KR101185428B1 - Sludge solidified agent and menufacturing method of artificial soil usign the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An agent for solidifying organic sludge is provided to reduce content of water content by using CaO which is contained in raw material in quantity, to evaporate moisture through absorption and heat generation of CaO, thereby capable of preventing generation of bad smell and elution of heavy metal. CONSTITUTION: An agent for solidifying organic sludge comprises 100.0 parts by weight of paper sludge incineration ash of which calcium oxide(CaO) content is 35-70 %, 10-50 parts by weight of high-calcium fly ash, of which CaO content is 40-75%, generated from an in-furnace desulfurization type coal boiler, and 10-200 parts by weight of high-calcium slag dusts of which CaO content is 40-80 %. Surface area of the paper sludge incineration ash, high-calcium fly ash, and high-calcium slag dust is respectively 2,000-9,000 /g.

Description

유기성 슬러지 고화제 및 이를 이용한 인공토양 제조방법{SLUDGE SOLIDIFIED AGENT AND MENUFACTURING METHOD OF ARTIFICIAL SOIL USIGN THE SAME}Organic sludge hardener and method for manufacturing artificial soil using same {SLUDGE SOLIDIFIED AGENT AND MENUFACTURING METHOD OF ARTIFICIAL SOIL USIGN THE SAME}

본 발명은 하수슬러지 등 유기성 슬러지를 효과적으로 고화처리하기 위한 고화제 및 이를 이용한 인공토양 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제지슬러지 소각재와, 로내탈황방식 석탄연소 보일러 등에서 발생하는 고칼슘플라이애쉬와, 고칼슘 슬래그 분진에 다량 함유된 CaO의 흡수, 발열 및 부피팽창 작용을 이용하여 하수슬러지 등 고함수 슬러지의 함수율을 저감시켜 인공토양을 제조하고, 제조된 인공토양에 산성물질을 추가로 혼합하여 높은 알칼리에 의한 암모니아 냄새 등 악취의 발생을 근원적으로 차단하는 유기성 슬러지 고화제 및 이를 이용한 인공토양 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solidifying agent for effectively solidifying organic sludge, such as sewage sludge, and an artificial soil manufacturing method using the same. More specifically, high calcium fly ash generated from a paper sludge incineration ash, a furnace desulfurization type coal combustion boiler, and the like, By using absorption of CaO contained in high calcium slag dust, heat generation and volume expansion action, artificial soil is produced by reducing the moisture content of high functional sludge such as sewage sludge. The present invention relates to an organic sludge solidifying agent that fundamentally blocks the generation of odors such as ammonia odors and an artificial soil manufacturing method using the same.

근래에 유기성 슬러지가 대량 발생되는 바, 예를 들어 하수슬러지는 하수종말처리장에서 생활하수를 정화하고 남는 미생물 등의 사체로 이루어진 유기성 슬러지로서 탈수기에 의한 탈수처리 후에도 함수율이 약 80~90%에 달하는 대표적인 고함수 물질로서, 종래에는 해양투기, 매립 등의 방법으로 처리되어 왔다.Recently, a large amount of organic sludge is generated. For example, sewage sludge is an organic sludge composed of carcasses such as microorganisms remaining after purification of domestic sewage at a sewage treatment plant. As a representative high functional material, it has been conventionally treated by methods such as ocean dumping, landfilling and the like.

일례로 현재 하루에 약 8,000t 이상 배출되고 있는 생활하수 슬러지는 2003년 7월부터 일반 쓰레기 매립장 처리가 금지되었고, 가장 처리하기가 용이했던 해양투기마저 런던 협약에 의해 2011년 말까지만 제한적으로 허용되고 있다.For example, sewage sludge, which is currently emitting more than 8,000 tons per day, has been banned from landfills since July 2003, and even the most easily disposed of dumping at sea is limited only by the end of 2011 under the London Convention. have.

현재 수도권 매립지를 비롯한 대구, 부산, 제주 등에서 하수슬러지를 고화처리하여 일일 및 중간 복토재로 사용할 수 있는 인공토양을 제조하는 처리시설을 가동하고 있으며, 이와 관련하여 수분이 많은 슬러지의 고화처리가 이루어지고 있으나, 설비 가동성, 인공토양의 품질 등의 측면에서 우수한 고화제의 개발이 시급히 필요한 실정이다.Currently, the sewage sludge is solidified in Daegu, Busan, and Jeju, including landfills in the Seoul metropolitan area, and a treatment facility is being manufactured to produce artificial soils that can be used as daily and intermediate cover materials. However, there is an urgent need to develop an excellent hardener in terms of facility operability and quality of artificial soil.

