KR0174716B1

KR0174716B1 - Process agent component for stabilizing and solidifying all kinds of sludge

Info

Publication number: KR0174716B1
Application number: KR1019960034684A
Authority: KR
Inventors: 이남출
Original assignee: 이남출; 주식회사한미기연
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 1999-02-18
Also published as: KR19980015384A

Abstract

생석회, 자바사이트, 황산칼슘, 산화마그네슘, 염화코발트, 화산알루미나 등의 조성물로 구성되는 유기 또는 무기물의 오니 및 슬러지를 광범하게 고화할 수 있는 처리제로서 흡수발열반응, 이온교환반응, 폴롤란반응, 탄산화반응, 흡착등의 기능 및 작용을 하므로서 매립토, 복토제, 퇴비화 토지개량등의 처리목적에 맞도록한 각종 오니 및 슬러지의 안정화 및 고화처리제 조성물에 관한 것임.As a treatment agent that can solidify sludge and sludge of organic or inorganic substance composed of composition such as quicklime, javasite, calcium sulfate, magnesium oxide, cobalt chloride, volcanic alumina, etc., absorption exothermic reaction, ion exchange reaction, pololan reaction, The present invention relates to a composition for stabilizing and solidifying various sludges and sludges suitable for processing purposes such as landfilling, covering soil, and composting land improvement by performing functions such as carbonation reaction and adsorption.

Description

Stabilization and solidification treatment composition of various sludge and sludge

본 발명은 상하수처리장, 산업폐수처리장, 인분처리장 및 가축사육장등에서 생성되는 각종 유기 또는 무기물의 오니 및 슬러지를 쉽게 안정화 및 고화시킬 수 있는 각종 오니 및 슬러지의 안정화 및 고화 처리제 조성물을 제공함에 목적이 있고 또 하나의 목적으로는 각종 오니 및 슬러지의 안정화 및 고화 처리를 하므로서 매립장의 복토제, 매립토, 사연토 및 퇴비, 토양개량제등으로 재활용시켜 폐기물을 자원화하고 환경오염을 최소화시킴에 있다 하겠다.An object of the present invention is to provide a composition for stabilizing and solidifying various sludges and sludges that can easily stabilize and solidify sludges and sludges of various organic or inorganic substances produced in water and sewage treatment plants, industrial wastewater treatment plants, serving plants, and livestock farms. Another objective is to recycle wastes as landfills, landfills, sandy soils and composts, and soil improvers by stabilizing and solidifying various sludges and sludges, thereby minimizing waste and minimizing environmental pollution.

종래 상하수처리장, 산업폐수처리장, 인분처리장 및 가축사육장 등에서 생성되는 각종 오니 및 슬러지류의 폐기물을 최종 처리하는 방법으로는 소각, 발효에 의한 퇴비화등 고화처리, 매립등의 방법이 있으나 그중 일반적으로 가장 많이 채택하고 있는 매립 방법의 경우 일반 쓰레기 매립장에 함수율 85% 정도의 슬러지 또는 오니류를 아무런 처리없이 그냥 폐기 매립하므로서 침출수의 수질을 약화시키고 침출수량을 증가시키게 되고 매립물량이 많아지므로서 매립 완료후 장기간에 걸쳐 재이용이 불가능하게 되며 매립장 주변에 2차 환경오염 발생요인을 증가시키고 있다.Conventional methods of final treatment of various sludge and sludge wastes generated in water and sewage treatment plant, industrial wastewater treatment plant, serving plant and livestock breeding plant include solidification treatment such as incineration and fermentation, and landfill. In the case of the landfill method that is widely adopted, landfilling wastewater of sludge or sludge with a water content of about 85% is disposed in a general landfill without any treatment, thereby weakening the quality of the leachate and increasing the amount of leachate and increasing the amount of landfill. Reuse is not possible throughout the country, increasing the secondary environmental pollution factors around the landfill.

