KR200313454Y1 - Apparatus for dehydrating sludge with a type of electro-penetrative dehydration - Google Patents
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Abstract
본 고안은 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정여과판에 압착여과판을 가압시켜 슬러지에 함유된 수분을 제거하는 슬러지 탈수장치의 각 여과판을 서로 다른 전극을 띠는 전극판으로 형성시키므로서, 여과판에 의한 압착작용과 함께 계면전동현상 중 전기영동현상과 전기침투현상이라는 2가지의 상승효과를 이용한 탈수방식을 적용하여 슬러지를 매우 낮은 함수율까지 탈수할 수 있도록 하고, 이로 인하여 탈수과정을 거친 슬러지를 별도의 건조처리 없이 바로 재활용이 가능하도록 하며, 슬러지 함수율에 대한 용이한 조절과 탈수장치의 경량화 및 운전비용의 절감을 동시에 이루어 낼 수 있도록 한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electroosmotic dewatering sludge dewatering device, and more particularly, each filter plate of the sludge dewatering device for removing water contained in the sludge by pressurizing the compression filtration plate to a fixed filtration plate as an electrode plate having different electrodes. As a result, by applying the dehydration method using two synergistic effects of electrophoresis and electropenetration among interfacial transfer phenomena, the sludge can be dehydrated to a very low moisture content. It is possible to recycle the sludge directly without any additional drying treatment, and it is possible to easily control the sludge moisture content, reduce the weight of dewatering device and reduce the operating cost. will be.
본 고안에 의한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치는, 슬러지에 함유된 수분의 배출통로 역할을 하는 여과기(10)가 수평으로 배열 설치되고, 각 여과기(10)의 사이에는 한 쌍의 여과포(14)(14')가 삽입되는 여과실(11)이 형성되며, 상기 여과기(10)의 몸체 양측에는 수분의 유입공(12a)(13a)이 형성된 압착여과판(12)과 고정여과판(13)이 각각 설치되고, 상기 압착여과판(12)은 여과기(10)의 일측에 유압실(21)을 형성하는 압착막(22)과 일체로 설치되며, 상기 여과포(14)(14')는 여과기(10) 상부의 승하강롤러(15)와 여과기(10) 하부의 권취드럼(19)(19')에 연결된 상태로 여과실(11)의 내부를 따라 승하강 가능하게 설치된 것에 있어서, 상기 압착여과판(12)과 고정여과판(13)은 여과기(10) 외부의 전원(30)과 전선(31)으로 연결되는 전극판으로 형성되고, 상기 전극판으로서의 압착여과판(12)과 고정여과판(13)은 전원(30)에 의하여 서로 반대되는 전극을 띠도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In the electroosmotic dewatering sludge dewatering apparatus according to the present invention, a filter 10 serving as a discharge passage of water contained in the sludge is arranged horizontally, and a pair of filter cloths 14 between each filter 10. A filtration chamber 11 into which the 14 'is inserted is formed, and the compression filtration plate 12 and the fixed filtration plate 13 in which water inflow holes 12a and 13a are formed at both sides of the body of the filter 10 are respectively formed. The pressure filtration plate 12 is installed integrally with the compression membrane 22 forming the hydraulic chamber 21 on one side of the filter 10, and the filter cloth 14, 14 ′ is a filter 10. In the state of being connected to the elevating roller 15 in the upper portion and the winding drums 19, 19 'in the lower portion of the filter 10 so as to be able to move up and down along the interior of the filtration chamber 11, the compression filter plate 12 ) And the fixed filtration plate 13 is formed of an electrode plate connected to a power source 30 and an electric wire 31 outside the filter 10, and compressed filtration as the electrode plate. 12 and the fixed filter plate (13) is characterized in that the strip electrodes provided so as to opposite to each other by a power supply 30.
Description
본 고안은 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정여과판에 압착여과판을 가압시켜 슬러지에 함유된 수분을 제거하는 슬러지 탈수장치의 각 여과판을 서로 다른 전극을 띠는 전극판으로 형성시키므로서, 여과판에 의한 압착작용과 함께 계면전동현상 중 전기영동현상과 전기침투현상이라는 2가지의 상승효과를 이용한 탈수방식을 적용하여 슬러지를 매우 낮은 함수율까지 탈수할 수 있도록 하고, 이로 인하여 탈수과정을 거친 슬러지를 별도의 건조처리 없이 바로 재활용이 가능하도록 하며, 슬러지 함수율에 대한 용이한 조절과 탈수장치의 경량화 및 운전비용의 절감을 동시에 이루어 낼 수 있도록 한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electroosmotic dewatering sludge dewatering device, and more particularly, each filter plate of the sludge dewatering device for removing water contained in the sludge by pressurizing the compression filtration plate to a fixed filtration plate as an electrode plate having different electrodes. As a result, by applying the dehydration method using two synergistic effects of electrophoresis and electropenetration among interfacial transfer phenomena, the sludge can be dehydrated to a very low moisture content. It is possible to recycle the sludge directly without any additional drying treatment, and it is possible to easily control the sludge moisture content, reduce the weight of dewatering device and reduce the operating cost. will be.
일반적으로 대단위 영업장이나 공장 및 하수처리장과 같은 장소에서는 공장폐수나 생활하수의 처리를 위한 오폐수처리 시스템이 사용되고 있으며, 이러한 오폐수처리 시스템을 사용하여 공장폐수나 생활하수를 처리하는 과정에서 필역적으로 진흙 상태의 침전물인 슬러지가 발생하게 되는 데, 오폐수처리 시스템의 원활한 가동을 위하여 이러한 슬러지를 주기적으로 제거한 다음 대부분 매립에 의하여 슬러지를 폐기처분하고 있다.In general, wastewater treatment systems for the treatment of factory wastewater and domestic sewage are used in places such as large-scale business sites, factories, and sewage treatment plants.In the process of treating plant wastewater or domestic sewage using such wastewater treatment systems, Sludge, which is a sediment in the state, is generated, and these sludges are periodically removed for the smooth operation of the wastewater treatment system, and most of them are disposed of by the landfill.
