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단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상.하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치 및 그 저감방법

阅读:550发布:2024-02-16

专利汇可以提供단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상.하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치 및 그 저감방법专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且본발명은오.폐수처리시설에있어서최초침전지또는최종침전지로부터발생되는폐기슬러지처리에있어, 슬러지농축조를생략하고단일혼합슬러지저류조내에서고형물(TS)농도를 3~7%로향상시키고, 탈수기(Belt Press Filter)의상하부여과포매쉬에눈 막힘을제거키위하여고압력을이용한세정수를노즐에공급하여탈수슬러지에대한함수율을저감한것이다.,下面是단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상.하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치 및 그 저감방법专利的具体信息内容。

  • 오.폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 유입되는 폐기 슬러지를, 총 고형물 농도(Total Solid)가 3~7%가 될 때까지 단일혼합슬러지 조류조내에서 교반, 침전, 고액분리, 상징수를 배출하는 순서로 반복 실행할 수 있게 한 혼합 슬러지의 고형물 농도 개선 장치;
    상기 혼합 슬러지 고형물의 농도 개선 장치와 인접 위치에 설치되어 이 장치로부터 배출되어 이송된 고형물과 보조 응집제를 혼합하여 플록(Floc)화 하고, 상기 보조 응집제의 투입량은 고형물의 농도가 향상된 만큼 감소 된 량 만을 투입하여 혼합하는 혼합기;
    상기 혼합기로부터 배출되는 플록화한 피 탈수물을 가압롤러에 의해 상호 맞닿아서 회동되는 상.하부 여과포들의 사이로 공급하여 가압함에 의해 피 탈수물의 수분을 여과포들의 기공을 통하여 탈수되게 하는 탈수기; 및
    상기 혼합 슬러지의 고형물 농도 개선장치로부터 배출되는 상징수를 저장하는 상징수 저류조를 구비하고, 상기 탈수기에 의한 탈수 작업시 상기 상징수 저류조로부터 상기 상하부 여과포에 고압력으로 노즐에 의해 분사하여 상하부 여과포의 기공에 존재하는 잔존 슬러지를 세정함에 의해 안정된 함수율의 탈수슬러지가 얻어지게 하는 고압펌프와 고압노즐들로 이루어진 고압 세정장치를 포함하는, 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상하부 여과포에 고압력 세정수가 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치.
  • 제1항에 있어서, 상기 혼합 슬러지의 고형물 농도 개선장치는, 오폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되는 혼합 슬러지를 일시적으로 저류되게 수용하는 단일혼합 슬러지 저류조;
    상기 단일혼합 슬러지 저류조 내의 중앙에 회전되게 설치되어 상기 혼합 슬러지 저류조 내로 유입되는 혼합 슬러지를 교반하여 침전을 방지 유도하는 교반기;
    상기 혼합 슬러지 저류조 내에 이동 가능하게 위치되며, 상기 교반기에 의한 교반 작업 후 혼합 슬러지 저류조 내에서 고형물과 분리되는 상징수만을 상징수 저류조쪽으로 배출하게 한 상징수 배출용 모터 펌프; 및
    상기 단일혼합 슬러지 저류조내부와 상기 혼합기와를 연락하게 설치되며, 상기 교반 작업 및 상징수 배출 작업의 정지 상태에서 상기 혼합 슬러지 저류 탱크에 침전되는 슬러지 고형물을 흡입하여 상기 혼합기 쪽으로 이송하는 고형물 공급 펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는, 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상하부 여과포에 고압력 세정수가 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치.
  • 오폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되어 유입되는 폐기 슬러지를 단일혼합 슬러지 저류조내에서 총 고형물 농도(Total Solid)가 3~7%가 될 때까지 교반, 침전, 고액분리, 상징수를 배출하는 순서로 반복 실행하기 위한 단일혼합 슬러지 저류조내의 고형물 농도 개선단계;
    상기 단계로부터 이송된 고형물 농도가 개선된 혼합 슬러지에 보조 응집제와 결합시켜 플록(Floc)화 하게 혼합하되, 상기 보조 응집제의 투입율은 혼합 슬러지의 고형물 농도의 개선율 만큼 감소 된 량 만을 투입하여 혼합하는 단계;
    상기 혼합 단계로부터 배출되는 플록화된 피 탈수물을 상.하부 여과포들의 사이로 공급하여 가압함에 의해 피 탈수물의 중의 수분을 여과포들의 기공(매쉬)들을 통하여 탈수되게 하는 탈수 단계; 및
    상기 폐기 슬러지의 고형물 농도 개선단계로부터 배출되는 상징수를 저장하는 상징수 저장탱크를 구비하고, 상기 탈수 단계에 의한 탈수 작업시 상기 상징수 저장탱크로부터 상기 상.하부 여과포에 고압력으로 세정수를 노즐에 분사하여 상하부 여과포의 기공에 존재하는 잔존 슬러지(찌꺼기)를 세정함에 의해 안정된 함수율의 탈수슬러지를 얻어지게 하는 고압력 세정 단계를 포함하는, 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상하부 여과포에 고압력 세정수가 노즐에공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감 방법.
  • 제3항에 있어서,상기 혼합 슬러지의 고형물 농도 개선 단계는, 오폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되는 폐기 슬러지를 일시적으로 저류되게 수용하는, 단일혼합 슬러지 저류조내의 중앙에 회전되게 설치되어 상기 혼합 슬러지 저류조내로 유입되는 폐기 슬러지를 교반하여 고형물의 침전을 방지 시키기 위해 작업을 상기 단일혼합 슬러지 저류조내의 소정 높이에 도달할 때까지 교반 하기 위한 교반단계;
    상기 교반 작업 후 단일혼합 슬러지 저류조 내에서 고형물과 분리되는 상징수만을 상기 상징수 저장 탱크쪽으로 펌핑하여 배출하는 상징수 배출 단계; 및
    상기 교반 작업 및 상징수 배출 작업의 정지 상태에서 상기 단일혼합 슬러지 저류조에 침전되는 슬러지 고형물을 흡입하여 상기 혼합 단계 쪽으로 펌핑하는 고형물 이송 단계로 실행됨을 특징으로 하는, 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상하부 여과포에 고압력 세정수가 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감방법.
  • 说明书全文