종래의 하수슬러지 고화제의 연구는 생석회, 시멘트 등의 강알칼리성 재료를 주로 사용함에 따라 설비에 고착되는 등 설비가동성의 문제, 악취 발생 및 재슬러리화 등 품질의 문제점을 야기하였을 뿐만 아니라 이를 보완하기 위해 고가의 황산 및 황산철 등의 산성재료를 추가 투입하여 암모니아 방출 저감을 꾀하였으나 투입되는 원재료의 가격이 높아 경제성이 부족하다. Conventional researches on sewage sludge solidifying agents have not only caused the problems of facility mobility, such as sticking to facilities due to the use of strong alkaline materials such as quicklime and cement, and the quality problems such as odor generation and reslurrying. In order to reduce the emission of ammonia by adding additional acidic materials such as expensive sulfuric acid and iron sulfate, the cost of raw materials is high and the economical efficiency is insufficient.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제지슬러지와 고칼슘플라이애쉬와 고칼슘 슬래그 분진에 다량 함유된 CaO의 흡수, 발열 및 부피팽창 작용을 이용하여 유기성 슬러지 등 고함수 슬러지의 함수율을 저감시켜 인공토양을 제조하고, 제조된 인공토양에 산성물질을 추가로 혼합하여 높은 알칼리에 의한 암모니아 냄새 등 악취의 발생을 근원적으로 차단하는 유기성 슬러지 고화제 및 이를 이용한 인공토양 제조방법을 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to use a high function such as organic sludge by the absorption, exothermic and volume expansion of CaO contained in a large amount of paper sludge, high calcium fly ash and high calcium slag dust Artificial sludge is produced by reducing the water content of sludge, and organic sludge solidifying agent which fundamentally blocks the generation of odors such as ammonia odor due to high alkali by mixing acidic material with the manufactured artificial soil and artificial soil manufacturing method using the same In providing.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 유기성 슬러지 고화제는 산화칼슘(CaO) 함량이 35~70%인 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생되고 산화칼슘 함량이 40~75%인 고칼슘 플라이애쉬(fly ash) 10~50중량부와, 산화칼슘(CaO) 함량이 40~80%인 고칼슘 슬래그 분진 10~200중량부를 포함한다. In order to solve the above technical problem, the organic sludge solidifying agent according to the present invention is produced in a furnace desulfurization type coal combustion boiler with respect to 100 parts by weight of paper sludge incinerator having a calcium oxide (CaO) content of 35 to 70%, and calcium oxide content. 10 to 50 parts by weight of the high calcium fly ash (40 to 75%) and 10 to 200 parts by weight of the high calcium slag dust having a calcium oxide (CaO) content of 40 to 80%.

또한 상기 제지슬러지 소각재, 고칼슘 플라이애쉬 및 고칼슘 슬래그 분진은 비표면적이 2,000~9,000/g인 것이 바람직하다. In addition, the paper sludge incineration material, high calcium fly ash and high calcium slag dust is preferably a specific surface area of 2,000 ~ 9,000 / g.

또한 상기 유기성 슬러지와의 발열반응을 증가시키기 위하여 발열제가 더 포함되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include a heating agent in order to increase the exothermic reaction with the organic sludge.

또한 상기 발열제는 생석회 분말, 경소백운석 분말 및 페트롤코우크스 소각재 분말로 이루어진 군 가운데 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.In addition, the heating agent is preferably any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of quicklime powder, light dolomite powder and petroleum coke incinerator powder.

또한 상기 발열제는 상기 제지슬러지 소각재 100중량부에 대하여, 5~50 중량부 혼입되는 것이 바람직하다. In addition, the heat generating agent is preferably mixed 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator.

또한 상기 유기성 슬러지가 고화된 고화물의 악취발생 및 중금속 용출을 방지하기 위하여 pH 저감제가 더 포함되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include a pH reducing agent to prevent odor generation and heavy metal elution of the solidified solidified organic sludge.

