KR20230067454A - 슬러지 처리 장치 및 이를 포함하는 분뇨 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

슬러지 처리 장치는 제1 슬러지들을 건조하여 제2 슬러지들을 배출하는 건조기, 제2 슬러지들을 연소시키는 연소기, 및 연소기와 연결되는 직렬 배관을 포함하되, 건조기는 공기가 건조기 내부로 유입되는 공기 유입구들을 갖고, 직렬 배관은 건조기에 인접하게 배치된다.

Description

슬러지 처리 장치 및 이를 포함하는 분뇨 처리 장치{APPARATUS FOR SLUDGE TREATMENT AND APPARATUS FOR EXCREMENTS TREATMENT INCLUDING THE SAME}
본 개시는 슬러지 처리 장치 및 분뇨 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가정에서 배출되는 분뇨는 대규모의 분뇨 처리 시설에서 수집된 후 한꺼번에 처리된다. 대규모의 분뇨 처리 시설이 갖춰지지 않거나 부족한 지역의 경우, 분뇨는 별도의 분뇨 처리 시설에서 처리되지 못하고 거주지 주변에 버려지고, 이로 인해 위생 문제 및 환경 문제가 발생할 수 있다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해, 가정에서 분뇨를 직접 처리할 수 있도록 가정용 분뇨 처리 장치가 요구된다. 가정용 분뇨 처리 장치는 가정 내의 화장실에 설치되므로 작은 크기를 가져야 하고, 사용할 수 있는 에너지가 부족할 것을 고려하여 가능한 적은 에너지를 소비하여야 한다.
액체 분뇨와 고체 분뇨는 각각 따로 수집되어 처리될 수 있다. 예를 들어, 고체 분뇨는 건조 후 연소될 수 있다. 고체 분뇨의 연소시 CO 및 NOx와 같은 유해 가스가 발생하여, 사용자의 건강 및 대기 환경에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.따라서 가정용 분뇨 처리 장치는 유해 가스를 요구되는 수준 이하로 배출하는 구성을 가질 것이 요구된다.
기술적 과제는 에너지 소모가 적은 슬러지 처리 장치 및 분뇨 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
기술적 과제는 유해 가스를 적게 배출하는 슬러지 처리 장치 및 분뇨 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
다만, 기술적 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.
일 측면에 있어서, 제1 슬러지들을 건조하여 제2 슬러지들을 배출하는 건조기; 상기 제2 슬러지들을 연소시키는 연소기; 및 상기 연소기와 연결되는 직렬 배관;을 포함하되, 상기 건조기는 공기가 상기 건조기 내부로 유입되는 공기 유입구들을 갖고, 상기 직렬 배관은 상기 건조기에 인접하게 배치되는 슬러지 처리 장치가 제공될 수 있다.
상기 직렬 배관에 인접하게 배치되는 열 전달 케이스;를 더 포함하되, 상기 열 전달 케이스는 상기 직렬 배관에서 발생한 열이 상기 건조기에 전달되는 효율을 높이도록 구성될 수 있다.
상기 열 전달 케이스는 상기 건조기와 상기 직렬 배관을 둘러쌀 수 있다.
상기 직렬 배관의 두께는 2.8 T 이상일 수 있다.
상기 직렬 배관은 상기 건조기에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 건조기는 상기 제2 슬러지의 함수율이 8 %에서 15 %가 되도록 상기 제1 슬러지들을 건조하는 슬러지 처리 장치.
상기 건조기와 상기 연소기 사이에 제공되는 공급기;를 더 포함하되, 상기 공급기는: 상기 건조기로부터 배출되는 상기 제2 슬러지들을 저장하는 저장 영역; 및 상기 저장 영역의 상기 제2 슬러지들을 상기 연소기로 이송하는 공급 스크류;를 포함할 수 있다.
상기 공급기는, 상기 공급 스크류 상에 제공되는 교반기;를 더 포함하되, 상기 교반기는 상기 제2 슬러지들을 섞을 수 있다.
상기 공급기는, 상기 저장 영역과 상기 연소기 사이에 제공되는 경사 투입 통로를 더 포함하되, 상기 경사 투입 통로는 상기 저장 영역에 인접한 상기 경사 투입 통로의 일단이 상기 연소기에 인접한 상기 경사 투입 통로의 타단보다 높이 배치되도록 경사지게 구성될 수 있다.
상기 공급 스크류는 상기 제2 슬러지들을 시간에 따라 다른 속도 이송할 수 있다.
상기 연소기는: 상기 직렬 배관과 연통되는 연소실을 정의하는 연소 드럼; 및 상기 연소실에 배치되는 코안다 노즐;을 포함하되, 상기 코안다 노즐은 상기 연소실 내에서 상기 직렬 배관을 향해 이동하는 연소 가스를 반송시킬 수 있다.
상기 코안다 노즐은: 반송 유로; 및 상기 반송 유로를 둘러싸는 압축 공기 유로;를 포함하되, 상기 반송 유로는 유선형을 가질 수 있다.
