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KR102105197B1 - sludge treatment apparatus using ultrasonic wave - Google Patents

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KR102105197B1
KR102105197B1 KR1020180074997A KR20180074997A KR102105197B1 KR 102105197 B1 KR102105197 B1 KR 102105197B1 KR 1020180074997 A KR1020180074997 A KR 1020180074997A KR 20180074997 A KR20180074997 A KR 20180074997A KR 102105197 B1 KR102105197 B1 KR 102105197B1
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South Korea
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ultrasonic
sludge
stirring
unit
vibration
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KR1020180074997A
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구자옥
최창수
조경민
길태형
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주식회사 디에이치
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Abstract

본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치는: 슬러지 저장조에 연결되어 슬러지가 내부로 유입되도록 구비되되, 지지프레임에 의해 상기 슬러지 저장조보다 높게 설치된 몸체; 상기 몸체의 내부에 회전가능하게 구비되어 상기 몸체 내부의 슬러지가 교반 또는 교반 정지되도록 하며, 서로 상이한 이중주파수 초음파가 상기 몸체의 내부에서 상호 교차되게 상기 몸체 내부의 슬러지로 전달되도록 하여 상기 몸체 내부의 슬러지를 상호 교차 조사되는 이중주파수의 초음파 진동으로 가용화시키는 이중주파수 초음파 교반유닛; 상기 이중주파수 초음파 교반유닛에 연결되어 상기 이중주파수 초음파 교반유닛을 회전시키는 회전 구동력을 제공하는 교반 구동부; 및, 상기 이중주파수 초음파 교반유닛과 상기 교반 구동부의 사이에 구비되어 상기 교반 구동부에서 제공하는 회전 구동력을 상기 이중주파수 초음파 교반유닛으로 전달하도록 중심프레임을 갖는 교반 전동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 에너지 소모가 저감되는 혐기성 소화 공정에서 수리학적 체류시간이 단축되도록 할 수 있고, 소화효율이 향상되도록 할 수 있으며, 슬러지 폐기물을 최소화시킬 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공할 수 있다.
An apparatus for treating sludge using ultrasonic waves according to the present invention includes: a body connected to a sludge storage tank to be provided with sludge introduced therein, a body installed higher than the sludge storage tank by a support frame; It is rotatably provided inside the body to allow the sludge inside the body to stir or stop stirring, so that different dual-frequency ultrasonic waves are transmitted to the sludge inside the body so as to cross each other inside the body. A dual frequency ultrasonic stirring unit that solubilizes the sludge with ultrasonic vibration of a dual frequency cross-irradiated with each other; A stirring drive unit connected to the dual frequency ultrasonic stirring unit to provide a rotation driving force for rotating the dual frequency ultrasonic stirring unit; And a stirring electric motor provided between the dual frequency ultrasonic stirring unit and the stirring driving unit and having a central frame to transmit rotational driving force provided by the stirring driving unit to the dual frequency ultrasonic stirring unit. .
Accordingly, the hydraulic residence time in the anaerobic digestion process in which energy consumption is reduced can be shortened, the digestion efficiency can be improved, and a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves capable of minimizing sludge waste can be provided. .

Description

초음파를 이용한 슬러지 처리장치 {sludge treatment apparatus using ultrasonic wave}{Sludge treatment apparatus using ultrasonic wave}

본 발명은 초음파를 이용한 슬러지 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기 및 하수 슬러지 등 유기성 폐기물을 호기성 또는 혐기성 소화공정을 위해 가용화 시키도록 하는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to a sludge treatment device using ultrasonic waves, and more particularly, to a sludge treatment device using ultrasonic waves to solubilize organic wastes such as food waste and sewage sludge for aerobic or anaerobic digestion processes.

일반적으로, 하수 슬러지, 가축분뇨, 음식물 류 폐기물 및 유기성 도시 고형 폐기물과 같은 유기성 폐기물은 고농도 오염물질을 포함하고 있어 수질의 주된 오염원으로 지목받고 있고, 이러한 유기성 폐기물의 처리는 토양 매립, 비료화, 소각, 해양투기 등의 방법으로 처리되었으며, 근래에 가장 대표적인 처리방법으로는 해양투기 방법을 이용해 왔다.In general, organic wastes such as sewage sludge, livestock manure, food waste and organic municipal solid waste contain high concentration pollutants and are regarded as the main pollutants of water quality. , It has been treated by methods such as ocean dumping, and in recent years the ocean dumping method has been used as the most representative treatment method.

그러나, 매립지 부족 및 2차 오염원의 수계유입 가능성 등으로 인해 유기성 폐기물의 매립에 대한 부정적인 인식이 팽배한 실정이고, 런던협약에 의거하여 2012년 이후 해양투기 방법이 금지됨에 따라 대부분 활성슬러지공법인 호기성, 혐기성 소화공정에 의해 처리되고 있다. 이러한 활성슬러지공법에서 생분해성 유기물은 무기물인 이산화탄소로 변환되어 제거되지만, 그 일부는 미생물 성장에 의한 잉여미생물로 전환되어 슬러지의 형태로 축적되는 문제점이 있었다.However, due to the lack of landfill sites and the possibility of inflow of water into secondary pollutants, negative awareness of landfilling of organic waste is prevalent, and aerobic dumping methods have been banned since 2012 in accordance with the London Convention. It is being processed by an anaerobic digestion process. In the activated sludge process, biodegradable organic matter is converted into inorganic carbon dioxide and removed, but some of them are converted into surplus microorganisms by microbial growth and accumulate in the form of sludge.

활성슬러지공법 중 생물학적 처리 방법인 호기성 공정, 즉, 생물산화법, 퇴비·액비화 및 사료화 등의 방법은 에너지 소모가 크고, 최종부산물인 퇴비·액비는 판매처 확보가 어려우며, 사료화 등은 과도한 에너지사용으로 제한적인 문제점이 있었다.Among the activated sludge methods, the aerobic process, which is a biological treatment method, that is, the bio-oxidation method, composting, fertilization, and foddering, consumes a lot of energy, and the final by-product composting, manure, is difficult to secure a sales place, and it is limited to excessive use of energy for feed There were some problems.

이러한 종래기술에 따른 슬러지 처리장치의 일 예가 대한민국 특허등록번호 특0165169호(1998년09월16일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다. An example of such a sludge treatment apparatus according to the prior art is disclosed in Korean Patent Registration No. 0165169 (registered on September 16, 1998, hereinafter referred to as 'Patent Document 1').

