KR100316589B1 - The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge - Google Patents

The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge Download PDF

Info

Publication number
KR100316589B1
KR100316589B1 KR1019990018023A KR19990018023A KR100316589B1 KR 100316589 B1 KR100316589 B1 KR 100316589B1 KR 1019990018023 A KR1019990018023 A KR 1019990018023A KR 19990018023 A KR19990018023 A KR 19990018023A KR 100316589 B1 KR100316589 B1 KR 100316589B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
potassium
weight
sewage sludge
parts
sewage
Prior art date
Application number
KR1019990018023A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000074240A (en
Inventor
라춘기
이무성
Original Assignee
라춘기
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 라춘기 filed Critical 라춘기
Priority to KR1019990018023A priority Critical patent/KR100316589B1/en
Publication of KR20000074240A publication Critical patent/KR20000074240A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100316589B1 publication Critical patent/KR100316589B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F7/00Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
    • C05F7/04Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses from waste liquors in the potash industry

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

본 발명은 하수 종말처리장에서 발생되는 하수 슬러지를 규산칼륨비료의 제조를 위한 주 원료로서 재활용하기 위하여 하수 슬러지 100중량부(건물기준, 이하 동일)에 대해 칼륨(K)화합물을 칼륨산화물(K2O)로 환산하여 13∼17중량부, 마그네슘(Mg) 화합물을 산화마그네슘으로 환산하여 3∼4중량부 혼합하거나 또는 규산의 가용화율 및 칼륨의 구용화율을 촉진시키고 칼륨의 수용화율을 감소시키기 위한 첨가제로서 알루미늄(Al) 및 칼슘(Ca) 성분을 각각의 산화물 형태(Al2O3및 CaO)로 환산하여(이하 동일) 하수 슬러지 100중량부에 대하여 0.1-5중량부를 단독 또는 복합적으로 첨가하고 혼합한 것을 900∼1100℃의 온도범위와 10∼25분의 소성시간 조건에서 소성시킴으로써, 슬러지의 유기성분을 연소시킴과 동시에 그 연소재(무기성분)를 칼륨 등 첨가 원소성분들과 고상반응시켜 칼륨 장석류로 상전이시키는 방법으로 규산칼륨비료를 제조하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to potassium oxide (K 2 ) with respect to 100 parts by weight of sewage sludge (the same as building standards) in order to recycle sewage sludge produced in a sewage terminal treatment plant as a main raw material for the production of potassium silicate fertilizer. 13 to 17 parts by weight in terms of O) and 3 to 4 parts by weight of magnesium (Mg) compound in terms of magnesium oxide, or to promote solubilization of silicic acid and solubilization of potassium and to reduce the solubility of potassium. As an additive, 0.1-5 parts by weight of aluminum (Al) and calcium (Ca) components in the form of the respective oxides (Al 2 O 3 and CaO) (hereinafter identical) to 100 parts by weight of sewage sludge are added alone or in combination. By mixing the mixture in a temperature range of 900 to 1100 ° C. and a firing time of 10 to 25 minutes, the organic component of the sludge is combusted and the combustor (inorganic component) is added to the additive elements such as potassium. Potassium silicate fertilizer is prepared by the method of phase-transferring to potassium feldspar by solid phase reaction.

Description

하수 슬러지를 이용한 규산칼륨비료의 제조방법 {The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge}Manufacture method of potassium silicate fertilizer using sewage sludge {The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge}

본 발명은 하수 종말처리장에서 발생하는 유기성 슬러지에 주 비료성분 중 하나인 칼륨화합물 및 기타 기능성 보조제를 적정량 혼합하고 이 혼합체를 직접 소성처리하는 방식으로 슬러지 중의 유기물을 연소시킴과 동시에 슬러지 중에 함유된 규소와 알루미늄 산화물을 첨가된 칼륨과 반응시켜 칼륨장석으로 상전이시킴으로서 잔류물 자체를 규산칼륨비료로서 직접 재활용될 수 있게 하는 하수 슬러지의 처분 및 재활용에 관한 것이다.In the present invention, an organic sludge generated in a sewage terminal treatment plant is mixed with an appropriate amount of potassium compound and other functional aids, which are one of the main fertilizers, and the mixture is directly calcined to burn the organic material in the sludge and at the same time, the silicon contained in the sludge The present invention relates to the disposal and recycling of sewage sludge, which reacts with added potassium to phase change to potassium feldspar, thereby allowing the residue to be directly recycled as potassium silicate fertilizer.

일반적으로 전국의 하수 종말처리장에서 발생하는 하수 슬러지는 모두 127만6천톤으로, 이중 76%는 쓰레기 매립장에, 20.3%는 바다에 버려지고 있으며 퇴비등으로 재활용되는 양은 단지 3.5%에 불과한 실정이다.In general, all the sewage sludge generated from sewage treatment plants in the whole country is 1,276,000 tons, 76% of which are disposed of in landfills, 20.3% of which are disposed of in the sea, and only 3.5% are recycled by compost.

그러나 매립방식은 매립지 확보의 어려움과 함께 2차 환경오염을 유발시킬 가능성이 있어 처분방법으로는 적절치 못하다는 지적에 따라 2001년 이후 전면 금지될 예정으로, 이에 대한 대체처리기술의 개발이 시급한 실정이다.However, the landfill method is expected to be banned after 2001 due to the difficulty of securing landfills and the possibility of causing secondary environmental pollution, which is not appropriate as a disposal method. Therefore, it is urgent to develop alternative treatment technologies. .