그러나, 공장폐수 및 생활하수의 처리과정에서 발생하는 슬러지는 매우 다양한 성분을 함유하고 있으므로, 슬러지에 함유된 주성분을 파악하여 원예용 배양토나 택지조성용 개량토 또는 토목재료용 골재로서 재활용하거나, 슬러지 중에 함유된 금속성분을 회수하는 것과 같은 합리적인 차원의 슬러지 처리방법이 대두되고 있으며, 이러한 슬러지의 재활용을 위해서는 진흙 상태인 슬러지에 함유된 수분을 낮은 함수율까지 탈수시키는 작업이 선행되어져야 한다.However, the sludge generated during the treatment of factory wastewater and domestic sewage contains a wide variety of components, so the main components contained in the sludge are identified and recycled as cultivated soil for cultivation, improved soil for land preparation, or aggregate for civil engineering materials, or during sludge. Reasonable sludge treatment methods such as recovering the contained metal components are emerging, and in order to recycle such sludges, dehydration of the water contained in the mud sludge to a low moisture content must be preceded.
상기와 같이 슬러지에 함유된 수분을 탈수시키기 위한 종래의 탈수장치로서, 정화조의 내부에 슬러지 입자들이 응집될 수 있도록 응집제를 투여하므로서 오폐수 슬러지가 생성되도록 한 다음, 이와 같이 생성된 슬러지 상태의 오폐수를 다수의 구동로울러와 안내로울러를 따라 순환하는 상하 여과포의 사이로 투입시키므로서, 구동로울러와 안내로울러 사이에 작용하는 압력에 의하여 슬러지에 함유된 수분이 여과포로 탈수되어 하부로 낙하되도록 함과 동시에 수분이 제거된 슬러지 케이크만을 별도로 수집하여 이송처리할 수 있도록 한 로울러식 탈수장치가 알려져 있다.As a conventional dehydration apparatus for dewatering the water contained in the sludge as described above, the wastewater sludge is generated by administering a flocculant to aggregate the sludge particles inside the septic tank, and then the wastewater in the sludge state thus produced is By inserting between the upper and lower filter cloth circulating along the plurality of drive rollers and the guide roller, the pressure contained between the drive roller and the guide roller dehydrates the sludge to the filter cloth and falls to the bottom, Roller-type dewatering devices are known in which only the removed sludge cake can be collected and transported separately.
그러나, 상기와 같은 종래의 로울러식 슬러지 탈수장치는 구동로울러와 안내로울러의 사이에 작용하는 압력으로 수분을 탈수시키는 방식으로서, 각 로울러의 사이로 인입되는 슬러지의 양에 따라 로울러 사이에 작용하는 압력이 일정하지 않게 되어 슬러지의 탈수효율이 낮아지는 문제점이 있었고, 이로 인하여 슬러지의 함수율이 비교적 높게 되므로서 슬러지의 처분 및 재활용을 위해서는 별도의 건조단계를 거쳐야 하는 번거러움이 있었으며, 이와 같은 탈수효율의 저하로 인하여 호소수나 하천수와 같이 입자가 미세하고 유기물을 다량 함유하고 있는 난탈수성 슬러지의 탈수를 위해서는 별도의 약품처리를 병행하여야 하는 문제점이 있었다.However, the conventional roller-type sludge dewatering device as described above is a method of dehydrating water by the pressure acting between the driving roller and the guide roller, the pressure acting between the rollers according to the amount of sludge introduced between each roller. There was a problem that the dewatering efficiency of the sludge was not constant because of this, and because of this, the water content of the sludge is relatively high, and there is a hassle to go through a separate drying step for the disposal and recycling of the sludge. Due to this, there is a problem in that separate chemical treatment is required for dehydration of the hardly dehydrated sludge containing fine particles and organic matters, such as lake water or river water.
상기와 같이 종래의 로울러식 탈수장치가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 슬러지에 함유된 수분의 배출통로 역할을 하는 여러 대의 여과기를 실린더에 의하여 수평이동이 가능하게 배열 설치함과 동시에 각 여과기의 사이에 여과실이 형성되도록 한 다음, 이 여과실의 내부에 폴리프로필렌 재질로 이루어지는 한 쌍의 여과포를 승하강 가능하게 삽입시키게 되며, 상기 여과기의 몸체 양측에는 수분의 유입공이 형성된 압착여과판과 고정여과판을 각각 설치하고, 상기 압착여과판은 여과기의 일측에 유압실을 형성하는 압착막과 일체로 형성되도록 한 압착식 슬러지 탈수장치가 알려져 있다.In order to solve the problems of the conventional roller-type dewatering device as described above, a plurality of filters serving as a discharge passage of the water contained in the sludge is arranged to allow horizontal movement by the cylinder and at the same time between each filter After the filter chamber is formed in the filter chamber, a pair of filter cloths made of a polypropylene material is inserted into the filter chamber so that the filter chamber can be lifted and lowered. A compressed filter plate and a fixed filter plate having water inflow holes are formed on both sides of the filter body. There is known a pressurized sludge dewatering device which is installed in each case and the compression filtration plates are formed integrally with a compression membrane forming a hydraulic chamber on one side of the filter.
