KR101297685B1 - 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치 - Google Patents

쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치 Download PDF

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KR101297685B1 KR1020130053132A KR20130053132A KR101297685B1 KR 101297685 B1 KR101297685 B1 KR 101297685B1 KR 1020130053132 A KR1020130053132 A KR 1020130053132A KR 20130053132 A KR20130053132 A KR 20130053132A KR 101297685 B1 KR101297685 B1 KR 101297685B1
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유남종
김영희
박병년
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(주)일신종합환경
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Abstract

무한 궤도형의 벨트 스크린을 이용하여 폐수를 필터링하고 벨트 스크린에 부착된 고형물을 에어 나이프로 탈착시켜 스크류 컨베이어를 통해 고형물을 압착 이송시키고, 필터링된 처리수를 유출시키는 방법으로 폐수를 전처리 내지 스크리닝하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치에 있어, 에어 나이프 작동에 소모되는 에너지를 더욱 저감시킬 수 있는 개선된 구조의 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치가 개시된다. 본 발명은 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치로서, 폐수 유입부; 상기 폐수 유입부로 유입된 폐수의 고형물을 필터링하고, 필터링된 처리수를 유출시키기 위한 무한 궤도형 벨트 스크린으로, 경사부 및 평탄부로 이루어진 벨트 스크린; 상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물을 블로잉시키는 에어 나이프; 상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린에 잔류한 유분을 세척하는 스프레이 노즐; 상기 에어 나이프 하방에 설치되어 상기 벨트 스크린으로부터 탈착된 고형물을 압착 이송시켜 배출시키는 스크류 컨베이어; 상기 필터링된 처리수 및 상기 스프레이 노즐에 의한 세척수가 유출되는 유출구; 및 상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 외곽에서 상기 벨트 스크린 방향으로 설치되어 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물의 부착 강도를 감소시키는 흡입 장치;를 포함하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.

Description

쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치{RAPID CLEANING DEVICE FOR SUSPENDED PARTICULATE MATTERS}
본 발명은 부유물질 처리 장치 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무한 궤도형의 벨트 스크린을 이용하여 폐수를 필터링하고 벨트 스크린에 부착된 고형물을 에어 나이프로 탈착시켜 스크류 컨베이어를 통해 고형물을 압착 이송시키고, 필터링된 처리수를 유출시키는 방법으로 폐수를 전처리 내지 스크리닝하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치에 관한 것이다.
생활하수, 공장 폐수 등 영양물질을 함유하는 고농도 폐수는 특성상 고농도의 유기물, 각종 오염물질 등을 포함하고 있어 전처리 과정 없이 주 처리공정으로 유입되면 부하량이 초과되거나 막힘 등 여러 문제점에 노출되어 원활한 처리가 불가능하므로 전처리 과정이 요구된다.
이러한 전처리 기술로, 종래 정화기와 스크린을 이용한 기술의 경우 소요 부지, 설치 비용 등에서 불리하여 시간, 공간 및 비용을 최소화하기 위한 방안으로 미국특허 제6,942,786호는 무한 궤도형의 필터 벨트를 이용하여 폐수를 필터링하고 벨트에 부착된 고형물을 블로잉 장치를 이용하여 탈착시켜 스크류 컨베이어를 통해 고형물을 압착 이송시키고, 필터링된 처리수를 유출시키는 방법으로 폐수를 전처리 내지 스크리닝하는 폐수 처리 장치를 제시하여 당 업계에 호응을 얻고 있다.
제시된 특허에서는 무한 궤도형의 필터 벨트에서 공정 후단부에 채용되는 블로잉 장치(blowoff device) 가동에 소모되는 고에너지 문제를 해결하고자, 블로잉 장치의 엔드부 구조 개선을 통해 블로잉되는 에어의 속도를 매우 빠르게 하여 소모되는 에너지를 저감시키면서 효과적으로 필터 벨트에 들러붙은 고형물을 제거하는 방법을 제안하였다.
