KR20230102023A - 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템 - Google Patents
슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230102023A KR20230102023A KR1020210191472A KR20210191472A KR20230102023A KR 20230102023 A KR20230102023 A KR 20230102023A KR 1020210191472 A KR1020210191472 A KR 1020210191472A KR 20210191472 A KR20210191472 A KR 20210191472A KR 20230102023 A KR20230102023 A KR 20230102023A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unit
- carbon dioxide
- sludge
- reaction tank
- dehydration
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 146
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title claims abstract description 124
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 242
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 121
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 120
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 93
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 38
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 13
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
- C02F11/125—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using screw filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/02—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0078—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
- B01D5/009—Collecting, removing and/or treatment of the condensate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/06—Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
- C02F11/08—Wet air oxidation
- C02F11/086—Wet air oxidation in the supercritical state
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B23/00—Heating arrangements
- F26B23/10—Heating arrangements using tubes or passages containing heated fluids, e.g. acting as radiative elements; Closed-loop systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G17/00—Apparatus for or methods of weighing material of special form or property
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G5/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
- G01G5/003—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action load-cell construction or mountings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2200/18—Sludges, e.g. sewage, waste, industrial processes, cooling towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
본 발명은 슬러지를 처리하기 위한 시스템에 관한 것으로, 슬러지 및 초임계 이산화탄소가 투입되어, 투입된 슬러지의 탈수가 이루어지는 탈수장치; 상기 탈수장치에 슬러지를 공급하는 슬러지 공급부; 상기 탈수장치에 초임계 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부; 상기 탈수장치에서 슬러지가 탈수된 고형물이 투입되어 연소되며, 연소된 열로 열매체를 가열하여 상기 탈수장치로 공급하는 보일러; 및 상기 탈수장치에서 배출되는 유체를 수분과 이산화탄소로 분리하며, 분리된 이산화탄소를 상기 이산화탄소 공급부로 공급하는 기액 분리부;를 포함하며, 상기 이산화탄소 공급부는 상기 기액 분리부로부터 투입된 이산화탄소를 상기 탈수장치에 다시 공급하는 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 슬러지를 처리하기 위한 시스템에 관한 것이다.
하수 처리 과정 및 음식물 처리 과정에서 발생하는 슬러지는 고형물량의 40∼90%가 유기물로 구성되어 있으며, 함수율이 97∼99%에 달해 부패하기 쉽고, 부패시에 심한 악취가 발생하며 인체와 생물에 유해한 물질이 발생하게 된다.
슬러지 감량화 방법으로는 오존처리, 알칼리처리, 초음파처리, 기계적 파쇄처리, 효소처리, 열처리 등이 있으며, 이와 같은, 슬러지 감량화 방법을 통해 하폐수처리공정에서 발생되는 슬러지를 감량화할 수 있으며, 일반적으로는 열처리를 통하여 슬러지를 건조하는 방법이 많이 사용된다. 그러나. 이와 같은 열처리를 통한 슬러지의 탈수 방법은 화석연료를 사용해야 함에 따라 처리비용이 상승되는 문제점이 있다.
특허문헌 1에는 상기한 문제를 해결하기 위하여, 열처리 방식이 아닌 초임계 이산화탄소를 이용한 슬러지 탈수 처리 시스템이 개시된다.
특허문헌 1에 개시된 슬러지 처리 시스템은 초임계 이산화탄소의 성질을 이용하여 슬러지의 탈수를 행함으로써 슬러지에 포함된 수분을 분리하여 제거한다.
그러나, 이러한 슬러지 처리 시스템에서 슬러지와 초임계 이산화탄소를 반응시키는 반응기의 구체적이 구성에 대하여는 전혀 개시되어 있지 않으며, 통상적으로는 반응기는 초임계 이산화탄소와 슬러지의 반응시간 및 접촉면적을 고려하여 상당히 대형으로 설계되며, 수분 탈수 후 배출되는 고형물을 처리하기 위한 별도의 설비가 필요하므로 설비 면적이 상당히 많이 소요된다.
그리고, 상기한 바와 같이, 초임계 이산화탄소에 의한 슬러지의 탈수가 효과적으로 이루어지기 위하여는 충분한 접촉면적 및 접촉시간이 제공되어야 하나 이에 대한 고찰이 없고, 슬러지는 유기성 폐기물로서 음식물 쓰레기 등도 포함하나, 음식물 쓰레기에는 크기가 큰 음식물 들이 섞여 있을수 있으므로, 이를 파쇄처리하기 위한 별도의 설비가 필요하게 된다.
또한, 슬러지로부터 분리된 수분에도 미세한 입자성 물질들이 포함되어 있을수 있는데, 입자성 물질로 인하여 반응기의 수분 배출구 부분이나, 수분이 유동하느 라인이 폐색되는 현상이 발생할 수도 있다.
이에, 본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초임계 이산화탄소를 이용하여 슬러지의 탈수를 효과적으로 행할 수 있으며, 설치면적을 최소화함은 물론, 수분 탈수 후의 슬러지 고형물을 시스템 내에서 소모 가능하도록 하여 외부로의 배출을 최소화 하는 시스템을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 슬러지 및 초임계 이산화탄소가 투입되어, 투입된 슬러지의 탈수가 이루어지는 탈수장치; 상기 탈수장치에 슬러지를 공급하는 슬러지 공급부; 상기 탈수장치에 초임계 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부; 상기 탈수장치에서 슬러지가 탈수된 고형물이 투입되어 연소되며, 연소된 열로 열매체를 가열하여 상기 탈수장치로 공급하는 보일러; 및 상기 탈수장치에서 배출되는 유체를 수분과 이산화탄소로 분리하며, 분리된 이산화탄소를 상기 이산화탄소 공급부로 공급하는 기액 분리부;를 포함하며, 상기 이산화탄소 공급부는 상기 기액 분리부로부터 투입된 이산화탄소를 상기 탈수장치에 다시 공급하는 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템을 제공한다.