종래기술에 따른 활성슬러지공법에 의한 슬러지 처리방법의 문제점을 해결하기 위하여 혐기성 소화공정을 이용한 슬러지 처리장치가 이용되고 있으나, 슬러지의 처리 및 처분과 관련하여 잉여 슬러지는 혐기성 소화가 빠르게 일어나지 않아 20일 이상의 수리학적 체류시간(hydraulic retention time:HRT)이 요구되는 문제가 있고, 슬러지의 혐기성 소화 이후에 탈수가 쉽지 않은 문제가 있으며, 이러한 문제는 슬러지의 대부분이 유기 미생물 덩어리로 구성되어 있으므로 이러한 유기 미생물의 세포벽에 의해 세포내 유기물질이 혐기성 소화 기질로서의 전달이 차단되기 때이다. 즉, 세포를 둘러싸고 있는 단단한 구조물인 세포벽으로 인해 다량의 유기물질로 이루어진 세포질이 혐기성 소화에 이용되지 못하여 슬러지의 혐기성 소화시, 낮은 소화효율을 나타낸다. In order to solve the problem of the sludge treatment method by the activated sludge method according to the prior art, a sludge treatment device using an anaerobic digestion process is used, but in relation to the treatment and disposal of the sludge, the excess sludge does not rapidly generate anaerobic digestion, so 20 days There is a problem in which hydraulic retention time (HRT) is required, and there is a problem that dehydration is not easy after the anaerobic digestion of the sludge, and such a problem is because most of the sludge is composed of a mass of organic microorganisms. It is when the intracellular transport of organic substances into the anaerobic digestive matrix is blocked by the cell wall of. That is, due to the cell wall, which is a rigid structure surrounding the cell, the cytoplasm made of a large amount of organic material is not used for anaerobic digestion, and thus exhibits low digestive efficiency when anaerobic digestion of sludge.

대한민국 특허등록번호 특0165169호(1998년09월16일자 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 0165169 (Registered on September 16, 1998)

본 발명의 목적은, 에너지 소모가 저감되는 혐기성 소화 공정에서 수리학적 체류시간이 단축되도록 할 수 있고, 소화효율이 향상되도록 할 수 있으며, 슬러지 폐기물을 최소화시킬 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can shorten hydraulic residence time in an anaerobic digestion process in which energy consumption is reduced, improve digestion efficiency, and minimize sludge waste. Is to do.

또한, 초음파 전처리 과정 중에 이중주파수 초음파 진동이 실제로 문제없이 적용되고 이러한 이중주파수 초음파 진동을 통해 하수 슬러지를 효과적으로 미분화시킬 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공하는 것이다. In addition, it is to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves capable of effectively pulverizing sewage sludge through such dual-frequency ultrasonic vibration, in which dual-frequency ultrasonic vibration is actually applied without problems during the ultrasonic pre-treatment process.

아울러, 중온 혐기성 소화조를 통해 양질의 바이오가스의 생산량이 증대되도록 할 수 있고, 소화조의 성능도 향상되도록 할 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공하는 것이다.  In addition, it is to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can increase the production of high-quality biogas through a medium-temperature anaerobic digester and improve the performance of the digester.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치는: 슬러지 저장조에 연결되어 슬러지가 내부로 유입되도록 구비되되, 지지프레임에 의해 상기 슬러지 저장조보다 높게 설치된 몸체; 상기 몸체의 내부에 회전가능하게 구비되어 상기 몸체 내부의 슬러지가 교반 또는 교반 정지되도록 하며, 서로 상이한 이중주파수 초음파가 상기 몸체의 내부에서 상호 교차되게 상기 몸체 내부의 슬러지로 전달되도록 하여 상기 몸체 내부의 슬러지를 상호 교차 조사되는 이중주파수의 초음파 진동으로 가용화시키는 이중주파수 초음파 교반유닛; 상기 이중주파수 초음파 교반유닛에 연결되어 상기 이중주파수 초음파 교반유닛을 회전시키는 회전 구동력을 제공하는 교반 구동부; 및, 상기 이중주파수 초음파 교반유닛과 상기 교반 구동부의 사이에 구비되어 상기 교반 구동부에서 제공하는 회전 구동력을 상기 이중주파수 초음파 교반유닛으로 전달하도록 중심프레임을 갖는 교반 전동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention includes: a body connected to a sludge storage tank to be provided with sludge flowing therein, a body installed higher than the sludge storage tank by a support frame; It is rotatably provided inside the body to allow the sludge inside the body to stir or stop stirring, so that different dual-frequency ultrasonic waves are transmitted to the sludge inside the body so as to cross each other inside the body. A dual frequency ultrasonic stirring unit that solubilizes the sludge with ultrasonic vibration of a dual frequency cross-irradiated with each other; A stirring drive unit connected to the dual frequency ultrasonic stirring unit to provide a rotation driving force for rotating the dual frequency ultrasonic stirring unit; And a stirring electric motor provided between the dual frequency ultrasonic stirring unit and the stirring driving unit and having a central frame to transmit rotational driving force provided by the stirring driving unit to the dual frequency ultrasonic stirring unit. .

여기서, 상기 이중주파수 초음파 교반유닛은, 상기 중심프레임을 사이에 두고 상호 배향되게 구비된 한 쌍의 제1 진동 카세트와, 상기 중심프레임을 기준으로 상기 제1 진동 카세트에 대하여 교차되게 구비되며 상기 중심프레임을 사이에 두고 상호 배향되게 구비된 한 쌍의 제2 진동 카세트와, 상기 제1 진동 카세트의 전면에 설치되어 25~30 kHz의 초음파 주파수 진동을 발생시키는 복수의 제1 초음파 진동자와, 상기 제2 진동 카세트의 전면에 설치되어 35~45 kHz의 초음파 주파수 진동을 발생시키는 복수의 제2 초음파 진동자를 포함하는 것이 바람직하다. Here, the dual-frequency ultrasonic stirring unit, a pair of first vibration cassettes provided to be oriented mutually with the center frame interposed therebetween, and provided with respect to the first vibration cassette based on the center frame, the center A pair of second vibration cassettes provided to be mutually oriented with a frame interposed therebetween, and a plurality of first ultrasonic oscillators installed on the front surface of the first vibration cassette to generate ultrasonic frequency vibrations of 25 to 30 kHz, and the agent 2 It is preferable to include a plurality of second ultrasonic vibrators installed on the front surface of the vibration cassette to generate ultrasonic frequency vibrations of 35 to 45 kHz.

상기 교반 전동부는 상기 제1 진동 카세트 및 상기 제2 진동 카세트 각각의 상부와 상기 중심프레임에 연결되도록 한 쌍에 대해 다른 한 쌍이 교차되게 배치된 두 쌍의 카세트 배선 교반프레임을 포함하고, 상기 카세트 배선 교반프레임의 내부에는 상기 제1 초음파 진동자 및 상기 제2 초음파 진동자에 각각 연결되는 전선이 외부로부터 밀봉되게 배선된 것이 바람직하다. The stirring motor includes two pairs of cassette wiring stir frames arranged so that the other pair is crossed with each other so as to be connected to the upper and the center frames of each of the first vibration cassette and the second vibration cassette, and the cassette wiring It is preferable that the wires connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator are wired so as to be sealed from the inside of the stirring frame.

본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치는 상기 전선에 의해 상기 이중주파수 초음파 교반유닛의 상기 제1 초음파 진동자 및 상기 제2 초음파 진동자에 연결되어 초음파의 진동 주파수와 출력을 조절하는 초음파 진동부를 더 포함하는 것이 바람직하다. The apparatus for treating sludge using ultrasonic waves according to the present invention further includes an ultrasonic vibrating unit connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator of the dual frequency ultrasonic stirring unit by the electric wire to control the vibration frequency and output of ultrasonic waves. It is desirable to do.

그리고, 상기 이중주파수 초음파 교반유닛의 진동 출력은 9400 ~ 9800 W 인 것이 바람직하다. In addition, the vibration output of the dual frequency ultrasonic stirring unit is preferably 9400 ~ 9800 W.

