KR100907817B1 - Method of surface treatment of sludge solidification - Google Patents
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Abstract
배가스를 사용하여 슬러지 고화체의 표면을 중화처리하는 방법에 관한 것으로, 알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 이산화탄소 및 SO2 가스를 함유하는 60℃이상의 배가스와 반응시켜 표면처리하는 슬러지 고화체의 중화방법이 제공된다. 본 발명의 방법으로 처리된 슬러지 고화체는 알칼리성분이 유출되지 않는다. The present invention relates to a method of neutralizing the surface of a sludge solidification body using an exhaust gas, and a method of neutralizing a sludge solidification body by surface-treating the sludge solidification body containing alkaline dissolution ion by reacting with a flue gas containing carbon dioxide and SO 2 gas at 60 ° C or higher / RTI > The sludge solidified by the method of the present invention does not leak alkaline components.
슬러지 고화체, 배가스, 중화Sludge solidification, flue gas, neutralization
Description
본 발명은 슬러지 고화체의 표면을 중화처리하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 배가스를 사용하여 슬러지 고화체의 표면을 중화처리하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for neutralizing the surface of a sludge solidified body, and more particularly, to a method for neutralizing a surface of a sludge solidified body using an exhaust gas.
일반적으로 사업장에서 발생하는 슬러지중 재활용 되지 못하는 것은 매립 처리된다. 이때 슬러지 상태로 매립되는 것이 아니라, 적정 강도 이상으로 고화시켜 벽돌과 같은 일정형태의 물체로 만들어 매립한다. Generally, any sludge that can not be recycled from the workplace is landfilled. At this time, rather than being buried in the sludge state, it is solidified to have a proper strength or more, and is made into a certain type of object such as bricks and is buried.
슬러지 상태로 매립할 경우에는 우수등과 같이 흐르는 물에 의해 멀리 퍼져 나갈 수 있고, 해안에 위치한 투기장의 경우에는 호안 밖으로 슬러지 부유물이 흘러나가 오염을 유발할 수 있음으로 슬러지를 일정한 고형물로 만들어 매립한다.
In the case of a sludge landfill, the sludge can be spread out by flowing water such as an excellent storm, and in the case of a dock located on the coast, sludge floats may flow out of the trench to cause contamination.
슬러지를 고형물로 고화처리하는 하는데 사용하는 가장 일반적인 고화제는 시멘트계 고화제이다. 시멘트계 고화제는 가장 저렴하면서도, 안전성이 높아 일반 건축물 뿐만 아니라 슬러지 고화제로도 널리 사용되고 있다.
The most common solidifying agent used to solidify sludge into solids is a cementitious solidifying agent. Cement-based solidifying agents are the cheapest and most safe because they are widely used not only in general buildings but also as sludge solidifying agents.
그러나, 시멘트와 같은 석회계 고화제는 고화 과정도중 혹은 그 이후에 물과 접촉할 경우 칼슘 이온과 같은 알칼리성 이온이 용출되어 방류수의 pH가 높아질 수 있다. 특히, 고화제 뿐만 아니라 슬러지 자체가 알칼리성 이온을 많이 함유하고 있는 경우는 더욱 심각한 문제를 야기할 수 있다. 일반적으로 방류수의 pH는 6.5 - 8.6의 범위 안에 있어야 바람직한 것으로 알려져 있다. However, when a calcining agent such as cement is contacted with water during or after the solidification process, alkaline ions such as calcium ions may be eluted and the pH of the discharged water may be increased. Particularly, when the sludge itself contains a large amount of alkaline ions as well as the solidifying agent, it can cause more serious problems. It is generally known that the pH of the effluent should be in the range of 6.5 - 8.6.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 종래 일본 특개평 6-106195에는 슬러지 고화체를 해수중에 상당 시간 담궈두거나 황산수용액과 같은 산성용액 속에 침지하거나, 탄산가스와 반응시키는 방법등을 제시되어 있다.
In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-106195 discloses a method in which a sludge solidified body is immersed in seawater for a long time or immersed in an acid solution such as an aqueous solution of sulfuric acid, or reacted with carbon dioxide gas.
그러나, 해수나 황산수용액에 침지하는 방법은 대량으로 발생하는 슬러지 고화체를 처리하는 것은 슬러지 고화체를 상당기간 동안 침지할 수 있는 침지조를 조성하는데 많은 비용을 필요로 한다.
However, in the method of immersing in seawater or sulfuric acid aqueous solution, treating a large amount of sludge solidification requires a great deal of cost in forming an immersion tank capable of immersing sludge solidification for a considerable period of time.