상기 건조기에 연결되는 제1 배기관; 상기 제1 배기관에 연결되는 제1 배기팬; 상기 직렬 배관에 연결되는 제2 배기관; 및 상기 제2 배기관에 연결되는 제2 배기팬;을 포함할 수 있다.
상기 건조기는: 건조실을 정의하는 건조기 하우징; 상기 건조실에 제공되는 건조 스크류들; 및 상기 건조기 하우징을 관통하는 건조 공기 유입구들;을 포함할 수 있다.
상기 건조 공기 유입구들은 상기 건조기 하우징의 하부를 관통할 수 있다.
상기 건조 스크류들은 상기 건조실 내에서 공기가 유동하는 유동홀들을 포함할 수 있다.
상기 건조 스크류들은 상기 제1 슬러지들이 24 시간 동안 건조되도록 상기 제1 슬러지들을 이동시킬 수 있다.
일 측면에 있어서, 고체 분뇨 처리 장치; 및 액체 분뇨 처리 장치;를 포함하되, 상기 고체 분뇨 처리 장치는: 제1 슬러지들을 건조하여 제2 슬러지들을 배출하는 건조기; 상기 제2 슬러지들을 연소시키는 연소기; 및 상기 연소기와 연결되는 직렬 배관;을 포함하되, 상기 건조기는 공기가 상기 건조기 내부로 유입되는 공기 유입구들을 갖고, 상기 직렬 배관은 상기 건조기에 인접하게 배치되는 분뇨 처리 장치가 제공될 수 있다.
상기 제2 슬러지의 연소에 의해 발생하는 유해 가스가 상기 연소기 및 상기 직렬 배관 내에서 연소되도록 상기 연소기 및 상기 직렬 배관 내의 온도는 650 도(℃) 이상일 수 있다.
상기 건조기는: 건조실을 정의하는 건조기 하우징; 상기 건조실에 제공되는 건조 스크류들; 및 상기 건조기 하우징을 관통하는 건조 공기 유입구들;을 포함할 수 있다.
본 개시는 에너지 소모가 적은 슬러지 처리 장치 및 분뇨 처리 장치를 제공할 수 있다.
본 개시는 유해 가스를 적게 배출하는 슬러지 처리 장치 및 분뇨 처리 장치를 제공할 수 있다.
다만, 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 슬러지 처리 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 슬러지 처리 장치의 배면도이다.
도 3은 도 1의 슬러지 처리 장치의 건조기를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 건조기의 건조 스크류의 사시도이다.
도 5는 도 1의 슬러지 처리 장치의 공급기 및 연소기를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 코안다 노즐을 설명하기 위한 확대도이다.
도 7은 도 1의 슬러지 처리 장치의 연소기, 직렬 배관, 제2 배기관, 및 제2 배기팬을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 건조기의 작동을 설명하기 위한 도 3에 대응하는 도면이다.
도 9는 제2 슬러지의 이동 경로를 설명하기 위한 도 5에 대응하는 도면이다.
도 10은 연소 과정을 설명하기 위한 도 7에 대응하는 도면이다.
도 11은 코안다 노즐에 의한 연소 가스의 반송을 설명하기 위한 도 6에 대응하는 도면이다.
도 12는 열 전달 케이스를 포함하는 슬러지 처리 장치를 나타내는 도 1에 대응하는 도면이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 분뇨 처리 장치의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...부” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
이하에서, 'a, b, 및 c 중 적어도 하나'는 '오직 a', '오직 b', '오직 c', 'a와 b', 'a와 c', 'b와 c', 또는 'a, b, 및 c'를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 슬러지 처리 장치의 정면도이다. 도 2는 도 1의 슬러지 처리 장치의 배면도이다. 도 3은 도 1의 슬러지 처리 장치의 건조기를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 3의 건조기의 건조 스크류의 사시도이다. 도 5는 도 1의 슬러지 처리 장치의 공급기 및 연소기를 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 5의 코안다 노즐을 설명하기 위한 확대도이다. 도 7은 도 1의 슬러지 처리 장치의 연소기, 직렬 배관, 제2 배기관, 및 제2 배기팬을 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 건조기의 작동을 설명하기 위한 도 3에 대응하는 도면이다. 도 9는 제2 슬러지의 이동 경로를 설명하기 위한 도 5에 대응하는 도면이다. 도 10은 연소 과정을 설명하기 위한 도 7에 대응하는 도면이다. 도 11은 코안다 노즐에 의한 연소 가스의 반송을 설명하기 위한 도 6에 대응하는 도면이다. 도 12는 열 전달 케이스를 포함하는 슬러지 처리 장치를 나타내는 도 1에 대응하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 슬러지 처리 장치(11)가 제공될 수 있다. 슬러지 처리 장치(11)는 건조기(100), 제1 배기관(122), 제1 배기팬(124), 공급기(200), 연소기(300), 재 수거통(350), 직렬 배관(400), 제2 배기관(412), 및 제2 배기팬(414)을 포함할 수 있다. 도 3 및 도 8을 참조하면, 건조기(100)는 건조실(102)을 정의하는 건조기 하우징(104), 건조실(102)에 제공되는 건조 스크류들(106), 건조기 하우징(104)을 관통하는 건조 공기 유입구들(116), 건조실(102)과 연통되는 제1 배기관(122), 및 제1 배기팬(124)을 포함할 수 있다.
