KR100890916B1

KR100890916B1 - 바텀애시를 포함하는 배수재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 배수재

Info

Publication number: KR100890916B1
Application number: KR20080079942A
Authority: KR
Inventors: 이영규; 장호종
Original assignee: (주)두남씨앤앰; 그린폴드 주식회사
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2009-04-03

Abstract

본 발명은 매립된 석탄회를 처리하여 바텀애시를 포함하는 배수재를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 배수재에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 배수재를 제조하는 방법은, 매립장으로부터 채취된 석탄회를 이송하는 단계(가); 상기 이송된 석탄회를 소정의 양으로 분급하는 단계(나); 상기 분급된 석탄회에 세척액을 분사하여 1차 세척하는 단계(다); 1차 세척된 석탄회를 입자크기 별로 분리하여 선별하는 단계(라); 상기 선별된 석탄회를 2차 세척하는 단계(마); 및 상기 2차 세척된 석탄회를 탈수하는 단계(바)를 포함한다. 이러한 방법에 의해 제조된 배수재는 배수 특성이 우수하며 환경적으로 안정하다. 또한, 본 발명에 의하면, 석탄회를 이용하여 배수재를 제조하므로 배수재의 제조비용이 절감되고, 천연모래에 대한 고갈을 방지할 수 있으며, 석탄회를 재활용함으로써 매립장 부족 문제를 해결할 수 있다.

석탄회, 매립회, 배수재, 바텀애시

Description

바텀애시를 포함하는 배수재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 배수재{Method of producing Drain material comprising bottom ash and Drain material produced by the same}

본 발명은 배수재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 배수재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매립된 석탄회를 처리하여 바텀애시를 포함하는 배수재를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 배수재에 관한 것이다.

석탄회란 석탄이 연소된 후에 남게 되는 재를 말한다. 석탄회는 발생장소에 따라 바텀애시(Bottom Ash, 저회) 및 플라이애시(Fly Ash, 비회)로 나뉘며, 바텀애시는 화산석과 같이 용융된 부정형 슬래그 형태를 가지며, 플라이애시는 미분말 형태를 갖는다. 한편, 발전소에서 발생한 플라이애시와 바텀애시는 수중에 매립되는데, 이를 매립회(Landfill Ash)라고 한다. 플라이애시와 바텀애시의 발생비율은 발전소 별로 차이가 있으나 일반적으로 80중량% : 20중량% 정도이다.

석탄은 지구상에 존재하는 가장 값이 싸면서 매장량이 풍부한 연료로 석탄화력발전소 건설은 지속적으로 증가하고 있으며, 이로 인해 석탄회의 발생량도 증가하여 최근 매년 약 600만 톤 이상의 석탄회가 발생되고 있다. 그러나, 석탄회의 재 활용 정도를 보면, 플라이애시의 경우 콘크리트 혼화제 등으로 많은 량이 재활용되고 있지만, 바텀애시의 경우 여과재, 건축자재의 원료 등으로 극히 일부만 재활용되고 나머지는 매립장(회처리장)에 매립 처분하고 있다. 따라서, 최근 석탄회의 매립량 증가로 매립장 확보에 어려움이 있으며, 이에 따라 각종 환경문제 및 사회문제를 일으키고 있어 석탄화력발전소 운영에 막대한 지장을 초래하고 있다.

한편, 등록특허 제10-0550268에서는 바텀애쉬 및 천연모래를 포함하고 상기 바텀애쉬의 함량이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 연약지반 개량용 배수재에 관하여 개시하고 있다.

상기 바텀애시를 연약지반 개량용 배수재로 이용하기 위해서는 표 1의 연약지반 개량재로 사용하는 배수재의 입도기준과 표 2의 도로공사 시방서에서 제시하는 연약지반 개량용 배수재의 품질기준을 만족하여야 한다.