    단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상.하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치 및 그 저감방법{The Equipment of Reduction Sludge Dewatering Water Content Rate to Total Solids Improvement in Unity Sludge Tank and Belt Press Filter on the Upper and Lower Percolate using High Pressure Cleaning Water Supply}

    본 발명은 오.폐수처리시설에서 최초 또는 최종 침전지로부터 폐기되는 슬러지(생 오니 및 잉여 슬러지)를 단일혼합 슬러지 저류조를 설치하여 총 고형물 농도 향상과 탈수용 상.하부 여과포의 눈막힘 현상을 제거하기 위해 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치 및 그 저감 방법에 관한 것이다.

    특히 최초 또는 최종침전지로부터 발생되는 슬러지(생 오니와 잉여슬러지)를 단일 혼합 슬러지 저류조에서 총 고형물 농도(Total Solid : 0.4% 3~7%)를 향상시키고, 탈수용 여과포(상.하부)의 매쉬 기공률이 약화(눈막힘 현상)되는 일이 없도록 하기 위해 고압력 세정수를 노즐에 공급하여 안정된 함수율을 저감시킨 탈수슬러지를 생산할 수 있게 한 것이다.

    일반적으로 오.폐수처리과정에서 생산배출되는 탈수 슬러지는, 해양투기, 직매립(直埋立) 또는 복토재(覆土材)로 처리하였으나, 2006년2월 해양오염방지법시행규칙 개정으로 슬러지(유기성 오니)에 대한 해양 배출규제가 대폭 강화됨에 따라 탈수 슬러지는 반드시 육상처리를 해야만 한다.

    따라서 모든 오.폐수 처리장에서 문제점으로 대두되고 있는 탈수후 탈수 슬러지의 함수율의 저감에 대하여 많은 노력과 개선을 위해 설비투자를 하고 있으며, 향후 탈수 슬러지 처리에 있어서 다각적으로 전환하여 재활용할 수 있도록 보다 적극적인 대응체계를 위해서 1차적으로 탈수슬러지 함수율 감량을 위하여 혼합슬러지의 총고형물 농도(TS)향상 및 탈수기 운전조작 시스템을 개선하지 않으면 안 된다.

    그러나 오.폐수처리과정에서 발생되는 탈수슬러지의 처리에 있어 함수율이 높은 탈수슬러지가 생산되고 있는 이유는 잉여 슬러지에 대한 총고형물 농도(TS)저하, 배출 슬러지량, 슬러지의 유.무기물 함량, 고체입자의 케어번 비(SiO 2 /Al 2 O 3 : 케익내 고체입자의 성분의 함유정도), 성분비율, 입자의 형상, 슬러지에 대한 특성분석을 통한 탈수율 향상방법을 적절하게 응용하지 못하고 있기 때문이다.