건조기 하우징(104)은 건조실(102)을 정의할 수 있다. 건조기 하우징(104)은 열 전도율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 건조기 하우징(104)은 구리 합금 또는 스테인리스 강(예를 들어, SUS)을 포함할 수 있다. 건조기 하우징(104)은 후술되는 연소기(300)의 직렬 배관(400)으로부터 열을 공급받을 수 있다. 후술되는 제1 슬러지들(S1)은 직렬 배관(400)으로부터 공급된 열에 의해 건조될 수 있다. 본 명세서에서, 직렬 배관(400)으로부터 공급된 열에 의한 건조는 간접 건조로 지칭될 수 있다.
건조실(102)은 제1 슬러지들(S1)이 이동하는 통로를 제공할 수 있다. 제1 슬러지들(S1)은 건조실(102)을 지나며 건조될 수 있다. 건조실(102)은 제1 슬러지들(S1)이 투입되는 투입구(110)부터 제2 슬러지들(S2)이 공급기(200)로 배출되는 배출구(112)까지 지그재그 형상으로 연장될 수 있다. 제2 슬러지들(S2)은 건조기(100)에 의해 건조된 제1 슬러지들(S1)을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 제1 슬러지들(S1)은 70 %에서 85 %의 함수율을 가질 수 있고, 제2 슬러지들(S2)은 8 %에서 15 %의 함수율을 가질 수 있다. 슬러지는 15 % 이하의 함수율을 가질 때 효율적으로 연소될 수 있다. 건조실(102)이 지그재그 형상으로 연장됨에 따라 가정용 화장실과 같이 작은 공간에서도 제1 슬러지들(S1)을 건조하기 위한 충분한 거리가 확보될 수 있다. 건조실(102)이 5개의 층을 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이다. 건조실(102)의 층 수는 필요에 따라 정해질 수 있다. 건조실(102)의 층은 건조 스크류들(106)이 배치된 영역을 지칭할 수 있다.
건조실(102)의 각 층마다 한 쌍의 건조 스크류들(106)이 배치되어, 제1 슬러지들(S1)을 이동시킬 수 있다. 제1 슬러지들(S1)은 건조실(102)의 최하층에서 후술되는 저장 영역(202)으로 제공될 수 있다. 일 예에서, 각 층에 배치된 한 쌍의 건조 스크류들(106)은 나사산이 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 건조 스크류들(106)은 건조실(102) 내에서 공기(A1)를 효율적으로 유동시키기 위한 건조 스크류 홀들(108)을 포함할 수 있다. 건조 스크류들(106)은 제1 슬러지들(S1)이 약 24시간동안 건조실(102)을 지나도록 작동될 수 있다. 예를 들어, 건조 스크류들(106)은 0.2 RPM 의 속도로 회전할 수 있다. 건조 스크류들(106)은 건조 스크류 구동 요소(114)에 의해 작동될 수 있다. 예를 들어, 건조 스크류 구동 요소(114)는 모터를 포함할 수 있다. 일 예에서, 건조 스크류 구동 요소(114)와 건조 스크류들(106) 사이에 건조 스크류 구동 요소(114)의 동력을 건조 스크류들(106)에 전달하는 체인들 및 기어들이 제공될 수 있다.
건조 공기 유입구들(116)은 건조기(100) 외부의 공기(A1)가 건조실(102)로 유입되는 통로일 수 있다. 건조 공기 유입구들(116)은 건조실(102)의 최하층에 외부의 공기(A1)가 유입되도록 배치될 수 있다. 다만, 필요에 따라 건조 공기 유입구들(116)은 건조실(102)의 다른 층들에도 외부의 공기(A1)가 유입되도록 배치될 수 있다.
건조기 하우징(104)에 연결되는 제1 배기관(122)이 제공될 수 있다. 제1 배기관(122)은 건조실(102)의 최상층과 연통될 수 있다. 제1 배기관(122)에 제1 배기팬(124)이 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 배기관(122)의 일단은 건조기 하우징(104)에 연결되고, 타단은 제1 배기팬(124)에 연결될 수 있다. 제1 배기팬(124)은 제1 배기관(122)과 연통된 건조실(102) 내의 공기(A1)가 제1 배기팬(124)을 통해 외부로 배출되도록 작동될 수 있다. 건조 공기 유입구들(116)를 통해 건조기(100) 외부에서 유입된 공기(A1)는 건조실(102)의 최하층부터 최상층까지 각 층들을 차례로 지나며 제1 슬러지들(S1)을 건조할 수 있다. 본 명세서에서, 건조실(102)을 지나는 제1 슬러지들(S1)이 공기(A1)에 의해 건조되는 것은 자연 건조로 지칭될 수 있다.