구 분	9.50㎜	No4	No16	No40	No100	No200
샌드매트용골재(%)	100	84~100	30~100	0~88	0~42	0~15
샌드드레인용골재(%)	100	84~100	30~92	0~69	0~30	0~3

구 분	D₁₅	D₈₅	0.08㎜ 통과량	투수계수
샌드매트용골재	0.075~0.9	0.4~0.8	15% 이하	1.0×10^-3㎝/sec 이상
샌드드레인용골재	0.1~0.9	1.0~8.0	3% 이하	1.0×10^-3㎝/sec 이상

그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 매립회는 플라이애시과 바텀애시 등이 혼합되어 있고, 조성이 불균일하여, 매립회를 바로 배수재로 재활용하는 경우 배수재의 품질규격을 만족하기 어렵다.

또한, 매립회를 배수재로 사용하기 위해서 가장 중요한 것은 입도 분포 등 토질공학적으로 문제점이 없어야 한다. 그러나, 매립장에서 채취한 매립회의 토성시험 결과를 기재한 표 3을 보더라도, 표 1에 기재된 도로공사 시방기준에 적합하지 않다. 따라서, 석탄회를 배수재로 재활용하기 위해서는 배수재의 용도별 입도기준에 적합하도록 처리하는 과정이 요구된다.

시 험 항 목		시험결과	시험방법	비고
입도분포	4.75㎜체 통과율 (%)	70.8	KSF2302 (2002)
	2.36㎜체 통과율 (%)	60.1
	0.425㎜체 통과율 (%)	30.3
	0.075㎜체 통과율 (%)	12.0
	최대입자 지름 (㎜)	45.1
	60% 입자지름 (%)	2.0
	30% 입자지름 (%)	0.36
	10% 입자지름 (%)	0.08
최대건조밀도 (g/㎠)		1.369

등록특허 제10-0550268호에는, 석탄회를 연약지반개량용 배수재로 사용하기 위한 배수재의 생산방법, 환경안정성, 물리·화학적 특성, 토질공학적 안정성을 고려한 사용범위 등이 제시되지 않아 현장에서 사용하는 것이 가능하지 못할 수 있다.

구체적으로, 등록특허 제10-0550268호에서 사용한 재료에 대한 토질공학적 특성을 분석하기 위해 충남 금강산(부여) 강모래와 발전소에서 발생된 바텀애시에 대하여 토성 시험을 실시하였다. 먼저, 강모래와 바텀애시를 각각 1㎏씩 분취하여 표 1 및 표2의 배수재 기준에 적합하게 입도를 조정하고, 부피, 입도, 혼합시 입도, 투수계수 등을 시험하여, 시험결과는 표 4에 기재하였다.

구　　　 분		①강모래	②바텀애시	①+②혼합	비　　　 고
입경분포 (%)	9.50㎜체 통과율	0.0	100	100
	4.75㎜체 통과율	100	92.5	95.9
	2.36㎜체 통과율	96.7	56.7	83.6
	1.18㎜체 통과율	96.4	18.5	66.5
	0.59㎜체 통과율	69.1	4.4	44.8
	0.149㎜체 통과율	3.2	1.3	2.4
	0.075㎜체 통과율	0.5	0.8	0.5
총 무게(㎎)		1,000	1,000	2,000
총 용적(㎖)		635	1,310	1,780	8.5% 용적 감소
최대입경(㎜)		2.5	9.4	9.1
투수계수(㎝/sec)		3.1×10^-2	7.2×10^-2	4.7×10^-2

표 4에 도시된 바와 같이, 각각의 시료의 입경분포 및 투수율은 배수재의 품질기준에 적합하다. 그러나, 바텀애시와 강모래의 혼합물의 총 용적이 바텀애시와 강모래의 각각의 총 용적을 합한 경우보다 약 8.5% 감소한다. 이는 바텀애시의 기공속으로 모래의 잔골재가 들어간 것으로 판단되며, 그에 따라, 바텀애시의 기공이 막혀 배수력이 저하될 수 있고, 생산제품의 수량감소 등으로 인해 경제성이 감소될 수 있다.

특히, 연약지반용 배수재로 시공하는 경우, 지반침하의 우려가 있어, 현장에서는 적용하기 어려울 것으로 판단된다.

