입 밸브에 의해 상기 흡입 챔버에 연결되는 흡입 관과, 배출 밸브에 의해 상기 추출 챔버에 연결되는 배출 관, 그리고 상기 흡입 챔버와 상기 추출 챔버 사이의 유체 연통을 제공하는 이송 관을 포함한다. 이송 관은 흡입 챔버의 바닥 부근의 제 1 개구 및 추출 챔버 상부 부근의 제 2 개구를 구비한다. 펌프가 흡입 챔버 내부에 양압과 음압을 선택적으로 생성한다. 스크린이 추출 챔버 내부에서 이송 관의 제 2 개구와 배출 관의 사이에 배치된다.

Description

슬러지 탈수 장치 및 방법
본 개시는 하수 슬러지 처리에 관한 것으로, 특히 슬러지 및 다른 재료를 탈수하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
하수 슬러지는 고형물과 액체의 혼합물로 구성된다. 고형물로부터 액체를 분리하는 것는 액체가 재사용 가능하도록 하며 또한 고형물이 처리를 위해 보다 효율적으로 운송될 수 있도록 한다. US 제 3,677,409 호, US 제 5,503,753 호, US 제 4,816,167 호, US 제 3,028,011 호, US 제 2016/0289109 호, US 제 5,462,661 호, 및 US 제 4,021,347 호를 포함하는 종래 기술에 따르면, 슬러지 또는 다른 재료로부터 액체를 분리하기 위한 다양한 시스템이 존재한다.
본 발명자는 슬러지 및 그외 다른 재료를 탈수하기 위한 개선된 장치, 방법 및 시스템이 필요하다고 판단했다.
본 개시의 일 태양은 슬러지 탈수 장치를 제공한다. 상기 장치는 분할 벽에 의해 흡입 챔버와 추출 챔버로 분할되는 내부 공간을 구비한 탱크와, 흡입 밸브에 의해 상기 흡입 챔버에 연결되는 흡입 관과, 배출 밸브에 의해 상기 추출 챔버에 연결되는 배출 관, 그리고 상기 흡입 챔버와 상기 추출 챔버 사이의 유체 연통을 제공하는 이송 관을 포함한다. 상기 이송 관은 상기 흡입 챔버의 바닥 부근의 제 1 개구 및 상기 추출 챔버 상부 부근의 제 2 개구를 구비한다. 펌프가 상기 흡입 챔버 내부에 양압과 음압을 선택적으로 생성한다. 스크린이 상기 추출 챔버 내부에서 상기 이송 관의 상기 제 2 개구와 상기 배출 관의 사이에 배치된다.
다른 태양은 슬러지 탈수 방법을 제공한다. 상기 방법은 분할 벽에 의해 흡입 챔버와 추출 챔버로 분할되는 내부 공간을 구비한 탱크와, 흡입 밸브에 의해 상기 흡입 챔버에 연결되는 흡입 관과, 배출 밸브에 의해 상기 추출 챔버에 연결되는 배출 관과, 상기 흡입 챔버와 상기 추출 챔버 사이의 유체 연통을 제공하며 상기 흡입 챔버의 바닥 부근의 제 1 개구 및 상기 추출 챔버 상부 부근의 제 2 개구를 구비하는 이송 관과, 상기 흡입 챔버 내부에 양압과 음압을 선택적으로 생성하기 위한 펌프, 그리고 상기 추출 챔버 내부에서 상기 이송 관의 상기 제 2 개구와 상기 배출 관의 사이에 배치되는 스크린을 마련하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 흡입 관을 통해 상기 흡입 챔버 내로 고형물과 액체의 혼합물을 흡입하도록, 상기 흡입 밸브가 개방된 상태에서 상기 펌프에 의해 상기 흡입 챔버에 음압을 인가하는 단계; 상기 고형물을 응고시키도록, 상기 흡입 챔버 내로 폴리머를 주입하는 단계; 및 상기 응고 고형물과 액체의 혼합물을 상기 이송 관을 통해 상기 추출 챔버 내로 추진함으로써, 상기 스크린이 상기 응고 고형물을 포획하여 액체가 상기 배출 관을 통과할 수 있도록, 상기 흡입 밸브가 폐쇄되며 상기 이송 밸브가 개방되고 상기 배출 밸브가 개방된 상태에서 상기 펌프에 의해 상기 흡입 챔버에 양압을 인가하는 단계를 추가로 포함한다.
