KR101090201B1 - 하수 슬러지 및 각종 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가장 문제가 되고 있는 하수 슬러지를 기반으로 각종 슬러지를 혼합하고, 토양 개량제를 이용하여 하수 슬러지를 토양 자원인 성토재, 복토재, 경량골재 등으로 개량 생산하는 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법에 관한 것이다.

Description

하수 슬러지 및 각종 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법{Method improving soil by using sewage sludge and various sludges}
본 발명은 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가장 문제가 되고 있는 하수 슬러지를 기반으로 각종 슬러지를 혼합하고, 토양 개량제를 이용하여 하수 슬러지를 토양 자원인 성토재, 복토재, 경량골재 등으로 개량 생산하는 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 대부분의 폐기물 슬러지를 재활용하지 못하고 해양 투기 및 폐기물 처리장 매립에 의존해 오던 그간의 처리방법은 해양투기 금지 조치를 맞이하여 현재 슬러지 대란이 벌어지고 있는 상황까지 도달하였다.
한국 정부도 이에 대한 대한으로 하수 슬러지 고화처리에 기대를 걸고 이 사업을 추진한 결과 실패에 실패를 거듭하고, 다른 대안으로 하수 슬러지 연료화, 퇴비화 등 다양한 다른 방법을 시도하였음에도 불구하고, 근본적인 대안을 찾는데 실패하였다.
한국 정부는 앞서 공표한 하수 슬러지 해양투기 금지 시점인 2010년 12월을 지키지 못해 2011년 12월로 연기하였는데, 이는 국가적 신뢰도를 손상시키는 일이며, 현재 발표는 안 되었지만 국가적으로 심각한 문제임이 분명하다.
따라서, 폐기물 슬러지 처리 문제는 국가적 차원의 해결과제가 되었다.
이를 해결하기 위한 슬러지 건조화, 연료화, 고화처리 등이 진행되고 있지만 이를 완전한 해결책으로 보지 않고 해양투기를 연장한 이유는 기존 방안들이 폐기물 처리의 종착역이 되지 못하고 폐기물을 다시 양산하거나, 그 효율성과 경제성에 있어서 심각한 우려가 있기 때문이다.
따라서 경제적이며 2차 폐기물을 발생시키지 않는 완전한 슬러지 재활용 기술이 절대적으로 필요한 시점이다.
본 발명은 슬러지 폐기물 대란의 중심인 하수 슬러지를 비롯한 대부분의 슬러지 폐기물의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 슬러지 폐기물을 이용한 다양한 재활용품 생산 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 선별 슬러지, 준설 슬러지 및 정수 슬러지 중 적어도 어느 하나를 하수 슬러지에 혼합하여 제1 슬러지 혼합물을 생성하는 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S10); 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치된 교반 스크류(520)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 하수 슬러지를 개량하기 위한 무기계 고화제인 토양 개량제를 상기 믹서 본체(510)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2 슬러지 혼합물 생성하는 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20); 상기 제2 슬러지 혼합물을 포설하여 건조하는 건조 단계(S30); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 교반 스크류(520)는 피치가 서로 다른 적어도 2개의 스크류가 직렬로 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20)는, 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제1 믹서 본체(510-1) 내부에 경사지게 설치된 제1 교반 스크류(520-1)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 토양 개량제를 상기 제1 믹서 본체(510-1)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2-1 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S21); 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제2 믹서 본체(510-2) 내부에 경사지게 설치된 제2 교반 스크류(520-2)를 이용하여 상기 제2-1 슬러지 혼합물을 상기 제2 믹서 본체(510-2)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-1 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2-2 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S22); 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제3 믹서 본체(510-3) 내부에 경사지게 설치된 제3 교반 스크류(520-3)를 이용하여 상기 제2-2 슬러지 혼합물을 상기 제3 믹서 본체(510-3)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-2 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 상기 제2 슬러지 혼합물인 제2-3 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S23); 를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 모래와 씰트(silt)가 혼합된 하수관거 준설토와 모래와 씰트(silt)가 혼합된 석분 슬러지 중 적어도 