상기 탈수장치는, 제1탈수장치 및 상기 제1탈수장치와 연결되는 제2탈수장치를 포함하며, 상기 이산화탄소 공급부는 상기 제1탈수장치로 초임계 이산화탄소를 공급하며, 상기 제1탈수장치에서 배출되는 초임계 이산화탄소를 포함하는 유체가 상기 제2탈수장치로 투입되고, 상기 제2탈수장치에서 배출되는 유체가 기액 분리부로 투입되어, 수분과 이산화탄소로 분리되어 상기 이산화탄소 공급부로 공급되는 것이 바람직하다.
상기 탈수장치는, 상하 길이방향으로 위치하며, 내부에 소정 공간이 마련된 기둥형태로서, 상부 일측에 위치하는 슬러지 투입부 및 하부 일측에 위치하는 고형물 배출부를 구비하는 반응조; 상기 반응조 상부에 위치하며, 상기 반응조 내부로 초임계 이산화탄소가 투입되도록 하는 이산화탄소 투입부; 상기 반응조 외부를 둘러싸도록 위치하며, 일측으로 열매체가 주입되어 타측으로 배출되는 항온부; 상기 반응조 내 상부에 위치하는 교반부; 상기 반응조 내 하부에서 상기 교반부 하부에 위치하는 수분 분리부; 상기 반응조 하부에 위치하며, 상기 반응조 내로 투입된 슬러지에서 제거된 수분 및 투입된 초임계 이산화탄소가 배출되는 유체 배출부; 및 상기 교반부 및 수분 분리부를 회전시키는 구동부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 교반부는, 상기 구동부와 연결되는 회전축; 상기 회전축의 둘레측과 이격되어 상기 회전축을 나선 형태로 둘러싸는 교반날개; 및 상기 교반날개와 상기 회전축을 연결하는 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 교반부는, 상기 구동부의 회전에 의해 회전하는 회전축; 상기 회전축의 둘레측과 이격되어 나선형태로 둘러싸는 외측날개; 상기 외측날개와 상기 회전축 사이에 위치하며, 상기 외측날개의 나선방향과 교차하는 나선형태로 상기 회전축의 둘레측을 둘러싸는 내측날개; 및 상기 외측날개와 상기 회전축 및 상기 내측날개와 상기 회전축을 각각 연결하는 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 수분 분리부는 상기 구동부의 회전에 의해 회전하는 회전축; 및 상기 회전축의 둘레측으로부터 외측을 향하여 나선형태로 연장되는 분리날개;를 포함하며, 상기 분리날개에는 다수의 통공이 형성된 것이 바람직하다.
상기 수분 분리부가 일측으로 회전함에 따라 상기 반응조 하부의 슬러지가 상기 분리날개를 따라 상기 교반부로 이송되며, 상기 수분 분리부가 반대측으로 회전함에 따라 상기 반응조 내부의 수분이 분리된 슬러지 고형물이 상기 분리날개를 따라 상기 고형물 배출부로 배출되는 것이 바람직하다.
상기 유체 토출부 측에 위치하는 필터부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 반응조 내의 슬러지의 탈수 전의 무게 및 탈수 후의 무게를 측정하는 무게 측정부; 및 상기 반응조로 투입되는 초임계 이산화탄소, 열매체 및 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 무게 측정부에서 측정되는 무게에 따라 상기 반응조 내로 투입된 슬러지의 탈수율을 산출하고, 산출된 탈수율이 기설정된 탈수율 미만이면 상기 반응조로 초임계 이산화탄소를 재투입 하고, 상기 항온부로 열매체를 재투입하며, 상기 구동부를 재동작시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
1) 먼저, 초임계 이산화탄소를 이용하여 슬러지의 탈수를 행함으로써, 슬러지와 혼합된 수분은 물론, 슬러지의 유기성 물질 내에 함유된 수분을 배출시켜 탈수가 가능하다.
2) 수분이 제거된 슬러지 고형물을 보일러로 공급하여 열매체를 가열하는 데에 사용함으로써, 사용되는 연료를 줄일 수 있음은 물론, 슬러지 고형물을 배출시키지 않는 시스템을 구현할 수 있다.
3) 다수의 탈수장치를 구비하고 초임계 이산화탄소를 재사용함으로써, 슬러지 처리량을 늘리면서도 이산화탄소의 공급량을 적절하게 유지할 수 있다.
4) 탈수장치의 반응조를 수직으로 배치함으로써, 시공 및 설치면적을 최소화 할 수 있다.
5) 탈수장치의 교반부의 구조를 통하여 슬러지와 초임계 이산화탄소를 반응조 내부에서 상하로 반복 이동시키면서 교반이 가능하여, 탈수 효율을 더욱 높일 수 있다.
6) 탈수장치의 교반부의 다른 구조를 통하여, 교반시 슬러지를 파쇄하면서 교반이 가능한다.
7) 탈수장치의 수분 분리부에 다수의 통공을 형성하여, 슬러지로부터 분리되는 수분만을 바로 배출할 수 있어 유체 배출부의 막힘 현상을 방지할 수 있다.
8) 유체 배출시 필터부를 통하여 바로 여과하여 배출함으로써, 유체에 포함된 미세한 입자의 처리를 위한 별도의 공정이 필요 없다.
9) 설정된 탈수율에 도달할 때까지 탈수 공정을 자동으로 수행 하도록 함으로써, 탈수율이 낮은 고형물이 배출됨에 따른 문제를 해결할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템의 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템의 구성인 탈수장치의 개략도이다.