상기와 같은 종래의 압착식 슬러지 탈수장치는, 실린더를 사용하여 각 여과기를 서로 밀착시키므로서 여과기 사이의 여과실이 폐쇄되도록 한 다음 슬러지 펌프를 사용하여 각 여과실의 여과포 사이로 슬러지를 공급하게 되면, 슬러지가 여과포의 사이에서 교축되어 수분의 일차적인 탈수가 이루어지게 되고, 유압실의 내부로 압축공기를 주입시켜 일측 여과기의 압착여과판이 타측 여과기의 고정여과판측으로 가압되도록 하므로서 각 여과판의 압착력에 의하여 여과포 내부의 슬러지에 대한 수분의 이차적인 탈수가 이루어지게 되며, 이와 같은 과정에서 슬러지로부터 탈수된 수분은 각 여과기의 배수공을 통하여 기외로 배출되고, 여과포 사이에서 케이크 형태로 걸러진 슬러지만이 하부로 낙하되도록 한 것이다.In the conventional pressurized sludge dewatering device, when the filter chambers between the filters are closed by using the cylinders to close each filter to each other, and then the sludge pump is used to supply the sludge between the filter cloths of each filter chamber. The sludge is throttled between the filter cloths to achieve primary dehydration of the water, and the compressed air of one filter is pressed to the fixed filter plate of the other filter by injecting compressed air into the hydraulic chamber to press the filter cloth by the pressing force of each filter plate. Secondary dehydration of the water to the sludge is carried out, and in this process, the water dehydrated from the sludge is discharged to the outside through the drain hole of each filter, so that only the sludge filtered in the form of a cake falls between the filter cloths. It is.
그러나, 상기와 같은 종래의 압착식 슬러지 탈수장치는 로울러식 탈수장치에 비하여 슬러지의 함수율을 보다 낮은 수준까지 끌어내릴 수는 있었으나, 원예용 배양토나 택지조성용 개량토 또는 토목재료용 골재로 직접 재활용할 수 있을 정도의 낮은 함수율까지 슬러지를 탈수시키기는 어려운 문제점이 있었으며, 이로 인하여 압착식 탈수장치에서 탈수처리된 슬러지 케이크를 별도의 건조단계를 거쳐 수분의재건조를 행하여야 할 뿐만 아니라, 호소수나 하천수와 같은 난탈수성 슬러지의 경우 별도의 약품처리가 병행되어야 하는 기존의 문제점을 해결할 수 없는 것이었다.However, the conventional pressurized sludge dewatering device as described above was able to lower the water content of the sludge to a lower level than the roller type dewatering device, but it can be directly recycled to cultivated soil for horticulture, improved soil for land preparation, or aggregate for civil engineering materials. It was difficult to dewater the sludge up to a low moisture content, so that the sludge cake dehydrated in the pressurized dehydrator had to be re-dried in a separate drying step, and the lake water or the river water In the case of hardly dewatered sludge such as, it was not possible to solve the existing problem that the separate chemical treatment must be performed in parallel.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안에 의한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치는 고정여과판에 압착여과판을 가압시켜 슬러지에 함유된 수분을 제거하는 슬러지 탈수장치의 각 여과판을 서로 다른 전극을 띠는 전극판으로 형성시키므로서, 여과판에 의한 압착작용과 함께 계면전동현상 중 전기영동현상과 전기침투현상이라는 2가지의 상승효과를 이용한 탈수방식을 적용하여 슬러지를 매우 낮은 함수율까지 탈수할 수 있도록 하고, 이로 인하여 탈수과정을 거친 슬러지를 별도의 건조처리 없이 바로 재활용이 가능하도록 하며, 슬러지 함수율에 대한 용이한 조절과 탈수장치의 경량화 및 운전비용의 절감을 동시에 이루어 낼 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention is devised to solve the conventional problems as described above, each of the sludge dewatering device to remove the water contained in the sludge by pressurizing the compression filtration plate to the fixed permeable dewatering sludge dewatering device according to the present invention As the filter plate is formed as an electrode plate having different electrodes, the sludge is very low by applying the dehydration method using two synergistic effects, namely electrophoresis and electropenetration of interfacial electric movement as well as the compression action by the filter plate. It can be dehydrated up to moisture content, which allows the sludge that has been dehydrated to be directly recycled without additional drying treatment, and can be easily controlled for the sludge moisture content, reduced weight of dewatering device, and reduction of operating cost. The technical problem is to make it possible.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은, 슬러지에 함유된 수분의 배출통로 역할을 하는 여과기가 수평으로 배열 설치되고, 각 여과기의 사이에는 한 쌍의 여과포가 삽입되는 여과실이 형성되며, 상기 여과기의 몸체 양측에는 수분의 유입공이 형성된 압착여과판과 고정여과판이 각각 설치되고, 상기 압착여과판은 여과기의 일측에 유압실을 형성하는 압착막과 일체로 설치되며, 상기 여과포는 여과기 상부의 승하강롤러와 여과기 하부의 권취드럼에 연결된 상태로 여과실의 내부를 따라 승하강 가능하게 설치된 것에 있어서, 상기 압착여과판과 고정여과판은 여과기 외부의 전원과 전선으로 연결되는 전극판으로 형성되고, 상기 전극판으로서의압착여과판과 고정여과판은 전원에 의하여 서로 반대되는 전극을 띠도록 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, the filter serving as the discharge passage of the water contained in the sludge is arranged horizontally, between each filter is formed a filter chamber into which a pair of filter cloth is inserted, Both sides of the body of the filter are provided with a compression filtration plate and a fixed filtration plate, each formed with an inlet for water, and the compression filtration plate is installed integrally with a compression membrane forming a hydraulic chamber on one side of the filter, and the filter cloth is a lifting roller of the upper part of the filter. And the filter sheet and the fixed filter plate, which are installed to be lowered along the inside of the filter chamber while being connected to the winding drum of the lower part of the filter, are formed of an electrode plate connected to a power source and an electric wire outside the filter, and as the electrode plate. The compression filtration plate and the fixed filtration plate are installed to have electrodes opposite to each other by a power source. The.