한편, 고화체 표면에 석고와 같은 불용성 물질을 생성시켜 표면을 중성시킴과 동시에 더 이상의 용출은 억제하기 위해 슬러지 고화체를 황산수용액에 침지한다. 그러나, 철분 등을 함유하는 슬러지 고화체일 경우 침지 기간동안 철분이 용출되어 구조적인 결함을 발생하여, 고화체의 강도가 저하될 수 도 있다. 또한, 이러한 처리법은 해수나 황산수용액의 성능이 저하되면 폐수를 부생시키는 단점을 갖는다. On the other hand, insoluble matter such as gypsum is generated on the solidified surface to neutralize the surface, and the sludge solidified material is immersed in an aqueous solution of sulfuric acid in order to suppress further elution. However, in the case of a sludge solid containing iron or the like, iron may be eluted during the immersion period, resulting in structural defects, and the strength of the solidified body may be lowered. In addition, this treatment has a disadvantage in that the performance of the seawater or aqueous sulfuric acid solution deteriorates and the wastewater is produced as a by-product.
이에 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제없이 알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 중화시키는 방법을 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for neutralizing a sludge solidified body containing alkaline elution ions without the above-mentioned problems.
본 발명의 다른 목적은 알칼리성 슬러지 고화체 또는 시멘트계 경화제를 사용하여 고화된 슬러지 고화체에서 알칼리성 이온이 용출되어 환경에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 배가스를 사용하여 슬러지 고화체의 표면을 중화 처리하는 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method of neutralizing the surface of a sludge solidification body by using an exhaust gas to prevent alkaline ions from eluting from a solidified sludge solidification body using an alkali sludge solidification agent or a cement- will be.
본 발명에 의하면, According to the present invention,
알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 이산화탄소 및 SO2 가스를 함유하는 60℃ 이상의 배가스와 반응시켜 표면처리하는 슬러지 고화체의 중화방법이 제공된다. It is reacted with at least 60 ℃ exhaust gas neutralization method of the solidified sludge subjected to surface treatment containing CO and SO 2 gas solidified sludge containing alkaline elution ion is provided.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
매립처분되는 슬러지는 통상 고화처리하여 슬러지 고화체 형태로 매립된다. The sludge to be landfilled is usually solidified and buried in sludge solid form.
그러나, 슬러지 및 슬러지 고화제의 알칼리성 성분이 매립 후, 유출되어 알칼리성 침출수등이 발생될 우려가 있다.
However, there is a possibility that the alkaline component of the sludge and sludge solidifying agent will flow out after being buried to generate alkaline leachate.
이에 본 발명에서는 알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 매립처분하기 전에 배가스와 반응시켜 표면처리함으로써 매립시 알칼리성 침출수등의 발생이 방지된다.
Accordingly, in the present invention, the sludge solidified body containing the alkaline leaching ion is allowed to react with the flue gas before the landfill disposal, thereby preventing the occurrence of alkaline leachate at the time of landfilling.
배가스는 그 발생원에 따라 그 구성성분이 다르기는 하지만 크게 차이가 나지는 않는다. 배가스의 주요 구성성분으로는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 일반적으로 탄산가스, SO2 가스, 질산가스 및 수증기등이 포함된다.Flue-gas does not vary greatly depending on its source, although its constituents are different. The main components of the flue gas include, but are not limited to, carbon dioxide gas, SO 2 gas, nitric acid gas, and water vapor.
이중, 본 발명에는 이산화탄소(CO2) 가스를 약 10 - 20부피% 그리고 SO2 가스를 약 20 - 100 ppm 함유하는 배가스가 사용된다. 이산화탄소의 함량이 높을수록 효과가 우수하나, 본 발명은 배가스의 이용을 목적으로 하는 바, 이산화탄소가 상기 범위로 함유되어 있는 경우, 본원발명에서 의도하는 효과를 얻을 수 있다. In the present invention, an exhaust gas containing about 10 - 20% by volume of carbon dioxide (CO 2 ) gas and about 20 - 100 ppm of SO 2 gas is used. The higher the content of carbon dioxide is, the better the effect is. However, the present invention aims at the use of flue gas, and when carbon dioxide is contained in the above range, the effect intended by the present invention can be obtained.
이때, 슬러리 고화체와 반응되는 배가스는 온도가 60℃이상인 것이다. 배가스의 온도가 60℃이상인 경우, 슬러리 고화체와의 반응시 pH 8.6이하로 중화됨을 나타낸다.
At this time, the temperature of the flue gas reacted with the slurry solid is at least 60 ° C. When the temperature of the flue gas is 60 ° C or higher, it indicates that the reaction is neutralized to pH 8.6 or lower in the reaction with the slurry solid.