    하지만 슬러지의 물리-화학적 특성과 탈수율의 상관관계에 대한 규명이 선행되지 않고서는 환원적 자연생태계에 전환은 환경정책 방향에 능동적으로 대처하기가 힘든 실정이기에 슬러지 감량화와 저 함수율 탈수슬러지 생산은 슬러지 재활용 산업과 아주 밀접한 관계에 있다고 아니 할 수 없는 것이다.

    이러한 목적에서 개발하여 출원한 것들이, 하기 문헌들에 기재된 바와 같은 탈수장치이다. 이는 생 오니 또는 잉여슬러지의 함수율이 99.5~99.8%인 슬러지를 여러 개의 롤러와 벨트(여과포)를 사용하여 장력을 가하여 탈수하는 벨트프레스 탈수기 방식에 의하여 탈수를 하는 것인데, 여과포를 연속 이동시킨 상태에서 여과포 위에 고분자응집제를 주입한 응집슬러지를 공급하면 플록(Floc)사이의 간극수는 중력탈수부에서 중력에 의해 탈수되며, 이동한 슬러지는 상.하 여과포의 압착에 의해 간극수와 플록입자의 부착수가 탈수된다. 탈수 슬러지는 스크레이퍼(Scraper)에 의해 여과포로부터 박리된다. 탈수슬러지를 박리한 여과포는 망의 막힘을 방지하기 위하여 압력수에 의해 연속적으로 세정되고 다시 중력탈수부로 이동한다. 이러한 여과 공정은 연속으로 행하여진다. 그러나 이러한 탈수 장치의 개선만으로는 원하는 탈수슬러지의 함수율의 향상은 달성되지 못하고 있음이 현실정이다.

    따라서 탈수슬러지의 함수율을 저감할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있다. 이 때문에 본 발명자는 혼합슬러지의 총 고형물농도(0.4~0.6% → 3~7%)를 향상시켜 탈수슬러지 함수율을 83% → 74%로 저감시켜 탈수슬러지 생산량 감소와 처리비용절감 등을 도출함으로서 효율적인 오폐수처리 경영에 기여하고자 본 발명을 개발하기에 이르런 것이다.

    1.실용등록 번호 제20- 0313648, 벨트프레스형 탈수기의 여과포세척장치.

    2.실용등록 번호 제20-0286688, 벨트프레스형 탈수기의 여과포세척장치.

    본 발명의 목적은, 상기와 같은 제반 문제점들에 비추어 개발한 것으로, 혼합슬러지의 총고형물의 농도 향상에 따른 슬러지 탈수율의 향상, 탈리 여액내의 농도 저하 달성으로 인한 주 수처리공정에서의 부하 경감, 탈수슬러지 발생량의 감소에 따른 슬러지 처리비용의 절감, 응집조보제 사용절감, 탈수기 가동시간의 단축으로 인한 동력소비의 절감, 및 탈수용 여과포의 눈막힘 현상 제거에 의한 안정적인 함수율을 갖는 탈수 작업이 달성되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치 및 탈수슬러지 함수율의 저감방법을 제공하는 데 있다.

