KR100423410B1 - Stabilization material of sewage sludge - Google Patents

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KR100423410B1
KR100423410B1 KR10-2001-0035133A KR20010035133A KR100423410B1 KR 100423410 B1 KR100423410 B1 KR 100423410B1 KR 20010035133 A KR20010035133 A KR 20010035133A KR 100423410 B1 KR100423410 B1 KR 100423410B1
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    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
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    • B09C1/08Reclamation of contaminated soil chemically

Abstract

본 발명은 산업폐수 및 하수슬러지를 고화시키는 고화제 및 주로 위생 매립지에서의 중간 복토재로 활용되는 하수슬러지 고화체에 관한 것으로, 고로슬래그 미분말과 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되는 고화제 및 이를 이용해 하수슬러지를 고화처리한 하수슬러지 고화체를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention relates to a solidifying agent for solidifying industrial wastewater and sewage sludge, and a sewage sludge solidifying body mainly used as an intermediate cover material in sanitary landfills, and a solidifying agent composed of blast furnace slag powder and semi-mineral gypsum and / or anhydrous gypsum and using the same. It is to provide a sewage sludge solidified solidified sewage sludge, the purpose is to.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

하수슬러지에 고화제를 첨가 혼합한 다음 양생하여 얻어지는 하수슬러지 고화체에 있어서,In the sewage sludge solid obtained by adding and mixing solidifying agent to sewage sludge,

상기 고화제는 고로슬래그 미분말과 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되고,The solidifying agent is composed of blast furnace slag fine powder and hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum,

상기 고로슬래그 미분말의 함량은 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 5~20중량부이고, 그리고The blast furnace slag fine powder is 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the sewage sludge, and

상기 반수석고 및/또는 무수석고의 함량은 하수슬러지 100중량부에 대하여 10~30중량부이며,The content of the hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum is 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of sewage sludge,

pH조절제로서 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 3중량부 이하의 생석회와, 그리고 혼화제로서 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 20중량부 이하의 연탄재가 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 고화체를 기술적 요지로 한다.3 parts by weight or less of quicklime based on 100 parts by weight of the sewage sludge as a pH adjusting agent, and 20 parts by weight or less of briquette material based on 100 parts by weight of the sewage sludge as admixtures. Make a point.

Description

하수슬러지 고화체{STABILIZATION MATERIAL OF SEWAGE SLUDGE}Sewage sludge solidified body {STABILIZATION MATERIAL OF SEWAGE SLUDGE}

본 발명은 산업폐수 및 하수슬러지를 고화시키는 고화제 및 주로 위생 매립지에서의 중간 복토재로 활용되는 하수슬러지 고화체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고화체로부터 악취발생을 저감시킬 수 있는 고화제 및 이를 이용하여 얻어지는 하수슬러지 고화체에 관한 것이다.The present invention relates to a solidifying agent for solidifying industrial wastewater and sewage sludge, and a sewage sludge solidifying body mainly used as an intermediate cover material in sanitary landfills, and more particularly, a solidifying agent capable of reducing the occurrence of odor from the solidified body and using the same. It relates to the sewage sludge solidified body obtained.