추가의 태양 및 예시적인 실시예의 세부 사항이 아래에 제시된다.
이하의 도면 - 동일한 참조부호는 동일한 부분을 나타냄 - 은 실시예를 설명한다. 실시예는 제한이 아닌 예시로서 첨부 도면에 도시되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, 도어가 폐쇄된 상태의 예시적인 탈수 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도어가 개방된 상태의 도 1의 장치의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 프로토타입 탈수 장치의 외부를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 장치의 추출 챔버의 내부를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 장치의 스크린을 보여주는 도면이다.
도 6은 추출 챔버로부터 고형물을 제거하기 위해 도어가 개방되어 있는 상태의 도 3의 장치를 보여주는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 트럭 베드에 설치된 예시적인 탈수 장치를 보여주는 도면이다.
도 8은 도어가 개방되고 트럭 베드가 경사지게 들어올려진 상태의 도 7의 장치를 보여주는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 예시적인 탈수 장치를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 장치의 분해도이다.
도 11은 도 9의 장치의 상면도이다.
도 11a는 도 11의 선 A-A을 따라 취한 단면도이다.
도 11b는 도 9의 장치의 측면도이다.
도 11c는 도 11a의 원 C의 영역을 보여주는 상세도이다.
도 11d는 도 11b의 원 D의 영역을 보여주는 상세도이다.
도 12는 도 9의 장치의 이송 관을 보여준다.
도 12a는 도 12의 이송 관의 측면도이다.
도 12b는 도 12의 이송 관의 정면도이다.
이하, 예시적인 슬러지 탈수 장치 및 방법이 설명된다,
예시의 간명성 및 명료성을 위해, 전체 도면에 걸쳐 대응하는 또는 유사한 요소를 지시하도록 참조부호가 반복될 수도 있다. 다수의 세부 사항이 본 명세서에 설명된 예의 이해를 돕기 위해 제시되고 있다. 이들 예가 이러한 세부 사항 없이 실시될 수도 있다. 그 외의 경우에는, 설명된 예가 모호해지는 것을 방지하도록 잘 알려진 방법, 절차, 그리고 구성 요소는 상세히 설명하지 않기로 한다. 이하의 설명이 본 명세서에 설명된 예의 범위로 제한되는 것으로서 간주되어서는 안 된다.
도 1 및 도 2는 예시적인 슬러지 탈수 장치(100)의 단면을 보여준다. 장치(100)는 분할 벽(104)에 의해 흡입 챔버(106)와 추출 챔버(108)로 분할되는 내부 공간을 구비한 탱크(102)를 포함한다. 펌프(110)가 흡입 챔버(106) 내에 양압 및 음압을 선택적으로 생성하도록 흡입 챔버(106)에 연결된다. 펌프(110)는 일차 필터(112) 및 이차 필터(114)를 구비할 수도 있다. 펌프(110) 및 필터(112, 114)는 표준 진공 트럭에서의 필터와 실질적으로 동일할 수도 있다. 아래에 논의되는 바와 같이 탱크 내부로 슬러지 또는 다른 재료를 흡인하기 위해 흡입 밸브(117)를 구비한 흡입 관(116)이 흡입 챔버(106)에 연결된다. 예를 들어 캐니스터 필터(canister filter)와 같은 조대(coarse) 흡입 필터(도시하지 않음)가 크기가 큰(예를 들어, 직경이 약 1/2inch보다 큰) 고형물이 흡입 챔버에 들어가는 것을 방지하도록 흡입 관 상에 제공될 수도 있다. 배출 밸브(119)를 구비한 배출 관(118)이 아래에 논의되는 바와 같이 탱크로부터 액체를 배출하기 위해 추출 챔버(108)에 연결된다.
이송 관(120)이 흡입 챔버(106)와 추출 챔버(108) 사이의 유체 연통을 제공한다. 이송 관(120)은 흡입 챔버(106)의 바닥 부근의 제 1 개구(122) 및 추출 챔버(108)의 상부 부근의 제 2 개구(124)를 구비한다. 분할 벽(104)은 그 상부 부근에 개구를 구비하여 이송 관(120)이 개구를 통과할 수 있도록 하지만, 그 외에는 추출 챔버(108)를 흡입 챔버(106)로부터 봉쇄한다.
