KR101617862B1 - 슬러지 건조 시스템 - Google Patents

슬러지 건조 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101617862B1
KR101617862B1 KR1020150108423A KR20150108423A KR101617862B1 KR 101617862 B1 KR101617862 B1 KR 101617862B1 KR 1020150108423 A KR1020150108423 A KR 1020150108423A KR 20150108423 A KR20150108423 A KR 20150108423A KR 101617862 B1 KR101617862 B1 KR 101617862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sludge
heat
sludge drying
heat exchanger
pump
Prior art date
Application number
KR1020150108423A
Other languages
English (en)
Inventor
윤지현
Original Assignee
주식회사 우리종합기술
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 우리종합기술 filed Critical 주식회사 우리종합기술
Priority to KR1020150108423A priority Critical patent/KR101617862B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101617862B1 publication Critical patent/KR101617862B1/ko

Links

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24J2/42—
    • F24J3/08—
    • 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
    • F26B21/001—Drying-air generating units, e.g. movable, independent of drying enclosure
    • F26B21/002—Drying-air generating units, e.g. movable, independent of drying enclosure heating the drying air indirectly, i.e. using a heat exchanger
    • 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
    • F26B21/10—Temperature; Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

본 발명은 슬러지 건조 시스템으로서, 보다 상세하게는 교반되는 볼 사이에서 발생되는 전단마찰력과 열에 의하여 슬러지가 파쇄되는 볼밀 파쇄 장치, 집광형 태양열 집열기, 지중열 교환기, 보일러의 열원으로부터 슬러지를 건조시켜 케이크화 시키는 슬러지 건조 탱크로 구성된 슬러지 건조 시스템에 관한 것이다.

Description

슬러지 건조 시스템{Sludge Drying System}
본 발명은 슬러지 건조 시스템으로서, 보다 상세하게는 교반되는 볼 사이에서 발생되는 전단마찰력과 열에 의하여 슬러지가 파쇄되는 볼밀 파쇄 장치, 집광형 태양열 집열기, 지중열 교환기, 보일러의 열원으로부터 슬러지를 건조시켜 케이크화 시키는 슬러지 건조 탱크로 구성된 슬러지 건조 시스템에 관한 것이다.
현재 하수슬러지의 발생량은 증가되고 있고 발생되는 슬러지의 해양배출은 런던협약 발효에 의해 2012년부터 금지됨에 따라 육상매립, 소각, 재활용, 연료화로 처리되고 있으나 매립지 부족, 오염물질 배출에 따른 민원발생, 고비용의 재활용처리의 문제점이 발생되고 있다.
일반적인 하수슬러지를 가용화하는 기술은 크게 특정 미생물이나 효소를 이용하는 생물학적 처리기술, 초음파나 수리동력학적 캐비테이션, 열 가수분해 및 볼밀 파쇄를 이용하는 물리적 처리기술, 오존이나 알칼리 약품을 이용하여 처리하는 화학적 처리기술, 상기 처리 기술들 중 두 가지 이상을 결합하는 복합처리 기술 및 전기 분해를 이용한 전기적 처리기술로 나눌 수 있다.
상기 물리적 처리기술 중 볼밀 처리기술은 고속 회전하는 볼이 충진된 분쇄실로 슬러지를 유입시켜 교반되는 금속볼 사이에 발생하는 전단마찰력과 열에 의해 슬러지를 파쇄 시키는 방법으로 일반적으로 하수슬러지에 함유한 고형의 이물질에 대하여 안전하나 슬러지 액으로부터 철구를 분리하는 과정에서 분리설비의 막힘 현상이 발생되어 일정한 유량을 처리하기 위해서는 여러 대를 설치하여야 하며 수시로 점검 조치해 주어야 하므로 운전의 어려움 및 유지비용이 높은 문제점이 있다.
상기 화학적 처리기술 중 알칼리 처리 기술은 슬러지 내 미생물 세포벽의 화학적 분해에 의해 이루어지는 것으로 알칼리제 주입농도와 접촉시간이 커질수록 가용화 효율이 증가하였다가 그 이후로는 거의 일정한 값이 유지되어 주입 농도 및 접촉시간을 결정하는 것이 중요하고, 가용화 효율을 높이기 위하여 열처리를 결합하는 경우에는 처리온도가 낮아 경제성은 높지만 악취 및 타 난분해성 물질 생성의 문제점을 갖고 있다.