본 발명에 따르면, 에너지 소모가 저감되는 혐기성 소화 공정에서 수리학적 체류시간이 단축되도록 할 수 있고, 소화효율이 향상되도록 할 수 있으며, 슬러지 폐기물을 최소화시킬 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to shorten the hydraulic residence time in the anaerobic digestion process in which energy consumption is reduced, to improve the digestion efficiency, and to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves capable of minimizing sludge waste. You can.

또한, 이중주파수의 초음파가 상호 교차 조사되도록 함으로써, 초음파 전처리 과정 중에 이중주파수 초음파 진동이 실제로 문제없이 적용되고 이러한 이중주파수 초음파 진동을 통해 하수 슬러지를 효과적으로 미분화시킬 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공할 수 있다. In addition, by mutually irradiating dual-frequency ultrasonic waves, a dual-frequency ultrasonic vibration is actually applied without problems during the ultrasonic pre-treatment process, and a sludge treatment device using ultrasonic waves capable of effectively differentiating sewage sludge through such dual-frequency ultrasonic vibrations is provided. can do.

아울러, 중온 혐기성 소화조를 통해 양질의 바이오가스의 생산량이 증대되도록 할 수 있고, 소화조의 성능도 향상되도록 할 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can increase the production of high-quality biogas through a medium-temperature anaerobic digester and improve the performance of the digester.

도 1은 본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 전체 외관도,
도 2는 도 1의 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 내부 구성을 측면에서 바라본 측면 구성도,
도 3은 도 1의 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 내부 구성을 위에서 내려다본 평면 구성도,
도 4는 도 3의 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치에 의한 이중주파수의 초음파 및 조사밀도에 따른 가용성 화학적 산소요구량(SCOD)의 변화를 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 내부 구성을 위에서 내려다본 평면 구성도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 내부 구성을 위에서 내려다본 평면 구성도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 내부 구성을 측면에서 바라본 측면 구성도,
도 9는 도 8의 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 제어 블록도이다.
1 is an overall appearance of a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention,
Figure 2 is a side view of the internal configuration of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves in Figure 1,
3 is a plan view of the internal configuration of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves of FIG. 1, viewed from above;
4 is a plan view of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves of FIG. 3,
Figure 5 is a graph showing the change in the soluble chemical oxygen demand (SCOD) according to the ultrasonic and irradiation density of the dual frequency by the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention,
6 is a plan view of the internal configuration of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention, as viewed from above,
7 is a plan view of the internal configuration of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention, as viewed from above,
8 is a side configuration view of an internal configuration of a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention, as viewed from the side;
9 is a control block diagram of the sludge processing apparatus using ultrasonic waves of FIG. 8.

본 발명은 하수 슬러지, 가축분뇨, 음식물 류 폐기물 및 유기성 도시 고형 폐기물과 같은 유기성 폐기물 즉, 슬러지(이하, '슬러지'라 통칭한다)를 처리시 슬러지를 구성하는 미생물은 견고한 세포벽으로 둘러싸여 있기 때문에 생분해성이 낮고, 세포내부 수(水)나 간극 수(水) 등과 같은 부착수(bound water)의 함량이 높으며 친수성이 높아 탈수나 고액 분리가 용이하지 않기 때문에 이러한 슬러지의 특성을 고려하여 슬러지 처리 시스템의 선단에 구성되는 전처리 공정에 사용되는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치에 관한 것이다.In the present invention, organic wastes such as sewage sludge, livestock manure, food waste and organic municipal solid waste, that is, when treating sludge (hereinafter referred to as 'sludge'), microorganisms constituting the sludge are biodegradable because they are surrounded by a solid cell wall. Sludge treatment system considering the characteristics of these sludges due to its low properties, high content of bound water, such as intracellular water or interstitial water, and high hydrophilicity, making it difficult to separate dewatering or solid-liquid. It relates to a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves used in the pre-treatment process configured at the tip of the.

상기와 연관하여, 슬러지 전처리의 목적은 세포벽을 파괴하여 세포 구성 물질들의 가수분해를 촉진시켜 슬러지의 생분해성을 높이기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 초음파를 이용한 슬러지 처리장치 즉, 초음파 처리조(이하, '초음파 처리조'라 통칭한다.)는 처리과정 중 환경에 유해한 물질을 발생시키지 않는 장점이 있고, 초음파 처리조의 용량 변화에 따라 유동적으로 초음파 처리조의 특성에 따라 초음파 진동자를 탄력적으로 추가 및 변경이 용이하고, 초음파 처리조 내부에 초음파 진동자가 설치되어 액상 내에 위치하기 때문에 소음이 적으며, 슬러지를 교반 및 회전시켜 초음파 진동자의 주위로 유도하기 때문에 초음파를 골고루 효율적으로 슬러지에 조사할 수 있는 장점이 있다.In connection with the above, the purpose of the sludge pretreatment is to increase the biodegradability of the sludge by destroying the cell wall to promote the hydrolysis of the cell constituent materials. That is, the sludge treatment apparatus using the ultrasonic wave of the present invention, that is, the ultrasonic treatment tank (hereinafter referred to as 'ultrasonic treatment tank') has an advantage of not generating harmful substances in the environment during the treatment process, and changes in the capacity of the ultrasonic treatment tank According to the characteristics of the ultrasonic treatment tank, it is easy to elastically add and change the ultrasonic vibrator according to the characteristics of the ultrasonic treatment tank. The ultrasonic vibrator is installed inside the ultrasonic treatment tank, so there is less noise, and the ultrasonic vibrator is agitated and rotated by sludge. Since it is guided around, it has the advantage of efficiently irradiating ultrasonic waves onto the sludge.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 슬러지 저장조(1)에 연결되어 슬러지(10)가 내부로 유입되도록 구비되되 지지프레임(3)에 의해 슬러지 저장조(1)보다 높게 설치된 몸체(100)와, 몸체(100)의 내부에 회전가능하게 구비되어 몸체(100) 내부의 슬러지(10)가 교반 또는 교반 정지되도록 하며 서로 상이한 이중주파수 초음파가 몸체(100)의 내부에서 상호 교차되게 몸체(100) 내부의 슬러지(10)로 전달되도록 하여 몸체(100) 내부의 슬러지(10)를 상호 교차 조사되는 이중주파수의 초음파 진동으로 가용화시키는 이중주파수 초음파 교반유닛(200)과, 이중주파수 초음파 교반유닛(200)에 연결되어 이중주파수 초음파 교반유닛(200)을 회전시키는 회전 구동력을 제공하는 교반 구동부(300)와, 이중주파수 초음파 교반유닛(200) 및 교반 구동부(300)의 사이에 구비되어 교반 구동부(300)에서 제공하는 회전 구동력을 이중주파수 초음파 교반유닛(200)으로 전달하도록 중심프레임(410)을 갖는 교반 전동부(400)를 포함한다.The sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention is connected to the sludge storage tank 1 and is provided so that the sludge 10 flows into the sludge by a support frame 3 as shown in FIGS. 1 to 3. The body 100 installed higher than the storage tank 1 and the inside of the body 100 are rotatably provided so that the sludge 10 inside the body 100 is agitated or agitated to stop, and different dual-frequency ultrasonic waves are applied to the body ( A dual-frequency ultrasonic stirring unit that allows the sludge 10 inside the body 100 to be mutually irradiated with dual-frequency ultrasonic vibrations cross-irradiated to be transferred to the sludge 10 inside the body 100 so as to cross each other inside. (200), a dual frequency ultrasonic stirring unit (200) is connected to the stirring unit 300 to provide a rotational driving force for rotating the dual frequency ultrasonic stirring unit (200), and the dual frequency ultrasonic stirring unit (200) And a stirring transmission unit 400 provided between the stirring driving units 300 and having a center frame 410 to transmit rotational driving force provided by the stirring driving unit 300 to the dual frequency ultrasonic stirring unit 200.

