KR101545546B1

KR101545546B1 - 슬러지농축기

Info

Publication number: KR101545546B1
Application number: KR1020140090939A
Authority: KR
Inventors: 정산진; 김석영
Original assignee: (주)동일캔바스엔지니어링
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2015-08-20

Abstract

본 발명은 중력을 이용한 슬러지 농축기에 관한 것이다. 본 발명은 슬러지공급부(1)와, 공급된 슬러지로부터 수분을 분리하는 회전체(3)와, 농축슬러지 수집탱크(5) 및 탈리액 집수탱크(9)를 포함하는 회전체 설치틀(10)과, 세척장치(7)로 구성된 슬러지농축장치로서, 상기 회전체(3)는 회전축(30)과; 다수의 탈리액 판(32);과 여과스크린(34);과; 축의 관통 및 탈리액 배출기능을 겸하는 관통공(38)을 구비한 양측판(36);을 포함하되, 상기 탈리액판(32)은 회전축(30)에서 방사형으로 연장설치되고, 상기 연장된 방사형 탈리 판의 양측 단면에 다각형의 측판(36)으로 기밀고정되어 상기 탈리액판(32)과 양 측판(36)에 의해 상부가 개방된 다수의 V자형 격실(20)이 형성되며, 상기 관통공(38)은 분리된 수분이 배출될 수 있도록 양 측판(36)의 중심에 형성되고, 상기 V자형 격실(20)에는 내부형상에 상응하는 여과스크린(34)이 탈리액판(32)과 이격설치된다.

Description

슬러지농축기{SLUDGE THICKENER}

본 발명은 슬러지 농축장치로서 보다 구체적으로는 물레방아를 거꾸로 돌리는 방식으로 슬러지의 자체 중량에 의해 압밀이 발생하도록 함으로써 슬러지의 함수율을 낮추는 슬러지 농축기에 관한 것이다.

일반적으로 오수, 분뇨, 오니 등 처리대상물에서 고형물을 분리하기 위한 정화처리 공정에서는 응집제 등의 약품을 이용하여 고형물을 응집시키는 응집공정과, 응집된 슬러지를 탈수 처리하여 수분과 고형믈을 분리하는 고액분리공정이 포함된다.

상기 고액분리 공정으로 유입되는 슬러지 특히, 하수나 폐수 처리공정에서 발생하는 슬러지는 함수율이 97~99.5% 정도로 슬러지의 농도가 낮아 이어지는 소화조, 탈수설비 등의 설비용량이 커짐으로써 비용이 증가하게 되므로, 이와같은 저농도의 슬러지를 기계적으로 농축(함수율 95~92%)한 후 처리하는 시스템으로 공정을 설계하고 있다.

고액분리공정을 수행하는 고액분리방식으로는 스크루드럼, 유동판식 또는 원심력을 이용하는 방식 등이 사용되고 있다. 그러나 이들 방식은 입구에 퇴적층이 높아 고형물의 회수율이 낮거나 장치가 복잡하여 효율과 비용면에서 열악하다.

이에 본 발명자는 상기 방식과는 전혀 다른 물레방아 형상의 회전체에 방사상으로 V자형 격실을 형성하고 각 격실에 여과스크린을 설치한 뒤 중력을 거스르는 방향에서 회전체에 투입된 슬러지가 12시방향으로 향하면서 자체중력으로 인해 압밀되면서 수분이 분리되고 반대방향 탈리액판이 기울면서 농축된 슬러지가 분리되는 본 장치를 발명하기에 이르렀다.
(선행기술문헌)
공개특허공보 특2003-0079330호(중력탈수식 농축기)
공개특허공보 제10-2005-0115645호(중력식 벨트 농축기)
공개특허공보 제10-2013-0100547호(슬러지 농축장치)
등록특허공보 제10-1209709호(스크류 이송식 슬러지 농축 장치)

본 발명의 목적은 구조가 간단하면서도 농축효율이 높은 슬러지농축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 크기가 작으면서도 작동상태의 점검이 용이하고 고장률이 적은 슬러지 농축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 슬러지와 탈리액의 분리효율이 높은 슬러지농축기를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 크게 고형물 응집장치로부터 슬러지를 공급하는 슬러지공급부(1)와, 구동모터에 의해 회전하면서 공급된 슬러지로부터 수분을 분리하는 회전체(3)와, 상기 슬러지공급부 반대편 회전체 아래에 설치된 농축슬러지 수집탱크(5) 및 슬러지로부터 분리된 탈리액을 회수하는 탈리액 집수탱크(9)를 포함하는 회전체 설치틀(10)과, 상기 회전체 저면에 설치된 세척장치(7)로 구성된다.

