KR101960134B1

KR101960134B1 - 슬러지의 탈수 처리방법 및 탈수 처리장치

Info

Publication number: KR101960134B1
Application number: KR1020157009379A
Authority: KR
Inventors: 요시로 아오야마; 키요하루 후지노
Original assignee: 니혼아루시 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2019-03-19
Also published as: CN104619654A; WO2014041594A1; JP5968449B2; CN104619654B; JPWO2014041594A1; KR20150053993A

Abstract

스크류 프레스기 내에서의 탈수를 충분히 행할 수 있는 탈수 처리방법 및 탈수 처리장치에 관한 것으로, 슬러지 농축기(11)에서 농축된 슬러지를 스크류 프레스기(31)에서 탈수하는 슬러지의 탈수 처리방법은, 스크류 프레스기가, 스크류축(33a)의 중간 부분(46)의 축 방향 소정 길이에 걸쳐서, 스크류축을 구성하는 회전축의 외주에 스크류 날개(33b)가 마련되지 않고, 농축된 슬러지가, 스크류 프레스기를 구성하는 이송 통로(35)의 슬러지 투입구측에서 가열 수증기 또는 열풍에 의해 직접 가열되고, 스크류 프레스기 내에서 슬러지를 가열한 상태에서 탈수된다.

Description

슬러지의 탈수 처리방법 및 탈수 처리장치{SLUDGE DEHYDRATION PROCESSING METHOD AND DEHYDRATION PROCESSING DEVICE}

본 발명은, 슬러지를 가열하여 탈수하는 기술에 관한 것이다.

폐수를 탈수 처리하는 경우, 응집 반응조, 슬러지 농축기와 스크류 프레스기를 순차 연결한다. 폐수의 오수는, 응집 반응조에 공급되고, 응집제를 첨가한다. 이 오수는, 응집되어 슬러지가 된다. 슬러지는, 슬러지 농축기에 공급되고, 중력 탈수된다. 이 슬러지는, 함수율이 저하되고, 농축된다. 농축 슬러지는, 스크류 프레스기에 공급되고, 중력 탈수되며, 또한, 압착 탈수된다. 이 스크류 프레스기에서 탈수된 농축 슬러지는, 함수율이 더 저하되고, 탈수 케이크(cake)가 된다.

스크류 프레스기로 슬러지를 가열하여 탈수하는 경우, 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이, 스크류 프레스기는, 스크류축의 중공부(中空部)에 증기 또는 열풍을 공급한다. 혹은 스크류축에 내장된 전열기를 작동한다. 스크류축은, 외주벽이 가열된다. 여과성의 외통(外筒) 내의 스크류축은, 회전된다. 슬러지는, 외통과 스크류축 사이의 나선 형상의 이송 통로에서 압축되면서 이송되는 동안, 스크류축의 외주벽에서 가열되면서 탈수된다. 이 슬러지는, 가열되어서 온도가 상승되고, 함유하는 액체의 점도가 저하되고, 액체가 고체로부터 분리되기 쉬워진다. 그 탈수되기 쉬운 상태에서 탈수된다. 탈수 효율이 높아진다.

그러나, 스크류 프레스기로 슬러지를 가열하여 탈수하는 상기와 같은 경우, 슬러지는, 여과성의 외통과 스크류축의 사이의 나선 형상의 이송 통로를 이송되는 동안, 스크류축의 외주벽을 개재하여 간접적으로 가열된다. 스크류축의 외주벽은, 스테인리스 강판으로 구성된다. 스테인리스 강판을 개재한 간접 가열은, 개재 강판이 없는 직접 가열과 비교하여, 가열 효율이 낮다는 문제가 있다.

슬러지의 직접 가열에는, 응집 반응조의 슬러지에 증기를 불어넣는 방법이 있다. 이 방법에서는, 응집 반응조에서 가열된 슬러지는, 농축기에서 농축하면, 함수율이 저하된 상태로, 스크류 프레스기에 공급된다. 농축기에서 슬러지로부터 분리된 액체는, 스크류 프레스기에 공급되지 않는다. 이 분리 액체에 포함되어 있는 열은, 스크류 프레스기에서의 탈수에 이용되지 않게 된다. 응집 반응조에서 슬러지에 더해진 열은, 전부가 유효하게 이용되지 않는다. 열의 손실이 많다. 가열 효율이 높지 않다는 문제가 있다.

이들 문제에 대해서, 본 발명자는, 슬러지를 슬러지 농축기에서 농축하고, 스크류 프레스기에서 탈수하는 탈수 처리에 있어서, 슬러지 농축기에서 농축한 슬러지에, 증기나 열풍을 불어넣어서 직접 가열하고, 스크류 프레스기에 있어서 온도가 상승한 상태에서 탈수하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 가열 탈수 방법을 제안하고 있다(특허 문헌 2).