이에 따라, 에너지 소모가 저감되는 혐기성 소화 공정에서 수리학적 체류시간이 단축되도록 할 수 있고, 소화효율이 향상되도록 할 수 있으며, 슬러지 폐기물이 최소화되도록 할 수 있다.Accordingly, in the anaerobic digestion process in which energy consumption is reduced, hydraulic residence time can be shortened, digestion efficiency can be improved, and sludge waste can be minimized.

몸체(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 슬러지 저장조(1)에서 슬러지(10)가 유입되어 내부에 채워지도록 슬러지 저장조(1)에 연결되게 구비된 것으로서, 슬러지(10)가 유입되는 유입관(110)과 가용화된 농축슬러지를 배출시키는 배출관(120) 및 슬러지(10)가 최대수위를 초과하였을 때 슬러지(10)를 슬러지 저장조(1)로 회수시키는 회수관(130)을 포함하여 구성되고, 유입관(110)과 회수관(130)은 슬러지 저장조(1)에 연결되어 있고, 배출관(120)은 소화조(미도시)에 연결되어 슬러지(10)가 이동된다. The body 100, as shown in Figures 1 and 2, is provided to be connected to the sludge storage tank 1 so that the sludge 10 flows from the sludge storage tank 1 and is filled therein, the sludge 10 The inlet pipe 110 and the outlet pipe 120 for discharging solubilized concentrated sludge and the recovery pipe 130 for recovering the sludge 10 to the sludge storage tank 1 when the sludge 10 exceeds the maximum level It is configured to include, the inlet pipe 110 and the recovery pipe 130 is connected to the sludge storage tank 1, the discharge pipe 120 is connected to a digester (not shown), the sludge 10 is moved.

이때, 몸체(100)는 지지프레임(3)에 의해 일정높이에 위치되어 있고, 배출관(120)이 몸체(100)의 하부에 설치되어 농축된 농축슬러지가 자연스럽게 배출되거나 슬러지 저장조(1)로 회수될 수 있도록 한다. At this time, the body 100 is located at a certain height by the support frame 3, the discharge pipe 120 is installed at the bottom of the body 100, the concentrated concentrated sludge is naturally discharged or recovered to the sludge storage tank (1) To be able to.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 몸체(100)의 유입관(110)이 연결된 부위의 내측에는 ‘ㄱ’자의 형상으로 절곡 형성되어 유입관(110)을 통해 유입되는 슬러지(10)가 몸체(100)의 내부로 유입될 때에 다른 부분으로 튀기게 되어 오염시키는 것을 방지하는 유입 가이드 브래킷(111)이 설치된 것이 바람직하다. As shown in Figure 2, the inside of the portion to which the inlet pipe 110 of the body 100 according to the present invention is connected is formed by bending in the shape of an 'A' sludge 10 flowing through the inlet pipe 110 It is preferable that the inlet guide bracket 111 is installed to prevent contamination by being splashed to other parts when it is introduced into the body 100.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회수관(130)은 이중주파수 초음파 교반유닛(200)의 후술할 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)에 의해 효율적으로 초음파를 조사할 수 있는 높이에 설치되어 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)에 의해 결정되는 최대수위 이상으로 슬러지(10)가 유입되거나 슬러지(10)가 팽창될 경우 회수관(130)을 통해 슬러지(10)가 다시 슬러지 저장조(1)로 이동된다.In addition, as shown in Figures 1 and 2, the recovery tube 130 is efficiently ultrasonic by the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 to be described later of the dual-frequency ultrasonic stirring unit 200 It is installed at a height capable of irradiating the recovery pipe (when the sludge 10 flows in or the sludge 10 expands above the maximum water level determined by the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 130) the sludge 10 is moved back to the sludge storage tank 1.

아울러, 본 발명의 몸체(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부에 개폐가능한 커버(140)를 더 포함하여 구성되어 초음파 처리조의 내부 즉, 몸체(100)의 내부의 유지보수시 사용된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(100)의 하부 외측에는 드레인밸브(150)가 구비되어 몸체(100) 내부의 유지보수시 내부의 슬러지(10)를 외부로 배출시킬 수 있도록 한다.In addition, the body 100 of the present invention, as shown in Figure 4, is configured to further include a cover 140 that can be opened and closed on the upper portion of the ultrasonic treatment tank, that is used for maintenance of the interior of the body 100 do. In addition, as shown in FIG. 2, a drain valve 150 is provided on the lower outer side of the body 100 to allow the sludge 10 to be discharged to the outside during maintenance inside the body 100.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 슬러지 저장조(1)에는 내부에 저장된 슬러지(10)가 몸체(100)로 유입관(110)을 통해 공급될 수 있도록 슬러지 공급 펌프(2)가 구비되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(100)에는 내부로 유입되는 슬러지(10)의 수위가 최대수위를 초과하였는지 또는 몸체(100)의 내부에서 팽창되는 슬러지(10)의 수위가 최대수위를 초과하였는지의 여부를 감지할 수 있도록 최대수위센서(160)가 구비되며, 최대수위센서(160)를 통해 슬러지(10)의 수위가 최대수위를 초과한 것으로 후술할 제어부(700)가 판단하면 슬러지(10)가 회수관(130)을 통해 슬러지 저장조(1)로 다시 돌려보내 지도록 제어된다. On the other hand, as shown in Figure 1, the sludge storage tank 1 is provided with a sludge supply pump 2 so that the sludge 10 stored therein can be supplied through the inlet pipe 110 to the body 100, As shown in Figure 2, the body 100 has a water level of the sludge 10 flowing into the interior exceeds the maximum level or the water level of the sludge 10 expanded inside the body 100 exceeds the maximum level The maximum water level sensor 160 is provided to detect whether or not the sludge 10 is judged to be described later as the water level of the sludge 10 has exceeded the maximum water level through the maximum water level sensor 160. 10) is controlled to be sent back to the sludge storage tank 1 through the recovery pipe 130.

본 발명에 따른 몸체(100)의 배출관(120)이 연결된 소화조는 중온 혐기성 소화조인 것이 바람직하다. The digester to which the discharge pipe 120 of the body 100 according to the present invention is connected is preferably a medium temperature anaerobic digester.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(100)의 커버(140) 상부에는 교반 구동부(300)와 교반 전동부(400)의 후술할 교반 조절부(401)를 지지하도록 다수의 브래킷을 포함하는 설치 지지부(145)가 구비된 것이 바람직하다. On the other hand, as shown in Figure 2, the cover 140 of the body 100 includes a plurality of brackets to support the stirring control unit 300 and the stirring control unit 401 to be described later of the stirring transmission unit 400 It is preferable that the installation support 145 to be provided.