도 5, 도 7, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 공급기(200)는 저장 영역(202), 경사 투입 통로(204), 공급 스크류(206), 및 교반기(208)를 포함할 수 있다. 공급기 하우징(206)은 건조기 하우징(104)과 연결될 수 있다. 저장 영역(202)은 건조실(102)의 최하층과 연통될 수 있다. 저장 영역(202)은 제2 슬러지들(S2)을 연소기(300)에 공급하기 전까지 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장 영역(202)은 저장 영역(202)의 약 2/3 높이까지 제2 슬러지들(S2)이 채워질 때까지 제2 슬러지들(S2)을 모을 수 있다. 예를 들어, 저장 영역(202)은 5 내지 14일 동안 건조기(100)로부터 공급되는 제2 슬러지들(S2)을 모을 수 있다.
저장 영역(202)의 하부에 공급 스크류(206)가 제공될 수 있다. 공급 스크류(206)는 저장 영역(202) 내의 제2 슬러지들(S2)을 연소기(300)로 이송할 수 있다. 일 예에서, 공급 스크류(206)는 일정한 속도로 제2 슬러지들(S2)을 이송하여, 연소기(300)에 대한 제2 슬러지들(S2)의 시간에 따른 투입량을 일정하게 유지할 수 있다. 일 예에서, 공급 스크류(206)는 시간에 따라 다른 속도로 제2 슬러지들(S2)을 이송하여, 연소기(300)에 대한 제2 슬러지들(S2)의 시간에 따른 투입량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 공급 스크류(206)는 작동을 시작한 후 제1 시간동안 제1 속도로 제2 슬러지들(S2)을 이송하고, 제1 시간이 지난 후부터 제2 시간동안 제1 속도보다 느린 제2 속도로 제2 슬러지들(S2)을 이송할 수 있다. 제2 슬러지들(S2)의 시간에 따른 투입량이 조절되어, 제2 슬러지들(S2)의 불완전 연소 확률을 낮추고 유해 가스(예를 들어, CO, NOx)의 발생량을 줄일 수 있다. 예를 들어, 제2 슬러지들(S2)의 투입량은 제1 시간동안 8.64 g/min일 수 있고, 이후 제2 시간동안 7.99 g/min일 수 있다.
저장 영역(202)에 제2 슬러지들(S2)이 쌓이면 제2 슬러지들(S2)이 저장 영역(202)의 측벽들 사이에서 아치형의 브릿지를 형성하는 재밍(jamming) 현상이 발생할 수 있다. 이때 공급 스크류(206)가 작동되면, 공급 스크류(206) 주변의 제2 슬러지들(S2)만 연소기(300)로 이송되고, 공급 스크류(206)와 위쪽의 제2 슬러지들(S2)은 공급 스크류(206)로 내려오지 못할 수 있다. 제2 슬러지들(S2)이 공급 스크류로 내려오지 못하는 상황을 방지하기 위해 공급 스크류(206) 상에 교반기(208)가 제공될 수 있다. 교반기(208)는 제2 슬러지들(S2)이 브릿지를 형성하지 못 하도록 제2 슬러지들(S2)을 섞을 수 있다. 저장 영역(202) 내의 제2 슬러지들(S2)은 공급 스크류(206)로 원활히 내려갈 수 있다. 이에 따라, 공급 스크류(206)는 요구되는 시간당 투입량으로 제2 슬러지들(S2)을 연소기(300)에 공급할 수 있다.
경사 투입 통로(204)는 저장 영역(202)과 연소기(300) 사이에 제공될 수 있다. 저장 영역(202)과 연소기(300)는 경사 투입 통로(204)에 의해 연통될 수 있다. 경사 투입 통로(204)는 공급 스크류(206)의 단부에 인접하게 배치될 수 있다. 경사 투입 통로(204)는 공급 스크류(206)로부터 제2 슬러지들(S2)을 받을 수 있다. 경사 투입 통로(204)는 공급 스크류(206)로부터 제공된 제2 슬러지들(S2)이 중력에 의해 경사 투입 통로(204)를 따라 연소기(300)로 내려가도록 경사질 수 있다. 다시 말해, 저장 영역(202)에 인접한 경사 투입 통로(204)의 단부는 연소기(300)에 인접한 경사 투입 통로(204)의 단부보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 경사 투입 통로(204)는 저장 영역(202) 내의 제2 슬러지들(S2)이 연소되지 않도록 연소기(300)와 저장 영역(202)을 충분히 멀리 이격시킬 수 있다. 저장 영역(202)이 연소기(300)에 지나치게 가까이 위치하는 경우, 연소기(300) 내의 제2 슬러지들(S2)이 연소될 때 저장 영역(202) 내의 제2 슬러지들(S2)도 함께 연소될 수 있다. 저장 영역(202) 내의 제2 슬러지들(S2)이 연소될 경우 유해 가스(예를 들어, CO, NOx)가 처리되지 못하고 슬러지 처리 장치(11) 외부로 배출될 수 있다. 일 예에서, 유해 가스의 처리는 후술되는 유해 가스의 연소를 지칭할 수 있다.
연소기(300)는 연소 드럼(302), 제1 격자 판(304), 제2 격자 판(306), 점화기(308), 및 코안다 노즐(310)을 포함할 수 있다. 연소 드럼(302)은 연소실(320)을 정의할 수 있다. 연소실(320)은 제2 슬러지들(S2)이 연소되는 공간 및 제2 슬러지들(S2)의 불완전 연소에 의해 발생되는 유해 가스(예를 들어, CO, NOx)가 연소되는 공간을 제공할 수 있다.