도 3은, 탈수장치의 교반부의 일 실시예이다.
도 4는, 탈수장치의 교반부의 다른 실시예이다.
도 5는, 탈수장치의 수분 분리부의 측면도이다.
도 6은, 탈수장치의 필터부의 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템의 구성인 탈수장치의 개략도이다.
도 3은, 탈수장치의 교반부의 일 실시예이다.
도 4는, 탈수장치의 교반부의 다른 실시예이다.
도 5는, 탈수장치의 수분 분리부의 측면도이다.
도 6은, 탈수장치의 필터부의 평면도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템을 상세히 설명한다.
본 명세서에서, '슬러지'란 일반적으로 하수 처리 공정이나 음식물 쓰레기 처리 공정에서 발생하는 찌꺼기로서, 수분이 혼합된 고형물로 이루어지며, 고형물의 40%~90%가 유기성 물질로 구성되어 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 수분을 포함한 유기성 폐기물과 같은 넓은 의미로 해석되어야 한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템은, 슬러지 공급부(10), 이산화탄소 공급부(20), 탈수장치(100), 보일러(30), 기액 분리부(40) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
슬러지 공급부(10)는 탈수 대상이 되는 슬러지를 공급하는 구성이다.
슬러지 공급부(10)의 후단에는 탈수장치(100)가 연결되며, 슬러지 공급부(10)에서 공급되는 슬러지가 탈수장치(100)로 투입된다.
슬러지 공급부(10)로부터 탈수장치(100)로의 슬러지 투입은, 슬러지 공급부(10)와 탈수장치(100) 사이에 설치되는 슬러지 펌프(P1)에 의해 이루어질 수 있다.
슬러지 공급부(10)는 상기한 바와 같이 하수 처리 및 음식물 처리 공정에서 발생하는 슬러지가 저장되는 저장조 등으로 구성될 수 있다.
이산화탄소 공급부(20)는 탈수장치(100)와 연결되며, 초임계 상태의 이산화탄소를 탈수장치(100)로 공급한다.
초임계 이산화탄소는 초임계 유체(supercritical fluid) 중 하나로서, 초임계 유체는 임계온도 및 임계압력 이상에서 존재하는 물질의 상태로 기체와 액체의 특성을 갖는 유체이다.
이산화탄소 공급부(20)와 탈수장치(100) 사이에는, 이산화탄소 공급부(20)로부터 탈수장치(100)로 공급되는 이산화탄소를 초임계 상태로 공급하기 위한 조절장치(21)가 구비된다.
이산화탄소 공급부(20)로부터 탈수장치(100)로 공급되는 이산화탄소는 조절장치(21)를 통하여 가온 및 가온되어 초임계 상태로 공급된다.
보일러(30)는 탈수장치(100)와 연결되어, 탈수장치(100)에 열매체를 공급한다. 보일러(30)는 투입되는 연료를 연소시켜 발생되는 열을 이용하여 열매체를 가열하여 탈수장치(100)로 공급한다.
열매체는 한정되지 않으며, 보일러(30)에 의해 가온된 물, 스팀, 또는 열매유 등이 사용될 수 있다.
보일러(30)와 탈수장치(100) 사이에는 보일러(30)로부터 열매체를 탈수장치(100)에 공급하기 위한 열매체 펌프(P2)가 구비된다.
탈수장치(100)로 공급되는 열매체는 탈수장치(100)와의 열교환 후 토출되며. 토출되는 열매체는 다시 보일러(30)로 공급되어 다시 적절한 온도로 가온되어 탈수장치(100)로 다시 공급될 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하여 탈수장치(100)의 구성을 상세히 설명한다.
탈수장치(100)는 슬러지 및 초임계 이산화탄소가 투입되어, 투입된 슬러지의 탈수가 이루어진다.
반응조(110)는 투입되는 슬러지가 수용될 수 있도록, 내부에 소정 공간이 마련된다.
반응조(110)는 원기둥 형태로서 그 길이방향이 상하를 따라 배치된다. 즉, 원기중의 중심축이 바닥면과 수직을 이루도록 배치된다.
이와 같이, 기둥형태의 반응조(110)가 수직으로 위치함으로써 탈수장치(100)의 설치면적을 최소화 할 수 있다.
반응조(110)의 하부에는 반응조(110)를 지지하는 프레임(170)이 설치될 수 있다.
반응조(110)의 상부 일측에는 슬러지 투입부(111)가 위치하며, 슬러지 투입부(111)는 슬러지 공급부(10)와 연결되어, 슬러지 공급부(10)로부터 투입되는 슬러지가 슬러지 투입부(111)를 통하여 반응조(110) 내부로 투입된다.
반응조(110) 상부에는 이산화탄소 투입부(113)가 위치하며, 이를 통하여 초임계 상태의 이산화탄소가 반응조(110) 내부로 투입된다.
반응조(110)의 하부에는 투입된 슬러지에서 수분이 제거된 고형물이 배출되는 고형물 배출부(112)가 위치한다.
유체 배출부(150)는 반응조(110) 하부에 위치하며, 반응조(110) 내로 투입된 슬러지에서 제거된 수분 및 투입된 초임계 이산화탄소가 함께 배출된다.
즉, 초임계 이산화탄소는 반응조(110) 상부의 이산화탄소 투입부(113)로 투입되어 반응조(110) 하부의 유체 배출부(150)를 통하여 배출된다. 이로써, 반응조(110) 내에서 초임계 이산화탄소와 슬러지로부터 제거된 수분의 분리가 용이하게 되며 상세히는 후술한다.
