KR200209352Y1 - 탈수 건조시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하수와 폐수의 슬러지를 감량할 때 사용하는 탈수기와 탈수된 슬러지를 최종 건조처리하는 건조기의 기능을 함께 처리하는 장치로서 기존의 탈수기와 건조기가 별도로 구성된 구조를 하나의 기기로 패키지화하고, 저온진공방식으로 하여 건조시 발생하는 악취와 가스를 수분에 응축하여 발생을 억제시키는 탈수 건조시스템에 관한 것으로, 이는 하수 및 폐수 정수설비의 슬러지를 탈수 및 건조하는 탈수,건조설비에 있어서, 슬러지 공급펌프와 응집제 공급장치, 압력계, 전동밸브 등으로 이루어진 슬러지 공급설비와, 프레이트 및 다이아프렘식 여과포와 프레이트 가압장치, 메니폴드관, 프레임등으로 이루어진 탈수 건조기와, 보일러와 응축수회수장치, 스팀트랩으로 이루어진 보일러설비와, 진공펌프로 구성된 진공설비와, 1차응축탱크, 2차응축기, 쿨링타워, 트랩으로 구성된 응축설비와, 각 설비를 연계 운전하도록 구성된 전동밸브와 제어반으로 탈수 건조시스템을 구성함으로서 이룰 수 있는 고안이다.

Description

탈수 건조시스템{Dehydration and drying system}

본 고안은 하수처리장, 폐수처리장, 정수장에서 하수와 폐수의 슬러지를 감량 및 재활용하기 위하여 탈수와 건조 할 때 사용하는 탈수 건조시스템에 관한 것으로,

특히 탈수기의 탈수효율을 높이기 위한 슬러지 공급시스템과 슬러지내의 저온건조방식을 도입하여 악취발생을 최소화하고 열효율을 최대화할 수 있도록 하는 탈수 건조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 하수처리장과 폐수처리장 및 정수장에서는 하수와 폐수의 슬러지를 감량 및 재활용하기 위하여 수집된 슬러지를 탈수와 건조하고 있으며, 이러한 탈수와 건조는 필터프레스에 의한 탈수공정과 고열 건조기에 의한 건조공정으로 작업이 이루어지고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 슬러지 탈수 및 건조공정은 탈수기와 건조기를 별도로 구성하여 사용함으로서 탈수기와 건조기의 연계 설비가 필요하고, 넓은 기기 설치부지와 비싼 투자비용, 많은 유지관리인등이 필요하여 운전에 따른 고비용이 필요한 문제점이 있었다.

또한, 상기 탈수기는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 걸름망(102)이 구비된 다수의 격판(101)을 프레스(104)로 누르고 그 격판(101) 사이의 공간에 슬러지를 주입하여 탈수를 한 후 탈수된 물은 여액배출관(103)을 통해 이송시켜 별도의 진공건조설비에서 진공건조시키고, 수분이 제거된 슬러지는 격판(101) 사이에서 분리하여 건조기에서 다시 고열 건조시킬 수 있도록 하고 있다.

그러나 상기와 같은 탈수기(100)는 슬러지를 주입하는 압력의 한계로 인하여 슬러지에서 제거되는 수분이 50%를 넘지 못하게 될 뿐만 아니라, 수분을 상당량 포함하고 있는 슬러지가 공기중에 노출되므로 악취가 발생하고, 2차 오염수가 발생되며, 이로 인한 환경오염 문제와 민원발생 등의 문제점이 있었다.

한편, 상기 종래의 탈수기(100)에서 1차 수분이 제거된 슬러지는 50% 이상의 수분이 여전히 남아있는 상태이므로 고열 건조기로 이동시켜 슬러지에 포함된 수분을 고열로 건조시켜 슬러지를 감량하거나 재활용해야 하므로 탈수기와 함께 복잡한 배관과 기기 등의 설비를 해야하고, 고열 건조할 때의 악취와 대기오염의 문제가 발생할 뿐만 아니라, 높은 연료비, 고온운전에 따른 위험요소 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 탈수기와 건조기를 하나의 시스템으로 구성하여 패키지화 하고, 2차오염의 발생, 악취발생, 고열에 따른 위험성, 높은연료비와 유지비용등 기존의 탈수기와 건조기를 운전시 발생하는 문제점을 최소화하며, 안전하고 환경친화적으로 운영할 수 있도록 한 탈수 건조시스템을 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 탈수 건조시스템 구성도