또한 상기 pH 저감제는 황산을 분체에 적정한 산성분말, 폴리실리콘 제조공정 중 발생하는 부산물인 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 및 SAF(Sodium Aluminum Fluorid) 분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. In addition, the pH reducing agent is any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of acid powder suitable for sulfuric acid powder, sodium aluminum sulfate (SAS) powder and sodium aluminum fluoride (SAF) powder by-products generated during the polysilicon manufacturing process. It is preferable.

또한 상기 pH 저감제는 상기 제지슬러지 소각재 100중량부에 대하여, 5~50 중량부 혼입되는 것이 바람직하다. In addition, the pH reducing agent is preferably mixed 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incineration ash.

본 발명에 의한 인공토양 제조방법은 1) 상기 고화제를 제조하는 단계; 2) 유기성 슬러지 100중량부에 대하여, 상기 고화제 5~80중량부를 계량하는 단계; 3) 계량된 상기 유기성 슬러지와 고화제를 혼합하는 단계; 및 4) 상기 유기성 슬러지와 고화제의 혼합물을 양생하는 단계;를 포함한다. Artificial soil manufacturing method according to the present invention comprises the steps of 1) preparing the hardener; 2) measuring 5 to 80 parts by weight of the solidifying agent based on 100 parts by weight of organic sludge; 3) mixing the metered organic sludge with a solidifying agent; And 4) curing the mixture of organic sludge and solidifying agent.

또한 상기 고화제에 pH 저감제가 포함되지 않은 경우, 상기 4)단계 후, 5) 상기 혼합물에 pH 저감제를 첨가하여 혼합하는 단계가 더 부가되는 것이 바람직하다. In addition, when the pH reducing agent is not included in the solidifying agent, it is preferable that after step 4), 5) adding and mixing the pH reducing agent to the mixture is further added.

또한 상기 pH저감제는 상기 제지슬러지 소각재 100중량부에 대하여 10~100중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. In addition, the pH reducing agent is preferably added to 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incineration ash.

본 발명에 따르면, 제지슬러지소각잔재와 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생하는 고칼슘플라이애쉬와 고칼슘 슬래그 분진에 다량 함유된 CaO를 이용하여 유기성 슬러지의 함수율을 저감시키는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect of reducing the water content of organic sludge by using CaO contained in a large amount of high calcium fly ash and high calcium slag dust generated from paper sludge incineration residue and furnace desulfurization type coal combustion boiler.

또한, CaO의 흡수, 발열 작용으로 수분이 증발하는 효과도 있다. It also has the effect of evaporation of water due to the absorption of CaO and the exothermic action.

특히, 고칼슘 슬래그 분진에 다량 함유된 Free-CaO 및 FeO성분에 의해 수분과 접촉시 높은 발열온도와 흡수능력이 매우 우수하다. In particular, the high-calcium slag dust contains a large amount of Free-CaO and FeO, which is very exothermic and has a high exothermic temperature.

또한 pH 저감제의 고화제 제조시 선투입 또는 혼합물에 후첨가하여 고화물의 pH를 저감시켜 악취의 발생 및 중금속 용출을 방지할 수 있는 효과도 있다.In addition, in the preparation of a solidifying agent of the pH reducing agent, it is also effective to prevent the occurrence of odor and the elution of heavy metals by reducing the pH of the solidified by post-injection or post-addition to the mixture.

도 1은 별도의 탈황설비를 구비하지 않고 로내탈황을 실시하는 석탄연소보일러에서 고칼슘 플라이애쉬가 발생하는 공정을 도식화한 것이다.
도 2는 별도의 탈황설비를 갖춘 석탄연소 발전소에서 플라이애쉬가 발생하는 공정을 도식화한 것이다.
1 is a diagram illustrating a process of generating high calcium fly ash in a coal-fired boiler which does in-furnace desulfurization without providing a separate desulfurization facility.
Figure 2 illustrates a process for generating fly ash in a coal-fired power plant equipped with a separate desulfurization facility.

이하, 본 발명에 의한 유기성 슬러지 고화제 및 이를 이용한 인공토양의 제조방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the organic sludge solidifying agent according to the present invention and a manufacturing method of artificial soil using the same will be described in detail.

먼저, 본 발명에 의한 유기성 슬러지 고화제의 구성성분 및 작용을 설명한다. First, the components and actions of the organic sludge solidifying agent according to the present invention will be described.