스크린(130)이 추출 챔버(108)의 내부에서 이송 관(120)의 제 2 개구(124)와 배출 관(118)의 개구의 사이에 배치된다. 실시예에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 스크린(130)은 실질적으로 추출 챔버(108)의 형상을 따라 형성될 수도 있으며, 이송 관(120)의 제 2 개구(124)용 홀을 구비할 수도 있다. 예시적인 스크린의 세부 사항이 도 5를 참조하여 아래에서 설명된다. 도시된 예에서, 탱크(102)의 추출 챔버(108)의 단부 부분에는 고형물의 제거를 위해 추출 챔버(108)로의 접근을 허용하도록 개방될 수도 있는 도어(140)가 제공된다. 스크린(130)은, 스크린(130)이 적소에 마련되고 도어(140)가 폐쇄된 경우, 도어(140)의 테두리(142)에 맞대어 가압되는 대체로 원형의 테두리(132)를 구비한 개방 단부를 포함한다. 도어(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 버클 래치(buckle latch)(144)에 의해 또는 임의의 다른 적당한 기구에 의해 폐쇄된 상태로 유지될 수도 있다. 탱크(102)에는 또한, 릴리프 밸브(relief valve)(152) 및 압력계(154)가 제공될 수도 있다. 실시예에 따라, 탱크(102)는 또한, 흡입 챔버(106)로의 접근을 제공하기 위해 흡입 챔버의 상부에 마련된 접근 해치(hatch)(156)(도 1 참조) 및 이송 관(120)과 분할 벽(104)의 바닥 부근의 흡입 챔버(106)의 하부에 마련된 세정 포트(158)(도 1 참조)를 구비한다, 다른 실시예에서는 해치(156) 및/또는 포트(158)가 상이한 위치에 마련될 수도 있다.
도시된 예에서, 이송 관(120)은 수평으로부터 대략 45°의 각도에 있다. 다른 실시예에서는 이송 관(120)이 수평으로부터 상이한 각도에 있을 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "수평(horizontal)"은 탱크(102)의 종축선과 평행한 방향을 의미하여, "수평"의 절대각은 탱크(102)의 배향이 변경됨에 따라 변경될 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 탱크(102)가 아래에서 설명되는 바와 같이 폐기(dumping) 또는 세정(cleaning)을 위해 기울어지는 경우 흡입 챔버(106) 또는 이송 관(120)에 남아 있는 임의의 슬러지 또는 다른 재료가 추출 챔버(108) 내로 하강하게 된다. 도시된 예에서, 분할 벽(104)의 기울어진 부분(105) 또한 수평으로부터 대략 45°의 각도에 있다. 다른 실시예에서는 분할 벽(104) 및 이송 관(120)이 상이한 방식으로 구성될 수도 있으며(예를 들어, 실시예에 따라 분할 벽이 이송 관의 바닥 단부에 마련된 제 1 개구로부터 상방으로 수직으로 연장될 수도 있으며, 또는 도 9 내지 도 12를 참조하여 아래에 논의되는 바와 같이, 분할 벽이 만곡형 벽을 포함할 수도 있으며 이송 관은 실질적으로 수직일 수도 있으며), 이에 따라 상이한 실시예에서는 흡입 챔버(106) 및 추출 챔버(108)와 스크린(130)이 상이한 형상을 가질 수도 있다.
도 3, 도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 프로토타입 탈수 장치(100A)의 특징을 보여준다. 도 3 내지 도 5의 프로토타입 장치(100A)의 요소는 도 1의 장치(100)의 대응 요소와 상응하는 도면 부호로 지시되어 있다. 도 4는 도 3의 장치(100A)의 탱크(102A)의 추출 챔버(108A)의 내부를 보여주는 도면이며, 이송 관(120A)의 제 2 개구(124A)가 분할 벽(104A)을 관통하여 돌출되는 것으로 도시되어 있다. 도 5는 도 3의 장치(100A)의 스크린(130A)을 보여준다. 스크린(130A)은 구조적 지지 프레임(134A)이 연장되고 있는 테두리(132A)를 포함한다. 철망과 미세 스크린 재료로 이루어진 망(web)(136A)이 테두리(132A)와 프레임(134A)에 의해 지지된다. 도 6은 추출 챔버로부터 고형물을 제거하기 위해 도어(140A)가 개방되어 있는 도 3의 장치(100A)를 보여준다.