종래 하수슬러지는 탈수후 일반 폐기물과 함께 매립 처분되었다. 그러나, 하수슬러지의 높은 함수율 및 유기물 함유 등으로 인하여 작업차량의 진입이 어렵고, 또한 생활수준의 변화 등에 따른 일반폐기물의 성상변화로 혼합 매립이 어려운 문제점이 있어서, 적절한 처분대책이 요망되고 있는 실정이다. 이와 같은 하수슬러지 처분의 문제를 해결하기 위해서, 최근에는 하수슬러지 케이크를 고화처리하여 매립작업을 용이하게 하거나, 단독 매립 또는 위생 매립지에서의 중간 복토재로서 활용하는 것이 고려되고 있다. 이 중, 하수슬러지 케이크를 고화처리하는 방법에서는 고화제로서 특수시멘트를 사용하는데, 이것은 고화의 효과는 우수하나 대부분이 고가의 알루미나계 시멘트이기 때문에 경제적인 면에서 불리한 문제가 있다. 또 다른 고화방법으로서 대한민국 특허공고 제97-8689호에 개시된 기술은, 고화제와 고화보조제의 역할이 가능한 소각재, 시멘트 킬른 먼지, 플라이 애쉬, 제강슬래그 등의 폐기물을 활용하는 방법으로, 고화제의 사용 비율을 낮추어 경제성을 도모하고자 하였으나, 고형화 된 고화체에서 심한 암모니아성 악취가 발생하는 문제점이 있었다. 즉, 상기 기술에서와 같이, 고화제로서 시멘트와 생석회계를 주원료로 사용하여 고화처리하면, 고형화 된 고화체의 pH가 높아지기 때문에 고화체로부터 암모니아성 악취가 발생하고, 고화후 수년이 경과해도 사라지지 않고 계속 발생하는 것으로 된다. 또한, 이러한 고화체를 복토재 등으로 활용하는 경우에도, 악취 발생으로 인하여 현장 작업성이 결여된다.Conventionally, sewage sludge is landfilled with general waste after dewatering. However, due to the high water content of sewage sludge and the inclusion of organic matter, it is difficult to enter a work vehicle and it is difficult to mix landfill due to the change of the characteristics of general wastes according to the change of living standard, so appropriate disposal measures are required. . In order to solve such a problem of sewage sludge disposal, in recent years, it has been considered to solidify the sewage sludge cake to facilitate the landfill work, or to utilize it as an intermediate cover material in a single landfill or sanitary landfill. Among them, in the method of solidifying sewage sludge cake, a special cement is used as a solidifying agent, which is excellent in solidifying effect, but most of them are expensive alumina-based cements. As another method of solidification, the technique disclosed in Korean Patent Publication No. 97-8689 is a method of utilizing solid wastes such as incinerator, cement kiln dust, fly ash, steelmaking slag, etc., which can serve as a solidifying agent and a solidifying aid. In order to promote economic efficiency by lowering the use ratio, there was a problem that a severe ammonia odor occurs in the solidified solidified body. That is, as in the above technique, when the solidification treatment using cement and quicklime as the main raw material as a solidifying agent, the pH of the solidified solids increases, ammonia odor is generated from the solids and does not disappear even after several years of solidification. It will continue to occur. In addition, even when such a solid is used as a cover material, there is a lack of field workability due to the generation of odor.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 연구 및 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 고로슬래그 미분말과 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되는 고화제 및 이를 이용해 하수슬러지를 고화처리한 하수슬러지 고화체를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, the present inventors have repeatedly conducted research and experiments to solve the above problems, and propose the present invention based on the results, and the present invention is composed of blast furnace slag fine powder, hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum. The present invention aims to provide a sewage sludge solidified body which has been solidified by treating the sewage sludge with the same.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

14.3 ~ 66.7중량%의 고로슬래그 미분말과 33.3 ~ 85.7중량%의 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되는 고화제에 관한 것이며, 상기 고화제에는 pH조절제로서 생석회가 상기 고화제 100중량부에 대하여 20중량부 이하 추가로 함유될 수 있다.It relates to a solidifying agent composed of 14.3 to 66.7% by weight of blast furnace slag powder and 33.3 to 85.7% by weight of hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum, wherein the quickener is a pH adjusting agent based on 100 parts by weight of the It may further contain up to a weight part.

또한, 본 발명은,In addition, the present invention,

하수슬러지에 고화제를 첨가 혼합한 다음 양생하여 얻어지는 하수슬러지 고화체에 있어서,In the sewage sludge solid obtained by adding and mixing solidifying agent to sewage sludge,

상기 고화제는 고로슬래그 미분말과 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되고,The solidifying agent is composed of blast furnace slag fine powder and hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum,

상기 고로슬래그 미분말의 함량은 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 5~20중량부이고, 그리고The blast furnace slag fine powder is 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the sewage sludge, and

상기 반수석고 및/또는 무수석고의 함량은 하수슬러지 100중량부에 대하여 10~30중량부인 하수슬러지 고화체에 관한 것이다.The content of the hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum relates to the sewage sludge solidified body is 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of sewage sludge.

또한, 본 발명의 상기 하수슬러지 고화체에는, pH조절제로서 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 3중량부 이하의 생석회와, 혼화제로서 20중량부 이하의 연탄재가 추가로 함유될 수 있다.The sewage sludge solidified body of the present invention may further contain 3 parts by weight or less of quicklime as a pH adjusting agent and 100 parts by weight of quicklime, and a briquette material of 20 parts by weight or less as a admixture.

또한, 본 발명의 상기 하수슬러지 고화체는, 바람직하게는 pH가 6 ~ 9이고, 일축압축강도가 0.5kgf/㎠ 이상이다.The sewage sludge solidified body of the present invention preferably has a pH of 6 to 9 and a uniaxial compressive strength of 0.5 kgf / cm 2 or more.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 발명자들은, 종래 산업폐수, 특히 하수슬러지를 위생매립지에서의 중간 복토재로서 이용하기 위해 고체화하는 경우 문제가 되었던 악취에 대하여 연구 및 검토한 결과, 그 발생원인는 하수슬러지 고화시 첨가되는 고화제 때문인 것을 알아내었다. 즉, 종래 하수슬러지 고화용 고화제는, CaO/SiO2로 표현되는 염기도가 높은 포틀랜트 시멘트를 그 원료로 하기 때문에, 결과적으로 제조되는 고화체의 pH를 10이상으로 높여 심한 악취를 유발한 것이다.The inventors of the present invention have studied and examined odors that had been a problem when solidifying industrial wastewater, in particular, sewage sludge for use as an intermediate cover material in sanitary landfills. I found out. That is, the conventional sewage sludge solidifying agent uses a high basicity of portland cement represented by CaO / SiO 2 as its raw material, thereby raising the pH of the resulting solid to 10 or more, causing severe odor.