그러나, 상기 특허에 제시된 블로잉 장치 구조 개선에도 불구하고, 무한 궤도형의 필터 벨트에 부착된 고형물의 완전한 탈착을 위해서는 여전히 적지 않은 에너지가 소모되고 있으며, 대규모로 작동되는 폐수 처리 설비에 있어 블로잉 장치의 구동으로 소모되는 에너지의 저감 기술은 지속적으로 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 무한 궤도형의 벨트 스크린을 이용하여 폐수를 필터링하고 벨트 스크린에 부착된 고형물을 에어 나이프로 탈착시켜 스크류 컨베이어를 통해 고형물을 압착 이송시키고, 필터링된 처리수를 유출시키는 방법으로 폐수를 전처리 내지 스크리닝하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치에 있어, 에어 나이프 작동에 소모되는 에너지를 더욱 저감시킬 수 있는 개선된 구조의 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치로서, 폐수 유입부; 상기 폐수 유입부로 유입된 폐수의 고형물을 필터링하고, 필터링된 처리수를 유출시키기 위한 무한 궤도형 벨트 스크린으로, 경사부 및 평탄부로 이루어진 벨트 스크린; 상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물을 블로잉시키는 에어 나이프; 상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린에 잔류한 유분을 세척하는 스프레이 노즐; 상기 에어 나이프 하방에 설치되어 상기 벨트 스크린으로부터 탈착된 고형물을 압착 이송시켜 배출시키는 스크류 컨베이어; 상기 필터링된 처리수 및 상기 스프레이 노즐에 의한 세척수가 유출되는 유출구; 및 상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 외곽에서 상기 벨트 스크린 방향으로 설치되어 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물의 부착 강도를 감소시키는 흡입 장치;를 포함하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 흡입 장치는 상기 부유물질 처리 장치 내부의 공기를 흡입하는 석션부, 상기 석션부의 흡입을 실행시키는 진공펌프 및 상기 석션부와 상기 진공펌프를 연결하는 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 석션부는 상기 벨트 스크린의 폭에 대응되도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 흡입 장치 가동 시 상기 진공펌프는 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물이 흡입되지 않을 정도의 세기로 작동되는 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 흡입장치는 상기 벨트 스크린의 진행 방향이 변경되는 하강 부위의 외곽에 설치된 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 에어 나이프는 상기 벨트 스크린의 진행 방향과 반대 방향으로 블로잉되도록 설치된 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 에어 나이프의 블로잉각은 상기 벨트 스크린의 진행방향 기준으로 85~30°인 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 무한 궤도형의 벨트 스크린을 이용하여 폐수를 필터링하고 벨트 스크린에 부착된 고형물을 에어 나이프로 탈착시켜 스크류 컨베이어를 통해 고형물을 압착 이송시키고, 필터링된 처리수를 유출시키는 방법으로 폐수를 전처리 내지 스크리닝하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치에서, 벨트 스크린의 외곽에서 벨트 스크린 방향으로 설치되어 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물의 부착 강도를 감소시키는 흡입 장치를 부가하여, 흡입 장치의 작동에 추가 소모되는 에너지 투입 대비 에어 나이프 작동에 소모되는 에너지를 현저히 저감시킬 수 있는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 에어 나이프의 블로잉 방향을 벨트 스크린의 진행 방향과 반대 방향이 되도록 구조 변경하여 벨트 스크린에 부착된 고형물의 완전한 탈착에 소모되는 에너지를 보다 저감시킬 수 있는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 설명하는 단면모식도,
