KR0137000B1 - 전기침투식 탈수기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전기침투식 탈수기는 오니(汚泥)통로를 두고 상호대향하는 회전드럼(1)의 극판(8)과 프레스벨트(2) 사이에 직류전압을 인가하고 오니통로에 공급된 오니의 함유수를 전기침투작용에 의해 음극작용을 하는 프레스벨트에서 수집하여 시스템외부로 분리 배출시키는데 있어서, 최소한 상기 양극측의 전극(8)에서 그 전극판은 여포로 커버되는 것없이 오니에 직접 접촉되고, 오니로부터 물을 분리시키는 동시에 전해작용으로 발생하는 가스를 배출하는 물, 가스배출공(8a)이 전극판(8)에 분산 배치되며, 이 배출공은 커버하도록 상기 전극판(8)의 이면측에 여과재(9)가 밀착배치된다. 이에따라, 함유수 및 전기분해에 의해 발생하는 가스는 오니와 접하는 전극면으로부터 제거될 수 있는 한편 전극과 오니사이에 높은 전도성이 확보된다.

Description

전기침투식 탈수기

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 회전드럼용 전기침투식 탈수기의 구성 단면도. 제2A도 및 제2B도는 본 발명의 제2실시에에 따른 회전드럼형 전기침투식 탈수기의 구성도로서, 제2A도는 회전드럼부의 단면도, 제2B는 제2A도에 있어 그 요부의 부분확대도. 제3A도 및 제3B도는 본 발명의 제3실시예에 따른 회전드럼형 전기침투식 탈수기의 구성도로서, 제3A도는 회전드럼부의 단면도, 제3B도는 제3A도에 있어 벨트형 여과재의 구성도. 제4도는 종래의 회전드럼형 전기침투식 탈수기 전체에 대한 개요구성도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊

1 : 회전드럼 2 : 프레스벨트(음극)

5 : 직류전원 7 : 오니(汚泥)

8 : 전극판(양극) 8a : 배출공

9 : 포상여과재 11 : 여과재

12 : 벨트형 여과재

본 발명은 하수처리장 등에서 발생하는 오니를 탈수처리하는 전기침투식 탈수기, 특히 회전드럼과 프레스벨트를 조합시킨 벨트프레스기로서 적합한 탈수기의 전극부 구조에 관한 것이다. 전기침투식 탈수기로서, 상기와 같이 회전드럼과 프레스벨트를 조합시킨 구성의 것이 일본 특개소 56(1981)-60604호 공보 등에 공지되어 있다.

