KR100820188B1 - Vacuum dissipating apparatus for dehydration and fuelization, and method for dehydration and solid fuel of organic waste water sludge cake using this - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 감압유탕장치를 설명하기 위한 개략도이다. 1 is a schematic view for explaining a pressure-reducing hot water apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 180℃에서 감압유탕 시간에 따른 유기성 슬러지의 함수율 변화를 나타낸 그래프이다. Figure 2 is a graph showing the water content change of the organic sludge at 180 ℃ under reduced pressure.
도 3은 온도별 유탕시간에 따른 유기성 슬러지의 발열량 변화를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a change in calorific value of organic sludge according to the time of boiling time for each temperature.
본 발명은 유기성 슬러지의 탈수 및 연료화를 위한 감압유탕장치 및 이를 이용한 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감압장치, 온도조절장치, 분쇄기 및 원심분리기를 포함하는 유기성 슬러지의 탈수 및 연료화를 위한 감압유탕장치 및 상기 감압유탕장치를 이용한 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a desulfurization apparatus for dewatering and fueling organic sludge and a method for dewatering and solidifying organic sludge using the same, and more particularly, to an organic sludge including a decompression device, a temperature controller, a pulverizer, and a centrifuge. The present invention relates to a vacuum dewatering device for dewatering and fueling, and a method for dewatering and solidifying organic sludge using the vacuum dewatering device.
오·폐수 처리장에서 발생하는 유기성 폐슬러지(이하 ‘유기성 슬러지’라 한다)의 처리를 위하여 종래에는 유기성 슬러지를 건조한 후, 소각하는 방법에 의하였다. 유기성 슬러지를 건조하기 위하여 가열 건조 방식이 이용되고 있는데, 이는 에너지 소모가 많아 비효율적이다. 또한 이렇게 얻어진 건조된 유기성 슬러지는 수분함량에 따라 차이가 있기는 하지만 500 내지 2,500㎉/㎏의 저급열량을 보유하고 있음으로 해서, 단독으로는 에너지원으로 이용하기 어렵고, 소각시에도 보조연료가 필요한 상태이다. In order to treat organic waste sludge (hereinafter referred to as 'organic sludge') generated in a wastewater treatment plant, the organic sludge is conventionally dried and then incinerated. Heat drying is used to dry organic sludge, which is inefficient due to high energy consumption. In addition, the dried organic sludge thus obtained has a low calorific value of 500 to 2,500 kW / kg, although it varies depending on the water content, so that it is difficult to use as an energy source alone, and auxiliary fuel is required even when incinerated. It is a state.
이에, 본 발명자들은 유기성 슬러지에 함유되어 있는 높은 함량의 수분을 효율적으로 빠른 시간에 제거하는 방안을 강구하던 중, 유기성 슬러지의 수분 대신에 폐오일이 유기성 슬러지 내부에 충분히 스며들도록 함으로써 소각시 건조하기 위해 필요한 보조연료를 절감하는 효과를 통하여 유기성 슬러지의 처리ㆍ처분 문제를 해결하고, 또한 이를 고체연료로 이용할 수 있는 장치 및 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have been devising a method to efficiently remove the high content of water contained in the organic sludge in a fast and timely manner, so that the waste oil is sufficiently infiltrated into the organic sludge instead of the organic sludge to dry during incineration. The present invention has been completed by solving the problem of treatment and disposal of organic sludge through the effect of reducing auxiliary fuel required for the purpose, and by developing an apparatus and a method that can use this as a solid fuel.