도 2는 본 고안의 탈수 건조기의 부분단면도

도 3은 본 고안에 의한 탈수 건조기의 요부 확대 단면도

도 4는 본 고안의 탈수 건조시스템의 공정개념도

도 5는 종래의 탈수장치를 보인 부분단면도

도 6은 종래의 탈수장치를 일부 확대한 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

A : 탈수건조기 B : 보일러설비

C : 진공설비 D : 응축설비

E : 슬러지공급설비 F : 제어반

2 : 응집제 3 : 보조응집제

4 : 슬러지 5 : 보일러

6 : 응축수 회수장치 7 : 스팀트랩

8 : 라인믹서 9 : 프레이트

10 : 다이아프램식 여과포 11 : 압력계

12 : 슬러지배관 전동밸브 13 : 챔버

14 : 탈수슬러지 15 : 슬러지공급배관

16 : 공기공급배관 전동밸브 17 : 상부 메니폴드관

18 : 하부 메니폴드관 19 : 스팀 코어

20 : 탈수여액배출배관 21 : 탈수여액 배출배관 전동밸브

22 : 스팀배출배관 전동밸브 23 : 1차 응축탱크

24 : 2차 응축기 25 : 쿨링타워

26 :진공펌프 27 : 슬러지공급펌프

28 : 응축수 자동트랩

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 탈수 건조설비는 응집제(2)와 응집보조제(3) 및 슬러지(4)를 라인믹서(8)에서 적절히 혼합하여 압력계(11)와 전동밸브(12)를 통해 공급하는 슬러지 공급설비(E)와,

상기 슬러지 공급설비(E)에서 공급된 슬러지를 탈수 및 건조공정이 이루어지는 탈수 건조기(A)와,

상기 탈수 건조기(A)에 열원을 전달하여주는 보일러(5) 및 응축수 회수장치(6)로 구성된 보일러설비(B)와,

건조시 진공을 걸어주어 수분의 기화온도를 낮춰주는 진공설비(C)와,

기화된 수분을 응축시켜 제거하는 응축설비(D)와,

이러한 운전을 가능하도록 구성하는 전동 밸브 및 제어반 등으로 구성한다.

이와 같이 수성된 본 고안의 상기 슬러지 공급장치(E)는 상,하수도 설비에서 발생하는 슬러지(4)를 응집제(2)와 응집보조제(3)를 라인믹서(8)에서 적절히 혼합하여 탈수 건조기(A)로 압송하여 탈수 건조기(A)의 여과포(10)로 탈수여액을 걸르도록하는 장치로서 이 장치를 이루는 압력계(11)와 전동밸브(12)는 탈수 건조기(A)의 여과포(10)에 걸러진 슬러지가 쌓이게 되면 압력이 증가하고 일정한 압력에 도달하면 슬러지 공급설비(E)를 멈추도록 한다.

이때 탈수 건조기(A)의 내부챔버(13)에는 약 70% 함수율의 탈수 슬러지(14)가 존재하게 된다.

탈수 건조기(A)의 내부에는 슬러지를 여과할 수 있고 스팀 또는 온수가 공급되어 부풀릴 수 있도록 고안된 다이아프렘식 여과포(10)가 있으며, 상기의 슬러지 공급설비(E)에서 공급되어 탈수된 슬러지는 프레이트(9)와 프레이트(9) 사이의 챔버(13)에 있게 되고, 프레이트(9)에 스팀 또는 열수가 공급되어 여과포(10)가 부풀어지면서 챔버(13)가 축소되고 탈수슬러지의 부피를 줄이고 수분함량을 감소시킨다.

또한 슬러지가 공급된 배관(15)에는 슬러지 공급밸브(12)가 차단되고, 고압의 공기투입 밸브(16)가 열리면서 고압의 공기를 불어 넣어 탈수 슬러지 내의 잔류수분을 제거하게 된다.

이때 다이아프렘에 공급되는 온수 또는 스팀은 이미 탈수슬러지(14)를 가온하기 시작한다.

한편 공급되는 온수 또는 스팀은 보일러설비(B)를 통해 탈수 건조기(A)의 메니폴더관(17)을 거쳐 프레이트(9)에 고르게 전달되며 프레이트(9)에는 온수 또는 스팀이 공급될 수 있도록 코어(19)가 부착되어 있다.

상기 프레이트(9)의 코어(19)를 통해 전달된 온수 또는 스팀은 하부의 메니폴드관(18)을 통하여 응축수 회수장치(6)에 회수되어 보일러(5)에서 재활용하도록 구성된다.

