KR20150084462A - Apparatus for drying and recycling industrial sludge by using waste vapour - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐수 슬러지의 건조 과정에서 배출되는 폐수증기를 재활용할 수 있고, 건조된 폐수 슬러지는 용융로에서 용융시켜 골재로서 활용할 수 있으며, 용융로에서 발생하는 연소가스는 수증기의 생산에 활용할 수 있는 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for drying and recycling wastewater sludge using wastewater vapor, more particularly, to a wastewater sludge dryer that can recycle wastewater vapors discharged from the drying process of wastewater sludge, and the dried wastewater sludge is melted in a melting furnace, And the combustion gas generated from the melting furnace is related to a drying and recycling apparatus for wastewater sludge utilizing wastewater steam which can be utilized for the production of water vapor.
각종 산업체에서 배출되는 폐수슬러지에는 다음의 [표 1]에 기재되어 있는 바와 같이 인체에 유해한 크롬, 니켈, 비소, 수은 등의 중금속이 수십 ppm이상 포함되어 있어 이를 안전하게 처리할 필요가 있다. Wastewater sludge discharged from various industries contains several tens ppm or more of heavy metals such as chromium, nickel, arsenic and mercury harmful to the human body as shown in the following Table 1, and it is necessary to treat them safely.
[표 1]은 국내의 여러 산업단지에서 발생되는 폐수슬러지가 포함하는 중금속의 일 예를 나타낸다. [Table 1] shows examples of heavy metals contained in wastewater sludge generated in various industrial complexes in Korea.
(mg/kg)A industrial complex
(mg / kg)
(mg/kg)B industrial complex
(mg / kg)
(mg/kg)C industrial complex
(mg / kg)
폐수슬러지 처리에는 일반적으로 연소 방법이 널리 사용되고 있으나, 폐수슬러지에는 중금속이 포함되어 있으므로 직접 연소할 경우 중금속이 배기가스에 포함되어 배출되는 것을 방지하기 위하여 추가적인 대기오염 배출설비가 구비되어야 하므로, 시설비가 증가하는 문제점이 있다.However, since waste water sludge contains heavy metals, additional air pollutant discharging facilities must be provided to prevent heavy metals from being contained in exhaust gas when directly burned. Therefore, There is an increasing problem.
또한, 폐수슬러지는 수분이 약 80% 정도로 포함되어 있어 기존에 사용하는 연소 장치를 이용하여 수분을 건조시키는 경우, 폐수슬러지에 포함된 수분 1kg을 증발시키는데 약 750~850kcal의 열량을 필요로 하므로 에너지 소비가 많은 문제점이 있다. In addition, since the wastewater sludge contains about 80% of water, when the water is dried by using the conventional combustion apparatus, it requires about 750 ~ 850 kcal of heat to evaporate 1 kg of water contained in the wastewater sludge, There is a problem that consumption is large.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 등록특허 10-0864529가 개시되었다. 상기한 선행기술은 미생물을 이용하여 중금속을 제거하고, 수증기를 이용하여 건조를 수행하도록 구성되어 있습니다. In order to solve the above problems, Patent Document 10-0864529 is disclosed. The prior art described above is configured to remove heavy metals using microorganisms and to perform drying using water vapor.
그러나, 상기한 선행기술의 경우, 미생물에 의한 중금속 제거에는 한계가 있고, 건조에 사용되는 수증기는 사용한 후 배출되므로, 수증기 발생에 많은 에너지가 사용되는 문제점이 있다.
However, in the case of the prior art described above, there is a limit in removal of heavy metals by microorganisms, and since water vapor used for drying is discharged after use, much energy is used for generating steam.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 폐수슬러지의 건조 과정에서 발생하는 폐수증기를 포집 및 압축한 후 상기한 건조 과정에 열에너지로 재활용하여 에너지를 절감할 수 있는 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a wastewater treatment apparatus capable of collecting and compressing wastewater vapor generated in the drying process of wastewater sludge, And to provide a device for drying and recycling wastewater sludge utilizing the same.
또한, 본 발명은 건조 장치에서 건조된 폐수 슬러지는 용융로에서 용융시켜 건축 자재 등으로 재활용 할 수 있는 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide an apparatus for drying and recycling wastewater sludge using wastewater steam which can be reused as building materials by melting in a melting furnace dried wastewater sludge in a drying apparatus.