이에, 본 발명자들은 염기도가 낮고 비용이 저렴한 고화제의 원료에 대하여 조사 및 실험을 거듭한 결과, 제철 발생 부산물인 고로수재슬래그 미분말이 적절히 사용될 수 있음을 알아내었다. 즉, 고로수재슬래그 미분말은 산업폐수, 예를 들어 하수슬러지를 고화시킬 뿐 아니라, 하수슬러지 중에 함유된 중금속 등을 고착화시켜 하수슬러지를 안정화시키는 작용을 한다. 이와 같은 상기 고로슬래그 미분말은, 대개 CaO, SiO2, Al2O3, MgO 등이 93~98%이고 그 외 소량의 SO3, Fe2O3, MnO와 알칼리로 이루어지는데, 그 조성의 일례는 하기 표 1에 나타난 바와 같다.Accordingly, the inventors have investigated and experimented with raw materials of low basicity and low cost solidifying agent, and found out that blast furnace regrind slag fine powder, which is a by-product of steel production, may be appropriately used. That is, the blast furnace slag fine powder not only solidifies industrial wastewater, for example, sewage sludge, but also functions to stabilize sewage sludge by solidifying heavy metals contained in sewage sludge. Such blast furnace slag fine powder is usually 93 to 98% of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO and the like, and is composed of other small amounts of SO 3 , Fe 2 O 3 , MnO and alkali. Is as shown in Table 1 below.

(단위: 중량%)(Unit: weight%) CaOCaO SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 MgOMgO SO3 SO 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 42.442.4 33.133.1 13.813.8 6.16.1 -- 0.290.29

또한, 본 발명의 발명자들은, 상기 고로수재슬래그 미분말에 알카리성 또는 황산염의 자극물 첨가하여 OH-이온이나 SO4 2-이온이 충분히 존재하도록 하면, 고로수재슬래그 미분말은 포틀랜트 시멘트와 같이 수경성을 발휘하여 CaO-SiO2-H2O계 결정상을 형성하고 경화하는 것을 발견하였다. 이에, 상기 자극재로서 SO4 2-이온을 제공하는 반수석고 및/또는 무수석고를 사용하였다. 한편, 본 발명에서는 pH조절제로서 선택적으로 첨가되는 생석회도 상기 고로수재슬래그 미분말이 수경성을 발휘하도록 하는 자극재 역할을 할 수 있다.In addition, the inventors of the present invention, when the blast furnace slag fine powder is added to the blast furnace slag fine powder to the presence of an stimulant of alkali or sulfate to sufficiently present the OH - ions or SO 4 2- ions, the blast furnace slag fine powder exhibits hydraulic properties like portland cement It was found that CaO-SiO 2 -H 2 O based crystal phases were formed and cured. Thus, hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum that provides SO 4 2- ions was used as the stimulant. Meanwhile, in the present invention, quicklime selectively added as a pH adjusting agent may also serve as a stimulant for the blast furnace slag fine powder to exhibit hydraulic properties.

상기 반수석고와 무수석고는 물과 반응하면 하기 반응식(1) 및 반응식(2)에 나타난 바와 같은 수화반응을 유발하고 경화하는데, 이 반응은 발열반응이다.When the hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum react with water, it causes and hardens a hydration reaction as shown in the following Reactions (1) and (2), which is exothermic.

[반응식 1]Scheme 1

CaSO4·1/2H2O + 3/2H2O = CaSO4·2H2O + 4,600 ±20 cal/mol(반수석고)CaSO 4 1 / 2H 2 O + 3 / 2H 2 O = CaSO 4 2H 2 O + 4,600 ± 20 cal / mol (Half plaster)

[반응식 2]Scheme 2

CaSO4+ 2H2O = CaSO4·2H2O + 7,210 ±10 cal/mol(무수석고)CaSO 4 + 2H 2 O = CaSO 4 2H 2 O + 7,210 ± 10 cal / mol (anhydrous gypsum)

즉, 반수석고 또는 무수석고를 산업폐수, 특히 하수슬러지 고화형 고화제의 원료로서 첨가하면, 하수슬러지 고화시 하수슬러지 내에 함유되어 있는 평균 80중량부 내외의 물과 반응하여 고화체의 함수분을 저감시키는 작용을 한다. 이에 따라, 고화체의 강도가 향상되는 것이다.That is, when half-hydrated gypsum or anhydrous gypsum is added as a raw material for industrial wastewater, in particular, sewage sludge solidifying solidifying agent, when the sewage sludge solidifies, it reacts with about 80 parts by weight of water contained in the sewage sludge to reduce the water content of the solidified body. To act. As a result, the strength of the solidified body is improved.