제4도는 이와같은 공지한 회전드럼형 전기침투식 탈수기의 구성을 도시한 것으로서, 도면에 있어서 1은 양극전극을 겸한 회전드럼, 2는 회전드럼과 오니통로를 사이에 두고 대향배치된 음극 전극을 겸한 통수성(通水性)의 프레스벨트, 3,4는 회전드럼(1)과 프레스벨트(2)의 탈수영역 표면에 중첩된 상,하부 여과포(濾過布)벨트, 5는 직류전원, 6은 여과수 저장소이다. 상기 구성에 있어서, 회전드럼(1)과 프레스벨트(2) 사이에 전압을 인가하고, 회전드럼(1)을 화살표 방향으로 회전시키면서 오니(汚泥) 통로에 오니(7)를 공급하면 오니(7)는 기계적인 압착력을 받으며, 이와 동시에 오니의 함유수는 전기장의 작용에 의해 +로 하전되어 음극측으로 유동하고, 또한 하부 여과포벨트(4), 프레스벨트(2)를 투과하여 여과수저장소(6)에 낙하하면서 시스템 외부로 배출되며, 탈수 후의 오니는 저함수율(低含水率)의 탈수케이키로서 회수된다. 또, 기계적인 압착력에 의해 회전드럼측으로 압출된 일부침투수는 상부 여과포벨트(3)를 투과하고, 드럼표면의 배출구를 통과하여 시스템의 외부로 배수된다. 그런데, 상기 종래구조의 전기침투식 탈수기에는 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 전극을 겸용하는 회전드럼(1)과 프레스벨트(2)를 전기적 절연물인 상,하부 여과포벨트(3,4)가 커버하고 있으므로 오니와 접하는 전극의 실효면적이 감소하여(전류는 여과포벨트의 조직에 침투한 액을 통하여 전극으로부터 오니로 흐른다) 오니(7)와 전극 사이의 도전성이 저하된다. 이와 관련하여 전기침투에 따른 집수측(集水側)이 되는 음극에는 전극에 접하는 오니가 충분히 수분을 함유하고 있으므로 전극와 오니사이에 높은 도전성이 유지되고, 이에 대하여 양극측의 회전드럼(1)에는 전기침투 작용의 진행에 따라서 오니의 함유수분이 음극측으로 이동하여 양극측의 전극면에 접하는 오니의 함수율이 감소하며, 이에따라 비표면도전도가 저하한다. 이 때문에 더욱더 전류가 흐르기어렵게 되므로, 탈수능률이 저하한다(전기침투유량은 오니중에 흐르는 전류에 비례한다). 또, 양극측에서 발생하는 전극과 오니 상이의 도전성 저하를 방지하기 위해 회전드럼(1)에는 상부 여과포벨트(3)를 사용하지 않고, 전극면과 오니가 직접 접하도록 시도하여 왔지만, 이 경우에는 오니의 함유수분이 전기분해될 때, 발생하는 비도전성의 가스가 제거되지 않고 기포(-로 하전되어 있음)로 되어 전극의 표면에 정체되며, 이것이 전극과 오니 사이의 통전을 저해하는 요인이 된다. 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 상기 과제를 해결하고, 전극과 오니 사이에 높은 통전성을 확보하며, 오니와 접하는 전극면으로부터 함유수분, 전해발생가스를 지체없이 시스템 외부로 배출시킬 수 있도록 한 탈수 성능이 높은 전기침투식 탈수기, 특히 그 전극부의 구조를 제공하는 것에 그 목적이 있다. 상기 목적은 본 발명의 전기 침투식 탈수기를 다음과 같이 구성함으로써 달성된다. 첫째, 적어도 양극측의 전극에 있어서는 전극판을 오니에 직접 접촉시키는 동시에 이 전극판에 물, 가스의 배출공을 분산 배치시키고, 또 이 배출공을 커버하도록 전극판의 이면측에 포상여과재를 밀착 배치한다. 둘째, 적어도 양극측의 전극에 있어서는 전극판을 오니에 직접 접촉시키는 동시에 이 전극판에 물, 가스의 배출공을 분산 배치하고, 또 배출공의 내부에 여과재를 장진한다. 셋째, 적어도 양극측의 전극에 있어서는 전극판을 오니에 직접 접촉시키는 동시에 전극판의 오니와 접하는 측의 판면상에 일단을 외부로 인출하여 모세관 기능을 갖는 벨트형의 여과재를 분산 배치한다. 상기 해결수단의 각 구성에 의하면 먼저 전극과 오니는 여과포를 통하지 않고, 직접 접촉하므로 양자간의 통전에 관여하는 전극의 실효면적이 크게 되고, 이것에 의해 높은 도전성이 확보된다. 또, 양극측의 전극에는 기계적 압착 등에 의해 오니로부터 침출하여 전극면에 집합된 물 및 오염수의 전기분해에 따라서 발생한 가스는 다음과 같이 정체되지 않고 즉시 외부로 배출된다. 즉, 첫 번째의 구성에 의하면 침출수 및 발생가스는 전극판의 배출공을 통해 이면측으로 배출된 후에 포상여과재를 투과하여 외부로 배출되고, 한편으로 배출공에 들어온 오니 입지는 포상여과재에 포착되어 외부로의 누출이 저지된다. 또한, 두 번째의 구성에 따르면 전극판의 배출공의 내부에 장진된 여과재에 의해 오니입자의 누출이 저지되는 한편 침출수 및 발생가스는 외부로 배출된다. 또, 세 번째의 구성에 따르면, 전극면에 모인 침출수 및 발생가스를 외부로 배출한다. 상기 구성은 양극만이 아니라 음극측의 전극에 채용하여도 유효하게 가능한다. 이하 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 상세히 설명한다. 또, 각 실시예의 도면에 제4도에 대응하는 동일부재에는 동일부호로 표시한다.