실시예에 따라, 탈수 장치(100, 100A)는 작업 현장 내외로 이동하도록 트럭 베드(truck bed)(도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이), 트레일러 또는 임의의 다른 운송 플랫폼에 설치될 수도 있다. 장치(100)가 상이한 배향 상태로 도시되어 있으며 도어(140)의 폐쇄 위치 및 개방 위치가 도시되어 있는 도 7 및 도 8에는 도 1 및 도 2의 예시적인 장치(100)의 작동이 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 장치(100)는, 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 도어가 개방 위치에 있는 상태에서 트럭 베드가 경사지게 들어올려짐으로써 상이한 배향 상태로 이동할 수도 있다.
슬러지 흡입을 시작하기 위하여, 슬러지 공급원 내로 배치되는 호스 등(도시하지 않음)에 흡입 관(116)이 연결된다. 흡입 밸브(117)가 개방된 상태에서 펌프(110)에 의해 흡입 챔버(106)에 음압이 인가됨으로써, 슬러지가 흡입 관(116)을 통해 흡입 챔버(106) 내로 흡인된다. 폴리머(polymer)가 예를 들어, 별개의 폴리머 주입 밸브(도시하지 않음)를 통해 흡입 챔버(106)로 주입된다. 당업계에 알려진 바와 같이 적당한 폴리머를 흡입 챔버(106) 내로 주입함으로써 슬러지 중의 고형물이 덩어리 형태로 응고된다.
일단 슬러지가 흡입 챔버(106) 내에 들어오게 되면, 배출 밸브(119)가 개방된 상태에서, 흡입 밸브(117)가 폐쇄되며 펌프(110)에 의해 흡입 챔버(106)에 양압이 인가된다. 이러한 양압에 의해 슬러지가 제 1 개구(122)로 밀려가 이송 관(120)을 타고 올라 제 2 개구(124)를 통해 추출 챔버(108) 내로 압박된다. 슬러지가 제 2 개구(124)를 통해 추출 챔버(108) 내로 보내지고 나면, 스크린(130)이 고형물은 차단하고 액체는 스크린(130)을 통과한 다음 배출 관(118)을 통해 밖으로 나갈 수 있도록 함으로써 고형물과 액체를 분리한다.
몇몇 실시예에서, 액체가 배출되고 나면, 도어(140)가 개방되며 추출 챔버(108)의 내부에 스크린(130)에 의해 포획된 고형물이 삽질 또는 다른 수단에 의해 수작업으로 제거된다. 실시예에 따라, 탱크(102)가 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 트럭 베드가 경사지게 들어올려지는 방식으로 폐기를 위해 기울어질 수도 있다.
도 9 내지 도 11d는 다른 예시적인 장치(200)를 보여준다. 도 9 내지 도 11d의 장치(200)의 요소는, 1xx 대신 2xx의 형태로, 도 1의 장치(100)의 대응 요소와 상응하는 도면 부호로 지시되어 있다. 장치(200)는 도 1의 장치(100)와 실질적으로 유사하게 작동하지만, 아래에 논의되는 바와 같이 흡입 챔버(206), 추출 챔버(208), 분할 벽(204), 이송 관(220) 그리고 스크린(230)의 형상을 포함한 다수의 세부 사항이 장치(100)와 상이하다. 도 9 내지 도 11d의 예에서는, 강(steel) 또는 다른 강성 재료로 구성되는 장치(200)의 요소가 도시되어 있지만, 아래에 논의되는 바와 같이, 장치(200)의 관을 서로 연결하는 다양한 가요성 호스는 도시되어 있지 않다.