본 발명의 상기 회전체(3)는 회전축(30)과; 다수의 탈리액 판(32);과 여과스크린(34);과; 축의 관통 및 탈리액 배출기능을 겸하는 관통공(38)을 구비한 양측판(36);을 포함하되, 상기 탈리액판(32)은 회전축(30) 표면에서 방사형으로 연장설치되고, 상기 연장된 방사형 탈리액 판의 양측 단면에 다각형의 측판(36)으로 기밀고정되어 상기 탈리액판(32)과 양 측판(36)에 의해 상부가 개방된 다수의 V자형 격실(20)이 형성되며, 상기 관통공(38)은 직경이 축의 직경보다 크게 형성되어 분리된 수분이 배출될 수 있도록 양 측판(36)의 중심에 형성되고, 상기 V자형 격실(20)에는 내부 형상에 상응하는 여과스크린(34)이 탈리액판(32)과 이격설치된다.

상기 탈리액판(32)은 하부에 돌출판(320)을 포함하여 평면이 상하로 단차진 "

"형상이며, 상기 양 측판(36)의 관통공(38)은 상기 돌출부(320)를 수용하여 축(30)의 표면에서 돌출부(320)로 구획되는 탈리액의 배출로(322)로써 형성된다.

상기 탈리액판(32)은 또한 슬러지공급부 반대편에 위치하여 탈리액판의 평면이 수평에서 아래방향으로 기울 때 탈리액판의 가장자리로 탈리액이 흘러가 측판에 형성된 배출구(39)를 통해 탈리액이 배출될 수 있도록 베플(32b)이 형성된다.

상기 관통공(38)의 측면에는 관통공에서 흘러나오는 탈리액을 탈리액집수탱크로 이송하는 탈리액 이송관(300)이 추가로 형성된다.

상기 여과스크린(34)은 끝단에 스크랩퍼(340)와 슬러지유입 방지판(350)이 추가로 구비될 수 있다.

상기 과제 해결수단에 의해 구조가 간단하면서도 농축효율이 높고, 크기는 작으면서도 작동상태의 점검이 용이하고 고장률이 적으며, 슬러지와 탈리액의 분리효율이 높은 슬러지농축기가 제공된다.

도 1은 본 발명의 전체 사시도
도 2은 본 발명의 횡단면도
도 3는 본 발명의 분해사시도
도 4은 본 발명의 회전체에서 여과스크린을 제거한 상태의 사시도
도 5는 도 4에 여과스크린이 설치된 상태의 사시도
도 6은 본 발명의 케이싱(회전체 설치틀)을 도시한 도면
도 7은 도 6에 슬러지 공급부를 설치한 사시도이다.

본 발명의 사상을 보다 명확히 하기 위해 첨부한 도면을 참조하여 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 전체사시도이고 도 2는 도 1의 횡단면을 표시한 것이다. 도시한 바와 같이 본 발명은 회전체 설치틀(10)(도 6 참조)의 우측 위에 슬러지공급부(1)가 설치된다(도 7 참조). 슬러지공급부(1)의 설치 위치는 도 2에 도시한 바와 같이 회전체(3)의 탈리액판(32)이 수평이 되는 곳(실시예에서는 3시방향, 도 6의 1')이며, 이 위치에서 고형물응집장치(미도시)로부터 이송된 슬러지가 낙하하여 공급된다.

도 1를 참조하면, 회전체(3)는 설치틀에 회전축(30)으로 설치되고, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 회전체의 좌하측 9시방향에서 6시방향 사이의 직하부에는 농축된 슬러지가 회수되는 농축슬러지 수집탱크(5)가 설치되며, 인접한 6시방향에서부터 대략 4시반 방향 사이의 하부에 세척수 수집탱크(6)가 설치된다.