실시예1 제1도는 본 발명의 제1실시예를 나타내며, 회전드럼(1)의 원주면상에는 전극판(이하 양극이라고도 함)(8)이 이것보다도 넓은 포상(布狀) 여과재(9)를 매개하여 피착되어 있는 전극판(8)의 판면에는 물, 가스의 배출공(8a)이 분산배치되어 있다. 여기서, 배출공(8a)은 예를들면 직경 3.5mm의 원형구멍으로서 30mm 피치간격으로 배열되도록 펀치가공되어 있다. 또, 포상여과재(9)는 예를들면 폴리스로필렌 섬유로 제작된 두께 5mm 정도의 부직포이다. 따라서, 회전드럼(1)에는 제4도에 도시한 상부 여과포벨트(3)를 채용하지 않고 전극판(8)의 표면과 오니 통로에 공급된 오니(7)가 직접 접하도록 되어 있다. 이와같은 구성에서 회전드럼(1)이 피착된 양극측의 전극판(8)과 음극측의 프레스벨트(이하 음극 이라고도 함)(2) 사이에 직류전압을 인가하고, 전극사이의 오니통로에 오니(7)를 공급하면, 오니의 함유수가 전기 침투작용에 의해 음극의 프레스벨트(2) 측으로 이동하여 하부 여과포벨트(4)를 투과하여 시스템 외부로 배수된다. 이 경우에 양극측의 전극판(8)과 오니(7)는 그 접촉면(양극의 제1면이라고함)이 여과포(절연물)를 통하지 않고 직접 접촉하므로 양자간에는 높은 통전성이 확보된다. 이와 관련하여 본원 출원의 발명자가 행한 평가시험에 의하면 전극과 오니 사이의 통전성이 높아지는 만큼 전기침투능력이 향상되는 것이 관착되고, 종래방식(제4도)과 비하여 동등한 전기침투 탈수능력을 얻고 있으므로 인가전압을 100V로부터 70V로 저하시켜 소비전력을 절감시킬수가 있음을 확인할 수 있었다. 한편, 이러한 탈수과정에서 기계적인 압착력에 의해 오니(7)로부터 회전드럼(1)의 전극판(8)으로 밀려나온 침출수 및 전기분해에 의해 발생된 가스는 배출수단으로서 전극판(8)에 형성된 배출공(8a)을 통해 전극판의 이면측(양극의 제2면이라고 함)으로 배출되후 포상여과제(9)를 투과하여 정체없이 외부(회전드럼쪽 방향)로 배출된다. 또 침출수와 함께 전극판(8)의 배출공(8a)에 들어온 오니 입자 등은 포상여과재(9)에 포착되므로 외부로 누출되지 않는다.

실시예 2 제2도는 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다. 본 실시예에는 상기 실시예의 응용예로서, 회전드럼(1)의 둘레에는 예를들면 폴리프로필렌 섬유로펀물한 네트(10)를 매개로하여 전극판(8)이 피착되고, 이 전극판에 형성된 각 배출공(8a)의 구멍내에는 여과재(11)가 장진된다. 이 여과재(11)는 예를들면 제2(B)도에 표싣한 바와같이 지지부, 즉 지지대(11a)에 나이론섬유(11b)를 보강한 것이 사용된다. 이와같은 구성에 의하면, 실시예1과 동일한 전극판(8)의 표면부근에 수집된 침출수 및 발생가스는 배출수단으로서 성형시킨 배출공(8a)을 통해 전극판의 이면측으로 배출된후, 네트(10)를 통해 외측으로 즉시 배출된다. 또 오니입자는 여과재(11)에 의해 포착되어 있으므로 배출공(8a)을 통해 외측으로 누출되지 않는다.

실시예 3 제3도는 본 발명의 제3 실시예를 나타내며, 회전드럼(1)의 둘레면상에 피착된 전극판(8)에 있어서, 그 외주면상에는 밴드형의 여과재로서 모세관 기능을 갖는 여러개의 심지가 적당한 피치간격으로 분산배치되어 감겨있다. 벨트형 여과재(12)는제3(B)도에 포시한 바와같이 예를들면 두께 0.3mm 정도의 폴리프로필렌 섬유다발(12a)을 같은 종류의 섬유(12b)로 결속하고 있고, 전극판(8) 위에 감겨서 고정적으로 부착되어 있다. 이와같은 구성에 따라서, 전기침투탈수가 행해질 때 회전드럼(1)의 전극판(8)의 표면부근에 모인 침출수 및 발생가스는 벨트형 여과재(12)의 섬유 다발내의 간극 사이(모세관)를 통과하여 회전드럼의 상면측(오니와 접하지 않음)에 도입되고, 이곳에서 주변으로 배출된다. 그러나 벨트형 여과재(12)는 전극판(8)의 극히 작은 표면일부를 선형으로 커버하고 있음므로 오니 사이의 통전에 관여하는 전극의 실효면적은 거의 영향을 받지 않으며, 이에따라 오니와의 사이에 높은 도전성이 획보된다. 이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 전극의 표면전체를 여과포로 커버하지 않고, 오니와 접촉시켜 전극과 오니 사이에 높은 도전성을 확보하고, 또한 전극면에 모인물과 발생가스를 지체없이 즉시 시스템 외부로 배출시킬 수 있고, 이에따라 기전기침투식 탈수기의 효율이 대폭 개선된다.