또한, 모래를 바텀애시와 혼합하여 배수재로 사용하므로, 이에 따른 추가비용이 발생하여 경제성이 떨어진다.

나아가, 발전소 보일러 내에서 발생되는 석탄회는 여러 가지 환경 유해성이 있는 중금속이 포함하고 있으므로, 석탄회를 별도의 처리 없이 배수재로 이용할 경우, 유해성분이 용출되어 토양오염, 지하수 오염 등의 환경문제를 일으킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 환경적으로 안정되고, 천연자원의 고갈을 방지하여 자연 보호에 이바지함과 동시에 배수재의 규격에 적합하며, 경제적인 배수재를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이다.

또한, 본 발명은 상기한 방법에 의해 제조된 배수재를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 배수재 제조방법은, 매립장으로부터 채취된 석탄회를 처리하여 바텀애시를 포함하는 배수재를 제조하는 과정에서, 매립장으로부터 채취된 석탄회를 이송하는 단계(가); 상기 이송된 석탄회를 소정의 양으로 분급하는 단계(나); 상기 분급된 석탄회에 세척액을 분사하여 1차 세척하는 단계(다); 1차 세척된 석탄회를 입자크기 별로 분리하여 선별하는 단계(라); 상기 선별된 석탄회를 2차 세척하는 단계(마); 및 상기 2차 세척된 석탄회를 탈수하는 단계(바)를 포함한다.

본 발명이 일 실시예에 있어서, 단계(나)에서는, 분급용 저장조 또는 분배기를 이용하여 석탄회를 분급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 단계(나) 및 단계 (다)에서는, 회처리수 또는 담수를 분사하여 이루어질 수 잇다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 단계(라)에서는, 선별망을 사용하여 1차 세 척된 석탄회를 분리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 단계(라)에서는, 침강분리법을 이용하여 0.3~2.0㎜ 직경의 미분을 분리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 단계(마)에서는, 염분제거제를 사용하여 선별된 석탄회를 세척할 수 있다.

본 발명에 따른 배수재 제조방법은 상기 탈수된 석탄회를 배수재의 용도에 따라 입도 조정하는 단계(아)를 더 포함한다.

삭제

본 발명의 실시예에 따르면, 매립회를 연약지반 개량재, 운동장 및 골프장의 배수재 등으로 재활용할 수 있으므로 국가적으로 추진중인 자원재활용 정책에 부응하고, 발전소 매립장 확보 문제점을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명은 수중에서 장기간 매립된 석탄회를 이용하여 배수재를 제조하므로 환경적으로 안정하며, 모래를 대체함으로써 천연자원 고갈에 따른 문제점을 해소할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니 다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수재 제조과정을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수재의 제조과정은 다음과 같다. 매립장으로부터 채취된 석탄회를 이송하고(S1, S2), 상기 이송된 석탄회를 소정의 양으로 분급한다(S3). 다음으로 상기 분급된 석탄회에 세척액을 분사하여 1차 세척하고(S4), 1차 세척된 석탄회를 입자크기 별로 분리하여 선별한다(S5). 이 후, 상기 선별된 석탄회를 2차 세척하고(S6), 상기 2차 세척된 석탄회를 탈수시킨다(S7)

본 발명에서는, 석탄발전소 매립장의 수중에서 일정기간 숙성된 석탄회를 이용한다. 이는 중금속 등 환경오염물질이 방출되는 것을 방지하기 위함이다.

이하, 배수재를 제조하는 과정을 구체적을 설명한다.

상기 매립된 석탄회를 채취하는 과정에서, 수중에서 석탄회를 채취할 경우에는 강모래 준설설비 등을 이용할 수 있고, 건식으로 석탄회를 채취할 경우에는 굴삭기나 로우더 등을 이용할 수 있다(S1).