본 발명의 목적은 유기성 슬러지를 역시 폐기물로 배출되는 자동차 정비공장의 폐유를 이용하여 효율적으로 탈수ㆍ건조하고 소각할 수 있는 감압유탕장치를 제 공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pressure-reducing hot water apparatus that can efficiently dehydrate, dry and incinerate organic sludge using waste oil of an automobile maintenance factory that is also discharged as waste.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 감압유탕장치를 이용한 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a dewatering and solid fuelization method of organic sludge using the vacuum bath.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 감압유탕조와 상기 감압유탕조의 일단에 연결되는 감압펌프로 이루어진 감압장치, 상기 감압유탕조의 일부에 연결된 온도조절장치, 상기 감압유탕조의 일말단과 연결되고 유탕 처리된 비교적 큰 유기성 슬러지를 분쇄하는 분쇄기, 및 상기 분쇄기와 연결되고 유탕 처리된 유기성 슬러지와 폐오일을 분리하는 원심분리기를 포함하는 유기성 슬러지의 탈수 및 연료화를 위한 감압유탕장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a decompression device consisting of a decompression bath and a decompression pump connected to one end of the decompression bath, a temperature control device connected to a portion of the decompression bath, connected to one end of the decompression bath and lactation Provided is a depressurization apparatus for dewatering and fueling an organic sludge comprising a pulverizer for crushing a relatively large organic sludge, and a centrifuge connected to the pulverizer and separating the oil-treated organic sludge and waste oil.
또한, 본 발명은 ⅰ) 폐오일 및 유기성 슬러지를 혼합시키는 단계; ⅱ) 상기 혼합된 폐오일 및 유기성 슬러지를 감압 및 저온에서 유탕시켜 유기성 슬러지에 함유된 수분을 증발시키고 수분 대신에 폐오일로 치환하는 단계; ⅲ) 상기 폐오일로 치환된 유기성 슬러지를 분쇄한 후 원심분리하여 탈유하는 단계; 및 ⅳ) 상기 탈유된 폐오일을 여과하여 유탕공정에 재이용하는 단계를 포함하는 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of: i) mixing the waste oil and organic sludge; Ii) evaporating the mixed waste oil and the organic sludge at reduced pressure and low temperature to evaporate the water contained in the organic sludge and to replace the waste oil with waste oil; Iii) pulverizing the organic sludge substituted with the waste oil and deoiling by centrifugation; And iii) filtering the de-oiled waste oil and reusing it in the milking process to provide a method for dehydration and solid fuel of organic sludge.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
유기성 슬러지를 소각방식으로 처리하기 위해서는 유기성 슬러지에 함유된 약 80%의 수분을 건조하는 공정이 필수적으로 요구되며 이를 위해서는 다량의 에너지가 필수적으로 소요되는 바, 본 발명에 의할 경우, 건조공정에 감압유탕법을 적용하고, 이때 사용되는 열매체로 자동차 정비공장에서 발생되는 폐유를 이용함으로써 수분의 제거와 폐유와 혼합공정이 동시에 진행되도록 함으로써 폐유가 가지고 있는 높은 발열량을 포함한 고체연료(건조된 유기성 슬러지 + 폐유)로의 전환을 통하여 소각시 필요한 보조연료비를 크게 절감하고 이들의 처리ㆍ처분 문제를 에너지 자원화하여 해결할 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 약 80%의 높은 함수율을 가진 유기성 슬러지의 탈수ㆍ건조에 적용되는 감압유탕장치와 이를 이용한 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법을 위한 운영기술을 제공하는 것이다.In order to treat organic sludge by incineration, a process of drying about 80% of the moisture contained in the organic sludge is required. For this purpose, a large amount of energy is required. By applying the reduced pressure oil method and using the waste oil generated from the automobile maintenance factory as the heat medium used at this time, the solid fuel containing the high calorific value of the waste oil (dry organic sludge) By converting into waste oil, it is possible to greatly reduce the supplementary fuel cost required for incineration and to solve their disposal and disposal problems by using energy resources. That is, the present invention is to provide a pressure reduction apparatus for dehydration and drying of organic sludge having a high water content of about 80% and an operating technology for the dewatering and solid fueling method of organic sludge using the same.
