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KR20200001898A - sludge treatment apparatus using ultrasonic wave - Google Patents

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KR20200001898A
KR20200001898A KR1020180074997A KR20180074997A KR20200001898A KR 20200001898 A KR20200001898 A KR 20200001898A KR 1020180074997 A KR1020180074997 A KR 1020180074997A KR 20180074997 A KR20180074997 A KR 20180074997A KR 20200001898 A KR20200001898 A KR 20200001898A
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sludge
ultrasonic
stirring
unit
vibration
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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.
The sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention includes: a body connected to a sludge storage tank so that sludge is introduced therein, the body being 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 be stirred or agitated, and different dual-frequency ultrasonic waves are transmitted to the sludge inside the body to cross each other in the interior of the body to Dual frequency ultrasonic stirring unit solubilizing the sludge by ultrasonic vibration of a dual frequency irradiated with each other; A stirring drive unit connected to the dual frequency ultrasonic stirring unit to provide a rotational driving force to rotate the dual frequency ultrasonic stirring unit; And a stirring transmission unit provided between the dual frequency ultrasonic stirring unit and the stirring driving unit, the stirring transmission unit having a center frame to transfer the rotational driving force provided by the stirring driving unit to the dual frequency ultrasonic stirring unit. .
As a result, in the anaerobic digestion process in which energy consumption is reduced, the hydraulic retention time can be shortened, the digestion efficiency can be improved, and the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can minimize 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 apparatus using ultrasonic waves, and more particularly, to a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves to solubilize organic waste such as food waste and sewage sludge for aerobic or anaerobic digestion process.

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 wastes contain high concentrations of pollutants and are considered the main sources of water pollution. The treatment of these organic wastes is landfilling, fertilization and incineration. It has been treated by ocean dumping, etc. In recent years, the most representative treatment method has been the ocean dumping 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 landfills and the possibility of water inflow from secondary pollutants, negative recognition of organic landfills has been prevalent, and most of the activated sludge methods have been aerobic, which has been banned since 2012 under the London Convention. It is processed by an anaerobic digestion process. In this activated sludge process, biodegradable organic matter is converted to carbon dioxide, which is an inorganic material, and removed. However, some of the biodegradable organic matter is converted into surplus microorganisms by microbial growth and accumulated 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, aerobic processes, which are biological treatment methods, such as biooxidation, composting, liquefaction, and feed conversion, consume a lot of energy, and the final by-product compost and liquid consumption are difficult to secure, and feed is limited to excessive energy use. There was a problem.

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 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 process according to the prior art, a sludge treatment apparatus using an anaerobic digestion process is used, but in relation to the treatment and disposal of sludge, excess sludge does not occur rapidly due to anaerobic digestion. There is a problem that the above hydraulic retention time (HRT) is required, and dehydration is not easy after the anaerobic digestion of sludge, this problem is because most of the sludge is composed of organic microbial mass This is because the cellular wall blocks the transport of intracellular organic matter to the anaerobic digestive matrix. In other words, due to the cell wall, which is a rigid structure surrounding the cells, the cytoplasm composed of a large amount of organic material cannot be used for anaerobic digestion, and thus shows low digestion efficiency in anaerobic digestion of sludge.

대한민국 특허등록번호 특0165169호(1998년09월16일자 등록)Korean Patent Registration No. 0165169 (Registered Sep. 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. It is an object of the present invention, in the anaerobic digestion process to reduce energy consumption can be shortened hydraulic retention time, can improve the digestion efficiency, to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can minimize the sludge waste. It is.

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, the dual frequency ultrasonic vibration is actually applied without problems during the ultrasonic pretreatment process and to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can effectively differentiate the sewage sludge through the dual frequency ultrasonic vibration.

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 the middle temperature anaerobic digester, and also 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. Sludge treatment apparatus using the ultrasonic wave according to the present invention to achieve the above object is connected to the sludge storage tank is provided with a sludge to be introduced therein, the body is 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 be stirred or agitated, and different dual-frequency ultrasonic waves are transferred to the sludge inside the body to cross each other in the interior of the body to Dual frequency ultrasonic stirring unit solubilizing the sludge by ultrasonic vibration of a dual frequency irradiated with each other; A stirring drive unit connected to the dual frequency ultrasonic stirring unit to provide a rotational driving force to rotate the dual frequency ultrasonic stirring unit; And a stirring transmission unit provided between the dual frequency ultrasonic stirring unit and the stirring driving unit, the stirring transmission unit having a center frame to transfer the rotation 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 cassette provided to be mutually oriented with the center frame therebetween, and provided to cross with respect to the first vibration cassette on the basis of the center frame and the center A pair of second vibrating cassettes provided to be mutually oriented with a frame interposed therebetween, a plurality of first ultrasonic vibrators installed on a front surface of the first vibrating cassette to generate ultrasonic frequency vibrations of 25 to 30 kHz, and the first It is preferred to include a plurality of second ultrasonic vibrators provided on the front of the second 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 transmission unit includes two pairs of cassette wiring stirring frames arranged to cross each other with respect to one pair so as to be connected to an upper portion of each of the first vibration cassette and the second vibration cassette and the center frame. Inside the stirring frame, wires connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator are preferably wired to be sealed from the outside.