또한, 본 발명은 용융로에서 발생하는 연소가스는 수증기의 생산에 재활용할 수 있는 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide an apparatus for drying and recycling wastewater sludge which utilizes wastewater vapor which can be recycled in the production of water vapor.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 보일러에 의해 수증기를 발생시켜 공급하는 수증기 공급부; 상기 수증기 공급부에서 공급되는 상기 수증기를 임시 저장하는 수증기 저장부; 내측으로는 폐수슬러지를 공급받는 공간을 제공하고, 내측면상에 상기 수증기 공급부에서 발생된 수증기가 순환하는 수증기 순환부가 배치되며 상기 폐수슬러지에 열을 인가하여 건조되도록 하는 슬러지 건조부; 상기 슬러지 건조부의 내부 일측에서 타측으로 상기 폐수슬러지를 이동시키는 슬러지 이동부; 상기 폐수슬러지의 건조 과정에서 발생된 폐수증기를 포집하는 폐수증기 포집부; 상기 폐수증기 포집부에서 포집된 폐수증기를 압축하는 폐수증기 압축부; 상기 슬러지 건조부의 내측에 배치되고 상기 수증기 압축부에서 압축된 폐수증기가 내측으로 통과되도록 하고, 상기 폐수증기의 열을 상기 폐수슬러지로 인가하여 상기 폐수슬러지를 건조시키는 방열부; 건조되어 배출되는 상기 폐수슬러지를 용융시키는 슬러지 용융부; 상기 수증기 순환부에서 순환된 후 배출되는 폐수증기에 의해 발생되는 응축수를 상기 수증기 공급부로 순환시키는 제1 순환관; 상기 슬러지 용융부에서 배출되는 연소가스를 상기 수증기 공급부로 순환시키는 제2 순환관; 및 상기 방열부에서 배출되는 폐수증기에 의해 발생되는 응축수와 악취 가스를 분리하여 배출하는 응축수 배출부; 를 포함하는 폐수증기를 활용하는 폐수슬러지의 건조 및 재활용 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a steam generator comprising: a water vapor supply unit for generating and supplying water vapor by a boiler; A water vapor storage unit for temporarily storing the water vapor supplied from the water vapor supply unit; A sludge drying unit for supplying a space for receiving wastewater sludge to the inside, a steam circulation unit for circulating steam generated from the steam supply unit on the inner side, and drying the wastewater sludge by applying heat to the wastewater sludge; A sludge moving unit for moving the wastewater sludge from one side of the sludge drying unit to the other side; A wastewater vapor collecting unit for collecting wastewater generated in the drying process of the wastewater sludge; A waste water vapor compression unit for compressing the waste water vapor collected by the waste water vapor collection unit; A heat dissipation unit disposed inside the sludge drying unit to allow the wastewater vapor compressed in the steam compression unit to pass inward and to apply the heat of the wastewater vapor to the wastewater sludge to dry the wastewater sludge; A sludge melting unit for melting the wastewater sludge dried and discharged; A first circulation pipe for circulating the condensed water generated by the waste water vapor circulated in the water circulation unit and then discharged to the steam supply unit; A second circulation pipe for circulating the combustion gas discharged from the sludge fused portion to the steam supply portion; And a condensed water discharge unit for separating and discharging condensed water and odorous gas generated by the waste water vapor discharged from the heat dissipating unit. The present invention also provides an apparatus for drying and recycling wastewater sludge utilizing wastewater vapor.
상기 수증기 공급부은, 5 내지 10 바(bar)의 압력과 150~200℃의 온도 상태인 수증기를 공급할 수 있다.The steam supply unit may supply steam at a pressure of 5 to 10 bar and a temperature of 150 to 200 ° C.
상기 폐수증기 포집부는 상기 폐수증기를 1 내지 2바(bar-절대기압)의 압력과 100 내지 130 ℃의 온도로 포집할 수 있다.The wastewater vapor collecting unit may collect the wastewater vapor at a pressure of 1 to 2 bar (bar-absolute pressure) and a temperature of 100 to 130 ° C.
상기 폐수증기 압축부는, 상기 폐수증기를 5 내지 10 바(bar)의 압력과 150~200℃의 온도로 압축할 수 있다.The wastewater vapor compression unit may compress the wastewater vapor to a pressure of 5 to 10 bar and a temperature of 150 to 200 ° C.