상기 전기분해 처리기술은 전지화학 반응과 같은 원리로서 무기성, 유기성, 전해질이 혼합된 폐수에 전기에너지를 공급함으로서 전기분해 반응을 일으켜 폐수를 처리하는 방법으로 전기적 응집, 전기적 부상, 전기적 산화, 표면착화, 정전기적 인력, 화학 전환, 화학 침전 등의 작용으로 오염 물질을 제거하는 방법이다.
이중 전기응집, 전기적 산화, 전기적 부상 반응을 통하여 슬러지를 침전시키거나 부상 분리하여 폐수를 효율적으로 처리하며, 슬러지 가용화에 적용되었을 때 전기분해 농축부와 전기분해부를 두어 슬러지를 가용화하는데 이를 다시 상기와 동일한 농축부와 전기분해부를 두어 총 4번의 전기분해를 실시하는 등 복잡한 구조와
슬러지 가용화에 따른 비용이 높은 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 복합처리기술의 종래 기술은 한국등록특허 제10-066196호(2007.01.09.)로 기계적 전처리, 호기성 소화, 금속촉매 및 오존산화를 이용한 하수슬러지 감량화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 전처리에 의한 하수슬러지 가용화에 이은 호기성 소화기술과 금속촉매 및 오존산화를 이용한 고효율의 하수슬러지 감량화방법에 관한 것이다.
상기의 종래의 복합처리기술의 기계적 전 처리역시 볼밀 파쇄장치를 사용하나 상기의 볼밀 파쇄장치의 문제점을 동일하게 가지고 있으며 그 외로 호기성 소화와 금속촉매와 오존처리등 복잡한 구조와 고비용의 문제점을 가지고 있다.
또한 슬러지의 함수율을 줄여야 경제적인 처리가 가능한데, 슬러지의 함수율을 줄이기 위해 진공압, 압착력, 원심력 등의 다양한 방법들이 적용되고 있다. 하지만 열압착력에 의한 탈수 방법인 보일러를 사용하는 열탈수는 저함수율 탈수 케이크를 생산하는 장점이 있지만 에너지 소모량이 큰 단점이 있어 범용적으로 확대되는데 어려움이 있었다.
한국 등록특허 제10-066196호(2007.01.09.)
본 발명은 상기와 같은 종래의 일반적인 하수슬러지의 가용화 기술 중 볼밀파쇄장치의 슬러지에 의한 막힘 현상, 슬러지 처리에 따른 고비용의 문제점을 해결하는데 그 목적을 둔다.
상기와 같은 문제점을 해결하고 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 슬러지 건조 시스템은 오폐수 처리 시스템으로부터 유출되는 슬러지를 건조하는 건조 시스템에 있어서,
상기 건조 시스템은, 오폐수 처리 과정으로부터 나오는 슬러지를 파쇄하는 볼밀 파쇄 장치(100); 상기 볼밀 파쇄 장치로부터 나오는 파쇄 슬러지를 탈수하는 탈수장치(200); 집광형 태양열 집열기(300); 상기 집광형 태양열 집열기와 연결되는 열교환기(400); 지열의 열에너지를 흡수하는 지중열 교환기(800); 상기 지중열 교환기와 슬러지 건조탱크 사이에 배관 연결된 지열 히트펌프(700); 상기 집광형 태양열 집열기와 지중열 교환기로부터 유출되는 열매체의 온도가 80℃미만일 때 작동되어 보조적으로 열원을 슬러지 건조탱크에 전달하는 보일러(600); 상기 탈수장치로부터 유입되는 슬러지를 상기 태양열, 지열, 보일러의 열원을 용하여 건조하는 슬러지 건조탱크(500); 및 펌프(미도시);로 구성된다.
상기 펌프는 집광형 태양열 집열기(300)와 열교환기(400) 사이, 열교환기(400)와 슬러지 건조탱크(500)사이, 보일러(600)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이, 지중열 교환기(800)와 지열히트펌프(700) 사이, 지열히트펌프(700)와 슬러지 건조탱크(500) 사이에 설치되어 열에너지를 포함한 열매체를 순환시킨다.
