KR100925234B1 - 슬러지 건조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지 건조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분이 함유된 슬러지의 건조가 신속하게 이루어짐과 동시에 증발된 공기의 악취를 고온으로 열분해하여 제거할 수 있도록 한 슬러지 건조 장치에 관한 것으로서, 챔버의 내측에서 수분이 함유된 슬러지를 교반하고 가열하여 건조하되, 챔버 내부의 압력이 대기압보다 낮은 압력을 유지하면서 끓는점을 낮추어 기화된 수분을 고온으로 가열하여 악취를 제거하는 건조수단; 상기 건조수단에서 악취가 제거된 가스를 냉각시켜 다시 액체로 환원시키는 응축수단; 상기 응축수단을 통과한 오폐수를 저장하는 저장수단;을 포함하여 구성된다.

이에 따라, 슬러지의 탈수 과정에서 소요되는 에너지 소비를 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 단위 시간 동안 처리할 수 있는 슬러지의 양이 극대화되고, 슬러지 처리 장치 인근의 악취 문제가 해소되어 더욱 쾌적한 주변 환경을 형성할 수 있는 효과를 가지게 된다.

슬러지, 수분, 건조, 탈취, 할로겐램프, 수봉식 진공펌프

Description

슬러지 건조 장치{A Sludge Drying apparatus}

본 발명은 슬러지 건조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분이 함유된 슬러지의 건조가 신속하게 이루어짐과 동시에 증발된 공기의 악취를 고온으로 제거할 수 있도록 한 슬러지 건조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 함수 슬러지는 하수나 폐수, 음식물 쓰레기, 가축의 분뇨 등에 의해 생성되는 폐기물로서, 고체 찌꺼기와 수분이 뒤섞인 상태로 형성됨에 따라, 이들이 하천이나 자연 상태에 방치된 경우에는 하천과 토양 및 지하수를 오염시켜 심각한 환경 오염 문제의 요인이 되고 있다.

이러한 함수 슬러지에 의한 환경 오염을 최소화하고자 근래에는 함수 슬러지는 건조하여 수분과 고체 성분을 분리한 후 수분을 별도 정화 처리하여 하천이나 하수도 등으로 흘려보내고, 고체 성분 또한 별도의 재처리 과정을 거쳐 퇴비 등으로 이용하거나 유해 성분을 제거한 후 별도의 매립장 등지에 매립하는 방법이 이용되어지고 있는 실정이다.

이렇게 함수 슬러지의 수분과 고체 성분을 분리하는 슬러지 건조 장치은 통상적으로 도 2에서 보인 것과 같이 슬러지유입구(102)와 슬러지배출구(103)가 형성된 챔버의 내측에서 회전하면서 함수 슬러지를 교반하는 교반날개(103)가 구비되고, 챔버(101)의 내측으로는 함수 슬러지를 가열하는 가열부(105)를 구비한 건조수단(100)과, 건조수단에서 기화된 수분이 다시 액체로 환원되도록 하는 응축수단(200)으로 구성되어져 있고, 응축수단(200)의 후방 측으로는 함수 슬러지에서 분리된 수분이 원활히 이송되도록 하는 펌프(201)를 구비하고 있다.

이에 따라, 슬러지유입구를 통해 챔버의 내부로 유입된 함수 슬러지를 고온으로 가열하면서 교반하면 수분이 증발하여 챔버의 외부로 배출됨과 동시에 수분과 고체성분이 분리가 끝나면 슬러지배출구를 통해 고체 성분을 챔버의 외부로 배출시키고, 기화된 수분은 냉각수가 흐르는 응축수단을 통과시켜 다시 액체로 환원되도록 함으로써, 액체 성분과 기체 성분을 분리하여 별도로 배출시킬 수 있도록 함으로써 환경오염을 줄일 수 있게 되는 것이다.