제1 격자 판(304) 및 제2 격자 판(306)은 연소실(320) 하부에 제공될 수 있다. 제2 격자 판(306)은 제1 격자 판(304) 상에 제공될 수 있다. 제1 격자 판(304) 및 제2 격자 판(306)은 연소실(320) 안쪽 또는 바깥쪽으로 이동할 수 있다. 제1 격자 판(304) 및 제2 격자 판(306)은 연소실(320) 내로 완전히 삽입되거나, 연소실(320) 밖으로 완전히 배출될 수 있다. 제1 격자 판(304) 및 제2 격자 판(306)은 격자 구멍들을 포함할 수 있다. 격자 구멍들은 공기 및 유해 가스가 유동하는 통로일 수 있다. 일 예에서, 제1 격자 판(304) 및 제2 격자 판(306)은 배치된 위치를 제외하면 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 슬러지들(S2)이 연소되는 동안 제1 격자 판(304)은 연소실(320) 내로 완전히 삽입되어, 경사 투입 통로(204)를 따라 내려오는 제2 슬러지들(S2)을 지지할 수 있다. 도 10에 도시된 것과 같이, 제2 슬러지들(S2)은 제1 격자 판(304) 상에 놓인 채로 연소(B1)될 수 있다. 제2 격자 판(306)은 제2 슬러지들(S2)의 연소에 의해 생성되는 재(ash)가 제1 격자 판(304) 상에 쌓인 경우, 재를 분쇄할 수 있다. 제1 격자 판(304) 상에 재가 쌓이지 않은 경우, 제2 격자 판(306)은 연소실(320) 밖으로 배출된 상태로 대기할 수 있다. 제1 격자 판(304) 상에 재가 상당량 쌓인 경우, 제2 격자 판(306)은 연소실(320)에 대해 삽입 및 배출 작동을 반복하여 재를 분쇄할 수 있다. 이에 따라, 재가 쌓임에 따라 제2 슬러지들(S2)의 연소 효율이 감소하는 것이 줄어들 수 있다.
재 수거통(350)이 제1 격자 판(304) 아래에 제공될 수 있다. 제2 슬러지들(S2)의 연소가 끝난 후, 제1 격자 판(304)이 연소실(320) 밖으로 배출되어 재가 재 수거통(350)으로 떨어질 수 있다. 재 수거통(350) 내에 분리형 서랍(미도시)이 제공될 수 있다. 재는 분리형 서랍 내에 쌓일 수 있다. 사용자는 분리형 서랍을 재 수거통(350)으로부터 분리하여 재를 비울 수 있다.
연소 드럼(302)은 연소 공기 유입구들(303)을 포함할 수 있다. 연소 공기 유입구들(303)을 통해 연소 드럼(302) 외부에서 연소실(320)로 공기(A2)가 공급될 수 있다. 연소 공기 유입구들(303) 중 일부는 제1 격자 판(304)에 인접하게 배치될 수 있다. 연소 공기 유입구들(303) 중 다른 일부는 후술되는 유해 가스 연소 영역(322)에 제공될 수 있다. 연소실(320)로 유입된 공기(A2)(구체적으로, 산소 기체)는 제2 슬러지들(S2) 및 유해 가스의 연소에 사용될 수 있다.
점화기(308)는 제1 격자 판(304)과 제2 격자 판(306) 사이에 제공될 수 있다. 점화기(308)는 제1 격자 판(304) 상에 놓인 제2 슬러지들(S2)에 불을 붙일 수 있다. 점화기(308)의 점화 방식은 필요에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 점화기(308)는 전기 점화 방식 또는 가스 점화 방식을 이용할 수 있다.
유해 가스 연소 영역(322)은 볼록하게 돌출된 연소 드럼(302)의 내측면에 의해 정의되는 연소실(320)의 일 영역일 수 있다. 유해 가스 연소 영역(322)의 폭은 유해 가스 연소 영역(322)을 제외한 연소실(320)의 다른 영역의 폭보다 작을 수 있다. 연소 가스(BG)는 유해 가스 연소 영역(322)에서 압축되고, 이에 따라 연소 가스(BG)의 온도가 상승할 수 있다. 예를 들어, 유해 가스 연소 영역(322)에서 연소 가스(BG)의 온도는 650 도(℃) 이상으로 높아질 수 있다. 유해 가스는 유해 가스 연소 영역(322)보다 낮은 온도에서 많이 발생될 수 있다. 연소 가스(BG)의 온도는 650 도(℃) 이상으로 높아지므로, 연소 가스(BG)에 포함된 유해 가스는 유해 가스 연소 영역(322)에서 연소(B2)될 수 있다. 예를 들어, 질소산화물(NOx)은 유해 가스 연소 영역(322)에서 연소되어 질소(N2)로 분해되고, 일산화탄소(CO)는 유해 가스 연소 영역(322)에서 연소되어 이산화탄소(CO2)로 산화될 수 있다. 연소 공기 유입구들(303) 중 다른 일부를 통해 유해 가스의 연소에 이용되는 공기(A2)가 유해 가스 연소 영역(322)으로 유입될 수 있다.