특허 문헌 2의 방법은, 이하의 착상에 근거하는 것이다.

슬러지는, 슬러지 농축기에서 농축하고, 스크류 프레스에서 탈수하는 탈수 처리에 있어서, 도 1에 예시하는 바와 같이, 슬러지의 직접 가열은, 슬러지를 슬러지 농축기에서 농축한 뒤이며, 스크류 프레스기에서 탈수하기 전에 행하는 것으로 했다. 특히, 스크류 프레스기에서 탈수하기 직전에 행하는 것으로 했다.

슬러지는, 슬러지 농축기에서 액체를 분리한 후에는, 분리한 액체만큼, 용적 내지 유량이 감소되고, 가열하는 열의 소비량이 적어도 된다. 또한, 가열된 슬러지는, 전부가 스크류 프레스기에서 탈수되고, 열의 손실이 없다. 가열 효율이 높다. 탈수 효율이 높다.

또한, 슬러지 농축기에서 농축한 슬러지는, 직접 가열할 때, 응집제를 첨가하여 응집하는 것으로 했다. 응집 반응은, 온도가 상승한 상태에서, 양호하게 행해진다. 탈수 효율이 더 높아진다.

상기 착상에 근거하는 구체예로서는, 예를 들면 이하의 구체예를 들 수 있다.

제1 구체예

상기 원리를 이용하는 제1 예는, 슬러지 농축기와 스크류 프레스기의 사이에, 슬러지를 직접 가열하는 직접 가열실을 마련한다. 직접 가열실은, 슬러지에 증기나 열풍을 불어넣는 직접 가열 장치를 마련한다. 또한, 슬러지를 교반하는 장치를 마련한다.

농축기에서 농축한 슬러지는, 직접 가열실에 공급된다. 직접 가열실에서는, 슬러지에 증기나 열풍을 불어넣고, 슬러지를 교반한다. 직접 가열실의 슬러지는, 가열되어서 온도가 상승되고, 함유하는 액체의 점도가 저하된다. 액체가 고체로부터 분리되기 쉬워진다. 이 슬러지는, 스크류 프레스기에 공급되고, 스크류 프레스기에서 탈수된다.

또한, 직접 가열실은, 슬러지에 응집제를 첨가하는 장치를 마련한다. 슬러지의 응집 반응은, 온도가 상승한 상태에서, 양호하게 행해진다. 스크류 프레스에서의 탈수 효율이 더 높아진다.

제2 구체예

제2 예는, 제1 예에 있어서의 직접 가열실을 스크류 프레스기의 투입구 부분에 조립한다. 스크류 프레스기는, 외통과 스크류축의 사이의 나선 형상의 이송 통로에 투입 통로를 접속하고 있다. 투입 통로와 이송 통로의 투입구측 부분을 직접 가열실로 한다. 투입 통로에는, 슬러지에 증기나 열풍을 불어넣는 직접 가열 장치를 마련한다. 스크류축의 투입구측 부분에는, 교반편(攪拌片)을 마련한다. 이송 통로의 투입구측 부분에는, 스크류축과 함께 회전하는 교반편으로 슬러지를 교반하는 교반 장치를 구성한다.

슬러지 농축기에서 농축한 슬러지는, 스크류 프레스의 투입 통로에 공급한다. 이 슬러지는, 투입 통로와 이송 통로의 투입구측 부분을 순차 통과한다. 그 때, 수증기나 열풍이 송풍되고, 교반편으로 교반된다. 직접 가열되어서 온도가 상승되고, 액체가 고체로부터 분리하기 쉬워진다. 이 슬러지는, 이송 통로에서 압축되면서 이송되고, 탈수된다.

제2 예는, 장치가 컴팩트하게 된다. 슬러지는, 직접 가열을 탈수의 직전에 행한다. 슬러지의 직접 가열과 탈수의 사이의 시간과 거리가 짧아진다. 열의 손실이 적어진다.

또한, 투입 통로는, 슬러지에 응집제를 첨가하는 장치를 마련한다. 슬러지의 응집 반응은, 온도가 상승한 상태에서, 양호하게 행해진다.