도 1은 본 고안에 의한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치를 나타내는 측단면도.Figure 1 is a side cross-sectional view showing an electropenetrating dewatering sludge dewatering device according to the present invention.
도 2의 (가) 내지 (라)는 본 고안에 의한 슬러지 탈수장치의 사용상태도.Figure 2 (a) to (d) is a state of use of the sludge dewatering apparatus according to the present invention.
도 3은 본 고안에 의한 슬러지 탈수장치의 압착전 탈수원리를 나타내는 작용상태도.Figure 3 is a functional state diagram showing the dehydration principle before compression of the sludge dewatering apparatus according to the present invention.
도 4의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 슬러지 탈수장치의 압착후 탈수원리를 나타내는 작용상태도.Figure 4 (a) and (b) is a functional state diagram showing the dehydration principle after the compression of the sludge dewatering apparatus according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 여과기 11 : 여과실 12 : 압착여과판10 filter 11 filter chamber 12 compression filter plate
13 : 고정여과판 14,14' : 여과포 15 : 승하강롤러13: fixed filtration plate 14,14 ': filter cloth 15: lifting roller
16 : 회전축 17,17' : 배출드럼 18,18' : 보조드럼16: rotation axis 17,17 ': discharge drum 18,18': auxiliary drum
19,19' : 권취드럼 20 : 슬러지 주입관 21 : 유압실19,19 ': Winding drum 20: Sludge injection pipe 21: Hydraulic chamber
22 : 압착막 30 : 전원 31 : 전선22: compressed film 30: power source 31: electric wire
32 : 슬러지 입자 33,33' : 수분 34 : 슬러지 케이크32: sludge particles 33,33 ': moisture 34: sludge cake
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention for achieving the above object will be described in detail.
도 1은 본 고안에 의한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치를 나타내는 측단면도이고, 도 2의 (가) 내지 (라)는 본 고안에 의한 슬러지 탈수장치의 사용상태도이며, 도 3은 본 고안에 의한 슬러지 탈수장치의 압착전 탈수원리를 나타내는 작용상태도이고, 도 4의 (가) 및 (나) 본 고안에 의한 슬러지 탈수장치의 압착후 탈수원리를 나타내는 작용상태도이며, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 10a는 배수통로, 12a 및 13a는 유입공, 21a는 에어주입구, 21b는 배출구를 나타내는 것이다.Figure 1 is a side cross-sectional view showing an electro-osmotic dewatering sludge dewatering apparatus according to the present invention, Figure 2 (a) to (d) is a state diagram of the use of the sludge dewatering apparatus according to the present invention, Figure 3 It is an operational state diagram showing the dehydration principle before the compression of the sludge dewatering apparatus, Figure 4 (a) and (b) is an operational state diagram showing the dehydration principle after the compression of the sludge dewatering apparatus according to the present invention, not shown in the description of the symbols for the drawings Reference numeral 10a denotes a drain passage, 12a and 13a denotes an inlet hole, 21a denotes an air inlet port, and 21b denotes an outlet port.
본 고안에 의한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 슬러지에 함유된 수분을 배출시킬 수 있도록 그 몸체의 일측에 배수통로(10a)가 형성된 다수 개의 여과기(10)가 도시되지 않은 실린더에 의하여 수평이동이 가능하도록 배열 설치되므로서 각 여과기(10)가 연속적으로 이어지는 블록 형태의 슬러지 탈수구조를 이루게 되며, 상기 각 여과기(10)의 사이에는 그 대향면의 중앙 부분이 각 여과기(10)의 내부로 오목하게 들어가게 되므로서 여과기(10)의 사이에 슬러지의 탈수를 위한 여과실(11)을 형성하게 된다.As the electroinfiltration dewatering sludge dewatering device according to the present invention, as shown in Figure 1, a plurality of filters (10) formed with a drain passage (10a) on one side of the body to discharge the water contained in the sludge Since the arrangement is arranged to allow horizontal movement by a cylinder (not shown) to form a sludge dewatering structure in the form of a block in which each filter 10 is continuously connected, and a center portion of the opposite surface between each filter 10 is formed. Since the filter 10 is recessed into the inside of each filter 10, a filtration chamber 11 for dewatering the sludge is formed between the filters 10.
또한, 내부로 오목하게 들어간 여과기(10)의 몸체 양측에는 수분의유입공(12a)(13a)이 형성된 압착여과판(12)과 고정여과판(13)이 각각 설치되고, 상기 압착여과판(12)은 여과기(10)의 일측에서 다이어프램(Diaphragm)식으로 유압실(21)을 형성하는 고무재질의 압착막(22)과 일체로 설치되어 인접한 다른 여과기(10)의 고정여과판(13)측으로 유압에 의하여 밀려나갈 수 있도록 되어 있으며, 상기 여과실(11)의 내부에는 폴리프로필렌(Polypropylene) 재질로 이루어지는 한 쌍의 여과포(14)(14')가 여과실(11)을 관통하는 식으로 삽입 설치되어 있다.In addition, the filter filtration plate 12 and the fixed filtration plate 12, each of which is formed with inlet holes 12a and 13a of water, are respectively installed at both sides of the body of the filter 10 recessed into the inside, and the compression filtration plate 12 is One side of the filter 10 is integrally installed with a rubber crimp membrane 22 forming a hydraulic chamber 21 in a diaphragm type, and is hydraulically applied to the fixed filtration plate 13 side of another adjacent filter 10. It is to be pushed out, and a pair of filter cloths (14, 14 ') made of a polypropylene material is inserted into the filtration chamber 11 to penetrate the filtration chamber (11). .