항온부(120)는 반응조(110)의 온도를 적절히 유지하도록 하는 구성으로서, 항온부(120)는 반응조(110)의 외부를 둘러싸도록 위치한다.
항온부(120)는 반응조(110) 외부에 재킷형태로 구비될 수 있으며, 구체적으로 반응조(110)의 외벽에 접하여 감기도록 설치되는 튜브 형태로 구성될 수 있다.
항온부(120)의 일측으로는 열매체 주입부(121)가 위치하며 타측에는 열매체 토출부(122)가 위치한다.
상기 보일러(30)로부터 열매체가 열매체 펌프(P2)에 의해 열매체 주입부(121)로 주입되어 항온부(120) 전체에 걸쳐 유동하여 열매체 토출부(122)로 토출되며, 항온부(120) 내를 유동하는 열매체와 반응조(110)와의 열교환에 의해 반응조(110)의 온도가 적절하게 유지된다.
토출되는 열매체는 보일러(30)로 공급되어, 보일러(30)에서 다시 적절한 온도로 가온되어 항온부(120)로 다시 공급될 수 있다.
교반부(130, 130')는 반응조(110) 내부로 투입된 슬러지와 초임계 이산화탄소를 교반하는 구성이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 교반부(130, 130')의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3을 참조하여 교반부(130)의 제1실시예를 상세히 설명한다. 교반부(130)는 반응조(110) 내부에서 회전 가능하도록 구성되며, 회전축(131), 교반날개(132) 및 연결부(134)를 포함한다.
회전축(131)은 반응조(110) 상부에 위치한 구동부(160)와 연결된다.
구동부(160)가 동작함으로써 회전축(131)의 회전이 이루어진다.
교반날개(132)는 회전축(131) 외측에 위치한다. 교반날개(132)는 회전축(131)의 둘레측, 즉 외주면과 이격되어 나선형으로 회전축(131)의 둘레를 감싸도록 위치한다.
연결부(134)는 교반날개(132)와 회전축(131) 사이에 다수개 위치하며, 교반날개(132)와 회전축(131) 사이를 연결한다. 구체적으로 연결부(134)는 세장형의 핀 형태를 이루며 핀의 일측과 타측이 회전축(131)과 교반날개(132)에 연결되며, 교반날개(132)와 회전축(131) 사이에 일정간격의 공간이 형성된다.
다음, 도 4를 참조하여 교반부(130')의 제2실시예를 상세히 설명한다. 아하의 설명에서는 상기 제1실시예에 따른 교반부(130)와의 차이점을 중심으로 설명하며, 대응되는 구성에는 동일한 도면부호를 붙이고 그 설명을 간략히 하거나 생략할 수 있다.
제2실시예에 따른 교반부(130')는 교반날개(132)가 복수로 위치한다.
외측날개(132)는 회전축(131)의 둘레측과 이격되어 나선형태로 둘러싸도록 위치한다.
내측날개(133)는 외측날개(132)와 상기 회전축(131) 사이에 위치하며, 외측날개(132)의 나선방향과 교차하는 나선형태로 회전축(131)의 둘레측을 둘러싸도록 위치한다.
연결부(134)는 외측날개(132)와 회전축(131)을 연결하고 또한, 내측날개(133)와 회전축(131)을 연결한다.
수분 분리부(140)는 반응조(110) 내에서 하단부, 즉, 교반부(130, 130')의 하부에 위치한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 수분 분리부(140)는 회전축(131), 분리날개(142) 및 통공(143)을 포함한다.
회전축(131)은 구동부(160)의 동작에 의해 회전하도록 위치한다. 구체적으로 상기 교반부(130, 130')의 회전축(131)이 연장되는 형태로 구성된다.
분리날개(142)는 회전축(131)의 외주면으로부터 외측을 향하여 나선형태로 연장된다. 수분 분리부(140)의 분리날개(142)는 교반부(130, 130')와는 달리 회전축(131)과 분리날개(142) 사이에 공간이 형성되지 않고, 회전축(131)의 외주면으로부터 나선형의 판 형태로 연장되어 위치한다.
통공(143)은 분리날개(142)에 다수개가 타공되어 형성된다. 슬러지에서 분리된 수분이 분리날개(142)에 형성된 통공(143)을 통하여 반응조(110) 하부로 이동한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 필터부(180)는 다수의 여과공(181)이 형성되며, 반응조(110) 하부의 유체 배출부(150)에 설치되어, 슬러지에서 분리되어 배출되는 수분 및 이산화탄소가 유체 배출부(150)를 통하여 배출될 때 여과되어 배출되도록 한다.
무게 측정부(190)는 반응조(110) 내로 투입된 슬러지의 무게를 측정한다. 무게 측정부(190)의 구성은, 반응조(110)를 지지하는 프레임(170) 하부에 설치되어 반응조(110)의 무게를 직접 측정하는 저울(191) 등의 구성일 수 있고, 또는, 프레임(170) 측면에 설치되어 반응조(110)의 무게 증가에 따른 프레임(170)의 미세한 변형을 측정하는 로드셀(192)로 구성될 수 있다.
기액 분리부(40)는 탈수장치(100)에서 배출되는 유체를 수분과 이산화탄소로 분리한다. 즉, 기액 분리부(40)는 탈수장치(100)의 유체 배출부(150)와 연결되어, 유체 배출부(150)로부터 배출되는 유체를 수분과 이산화탄소로 분리하고, 분리된 이산화탄소를 이산화탄소 공급부(20)로 공급한다.
이산화탄소 공급부(20)는 기액 분리부(40)로부터 공급된 이산화탄소를 탈수장치(100)에 다시 공급한다.
이로써, 이산화탄소의 사용량을 줄일 수 있다.