본 발명에 의한 유기성 슬러지 고화제는 산화칼슘(CaO) 함량이 35%~70%인 제지슬러지소각재와, 산화칼슘 함량이 40~75%인 고칼슘 플라이애쉬와, 산화칼슘(CaO) 함량이 40~80%인 고칼슘 슬래그 분진을 포함한다. 상기 고칼슘 플라이애쉬는 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. The organic sludge solidifying agent according to the present invention is a paper sludge incinerator having a calcium oxide (CaO) content of 35% to 70%, a high calcium fly ash having a calcium oxide content of 40 to 75%, and a calcium oxide (CaO) content of 40 to Contains 80% high calcium slag dust. The high calcium fly ash is preferably used that is generated in the furnace desulfurization coal combustion boiler.

제지슬러지 소각재와 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬와 고칼슘 슬래그 분진에 다량 함유된 산화칼슘은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다. 이에 대한 반응식은 아래와 같다. Calcium oxide contained in high calcium fly ash and high calcium slag dust produced in paper sludge incineration ash and furnace desulfurization coal combustion boiler is absorbed, exothermic and expanded with water to become calcium hydroxide. The reaction scheme is as follows.

CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6 mol-1 CaO + H 2 O-> Ca (OH) 2 +15.6 mol -1

통상 석탄연소 보일러에서 발생하는 플라이애쉬는 콘크리트 혼화재료로 재활용됨에도 불구하고, 위와 같이 산화칼슘이 다량 함유된 플라이애쉬는 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하며, 한국산업규격(KS)에서도 산화칼슘 함량이 높은 석탄연소 플라이애쉬 규격이 제정되지 않은 상태이다.Although fly ash generated from a coal-fired boiler is recycled to concrete admixtures, fly ash containing a large amount of calcium oxide cannot be used as concrete admixtures due to its absorption, heat generation, and expansion characteristics. In (KS), the coal-fired fly ash standard with high calcium oxide content is not established.

또한 상기 제지슬러지소각재는 종이제조공정 중 펄프의 사용량을 줄이고 종이의 품질을 제고하기 위하여 충진제(Filler)로 석회석 미분말을 사용하게 되는데 잉여 석회석 미분말이 슬러지형태로 배출된 것을 보일러에서 소각하는 과정에서 석회석이 탈탄산된 산화칼슘의 함량이 높은 소각재가 발생하게 된다.In addition, the paper sludge incineration material uses limestone fine powder as a filler to reduce the amount of pulp used in the paper manufacturing process and to improve the quality of the paper. The limestone fine powder discharged in the form of sludge is incinerated in a boiler. Incinerator having a high content of the decarbonated calcium oxide is generated.

특히, 상기 고칼슘 슬래그 분진은 제철 및 비철금속 생산시 부산물로 발생되는 슬래그를 도로기층재 등으로 활용하기 위해 입도 조정을 거치는데, 이때 분쇄하는 과정에서 집진기에 포집된 미립 분진으로 주성분이 CaO 성분과 FeO 성분이 다량 함유되어 있으며 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하여 현재 전량 매립처리 되고 있는 실정이다. In particular, the high calcium slag dust is subjected to particle size adjustment in order to utilize slag generated as a by-product in the production of steel and non-ferrous metals as a road substrate material, wherein the main components are CaO component and FeO as the fine dust collected in the dust collector during the grinding process It contains a large amount of components, and it is not available to be used as a concrete admixture due to its absorption, heat generation, and expansion characteristics.

따라서 본 발명은 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능한 제지슬러지 소각재와 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬와 고칼슘 슬래그 분진을 이용하는 것이다. Therefore, the present invention uses high-calcium fly ash and high-calcium slag dust generated from the paper sludge incinerator and the furnace desulfurization-type coal-fired boiler that are not available as concrete admixtures.

즉, 함수율이 높은 유기성 슬러지에 산화칼슘이 다량 함유된 제지슬러지소각재와 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬와 고칼슘 슬래그 분진을 혼합하면, 위의 반응으로 수산화칼슘이 생성되면서 유기성 슬러지의 수분이 저감되는 것이다. 또한 역시 위의 반응으로 발생되는 열이 유기성 슬러지의 수분을 증발시키기 때문에 더욱더 유기성 슬러지의 함수율을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.In other words, when high-water content organic sludge is mixed with paper sludge incinerator containing a large amount of calcium oxide, and high calcium fly ash and high calcium slag dust generated in a furnace desulfurization coal-fired boiler, calcium hydroxide is produced by the above reaction and water of organic sludge is produced. This is to be reduced. In addition, since the heat generated by the above reaction evaporates the water of the organic sludge, it is possible to further reduce the moisture content of the organic sludge.