상기 폐수증기 압축부는, 용적식 스크류(screw)형 압축기일 수 있다.The wastewater vapor compression unit may be a positive type screw type compressor.
상기 응축수 배출부는, 상기 응축수를 1바(bar) 이하의 압력 상태로 팽창시킬 수 있다. The condensed water discharge unit may expand the condensed water to a pressure of 1 bar or less.
상기와 같은 본 발명은, 폐수슬러지의 건조 과정에서 발생하는 폐수증기를 포집 및 압축한 후 상기한 건조 과정에 열에너지로 재활용하여 에너지를 절감할 수 있다. The present invention can reduce the energy by collecting and compressing the wastewater vapor generated in the drying process of the wastewater sludge, and recycling it as thermal energy in the drying process.
또한, 본 발명은 건조 장치에서 건조된 폐수 슬러지는 용융로에서 용융시켜 건축 자재 등으로 재활용 할 수 있다. Further, in the present invention, the wastewater sludge dried in the drying apparatus can be melted in a melting furnace and recycled as a building material or the like.
또한, 본 발명은 용융로에서 발생하는 연소가스는 수증기의 생산에 재활용할 수 있다. Further, the present invention can recycle the combustion gas generated in the melting furnace to the production of steam.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the construction of an apparatus for drying and recycling wastewater sludge utilizing wastewater vapor according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the construction of an apparatus for drying and recycling wastewater sludge utilizing wastewater vapor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수증기를 활용하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치(100)는 수증기 공급부(110), 수증기 저장부(120), 슬러지 건조부(130), 슬러지 이동부(140), 폐수증기 포집부(150), 폐수증기 압축부(160), 방열부(170), 슬러지 용융부(180), 제1 순환관(134), 제2 순환관(162) 및 응축수 배출부(190)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an
도 1을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.The present invention will be described with reference to Fig.
수증기 공급부(110)는 가스 또는 기름과 같은 연료를 연소시키는 보일러의 동작에 의해 필요로 하는 수증기를 생산하여 공급한다. 수증기 공급부(110)는 수증기 수요처에서 필요로 하는 고온 고압의 수증기를 생산하여 공급할 수 있다. 수증기 공급부(110)는 5 내지 10 바(bar)의 압력과 150~200℃의 온도 상태인 수증기를 공급할 수 있다. The water
보일러를 사용하는 수증기 공급부(110)는 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이에 따라, 수증기 공급부(110)의 보일러는 도면상에 별도로 표시하지 않기로 한다. Since the water
수증기 저장부(120)는 상기 수증기 공급부(110)에서 공급되는 수증기를 일시적으로 저장한다. 수증기 저장부(120)는 수증기를 저장한 후, 후술하는 슬러지 건조부(130)로 수증기를 균일하게 공급한다. The water
또한, 수증기 저장부(120)는 수증기 공급부(110)에서 공급되는 수증기를 임시 저장한 후, 후술하는 슬러지 건조부(130)로 공급할 수 있다. 수증기 저장부(120)는 공급되는 수증기의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. The