(특허 문헌 1) 일본 공개특허 소50-157967호 (특허 문헌 2) 일본 특허출원 제2011-050665호

본 발명은, 슬러지를 슬러지 농축기에서 농축한 다음이며, 스크류 프레스기에서 탈수하기 전에 슬러지의 직접 가열을 행하는 것으로 한 슬러지의 탈수 처리방법 및 탈수 처리장치를 더 발전시킨 것이다. 스크류 프레스기의 이송 통로에 있어서의 슬러지 상태를 상세하게 검토한 바, 이송 통로내에서 슬러지의 편재가 보였다. 슬러지가 편재되면, 열손실이 생기거나, 스크류 프레스기 내에서의 탈수가 충분하지 않거나 한다.

본 발명은 이러한 문제에 대처하기 위하여 이루어진 것으로, 스크류 프레스기 내에서의 탈수를 충분히 행할 수 있는 탈수 처리방법 및 탈수 처리장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 슬러지의 탈수 처리방법은, 슬러지 농축기에서 농축된 슬러지를 스크류 프레스기에서 탈수하는 방법이다.

상기 스크류 프레스기는, 스크류축의 중간 부분의 축 방향 소정 길이에 걸쳐서, 스크류축을 구성하는 회전축의 외주에 스크류 날개가 마련되지 않은 스크류 프레스기이다.

상기 농축된 슬러지는, 상기 스크류 프레스기를 구성하는 이송 통로의 슬러지 투입구측에 있어서 가열 수증기 또는 열풍에 의해 직접 가열되고, 상기 스크류 프레스기 내에 있어서 상기 슬러지가 가열된 상태에서 탈수되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 농축된 슬러지는, 직접 가열될 때, 슬러지 응집제를 첨가하여 응집시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 탈수 처리장치는, 상기 슬러지의 탈수 처리방법에 이용되고, 슬러지를 농축하는 슬러지 농축기와, 농축된 슬러지를 탈수하는 스크류 프레스기를 구비하고 있다.

상기 슬러지 농축기는 경사면을 슬러지가 흘러내리는 것에 의해 농축되는 중력 농축기이다. 또한, 상기 스크류 프레스기는, 스크류축의 중간 부분의 축 방향 소정 길이에 걸쳐서, 스크류축의 외주에 스크류 날개가 마련되지 않고, 상기 스크류 프레스기를 구성하는 이송 통로의 슬러지 투입구 측에 상기 이송 통로와 일체로 되어서 상기 농축된 슬러지를 직접 가열하는 투입 통로가 마련되고, 이 투입 통로에 가열 수증기나 열풍을 불어넣기 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탈수 처리장치의 투입 통로는, 상기 농축된 슬러지에 응집제를 첨가하는 수단을 더 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 탈수 처리장치는, 슬러지를 농축하는 슬러지 농축기와, 농축된 슬러지를 탈수하는 스크류 프레스기를 구비하고,

상기 슬러지 농축기는 경사면을 슬러지가 흘러내리는 것에 의해 농축되는 중력 농축기이며,

상기 스크류 프레스기는, 상기 스크류축의 중간 부분의 축 방향 소정 길이에 걸쳐서, 스크류축을 구성하는 회전축의 외주에 스크류 날개가 마련되지 않고, 상기 스크류 프레스기를 구성하는 이송 통로의 슬러지 투입구 측에 접속되는 직접 가열실이 마련되고, 이 직접 가열실은, 상기 농축된 슬러지를 교반하는 교반 수단 및 가열 수증기나 열풍을 불어넣기 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반 수단은, 상기 스크류축과 함께 회전하는 교반편으로 슬러지를 교반하는 교반 장치인 것을 특징으로 한다.

스크류축의 중간 부분의 축 방향 소정 길이에 걸쳐서, 스크류 날개가 마련되지 않은 스크류 프레스기를 이용하므로, 슬러지의 가열 탈수는 탈수 효율이 높고, 가열 효율이 높다.

도 1은 본 발명의 슬러지 탈수 처리의 공정도이다.
도 2는 실시형태의 제1 예에 있어서의 슬러지 탈수 처리장치의 개략 정면도다.
도 3은 상기 슬러지 탈수 처리장치의 농축기를 그 입구측에서 본 개략 확대도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 단면 개략도이다.
도 5는 이송 통로내에 있어서의 슬러지의 충전 상황을 나타내는 도면이다.
도 6은 실시형태의 제2 예에 있어서의 슬러지 탈수 처리장치의 개략 정면도다.

제1 실시형태(도 1 ~ 도 5 참조)

본 예에서는, 도 1과 도 2에 나타내는 바와 같이, 응집 반응조(1)에서 응집된 슬러지는, 슬러지 농축기(11)에서 농축되고, 스크류 프레스기(31)에 있어서 직접 가열하여 탈수된다.

본 발명의 슬러지의 탈수 처리장치는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 슬러지 농축기(11)와 스크류 프레스기(31)를 순차 연결하고 있다. 또한, 응집 반응조(1)를 슬러지 농축기(11)에 연결할 수 있다.

