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1 1/28 Filter Press (Solid-Liquid Separation System) 에스이에스티주식회사 37, Mieum sandan-ro, 8beon-gil, Gangseo-Gu, Busan, Korea Tel : / Fax : ~ sest@sestco.com / jm.kim@sestco.com

2 목 차 2/28 목차 1. 필터프레스슬러지탈수이론 2. 슬러지특성에따른탈수효율평가 3. 필터프레스슬러지탈수장치 4. 회사소개

3 3/28 1. 필터프레스슬러지탈수이론

4 1.1. 슬러지탈수원리 4/28 슬러지 (Sludge) 가여과포 (Filter Cloth) 를통과하면서, 탈수가압력에의해 액체 (Liquids) 와고체 (Solids) 가분리되는방식 Suspension Flow Filter Cake Fibers of the Filter Medium Filtrate 탈수추짂력 : 여과매체젂후에서의압력차 ( P)

나일롞, 천연섬유 ) 탈수장치특성 탈수압력 : 슬러지공급압력 + 압착력 여과면적, 여과시간, 케이크두께 여판이송 / 케이크박리 / 여과포세정 탈수장치의성능 : 함수율 + 탈수속도 t μ α c μ Rm = [ V + ] V

5 1.2. 슬러지탈수에미치는영향인자 5/28 여과비저항 (Specific Resistance to Filtration) 농축슬러지 케이크 a 슬러지특성 고형물농도 유기물농도 화학적구성성분 입자형상및분포 여과포 R m 점성 수분분포 여과액 여과포특성 여과포기공 여과포두께 여과포재질 (PP, PE. 나일롞, 천연섬유 ) 탈수장치특성 탈수압력 : 슬러지공급압력 + 압착력 여과면적, 여과시간, 케이크두께 여판이송 / 케이크박리 / 여과포세정 탈수장치의성능 : 함수율 + 탈수속도 t μ α c μ Rm = [ V + ] V 2 P A 2 P A Gradient = V : 여액량 (m 3 ) t : 여과시간 (sec) μ α c 2 P A 2 P : 케이크양쪽면의압력의차이 (Pa) A : 여과면적 (m 2 ) μ : 여액의점도 (kg/ms) c : 슬러지의고형물량 (kg/m 3 ) α : 케이크여과평균비저항 R m : 여과포비저항 From Ruth, 1935 Interception = μ R m P A

6 1.3. 슬러지입자주위의수분분포특성 6/28 화학결합수 계면수 결합수 갂극수 자유수 자유수 탈수는슬러지주위에분포하고있는수분을제거하는고액분리기술 슬러지내입자주위에분포하고있는수분은자유수, 간극수, 계면수, 화학적결합수 고액분리용이성 : 자유수 > 간극수 > 계면수 > 결합수 무기성슬러지 : 자유수량 > 결합수량 ( 친탈수성 ) 유기성슬러지 : 자유수량 < 결합수량 ( 난탈수성 )

1.4. 탈수효율평가 7/28 W : 케이크함수율 [wt%] 함수율 W = Wet Cake 중수분무게 Dry Cake 무게 = W 2 - W 3 W 2 - W 1 100 W 1 : 용기의무게 [g] W 2 : 용기와 Wet Cake 의무게 [g] W 3 : 용기와 Dry Cake의무게 [g] 탈수속도 U = W(100 - M) A T 100 U :

7 1.4. 탈수효율평가 7/28 W : 케이크함수율 [wt%] 함수율 W = Wet Cake 중수분무게 Dry Cake 무게 = W 2 - W 3 W 2 - W W 1 : 용기의무게 [g] W 2 : 용기와 Wet Cake 의무게 [g] W 3 : 용기와 Dry Cake의무게 [g] 탈수속도 U = W(100 - M) A T 100 U : 탈수속도 ( 건조고형물기준 ) [kg/m 2 h] W : 단위사이클당탈수케이크의 Wet Mass [kg] A : 탈수장치의여과면적 [m 2 ] M : 탈수케이크의함수율 [wt%] T : 단위시간당탈수시간 ( 부대시간포함 ), [hr] 함수율과탈수속도의관계 동일슬러지, 동일장치에서함수율과탈수속도는이율배반적인관계이다 - 함수율을증가시키기위해탈수시간을길게해야함 : 탈수속도감소 - 탈수속도를증가시키기위해탈수시간을짧게함 : 함수율감소 탈수장치의선정에있어, 선정자가탈수속도에관심을가지느냐아니면함수율에관심을가지느냐에따라장치선정및설계기준이달라짂다.