어느 하나를 하수 슬러지에 혼합하여 제1 슬러지 혼합물을 생성하는 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S110); 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치된 교반 스크류(520)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 하수 슬러지를 개량하기 위한 무기계 고화제인 토양 개량제를 상기 믹서 본체(510)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2 슬러지 혼합물 생성하는 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S120); 상기 제2 슬러지 혼합물을 포설하여 건조하는 건조 단계(S130); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 교반 스크류(520)는 피치가 서로 다른 적어도 2개의 스크류가 직렬로 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S120)는, 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제1 믹서 본체(510-1) 내부에 경사지게 설치된 제1 교반 스크류(520-1)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 토양 개량제를 상기 제1 믹서 본체(510-1)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2-1 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S121); 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제2 믹서 본체(510-2) 내부에 경사지게 설치된 제2 교반 스크류(520-2)를 이용하여 상기 제2-1 슬러지 혼합물을 상기 제2 믹서 본체(510-2)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-1 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2-2 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S122); 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제3 믹서 본체(510-3) 내부에 경사지게 설치된 제3 교반 스크류(520-3)를 이용하여 상기 제2-2 슬러지 혼합물을 상기 제3 믹서 본체(510-3)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-2 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 상기 제2 슬러지 혼합물인 제2-3 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S123); 를 포함할 수 있다.
본 발명은 고가의 하수 슬러지 처리 비용을 줄이기 위하여 원가 비중이 높은 토양 개량제의 투입량을 줄이고, 하수 슬러지에 토양 개량제를 보조할 수 있는 토양 개량 보조제를 혼합함으로써 경제성을 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 단순히 하수 슬러지의 개량으로는 다양한 재활용품 생산이 어렵지만 각종 슬러지를 토양 개량 보조제로서 적절히 조합하여 다양한 재활용품 생산이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명은 하수관거 준설토 처리 및 슬러지 폐기물로 인한 고발, 진정, 환경 파괴 등의 근본적인 문제들을 해결할 수 있는 장점이 있다.
다른 슬러지 재활용 방법은 다시 폐기물을 발생시키거나, 2차 오염 유발을 일으키지만, 본 발명은 폐기물 슬러지 처리의 종착역이며, 완전한 해결책이 되는 장점이 있다.
도 1은 실시예 1의 흐름도.
도 2는 도 1의 설명을 위한 장치 구성도.
도 3은 도 2의 경사 스크류 믹서의 상세도.
도 4는 실시예 2의 흐름도.
이하, 도면을 참조하며 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.
<실시예1>
실시예 1은 본 발명에 따른 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법에 관한 것이다.
도 1은 실시예 1의 흐름도를, 도 2는 도 1의 설명을 위한 장치 구성도를, 도 3은 도 2의 경사 스크류 믹서의 상세도를 나타낸다.
도 1을 참조하면 실시예 1은 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S10), 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20) 및 건조 단계(S30)를 포함한다.
제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S10)는 선별 슬러지, 준설 슬러지 및 정수 슬러지 중 어느 하나 또는 이들 중 2 이상을 하수 슬러지에 혼합하여 제1 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다.
하수 슬러지를 복토재, 노재, 조경용 토양, 농업용 토양 및 경량 골재로 재활용하는 공정에서는, 토목적 기준으로 함수율 45% 이하, 2.5% 이상의 수정 CBR(California Bearing Ratio)이 중요한 요소를 차지한다.
이를 만족하기 위하여는 유기질이 많은 하수 슬러지에 다량의 토양 개량제가 사용되어야 한다. 토양 개량제는 무기계 고화제의 일종일 수 있다. CBR(California Bearing Ratio)이란 관입시험 시 어떤 관입량에서의 표준하중 강도에 대한 시험하중 강도의 백분율을 나타낸다.
일례로 김포 하수 슬러지 고형화 공정에서는 48% ~ 50% 정도의 고화제가 사용된다. 그러므로, 토양 개량제를 20% 이하로 사용하기 위하여는 토양 개량제의 효과를 극대화시킴으로써 경제적인 슬러지 개량이 가능하다.