이중주파수 초음파 교반유닛(200)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 중심프레임(410)을 사이에 두고 중심프레임(410)으로부터 이격되며 상호 배향되게 구비된 한 쌍의 제1 진동 카세트(210)와, 중심프레임(410)을 기준으로 제1 진동 카세트(210)에 대하여 교차되게 구비되며 중심프레임(410)을 사이에 두고 중심프레임(410)으로부터 이격되며 상호 배향되게 구비된 한 쌍의 제2 진동 카세트(220)와, 제1 진동 카세트(210)의 전면에 설치되어 25~30 kHz의 초음파 주파수 진동을 발생시키는 복수의 제1 초음파 진동자(211)와, 제2 진동 카세트(220)의 전면에 설치되어 35~45 kHz의 초음파 주파수 진동을 발생시키는 복수의 제2 초음파 진동자(221)를 포함한다.2 and 3, the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 is spaced from the center frame 410 with the center frame 410 therebetween, and a pair of first vibration cassettes provided to be oriented mutually. A pair of 210 provided to be crossed with respect to the first vibration cassette 210 based on the center frame 410 and spaced apart from the center frame 410 with the center frame 410 interposed therebetween, and provided with mutual orientation. The second vibration cassette 220, a plurality of first ultrasonic vibrators 211 installed on the front surface of the first vibration cassette 210 to generate ultrasonic frequency vibration of 25 ~ 30 kHz, and the second vibration cassette (220) It includes a plurality of second ultrasonic vibrator 221 is installed on the front surface to generate ultrasonic frequency vibration of 35 ~ 45 kHz.

이에 따라, 이중주파수의 초음파가 상호 교차 조사되도록 함으로써 초음파 전처리 과정 중에 이중주파수 초음파 진동이 이론 상이 아닌 실제 슬러지 처리장치에 적용될 때에 발생 되는 많은 문제점(구조적으로 구체화된 사례가 없었음)을 해결하여 실제로도 문제없이 적용되고 이러한 이중주파수 초음파 진동을 통해 하수 슬러지를 보다 효과적으로 미분화시킬 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공할 수 있다. Accordingly, the dual frequency ultrasonic waves are mutually irradiated to solve a number of problems (no structurally specific cases) that occur when the dual frequency ultrasonic vibration is applied to an actual sludge treatment device during the ultrasonic pretreatment process. It is possible to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can be applied without problems and more effectively pulverize sewage sludge through such dual-frequency ultrasonic vibration.

즉, 종래에는 단일 주파수의 초음파를 이용해 슬러지를 처리할 때에 파형이 정지하고 있는 것과 같은 에너지 분포를 나타내는 현상인 정재파(standing wave)에 따른 문제들이 발생하기 때문에, 이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 이중주파수 초음파 교반유닛(200)에 의해 두 개 이상의 주파수를 갖는 초음파를 이용하여 슬러지가 효과적으로 분해 처리되도록 할 수 있다. That is, conventionally, when processing sludge using ultrasonic waves of a single frequency, problems occur due to a standing wave, which is a phenomenon that shows an energy distribution such that the waveform is stationary. Sludge can be effectively decomposed by using ultrasonic waves having two or more frequencies by the frequency ultrasonic stirring unit 200.

또한, 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220)가 중심프레임(410)의 외주면에 바로 부착 설치되지 않고 중심프레임(410)으로부터 오히려 이격되게 구비되도록 함으로써, 진동 카세트의 설치 위치나 개수 등이 제한됨이 없이 필요에 따라서는 더욱 많은 개수의 진동 카세트들이 추가로 설치될 수 있게 되어 슬러지의 가용화율이 더욱 높아지도록 할 수 있다. In addition, by installing the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 are not directly attached to the outer circumferential surface of the center frame 410, but rather provided away from the center frame 410, the installation position of the vibration cassette or It is possible to increase the solubilization rate of the sludge by increasing the number of vibrating cassettes, if necessary, without limiting the number and the like.

도 5는 본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치에 의한 이중주파수의 초음파 및 조사밀도에 따른 가용성 화학적 산소요구량(SCOD)의 변화를 나타낸 그래프로서, 본 발명에 따른 이중주파수 초음파 교반유닛(200)에 의해 발생되는 이중주파수 초음파의 음향밀도가 198 WL이면, 음파처리시간이 대략 1시간 정도 되었을 때에 가용성 화학적 산소요구량은 8000 mg/L 이상으로 높아지게 되어 슬러지의 가용화율이 크게 높아지는 것(대략 1시간 동안 92.1%까지 슬러지가 미분화됨)을 확인할 수 있다. 5 is a graph showing the change in the soluble chemical oxygen demand (SCOD) according to the ultrasonic density and irradiation density of the dual frequency by the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention, the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 according to the present invention If the acoustic density of the dual-frequency ultrasonic waves generated by 198 WL, the solubility of chemical oxygen demand increases to 8000 mg / L or more when the sonication time is approximately 1 hour, so that the solubilization rate of the sludge is greatly increased (approximately 1 hour). While sludge is finely divided up to 92.1%).

제1 진동 카세트(210)와 제2 진동 카세트(220)는 수직으로 길게 구비된 박스의 형태로 마련되고, 복수의 제1 초음파 진동자(211)들은 제1 진동 카세트(210)의 전면을 통해 노출되게 배치되되 제1 진동 카세트(210)의 내부에서는 외부로부터 밀봉되게 설치되어 슬러지(10) 속에 제1 진동 카세트(210)가 잠길 때에 손상되지 않도록 설치되며, 복수의 제2 초음파 진동자(221)들은 제2 진동 카세트(220)의 전면을 통해 노출되게 배치되되 제2 진동 카세트(220)의 내부에서는 외부로부터 밀봉되게 설치되어 슬러지(10) 속에 제2 진동 카세트(220)가 잠길 때에 손상되지 않도록 설치된다. The first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 are provided in the form of a vertically long box, and the plurality of first ultrasonic vibrators 211 is exposed through the front surface of the first vibration cassette 210 The first vibration cassette 210 is installed to be sealed from the outside inside the first vibration cassette 210 so as not to be damaged when the first vibration cassette 210 is locked in the sludge 10, and the plurality of second ultrasonic vibrators 221 It is disposed to be exposed through the front surface of the second vibration cassette 220, but installed inside the second vibration cassette 220 to be sealed from the outside so that it is not damaged when the second vibration cassette 220 is locked in the sludge 10. do.

본 발명에 따른 이중주파수 초음파 교반유닛(200)은, 몸체(100) 내부로 유입되어 가용화되어야하는 슬러지(10)의 성분과 유입량 등에 따라서, 교반 구동부(300)의 회전 구동에 의해 몸체(100) 내부의 슬러지(10)를 교반하며 28 kHz와 40 kHz의 이중주파수 초음파 진동을 상호 교차되게 몸체(100) 내부의 슬러지(10)로 조사하거나 교반 구동부(300)의 회전 구동 정지에 의해 슬러지(10)의 교반이 정지된 상태에서 28 kHz와 40 kHz의 이중주파수 초음파 진동을 상호 교차되게 몸체(100) 내부의 슬러지(10)로 조사하여 슬러지(10)의 세포를 파괴한다. Dual-frequency ultrasonic stirring unit 200 according to the present invention, the body 100 by the rotational drive of the stirring drive unit 300, depending on the amount and the amount of the sludge 10 to be introduced into the body 100 to be solubilized While stirring the sludge 10 inside, irradiate the dual frequency ultrasonic vibrations of 28 kHz and 40 kHz to the sludge 10 inside the body 100 so as to cross each other, or the sludge 10 by stopping the rotation drive of the stirring drive unit 300 ) When the stirring is stopped, the dual frequency ultrasonic vibrations of 28 kHz and 40 kHz are irradiated to the sludge 10 inside the body 100 to cross each other to destroy the cells of the sludge 10.