응집 반응조(1)는, 슬러지조(2)에 오수 공급 통로(3)와 응집제 공급 통로(4)를 접속하고, 교반 장치(5)를 마련하고 있다. 슬러지조(2)에서는, 폐수의 오수에 응집제를 첨가하고, 교반하여 혼합한다. 오수는, 응집 반응하여 프럭(flock)을 생성하여 슬러지가 된다.

슬러지 농축기(11)는, 도 2와 도 3에 나타내는 바와 같이, 중력 농축기이다. 슬러지가 흘러내려서 농축된다. 슬러지 유하(流下) 통로(12)는, 앞으로 내려가는 경사로 마련하고, 후상단을 입구(12a)로 하고, 전하단을 출구(12b)로 하고 있다. 슬러지 유하 통로(12)의 입구(12a)에는, 응집 반응조(1)의 슬러지조(2)의 출구를 접속하고 있다.

슬러지 유하 통로(12)는, 횡단면 형상을 홈 형상으로 하고, 그 홈 형상의 바닥판을 여과구멍이 있는 판으로 하고 있다. 슬러지 유하 통로(12) 아래에는, 바닥판의 여과구멍으로부터 흘러떨어지는 액체를 모아서 배출하는 액체실(13)을 마련하고 있다.

슬러지 유하 통로(12) 위에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 여과구멍이 있는 바닥판을 브러쉬로 청소함과 함께, 슬러지가 흘러내리는 속도를 보막이판으로 제어하는 장치를 마련하고 있다. 이 장치는, 슬러지 유하 통로(12) 위의 입구측과 출구 측에, 구동축(14)과 종동축(15)을 통로 횡단 방향의 좌우 방향을 따라서 마련하고 있다. 구동축(14)은, 전동 기구를 개재하여 전동기(16)에 연결되어 있다. 구동축(14)과 종동축(15)은, 각각, 좌우 위치에 체인 풀리(17)를 고정하고 있다. 구동축(14)과 종동축(15)의 좌측의 체인 풀리(17)에는, 엔드리스 체인(18)을 걸었다. 또한, 구동축(14)과 종동축(15)의 우측의 체인 풀리(17)에도, 엔드리스 체인(18)을 걸었다. 좌우의 양측의 체인(18)에는, 보막이판(19)을 좌우 방향에 걸쳐서 장착하고 있다. 보막이판(19)은, 선단측에 브러쉬(20)를 돌출시키고 있다. 양측의 체인(18)의 외주측에는, 브러쉬(20) 부착의 보막이판(19)을 등간격 위치에 병렬로 하여 바깥 방향으로 돌출시키고 있다. 브러쉬(20) 부착의 보막이판(19)은, 양측의 체인(18)의 하측에 위치하는 동안, 홈 형상 횡단면 형상의 슬러지 유하 통로(12)에 통로 횡단 방향을 따라서 끼워맞춰져, 보막이판(19)의 선단측의 브러쉬(20)가 슬러지 유하 통로(12)의 바닥판에 접촉한다.

전동기(16)를 구동하면, 브러쉬(20) 부착의 보막이판(19)은, 구동축(14)을 돌아서 체인(18)의 하측에 도달하고, 슬러지 유하 통로(12)의 입구(12a)에 들어가고, 슬러지 유하 통로(12)에 끼워맞춰진다.

보막이판(19)은, 슬러지 유하 통로(12)에 끼워맞춰진 상태에서, 브러쉬(20)가 여과구멍이 있는 바닥판을 청소하면서 슬러지 유하 통로(12)를 설정 속도로 내려온다. 브러쉬(20) 부착의 보막이판(19)은, 슬러지 유하 통로(12)의 출구(12b)에 도달하면, 슬러지 유하 통로(12)로부터 빠져 나오고, 종동축(15)을 돌아서 체인(18)의 상측에 도달한다. 슬러지 유하 통로(12)를 흘러내리는 슬러지는, 슬러지 유하 통로(12)를 설정 속도로 내려오는 브러쉬(20) 부착의 보막이판(19)으로 보막이하면서 흘러내린다. 슬러지 유하 통로(12)의 출구(12b)로부터 농축 슬러지가 흘러나온다.

스크류 프레스기(31)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수평으로 배치한 외통(外筒)(32) 내에 스크류축(33)을 동심(同心)으로 끼워맞춰지고 있다. 스크류축(33)은, 회전축(33a)의 외주에 스크류 날개(33b)를 나선 형상으로 감고 있다.