상기 각각의 여과포(14)(14')는 그 상단부가 연결고리에 의하여 여과기(10) 상부의 승하강롤러(15)에 연결 설치됨과 동시에 각 여과포(14)(14')의 하단부분은 여과기(10) 하부에 설치되는 각각의 배출드럼(17)(17')과 보조드럼(18)(18')을 거쳐 해당 권취드럼(19)(19')상에 연결되므로서, 승하강롤러(15)가 고정되는 회전축(16)과 각 권취드럼(19)(19')의 회전에 따라 각각의 여과포(14)(14')가 여과실(11)의 내부에서 승하강 가능하게 설치되어 있으며, 각 여과기(10)의 상부측에는 도시되지 않은 슬러지 펌프로부터 슬러지가 유입되는 슬러지 주입관(20)이 여과기(10)를 따라 수평방향으로 연장 설치되어 해당 여과실(11)의 각 여과포(14)(14') 사이로 슬러지를 주입시킬 수 있도록 되어 있다.Each of the filter cloths 14 and 14 'is connected to the lifting roller 15 on the upper part of the filter 10 by the upper end thereof, and at the same time, the lower part of each filter cloth 14 and 14' is connected to the filter. 10 is connected to the winding drums 19, 19 'through the respective discharge drums 17, 17' and the auxiliary drums 18, 18 'installed at the lower portion thereof, In accordance with the rotation of the rotating shaft 16 and each of the winding drums 19 and 19 ', the filter cloths 14 and 14' are installed in the filtration chamber 11 so as to be able to move up and down. On the upper side of each filter 10, sludge injection pipes 20 into which sludge flows from sludge pumps (not shown) are installed to extend horizontally along the filter 10, so that each filter cloth 14 of the filter chamber 11 is provided. The sludge can be injected between the 14 '.
상기에서 설명되어진 탈수장치의 전체적인 구성은 종래기술에서 설명되어진 압착식 슬러지 탈수장치와 거의 유사한 구조를 가지는 것이며, 본 고안에 의한 탈수장치의 요부를 이루는 구성요소는 상기 압착여과판(12)과 고정여과판(13)이 여과기(10) 외부의 직류(DC) 전원과 전선으로 연결되는 전극판으로 형성되고, 상기 전극판으로서의 압착여과판(12)과 고정여과판(13)이 전원에 의하여 서로 반대되는 전극을 띠도록 설치된 것이다.The overall configuration of the dewatering device described above has a structure substantially similar to the compressed sludge dewatering device described in the prior art, the components constituting the main portion of the dewatering device according to the present invention is the compression filtration plate 12 and the fixed filter plate An electrode plate 13 is formed of an electrode plate connected to a direct current (DC) power source external to the filter 10 by a wire, and the compression filter plate 12 and the fixed filter plate 13 serving as the electrode plate are opposite to each other by a power source. It is installed to fit.
따라서, 상기와 같은 구성을 가지는 압착식 슬러지 탈수장치 이 외에도 압착여과판(12)과 고정여과판(13)을 이용하는 다른 형태의 압착식 슬러지 탈수장치에도 본 고안을 용이하게 적용할 수 있으며, 전극판으로서의 상기 압착여과판(12)과 고정여과판(13)은 직류전원을 인가받아 "+"전극 또는 "-"전극을 띨 수 있으면서도 슬러지에 함유된 수분과의 접촉에 의한 부식의 염려가 없고, 각 여과포(14)(14') 사이로 압입된 슬러지를 압착시킬 수 있을 정도의 강성을 가지는 재질(예를 들어, 스테인레스 스틸)이면 어떠한 재질을 사용하더라도 무방하다.Therefore, the present invention can be easily applied to other types of compressed sludge dewatering devices using the compressed filter plate 12 and the fixed filter plate 13 in addition to the compressed sludge dewatering device having the above configuration. The compression filtration plate 12 and the fixed filtration plate 13 can receive a "+" electrode or a "-" electrode by applying a DC power supply, but are free from corrosion by contact with moisture contained in the sludge. Any material may be used as long as it is a material (eg, stainless steel) that is rigid enough to compress the sludge press-fitted between 14) and 14 '.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 전기침투탈수식 슬러지 탈수장지를 이용한 슬러지의 탈수과정 및 그 탈수원리를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The dewatering process and the dehydration principle of the sludge using the electro-osmotic dewatering sludge dehydration paper of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.
먼저, 도시되지 않은 실린더를 사용하여 각 여과기(10)를 서로 밀착시키므로서 여과기(10) 사이의 여과실(11)이 폐쇄되도록 한 다음, 슬러지 펌프를 사용하여 슬러지 주입관(20)으로 슬러지를 주입시킴과 동시에 직류(DC) 전원(30)과 연결된 전극판으로서의 압착여과판(12)과 고정여과판(13)에 전류를 유동시키게 되면, 슬러지 주입관(20)으로부터 각 여과포(14)(14')의 사이를 통하여 슬러지가 압입되고, 이로 인하여 도 2의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 여과실(11) 내부의 여과포(14)(14')가 슬러지의 압입력에 의하여 양측 여과기(10)의 해당 여과판(12)(13)측으로 팽창하게 된다.First, the filter chamber 11 between the filters 10 is closed by closely contacting each filter 10 using a cylinder (not shown), and then the sludge is introduced into the sludge inlet pipe 20 using a sludge pump. Injecting and flowing a current through the compressed filter plate 12 and the fixed filter plate 13 as the electrode plate connected to the direct current (DC) power supply 30, each filter cloth 14 (14 ') from the sludge injection pipe (20) The sludge is press-fitted through the slits, and as a result, as shown in (a) of FIG. 2, the filter cloths 14 and 14 ′ inside the filtration chamber 11 are pushed by the sludge by the pressurization of the sludge. It expands to the said filter plate 12,13 side of 10).
