탈수설비란?
탈수설비는 하수처리장에서 슬러지물질을 탈수기로 탈수하여 물을 제거하고 고형물질인 탈수케익을 만드는 최종설비입니다.
탈수설비는 슬러지의 부피와 무게를 감소시켜 케익 상태로 만들어 운반과 처분을 쉽게 합니다. 탈수설비에서 발생한 탈수케익은 처리장 내의 슬러지자원화시설로 보내져 수분을 제거한 고화물질로 만들어서 쓰레기 매립장의 복토제 등으로 사용됩니다.
탈수설비의 탈수기는 원심력을 이용해서 농축된 오니를 탈수하는 기계로, 오니의 탈수에는 주로 횡형의 데칸트라 불리는 탈수기가 사용되고 있습니다. 데칸트는 수평축 주위를 회전하는 원통 원추상의 본체와 스크루 컨베이어로 구성되어 있습니다.
탈수설비의 종류
| 탈수설비의 종류 | 설명 |
|---|---|
| 1. 진공탈수기 | 진공을 이용해 슬러지에서 수분을 추출. 진공 상태에서 기압 차이로 수분 증발 및 분리. |
| 2. 가압형 탈수기 | 압력을 이용해 수분을 분리. 다양한 방식 존재. |
| 가압형 탈수기 – 필터프레스식 | 필터 플레이트와 프레임을 이용해 슬러지 압축 및 고체와 액체 분리. 높은 고형분 함량의 케이크 생성 가능. |
| 가압형 탈수기 – 벨트프레스식 | 두 개의 연속적으로 이동하는 벨트 사이에 슬러지를 두고 압력을 가해 수분 제거. 대량 처리에 적합. |
| 가압형 탈수기 – 스크류프레스식 | 스크류 회전을 이용한 슬러지 압축 및 탈수. 낮은 에너지 소비와 유지보수 비용으로 인기. |
| 3. 원심분리기 | 고속 회전을 통한 원심력 이용, 슬러지 내 고체와 액체 분리. 빠른 처리 속도와 높은 탈수 효율. |
| 4. 조립탈수기 | 특정 환경이나 소규모 처리를 위해 설계된 탈수기. 다양한 탈수 기술 조합 사용, 맞춤형으로 조립되어 사용. |
1. 진공탈수기
진공을 이용하여 슬러지에서 수분을 추출하는 방식입니다.
진공 상태를 이용해 슬러지 내의 수분이 기압 차이로 인해 증발하여 분리되는 원리를 사용합니다.
작동 원리
- 진공 생성: 탈수기 내부에서 진공 상태를 만들어낸다.
- 수분 증발: 슬러지 내부의 수분이 기압 차이로 인해 증발한다.
- 수분 분리: 증발된 수분은 진공 탈수기 내부에서 분리되어 수집된다.
특징
- 에너지 효율성: 진공탈수기는 상대적으로 낮은 에너지를 소비하여 작동하기 때문에 에너지 효율적인 탈수 방법 중 하나입니다.
- 저온 탈수: 슬러지를 고온에 노출시키지 않고도 수분을 제거할 수 있어, 열에 민감한 물질을 처리하는 데 적합합니다.
- 높은 탈수 효율: 진공을 이용한 탈수 방식은 높은 탈수 효율을 제공할 수 있으며, 특히 미세한 입자를 포함하는 슬러지의 처리에 유리합니다.
2. 가압형 탈수기
압력을 이용하여 슬러지 내의 수분을 분리하는 탈수기로, 다양한 방식이 있습니다.
ㄱ. 필터프레스식
여러 개의 필터 플레이트와 프레임을 이용해 슬러지를 압축하면서 고체와 액체를 분리합니다.
높은 고형분 함량의 케이크를 생성할 수 있어 효율적인 탈수 방법 중 하나입니다.
작동 원리
- 압력 적용: 슬러지가 필터프레스 내부로 주입되고, 압력이 적용됩니다.