우선 고화처리 방법을 살펴보면 일반적으로 오니 슬러지류의 처분을 목적으로 하여 사용되는 고화제로는 생석회 단일물질, 생석회와 시멘트의 혼합물, 생석회 및 시멘트 그리고 수용성 고화제의 조성으로 된 고화제, 생석회나 특수시멘트인 활성알루미나계로 대별할 수 있으며 이와같은 고화제의 처리목적은 오니 슬러지의 안정화 및 고화처리에 목적을 두고 있으며, 또한 처리토는 복토제, 사면토, 매립토, 퇴비화등을 목적으로 하고 있으나 오니 슬러지의 다양한 성상 때문에 다양한 처리기법과 성상이 요구되고 있다.First, the solidification treatment method is generally used for the purpose of disposal of sludge sludge, such as a quicklime single material, a mixture of quicklime and cement, quicklime and cement and a solidifying agent, quicklime or special cement Phosphorus-activated alumina can be roughly classified and its purpose is to stabilize sludge sludge and solidify the sludge. Also, the treated soil is intended to cover soil, slope soil, landfill, and compost. Due to the various characteristics of the process, various processing techniques and characteristics are required.

따라서 오니 및 슬러지의 안정화와 고화처리를 위한 고화제 조성물이 추구하는 성상은 생석회 기능에 의한 안정화, 고결촉진제에 의한 조기 고화 촉진을 도모하여 토질의 역학적 강도를 갖게 함에 있고 이에 부수되는 목적으로 매립토, 복토제, 퇴비, 토지개량제등의 처리 목적에 맞도록 고화제의 조성 및 성능의 선택이 있어야 한다.Therefore, the properties pursued by the solidifying agent composition for stabilization and solidification of sludge and sludge are aimed at stabilizing by the quicklime function and promoting the early solidification by the coagulant promoter to have the mechanical strength of the soil, and for the purpose of accompanying landfill soil, There should be a choice of composition and performance of hardeners for the purpose of treatment such as soil cover, compost and land reform.

그러나, 종래의 오니, 슬러지의 안정화 및 고화처리제로서 생석회는 유기성 오니류를 고화처리하기 위하여 일정량의 생석회를 첨가 반응시켜 안정화 및 고화처리라는 개념에서 행해지고 있으나 함수율의 감소에는 상당한 시간이 소요된다. 예를들면 수부함량 85%의 오니 1톤에 180Kg의 생석회를 첨가했을 경우 3일간 자연 건조로 안정화 및 고화 처리가 이루어진다고 하지만 안정화된 고화체는 토질 역학적 요구강도 0.7Kg/㎠에 의해 크게 미치지 못하게 되고 방치할 경우 입자의 비산현상이 발생할 수 있다.However, as a conventional sludge and sludge stabilization and solidifying agent, quicklime is added and reacted with a certain amount of quicklime to solidify organic sludge, but stabilization and solidification are performed in the concept of stabilization and solidification. For example, when 180 kg of quicklime is added to 1 ton of sludge with 85% water content, stabilization and solidification are performed by natural drying for 3 days, but the stabilized solidified body is not significantly undermined by the required soil dynamic strength of 0.7 Kg / ㎠. If left unattended, scattering of particles can occur.

또 생석회와 시멘트 혼합물은 특히 고함수율을 갖는 유기성 오니에 있어서는 고화기능을 거의 기대할 수 없다.The quicklime and cement mixtures can hardly expect a solidification function, especially in organic sludges with high water content.

즉, 생석회에 의한 안정화 기능이 저하되고 시멘트는 고함수율의 유기성 오니류에는 이 속에 존재하는 휴민산등의 방해를 받아 고화촉진 반응이 약하기 때문에 고화제로서의 기능이 거의 없다고 보아야 한다. 그리고 생석회, 시멘트, 수용성 고화제의 조성으로 된 고화제는 고화처리후 5일 이상 양호한 자연건조 방법을 택하면 고결능력은 기대할 수 있으나 고화처리 목적은 연속 다량 처리하는 기능과 조기고화 처리되어 목적으로서의 효율성이 커야한다.That is, the stabilization function due to quicklime is deteriorated, and the cement has a high content of organic sludge, which has little effect as a solidifying agent because it is weakened by the solidification reaction due to the interference of humic acid present therein. And solidifying agent composed of quicklime, cement, and water-soluble solidifying agent can be expected to have solidification ability if it is good for more than 5 days after solidification treatment. Efficiency should be large.

그러나 뻘과 같은 교반토는 긴 자연 건조기간이 요구되며 우천 및 동절기에 문제점이 발생한다. 그밖에 생석회와 특수시멘트인 알루미나계 고화제는 조기 고결기능을 보유한 고화제라 볼수 있으나 고화제의 가격이 비싸 선택적으로 고화처리를 하는 적용방법에는 바람직하나 특히 오니 슬러지를 퇴비화거나 토양개량제등으로 안정화 및 고화 처리방법으로는 부적합하다.However, agitated soils such as soils require long natural drying periods and problems occur in rainy and winter seasons. In addition, quicklime and alumina-based solidifiers, which are special cements, can be regarded as solidifying agents having early freezing function. However, the price of the solidifying agent is high, so it is preferable for the method of selectively solidifying the sludge, but it is especially stabilized and solidified by sludge sludge or soil improving agent. It is not suitable as a treatment method.

