KR100321061B1 - 슬러지의 탈수능력 향상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지의 탈수 능력 향상 방법에 관한 것으로,

슬러지의 함수율을 향상시키기 위하여,

탈수처리전에 제1 반응조에서 원슬러지에 FeCl₃를 1000-3000ppm을 투입하여 플럭을 형성하는 단계;

제2 반응조에서 섬유질을 900-1000ppm을 투입한 다음, 응집 보조제로서 소석회를 첨가하는 단계;

이어서 양이온계 고분자 응집제 400-500ppm을 제3 반응조와 혼합조에 두 단계로 투입하는 단계; 를 포함하는 슬러지의 탈수 능력 향상 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 슬러지의 발생량을 현저히 줄여, 슬러지 매립후의 침출수 발생이나 소각시 열량 감소 방지 및 공해 물질의 발생을 크게 줄일 수 있다.

Description

슬러지의 탈수 능력 향상 방법

본 발명은 슬러지의 탈수 능력 향상 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염화철과 고분자 응집제 및 섬유질을 이용하여 수처리 공정에서 발생하는 슬러지의 탈수 능력을 향상하는 방법에 관한 것이다.

대부분의 사업장, 특히 냉각수를 필요로 하는 많은 사업장과, 도시하수처리 및 정수처리시설에서는 다량의 슬러지가 발생되는데, 최근들어 매립장 부지의 고갈과 젖은 쓰레기 소각시, 다량의 공해 물질의 발생으로 인하여 슬러지의 탈수 효율을 향상시키려는 연구가 매우 활발하게 진행되고 있다.

종래 많이 사용되는 탈수기로는 여러 가지가 있는데, 그중 가압 탈수기(Filter Press)는 대부분 회분식으로 운전되나, 종류에 따라서는 연속 회전식으로 운전하는 것도 있다.

그 구조는 대개 여판, 여포 및 여판과 여포의 사이에 위치한 여실로 이루어져 있으며, 여실내에 슬러지를 투입하고 압착 및 탈수하는 공정을 거쳐 부착된 슬러지를 박리한 다음, 여포를 세척한다.

원심 탈수기(Centrifuge)는 원심력을 이용하여 현탁액중의 고형물을 분리, 농축하거나 탈수하는 장치인데, 여러 형태중 솔리드 보울(Solid Bowl)형을 많이 사용한다.

그 운전 원리는 보울(Bowl)과 스크류(Screw)를 2000-3000G로 고속 회전시키면서 그 중심축으로 슬러지를 주입하면 고형물이 원심 침강하게 되어, 고형물을 스크류에 의해 배출시켜 탈수 케이크를 얻게 된다.

또한 진공 탈수기(Vacuum Filter)는 드럼(Drum)에 여포를 고정시킨 올리버(Oliver)형과 여포를 고정하지 않고 박리부에 별도의 롤러(Roller)를 두어 여포를 움직이게 하는 벨트(Belt)형이 있다.

그 동작 원리는 여과 드럼을 슬러지통위에 걸어 슬러지에 일부 잠긴 상태에서 천천히 회전시키면서 드럼 내부에 진공을 걸면 드럼의 저부는 슬러지를 부착하여 케이크를 형성시킨다.

드럼이 회전하여 함수율을 떨어뜨리게 되고 박리 롤러 근방쪽으로 오게 되면, 드럼의 내부에는 진공이 걸리지 않도록 로터리 밸브(Rotary Valve)가 작용하면서 케이크를 배출한다.

벨트 프레스(Belt Press)의 구조는 구동용, 압축용, 인장용의 롤러를 적당하게 배하여 프레임에 고정시키고, 여기에 상하 2단으로된 여포와 세척 장치, 여포 사행 방지 장치등이 부착되어 있는 것이다.

상기 벨트 프레스는 슬러지가 여포위에 공급되면, 중력으로 인해 간격수를 1차적으로 여과하고 상하부 여포 사이에서 압착 롤러에 의해 압착 탈수되게 하고, 탈수된 케이크는 박리하며, 여포는 운전중 항상 세척시키도록 작동한다.