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 sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention further includes an ultrasonic vibration unit connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator of the dual frequency ultrasonic stirring unit by the wire to adjust the vibration frequency and the output of ultrasonic waves. It is desirable to.

그리고, 상기 이중주파수 초음파 교반유닛의 진동 출력은 9400 ~ 9800 W 인 것이 바람직하다. And, 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, in the anaerobic digestion process in which energy consumption is reduced, hydraulic retention time can be shortened, digestion efficiency can be improved, and sludge treatment apparatus using ultrasonic waves can minimize sludge waste. Can be.

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 allowing the dual frequency ultrasonic cross-irradiation, the dual frequency ultrasonic vibration is actually applied without any problem during the ultrasonic pretreatment process and provides a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can effectively differentiate the sewage sludge through the dual frequency ultrasonic vibration. 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 the middle temperature anaerobic digester, and also 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 the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention,
Figure 2 is a side configuration view as viewed from the side of the internal configuration of the sludge treatment apparatus using the ultrasonic wave of Figure 1,
3 is a plan view showing the internal configuration of the sludge treatment apparatus using the ultrasonic wave of FIG.
4 is a plan view of the sludge treatment apparatus using the ultrasonic wave of FIG.
5 is a graph showing the change in 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 showing the inside of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention from above;
7 is a plan view showing the internal configuration of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention from above,
8 is a side configuration view of an internal configuration of an apparatus for treating sludge using ultrasonic waves according to another embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a control block diagram of the sludge treating apparatus using the ultrasonic wave 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.According to the present invention, microorganisms constituting sludge upon treatment of organic waste such as sewage sludge, livestock manure, food waste and organic municipal solid waste, that is, sludge (hereinafter referred to as 'sludge') are biodegraded because they are surrounded by solid cell walls. Sludge treatment system considering the characteristics of sludge because it has low properties, high content of bound water such as intracellular water and gap water, and high hydrophilicity, so that dehydration and solid-liquid separation are not easy. The present invention relates to a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves used in a pretreatment process configured at the tip of a.

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 hydrolysis of the cellular components. That is, the sludge treatment apparatus using the ultrasonic wave of the present invention, that is, the ultrasonic treatment tank (hereinafter, referred to as the "ultrasound treatment tank") has the advantage of not generating a harmful substance to the environment during the treatment process, the capacity change of the ultrasonic treatment tank It is easy to add and change the ultrasonic vibrator flexibly according to the characteristics of the ultrasonic treatment tank flexibly, and the ultrasonic vibrator is installed inside the ultrasonic treatment tank so that the noise is low because it is located in the liquid phase, and the ultrasonic vibrator is stirred and rotated by the sludge. Since it is guided around the ultrasonic wave has an advantage that can evenly and efficiently irradiate the sludge.

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

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.Sludge treatment apparatus using the ultrasonic wave according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3, is connected to the sludge storage tank 1 is provided so that the sludge 10 is introduced into the sludge by the support frame (3) The body 100 installed higher than the reservoir 1 and rotatably provided in the body 100 allow the sludge 10 inside the body 100 to be stirred or stopped and different dual frequency ultrasonic waves are applied to the body ( Dual frequency ultrasonic stirring unit so as to be delivered to the sludge 10 inside the body 100 to cross each other in the interior so as to solubilize the sludge 10 inside the body 100 to the cross-irradiated ultrasonic vibration of the dual frequency. (200), the stirring drive unit 300 is connected to the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 to provide a rotational driving force for rotating the dual frequency ultrasonic stirring unit 200, and the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 And it is provided between the stirring drive unit 300 includes a stirring transmission unit 400 having a center frame 410 to transmit the rotational driving force provided by the stirring drive 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 retention 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. 1 and 2, as shown in Figure 1 and 2, the sludge 10 is provided to be connected to the sludge storage tank 1 so that the sludge 10 is introduced into the sludge storage tank 1, the sludge 10, When the inlet pipe 110 and the discharge pipe 120 for discharging the solubilized concentrated sludge and the sludge 10 exceeds the maximum water level, the recovery pipe 130 for recovering the sludge 10 to the sludge storage tank (1) 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 the 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 in the lower portion of the body 100, the concentrated concentrated sludge is naturally discharged or recovered to the sludge storage tank (1) To be possible.

