KR100797574B1 - 하수 슬러지 재활용 처리 방법 - Google Patents

하수 슬러지 재활용 처리 방법 Download PDF

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Abstract

하수처리장에서 발생되는 슬러지를 연소 가능한 미립 고형물과 수분으로 분리하여 미립 고형물은 석탄을 연료로 사용하는 화력발전소 등에서 보조연료로서 사용할 수 있도록 하고 수분은 물과 기체로 분리한 후, 기체는 악취를 제거하여 대기중으로 방출하고 물은 하수처리장으로 배출하는 하수 슬러지 재활용 처리장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 하수 슬러지 재활용 처리장치는, 공급되는 하수 슬러지를 균일하게 혼합하기 위한 믹서와, 상기 믹서로부터 공급된 하수 슬러지를 고속 원심력에 의한 입자충돌방식으로 미립 고형분과 수분으로 분리하는 회전충격식 건조 및 분쇄기와, 상기 회전충격식 건조 및 분쇄기에서 분리된 수분을 기체와 액체로 분리하여 각각 외부로 배출하는 스크러버로 구성되고, 처리방법은, 하수 슬러지를 믹서로 균일하게 혼합하여 함수율 55~60％가 되도록 하여 공급하는 전처리공정과, 상기 전처리공정을 거쳐 공급된 하수 슬러지를 고속 원심력에 의한 회전충격식 건조 및 분쇄기로 함수율 5％의 미립 고형분과 수분을 분리하는 건조 및 분쇄공정과, 상기 건조 및 분쇄공정에서 분리된 미립 고형분을 외부로 배출하는 반출공정과, 상기 건조 및 분쇄공정에서 분리된 수분을 기체와 액체로 분리하여 각각 외부로 배출하는 스크러버공정을 수행하여 이루어진다.