도 2는 도 1의 "A" 방향에서 바라본 단면모식도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에어 나이프의 설치 모습을 설명하는 단면모식도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치를 설명하는 단면모식도이고, 도 2는 도 1의 "A" 방향에서 바라본 단면모식도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치(100)는 폐수 유입부(110); 상기 폐수 유입부(110)로 유입된 폐수(W)의 고형물(S)을 필터링하고, 필터링된 처리수(TW)를 유출시키기 위한 무한 궤도형 벨트 스크린(120)으로, 경사부(121) 및 평탄부(122)로 이루어진 벨트 스크린(120); 상기 평탄부(122)를 이루는 벨트 스크린(120)의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린(120)에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물(S)을 블로잉시키는 에어 나이프(130); 상기 평탄부(122)를 이루는 벨트 스크린(120)의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린(120)에 잔류한 유분을 세척하는 스프레이 노즐(140); 상기 에어 나이프(130) 하방에 설치되어 상기 벨트 스크린(120)으로부터 탈착된 고형물(S)을 압착 이송시켜 배출시키는 스크류 컨베이어(150); 상기 필터링된 처리수(TW) 및 상기 스프레이 노즐(140)에 의한 세척수가 유출되는 유출구(160); 및 상기 평탄부(122)를 이루는 벨트 스크린(120)의 외곽에서 상기 벨트 스크린(120) 방향으로 설치되어 상기 벨트 스크린(120)에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물(S)의 부착 강도를 감소시키는 흡입 장치(170);를 포함하여, 폐수 유입부(110)로 유입된 폐수(W)가 경사진 상방으로 이동하는 벨트 스크린(120)에 의해 벨트 스크린(120)을 통과한 폐수(W)는 처리 장치(100)의 하단으로 낙하되어 일정 수량을 초과할 경우 월류하여 유출구(160)로 유출되고, 벨트 스크린(120)에 필터링된 고형물(S)은 상부로 이동, 평탄부(122)에 설치된 에어 나이프(130)에 의해 블로잉되어 평탄부(122) 하단에 설치된 스크류 컨베이어(150)로 낙하 및 압착 이송되는 과정을 거쳐 폐수(W)를 처리하게 된다.
상기 벨트 스크린(120)은 미세한 메쉬가 형성되어 접촉되는 폐수(W)를 필터링하는 역할을 하는 것으로, 롤러 축을 이용하여 무한 궤도형으로 제작될 수 있는 경우라면 그 재질에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 폴리에틸렌 등의 수지를 이용하여 플렉서블한 형태로 제작된 것이 사용될 수 있다. 벨트 스크린(120)의 메쉬 크기는 유입되는 폐수(W)의 종류, 고형물 조성 등에 따라 다양한 범위에서 선택되어 장착될 수 있는 것이고, 대략 15~850㎛ 크기, 바람직하게는 100~500㎛ 크기의 메쉬를 갖는 벨트 스크린(120)이 사용될 수 있다.
또한, 상기 벨트 스크린(120)은 무한 궤도형으로서 경사부(121) 및 평탄부(122)로 이루어지는데, 처리 장치(100) 하부 일단에 설치된 제1 롤러 축(181)과 처리 장치(100) 상부 타단에 설치된 제2 롤러 축(182)의 상대 회전에 따라 연속 이동하게 되며, 제1 롤러 축(181)과 제2 롤러 축(182) 사이에서 제2 롤러 축(182)과 평행하게 설치된 제3 롤러 축(183)에 의해 벨트 스크린(120)이 경사부(121) 및 평탄부(122)로 나뉘어지도록 형성된다. 이때, 제3 롤러 축(183) 하부의 대응되는 부분에는 하측 벨트 스크린(120)의 텐션이 유지될 수 있도록 제4 롤러 축(184)이 설치된다.