제어부(미도시)는 상기한 슬러지 펌프(P1), 조절장치(21), 열매체 펌프(P2), 및 구동부(160)의 동작을 제어하며, 또한, 무게 측정부(190)에서 측정되는 무게에 따른 슬러지의 탈수율에 따라 슬러지 펌프(P1), 조절장치(21), 열매체 펌프(P2), 및 구동부(160)의 동작을 제어한다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 탈수장치(100, 100', 100')는 복수개가 연결되어 구비될 수 있다.
제1탈수장치(100), 제2탈수장치(100'),...제N탈수장치(100")와 같이, 복수의 탈수장치(100, 100', 100')가 직렬로 연결되어 위치한다.
각각의 탈수장치(100, 100', 100')의 구성은 동일하며, 구체적으로, 제1탈수장치(100), 제2탈수장치(100')의 두개의 탈수장치(100)가 구비되는 경우를 예를 들어 설명하면, 슬러지 공급장치 및 보일러(30)는 각각의 탈수장치(100, 100')와 연결되어, 슬러지 및 열매체를 각각의 탈수장치(100, 100')에 공급되도록 한다.
이산화탄소 공급부(20)는 제1탈수장치(100)에 연결되어, 제1탈수장치(100)에 이산화탄소를 공급한다.
그리고, 제1탈수장치(100)의 유체 배출부(150)가 제2탈수장치(100')의 이산화탄소 공급부(20)에 연결되고, 제2탈수장치(100')의 유체 배출부(150)가 기액 분리부(40)와 연결된다.
다음, 도 1 내지 도 6을 다시 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 탈수장치(100)의 동작을 상세히 설명한다.
제어부는 슬러지 펌프(P1)를 동작시켜, 슬러지 공급부(10)의 슬러지가 슬러지 투입부(111)를 통하여 탈수장치(100)의 반응조(110) 내부로 투입되도록 한다.
슬러지가 반응조(110) 내부로 투입되면, 무게 측정부(190)에 의해 측정된 반응조(110) 내의 슬러지의 무게가 기록된다.
제어부는 조절장치(21)를 동작시켜, 이산화탄소 공급부(20)의 이산화탄소가 초임계 상태로 이산화탄소 투입부(113)를 통하여 반응조(110)로 투입되도록 한다.
조절장치(20)에 의해 반응조(110) 내부의 운전압력은 75~120bar로 유지된다.
초임계 이산화탄소는 그 상태의 특성상 액체로서의 용해 특성 및 기체로서의 투과 특성을 모두 갖고 있다.
초임계 이산화탄소의 용해력에 의해 슬러지에 혼합되어 있는 수분이 초임계 이산화탄소에 용해된다.
또한, 초임계 이산화탄소는 그 투과 특성에 의해 슬러지에 포함된 유기성 물질(미생물 또는 섬유질) 내부로도 침투하는데, 반응조(110) 내부의 압력이 최초 압력보다 감압되면 초임계 이산화탄소는 기체 상태의 이산화탄소로 변환된다.
이 때, 초임계 이산화탄소가 슬러지의 유기성 물질 내부에 침투한 상태에서 기체의 팽창에 의해 미생물 및 섬유질이 파괴되며, 이로써, 유기성 물질 내부에 함유된 수분이 외부로 배출된다.
이와 같이, 높은 압력의 초임계 이산화탄소를 미생물 또는 섬유질 내부로 침투되고 기체 상태의 이산화탄소로 변환, 팽창시킴으로써 미생물 및 섬유질을 파괴하고, 미생물 및 섬유질이 함유하고 있는 수분을 미생물 또는 섬유질 외부로 배출시킬 수 있다.
즉, 초임계 이산화탄소를 이용하여, 슬러지와 혼합된 수분은 물론 슬러지의 유기성 물질 내부에 함유된 수분까지 분리할 수 있다.
한편, 제어부는 열매체 펌프(P2)를 동작시켜 보일러(30)의 열매체가 항온부(120)의 열매체 주입부(121)를 통하여 투입되도록 하고, 투입되는 열매체는 항온부(120) 내를 유동하면서 반응조(110)와의 열교환에 의해 반응조(110)의 온도가 적절하게 유지되도록 하면서 열매체 토출부(122)를 통하여 토출되어 보일러(30)로 이동하며, 이로써 열매체의 순환이 이루어진다.
상기와 같이 항온부(120)에 의해 반응조(110)의 운전온도는 80~250℃로 유지된다.
제어부는 구동부(160)를 동작시켜, 구동부(160)와 연결된 교반부(130, 130')와 수분 분리부(140)의 회전축(131)을 일방향으로 회전하도록 한다.
반응조(110) 내로 투입된 슬러지 및 초임계 이산화탄소의 혼합물은 회전축(131)의 일측으로의 회전에 의해 분리날개(142)를 따라 상부의 교반부(130, 130')로 이송되며, 이 과정에서 슬러지보부터 분리된 수분은 통공(143)을 통하여 반응조(110) 하부로 이동한다.
교반부(130, 130')로 이송된 슬러지는 제1실시예에 따른 교반부(130)의 경우, 교반부(130)의 일측으로의 회전에 의해 교반날개(132)를 따라 반응조(110) 상부로 이동하게 되고, 반응조(110) 상부에 도달한 슬러지는 교반날개(132)와 회전축(131) 사이의 공간을 통하여 반응조(110) 아래로 하강하고, 하강한 슬러지는 상기 과정을 반복하면서 반응조(110) 내로 투입된 초임계 이산화탄소와 교반되면서 슬러지의 탈수가 이루어진다.
