KR100467851B1 - 유기질함유오니의처리방법 - Google Patents
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Abstract
유기질함유오니를 적당히 탈수, 탈취하여 탈수, 탈취처리 후의 고체형분(M)을 시멘트원료(L)로서 유효하게 이용한다.
시멘트원료(L)를 가열해서 얻어지는 생석회를 포함하는 중간공정품(Q)을 시멘트 소성계의 서스펜션예열기의 최하단의 사이클론(8)으로부터 분리한다. 이 중간 공정품(Q)을 탈수재로서 유기질함유오니에 혼합해서 탈수하고, 유기질함유오니의 탈수 후의 고체형분(M)을 시멘트원료(L)에 혼합한다. 탈수재와 유기질함유오니의 혼합에 의한 탈수처리는 트럭(51)에 탑재시켜서 이동 가능한 탈수처리설비(50)에서 한다.
Description
본 발명은 하수처리시설에서 발생하는 하수오니나 분뇨처리시설에서 발생하는 분뇨오니 등의 유기질함유오니에 생석회를 포함하는 탈수재를 혼합해서 탈수하고 탈수 후의 고체형분을 시멘트원료에 혼합시켜서 처리하는 유기질함유오니의 처리방법에 관한 것이다.
종래에 하수오니 등의 유기질함유오니는 각종 방법으로 처리되고 있으나, 일본국 특개평 3-98700호 공보에는 생석회, 가소백운석, 물찌끼, 고로슬랙(slag) 등의 생석회류를 탈수재로서 하수오니를 혼합해서 탈수하고, 오니의 탈수 후의 고체형분을 시멘트원료에 혼합해서 처리함과 동시에 탈수시에 발생하는 가스를 시멘트 소성 공정에 투입하는 방법이 제시되어있다.
또, 이런 종류의 오니의 탈수처리설비는 종래로부터 하수처리장마다에 설치되어있고 발생하는 오니를 그 때마다 처리하도록 하고있다.
상기한 처리방법에 있어서는 탈수재 중의 생석회분과 오니 중의 수분이 다음과 같이 반응하고 오니중의 수분이 이 수화반응에 소비되고 또 반응열에 의해 발열함으로써 하수오니가 탈수된다.
CaO + H2O → Ca(OH)2
그러나 탈수재가 생석회의 경우는, 생석회는 고가이므로 비용적으로 문제가 있고, 또 탈수 후의 고체형분을 시멘트 원료로서 사용하는데는 성분이 동떨어진 것이기 때문에 성분조정의 필요가 있는 등의 문제가 있었다.
다시또, 종래에는 오니의 발생량이 비교적 적은 처리장에 있어서도 개개로 탈수처리설비를 설치하고있기 때문에 중소규모의 하수처리 시설에서는 탈수처리설비의 가동율이 낮고 처리비용이 상승한다고하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 종래의 문제를 감안하여 하수오니나 분뇨오니 등의 유기질함유오니를 아주 적당히 탈수할 수 있고, 유기질함유오니의 탈수 후의 고체형분을 그대로 시멘트 원료로서 용이하게 사용할 수 있고, 시멘트 제품의 성능을 저하시키는 일이 없이 유기질함유오니를 경제적 및 효율적으로 처리할 수 있음과 동시에 탈수처리설비의 가동율을 높이고 처리비용을 삭감할 수 있는 처리방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.
상술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하고 소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 생석회를 포함하는 탈수재를 유기질함유오니에 혼합해서 탈수하고 상기한 오니의 탈수 후의 고체형분을 시멘트원료에 혼합해서 처리하는 유기질함유오니의 처리방법에 있어서, 상기한 탈수재는 시멘트 소성계의 서스펜션예열기(suspension preheater)로부터 분리되고, 시멘트원료를 가열해서 얻어지는 생석회를 포함하는 중간공정품인 것이다.