현재 그 대체기술로서는 유동층 소각처분방식이 널리 검토되고 있으나, 이 방법 역시 중간처리방식으로 하수 슬러지의 감량화 안정화 등의 장점을 가진 반면 고가의 시설비 및 처리비가 소요되며 소각재를 재처분하여야 하는 등의 단점이 있다.Currently, the alternative technique of fluidized bed incineration has been widely considered, but this method also has the advantages of stabilization and reduction of sewage sludge as an intermediate treatment method, but it requires expensive facility and treatment costs and requires the disposal of incineration ash. There is this.

한편, 규산칼륨비료는 1978년에 일본에서 석탄회의 재활용 방안으로 개발되어 현재 상업화되어 있으나 국내에서는 비료로서 등록만 되어있을 뿐으로 아직 이렇다 할 생산실적이 없는 실정이다.On the other hand, potassium silicate fertilizer was developed in 1978 as a recycling method for coal ash in Japan, but currently commercialized, but only registered as a fertilizer in Korea, which has not yet been produced.

석탄회를 주 원료로 사용하고 있는 일본의 규산칼륨비료 제조방법 역시 석탄회가 원탄의 종류, 화력발전소의 운전조건 등에 따라 화학조성 및 물리적 성질이 크게 변화하기 때문에 제조공정 및 생산품의 품질을 일정하게 유지시키기 어렵다는 점 등 적용상의 한계가 있을 뿐만 아니라, 특히 대부분의 석탄회가 다량의 중금속을 함유하고 있어 그로 인해 2차적 오염을 유발시킬 가능성이 있는 등의 문제점을 안고 있다.In Japan, the method of manufacturing potassium silicate fertilizer, which uses coal ash as the main raw material, also maintains the quality of the manufacturing process and products consistently because the chemical composition and physical properties of coal ash are greatly changed depending on the type of raw coal and operating conditions of thermal power plants. Not only are there limitations in application such as difficulty, but most coal ashes contain a large amount of heavy metals, which may cause secondary pollution.

본 발명의 목적은 종래 하수 슬러지 처분기술 및 규산칼륨비료의 주 제조원료로서 석탄회가 갖는 한계성과 문제점을 해소하기 위하여 고온에서 하수 슬러지 중에 함유되어 있는 유기성분을 연소시켜 무기화/안정화시킴과 동시에 그 잔류 무기물질(소각재)을 칼륨 장석류로 상전이시킴으로써 직접 부가가치성의 규산칼륨비료로서 재활용할 수 있게 하는 것이다.The purpose of the present invention is to solve the limitations and problems of coal ash as a main raw material of the conventional sewage sludge disposal technology and potassium silicate fertilizer, and to burn and inorganicize and stabilize the organic components contained in the sewage sludge at high temperature. The phase change of the inorganic material (incineration ash) to potassium feldspar makes it possible to directly recycle it as a value-added potassium silicate fertilizer.

도 1은 본 발명의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a process chart for explaining the manufacturing method of the present invention.

본 발명은 하수 슬러지 100중량부(건물기준, 이하동일)에 대해 칼륨(K)화합물을 칼륨산화물(K2O) 기준으로 환산하여(이하 동일) 13∼17중량부, 마그네슘(Mg)화합물을 산화마그네슘기준으로 환산하여 3∼4중량부 혼합한 것을 회전드럼형 건조기로 건조하면서 입경 2mm 내외로 입상화한 다음, 소성로를 이용하여 900∼1100℃에서 10∼25분간 소성시킴으로써, 슬러지의 유기성분을 연소시킴과 동시에 그 연소재(무기성분)를 칼륨 등 첨가 원소성분들과 고상반응시켜 칼륨 장석류로 상전이시키는 방법으로 규산칼륨비료를 제조하는 것으로 구성된다.The present invention converts the potassium (K) compound to the potassium oxide (K 2 O) basis (hereinafter equal to) based on 100 parts by weight of sewage sludge (the same as the building basis), and 13 to 17 parts by weight of magnesium (Mg) compound. 3-4 parts by weight of magnesium oxide, based on magnesium oxide, was granulated to a particle diameter of about 2 mm while drying with a rotary drum dryer, and then calcined at 900 to 1100 ° C. for 10 to 25 minutes using a calcination furnace to obtain organic components of the sludge. It is composed of producing potassium silicate fertilizer by burning the solid and reacting the combustion material (inorganic component) with additional elemental components such as potassium and phase-transferring to potassium feldspar.