한편, 제2실시예에 따른 교반부(130')의 경우, 교반부(130')의 일측으로의 회전에 의해 외측날개(132)를 따라 반응조(110) 상부로 이동하게 되고, 반응조(110) 상부에 도달한 슬러지는 외측날개(132)와 회전축(131) 사이에 위치한 내측날개(133)를 통하여 반응조(110) 아래로 하강하면서 파쇄도 이루어지게 되며, 하강한 슬러지는 다시 상기 과정을 반복하면서 반응조(110) 내로 투입된 초임계 이산화탄소와 교반되면서 슬러지의 탈수가 이루어진다.
슬러지에서 분리되어 배출되는 수분 및 이산화탄소는 수분 분리부(140)의 분리날개(142)에 형성된 통공(143)을 통하여 반응조(110) 하단으로 이동하여, 유체 배출부(150)를 통하여 배출되며, 이때, 필터부(180)에 의해 여과되어 배출된다.
상기한 운전 압력 및 온도에서 수분의 밀도는 974.93~1,075.2kg/m3이고, CO2 밀도는 85.9~160.3 kg/m3 이며, 수분의 분리는 수분과 이산화탄소의 밀도차로 발생하며, 본 실시예와 같이 이산화탄소의 투입은 반응조의 상단에서, 배출은 반응조의 하단에서 이루어짐으로써 장치 효율을 높일 수 있다.
일정 시간 이후, 상기 과정에 의해 슬러지의 수분 탈수가 종료된 후, 제어부는 무게 측정부(190)에 의해 측정되는 반응조(110) 내 슬러지 고형물의 무게를 기록하고, 수분 탈수 이전에 기록된 슬러지 무게와 슬러지 고형물의 무게를 이용하여 탈수율을 산출한다.
산출된 탈수율이 기설정된 탈수율 이상인 경우, 제어부는 구동부(160)를 반대방향으로 회전시킨다.
회전축(131)이 반대로 회전함에 따라 수분이 분리된 슬러지 고형물은 분리날개(142)를 타고 반응조(110) 하단부로 이동하여 고형물 배출부(112)를 통하여 배출된다.
제어부는 산출된 탈수율이 기설정된 탈수율 미만이면, 상기 탈수과정을 일정 시간 다시 수행되도록 한다. 즉, 조절장치(21)를 제어하여 반응조(110)로 초임계 이산화탄소를 재투입 하고, 열매체 펌프(P2)를 동작시켜 항온부(120)로 열매체를 재투입하며, 구동부(160)를 다시 동작시키며, 일정 시간 이후 재탈수 과정이 종료되면, 탈수율을 재산출하여 산출된 탈수율이 기설정된 탈수율 미만이 될 때까지 재탈수 과정을 반복한다.
설정된 탈수율에 도달할 때까지 탈수 공정을 자동으로 수행 하도록 함으로써, 탈수율이 낮은 고형물이 배출됨에 따른 문제를 해결할 수 있다.
고형물 배출부(112)를 통하여 배출되는 슬러지 고형물은 보일러(30)로 공급되어 연료로서 사용된다.
이와 같이, 탈수장치(100)로부터 수분이 제거되어 배출되는 슬러지 고형물을 보일러(30)로 공급하여 연소시켜 열매체를 가열하는데 사용함으로써, 사용되는 연료를 줄일 수 있음은 물론, 슬러지 고형물을 배출시키지 않는 시스템을 구현할 수 있다.
한편, 유체 배출부(150)를 통하여 배출되는 유체는 기액 분리부(40)로 투입된다. 기액 분리부(40)는 탈수장치(100)에서 배출되는 유체를 수분과 이산화탄소로 분리한다. 즉, 기액 분리부(40)는 탈수장치(100)의 유체 배출부(150)와 연결되어, 유체 배출부(150)로부터 배출되는 유체를 수분과 이산화탄소로 분리하고, 분리된 수분(응축액)은 외부로 배출하고, 분리된 이산화탄소를 이산화탄소 공급부(20)로 공급한다.
이산화탄소 공급부(20)는 기액 분리부(40)로부터 공급된 이산화탄소를 탈수장치(100)에 다시 공급함으로써, 이산화탄소의 사용량을 줄일 수 있다.
또한, 제1탈수장치(100), 제2탈수장치(100')의 두개의 탈수장치(100)가 구비되는 경우를 예를 들어 설명하면, 슬러지 공급부(10)에서 각각의 탈수장치(100)의 반응조(110)로 슬러지가 공급되며, 보일러(30)에서 열매체가 각각의 탈수장치(100)로 공급된다.
이산화탄소 공급부(20)는 제1탈수장치(100)의 이산화탄소 투입부로 초임계 이산화탄소를 공급하며, 제1탈수장치(100)에서 배출되는 초임계 이산화탄소를 포함하는 유체가 제2탈수장치(100')로 투입되고, 제2탈수장치(100')에서 배출되는 유체가 기액 분리부(40)로 투입되고, 투입된 유체는 기액 분리부(40)에서 수분과 이산화탄소로 분리되어, 분리된 이산화탄소를 이산화탄소 공급장치를 통하여 탈수장치(100)에 다시 공급하게 된다.
초임계 이산화탄소가 제1탈수장치(100)에서 제2탈수장치(100')로 순차적으로 주입되는 사용됨으로써, 이산화탄소의 온도를 유지하고, 잔류압력을 이용하여 반응조건까지 압력상승을 하는 조절장치(21)의 가동 에너지를 절감해주는 에너지 절감 측면이 있습니다.
각 탈수장치(100)에서 배출되는 슬러지 고형물은 보일러(30)로 투입되어 연소됨으로써 열매체를 가열하게 된다.
이와 같이 복수의 탈수장치가 이산화탄소를 순차적으로 사용함으로써 반응에 필요한 에너지를 절감하는 특징과 건조된 유기성 슬러지를 연료로 재활용하여 시스템 외부로 배출하지 않는 무배출 시스템의 구현이 가능한다.