특히, 고칼슘 슬래그 분진은 다량 함유된 Free-CaO 및 FeO성분에 의해 수분과 접촉시 높은 발열온도와 흡수능력이 고칼슘 플라이애쉬보다 더욱 우수하여 발열제로 사용되는 생석회 및 경소백운석 등의 사용량을 절감할 수 있다. Particularly, high calcium slag dust has a high exothermic temperature and absorption ability when contacted with moisture by free-CaO and FeO components, which are much higher than high calcium fly ash, thus reducing the amount of quicklime and light dolomite used as a heating agent. have.

상기 제지슬러지소각재와 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬와 고칼슘 슬래그 분진의 비표면적은 각각 2,000~9,000/g인 것이 바람직하다. 비표면적이 2,000/g 미만일 경우 미립분이 부족하여 활성도가 떨어지므로 유기성 슬러지의 고화시 함수율 저감효과가 저하되고, 비표면적이 9,000/g 초과일 경우 고화제의 이송시 겉보기 밀도가 낮아져 계량 및 이송 중에 비산되고 설비 가동성이 저하된다. The specific surface area of the high calcium fly ash and the high calcium slag dust generated in the papermaking sludge ash and the furnace desulfurization type coal combustion boiler is preferably 2,000 to 9,000 / g. If the specific surface area is less than 2,000 / g, there is a lack of fine powder and the activity is lowered. Therefore, the water content reduction effect is lowered when the organic sludge is solidified. If the specific surface area is more than 9,000 / g, the apparent density is lowered during the transfer of the solidifying agent. It scatters and facility operability falls.

플라이애쉬는 석탄연소발전소에서 생성되는데, 특히, 로내탈황방식을 갖는 발전소에서 생성되는 플라이애쉬가 산화칼슘의 함유량이 높다. 로내탈황방식의 경우, 석탄과 석회석을 혼합연소하기 때문에 플라이애쉬에 다량의 Free CaO가 함유되게 된다. 도 1은 로내 탈황방식 석탄 연소 보일러의 고칼슘 플라이애쉬 발생공정을 나타낸 모식도이다. Fly ash is produced in a coal-fired power plant, and in particular, the fly ash produced in a power plant having a furnace desulfurization method has a high content of calcium oxide. In the furnace desulfurization method, because the mixed combustion of coal and limestone, the fly ash contains a large amount of free CaO. Figure 1 is a schematic diagram showing a high calcium fly ash generating process of the furnace desulfurization coal fired boiler.

이와 달리 별도의 탈황설비를 갖는 발전소에서 생성되는 플라이애쉬는 산화칼슘이 5% 미만이다. 도 2는 별도의 탈황설비를 갖춘 석탄연소발전소의 플라이애쉬 발생공정을 나타낸 모식도이다. In contrast, fly ash produced in power plants with separate desulfurization plants has less than 5% calcium oxide. 2 is a schematic diagram showing a fly ash generating process of a coal-fired power plant equipped with a separate desulfurization facility.

별도의 습식 탈황설비를 갖춘 발전소 플라이애쉬와 로내탈황방식에 의한 발전소 고칼슘플라이애쉬의 차이점을 표 1에 나타내었다. Table 1 shows the difference between the power plant fly ash with separate wet desulfurization and the high calcium fly ash in the furnace.