하지만, 상기와 같은 종래의 슬러지 건조 장치은 함수 슬러지에서 분리된 수분에 악취 성분 및 각종 세균이 포함되어 있음에 따라, 슬러지 건조 장치이 설치된 장소에서는 매우 심한 악취가 발생되어 그에 따른 주민의 반발이 심하게 발생하였고, 이에 따른 입지 선정이 매우 힘든 문제점이 있을 뿐만 아니라, 분리된 수분에 악취 및 세균이 발생함에 따라 다른 용도로 사용하기에는 매우 힘들고, 분리된 수분을 그대로 하천에 흘려 보내는 경우에도 추가적인 환경오염이 발생하여 복잡한 정수 과정을 거쳐 다시 정수해야만 하는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 상기와 같은 슬러지 처리 장치의 건조수단은 통상의 대기압하에서 물의 끓는 점을 이용하여 수분을 기화시킴에 따라 건조 시간이 매우 오래 걸릴 뿐만 아니라, 슬러지의 건조에 소요되는 에너지 또한 막대하게 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 수분이 함유된 슬러지의 건조가 신속하게 이루어짐과 동시에 증발된 공기의 악취를 고온으로 제거할 수 있도록 한 슬러지 건조 장치을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 수분이 함유되어 증발된 공기가 신속하게 이동됨과 동시에 탈취 작동이 수행되도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 할로겐램프에서 발생되는 열이 다른 기기에 미치는 영향이 최소화되도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 악취가 제거된 오폐수에 함유된 세균을 제거하도록 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 챔버의 내측에서 수분이 함유된 슬러지를 교반하고 가열하여 건조하되, 챔버 내부의 압력이 대기압보다 낮은 압력을 유지하면서 기화된 수분을 고온으로 가열하여 악취를 제거하는 건조수단; 상기 건조수단에서 악취가 제거된 가스를 냉각시켜 다시 액체로 환원시키는 응축수단; 상기 응축수단을 통과한 오폐수를 저장하는 저장수단;을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 건조수단;은 외부 공기의 유입이 차단되고 내측에 공간부가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 내부에서 회전되는 교반날개와, 챔버의 내부로 유입된 함 수 슬러지를 가열하는 가열부와, 상기 챔버의 내측 상부에 결합되고 함수 슬러지에서 증발된 수분이 통과되며 할로겐 고온램프가 장착된 탈취관과, 함수 슬러지에서 증발된 공기를 상기 탈취관으로 강제 이송시키는 송풍기로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 챔버 내부의 압력을 낮추고 분리된 액체를 신속히 배출하는 수단으로 수봉식 진공펌프로 구성된다.

또한, 상기 탈취관은 상기 할로겐 고온램프에서 발생된 열이 방출되는 것이 방지되도록 이중벽 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축수단과 저장수단의 사이에 악취가 제거된 오폐수를 살균하는 자외선램프가 구비된 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 수분이 함유된 슬러지의 건조가 신속하게 이루어짐과 동시에 증발된 공기의 악취를 고온으로 제거할 수 있도록 한 슬러지 건조 장치을 제공함으로써, 슬러지의 탈수 과정에서 소요되는 에너지 소비를 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 단위 시간 동안 처리할 수 있는 슬러지의 양이 극대화되고, 슬러지처리 장치 인근의 악취 문제가 해소되어 더욱 쾌적한 주변 환경을 형성할 수 있는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 건조수단이 챔버와 교반날개와 가열부와 탈취관 및 송풍기의 간단한 구성으로 수분이 함유되어 증발된 공기가 신속하게 이동됨과 동시에 탈취 작동이 수행되도록 함으로서, 건조수단의 제작 및 유지 보수가 간편하게 이루어 지는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 탈취관을 이중벽으로 형성하여 할로겐램프에서 발생되는 열이 다른 기기에 미치는 영향이 최소화되도록 함으로써, 건조수단을 포함한 슬러지 건조 장치에 더욱 안정적이고 원활하게 작동됨과 동시에, 수분이 함유된 공기의 가열 효율이 극대화되는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 자외선램프를 구비하여 악취가 제거된 오폐수에 함유된 세균을 제거하도록 함으로서, 슬러지에 함유된 수분을 더욱 청결하게 분리할 수 있게 되어 액비 원료 등의 다른 용도로도 이용할 수 있게 되는 효과를 가지게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 보인 개략 구성도로서, 도시된 것과 같이 본 발명은 수분이 함유된 슬러지를 가열하고 건조하여 함수 슬러지의 고체와 액체가 분리되도록 하는 건조수단(10)과, 상기 건조수단(10)에 의해 수분이 함유된 고온의 공기를 냉각시켜 다시 액체로 환원시키는 응축수단(20) 및 응축수단(20)을 통과한 오폐수를 저장하는 저장수단(30)을 포함하여 구성된다.