    상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상.하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치는, 하.폐수처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되어 유입되는 슬러지를 혼합슬러지저류조내에서 총 고형물농도(Total Solid)가 3~7%가 될 때까지 교반, 침전, 고액분리, 상징수를 배출하는 순서로 반복 실행할 수 있게 한 혼합슬러지의 고형물 농도 개선장치; 상기 혼합슬러지 고형물의 농도 개선장치와 인접 위치에 되어 이 장치로부터 배출되어 이송된 고형물 농도가 개선된 혼합슬러지와 보조 응집제를 사용하여 플록(Floc)화 하게 혼합하되, 상기 보조 응집제의 투입율은 혼합슬러지의 고형물 농도의 개선율 만큼 감소 된 량만을 투입하여 혼합하도록 한 혼합기; 상기 혼합기로부터 배출되는 플록화된 피 탈수물을 중력 탈수부에서 상하부의 여포의 사이에 끼워져 압축되어서 롤러 사이를 이동하여 전단압출력으로 탈수되게 하는 탈수기; 상기 혼합슬러지의 고형물 농도 개선장치로부터 배출되는 상징수를 저장하는 상징수 저장탱크를 구비하고, 상기 탈수기에 의한 탈수 작업시 상기 상징수 저장탱크로부터 상기 상.하부 여과포에 고압력으로 분사하여 상.하부 여과포의 기공에 존재하는 잔존 슬러지를 세정함에 의해 안정된 함수율의 슬러지가 얻어지게 하는 고압펌프와 고압노즐들로 이루어진 고압 세정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 혼합슬러지의 총고형물 농도 개선장치는, 오폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되는 혼합슬러지를 일시적으로 저류되게 수용하는 단일혼합 슬러지 저류조; 상기 단일혼합 슬러지 저류조내의 중앙에 회전되게 설치되어 상기 혼합슬러지 저류조내로 유입되는 슬러지(생 오니 또는 잉여 슬러지)를 지속적으로 교반하여 침전을 방지하도록 한 교반기; 상기 교반 작업 후 단일혼합 슬러지 저류조내에서 총고형물과 분리된 상징수 만을 상기 상징수 저류조 쪽으로 배출하게 한 상징수 배출용 모터 펌프; 상기 단일혼합 슬러지 저류조 내부와 상기 혼합기와를 연락하게 설치되며, 상기 교반 작업 및 상징수 배출 작업의 정지 상태에서 상기 단일혼합 슬러지 저류조에 침전되는 슬러지 총고형물을 흡입하여 상기 혼합기 쪽으로 압송하는 고형물 공급 펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.

    상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상.하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감 방법은, 오.폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되어 유입되는 혼합 슬러지를, 총 고형물 농도(Total Solid)가 3~7%가 될 때까지 교반, 침전, 고액분리, 상징수를 배출하는 순서로 반복 실행하기 위한 혼합슬러지의 총고형물 농도 개선단계; 상기 단계로부터 이송된 총고형물 농도가 개선된 슬러지 고형물에 보조 응집제를 사용하여 플록(Floc)화 하게 혼합하되, 상기 보조 응집제의 투입율은 고형물 농도의 개선율 만큼 감소 된 량만을 투입하여 혼합하는 단계; 상기 혼합단계로부터 배출되는 플록화된 피 탈수물을 상하부 압착 여과포들의 사이로 공급하여 가압함에 의해 피 탈수물 중의 수분을 여과포들의 기공(mesh)들을 통하여 탈수되게 하는 탈수 단계; 상기 혼합슬러지의 총고형물 농도 개선단계로부터 배출되는 상징수를 저장하는 상징수 저류조를 구비하고, 상기 탈수 단계에 의한 탈수 작업시 상기 상징수 저류조로부터 상기 상.하부 여과포에 고압력으로 분사하여 상.하부 여과포의 기공들에 존재하는 잔존 슬러지를 세정함에 의해 안정된 함수율의 탈수슬러지가 얻어지게 하는 고압력 세정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

    또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탈수슬러지 함수율 저감 방법은, 상기 혼합 슬러지의 총고형물 농도 개선 단계를, 오폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되는 혼합 슬러지를 일시적으로 저류되게 수용하는, 단일혼합 슬러지 저류조내의 중앙에 회전되게 설치되어 상기 단일혼합 슬러지 저류조내로 유입되는 혼합 슬러지를 교반하여 침전을 방지하는 교반단계; 상기 교반 작업 후 단일혼합 슬러지 저류조내에서 고형물과 분리되는 상징수를 상기 상징수 저류조 쪽으로 펌핑하여 배출하는 상징수 배출 단계; 상기 단일혼합 슬러지 저류조내에 침전된 슬러지 총고형물을 흡입하여 상기 혼합 단계 쪽으로 공급하는 고형물 공급단계로 실행됨을 특징으로 한다.

    본 발명에 의하면, 혼합슬러지의 총고형물의 농도를 향상하여 탈수슬러지의 함수율을 향상시킨 효과에 의해, 탈리 여액내의 농도 저하를 달성하여 주 수처리공정에서의 부하를 경감하는 효과가 있고, 또한 보조 응집제의 소모량을 고형물의 농도 향상만큼 절감하게 한 효과가 있고, 또 탈수 슬러지의 발생량의 감소로 슬러지의 처리비용을 절감하는 효과가 있고, 탈수기 가동 시간의 단축으로 인한 동력 소비 등의 절감 및 여과포의 눈막힘 제거로 인한 안정적인 함수율을 갖는 탈수슬러지의 생산 효과가 있다.