단, 상기 소성물이 Al2O3및 CaO 함량이 각각 15중량% 및 7중량% 미만의 화학조성을 가질경우, 알루미늄(Al) 및 칼슘(Ca)성분을 각각의 산화물 형태(Al2O3및 CaO)로 환산하여(이하 동일) 하수 슬러지 100중량부에 대하여 0.1-5중량부를 단독 또는 복합적으로 첨가할 수 있다. 즉, 알루미늄 및 칼슘 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 하수 슬러지 100중량부에 대하여 0.1-5중량부로 첨가할 수 있는 것이다.However, when the calcined product has a chemical composition of Al 2 O 3 and CaO content of less than 15% by weight and less than 7% by weight, respectively, the aluminum (Al) and calcium (Ca) components may be formed in the respective oxide forms (Al 2 O 3 and 0.1-5 parts by weight can be added singly or in combination with respect to 100 parts by weight of sewage sludge in terms of CaO). That is, at least one component selected from aluminum and calcium may be added at 0.1-5 parts by weight based on 100 parts by weight of sewage sludge.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 단순히 폐기물의 감량화/안정화를 목적으로 하거나 소각처분 후 소각재의 재처분이라는 2단계 과정을 거쳐야 비로소 완전처분이 가능한 기존 처분 방식과는 달리 소성공정이라는 1 단계과정으로 유기성인 하수 슬러지를 무기화/안정화시킴과 동시에 기능성을 부여하여 그 처분산물을 재처리 과정없이 직접 부가가치성 자원으로 재활용할 수 있게 함으로써 하수 슬러지의 완전 처분을 가능하게 한다.The present invention is to inorganicize organic sewage sludge in a one step process called firing process, unlike the existing disposal method, which can be completely disposed only after reducing or stabilizing waste, or after incineration ash disposal. / Stabilization and functionality at the same time allows the disposal of sewage sludge completely by allowing the product to be directly recycled as a value-added resource without reprocessing.

하수 슬러지는 대체로 40% 이상의 유기물을 함유하는 가연성 물질로 평균 2500kcal/kg·DS 정도의 발열량을 낼 수있기 때문에 그 열에너지를 상전이 온도까지 고온 소성해야 하는 규산칼륨비료의 제조과정에서 보조 에너지원로 활용할 수 있어, 소성 에너지의 절감효과를 가져올 뿐만 아니라 이들 슬러지 중에 함유된 무기원소 성분들(특히 규소와 알루미늄)의 시공간적 함량분포가 석탄회에 비해 훨씬 안정된 범위를 보이고 있기 때문에 보다 균일한 규산칼륨비료를 제조할 수 있다.Sewage sludge is a combustible material that contains more than 40% of organic matter and can generate calorific value of about 2500kcal / kg · DS, so it can be used as an auxiliary energy source in the production of potassium silicate fertilizer, which needs to be calcined at high temperature to phase transition temperature. In addition to reducing the firing energy, it is possible to produce more uniform potassium silicate fertilizer because the spatio-temporal content distribution of inorganic elements (particularly silicon and aluminum) contained in these sludges is much more stable than coal ash. can do.

본 발명에서 주 원료로 사용되는 하수 슬러지의 주된 역할은 본 발명의 목적 산물인 규산칼륨비료 성분 중 규산을 공급하는 것으로, 본 발명을 적용하는데 있어 이들의 성상을 특별히 제약할 필요는 없지만 효율적인 측면 및 비료공정규격(S-SiO2 25% 이상)을 충족시킨다는 측면에서 볼 때, 회화 잔류물의 화학조성 중 SiO2가 40중량% 이상, Al2O3가 17중량% 이상, CaO가 20중량% 이하인 것이 바람직하다.The main role of the sewage sludge used as the main raw material in the present invention is to supply the silicic acid in the potassium silicate fertilizer component of the object of the present invention, there is no need to specifically limit their properties in applying the present invention, but the effective aspect and In view of meeting the fertilizer process specification (25% or more of S-SiO2), the chemical composition of the incineration residue is 40% or more by weight of SiO 2 , 17% by weight or more of Al 2 O 3 , and 20% by weight or less of CaO. desirable.

본 발명에서 주 첨가제로 사용되는 칼륨화합물은 하수슬러지 중의 Si 또는 Al 성분 등과 결합함으로서 이들 성분을 칼륨 장석화시키는 반응제 역할을 하는 것으로, 사용 가능한 칼륨화합물로서는 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K2CO3), 염화칼륨(KCl) 등을 들 수 있으며, 칼륨을 함유하는 물질로서 이를 혼합하여 소성 잔류물의 화학적 조성이 SiO230중량%, 칼륨의 함량이 K2O로서 23중량% 이상이 될 수 있을 정도로 칼륨을 함유하고 있는 물질이면 어느 것이든 사용 가능하다.The potassium compound used as the main additive in the present invention acts as a reactive agent to potassium feldspar by combining with Si or Al components in sewage sludge. Examples of the potassium compounds that can be used include potassium hydroxide (KOH) and potassium carbonate (K 2). CO 3 ), potassium chloride (KCl), and the like, which are potassium-containing materials, which are mixed so that the chemical composition of the calcined residue is 30% by weight of SiO 2 and the content of potassium is 23% by weight or more as K 2 O. Any substance containing potassium to the extent possible can be used.

본 발명에서 또 다른 주 첨가제로 사용되는 마그네슘성분은 주 원료인 하수 슬러지 무기성분 중 마그네슘 함유량이 산화마그네슘으로 환산하여 8중량% 미만일 경우에만 선택적으로 첨가하는 것으로, 그 주된 역할은 비료공정규격(C-MgO 3% 이상)에 적합하도록 산품의 고토성분을 보강하는 것이고, 부수적으로는 미반응되어 수용성으로 잔존하는 칼륨의 일부를 구용화하는 것으로서, 사용 가능한 마그네슘 화합물의 예로는 활석(Mg3Si4O10(OH)2), 사문석(Mg3Si2O5(OH)4), 산화마그네슘(MgO), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산마그네슘(MgCO3) 등을 들 수 있으며, 이 중 경제성과 취급 용이성 등을 고려하면 활석의 사용이 가장 바람직하다.The magnesium component used as another main additive in the present invention is selectively added only when the magnesium content in the sewage sludge inorganic component, which is the main raw material, is less than 8% by weight in terms of magnesium oxide, and its main role is fertilizer process standard (C -MgO 3% or more) to reinforce the goto components of the product, and incidentally unreacted part of the potassium remaining in water solubility, an example of the magnesium compound that can be used is talc (Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ), serpentine (Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 ), magnesium oxide (MgO), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), and the like. Among them, the use of talc is most preferable in view of economics and ease of handling.