- 압축 및 여과: 압력에 의해 슬러지가 필터 플레이트와 프레임 사이에서 압축되며, 이 과정에서 수분이 분리되어 고형물과 액체가 분리됩니다.
- 케이크 생성: 탈수된 고형분은 케이크 형태로 필터 프레스 내부에 남게 되며, 이는 후속 처리나 폐기가 용이합니다.
특징
- 높은 탈수 효율: 필터프레스식 탈수기는 매우 높은 고형분 함량의 케이크를 생성할 수 있어, 탈수 효율이 매우 높습니다.
- 다재다능한 응용: 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용되며, 특히 폐수 처리, 화학 산업, 식품 산업 등에서 널리 사용됩니다.
- 환경 친화적: 탈수 과정에서 사용되는 화학 물질이 적어, 환경에 미치는 영향이 적습니다.
ㄴ. 벨트프레스식
두 개의 연속적으로 이동하는 벨트 사이에 슬러지를 두고 압력을 가해 수분을 제거합니다.
연속적인 작업이 가능하여 대량 처리에 적합합니다.
작동 원리
- 투입: 슬러지가 벨트프레스의 상단 부분에 투입됩니다.
- 압축 및 여과: 두 개의 벨트가 슬러지를 압축하면서 이동하고, 이 과정에서 슬러지 내의 수분이 여과되어 분리됩니다.
- 탈수 케이크 형성: 수분이 제거된 슬러지는 탈수 케이크로 변환되어 장비의 하단에서 배출됩니다.
특징
- 연속적인 처리: 벨트프레스식 탈수기는 연속적인 슬러지 처리가 가능하여 높은 처리 효율을 보입니다.
- 에너지 효율: 비교적 낮은 에너지 소비로 운영이 가능하여 에너지 효율적인 탈수 방식입니다.
- 다양한 적용 범위: 폐수 처리, 식품 산업, 화학 산업 등 다양한 분야에서 슬러지 탈수에 활용됩니다.
ㄷ. 스크류프레스식
스크류의 회전을 이용해 슬러지를 압축하며 탈수합니다.
낮은 에너지 소비와 유지보수 비용으로 인해 인기가 있습니다.
작동 원리
- 슬러지 공급: 슬러지가 장비 내부로 공급됩니다.
- 압축 및 수분 분리: 스크류가 회전하면서 슬러지를 앞으로 밀어내고 압축합니다. 이 과정에서 슬러지 내의 수분이 분리되어 나옵니다.
- 탈수 케이크 배출: 수분이 제거된 슬러지는 탈수 케이크 형태로 변환되어 장비 끝에서 배출됩니다.
특징
- 높은 에너지 효율: 스크류 프레스 타입의 가압형 탈수기는 다른 탈수 장비에 비해 에너지 소비가 낮습니다.
- 간단한 운영 및 유지보수: 장비의 구조가 단순하며, 운영 및 유지보수가 상대적으로 용이합니다.
- 환경적 영향 최소화: 화학 약품의 사용을 최소화하면서도 효과적인 탈수가 가능합니다.
3. 원심분리기
고속 회전을 통해 원심력을 이용하여 슬러지 내의 고체와 액체를 분리합니다.
빠른 처리 속도와 높은 탈수 효율을 자랑합니다.
작동 원리
- 회전: 원심분리기 내부의 회전 드럼이나 디스크가 고속으로 회전합니다.
- 원심력 생성: 회전하는 과정에서 원심력이 발생하여, 혼합물 내의 구성 요소들이 밀도나 입자 크기에 따라 분리됩니다.
- 분리 및 배출: 고밀도 물질은 외부로 밀려나며, 저밀도 물질은 중앙에 모이게 됩니다. 이후, 분리된 물질들이 각각 배출됩니다.
특징
- 높은 처리 효율: 원심분리기는 짧은 시간 내에 대량의 혼합물을 처리할 수 있어 효율적입니다.