유입된 폐수(W)는 최초 벨트 스크린(120)의 경사부(121) 상측에 접촉되어 필터링되고, 이때, 폐수(W)는 경사부(121) 사이에서 일정 범위 수위만큼 유지되므로 그 수위를 통과한 벨트 스크린(120)에는 고형물(S)이 부착된 상태로 평탄부(122)까지 이동하게 된다. 평탄부(122)를 지나 제2 롤러 축(182)에서 벨트 스크린(120)의 방향 전환을 위한 하강 시 벨트 스크린(120) 회전으로 인한 원심력과 중력으로 일부 고형물(S)은 벨트 스크린(120)으로부터 탈착되어 평탄부(122) 하방에 설치된 스크류 컨베이어 호퍼(151)로 낙하하게 되나, 폐수(W) 자체의 점성으로 인해 적지 않은 양의 고형물(S)은 벨트 스크린(120)에 부착된 상태로 평탄부(122) 하측으로 계속 진행하게 된다. 이와 같이 벨트 스크린(120) 하측에서 탈착되지 않은 고형물(S) 제거가 필요하게 되며, 에어 나이프(130)는 고형물(S)을 효과적으로 탈착시키는 수단으로 활용된다.
상기 에어 나이프(130)는 평탄부(122)를 이루는 벨트 스크린(120)의 상측 및 하측 사이에서 하방으로 에어 블로잉되도록 장착된다. 예컨대, 벨트 스크린(120)의 상측 및 하측 사이에 설치된 브라켓을 이용하여 압축 공기 공급원에 연결된 공급관(132)을 고정시키고, 공급관(132) 하부에 노즐(131)을 결합하여 공급관(132)에 형성된 홀(133)을 통해 공기가 블로잉되도록 하되, 노즐(131) 출구부를 하방으로 향하도록 하여 벨트 스크린(120)의 하측을 블로잉하도록 장착시킨다(도 3 참조). 노즐(131)은 연장 형성된 공급관(132)으로부터 압축 공기를 받는 연장된 형태의 유입 챔버, 일련의 홀로 형성된 유입부와 유입부 홀보다 최대 약 5배의 직경을 갖도록 단면이 테이퍼 진 형상으로 형성된 유출 슬릿으로 이루어지도록 설계함으로써, 블로잉 속도를 현저히 상승시킬 수 있는 구조가 채용될 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 내용은 미국특허 제6,942,786호를 참조할 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 에어 나이프(130)는 벨트 스크린(120)의 진행 방향과 반대 방향으로 블로잉되도록 설치되는 것이 바람직하다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에어 나이프의 설치 모습을 설명하는 단면모식도이다.
본 발명에서 에어 나이프(130)는 직하방으로 블로잉되도록 설치될 수도 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 에어 나이프(130)가 벨트 스크린(120)의 하측 진행 방향에 대향하여 블로잉되도록 노즐 출구부(131)가 벨트 스크린(120)의 진행 방향에 대해 일정 각도(θ, 이하, '블로잉각'이라 한다.)만큼 기울어진 상태로 설치될 수 있다. 따라서, 동일한 조건에서 블로잉되는 벨트 스크린(120)의 면적을 넓혀 벨트 스크린에 부착된 고형물(S)을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 이때, 물론 에어 나이프(130)가 직하방으로 블로잉되도록 설치된 경우보다 블로잉 세기는 다소 감소할 수 있으나, 후술하는 흡입 장치(170)의 작용으로 고형물(S)의 부착 강도는 종래의 경우보다 현저히 감소하게 되므로 블로잉 세기 감소로 인한 문제는 충분히 극복할 수 있게 된다.
본 발명에서 이러한 에어 나이프(130)의 블로잉각(θ)은 벨트 스크린(120)에 대한 직하방(90°)으로부터 기울어질수록 블로잉되는 벨트 스크린(120)의 면적을 넓힐 수 있어 유리하나, 과도하게 기울어진 상태로 설치할 경우 탈착되는 고형물(S)이 스크류 컨베이어 호퍼(151)에 낙하되지 않고 처리 장치(100) 내부에 분산될 수 있다. 따라서, 에어 나이프(130)의 블로잉각은 85~30° 범위에서 설치하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80~45°, 가장 바람직하게는 70~50° 범위에서 설치할 수 있다.