상기 탈수기들은 외력을 이용해 여포와 여포(혹은 판) 사이에 슬러지를 넣고 압착하여 탈수하는 것이다.

도 1의 종래 발명을 도시한 공정 개략도에서는 이같은 탈수기들의 탈수 효율을 향상시키기 위해 탈수기 전단에 혼합조를 설치하고 운전하였다. 그러나 슬러지중에 유분 성분이 많거나 또한 기타 탈수 저해 물질이 포함되어 있을 경우에는 이같은 설비에도 불구하고 탈수 효율은 급격히 저감하고, 탈수 효율이 저감될 경우에 여포는 막힘 현상 등에 의해 사용 수명이 줄어들며, 탈수기는 슬러지 유출 현상에 의해 설비상 잦은 고장이 발생하게 된다.

이에 본 발명의 목적은 탈수처리전에 반응조내에서 플럭 형성, 응집 보조 및 응집 단계를 순차적으로 수행하며 반응조와 혼합조에 고분자 응집제를 나누어 첨가할 뿐만 아니라 섬유질을 투입함으로써 슬러지의 탈수 능력을 개선하는 방법을 제공하려는데 있다.

도 1은 종래 방법에 의한 슬러지의 탈수 방법을 도시한 공정 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 슬러지의 탈수 방법을 도시한 공정 개략도,

도 3은 슬러지의 함수율 변화에 따른 무게 변화를 도시한 그래프,

도 4는 종래 방법에 의한 슬러지의 탈수 효율을 향상하기 위한 응집제의 투여 농도를 도시한 그래프,

도 5는 본 발명의 슬러지의 탈수 효율을 향상하기 위한 응집제 투여 농도를 도시한 그래프,

도 6은 본 발명의 슬러지 탈수 효율을 향상하기 위한 염화철 투여 농도를 도시한 그래프,

도 7은 본 발명의 슬러지 탈수 효율을 향상하기 위한 섬유질의 투여 농도를 도시한 그래프이다.

본 발명에 의하면,

슬러지의 함수율을 향상시키기 위하여,

탈수처리전에 제1 반응조에서 원슬러지에 FeCl₃를 1000-3000ppm을 투입하여 플럭을 형성하는 단계;

제2 반응조에서 섬유질을 900-1000ppm을 투입한 다음, 응집 보조제로서 소석회를 첨가하는 단계;

이어서 양이온계 고분자 응집제 400-500ppm을 제3 반응조와 혼합조에 두 단계로 투입하는 단계; 를 포함하는 슬러지의 탈수 능력 향상 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 슬러지에 제1 반응조에서 FeCl₃를 투입하여 플럭을 형성한 다음 제2 반응조에서 섬유질을 투입하고 응집 보조제로서 소석회를 첨가하며 제3 반응조와

혼합조에서 고분자 응집제를 두 단게로 나누어 투입하여 수처리 공정에서 발생하는 슬러지에서 물을 탈수시킨다.

슬러지의 함수율을 향상시키기 위하여, 탈수처리하기 전에 먼저 제1 반응조에서 원슬러지에 FeCl₃를 1000-3000ppm을 투입하여 플럭을 형성한다.

FeCl₃가 1000ppm미만이면 함수율이 상대적으로 높으며, 3000ppm 이상이면 경제적으로 효과를 갖지 못한다.

제2 반응조에서 섬유질을 900-1000ppm을 투입한 다음, 응집 보조제로서 소석회를 첨가하여 응집을 돕는다. 첨가하는 섬유질의 양이 900ppm미만이면, 함수율이 대단히 높아지며, 1000 ppm을 초과하면 과량을 첨가한데 비해 효과가 그다지 현저하지 않다.

이어서 종래 방법에서 고분자 응집제를 혼합조에만 첨가했던 것을 본 발명에서는 제3 반응조에서 일부 첨가하여 1차로 고분자 응집 효과를 얻은 다음 혼합조에서 재첨가하여 종래 방법으로 얻는 것보다 우수한 첨가 효과를 얻는다. 고분자 응집제가 400ppm미만이면 효율적으로 응집을 형성하지 않아 만족스럽지 못하며, 500ppm을 초과하면 되려 함수율이 증가한다. 따라서 바람직한 값은 400-500ppm이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

실시예 1

슬러지 함수율과 무게비와의 관계

제철소에서 발생하는 함수율이 98.6%인 슬러지에 대한 함수율과 무게비를 도 3에 도시하였다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 슬러지의 무게는 함수율이 감소함에 따라 크게 감소하므로 슬러지의 양을 줄이는데 탈수가 필요불가결함을 알 수 있다.