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 inlet pipe 110 of the body 100 according to the present invention is formed in the inside of the portion connected to the 'b' shaped bent sludge 10 is introduced through the inlet pipe 110. When the inflow to the inside of the body 100, it is preferred that the inlet guide bracket 111 is installed to prevent contamination by splashing to another part.

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 ultrasonically efficiently by the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 to be described later of the dual-frequency ultrasonic stirring unit 200. When the sludge 10 is introduced or the sludge 10 is expanded above the maximum water level determined by the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221, the recovery pipe ( The sludge 10 is moved back to the sludge reservoir 1 through 130.

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 inside of the ultrasonic treatment tank, that is, used during maintenance of the interior of the body 100 do. In addition, as shown in Figure 2, the lower outer side of the body 100 is provided with a drain valve 150 to allow the internal sludge 10 to be discharged to the outside during maintenance of 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 to the body 100 through the inlet pipe 110, As shown in FIG. 2, the water level of the sludge 10 introduced into the body 100 exceeds the maximum water level or the water level of the sludge 10 expanded inside the body 100 exceeds the maximum water level. The maximum water level sensor 160 is provided so as to detect whether or not the sludge 10 has exceeded the maximum water level through the maximum water level sensor 160. 10 is controlled to return back to the sludge reservoir (1) through the recovery pipe (130).

본 발명에 따른 몸체(100)의 배출관(120)이 연결된 소화조는 중온 혐기성 소화조인 것이 바람직하다. The digester connected to the discharge pipe 120 of the body 100 according to the present invention 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 drive 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 is 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 a pair of first vibration cassettes provided to be spaced apart and oriented from each other with the center frame 410 interposed therebetween. (210) and a pair provided to intersect with respect to the first vibration cassette 210 with respect to the center frame 410, spaced apart from the center frame 410 with the center frame 410 therebetween and mutually oriented A second vibrating cassette 220, a plurality of first ultrasonic vibrators 211 installed on the front of the first vibrating cassette 210 to generate an ultrasonic frequency vibration of 25 to 30 kHz, and a second vibrating cassette 220. And a plurality of second ultrasonic vibrators 221 which are installed at the front of the panel to generate ultrasonic frequency vibrations of 35 to 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 irradiated with each other to solve many problems (there are no structurally specified cases) that occur when the dual frequency ultrasonic vibration is applied to the actual sludge treatment apparatus, not theoretically. It is possible to provide a sludge treatment apparatus using ultrasonic waves that can be applied without problems and can effectively differentiate the sewage sludge through the 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, since problems due to standing waves, which are a phenomenon indicating an energy distribution such as a waveform stopping when a sludge is processed using ultrasonic waves of a single frequency, a double according to the present invention is solved. By using the ultrasonic ultrasonic stirring unit 200, the ultrasonic wave having two or more frequencies may be effectively processed to sludge.

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, the first vibrating cassette 210 and the second vibrating cassette 220 are not directly attached to the outer circumferential surface of the center frame 410 and are provided to be spaced apart from the center frame 410, thereby providing an installation position of the vibrating cassette or The number of vibration cassettes may be additionally installed as necessary without limiting the number thereof, so that the solubilization rate of the sludge may be further increased.