    도 1은 본 발명에 따른 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치를 개략적으로 도시한 구성도이고,
    도 2는 여과포가 고압력 세정수 공급노즐에 의해 깨끗하게 세정되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고,
    도 3은 실제 여과포에 부착된 탈수슬러지가 고압력 세정수 공급노즐에 의해 플록화된 슬러지(찌꺼기)가 박리되어 빠져나가는 상태를 확대하여 나타낸 도면이고,
    도 4는 종래의 세정수(압력 3~5㎏/㎠)에 의해 여과포가 세정되는 상태를 나타낸 도면이다.

    이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치 및 그 저감방법의 보다 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

    도 1은 본 발명에 따른 단일혼합 슬러지 저류조내 총 고형물 농도향상과 탈수용 상하부 여과포에 고압력 세정수를 노즐에 공급되게 한 탈수슬러지 함수율 저감장치를 개략적으로 도시한 전체 구성도이다.

    도면 표시와 같이, 본 발명에 따른 탈수슬러지 함수율 저감장치(100)에 대한 구성을 대별(大別)하면, 혼합슬러지의 총고형물 농도 개선용 저류장치(110), 혼합기(Mixer)(120), 탈수기(130) 및 세정수 공급노즐들(142a,142b)로 이루어진 고압력 세정수 공급장치(140)로 이루어져 있다.

    상기 단일혼합 슬러지저류조의 총고형물 농도 개선 장치(110)은, 오.폐수 처리시설의 최초 혹은 최종 침전지로부터 발생되어 유입되는 폐기 슬러지를 탈수기(130)로 이송함에 앞서 단일혼합 슬러지 저류조내의 총고형물농도(TS)의 향상과 그리고 혼합슬러지 침전과정에서 생산된 상징수를 외부로 배출 저장시켜 여과포의 눈막힘 방지를 위해 세정수로 사용하는, 본 발명의 핵심구성이다.

    즉, 단일혼합 슬러지의 총고형물 농도 개선장치(110)은 탱크 형태의 혼합 슬러지 총고형물 저류조(111)을 구비하고 있다. 이 저류조(111)에 설치된 혼합 슬러지 유입구(115)를 통하여 단일혼합 저류조(111)의 내부로 혼합 슬러지가 유입된다. 혼합 슬러지가 저류조(111)의 내부로 유입되면, 이 저류조(110)내의 중앙에 설치된 교반기(112)의 가동이 시작된다. 교반기(112)의 가동은 혼합 슬러지의 침전을 방지한다. 또한, 교반기(112)의 교반 작업은 단일혼합 저류조(111)내에서의 총고형물의 농도를 향상시키는 요인이 되게 한다. 상기 교반기(112)의 가동은 제어반(200)으로부터의 조작신호 입력에 의해서 실행된다. 상기 단일혼합 저류조(111)내부로 혼합 슬러지의 유입이 가득 차서 하이 레벨을 이루는 것이 확인되면, 제어반(200)으로부터 교반기(112)의 가동 중지와 아울러 혼합 슬러지 유입구(115)쪽에 설치된 슬러지 흡입 펌프(P1)를 차단하여 혼합 슬러지가 유입되는 일이 없도록 한다.

    상기 교반기(112)의 가동을 중지하고 소정시간(대략 5~10분)경과되게 하면, 교반기(112)의 가동으로 인한 교반으로 혼탁(混濁) 상태를 이루고 있던 혼합 슬러지는, 고액 분리가 이루어져서 단일혼합 저류조(111)의 하부 쪽으로는 고형물이 침전되는 반면, 상부로는 맑은 상징수(上澄)가 형성되는 상태를 이루게 된다. 이렇게 발생된 상징수는 저류조(111)내에 상하로 이동되게 설치된 상징수 배출용 모터펌프(117)에 의해 저류조(111)과 인접 배치된 상징수 저류조(118)의 내부로 배출하여 저류되게 한다. 상징수 배출용 모터 펌프(117)의 온(On)혹은 오프 (Off)조작은 오퍼레이터(Operater)의 확인에 의하여 직접 할 수 있으나, 제어반(200)에 의해서 자동으로 실행되게 할 수가 있다. 즉, 단일혼합 저류조(110)에 설치된 수위검출 센서(114)로부터 상징수의 수위 검출 신호의 없음이 제어반(200)으로 입력되면 제어반(200)은 상징수 배출용 모터 펌프(117)의 가동을 중단한다. 반대로 수위검출 센서(114)로부터 상징수의 수위 검출이 확인되어 제어반(200)으로 입력되면 제어반(200)은 상징수 배출용 모터 펌프(117)를 가동되게 제어 한다. 도면부호 119는 상징수 저류조(118)의 수위 여부를 검출하는 수위 검출 센서이다.