상기 세척수 수집탱크 내부에는 세척장치(7)가 설치되고 회전체의 우측 하부에는 탈리액 집수탱크(9)가 설치되며, 본 실시예에서는 회전체 설치틀 자체에 간막이 형태로 탱크를 형성하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1의 미설명부호 300은 탈리액 이송관으로서 회전체가 반시계 방향으로 거슬러 회전하면서 3시방향부터 12시방향을 거쳐 9시방향까지에 위치하는 격실(20) 하부로 모아져 관통공(38)을 통해 흘러나오는 탈리액을 탈리액 집수탱크(9)로 이송하는 부품이다.

본 명세서에서 탈리액이란 농축되기 전 슬러지로부터 분리되는 수분을 의미한다. 또한 "수집탱크" 또는 "집수탱크"란 반드시 탱크를 의미하는 것은 아니며 이들 대상물을 일시 저장하는 공간을 뜻한다. 아울러 탱크 또는 구성요소간 연결은 볼트를 사용하거나 용접 등 다양한 방법이 사용될 수 있으므로 이에 대한 도시는 대부분 생략하였다. 탈리액판(32)은 탈리액을 수집하기 위한 평판을 말한다.

도 3은 본 발명의 회전체(3)를 분해하여 대략을 도시한 것이다. 즉, 회전축(30)(원통관 내부에 회전축이 있지만 편의상 이 모두를 회전축이라 한다)의 표면에 축의 길이방향으로 하부에 돌출판(320)을 포함하여 상하로 단차진 "

" 형상의 다수의 탈리액판(32)을 방사상으로 부착한 뒤, 관통공(38)을 구비한 측판(36)을 탈리액판(32)의 양측면에 조립하면 서로 인접하는 탈리액판(32) 사이에 단면이 대략 V자에 가까운 격실(20)이 형성된다.

도 4에 도시한 바와 같이 각 격실(20)은 탈리액판(32)과 측판(36) 및 축 표면(30)이 기밀하게 부착되고 측판(36)의 관통공(38)이 탈리액판 하부의 돌출판(320)을 수용하여 설치되므로 관통공 밖으로 노출되는 돌출판(320)이 축 표면을 종방향으로 구획하여 각 격실에서 흘러나오는 탈리액의 배출로(322)를 형성하게 된다. 이로써 탈리액은 손실 없이 이송관(300)으로 모아지는 효과가 있다.

도 4의 미설명부호 32b는 탈리액판(32)이 9시방향에서 8시방향으로 기울어 경사질 때 남아 있는 탈리액이 모아져 측판에 형성된 배출구(39)로 흘러가게 하는 베플이다. 베플은 띠형의 평판을 세워 설치하되 중심에서 양단으로 구배를 주어 탈리액 배출이 용이하도록 했다.

도 5는 도 4의 격실(20)에 설치된 여과스크린(34)의 구조를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 여과스크린은 격실 내부에 상응하는 대략 V자 모양(또는 상광하협의 U자 모양)이며 테두리는 스크린의 긴장과 형태를 유지하면서 측판(32) 안쪽면에 고정될 수 있도록 고정용 띠판(316, 318)을 부착하여 장방형의 프레임을 만들고, 슬러지가 유입되는 가장자리에는 다시 가로판(314)을 부착하여 테두리를 보강하여 스크랩퍼(340)와 슬러지유입방지판(350)을 부착할 수 있도록 했다.

본 실시예에서는 각각 분리된 고정용 띠판(316, 318)을 붙여 프레임을 만들었으나, 그대신 일체로 된 장방형의 고정용 띠판을 여과스크린의 가장자리 한쪽 또는 양쪽면에 부착할 수 있으며, 여과스크린의 고정력을 강화하기 위해 고정용 띠판에 여과스크린의 가장자리를 감아서 고정하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 여과스크린(34)을 측판(32) 안쪽면에 고정하기 위해 'ㄱ'자 형 앵글(310,312)을 사용하여 여과스크린(34)과 탈리액판(32)이 서로 이격되게 설치하였다. 이격 설치는 여과스크린 이면으로 분리된 탈리액이 탈리액판(32)을 따라 배출되도록 하기 위한 것이다. 따라서 여과스크린(34)의 가장자리와 측판(36) 안쪽면의 부착은 슬러지가 누설되지 않도록 해야 한다.

부착방식은 다양한 방식이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 나사를 사용하였으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 이후 수리나 교체 등을 고려하여 볼트와 너트 또는 용접 등 다양한 방식이 사용될 수 있다.