본 발명은 감압유탕조와 상기 감압유탕조의 일단에 연결되는 감압펌프로 이루어진 감압장치, 상기 감압유탕조의 일부에 연결된 온도조절장치, 상기 감압유탕조의 일말단과 연결되고 유탕 처리된 비교적 큰 유기성 슬러지를 분쇄하는 분쇄기, 및 상기 분쇄기와 연결되고 유탕 처리된 유기성 슬러지와 폐오일을 분리하는 원심분리기를 포함하는 유기성 슬러지의 탈수 및 연료화를 위한 감압유탕장치를 제공한다(도 1 참조). 상기 감압유탕장치는 유기성 슬러지에 함유되어 있는 약 80%의 수분을 효율적으로 빠른 시간에 20% 이하로 제거하고 대신에 폐오일이 유기성 슬러지 내부에 충분히 스며들게 한다. 본 발명의 감압유탕장치는 충분한 감압이 이루어질 수 있는 감압펌프 및 온도조절장치가 부착되어 있으며, 상기 감압정도를 측정할 수 있는 압력계가 감압유탕조의 일단에 부착되는 것이 바람직하다.The present invention is a decompression device consisting of a decompression bath and a decompression pump connected to one end of the decompression bath, a temperature control device connected to a portion of the decompression bath, grinding a relatively large organic sludge connected to one end of the decompression bath and lacquered To provide a depressurization apparatus for dewatering and fueling the organic sludge comprising a crusher, and a centrifugal separator for separating the waste oil and the organic sludge treated with the crusher (see Fig. 1). The vacuum bath apparatus removes about 80% of the water contained in the organic sludge to less than 20% in an efficient and fast time, and instead allows the waste oil to sufficiently penetrate into the organic sludge. In the present invention, the decompression bath is equipped with a decompression pump and a temperature control device capable of sufficient decompression, and a pressure gauge capable of measuring the decompression degree is preferably attached to one end of the decompression bath.
또한, 본 발명은 ⅰ) 폐오일 및 유기성 슬러지를 혼합시키는 단계; ⅱ) 상기 혼합된 폐오일 및 유기성 슬러지를 감압 및 저온에서 유탕시켜 유기성 슬러지에 함유된 수분을 증발시키고 수분 대신에 폐오일로 치환하는 단계; ⅲ) 상기 폐오일로 치환된 유기성 슬러지를 분쇄한 후 원심분리하여 탈유하는 단계; 및 ⅳ) 상기 탈유된 폐오일을 여과하여 유탕공정에 재이용하는 단계를 포함하는 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of: i) mixing the waste oil and organic sludge; Ii) evaporating the mixed waste oil and the organic sludge at reduced pressure and low temperature to evaporate the water contained in the organic sludge and to replace the waste oil with waste oil; Iii) pulverizing the organic sludge substituted with the waste oil and deoiling by centrifugation; And iii) filtering the de-oiled waste oil and reusing it in the milking process to provide a method for dehydration and solid fuel of organic sludge.
본 발명의 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법에 있어서, 상기 폐오일은 자동차정비공정에서 발생되는 폐오일을 여과시킨 것이 바람직하다.In the method for dewatering and solidifying the organic sludge of the present invention, it is preferable that the waste oil is filtered out of the waste oil generated in the automobile maintenance process.
또한, 본 발명의 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법에 있어서, 상기 감압은 646 내지 722 ㎜Hg 범위인 것이 바람직하다. 아울러, 상기 저온은 95 내지 180℃ 범위인 것이 바람직하고, 120 내지 140℃ 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법에 있어서, 상기 유탕 시간은 10분 내지 20분인 것이 바람직하다. 또한 상기의 원심분리는 2,000 내지 3,000 RPM의 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, in the dewatering and solid fuelization method of the organic sludge of the present invention, the reduced pressure is preferably in the range of 646 to 722 mmHg. In addition, the low temperature is preferably in the range of 95 to 180 ° C, more preferably in the range of 120 to 140 ° C. In addition, in the dewatering and solid fuelization method of the organic sludge of the present invention, it is preferable that the time of the milking is 10 minutes to 20 minutes. In addition, the centrifugation is preferably made in the range of 2,000 to 3,000 RPM.
또한, 본 발명의 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법에 있어서, 상기 감압유탕장치를 운전하기 전에 유기성 슬러지에서 금속류와 같은 무기성분을 제거하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the dewatering and solid fuelization method of the organic sludge of the present invention, it is preferable to further include the step of removing inorganic components such as metals from the organic sludge before operating the vacuum bath.