본 고화제는 생석회의 기능, 알루미나계 시멘트의 기능, 가스흡착기능, 토질 역학적 강도유지 기능을 전제로한 고화제 조성물이라 할 수 있으며 고함수율을 갖는 오니류를 강력한 흡착력으로 안정화함은 물론 수분을 조기에 감소시켜 고결촉진을 도모하여 조기 고화기능을 가지며 일반토양과 같은 성상으로 지속적인 강도유지를 하면서 토양에 유익한 미네랄까지도 용출하는 기능을 갖게 되는 고화제 조성물로서 그 조성물과 조성비는 아래와 같다.This solidifying agent is a solidifying agent composition that assumes the function of quicklime, alumina cement, gas adsorption, and soil mechanical strength. It also stabilizes sludge with high water content with strong adsorption power and early moisture. It is a solidifying agent composition which has a function of elevating the beneficial minerals to the soil while maintaining the strength with the same properties as the general soil by promoting the solidification by promoting the solidification.

고화제 조성물 및 조성비Solidifying agent composition and composition ratio

생석회 ----------------------- 39 - 71 %Quicklime ----------------------- 39-71%

자바사이트(chabagite) -------------- 18 - 32 %Chabagite -------------- 18-32%

황산칼슘 ---------------------- 7 -13 %Calcium Sulfate ---------------------- 7 -13%

산화마그네슘 -------------------- 2 - 4 %Magnesium Oxide -------------------- 2-4%

염화코발트 --------------------- 1.4 - 2.6 %Cobalt Chloride --------------------- 1.4-2.6%

활성알루미나 -------------------- 3.5 - 6.5 %Activated Alumina -------------------- 3.5-6.5%

상기 조성비를 갖는 고화제 조성물은 분말상이고 사용량은 오니 및 슬러지의 성상, 계절, 목적하는 고화체의 종류에 따라 약간의 차이는 있지만 수분함량 85%인 오니 또는 슬러지 95중량부에 소각제 5중량부를 첨가한 것에 본 고화제 10-18부를 첨가하여 고화시키며 또 이 고화제 조성물의 개개 조성의 기능을 살펴보면 산화칼슘은 백색등축정계의 분말로서 공기중의 습기와 이산화탄소를 흡수하여 수산화칼슘 및 탄산칼슘을 생성하게 되어 고화현상이 산화칼슘의 수회열에 의하여 수분을 증발시키게 되어 고화현상을 더욱 촉진시키게 되며 자바사이트는 제오라이트의 조성성분중에 특이한 구조를 갖는 물질로서 특히 이온 교환체로서의 칼슘의 광물성분을 갖고 있고 미네랄성분도 함유하고 있으며 그 구조로는 Ca₂[(AlO₂)(SiO₂)₈]13H₂O로써 흡수성 및 흡착성이 극히 우수하고 특히 칼슘이온에 대한 이온교환성이 뛰어날 뿐아니라 전체 구성성분 물질중 산소의 함량이 약 57% 정도로서 물의 흡수성이 강하다.5 parts by weight of incinerator is added to 95 parts by weight of sludge or sludge having 85% water content, although there is a slight difference depending on the characteristics of the sludge and sludge, the season, and the type of solidified material. 10-18 parts of this solidifying agent is added to solidify, and the function of the individual composition of this solidifying agent composition is a white equiaxed powder, which absorbs moisture and carbon dioxide in the air to produce calcium hydroxide and calcium carbonate. As the solidification phenomenon evaporates water by several times of calcium oxide, it promotes the solidification phenomenon. Javasite is a material having a specific structure in the composition of zeolite, especially the mineral component of calcium as an ion exchanger, and also mineral component. Its structure is absorbed and absorbed by Ca ₂ [(AlO ₂ ) (SiO ₂ ) ₈ ] 13H ₂ O. Extremely complex and particularly excellent ion exchange for calcium ions, oxygen content of about 57% of the total constituent material is strong water absorption.