본 발명에 있어서 유기질함유오니와 탈수재와의 혼합비율은 특히 한정되지 않지만, 탈수재/유기질함유오니가 1.5~0.5가 바람직하다.
또 탈수재와 오니를 혼합해서 탈수하기 위한 탈수처리설비를 필요한 장소에 이동시켜서 탈수처리하는 것에 다른 특징이 있고, 그 때에 탈수처리설비를 트럭에 탑재시키고 그 트럭상에서 탈수처리하는 것이 바람직하고 그 탈수처리설비는 탈수재수용호퍼, 오니수용호퍼, 상기한 양호퍼로부터 공급된 탈수재와 오니를 혼합교반하는 원료혼합기, 그 원료혼합기에 양호퍼로부터 탈수재 및 유기질함유오니를 정량 공급하는 정량공급기 및 탈수처리 후의 고체형분을 배출시키는 배출용 컨베이어를 구비한 것이 바람직하다.
다시또 탈수처리설비 및 시멘트 원료를 가열해서 얻어지는 생석회를 포함하는 중간공정품을 유기질함유오니 발생지에 반송하고 오니발생지에서 탈수처리를 하여 탈수처리 후의 고체형분을 시멘트 공장으로 반송해서 시멘트 원료에 혼합시키도록 하는 것이 바람직하다.
또한 유기질함유오니는 유기질함유 처리시설에서 발생하는 유기질함유오니나 분뇨처리시설에서 발생하는 분뇨오니외에 가정폐수처리, 산업폐수처리, 준첩오니처리 등 악취가 있는 유기질함유오니가 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 탈수의 대상이 되는 하수오니 및 탈수의 의미는 다음과 같다.
즉, 본 발명에서의 탈수의 대상이 되는 하수오니는 "오니처리장의 탈수장치로부터 배출되는 수분 함량 80%의 탈수케이크"를 말한다.
또한, 본 발명에서의 탈수는 "함수율이 높은 유기질 함유 오니가 탈수재와 하기 식과 같이 반응하여, 유기질 함유 오니 중의 수분이 수화반응에 의해 소비되거나 반응열에 의해 증발하여 고체형분으로 되는 과정 또는 그 상태를 의미한다.
CaO + H2O → Ca(OH)2
(실시예)
우선 본 발명의 제1의 실시형태에 대해 설명하면 시멘트공장에 있어서는 도1에 나타내는 바와 같이 시멘트원료(L)가 원료저장장(1)으로부터 원료건조기(2), 원료분쇄기(3), 원료탱크(4)를 거쳐서 시멘트 소성계의 서스펜션예열기에 공급되도록 되어있다. 또한 시멘트원료(L)는 석회석, 점토, 규석, 철원료 등으로 되고 이것을 가열해서 얻어지는 중간공정품(Q)(후술함)은 생석회에 비해서 일반적으로 값싸다.
시멘트 소성계의 서스펜션예열기는 복수단계의 사이클론(cyclone)(5),(6),(7),(8), 가소로(9)를 갖추어 구성되어있고, 원통가마(10)의 배기가스가 가소로(9), 사이클론(8),(7),(6),(5)의 순서로 공급되게 되어있다. 그리고 최상단의 사이클론(5)에 시멘트원료(L)가 투입되고, 이 시멘트원료(L)가 최하단의 사이클론(8)에 달하기까지에 850℃∼900℃로 가열되어서 시멘트원료(L)중의 석회석의 탈탄산화에 의해 다음과 같이 생석회가 생성된다.
CaCO3 → CaO + CO2
또한 최하단의 사이클론(8)까지의 중간공정품(9)의 주성분은 일예로서 SiO2 19.0%, Al2O3 4.3%, Fe2O3 2.7%, CaO 60.5%, MgO 1.5%로 되어있고, 생석회를 충분히 함유하고 있다. 또 중간공정품(Q)에는 약 0.5%의 미연소 카본이 함유되어있다.