도 6은 회전체설치틀(10)을 도시한 것이고, 도 7은 도 6의 회전체 설치틀(10)의 슬러지공급부 설치면(1')에 슬러지공급부(1)를 설치한 것이다.

도 7에 도시한 바와 같이 슬러지공급부(1)는 응집공정으로부터 공급되는 슬러지가 일정한 양과 압력으로 회전체의 여과스크린(34) 내부로 공급될 수 있도록 전방과 상방이 개방된 상자형으로 하였으며, 전방 아래로는 회전체의 스크랩퍼(340)가 밀착 회전할 수 있도록 스크랩퍼 단부의 회전 반경보다 조금 작은 반경의 스커트(11)를 형성하고 슬러지가 밖으로 누설되지 않도록 가드(12)를 설치하였다.

다음은 본 발명의 작동을 설명한다.

회전체(3)에 전원을 인가하면 별도의 구동장치(미도시)에 의해 회전체(3)가 반시계방향(슬러지가 낙하하는 반대방향 즉, 중력을 거스르는 방향)으로 회전하게 되고, 여기에 고형물 응집장치(미도시)로부터 공급되는 슬러지가 슬러지공급부(3)에 공급된다. 회전체의 회전속도는 고형물의 상태에 따라 달라질 수 있으나 1분당 1회전 정도의 저속으로 운전하는 것이 바람직했다.(도 2).

슬러지공급부(1)에서 공급되는 슬러지는 자연럽게 여과스크린 내부로 밀려들어가게 되는데, 바로 아래에 위치하는 탈리액판(32)과 여과스크린(34) 사이의 공간으로 누설되는 슬러지는 스크랩퍼(340)에 의해 여과스크린(34) 내부로 들어가고 스크랩퍼가 막아내지 못한 슬러지는 슬러지유입방지판(350)과 베플(32b)이 2단으로 다시 막아 바로 뒤에서 따라오는 여과스크린의 내부 또는 스크랩퍼(34)로 보내게 된다.

마지막까지 낙하하는 누설 슬러지는 뒤따라 오는 스크랩퍼(340)가 슬러지공급부의 스커트(11)면에 밀착되어 쓸어올리고 스크랩퍼 좌우 양단으로 밀리는 슬러지는 가드(12)가 막아 올라가게 함으로써 여과스크린 내부로 회수한다.(도 2, 도 7).

이렇게 슬러지는 실시예의 4시 방향에서부터 여과스크린(34)에 적재되기 시작하고, 적재된 슬러지는 회전체가 회전하면서 격실(20)이 3시방향에서부터 12시방향에 이르게 되면 수평상태에서부터 점점 경사각도가 커지면서 여과스크린에 적재된 슬러지보다 탈리액이 먼저 흘러 여과스크린의 공극을 통해 배출된다.

이러한 원리에 의해 응집슬러지(Floc)와 탈리액은 서로 분리되고 회전체의 회전에 의해 여과스크린(34) 면의 경사각이 커지면 응집슬러지는 여과스크린면에 넓게 퍼져 있다가 좁은 공간에 모이게 되는데, 특히 1시방향부터 11시방향에서 슬러지는 자체 중량에 의해 압밀되므로 더욱 용이하게 탈리액이 분리된다.(도 2)

본 장치에 유입되는 슬러지는 약 4시방향에서부터 조금씩 유입되기 시작하여 3시와 2시 방향에서 유입이 중단되고, 탈리액은 탈리액판(32)의 면이 9시방향에 이르기까지는 격실(20)하부를 따라 관통공(38)을 통해 배출되다가 9시방향을 지나면서부터는 탈리액판의 가장자리에 형성된 베플(32b)에 의해 측판에 형성된 배출구(39)를 통해 배출된다(도 4).

여과스크린(탈리액판)면이 9시 방향을 지나면 농축슬러지가 직하부에 설치된 농축슬러지수집탱크(5)로 낙하하여 수집되고, 농축슬러지가 회수된 이후부터 공급되는 슬러지가 유입되기 전까지의 약 50도구간에서는 세척장치(7)가 적절한 각도로 세척수를 분사하여 여과스크린을 세척함으로써 스크린의 공극을 회복한다.(도 2).