한편, 본 발명에 있어서 상기 반수석고 또는 무수석고는, 인산부생석고, 탈황석고, 또는 SO4 2-이온의 중화시 발생되는 산업계 발생 부산물로부터의 석고 등을원료로 제조한 것 등을 사용할 수 있지만, 상기한 것에만 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the hemihydrate gypsum or anhydrous gypsum can be used as a raw material of phosphate gypsum, desulfurized gypsum, or gypsum from industrially generated by-products generated during neutralization of SO 4 2- ions. It is not limited only to the above.

상기한 바와 같은 본 발명의 고화제는, 14.3~66.7중량%의 고로슬래그 미분말과 33.3 ~ 85.7중량%의 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 66.7% 이상인 경우에는 이후 고화체의 pH 가 높아져 악취가 발생하고 14.3% 미만인 경우에는 일축압축강도가 저하하여 0.5kgf/㎠ 미만으로 되기 때문이다. 또한, 상기 반수석고 및/또는 무수석고의 함량이 33.3% 미만인 경우에는 강도발현이 어렵고, 85.7% 이상인 경우에는 상대적으로 고로수재슬래그 미분말의 함량이 낮아져 고로수재슬래그에 의한 폐수중 중금속의 고착화 및 폐수 안정화효과가 감소하는 문제가 있다. 또한, 상기 고화제에는 pH조절제로서 생석회가 추가로 함유될 수 있는데, 그 함량이 고로수재슬래그 미분말과 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되는 고화제 100중량부에 대해 20중량부보다 많이 첨가되면 고화체의 pH를 10이상으로 높이므로 바람직하지 못하다.The solidifying agent of the present invention as described above is preferably composed of blast furnace slag fine powder of 14.3 to 66.7% by weight and hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum of 33.3 to 85.7% by weight, because the content of the blast furnace slag fine powder This is because when the pH of the solid is 66.7% or more, the odor occurs due to the increase of the pH of the solid, and when it is less than 14.3%, the uniaxial compressive strength decreases to less than 0.5 kgf / cm 2. In addition, when the content of the hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum is less than 33.3%, strength is difficult to express, and when the content of the hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum is less than 85.7%, the content of the fine blast furnace slag fine powder is relatively low, thereby fixing the heavy metals in the waste water by the blast furnace reclaiming slag and the wastewater. There is a problem that the stabilization effect is reduced. In addition, the quickener may further contain quicklime as a pH adjusting agent, if the content is more than 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the solidifying agent composed of blast furnace regrind slag powder and hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum It is not preferable because the pH of the solid is increased to 10 or more.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 고화제를 산업폐수, 특히 하수슬러지의 고화에 이용하는 경우, 하수슬러지 고화체로부터 발생하는 악취를 저감할 수 있는데, 이하에서는 그 메커니즘에 대하여 설명한다.On the other hand, when the solidifying agent of the present invention is used for the solidification of industrial wastewater, in particular, sewage sludge, the odor generated from the sewage sludge solidified body can be reduced, and the mechanism will be described below.

하수슬러지 고화처리시 암모니아성 악취가 발생하는 원인은 다음과 같다. 즉, 시멘트와 생석회계로 이루어져 알카리성분이 높은 고화제를 이용하여 하수슬러지(자체의 pH: 6~7)를 고화시키면, 하수슬러지 중 암모늄 이온(NH4 +)이 암모니아가스(NH3)로 전환되면서 암모니아 가스 등 염기성 악취가스를 유발하여, 특유의 냄새를 방출하게 되는 것이다. 이와 같은, 하수슬러지 중 암모늄이온의 암모니아 가스로의 전환은 pH에 영향을 받는데, pH9에서는 암모니아가스(NH3)와 암모늄 이온(NH4 +)은 평형상태를 유지하지만, pH가 9이상으로 되면 암모늄 이온은 암모니아가스로 전환되어 대기중으로 발산하게 된다.The causes of ammonia odor during solidification of sewage sludge are as follows. That is, when the sewage sludge (self pH: 6 ~ 7) is solidified by using a cement and quicklime-based solidifying agent, ammonium ions (NH 4 + ) in the sewage sludge are converted into ammonia gas (NH 3 ). Basic odor gas such as ammonia gas is caused to emit a specific odor. The conversion of ammonium ions into ammonia gas in sewage sludge is affected by pH. At pH 9, ammonia gas (NH 3 ) and ammonium ions (NH 4 + ) remain in equilibrium, but when the pH is above 9 Ions are converted to ammonia gas and released into the atmosphere.