- 다양한 응용 가능: 액체-액체 분리, 고체-액체 분리, 액체-액체-고체 분리 등 다양한 형태의 분리가 가능합니다.
- 조절 가능한 분리 과정: 회전 속도 조절을 통해 분리 효율과 정밀도를 조절할 수 있습니다.
4. 조립탈수기
특정한 환경이나 소규모 처리를 위해 설계된 탈수기로, 다양한 방식의 탈수 기술을 조합하여 사용할 수 있습니다.
필요에 따라 맞춤형으로 조립되어 사용되는 경우가 많습니다.
작동 원리
조립탈수기의 작동 원리는 대체로 기계적 압력을 이용하여 슬러지 내의 물을 강제로 제거하는 방식입니다. 이 과정에서 사용되는 기계적 방법에는 센트리퓨지(원심분리기), 필터 프레스, 벨트 프레스, 스크류 프레스 등이 있습니다. 각 방법은 슬러지의 특성과 탈수 목표에 따라 선택될 수 있습니다.
특징
- 고효율 탈수: 조립탈수기는 슬러지로부터 높은 비율의 물을 제거할 수 있어, 최종 폐기물의 부피를 현저히 줄여줍니다.
- 맞춤화 가능: 다양한 탈수 기술을 조합하여 특정 처리 요구에 맞게 설계할 수 있습니다.
- 환경적 이점: 탈수 과정에서 화학처리의 필요성을 줄이고, 처리된 슬러지를 더 안전하게 처리하거나 재활용할 수 있습니다.
마무리
오늘은 탈수설비의 종류 4가지와 특징에 대해 알아보았습니다.
탈수설비는 하수처리장에서 슬러지의 수분을 제거하여 고형물질인 탈수케익을 만드는 최종설비입니다. 슬러지의 부피와 무게를 감소시켜 운반과 처분을 쉽게 합니다.
| 탈수설비 종류 | 설명 | 작동 원리 | 특징 |
|---|---|---|---|
| 진공탈수기 | 진공을 이용해 슬러지에서 수분을 추출 | 진공 상태에서 기압 차이로 수분 증발 및 분리 | 에너지 효율적, 저온 탈수, 높은 탈수 효율 |
| 가압형 탈수기 | 압력을 이용해 수분을 분리 | 압력으로 슬러지를 압축해 고체와 액체 분리 | 다양한 방식 존재 |
| ㄱ. 필터프레스식 | 필터 플레이트와 프레임을 이용해 압축 | 압력 적용 후 여과, 케이크 형태로 고형물 남음 | 높은 탈수 효율, 다재다능한 응용, 환경 친화적 |
| ㄴ. 벨트프레스식 | 연속적으로 이동하는 벨트 사이에서 압축 | 벨트 사이에서 압축 및 여과, 탈수 케이크 배출 | 연속 처리 가능, 에너지 효율적, 다양한 적용 범위 |
| ㄷ. 스크류프레스식 | 스크류 회전을 이용해 압축 | 스크류 회전으로 슬러지를 압축해 수분 분리 | 높은 에너지 효율, 간단한 운영 및 유지보수, 환경적 영향 최소화 |
| 원심분리기 | 고속 회전으로 원심력을 이용해 분리 | 회전 드럼이나 디스크로 원심력 발생, 고밀도 물질 외부로 밀림 | 높은 처리 효율, 다양한 응용 가능, 분리 과정 조절 가능 |
| 조립탈수기 | 특정 환경이나 소규모 처리를 위해 설계 | 다양한 탈수 기술을 조합하여 맞춤형 사용 | 고효율 탈수, 맞춤화 가능, 환경적 이점 |
각 탈수기는 슬러지에서 수분을 추출하는 방식에 따라 다르며, 특정 환경이나 처리 요구에 따라 다양한 방식의 탈수 기술을 조합하여 사용할 수 있습니다.
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