상기와 같이 각각의 여과포(14)(14')가 팽창되어 그 내부압력이 일정 압력이상이 되면, 여과포(14)(14') 내부의 슬러지는 점차 높아지는 여과압력에 의하여 교축상태가 되므로서, 여과포(14)(14')와 해당 여과판(12)(13)을 통하여 슬러지에 함유된 수분의 일차적인 배출이 이루어짐과 동시에 전원(30)과 접속되어 서로 다른 전극을 띠게 되는 각 여과판(12)(13)에 의하여 이러한 수분의 배출이 더욱 촉진되는 데, 이와 같은 수분배출의 촉진작용을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.As described above, when each of the filter cloths 14 and 14 'is expanded and its internal pressure is higher than a predetermined pressure, the sludge inside the filter cloth 14 and 14' is throttled by an increasing filtration pressure. Through each of the filter cloths 14 and 14 'and the corresponding filter plates 12 and 13, the primary discharge of the water contained in the sludge is made, and at the same time, the respective filter plates 12 connected to the power supply 30 to bear different electrodes. By the (13), the discharge of this water is further promoted, which will be described in detail with reference to FIG.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, "+"전극을 띠는 압착여과판(12)과 "-"전극을 띠는 고정여과판(13)의 내측면에 여과포(14)(14')가 접촉된 상태에서 각 여과포(14)(14') 사이의 슬러지를 통하여 전기가 통전되면, 수mV 내지 수십 mV의 제타(Zeta) 전위를 가지고 있는 슬러지 입자(32)는 전기영동현상(電氣泳動現象)에 의하여 "+"전극을 띠는 압착여과판(12)측으로 이동함과 동시에 슬러지 입자(32)를 제외한 수분(33)은 슬러지 입자(32)와 반발력을 일으키는 "-"전극의 고정여과판(13)측으로 이동하게 되므로서, 슬러지 입자(32)와 수분(33)의 분리가 촉진됨과 동시에 "-"전극을 띠는 고정여과판(13)측의 여과포(14)에서 슬러지 입자(32)에 의한 압밀현상이 발생하지 않게 되므로서 수분의 배출이 보다 원할하게 이루어지게 되는 것이다.As shown in FIG. 3, the filter cloth 14 (14 ′) is in contact with the inner surface of the compressed filter plate 12 having the “+” electrode and the fixed filter plate 13 having the “−” electrode. When electricity is supplied through the sludge between each of the filter cloths 14 and 14 ', the sludge particles 32 having a zeta potential of several mV to several tens of mV are caused by electrophoresis. Moisture 33, except for the sludge particles 32, moves to the fixed filtration plate 13 side of the sludge particles 32 and the "-" electrode causing repulsion while moving toward the compression filter plate 12 having the "+" electrode. As a result, the separation of the sludge particles 32 and the water 33 is promoted, and consolidation phenomenon by the sludge particles 32 is generated in the filter cloth 14 on the side of the fixed filtration plate 13 having the "-" electrode. By not doing so, the discharge of moisture is made more smoothly.
상기와 같이 여과포(14)(14')의 내부에서 교축현상과 전기영동현상에 의하여 수분의 일차적인 제거를 행한 다음, 각 여과기(10) 일측의 유압실(21) 내부로 압축공기를 주입시키게 되면, 도 2의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이 다이어프램의 역할을 하는 고무재질의 압착막(22)이 압축공기에 의하여 팽창되면서 해당 압착여과판(12)을 인접한 다른 여과기(10)의 고정여과판(13)측으로 가압시키게 되며, 이로 인하여 각 여과포(14)(14')의 사이에 충진된 슬러지가 고정여과판(13)과 압착여과판(12)의 사이에서 압착된다.As described above, primary removal of water is performed by throttling and electrophoresis in the filter cloths 14 and 14 ', and then compressed air is injected into the hydraulic chamber 21 on one side of each filter 10. As shown in (b) of FIG. 2, the compressed membrane 22 of a rubber material serving as a diaphragm is expanded by compressed air, and the compressed filter plate 12 is fixed to the adjacent filter 10. It is pressurized to the (13) side, thereby the sludge filled between each filter cloth 14, 14 'is compressed between the fixed filtration plate 13 and the compression filtration plate 12.
상기와 같이 각 여과판(12)(13)에 의하여 슬러지가 압착되면, 슬러지에 함유된 수분이 여과포(14)(14')와 여과판(12)(13)을 통하여 이차적으로 배출됨과 동시에 전원(30)과 접속되어 서로 다른 전극을 띠게 되는 전극판으로서의 각 여과판(12)(13)에 의하여 이러한 수분의 배출이 더욱 촉진되는 데, 이와 같은 수분배출의 촉진작용을 도 4을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.When the sludge is compressed by each filter plate 12, 13 as described above, the water contained in the sludge is secondaryly discharged through the filter cloth 14 (14 ') and the filter plate 12, 13 and at the same time the power source 30 The discharge of this water is further promoted by each filter plate 12 (13) as an electrode plate which is connected to the other electrode and takes on different electrodes, and this promoting action of water discharge will be described in detail with reference to FIG. As follows.