본 발명에서는 이점에 착안하여, 하수슬러지 고화체의 pH를 9이하로 관리하기 위해, 고화제로서 시멘트 생석회계와 같은 고 알카리성 고화제 대신 약 알카리성 고화제를 사용한 것이다. 그러나, 고화체는 pH가 악취발생의 저감측면에서는 9이하인 것이 바람직하지만 6이하로 낮아지면 황화수소가스가 발생하기 때문에, 그 하한은 6으로 설정하는 것이 바람직하다.In view of the advantages of the present invention, in order to manage the pH of the sewage sludge solidified to 9 or less, a weak alkaline solidifying agent is used as a solidifying agent instead of a high alkaline solidifying agent such as cement quicklime. However, the solidified body preferably has a pH of 9 or less in terms of odor generation, but when the temperature is lowered to 6 or less, hydrogen sulfide gas is generated. Therefore, the lower limit is preferably set to 6.

상기한 바와 같이, 본 발명의 고화제를 하수슬러지의 고화에 이용하여 하수슬러지 고화체로 제조하는 경우, 상기 고화제의 함량은 하수슬러지의 함량을 기준으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 고로슬래그 미분말과 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되는 본 발명의 고화제 중, 상기 고로슬래그 미분말의 함량은 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 5~20중량부, 상기 반수석고 및/또는 무수석고의 함량은 하수슬러지 100중량부에 대하여 10~30중량부로 설정하는 것이 바람직하다. 그이유는, 상기 고화제 중 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 하수슬러지 100중량부에 대하여 5중량부 미만인 경우에는, 3일 기건 양생후 일축압축강도가 저하하고 20중량부 이상인 경우에는 pH가 높아져 하수슬러지 내의 암모니아 이온이 암모니아 가스로 되어 악취가 발생하기 때문이다. 또한, 상기 반수석고 및/또는 무수석고의 함량이 하수슬러지 100중량부에 대하여 10중량부 미만인 경우에는 하수슬러지의 함수량이 높아 강도발현이 어렵고 30중량부 이상인 경우에는 상대적으로 고로수재슬래그 미분말의 함량이 낮아져 고로수재슬래그에 의한 하수슬러지 중 중금속 등의 고착화 및 안정화 효과가 감소하는 문제가 있다.As described above, when the solidifying agent of the present invention is used to solidify sewage sludge, the solidifying agent of the present invention is preferably set based on the content of sewage sludge. That is, among the solidifying agent of the present invention composed of fine blast furnace slag powder and hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum, the content of the fine blast furnace slag powder is 5 to 20 parts by weight, 100 parts by weight of the sewage sludge, and the hemihydrate gypsum and / or The content of anhydrous gypsum is preferably set to 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of sewage sludge. The reason for this is that when the content of the blast furnace slag fine powder in the solidifying agent is less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of sewage sludge, the uniaxial compressive strength decreases after 3 days of curing and the pH is increased when the content is 20 parts by weight or more. This is because ammonia ions in the sludge become ammonia gas and odor is generated. In addition, when the content of the semi-hydrated gypsum and / or anhydrous gypsum is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of sewage sludge, the water content of sewage sludge is high, the strength is difficult to express strength, the content of the fine blast furnace slag fine powder is more than 30 parts by weight This lowers the problem that the solidification and stabilization effect of heavy metals in the sewage sludge by the blast furnace slag is reduced.

또한, 상기 하수슬러지 고화체에는 pH조절제로서 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 3중량부 이하인 생석회와, 그리고 혼화제로서 20중량부 이하의 연탄재가 추가로 함유될 수 있다. 이 때, 상기 생석회의 함량이 하수슬러지 100중량부에 대하여 3중량부 이상인 경우에는 고화체의 pH가 높아져 암모니아성 가스가 발생해 악취가 나는 문제가 있고, 상기 연탄재의 함량이 하수슬러지 100중량부에 대하여 20중량부 이상인 경우에는 하수슬러지 고화체의 강도가 저하하므로 바람직하지 않다.In addition, the sewage sludge solidified body may further contain quicklime of 3 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the sewage sludge as a pH adjusting agent, and briquette material of 20 parts by weight or less as a admixture. At this time, when the content of quicklime is 3 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of sewage sludge, the pH of the solid is increased and ammonia gas is generated, causing a bad smell, and the content of the briquette material is 100 parts by weight of sewage sludge. In the case of 20 parts by weight or more, the strength of the sewage sludge solidified body is lowered, which is not preferable.