또, 본 물질중 약 10% Al₂O₃와 약 22%의 SiO₂는 알카리성에서 -OH^-과 알카리의 여양을 받아 고화체인 물질 x와 X-OH-와 같은 양쪽성 물질의 결합이 일거나 응고력이 커지며 강한 흡착력으로 가스 악취등을 제거하므로서 환경오염에도 유익하다. 또 석고는 상온에서 수분을 흡수하여 2수염(CaSO₄2H₂O)를 만들면서 발열반응이 일어나고 체적이 증가되면서 고화되는 촉매기능을 갖게 된다. 그리고 본 조성물에서 염화코발트(Cocl₂)는 무수염의 담청색 조해성 고체로서 습한 공기중에는 적색이 되며 조해성을 가지므로서 고화시 오니로부터 수분의 탈리를 돕고 외부의 수분을 흡수하여 고화되면서 이를 조해시키는 기능을 갖는다. 특히 독가스의 흡착, 중금속 흡착력을 갖고 있어 고화 촉진은 물론 환경오염 방지 측면에도 기여도가 크다할 것이다.In addition, the material of about 10% Al ₂ O ₃ and about 22% of SiO ₂ is in the alkaline -OH ^- receiving yeoyang with a combination of both an alkaline material, such as solidified substance x with X-OH- one or The coagulation power is large and strong adsorption power is good for environmental pollution by removing gas odor. In addition, gypsum absorbs water at room temperature, making dihydrate (CaSO ₄ 2H ₂ O), and exothermic reaction occurs and has a catalytic function that solidifies as the volume increases. In the present composition, cobalt chloride (Cocl ₂ ) is a light blue deliquescent solid of anhydrous salt, which becomes red in wet air and has deliquescent property, thereby assisting desorption of moisture from sludge and absorbing external moisture to solidify it. Has In particular, it has the ability to adsorb poison gas and adsorption of heavy metals, which will contribute to the promotion of solidification and prevention of environmental pollution.

그밖에 산화마그네슘(MgO)은 등축정계의 결정으로 공기중에서 물 및 이산화탄소를 흡수하여 서서히 탄산화마그네슘이 생성되어 고화되며 고화되는 메카니즘을 살펴보면 4MgO + 3Co₂+ 4H₂O→3MgCO₃·Mg(OH)₂·3H₂O로서 물과 반응하여 3MgCO₃·Mg(OH)₂·3H₂O가 생성되면서 고화되므로서 고화 촉매촉진 기능을 하게 되며 활성알루미나(Al₂O₃)는 조기 고화 및 안정화에 있다고 볼수 있으며 그 계면적 성질이 변하여 흡착능력 및 고화 촉진 촉매로서 성질을 발휘한다.Other magnesium oxide (MgO) is a look at the mechanism to be solidified, and solidified by absorbing water and carbon dioxide in the air to determine the cubic gradually carbonation of magnesium to create _{_{4MgO + 3Co 2 + 4H 2 O}} → 3MgCO 3 · Mg (OH) 2 , reacts with water as _{_{3H 2 O 3MgCO 3 · Mg (}} OH) 2 · because 3H ₂ O is produced as solidified standing and to the solidified catalyst promoting function can see that the activated alumina (Al ₂ O ₃₎ is premature solidification and stabilization Its interfacial properties change and exhibit properties as adsorption capacity and solidification promoting catalyst.

따라서 활성알루미나, 실리카, 칼슘등에서 발생되는 에드링가이드 결정을 착안하여 고결의 조기촉진을 발현케 한 것이다. 이상과 같은 본 발명에 의한 고화제 조성물의 특성은 흡수 발열반응, 이온교환반응, 포졸란반응, 탄산화 반응을 하게 되고 특히 자바사이트의 유효공극(CEC 130-180)에 의하여 생석회의 기능보다 3배정도로 강력한 흡착력을 발휘하므로서 악취를 달리시킬 뿐만아니라 우수한 이온 교환능력이 있어 각종 반응을 촉진시킨다.Therefore, by focusing on the edring guide crystals generated from activated alumina, silica, calcium, etc., the early promotion of solidification is expressed. The properties of the solidifying agent composition according to the present invention as described above are absorbed exothermic reaction, ion exchange reaction, pozzolanic reaction, carbonation reaction, and in particular about 3 times greater than the function of quicklime by the effective void of javasite (CEC 130-180) It exhibits strong adsorption power and not only changes odor, but also has excellent ion exchange ability to promote various reactions.