Description

하수 슬러지 재활용 처리 방법{THE TREATMENT METHOD FOR RECYCLE SLUDGE FROM SEWAGE}
도 1은 본 발명에 따른 하수 슬러지 재활용 처리장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 하수 슬러지 재활용 처리방법을 나타낸 공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 믹서 20 : 회전충격식 건조 및 분쇄기
30 : 스크러버 40 : 악취제거기
본 발명은 하수 슬러지 재활용 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수처리장에서 발생되는 슬러지를 연소 가능한 미립 고형물과 수분으로 분리하여 미립 고형물은 석탄을 연료로 사용하는 화력발전소 등에서 보조연료로서 사용할 수 있도록 하고 수분은 물과 기체로 분리한 후, 기체는 악취를 제거하여 대기중으로 방출하고 물은 하수처리장으로 배출하는 하수 슬러지 재활용 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
하수처리장에서는 막대한 양의 하수 슬러지가 지속적으로 발생되고 있으 며, 이러한 하수 슬러지를 처리함에 있어, 가장 일반적인 처리방식은, 황무지나 매립지에 매립하는 것이다.
그러나 황무지나 매립지는 매립할 수 있는 면적이 한정되어 있기 때문에 매립이 자유롭지 못하고 매립 허가조건도 매우 까다롭다. 또한 다른 분야에서 발생하는 다량의 폐기물이 함께 매립되므로 매립할 수 있는 장소가 급속히 고갈되고 있는 실정에 있으며, 매립지 선정에도 많은 어려움이 있어 지역적 분쟁과 사회적 문제를 야기하고 있다.
또한 하수 슬러지를 매립하기 전에 어느 정도 탈수 및 건조시키고는 있지만, 그래도 함수율이 높기 때문에, 매립시 악취와 유독가스를 유발하여 공기를 오염시키고 땅으로 스며드는 침출수는 지하수를 오염시키는 원인이 되고 있다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 수분을 함유한 하수 슬러지를 고속 원심력을 이용한 입자충돌의 운동에너지만으로 고액 분리하여 함수율 5％의 미립 고형분을 효율적으로 생산하는 것에 의해 에너지 효율 극대화로 처리비용을 획기적으로 절감할 수 있고, 가열에 따른 부대설비가 필요 없어 설비구성이 간결하고 2차 오염원 발생이 없으며, 설치면적이 기존 가열방식이나 기타 퇴비화, 고형화 설비에 비해 현저히 작은 하수 슬러지 재활용 처리시스템을 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 소요 에너지가 전력이고, 자동화 시스템으로 운영됨으로 운전 인력을 최소화할 수 있고, 설비의 유지보수가 매우 용이하여 유지보수비가 저 렴하며, 염분농도를 현저히 감소시킴으로써 양질의 보조연료를 생산할 수 있는 하수 슬러지 재활용 처리시스템을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1의 발명은, 공급되는 하수 슬러지를 균일하게 혼합하기 위한 믹서와, 상기 믹서로부터 공급된 하수 슬러지를 고속 원심력에 의한 입자충돌방식으로 미립 고형분과 수분으로 분리하는 회전충격식 건조 및 분쇄기와, 상기 회전충격식 건조 및 분쇄기에서 분리된 수분을 기체와 액체로 분리하여 각각 외부로 배출하는 스크러버를 포함하는 하수 슬러지 재활용 처리장치에 특징이 있다.
제2의 발명은, 상기 스크러버에서 분리된 기체를 정화처리하여 대기로 방출하는 악취제거기를 더욱 포함하는 하수 슬러지 재활용 처리장치에 특징이 있다.
제3의 발명은, 상기 스크러버의 정화처리는 오존 및 플라즈마 처리인 하수 슬러지 재활용 처리장치에 특징이 있다.
제4의 발명은, 하수 슬러지를 믹서로 균일하게 혼합하여 함수율 55~60％가 되도록 하여 공급하는 전처리공정과, 상기 전처리공정을 거쳐 공급된 하수 슬러지를 고속 원심력에 의한 회전충격식 건조 및 분쇄기로 함수율 5％의 미립 고형분과 수분을 분리하는 건조 및 분쇄공정과, 상기 건조 및 분쇄공정에서 분리된 미립 고형분을 외부로 배출하는 반출공정과, 상기 건조 및 분쇄공정에서 분리된 수분을 기체와 액체로 분리하여 각각 외부로 배출하는 스크러버공정을 포함하는 하수 슬러지 재활용 처리방법에 특징이 있다.
제5의 발명은, 상기 스크러버공정에서 분리된 기체를 정화처리하여 대기로 방출하는 악취제거공정을 더욱 포함하는 하수 슬러지 재활용 처리방법에 특징이 있다.
제6의 발명은, 상기 스크러버공정에서의 정화처리는 오존 및 플라즈마 처리인 하수 슬러지 재활용 처리방법에 특징이 있다.
제7의 발명은, 상기 전처리공정으로 공급되는 하수 슬러지는, 함수율 75％의 하수 슬러지와 함수율 5％의 하수 슬러지를 3:1의 비율이 되도록 공급하는 하수 슬러지 재활용 처리방법에 특징이 있다.
제8의 발명은, 상기 전처리공정으로 공급되는 함수율 5％의 하수 슬러지는 건조 및 분쇄공정에서 분리된 미립 고형분인 하수 슬러지 재활용 처리방법에 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 하수 슬러지 재활용 처리장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 하수 슬러지 재활용 처리방법을 나타낸 공정도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 하수 슬러지 재활용 처리장치는 공급된 하수 슬러지를 균일하게 혼합하는 믹서(10)와, 상기 믹서(10)로부터 공급된 하수 슬러지를 미립 고형분과 수분으로 분리하기 위한 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)와, 상기 히전충격식 건조 및 분쇄기(20)에서 분리된 수분을 기체와 액체로 분리하여 각각 외부로 배출하는 스크러버(30)와, 상기 스크러버(30)에서 분리된 기체를 정화처리하여 대기로 방출 하는 악취제거기(40)를 구비하여 이루어진다.
이러한 하수 슬러지 재활용 처리장치를 이용한 처리방법은, 도 2에 도시된 바와 같이 공급되는 하수 슬러지를 믹서(10)로 균일하게 혼합하는 전처리공정(100)과, 상기 전처리공정(100)에서 공급되는 하수 슬러지를 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)로 미립 고형분과 수분으로 분리하는 건조 및 분쇄공정(200)을 수행하여 이루어진다.