한편, 상기 연탄재는, 매립장에 기 매립되어 있는 연탄재와 반입되고 있는 연탄재를 분리수거하여 파쇄한 후 하수슬러지 고화시 혼화제로서 첨가하는데, 그 투입시기는 고화제의 투입전이나 고화제 투입후로 할 수 있다. 상기 연탄제를 고화제 투입 전에 투입하는 경우에는, 하수슬러지의 초기 함수율을 저감시키고 고화체의 내부 마찰력을 크게 하며 기공율을 높여서, 고화체의 양생을 돕는 역할을 한다.On the other hand, the briquettes are separately collected and crushed after briquettes and briquettes which are already embedded in the landfill, and added as a admixture during sewage sludge solidification. . When the briquette is added before the solidifying agent, the initial water content of the sewage sludge is reduced, the internal frictional force of the solidified body is increased, and the porosity is increased, thereby helping to cure the solidified body.

상기와 같이 하여 제조된 하수슬러지 고화체는 주로 위생매립지에서의 복토재로서 활용할 수 있는데, 복토재로서 활용할 수 있는 요건은 다음과 같다.Sewage sludge solidified body prepared as described above can be mainly used as cover material in sanitary landfill, the requirements that can be utilized as cover material is as follows.

먼저, 고화된 슬러지의 원활한 매립작업을 위해서는, 고화체가 작업차량의 운전에 지장을 주지않을 정도의 강도를 가져야 하는데, 일반적으로 매립작업에는 불도우저가 많이 이용되므로 이 경우 한계강도는 일축압축강도로서 0.5kgf/㎠ 이상이다. 따라서, 본 발명의 하수슬러지 고화체는 일축압축강도가 0.5kgf/㎠ 이상인 것이 바람직하다.First, in order to smoothly landfill the solidified sludge, the solidified body should have a strength that does not interfere with the operation of the working vehicle. In general, the limiting strength is 0.5% of the uniaxial compressive strength since the bulldozer is generally used for the landfilling work. kgf / cm 2 or more. Therefore, the sewage sludge solidified body of the present invention preferably has a uniaxial compressive strength of 0.5 kgf / cm 2 or more.

다음으로, 환경적인 측면에서 하수슬러지 고화체는 매립된 후 장기간의 안정성을 갖아야 한다. 이러한 안정성 평가는 고화된 슬러지를 대상으로 용출시험 등을 실시하여 확인할 수 있는데, 고화체의 중금속 용출시험결과 규제치를 초과하지 않아야 한다.Next, from the environmental point of view, the sewage sludge solidified body should have long-term stability after being buried. Such stability evaluation can be confirmed by performing dissolution test on solidified sludge, and it should not exceed the regulation value as a result of dissolution test of heavy metal of solidified body.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

하기 표 2에 나타난 바와 같이, 하수슬러지에 반수석고를 투입하여 1차 혼합한 다음 고로슬래그 미분말을 투입하여 2차 혼합하고, 최종혼합직후 발생되는 암모니아 가스량을 조사하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 상기 1차 및 2차 혼합은 햄머 크러셔 혼합기를 이용하여 실시하였으며, 혼합물은 흙 형태였다. 상기 혼합직후 일부를 채취하여 pH를 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 그 후,자연양생하여 복토재로 제조하는데, 3일기건 양생후에는 일축 압축강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.As shown in Table 2, the semi-mineral gypsum was added to the sewage sludge, followed by primary mixing, and then the blast furnace slag fine powder was mixed for the second time, and the amount of ammonia gas generated immediately after the final mixing was investigated, and the results are shown in Table 2 below. It was. The first and second mixing was carried out using a hammer crusher mixer, the mixture was in the form of soil. Some of the samples were taken immediately after the mixing to measure pH and the results are shown in Table 2 below. Thereafter, natural curing is made of a cover material, after three days of curing, uniaxial compressive strength was measured, and the results are shown in Table 2 below.

이 때, 사용된 반수석고는 인산제조시 발생되는 부생석고를 건조하여 만든 것이다.At this time, the semi-hydrated gypsum used is made by drying the by-product gypsum generated during the production of phosphate.