상기 채취된 석탄회는 이송수단에 의해 작업장으로 이송된다(S2). 상기 준설설비를 이용하여 석탄회를 채취한 경우에는 파이프라인을 통해 채취된 석탄회를 이송할 수 있고, 상기 굴삭기나 로우더를 이용하여 석탄회를 채취한 경우에는, 이동거리가 근거리인 경우에 컨베이어벨트를 이용하고, 원거리의 경우에 덤프트럭을 이용할 수 있다.

석탄회의 선별효율을 향상시키기 위하여 상기 이송된 석탄회를 소정의 분량으로 분급한다(S3). 준설설비를 이용한 습식법에서는 사각 또는 원형탱크의 분급용 저장조를 이용할 수 있고, 건식법에서는 이송된 석탄회를 균일하게 분급하기 위해 분배기를 설치할 수 있다. 이때, 자경성으로 인해 서로 뭉쳐있는 석탄회를 분쇄하기 위해 회처리수나 담수를 고압으로 분사할 수 있다. 이 경우, 회처리수나 담수를 분사하기 위한 고압펌프와 분사 노즐을 분급용 저장조 또는 분배기에 설치할 수 있다.

이후 분급된 석탄회의 이물을 제거하기 위해 세척액을 이용하여 분급된 석탄회를 1차 세척한다(S4). 또한, 세척과정에서, 회처리수나 담수를 고압으로 분사하여 바텀애시와 미분을 효율적으로 분리시킬 수 있다. 1차 세척장비는 선별시설의 상부에 설치될 수 있다.

1차 세척된 석탄회는 선별과정을 통해 사이즈 별로 분리된다(S5). 이 과정을 통해 석탄회로부터 원하는 사이즈의 바텀애시 또는 플라이애시를 선별할 수 있다. 선별설비는 일예로, 채석장이나 모래채취장에서 많이 사용하는 판형진동식 선별시설을 사용할 수 있다.

한편, 바텀애시는 짧은 생성시기로 인해, 표면이 날카롭고 부정형이며, 가볍다. 그로 인해, 선별효율이 저하되므로 상기 선별기 설치시 일반골재보다 선별각을 1~2°낮춰야 한다.

또한, 배수재의 용도에 따라 선별망의 크기가 결정되며, 일예로, 석탄회를 연약지반 개량형 배수재로 이용할 경우, 3단 망을 사용할 수 있으며, 망의 규격은 1단 25.0㎜, 2단 8.0~9.0㎜, 3단 1.6~2.0㎜일 수 있다.

한편, 습식 선별망을 이용할 경우, 석탄회 중 0.3~2.0㎜의 미분이 유실될 수 있으므로, 별도의 침강분리법으로 미분을 분리하여 확보한다.

상기 선별된 석탄회는 별도로 구비된 세척설비에 의해 2차 세척된다(S6). 2차 세척단계에서 바닷모래 세척시 사용하는 스크류타입의 세척설비를 사용할 수 있으며, 세척효율을 조정하기 위해 스크류의 각도를 조절할 수 있다.

한편, 상기 선별단계에서 분리된 바텀애시의 표면에 부착되어 있는 염분 및 이물질은 2차 세척과정에서 담수만 분사하여도 제거되지만, 바텀애시의 기공 속에 침적된 염분은 용이하게 제거되지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에 있어서, 바텀애시의 기공 속에 침적된 염분을 제거하기 위해 담수에 일정시간 침적시키고, 침적시 염분제거 효율을 높이기 위해 시중에서 유통되는 아황산나트륨(NaSO) 등을 주원료로 하는 염분제거제를 사용한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 2차 세척된 석탄회를 3차 세척하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 3차 세척하는 과정(S7)에서는 2차 세척된 석탄회에 포함된 이물질과 염분제거용으로 사용한 약품 등을 제거하기 위해 담수를 이용하여 세척작업을 수행한다. 이때 사용되는 세척설비는 탈수설비 전단이나 위에 설치할 수 있다.

이후, 세척된 석탄회는 탈수 과정을 거쳐 배수재로서 사용될 수 있다(S8). 상기 탈수 과정은 세척된 석탄회에 포함된 수분을 제거한다. 탈수설비는 모래나 잔골재의 탈수에 사용하는 판형진동식 탈수기나, 슬러지 탈수에 사용하는 벨트프레스 식 탈수기를 사용할 수 있다.