    본 발명에서 상기 단일혼합 저류조(110)에서 고액분리후 상징수를 배출하는 이유는 저류조(110)내의 총 고형물의 농도(TS)를 3~7%까지 농축하여 고형물의 함유된 수분함량을 93~97%를 유지하기 위함인데, 단일혼합 저류조(110)로 유입되는 혼합 슬러지를 교반 침전 고액분리 상징수 배출 등과 같은 일련의 작동은 단일혼합 저류조(110)내의 총 고형물의 농도(TS)가 3~7%를 이룰 때까지 반복 실시된다. 단일혼합 저류조(110)내의 총 고형물의 농도(TS)가 3~7%의 범위로 들어가는지의 여부 확인은 단일혼합 저류조(110)의 우측 상단에 외부로 노출되게 설치된 고형물 농도 계측기(113)로부터 확인된다. 이 고형물 농도 계측기(113)로부터 단일혼합 저류조(110)내의 고형물 농도가 본 발명에서 기준으로 하고 있는 3~7%의 범위임이 계측되어 제어반(200)으로 입력되면, 제어반(200)은 고형물 공급펌프(P2)와 아울러 고압력 세정장치(140)인 상징수 공급용 고압력펌프(P3)와 그리고 세정수 공급 노즐들(142a, 142b)를 각각 가동되게 제어한다.

    상기 총고형물 공급펌프(P2)의 가동은 총고형물을 상기 단일혼합 저류조(110)와 인접 설치된 혼합기(120)로 압송한다. 혼합기(120)에서는 기 준비한 응집 보조제(예컨데, Polymer: 용해율 0.2% )를 투입되어 압송된 총고형물과 혼합되게 한다. 응집 보조제를 투입하는 이유는 수분이 함유된 총고형물을 플록(Floc)형태로 응집하기 위함인데, 본 발명에서는 상기 단일혼합 저류조(110)내로 유입되는 혼합 슬러지를 교반→ 침전→ 고액분리→ 상징수 배출 등과 같은 일련의 작동을 통하여 총 고형물의 농도(TS)가 3~7%를 유지하여 고형물의 수분함량을 93~97%를 유지한 것에 의해, 기존의 99.6~99.8%의 수분함유량이 유지되는 고형물을 플록화 하기 위하여 투입되는 보조 응집제의 투입량에 비해 적게 투입하여도 고형물의 플록화를 쉽게 달성할 수 있으며, 또한 응집제 혼합에 의한 수분함량의 감소는 후술하는 탈수 작업 시간을 단축하는 주요인이 되게 한다. 혼합기(120)의 응집과정에서 고형물에서 발생되는 수분은 드레인 밸브(122)를 통하여 탈수기(130)의 수집통(150)으로 배출되어 재처리된다. 혼합기(120)의 상세 구성은 일반적인 기술이므로 생략한다.

    혼합기(120)에서 플록 형태로 응집된 고형물 즉, 피 탈수물질(M)은 벨트 프레스형 탈수기(130)로 이송되어 탈수공정이 진행된다. 탈수기(130)은 2장의 여과포들(131a,131b)이 무단 벨트형태로 가압롤러들(132a,132b)에 상하로 맞닿게 설치되어 연속회전되면서 그 여과포들(131a,131b)의 사이로 공급되는 피 탈수물질(M)을 압착하여 피 탈수물질(M)의 수분을 탈수되게 함과 아울러 여과포들(131a,131b)의 상하부에서는 고압력 세정공급펌프(P3)에서 공급된 세정수를 상.하부공급노즐(142a,142b)로부터 20~25㎏/㎠의 고압력의 세정수를 분사하여 여과포에 부착되여 있는 피 탈수물질(플록입자들인 찌꺼기)을 제거 한다.