슬러지 건조부(130)는 외부의 폐수슬러지와 고온 고압의 수증기를 공급받고, 공급받은 수증기를 이용하여 폐수슬러지에 대한 소정의 건조 처리를 수행한다. 여기서, 건조 처리는 식품의 처리, 약품 생산, 반도체 공정 등 다양한 분야의 공정 중 한 부분으로서, 수증기의 열을 이용하여 폐수슬러지로부터 수분을 제거하는 건조 공정을 모두 포함한다. The
상기한 건조 처리를 위해, 슬러지 건조부(130)는 내측으로 건조가 발생하는 소정의 공간을 제공하고, 내측면상에는 수증기 저장부(120)를 통해 공급받은 수증기가 순환하며 폐수슬러지에 대하여 열을 인가할 수 있는 수증기 순환부(132)가 배치된다. In order to perform the above drying process, the
본 발명에서, 수증기 순환부(132)는 슬러지 건조부(130)의 내측면상에 배치된 상태에서 수증기의 열이 폐수슬러지에 대해 인가되는 것으로 설명하고 있으나, 사용자의 필요에 따라 슬러지 건조부(130)의 내측 공간 상에 배치될 수도 있다. 또한, 수증기 순환부(132)를 순환한 후 배출되는 폐수증기의 출구단이 수증기 순환부(132)의 중간에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 도면의 간략화를 위한 것으로서 출구단은 수증기가 유입되는 입구의 반대측에 대향하여 배치되는 것이 바람직하다. In the present invention, the
수증기 순환부(132)에서 폐수슬러지로 열을 인가한 후 배출되는 폐수증기는 온도와 압력의 저하로 인하여 응축수의 형태로 배출되고, 이는 제1 순환관(134)을 통해 수증기 공급부(110)로 순환될 수 있다. 수증기 공급부(110)로 순환된 응축수는 다시 수증기로 기화된 후, 슬러지 건조부(130)에 다시 공급되어 재사용될 수 있다. The wastewater vapor discharged from the
장치의 동작 중, 수증기의 손실이 발생될 수 있으므로 수증기 공급부(110) 상에는 수분 공급 밸브가 배치되는 것이 바람직하다.Since water vapor may be lost during operation of the apparatus, it is preferable that a water supply valve is disposed on the water
슬러지 건조부(130)의 상부 일측으로는 폐수슬러지를 공급받는 공급구가 배치되고, 하부 일측으로는 건조된 폐수슬러지를 후술하는 슬러지 용융부로 공급하는 연결관이 연결될 수 있다. A supply port for receiving wastewater sludge may be disposed on one side of the upper portion of the
슬러지 건조부(130)에서 처리되는 대상은 함수율 30% 이상인 물질일 수 있으나, 함수율은 사용자의 필요에 따라 다양하게 변화될 수 있다. The object to be treated in the
슬러지 이동부(140)는 슬러지 건조부(130)의 내측에 배치되고, 중심축을 기준으로 회전할 수 있도록 구성되어, 건조 대상으로서 공급받은 폐수슬러지를 슬러지 건조부(130)의 내부 일측에서 타측으로 즉, 공급구에서 용융부로 연결되는 연결관으로 이동시킨다. The
이를 위해, 슬러지 이동부(140)는 슬러지 건조부(130)의 내측폭에 대응하는 길이의 본체와 그 외주면상으로는 이동 날개가 배치되는 형태일 수 있으나, 슬러지 건조부(130)로 유입된 폐수슬러지를 유입된 위치의 반대 방향으로 일정 방향과 속도로 이동시킬 수 있다면, 이에 한정되지 않고, 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 제작될 수 있다. For this purpose, the
이때, 슬러지 건조부(130)의 건조 공정 중에서 폐수슬러지로부터 발생되는 폐수증기는 후술하는 폐수증기 포집부(150)에 의해 포집될 수 있다. At this time, the wastewater vapor generated from the wastewater sludge during the drying process of the
폐수증기 포집부(150)는 슬러지 건조부(130)와 연결되어, 슬러지 건조부(130) 내에서의 건조 중에 발생되어 외부로 배출되는 폐수증기를 포집한다. The wastewater
상기 건조 과정에서는 상기 폐수증기 이외에도 건조에 사용되었던 폐수증기와 다른 기체물질(악취가스, 공기, 탄화수소 등을 포함함)이 발생할 수 있으며, 상기 폐수증기 포집부는, 이와 같은 다른 기체물질도 포집할 수 있다. In the drying process, besides the wastewater vapor, other wastewater vapors (including odor gas, air, hydrocarbons, etc.) other than the wastewater vapor used for drying may be generated. The wastewater vapor collecting unit may collect such other gaseous substances have.