상기 탈수된 배수재는 컨베이어벨트 등을 이용하여 야적장으로 이송되며(S9), 지정된 장소에 야적된다. 상기 배수재는 폐기물로 분류되어 지정된 장소에만 야적(S10)하여야 하고, 특히, 비산될 우려가 있을 경우를 대비하여 주변에 살수장치를 설치하여 비산을 예방할 수 있다.

삭제

표 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수재 제조방법을 이용하여 생산한 배수재에 대한 토성시험 결과이다.

구　　　 분		①0.3~2.0㎜	②2~8㎜	③8~25㎜	비　　　 고
입경분포 (%)	53.0㎜체 통과율	100	100	100.0	바텀애시
	37.5㎜체 통과율	100	100	100.0
	19.0㎜체 통과율	100	100	94.0
	9.50㎜체 통과율	100	100	28.7
	4.75㎜체 통과율	100	86.7	7.2
	2.36㎜체 통과율	100	68.9	5.8
	1.18㎜체 통과율	99.1	40.2	4.3
	0.59㎜체 통과율	88.5	13.0	1.5
	0.297㎜체 통과율	62,7	5.0	0.9
	0.149㎜체 통과율	18.2	2.0	0.7	바텀애시(미분) + 플라이애시
	0.075㎜체 통과율	4.9	0.8	0.2	바텀애시(미분) + 플라이애시
단위용적(㎖/㎏)		940	1,320	1,280
최대입경(㎜)		2.1	8.9	28.0
투수계수(㎝/sec)		1.3×10^-2	9.2×10^-2	9.7×10^-2

상기 배수재는 입도조정 단계(S10) 전의 배수재로서, 연약지반 개량용 배수로서 이용하기 위해 선별단계에서 망의 규격이 1단 25.0㎜, 2단 8.0~9.0㎜, 3단 1.6~2.0㎜인 3단 망을 사용하여 선별한 경우이다. 각각의 망을 통과한 배수재의 입도분포를 살펴본 결과, 선별단계에서의 선별효율이 우수함을 알 수 있다.

또한, 표 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 배수재의 투구계수가 천연모래보다 우수한 것을 알 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 배수재를 나타낸 사진이다.

도 3a는 0.3~2.0㎜의 직경을 갖는 미분 형태 배수재이고, 도 3b는 2.0~8.0㎜의 중간크기의 배수재이며, 도 3c는 8.0~25.0㎜의 굵은 골재 크기의 배수재이다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배수재 제조방법을 이용하는 경우, 석탄회를 사이즈 별로 효율적을 선별할 수 있으며, 이러한 선별과정을 거친 배수재를 사용목적에 맞게 입도 조정함으로써 다양한 배수재로 사용할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 배수재를 샌드매트(Sand- Mat)용 골재로 사용하기 위해 입도를 조정한 후 토질공학적 특성을 시험한 결과를 표 6에 나타내었다.

시 험 항 목		품질기준	시험결과	비　 고
입　 도	4.75㎜체 통과율 (%)	84~100	95.5	바텀애시
	2.38㎜체 통과율 (%)	-	85.9
	1.19㎜체 통과율 (%)	30~100	69.5
	0.59㎜체 통과율 (%)	0~88	49.1
	0.297㎜체 통과율 (%)	-	27.1
	0.149㎜체 통과율 (%)	0~42	13.0
	0.075㎜체 통과율 (%)	0~15	7.1	플라이애시
	최대 입자지름 (㎜)	10.0 이하	9.6
	85% 입자지름 (㎜)	0.4~8.0	2.4
	15% 입자지름 (㎜)	0.075~0.90	0.17
투 수 계 수　 (㎝/sec)		1.0×10^-3이상	8.1×10^-2
최대건조밀도 (g/㎠)		1.019	1.019
최적함수비 (%)		12.6	12.6

표 6에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 배수재는 샌드매트용 골재 기준에 적합함을 알 수 있다. 특히, 배수재의 중요 요소인 투수계수의 경우, 본 발명에 따라 제조된 배수재의 투수계수가 천연모래의 투수계수보다 우수한 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 배수재를 이용하는 경우, 가격이 저렴하고, 투수계수 성능이 우수하여 배수효과가 매우 클 것으로 판단된다. 또한, 국가적으로 큰 문제점으로 대두 되고 있는 폐기물 처리문제 및 매립장 확보 문제를 해소하는데 기여할 것으로 판단된다.