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 a change in 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, the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 according to the present invention When the acoustic density of the dual frequency ultrasonic wave generated by 198 WL is about 1 hour, when the sonication time is about 1 hour, the soluble chemical oxygen demand is increased to 8000 mg / L or more, and the solubilization rate of the sludge is greatly increased (about 1 hour). Sludge is undifferentiated 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 vibrating cassette 210 and the second vibrating cassette 220 are provided in the form of a vertically provided box, and the plurality of first ultrasonic vibrators 211 are exposed through the front surface of the first vibrating cassette 210. Is disposed so as to be sealed from the outside in the first vibration cassette 210 is installed so as not to be damaged when the first vibration cassette 210 is locked in the sludge 10, the plurality of second ultrasonic vibrators 221 It is disposed to be exposed through the front surface of the second vibrating cassette 220, the inside of the second vibrating cassette 220 is installed to be sealed from the outside so as not to be damaged when the second vibrating 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, according to the component and inflow amount of the sludge 10 to be solubilized into the body 100, the body 100 by the rotation drive of the stirring drive unit 300 Irradiating the sludge 10 inside the body 100 to cross the dual frequency ultrasonic vibrations of 28 kHz and 40 kHz while stirring the sludge 10 inside, or by stopping the rotation driving of the stirring driver 300. In the state in which the agitation is stopped, dual frequency ultrasonic vibrations of 28 kHz and 40 kHz are irradiated to the sludge 10 inside the body 100 so as to cross each other, thereby destroying 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. In this case, the stirring driver 300, the first ultrasonic vibrator 211, and the second ultrasonic vibrator 221 are controlled by the controller 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, the ultrasonic vibration is evenly transmitted to the sludge 10 inside the body 100 by the dual frequency ultrasonic vibrations irradiated with each other even when the stirring is stopped. Is generated so that the solubilization of the sludge 10 can be made sufficiently effective without the occurrence of the dead zone that does not reach the ultrasonic wave, but when the center frame 410 is rotated by the drive of the stirring drive 300, the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 Sludge so that the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 provided with the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 are rotated to mix the sludge 10 inside the body 100. While stirring (10), solubilization can be made more uniformly into the interior of 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 in the liquid phase of the sludge 10 filled in the interior of the apparatus, that is, the body 100, it is attached to the outer wall to irradiate ultrasonic waves. Less noise than that, even if the capacity of the ultrasonic treatment tank, that is, the size of the body 100 is increased, the size of the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 and the first vibration cassette 210 and the second By increasing the number of the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 installed in the vibrating cassette 220, it is possible to flexibly realize the effect of easy 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, the solubilization of the sludge 10 introduced into the body 100 may be optimized and performed while also optimizing the energy consumption efficiency.

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. As shown in FIG. 2, the stirring drive unit 300 includes a motor installed at an upper portion of the stirring control unit 401 supported by the installation support unit 145 installed at 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.As shown in FIGS. 2 and 3, the stirring transmission unit 400 is provided between the stirring driving unit 300 and the center frame 410, and includes a stirring control unit 401 configured as a reduction gear to adjust the rotation speed. And a central frame 410 connected to the stirring driver 300 through the stirring controller 401 and rotating at a speed of about 10 rpm, and the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220. Each pair includes two pairs of cassette wire stirring frames 420 disposed to cross each other so as to be fixedly connected to the upper and center frames 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 cassette wire stirring frame 420 is rotated as the center frame 410 is rotated, the cassette wire stirring frame 420 is fixedly connected. The first vibrating cassette 210 and the second vibrating cassette 220 may be rotated to agitate 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 FIG. 2, a pair of cassettes are coupled to the center frame 410 such that upper and lower portions of the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 are fixed to the center frame 410. Plates 411 are provided at positions corresponding to the upper and lower portions of the first vibrating cassette 210 and the second vibrating cassette 220, respectively, and above the cover 140 of the body 100. An upper bearing part 413 is provided to support rotation, 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 support rotation of the center frame 410. Stable support at the bottom of the (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. Inside the cassette wiring stirring frame 420, as shown in FIG. 2, wires 421 respectively connected to the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 are 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, when the cassette wiring stirring frame 420 is immersed in the sludge 10, the sludge 10 is prevented from leaking into the cassette wiring stirring frame 420, so that the wire 421 is driven by the sludge 10. Electrical damage can be prevented.

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 transmission unit 400 according to the present invention, as shown in Figure 2, the wire 421 connected to the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 of the center frame 410 It is preferable to further include a slip ring 430 is installed on the upper portion of the cassette wiring stirring frame 420 in the center frame 410 to prevent twisting by rotation.

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 Figure 4 and 9, the first ultrasonic vibrator 211 and the second of the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 by the wire 421 It is preferable to further include an ultrasonic vibration unit 500 connected to the ultrasonic vibrator 221 to adjust the vibration frequency and the output of the 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 controller 700 controls the ultrasonic vibrator 500 to control the first or second ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221, respectively, which generate ultrasonic vibrations having different dual frequencies. Can be.

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. On the other hand, as another embodiment of the present invention, as shown in Figure 6, in the center frame 410 is surrounded by the first vibration cassette 210 and the second vibration cassette 220 of the dual frequency ultrasonic stirring unit 200 On the outer circumferential surface of the wrapped portion, a plurality of stirring blades 417 may be provided to protrude radially.

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 vibrating cassette 210 and the second vibrating cassette 220 is agitated by the stirring blades 417. 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, in the center frame 410 to 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 any one surface of the plurality of stirring blades 417 protruding radially 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.In this case, the frequency of the ultrasonic vibration irradiated through the third ultrasonic vibrators 419 may be matched with 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 any other frequency.