상기 집광형 태양열 집열기(300)와 연결된 열교환기(400) 및 지열히트펌프(700)에서 유출되는 열매체의 온도가 80℃ 미만일 경우 열교환(400)기와 슬러지 건조탱크(500) 사이에 설치된 펌프, 지열히트펌프(700)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이에 설치된 펌프의 작동이 중단된다.
상기 건조 시스템은 열저장탱크(900) 및 삼방밸브(미도시)를 추가적으로 포함하여 구성되되, 상기 열저장탱크(900)는 슬러지 건조 탱크(500)가 가동되지 않을 경우를 대비하여 보조적으로 열원을 저장하고, 상기 삼방밸브(미도시)는 슬러지 건조 탱크(500)와 지열히트펌프(700) 사이, 슬러지 건조탱크(500)와 열교환기(400) 사이에 설치되어 각각 열원의 흐름을 슬러지 건조 탱크(500)와 열저장탱크(900) 사이에서 변동시키며, 상기 열저장탱크(900)와 슬러지 건조 탱크(500)와 지열히트펌프(700) 사이에 설치된 삼방밸브(미도시) 사이와 상기 열저장탱크(900)와 슬러지 건조탱크(500)와 열교환기(400) 사이에 설치된 삼방밸브(미도시) 사이에 펌프(미도시)가 추가적으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 건조 시스템은 열매체의 온도를 측정하기 위한 온도센서(미도시)를 추가적으로 포함하되, 상기 온도센서는 열교환기(400) 온수 유출구, 열저장탱크(900) 내부, 슬러지 건조탱크(500) 내부 및 지열히트펌프(700) 온수 유출구에 각각 설치된다.
상기 건조 시스템은 온도 센서로부터 정보를 받아 상기 건조 시스템의 열원의 흐름을 제어하는 제어장치(미도시)를 포함하되, 상기 제어장치는 온도 센서(미도시)에 의해 각각 열교환기(400) 온수 유출구, 지열히트펌프(700) 온수 유출구의 온도 정보를 받아 그 온도 정보가 80℃미만일 경우 각각 열교환기(400)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이에 설치된 펌프(미도시), 지열히트펌프(700)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이의 펌프의 가동을 중단시키고 보일러는 가동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 볼밀 파쇄 장치(100) 내부는 회전하는 원판 형태의 교반기(120)가 설치되어 있고, 입경이 6~9mm인 유리볼이나 금속볼로 파쇄장치 체적의 55~85% 충전되어 있으며, 상기 교반기(120)의 회전속도는 6~22m/s 로 운전된다.
상기 볼밀 파쇄 장치(100)는 교반되는 금속볼 사이에서 발생되는 전단마찰력과 열에 의해 파쇄시키며 교번 제어에 의해 일정시간 역방향으로 구동되어 볼 및 스크린망(130)이 세척된다.
상기 슬러지 건조 탱크(500)는 슬러지 건조 과정 중 발생하는 가스를 처리하는 가스 유출기(미도시)와 건조 과정 중 발생하는 수분을 모아 오폐수 처리 시스템으로 반송시키는 반송수 처리 장치(미도시)와 건조된 슬러지 케이크를 배출시키는 케이크 배출기(미도시)로 구성되되,
탱크 내부에 열원을 전달하는 열매체(물)가 흐르는 열판(510)과 상기 열판 사이에 슬러지가 건조되는 건조공간(520)으로 이루어진 모듈이 복수개 설치되어 있다.
상기 집광형 태양열 집열기(300)는 PTC(Parabolic Trough Collector) 집열기를 사용한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 슬러지 건조 시스템은 볼밀 파쇄 장치의 막힘 현상을 없애고 그에 따라 운전비용도 절감되며, 슬러지를 건조하는데 필요한 열원을 태양열, 지열과 같은 신재생 에너지원을 활용하여 극심한 에너지 소모 문제를 극복하여 결국 슬러지 처리비용과 처리 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명인 슬러지 건조 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 개념도에 열저장탱크, 삼방밸브가 추가적으로 포함되어 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명인 슬러지 건조 시스템의 구성 장치인 볼밀 파쇄 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명인 슬러지 건조 시스템의 구성장치인 슬러지 건조 탱크의 개략적인 구조를 나타냄과 동시에 시스템의 동작을 나타낸 도면이다.