에어 나이프(130)에 의해 블로잉되어 탈착되는 고형물(S)은 에어 나이프(130) 하방에 설치된 스크류 컨베이어 호퍼(151)로 낙하되어 스크류 컨베이어(150)를 통해 압착 이송 및 배출된다. 이때, 스크류 컨베이어(150)의 작동으로 배출관(152)을 따라 이송되는 고형물(S)은 도 2에 도시된 바와 같이, 배출관(152) 끝단에 연결 설치된 탄성 개폐구(153)에 의해 탄성 개폐구(153)가 열리지 않을 때까지 압축되며, 고형물(S)이 압축되는 배출관(152) 부분의 하단에 설치된 배수구(154)를 통해 압축으로 탈수되는 수분을 제거하여 15~40% 정도로 건조된 고형물(S)로 배출시킬 수 있다.
상기 스프레이 노즐(140)은 평탄부(122)를 이루는 벨트 스크린(120)의 상측 및 하측 사이에서 하방으로 온수가 분사되도록 하되, 벨트 스크린(120) 하측 진행 방향을 기준으로, 에어 나이프(130)의 후방에 설치되어, 에어 나이프(130)의 블로잉에도 불구하고 벨트 스크린(120)에서 탈착되지 않은 고형물(S)이나 점성이 보다 강하여 에어 나이프(130)의 블로잉으로도 탈착되지 않는 유분을 제거함으로써 순환되는 벨트 스크린(120)의 필터링 성능을 유지시켜 주기 위한 세척 수단이다. 이러한 스프레이 노즐(140)의 설치 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대, 벨트 스크린(120) 폭에 대응하여 일련의 노즐(140)을 일정 간격으로 배치하여 설치될 수 있다.
스프레이 노즐(140) 가동은 수시로 시행할 수 있으며, 예컨대, 1시간 간격으로 1분간 60~80℃, 바람직하게는 65~75℃ 온도의 온수를 이용하여 0.3~1.2ℓ/s의 분사 속도, 바람직하게는 0.6~0.8ℓ/s의 분사 속도로 시행할 수 있다.
스프레이 노즐(140)을 이용하여 분사된 세척수는 별도의 거터를 설치하여 배수시킬 수도 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 필터링되어 월류되는 처리수(TW)와 함께 유출구(160)를 통해 유출시키는 방식으로 처리할 수 있다.
상기 흡입 장치(170)는 벨트 스크린(120) 상측에서 필터링되어 부착된 고형물(S)의 부착 강도를 감소시키기 위한 장치로서, 평탄부(122)를 이루는 벨트 스크린(120)의 외곽에서 벨트 스크린(120) 방향으로 설치된다. 필터링된 고형물(S) 중일부는 그 점성으로 인해 벨트 스크린(120)에 들러붙어 있는 상태로 벨트 스크린(120) 하측에서도 탈착되지 않게 되는데, 흡입 장치(170)의 작동으로 벨트 스크린(120)에 부착된 고형물(S)의 부착 강도를 감소시켜 후속 장치인 에어 나이프(130)의 세기를 작게, 즉, 상대적으로 저에너지를 이용하여서도 고형물(S)이 완전히 탈착되도록 할 수 있게 된다. 따라서, 흡입 장치(170)는 벨트 스크린(120) 진행 방향 기준으로 에어 나이프(130) 전방에 설치될 수 있으며, 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 벨트 스크린(120)의 진행 방향이 변경되는, 즉, 벨트 스크린(120)이 하강되는 부위의 외곽에서 벨트 스크린(120) 방향으로 흡입되도록 설치할 수 있다.