나선 형상으로 감겨있는 스크류 날개(33b)는, 스크류축의 축 방향 중간 부분(46)에서 절단되어 있다. 이 중간 부분(46)에서는 스크류 날개(33b)가 회전축(33a)의 외주에 마련되지 않았다.

스크류축(33)의 끝단은, 외통(32)의 단측으로부터 돌출되고, 전동 기구를 개재하여 전동기(34)에 연결되어 있다. 외통(32)과 스크류축(33)의 날개 부가 부분과의 사이에는, 나선 형상의 이송 통로(35)를 형성하고 있다. 이송 통로(35)의 슬러지 투입구측 부분에는, 그 상측 위치에 투입 통로(36)를 접속하고 있다.

투입 통로(36)는, 상단의 입구를 슬러지 농축기(11)의 슬러지 유하 통로(12)의 출구(12b)에 회전 밸브(37)를 개재하여 접속하고 있다. 투입 통로(36)에는, 레벨 센서(38)를 마련하고 있다. 투입 통로(36)의 슬러지량의 제어 장치를 구비하고 있다. 이 제어 장치는, 레벨 센서(38)가 검출하는 투입 통로(36) 내의 슬러지 높이에 근거하여, 회전 밸브(37)를 개폐하고, 슬러지 농축기(11)에서 농축된 슬러지를 투입 통로(36)에 투입하는 양을 조절하고, 투입 통로(36)의 슬러지의 높이 내지 양을, 미리 설정한 범위로 제어한다.

투입 통로(36)는, 슬러지에 가열 수증기를 불어넣는 직접 가열 장치를 마련하고 있다. 이 직접 가열 장치는, 도 2와 도 4에 나타내는 바와 같이, 투입 통로(36)에 복수의 블로잉 튜브(blowing tube, 41)를 스크류축(33)의 축 방향을 따라서 배치하고 있다. 블로잉 튜브(41)는, 유량 제어 밸브(42)를 개재하여, 도시하지 않는 가열 수증기 발생원에 접속되어 있다. 투입 통로(36)와 이송 통로(35)의 투입구측 부분의 슬러지는, 블로잉 튜브(41)로부터 가열 수증기가 송풍되어서 직접 가열된다. 슬러지 온도가 상승한다.

투입 통로(36)는 직접 가열되는 슬러지의 온도를 제어하는 장치를 구비하고 있다. 이 온도 제어 장치는, 투입 통로(36)에 온도 센서(43)를 마련하고 있다. 온도 센서(43)가 검출하는 슬러지 온도에 근거하여, 유량 제어 밸브(42)의 개방도를 조절하고, 블로잉 튜브(41)로부터 슬러지에 불어넣는 가열 수증기의 유량을 증감하고, 직접 가열되는 슬러지의 온도를, 미리 설정한 범위로 제어한다.

아울러, 회전 밸브(37)는, 폐쇄시에 투입 통로(36)의 수증기가 상방에 유출하는 것을 방지한다.

또한, 투입 통로(36)에는, 슬러지에 응집제를 첨가하는 응집제 첨가 장치(45)를 마련하고 있다. 이 응집제 첨가 장치(45)에 의해, 농축 슬러지에는 보조의 응집제가 첨가되고, 온도가 상승된 상태에서 응집 반응한다. 슬러지가 재응집한다.

이송 통로(35)는, 슬러지 투입구측 부분을 온도 상승 구역으로, 슬러지 낙하구측 부분을 액체 분리 구역으로 하고 있다. 외통(32)은, 중간 부분(46)을 여과구멍이 없는 비여과성으로, 낙하구측 부분을 여과구멍이 있는 여과성으로 하고 있다. 또한, 투입구측 부분의 하부에는 수봉(water seal)되는 물 빼기부(39)를 마련하고, 이 물 빼기부(39)는 여과구멍이 있는 여과성으로 하고 있다.

아울러, 이송 통로(35)의 온도 상승 구역에, 스크류축(33)과 함께 회전하는 교반편을 마련하여 슬러지를 교반해도 좋다.

스크류축(33)은, 회전축(33a) 외주에 감긴 나선 형상의 스크류 날개(33b)를 균등 피치로 하고 있다. 그 회전축(33a)의 날개 부가 부분은, 외경을, 투입구측 부분에서 균등하게 하고, 낙하구측 부분에서 낙하구를 향함에 따라서 확대하고 있다.

이송 통로(35)는, 투입구측 부분의 온도 상승 구역에서는 단면적이 변화하지 않는 비압축성의 통로로 하고, 낙하구측 부분의 액체 분리 구역에서는 낙하구를 향함에 따라서 단면적이 감소하는 압축성의 통로로 하고 있다. 이 비압축성의 통로와 압축성의 통로와의 사이에는 스크류 날개(33b)가 존재하지 않는 영역인 중간 부분(46)을 마련하고 있다.