또한 알루미늄과 칼슘성분의 보조제는 소성잔류물의 Al2O3와 CaO 함량이 각각 15중량%, 7중량% 미만일 때 첨가할경우 최종산품의 가용성(S-SiO2)과 구용성(C-K2O와 C-MgO)을 증가시키고 수용성(W-K2O)을 감소시키는 효과를 가져다주는 것으로서 단독 또는 복합적으로 첨가할 수 있으며, 바람직한 물질로는 알루미늄의 경우 수산화 또는 산화알루미늄 분말류, 칼슘의 경우 패각 또는 석회석 등과 같은 탄산칼슘 계열이다.Further adjuvants of the aluminum and calcium components and firing residues Al 2 O 3 and CaO content is 15% by weight, 7% by weight is less than when the end-soluble (S-SiO 2) and obtain insoluble (CK 2 O of the article for sale the addition of each C-MgO) increases and decreases the water solubility (WK 2 O), it can be added alone or in combination, preferred materials are aluminum hydroxide powder or aluminum oxide powder for aluminum, shell or limestone for calcium Calcium carbonate series.

도 1은 본 발명의 규산칼륨비료 제조원료로서 하수 슬러지의 재활용 방법을 이룩하기 위한 공정도로서, 제조공정에서의 주 재료는 하수 슬러지와 칼륨화합물 및 마그네슘 화합물로 하고, 여기에 선택적 보조제로서 알루미늄화합물및 칼슘화합물이 첨가될 수 있다.1 is a process chart for achieving a method for recycling sewage sludge as a raw material for producing potassium silicate fertilizer of the present invention, wherein the main materials in the manufacturing process are sewage sludge, potassium compounds and magnesium compounds, and aluminum compounds and Calcium compounds may be added.

각각의 혼합비율은 건조 슬러지 100중량부에 대해 칼륨화합물이 산화칼륨으로 13∼17중량부, 기타 보조제는 각각의 산화물 형태로 환산하여 단독 또는 복합적으로 0.1-5중량부로 첨가될 수 있다.Each mixing ratio is 13 to 17 parts by weight of potassium compound as potassium oxide, and other auxiliaries may be added alone or in combination of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of dry sludge.

이 혼합비율 범위 내에서 최종 소성산물의 산화물 조성이 50%>SiO2≥30%, K2O≥23%, MgO≥5%(보다 바람직하게는 25%>Al2O3≥13%, 10%>CaO≥5%)이 되도록 각 재료를 적정하게 취하여 믹서기로 균질하게 혼합한 다음 회전 드럼형건조기를 이용하여 입경 2mm 내외로 입상화하면서 건조시킨다.The oxide composition of the final baked product in the mixing ratio range is 50%> SiO 2 ≥30%, K 2 O≥23%, preferably 25%> Al 2 O 3 ≥13 % than MgO≥5% (, 10 %> CaO≥5%), take each material appropriately and mix it homogeneously with a blender, and dry it by granulating with a rotary drum type dryer to a particle diameter of about 2mm.

건조된 혼합물은 소성온도 900∼1100℃의 소성로에 투입하여 10∼25분간 소성시키는 방식으로 규산칼륨비료를 제조한다.The dried mixture is put into a firing furnace having a firing temperature of 900 to 1100 ° C. to prepare potassium silicate fertilizer by firing for 10 to 25 minutes.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.Embodiments of the present invention are as follows.

<실시예 1><Example 1>

광주하수 슬러지(강열감량 : 39.3%, 강열감량 후 무기물 중 SiO251.97%, Al2O324.25%, MgO 2.06%, CaO 2.99%, K2O 2.70%) 100중량부에 대해(건물 기준, 이하 동일) 수산화칼륨 16중량부(산화칼륨 기준, 이하 동일), 활석 4중량부(산화마그네슘 기준, 이하 동일) 및 산화알루미늄(Al2O3) 1.5중량부를 첨가하고 균질하게 혼합하였다. 이 혼합체를2mm 내외로 입상화하고 건조시킨 다음 소성로에 투입, 온도 950℃에서 10분간 소성시켰다.Gwangju sewage sludge (Gloss: 39.3%, SiO 2 51.97%, Al 2 O 3 24.25%, MgO 2.06%, CaO 2.99%, K 2 O 2.70%) 16 parts by weight of potassium hydroxide (based on potassium oxide, hereinafter identical), 4 parts by weight of talc (based on magnesium oxide, hereinafter identical) and 1.5 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) were added and mixed homogeneously. The mixture was granulated to around 2 mm, dried, put into a kiln, and fired at a temperature of 950 ° C. for 10 minutes.

소성산물의 비료구성성분을 분석한 결과 표 1과 같다(이하 동일).As a result of analyzing the fertilizer components of the calcined product is shown in Table 1 (hereinafter the same).