구 분division 고화제 원료(중량부)Solidifying material (parts by weight) 생산직후Right after production 3일기건양생후After 3 days dry health 하수슬러지Sewage Sludge 반수석고Half gypsum 고로수재슬래그미분말Blast Furnace Slag Powder 생석회quicklime 시멘트cement pHpH NH3(ppm)NH 3 (ppm) 일축압축강도(kgf/㎠)Uniaxial compressive strength (kgf / ㎠) 비교예1Comparative Example 1 100100 1515 1818 12.512.5 600600 0.530.53 비교예2Comparative Example 2 100100 1010 3030 12.012.0 550550 0.620.62 비교예3Comparative Example 3 100100 2020 33 7.07.0 2020 0.250.25 비교예4Comparative Example 4 100100 55 2525 11.311.3 520520 0.450.45 발명예1Inventive Example 1 100100 2323 1010 8.38.3 6060 0.650.65 발명예2Inventive Example 2 100100 23*23 * 1010 8.48.4 6565 0.630.63

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 일반적으로 사용되는 시멘트-생석회계 고화제를 이용하여 하수슬러지를 고화처리 한 비교예(1)의 경우, 고화체 생산직후 고화체의 pH는 12.5 정도로 매우 높음을 알 수 있다. 이에 따라 심한 악취가 발생하였다.As shown in Table 2, in Comparative Example (1) in which the sewage sludge was solidified by using a cement-quick lime hardener commonly used, the pH of the solid was immediately high after the solid production. . This caused severe odors.

비교예(2)는 고화제중 고로수재슬래그 미분말이 과잉 투입된 경우로, 고화체의 pH가 높아 암모니아성 악취가 발생하였다.In Comparative Example (2), when the blast furnace slag fine powder in the solidifying agent was excessively added, ammonia odor was generated due to the high pH of the solidified body.

비교예(3)은 고로수재슬래그 미분말의 함량이 적은 경우로, 생산직후 악취발생은 감소하였으나 3일 기건 양생후 일축압축강도가 저하하는 문제가 있었다.Comparative Example (3) is a case where the content of blast furnace slag fine powder is small, the odor occurred immediately after production, but there was a problem that the uniaxial compressive strength decreased after three days of curing.

또한, 비교예(4)는 반수석고의 함량은 적고 고로슬래그 미분말은 과잉 첨가된 경우로, 석고의 함량이 적어 하수슬러지중 함수량이 높아 강도 발현이 어려웠고, 고로미분말의 함량이 많아 고화체의 pH가 높아져 암모니아성 악취가 발생하였다.In addition, Comparative Example (4) is a case where the content of half-gyre gypsum is small and the blast furnace slag fine powder is excessively added. It became high and ammonia odor was generated.

한편, 본 발명의 발명예(1),(2)는 고화체 생산직후 pH가 6~9이고 일축압축강도도 모두 0.5kgf/㎠ 이상을 나타내었다.On the other hand, inventive examples (1), (2) of the present invention showed a pH of 6 to 9 immediately after solidified body production and uniaxial compressive strength of 0.5kgf / cm 2 or more.

[실시예 2]Example 2

하수슬러지에 하기 표 3과 같이 조성되는 고화제를 투입한 다음 양생하여 고화체로 만들고, 실시예 1과 동일한 방법으로 pH, 암모니아 가스량, 및 일축 압축강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이 때, pH 조절제로서 사용된 생석회는 석회석을 원료로 생석회 제조시 부생되는 부산물이다.Into the sewage sludge was added to the solidifying agent as shown in Table 3 and then cured to make a solid, and the pH, ammonia gas, and uniaxial compressive strength was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3 below. It was. At this time, the quicklime used as a pH adjuster is a by-product produced by the production of quicklime using limestone as a raw material.

구 분division 고화제(중량부)Solidifying agent (parts by weight) 생산직후Right after production 3일기건양생후After 3 days dry health 하수슬러지Sewage Sludge 반수석고Half gypsum 고로수재슬래그미분말Blast Furnace Slag Powder 생석회quicklime pHpH NH3(ppm)NH 3 (ppm) 일축압축강도(kgf/㎠)Uniaxial compressive strength (kgf / ㎠) 발명예3Inventive Example 3 100100 2525 1010 1One 8.58.5 9090 0.650.65 발명예4Inventive Example 4 100100 2525 1010 33 8.98.9 120120 0.660.66 비교예5Comparative Example 5 100100 2525 1010 55 10.110.1 450450 0.690.69

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 발명예(3),(4)에는 pH 조절제인 생석회가 하수슬러지 100중량부에 대해 3중량부 이하로 첨가되어 있어서, 반수석고의 강도발현에 도움이 되었고, 고화체의 pH를 9이하로 낮추어 고화체 제조시 현장에서의 악취발생을 억제할 수 있었다. 또한, 양생후 이를 복토재 등으로 활용시 암모니아성 악취발생을 억제할 수 있었다.As shown in Table 3, Inventive Examples (3) and (4) were added to 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of quicklime as a pH control agent, which helped to express the strength of the hemihydrate gypsum, solidified body By lowering the pH to below 9 it was possible to suppress the occurrence of odor in the field during the manufacture of a solid. In addition, when curing was used as a cover material, it was possible to suppress the generation of ammonia odor.