항 목Item 별도의 탈황설비를 갖춘 발전소 Power plant with separate desulfurization 플라이애쉬Fly ash 로내탈황방식Furnace Desulfurization Method 발전소  power plant 고칼슘High calcium 플라이애쉬Fly ash 연소 연료 Combustion fuel 석탄Coal 석탄, 석회석, 기타약품Coal, limestone, other chemicals 연소 온도Combustion temperature 약 1350도
-연소효율이 높아 경제적 발전소 운전, 석탄재 발생비율 감소 및 고품질석탄재 배출
1350 degrees
-High combustion efficiency for economic power plant operation, reduction of coal ash generation rate and high quality coal ash discharge
약 850도
-탈탄산반응 온도범위이면서 질산화물 배출 감소
About 850 degrees
-Nitrogen emission reduction while decarbonation temperature range
배기가스 탈황 설비Exhaust Gas Desulfurization Facility 별도 습식탈황설비 구비Separate wet desulfurization facility 석회석 혼소로 로내탈황반응 유도Induction of furnace desulfurization with limestone mixture 배기가스 탈질 설비Exhaust gas denitrification plant 별도 탈질설비 구비Separate denitrification equipment 낮은 연소온도 유지 및 보일러에 암모니아 및 기타 약품 분무Maintain low combustion temperatures and spray ammonia and other chemicals into boilers 화학성분Chemical composition SiO2 , Al2O3 , Fe2O3 SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 석회석 혼소로 인해
Free CaO 성분이 높다.
Due to limestone mixing
High free CaO component.
유리화정도Vitrification Degree 높다high 낮다low 주 재활용 용도Main recycling purpose 콘크리트혼화재로 성수기
발생전량 재활용
Peak season with concrete admixture
Recycle all generation
점토 대체용 시멘트원료,
장거리 운송을 통한 폐기물처리장 매립
Clay substitute cement raw material,
Landfill of waste disposal site through long distance transportation
콘크리트혼화재로 사용시 장점 및 문제점 Advantages and problems of using concrete admixture - 포졸란활성으로 장기강도 증진
- 작업성개선
- 단위수량 감소(내구성, 강도 향상)
- 수화열 감소(구조물 크랙 방지)
-Increased long-term strength with pozzolanic activity
- Improved workability
-Reduced unit quantity (durability, improved strength)
-Reduced heat of hydration (structure crack prevention)
- Free CaO 발열반응
- 단위수량 증가(강도, 내구성 하락)
- 수화열 증가(구조물 크랙발생)
- 작업성 하락
-Free CaO exothermic reaction
-Unit quantity increase (strength, durability decline)
-Increased heat of hydration (structure cracking)
-Reduced workability
기타Etc KS L 5405 적합제품 발생KS L 5405 conformity product generation 가공을 해도 KS L 5405 화학성분, 물리성능을 만족하지 않음Do not satisfy the chemical composition and physical performance of KS L 5405

즉, 로내탈황방식으로 생성되는 플라이애쉬는 산화칼슘이 다량 함유되어 있으나, 별도의 탈황장치를 갖춘 설비에서 생성되는 플라이애쉬는 산화칼슘이 매우 적은 양이 함유되어 있다. 따라서 상술한 바와 같이, 별도의 탈황장치를 갖춘 설비에서 생성되는 플라이애쉬는 산화칼슘이 미량 함유되어 있어 콘크리트 혼화재료로서 재활용이 가능한 것이다. That is, the fly ash produced by the furnace desulfurization method contains a large amount of calcium oxide, but the fly ash produced in a facility equipped with a separate desulfurization device contains a very small amount of calcium oxide. Therefore, as described above, fly ash generated in a facility having a separate desulfurization device contains a small amount of calcium oxide can be recycled as a concrete admixture.

따라서 본 발명의 고화제는 콘크리트 혼화재료로 재활용이 불가능한 제지슬러지소각재와 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬와 고칼슘 슬래그 분진을 주원료로 사용하는 것이다.Therefore, the solidifying agent of the present invention uses high-calcium fly ash and high-calcium slag dust generated from paper sludge incinerator and non-reactor desulfurization coal-fired boilers as concrete admixtures as main raw materials.

상기 제지슬러지소각재와 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬의 혼합비율은 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬 10~50중량부가 바람직한데, 로내탈황방식 석탄연소 보일러에서 발생하는 고칼슘 플라이애쉬의 혼입량이 10중량부 미만이면 발열성능이 떨어지고, 50중량부 초과이면 유기성 슬러지와 고화제를 혼합한 혼합물을 반죽 질기가 질어져 설비가동성이 저하된다. The mixing ratio of the high calcium fly ash generated in the paper sludge incinerator and the furnace desulfurization coal combustion boiler is preferably 10 to 50 parts by weight of the high calcium fly ash generated in the furnace desulfurization coal combustion boiler, based on 100 parts by weight of the paper sludge incinerator. If the amount of high calcium fly ash generated in the desulfurization type coal-fired boiler is less than 10 parts by weight, the exothermic performance is lowered. If it is more than 50 parts by weight, the mixture of the organic sludge and the hardener is kneaded and the equipment mobility is reduced. .