<실시예 2><Example 2>

실시예 1의 하수 슬러지 100중량부에 대해 수산화칼륨 16중량부, 활석 4중량부 및 탄산칼슘(CaCO3) 3중량부를 첨가하고 균질하게 혼합한 다음 <실시예 1>과 동일한 방법으로 소성시켰다.16 parts by weight of potassium hydroxide, 4 parts by weight of talc and 3 parts by weight of calcium carbonate (CaCO 3 ) were added to the 100 parts by weight of sewage sludge of Example 1, mixed homogeneously, and calcined in the same manner as in <Example 1>.

<실시예 3><Example 3>

실시예 2와 동일한 혼합조성에 산화알루미늄(Al2O3)을 하수 슬러지 100중량부당 1중량부를 추가로 첨가하고 균질하게 혼합한 다음 <실시예 1>과 동일한 방법으로 소성시켰다.Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) was further added to 100 parts by weight of sewage sludge in the same mixing composition as in Example 2, mixed homogeneously, and calcined in the same manner as in <Example 1>.

<실시예 4><Example 4>

실시예 2의 혼합조성에서 수산화칼륨의 양을 16중량부에서 14중량부로 감소시키고 기타 실시예 1과 동일한 방법으로 소성시켰다.In the mixing composition of Example 2, the amount of potassium hydroxide was reduced from 16 parts by weight to 14 parts by weight and calcined in the same manner as in the other Example 1.

<비교예 1><Comparative Example 1>

실시예 1과 동일하게 시행하되, 산화알루미늄을 첨가하지 아니하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that aluminum oxide was not added.

<비교예 2><Comparative Example 2>

실시예 1과 동일하게 시행하되, 산화알루미늄과 활석을 첨가하지 아니하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that aluminum oxide and talc were not added.

이상의 결과로부터 우기의 광주 하수 슬러지(년간 최다량의 무기물 함유)를 규산칼륨비료화하기 위해서는 건조하수 100중량부당 고토성분을 산화마그네슘으로 4중량부, 칼슘성분을 산화칼슘으로 3중량부, 칼륨성분을 산화칼륨으로 최대 17중량부에서 최소 14중량부 첨가해야 함을 알 수 있었다.From the above results, in order to make potassium silicate fertilizer for the rainy season Gwangju sewage sludge (containing the largest amount of inorganic matters per year), 4 parts by weight of high soil component with magnesium oxide, 3 parts by weight of calcium component with calcium oxide and potassium component per 100 parts by weight of dry sewage It was found that potassium oxide should be added at least 14 parts by weight up to 17 parts by weight.

칼슘성분은 칼륨의 수용화율(미반응율)을 감소시키고 규산의 가용화율을 증가시키는 역할을 하였으며, 칼슘 대신 또는 칼슘과 복합적으로 알루미늄 성분을 산화알루미늄으로 1.5중량부 정도 첨가해도 수용화율을 감소시키고 가용화율을 증가시켰으나 칼슘을 단독으로 첨가할 때에 비해 그 효과는 적었다.The calcium component reduced potassium solubility (unreacted rate) and increased solubilization rate of silicic acid, and the solubilization rate was reduced and solubilized by adding 1.5 parts by weight of aluminum oxide instead of calcium or in combination with calcium. The rate was increased, but the effect was less than that of adding calcium alone.

<실시예 2>의 혼합조건에서 총 규산 함유량의 90% 이상이 가용성 규산으로 용출되었기 때문에 칼륨의 첨가량을 더증가시킨다 해도 그 효과는 적었으며 오히려 미반응 상태로 잔존되어 수용성 칼륨의 용출량을 증가시키는 결과만 초래하여, 경제적으로나 비료 성능면에서 비효율적이었다.Since more than 90% of the total silicic acid content was eluted into soluble silicic acid under the mixing conditions of <Example 2>, even if the amount of potassium was further increased, the effect was small, but remained unreacted to increase the amount of water-soluble potassium. Only results were ineffective, both economically and in terms of fertilizer performance.

<실시예 5><Example 5>

실시예 2의 보조제 중 수산화칼륨(KOH)을 염화칼륨(KCl)으로 대체하여 실시예 2와 동일한 혼합조성 및 방법으로혼합하고 소성시켰다.Potassium hydroxide (KOH) in the adjuvant of Example 2 was replaced with potassium chloride (KCl) and mixed and calcined in the same mixing composition and method as in Example 2.

소성산물의 비료구성성분을 분석한 결과 표 2와 같다(이하 동일).As a result of analyzing the fertilizer components of the calcined product is shown in Table 2 (the same).

<실시예 6><Example 6>

실시예 2의 보조제 중 수산화칼륨(KOH)을 탄산칼륨(K2CO3)으로 대체하여 실시예 2와 동일한 혼합비율 및 방법으로 혼합하고 소성시켰다.Potassium hydroxide (KOH) in the adjuvant of Example 2 was replaced with potassium carbonate (K 2 CO 3 ) and mixed and calcined in the same mixing ratio and method as in Example 2.

이상의 실시예는 칼륨화합물로서 KOH, K2CO3, KCl 중 KOH가 가장 반응성이 우수하였으며 KCl이 가장 작은 반응성을 보였지만 어느 것을 이용해도 하수 슬러지의 규산칼륨비료화가 가능함을 보여주고 있다.The above examples show that KOH is the most reactive among KOH, K 2 CO 3 , and KCl as the potassium compound, and KCl showed the smallest reactivity, but potassium silicate fertilizer of sewage sludge can be used.