먼저, 도 4의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 각 여과판(12)(13)의 압착에 의하여 수분이 어느 정도 수준까지 제거된 슬러지는 그 입자(32)의 외주면에 입자(32)의 표면으로부터 수nm 정도의 미소 범위안에서 "+"전하를 띠는 수분(33')(모세판상의 수분)을 가지고 있게 되는 데, 이러한 슬러지 입자(32)가 여과판(12)(13)의 압착에 의하여 서로 접촉되기 전에는 상기 전기영동현상에 의한 탈수작용이 지속적으로 이루어지게 된다.First, as shown in (a) of FIG. 4, the sludge from which water is removed to a certain level by compression of each filter plate 12, 13 is formed on the outer circumferential surface of the particle 32. In the micro range of about a few nanometers from the surface, it has moisture (33 ') (the water on the platen) that is charged with "+", and these sludge particles 32 are applied to the compression of the filter plates (12) (13). Prior to contact with each other, dehydration by the electrophoresis is continuously performed.
그러나, 도 4의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 전기영동에 의한 탈수가 지속적으로 진행됨과 동시에 각 여과판(12)(13)의 압착에 의하여 슬러지 입자(32)의 이동이 구속되면, 슬러지 입자(32) 사이에 존재하는 모세판상의 수분(33')은 "+"전하로 대전되면서 연속적으로 이어진 상태가 되며, 이로 인하여 "+"전극을 띠는 압착여과판(12)과 "-"전극을 띠는 고정여과판(13)의 내측면에 여과포(14)(14')가 접촉된 상태에서 각 여과포(14)(14') 사이의 슬러지를 통하여 전기가 통전되면,전기침투현상에 의하여 "+"전하로 대전된 수분(33')만이 "-"전극을 띠는 고정여과판(13)측으로 이동하게 되므로서 슬러지의 탈수가 촉진되는 것이다.However, as shown in (b) of FIG. 4, when dehydration by electrophoresis continues and the movement of the sludge particles 32 is constrained by the compression of each filter plate 12, 13, sludge The water 33 'on the capillary plate present between the particles 32 is continuously charged while being charged with "+" charges, thereby compressing the filtration plate 12 having the "+" electrode and the "-" electrode. When electricity is energized through the sludge between each of the filter cloths 14 and 14 'while the filter cloths 14 and 14' are in contact with the inner surface of the fixed filtration plate 13, the electrofiltration phenomenon causes " Only the moisture 33 'charged with + " charge is moved to the fixed filtration plate 13 bearing the "-" electrode, thereby promoting dewatering of the sludge.
상기와 같이 각 여과판(12)(13)의 압착전에는 여과포(14)(14') 내부에서의 슬러지 교축현상과 전극판으로서의 각 여과판(12)(13)에 의한 전기영동현상으로 슬러지의 수분배출이 촉진되고, 각 여과판(12)(13)의 압착후에는 여과포(14)(14') 내부에서의 슬러지 압축작용과 함께 전극판으로서의 각 여과판(12)(13)에 의한 전기침투현상으로 슬러지의 수분배출이 촉진되므로서 기존의 압착식 탈수장치로는 달성하기 어려웠던 낮은 함수율까지 슬러지를 탈수할 수 있게 되는 것이다.As described above, before the pressing of each filter plate 12, 13, the sludge throttling in the filter cloth 14, 14 'and the electrophoresis by the filter plate 12, 13 as the electrode plate discharge the water of the sludge. This is promoted, and after the pressing of each of the filter plates 12 and 13, the sludge is compressed in the filter cloths 14 and 14 'and the sludge is caused by the electropenetration by the filter plates 12 and 13 as electrode plates. As the water discharge is accelerated, the sludge can be dewatered up to a low moisture content which was difficult to achieve with the conventional pressurized dehydrator.
상기와 같이 슬러지의 탈수가 완료된 다음에는, 유압실(21)로 유입된 압축공기를 제거하므로서 압착여과판(12)이 원위치로 복원되도록 함과 동시에 여과기(10) 상부의 승하강롤러(15)와 그 하부의 권취드럼(19)(19')을 각각 회전시키므로서 도 2의 (다)에 도시되어 있는 바와 같이, 수분이 탈수된 슬러지 케이크(34)를 여과포(14)(14')와 함께 하강시켜 여과실(11)로부터 배출시키게 되며, 슬러지의 탈수에 사용된 여과포(14)(14')는 도 2의 (라)에 도시되어 있는 바와 같이, 승하강롤러(15)와 권취드럼(19)(19')을 반대 방향으로 회전시켜 다시 최초의 위치로 상승시킴과 동시에 그 상승과정에서 여과포(14)(14')측으로 물을 분사시켜 여과포(14)(14')를 세척하므로서 슬러지의 탈수에 재사용할 수 있게 되는 것이다.After the dewatering of the sludge is completed as described above, the compressed filter plate 12 is restored to its original position by removing the compressed air introduced into the hydraulic chamber 21 and at the same time, the lifting roller 15 on the upper part of the filter 10. As shown in FIG. 2 (c) by rotating the lower winding drums 19 and 19 ′, the sludge cake 34 dehydrated together with the filter cloth 14 and 14 ′. As it is lowered and discharged from the filtration chamber 11, the filter cloth 14 (14 ') used for dewatering the sludge, as shown in (d) of Figure 2, the lifting roller 15 and the winding drum ( 19) (19 ') is rotated in the opposite direction to raise it back to the initial position, and at the same time, the sludge is washed by spraying water toward the filter cloth 14, 14' to wash the filter cloth 14, 14 '. Will be able to reuse the dehydration of.