한편, 배수재는 도로나 건축물 등의 지반 하부에 시공되므로, 배수재로부터 유해물질이 용출되는 경우 이로 인해 지하수 오염, 농작물 오염 등 2차 오염을 발생시킬 수 있다. 이러한 경우, 토질공학적으로 특성이 우수한 배수재라도 현장에서 사용이 불가능하다. 따라서, 본 발명에 따라 제조된 배수재의 환경 안정성을 알아보기 위해 용출시험을 통하여 유해물질방출 여부를 시험하였다.

표 7은 석탄발전소에서 발생된 석탄회의 유해물질을 시험한 결과를 나타낸 것이다.

Element	pH	Cr	Mn	Cu	Zn	As	Cd	Hg	Pb
Fly Ash	10.17	0.0427	<0.0001	<0.0001	0.0117	0.0002	0.00065	<0.0001	<0.0001
Bottom Ash	8.02	0.0107	0.00687	0.00217	0.0261	0.00741	<0.0001	<0.0001	<0.0001

표 7를 참조하면, 별도의 처리과정을 거치지 않은 석탄발전소의 석탄회로부터 여러 종류의 유해물질이 용출되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 매립된 석탄회를 별도의 처리 없이 배수재로 사용할 경우, 환경적으로 불안정하여 지하수 오염, 토양오염 등을 일으킬 수 있다.

표 8은 수중에 매립된 석탄회를 본 발명의 실시예에 따라 처리하여 제조한 배수재의 용출시험 결과를 나타낸 것이다.

[단위:ppm]

원소명	CN	Cu	Cd	Hg	Organic P	As	Pb	Cr⁶ ⁺
법규제치	1	3	0.3	0.005	1	1.5	3	1.5
선별제품	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨
출하제품	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨

표 8를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 배수재는 중금속 등의 유해물질이 용출되지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 배수재는 안정적으로 사용할 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명에 따라 제조된 배수재의 물리·화학적 성분을 분석하여 배수재로서 사용하는 데 문제점이 없는지를 알아보았다.

표 9는 본 발명에 따라 제조된 배수재에서 바텀애쉬를 분리하여 물리적 특성을 시험한 결과이다. 여러 발전소에서 발생된 석탄회를 본 발명에 따른 배수재 제조방법으로 처리한 후 물리적 특성을 시험하였다.

발전소	배수재의 물리적 특성
발전소	표면건조 포화상태	진비중	겉보기비중	흡수율
서천화력	1.72	1.96	1.55	7.98
당진화력	1.81	1.98	1.67	10.85
영동화력	1.84	2.08	1.64	8.98
영흥화력	1.33	1.72	0.89	48.74

표 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 배수재들은 대체로 비중이 낮고, 흡수율이 높아 배수특성이 우수함을 알 수 있다.

표 10은 본 발명에 따른 배수재를 입자규격 별로 나누어 화학성분을 분석결과이다.

입자규격	화　　 학　　 조　　 성 (%)
입자규격	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	P₂O₅	Fe2O₃	CaO	MgO	X-K₂O	SO₃	Ig-loss
2㎜이하	48.05	23.01	0.94	0.77	14.69	7.65	1.64	0.67	0.32	2.26
2㎜이상	43.49	23.27	0.94	0.65	15.42	7.62	1.25	0.61	0.96	5.79

표 10을 참조하면, 입자규격 별 화학성분의 조성비율은 비슷하다. 다만, Ig-loss의 경우, 2.0㎜이하의 배수재가 플라이애시의 영향으로 2.0mm이상의 배수재보다 Ig-loss를 적게 함유하고 있다.