그러나 취급의 용이성을 고려할 때 K2CO3가 바람직하였다.However, considering the ease of handling, K 2 CO 3 is preferred.

<실시예 7><Example 7>

건기중의 하수처리시 발생한 광주하수 슬러지(강열감량 : 53.0%, 강열감량 후 무기물 중 SiO246.81, Al2O322.56, MgO 2.57, CaO 4.95, K2O 2.55) 100중량부에 대해(건물 기준) 탄산칼륨 13중량부(산화칼륨 기준), 활석 3중량부(산화마그네슘 기준) 및 탄산칼슘(산화칼슘 기준) 2.5중량부를 첨가하여 실시예 1과 동일한 방법으로 소성시켰다.Gwangju sewage sludge generated during sewage treatment during dry season (Gross Loss: 53.0%, Inorganic material after loss of ignition SiO 2 46.81, Al 2 O 3 22.56, MgO 2.57, CaO 4.95, K 2 O 2.55) 13 parts by weight of potassium carbonate (based on potassium oxide), 3 parts by weight of talc (based on magnesium oxide) and 2.5 parts by weight of calcium carbonate (based on calcium oxide) were added and fired in the same manner as in Example 1.

소성산물의 비료구성성분을 분석한 결과 표 3과 같다(이하 동일).As a result of analyzing the fertilizer components of the calcined product is shown in Table 3 (the same).

<실시예 8><Example 8>

우기중의 하수처리시 발생한 나주하수 슬러지(강열감량 : 36.7%, 강열감량 후 무기물 중 SiO251.76%, Al2O324.04%, MgO 2.22%, CaO 3.25%, K2O 2.70%)를 실시예 2와 동일한 방법으로 혼합하고 소성시켰다.Naju sewage sludge produced during sewage treatment during the rainy season (loss on ignition: 36.7%, after inorganic loss of SiO 2 51.76%, Al 2 O 3 24.04%, MgO 2.22%, CaO 3.25%, K 2 O 2.70%) Mixing and baking were carried out in the same manner as in Example 2.

<실시예 9><Example 9>

건기중의 하수처리시 발생한 나주하수 슬러지(강열감량 : 56.4%, 강열감량 후 무기물 중 SiO250.77%, Al2O319.82%, MgO 2.31%, CaO 5.20%, K2O 3.23%)를 실시예 7과 동일한 방법으로 혼합하고 소성시켰다.Naju sewage sludge generated during sewage treatment in dry season (Gloss loss: 56.4%, after loss of minerals, SiO 2 50.77%, Al 2 O 3 19.82%, MgO 2.31%, CaO 5.20%, K 2 O 3.23%) Mixing and baking were carried out in the same manner as in Example 7.

<실시예 10><Example 10>

우기중의 하수처리시 발생한 전주하수 슬러지(강열감량 : 41.3%, 강열감량 후 무기물 중 SiO254.18%, Al2O319.18%, MgO 1.93%, CaO 7.14%, K2O 2.87%)를 실시예 2와 동일한 방법으로 혼합하고 소성시켰다.Jeonju Sewage Sludge generated during Sewage Treatment during Rainy Season (Gloss Loss: 41.3%, after Loss of Inorganic Minerals SiO 2 54.18%, Al 2 O 3 19.18%, MgO 1.93%, CaO 7.14%, K 2 O 2.87%) Mixing and baking were carried out in the same manner as in Example 2.

<실시예 11><Example 11>

건기중의 하수처리시 발생한 전주하수 슬러지(강열감량 : 58.4%, 강열감량 후 무기물 중 SiO242.96%, Al2O321.19%, MgO 2.34%, CaO 8.37%, K2O 2.62%) 100중량부에 대해(건물 기준) 탄산칼륨 13중량부(산화칼륨 기준), 활석 3중량부(산화마그네슘 기준)를 첨가하여 실시예 1과 동일한 방법으로 소성시켰다.100 wt% of Jeonju Sewage Sludge produced from sewage treatment during dry season (Gloss loss: 58.4%, after inorganic loss of SiO 2 42.96%, Al 2 O 3 21.19%, MgO 2.34%, CaO 8.37%, K 2 O 2.62%) 13 parts by weight of potassium carbonate (based on potassium oxide) and 3 parts by weight of talc (based on magnesium oxide) were added to the parts (based on the building) and fired in the same manner as in Example 1.

<비교예 3><Comparative Example 3>

실시예 11의 하수 슬러지(탄산칼륨과 활석 미첨가)를 실시예 7과 동일한 방법으로 혼합하고 소성시켰다.Sewage sludge (without potassium carbonate and talc) of Example 11 was mixed and calcined in the same manner as in Example 7.

이상의 실시예는 하수 슬러지를 이용한 규산칼륨비료의 제조에 있어 칼륨성분과 고토성분의 첨가율은 하수 슬러지의 발생시기 및 장소에 따라 변화하는 강열감량 즉, 유기물 함유량의 차이에 의해 지배됨을 보여준다.The above examples show that in the production of potassium silicate fertilizer using sewage sludge, the addition rate of the potassium component and the clay soil component is controlled by the loss of ignition, that is, the organic matter content, which varies according to the generation time and place of the sewage sludge.

