KR100725842B1 - 건설폐기물 처리과정에서 발생하는 슬러지의 처리방법 및그 장치 - Google Patents

Abstract

본원은 건설폐기물의 처리과정에서 발생하는 슬러지를 토분과 배합하여 복토재로 활용하기 위한 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

따라서 본원의 건설폐기물의 파쇄 및 선별 과정에서 발생하는 오, 탁수가 침전조로 이송되어 저류되고, 침전조 저부의 농축된 슬러지를 필터프레스로 보내 탈수시켜 고형 케이크 형태의 슬러지를 배출시키게 되며, 상기 슬러지 배출물은 슬러지이송컨베아를 타고 혼합조로 이송되고, 또 다른 이송란인으로부터 토사가 토사이송컨베아를 타고 혼합조로 이송 투입되되, 토사의 이송량이 슬러지의 이송량 보다 크거나 같은 량으로 혼합조로 투입되도록 조절되며, 혼합조의 저부에는 파쇄 및 교반 믹서기가 설치되고 파쇄 및 교반 믹서기 내부에는 다수 개의 아암을 구비한 두 개의 샤프트가 내장되어 투입된 슬러지와 토사를 혼합하면서 미세하게 파쇄하여 토사분이 슬러지분보다 많이 포함되는 복토재를 제공하는 수단을 포함하여 구성되는 건설폐기물에서 발생하는 슬러지의 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

건설폐기물, 슬러지, 복토재, 슬러지이송컨베아, 토사이송컨베아.

Description

건설폐기물 처리과정에서 발생하는 슬러지의 처리방법 및 그 장치{sludge treatment method and the apparatus in recycling of construction waste}

도 1은 본원발명을 바람직한 일 실시 예로 구성한 단면도.

도 2는 주요 구성요소들을 도시한 내부 사시도.

도 3은 파쇄믹서의 작동원리를 나타내는 사시도.

******** 도면의 주요 부호에 대한 설명 ********

10 : 필터프레스 20 : 슬러지이송컨베아

21 : 가이드부재 22 : 회전축

25 : 중량센서 30 : 토사이송컨베아

35 : 컨트롤모터 40 : 혼합조

50 : 파쇄 및 교반 믹서기 51, 51' : 샤프트

52 : 아암 60 : 슬러지 및 토사 혼합물

70 : 프레임

본원 발명은 건설폐기물의 재활용 과정에서 발생하는 슬러지를 처리하기 위한 것으로서, 특히 건설폐기물의 파쇄, 분쇄, 선별, 분류 과정을 거쳐 순환골재로 재생산하는 과정에서 대량의 물을 사용함에 따라 발생하는 슬러지를 처리하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

건설폐기물이란 건축폐기물과 자주 혼용하여 쓰이고 있으며, 고층 빌딩 건설에 의한 도시 재개발과 고속도로·교량 공사, 아파트 등 건축물의 해체나 신축과정에서 발생하는 폐기물을 말한다.

건설폐기물의 발생 종류로는 토사, 폐벽돌 및 폐블록, 폐콘크리트, 폐아스콘, 폐목재, 폐합성수지, 철근을 포함한 폐 금속편류 등이 있다.

건설폐기물은 한번 발생하면 다량으로 발생하고 재활용 가능성이 높지만 공사 현장에서 혼합 배출되기 때문에 이물질이 많아 재활용하기가 어렵고, 또한 재활용 시 많은 이물질을 따로 선별하여 배출하여야 하는 문제점이 있다.

특히 골재의 재생산시, 6 ~ 20mm 사이의 골재와, 0.5mm ~ 6 mm 사이의 부순모래를 생산하고, 0.5mm 미만의 작은 입자들은 0.1mm 이상으로 미세모래로 분류하기도 하나 대부분 슬러지로 분류되어 침전과정을 거쳐 농축한 후 상등수 청수는 세척수 용도로 재사용되고 하부로는 슬러지가 발생하게 된다.