또한 상기 제지슬러지소각재와 고칼슘 슬래그 분진의 혼합비율은 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 고칼슘 슬래그 분진 10~200중량부가 바람직한데, 위와 마찬가지로 고칼슘 슬래그 분진의 혼입량이 10중량부 미만이면 발열성능이 떨어지고, 200중량부 초과이면 유기성 슬러지와 고화제를 혼합한 혼합물을 반죽 질기가 질어져 설비가동성이 저하된다.In addition, the mixing ratio of the papermaking sludge incineration material and high calcium slag dust is preferably 10 to 200 parts by weight of high calcium slag dust with respect to 100 parts by weight of papermaking sludge incineration ash, and the heat generation performance is lowered when the mixing amount of the high calcium slag dust is less than 10 parts by weight. When it is more than 200 parts by weight, the mixture of organic sludge and solidifying agent is kneaded and the equipment mobility is lowered.

또한 본 발명에 의한 고화제는 유기성 슬러지가 계절적인 요인으로 함수율이 지나치게 높거나 기타의 이유로 발열이 더 필요한 경우 발열제가 더 포함되는데, 상기 발열제는 생석회분말, 경소백운석 분말, 페트롤코우크스 소각재 분말로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. In addition, the solidifying agent according to the present invention further includes a heat generating agent when organic sludge has a high moisture content due to seasonal factors or requires more heat for other reasons. The heat generating agent includes quicklime powder, light dolomite powder, and petroleum coke incineration powder. It is preferably any one selected from the group consisting of or a mixture of two or more.

상기 생석회분말은 석회석을 고온에서 하소하여 탈 탄산 시킨 후 일정한 입자크기의 분말로 가공한 제품으로 시중에서 일반적으로 수득되는 것으로서 CaO 함량이 85% 이상인 것이다. The quicklime powder is a product obtained by calcining limestone at a high temperature, decarbonated, and then processed into a powder having a constant particle size, which is generally obtained on the market, and has a CaO content of 85% or more.

상기 경소백운석 분말은 백운석을 고온에서 하소하여 탈 탄산 시킨 후 일정한 입자크기의 분말로 가공한 제품으로 시중에서 일반적으로 수득되는 것으로서 CaO+MgO 함량이 80% 이상이다.The light dolomite powder is a product obtained by calcining dolomite at high temperature and then decarbonated into a powder having a constant particle size, which is generally obtained on the market, and has a CaO + MgO content of 80% or more.

상기 페트롤코우크스 소각재는 높은 열량과 연소효율이 필요한 경우 석탄을 대신해서 사용하는 원료인데 이 역시 탈황을 위하여 석회석을 혼소하는데, 탈 탄산된 산화칼슘 입자가 소각재의 대부분을 차지하며, 수분과 만나면 흡수, 발열 및 부피팽창작용을 한다.The petroleum coke ash is a raw material used in place of coal when high calorie and combustion efficiency is required. This also mixes limestone for desulfurization, and decarbonated calcium oxide particles occupy most of the ash. , Exothermic and volume expansion.

상기 발열제는 상기 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 5~50중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 상기 발열제의 혼입량이 5중량부 미만이면 슬러지와 반응할때의 발열이 부족하여 함수율 저감효과가 저하되고, 50중량부 초과이면 함수율은 많이 저감되나 강도가 너무 크게 증가되어 고화물이 단단해져 설비에 고착되는 등 생산성을 저하시킬 우려가 있다. The heat generating agent is preferably mixed 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator. If the amount of the heat generating agent is less than 5 parts by weight, the heat generation when reacting with the sludge is insufficient, and the water content reduction effect is lowered. When the amount of the heat generating agent is more than 50 parts by weight, the water content is greatly reduced, but the strength is increased so much that the solids are firmly fixed to the equipment. There is a risk of lowering the productivity.