상기와 같이 가온 압축된 탈수슬러지(14)는 탈수여액이 빠지는 배관(20)의 밸브(21)를 닫고 진공배관밸브(22)를 열어 조절하고 진공 설비(C)를 작동, 진공을 걸게된다.

진공상태에서는 낮은온도에서 기화가 되므로 수분제거가 용이하고 낮은 온도에서의 건조이므로 악취발생이 거의 없다.

또한 챔버(13)내의 수분은 진공이 걸리면서 쉽게 배출되므로 건조시간이 단축되고 열료비가 절감된다.

이러한 진공시간과 보일러의 스팀 또는 온수의 순환시간의 조절만으로 슬러지의 함수율을 자유롭게 조절할 수 있다.

이때 챔버(13)내 탈수 슬러지(14)의 수분은 기화되어 1차 응축탱크(23)를 거쳐 2차 응축기(24)를 지나면서 응축수로 제거되며, 1차응축 탱크(23)에서는 비교적 큰 입자나 1차로 응축되는 수분을 제거하고, 2차응축기(24)에서는 냉각수를 거쳐 응축을 시켜 대부분의 수분을 제거한다.

이때 냉각수는 외부의 냉각수나 쿨링타워(25)를 사용하며, 이렇게 응축되어 제거된 공기만을 진공펌프(26)에서 흡입하게 된다.

이러한 일련의 공정을 각 설비와 전동밸브의 연동을 자동제어반을 통하여 하수 및 폐수, 정수장에서 발생하는 슬러지를 동시에 탈수와 건조하게 되며, 각 공정은 폐쇄회로로 구성되어 악취나 가스, 폐수등의 발생이 없고 유지관리가 쉽도록 구성된다.

또한 본 고안은 기존의 필터프레스의 프레이트만을 교체하여 시스템을 사용할 수 있으므로 호환성이 우수하다.

본 고안은 상술한 예로서만 국한되는 것은 아니며, 슬러지에 보조응집제 투입여부, 탈수슬러지의 종류, 탈진공시스템의 변경, 냉각수장치의 변경등 본 고안의 기술적 사상 및 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

상기에서와 같이 본 고안은 슬러지공급설비와 탈수 건조기, 보일러설비, 진공설비, 응축설비,전동밸브와 제어반 등으로 구성함으로서 탈수와 건조를 하나의 패키지설비로 구성하여 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 각 처리공정을 폐쇄회로내에서 수행함으로서 오염원배출을 억제하여 환경오염을 최소화하고, 저온진공방식으로 운영유지비를 낮추게 하여 경제적인 운전을 할 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

Claims (2)

1. 하수 및 폐수 정수설비의 슬러지를 탈수 및 건조하는 탈수,건조설비에 있어서,

   슬러지 공급펌프(27)와 응집제 공급장치(2,3), 압력계(11), 전동밸브(12)등으로 이루어진 슬러지 공급설비(E)와,

   프레이트(9) 및 다이아프렘식 여과포(10)와 프레이트 가압장치(28), 메니폴드관(17,18), 프레임등으로 이루어진 탈수 건조기(A)와,

   보일러(5)와 응축수회수장치(6), 스팀트랩(7)으로 이루어진 보일러설비(B)와,

   진공펌프(26)로 구성된 진공설비(C)와

   1차응축탱크(23), 2차응축기(24), 쿨링타워(25), 트랩(28)으로 구성된 응축설비(D)와,

   각 설비를 연계 운전하도록 구성된 전동밸브와 제어반(F)으로 구성됨을 특징으로 한 탈수 건조시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 탈수 건조기(A)는 적정압력까지 슬러지를 공급하여 탈수하고, 탈수된 슬러지를 스팀 또는 온수를 넣어 다이아프렘 여과포(10)로 압축하여 부피 및 함수율을 낮추고 가온을 하며, 슬러지 공급배관으로 고압의 공기를 불어 넣어 잔류수분을 제거하고, 탈수 슬러지가 있는 챔버(13)에 진공을 걸어 수분의 기화온도를 낮추어 건조를 가속화시키며, 기화된 수분을 1차응축탱크(23)와 2차응축기(24)를 거쳐 응축수로 제거하도록 구성하고, 탈수 여액과 기화된 수분의 제거가 배관 및 밀폐된 용기내에서 이루어지도록 구성된 탈수 건조시스템.