폐수증기 포집부(150)는 포집된 폐수증기를 1 내지 2바(bar)의 압력과 100 내지 130도의 온도로 조정한다. 건조/농축 등 폐수증기가 발생하는 장치의 내부 압력을 대기압 이하인 약 진공 상태에서 운전하면 배출되는 수증기 압력은 1 bar(절대압력)이고 온도가 100℃이하이다. 이러한 상태의 수증기를 후술할 폐수증기 압축부(160)의 용적식 스크류형 압축장치로 그대로 공급하는 경우에는 상기 용적식 스크류형 압축장치의 성능이 저하되거나 유입이 불가능하게 될 수 있다. 따라서, 상기 폐수증기 포집부(150)는 포집된 폐수증기를 1 내지 2바(bar), 100℃ 내지 130℃의 상태로 조정하여 폐수증기 압축부로 공급한다. The wastewater
폐수증기 압축부(160)는 폐수증기 포집부(150)가 포집한 폐수증기를 소정의 압력 상태로 압축한 후, 제2 순환관(162)을 통해 수증기 저장부(120)로 공급할 수 있다. The wastewater
폐수증기 압축부(160)는 포집된 폐수증기를, 상기 건조 및 농축처리부에서 사용되는 수증기 상태인 5 내지 10 바(bar)의 압력과 160~200℃의 온도로 압축하여 후술하는 방열부(170)로 공급한다.The wastewater
여기서, 폐수증기 압축부(160)에 의해 압축된 폐수증기는 그 잠열이 슬러지 건조부(130)에서 재활용될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다. Here, the latent heat of the wastewater vapor compressed by the wastewater
여기서, 폐수증기 압축부(160)는 모터에 의해 구동되는 용적식 스크류(screw)형 압축기일 수 있다. 용적식 스크류(screw)형 압축기는 압축 과정 중, 수증기의 온도를 적정하게 유지하기 위하여 외부에서 냉각수를 수증기에 직접 분사하여 냉각하므로 입구의 수증기량 보다 출구에서의 수증기량이 증가할 수 있다.Here, the wastewater
상기 폐수증기 압축부(160)의 용적식 스크류형 압축기는 강한 흡입력을 갖고 있어 입구로 유입되는 폐수증기의 압력이 낮은 경우에도 사용이 용이하고, 출구측의 압력은 일반적으로 사용하는 보일러의 압력보다 높아 사용이 용이하다. The positive displacement screw type compressor of the wastewater
[표 2]는 폐수증기 압축부에 의한 수증기 압축 상태와 사용되는 동력 및 효율을 나타내는 표이다. Table 2 is a table showing the state of water vapor compression by the waste water vapor compression unit and the power and efficiency to be used.
폐수증기 사양Water vapor compression device inlet
Wastewater steam specification
폐수증기 사양Water vapor compression device outlet
Wastewater steam specification
(kw)Water vapor compression device driven Total consumption power (a)
(kW)
보일러용 연료열량
(%)Motor consumption power /
Fuel calorific value for boiler
(%)
(톤/시간)Water vapor input
(Ton / hour)
(bar)Steam absolute pressure
(bar)
(℃)Water vapor temperature
(° C)
(톤/시간)Water vapor emission
(Ton / hour)
(bar)Steam absolute pressure
(bar)
(℃)Water vapor temperature
(° C)
그리고, 폐수증기 압축부의 에너지 효율은 다음과 같이 환산할 수 있다. The energy efficiency of the wastewater vapor compression section can be converted as follows.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 1]에 의해 본 실시예의 에너지 효율을 산출하면 18.2%임을 알 수 있다. The energy efficiency of this embodiment is calculated by the following formula (1), which is 18.2%.
폐수증기 압축부(160)에서 압축된 수증기는 수증기 저장부(120)를 통해 슬러지 건조부(130)로 공급되어 재활용될 수 있다. 본 실시예의 건조 및 농축장치는 고함수물질로부터 발생하는 폐수증기를 압축하여 재활용하므로, 장치 전체의 에너지 사용량이 절감될 수 있다. The water vapor compressed by the waste water
폐수증기 압축부(160)에서 슬러지 건조부(130)로 수증기가 재활용되는 과정은 다음과 같이 이루어진다. The process of recycling steam from the waste water
슬러지 건조부(130)의 내측으로는 방열부(170)가 배치된다.A
방열부(170)는 소정의 길이와 직경을 갖는 코일 형태의 관으로 형성될수 있다. 폐수증기 압축부(160)에서 압축된 폐수증기가 방열부(170)의 내측을 지나며, 폐수슬러지와 열교환하여 폐수슬러지가 건조되도록 구성된다. The
열교환이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위해, 방열부(170)의 외주면 상에는 열교환용 핀이 배치될 수 있다. A heat exchange pin may be disposed on the outer circumferential surface of the
한편, 수증기 저장부(120)로부터 슬러지 건조부(130)로 공급되는 수증기는, 열원으로 사용되며 일부는 잠열을 완전히 소비하여 응축수로 변화되어 배출되며, 나머지는 악취가스를 포함한 다양한 기체 형태로 배출될 수 있다. 배출된 상기 응축수 및 악취가스는 응축수 배출부(190)로 이송된다. On the other hand, the water vapor supplied from the water
응축수 배출부(190)는 응축수와 악취 가스를 분리시키고, 분리된 응축수는 외부로 배출된다. The condensed
상기 응축수 배출부(190)는 그 내부가 1bar 이하의 저압 상태로서, 슬러지 건조부(130)에서 배출되는 응축수와 악취 가스가 내부로 유입되면 내부의 낮은 압력 상태에 의해 팽창한다. The condensed
응축수 배출부(190) 내부에서의 팽창에 의한 응축수의 밀도 변화는 적으나, 악취 가스는 밀도가 1/5 이하로 저감되며, 응축수에서 분리된다. The density change of the condensed water due to the expansion in the condensed
응축수는 외부의 별도의 처리 장치에 의해 처리할 수 있다. 또한, 분리된 악취가스는 대기 중으로 배출할 수 있지만, 별도의 공급부을 통해 수증기 공급부(110)의 보일러를 통해 소각 제거할 수 있다.The condensate can be treated by an external separate processing device. Further, the separated odor gas can be discharged into the atmosphere, but can be incinerated and removed through the boiler of the water
슬러지 용융부(180)는 슬러지 건조부(130)에서 건조되어 배출되는 폐수슬러지를 용융시켜 유리화 상태로 배출되도록 한다.The
[표 3]은 상기한 [표 1]에 기재된 폐수슬러지의 성분을 나타낸다.Table 3 shows the components of the wastewater sludge described in [Table 1] above.