본 발명의 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법은 수분함량이 높은 유기성 슬러지의 소각을 위해서는 필수적으로 도입되는 탈수ㆍ건조공정에 감압유탕법을 적용하여 유기성 슬러지에 포함된 수분을 효율적으로 탈수ㆍ건조하고 동시에 수분대신 가연성의 폐오일로 치환하여 높은 열량을 가진 고형물로 변환시켜 소각공정 에 도입함으로써 소각공정에 필요한 보조연료를 절감하거나 별도의 연료로 이용하게끔 하는 방법에 관한 것이다.The dewatering and solid fueling method of the organic sludge of the present invention efficiently dehydrates and dries water contained in the organic sludge by applying a depressurization method to a dehydration and drying process which is essential for incineration of organic sludge having a high water content. At the same time, the present invention relates to a method of reducing auxiliary fuel required for the incineration process or using it as a separate fuel by converting it into flammable waste oil instead of water and converting it into a solid material having a high calorie content.
유기성 슬러지의 소각 또는 연료화에서 가장 중요한 요소는 80% 전후의 높은 함량의 수분을 소각에 적합하도록 효율적이고 경제적으로 제거하는 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는 감압유탕법을 적용한다. 본 공정을 개발하는데 있어서의 기초 개념은 감압상태에서 물의 끓는 온도가 100℃ 이하로 낮아지는 현상을 이용한 것으로서 유기성 슬러지에 함유되어 있는 수분을 증발시키기 위해 폐기물로 발생되는 폐유를 열매체로 이용하여 유기성 슬러지를 가열한다. 이때 물이 증발되면서 폐유가 유기성 슬러지 내부에 스며들어 물과 치환된다. 또한, 열처리는 유기성 슬러지 내부에 포함된 단백질성분 등이 열에 의한 겔(gel) 구조의 붕괴를 통하여 다량으로 내장된 수분의 분리가 발생하는 소위 이장현상(synerisis)과 유기물의 일부가 열에 의해 가수분해가 일어나는 가용화 및 액화현상이 진행되어 고효율 탈수가 신속히 진행된다.The most important factor in the incineration or fueling of organic sludge is the efficient and economical removal of high content of water around 80% for incineration. To this end, the present invention applies a reduced pressure lactation method. The basic concept in developing this process is the phenomenon that the boiling temperature of water is lowered below 100 ℃ under reduced pressure, and organic sludge is produced by using waste oil generated as waste medium to evaporate water contained in organic sludge as a heat medium. Heat it. At this time, as the water evaporates, the waste oil penetrates into the organic sludge and is replaced with water. In addition, the heat treatment is a so-called synerisis in which a large amount of moisture is separated through the breakdown of the gel structure due to heat of protein components contained in the organic sludge and a part of the organic material is hydrolyzed by heat. The solubilization and liquefaction that occur during the high efficiency dehydration proceeds quickly.
상기 기초 개념을 바탕으로 본 발명은 기계적인 탈수방법을 통하여 얻어진 함수율 80% 정도의 유기성 슬러지에 대하여 646 내지 722 ㎜Hg의 압력으로 감압한 상태에서 95 내지 180℃의 온도로 가열하는 공정을 10 내지 30분간 적용하여 수분함량 20% 이하의 오일치환 유기성 슬러지를 얻는 공정을 제공한다. 이때 얻어진 오일치환 유기성 슬러지는 함유된 오일 때문에 가열처리를 이용한 단순 건조 유기성 슬러지보다 큰 열함량을 가지고 있으며, 저장성이 양호하고 병원균이 완전히 사멸된 비부패성의 고체 연료로 활용될 수 있다.Based on the above basic concept, the present invention is a process for heating the organic sludge having a water content of about 80% obtained through a mechanical dehydration method at a pressure of 646 to 722 mmHg under reduced pressure at a temperature of 95 to 180 ° C. A 30 minute application provides a process for obtaining oil-substituted organic sludge with a water content of 20% or less. The oil-substituted organic sludge obtained at this time has a greater heat content than a simple dry organic sludge using heat treatment because of the oil contained therein, and can be used as a non-corrosive solid fuel having good storage properties and completely killing pathogens.