이러한 흡입 장치(170)는 벨트 스크린(120)에 들러붙어 있는 고형물(S)의 부착 강도를 감소시킬 수 있는 경우라면 그 구조에 특별한 제한이 있는 것은 아니나, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 장치(100) 내부의 공기를 흡입하는 석션부(171), 석션부(171)의 흡입을 실행시키는 진공펌프(172) 및 석션부(171)와 진공펌프(172)를 연결하는 흡입관(173)을 포함하여 구성될 수 있다.
석션부(171)는 벨트 스크린(120)에 들러붙어 있는 고형물(S)의 부착 강도를 효율적으로 감소시키되, 내부 공기 이외에 고형물(S)이 흡입될 경우 흡입 장치(170)의 성능 저하가 우려되므로, 부착된 고형물(S)층과 이격되도록 설치되는 것이 바람직하며, 벨트 스크린(120)의 모든 부위에서 흡입 효과를 발휘하도록 벨트 스크린(120)의 폭에 대응되도록 연장 형성되는 것이 바람직하다.
진공펌프(172) 및 흡입관(173)은 통상의 것을 사용하여도 무방하나, 진공펌프(172)는 전술한 바와 같이, 고형물(S)이 석션부(171)로 흡입되지 않도록 흡입 장치(170)의 가동 시 벨트 스크린(120)에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물(S)이 흡입되지 않을 정도의 세기로 작동되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 부유물질 처리 장치(100)는 상기의 구성 이외에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 사용되는 구성이 추가될 수 있다. 예컨대, 유입되는 폐수(W)의 수위를 적정 수준으로 유지시키기 위한 센서 모듈(미도시)이 처리 장치 내부에 장착되어, 미리 정해진 수위를 초과할 경우 폐수 유입을 차단시키고, 정해진 수위에 미치지 않을 경우 다시 폐수(W)가 유입되도록 할 수 있으며, 대안적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 수위 지시기(190)를 설치할 수도 있다.
이상의 본 발명에 따른 부유물질 처리 장치(100)는 완전 닫힌계 형태로 제작되어 지속성과 유지 보수성이 우수하고, 청결한 환경을 유지하며 모듈 방식으로 옥내 설비가 가능하다. 또한, 매우 작은 설치 공간을 차지하기 때문에 주요 기반시설 투자비(약 50% 이하)와 공간(약 10% 이하)이 절약되어 폐수 처리 공정에서 전처리 내지 1차 처리 시설의 부담을 대폭 경감시킬 수 있으며, 미세 벨트 스크린을 사용하여 대략 10~100㎛에 상당하는 고형물을 효과적으로 제거하고, 도시 하수 처리에 적용할 경우 대략 40~70%의 총부유물질(Total Suspended Solids; TSS)과 20~40%의 BOD를 제거할 수 있다. 필터링된 고형물(S)의 경우 고형분 함량(Total Solids; TS)이 2~4% 정도이며, 이는 혐기 소화조에 적합한 피드원(feeding source)이 될 수 있고, 배출관(152)에서 탈수된 슬러지 케이크에서는 15~40%의 고형물(S)을 제공할 수 있다.
시험예
본 발명에 따른 부유물질 처리 장치에서 흡입 장치의 가동 및 에어 나이프의 블로잉각 조정을 통한 에너지 절감 효과를 파악하기 위해, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치와 흡입 장치 미작동 및 에어 나이프가 직하방으로 설치된 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치 각각을 제작하고 하기와 같은 방법으로 에너지 소모량을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 설계된 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치의 주요 규격은 다음과 같다.
[쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치 규격]
- 처리 용량: 10~15ℓ/sec - TSS 제거율: 50~60%
- 슬러지 고형분 함량: 35~30% - 길이: 1540㎜
- 폭: 1340㎜ - 높이: 1490㎜
- 중량: 450㎏ - 벨트 스크린 재질: 폴리에틸렌
- 벨트 스크린 메쉬: 350㎛ - 벨트 스크린 중량: 50㎏
- 스프레이 노즐: 1/2inch φ, 8개 - 벨트 스크린 모터 출력: 0.75hp
- 스크류 모터 출력: 0.75hp - 에어 나이프 모터 출력: 5hp
- 흡입 장치 펌프 출력: 0.5hp - 에어 나이프 블로잉각: 60°, 90°
[에너지 소모량 측정방법]
제작된 각 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치에 대하여 동일 조성의 폐수를 이용하여 1시간 동안 폐수 처리 시 사용된 전력량을 측정하였다. 이때, 각 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치에서 에어 나이프에 의한 고형물 제거 및 스프레이 노즐에 의한 유분 제거에 있어, 육안상 동일한 정도로 완전 세척되도록 각 에어 나이프, 스프레이 노즐 및 흡입 장치의 펌핑 세기를 조절하였다.
구분 전력사용량(㎾)
흡입 장치 작동 + 블로잉각 60° 4.6
흡입 장치 미작동 + 블로잉각 90° 5.8
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 흡입 장치가 설치되고 에어 나이프의 블로잉각을 적절히 조절한 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치의 경우, 흡입 장치 가동으로 인해 벨트 스크린에 들러붙은 고형물의 부착 강도를 현저히 감소시켜 에어 나이프의 블로잉 세기를 유의적으로 감소시킴으로써 동일한 폐수 처리 성능에 있어 약 20% 정도의 에너지 절감 효과를 나타낸 것을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 부유물질 처리 장치 110: 폐수 유입부
120: 벨트 스크린 121: 경사부
122: 평탄부 130: 에어 나이프
131: 노즐 132: 공급관
140: 스프레이 노즐 150: 스크류 컨베이어
151: 스크류 컨베이어 호퍼 152: 배출관
153: 탄성 개폐구 154: 배수구
160: 유출구 170: 흡입 장치
171: 석션부 172: 진공펌프
173: 흡입관 181: 제1 롤러 축
182: 제2 롤러 축 183: 제3 롤러 축
184: 제4 롤러 축 190: 수위 지시기
W: 폐수 TW: 처리수
S: 고형물

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치로서,
    폐수 유입부;
    상기 폐수 유입부로 유입된 폐수의 고형물을 필터링하고, 필터링된 처리수를 유출시키기 위한 무한 궤도형 벨트 스크린으로, 경사부 및 평탄부로 이루어진 벨트 스크린;
    상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물을 블로잉시키는 에어 나이프;
    상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 사이에서 하방으로 장착되어 상기 벨트 스크린에 잔류한 유분을 세척하는 스프레이 노즐;
    상기 에어 나이프 하방에 설치되어 상기 벨트 스크린으로부터 탈착된 고형물을 압착 이송시켜 배출시키는 스크류 컨베이어;
    상기 필터링된 처리수 및 상기 스프레이 노즐에 의한 세척수가 유출되는 유출구; 및
    상기 평탄부를 이루는 벨트 스크린의 외곽에서 상기 벨트 스크린 방향으로 설치되어 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물의 부착 강도를 감소시키는 흡입 장치;
    를 포함하되,
    상기 흡입 장치는 상기 부유물질 처리 장치 내부의 공기를 흡입하는 석션부, 상기 석션부의 흡입을 실행시키는 진공펌프 및 상기 석션부와 상기 진공펌프를 연결하는 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 석션부는 상기 벨트 스크린의 폭에 대응되도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 흡입 장치 가동 시 상기 진공펌프는 상기 벨트 스크린에 필터링되어 탈착되지 않은 고형물이 흡입되지 않을 정도의 세기로 작동되는 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 흡입장치는 상기 벨트 스크린의 진행 방향이 변경되는 하강 부위의 외곽에 설치된 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 에어 나이프는 상기 벨트 스크린의 진행 방향과 반대 방향으로 블로잉되도록 설치된 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에어 나이프의 블로잉각은 상기 벨트 스크린의 진행방향 기준으로 85~30°인 것을 특징으로 하는 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치.
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