장치(200)는 분할 벽(204)에 의해 흡입 챔버(206)와 추출 챔버(208)로 분할되는 내부 공간을 구비한 탱크(202)를 포함한다. 본 실시예에서, 분할 벽(204)은 기울어진 부분을 갖는 대신, 흡입 챔버(206) 자체가 압력 탱크의 형태로 마련되도록 흡입 챔버(206)의 대향하는 측면과 유사한 방식으로 만곡형으로 형성된다. 도시된 예에서, 흡입 챔버(206)는 트럭이 그 위에 장치(200)가 장착된 상태로 주행하는 동안의 탱크(202) 내부의 재료의 출렁거림을 감소시키기 위해 내부에 배플(baffle) 조립체(207)(도 11a 참조)를 구비한다.
탱크(202)는 트럭에 장착되도록 구성된 데크(deck) 조립체(250)에 장착된다. 문틀 조립체(252)가 탱크(202)의 바닥에 부착되며, 이러한 문틀 조립체(252)는 탱크(202)의 전방이 폐기를 위해 상방으로 기울어질 수도 있도록 데크 조립체(250)의 후방에 마련된 힌지 핀(254)에 선회 가능하게 결합된다. 도 11a 및 도 11b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 탱크(202)가 약간 경사지도록 문틀 조립체(252)는 전방이 후방보다 높게 형성될 수도 있다.
펌프(도시하지 않음)가 흡입 챔버(206) 내에 양압 및 음압을 선택적으로 생성하도록 흡입 챔버(206)에 연결된다. 도시된 예에서, 펌프는 탱크(202)의 일측에 장착된 제 1 연결 관(211A) 및 데크 조립체(250)에 장착된 제 2 연결 관(211B)을 통해 일차 플로트 트랩(float trap)(212)에 결합되도록 구성된다. 가요성 호스(도시하지 않음)가 일차 플로트 트랩(212)과 제 1 연결 관(211A)의 사이에, 제 1 연결 관(211A)과 제 2 연결 관(211B)의 사이에, 그리고 제 2 연결 관(211B)과 펌프의 사이에 연결된다. 펌프는 또한, 펌프와 연관된 하나 이상의 이차 필터(도시하지 않음)를 구비할 수도 있다. 펌프, 플로트 트랩(212) 그리고 필터는 표준 진공 트럭에서와 실질적으로 동일할 수도 있다.
흡입 밸브(217)를 구비한 흡입 관(216, 216A, 216B)이 아래에 논의되는 바와 같이 슬러지 또는 다른 재료를 탱크 내로 인출하기 위해 흡입 챔버(206)에 연결된다. 도시된 예에서, 예를 들어 캐니스터 필터와 같은 조대 흡입 필터(215)가 크기가 큰(예를 들어, 직경이 약 1/2inch보다 큰) 고형물이 흡입 챔버에 들어가는 것을 방지하도록 흡입 관의 제 1 부분(216)과 흡입 관의 제 2 부분(216A)의 사이에 가요성 호스(도시하지 않음)에 의해 연결된다. 흡입 관의 제 2 부분(216A)은 다른 가요성 호스(도시하지 않음)에 의해 흡입 밸브(217)를 구비한 흡입 관의 제 3 부분(216B)에 연결된다. 배출 밸브(219)를 구비한 배출 관(218)이 아래에 논의되는 바와 같이 탱크로부터 액체를 배출하기 위해 추출 챔버(208)에 연결된다.
도 10, 도 11a, 도 11c, 도 12, 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 장치(200)는 탱크(202)가 수평인 경우 대체로 수직으로 배향되는(상부가 대체로 수평이도록 상부 부근에 굴곡부를 구비한 상태의) 이송 관(220)을 포함한다. 이송 관(220)은 흡입 챔버(206)와 추출 챔버(208) 사이의 유체 연통을 제공한다. 이송 관(220)은 흡입 챔버(206)의 바닥 부근의 제 1 개구(222) 및 추출 챔버(208)의 상부 부근의 제 2 개구(224)를 구비한다. 분할 벽(204)은 그 상부 부근에 개구를 구비하여 이송 관(220)이 개구를 통과할 수 있도록 하지만, 그 외에는 추출 챔버(208)를 흡입 챔버(206)로부터 봉쇄한다. 스크린(230)이 추출 챔버(208)의 내부에 이송 관(220)의 제 2 개구(224)와 배출 관(218)의 개구의 사이로 배치된다. 실시예에 따라, 스크린(230)은 실질적으로 추출 챔버(208)의 형상을 따라 형성될 수도 있다. 스크린(230)은 제 2 개구(224)가 스크린(230)의 내측에 위치하도록 이송 관(220)의 상부 단부를 수용하기 위한 홀을 구비한다. 도시된 예에서, 아래에 설명되는 바와 같이, 스노클(snorkel) 조립체(226)가 이송 관(220)의 제 2 개구(224)에 부착된다.