    본 발명은 탈수기(130)에 제공되는 피 탈수물질(M)에 대한 전처리 작업(교반 ,침전, 고액분리, 상징수 배출 등)을 통한 수분함량의 저감으로 탈수 작업 시 탈수슬러지를 감소되게 하고 탈수슬러지의 감소는 상.하부여과포들(131a,131b)의 무수한 기공의 막힘을 방지하기 위하여 고압력 세정수 공급노즐(142a,142b)에 의해 여과포들(131a,131b)에 부착되는 플록입자(찌꺼기)를 깨끗하게 박리한다. 본 발명의 세정수는 20~25㎏/㎠의 고압으로 여과포에 분사되기 때문에 플록입자(찌꺼기)가 기공을 막는 일이 없이 보다 깨끗히 박리되게 하여, 여과포의 기공율을 향상시킴에 의해 항시 안정적인 함수율을 갖는 최종 탈수슬러지(S)를 생산하게 하여, 그 결과 최종 탈수슬러지의 배출량을 적게 한다.

    이러한 사실은 도2 내지 도4로부터 확인될 수 있는데, 도2는 여과포가 고압력 세정수 공급노즐에 의해 깨끗하게 세정되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도3은 본 발명의 실제 여과포의 고압력 세정수 공급노즐에 의해 플록입자가 박리되어 빠져나가는 상태를 확대하여 나타낸 도면이고, 반면에 도 4는 종래의 여과포가 세정수(압력 3~5㎏/㎠)로 세정되는 상태를 나타낸 도면인데, 플록입자가 여과포의 기공으로부터 박리 되어 빠져나가지 못하고 그대로 잔존 되어 있는 상태를 보여주고 있다.

    상기 탈수기(130)로부터 배출되는 탈수여액은 탈수기(130)의 하부에 설치된 수집통(150)에 의하여 수집된 후 다시 주 수처리공정(침사지 또는 최초 침전지)으로 보내어져 생물반응조를 거처 최종 침전지 바닥에 퇴적되어 다시 단일혼합 저류조(110)내로 유입되게 하는데, 본 발명의 탈수기(130)로부터 발생되는 탈수 여액 또한 여액 내에 농도가 저감되는 요인으로 인하여 탈리 여액이 주 수처리공정으로 돌려 보내지게 되더라도 종래와는 달리 주 수처리공정의 부하는 탈리여액의 농도가 감소되는 만큼 경감하게 된다. 이러한 사실들은 이하의 시험 예에 의해서 더욱 확실하게 뒷받침될 것이다.

    <시험예>

    본 발명에 대하여 경기도 평택시 팽성하수종말처리장(산화구법)내 탈수설비에 간이 실험장치를 설치하여 운영한 결과,종래(표1)에 비하여 탈수 슬러지 함수율의 저감 운영 인자의 변화가 있음을 본 발명의 표2로부터 확인할 수 있었다(표2).

    실험전 결과
    항목
    차수
    산 화 구 슬러지 저류조
    DO
    (/L)
    MLSS
    (/L)
    MLVSS
    (/L)
    SV 30
    (%)
    MLSS
    (mg/L)
    슬러지
    함수율
    (%)
    TS
    (%)
    탈수슬러지
    함수율(%)
    1차 1.50 2,880 1,410 29 5,000 99.8 0.2 83.5
    2차 1.52 3,210 1,570 29 5,500 99.7 0.3 85.0
    3차 1.80 2,710 1,330 26 6,000 99.8 0.2 83.5
    4차 1.50 3,300 1,620 30 6,500 99.6 0.4 82.9
    5차 1.72 2,790 1,370 28 7,000 99.7 0.3 81.8
    6차 1.64 3,110 1,420 29 7,500 99.6 0.4 82.1
    7차 1.71 2,980 1,560 29 8,000 99.8 0.2 83.7
    평균 1.63 2,997 1,468 28.57 6,500 99.71 0.29 83.21

    실험후 결과
    항목
    차수
    산 화 구(/L) 슬러지 저류조
    DO
    (/L)
    MLSS
    (/L)
    MLVSS
    (/L)
    SV 30
    (%)
    MLSS
    (mg/L)
    슬러지
    함수율
    (%)
    TS
    (%)
    탈수슬러지
    함수율(%)
    시험기간
    (day)
    1차 1.50 2,880 1,410 29 5,000 99.8 3.8 78 5
    2차 1.52 3,210 1,570 29 5,500 99.7 7.2 72 5
    3차 1.80 2,710 1,330 26 6,000 99.8 6.3 73 8
    4차 1.50 3,300 1,620 30 6,500 99.6 4.8 75 8
    5차 1.72 2,790 1,370 28 7,000 99.7 5.8 73 10
    6차 1.64 3,110 1,420 29 7,500 99.6 6.8 72 12
    7차 1.71 2,980 1,560 29 8,000 99.8 7.5 74 12
    평균 1.63 2,997 1,468 28.57 6,500 99.71 6.03 73.86 60