도 6 및 도 11을 참조하면, 코안다 노즐(310)은 유해 가스 연소 영역(322) 상에 제공될 수 있다. 코안다 노즐(310)은 상하 방향으로 연장할 수 있다. 코안다 노즐(310)은 반송 유로(312) 및 압축 공기 유로(314)를 포함할 수 있다. 반송 유로(312)로 연소 가스(BG)가 유입되는 연소 가스 유입구(316)는 반송 유로(312)의 상부에 배치되고, 반송 유로(312)로부터 연소실(320)로 연소 가스(BG)가 배출되는 연소 가스 배출구들(318)은 반송 유로(312)의 하부에 배치될 수 있다. 반송 유로(312)는 연소 가스 유입구(316)에서 연소 가스 배출구들(318)을 향해 갈수록 좁아지다가 넓어지는 유선형을 가질 수 있다. 예를 들어, 반송 유로(312)의 폭은 연소 가스 유입구(316)에서부터 압축 공기 유로(314)의 하부에 인접한 일 영역까지 좁아지고, 아래로 넓어질 수 있다.
압축 공기 유로(314)는 연소 가스 유입구(316)에 인접하게 배치될 수 있고, 반송 유로(312)를 둘러쌀 수 있다. 압축 공기 유로(314)와 반송 유로(312) 사이에 좁은 틈(313)이 제공되어, 압축 공기 유로(314)와 반송 유로(312)를 연통시킬 수 있다. 압축 공기 유로(314)는 압축 공기 발생기(315)와 연결될 수 있다. 압축 공기 발생기(315)는 압축 공기 유로(314)에 압축 공기(A3)를 공급할 수 있다. 압축 공기(A3)는 압축 공기 유로(314)를 따라 빠르게 흐를 수 있다. 압축 공기(A3) 중 일부는 빠른 속도를 가지고 좁은 틈(313)으로 빠져나올 수 있다. 좁은 틈(313)으로 빠져나온 압축 공기(A3)는 코안다 효과에 의해 반송 유로(312)의 벽을 따라 흐를 수 있다. 빠르게 흐르는 압축 공기(A3)에 의해 반송 유로(312) 내부에 압력은 연소실(320) 외부의 압력보다 낮아질 수 있다. 이에 따라, 코안다 노즐(310) 주변의 연소 가스(BG)가 반송 유로(312)로 유입될 수 있다. 반송 유로(312)로 유입된 연소 가스(BG)는 압축 공기(A3)의 흐름을 따라 반송 유로(312)의 하부로 이동되고, 연소 가스 배출구(318)를 통해 연소실(320)로 배출될 수 있다.
본 개시의 유선형을 갖는 반송 유로(312)는 직선형을 갖는 반송 유로에 비해 연소 가스(BG)를 빠르게 이송할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 유선형을 갖는 반송 유로(312)를 통해 이송되는 연소 가스(BG)의 속도는 직선형의 반송 유로를 통해 이송되는 연소 가스(BG)의 속도보다 약 31 % 빠를 수 있다. 본 개시의 유선형을 갖는 반송 유로(312)는 직선형을 갖는 반송 유로에 비해 많은 연소 가스(BG)를 이송할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 유선형의 반송 유로의 연소 가스(BG)의 이송량은 직선형의 반송 유로의 연소 가스(BG)의 이송량보다 약 2.4 배 많을 수 있다.
제2 슬러지들(S2)이 연소되어 생성된 유해 가스의 양은 유해 가스가 연소실(320)에서 체류되며 처리되는(즉, 연소되는) 시간이 길어질수록 감소할 수 있다. 코안다 노즐(310)은 연소 가스(BG)를 반송시켜 유해 가스가 연소실(320)에 머무르는 시간을 늘릴 수 있다. 이에 따라, 연소 가스(BG)가 연소실(320)을 한번에 지날 때보다 유해 가스의 양이 감소할 수 있다.