본 발명의 명칭은 "슬러지 건조 시스템"으로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며 필요경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일면에 있어서,
도 1은 본 발명인 슬러지 건조 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이며, 도 2는 도 1의 개념도에 열저장탱크, 삼방밸브가 추가적으로 포함되어 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명인 슬러지 건조 시스템의 구성 장치인 볼밀 파쇄 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명인 슬러지 건조 시스템의 구성장치인 슬러지 건조 탱크의 개략적인 구조를 나타냄과 동시에 시스템의 동작을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면 슬러지 건조 시스템은, 오폐수 처리 과정으로부터 나오는 슬러지를 파쇄하는 볼밀 파쇄 장치(100); 상기 볼밀 파쇄 장치로부터 나오는 파쇄 슬러지를 탈수하는 탈수장치(200); 집광형 태양열 집열기(300); 상기 집광형 태양열 집열기와 연결되는 열교환기(400); 지열의 열에너지를 흡수하는 지중열 교환기(800); 상기 지중열 교환기와 슬러지 건조탱크 사이에 배관 연결된 지열 히트펌프(700); 상기 집광형 태양열 집열기와 지중열 교환기로부터 유출되는 열매체의 온도가 80℃미만일 때 작동되어 보조적으로 열원을 슬러지 건조탱크에 전달하는 보일러(600); 상기 탈수장치로부터 유입되는 슬러지를 상기 태양열, 지열, 보일러의 열원을 용하여 건조하는 슬러지 건조탱크(500); 및 펌프(미도시);로 구성된다.
상기 집광형 태양열 집열기는 집광형 태양열 집열기를 의미하며 집광형 태양열 집열기는 80℃ 이상의 고온의 열원을 생산할 수 있는데 집열기가 고온의 열을 생산하면 산업체에 사용 가능한 것으로 평가된다.
통상적으로 태양열과 같은 신재생에너지를 에너지 밀도가 낮고 또한 에너지 분포가 불균일하여 산업체에 사용하기 부적합한 것으로 평가되는 경향이 있다. 하지만 일사량이 충분히 확보되면 균일한 에너지를 확보할 수 있는 것으로 평가된다.
상기 집광형 태양열 집열기(300)는 PTC(Parabolic Trough Collector) 태양열 집열기를 사용하는 것이 바람직하다.
PTC(Parabolic Trough Collector) 태양열 집열기는 반사판과 흡수기로 구성되어 있으며 흡수기는 진공관 튜브 내에 흡수체와 U자관을 장착하여 반사판으로부터 반사된 태양빛을 흡수하여 열매체유에 열원을 전달한다. 열매체유는 열교환기에서 열을 전달하고 다시 진공관 튜브로 순환한다. 열교환기에서 열을 회수한 열수는 열탈수기로 공급되어 사용되는 원리로 동작한다.
PTC(Parabolic Trough Collector) 집열기의 사양은 최대 초점 온도는 300℃ 이상이며 최대 운전 온도는 약 250℃ 이상인 것을 사용함이 바람직하다.
슬러지 건조 탱크에서 사용할 수 있는 열매체의 온도는 80℃ 이상일 것을 요구한다.
열매체는 열에너지를 함유할 수 있으면 어떤 것이든 가능하나 보통 물을 이용한다.
태양열을 얻기 힘든 오전이나 저녁, 흐린날등은 지중열 교환기와 지열 히트펌프로부터 고온의 열매체를 얻어 슬러지 건조탱크를 가동시킨다.
슬러지를 건조시킨 케이크는 슬러지의 종류에 따라 열원으로 사용되거나 가축들 사료, 건축 자재등 자원으로 활용되고 있다.
도 1을 참조하면 상기 펌프는 집광형 태양열 집열기(300)와 열교환기(400) 사이, 열교환기(400)와 슬러지 건조탱크(500)사이, 보일러(600)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이, 지중열 교환기(800)와 지열히트펌프(700) 사이, 지열히트펌프(700)와 슬러지 건조탱크(500) 사이에 설치되어 열에너지를 포함한 열매체를 순환시킨다.
상기 펌프는 열매체의 교환이 충분히 이뤄지도록 열매체 순환을 저속으로 함이 바람직하다.
상기 집광형 태양열 집열기(300)와 연결된 열교환기(400) 및 지열히트펌프(700)에서 유출되는 열매체의 온도가 80℃ 미만일 경우 열교환(400)기와 슬러지 건조탱크(500) 사이에 설치된 펌프, 지열히트펌프(700)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이에 설치된 펌프의 작동이 중단된다.