감압유탕공정을 운영하는데 있어서 감압정도를 더욱 낮추면 물의 비등점이 낮아지게 되므로 빠른 속도로 유기성 슬러지에 함유되어 있는 수분을 증발시킬 수 있으나, 감압을 위한 시간과 에너지의 소모가 크기 때문에 실험에 의해 상기의 감압정도 및 온도와 시간을 유탕조건으로 설정하였다. In order to reduce the degree of decompression in operating the decompression bath, the boiling point of water is lowered. Therefore, water contained in the organic sludge can be evaporated at a high speed. The degree of decompression and the temperature and time were set as the conditions for the milking.
이와 같이, 본 발명은 유기성 슬러지에 함유되어 있는 약 80%의 수분을 효율적으로 빠른 시간에 20% 이하로 제거하고 대신에 폐오일이 유기성 슬러지 내부에 충분히 스며들도록 하는 방법을 제공하는 것이다. 이를 위해서, 본 발명자들은 유기성 슬러지를 적당한 감압상태의 유탕기에 넣고 폐유를 열매체로 하여 가열하는데, 이때 감압을 많이 하면 할수록 물의 비등점을 크게 저하시킬 수 있어서 저온에서 탈수하는 것이 가능하지만 감압의 정도를 너무 크게 하면 이를 위해 불필요한 동력과 시간 낭비를 초래하고 장치의 구성이 복잡하게 되기 때문에 적절한 감압수준, 가열온도 및 가열시간과 오일과 슬러지를 분리하기 위한 원심분리속도 등을 정하는 것이 필요하며, 본 발명에서 제시하고자 하는 기술적 내용은 이러한 감압유탕 공정의 적용에 있어서 적절한 공정운영요소를 결정하여 유기성 슬러지의 탈수 및 고체연료화 방법을 제공하는 것이다.As such, the present invention provides a method for efficiently removing about 80% of the water contained in the organic sludge to 20% or less in an efficient and fast time, and instead allowing the waste oil to sufficiently penetrate into the organic sludge. To this end, the present inventors put the organic sludge in an appropriately depressurized oil bath and heat the waste oil as a heat medium. At this time, as the pressure is increased, the boiling point of water can be greatly reduced, so that it is possible to dehydrate at low temperature. For this purpose, it is necessary to determine an appropriate decompression level, heating temperature and heating time, and centrifugal separation rate for separating oil and sludge, because it causes unnecessary power and waste of time and complicated configuration of the device. The technical content to be presented is to determine the appropriate process operating factors in the application of the reduced pressure frying process to provide a method for dewatering organic sludge and solidifying fuel.
본 발명의 감압유탕장치를 운전하기 위한 공정기술은 먼저 80% 전후의 수분함량을 가진 유기성 슬러지에서 불필요한 금속류 등 무기성분을 제거한다. 그리고 나서, 감압유탕조에 자동차 정비공장 등에서 발생되는 폐오일을 여과한 후 상기 선별된 유기성 슬러지와 함께 넣고 혼합하여 646 내지 722 ㎜Hg의 압력으로 감압한 상태에서 95 내지 180℃의 온도로 10 내지 30분간 가열하여 슬러지에 함유되어 있 는 수분을 20% 이하로 떨어뜨리고, 유기성 슬러지 내부를 폐오일로 치환시킨다. 그리고 나서, 상기 유기성 슬러지 덩어리를 분쇄기로 비교적 작게 분쇄한 후 원심분리하여 탈유하고 분리된 폐오일은 여과하여 감압유탕공정에 재이용하며 얻어진 고형물은 별도의 건조공정 또는 보조연료 없이 소각하거나, 별도의 연료로 이용한다.The process technology for operating the reduced pressure oil apparatus of the present invention first removes inorganic components such as unnecessary metals from organic sludge having a water content of about 80%. Then, the waste oil generated in an auto repair shop, etc., was filtered in a depressurized oil bath, mixed with the selected organic sludge, and mixed with 10 to 30 at a temperature of 95 to 180 ° C. under a reduced pressure of 646 to 722 mmHg. By heating for a minute, the water contained in the sludge is dropped to 20% or less, and the organic sludge is replaced with waste oil. Then, the organic sludge lump is pulverized relatively small by a pulverizer and then centrifuged to deoil and the separated waste oil is filtered and reused in a depressurization process, and the obtained solid is incinerated without a separate drying process or auxiliary fuel, or a separate fuel. Use as.