이송 관(220)의 바닥에 마련된 제 1 개구(222)는 유체를 이송 관(220)으로 안내하기 위한 깔때기형 구조(223)를 구비한다. 도 12a에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 깔때기형 구조(223)의 바닥은 이것이 탱크(202)와 만나는 탱크(202)의 바닥 및 분할 벽(204)의 바닥 부분의 형상을 따른 형상으로 형성된다. 이송 관(220)의 제 2 개구(224)의 부근에 플랜지(225)가 제공된다. 플랜지(225)는 밀봉 가스켓(228)에 의해 스크린에 부착되는 스노클 조립체(226)의 대응하는 플랜지(227)에 볼트 체결되도록 구성된다. 스노클 조립체(226)는 또한, 플로팅 볼 밸브(floating ball valve)(229)를 포함하며, 이 플로팅 볼 밸브는 흡입 챔버(206)에 양압이 인가되면 재료가 이송 관(220)으로부터 추출 챔버(208)에 들어갈 수 있도록 하며 흡입 챔버(206)에 음압이 인가되면 재료가 이송 관(220)을 통해 추출 챔버(208)를 떠나는 것을 방지한다.
도시된 예에서, 탱크(202)의 추출 챔버(208)의 단부 부분에는 고형물의 제거를 위해 추출 챔버(208)로의 접근을 허용하도록 개방될 수도 있는 도어(240)가 제공된다. 스크린(230)은, 스크린(230)이 적소에 마련되고 도어(240)가 폐쇄된 경우, 도어(240)의 테두리(242)에 맞대어 가압되는 대체로 원형의 테두리(232)를 구비한 개방 단부를 포함한다. 스크린(230)은 그 양측에 추출 챔버(208) 내측의 핀 수용부(233)(도 10 참조)에 수용되도록 구성되는 핀(231)을 구비할 수도 있다. 스크린의 테두리(232)와 도어(240)의 테두리(242) 사이의 계면에 하나 이상의 밀봉 링(도시하지 않음)이 제공될 수도 있다. 도어(240)는 복수 개의 래치(244) 또는 임의의 다른 적당한 기구에 의해 폐쇄된 상태로 유지될 수도 있다.
탱크(202)에는 또한, 릴리프 밸브(도시하지 않음)와 압력계(도시하지 않음)가 제공될 수도 있다. 도시된 예에서, 탱크(202)는 탱크로의 접근을 제공하기 위해 흡입 챔버(206)의 측면 중 하나에 접근 해치(256)(도 11 및 도 11b 참조)를 구비하며, 도어(240)는 그 하부에 덤프 포트(dump port)(258)를 구비한다. 다른 실시예에서는 해치(256) 및/또는 덤프 포트(258)가 상이한 위치에 마련될 수도 있다. 덤프 포트(258)는 접근 해치, 진흙 출입구, 청소 구멍 등으로 일컬어질 수도 있다.
작동 시에, 슬러지 흡입을 개시하기 위하여, 슬러지 공급원 내로 배치되는 호스 등(도시하지 않음)에 흡입 관(216B)이 연결된다. 흡입 밸브(217)가 개방된 상태에서 펌프에 의해 흡입 챔버(206)에 음압이 인가됨으로써, 슬러지가 흡입 관(216)을 통해 흡입 챔버(206) 내로 인출된다. 폴리머가 예를 들어, 별개의 폴리머 주입 밸브(도시하지 않음)를 통해 흡입 챔버(206)로 주입된다. 당 업계에 알려진 바와 같이 적당한 폴리머를 흡입 챔버(206) 내로 주입함으로써 슬러지 중의 고형물이 덩어리 형태로 응고된다. 슬러지가 흡입 챔버(206) 내에 들어오게 되면, 배출 밸브(219)가 개방된 상태에서, 흡입 밸브(217)가 폐쇄되며 펌프에 의해 흡입 챔버(206)에 양압이 인가된다. 이러한 양압에 의해 슬러지가 제 1 개구(222)로 밀려가 이송 관(220)을 타고 올라 제 2 개구(224)를 통해 추출 챔버(208) 내로 추진된다. 슬러지가 제 2 개구(224)를 통해 추출 챔버(208) 내로 보내지고 나면, 스크린(230)이 고형물은 차단하고 액체는 스크린(230)을 통과한 다음 배출 관(218)을 통해 밖으로 나갈 수 있도록 함으로써 고형물과 액체를 분리한다.