상기 슬러지는 필터프레스로 이송되어 탈수과정을 거쳐 수분이 제거된 케이크 상태로 발생하게 되며, 이러한 슬러지는 종래에는 거의 매립하여 왔으나, 슬러지의 매립은 또 다른 제2차 오염원을 발생시키는 결과를 가져오므로 슬러지를 토분 과 혼합하여 복토재로 이용되기도 하는데, 상기 필터프레스에서 케이크 상태로 제공되는 슬러지를 토사와 혼합하는 과정에 어려운 문제점이 있었다.

특히, 무게가 많이 나가고 부피가 큰 슬러지를 토사와 혼합하기 위해서는 포크레인 등을 이용하여 토사와 함께 휘저어 주는 원시적인 방법을 이용하였는바, 슬러지와 토사가 잘 섞이지 못하고 덩어리 채 붙어 있게 되어 복토재로 재사용하기에부적합한 문제점을 갖고 있었다.

이에 본원에서는, 필터프레스를 이용하여 슬러지로부터 수분을 제거하고, 슬러지를 케익 상태로 만들어 토분과 적정비율로 혼합이 이루어지도록 하여 파쇄 및 교반 믹서기에 넣어 줌으로써, 슬러지가 토분과 함께 교반 및 파쇄되면서 자연스럽게 혼합될 수 있도록 하고, 특히 슬러지와 토분의 비율을 1 ≤ 1 비율로 배합하여 파쇄 및 교반 믹서기에 넣어 줌으로써 복토재로 재활용할 수 있는 슬러지 처리방법 및 그 장치를 제공하고자 하는 목적을 가진다.

이에 본원에서는 필터프레스에서 수분이 제거되어 파쇄 및 교반 믹서기로 이송하는 케익 상태의 슬러지의 양에 따라 유입되는 토사의 양을 자동 조절할 수 있는 슬러지 처리방법에 관한 기술사상이 개시된다.

본원에서 제공하는 슬러지 처리장치는, 건설폐기물의 재활용 과정에서 특히 건설폐기물의 파쇄, 분쇄, 선별, 분류 과정을 거쳐 순환골재로 재생산하는 과정에서 대량의 물을 사용함에 따라 발생하는 슬러지를 효율적으로 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.

건설폐기물의 재활용 과정에서 발생하는 슬러지는 주로 건설폐기물의 파쇄, 분쇄, 선별, 입도 크기별 분류과정 등에서 대량의 물을 사용함에 따라 발생하게 되는바, 건설폐기물의 재활용 과정에서 발생하는 오, 탁수는 먼저 침전조로 이송되어 상등수는 건설폐기물의 재활용 가공공정에서 다시 세척수 등으로 재활용되고 비중을 갖고 바닥에 가라않은 토분이나 미세 골재성분이 슬러지를 형성하게 되며, 슬러지분은 농축된 후 필터프레스로 보내져 탈수과정을 갖게 된다.

따라서 본원에서 제공되는 슬러지 처리공정의 개략을 살펴보면, 농축된 슬러지물을 필터프레스로 보내 탈수시켜 수분을 제거하는 단계와; 상기 필터프레스의 하단에서는 수분이 제거되어 고형 케이크 형태로 제공되는 슬러지를 배출하여 이송시키는 단계와; 상기 슬러지 이송란인으로부터는 슬러지가 투입되고 토사이송라인으로부터는 토사가 투입되되, 토사의 이송량이 슬러지의 이송량 보다 크거나 같은 량으로 혼합조에 투입되도록 조절되는 단계;

상기 혼합조의 하부에는 파쇄 및 교반 믹서기가 설치되어 슬러지와 토사를 혼합하면서 미세하게 파쇄하여 슬러지와 모래의 배합비율이 1 ≤ 1 조건으로 배출하는 단계를 포함하는 기술구성을 갖는다.