전처리공정(100)에서는 재활용 처리하고자 하는 하수 슬러지를 건조 및 분쇄공정을 위한 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)에 투입하기 전에, 공급되는 하수 슬러지를 믹서(10)로 균일하게 혼합하여 함수율 55~60％가 유지되도록 하기 위한 것으로, 이는 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)로 하수 슬러지를 처리함에 있어서 공급되는 하수 슬러지의 함수율이 55~60％일 때, 건조 및 분쇄효율이 가장 높고 함수율이 60％ 이상에서는 건조 및 분쇄공정이 이루어지지 않기 때문이다.
건조 및 분쇄공정(200)을 위한 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)는 고정외통 내에 고속 회전이 가능한 회전내통을 구비하여 회전내통의 고속회전에 의한 원심력 및 충격을 이용한 것으로, 하수 슬러지를 회전내통에 공급하여 고속 회전시키면, 하수 슬러지에 함유된 수분은 원심력에 의해 고정외통으로 분리되어 다음 스크러버공정(300)을 위해 스크러버(30)로 이송되고, 수분제거로 인해 함수율 5％인 하수 슬러지는 회전내통내에서의 회전충격에 의해 미세한 분말로 분쇄된 후 원심력에 의해 비산되어 외부로 배출됨으로써 하수 슬러지를 미립 고형물과 수분으로 분리할 수 있게 된다.
이때, 전처리공정(100)을 위해 믹서(10)로 공급되는 하수 슬러지는 함수율 75％의 하수 슬러지 1000㎏/h와, 함수율 5％의 하수 슬러지 500㎏/h를 공급, 즉 3:1의 비율로 공급하여 균일하게 혼합한 후, 함수율 55~60％의 하수 슬러지 1500㎏/h를 건조 및 분쇄공정(200)을 위한 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)로 투입하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 함수율 5％의 하수 슬러지는 건조 및 분쇄공정(200)에서 분리된 미립 고형분을 공급하는 것이 보다 효율적인 것으로, 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)에 의해 수행되는 건조 및 분쇄공정(200)에서는 믹서(10)로부터 공급된 1500㎏/h의 하수 슬러지를 처리하여 분리된 750㎏/h의 미립 고형물중 500㎏/h는 믹서(20)로 리턴시키고, 270㎏/h의 미립 고형물은 외부로 반출함으로써 연료로서 사용한다.
한편, 상기 회전충격식 건조 및 분쇄기(20)에 의한 건조 및 분쇄공정(200)에서 분리된 수분은 기체, 약간의 미세분말 및 물입자를 포함하고 있으며, 이 수분은 스크러버(30)로 공급되어 스크러버공정(300)을 수행함으로써 기체와 슬러지를 포함하는 물로 분리처리되고, 이때, 스크러버(20)는 15N㎥/min의 처리능력을 가지는 것이 바람직하다.
이어서 상기 스크러버공정(300)에서 분리된 슬러지를 포함하는 물은 1.5Ton/h의 용량으로 배출되어 하수처리장에서 정화처리되고, 기체는 15N㎥/min으로 악취제거기(40)에 공급되어 악취제거공정(400)을 수행하게 되며, 이 악취제거공정(400)을 통해 정화되어 대기로 방출되는 것으로, 정화처리는 오존 및 플라즈마 처리하여 기체의 방출시 악취를 제거함과 동시에 대기의 오염을 방지할 수 있도록 한다.
본 발명의 권리범위는 지금까지 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하수 슬러지 재할용 처리장치 및 방법에 의하면, 수분을 함유한 하수 슬러지를 매립하지 않고 고속 원심력을 이용한 입자충돌의 운동에너지만으로 고액 분리하여 연소가 가능한 함수율 5％의 미립 고형분을 생산할 수 있고, 이 미립 고형분을 화력발전소의 연료로 사용하는 석탄의 보조연료로 재활용함으로써 자연환경을 보호하면서 경제적인 이점을 함께 추구할 수 있는 효과가 있다.
또한, 미립 고형분의 생산방식이 고속 원심력을 이용한 입자충돌에 의해 분리 및 분쇄되므로 에너지 효율 극대화로 처리비용을 획기적으로 절감할 수 있으며, 가열에 따른 부대설비가 필요 없어 설비구성이 간결하고 설치면적이 기존 가열방식이나 기타 퇴비화, 고형화 설비에 비해 현저히 작은 이점이 있으며, 또한 소요 에너지가 전력이고 자동화 시스템으로 운영되므로 운전 인력을 최소화할 수 있고, 설비의 유지보수가 매우 용이하여 저렴한 유지보수비로 운용할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 공급되는 하수 슬러지를 믹서로 균일하게 혼합하여 함수율 55~60％가 되도록 하여 공급하는 전처리공정과,
    상기 전처리공정을 거쳐 공급된 하수 슬러지를 고속 원심력에 의한 회전충격식 건조 및 분쇄기로 함수율 5％의 미립 고형분과 수분을 분리하는 건조 및 분쇄공정과,
    상기 건조 및 분쇄공정에서 분리된 미립 고형분을 외부로 배출하는 반출공정과,
    상기 건조 및 분쇄공정에서 분리된 수분을 기체와 액체로 분리하여 각각 외부로 배출하는 스크러버공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 재활용 처리방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스크러버공정에서 분리된 기체를 정화처리하여 대기로 방출하는 악취제거공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 재활용 처리방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스크러버공정에서의 정화처리는 오존 및 플라즈마 처리인 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 재활용 처리방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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