본 발명자들은 상기 감압유탕장치를 이용하여 순천시 종말처리장에서 배출되는 유기성 슬러지에 대한 탈수 및 고체연료화 정도를 측정하였다.The present inventors measured the degree of dehydration and solid fuelization of the organic sludge discharged from the end-of-end treatment plant in Suncheon-si using the vacuum bath.
상압(760 ㎜Hg)에서 180℃의 온도로 유탕법을 적용했을때 약 15분 경과시 유기성 슬러지의 함수율은 약 41%인 반면, 684 ㎜Hg에서는 약 23%의 함수율을 나타냈고, 20분 경과시에 각각 35% 및 16%로 큰 차이를 나타냈다(도 2 참조).The moisture content of organic sludge was about 41% at about 15 minutes after application of the milking method at a temperature of 180 ° C under normal pressure (760 mmHg), and about 23% at 684 mmHg. There was a large difference of 35% and 16%, respectively (see FIG. 2).
또한, 상압 및 감압상태(684 ㎜Hg)에서 180℃, 160℃ 및 140℃의 온도로 유탕법을 시행하였다. 그 결과, 상압, 180℃에서는 유탕 시간이 15분 이상이 되면 고온으로 인하여 유기성 슬러지가 탄화되면서 유기성 슬러지를 구성하고 있는 성분중의 유기물질이 휘발되는 현상으로 오히려 발열량이 감소하는 경향을 나타냈고, 감압상태에서 140℃로 유탕을 실시하였을 때에는 20분 이상의 시간을 유탕하여도 탄화되는 현상은 발생하지 않고, 유탕시간이 증가하여 탈수의 정도가 높아질수록 발열량이 증가하는 경향을 보였다(도 3 참조).In addition, the milking method was performed at the temperature of 180 degreeC, 160 degreeC, and 140 degreeC in normal pressure and reduced pressure (684 mmHg). As a result, at a normal pressure and 180 ° C, when the time of the milking was 15 minutes or more, the organic sludge was carbonized due to the high temperature and volatilization of organic substances in the components constituting the organic sludge showed a tendency to decrease the calorific value. When milking at 140 ° C. under reduced pressure, carbonization does not occur even when milking for 20 minutes or more, and the amount of heat is increased as the amount of dehydration increases due to the increase in the time of milking (see FIG. 3). .
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention is not limited to the contents of the present invention.
<실시예 1> 감압유탕장치의 제조Example 1 Manufacture of Pressure Reducing Melting Apparatus
본 발명자들은 감압유탕조와 상기 감압유탕조의 일단에 연결되는 감압펌프로 이루어진 감압장치, 상기 감압유탕조의 일부에 연결된 온도조절장치, 상기 감압유탕조의 일말단과 연결되고 유탕 처리된 비교적 큰 유기성 슬러지를 분쇄하는 분쇄기, 및 상기 분쇄기와 연결되고 유탕 처리된 유기성 슬러지와 폐오일을 분리하는 원심분리기를 포함하는 유기성 슬러지의 탈수 및 연료화를 위한 감압유탕장치를 제작하였다(도 1).The present inventors pulverize a relatively large organic sludge, which is connected to one end of the decompression bath and a temperature control device consisting of a decompression bath and a decompression pump connected to one end of the decompression bath, a temperature controller connected to a part of the decompression bath. A depressurization apparatus for dewatering and fueling an organic sludge, including a pulverizer and a centrifuge separating the waste oil and the organic sludge treated with the pulverizer, was manufactured (FIG. 1).