상기 슬러지 처리공정에 이용되는 장치의 개략을 살펴보면, 필터프레스는 기존에 사용하는 탈수식 필터프레스이면 어떤 것이든 사용할 수 있으며, 탈수공정에 서 발생된 수분은 다시 오, 탁수를 수용하는 침전조로 이송되어 다시 상등의 청수는 건설폐기물 공정에 세척 등으로 사용되어 지고 탈수된 고형 케이크 형태의 슬러지는 슬러지이송컨베아로 떨어지도록 구성된다.

슬러지이송큰베아는 상기 필터프레스의 하단부에 설치되며, 필터프레스의 탈수시 물이 슬러지이송컨베아로 떨어지지 않도록 가이드부재를 구비할 수 있으며, 슬러지가 떨어질 때에는 가이드부재가 펼쳐짐으로써 슬러지가 슬러지이송컨베아 일측부로 떨어질 수 있도록 안내하는 안내슈트 기능을 수행하도록 마련될 수도 있다.

즉, 필터프레스가 농축된 슬러지를 압착하여 물을 제거하는 단계에서는 가이드부재가 슬러지이송컨베아 상단부를 덮어 물이 이송컨베아 위로 떨어지는 것을 방지하고, 필터프레스의 압착이 끝나고 탈수된 슬러지를 떨어트릴 때에는 가이드부재가 슬러지이송컨베아의 상단 양측으로 갈라져 슬러지가 슬러지 이송컨베아 외부로 빠져나오는 것을 방지하게 되며, 이때에만 슬러지이송컨베아가 동작하는 것도 가능하다.

상기 혼합조는 슬러지이송콘베어의 이동방향 끝 부분에 설치되어 슬러지이송 컨베아를 통해 이송되는 슬러지가 혼합조로 투입될 수 있도록 하며, 외부에서 공급되는 토사를 이송하는 토사이송용 스크류가 혼합조 상단에 설치되어 슬러지와 함께 토사를 혼합조로 투입하게 한다.

이때, 상기 토사이송콘베어는 슬러지이송콘베어의 동작에 따라 같이 동작할 수 있도록 하여 슬러지이송컨베아가 동작하지 않을 시에는 토사이송컨베아도 동작하지 않고 슬러지이송컨베아가 동작할 때에는 토사이송컨베아도 같이 동작하도록 구성되는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 슬러지이송컨베아에 중량센서를 설치하고, 토사이송컨베아에는 콘트롤모터를 설치함으로써, 상기 토사이송용 컨베아의 콘트롤모터가 슬러지이송컨베아의 중량센서로부터 피드백을 받으면서 토사의 이동속도를 조절할 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 파쇄 및 교반 믹서기는 혼합조를 통해서 일정 비율로 투입되는 슬러지와 토사를 혼합하며 미세하게 파쇄하여 주는 역할을 하며 2개의 샤프트에 설치된 아암을 회전시키는 구조를 이루게 된다.

이때 슬러지와 토사의 투입되는 양의 비율은 슬러지와 토사의 양이 같거나 또는 슬러지투입량 보다는 토사투입량이 더 많도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 본원발명을 구성한 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 겸하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본원발명을 바람직한 일 실시 예로 구성한 단면도로서, 프레임(70) 상단부에 필터프레스(10)가 설치되어 있고, 필터프레스의 하단에는 슬러지이송컨베아(20)가 설치되어 혼합조(40)에 슬러지를 이송하며, 또한 외부로부터 공급되는 토사를 혼합조(40)로 이송하는 토사이송컨베아(30)는 슬러지이송컨베아(20)의 반대 측이나 측면으로 설치되며, 혼합조(40)의 하단부에는 파쇄 및 교반 믹서기(50)가 설치되어 있는 구조의 슬러지 처리장치를 나타내고 있다.

상기 필터프레스(10)는 슬러지를 탈수시킨 후 하단의 슬러지이송컨베아(20)로 슬러지를 떨어트리고 슬러지이송컨베아(20)에서는 슬러지를 혼합조(40)로 이송 시키며 파쇄 및 교반 믹서기(50)에서는 토사이송스크류(30)에서 유입되는 토사와 혼합되면서 파쇄 및 교반되는 과정을 나타내고 있다.