본 발명에 따른 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
1) 먼저, 초임계 이산화탄소를 이용하여 슬러지의 탈수를 행함으로써, 슬러지와 혼합된 수분은 물론, 슬러지의 유기성 물질 내에 함유된 수분을 배출시켜 탈수가 가능하다.
2) 수분이 제거된 슬러지 고형물을 보일러로 공급하여 열매체를 가열하는 데에 사용함으로써, 사용되는 연료를 줄일 수 있음은 물론, 슬러지 고형물을 배출시키지 않는 시스템을 구현할 수 있다.
3) 다수의 탈수장치를 구비하고 초임계 이산화탄소를 재사용함으로써, 슬러지 처리량을 늘리면서도 이산화탄소의 공급량을 적절하게 유지할 수 있다.
4) 탈수장치의 반응조를 수직으로 배치함으로써, 시공 및 설치면적을 최소화 할 수 있다.
5) 탈수장치의 교반부의 구조를 통하여 슬러지와 초임계 이산화탄소를 반응조 내부에서 상하로 반복 이동시키면서 교반이 가능하여, 탈수 효율을 더욱 높일 수 있다.
6) 탈수장치의 교반부의 다른 구조를 통하여, 교반시 슬러지를 파쇄하면서 교반이 가능한다.
7) 탈수장치의 수분 분리부에 다수의 통공을 형성하여, 슬러지로부터 분리되는 수분만을 바로 배출할 수 있어 유체 배출부의 막힘 현상을 방지할 수 있다.
8) 유체 배출시 필터부를 통하여 바로 여과하여 배출함으로써, 유체에 포함된 미세한 입자의 처리를 위한 별도의 공정이 필요 없다.
9) 설정된 탈수율에 도달할 때까지 탈수 공정을 자동으로 수행 하도록 함으로써, 탈수율이 낮은 고형물이 배출됨에 따른 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10: 슬러지 공급부
20: 이산화탄소 공급부
30: 보일러
40: 기액 분리부
100, 100', 100"; 복수의 탈수장치
20: 이산화탄소 공급부
30: 보일러
40: 기액 분리부
100, 100', 100"; 복수의 탈수장치
Claims (9)
- 슬러지 및 초임계 이산화탄소가 투입되어, 투입된 슬러지의 탈수가 이루어지는 탈수장치;
상기 탈수장치에 슬러지를 공급하는 슬러지 공급부(10);
상기 탈수장치에 초임계 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부(20);
상기 탈수장치에서 슬러지가 탈수된 고형물이 투입되어 연소되며, 연소된 열로 열매체를 가열하여 상기 탈수장치로 공급하는 보일러(30);
상기 탈수장치에서 배출되는 유체를 수분과 이산화탄소로 분리하며, 분리된 이산화탄소를 상기 이산화탄소 공급부(20)로 공급하는 기액 분리부(40);를 포함하며,
상기 이산화탄소 공급부(20)는 상기 기액 분리부(40)로부터 투입된 이산화탄소를 상기 탈수장치(100)에 다시 공급하는,
시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 탈수장치는,
제1탈수장치(100) 및 상기 제1탈수장치(100)와 연결되는 제2탈수장치(100')를 포함하며,
상기 이산화탄소 공급부(20)는 상기 제1탈수장치(100)로 초임계 이산화탄소를 공급하며,
상기 제1탈수장치(100)에서 배출되는 초임계 이산화탄소를 포함하는 유체가 상기 제2탈수장치(100')로 투입되고,
상기 제2탈수장치(100')에서 배출되는 유체가 기액 분리부(40)로 투입되어, 수분과 이산화탄소로 분리되어 상기 이산화탄소 공급부(20)로 공급되는,
시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 탈수장치(100)는,
상하 길이방향으로 위치하며, 내부에 소정 공간이 마련된 기둥형태로서, 상부 일측에 위치하는 슬러지 투입부(111) 및 하부 일측에 위치하는 고형물 배출부(112)를 구비하는 반응조(110);
상기 반응조(110) 상부에 위치하며, 상기 반응조(110) 내부로 초임계 이산화탄소가 투입되도록 하는 이산화탄소 투입부(113);
상기 반응조(110) 외부를 둘러싸도록 위치하며, 일측으로 열매체가 주입되어 타측으로 배출되는 항온부(120);
상기 반응조(110) 내 상부에 위치하는 교반부;
상기 반응조(110) 내 하부에서 상기 교반부 하부에 위치하는 수분 분리부(140);
상기 반응조(110) 하부에 위치하며, 상기 반응조(110) 내로 투입된 슬러지에서 제거된 수분 및 투입된 초임계 이산화탄소가 배출되는 유체 배출부(150); 및
상기 교반부 및 수분 분리부(140)를 회전시키는 구동부(160);를 포함하는,
장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 교반부(130)는,
상기 구동부(160)와 연결되는 회전축(131);
상기 회전축(131)의 둘레측과 이격되어 상기 회전축(131)을 나선 형태로 둘러싸는 교반날개(132); 및
상기 교반날개(132)와 상기 회전축(131)을 연결하는 연결부(134);를 포함하는,
장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 교반부(130')는,
상기 구동부(160)의 회전에 의해 회전하는 회전축(131);
상기 회전축(131)의 둘레측과 이격되어 나선형태로 둘러싸는 외측날개(132);
상기 외측날개(132)와 상기 회전축(131) 사이에 위치하며, 상기 외측날개(132)의 나선방향과 교차하는 나선형태로 상기 회전축(131)의 둘레측을 둘러싸는 내측날개(133); 및
상기 외측날개(132)와 상기 회전축(131) 및 상기 내측날개(133)와 상기 회전축(131)을 각각 연결하는 연결부(134);를 포함하는,
장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 수분 분리부(140)는
상기 구동부(160)의 회전에 의해 회전하는 회전축(131);
상기 회전축(131)의 둘레측으로부터 외측을 향하여 나선형태로 연장되는 분리날개(142);를 포함하며,
상기 분리날개(142)에는 다수의 통공(143)이 형성된,
장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 수분 분리부(140)가 일측으로 회전함에 따라 상기 반응조(110) 하부의 슬러지가 상기 분리날개(142)를 따라 상기 교반부로 이송되며,
상기 수분 분리부(140)가 반대측으로 회전함에 따라 상기 반응조(110) 내부의 수분이 분리된 슬러지 고형물이 상기 분리날개(142)를 따라 상기 고형물 배출부(112)로 배출되는,
장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유체 배출부(150) 측에 위치하는 필터부(180)를 더 포함하는,
장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 반응조(110) 내의 슬러지의 탈수 전의 무게 및 탈수 후의 무게를 측정하는 무게 측정부(190); 및