    상기 표1,2로부터 알 수 있듯이, 종래와 본 발명의 슬러지 저류조내의 총고형물농도(TS농도)를 살펴 볼 때, 종래의 표1은 슬러지 저류조에 유입되는 슬러지의 함수율이 평균 99.71% 이고, 이때 총고형물농도(TS농도)의 평균 농도는 0.29%인 슬러지에 응집보조제(Polymer 0.2%)를 첨가한 응집슬러지를 탈수기에 공급하여 응결물 사이의 간극수가 중력에 의해 탈수되게 한 후, 이 슬러지들을 탈수기로 이동되게 하여 탈수기의 여과포압축에 의해 탈수한 경우의 최종 탈수 슬러지의 함수율을 나타낸 것이다.

    반면 표2는, 본 발명의 단일혼합 슬러지 저류조에 유입되는 슬러지의 함수율은 실험전과 같은 조건이지만, 유입 슬러지를 저류조에 가득 채운후 유입슬러지를 차단시키고 교반을 중단시켜 중력에 의한 고액분리를 시킨 후 저류조 바닥에 침전된 고형물만 남기고 상징수를 외부로 배출과정을 TS농도가 3~7%가 될 때까지 하기 표3과 같은 방법으로 실험한 결과 총고형물 농도(TS농도)가 평균 6%로 높게 나타냄을 알 수 있었고,

    슬러지
    유 입
    침전 상징수
    배 출
    슬러지
    유 입
    침전 상징수
    배 출
    TS
    (%)
    탈수기
    교반기
    가 동
    교반기
    중 단
    수중펌프
    가 동
    교반기
    가 동
    교반기
    중 단
    수중펌프
    가 동
    3~7 가동

    또한 탈수슬러지 함수율이 평균 73.86%로 나타났고 종래 보다 탈수슬러지 함수율이 11.24%절감 효과를 얻을 수 있었다.

    그 결과 탈수여과포와 밀착시 응집슬러지가 여과포의 옆으로 삐짐(Side leak)발생과 같은 현상이 없어졌고, 응집보조제(Polymer) 소모량이 절감과 아울러 탈수후 발생되는 탈리여액의 농도가 낮아져 이로 인하여 주 수처리공정의 부하를 경감시키는 것이 확인되었다.

    하기 표4는 본 발명과 종래의 탈수기의 운전상태를 비교 표시한 것이다.

    항 목 단 위 개 선 전 개 선 후 특 기 사 항
    TS 농도 % 0.4 3~7 * 슬러지 저류조
    함 수 율 % 83.21 73.86 * 11.24% 감축
    탈수슬러지
    발 생 량
    m 3 /일 1.48 1.32 * 0.16m 3 감량
    탈수기 가동 hr/㎥ 2/60 0.36/10.9 * TS : 0.4% 3~7%
    특 기 사 항 처리장 용량 : 12,000톤/일.
    유입수질농도(평균) : BOD 196.8mg/L. SS 216.3mg/L

    본 발명은 혼합슬러지의 총고형물의 농도(TS농도), 탈수슬러지 함수율, 탈수기의 가동 등에서 종래와 비교하여 더 우수한 것임을 상기 표4로부터 간접적으로 확인할 수 있는 것이다.

    본 발명은, 탈수슬러지의 함수율 향상에 의해, 주 수처리공정의 부하 경감, 보조 응집제의 소모량 절감, 탈수슬러지의 발생량의 감소에 의한 슬러지의 처리비용의 절감, 탈수기 가동시간의 단축으로 인한 동력소비 절감, 여과포의 기공에 대한 눈 막힘 제거에 의한 안정적인 함수율을 갖는 탈수슬러지를 생산하는 등의 산업상 유용성이 있다.

    100: 탈수슬러지 함수율 저감장치
    110 : 혼합슬러지의 고형물 농도 개선장치
    117 : 상징수 배출장치
    120 : 혼합기
    130 : 탈수기
    140 : 고압력 세정수 공급장치
    142a,142b : 상.하부 여과포 세정수 공급노즐

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