본 명세서에 설명된 바람직한 실시예의 완전한 이해를 돕기 위해 다수의 특정한 세부 사항이 제시되어 있음이 이해될 것이다. 그러나, 당 업계의 숙련자라면본 명세서에 설명된 실시예가 이러한 특정한 세부 사항 없이 실시될 수도 있음을 이해할 것이다. 그 외의 경우, 본 명세서에 설명된 실시예가 모호해지지 않도록 잘 알려진 방법, 절차, 그리고 구성 요소는 상세히 설명되어 있지 않다. 또한, 이러한 설명은 어떠한 방식으로도 본 명세서에 설명된 실시예의 범위를 제한하는 것으로서 간주되어서는 안 되며, 단지 본 명세서에 설명된 다양한 예시의 실시예의 구현을 설명하기 위한 것이다.
이러한 설명은 본 발명의 주제에 관한 예시의 실시예를 제공한다. 각각의 실시예가 본 발명의 요소로 이루어진 단일 조합을 나타내긴 하지만, 본 발명의 주제는 개시된 요소의 모든 가능한 조합을 포함하는 것으로 간주된다. 이에 따라, 일 실시예가 요소(A, B, C)를 포함하며 제 2 실시예가 요소(B, D)를 포함하는 경우, 명시적으로 개시되어 있지 않더라도, 본 발명의 주제는 A, B, C 또는 D의 그외 다른 나머지 조합을 포함하는 것으로 또한 간주된다.
실시예가 상세히 설명되어 있긴 하지만, 다양한 변경, 대체 및 변형이 본 명세서 내에서 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다. 더욱이, 본 출원의 범위는 명세서에 설명된 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정 실시예로 제한되도록 의도된 것은 아니다. 이해할 수 있는 바와 같이, 위에 설명되고 도시된 예는 단지 예시를 위한 것이다.
전술한 개시의 견지에서 당 업자에게는 분명해지는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템에 관한 다수의 변형 및 변경이 가능하다. 다수의 예시적인 태양 및 실시예가 위에 논의되어 있긴 하지만, 당 업자라면 소정의 변경, 치환, 추가 및 하위 조합을 인지할 것이다. 따라서, 당 업자가 합리적으로 추론할 수도 있는 바와 같이, 이하의 첨부된 청구의 범위 및 이후 소개되는 청구 범위는 이러한 모든 변경, 치환, 추가 및 하위 조합을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 청구의 범위의 영역이 상기 예에 제시된 실시예에 의해 제한되어서는 안 되며, 전술한 개시와 일치하는 가장 광범위한 해석이 주어져야 한다.
본 개시는 그 정신 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않고 다른 특정한 형태로 구체화될 수도 있다. 설명된 실시예는 모든 관점에서 제한적이 아닌 단지 예시적인 것으로서 간주되어야 한다.