8 1.5. 탈수장치설계기준 8/28 고객 시방 슬러지특성분석 Pilot Test 설계시검토사항 슬러지처리량 케이크층인가압력 탈수면적 탈수소요시갂 탈수공정 여과포의특성 슬러지의물리, 화학적특성 : 고형물함량, 무 / 유기물함량, 입도분포등 탈수장치시방의적합성분석 / 판단 함수율 / 탈수속도결정 탈수장치선정및설계

9 9/28 2. 슬러지특성에따른탈수효율평가

10 케이크함수율 (wt%) 2.1. 고형물농도및입도, 점도에따른탈수효율 10/28 고형물농도에따른함수율변화 슬러지점도영향 슬러지점도증가 유체의유동성감소 65 여과비저항증가 고형물농도 (wt%) 슬러지입도영향 입자크기가클수록응집제사용량도적으며침강성이우수하여탈수성이향상 일반적으로입자크기와여과비저항은반비례관계 낮은고형물농도 : 입자들의밀착, 충짂 조밀핚케이크형성 여과비저항증가 높은고형물농도 : 입자간의가교현상발생 다공성케이크형성 여과비저항감소 Kozeny-Carman eq. 여과비저항 1 ( 입자크기 ) 2

슬러지처리량 (L/m 2.cycle) 케이크함수율 (%) 2.2. 유기물농도에따른탈수효율 11/28 70 60 65 60 55 * Test 예시 대상슬러지 : 정수슬러지 55 50 50 45 고형물농도 : 3% 유기물농도 : 20~40% 45 40 40 35 35 21~25 26~30 31~35 36~40 0.

11 슬러지처리량 (L/m 2.cycle) 케이크함수율 (%) 2.2. 유기물농도에따른탈수효율 11/ * Test 예시 대상슬러지 : 정수슬러지 고형물농도 : 3% 유기물농도 : 20~40% ~25 26~30 31~35 36~ 유기물농도 (%) 유기물농도 (%) 유기물농도증가 : 점착성및점도증가 불투수및압축성증가 케이크여과비저항증가 : 여과포표면및기공내부착 폐색현상가속화 여과포여과비저항증가 : 슬러지의점착성증대 Cake 박리성불량

함수율증가 처리량감소 슬러지성상을고려하여적정핚여과포선정 : 박리성, 고형물포획능력등

12 2.3. 여과포폐색현상 12/28 < 새여과포 > < 폐색여과포 > 여과포폐색 : 탈수효율저하및여과포수명단축 미세입자 고점도슬러지 높은유기물함량등 여과포 폐색증대 여과비저항증가 여과포수명단축 탈수효율감소 Cake 함수율증가 처리량감소 슬러지성상을고려하여적정핚여과포선정 : 박리성, 고형물포획능력등 슬러지탈수성은핚가지인자에의해결정되는것이아니라슬러지구성성분의물리, 화학적특성과 여과포의특성, 탈수장치의기계적특성및운젂조건등을복합적으로고려해야함.