슬러지가 일반 토양으로 재활용되지 못하는 이유는 그 속에 포함된 중금속 등의 오염 물질과 슬러지 각각의 입자들이 음이온을 띠고 있어서 서로 반발하는 성질에 의하여 물과 혼합되면 성상을 유지하지 못하고 슬러지의 상태로 되돌아가는 성질에 의하여 일반 토양으로 재활용되지 못한다.
따라서, 토양 개량제는 음이온성을 띠고 있는 슬러지 입자와 슬러지 입자 사이에 이온성 결합 물체를 공급하여 슬러지 입자를 결합시킨다.
그러나, 슬러지 입자와 슬러지 입자가 결합되어도 이들이 서로 뭉쳐서 일반 흙과 같이 뭉쳐지고, 수분을 흡수해도 그 성상을 어느 정도 유지하게 하기 위해서는 더 많은 토양 개량제를 투입하여 결합된 입자를 다시 결합시키는 과정이 필요하다. 이 과정에서 많은 양의 토양 개량제가 소요된다.
그러나, 선별 슬러지, 준설 슬러지 및 정수 슬러지는 씰트(silt)질의 미세 흙으로 양이온성을 띠고 있어서, 결합된 슬러지 입자를 당겨 하나의 더 큰 흙 입자로 뭉쳐주는 역할을 하므로 토양 개량제를 보조하는 일종의 토양 개량 보조제 역할을 수행한다.
이러한 이유로 하수 슬러지에 선별 슬러지, 준설 슬러지 및 정수 슬러지 중의 적어도 어느 하나를 보완하여 사용함으로써 토양 개량제가 절약되고, 폐기물인 슬러지를 일종의 토양 개량 보조제로 재활용이 가능하게 된다.
도 2를 참조하면 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S10)는 슬러지 공급 장치(100), 개량 보조제 공급 장치(300) 및 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)를 이용하여 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면 슬러지 공급 장치(100)는 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)에 하수 슬러지를 공급하기 위한 것이다. 슬러지 공급 장치(100)는 함수율이 높은 하수 슬러지를 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)에 정량적으로 공급할 수 있도록 인버터 구동 방식에 의해 작동하는 스크류 컨베이어일 수 있다.
슬러지 공급 장치(100)에는 하수 슬러지가 유입되는 호퍼가 구비되는데, 상기 호퍼는 상기 호퍼로 유입되는 하수 슬러지가 상기 호퍼에 적체되지 않도록 호퍼 각도를 가파르게 형성하고, 필요에 따라 진동 모터를 부착하여 상기 호퍼에 적체된 하수 슬러지를 털어낼 수 있도록 한다. 한편, 슬러지 공급 장치(100)에는 슬러지 탈수기를 통하여 일정 정도의 수분이 제거된 하수 슬러지가 유입된다. 하수 슬러지는 굴삭기와 같은 장비에 의하여 상기 호퍼에 유입되거나, 슬러지 탈수기가 상기 호퍼에 연결됨으로써 직접 상기 호퍼에 유입될 수 있다.
도 2를 참조하면 개량 보조제 공급 장치(300)는 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)에 토양 개량 보조제를 공급하기 위한 것이다. 토양 개량 보조제는 선별 슬러지, 준설 슬러지 및 정수 슬러지 중의 어느 하나이거나 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있다.
개량 보조제 공급 장치(300)는 토양 개량 보조제를 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)에 정량적으로 공급할 수 있도록 인버터 구동 방식에 의해 작동하는 스크류 컨베이어일 수 있다.