이때, 교반 구동부(300)와 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)는 제어부(700)에 의해 작동이 제어된다. At this time, the operation of the stirring driving unit 300, the first ultrasonic vibrator 211, and the second ultrasonic vibrator 221 is controlled by the control unit 700.

이에 따라, 교반이 정지된 상태에서도 상호 교차 조사되는 이중주파수 초음파 진동에 의해 몸체(100) 내부의 슬러지(10) 내부로 골고루 초음파 진동이 전달되되 상호 교차되는 이중주파수의 초음파 진동으로 중첩 및 상승효과가 발생되어 초음파가 닿지 않는 사구역의 발생 없이 슬러지(10)의 가용화가 충분히 효과적으로 이루어질 수 있으나, 교반 구동부(300)의 구동에 의해 중심프레임(410)이 회전되면 이중주파수 초음파 교반유닛(200)의 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)가 설치된 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220)가 회전되어 몸체(100) 내부의 슬러지(10)가 뒤섞이도록 슬러지(10)를 교반하며 슬러지(10)의 내부로 더욱 골고루 균일하게 가용화가 이루어지도록 할 수 있다. Accordingly, even when the stirring is stopped, ultrasonic vibration is evenly transmitted to the sludge 10 inside the body 100 by dual-frequency ultrasonic vibration that is cross-irradiated with each other, but overlaps and synergistic effect due to the ultrasonic vibration of the double-frequency crossing. Solubilization of the sludge 10 can be achieved effectively without generation of dead areas where ultrasonic waves do not reach, but when the center frame 410 is rotated by the driving of the stirring driving unit 300, the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 Sludge so that the sludge 10 inside the body 100 is mixed by rotating the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 in which the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 are installed. While stirring (10), solubilization can be made evenly and evenly inside the sludge 10.

한편, 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)는 장치의 내부 즉, 몸체(100)의 내부에 채워진 슬러지(10)의 액상 내에 설치되어 있기 때문에 외벽에 부착설치되어 초음파를 조사하는 것보다 소음이 적고, 초음파 처리조의 용량 즉, 몸체(100)의 크기가 증대되어도 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220)의 크기와 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220)에 설치되는 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)의 개수를 증가시켜 탄력적으로 설계가 용이한 효과를 실현케 한다.On the other hand, since the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 are installed inside the device, that is, in the liquid phase of the sludge 10 filled inside the body 100, they are attached to the outer wall and irradiated with ultrasonic waves. Less noise than, and the size of the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 and the first vibration cassette 210 and the second even if the capacity of the ultrasonic treatment tank, that is, the size of the body 100 is increased By increasing the number of the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 installed in the vibration cassette 220, it is possible to realize the effect of elastic design.

본 발명에 따른 이중주파수 초음파 교반유닛(200)의 진동 출력은 대략 9400 ~ 9800 W 정도인 것이 바람직하다. The vibration output of the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 according to the present invention is preferably about 9400 ~ 9800 W.

이에 따라, 몸체(100)의 내부로 유입되는 슬러지(10)의 가용화가 최적화되어 수행되도록 하면서 에너지의 소모 효율도 최적화되도록 할 수 있다. Accordingly, while solubilization of the sludge 10 flowing into the body 100 is optimized and performed, energy consumption efficiency can be optimized.

교반 구동부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(100)의 상부에 설치된 설치 지지부(145)에 의해 지지 되는 교반 조절부(401)의 상부에 설치된 모터를 포함한다. 2, the agitation driving unit 300 includes a motor installed on the agitation control unit 401 supported by the installation support unit 145 installed on the upper portion of the body 100.

교반 전동부(400)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 교반 구동부(300) 및 중심프레임(410) 사이에 구비되어 회전속도를 조절하도록 감속기어 등으로 구성된 교반 조절부(401)와, 교반 조절부(401)를 통해 교반 구동부(300)에 연결되어 교반 시 대략 10 rpm 정도의 속도로 회전되는 중심프레임(410)과, 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220) 각각의 상부와 중심프레임(410)에 고정되게 연결되도록 한 쌍에 대해 다른 한 쌍이 교차되게 배치된 두 쌍의 카세트 배선 교반프레임(420)을 포함한다.The agitation transmission unit 400 is provided between the agitation driving unit 300 and the center frame 410, as shown in Figs. And, the center frame 410 is rotated at a speed of about 10 rpm when connected to the stirring drive unit 300 through the stirring control unit 401, the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 ) It includes two pairs of cassette wiring stir frames 420 arranged so that the other pair is crossed with respect to one pair so as to be fixedly connected to each upper and center frame 410.

이에 따라, 제어부(700)의 제어에 의해 교반 구동부(300)가 작동되어 중심프레임(410)이 회전됨에 따라 카세트 배선 교반프레임(420)이 회전됨으로써, 카세트 배선 교반프레임(420)에 고정 연결된 제1 진동 카세트(210)와 제2 진동 카세트(220)가 몸체(100)의 내부에서 슬러지(10)를 교반하도록 회전될 수 있다. Accordingly, as the stirring drive unit 300 is operated by the control of the control unit 700 and the center frame 410 is rotated, the cassette wiring stirring frame 420 is rotated, thereby being fixedly connected to the cassette wiring stirring frame 420. The first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 may be rotated to stir the sludge 10 inside the body 100.

도 2에 도시된 바와 같이, 중심프레임(410)에는 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220)의 상부와 하부가 중심프레임(410)에 고정되게 결합되도록 하는 한 쌍의 카세트 결합 플레이트(411)가 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220)의 상부와 하부에 대응된 위치에 각각 구비되고, 몸체(100)의 커버(140) 상측에는 중심프레임(410)의 회전을 지지하는 상부 베어링부(413)가 구비되며, 몸체(100)의 내측 바닥과 중심프레임(410)의 하부 사이에는 하부 베어링부(415)가 구비되어 중심프레임(410)의 회전을 중심프레임(410)의 하부에서 안정되게 지지한다. As shown in Figure 2, the center frame 410, the first vibration cassette 210 and the pair of cassettes so that the upper and lower portions of the second vibration cassette 220 are fixedly coupled to the center frame 410 Plates 411 are provided at positions corresponding to the upper and lower portions of the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220, respectively, and on the upper side of the cover 140 of the body 100, the center frame 410 An upper bearing part 413 supporting rotation is provided, and a lower bearing part 415 is provided between the inner bottom of the body 100 and the lower part of the center frame 410 to center the rotation of the center frame 410. It is supported stably in the lower part of 410.

카세트 배선 교반프레임(420)의 내부에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)에 각각 연결되는 전선(421)이 외부로부터 밀봉되게 배선된다. Cassette wiring Inside the stirring frame 420, as shown in Fig. 2, the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221, respectively, the wire 421 is connected to be wired to be sealed from the outside.