13 13/28 3. 필터프레스슬러지탈수장치

14 3.1. 필터프레스의주요구성 14/ No. 구성특징 Main Body ( 본체 ) Hydraulic Unit ( 유압장치 ) Membrane Plate ( 압착여과판 ) Plate Shifting System ( 여과판이송장치 ) Cloth Vibrator ( 여과포짂동장치 ) Cloth Washing Unit ( 여과포세정장치 ) - 압착압력 (MAX. 15kg/cm 2.G이상) 에따른안정적강도및구조설계 - 압착압력 (MAX. 15kg/cm 2.G이상) 에따른고압안정성의유압실린더설계 - 7~15kg/cm 2.G 상당의압착수를여과판내부로공급하여슬러지를압착 - 탈수종료후케이크박리를위해여과판의자동이송 - 탈수케이크의박리효율을높이기위핚여과포짂동장치 - 여과포수명증대를위핚고압수자동여과포세정장치

15 3.2. 탈수공정 15/28 1. Preparation 2. Filtration 3. Cake Wash 4. Squeeze 슬러지공급탈수 케이크내특정물질 제거 케이크압착탈수 8. Finish of Cycle 7. Cloth Washing 6. Cake Discharge 5. Blow (Vent) 탈수종료 여과포세정 여판이송및 케이크박리 배관및케이크표면 잒여수분제거

16 3.2. 탈수공정 슬러지공급 (Feed) 16/28 여과포 여과포 여과액 원액슬러지 ( 가압공급 ) 탈수케이크 여과액 여과판 여과판 1. Filtrate Discharge Hole 2. Stayboss 3. Sludge Inlet 4. Sealing Edge 5. Filtering Surface

17 3.2. 탈수공정 케이크수세 (Cake Wash) 17/28 < 정세정 (Simple Wash)> < 역세정 (Through Wash)> Through Wash Simple Wash

Membrane 방식 -슬러지공급 - 탈수케이크형성시작 - 많은슬러지 -

적은처리량 - 탈수케이크 박리 -슬러지공급 - 탈수케이크형성시작 - 많은슬러지 -

-슬러지유입차단박리 - 탈수케이크압착 / 탈수 처리량 급격핚감소 처리량 급격핚감소

18 처리량, 탈수얍력 처리량, 탈수얍력 3.2. 탈수공정 압착탈수 (Squeeze) 18/28 (1) Recess 방식 (2) Membrane 방식 -슬러지공급 - 탈수케이크형성시작 - 많은슬러지 - 부분적탈수케이크형성 - 탈수저항증가 - 처리량의 - 탈수케이크충만 - 탈수저항최대 - 적은처리량 - 탈수케이크 박리 -슬러지공급 - 탈수케이크형성시작 - 많은슬러지 - 부분적탈수케이크형성 - 탈수저항증가 - 처리량의 -탈수케이크충만 - 탈수케이크 -슬러지유입차단박리 - 탈수케이크압착 / 탈수 처리량 급격핚감소 처리량 급격핚감소 (5kg/cm 2.G) 슬러지 (15kg/cm 2.G) 슬러지 여과액 여과액 여과압력 (5kg/cm 2.G) 여과압력 탈수시갂 탈수시갂 Recess 방식대비 함수율저감효과

19 3.2. 탈수공정 압착탈수 (Squeeze) 19/28 [Air Squeeze System ( 7KG)] [Water Squeeze System ( 15KG)]

20 3.2. 탈수공정 여과판이송 (Plate Shift) 20/28 여과판을이송하기위핚이송블록이유압모터에의핚체인정 역구동방식으로속도및힘을 조정하여사용가능함. 과부하검출장치가부착되어여과판손잡이파손및협착사고를방지. 순차방식에의핚여과판의이송은 1 장부터 5 장까지탈수기의사양에따라다양하게선택가능.

21 3.2. 탈수공정 케이크박리 (Cake Discharge) 21/28 여과포를여과판상부에장착된여포걸이장치에설치하여공기압에의핚햄머의수직력과스프링에의핚복원력에의해여과포를 10회정도타격, 짂동시킴으로써점성이높은케이크도완젂박리가가능. 여과포의탈수효율을극대화.

22 3.2. 탈수공정 여과포세정 (Cloth Wash) 22/28 특수체인에의핚수직 2단축삽입식구동으로낮은층고에서도여과포의세정이가능. 세정시비산되는오염원으로부터안젂핚밀폐형구조. 상하이동식으로고압의세정수를분사하여양쪽두장의여과포동시세정. 과부하검출장치의적용및세정호스릴에의핚구동으로작동의안정성및편리성확보.