이 때 사용된 세척수는 재사용할 수 있도록 세척수수집탱크(6)로 모아지며, 특히 장치 외부로 분리되는 탈리액은 비교적 깨끗한 상태의 것이므로 세척수로 재사용할 수 있도록 별도의 탈리액 집수탱크(9)로 모아진다. 탈리액 집수를 위한 장치로는 관통공(38)에 연결된 이송관(300)과 배출구(39)에서 낙하되는 탈리액 수집및 이송장치(미도시)를 사용한다.

지금까지 실시예를 기준으로, 본 발명 사상의 핵심구조를 설명하였다. 즉, 회전체 설치틀(10)의 구조나 각종 탱크의 위치와 형상, 슬러지와 탈리액의 이동수단 등에 대한 실시예 그리고 설치틀의 덮개 등은 생략하였다.

따라서 이들 구조의 적절한 변경이나 각 구성요소의 결합수단 및 현재 공지된 다양한 수단으로 본 발명을 최적화하는 등의 변경은 모두 본 발명의 핵심 구성을 포함하는 한 본 발명의 보호범위에 해당하는 것이다.

1 슬러지공급부 1' 슬러지공급부 설치부 3 회전체 5 농축슬러지수집탱크 6 세척수 수집탱크 7 세척장치 9 탈리액집수탱크 10 회전체설치틀(케이싱) 11 스커트 12 가드 20 격실 30 축 30' 축공 32 탈리액판 32b 베플 34 여과스크린 36 측판 38 관통공 39 배출구 300 탈리액 이송관 310 측부 앵글 312 저부 앵글 314 가로판 316, 318 고정용 띠판 320 돌출판 322 배출로 340 스크랩퍼 350 슬러지유입 방지판

Claims

고형물 응집장치로부터 슬러지를 공급하는 슬러지공급부(1)와, 구동모터에 의해 회전하면서 공급된 슬러지로부터 수분을 분리하는 회전체(3)와, 상기 슬러지공급부 반대편 회전체 아래에 설치된 농축슬러지 수집탱크(5) 및 슬러지로부터 분리된 탈리액을 회수하는 탈리액 집수탱크(9)를 포함하는 회전체 설치틀(10)과, 상기 회전체 저면에 설치된 세척장치(7)로 구성된 슬러지농축장치로서,
상기 회전체(3)는 회전축(30)과; 다수의 탈리액 판(32);과 여과스크린(34);과; 축의 관통 및 탈리액 배출기능을 겸하는 관통공(38)을 구비한 양측판(36);을 포함하되,
상기 탈리액판(32)은 회전축(30)에서 방사형으로 연장설치되고, 상기 연장된 방사형 탈리액 판의 양측 단면에 다각형의 측판(36)이 기밀고정되어 상기 탈리액판(32)과 양 측판(36)에 의해 상부가 개방된 다수의 V자형 격실(20)이 형성되며, 상기 관통공(38)은 직경이 축의 직경보다 크게 형성되어 분리된 수분이 배출될 수 있도록 양 측판(36)의 중심에 형성되고, 상기 V자형 격실(20)에는 내부형상에 상응하는 여과스크린(34)이 탈리액판(32)과 이격설치된 것을 특징으로 하는 슬러지농축장치
제1항에 있어서,
상기 탈리액판(32)은 하부의 돌출판(320)을 포함하여 평면이 상하로 단차진 "
"형상이며, 상기 양 측판(36)의 관통공(38)은 상기 돌출판(320)을 수용하여 축(30)의 표면에서 돌출판(320)으로 구획되는 탈리액의 배출로(322)가 형성된 것을 특징으로 하는 슬러지농축장치
제1항에 있어서,
상기 탈리액판(32)은 슬러지공급부 반대편에 위치하여 탈리액판의 평면이 수평에서 아래방향으로 기울 때 탈리액판의 가장자리로 탈리액이 흘러가 측판에 형성된 배출구(39)를 통해 탈리액이 배출될 수 있도록 베플(32b)이 형성된 것을 특징으로 하는 슬러지농축장치
제1항에 있어서,
상기 관통공(38)의 측면에는 관통공에서 흘러나오는 탈리액을 탈리액집수탱크(9)로 이송하는 탈리액 이송관(300)이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 슬러지농축장치
제1항에 있어서,
상기 여과스크린(34)은 끝단에 스크랩퍼(340)가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 슬러지농축장치
제1항에 있어서,
상기 여과스크린(34)은 끝단에 슬러지유입 방지판(350)이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 슬러지농축장치