칼슘성분을 제외하고 하수 슬러지 시공간적 차이에 의해 보여지는 하수 슬러지 무기 고형물 중의 원소화학적 성분차이는 하수슬러지를 이용하여 규산칼륨비료를 제조하는데 있어 그 성능에 큰 영향을 미치지 않아 각 하수 슬러지의 무기물 함량 변화(변화폭 약 20중량%)에 따라 칼륨과 고토성분의 첨가량을 비례적으로 조절, 투여함으로써 모든 하수 슬러지에 본 발명의 하수 슬러지 규산칼륨비료화 기술을 적용할 수 있음을 보여준다.The difference of elemental chemical composition in sewage sludge inorganic solids, except for calcium, has no significant effect on the performance of potassium silicate fertilizer using sewage sludge. It is shown that the sewage sludge potassium silicate fertilization technology of the present invention can be applied to all sewage sludges by controlling and administering the addition amount of potassium and high soil components in proportion to the change range (about 20 wt%).

그러나 칼슘성분은 하수 종말처리장에 따라 하수 슬러지 중 그 함유량이 현저하게 달라지기 때문에(특히 사용되는 응집제의 종류가 고분자계인가 석회계인가에 따라 그 함유량은 10중량% 이상 차이가 발생함) 이를 고려하여 첨가할 필요가 있다.However, the calcium content of sewage sludge varies significantly depending on the sewage terminal treatment plant (particularly, the content varies more than 10% by weight depending on the type of flocculant used, whether polymer or lime). It is necessary to add it.

즉, 하수 슬러지의 무기 고형분 중 칼슘함량이 산화칼슘으로 8중량%를 초과하는 경우, <실시예 11>과 <비교예 3>에서 볼 수 있듯이 칼슘성분의 추가는 오히려 제조된 규산칼륨비료의 성능을 저하시키는 결과를 초래하였다.That is, when the calcium content in the inorganic solids of sewage sludge exceeds 8% by weight of calcium oxide, as shown in <Example 11> and <Comparative Example 3>, the addition of the calcium component is rather the performance of the prepared potassium silicate fertilizer Resulted in lowering.

본 발명은 하수 슬러지의 유기성분을 소각하여 안정화시킨다는 점에서는 기존의 소각처분 방식과 그 원리가 동일하지만, 하수 슬러지에 칼륨성분, 고토성분 등의 비료기능을 갖는 물질과 칼슘, 알루미늄 등 비료화 촉진제를 첨가하여 혼합하고 고온에서 소성, 유기물을 연소시키고 그 연소과정에서 잔존하는 무기 잔류물과 첨가제들을 반응시킴으로서 최종 잔류물이 2차 처리대상의 소각재가 아닌 완효성 비료기능을 갖는 규산칼륨비료화되어 2차적 처리공정없이 직접 재활용할 수 있게 하는 효과를 가진다.The present invention has the same principle as the conventional incineration method in that it incinerates and stabilizes organic components of sewage sludge, but has a fertilizer accelerator such as calcium and aluminum, and a material having a fertilizer function such as potassium and goto components in sewage sludge. By adding and mixing, firing at high temperature, burning organic matter, and reacting inorganic residues and additives remaining in the combustion process, the final residue is converted into potassium silicate fertilizer having a slow-acting fertilizer function rather than an incineration material for secondary treatment. It has the effect of allowing direct recycling without a process.

또한 상기 실시예를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조방법은 하수 슬러지의 발생장소 시간에 관계없이 모두 규산칼륨비료의 제조원료로서 활용할 수 있어, 그동안 환경오염을 유발하는 폐기물로서 처리대상이 되었던 하수 슬러지를 친환경적 농업재료 즉, 속효성 비료의 시비로 인해 발생되었던 수역환경의 오염을 방지할 수 있을뿐만 아니라, 장기적인 비효로 인해 농업 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 완효성 비료의 제조원료로서 재활용할 수 있게 함으로써 얻어지는 환경적, 농업적 유익성은 물론 하수 슬러지의 재활용성을 다변화, 부가가치화할수 있는 효과를 가짐과 동시에, 하수슬러지의 연소열을 완효성 비료의 제조에 필요한 보조 에너지원으로 활용할수 있어 그 에너지 비용을 절감시키는 등의 효과가 있다.In addition, as can be seen through the above embodiment, the manufacturing method of the present invention can be utilized as a raw material for the production of potassium silicate fertilizer regardless of the place time of sewage sludge, so that the object to be treated as waste causing environmental pollution Wastewater sludge can be recycled as a raw material of eco-friendly agricultural materials, namely, slow-fertilizer fertilizers that can improve the agricultural productivity and economic efficiency due to long-term inefficiency. It has the effect of diversifying and adding value to the environmental and agricultural benefits of sewage sludge, as well as the added value of the sewage sludge, while utilizing the heat of combustion of sewage sludge as an auxiliary energy source for the manufacture of slow-release fertilizer. It is effective in reducing costs.

또한 본 발명은 하수 슬러지와 같이 유기질을 다량 함유하는 타 폐기물 즉, 제지 슬러지 등의 자원화 기술로서도 폭넓게 응용되어질 수 있다.In addition, the present invention can be widely applied to other waste materials containing a large amount of organic matter, such as sewage sludge, that is, a recycling technology such as paper sludge.