또한, 각 발전소 별로 발생되는 석탄회에 대한 본 발명의 적용범위를 분석하였다.

표 11은 국내 석탄발전소 별로 발생되는 매립회에 대해 토성시험, 육안검사, 문헌조사 등을 통해 수립한 매립회의 배수재 사용 여부에 대한 조사결과이다.

발전소명	배수재 사용 가능성 시험결과			비　　　 고
발전소명	연약지반처리용	골프장배수재	운동장배수재	비　　　 고
영흥화력	△	×	△	- 마모율 매우 높음(약70%)
당진화력(1~4)	□	△	□	- 선택적 사용 가능함 - 마모율 높음
당진화력(5~8)	△	×	△	- 마모율 매우 높음(약65%)
태안화력	○	○	○	- 개별특성 우수함
보령화력	□	○	○	- 대체적으로 우수함
서천화력	○	○	○	- 개별특성 우수함
하동화력	□	○	○	- 대체적으로 우수함
호남화력	△	△	△	- 마모율이 높음 - 유리질 다량(중금속용출우려)
삼천포화력	○	○	○	- 개별특성 우수함
동해화력	□	□	□	- 모래와 혼합됨
영동화력	○	○	○	- 개별특성이 우수함
※ 범례 : ○ 양호, □ 가능, △ 선택적 가능, × 불가

표 11을 참고하면, 서천화력, 보령화력, 영동화력, 삼천포화력, 하동화력, 및 태안화력 발전소로부터 발생하는 석탄회는 본 발명에 따른 배수재 제조방법을 이용하는 경우 배수재로 사용하는데 문제점이 없을 것으로 조사되었다. 특히, 보령화력, 태안화력, 및 서천화력 발전소로부터 발생하는 석탄회는 토질공학적 특성이 우수하여 본 발명에 따른 배수재 제조방법을 상기 석탄회에 적용하는 경우, 배수 특성이 우수한 배수재를 제조할 수 있다.

한편, 영흥화력발전소 및 당진화력발전소 5~8호기로부터 발생한 석탄회는 기공이 많고, 흡수력이 우수하며, 비중이 낮으므로 배수재로서 사용할 경우 우수한 배수특성을 가질 수 있다. 다만, 마모율이 높아 배수재로 사용하려면 별도의 조치가 필요한 것을 판단된다.

도 1은 발전소의 매립회를 나타낸 사진이다.

Claims

매립장으로부터 채취된 석탄회를 처리하여 바텀애시를 포함하는 배수재를 제조하는 과정에서,

매립장으로부터 채취된 석탄회를 이송하는 단계(가);

상기 이송된 석탄회를 소정의 양으로 분급하는 단계(나);

상기 분급된 석탄회에 세척액을 분사하여 1차 세척하는 단계(다);

1차 세척된 석탄회를 입자크기 별로 분리하여 선별하는 단계(라);

상기 선별된 석탄회를 2차 세척하는 단계(마); 및

상기 2차 세척된 석탄회를 탈수하는 단계(바)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
제 1항에 있어서, 단계(나)에서는, 분급용 저장조 또는 분배기를 이용하여 석탄회를 분급하는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
제 2항에 있어서, 단계(나) 및 단계 (다)에서는, 회처리수 또는 담수를 분사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
제 1항에 있어서, 단계(라)에서는, 선별망을 사용하여 1차 세척된 석탄회를 분리하는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
제 4항에 있어서, 단계(라)에서, 침강분리법을 이용하여 0.3~2.0㎜ 직경의 미분을 분리하는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
제 1항에 있어서, 단계(마)에서는, 염분제거제를 사용하여 세척하는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
제 1항에 있어서, 탈수 단계(바) 이전에, 2차 세척된 배수재를 3차 세척하는 단계(사)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 탈수된 석탄회를 배수재의 용도에 따라 입도 조정하는 단계(아)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수재 제조방법.
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