도 2를 참조하면 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)는 슬러지 공급 장치(100)로부터 공급되는 하수 슬러지와 개량 보조제 공급 장치(300)로부터 공급되는 토양 개량 보조제를 상호 혼합하여 제1 슬러지 혼합물을 생성한 뒤, 상기 제1 슬러지 혼합물을 경사 스크류 믹서(500)에 공급하기 위한 장치이다. 따라서, 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)는 후술하는 경사 스크류 믹서(500)와 동일한 구성일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치된 교반 스크류(520)를 이용하여 제1 슬러지 혼합물과 무기계 고화제인 토양 개량제를 믹서 본체(510)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2 슬러지 혼합물 생성하는 단계이다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20)는 경사 스크류 믹서(500)에 의하여 수행된다. 경사 스크류 믹서(500)에는 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)에 의하여 제1 슬러지 혼합물이 공급되고, 개량제 공급 장치(200)에 의하여 토양 개량제가 공급된다.
도 2를 참조하면 개량제 공급 장치(200)는 경사 스크류 믹서(500)에 토양 개량제를 공급하기 위한 것이다. 토양 개량제는 무기계 고화제의 일종일 수 있다.
개량제 공급 장치(200)는 다수개의 싸이로(silo)로 구성될 수 있다. 싸이로(silo)로는 토양 개량제를 경사 스크류 믹서(500)에 정량적으로 주입할 수 있도록 VS 모터에 의하여 구동하는 스크류 컨베이어를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 경사 스크류 믹서(500)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 믹서 본체(510)와, 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치된 교반 스크류(520)를 포함한다. 경사 스크류 믹서(500)는 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 믹서 본체(510)의 하부로부터 상부로 이송하며 교반하여 제2 슬러지 혼합물 생성하기 위한 것이다. 분체 형태인 토양 개량제와 일정한 함수율을 가지는 제1 슬러지 혼합물은 일반적인 믹서로는 균질하게 혼합이 잘 이루어지지 않는다. 이유는 콘크리트 베처 플랜트(Batcher Plant)처럼 별도의 물을 공급하지 않고 슬러지에 포함된 수분만을 분체 자체가 흡수하여 슬러지와 혼합, 강도 발현을 해야하는 한계성 때문에 일반적인 믹서로는 오랫동안 혼합을 하여야 어느 정도 균질한 혼합이 이루어지기 때문이다. 달리 설명하면, 밀가루 반죽을 할 때 물과 밀가루를 용기에 함께 넣는다고 섞이지 않고, 물을 서서히 공급하면서 손으로 반죽을 하여야 밀가루 반죽이 잘 이루어지는 원리와 같다. 따라서, 경사 스크류 믹서(500)는, 분체인 토양 개량제와 제1 슬러지 혼합물을 믹서 본체(510)의 경사 방향을 따라 교반 스크류(520)에 의하여 이송할 때, 손으로 반죽하는 것처럼 토양 개량제와 제1 슬러지 혼합물을 반죽하여 혼합하는 효과를 보인다. 또한, 교반 스크류(520)는 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치되어 있으므로, 혼합이 잘 이루어지지 않은 제1 슬러지 혼합물은 상측으로 이송되지 못하고 자연스럽게 하측으로 슬라이딩되어 다시 혼합된다. 이 혼합방식의 효과를 높이기 위하여 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제가 스스로 혼합될 수 있도록 유동성이 좋고, 하수 슬러지 사이 사이로 침투할 수 있는 침투성이 좋은 토양 개량제를 사용한다. 또한, 무기계 고화제로서 반응에 의한 강도 발현시 중금속 등의 오염물을 캡슐화하여 용출되지 못하도록 함으로써 중금속 등에 오염된 하수 슬러지를 기준치 이내로 오염 저감하는 토양 개량제를 사용하여 현실적인 하수 슬러지의 재활용을 가능하도록 한다.
도 1을 참조하면 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20)는 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S21), 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S22) 및 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S23)를 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S21)는 제1 경사 스크류 믹서(500-1)에 의하여 수행되고, 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S22)는 제2 경사 스크류 믹서(500-2)에 의하여 수행되고, 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S23)는 제3 경사 스크류 믹서(500-3)에 의하여 수행된다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S21)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제1 믹서 본체(510-1) 내부에 경사지게 설치된 제1 교반 스크류(520-1)를 이용하여 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 제1 믹서 본체(510-1)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2-1 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다. 제1 교반 스크류(520-1)는 피치가 서로 다른 적어도 2개의 스크류가 직렬로 연결된 것일 수 있다. 예를 들면 하측에 위치한 스크류는 상측에 위치한 스크류 보다 피치가 작을 수 있다.
제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S22)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제2 믹서 본체(510-2) 내부에 경사지게 설치된 제2 교반 스크류(520-2)를 이용하여 제2-1 슬러지 혼합물을 제2 믹서 본체(510-2)의 하부로부터 상부로 이송하면서 제2-1 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2-2 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다. 제2 교반 스크류(520-2)는 피치가 서로 다른 적어도 2개의 스크류가 직렬로 연결된 것일 수 있다. 예를 들면 하측에 위치한 스크류는 상측에 위치한 스크류 보다 피치가 작을 수 있다.
제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S23)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제3 믹서 본체(510-3) 내부에 경사지게 설치된 제3 교반 스크류(520-3)를 이용하여 제2-2 슬러지 혼합물을 제3 믹서 본체(510-3)의 하부로부터 상부로 이송하면서 제2-2 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2 슬러지 혼합물인 제2-3 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다. 제3 교반 스크류(520-3)는 피치가 서로 다른 적어도 2개의 스크류가 직렬로 연결된 것일 수 있다. 예를 들면 하측에 위치한 스크류는 상측에 위치한 스크류 보다 피치가 작을 수 있다.
건조 단계(S30)는 제2 슬러지 혼합물을 포설하여 건조하는 단계이다.
도 2를 참조하면 건조 단계(S30)는 제2 슬러지 혼합물 컨베이어(600) 및 포설기(700)에 의하여 수행될 수 있다. 제2 슬러지 혼합물 컨베이어(600)는 경사 스크류 믹서(500)로부터 생성된 제2 슬러지 혼합물을 이송하기 위한 장치이다. 제2 슬러지 혼합물 컨베이어(600)는 물건을 이송하는데 사용되는 통상의 컨베이어일 수 있다. 포설기(700)는 제2 슬러지 혼합물 컨베이어(600)를 이용하여 이송된 제2 슬러지 혼합물을 야적장에 넓게 포설하기 위한 장치이다. 포설기(700)를 이용하여 제2 슬러지 혼합물을 야적장에 넓게 포설함으로써, 강도 발현 시간과 슬러지 개량제 발열 반응에 의한 수분 증발 시간을 단축하여 개량 효과를 경제적으로, 시간적으로 극대화시킬 수 있다.
실시예1에 의하여 하수 슬러지를 복토재, 노재, 조경용 토양, 농업용 토양 및 경량 골재로 재활용할 수 있다.
<실시예 2>
실시예 2는 본 발명에 따른 슬러지를 이용한 또 다른 개량 토양 생성 방법에 관한 것이다.
도 4는 실시예 2의 흐름도를 나타낸다.
도 4를 참조하면 실시예 2는 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S110), 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S120) 및 건조 단계(S130)를 포함한다.
제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S10)는 모래와 씰트(silt)가 혼합된 하수관거 준설토와 모래와 씰트(silt)가 혼합된 석분 슬러지 중 적어도 어느 하나를 하수 슬러지에 혼합하여 제1 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다.
토목적 기준에서 성토재나 되메움재는 단순히 하수 슬러지에 토양 개량제만을 혼합하여 개량하는 것으로는 입도 기준을 만족시키기 어렵다. 이는 하수 슬러지의 경우 유기질은 많고, 입도는 미세하여 모래질 성분의 토양이 포함되어 있지 않기 때문이다.
따라서 하수 슬러지에 모래 입자가 포함된 슬러지를 첨가해 입도를 어느 정도 맞추고, 씰트(silt)질의 미세 토양으로 토양 개량제를 보조함으로써 입도와 경제성이라는 2 가지 조건을 만족시킬 수 있게 된다.
한편, 순수 모래 성분의 경우 다량으로 혼합될 경우 오히려 토양 개량제의 성능을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 모래와 씰트(silt)가 적당히 혼합된 하수관거 준설토나 석분 슬러지가 토양 개량제를 보조하기 위한 토양 개량 보조제로서 적합하다. 하수관거 준설토의 경우 일부 쓰레기가 포함되어 있기 때문에 간이 선별기를 이용하여 쓰레기를 제거하고 사용한다.
도 2를 참조하면 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S110)는 슬러지 공급 장치(100), 개량 보조제 공급 장치(300) 및 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)를 이용하여 수행될 수 있다. 슬러지 공급 장치(100), 개량 보조제 공급 장치(300) 및 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)에 대한 설명은 실시예 1에서 설명한 바에 준한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치된 교반 스크류(520)를 이용하여 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 믹서 본체(510)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2 슬러지 혼합물 생성하는 단계이다. 토양 개량제는 하수 슬러지를 개량하기 위한 것으로 무기계 고화제의 일종일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20)는 경사 스크류 믹서(500)에 의하여 수행된다. 경사 스크류 믹서(500)에는 슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치(400)에 의하여 제1 슬러지 혼합물이 공급되고, 개량제 공급 장치(200)에 의하여 토양 개량제가 공급된다. 경사 스크류 믹서(500) 및 개량제 공급 장치(200)에 대한 설명은 실시예 1에서 설명한 바에 준한다.
도 1을 참조하면 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S120)는 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S121), 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S122) 및 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S123)를 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S121)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제1 믹서 본체(510-1) 내부에 경사지게 설치된 제1 교반 스크류(520-1)를 이용하여 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 제1 믹서 본체(510-1)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2-1 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다. 즉, 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S121)는 제1 경사 스크류 믹서(500-1)에 의하여 수행된다. 제1 경사 스크류 믹서(500-1)에 대한 설명은 실시예1에서 설명한 바에 준한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S122)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제2 믹서 본체(510-2) 내부에 경사지게 설치된 제2 교반 스크류(520-2)를 이용하여 제2-1 슬러지 혼합물을 제2 믹서 본체(510-2)의 하부로부터 상부로 이송하면서 제2-1 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2-2 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다. 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S122)는 제2 경사 스크류 믹서(500-2)에 의하여 수행된다. 제2 경사 스크류 믹서(500-2)에 대한 설명은 실시예 1에서 설명한 바에 준한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S123)는 지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제3 믹서 본체(510-3) 내부에 경사지게 설치된 제3 교반 스크류(520-3)를 이용하여 제2-2 슬러지 혼합물을 제3 믹서 본체(510-3)의 하부로부터 상부로 이송하면서 제2-2 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2 슬러지 혼합물인 제2-3 슬러지 혼합물을 생성하는 단계이다. 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S123)는 제3 경사 스크류 믹서(500-3)에 의하여 수행된다. 제3 경사 스크류 믹서(500-3)에 대한 설명은 실시예 1에서 설명한 바에 준한다.
건조 단계(S130)는 제2 슬러지 혼합물을 포설하여 건조하는 단계이다.
도 2를 참조하면 건조 단계(S130)는 제2 슬러지 혼합물 컨베이어(600) 및 포설기(700)에 의하여 수행될 수 있다. 제2 슬러지 혼합물 컨베이어(600) 및 포설기(700)에 대한 설명은 실시예 1에서 설명한 바에 준한다.
실시예 2에 의하여 하수 슬러지를 성토재나 되메움재로 재활용할 수 있다.
100:슬러지 공급 장치 200:개량제 공급 장치
300:개량 보조제 공급 장치 400:슬러지 및 개량 보조제 혼합 장치
500:경사 스크류 믹서 500-1:제1 경사 스크류 믹서
500-2:제2 경사 스크류 믹서 500-3:제3 경사 스크류 믹서
510:믹서 본체 510-1:제1 믹서 본체
510-2:제2 믹서 본체 510-3:제3 믹서 본체
520:교반 스크류 520-1:제1 교반 스크류
520-2:제2 교반 스크류 520-3:제3 교반 스크류
600:제2 슬러지 혼합물 컨베이어 700:포설기

Claims (6)

  1. 선별 슬러지, 준설 슬러지 및 정수 슬러지 중 적어도 어느 하나를 하수 슬러지에 혼합하여 제1 슬러지 혼합물을 생성하는 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S10);
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치된 교반 스크류(520)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 하수 슬러지를 개량하기 위한 무기계 고화제인 토양 개량제를 상기 믹서 본체(510)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2 슬러지 혼합물을 생성하는 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20);
    상기 제2 슬러지 혼합물을 포설하여 건조하는 건조 단계(S30);
    를 포함하며,
    상기 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S20)는,
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제1 믹서 본체(510-1) 내부에 경사지게 설치된 제1 교반 스크류(520-1)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 토양 개량제를 상기 제1 믹서 본체(510-1)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2-1 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S21);
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제2 믹서 본체(510-2) 내부에 경사지게 설치된 제2 교반 스크류(520-2)를 이용하여 상기 제2-1 슬러지 혼합물을 상기 제2 믹서 본체(510-2)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-1 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2-2 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S22);
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제3 믹서 본체(510-3) 내부에 경사지게 설치된 제3 교반 스크류(520-3)를 이용하여 상기 제2-2 슬러지 혼합물을 상기 제3 믹서 본체(510-3)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-2 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 상기 제2 슬러지 혼합물인 제2-3 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S23);
    를 포함하고,
    상기 교반 스크류(520)는 피치가 서로 다른 적어도 2개의 스크류가 직렬로 연결되며, 하측에 위치한 스크류는 상측에 위치한 스크류 보다 피치가 작은 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 모래와 씰트(silt)가 혼합된 하수관거 준설토와 모래와 씰트(silt)가 혼합된 석분 슬러지 중 적어도 어느 하나를 하수 슬러지에 혼합하여 제1 슬러지 혼합물을 생성하는 제1 슬러지 혼합물 생성 단계(S110);
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 믹서 본체(510) 내부에 경사지게 설치된 교반 스크류(520)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 하수 슬러지를 개량하기 위한 무기계 고화제인 토양 개량제를 상기 믹서 본체(510)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2 슬러지 혼합물 생성하는 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S120);
    상기 제2 슬러지 혼합물을 포설하여 건조하는 건조 단계(S130);
    를 포함하며,
    상기 제2 슬러지 혼합물 생성 단계(S120)는,
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제1 믹서 본체(510-1) 내부에 경사지게 설치된 제1 교반 스크류(520-1)를 이용하여 상기 제1 슬러지 혼합물과 상기 토양 개량제를 상기 제1 믹서 본체(510-1)의 하부로부터 상부로 이송하면서 교반하여 제2-1 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-1 슬러지 혼합물 생성 단계(S121);
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제2 믹서 본체(510-2) 내부에 경사지게 설치된 제2 교반 스크류(520-2)를 이용하여 상기 제2-1 슬러지 혼합물을 상기 제2 믹서 본체(510-2)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-1 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 제2-2 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-2 슬러지 혼합물 생성 단계(S122);
    지면에 대하여 경사지게 배치된 통형상의 제3 믹서 본체(510-3) 내부에 경사지게 설치된 제3 교반 스크류(520-3)를 이용하여 상기 제2-2 슬러지 혼합물을 상기 제3 믹서 본체(510-3)의 하부로부터 상부로 이송하면서 상기 제2-2 슬러지 혼합물 중의 제1 슬러지 혼합물과 토양 개량제를 교반하여 상기 제2 슬러지 혼합물인 제2-3 슬러지 혼합물을 생성하는 제2-3 슬러지 혼합물 생성 단계(S123);
    를 포함하고,
    상기 교반 스크류(520)는 피치가 서로 다른 적어도 2개의 스크류가 직렬로 연결되며, 하측에 위치한 스크류는 상측에 위치한 스크류 보다 피치가 작은 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 개량 토양 생성 방법.
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