그리고 최하단의 사이클론(8)으로부터 원통가마(10)에 생석회를 함유한 중간 공정품(Q)이 공급되지만 최하단의 사이클론(8)의 하부출구에는 분리댐퍼(20)가 설치되어있고 분리댐퍼(20)를 거쳐서 소정량의 중간공정품(Q)이 분리되게 되어있다. 그리고 분리된 중간공정품(Q)은 수냉식냉각기(21), 수송기(22), 출하탱크(24)를 거쳐서 반송차(25)에 의해 하수처리시설의 오니처리장으로 반송된다. 또한 도 1에 있어서(23)는 에어록크피더(air lock feeder)이며 출하탱크(24)에는 집진기가 장비되어있다.
한편, 하수처리시설 등에 설치된 오니처리장에 있어서는 도 2에 나타내는 바와 같이 하수오니(탈수케이크)(S)가 탈수장치(31)로부터 정량공급기(32)를 거쳐서 원료혼합기(40)에 투입되도록 되어있다. 또한 하수오니(S)는 약 80%의 수분을 함유하고있다. 또 생석회를 함유한 시멘트중간공정품(Q)은 반송차(25)로부터 원료탱크(26), 수송기(27), 정량공급기(28)를 거쳐서 탈수재로서 원료혼합기(40)에 투입된다.
그리고 원료혼합기(40)에 있어서 하수오니(S)와 중간공정품(Q)이 혼합되고 중간공정품(Q)중의 생석회분과 하수오니(S)중의 수분이 다음과 같이 반응하고 하수오니(S)중의 수분이 이 수화반응에 소비되고 또는 반응열에 의해 증발함으로써 하수오니(S)가 탈수된다.
CaO + H2O → Ca(OH)2
이와 같이하여 하수오니(S)가 탈수되지만 탈수재로서 시멘트 소성계로부터 분리한 중간공정품(Q)을 사용했기 때문에 생석회를 사용하는 경우에 비교하여 하수오니(S)를 값싸게 탈수할 수 있음과 동시에 적당한 반응속도에 의해 아주 적당히 탈수할 수 있다. 또 중간공정품(Q)은 미세분말이며 또한 소량의 미연소 카본을 포함하고 있기 때문에 하수오니(S)중의 악취성분을 흡착시킬 수가 있다.
그리고 하수오니(S)의 탈수 후의 고체형분(M)은 수송기(41), 건조분말 입자체저장탱크(42), 수송기(43)를 거쳐서 반송차(25)에 의해 시멘트공장으로 반송된다. 그리고 시멘트공장에 있어서 도 1에 나타내는 바와 같이 탈수 후의 고체형분(M)은 반송차(25)로부터 수용탱크(45), 수송기(46)를 거쳐서 시멘트 소성계의 서스펜션예열기의 최상단의 사이클론(5)에 시멘트원료(L)와 함께 투입된다.
다음에 탈수처리에 이동 가능한 탈수처리설비를 사용하는 제 2실시형태를 도 1, 도 3, 도 4에 대해 설명한다. 또한 제 1실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
이 탈수처리설비(50)는 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이 트럭(51)에 고정적으로 탑재되고 그 트럭(51)상에서 탈수처리를 하는 것이며 트럭(51)상에는 탈수재인 중간공정품(Q)이 투입되어서 수용되는 탈수재수용호퍼(52), 하수오니(S)가 투입되는 오니수요호퍼(53), 양호퍼(52),(53)로부터 각각의 재료를 정량 공급하는 정량 공급기(54),(55), 양정량공급기로부터 공급되는 중간공정품(Q)과 하수오니(S)를 혼합교반하는 원료혼합기(56) 및 그 원료혼합기(56)에 의해 탈수 처리된 후의 고체형분을 배출시키는 배출컨베이어(57)가 탑재되어있다.