결국 열교환기와 슬러지 건조 탱크 사이, 지열히트펌프와 슬러지 건조탱크사이의 열매체 사이클의 순환이 정지되는 것이다.
이 경우 보일러가 이용된다.
결국 상기 보일러는 밤이나 흐린 날과 같이 태양열도 집열하지 못하고 지중열 교환으로도 열매체의 온도가 80 ℃ 미만일 경우 가동된다.
상기 탈수장치(200)는 슬러지가 과도하게 수분을 함유하였을 경우 특히 효과적인데 보통 원심력을 이용한 장치를 활용하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면 상기 건조 시스템은 열저장탱크(900) 및 삼방밸브(미도시)를 추가적으로 포함하여 구성되되, 상기 열저장탱크(900)는 슬러지 건조 탱크(500)가 가동되지 않을 경우를 대비하여 보조적으로 열원을 저장하고, 상기 삼방밸브(미도시)는 슬러지 건조 탱크(500)와 지열히트펌프(700) 사이, 슬러지 건조탱크(500)와 열교환기(400) 사이에 설치되어 각각 열원의 흐름을 슬러지 건조 탱크(500)와 열저장탱크(900) 사이에서 변동시키며, 상기 열저장탱크(900)와 슬러지 건조 탱크(500)와 지열히트펌프(700) 사이에 설치된 삼방밸브(미도시) 사이와 상기 열저장탱크(900)와 슬러지 건조탱크(500)와 열교환기(400) 사이에 설치된 삼방밸브(미도시) 사이에 펌프(미도시)가 추가적으로 설치된다.
상기 건조 시스템은 열매체의 온도를 측정하기 위한 온도센서(미도시)를 추가적으로 포함하되, 상기 온도센서는 열교환기(400) 온수 유출구, 열저장탱크(900) 내부, 슬러지 건조탱크(500) 내부 및 지열히트펌프(700) 온수 유출구에 각각 설치된다.
상기 건조 시스템은 온도 센서로부터 정보를 받아 상기 건조 시스템의 열원의 흐름을 제어하는 제어장치(미도시)를 포함하되, 상기 제어장치는 온도 센서(미도시)에 의해 각각 열교환기(400) 온수 유출구, 지열히트펌프(700) 온수 유출구의 온도 정보를 받아 그 온도 정보가 80℃미만일 경우 각각 열교환기(400)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이에 설치된 펌프(미도시), 지열히트펌프(700)와 슬러지 건조 탱크(500) 사이의 펌프의 가동을 중단시키고 보일러를 가동시킨다.
상기 제어장치는 통상적으로 PLC(Programmable Logic Controller)를 이용해도 무방하나 제어 프로그램이 임베딩된 MCU가 적용된 산업용 PC를 이용함이 바람직하다.
열저장탱크 내부의 열매체의 온도가 80℃ 이상일 경우 슬러지 건조 탱크와 연결되어 슬러지를 건조시킨다.
도 3을 참조하면 상기 볼밀 파쇄 장치(100) 내부는 회전하는 원판 형태의 교반기(120)가 설치되어 있고, 입경이 6~9mm인 유리볼이나 금속볼로 파쇄장치 체적의 55~85% 충전되어 있으며, 상기 교반기(120)의 회전속도는 6~22m/s 로 운전된다.
상기 볼밀 파쇄 장치(100)는 교반되는 금속볼 사이에서 발생되는 전단마찰력과 열에 의해 파쇄시키며 교번 제어에 의해 일정시간 역방향으로 구동되어 볼 및 스크린망(130)이 세척된다.
상기 볼밀 파쇄 장치의 교반기는 일반적으로 사용되는 모터로 운용이 가능하고 파쇄 시간은 8~12분으로 하며 교번 제어를 통하여 1~2분 동안 역방향으로 구동되어 세척기능을 갖게 함이 바람직하다.