이에 따라, 카세트 배선 교반프레임(420)이 슬러지(10)에 잠길 때에 카세트 배선 교반프레임(420)의 내부로 슬러지(10)가 새어 들어오는 것을 방지함으로써, 전선(421)이 슬러지(10)에 의해 전기적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, by preventing the sludge 10 from leaking into the cassette wiring stirring frame 420 when the cassette wiring stirring frame 420 is immersed in the sludge 10, the electric wire 421 is prevented by the sludge 10. It is possible to prevent electrical damage.

한편, 본 발명에 따른 교반 전동부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 초음파 진동자(211)와 제2 초음파 진동자(221)에 연결된 전선(421)이 중심프레임(410)의 회전에 의해 꼬이는 것을 방지하도록 중심프레임(410)에서 카세트 배선 교반프레임(420)의 상부에 설치되는 슬립링(430)을 더 포함하는 것이 바람직하다. On the other hand, the stirring electric motor 400 according to the present invention, as shown in Figure 2, the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 connected to the electric wire 421 of the center frame 410 In order to prevent twisting by rotation, it is preferable that the center frame 410 further includes a slip ring 430 installed on the cassette wiring stir frame 420.

또한, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치는, 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전선(421)에 의해 이중주파수 초음파 교반유닛(200)의 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)에 연결되어 초음파의 진동 주파수와 출력을 조절하는 초음파 진동부(500)를 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention, as shown in FIGS. 4 and 9, the first ultrasonic vibrator 211 and the second of the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 by the electric wire 421 It is preferable to further include an ultrasonic vibrator 500 that is connected to the ultrasonic vibrator 221 and controls the vibration frequency and output of ultrasonic waves.

이에 따라, 제어부(700)가 초음파 진동부(500)를 제어하여 서로 상이한 이중주파수의 초음파 진동을 각각 발생시키는 제1 초음파 진동자(211)와 제2 초음파 진동자(221)를 전체 또는 개별적으로 제어할 수 있다. Accordingly, the control unit 700 controls the ultrasonic vibration unit 500 to control the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221, which generate ultrasonic vibrations of different dual frequencies, respectively or entirely or individually. You can.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 중심프레임(410)에서 이중주파수 초음파 교반유닛(200)의 제1 진동 카세트(210)와 제2 진동 카세트(220)에 에워싸인 부분의 외주면에는 방사상으로 복수의 교반날개(417)가 돌출 구비되도록 할 수 있다. Meanwhile, as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the center frame 410 surrounds the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 of the dual frequency ultrasonic stirring unit 200. A plurality of stirring blades 417 may be protruded radially on the outer circumferential surface of the enclosed portion.

이에 따라, 중심프레임(410)이 회전됨에 따라 제1 진동 카세트(210)와 제2 진동 카세트(220)에 의해 둘러싸인 내측의 슬러지(10)가 교반날개(417)들에 의해 교반 되도록 함과 동시에 슬러지(10)에 와류가 형성되도록 하여 슬러지(10)의 가용화가 더욱 촉진되도록 할 수 있다. Accordingly, as the center frame 410 is rotated, the inner sludge 10 surrounded by the first and second vibration cassettes 210 and 220 is stirred by the stirring blades 417 and at the same time. The vortex is formed in the sludge 10 so that the solubilization of the sludge 10 can be further promoted.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 중심프레임(410)에서 이중주파수 초음파 교반유닛(200)의 제1 진동 카세트(210)와 제2 진동 카세트(220)에 에워싸인 부분의 외주면에 방사상으로 돌출 구비된 복수의 교반날개(417)에는 복수의 제3 초음파 진동자(419)들이 어느 일 면으로 설치될 수 있다. On the other hand, as another embodiment of the present invention, as shown in Figure 7, the central frame 410 in the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 of the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 A plurality of third ultrasonic vibrators 419 may be installed on one side of the plurality of stirring blades 417 that are radially projected on the outer circumferential surface of the enclosed portion.

이때, 제3 초음파 진동자(419)들을 통해 조사되는 초음파 진동의 주파수는 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221) 중 어느 하나에서 조사되는 초음파 진동의 주파수와 일치되도록 할 수도 있고, 그렇지 않으면 그 밖에 다른 주파수가 되도록 할 수도 있다.At this time, the frequency of the ultrasonic vibration irradiated through the third ultrasonic vibrators 419 may be made to match the frequency of the ultrasonic vibration irradiated from any one of the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221, Otherwise, it can be set to other frequencies.

이에 따라, 중심프레임(410)이 회전되면 제1 진동 카세트(210)와 제2 진동 카세트(220)에 의해 둘러싸인 내측의 슬러지(10)가 교반 되도록 함과 동시에 제3 초음파 진동자(419)에서 조사되는 초음파 진동에 의해 슬러지(10)의 미분화, 세포의 분해 및 슬러지(10)의 가용화가 더욱 활성화되도록 할 수 있다.Accordingly, when the center frame 410 is rotated, the inside sludge 10 surrounded by the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 is stirred and simultaneously irradiated by the third ultrasonic vibrator 419. Due to the ultrasonic vibrations, micronization of the sludge 10, cell decomposition, and solubilization of the sludge 10 can be further activated.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 이중주파수 초음파 교반유닛(200)의 제1 진동 카세트(210) 및 제2 진동 카세트(220) 중 적어도 어느 하나에 수직으로 설치되어 일정한 높이마다 센싱 접점이 마련된 레벨센서(600)와, 레벨센서(600)에서 감지된 결과에 기초하여 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)들이 아래에서부터 위로 순차적으로 작동되도록 초음파 진동부(500)를 제어하는 제어부(700)와, 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)에서 조사되어야 할 초음파 진동의 주파수, 출력, 작동 시간 등에 대한 정보를 미리 입력받는 입력부(710)와, 입력부(710)에서 입력받은 정보를 저장하는 저장부(720)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 8 and 9, the first vibration cassette 210 and the second vibration of the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 Level sensor 600 installed vertically on at least one of the cassettes 220 and provided with a sensing contact at a certain height, and first ultrasonic vibrators 211 and second ultrasonic waves based on a result detected by the level sensor 600 The frequency of ultrasonic vibrations to be irradiated from the control unit 700 for controlling the ultrasonic vibration unit 500 so that the vibrators 221 are sequentially operated from bottom to top, and the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 , It may further include an input unit 710 to receive information about the output, operating time, etc. in advance, and a storage unit 720 to store the information input from the input unit 710.

이에 따라, 몸체(100)의 내부로 유입되어 채워지는 슬러지(10)의 수위에 따라 제1 초음파 진동자(211) 및 제2 초음파 진동자(221)들이 아래에서부터 차례대로 작동되도록 제어부(700)가 초음파 진동부(500)를 제어함으로써, 전기를 비롯한 에너지의 소모량이 효과적으로 절감되도록 할 수 있다.Accordingly, the control unit 700 is ultrasonic so that the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrators 221 are sequentially operated from below according to the water level of the sludge 10 that is introduced and filled into the body 100. By controlling the vibration unit 500, it is possible to effectively reduce the consumption of energy including electricity.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 슬러지 처리장치의 몸체(100)의 내측에는 전기 가열 방식으로 작동되는 히팅부(170)가 구비될 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 8, the inside of the body 100 of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention may be provided with a heating unit 170 operated by an electric heating method.