상기 반응조(110)로 투입되는 초임계 이산화탄소, 열매체 및 상기 구동부(160)를 제어하는 제어부;를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 무게 측정부(190)에서 측정되는 무게에 따라 상기 반응조(110) 내로 투입된 슬러지의 탈수율을 산출하고, 산출된 탈수율이 기설정된 탈수율 미만이면 상기 반응조(110)로 초임계 이산화탄소를 재투입 하고, 상기 항온부(120)로 열매체를 재투입하며, 상기 구동부(160)를 재동작시키는,
장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210191472A KR102582677B1 (ko) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210191472A KR102582677B1 (ko) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230102023A true KR20230102023A (ko) | 2023-07-07 |
| KR102582677B1 KR102582677B1 (ko) | 2023-09-27 |
Family
ID=87154834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210191472A KR102582677B1 (ko) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102582677B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5176705A (en) * | 1974-12-03 | 1976-07-02 | Michelin & Cie | Sharinnokairyo |
| JPH08103643A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Tanaka Giken Kogyo Kk | ミキサー |
| JP2002058980A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-02-26 | L & L:Kk | 含水廃棄物処理装置 |
| KR20210092935A (ko) | 2020-01-17 | 2021-07-27 | 박기태 | 초임계 이산화탄소를 이용한 저온 슬러지 탈수건조 장치 및 방법 |
-
2021
- 2021-12-29 KR KR1020210191472A patent/KR102582677B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5176705A (en) * | 1974-12-03 | 1976-07-02 | Michelin & Cie | Sharinnokairyo |
| JPH08103643A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Tanaka Giken Kogyo Kk | ミキサー |
| JP2002058980A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-02-26 | L & L:Kk | 含水廃棄物処理装置 |
| KR20210092935A (ko) | 2020-01-17 | 2021-07-27 | 박기태 | 초임계 이산화탄소를 이용한 저온 슬러지 탈수건조 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102582677B1 (ko) | 2023-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8309031B2 (en) | Gas hydrate production apparatus | |
| US3870631A (en) | Apparatus and method for wet oxidation of organic matter | |
| KR100907915B1 (ko) | 친환경 완전혼합다단반응조를 이용한 유기성폐기물의 고효율 바이오 에너지화장치 | |
| JP4067487B2 (ja) | 有機物質を嫌気的に発酵する方法及び装置 | |
| US11291968B2 (en) | Reactor comprising a nozzle for cleaning fluid, a kit and a method | |
| RU2462545C2 (ru) | Емкость для обработки соломы или других легких объемных материалов и способ ее осуществления | |
| KR100972219B1 (ko) | 내부격벽과 스파징 교반기로 완전 순환기능을 갖는 혐기성 소화 장치 및 방법 | |
| KR20230102023A (ko) | 슬러지 탈수 및 고형물 무배출 시스템 | |
| KR102551826B1 (ko) | 수직형 슬러지 탈수장치 | |
| WO2012009462A2 (en) | Solid waste digestion system | |
| CA1137658A (en) | Process and apparatus for the anaerobic treatment of sewage | |
| KR101339718B1 (ko) | 다점 증기 분사방식의 반응장치 및 이를 구비한 유기성 폐기물 처리장치 | |
| KR101824609B1 (ko) | 유기성폐기물 반응장치 및 이를 구비한 유기성폐기물 소멸화 처리시스템 | |
| BR112019000894B1 (pt) | Processo de oxidação úmida para descontaminar uma suspensão de resíduos de múltiplas correntes, bem como aparelho para realizar o referido processo | |
| US20110100902A1 (en) | Mixing device, system and method for anaerobic digestion | |
| KR101721193B1 (ko) | 고농축의 재활용 폐유 분리 시스템 | |
| KR20190104849A (ko) | 바이오매스, 축산폐기물, 하수슬러지, 음식폐기물 또는 의료 폐기물을 처리할 수 있는 수열 처리 장치 | |
| JP5859713B1 (ja) | バイオマスガス化システムおよびバイオマスガス化方法 | |
| KR101340509B1 (ko) | 슬러지 연료화 장치 | |
| RU57152U1 (ru) | Установка для экстрагирования | |
| KR102345126B1 (ko) | 슬러지 처리장치 | |
| KR101755148B1 (ko) | 승강 파공분리판과 교반펌프에 의한 음식물류폐기물 혐기성소화 처리시스템 | |
| US5145582A (en) | Method for stabilizing sludge | |
| RU2566766C1 (ru) | Установка по утилизации отходов мазутного производства и мазутных нефтешламов | |
| EP3307865B1 (en) | Injector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |