KR100993632B1 - 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템 - Google Patents

수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100993632B1
KR100993632B1 KR1020080083822A KR20080083822A KR100993632B1 KR 100993632 B1 KR100993632 B1 KR 100993632B1 KR 1020080083822 A KR1020080083822 A KR 1020080083822A KR 20080083822 A KR20080083822 A KR 20080083822A KR 100993632 B1 KR100993632 B1 KR 100993632B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sewage
sludge
wastewater sludge
drying
unit
Prior art date
Application number
KR1020080083822A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100025164A (ko
Inventor
신득철
유지오
Original Assignee
유지오
신득철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유지오, 신득철 filed Critical 유지오
Priority to KR1020080083822A priority Critical patent/KR100993632B1/ko
Publication of KR20100025164A publication Critical patent/KR20100025164A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100993632B1 publication Critical patent/KR100993632B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20Sludge processing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

가연성 가스(Combustible gas)를 발생하는 화학 반응제를 이용함으로써 슬러지의 건조에 필요한 에너지를 자체적으로 공급할 수 있는 에너지 절약적인 슬러지 건조 시스템이 제공된다. 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조는, a) 하수/폐수 슬러지를 공급; b) 화학 반응제를 일정한 크기로 분쇄하고 계량; c) 하수/폐수 슬러지와 상기 화학 반응제를 일정 비율로 혼합; d) 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제의 혼합물을 재분쇄하고 혼합하면서 흡수 및 화학 발열반응에 의해 슬러지 내의 수분을 증발시켜 1차, 2차 건조하고, 가연성 가스를 생성; e) 생성된 가연성 가스를 포집하고, 포집된 가연성 가스를 연소; f) 가연성 가스와 건조된 슬러지를 연소시키고, 이들 열을 상기 하수/폐수 슬러지에 공급하여 건조에 필요한 열을 공급하는 3차 건조; 및 g) 3차로 건조된 하수/폐수 슬러지를 배출하는 과정을 거치게 된다. 여기서, 화학 반응제는 탄화칼슘(CaC2)일 수 있고, 이때의 가연성 가스는 아세틸렌가스(C2H2)일 수 있다.
슬러지 건조, 탄화칼슘, 화학 반응제, 발열 화학반응, 가연성 가스, 건조제

Description

수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템 {Drying System for Sewage/Waste Water Sludge using Exothermic Chemical Reaction and Combustible Gas}
본 발명은 하수/폐수 슬러지 건조 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하수/폐수 또는 오수의 고함수 슬러지(Sludge)를 일정한 함수율 이하로 건조하기 위해 수분을 흡수하여 발열 화학반응(Exothermic chemical reaction)을 일으키고, 동시에 가연성 가스(Combustible gas)를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템에 관한 것이다.
현재, 하수/폐수 처리장의 최종단계에서 발생하는 슬러지(Sewage sludge)의 처리방법으로는 1) 단순 해양 투기나 육상 매립 방법, 2) 건조하여 매립하거나 토양의 개량제로 활용하는 방법, 3) 퇴비화시켜 비료로 사용하는 방법, 4) 고형화하여 복토제나 매립재로 사용하는 방법, 5)지렁이의 사육을 위한 먹이로 사용하는 방법, 6) 소각 후, 그 소각재를 시멘트나 벽돌제조용 건설재료로 사용하는 방법, 7) 용융시켜 경량골재 등 건설자재로 사용하는 방법, 및 8) 열분해를 통한 가스나 오 일 등 연료를 생산하는 원료로 사용하는 방법 등이 있다.
국내의 경우, 발생하고 있는 슬러지의 70% 이상이 단순 해양 투기에 의해 처리되고 있다. 이러한 해양 투기의 경우, 해양오염은 물론 슬러지의 함수율이 높아 운반 도중에 누출되어 주변 환경을 오염시키고, 운반비가 과다하게 소요되는 등의 문제점이 있다. 미국, 유럽, 일본, 중국 등 대부분의 국가에서는 해양이 오염되는 것을 방지하기 위해 이미 오래전부터 해양 투기를 금지하고 있으며, 국제적으로도 해양환경을 보호하기 위해 국제법으로 향후 2013년경부터 무단투기를 금지할 예정이다.
매립의 경우, 유기물 성분 및 수분의 함유량이 높고 미량의 중금속에 의해 침출수, 악취 등이 발생하여 2차 토양 오염을 발생할 우려가 있고, 이에 따라 처리 부지를 확보하기 어렵다는 문제점이 있다. 다시 말하면, 생활하수처리장, 산업폐수 처리장, 석분 공장, 재생골재 공장 등에서 발생되는 수분이 높게 함유된 슬러지를 탈수기에 응집제 등을 사용하여 탈수시켜 보통 70%~ 80% 정도의 함수율로 탈수시킨 후, 배출되는 탈수 슬러지를 직매립하는데, 이 경우, 높은 함수율로 인해 침출수 및 악취가 발생하거나, 또는 우기 시에 재슬러지화될 수 있으므로 처리에 곤란을 겪고 있다. 국내의 폐기물관리법에서는 직매립을 금지하고 있는 실정이다.
소각 또는 탄화의 경우, 함수율이 높은 하수/폐수 슬러지를 소각하기 위해서는 소각(탄화) 설비를 설치해야 하며, 설치를 위해서는 민원으로 인한 부지 확보가 어렵고, 건설비가 높으며, 운영 시에는 각종 약품 및 보조 연료를 사용해야 하며, 또한, 대기 오염의 발생으로 인해 운영 관리비가 많이 소요되어 경제성이 떨어진다 는 문제점이 있다.
건조의 경우, 건조시 건조기에서 발생되는 악취 및 응축수 발생으로 악취제거 설비 및 응축수 처리를 위한 폐수처리 설비가 필요하며 건조열원으로 고비용의 연료비가 필요하여 운영관리비가 높아 경제성이 매우 떨어지는 문제점이 있다.
재활용의 경우, 하수/폐수 슬러지를 직접 재활용하는 경우는 매우 드물다. 보통은 건조 후 시멘트 원료, 보조연료 또는 녹생토 원료로 사용하거나 소각을 하여 소각재를 시멘트 원료로 사용하고 있으며, 탄화시켰을 때는 철강보온재, 보조연료, 적조제거제 등으로 사용되고 있으나 매우 적은 양이 사용되고 있다.
하수/폐수슬러지를 효과적으로 재활용 또는 처리하기 위해서는 함수율을 낮추는 것이 선결되어야 하지만 이를 위해서는 많은 비용이 소요되며, 또한, 직매립 시에는 2차 토양오염이 발생할 가능성이 높고, 이를 해결하기 위해서는 많은 추가 비용이 소요되기 때문에 현재 재활용은 미미한 수준에 머물러 있다. 다시 말하면, 재활용 또는 중간처리 과정인 건조, 소각, 탄화, 연료화, 고형화를 위해서는 함수율이 높은 하수/폐수 슬러지를 적정한 수분함량으로 낮추기 위해 다량의 에너지를 필요로 하고 있으며, 별도의 시설을 갖추려면 악취 발생에 따른 민원 문제로 많은 어려움을 겪고 있다.
한편, 하수/폐수 처리장에서 발생된 슬러지는 처리의 최종 단계인 탈수공정을 통해 수분을 제거하고 있으나, 이러한 탈수공정을 거치더라도 80% 정도의 높은 함수율을 갖는다. 따라서 위에서 언급한 매립, 소각, 재활용 등 최종처리를 효과적으로 수행하기 위해서는 함수율을 최대로 낮추어야 하며, 재활용 등 유효한 이용 을 위해서는 40% 이하로 낮추어야 된다.
한편, 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지의 함수율 조절 방법은 다음과 같다. 1) 원심력(원심탈수기)이나 가압력(필터프레스, 벨트프레스)을 이용한 기계식이 있으나, 하수/폐수 슬러지의 함수율을 80% 이하로 낮추는데 한계가 있기 때문에 단순한 전처리 시설로 이용되고 있다. 2) LPG, 경유 등 각종 연료를 연소시켜 발생한 열을 이용하여 직접 가열하거나 스팀을 발생시켜 간접적으로 건조하는 방법이 있으며 이때 많은 에너지가 소요되므로 경제성이 낮고, 건조시 건조물의 비산 등으로 인한 2차 오염이 발생함으로써 후속 처리 비용이 발생한다는 문제점이 있다. 3) 슬러지를 직접 소각시키는 소각방식이 있으나, 하수/폐수 슬러지의 함수율이 높기 때문에 별도의 보조연료가 필요하며, 소각으로 인한 대기오염물질의 발생으로 인해 실제로 많은 처리 비용이 소요된다는 문제점이 있다. 4) 생석회, 석분, 목분 등을 혼합하여 함수율을 낮추는 방법이 있으나, 효율이 낮고, 단순 혼합에 의한 함수율 조정으로 유기물의 안정화 등 위생적 처리가 되지 않아 2차 오염이 발생할 가능성이 높기 때문에 적용에 한계가 있다.
지금까지 국내에는 이들 슬러지를 건조하여 처리하기 위한 많은 설비들이 설치되었으나, 미분말 상태인 슬러지의 특성으로 인한 결합 및 낮은 열전도율 때문에 건조에 많은 어려움을 겪고 있을 뿐만 아니라 과다한 에너지 비용으로 인해 효율적인 처리 방법이 없는 실정이다.
한편, 제1 선행 기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2000-85236호(2000년 12월 29일 출원)에 "하폐수 슬러지 건조 장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 하폐수 슬러지를 작은 슬러지 알갱이 형태로 가공해주는 슬러지 투입기; 및 슬러지 알갱이를 고온의 열풍으로 건조시키는 슬러지 건조기로 구성된 하폐수 슬러지의 건조 장치에 관한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 제1 선행 기술을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 건조 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 건조 장치는, 메쉬벨트(3), 슬러지 투입기(6), 슬러지 호퍼(7), 열풍 송풍기(8), 입구측 송풍기(9), 출구측 송풍기(10), 슬러지 배출구(11), 구동 모터(12), 브러시(13), 필터 (14), 다수의 칸막이(15) 및 건조기 본체(20) 등으로 구성되어 있다.
구체적으로, 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 건조 장치는, 소정의 형상으로 성형된 후 알갱이 형태로 처리된 슬러지는 메쉬벨트(3) 상에 떨어진다. 이때, 메쉬벨트(3)는 건조기 본체(20) 내부에 배치되며, 슬러지 투입기(6)에서 공급된 슬러지를 운반해주며, 이 운반 과정에서 슬러지 알갱이가 열풍에 의하여 건조된다. 메쉬벨트(3)에 부착된 슬러지를 제거하기 위하여 브러시(13)를 설치할 수 있다.
건조기 본체(20)는 상기 슬러지 알갱이들을 건조시키는 역할을 하며, 다수의 칸막이(15)에 의해 다수의 단으로 형성되어 있다. 상기 칸막이(15)에 의하여 구분된 각각의 단은 슬러지 투입기(6)의 반대편 방향으로부터 제1단, 제2단 및 제3단 등으로 지칭한다. 이 경우, 상기 제1단은 입구측 송풍기(9)로부터 제일 먼저 고온 건조한 열풍을 공급받게 된다.
다수의 송풍기(8, 9, 10)는 고온 건조한 열풍을 슬러지 호퍼(7)의 반대편에서 공급하고 건조기 본체(20) 내의 슬러지 방향에 역류하여 계속적으로 공급한다. 예를 들면, 입구측 송풍기(9)는 고온 건조한 열풍을 제1단에 공급하고, 또한, 다수의 송풍기(8)는 건조기 본체(20) 내의 각 단에 열풍을 차례차례 공급한다. 이처럼 슬러지 알갱이와 반대 방향으로 진행되어 건조기 본체(20)를 통과한 열풍은 출구측 송풍기(10)에 의하여 배출되며, 건조된 슬러지는 슬러지 배출구(11)에 의해 배출된다.
그러나 제1 선행 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 건조 장치는 슬러지를 작은 슬러지 알갱이 형태로 가공한 후, 열풍 건조기에 의해 건조하는 방식으로서, 전술한 바와 같이 다수의 열풍 송풍기를 구동해야 하므로, 연료비가 많이 소요되어 경제성이 낮고, 건조시 비산 등으로 인한 2차 오염이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 제2 선행 기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2000-80156호(2000년 12월 22일 출원)에 "하수/폐수슬러지 소각 처리장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 소각처리 장치의 내측에 반복적인 다단 왕복식 슬러지 이동수단을 구성하여 버너 가열열기의 접촉 기회를 확대 부여함으로써, 공급된 슬러지의 수분을 완전 소각하여 건조시킬 수 있으며, 소각시 발생되는 다이옥신을 별도의 열처리기를 이용하여 완전 분해시킨 상태로 소각 처리장치의 외부로 용이하게 배출시킬 수 있는 하수/폐수 슬러지 소각 처리장치에 관한 것이다. 이하, 도 2를 참조하여 제2 선행 기술을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 소각 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 소각 장치는, 본체(31), 배출구(32), 투입 호퍼(33), 케이크분쇄기(34), 연소용 버너(35), 필터(36), 흡입 모터(37), 인출관(38), 다이옥신 제거용 열처리기(39), 탈수기(41) 및 콘베이어(42) 등으로 구성된다.
구체적으로, 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 소각 장치는, 본체(31)의 상면 일측에 통상의 케이크분쇄기(34)를 통해 분쇄된 슬러지의 공급을 위한 투입 호퍼(33)가 설치되고, 본체(31) 측면에 다이옥신 제거용 열처리기(39) 및 흡입 모터(37) 및 다이옥신 제거용 필터(36)가 동축 상에 결합된 인출관(38)이 설치되며, 연소용 버너(35) 일측에 소각재 배출을 위한 배출구(32)가 설치된다.
하수/폐수 종말 처리장에서 처리된 하수/폐수 슬러지는 유압식 탈수기(41)를 이용하여 함수율이 낮추어지고, 이후 상기 콘베이어(42)를 통해 케이크분쇄기(34)로 공급되어 소각되는데, 이때, 하수/폐수 슬러지는 탈수 공정이 생략되어 곧바로 소각처리장치 본체(31)로 이송될 수도 있다. 또한, 본체(31)의 일측에 다이옥신 제거용 열처리기(39)가 설치되어, 소각시 발생된 휘발성 성분 또는 다이옥신을 완전히 분해할 수 있다. 그러나 제2 선행 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 소각 장치는, 전술한 바와 같이, 별도의 연료를 사용하여 소각해야 하므로 실제로 하수/폐수 처리 비용이 높다는 문제점이 있다.
전술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 하수/폐수 슬러지에 대해 흡수 및 산화분말 가루에 의한 건조 효과, 화학반응이 일어나는 과정에서 발생하는 자체발열에 의한 수분증발 건조 효과 및 이러한 화학반응 과정에서 발생하는 가연성 가스의 연소열을 이용한 건조효과를 갖도록 하는 것이다. 즉, 슬러지내의 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 가연성 가스를 포집함으로써, 하수/폐수 슬러지의 건조에 필요한 에너지를 자체적으로 조달할 수 있는 연료를 확보할 수 있는 방법으로, 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 가연성 가스를 연소시킴으로써 하수/폐수 슬러지의 건조뿐만 아니라 슬러지에서 발생하는 악취를 제거할 수 있는 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 건조된 하수/폐수 슬러지와 건조제를 혼합함으로써 토양의 산성화를 방지하기 위한 중화제로 사용할 수 있고, 연료 및 관련 제품의 제조용 원료로 사용하기 위한 펠렛 등을 제조할 수 있도록 하는 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 과제는 하수/폐수 슬러지의 발생량에 따라 회분식(batch type)과 연속식(continuous type)으로 처리하며, 가연성 가스의 폭발 등을 방지하기 위해 교반 및 건조부와 연소부를 동일 공간에 배치하여 가연성 가스 발생 즉시 연소하는 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템을 제공하기 위한 것이다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템은, 하수/폐수 슬러지의 함수율을 저감시키는 하수/폐수 슬러지 건조 시스템에 있어서, 하수/폐수 슬러지를 공급하는 하수/폐수 슬러지 공급부; 상기 하수/폐수 슬러지와 발열 화학반응을 발생시키기 위한 화학 반응제를 공급하는 화학 반응제 공급부; 상기 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제를 일정 비율로 혼합하여 분쇄하는 혼합물 분쇄부; 상기 분쇄된 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제의 혼합물을 교반하여 흡수에 의한 1차 건조, 발열 화학반응 과정에서 발 생하는 자체 반응열에 의해 상기 하수/폐수 슬러지 내부의 수분이 증발하는 2차 건조, 및 상기 화학반응에 과정에서 발생하는 가연성 가스를 연소시켜 얻어진 열을 상기 하수/폐수 슬러지에 공급하여 3차 건조시키는 교반 및 건조부; 상기 발생된 가연성 가스를 포집하여 이를 연소시키고, 연소열을 상기 교반 및 건조부에 공급할 수 있는 형태로 전환하는 가연성 가스 연소부; 및 상기 교반 및 건조부에서 건조된 하수/폐수 슬러지를 재활용 용도에 부합되도록 성형하여 배출하는 배출 및 성형부를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 교반 및 건조부는, 상기 하수/폐수 슬러지의 발생량이 소량이거나 일정하지 않은 경우 일정한 슬러지 양을 모아 처리하도록 하는 회분식(batch type)이거나 또는 상기 하수/폐수 슬러지의 발생량이 많고 일정한 경우에는 연속식(continuous type)일 수 있다.
여기서, 상기 하수/폐수 슬러지의 함수율을 최종 조절하는 건조제를 투입하는 함수율 조절용 건조제 투입부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하수/폐수 슬러지 내의 수분과 탄화칼슘의 반응에 의한 흡수, 발열 화학반응에 의한 반응열 및 자체 발생되는 가연성 가스의 연소가스를 이용함으로써 하수/폐수 슬러지의 함수율을 효과적으로 낮출 수 있다.
본 발명에 따르면, 처리과정에서 발생하는 가연성 가스와 건조후의 슬러지를 연소하여 건조에 필요한 열을 자체적으로 조달함으로써, 에너지 절약적으로 하수/폐수 슬러지를 건조시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 가연성 가스를 연소시킴으로써 하수/폐수 슬러지의 건조뿐만 아니라 슬러지에서 발생하는 악취를 제거할 수 있다.
본 발명에 따르면, 건조된 하수/폐수 슬러지와 건조제를 혼합함으로써 토양의 산성화를 방지하기 위한 중화제를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 건조된 하수/폐수 슬러지를 연료, 원료 등 유효 자원으로 활용하기 위한 제품생산에 이용할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 명세서 전체를 통하여 하수/폐수 슬러지(또는 슬러지)는 하수/폐수 슬러지 및 오폐수 슬러지 등 일반적으로 슬러지 형태를 갖춘 모두를 함께 포함한다.
먼저, 하수/폐수 슬러지의 함수율 감소 방법에서, 기존의 기계장치만으로는 함수율을 낮추는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 건조제로 많이 사용되고 있는 오산화인, 염화칼슘, 생석회, 소다석회 등 단순한 건조제만으로는 역시 함수율을 낮추는데 한계가 있었다.
본 발명의 실시예로서, 하수/폐수 슬러지와 탄화칼슘의 발열 화학반응에 의한 반응열 및 자체 발생되는 가연성 가스를 이용함으로써 하수/폐수 슬러지의 함수율을 낮출 수 있고, 또한 가연성 가스를 포집함으로써, 하수/폐수 슬러지의 건조에 필요한 에너지를 자체적으로 조달할 수 있는, 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 슬러지 건조 시스템이 제공된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 방법의 동작흐름도이다.
도 3을 참조하면, 물과 반응하여 발열 화학반응 및 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지 건조 방법은, 먼저, 하수/폐수 슬러지를 제1 호퍼(Hopper)를 통해 공급하고(S110), 상기 하수/폐수 슬러지는 탈수기를 이용하여 미리 탈수시킴으로써 함수율을 낮출 수 있다(S120).
다음으로, 하수/폐수 슬러지와 일정 비율로 혼합하기 위한 화학 반응제를 제2 호퍼를 통해 공급하고(S130), 화학 반응제 분쇄기를 사용하여 화학 반응제를 분쇄할 수 있다(S140). 또한, 상기 하수/폐수 슬러지의 공급량에 대응하여 일정 비율의 혼합물이 되도록 상기 분쇄된 화학 반응제의 양을 계량하여 공급할 수 있다. 여기서, 상기 화학 반응제는 상기 하수/폐수 슬러지에 포함된 수분을 흡수하여 발열 화학반응함으로써, 상기 하수/폐수 슬러지를 건조시키는 탄화칼슘(일명 카바이드, CaC2)일 수 있다.
다음으로, 상기 하수/폐수 슬러지 및 화학 반응제의 혼합물을 분쇄 및 교반한다(S150). 이때, 상기 화학 반응제의 흡수 능력에 따라 처리할 수 있는 하수/폐 수 슬러지의 양이 결정되며, 반응을 촉진시키기 위해 여러 가지의 교반 방법을 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 하수/폐수 슬러지 및 화학 반응제의 혼합에 따라 수분을 흡수하여 건조(1차 건조)시키고(S160), 수분과 발열 화학반응을 일으켜 자체적으로 발생하는 열에 의해 수분을 증발시켜 상기 하수/폐수 슬러지를 2차로 건조하고(S170), 동시에 가연성 가스가 생성된다(S180).
상기 화학 반응제가 탄화칼슘(CaC2)인 경우, 상기 가연성 가스는 아세틸렌가스(C2H2)이며, 이때, 상기 가연성 가스는 압력이 조절되고, 외부로 부터 공급되는 연소공기에 의해 연소될 수 있고, 이후, 상기 가연성 가스의 연소에 따른 연소열은 연소 가스, 수증기 또는 온수를 생성하여 상기 하수/폐수 슬러지의 3차 건조를 위해 공급된다. 즉, 상기 가연성 가스는 안전을 위해 외부로부터 공급되는 불씨에 의해 발생되는 즉시 직접 연소시키거나, 타불순물 들과 분리하여 별도의 용기에 압력이 조절되도록 저장한 후 연소시킬 수 있다.
다음으로, 상기 생성된 가연성 가스를 즉시 연소시키거나 포집하여 별도로 연소시킨다(S190).
다음으로, 상기 가연성 가스의 연소열을 상기 하수/폐수 슬러지에 공급하여 3차로 건조하게 된다(S200). 즉, 상기 가연성 가스의 연소에 따른 연소열은 연소가스, 수증기 또는 온수를 생성하여 상기 하수/폐수 슬러지의 3차 건조를 위해 적절한 방법으로 공급된다.
다음으로, 상기 3차로 건조된 하수/폐수 슬러지를 배출하고, 상기 배출되는 하수/폐수 슬러지를 운반 및 취급이 용이하도록 일정한 크기로 성형 처리한다(S210). 즉, 상기 건조 단계를 거쳐 일정한 함수율로 조정된 슬러지를 여러 가지 유효이용 수단에 부합되는 형태로 재가공할 수 있도록 배출된다.
이때, 상기 배출된 하수/폐수 슬러지는 재활용 용도에 부합되도록 석분, 목분 등과 같은 건조제를 추가로 투입하여 적절한 건조도로 조절한 후 토양 산성화 방지용 중화제로 성형할 수 있으며, 또한, 운반 및 취급이 용이하도록 일정한 크기로 성형 처리될 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 방법은, 탄화칼슘 등과 같은 화학 반응제가 하수/폐수 슬러지 내에 함유된 수분과 작용함으로써 수분을 1차로 흡수 건조시키면서 발열 화학반응에 의한 증발로 2건조가 이루어지고, 이와 동시에 가연성 가스를 발생시키며, 이러한 가연성 가스를 연소시켜 상기 하수/폐수 슬러지의 3차 건조용 열에너지로 공급함으로써 하수/폐수 슬러지의 수분 함유율을 획기적으로 저감시킬 수 있다.
즉, 발열 화학반응으로 생성되는 반응열과 이에 따라 생성된 가연성 가스를 연소시키는 자체 발생열을 이용함으로써, 고효율의 에너지 절약적인 하수/폐수 슬러지 함수율 저감 방법을 구현할 수 있다. 이때, 상기 1차, 2차 및 3차 건조가 동일한 공정에서 이루어 질 수도 있다.
또한, 이러한 화학반응 및 연소 과정에서 슬러지에서 발생하는 악취를 연소하여 제거할 수 있으며, 슬러지에 포함되어 있는 각종 유해성 미생물을 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템의 개략적인 블록구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템을 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템(100)은, 하수/폐수 슬러지 공급부(110), 화학 반응제 공급부(120), 혼합물 분쇄부(130), 함수율 조절용 건조제 투입부(140), 교반 및 건조부(150), 가연성 가스 연소부(160), 배출 및 성형부(170), 배출량 조절부(180) 및 이송부(190)를 포함한다.
하수/폐수 슬러지 공급부(110)는 하수/폐수 슬러지를 공급하기 위한 호퍼로서, 상기 하수/폐수 슬러지 공급부(110)는 하수/폐수 슬러지를 미리 탈수시키는 탈수기(111)를 포함할 수 있다.
화학 반응제 공급부(120)는 상기 하수/폐수 슬러지와 발열 화학반응을 발생시키기 위한 화학 반응제를 공급하기 위한 호퍼로서, 상기 화학 반응제 공급부(120)는, 상기 공급되는 화학 반응제를 분쇄하는 화학 반응제 분쇄기(121), 및 상기 하수/폐수 슬러지의 공급량에 대응하여 일정 비율의 혼합물이 되도록 상기 분쇄된 화학 반응제의 양을 계량하여 공급하는 화학 반응제 계량부(122)를 포함한다.
혼합물 분쇄부(130)는 상기 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제를 일정 비율로 혼합하여 분쇄한다.
교반 및 건조부(150)는 상기 분쇄된 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제의 혼합물을 교반을 통해 화학 반응제가 수분을 흡수하여 1차 건조되고, 동시에 발열 화학반응에 의한 반응열을 발생시킴으로써 수분을 증발시켜 상기 하수/폐수 슬러지를 2차 건조시키며, 상기 화학반응에 따른 가연성 가스(아세틸렌가스(C2H2) 등)를 발생시키고, 상기 가연성 가스를 연소시켜 이 연소열을 공급하여 상기 하수/폐수 슬러지를 3차 건조시킨다.
상기 교반 및 건조부(150)는 상기 하수/폐수 슬러지의 발생량이 소량이거나 일정하지 않은 경우 일정한 슬러지 양을 모아 처리하도록 하는 회분식(batch type)이거나, 또는 상기 교반 및 건조부(150)는 상기 하수/폐수 슬러지의 발생량이 많고 일정한 경우에는 연속식(continuous type)일 수 있다.
가연성 가스 연소부(160)는 상기 발생된 가연성 가스를 포집하여, 상기 포집된 가연성 가스를 연소시키고, 연소된 연소열을 상기 교반 및 건조부에 공급한다. 이때, 상기 가연성 가스는 아세틸렌가스(C2H2)일 수 있고, 예를 들면, 가스 버너 등의 발화에 의해 점화된다. 상기 가연성 가스의 연소에 따른 연소열은 연소 가스, 수증기 또는 온수를 생성하여 상기 하수/폐수 슬러지의 3차 건조를 위해 상기 혼합물 분쇄부(130) 또는 상기 교반 및 건조부(150)에 공급될 수 있다.
여기서, 상기 교반 및 건조부(150)와 가연성 가스 연소부(160)는 단일기기로 구성할 수 있고, 1차 건조, 2차 건조, 3차 건조도 단일기기 내에서 이루어질 수 있다.
배출 및 성형부(170)는 상기 교반 및 건조부(150)에서 건조된 하수/폐수 슬러지를 일정 크기로 성형하여 배출하며, 배출량 조절부(180)는 상기 배출 및 성형부(170)로부터 배출되는 하수/폐수 슬러지의 배출량을 조절하며, 이송부(190)는, 예를 들면, 이송 컨테이너로서, 상기 배출되는 하수/폐수 슬러지를 운반하기 위한 것이다.
함수율 조절용 건조제 투입부(140)는 고가인 화학 반응제의 사용량을 절약하여 경제성을 높이고, 상기 하수/폐수 슬러지의 함수율을 최종 조절하기 위해 비교적 안가인 건조제를 투입하기 위한 것이다. 즉, 교반 및 건조부(150)에서 일정한 함수율로 조정된 슬러지는 최종적으로 함수율을 조정하기 위해 석분, 목분 등이 함수율 조절용 건조제 투입장치(140)로부터 투입될 수 있다. 이때, 교반 및 건조부(150)가 회분식인 경우, 교반 및 건조부(150) 내부에 공급되고, 연속식의 경우에는 배출 및 성형부(190)에 투입되어 하수/폐수 슬러지의 최종 함수율이 조절된다.
한편, 교반 및 건조부(150)에서는 가연성 가스와 악취가 발생하므로 이를 포집하여 건조용 연료로 사용하기 위해 이를 포집하여야 한다. 이를 위해 교반 및 건조부(150)와 이송부는 밀폐되도록 형성되고, 가연성 가스의 폭발을 방지하기 위해 발생과 동시에 즉시 연소하며, 혼합물 분쇄부의 일부(130), 교반 및 건조부(150), 가연성 가스 연소부(160)는 동일한 공간으로 구성할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템은, 각종 하수 및 폐수처리장 등에서 발생하는 슬러지(Sewage sludge)의 함수율을 효율적으로 낮출 수 있으며, 즉, 수분(물)과 반응 (흡수)하여 발열 화학반응(수화발열)을 일으키면서 가연성 가스(Combustible gas)를 발생하는 화학 반응제(수화발열 반응제)를 이용함으로써 슬러지의 건조에 필요한 에너지를 자체적으로 공급할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지 및 화학 반응제의 혼합 분쇄 과정을 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지 및 화학 반응제의 혼합 분쇄 과정은, 먼저, 제1 호퍼인 하수/폐수 슬러지 공급부(110)에 하수/폐수 슬러지가 공급되고, 이때, 상기 하수/폐수 슬러지는 탈수기(111)에 의해 미리 탈수시킬 수 있다. 즉, 탈수기(111)에서 배출되는 하수/폐수 슬러지는 어떤 장소에서 투입하여도 상관은 없으나 보다 효율적인 하수/폐수 슬러지의 함수율 저감을 위해 탈수기(111)를 거칠 수 있다.
또한, 제2 호퍼인 화학 반응제 공급부(120)는 상기 하수/폐수 슬러지와 발열 화학반응을 발생시키기 위한 화학 반응제를 공급하며, 이때, 화학 반응제 분쇄기(121)는 하수/폐수 슬러지의 흡수 효율을 높이기 위해 화학 반응제를 일정한 크기로 분쇄하며, 화학 반응제 계량부(122)는 화학 반응제 분쇄기(121)를 통과한 화학 반응제가 하수/폐수 슬러지의 양에 맞추어 일정한 양이 투입되도록 계량 및 조절한다.
혼합물 분쇄부(130)는 상기 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제를 일정 비율로 혼합하여 분쇄한다. 혼합물 분쇄부(130)는 내부에 혼합물 분쇄기(131)를 포함하며, 상기 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제의 혼합물을 분쇄한 후, 경사부(Chute: 132)를 통해 상기 교반 및 건조부에 분쇄된 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제의 혼합물을 공급하게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지의 건조 과정을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지의 건조 과정은, 상기 혼합물 분쇄부(130)로부터 공급되는 분쇄된 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제의 혼합물은 교반 및 건조부(150) 내에서 건조되는데, 상기 교반 및 건조부(150) 내에서 하수/폐수 슬러지가 상기 화학 반응제와 일정한 시간동안 교반이 이루어지고 상호 접촉하는 과정에서 수분을 흡수하고, 또한, 내부 발열에 의해 수분을 증발시키고, 가연성 가스를 발생시킨다. 이때, 화학 반응제, 예를 들면, 탄화칼슘(또는 카바이드(CaC2))은 수분을 흡수하고, 이때 발생하는 자체 발생량에 의해 수분이 증발되어 함수율을 저감시킨다. 이와 동시에, 이때 발생하는 가연성 기체인 아세틸렌가스(C2H2)를 적절하게 연소시키고, 이 연소열을 하수/폐수 슬러지에 공급하여 건조시킴으로써 슬러지의 함수율을 낮출 수 있다.
이때, 교반 및 건조부(150)의 개방홀(Opening Holes: 151)을 통해 가연성 가스는 상기 가연성 가스 연소부(160)로 이동하고, 반응이 끝난 일부 슬러지와 소석회는 배출 및 성형부(170)로 이송되어 교반과 건조를 계속한다. 또한, 볼(Ball: 152)은 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제를 분쇄하여 상호접촉을 향상시켜 반응을 촉진시킨다.
하수/폐수 슬러지가 함유하고 있는 수분과 반응하여 화학반응에 필요한 수분을 흡수하고, 이러한 과정에서 열이 발생하는 발열반응이 일어남과 동시에 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제(탄화칼슘(CaC2) 등)를 기본으로 하고 있다. 즉, 대표적인 물질인 탄화칼슘(CaC2)이 물과 반응할 때의 반응식을 일례로 들면 다음과 같다.
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 + 37.2kcal
탄화칼슘(CaC2) 1mole을 하수/폐수 슬러지에 첨가하면 하수/폐수 슬러지 내의 수분 2mole과 화학반응하여 1mole의 소석회(Ca(OH)2) 및 1mole의 아세틸렌가스(C2H2)로 화학 변환되며, 이때 발열반응에 의해 37.2kcal의 열이 발생한다. 즉, 탄화칼슘이 슬러지내의 수분을 흡수하여 건조되고, 이때 발생하는 열에 의해 하수/폐수 슬러지에 함유되어 있는 수분의 일부가 증발하며, 산화되는 자체 분말가루의 혼합으로 수분을 조절하며, 또한 부산물로 생성되는 가연성 가스인 아세틸렌가스(C2H2)는 건조용 열을 발생시키기 위한 연료로 이용할 수 있게 된다. 이에 따라, 별도의 건조용 연료(석유, LPG, LNG 등)를 사용하지 않고, 반응과정에서 발생하는 아세틸렌가스(C2H2)를 이용하여 건조에 필요한 에너지를 자체적으로 조달할 수 있으며, 아세틸렌의 연소를 위한 일부의 점화용 연료만 필요하고 일련의 공정을 통해 슬러지에서 발생하는 악취를 완벽하게 제거할 수 있다.
부산물로 발생한 소석회(Ca(OH)2)는 토양의 산성화를 방지하기 위한 토양 개량제로 이용할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지는, 흡수 및 자체 발열에 따른 수분증발에 의한 건조 효과, 즉, 수분을 흡수하여 건조시키는 효과, 수분을 흡수하여 화학반응이 일어나는 과정에서 발생하는 발열에 의한 증발건조 효과 및 이러한 화학반응 과정에서 발생하는 가연성 가스의 연소열의 가열에 의한 건조 효과에 의해 슬러지는 건조된다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가연성 가스의 발생 과정을 예시하는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가연성 가스의 연소 과정을 예시하는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 교반 및 건조부(150)에서 발생된 가연성 가스는 개방홀(Opening Holes: 151)을 통해 가연성 가스 연소부(160)로 이동하게 된다.
이후, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가연성 가스의 연소 과정은, 포집된 아세틸렌 등 가연성 가스는 발생과 동시에 가연성 가스 연소부(160)로 유도하고, 가연성 가스 연소부(160)에서 연소시킴으로써 악취를 제거하고 연소열을 발생시킨다. 이러한 연소열을 별도의 연소열 이용장치(도시되지 않음)에서 고온 공기(연소 가스), 수증기, 또는 온수를 생산함으로써, 교반 및 건조부(150)와 이송부(190)로 공급하여 건조에 필요한 열로 사용할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 건조된 하수/폐수 슬러지의 후처리 과정을 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건조된 하수/폐수 슬러지의 후처리 과정에서, 배출 및 성형부(170)에서 배출되는 하수/폐수 슬러지는 배출량 조절부(180)에 의해 그 배출량이 조절되는데, 즉, 운반 및 취급이 용이하도록 일정한 크기로 성형될 수 있다. 이후, 최종적으로 목분, 석분 등 건조제를 이송부(190)에 소량 투입하여 요구되는 함수율로 조정하고, 펠렛 등 원하는 최종 제품으로 제조한다. 본 발명의 실시예에 따라 최종 처리된 슬러지는 석회석으로서, 토양 중화용으로 사용할 수 있다. 또한, 연료로 사용할 경우에는 함수율이 낮아 높은 발열량을 낼 수 있고, 알루미나 성분이 많아 시멘트의 연료로 사용이 가능하며, 예를 들면, 직접 사용되지 않는 처리된 슬러지는 펠렛(Pellet) 제조부(210)에서 펠렛으로 제조된 후, 펠렛 저장부(220)에 저장하는 등의 방법에 의해 활용률을 높일 수 있다. 또한, 운반 및 저장효율이 높아 슬러지를 완벽한 자원으로 활용할 수 있다. 또한, 매립 시에도 재슬러지화가 일어나지 않기 때문에 2차 오염이 발생할 염려가 없다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 탄화칼슘과 같이 수분을 흡수하여 발열 화학반응 및 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 방법 및 시스템은, 별도의 건조용 연료(석유, LPG, LNG 등)를 사용하지 않고, 자체적으로 발생하는 가스를 이용하여 건조에 필요한 에너지를 자체적으로 조달할 수 있으며, 이러한 일련의 공정을 통해 슬러지의 건조뿐만 아니라 슬러지에서 발생하는 악취를 완벽하게 제거할 수 있다. 이때, 건조된 슬러지와 건조제가 혼합된 최종 부산물은 소석회로서, 토양의 산성화를 방지하기 위한 중화제로 이용되어 자연으로 환원될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 건조 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 하수/폐수 슬러지 소각 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 슬러지 건조 방법의 동작흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 슬러지 건조 시스템의 개략적인 블록구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발열 화학반응 및 가연성 가스를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템을 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지 및 화학 반응제의 혼합 분쇄 과정을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하수/폐수 슬러지의 건조 과정을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가연성 가스의 발생 과정을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가연성 가스의 연소 과정을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 건조된 하수/폐수 슬러지의 후처리 과정을 예시하는 도면이다.