이와 같이, 슬러지 고화체와 상기 이산화탄소 및 SO2 가스를 함유하는 배가스를 반응시킴으로써 배가스 중의 탄산가스는 고화체 표면과 반응하여 탄산화반응을 통해 중화가 진행되고, SO2 가스는 표면의 칼슘 성분과 반응하여 석고를 생성하면서 중화된다. 상기 반응은 일반적인 접촉등에 의해 유발된다. 이와 같이 배가스를 슬러지고화체와 접촉시켜 반응시킴으로써, 슬러지 고화체 매립시 알칼리성 성분이 유출되지 않는다. Thus, by reacting the solidified sludge with the exhaust gas containing the carbon dioxide and the SO 2 gas, the carbon dioxide gas in the exhaust gas reacts with the solid surface and is neutralized through the carbonation reaction, and the SO 2 gas reacts with the calcium component on the surface, As shown in FIG. The reaction is caused by general contact or the like. By reacting the flue gas with the sludge solidification body in this manner, the alkaline component does not flow out when the sludge solidification body is embedded.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
슬러지 고화체는 슬러지와 포틀랜드 시멘트를 1:1 중량비로 혼합하여 성형하였으며, 강도가 100Kg/cm2 이상이 되도록 양생하여 사용하였다.
The sludge solidified material was mixed with sludge and Portland cement at a weight ratio of 1: 1, and was cured to have a strength of 100 kg / cm 2 or more.
한편, 이산화탄소(CO2)와 SO2 가스 그리고 공기를 혼합하여 인공 배가스를 제조하였다. 이때, 인공 배가스중의 이산화탄소는 함량은 15% 그리고 SO2 가스 함량은 80ppm으로 조절하고, 반응 장치내의 습도는 95% 이상으로 유지하였다.. On the other hand, artificial flue gas was produced by mixing carbon dioxide (CO 2 ), SO 2 gas and air. At this time, the content of carbon dioxide in the artificial flue gas was adjusted to 15% and the content of SO 2 gas was controlled to 80 ppm, and the humidity in the reactor was kept at 95% or more.
인공배가스를 가열기에 통과시켜 인공 배가스의 온도를 40℃에서 150℃의 범위에서 20℃ 간격으로 변화시키면서 슬러지고화체가 들어있는 반응장치내에 유입하면서 8시간 동안 배가스를 가하였다. The flue gas was introduced for 8 hours while flowing the artificial flue gas into the reactor containing the sludge solidification while changing the temperature of the artificial flue gas in the range of 40 ° C to 150 ° C at 20 ° C intervals.
이와 같이 처리된 슬러지 고화체를 증류수에 넣고 30분이상 교반한 후, pH를 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 고화체와 증류수의 양은 무게(g):부피(ml)비로 1:5로 하였다. 이 조건은 폐기물 공정 시험법에 준한 것이다.
The thus treated sludge solidified material was placed in distilled water, stirred for 30 minutes or more, and pH was measured. The results are shown in Table 1 below. The amount of solid and distilled water was 1: 5 by weight (g): volume (ml). This condition is based on the waste process test method.
[표 1][Table 1]
<실시예 2>≪ Example 2 >
실시예 1에 이어서 배가스 중 이산화탄소 농도를 변화시키면서 중화효과를 관찰하였다. 이때 인공 배가스의 온도를 60℃로 고정하고, 이산화탄소의 농도를 3, 5, 7, 10, 15, 20%로 변화시켰다.이후에 실시예 1의 방법에 따라 용출액의 pH를 측정하였다.
Following Example 1, the neutralization effect was observed while varying the carbon dioxide concentration in the exhaust gas. At this time, the temperature of the artificial flue gas was fixed at 60 ° C., and the concentration of carbon dioxide was changed to 3, 5, 7, 10, 15, and 20%, and then the pH of the eluent was measured according to the method of Example 1.
[표 2][Table 2]
실시예 1,2에서 알 수 있듯이, 배가스의 온도가 약 60oC 이상의 배가스에서 표면 처리하는 경우와 이산화탄소의 농도가 5% 이상일때 시멘트계 고화체의 용출액 pH는 8.6이하의 값을 가지게 되어 방류수 기준을 만족한다.
As can be seen from Examples 1 and 2, when the surface of the flue gas is subjected to surface treatment at a temperature of about 60 ° C or more and when the concentration of carbon dioxide is 5% or more, the pH of the effluent of the cement- Satisfies.
본 발명의 방법으로 슬러지 고화체와 배가스를 반응시킴으로써 슬러지 고화체중의 알칼리성분이 중화되어 매립처리시 알칼리성 용출수를 발생하지 않으며, 용출수의 pH는 방류수 기준으로 만족한다. By reacting the solidified sludge with the flue gas by the method of the present invention, alkaline components in the solidified sludge are neutralized, so that no alkaline elution water is generated during the embedding treatment and the pH of the eluted water is satisfied on the basis of the discharged water.
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2002
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