외통(32)의 여과성의 낙하구측 부분의 아래에는, 여과구멍으로부터 흘러떨어지는 액체를 모아서 배출하는 액체실(40)을 마련하고 있다. 이송 통로(35)의 낙하구의 아래에는, 저항체에 의해서 저항을 받으면서 밀려나오는 탈수 케이크가 낙하하는 통로(44)를 접속하고 있다.

상기 탈수 처리장치를 이용하여, 농축기에서 농축된 슬러지를 탈수하는 탈수 처리방법에 대해서 설명한다.

상기 탈수 처리장치를 사용하여 슬러지의 가열 탈수 방법을 실시하는 경우, 응집 반응조(1)에 있어서, 슬러지조(2)에 오수와 응집제를 공급한다. 오수는, 응집 반응하여, 슬러지가 된다. 이 슬러지는, 슬러지조(2)의 출구로부터 유출되고, 슬러지 농축기(11)의 슬러지 유하 통로(12)의 입구(12a)에 유입된다.

슬러지 농축기(11)에 있어서, 슬러지는, 슬러지 유하 통로(12)를 브러쉬(20) 부착의 보막이판(19)으로 보막이되면서 설정 속도로 흘러내려서 농축된다. 이 농축 슬러지는, 슬러지 유하 통로(12)의 출구(12b)로부터 유출되고, 스크류 프레스기(31)의 투입 통로(36)에 회전 밸브(37)를 거쳐서 유입된다.

스크류 프레스기(31)에 있어서, 투입 통로(36)에 유입된 슬러지는, 블로잉 튜브(41)로부터 가열 수증기가 불어넣어지고, 이송 통로(35)의 온도 상승 구역에 흘러떨어진다. 직접 가열되어서 온도가 상승한다. 또한, 슬러지는, 응집제 첨가 장치(45)로부터 보조의 응집제가 첨가되고, 스크류축(33)의 회전으로 교반되고, 재응집한다.

이송 통로(35) 내에 있어서의 슬러지의 충전 상황을 도 5에 나타낸다. 도 5에 있어서, 해칭한 부분이 슬러지의 충전 상황을 나타내고, 크로스 해칭한 부분이 중간 부분(46)에서의 슬러지의 충전 상황을 나타낸다.

온도가 상승하여 재응집한 슬러지는, 스크류축(33)의 회전으로, 이송 통로(35)를 온도 상승 구역에서 중간 부분(46)을 거쳐서 액체 분리 구역에 보내지고 액체 분리 구역에서 낙하구를 향하여 압축되면서 이송된다.

중간 부분(46)은 스크류 날개(33b)가 절단되어 있으므로, 중간 부분(46)에 이송된 슬러지는, 크로스 해칭으로 나타낸 바와 같이, 이송 통로(35) 전체에 압축된다. 이 중간 부분을 마련하는 것으로, (1) 온도가 상승하여 재응집한 슬러지의 가열 상태를 유지할 수 있고, (2) 투입 통로(36)에 불어넣어진 가열 수증기가 이송 통로(35)를 거쳐서 빠지는 것을 막을 수 있으므로, 전체적으로의 열효율을 향상할 수 있다.

이송 통로(35)의 액체 분리 구역에서 탈수된 슬러지는, 탈수 케이크로 되어, 케이크 낙하를 위한 통로(44)를 낙하한다.

실시예에서는, 슬러지는, 응집 반응조(1)로부터 슬러지 농축기(11)에 유입할 경우에 함수율이 99 질량% 정도이며, 슬러지 농축기(11)로부터 스크류 프레스기(31)에 유입할 때의 함수율이 95 질량% 정도이다. 탈수 케이크가 될 때에 함수율이 70 질량% 정도이다. 또한, 응집 반응조(1)로부터 슬러지 농축기(11)를 거쳐서 스크류 프레스기(31)에 유입하는 동안, 온도가 상온이다. 스크류 프레스기(31)에 있어서, 이송 통로(35)의 액체 분리 구역에서 압축되면서 이송되는 동안, 온도가 60℃ 정도이다.

제2 실시형태(도 6 참조)

본 예의 슬러지 가열 탈수 장치는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 슬러지 농축기(11)의 출구와 스크류 프레스기(31)의 투입 통로(36)와의 사이에, 슬러지를 직접 가열하는 직접 가열실(51)을 마련하고 있다. 직접 가열실(51)은, 슬러지에 가열 수증기를 불어넣는 직접 가열 장치와 슬러지 교반 장치(49)를 마련하고 있다. 또한, 응집제 첨가 장치(45)를 마련하고 있다.