이에 따라, 제어부(700)가 히팅부(170)를 제어하여 몸체(100)의 내부로 유입되어 채워지는 슬러지(10)를 일정한 온도로 유지시켜 슬러지(10)의 가용화가 더욱 용이하게 수행되도록 할 수 있다. Accordingly, the control unit 700 controls the heating unit 170 to maintain the sludge 10 filled and introduced into the body 100 at a constant temperature so that the solubilization of the sludge 10 is more easily performed. You can.

이에, 본 발명에 따르면, 운전 온도가 대략 35 ~ 37 ℃ 정도로 유지되어야 하는 중온 혐기성 소화조를 통해 양질의 바이오가스의 생산량이 더욱 증대되도록 할 수 있고, 소화조의 성능도 더욱 향상되도록 할 수 있는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치를 제공할 수 있다. Thus, according to the present invention, the production temperature of the biogas through the medium temperature anaerobic digestion tank, which should be maintained at approximately 35 to 37 ° C., can further increase the production of high-quality biogas, and further improve the performance of the digester. It is possible to provide a used sludge treatment device.

상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described by the above and the technical aspects of the accompanying drawings have been described, the technical spirit of the present invention is for the purpose of description, and is not intended to limit the person skilled in the art of the present invention. It will be understood that various modifications and changes of the present invention can be made without departing from the technical scope of the technical scope of the present invention, which will be described later in the claims.

100 : 몸체 200 : 이중주파수 초음파 교반유닛
210 : 제1 진동 카세트 211 : 제1 초음파 진동자
220 : 제2 진동 카세트 221 : 제2 초음파 진동자
300 : 교반 구동부 400 : 교반 전동부
410 : 중심프레임 420 : 카세트 배선 교반프레임
421 : 전선 500 : 초음파 진동부
100: body 200: dual frequency ultrasonic stirring unit
210: first vibration cassette 211: first ultrasonic vibrator
220: second vibration cassette 221: second ultrasonic vibrator
300: stirring drive unit 400: stirring transmission unit
410: center frame 420: cassette wiring stirring frame
421: wire 500: ultrasonic vibration unit

Claims (5)

슬러지 저장조에 연결되어 슬러지가 내부로 유입되도록 구비되되, 지지프레임에 의해 상기 슬러지 저장조보다 높게 설치된 몸체;
상기 몸체의 내부에 회전가능하게 구비되어 상기 몸체 내부의 슬러지가 교반 또는 교반 정지되도록 하며, 서로 상이한 이중주파수 초음파가 상기 몸체의 내부에서 상호 교차되게 상기 몸체 내부의 슬러지로 전달되도록 하여 상기 몸체 내부의 슬러지를 상호 교차 조사되는 이중주파수의 초음파 진동으로 가용화시키는 이중주파수 초음파 교반유닛;
상기 이중주파수 초음파 교반유닛에 연결되어 상기 이중주파수 초음파 교반유닛을 회전시키는 회전 구동력을 제공하는 교반 구동부; 및
상기 이중주파수 초음파 교반유닛과 상기 교반 구동부의 사이에 구비되어 상기 교반 구동부에서 제공하는 회전 구동력을 상기 이중주파수 초음파 교반유닛으로 전달하도록 중심프레임을 갖는 교반 전동부;
를 포함하고,
상기 이중주파수 초음파 교반유닛은, 상기 중심프레임을 사이에 두고 상호 배향되게 구비된 한 쌍의 제1 진동 카세트와, 상기 중심프레임을 기준으로 상기 제1 진동 카세트에 대하여 교차되게 구비되며 상기 중심프레임을 사이에 두고 상호 배향되게 구비된 한 쌍의 제2 진동 카세트와, 상기 제1 진동 카세트의 전면에 설치되어 25~30 kHz의 초음파 주파수 진동을 발생시키는 복수의 제1 초음파 진동자와, 상기 제2 진동 카세트의 전면에 설치되어 35~45 kHz의 초음파 주파수 진동을 발생시키는 복수의 제2 초음파 진동자를 포함하며,
상기 교반 전동부는 상기 제1 진동 카세트 및 상기 제2 진동 카세트 각각의 상부와 상기 중심프레임에 연결되도록 한 쌍에 대해 다른 한 쌍이 교차되게 배치된 두 쌍의 카세트 배선 교반프레임을 포함하고,
상기 카세트 배선 교반프레임의 내부에는 상기 제1 초음파 진동자 및 상기 제2 초음파 진동자에 각각 연결되는 전선이 외부로부터 밀봉되게 배선되며,
상기 전선에 의해 상기 이중주파수 초음파 교반유닛의 상기 제1 초음파 진동자 및 상기 제2 초음파 진동자에 연결되어 초음파의 진동 주파수와 출력을 조절하는 초음파 진동부를 더 포함하고,
상기 이중주파수 초음파 교반유닛의 상기 제1 진동 카세트 및 상기 제2 진동 카세트 중 적어도 어느 하나에 수직으로 설치되어 일정한 높이마다 센싱 접점이 마련된 레벨센서와, 상기 레벨센서에서 감지된 결과에 기초하여 상기 제1 초음파 진동자 및 상기 제2 초음파 진동자들이 아래에서부터 위로 순차적으로 작동되도록 상기 초음파 진동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치.



It is connected to the sludge storage tank is provided so that the sludge flows into the inside, the body installed higher than the sludge storage tank by a support frame;
It is rotatably provided inside the body to allow the sludge inside the body to stir or stop stirring, so that different dual-frequency ultrasonic waves are transmitted to the sludge inside the body so as to cross each other inside the body. A dual frequency ultrasonic stirring unit that solubilizes the sludge with ultrasonic vibration of a dual frequency cross-irradiated with each other;
A stirring drive unit connected to the dual frequency ultrasonic stirring unit to provide a rotation driving force for rotating the dual frequency ultrasonic stirring unit; And
A stirring electric motor provided between the dual frequency ultrasonic stirring unit and the stirring driving unit and having a central frame to transmit rotational driving force provided by the stirring driving unit to the dual frequency ultrasonic stirring unit;
Including,
The dual-frequency ultrasonic agitation unit, a pair of first vibration cassettes provided to be mutually oriented with the center frame interposed therebetween, and provided with respect to the first vibration cassette based on the center frame to cross the center frame A pair of second vibration cassettes arranged to be mutually oriented, and a plurality of first ultrasonic oscillators installed on the front surface of the first vibration cassette to generate ultrasonic frequency vibrations of 25 to 30 kHz, and the second vibrations It is installed on the front of the cassette and includes a plurality of second ultrasonic vibrators that generate ultrasonic frequency vibrations of 35 to 45 kHz.
The stirring transmission unit includes two pairs of cassette wiring stirring frames arranged so that the other pair is crossed with each other so as to be connected to the upper and the center frames of each of the first vibration cassette and the second vibration cassette,
Inside the cassette wiring stirring frame, wires respectively connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator are wired to be sealed from the outside,
It is further connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator of the dual-frequency ultrasonic stirring unit by the electric wire further comprises an ultrasonic vibrator for adjusting the vibration frequency and output of the ultrasonic,
The level sensor is provided vertically on at least one of the first vibration cassette and the second vibration cassette of the dual-frequency ultrasonic stirring unit to provide a sensing contact at a predetermined height, and the first sensor based on a result detected by the level sensor. Sludge processing apparatus using ultrasonic waves, characterized in that it further comprises a control unit for controlling the ultrasonic vibrator so that the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrators are sequentially operated from bottom to top.



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