(wt.%)Ash
(wt.%)
폐수슬러지에 대하여 1300℃ 이상의 고온을 인가하여 용융처리하면, 폐수슬러지의 중금속과 무기물이 용융되어 유리화 상태로 배출된다. When the wastewater sludge is melted by applying a high temperature of 1300 ° C or higher, the heavy metals and minerals of the wastewater sludge are melted and discharged in a vitrified state.
[표 4]는 폐수슬러지에 포함된 성분들의 용융온도를 나타낸다.[Table 4] shows the melting temperature of the components contained in the wastewater sludge.
건조슬러지(mg/kg)heavy metal
Dry sludge (mg / kg)
(wt%)Ash
(wt%)
용융되어 배출되는 폐수슬러지는 중금속 용출이 환경기준치 이하이므로 골재, 지반강화재, 복토재 등 다양하게 사용할 수 있다. Wastewater sludge, which is melted and discharged, can be used in a wide variety of materials such as aggregates, soil reinforcements, and soil materials because the release of heavy metals is below the environmental standard.
또한, 용융로에서의 용융 공정 수행 중, 발생되는 연소가스는 수증기 공급부(110)로 공급하여 수증기 생산에 사용되는 등, 다양한 용도로 사용될 수 있다. In addition, the combustion gas generated during the melting process in the melting furnace can be used for various purposes such as being supplied to the
본 발명은, 폐수슬러지의 건조 과정에서 발생하는 폐수증기를 포집 및 압축한 후 상기한 건조 과정에 열에너지로 재활용하여 에너지를 절감할 수 있고, 건조 장치에서 건조된 폐수 슬러지는 용융로에서 용융시켜 건축 자재 등으로 재활용 할 수 있다. 또한, 본 발명은 용융로에서 발생하는 연소가스는 수증기의 생산에 재활용할 수 있다. The present invention can reduce energy by collecting and compressing wastewater vapor generated during the drying process of the wastewater sludge and recycling it as thermal energy in the drying process described above, and the wastewater sludge dried in the drying device is melted in the melting furnace, Can be recycled. Further, the present invention can recycle the combustion gas generated in the melting furnace to the production of steam.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 건조 및 농축 장치
110: 수증기 공급부
120: 수증기 저장부
130: 건조 및 농축 처리부
134: 제1 순환관
140: 폐수증기 포집부
150: 폐수증기 압축부
160: 응축수 배출부
162: 제2 순환관
170: 악취가스 배출라인100: Drying and concentration apparatus
110: Water vapor supply part
120: Water vapor storage part
130: drying and concentration processing unit
134: first circulation pipe
140: Wastewater vapor collection section
150: Wastewater vapor compression section
160: Condensate discharge part
162: second circulation pipe
170: Odor gas discharge line
Claims (6)
상기 수증기 공급부에서 공급되는 상기 수증기를 임시 저장하는 수증기 저장부;
내측으로는 폐수슬러지를 공급받는 공간을 제공하고, 내측면상에 상기 수증기 공급부에서 발생된 수증기가 순환하는 수증기 순환부가 배치되며 상기 폐수슬러지에 열을 인가하여 건조되도록 하는 슬러지 건조부;
상기 슬러지 건조부의 내부 일측에서 타측으로 상기 폐수슬러지를 이동시키는 슬러지 이동부;
상기 폐수슬러지의 건조 과정에서 발생된 폐수증기를 포집하는 폐수증기 포집부;
상기 폐수증기 포집부에서 포집된 폐수증기를 압축하는 폐수증기 압축부;
상기 슬러지 건조부의 내측에 배치되고 상기 수증기 압축부에서 압축된 폐수증기가 내측으로 통과되도록 하고, 상기 폐수증기의 열을 상기 폐수슬러지로 인가하여 상기 폐수슬러지를 건조시키는 방열부;
건조되어 배출되는 상기 폐수슬러지를 용융시키는 슬러지 용융부;
상기 수증기 순환부에서 순환된 후 배출되는 폐수증기에 의해 발생되는 응축수를 상기 수증기 공급부로 순환시키는 제1 순환관;
상기 슬러지 용융부에서 배출되는 연소가스를 상기 수증기 공급부로 순환시키는 제2 순환관; 및
상기 방열부에서 배출되는 폐수증기에 의해 발생되는 응축수와 악취 가스를 분리하여 배출하는 응축수 배출부; 를 포함하는 폐수증기를 활용하는 폐수슬러지의 건조 및 재활용 장치.A water vapor supply unit for generating and supplying water vapor by the boiler;
A water vapor storage unit for temporarily storing the water vapor supplied from the water vapor supply unit;