직접 가열 장치는, 직접 가열실(51)에 블로잉 튜브(41)을 접속하고 있다. 블로잉 튜브(41)는, 유량 제어 밸브(42)를 개재하여 가열 수증기 발생원에 접속되어 있다. 직접 가열실(51)의 슬러지는, 블로잉 튜브(41)로부터 가열 수증기가 불어넣어져서 직접 가열된다. 이 슬러지의 온도를 제어하는 장치를 구비하고 있다. 온도 제어 장치는, 직접 가열실(51)에 온도 센서(43)를 마련하고 있다. 온도 센서(43)가 검출하는 슬러지 온도에 근거하여, 유량 제어 밸브(42)의 개도(開度)를 조절하고, 블로잉 튜브(41)로부터 슬러지에 불어넣는 가열 수증기의 유량을 증감하고, 슬러지의 온도를 설정 범위로 제어한다.

슬러지 교반 장치(49)는, 직접 가열실(51)에 교반편 부가의 회전축을 마련하고, 그 회전축을 전동기에 연결하고 있다. 교반편 부가의 회전축의 회전으로 직접 가열실(51)의 슬러지를 교반한다.

응집제 첨가 장치(45)는, 직접 가열실(51)의 슬러지에 응집제를 첨가한다. 직접 가열실(51)의 슬러지는, 보조의 응집제가 첨가되고, 온도가 상승한 상태에서 응집 반응한다.

직접 가열실(51)의 입구와 슬러지 농축기(11)의 출구와의 사이에는, 회전 밸브(50)를 마련하고 있다. 회전 밸브(50)는, 슬러지가 슬러지 농축기(11)로부터 직접 가열실(51)에 들어가는 양을 제어한다. 폐쇄시에는, 직접 가열실(51)의 가열 수증기가 상방에 유출하는 것을 방지한다. 직접 가열실(51)의 출구와 스크류 프레스기(31)의 투입 통로(36)와의 사이에는, 회전 밸브(52)를 마련하고 있다. 회전 밸브(52)는, 슬러지가 직접 가열실(51)로부터 스크류 프레스기(31)에 들어가는 양을 제어한다. 폐쇄시에는, 직접 가열실(51)의 수증기가 하방에 유출하는 것을 방지한다. 또한, 회전 밸브(52)는 생략할 수 있다.

스크류 프레스기(31)는, 투입 통로(36)나 이송 통로(35)에, 직접 가열 장치, 슬러지 교반 장치나 응집제 첨가 장치를 마련하지 않았다. 이송 통로(35)에는, 스크류 날개(33b)가 존재하지 않는 영역인 중간 부분(46)을 마련하고 있다. 외통(32)은, 중간 부분(46)을 제외하고 전체 길이가 여과구멍이 있는 여과성이다. 스크류축(33)은, 그 회전축의 날개 부가부의 전체 길이가 외경을 낙하구를 향함에 따라서 확대되고 있다. 이송 통로(35)는, 전체 길이가 낙하구를 향함에 따라서 단면적이 감소하는 압축성의 통로이다.

본 예의 슬러지 가열 탈수 방법에 있어서는, 슬러지 농축기(11)에서 농축한 슬러지는, 직접 가열실(51)에 공급된다. 직접 가열실(51)에서는, 슬러지에 가열 수증기를 불어넣고, 슬러지를 교반한다. 또한, 슬러지에 응집제를 첨가한다. 직접 가열실(51)의 슬러지는, 온도가 상승되고, 재응집한다. 이 슬러지는, 액체가 고체로부터 분리하기 쉬워진 상태에서, 스크류 프레스기(31)에 공급되고, 스크류 프레스기(31)에서 탈수된다.

그 외의 점은, 제1 예에 있어서의 것과 동일하다. 제1 예에 있어서의 것과 동일한 부분에는, 도면 중 제1 예에 있어서의 것과 동일한 부호를 부여한다.

[변형예]

1. 상기의 실시형태에 있어서, 슬러지 농축기(11)는, 중력 농축기이지만, 그 외의 농축기로 한다.

2. 상기의 실시형태에 있어서, 슬러지를 직접 가열하는 열원은, 가열 수증기이지만, 그 외의 증기 또는 열풍으로 한다.

3. 상기의 실시형태의 제1 예에 있어서, 스크류 프레스기(31)는, 이송 통로(35)의 온도 상승 구역과 액체 분리 구역의 사이에, 통로를 일시적으로 폐쇄하는 폐쇄 장치를 마련한다. 이 폐쇄 장치는, 이송 통로(35)에 슬러지가 없는 상태에서 스크류 프레스(31)을 시동할 때에, 일시적으로 폐쇄 작동한다. 그러면, 슬러지가 이송 통로(35)의 온도 상승 구역에 모이기 쉽다. 또한, 이송 통로(35)의 온도 상승 구역의 가열 수증기가 액체 분리 구역에 유출되는 것이 방지된다.