상기 건조수단(10)은 수분이 함유된 슬러지를 저장함과 아울러 슬러지를 교반하고, 가열하여 수분이 증발되도록 함으로써 슬러지의 고체 성분과 액체 성분이 분리되도록 하는 것으로서, 외부 공기의 유입이 차단되면서 내측에 공간부가 형성된 챔버(11), 와 통상의 모터와 연결되어 상기 챔버(11)의 내부에서 회전 작동되는 교반날개(12)와, 상기 챔버(11)의 내부로 유입된 슬러지를 가열하는 가열부(13)와, 상기 가열부(13)에 의해 증발된 수분이 함유된 공기를 고온으로 재가열하는 탈취관(14) 및 슬러지에서 증발된 공기를 탈취관(14)으로 강제 이송시키는 송풍기(15)로 구성된다.

상기 챔버(11)는 내측에 함수 슬러지가 저장되는 공간부를 형성하여 수분이 함유된 슬러지가 챔버(11)의 일측에 형성된 슬러지유입구(111)를 통해 챔버(11)의 내측으로 유입되도록 함과 동시에 챔버(11)의 내부 압력이 외부의 압력보다 낮은 압력을 유지하도록 기밀을 유지하도록 하고, 챔버(11)의 하부측으로는 건조된 슬러지가 배출되도록 하는 슬러지배출구(112)를 형성하여 반복적인 슬러지의 건조작업이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 교반날개(12)는 상기 챔버(11)의 내부로 유입된 함수 슬러지를 지속적으로 교반시켜 원활한 건조 작동이 수행되도록 하는 것으로서, 상기 챔버(11)의 내측 하부에 배치되고, 통상의 모터 등의 구동수단과 연결되어 지속적으로 회전하면서 슬러지를 휘저어 슬러지에 포함된 수분이 신속하게 증발되도록 한다.

상기 가열부(13)는 상기 챔버(11)의 내측에서 수분이 함유된 슬러지를 가열하여 수분이 신속하게 건조되도록 하는 것으로서, 보일러 등과 연결된 통상의 열교환기 또는 전열선 등으로 형성되고, 챔버(11)의 하부측에 배치되어 슬러지를 신속하게 가열하도록 한다.

상기 탈취관(14)은 상기 가열부(13)에 의해 슬러지에서 증발된 기체 상태의 수분을 1000℃ 이상의 고온으로 재가열하여 기체에 포함된 악취 성분이 열분해되도 록 하는 것으로서, 상기 챔버(11)의 내측 상부측에 관 형상으로 배치되고, 일측으로는 기체가 유입되는 유입구(141)가 형성되며, 타측 배출구(142)는 챔버(11)의 외부로 연결되도록 하여 탈취관(14)을 통과한 기체가 챔버(11)의 외부로 지속적으로 배출되도록 한다.

또한, 상기 탈취관(14)의 내측에는 악취를 갖는 기체가 고온의 상태로 열분해되도록 하기 위하여 할로겐 고온램프(143)를 장착함으로써, 할로겐 고온램프(143)에서 발생된 열에 의해 기체에 포함된 악취 성분이 열분해되어 악취가 제거되도록 한다.

더불어, 상기 탈취관(14)의 입구 측으로는 슬러지에서 증발된 수분이 포함된 공기를 탈취관(14)으로 강제로 이송시키기 위하여 송풍기(15)를 구비하여 수분이 포함된 공기가 신속하고 원활하게 탈취관(14)으로 유입되도록 한다.

또한, 챔버(11)의 압력을 외부 압력보다 낮게 유지하고 슬러지에서 분리된 수분이 원활히 이송되도록하는 수봉식 진공펌프(21)로 구성되어진다.

이에 따라, 챔버(11)의 내부 압력이 대기압보다 낮은 압력을 유지하게 되어 슬러지의 끓는점이 낮아지게 되고, 가열부(13)에 의해 수분이 100℃ 미만의 온도에서 기화됨으로써, 에너지 소비를 줄이면서도 더욱 빠른 시간 내에 슬러지를 건조시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 수분이 함유된 공기는 탈취관(14)으로 유입된 후 할로겐 고온램프(143)에 의해 가열되면서 악취 성분이 열분해되어 최종적으로 챔버(11)에서 배출되는 공기의 악취를 없앨 수 있게 되는 것이다.