또한 탈수재수용호퍼(52)로부터의 정량공급기(54)에는 스크류컨베이어가 사용되고 오니수용호퍼로부터의 정량공급기(55) 및 배출컨베이어(57)에는 벨트컨베이어가 사용되고있다.
이와 같이 트럭(51)상에 탑재된 탈수처리설비(50)를 사용하고 오니처리장의 탈수장치로부터 배출된 하수오니(S)를 하수오니수용호퍼(53)에 또 반송차(25)에 의해 운반된 중간공정품(Q)을 탈수재수용호퍼(52)에 각각 투입하고 각 정량공급기(54),(55)에 의해 소정의 혼합비율로 되도록 각각 공급하고 원료혼합기(56)의 투입구(56a)로부터 투입된다.
그리고 원료혼합기(56)에 있어서 하수오니(S)와 중간공정품(S)이 혼합되고 중간공정품(Q)중의 생석회분과 하수오니(S)중의 수분이 전술한 바와 같이 반응하고 하수오니(S)중의 수분이 이 수화반응에 소비되고 또는 반응열에 의해 증발함으로써 하수오니(S)가 탈수된다.
그리고 하수오니(S)의 탈수 후의 고체형분(M)은 제 1실시형태와 마찬가지로 반송차(25)에 의해 시멘트공장으로 반송하고 시멘트공장에서 도 3에 나타내는 바와 같이 수용탱크(45), 수송기(46)를 거쳐서 시멘트 소성계의 서스펜션예열기의 최상단의 사이클론(5)에 시멘트원료(L)와 함께 투입된다.
상술한 바와 같이 제 1,제 2실시형태 모두 하수오니(S)의 탈수 후의 고체형분(M)이 시멘트원료(L)와 함께 투입되지만 탈수재로서 시멘트 소성계로부터 분리된 중간공정품(Q)을 사용했으므로, 하수오니(S)의 탈수 후의 고체형분(M)을 그대로 시멘트원료(L)와 함께 투입할 수 있고, 시멘트제품의 성능을 저하시키는 일이 없이 고체형분(M)을 아주 적당히 처리할 수 있다.
또한 상기한 양실시형태는 시멘트 소성계의 서스펜션예열기에 가소로가 구비된 경우에 대해 기술했으나, 가소로는 반드시 구비하지 않아도 된다. 또 상술한 양실시형태는 시멘트 소성계의 서스펜션예열기의 최하단의 사이클론으로부터 중간공정품을 분리하는 경우에 대해 기술했으나, 중간단계의 사이클론으로부터 분리해도 된다.
상술한 각 실시형태에서는 하수처리시설에서 발생하는 하수오니의 처리에 대해 기술했으나, 본 발명은 기타 분뇨처리시설에서 발생하는 수분함유량이 60∼80%의 분뇨오니의 처리도 같은 방법으로 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 관한 하수오니의 처리방법은 시멘트원료를 가열해서 얻어지는 생석회를 포함하는 중간공정품을 시멘트 소성계의 서스펜션예열기로부터 분리하여 탈수재로서 유기질함유오니를 혼합해서 탈수함으로써 유기질함유오니의 탈수 후의 고체형분을 그대로 시멘트원료로서 사용해도 제조되는 시멘트의 품질변화를 초래하지 않고 유기질함유오니를 경제적으로 또한 효율적으로 처리할 수가 있다. 또 탈수재로서 사용하는 시멘트 소성계로부터 분리한 중간공정품은 미세분말이며 소량의 미연소 카본을 포함하고 있으므로 유기질함유오니의 탈취에도 효과가 있다.
다시또 탈수처리설비를 트럭에 고정적으로 탑재시키는 등의 방법으로 이동 가능하게 함으로써 복수의 중소규모의 유기질함유 처리시설에서 하나의 탈수처리시설을 공용하는 것이 용이하게 되고 설비의 가동률을 상승시킴과 동시에 처리비용을 삭감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 유기질함유오니의 처리방법의 제 1실시형태의 시멘트 공장에 있어서의 공정을 나타내는 개략도.