도 4를 참조하면 상기 슬러지 건조 탱크(500)는 슬러지 건조 과정 중 발생하는 가스를 처리하는 가스 유출기(미도시)와 건조 과정 중 발생하는 수분을 모아 오폐수 처리 시스템으로 반송시키는 반송수 처리 장치(미도시)와 건조된 슬러지 케이크를 배출시키는 케이크 배출기(미도시)로 구성되되, 탱크 내부에 열원을 전달하는 열매체(물)가 흐르는 열판(510)과 상기 열판 사이에 슬러지가 건조되는 건조공간(520)으로 이루어진 모듈이 복수개 설치되어 있다.
슬러지 건조 탱크는 고액 분리의 효율을 향상시키기 위해 압착력과 상기 열판을 가열하여 얻어진 열응력을 슬러지 공간에 적층된 슬러지층에 작용시킨다. 이때 열판 가열을 위해 열원이 필요한데 이를 위해 집광형 태양열 집열기, 지열 히트펌프, 보일러로부터 열원을 확보하여 공급하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 슬러지 건조 시스템은 볼밀 파쇄 장치의 막힘 현상을 없애고 그에 따라 운전비용도 절감되며, 슬러지를 건조하는데 필요한 열원을 태양열, 지열과 같은 신재생 에너지원을 활용하여 극심한 에너지 소모 문제를 극복하여 결국 슬러지 처리비용과 처리 효율을 높일 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었지만 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술은 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정과 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 볼밀 파쇄 장치
110 : 몸통 120 : 교반기
130 : 스크린망 140 : 모터
200 : 탈수 장치
300 : 집광형 태양열 집열기 400 : 열교환기
500 : 슬러지 건조 탱크
510 : 열판 520 : 슬러지 건조 케이크
600 : 보일러
700 : 지열히트펌프 800 : 지중열 교환기
900 : 열저장 탱크

Claims (8)

  1. 오폐수 처리 시스템으로부터 유출되는 슬러지를 건조하는 건조 시스템에 있어서,
    상기 건조 시스템은,
    오폐수 처리 과정으로부터 나오는 슬러지를 파쇄하는 볼밀 파쇄 장치;
    상기 볼밀 파쇄 장치로부터 나오는 파쇄 슬러지를 탈수하는 탈수장치;
    집광형 태양열 집열기;
    상기 집광형 태양열 집열기와 연결되는 열교환기;
    지열의 열에너지를 흡수하는 지중열 교환기;
    상기 지중열 교환기와 슬러지 건조탱크 사이에 배관 연결된 지열 히트펌프;
    상기 집광형 태양열 집열기와 지중열 교환기로부터 유출되는 열매체의 온도가 80℃미만일 때 작동되어 보조적으로 열원을 슬러지 건조탱크에 전달하는 보일러;
    상기 탈수장치로부터 유입되는 슬러지를 상기 태양열, 지열, 보일러의 열원을 이용하여 건조하는 슬러지 건조탱크;
    펌프;
    열저장탱크;
    삼방밸브;
    열매체의 온도를 측정하기 위한 온도센서; 및
    상기 온도 센서로부터 정보를 받아 상기 건조 시스템의 열매체의 흐름을 제어하는제어 장치;로 구성되되,
    상기 볼밀 파쇄 장치는 그 내부에 회전판 교반 설비가 설치되어 있고, 입경이 6~9mm인 유리볼이나 금속볼로 파쇄장치 체적의 55~85% 충전되어 있되, 상기 교반 설비의 회전 속도는 6~22m/s 로 운전되며,
    상기 볼밀 파쇄 장치는 유입되는 슬러지를 교반되는 금속볼 사이에서 발생되는 전단마찰력과 열에 의해 파쇄시키며 교번 제어에 의해 일정시간 역방향으로 구동되어 볼 및 스크린망이 세척되며,
    상기 집광형 태양열 집열기는 최대 초점 온도가 300℃ 이상인 PTC(Parabolic Trough Collector) 집열기를 사용하며,
    상기 슬러지 건조 탱크는 슬러지 건조 과정 중 발생하는 가스를 처리하는 가스 유출기와 건조 과정 중 발생하는 수분을 모아 오폐수 처리 시스템으로 반송시키는 반송수 처리 장치와 건조된 슬러지 케이크를 배출시키는 케이크 배출기로 구성되되, 탱크 내부에 열원을 전달하는 열매체(물)가 흐르는 관과 접촉되어 있는 열판과 상기 열판 사이에 슬러지가 건조되는 건조공간으로 이루어진 모듈이 복수개 설치되어 있으며,
    상기 펌프는 태양열 교환기와 열교환기 사이, 열교환기와 슬러지 건조탱크사이, 보일러와 슬러지 건조 탱크 사이, 지중열 교환기와 지열히트펌프 사이, 지열히트펌프와 슬러지 건조탱크 사이에 설치되어 열에너지를 포함한 열매체를 순환시키며,
    상기 집광형 태양열 집열기와 연결된 열교환기 및 지열히트펌프에서 유출되는 열매체의 온도가 80℃ 미만일 경우 각각 열교환기와 슬러지 건조 탱크 사이에 설치된 펌프, 지열히트펌프와 슬러지 건조탱크 사이에 설치된 펌프의 작동이 중단되며,