상기 혼합조(40)는 슬러지이송컨베아(20)와 토사이송컨베아(40)로부터 슬러지와 토사를 투입받아 혼합하여 파쇄 및 교반 믹서기(50)로 전달하는 역할을 하며, 파쇄 및 교반 믹서기(50)와 일체형으로 구성되는 것도 바람직하다.

상기 파쇄 및 교반 믹서기(50)는 혼합조(40)로 투입되는 슬러지와 토사를 혼합하면서 미세하게 파쇄 및 섞어주는 기능을 담당하며, 자세한 구조 및 작동원리는 도 3에서 더욱 자세히 설명하기로 한다.

프레임(70)의 형태는 필터프레스(10), 슬러지이송컨베아(20), 혼합조(40), 파쇄 및 교반 믹서기(50)를 지지할 수만 있으면 어떠한 형태로든 가능하다 할 것이다.

도 2는 본원의 주요 구성요소들을 도시한 내부 사시도로서, 주요 구성요소인 필터프레스(10), 슬러지이송컨베아(20), 토사이송컨베아(30), 혼합조(40) 및 추가 구성요소인 가이드부재(21)와 중력센서(25), 컨트롤모터(35)의 구조의 작동원리를 나타내기 위한 것이다.

상기 필터프레스(10)와 슬러지이송컨베아(20)의 사이에는 회전축(22)에 의해 약 90° ~ 110° 정도로 회전하는 가이드부재(21)가 추가로 설치되어 필터프레스에서 슬러지의 탈수시에는 안쪽으로 회전하여 슬러지이송컨베아(20)의 상부를 차단 시킴으로써 슬러지이송컨베아로 물이 떨어지는 것을 막고 슬러지가 아래로 떨어질 때에는 바깥쪽으로 회전하여 슬러지이송컨베아(20)로 슬러지가 떨어질 수 있도록 구성하여 제공될 수 있다.

이때, 가이드부재(21)가 열릴 때에만 슬러지이송컨베아(20)와 토사이송컨베아(30)가 작동하고, 가이드부재(21)가 닫혀 있을 때에는 작동하지 않도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다.

또한, 상기 슬러지이송컨베아(20)에는 중력센서(25)가 추가로 설치되고 토사이송컨베아(30)에는 컨트롤모터(35)가 추가로 설치되어, 슬러지이송컨베아(20)의 중력변화를 감지하면서 혼합조(40)로 이송되는 슬러지의 양을 측정하고 상기 슬러지의 양에 맞추어서 컨트롤모터(35)에서 토사이송컨베아(30)의 이동속도를 조절하도록 함으로써 혼합 및 파쇄되는 슬러지와 토사의 무게비나 부피비를 원하는 일정 비율의 배합비로 맞춰 배출 수 있도록 제공된다.

도 3은 파쇄 및 교반 믹서기(50)의 작동원리를 도시한 사시도로서, 상기 파쇄믹서(50)는 두개의 샤프트(51, 51')에 구비된 다수 개의 아암(52)이 회전하면서 투입되는 슬러지와 토사를 혼합하고 파쇄하는 것을 나타내고 있다.

이때 혼합조(40)에서 슬러지와 토사는 두 개의 샤프트(51, 51')의 사이로 투입될 수 있도록 조절하고, 상기 샤프트(51, 51')는 도시된 회전방향으로 회전하면서 아암(52)이 슬러지와 토사를 미세하게 파쇄 및 교반 할 수 있게 한다.