또, 자바사이트 성분에 함유된 Al₂O₃나 SiO₂는 알카리성에 영향을 받아 고화체 물질 X와 X-OH^-와 같은 양쪽성 물질로 결합이 일어나 응고력을 증가시킨다. 특히 CoCl₂를 첨가하므로서 고화시 수분의 탈리를 돕고 외부수분을 흡수하여 가스흡착기능, 중금속 흡착기능을 가지면서 고화되므로서 환경측면에도 크게 유익하며 또한 고화토는 조기 고화기능과 고화제 조성물로 처리하므로서 얻어지는 목적으로의 역학적 강도를 요구하고 있어 Al₂O₃로 하여금 에드링 가이드 결정을 촉진시켜 무해한 강도있는 고화체를 얻게되는 특성을 갖는 고화제 조성물이라 할 수 있다. 또, 본 조성물에서 조성비의 최고치와 최저치는 고화처리로 얻어지는 최종목적물에 따라 달라질 수 있고 오니·슬러지의 유기물함량에 따라 차이가 있을 수 있다.In addition, Al ₂ O ₃ or SiO ₂ contained in the javasite component is affected by alkalinity and bonds to an amphoteric material such as solidified substance X and X-OH ^- to increase the coagulation force. In particular, by adding CoCl ₂ , it helps desorption of water during solidification, absorbs external moisture, and solidifies it with gas adsorption function and heavy metal adsorption function. Therefore, the solidified soil is treated with early solidification function and solidifying agent composition. hameuroseo it requires the mechanical strength of the resulting object may be referred to as solidifying agent composition causes the Al ₂ O ₃ having the characteristics obtained in the strength of solidified innocuous to accelerate the ring guide Ed crystals. In addition, the highest and lowest values of the composition ratio in the present composition may vary depending on the final target obtained by the solidification treatment, and may vary depending on the organic matter content of the sludge and sludge.

예를들면 유기물의 함량비가 30%이상 함유될 경우 안정화를 전제로 할 경우 생석회의 조성비를 높이고 여타 조성물의 조성비를 낮게 하여 안정화를 바탕으로 하는 고화제의 조성비를 선택하고 무기물의 비율이 커질 경우에는 생석회의 조성비를 적게 하고 고화 촉진력을 크게 하는 조성비를 하며 퇴비화 및 악취제거등을 목적으로 할 경우에는 자바사이트의 비율을 높이고 퇴비화 및 토지개량제를 목적으로 할 경우에는 PH를 낮게 하는 방향으로 고화제의 조성물을 조정한다.For example, if the content ratio of organic matter is 30% or more, if the premise of stabilization is higher, the composition ratio of quickener is increased and the composition ratio of other compositions is lowered. In order to reduce the composition cost of quicklime and increase the solidification promotion, increase the ratio of javasite for the purpose of composting and odor removal, and lower the pH for the purpose of composting and land reforming. Adjust the composition of.

본 발명에 의한 고화제 조성물은 유기성 오니·슬러지등 각종 성상의 오니·슬러지등을 종합적으로 처리할 수 있는 고화제의 조성물일 뿐만아니라 조성비의 조정으로 매립장의 복토제, 매립토, 사연토, 퇴비화, 토지개량제등의 다양한 목적토를 얻을 수 있으며 안정화 및 고결기능이 우수한 고화제 조성물로서 각종 오니·슬러지의 폐자원 재활용과 공해방지 측면에서 크게 각광을 받을 수 있는 고화제 조성물이라 할 수 있다.The solidifying agent composition according to the present invention is not only a composition of a solidifying agent which can comprehensively treat sludge, sludge, etc. of various properties such as organic sludge and sludge, but also covers the landfill agent, landfill, mortar, compost, It is a solidifying agent composition which can obtain various purpose soils such as land improving agent and has excellent stabilization and freezing function, and can be called a solidifying agent composition that can be greatly spotlighted in terms of recycling waste resources and pollution prevention of various sludge sludges.

Claims

Powder solidifying agent composition having the following weight composition ratio in solidifying sludge or sludge of inorganic and organic matter.

Composition · Composition Ratio

Quicklime ----------------------- 39-71%

Java Site -------------------- 18-32%

Calcium Sulfate ---------------------- 7 -13%

Magnesium Oxide -------------------- 2-4%

Cobalt Chloride --------------------- 1.4-2.6%

Activated Alumina -------------------- 3.5-6.5%