    상기 열저장탱크는 슬러지 건조 탱크가 가동되지 않을 경우를 대비하여 보조적으로 열원을 저장하고,
    상기 삼방밸브는 슬러지 건조 탱크와 지열히트펌프 사이, 슬러지 건조탱크와 열교환기 사이에 설치되어 각각 열원의 흐름을 슬러지 건조 탱크와 열저장탱크 사이에서 변동시키며,
    상기 열저장탱크와 슬러지 건조 탱크와 지열히트펌프 사이에 설치된 삼방밸브, 상기 열저장탱크와 슬러지 건조탱크와 열교환기 사이에 설치된 삼방밸브 사이에 펌프가 추가적으로 설치되며,
    상기 온도센서는 열교환기 온수 유출구, 열저장탱크 내부, 슬러지 건조탱크 내부 및 지열히트펌프 온수 유출구에 각각 설치되며,
    상기 제어 장치는 온도 센서에 의해 각각 열교환기 온수 유출구, 지열히트펌프 온수 유출구의 온도 정보를 받아 그 온도 정보가 80℃미만일 경우 각각 열교환기와 슬러지 건조 탱크 사이에 설치된 펌프, 지열히트펌프와 슬러지 건조 탱크 사이의 펌프의 가동을 중단시키되 보일러를 가동시키는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020150108423A 2015-07-31 2015-07-31 슬러지 건조 시스템 KR101617862B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150108423A KR101617862B1 (ko) 2015-07-31 2015-07-31 슬러지 건조 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150108423A KR101617862B1 (ko) 2015-07-31 2015-07-31 슬러지 건조 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101617862B1 true KR101617862B1 (ko) 2016-05-03

Family

ID=56022765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150108423A KR101617862B1 (ko) 2015-07-31 2015-07-31 슬러지 건조 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101617862B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106140404A (zh) * 2016-06-07 2016-11-23 宁波高新区世代能源科技有限公司 太阳能球磨机
CN108059316A (zh) * 2018-01-11 2018-05-22 广州易科热泵烘干设备科技有限公司 污泥低温干化自动生产线
KR20190112448A (ko) * 2018-03-26 2019-10-07 농업회사법인 주식회사 그린팜 태양열과 지열을 이용하는 저온 건조기
CN111707058A (zh) * 2020-07-27 2020-09-25 深圳市派沃新能源科技股份有限公司 一种多热源自适应物料烘干***及物料烘干房
CN112797650A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 真木农业设备（安徽）有限公司 一种新型承压水箱
CN115247953A (zh) * 2020-11-07 2022-10-28 云南师范大学 一种太阳能热泵高效耦合换热干燥***
CN116693163A (zh) * 2023-07-21 2023-09-05 耀昶嵘相变材料科技(广东)有限公司 污泥干化***的控制方法、终端及***
CN117516117A (zh) * 2024-01-05 2024-02-06 山东昊瑞环保科技有限公司 一种加氢催化剂生产用干燥装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005254166A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Maezawa Ind Inc 汚泥処理装置
KR100965932B1 (ko) * 2010-04-27 2010-06-24 오난희 유기성 폐기물의 효율적 건조 및 악취 제어시스템
JP2011016128A (ja) * 2009-07-06 2011-01-27 Willy A Bachofen Ag 攪拌ボールミル
KR101316691B1 (ko) * 2012-07-27 2013-10-08 오세권 지중열 및 태양열을 이용한 냉난방 시스템 및 그의 제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005254166A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Maezawa Ind Inc 汚泥処理装置