본 발명은, 생활 폐수나 산업 폐수의 탈수 처리에 이용할 수 있다.

1: 응집 반응조
2: 슬러지조
3: 오수 공급 통로
4: 응집제 공급 통로
5: 수배 장치 교반 장치
11: 슬러지 농축기
12: 슬러지 유하 통로
13: 액체실
14: 구동축
15: 종동축
16: 전동기
17: 체인 풀리
18: 체인
19: 보막이판
20: 브러쉬
31: 스크류 프레스기
32: 외통
33: 스크류축
34: 전동기
35: 이송 통로
36: 투입 통로
37: 회전 밸브
38: 레벨 센서
39: 물 빼기부
40: 액체실
41: 수증기의 블로잉 튜브
42: 유량 제어 밸브
43: 온도 센서
44: 통로
45: 응집제 첨가 장치
46: 중간 부분
49: 슬러지 교반 장치
50: 회전 밸브
51: 직접 가열실
52: 회전 밸브

Claims

회전축의 외주에 스크류 날개를 나선 형상으로 감은 스크류축을 가지는 스크류 프레스기를 이용하여, 농축기에서 농축된 슬러지를 탈수하는 슬러지의 탈수 처리방법으로서,
상기 스크류 프레스기는, 상기 스크류축의 축 방향 중간 부분에 상기 스크류 날개가 마련되지 않은 스크류 프레스기이며,
상기 농축된 슬러지는, 상기 스크류 프레스기를 구성하는 이송 통로의 슬러지 투입구측에서 가열 수증기 및/또는 열풍에 의해 직접 가열되고, 상기 스크류 프레스기 내에 있어서 상기 슬러지가 가열된 상태에서 탈수되는 것을 특징으로 하는 슬러지의 탈수 처리방법.
제 1 항에 있어서, 상기 농축된 슬러지는, 직접 가열될 때, 슬러지 응집제를 첨가하여 응집시키는 것을 특징으로 하는 탈수 처리방법.
제 1 항에 기재된 슬러지의 탈수 처리방법에 이용하는 탈수 처리장치로서,
상기 탈수 처리장치는, 슬러지를 농축하는 슬러지 농축기와, 농축된 슬러지를 탈수하는 스크류 프레스기를 구비하고,
상기 슬러지 농축기는 경사면을 슬러지가 흘러내리는 것에 의해 농축되는 중력 농축기이며,
상기 스크류 프레스기는, 상기 스크류축의 중간 부분의 축 방향 소정 길이에 걸쳐서, 스크류축을 구성하는 회전축의 외주에 스크류 날개가 마련되지 않고, 상기 스크류 프레스기를 구성하는 이송 통로의 슬러지 투입구 측에 상기 이송 통로와 일체로 되어서 상기 농축된 슬러지를 직접 가열하는 투입 통로가 마련되고, 상기 투입 통로에 가열 수증기 및/또는 열풍을 불어넣기 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 탈수 처리장치.
제 3 항에 있어서, 상기 투입 통로는, 상기 농축된 슬러지에 응집제를 첨가하는 수단을 더 가지는 것을 특징으로 하는 탈수 처리장치.
제 1 항에 기재된 슬러지의 탈수 처리방법에 이용하는 탈수 처리장치로서,
상기 탈수 처리장치는, 슬러지를 농축하는 슬러지 농축기와, 농축된 슬러지를 탈수하는 스크류 프레스기를 구비하고,
상기 슬러지 농축기는 경사면을 슬러지가 흘러내리는 것에 의해 농축되는 중력 농축기이며,
상기 스크류 프레스기는, 상기 스크류축의 중간 부분의 축 방향 소정 길이에 걸쳐서, 스크류축을 구성하는 회전축의 외주에 스크류 날개가 마련되지 않고, 상기 스크류 프레스기를 구성하는 이송 통로의 슬러지 투입구 측에 접속되는 직접 가열실이 마련되고, 상기 직접 가열실은, 상기 농축된 슬러지를 교반하는 교반 수단 및 가열 수증기 및/또는 열풍을 불어넣기 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 탈수 처리장치.
제 5 항에 있어서, 상기 교반 수단은, 상기 스크류축과 연동하여 회전하는 교반편으로 슬러지를 교반하는 교반 장치인 것을 특징으로 하는 탈수 처리장치.