반면, 생석회가 과잉 첨가된 비교예(5)의 경우에는, 생산직후 고화체의 pH 가 높아 암모니아성 가스가 발생하여 악취가 발생하였다.On the other hand, in Comparative Example (5) in which excessive quicklime was added, the pH of the solidified body was high immediately after production, resulting in ammonia gas, resulting in odor.

[실시예 3]Example 3

혼화제가 하수슬러지 고화체의 제조에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 하기 표 4에 나타난 바와 같이, 하수슬러지에 고화제, 생석회, 및 연탄재를 투입하여 하수슬러지를 고화하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 pH, 암모니아 가스량, 및 일축 압축강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 이 때, 혼화제로서 사용된 연탄재는 기 매립되어 있는 연탄재나 혹은 현재 반입되고 있는 연탄재를 분쇄 분별한 것으로, 분별분쇄후 입도가 5mm 이하였다.In order to examine the effect of the admixture on the production of sewage sludge solidified body, as shown in Table 4 below, a solidifying agent, quicklime, and briquettes are added to sewage sludge to solidify sewage sludge, and the pH is the same as in Example 1. , Ammonia gas amount, and uniaxial compressive strength were measured, and the results are shown in Table 4 below. At this time, the briquette material used as the admixture was a pulverized fractionation of the briquette material or the briquette material currently loaded, and the particle size after fractionation pulverization was 5mm or less.

구 분division 고화제 원료(중량부)Solidifying material (parts by weight) 생산직후Right after production 3일기건양생후After 3 days dry health 하수슬러지Sewage Sludge 반수석고Half gypsum 고로수재슬래그미분말Blast Furnace Slag Powder 연탄재Briquettes 생석회quicklime pHpH NH3(ppm)NH 3 (ppm) 일축압축강도(kgf/㎠)Uniaxial compressive strength (kgf / ㎠) 발명예5Inventive Example 5 100100 2020 1010 2020 1One 8.38.3 5858 0.620.62 비교예6Comparative Example 6 100100 2525 1010 4040 1One 8.28.2 5656 0.350.35

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 발명예(5)에서는 연탄재가 고화체의 공극율을 증가시켜 고화체의 양생을 돕고, 고화체의 함수율을 낮추는 역할을 하였다.As shown in Table 4, Inventive Example (5) the briquette material to increase the porosity of the solidified body to help the curing of the solidified body, and serves to lower the water content of the solidified body.

그러나, 연탄재가 과잉 첨가된 비교예(6)의 경우에는 하수슬러지 고화체의 일축 압축강도가 저하하였다.However, in the comparative example (6) in which the briquette material was added excessively, the uniaxial compressive strength of the sewage sludge solidified body fell.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 제철 발생 부산물 및 각종 산업 부산물을 고화제로서 이용하기 때문에 경제적이고, 또한 상기 고화제를 이용해 하수슬러지를 고형화하는 현장과 양생후 고화체 상태에서 악취발생을 저감시킬 수 있기 때문에, 위생 매립시 중간 복토재로서 이용하는 경우 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.According to the present invention as described above, it is economical because steel production by-products and various industrial by-products are used as a solidifying agent, and it is possible to reduce the occurrence of odor in the field of solidifying sewage sludge using the solidifying agent and in the solidified state after curing. Therefore, when used as intermediate cover material at the time of sanitary landfill will have the effect of preventing environmental pollution.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 하수슬러지에 고화제를 첨가 혼합한 다음 양생하여 얻어지는 하수슬러지 고화체에 있어서,In the sewage sludge solid obtained by adding and mixing solidifying agent to sewage sludge, 상기 고화제는 고로슬래그 미분말과 반수석고 및/또는 무수석고로 조성되고,The solidifying agent is composed of blast furnace slag fine powder and hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum, 상기 고로슬래그 미분말의 함량은 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 5~20중량부이고, 그리고The blast furnace slag fine powder is 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the sewage sludge, and 상기 반수석고 및/또는 무수석고의 함량은 하수슬러지 100중량부에 대하여 10~30중량부이며,The content of the hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum is 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of sewage sludge, pH조절제로서 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 3중량부 이하의 생석회와, 그리고 혼화제로서 상기 하수슬러지 100중량부에 대하여 20중량부 이하의 연탄재가 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 고화체3 parts by weight or less of quicklime based on 100 parts by weight of the sewage sludge as a pH adjusting agent, and 20 parts by weight or less of briquettes based on 100 parts by weight of the sewage sludge as admixtures. 삭제delete 제 3항에 있어서, 상기 고화체의 pH는 6~9이고, 일축압축강도는 0.5kgf/㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 하수슬러지 고화체The sewage sludge solidified body according to claim 3, wherein the solidified body has a pH of 6 to 9 and a uniaxial compressive strength of 0.5 kgf / cm 2 or more.
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