JP2011016128A (ja) * 2009-07-06 2011-01-27 Willy A Bachofen Ag 攪拌ボールミル
KR100965932B1 (ko) * 2010-04-27 2010-06-24 오난희 유기성 폐기물의 효율적 건조 및 악취 제어시스템
KR101316691B1 (ko) * 2012-07-27 2013-10-08 오세권 지중열 및 태양열을 이용한 냉난방 시스템 및 그의 제어방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106140404A (zh) * 2016-06-07 2016-11-23 宁波高新区世代能源科技有限公司 太阳能球磨机
CN108059316A (zh) * 2018-01-11 2018-05-22 广州易科热泵烘干设备科技有限公司 污泥低温干化自动生产线
KR20190112448A (ko) * 2018-03-26 2019-10-07 농업회사법인 주식회사 그린팜 태양열과 지열을 이용하는 저온 건조기
KR102045803B1 (ko) * 2018-03-26 2019-11-18 농업회사법인 주식회사 그린팜 태양열과 지열을 이용하는 저온 건조기
CN111707058A (zh) * 2020-07-27 2020-09-25 深圳市派沃新能源科技股份有限公司 一种多热源自适应物料烘干***及物料烘干房
CN111707058B (zh) * 2020-07-27 2023-05-02 深圳市派沃新能源科技股份有限公司 一种多热源自适应物料烘干***及物料烘干房
CN115247953A (zh) * 2020-11-07 2022-10-28 云南师范大学 一种太阳能热泵高效耦合换热干燥***
CN112797650A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 真木农业设备（安徽）有限公司 一种新型承压水箱
CN116693163A (zh) * 2023-07-21 2023-09-05 耀昶嵘相变材料科技(广东)有限公司 污泥干化***的控制方法、终端及***
CN116693163B (zh) * 2023-07-21 2023-12-05 耀昶嵘相变材料科技(广东)有限公司 污泥干化***的控制方法、终端及***
CN117516117A (zh) * 2024-01-05 2024-02-06 山东昊瑞环保科技有限公司 一种加氢催化剂生产用干燥装置
CN117516117B (zh) * 2024-01-05 2024-03-12 山东昊瑞环保科技有限公司 一种加氢催化剂生产用干燥装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101617862B1 (ko) 슬러지 건조 시스템
US11180399B2 (en) Intelligent oil sludge treatment apparatuses and treatment processes
CN101691273B (zh) 一种污水污泥浓缩脱水好氧风干一体化的方法
CN101948231B (zh) 对污泥进行机械预脱水的高浓度污泥厌氧消化处理工艺
CN102964048B (zh) 污泥干化及污水处理的方法
KR101780266B1 (ko) 블레이드가 내부에 장착된 항아리 드럼타입의 슬러지 감량화 장치 및 항아리 드럼타입의 슬러지 감량화 장치를 이용한 하·폐수 탈수슬러지의 감량화 방법
CN104690072A (zh) 一种餐厨垃圾回收处理***
CN101665304B (zh) 太阳能厌氧颗粒污泥循环式反应器
CN106434296B (zh) 一种一体式干湿厌氧消化装置
CN104743756A (zh) 一种资源化低能耗污泥处理方法
WO2012132798A1 (ja) 汚泥の水熱反応利用型メタン発酵処理方法及びシステム
CN101857347B (zh) 一种污泥超声波滚筒干燥器
KR100485639B1 (ko) 하, 폐수 오니 소화시스템
JP6271787B1 (ja) バイオガスを生成する汚泥処理システム
CN102701533B (zh) 一种智能化免维护污水处理装置
CN208684795U (zh) 一种有机肥联合生产装置
KR20210026858A (ko) 하이브리드 바이오가스 전처리장치
JP2010234221A (ja) 高含水率有機廃棄物の脱塩方法及び燃料化方法並びにバイオマス燃料
CN105000778A (zh) 一种污泥减量处理***
CN111804713B (zh) 一种城市生活垃圾湿式工艺处理方法
CN206799349U (zh) 一种压裂返排液处理装置
KR101087035B1 (ko) 고온 혐기성 소화 처리장치
CN113526824A (zh) 热能太阳能联动干化污泥处理设备及工艺
CN202688149U (zh) 一种智能化免维护污水处理装置
CN202625954U (zh) 污水综合处理***

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190122

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200220

Year of fee payment: 5