Claims (13)

  1. 슬러지 탈수 장치로서,
    분할 벽에 의해 흡입 챔버와 추출 챔버로 분할되는 내부 공간을 구비한 탱크;
    흡입 밸브에 의해 상기 흡입 챔버에 연결되는 흡입 관;
    배출 밸브에 의해 상기 추출 챔버에 연결되는 배출 관;
    상기 흡입 챔버와 상기 추출 챔버 사이의 유체 연통을 제공하며, 상기 흡입 챔버의 바닥 부근의 제 1 개구 및 상기 추출 챔버 상부 부근의 제 2 개구를 구비하는 이송 관;
    상기 흡입 챔버 내부에 양압과 음압을 선택적으로 생성하기 위한 펌프; 및
    상기 추출 챔버 내부에서 상기 이송 관의 상기 제 2 개구와 상기 배출 관의 사이에 배치되는 스크린
    을 포함하는 슬러지 탈수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 관은 상기 탱크의 종축선으로부터 대략 45°의 각도로 배향되는 것인 슬러지 탈수 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 분할 벽은 상기 탱크의 상기 종축선으로부터 대략 45°의 각도로 연결된 기울어진 부분을 포함하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송 관은 상기 탱크의 종축선으로부터 대략 90°의 각도로 배향된 하부 및 상기 탱크의 상기 종축선과 대략 평행하게 배향된 상부를 포함하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분할 벽은 상기 이송 관의 상기 상부를 수용하기 위한 개구를 구비한 만곡형 벽을 포함하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송 관의 상기 제 2 개구에 부착된 스노클(snorkel) 조립체를 더 포함하며, 상기 스노클 조립체는 재료가 상기 이송 관의 상기 제 2 개구를 빠져나갈 수 있도록 하며 재료가 상기 이송 관의 상기 제 2 개구로 들어가는 것을 방지하기 위한 밸브를 포함하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크린은 실질적으로 상기 추출 챔버의 형상을 따라 형성되며, 상기 이송 관의 상기 제 2 개구가 상기 스크린 내부에 있도록 상기 이송 관을 수용하기 위한 홀을 내부에 구비하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출 챔버에 인접한 상기 탱크의 단부는 테두리를 구비한 도어를 포함하며, 상기 스크린은 상기 도어가 폐쇄된 경우 상기 도어의 상기 테두리에 맞대어 가압되는 테두리를 포함하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송 관의 상기 제 1 개구는 상기 개구로 유체를 안내하는 깔대기를 구비하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프에 대한 가요성 호스 연결부를 더 포함하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 관, 이송 관 그리고 배출 관 중 하나 이상을 위한 가요성 호스 연결부를 더 포함하는 것인 슬러지 탈수 장치.
  12. 슬러지 탈수 방법으로서,
    분할 벽에 의해 흡입 챔버와 추출 챔버로 분할되는 내부 공간을 구비한 탱크와, 흡입 밸브에 의해 상기 흡입 챔버에 연결되는 흡입 관과, 배출 밸브에 의해 상기 추출 챔버에 연결되는 배출 관과, 상기 흡입 챔버와 상기 추출 챔버 사이의 유체 연통을 제공하며 상기 흡입 챔버의 바닥 부근의 제 1 개구 및 상기 추출 챔버 상부 부근의 제 2 개구를 구비하는 이송 관과, 상기 흡입 챔버 내부에 양압과 음압을 선택적으로 생성하기 위한 펌프, 그리고 상기 추출 챔버 내부에서 상기 이송 관의 상기 제 2 개구와 상기 배출 관의 사이에 배치되는 스크린을 포함하는 장치를 마련하는 단계;
    상기 흡입 관을 통해 상기 흡입 챔버 내로 고형물과 액체의 혼합물을 흡입하도록, 상기 흡입 밸브가 개방된 상태에서 상기 펌프에 의해 상기 흡입 챔버에 음압을 인가하여 단계;
    상기 고형물을 응고시키도록, 상기 흡입 챔버 내로 폴리머를 주입하는 단계; 및
    상기 응고 고형물과 액체의 혼합물을 상기 이송 관을 통해 상기 추출 챔버 내로 추진함으로써, 상기 스크린이 상기 응고 고형물을 포획하여 액체가 상기 배출 관을 통과할 수 있도록, 상기 흡입 밸브가 폐쇄되며 상기 이송 밸브가 개방되고 상기 배출 밸브가 개방된 상태에서 상기 펌프에 의해 상기 흡입 챔버에 양압을 인가하는 단계
    를 포함하는 슬러지 탈수 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 추출 챔버에 인접한 상기 탱크의 단부는 테두리를 구비한 도어를 포함하며, 상기 스크린은 상기 도어가 폐쇄된 경우 상기 도어의 상기 테두리에 맞대어 가압되는 테두리를 포함하며,
    상기 슬러지 탈수 방법은
    상기 스크린을 제거하지 않고 상기 추출 챔버로부터 고형물을 제거하도록, 상기 도어를 개방하는 단계를 더 포함하는 것인 슬러지 탈수 방법.
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