Claims (6)

1. 오니(7) 통로가 되는 공간을 두고 상호 대향하는 양극(8)과 음극(2)에 직류전원(5)을 접속하고, 상기 공간에 공급된 오니 함유수를 전기침투 작용에 의해 음극(2)의 전극측에서 수집하여 탈수기 외부로 분리배출시키고, 상기 양극(8)의 전극판은 오니(7)에 직접 접촉되고, 탈수기로부터 액체를 배출하기 위한 배출수단이 양극(8)에 제공된 전기침투식 탈수기에 있어서, 상기 배출수단은 이 전극판에 분산 배치되는 물과 가스의 배출공(8a)과, 이 배출공(8a)을 커버하도록 오니(7)에 면하지 않는 상기 전극판측에 밀착배치되는 포상여과재(9)를 구비하며, 상기 포상여과재(9)는 폴리프로필렌으로 만들어진 직조되지 않은 천이고 상기 전극판보다 넓은 것을 특징으로 하는 전기침투식 탈수기.
2. 오니(7) 통로가 되는 공간을 두고 상호 대향하는 양극(8)과 음극(2)에 직류전원(5)을 접속하고, 상기 공간에 공급된 오니 함유수를 전기침투 작용에 의해 음극의 전극측에서 수집하여 탈수기 외부로 분리배출시키고, 상기 양극(8)의 전극판은 오니(7)에 직접 접촉되고, 탈수기로부터 액체를 배출하기 위한 배출수단이 양극(8)에 제공된 전기침투식 탈수기에 있어서, 상기 배출수단은 이 전극판에 분산 배치되는 물과 가스의 배출공(8a)을 구비하고, 상기 각 배출공(8a)은 여과재(11)로 채워짐을 특징으로 하는 전기침투식 탈수기.
3. 제2항에 있어서, 상기 각 배출공(8a)은 상기 여과재(11)는 지지대(11a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기침투식 탈수기.
4. 제2항에 있어서, 가스와 물을 배출시키는 수단으로서 오니(7)에 면하지 않는 상기 전극판의 이면측에 네트(10)가 배치되는 것을 특징으로 하는 전기침투식 탈수기.
5. 오니(7) 통로가 되는 공간을 두고 상호 대향하는 양극(8)과 음극(2)에 직류전원(5)을 접속하고, 상기 공간에 공급된 오니 함유수를 전기침투 작용에 의해 음극(2)의 전극측에서 수집하여 탈수기 외부로 분리배출시키고, 상기 양극(8)의 전극판은 오니(7)에 직접 접촉되고, 탈수기로부터 액체를 배출하기 위한 배출수단이 양극(8)에 제공된 전기침두식 탈수기에 있어서, 상기 배출수단은 상극 전극판에 고정된 벨트형 여과재(12)를 구비하고, 상기 벨트형 여과재(12)는 외부로 돌출되는 한쪽단부와 모세관 기능을 가지며, 상기 오니(7)에 점촉하는 면 위의 상기 양극(8)의 전극판의 표면위에 분산배열되는 것을 특징으로 하는 전기침투식 탈수기.
6. 오니 통로를 따라 운반되는 오니(7)에 전압을 인가함으로써 오니를 탈수시키는 전기침투식 탈수기에 있어서, 원통형 벽을 갖는 회전드럼(1)과 회전드럼에 대향하는 프레스벨트와, 회전드럼의 원통형벽에 배열되고, 제1면과, 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 양극(8)과, 오니(7)통로와 가스배출통로를 연통시키기 위하여 전극내에 배치된 배출수단을 구비하며, 상기 제1면은 상기 프레스벨트와 이격되어 이 프레스벨트와 함께 오니통로를 형성하면서 오니통로에서 오니(7)와 직접 접촉을 유지하고, 상기 제2면은 원통형 벽으로부터 이격되어 이 원통형 벽과 가스배출 통로를 형성하며, 오니통로에서 발생한 가스는 오니통로로부터 가스배출통로로 배출되는 것을 특징으로 하는 전기침투식 탈수기.