Claims (3)

하수 슬러지 100중량부에 대하여 칼륨화합물을 칼륨산화물(K2O) 기준으로 13∼17중량부, 마그네슘화합물을 산화마그네슘 기준으로 3∼4중량부를 첨가하여 혼합물을 형성한 후, 성형, 건조시킨 다음, 900∼1100℃의 온도에서 10∼25분간 소성시키는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 규산칼륨 비료의 제조방법.13 to 17 parts by weight of potassium compound based on potassium oxide (K 2 O) and 3 to 4 parts by weight of magnesium compound based on magnesium oxide were added to 100 parts by weight of sewage sludge to form a mixture, followed by molding and drying. And a method for producing potassium silicate fertilizer using sewage sludge, which is fired at a temperature of 900 to 1100 ° C. for 10 to 25 minutes. 제 1항에 있어서, 칼륨화합물은 탄산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨 중 선택된 1 종인 것을 특징으로하는 하수 슬러지를 이용한 규산칼륨 비료의 제조방법.The method for producing potassium silicate fertilizer using sewage sludge according to claim 1, wherein the potassium compound is one selected from potassium carbonate, potassium chloride and potassium hydroxide. 제 1항에 있어서, 상기 소성물이 Al2O3및 CaO 함롬이 각각 15중롬% 및 7중롬% 미만의 화학조성을 가질 경우, 알루미늄 및 켠슘성분 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 각각의 산화물 기준으로 하수 슬러지 100중롬부에 대하여 0.1-5중롬부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 규산켠륨비료의 제조방법.According to claim 1, wherein when the calcined product has a chemical composition of Al 2 O 3 and CaO containing less than 15% by weight and 7% by weight of romium, respectively, at least one selected from the aluminum and onium components of sewage based on the respective oxide A method for producing an onium silicate fertilizer using sewage sludge, which is added in an amount of 0.1-5 dourom with respect to 100 dimethyl part of sludge.
KR1019990018023A 1999-05-19 1999-05-19 The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge KR100316589B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990018023A KR100316589B1 (en) 1999-05-19 1999-05-19 The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990018023A KR100316589B1 (en) 1999-05-19 1999-05-19 The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000074240A KR20000074240A (en) 2000-12-15
KR100316589B1 true KR100316589B1 (en) 2001-12-12

Family

ID=19586484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990018023A KR100316589B1 (en) 1999-05-19 1999-05-19 The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100316589B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100568336B1 (en) * 2001-08-06 2006-04-05 주식회사 포스코 A preparing method of compound fertilizer by using sewage sludge dehydrated cake and the compound fertilizer thereby

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR840004046A (en) * 1983-03-29 1984-10-06 김재용 Manufacturing method of phosphorus fertilizer
JPH05317871A (en) * 1992-05-21 1993-12-03 Japan Organo Co Ltd Biotreatment of organic waste water
JPH0693260A (en) * 1992-09-10 1994-04-05 Toyota Motor Corp Soil additive
JPH107482A (en) * 1996-06-25 1998-01-13 Ebara Kogyo Senjo Kk Production of fertilizer from organic sludge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR840004046A (en) * 1983-03-29 1984-10-06 김재용 Manufacturing method of phosphorus fertilizer
JPH05317871A (en) * 1992-05-21 1993-12-03 Japan Organo Co Ltd Biotreatment of organic waste water
JPH0693260A (en) * 1992-09-10 1994-04-05 Toyota Motor Corp Soil additive
JPH107482A (en) * 1996-06-25 1998-01-13 Ebara Kogyo Senjo Kk Production of fertilizer from organic sludge

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000074240A (en) 2000-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7594964B2 (en) High strength magnesium slag brick and method of producing the same
US5521132A (en) Ash-based ceramic materials
US20050066860A1 (en) Use of organic waste/mineral by-product mixtures in cement manufacturing processes
CN101503643B (en) Solid fuel for sludge anhydration
KR100284110B1 (en) Manufacturing method of artificial reefs mainly from industrial by-products (waste)
CA2276020A1 (en) Process for preparing environmentally stable products by the remediation of contaminated sediments and soils
CN101580346A (en) Method for cooperatively processing sludge in the cement production
KR101954372B1 (en) Manufacturing Method of Fuel Solid Comprising Organic Waste
KR101876626B1 (en) Method for manufacturing sludge solidification agent with high water content
GB2161174A (en) Process for the preparation of an absorbing and adsorbing agent, and an absorbing and adsorbing agent thus produced
JP5490352B2 (en) Method for producing cement clinker
KR100337084B1 (en) method for manufacturing compost by using sewage sluge
KR100316589B1 (en) The Manufacturing Method of Silicic Acid Potassium Fertilizer utilizing Sewage Sludge
KR100690692B1 (en) Solidity material using fluorous acid waste water
KR100340087B1 (en) A solid fuel used waste plastic and the manufacturing method of the above solid fuel
PL165439B1 (en) Method of treating sewage sludge
KR101705248B1 (en) Calcium Chloroaluminate Mineral and Method for Preparing the Same
EP0124038A2 (en) Process for producing cement material from industrial processing and urban slurries
Borowski et al. Using Agglomeration Techniques for Coal and Ash Waste Management in the Circular Economy
JPH10225669A (en) Low alkali solidifying material
KR100352833B1 (en) A method for preparing cement ingredient by using sludge and cement ingredient thereby
KR100256021B1 (en) Method of treating sewage sludge
KR101705776B1 (en) Method of Preparing Materials for Cement
JP3666940B2 (en) How to make sewage sludge into cement
JPH11256173A (en) Refuse solid fuel suitable for solidification of burned ash, its production, burning treatment and burning treatment apparatus of the refuse solid fuel

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120824

Year of fee payment: 11

R401 Registration of restoration