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 inner sludge 10 surrounded by the first vibrating cassette 210 and the second vibrating cassette 220 is stirred and irradiated from the third ultrasonic vibrator 419. Due to the ultrasonic vibration, the micronization of the sludge 10, the decomposition of cells and the solubilization of the sludge 10 may 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. Meanwhile, in 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 are provided. A level sensor 600 installed perpendicularly to at least one of the cassettes 220 and provided with a sensing contact at a predetermined height, and based on a result detected by the level sensor 600, a first ultrasonic vibrator 211 and a second ultrasonic wave. The control unit 700 for controlling the ultrasonic vibrator 500 so that the vibrators 221 are sequentially operated from the bottom up, and the frequency of ultrasonic vibration to be irradiated from the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221. The electronic device may further include an input unit 710 for receiving information about an output, an operation time, and the like, and a storage unit 720 for storing the information received 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 so that the first ultrasonic vibrator 211 and the second ultrasonic vibrator 221 are sequentially operated from below according to the level of the sludge 10 introduced into the body 100 and filled. By controlling the vibrator 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. Meanwhile, as shown in FIG. 8, a heating unit 170 operated by an electric heating method may be provided inside the body 100 of the sludge treatment apparatus using ultrasonic waves according to the present invention.

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 introduced into the body 100 to be filled at a constant temperature so that the solubilization of the sludge 10 is more easily performed. Can be.

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. Accordingly, according to the present invention, the middle temperature anaerobic digestion tank operating temperature should be maintained at about 35 ~ 37 ℃ can be further increased the production of high-quality biogas, and the ultrasonic wave that can further improve the performance of the digester The sludge treatment apparatus used can be provided.

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 the technical aspects have been described in the accompanying drawings and described above, the technical idea of the present invention is for the purpose of description, and not by way of limitation, the person skilled in the art of the present invention. It will be understood that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the technical scope of the following 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 drive 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 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치.
A body connected to the sludge storage tank so that sludge is introduced into the sludge storage tank, the body being 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 be stirred or agitated, and different dual-frequency ultrasonic waves are transmitted to the sludge inside the body to cross each other in the interior of the body to Dual frequency ultrasonic stirring unit solubilizing the sludge by ultrasonic vibration of a dual frequency irradiated with each other;
A stirring drive unit connected to the dual frequency ultrasonic stirring unit to provide a rotational driving force to rotate the dual frequency ultrasonic stirring unit; And
A stirring transmission unit provided between the dual frequency ultrasonic stirring unit and the stirring driving unit and having a center frame to transfer the rotation driving force provided by the stirring driving unit to the dual frequency ultrasonic stirring unit;
Sludge treatment apparatus using ultrasonic waves comprising a.
제1항에 있어서,
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 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치.
The method of claim 1,
The dual frequency ultrasonic stirring unit,
A pair of first vibrating cassettes provided to be oriented mutually with the center frame interposed therebetween,
A pair of second vibration cassettes provided to intersect with respect to the first vibration cassette with respect to the center frame and mutually orientated with the center frame therebetween;
A plurality of first ultrasonic vibrators installed on the front surface of the first vibration cassette to generate ultrasonic frequency vibrations of 25 to 30 kHz;
Sludge treatment apparatus using ultrasonic waves, characterized in that it comprises a plurality of second ultrasonic vibrators installed on the front of the second vibration cassette to generate ultrasonic frequency vibration of 35 ~ 45 kHz.
제2항에 있어서,
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 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치.
The method of claim 2,
The stirring transmission unit includes two pairs of cassette wire stirring frames arranged so that another pair is crossed with respect to one pair so as to be connected to an upper portion of the first vibration cassette and the second vibration cassette and the center frame.
The sludge processing apparatus using ultrasonic waves, wherein the wires respectively connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator are wired to be sealed from the outside in the cassette wiring stirring frame.
제3항에 있어서,
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 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치.
The method of claim 3,
Sludge treatment apparatus using ultrasonic waves, characterized in that it further comprises an ultrasonic vibration unit connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator of the dual frequency ultrasonic stirring unit by the wire to adjust the vibration frequency and output of the ultrasonic waves. .
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이중주파수 초음파 교반유닛의 진동 출력은 9400 ~ 9800 W 인 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 슬러지 처리장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The vibration output of the dual frequency ultrasonic stirring unit is sludge treatment apparatus using ultrasonic waves, characterized in that 9400 ~ 9800 W.
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