직렬 배관(400)이 연소 드럼(302) 상에 제공될 수 있다. 직렬 배관(400)은 건조기 하우징(104)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 직렬 배관(400)은 건조기 하우징(104)과 직접 접할 수 있다. 직렬 배관(400)은 연소실(320)과 연통될 수 있다. 고온(약 650도(℃) 이상)의 연소 가스가 연소실(320)에서 직렬 배관(400)으로 유입될 수 있다. 연소 가스 및 제2 슬러지들(S2)이 연소될 때 발생하는 연소열에 의해 직렬 배관(400) 내부의 온도가 높아질 수 있다. 예를 들어, 제2 슬러지들(S2)이 연소될 때 직렬 배관(400) 내부의 온도는 650 도(°) 이상일 수 있다. 일 예에서, 직렬 배관(400)은 구리 합금 또는 스테인리스 강(예를 들어, SUS)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 직렬 배관(400)은 직렬 배관(400)의 내부가 650 도(°) 이상의 온도를 요구되는 시간동안 유지할 수 있도록 충분한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 직렬 배관(400)의 두께는 2.8 T 이상일 수 있다. 직렬 배관(400) 내부가 고온(예를 들어, 650 도(℃) 이상)으로 유지됨에 따라, 연소실(320)에서 연소되지 않은 유해 가스는 직렬 배관(400)에서 연소될 수 있다. 즉, 연소실(320)에서만 유해 가스가 연소되는 경우보다 유해 가스를 연소하는 용량이 증가할 수 있다. 이에 따라, 적은 양의 유해 가스가 슬러지 처리 장치(11) 외부로 배출될 수 있다. 직렬 배관(400)의 열은 건조기(100)에 전달될 수 있다. 직렬 배관(400)으로부터 전달된 열에 의해 건조기(100) 내의 제1 슬러지들(S1)이 건조(간접 건조)될 수 있다. 본 개시의 슬러지 처리 장치(11)는 자연 건조 및 간접 건조를 이용하여 제1 슬러지(S1)를 건조시키므로 슬러지를 건조하기 위한 에너지 소모가 적을 수 있다. 일 예에서, 도 12에 도시된 것과 같이, 직렬 배관(400)의 열을 건조기(100)에 효율적으로 전달하기 위해 직렬 배관(400)에 인접하게 열 전달 케이스(500)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 열 전달 케이스(500)는 건조기 하우징(104)과 직렬 배관(400)을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 열 전달 케이스(500)는 카본 글라스 파이버를 포함할 수 있다. 직렬 배관(400)이 직선형 배관인 것으로 도시되었으나, 한정적인 것이 아니다. 직렬 배관(400)의 형상은 필요에 따라 정해질 수 있다.
직렬 배관(400) 상에 제2 배기관(412)이 제공될 수 있다. 제2 배기관(412)은 직렬 배관(400)과 연통될 수 있다. 제2 배기관(412)에 제2 배기팬(414)이 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 배기관(412)의 일단은 직렬 배관(400)에 연결되고, 타단은 제2 배기팬(414)에 연결될 수 있다. 제2 배기팬(414)은 제2 배기관(412)과 연통된 직렬 배관(400) 내의 연소 가스가 제2 배기팬(414)을 통해 외부로 배출되도록 작동될 수 있다. 연소 가스 내의 유해 가스는 연소실(320) 및 직렬 배관(400)에서 연소되므로, 외부로 배출되는 기준치 이하의 유해 가스가 배출될 수 있다. 다시 말해, 본 개시는 유해 가스 배출량이 적은 슬러지 처리 장치(11)를 제공할 수 있다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 분뇨 처리 장치의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 13을 참조하면, 분뇨 처리 장치(1000)가 제공될 수 있다. 분뇨 처리 장치(1000)는 변기(1100), 제2 고체 분뇨 처리 장치(1300), 제2 고체 분뇨 처리 장치(1400), 및 액체 분뇨 처리 장치(1200)를 포함할 수 있다. 변기(1100)는 사용자로부터 분뇨를 수집할 수 있다. 예를 들어, 변기(1100)는 고체 분뇨와 액체 분뇨를 분리하여 수집할 수 있다. 고체 분뇨와 액체 분뇨의 분리 수집 방법은 필요에 따라 선택될 수 있으며, 특정한 하나의 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 고체 분뇨는 대변 및 휴지를 포함할 수 있고, 액체 분뇨는 소변 및 세정수를 포함할 수 있다.
변기(1100)는 고체 분뇨를 제1 고체 분뇨 처리 장치(1300)에 제공할 수 있다. 제1 고체 분뇨 처리 장치(1300)는 고체 분뇨를 수처리할 수 있다. 예를 들어, 고체 분뇨는 침전 공정, 생물 반응 공정, 및 소독 공정을 거칠 수 있다. 수처리 공정에 의해 슬러지가 생성될 수 있다. 제1 고체 분뇨 처리 장치(1300)는 슬러지를 제2 고체 분뇨 처리 장치(1400)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 슬러지의 함수율은 97 % 이하일 수 있다.
제2 고체 분뇨 처리 장치(1400)는 도 1을 참조하여 설명된 슬러지 처리 장치(11)와 실질적으로 동일할 수 있다. 일 예에서, 제2 공체 분뇨 처리 장치(1000)는 탈수기를 더 포함할 수 있다. 탈수기는 슬러지에서 액체 성분을 분리할 수 있다. 예를 들어, 액체 성분이 분리된 슬러지의 함수율은 70 % 85 %일 수 있다. 분리된 액체 성분은 액체 분뇨 처리 장치(1200)로 이송될 수 있다. 액체 성분이 분리된 슬러지는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 건조기에 투입될 수 있다. 슬러지는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 과정에 의해 건조된 후 연소될 수 있다.
액체 분뇨 처리 장치(1200)는 변기(1100)로부터 제공된 액체 분뇨 및 탈수기로부터 공급된 슬러지의 액체 성분을 정화할 수 있다. 일 예에서, 액체 분뇨 처리 장치(1200)는 액체 분뇨를 정화하여 세정수를 생성할 수 있다. 세정수는 별도의 수조에 저장된 후, 변기에 재사용될 수 있다.