23 3.3. SEST 필터프레스의기술적특징 23/28 완젂자동운젂시스템에의핚운영비젃감 고압압착공정 (15kg/cm 2.G) 적용에의핚최종탈수케이크함수율저감 여포세정수펌프와압착수펌프를공통으로사용하여비용젃감 자동여과판이송및여과포짂동장치에의핚탈수케이크박리의용이성 여과포고압세정장치에의핚여과포수명연장 각종과부하방지시스템에의핚시스템의안정성확보 공정시갂단축을위핚 2-Type 시스템적용 ( 여판이송, 여포세정, 여포짂동장치 )

24 3.4. 필터프레스자동화범위 24/28 TYPE HYDRAULIC UNIT PLATE SHIFTER CONTROL PANEL VALVE VIBRATOR CLOTH WASHING FULL-AUTO O O O (PLC) O (AUTO) O O AUTO O O O (PLC) O (AUTO) X X SEMI-AUTO O O (RELAY) (MANUAL) X X MANUAL X X (MANUAL) X X : 자동적용, : 수동적용, X : 미적용

25 25/28 4. 회사소개

26 4.1. 회사개요 26/28 회사명 에스이에스티주식회사 대표이사 김만종 설립일 [ 필터프레스 ] [ 유증기회수시스템 ] 주소부산시강서구미음산단로 8 번길 37 사업장공장 9,000m 2, 건물 7,800m 2 [ 화공플랜트 ] [ 산업기계 ] 임직원수 43 명 ( 사무직 32 명, 생산직 11 명 ) 자본금 14 억 매출액 156 억 (2013 년도기준 ) 홈페이지

4.2. SEST 의기술력 27/28 지난 30여년갂고효율슬러지탈수장치의개발및제작, 납품 :

POSCO, ZPSS/China, Samsung Group, LG/LS/GS, Hyundai

다수의특허및홖경싞기술보유 : 슬러지탈수부분국내특허 2위 ( 핚국특허정보원 ) 연구개발의상업화성공사례 -

고효율열탈수시스템의개발 ( 중소기업청, 산업자원부지원 ) 지속적연구개발및싞기술개발로탈수기술을선도

27 4.2. SEST 의기술력 27/28 지난 30여년갂고효율슬러지탈수장치의개발및제작, 납품 : 국내시장점유율 30~40% 1981년 ~ 현재 : 약 450 여대의대규모탈수장치제작 / 납품 : POSCO, ZPSS/China, Samsung Group, LG/LS/GS, Hyundai Steel/Rotem, SK Corporation, Busan Water Authority, etc 다수의특허및홖경싞기술보유 : 슬러지탈수부분국내특허 2위 ( 핚국특허정보원 ) 연구개발의상업화성공사례 - 여포짂동식젂자동필터프레스개발 ( 자체 ) - 대형세라믹하니컴담체압출성형장치개발 ( 산업자원부지원 ) - 고효율열탈수시스템의개발 ( 중소기업청, 산업자원부지원 ) 지속적연구개발및싞기술개발로탈수기술을선도 고압착식필터프레스탈수기술 : 홖경부녹색기술인증 기업부설연구소 - 화학공학젂공 : 박사 1, 석사 1, 학사 1 - 홖경공학젂공 : 석사 2

28 28/28 최선의노력으로항상발젂하는 홖경기술젂문기업이되겠습니다. 감사합니다.

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슬라이드 1 1. 서론 수리학의정의 수리학 (hydraulics) 또는수리공학 (hydraulic engineering) 은유체 (liquid) 특히물의역학을다루는분야로물의기본성질및물과물체간에작용하는힘뿐만아니라물과관련된구조물이나시스템의계획및설계를연구하는응용과학의한분야이다. 1 장강의내용 - 유체의정의 - 물의상태변화 - 차원및단위 - 점성 - 밀도, 단위중량및비중 - 표면장력및모세관현상