상기 응축수단(20)은 상술한 바와 같은 건조수단(10)에 의해 증발된 수분이 함유된 공기를 냉각시켜 수분을 다시 액체로 환원시키는 것으로서, 냉각수와의 열교환에 의해 온도를 낮춰 기체상태의 수분이 다시 액체 상태로 환원되도록 하는 것으로서, 냉각수가 흐르는 통상의 열교환기로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 응축수단(20)의 후방 측으로는 액화된 수분이 신속하게 흘러 나가는 동시에 챔버(11)내의 압력을 낮추는 수봉식 진공펌프(21)를 배치한다.

응축수단(20)에서 액화된 증류수에 포함된 세균을 제거하기 위하여 자외선램프(40)를 구비함으로써, 자외선램프(40)에서 발산된 빛에 의해 슬러지에서 증발된 물을 살균 처리 함으로써, 더욱 청결한 상태를 유지하도록 하는 것도 바람직하다.

상기 저장수단(30)은 응축수단(20)에 의해 액화된 수분을 저장하는 것으로서, 악취가 제거된 증류수를 별도로 저장하여 액비 등의 원료로 이용하도록 함으로써, 슬러지에서 증류된 물을 하수구나 하천 등에 버리지 않고 다양한 용도로 이용할 수 있게 되는 것이다.

더불어, 상술한 탈취관(14)의 외측으로는 할로겐 고온램프(143)에서 발생된 열이 탈취관(14)의 외측으로 발산되는 것을 방지하도록 이중벽(144)(145) 구조로 형성되도록 함으로써, 고온의 열이 건조수단(10)의 각종 부품들에 미치는 영향을 최소화하여 슬러지 건조 장치이 더욱 안정적이면서도 원활하게 작동할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 이중벽(144)(145)의 내측에는 통상의 단열재 등을 삽입하여 더욱 효과적인 단열이 이루어지도록 하는 것도 무방하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 보인 개략 구성도.

도 2는 종래 슬러지 건조 장치의 일 예를 보인 개략 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 건조수단

11 : 챔버 111 : 슬러지유입구

112 : 슬러지배출구 12 : 교반날개

13 : 가열부 14 : 탈취관

141 : 유입구 142 : 배출구

143 : 할로겐 고온램프 144, 145 : 이중벽

15 : 송풍기

20 : 응축수단 21 : 수봉식 진공펌프

30 : 저장수단

40 : 자외선램프

Claims (4)

1. 챔버(11)의 내측에서 수분이 함유된 슬러지를 교반하고 가열하여 건조하되, 챔버(11) 내부의 압력이 대기압보다 낮은 압력을 유지하면서 기화된 수분을 고온으로 가열하여 악취를 제거하기 위해 외부 공기의 유입이 차단되고 내측에 공간부가 형성된 챔버(11)와, 상기 챔버(11)의 내부에서 회전되는 교반날개(12)와, 챔버(11)의 내부로 유입된 함수 슬러지를 가열하는 가열부(13)와, 상기 챔버(11)의 내측 상부에 결합되고 함수 슬러지에서 증발된 수분이 통과되며 할로겐 고온램프(143)가 장착된 탈취관(14)과, 함수 슬러지에서 증발된 공기를 상기 탈취관(14)으로 강제 이송하는 송풍기(15)와 챔버(11) 내부의 압력을 낮추고 응축수를 신속히 배출할 수 있는 수봉식 진공펌프(21)를 포함하는 건조수단(10);

   상기 건조수단(10)에서 악취가 제거된 가스를 냉각시켜 다시 액체로 환원시키는 응축수단(20); 및

   챔버(11) 내의 압력을 낮추고 분리된 응축수를 신속히 배출하는 수봉식 진공펌프(21);를 포함하며

   상기 탈취관(14)은 상기 할로겐 고온램프(143)에서 발생된 열이 방출되는 것이 방지되도록 이중벽(144)(145) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 슬러지 건조 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 응축수단(20)과 저장수단(30)의 사이에 악취가 제거된 오폐수를 살균하는 자외선램프(40)가 구비된 것을 특징으로 하는 슬러지 건조 장치.

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