A sludge drying unit for supplying a space for receiving wastewater sludge to the inside, a steam circulation unit for circulating steam generated from the steam supply unit on the inner side, and drying the wastewater sludge by applying heat to the wastewater sludge;
A sludge moving unit for moving the wastewater sludge from one side of the sludge drying unit to the other side;
A wastewater vapor collecting unit for collecting wastewater generated in the drying process of the wastewater sludge;
A waste water vapor compression unit for compressing the waste water vapor collected by the waste water vapor collection unit;
A heat dissipation unit disposed inside the sludge drying unit to allow the wastewater vapor compressed in the steam compression unit to pass inward and to apply the heat of the wastewater vapor to the wastewater sludge to dry the wastewater sludge;
A sludge melting unit for melting the wastewater sludge dried and discharged;
A first circulation pipe for circulating the condensed water generated by the waste water vapor circulated in the water circulation unit and then discharged to the steam supply unit;
A second circulation pipe for circulating the combustion gas discharged from the sludge fused portion to the steam supply portion; And
A condensed water discharge unit for separating and discharging condensed water and odorous gas generated by the waste water vapor discharged from the heat dissipating unit; And a drying and recycling device for the wastewater sludge utilizing the wastewater vapor.
상기 수증기 공급부은,
5 내지 10 바(bar-절대기압)의 압력과 150~200℃의 온도 상태인 수증기를 공급하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치.The method according to claim 1,
The water vapor supply portion,
An apparatus for drying and recycling wastewater sludge which supplies water vapor at a pressure of 5 to 10 bar (bar-absolute pressure) and a temperature of 150 to 200 ° C.
상기 폐수증기 포집부는 상기 폐수증기를 1 내지 2바(bar-절대기압)의 압력과 100 내지 130 ℃의 온도로 포집하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wastewater vapor collecting unit collects the wastewater vapor at a pressure of 1 to 2 bar (bar-absolute pressure) and a temperature of 100 to 130 ° C.
상기 폐수증기 압축부는,
상기 폐수증기를 5 내지 10 바(bar-절대기압)의 압력과 150~200℃의 온도로 압축하는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치.The method of claim 3,
The wastewater vapor compression unit may comprise:
Wherein the wastewater vapor is compressed to a pressure of 5 to 10 bar (bar-absolute pressure) and a temperature of 150 to 200 ° C.
상기 폐수증기 압축부는,
용적식 스크류(screw)형 압축기인 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The wastewater vapor compression unit may comprise:
Drying and recycling apparatus for wastewater sludge as a volumetric screw type compressor.
상기 응축수 배출부는,
상기 응축수를 1바(bar) 이하의 압력 상태로 팽창시키는 폐수 슬러지의 건조 및 재활용 장치.The method according to claim 1,
The condensed-
Wherein the condensate is expanded to a pressure of 1 bar or less.
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