본 발명에서 사용되는 감압유탕장치는 충분한 감압이 이루어 질수 있는 감압펌프와 압력계 및 온도조절장치가 부착되어 있으며 가열매체로 사용되는 오일은 자동차 정비소 등에서 발생되는 폐오일이다. 감압유탕기는 설정된 내부압력, 온도 및 운전시간에 맞추어 자동으로 동작한다. 설정된 운전시간이 경과하면 감압펌프의 동작이 중지되면서 압력이 해소되고, 압력이 해소되면 유기성 슬러지를 폐유로부터 제거하여 분쇄하고 유탕에 사용된 오일과 분리되도록 원심분리가 행하여진다. 유기성 슬러지와 분리된 오일은 여과한 후 재차 공정에 투입하여 이용된다.In the present invention, the depressurization oil apparatus is equipped with a decompression pump and a pressure gauge and a temperature control device capable of sufficient decompression, and the oil used as a heating medium is waste oil generated in an automobile repair shop. The reduced pressure water heater operates automatically according to the set internal pressure, temperature and operating time. When the set operation time elapses, the pressure of the pressure reducing pump stops, and when the pressure is released, the organic sludge is removed from the waste oil, pulverized and centrifuged to separate from the oil used in the milk bath. The oil separated from the organic sludge is filtered and used again in the process.
<실시예 2> 감압유탕장치를 사용한 유기성 슬러지의 처리Example 2 Treatment of Organic Sludge Using Pressure Reducing Oil Strainer
본 발명자들은 상기 감압유탕장치를 이용하여 순천시 종말처리장에서 배출되는 유기성 슬러지에 대한 탈수 및 고체연료화 정도를 측정하였다. 구체적으로, 순 천시 종말처리장에서 배출되는 유기성 슬러지를 건조한 후 발열량을 측정한 결과 약 500~2,500 ㎉/㎏ 정도를 나타냈으며, 자동차 정비공장에서 수거한 폐오일의 경우 약 7,200 ㎉/㎏의 열량을 나타냈다. 그러나, 유기성 슬러지의 수분함량은 80% 정도로서 이를 건조하는데 많은 열량이 소모되므로 본 발명에서 이용되는 감압유탕방법을 이용하여 함유된 수분을 증발시키고 여기에 폐오일이 스며드는 오일치환작용이 이루어지도록 하였다.The present inventors measured the degree of dehydration and solid fuelization of the organic sludge discharged from the end-of-end treatment plant in Suncheon-si using the vacuum bath. Specifically, as a result of measuring the amount of heat generated after drying the organic sludge discharged from the end-of-season treatment plant of Suncheon-si, it showed about 500 ~ 2,500 ㎉ / ㎏, and the waste oil collected from the auto repair shop was about 7,200 ㎉ / ㎏. Indicated. However, since the water content of the organic sludge is about 80% and a large amount of heat is consumed to dry it, the water contained in the organic sludge is evaporated using the reduced-pressure milking method used in the present invention, and the oil replacement action in which waste oil is soaked is performed.
<2-1> 감압유탕 시간에 따른 유기성 슬러지의 함수율 변화<2-1> Moisture Content Change of Organic Sludge with Decompression Melting Time
감압에 의해 물이 끓는 온도는 상압(760 ㎜Hg)에서 100℃, 722 ㎜Hg에서는 약 98℃, 684 ㎜Hg에서는 약 97℃, 646 ㎜Hg에서는 약 95℃ 부근이다. 상압(760 ㎜Hg)에서 180℃의 온도로 유탕법을 적용했을때 약 15분 경과시 유기성 슬러지의 함수율은 약 41%인 반면, 684 ㎜Hg에서는 약 23%의 함수율을 나타냈고 20분 경과시에 각각 35% 및 16%로 큰 차이를 나타냈다(도 2).The temperature at which the water boils under reduced pressure is about 100 ° C at normal pressure (760 mmHg), about 98 ° C at 722 mmHg, about 97 ° C at 684 mmHg, and about 95 ° C at 646 mmHg. The moisture content of organic sludge was about 41% at about 15 minutes when the milking method was applied at a temperature of 180 ° C under normal pressure (760 mmHg), while the moisture content was about 23% at 684 mmHg. Showed 35% and 16%, respectively (Fig. 2).