이상으로, 본원발명의 바람직한 일 실시 구성 예를 첨부된 도면을 겸하여 상술하였지만, 본원발명의 기술사상은 상기 도시된 도면으로만 한정하여서는 아니 될 것이며, 건설폐기물의 파쇄 및 선별 과정에서 발생하는 오탁수를 침전조로 이송하고, 침전조 저부의 농축된 슬러지를 필터프레스로 보내 탈수시켜 케이크 형태로 제 공되는 슬러지를 배출하여 슬러지 및 토사가 혼합되는 혼합조로 이송하며, 또 다른 이송란인으로부터 토사가 혼합조로 이송 투입되되, 토사의 이송량이 슬러지의 이송량 보다 크거나 같은 량으로 혼합조로 투입되도록 조절되며, 상기 혼합조의 하단부에는 파쇄 및 교반 믹서기가 설치되어 슬러지와 토사를 혼합하면서 미세하게 파쇄하여 슬러지와 모래의 배합비율이 1 ≤ 1 조건으로 배출시켜 슬러지를 복토재로 제공하고자 하는 기술사상을 갖는 것은 본원의 기술사상에 포함된다 할 것이다.

본원에서 제공하는 슬러지 처리장치는 슬러지와 토사를 일정비율로 고루게 혼합할 수 있어 슬러지의 처리가 용이하며, 기존의 원시적인 슬러지의 처리가 아니라 기계적으로 슬러지 처리를 자동화할 수 있는 방법을 제공한다.

또한, 상기 처리된 슬러지는 단순 매립용이 아니라 복토재나 건축물의 내장재 용도 등으로 재활용할 수 있으므로 유용자원의 재 사용성을 높이면서 친환경적인 처리방법을 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 건설폐기물의 처리과정에서 발생하는 슬러지를 토분과 배합하여 복토재로 활용하기 위한 처리방법에 있어서,

   건설폐기물의 파쇄 및 선별 과정에서 발생하는 오, 탁수를 침전조로 이송하는 단계;

   침전조 저부의 농축된 슬러지를 필터프레스로 보내 탈수시켜 케이크 형태로 제공되는 슬러지를 배출하여 슬러지 및 토사가 혼합되는 혼합조로 이송하는 단계;

   또 다른 이송란인으로부터 토사가 혼합조로 이송 투입되되, 토사의 이송량이 슬러지의 이송량 보다 크거나 같은 량으로 혼합조로 투입되도록 조절되는 단계;

   상기 혼합조의 하단부에는 파쇄 및 교반 믹서기가 설치되어 슬러지와 토사를 혼합하면서 미세하게 파쇄하여 슬러지와 모래의 배합비율이 1 ≤ 1 조건으로 배출하는 단계;

   를 포함하여 제공되는 것을 특징으로 하는 건설폐기물 슬러지 처리방법.
2. 건설폐기물의 처리과정에서 발생하는 슬러지를 토분과 배합하여 복토재로 활용하기 위한 처리장치에 있어서,

   건설폐기물의 파쇄 및 선별 과정에서 발생하는 오, 탁수를 침전조로 이송하고 저류시키는 수단;

   침전조 저부의 농축된 슬러지를 필터프레스로 보내 탈수시켜 고형 케이크 형태의 슬러지를 배출하는 수단;

   상기 슬러지 배출물이 슬러지이송컨베아(20)를 타고 혼합조로 이송되고, 또 다른 이송란인으로부터 토사가 토사이송컨베아(30)를 타고 혼합조로 이송 투입되되, 토사의 이송량이 슬러지의 이송량 보다 크거나 같은 량으로 혼합조로 투입되도록 조절되는 수단;

   혼합조의 저부에는 파쇄 및 교반 믹서기(50)가 설치되고 파쇄 및 교반 믹서기(50) 내부에는 다수 개의 아암(52)을 구비한 두 개의 샤프트(51)가 내부에 설치되어 투입된 슬러지와 토사를 혼합하면서 미세하게 파쇄하는 수단;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설폐기물 슬러지 처리장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 슬러지이송컨베아(20)에는 중량센서(25)가 설치되고, 상기 토사이송컨베아(30)에는 컨트롤모터(35)가 설치되어,

   상기 중량센서(25)의 중량감지에 따라 토사이송컨베아(30)의 이동속도를 조절하면서 혼합조(40)를 통하여 파쇄 및 교반 믹서기(50)로 투입되는 슬러지와 토사의 양을 일정하게 조절하여 주는 것을 특징으로 하는 건설폐기물 슬러지 처리장치.

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