본 개시는 슬러지를 건조하기 위한 에너지 소모가 적고 유해 가스의 배출량이 적은 분뇨 처리 장치(1000)를 제공할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 개시의 기술적 사상의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 개시의 기술적 사상은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 개시의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.

Claims (20)

  1. 제1 슬러지들을 건조하여 제2 슬러지들을 배출하는 건조기;
    상기 제2 슬러지들을 연소시키는 연소기; 및
    상기 연소기와 연결되는 직렬 배관;을 포함하되,
    상기 건조기는 공기가 상기 건조기 내부로 유입되는 공기 유입구들을 갖고,
    상기 직렬 배관은 상기 건조기에 인접하게 배치되는 슬러지 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직렬 배관에 인접하게 배치되는 열 전달 케이스;를 더 포함하되,
    상기 열 전달 케이스는 상기 직렬 배관에서 발생한 열이 상기 건조기에 전달되는 효율을 높이도록 구성되는 슬러지 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열 전달 케이스는 상기 건조기와 상기 직렬 배관을 둘러싸는 슬러지 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 직렬 배관의 두께는 2.8 T 이상인 슬러지 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 직렬 배관은 상기 건조기에 인접하게 배치되는 슬러지 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조기는 상기 제2 슬러지의 함수율이 8 %에서 15 %가 되도록 상기 제1 슬러지들을 건조하는 슬러지 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조기와 상기 연소기 사이에 제공되는 공급기;를 더 포함하되,
    상기 공급기는:
    상기 건조기로부터 배출되는 상기 제2 슬러지들을 저장하는 저장 영역; 및
    상기 저장 영역의 상기 제2 슬러지들을 상기 연소기로 이송하는 공급 스크류;를 포함하는 슬러지 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급기는, 상기 공급 스크류 상에 제공되는 교반기;를 더 포함하되,
    상기 교반기는 상기 제2 슬러지들을 섞는 슬러지 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급기는, 상기 저장 영역과 상기 연소기 사이에 제공되는 경사 투입 통로를 더 포함하되,
    상기 경사 투입 통로는 상기 저장 영역에 인접한 상기 경사 투입 통로의 일단이 상기 연소기에 인접한 상기 경사 투입 통로의 타단보다 높이 배치되도록 경사지게 구성되는 슬러지 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급 스크류는 상기 제2 슬러지들을 시간에 따라 다른 속도 이송하는 슬러지 처리 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소기는:
    상기 직렬 배관과 연통되는 연소실을 정의하는 연소 드럼; 및
    상기 연소실에 배치되는 코안다 노즐;을 포함하되,
    상기 코안다 노즐은 상기 연소실 내에서 상기 직렬 배관을 향해 이동하는 연소 가스를 반송시키는 슬러지 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 코안다 노즐은:
    반송 유로; 및
    상기 반송 유로를 둘러싸는 압축 공기 유로;를 포함하되,
    상기 반송 유로는 유선형을 갖는 슬러지 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조기에 연결되는 제1 배기관;
    상기 제1 배기관에 연결되는 제1 배기팬;
    상기 직렬 배관에 연결되는 제2 배기관; 및
    상기 제2 배기관에 연결되는 제2 배기팬;을 포함하는 슬러지 처리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조기는:
    건조실을 정의하는 건조기 하우징;
    상기 건조실에 제공되는 건조 스크류들; 및
    상기 건조기 하우징을 관통하는 건조 공기 유입구들;을 포함하는 슬러지 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 건조 공기 유입구들은 상기 건조기 하우징의 하부를 관통하는 슬러지 처리 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 건조 스크류들은 상기 건조실 내에서 공기가 유동하는 유동홀들을 포함하는 슬러지 처리 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 슬러지의 연소에 의해 발생하는 유해 가스가 상기 연소기 및 상기 직렬 배관 내에서 연소되도록 상기 연소기 및 상기 직렬 배관 내의 온도는 650 도(℃) 이상인 슬러지 처리 장치.
  18. 고체 분뇨 처리 장치; 및
    액체 분뇨 처리 장치;를 포함하되,
    상기 고체 분뇨 처리 장치는:
    제1 슬러지들을 건조하여 제2 슬러지들을 배출하는 건조기;
    상기 제2 슬러지들을 연소시키는 연소기; 및
    상기 연소기와 연결되는 직렬 배관;을 포함하되,
    상기 건조기는 공기가 상기 건조기 내부로 유입되는 공기 유입구들을 갖고,
    상기 직렬 배관은 상기 건조기에 인접하게 배치되는 분뇨 처리 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제2 슬러지의 연소에 의해 발생하는 유해 가스가 상기 연소기 및 상기 직렬 배관 내에서 연소되도록 상기 연소기 및 상기 직렬 배관 내의 온도는 650 도(℃) 이상인 분뇨 처리 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 건조기는:
    건조실을 정의하는 건조기 하우징;
    상기 건조실에 제공되는 건조 스크류들; 및
    상기 건조기 하우징을 관통하는 건조 공기 유입구들;을 포함하는 분뇨 처리 장치

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