비교예 1

종래 방법에 의해 고분자 응집제 투여시 함수율 변화

실시예 1에 사용하는 슬러지를 벨트 프레스 형(Belt Press type) 탈수기를 거치기 전에 종래의 혼합조를 사용하고 고분자 응집제를 사용하여 전처리할 경우, 응집제 투여량과 탈수기를 거친 다음의 함수율 변화를 도 4에 나타내었다.

고분자 응집제를 300-500ppm 투입할 경우, 최대 87.8%까지 함수율이 감소되었다.

실시예 2

응집제를 반응조와 혼합조에 두단계로 투입시 탈수 효율

실시예 1에 사용한 슬러지를 벨트 프레스형 탈수기를 거치기 전에 고분자 응집제로 전처리할 경우, 응집제 투여량과 탈수기를 거친 다음의 함수율 변화를 도 5에 나타내었다. 즉, 도 2의 공정중 1, 2 반응조에 약품을 투입하지 않고 제3 반응조 및 혼합조에 응집제를 투입하여 탈수 효율을 측정한 것이다.

도 5에서 보듯이, 이 경우에는 응집제를 400-500ppm 투입하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

한편 실시예 2에서의 탈수 처리 효율이 비교예 1보다 높은 것으로 나타났는데, 이는 고분자 응집제를 제3 반응조와 혼합조로 나누어 이중 투입하는 것에 의한 효과인 것으로 판명되었다.

실시예 3

염화철로 전처리한 다음 응집제를 반응조와 혼합조에 두 단계로 투입시 탈수 효율

실시예 2에 사용한 슬러지를 벨트 프레스형 탈수기를 거치기 전에 고분자 응집제 450ppm(제3 반응조와 혼합조에 각각 투입)과 염화철로 전처리(제1 반응조)할 경우, 염화철 투여량과 탈수기를 거친 후의 함수율 변화를 도 6에 나타내었다.

도 6에서 보듯이, 염화철은 1000-3000ppm 투입하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

실시예 4

고분자 응집제와 염화철로 전처리한 다음 응집제를 반응조와 혼합조에 두 단계로 투입시 탈수 효율

실시예 2에 사용한 슬러지를 벨트 프레스형 탈수기를 거치기 전에 고분자 응집제 450ppm과 염화철 1000ppm으로 전처리할 경우, 섬유질 투여량(제2 반응조)과 탈수기를 거친 다음의 함수율 변화를 도 7에 나타내었다. 여기서 섬유질로는 종이를 물에 녹이거나 혹은 에멀젼 상태인 것을 의미한다.

도 7에서 보듯이, 섬유질은 900-1200ppm 투입하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

본 발명을 이용함으로써, 비교예 1에서 최대 87.8% 정도까지 저감할 수 있었던 함수율을 약 79.7%까지 저감할 수 있었다. 즉 도 3에 의하면, 슬러지 무게를 약 50% 정도까지 줄일 수 있는 것이다.

상기한 바에 따르면, 슬러지의 발생량을 현저히 줄여, 슬러지 매립후의 침출수 발생이나 소각시 열량 감소 방지 및 공해 물질의 발생을 크게 줄일 수 있다.

Claims (1)

1. 슬러지의 함수율을 향상시키기 위하여,

   탈수처리전에 제1 반응조에서 원슬러지에 FeCl₃를 1000-3000ppm을 투입하여 플럭을 형성하는 단계;

   제2 반응조에서 섬유질을 900-1000ppm을 투입한 다음, 응집 보조제로서 소석회를 첨가하는 단계;

   이어서 양이온계 고분자 응집제 400-500ppm을 제3 반응조와 혼합조에 두 단계로 투입하는 단계; 를 포함하는 슬러지의 탈수 능력 향상 방법

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