도 2는 오니 처리장에 있어서의 공정을 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명에 관한 유기질함유오니의 처리방법의 제 2실시형태의 오니처리시설에 있어서의 공정을 나타내는 개략도.
도 4는 탈수처리설비를 트럭에 탑재시킨 상태의 1예의 측면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 원료저장장 2 : 원료건조기
3 : 원료분쇄기 4 : 원료탱크
5,6,7,8 : 사이클론(서스펜션예열기) 9 : 가소로
10 : 원통가마 20 : 분리댐퍼
21 : 냉각기 22 : 수송기
23 : 에어록크피더 24 : 출하탱크
25 : 반송차 26 : 원료탱크
27 : 수송기 28 : 정량공급기
31 : 오니탈수장치 32 : 정량공급기
40 : 원료혼합기 41 : 수송기
42 : 건조분말 입자체 저장탱크 43 : 수송기
44 : 반송차 45 : 수용탱크
46 : 수송기 50 : 탈수처리설비
51 : 트럭 52 : 탈수재수용호퍼
53 : 유기질함유오니 수용호퍼 54,55 : 정량공급기
56 : 원료혼합기 57 : 배출컨베이어
L : 시멘트
M : 유기질함유오니 탈수 후 고체형분
Q : 시멘트 중간 공정품
S : 하수오니
Claims (7)
- 생석회를 포함하는 탈수재를 유기질함유오니에 혼합해서 탈수하고 상기한 유기질함유오니의 탈수 후의 고체형분(M)을 시멘트원료(L)에 혼합해서 처리하는 유기질함유오니의 처리방법에 있어서, 상기한 탈수재는 시멘트 소성계의 서스펜션예열기로부터 분리되고 시멘트원료(L)를 가열해서 얻어지는 생석회를 포함하는 중간공정품(Q)인 것을 특징으로 하는 유기질함유오니의 처리방법.
- 제 1항에 있어서,탈수재와 유기질함유오니를 혼합해서 탈수하기 위한 탈수처리설비(50)를 이동 가능하게 하고, 탈수처리설비(50)를 필요한 장소에 이동시켜서 탈수 처리하는 것을 특징으로 하는 유기질함유오니의 처리방법.
- 제 2항에 있어서,탈수처리설비(50)를 트럭(51)에 탑재시키고 그 트럭(51)상에서 탈수 처리하는 것을 특징으로 하는 유기질함유오니의 처리방법.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서,탈수처리설비(50)는 탈수재수용호퍼(52), 오니수용호퍼(53), 상기한 양호퍼(52),(53)로부터 공급된 탈수재와 유기질함유오니를 혼합교반하는 원료혼합기(56), 그 원료혼합기(56)에 양호퍼(52),(53)로부터 탈수재 및 유기질함유오니를 정량공급하는 정량공급기(32), 및 탈수처리 후의 고체형분(M)을 배출시키는 배출용컨베이어(57)를 구비한 것을 특징으로 하는 유기질함유오니의 처리방법.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서,탈수처리설비(50) 및 시멘트원료(L)를 가열해서 얻어지는 생석회를 포함하는 중간공정품(Q)을 유기질함유오니 발생지에 반송하고 오니발생지에서 탈수처리를 하여 탈수처리 후의 고체형분(M)을 시멘트공장으로 반송해서 시멘트원료(L)에 혼합시키도록 하는 것을 특징으로 하는 유기질함유오니의 처리방법.
- 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,유기질함유오니가 하수처리시설에서 발생하는 하수오니(S)인 것을 특징으로 하는 유기질함유오니의 처리방법.
- 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,유기질함유오니가 분뇨처리시설에서 발생하는 분뇨오니인 것을 특징으로 하는 유기질함유오니의 처리방법.
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