상기와 같이 본 고안에 의한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치는, 기존의 압착식 탈수방식에 전기영동현상과 전기침투현상의 2가지 상승효과를 적용시키므로서 그 탈수효율이 매우 우수하게 되고, 이로 인하여 별도의 약품처리를 병행하지 않더라도 호소수나 하천수와 같이 입자가 미세하고 유기물이 많은 난탈수성 슬러지를 함수율 50% 이하까지 탈수시킬 수 있게 되므로서, 슬러지의 탈수 후 별도의 건조처리를 하지 않더라도 슬러지 케이크(34)를 원예용 배양토나 택지조성용 개량토 또는 토목재료용 골재로 즉시 재활용할 수 있게 된다.As described above, the electroprecipitation dewatering sludge dewatering device according to the present invention, by applying the two synergistic effects of the electrophoresis phenomenon and the electropenetration phenomenon to the conventional crimping dewatering method, the dewatering efficiency is very excellent, thereby Even without separate chemical treatment, it is possible to dehydrate hard dehydrated sludge containing fine particles and organic matters such as lake water or river water to 50% or less of moisture content, so that the sludge cake does not need to be dried after sludge dehydration. (34) can be immediately recycled to cultivated cultivated soils, improved soils for land preparation or aggregates for civil engineering materials.
또한, 인가전압과 처리시간의 설정에 의하여 슬러지 케이크(34)의 함수율을 용이하게 조정할 수 있으므로, 슬러지 케이크(34)가 그 재활용에 상응하는 함수율을 가질 수 있도록 탈수장치의 플렉시블(Flexible)한 운전이 가능할 뿐만 아니라, 기존의 압착식 탈수장치에 비하여 1.5 ~ 3배 정도의 여과속도가 얻어지기 때문에 탈수장치의 전체적인 부피와 용량을 소형화 및 경량화시킬 수 있게 된다.In addition, since the moisture content of the sludge cake 34 can be easily adjusted by setting the applied voltage and the treatment time, the flexible operation of the dewatering device so that the sludge cake 34 can have a moisture content corresponding to its recycling. Not only this is possible, but a filtration rate of about 1.5 to 3 times as compared to the conventional compression type dehydration device is obtained, so that the overall volume and capacity of the dehydration device can be reduced in size and weight.
특히, 슬러지 케이크(34)의 함수율이 낮아질수록 생성된 슬러지 케이크(34)의 부피는 줄어들기 때문에, 재활용 및 폐기처분을 위한 슬러지 케이크(34)의 운반비용을 절감할 수 있고, 낮은 함수율의 슬러지 케이크(34) 생성을 위하여 별도의 약품처리를 병행하지 않아도 되며, 장치의 소형화 및 저압용 압착설계에 의하여 탈수장치의 가동에 소요되는 전력 또한 절감할 수 있게 되므로서, 슬러지의 탈수와 재처리에 소요되는 전체적인 제반경비를 큰 폭으로 절감시킬 수 있게 되는 것이다.In particular, as the water content of the sludge cake 34 decreases, the volume of the produced sludge cake 34 decreases, so that the transport cost of the sludge cake 34 for recycling and disposal can be reduced, and the sludge of low water content It is not necessary to perform separate chemical treatment for the production of the cake 34, and the power required for the operation of the dewatering device can be reduced by the compact size of the device and the low pressure compression design, so that the sludge is dewatered and reprocessed. The overall expenses required will be greatly reduced.
상기와 같이 본 고안에 의한 전기침투탈수식 슬러지 탈수장치는, 기존의 압착식 탈수방식에 전기영동현상과 전기침투현상의 상승효과를 적용시키므로서 그 탈수효율이 매우 우수하게 되고, 이로 인하여 별도의 약품처리를 병행하지 않더라도 난탈수성 슬러지를 함수율 50% 이하까지 탈수시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 슬러지의 탈수 후 별도의 건조처리를 행하지 않더라도 슬러지 케이크를 즉시 재활용할 수 있는 효과가 있다.As described above, the electroosmotic dewatering sludge dewatering device according to the present invention, by applying the synergistic effect of the electrophoresis phenomenon and the electropenetration phenomenon to the existing crimping dewatering method is very excellent in the dewatering efficiency, thereby Even without chemical treatment, the dehydrated sludge can be dehydrated up to 50% or less of water content, and thus, the sludge cake can be immediately recycled even if a separate drying treatment is not performed after the dewatering of the sludge.
또한, 슬러지 케이크가 그 재활용에 상승하는 함수율을 가지도록 장치의 플렉시블한 운전이 가능할 뿐만 아니라, 기존의 압착식 탈수장치에 비하여 1.5 ~ 3배 정도의 여과속도가 얻어지기 때문에 탈수기를 소형화 및 경량화에 크게 기여할 수 있는 효과가 있으며, 슬러지 케이크의 부피축소에 따른 운반비용을 절감과 무약품처리에 의한 비용절감 뿐만 아니라 장치의 소형화와 저압용 압착설계에 따른 전력낭비의 방지로 인하여 슬러지의 탈수와 재처리에 소요되는 전체적인 제반경비를 큰 폭으로 절감시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, flexible operation of the device is possible so that the sludge cake has a rising water content in its recycling, and a filtration speed of 1.5 to 3 times is obtained compared to the conventional compression dehydration device, so that the dehydrator can be reduced in size and weight. It can contribute greatly and reduce the cost of transportation due to the volume reduction of the sludge cake and reduce the cost of chemical-free treatment, as well as the miniaturization of the device and the prevention of power waste due to the low pressure compression design. The overall cost of treatment can be significantly reduced.
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|---|---|---|---|---|
| KR100603135B1 (en) | 2004-09-08 | 2006-07-20 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Electrical dehydrator convenient for supplying electricity |
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2003
- 2003-02-08 KR KR20-2003-0003704U patent/KR200313454Y1/en not_active IP Right Cessation
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