<2-2> 온도별 유탕시간에 따른 유기성 슬러지의 발열량 변화<2-2> Calorific Value of Organic Sludge by Temperature of Bath Time
상압 및 감압상태(684 ㎜Hg)에서 180℃, 160℃ 및 140℃의 온도로 유탕법을 시행하였다. 그 결과, 상압, 180℃에서는 유탕 시간이 15분 이상이 되면 저온으로 인하여 유기성 슬러지가 탄화되면서 구성성분 중의 유기물질이 휘발되는 현상으로 오히려 발열량이 감소하는 경향을 나타냈다.The milking method was performed at a temperature of 180 ° C., 160 ° C. and 140 ° C. under normal pressure and reduced pressure (684 mmHg). As a result, at a normal pressure and 180 ℃, when the time of the milking is more than 15 minutes, the organic sludge is carbonized due to the low temperature, the organic material in the component volatilized tended to decrease the calorific value.
반면에 감압상태에서 140℃로 유탕을 실시하였을 때에는 빠른 속도로 탈수 및 치환과정이 진행되고, 20분 이상의 시간을 유탕하여도 탄화되는 현상은 발생하지 않았고, 유탕시간이 증가하여 탈수의 정도가 높아질수록 발열량이 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, 유탕시간 20분 정도에서 6,000 ㎉/㎏의 발열량을 나타냈다(도 3).On the other hand, when milking at 140 ° C. under reduced pressure, dehydration and substitution proceed at a rapid rate, and carbonization does not occur even after 20 minutes of milking. The heat generation tended to increase. Moreover, the calorific value of 6,000 kPa / kg was shown in about 20 minutes of milking time (FIG. 3).
이와 같이, 본 발명의 감압유탕법을 적용한 유기성 슬러지의 처리는 여기에 함유된 약 80%정도의 수분을 효율적으로 제거함과 동시에 고열량의 폐오일을 유기성 슬러지 내부의 수분 대신에 스며들도록 하는 오일치환공정으로 탈수와 함께 폐오일을 혼합하는 방식으로 유기성 슬러지의 열에너지함량을 높여서 소각시 보조연료의 사용량을 크게 절감할 수 있음과 동시에 별도의 연료로 사용할 수 있도록 하는 방법이다. 본 발명은 최근 유기성 슬러지의 매립장 반입이 금지되면서 이들의 처리ㆍ처분이 사회적 문제로 대두되고 있는 상황에서 폐기물로 배출되는 유기성 슬러지와 자동차 정비공장에서 발생되는 폐오일의 처리문제를 함께 해결함으로써 이러한 문제를 해소하고 폐기물의 재활용, 자연환경보전, 에너지 절감 등의 많은 효과가 기대된다.As described above, the treatment of organic sludge by applying the reduced pressure bath method of the present invention efficiently removes about 80% of the moisture contained therein and at the same time, the oil replacement process of allowing high calorie waste oil to soak in the organic sludge instead of moisture. By increasing the thermal energy content of organic sludge by mixing waste oil with dehydration, it is possible to greatly reduce the amount of auxiliary fuel used for incineration and to use it as a separate fuel. The present invention solves the problem of treating the organic sludge discharged as waste and the disposal of waste oil generated in the automobile repair shop in the situation that the disposal and disposal of organic sludge has been banned as a social problem. It is expected that many effects such as waste water reclamation, waste recycling, natural environment preservation and energy saving will be achieved.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 감압유탕장치는 유기성 슬러지에 함유된 약 80% 전후의 수분을 역시 폐기물로 발생되는 자동차정비공장 등의 폐오일을 이용하여 효율적으로 탈수하고 높은 열량을 가진 고형물로 연료화함으로써 유기성 슬러지의 처리ㆍ처분 문제를 해결하고, 이들의 건조 및 소각시 필요한 보조연료를 절감하는 효과를 통하여 소각비용을 크게 절감하는데 기여할 것이다.As described above, the decompression bath of the present invention efficiently dehydrates about 80% of the water contained in the organic sludge using solid waste oil, such as an automobile maintenance plant, which is also generated as a waste and has a high calorific value. Fueling will solve the problem of disposal and disposal of organic sludge, and will contribute to greatly reducing the cost of incineration through the effect of reducing the auxiliary fuel required for drying and incineration.
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