< 도면부호의 간단한 설명 >
100: 하수/폐수 슬러지 건조처리 시스템
110: 슬러지 공급부(제1 호퍼) 111: 탈수기
120: 화학 반응제 공급부(제2 호퍼) 121: 화학 반응제 분쇄기
122: 화학 반응제 계량부 130: 혼합물 분쇄부
131: 혼합물 분쇄기 132: 경사부(Chute)
140: 함수율 조절용 건조제 투입부 150: 교반 및 건조부
151: 개방홀(Open Holes) 152: 볼(Ball)
160: 가연성 가스 연소부(보일러) 161: 가스 버너
162: 굴뚝 170: 배출 및 성형부
180: 배출량 조절부 190: 이송부(이송 컨테이너)
210: 펠렛(Pellet) 제조부 220: 펠렛 저장부

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 하수/폐수 슬러지의 함수율을 저감시키는 하수/폐수 슬러지 건조 시스템에 있어서,
    하수/폐수 슬러지를 공급하며 하수/폐수 슬러지를 미리 탈수시키는 탈수기(111)를 포함하는 하수/폐수 슬러지 공급부(110);
    상기 하수/폐수 슬러지와 발열 화학반응을 발생시키기 위한 화학 반응제를 공급하며, 공급되는 화학 반응제를 분쇄하는 화학 반응제 분쇄기(121) 및 상기 하수/폐수 슬러지의 공급량에 대응하여 일정 비율의 혼합물이 되도록 상기 분쇄된 화학 반응제의 양을 계량하여 공급하는 화학 반응제 계량부(122)를 포함하는 화학 반응제 공급부(120);
    상기 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제를 일정 비율로 혼합하여 혼합물 분쇄기(131)로 분쇄하여 경사부(132)로 배출하는 혼합물 분쇄부(130);
    상기 하수/폐수 슬러지의 함수율을 최종 조절하는 건조제를 투입하되, 교반 및 건조부(150)가 회분식인 경우, 교반 및 건조부(150) 내부에 공급되고, 연속식의 경우에는 배출 및 성형부(190)에 투입되어 하수/폐수 슬러지의 최종 함수율이 조절는 함수율 조절용 건조제 투입부(140);
    하수/폐수 슬러지의 발생량이 소량이거나 일정하지 않은 경우 일정한 슬러지 양을 모아 처리하도록 하는 회분식(batch type)이거나 또는 상기 하수/폐수 슬러지의 발생량이 많고 일정한 경우에는 연속식(continuous type)으로 형성되며, 상기 분쇄된 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제의 혼합물을 교반하되 볼(Ball: 152)에 의하여 하수/폐수 슬러지와 화학 반응제를 분쇄하여 상호접촉을 향상시켜 반응을 촉진시키는 흡수에 의한 1차 건조, 발열 화학반응 과정에서 발생하는 자체 반응열에 의해 상기 하수/폐수 슬러지 내부의 수분이 증발하는 2차 건조, 및 상기 화학반응에 과정에서 발생하는 가연성 가스를 연소시켜 얻어진 열을 상기 하수/폐수 슬러지에 공급하여 3차 건조시키며, 개방홀(Opening Holes: 151)을 통해 가연성 가스는 가연성 가스 연소부(160)로 이동시키고, 반응이 끝난 일부 슬러지와 소석회는 배출 및 성형부(170)로 이송시키는 교반 및 건조부(150);
    상기 발생된 가연성 가스를 포집하여 이를 연소시키고, 연소열을 상기 교반 및 건조부에 공급할 수 있는 형태로 전환하는 가연성 가스 연소부(160);
    상기 교반 및 건조부에서 건조된 하수/폐수 슬러지를 재활용 용도에 부합되도록 성형하여 배출하는 배출 및 성형부(170);
    상기 배출 및 성형부(170)로부터 배출되는 하수/폐수 슬러지의 배출량을 조절하는 배출량 조절부(180);
    배출되는 하수/폐수 슬러지를 운반하기 위한 이송부(190); 및
    상기 이송부로부터 직접 사용되지 않는 처리된 슬러지를 펠렛으로 제조하는 펠렛(Pellet) 제조부(210)와 펠렛으로 제조된 슬러지가 저장되는 펠렛 저장부(220);를 포함하는 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020080083822A 2008-08-27 2008-08-27 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템 KR100993632B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080083822A KR100993632B1 (ko) 2008-08-27 2008-08-27 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080083822A KR100993632B1 (ko) 2008-08-27 2008-08-27 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100025164A KR20100025164A (ko) 2010-03-09
KR100993632B1 true KR100993632B1 (ko) 2010-11-11

Family

ID=42176756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080083822A KR100993632B1 (ko) 2008-08-27 2008-08-27 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100993632B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101433333B1 (ko) * 2014-06-27 2014-08-22 최성철 수분 흡수 매개체를 이용한 신규 건조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100025164A (ko) 2010-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fytili et al. Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods—A review
CN101139158B (zh) 污泥无害化处置工艺
KR101798643B1 (ko) 생활폐기물 고형연료 제조방법
CN104211274A (zh) 污泥减量化资源化处理装置及处理方法
CN203487018U (zh) 一种污泥深度处理的装置
US6883444B2 (en) Processes and systems for using biomineral by-products as a fuel and for NOx removal at coal burning power plants
CN102476907A (zh) 一种快速高效、环保节能污泥处理系统的设备及方法
KR100903571B1 (ko) 유기성 폐기물을 대량 처리하기 위한 탄화용 설비
KR101112581B1 (ko) 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템
KR101152613B1 (ko) 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템
KR100754440B1 (ko) 유기슬러지와 폐유를 이용한 재생연료 제조장치
CN102775034A (zh) 一种污泥焚烧处理方法及污泥焚烧处理装置
KR101860041B1 (ko) 하이브리드 슬러지 연료탄 생산 시스템 및 그 제조방법
KR100993632B1 (ko) 수분을 흡수하여 발열 화학반응과 가연성 가스를 발생하는 화학 반응제를 이용한 하수/폐수 슬러지 건조 시스템
KR20020059074A (ko) 가연성 폐기물 연료화 방법
KR100775568B1 (ko) 슬러지의 건조 장치 및 셀 제조 방법
CN202594926U (zh) 一种污泥资源化一体机
JP3771887B2 (ja) 活性汚泥の利用方法
RU2532198C1 (ru) Способ получения фосфорсодержащего удобрения из илового осадка городских водоочистных сооружений и удобрение, полученное таким способом
KR101253430B1 (ko) 자화 연소물 및 그의 제조방법
JP2008188497A (ja) 石灰サイクルを活用した産業廃棄物の処理方法
CN202543010U (zh) 污泥调理脱水处理处置系统
KR100319803B1 (ko) 오니탄의 조성물 및 그의 제조방법
RU75654U1 (ru) Комплекс для переработки биомассы
KR200312379Y1 (ko) 하수 슬러지와 폐합성수지류를 이용한 고형연료(r.d.f)제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151105

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161107

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171109

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181010

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190826

Year of fee payment: 10