또한 본 발명에 의한 고화제는 유기성 슬러지의 고화물인 인공토양에서 악취가 발생되지 않게 하기 위하여 황산을 중성플라이애쉬, 메타카올린 등의 분체에 적정한 산성분말, 폴리실리콘 제조공정중 발생하는 부산물인 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 및 SAF(Sodium Aluminum Fluorid) 분말 등의 pH 저감제가 더 혼입될 수 있다. 상기 pH 저감제가 더 혼입되면 유기성 슬러지 고화물의 pH가 조속히 떨어져, 악취를 가장 많이 발생하는 pH 경계선인 12 이하로 고화물의 pH 조절이 가능해 진다. In addition, the solidifying agent according to the present invention is an acid component suitable for the powder of sulfuric acid such as neutral fly ash, metakaolin, etc. in order to prevent odor from being generated in the artificial soil which is a solid of organic sludge, and SAS which is a by-product generated during the polysilicon manufacturing process. PH reducing agents such as (Sodium Aluminum Sulfate) powder and Sodium Aluminum Fluorid (SAF) powder may be further incorporated. When the pH reducing agent is further mixed, the pH of the organic sludge solidified drops quickly, and the pH of the solidified is adjusted to 12 or less, which is the pH boundary that generates the most odor.

상기 pH 저감제의 혼입량은 고화제에 선투입하여 제조할 경우 상기 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 5~50중량부를 혼입한다. 만약, pH 저감제의 혼입량이 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 5중량부 미만이면 pH 저감효과가 없고, 50중량부를 초과하면 경제성이 저하되고 고화물이 질기가 질어지게 된다.The mixing amount of the pH reducing agent is mixed with 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator when prepared by pre-injection into a solidifying agent. If the amount of the pH reducing agent is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator, there is no pH reduction effect. When the amount of the pH reducing agent is more than 50 parts by weight, the economical efficiency is reduced and the solids become tough.

또한 상기 pH 저감제를 유기성 슬러지 고화물에 후첨가할 경우, 상기 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 10~100 중량부를 후첨가하여 혼합한다. 만약, pH 저감제의 혼입량이 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 10중량부 미만이면 pH 저감효과가 없고, 100중량부를 초과하면 경제성이 저하되고 고화물의 질기가 질어지게 된다.In addition, when the pH reducing agent is post-added to the organic sludge solidified, 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incineration ash is added and mixed. If the amount of the pH reducing agent is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator, there is no pH reduction effect. If the amount of the pH reducing agent exceeds 100 parts by weight, the economical efficiency is lowered and the solidity of the solids is increased.

이하에서는 본 발명에 의한 인공토양 제조방법을 설명한다. Hereinafter will be described the artificial soil manufacturing method according to the present invention.

먼저, 상술한 고화제를 제조한 다음, 하수슬러지 100중량부에 대하여 고화제 5~80중량부를 균일하게 혼합한다. 고화제를 5중량부 미만으로 혼합하면 함수율이 충분히 저감되지 않아 복토재로서 사용이 불가능하고, 80중량부를 초과하여 혼합하면 함수율이 너무 낮아져 고화물이 비산되고 복토작업이 곤란해지며 경제성이 저하된다. First, the above-mentioned solidifying agent is prepared, and then 5 to 80 parts by weight of the solidifying agent is uniformly mixed with respect to 100 parts by weight of sewage sludge. If the content of the solidifying agent is mixed at less than 5 parts by weight, the water content is not sufficiently reduced, so that it cannot be used as a cover material. If the content is more than 80 parts by weight, the water content is too low, the solids are scattered, the cover work is difficult, and the economic efficiency is reduced.

다음으로 상기 하수슬러지와 고화제의 혼합물을 함수율이 60%이하가 될 때까지 상온양생 또는 가열양생한다. Next, the mixture of the sewage sludge and the hardener is cured at room temperature or heated until the moisture content is 60% or less.

마지막으로 필요한 경우, 상기 혼합물에 pH 저감제를 후첨가하여 혼합한다.
Finally, if necessary, the mixture is post-added with a pH reducing agent.

이하에서는 본 발명에 따른 고화제를 이용해 제조된 인공토양의 실시예와, 상기 실시예와 물성을 비교하기 위한 비교예의 성능을 비교, 분석하였다.
Hereinafter, the performance of the embodiment of the artificial soil prepared using the solidifying agent according to the present invention and the comparative example for comparing the properties with the above example were analyzed.

실시예Example 1 One

먼저, 산화칼슘 함량이 47%인 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 54%인 고칼슘 플라이애쉬 20중량부와, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 49%인 고칼슘 플라이애쉬 10중량부와, CaO 함량이 57%인 고칼슘 슬래그 분진 50중량부와, pH 저감제로서 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 15중량부를 균일하게 혼합하여 고화제를 제조하였다. First, with respect to 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator having a calcium oxide content of 47%, 20 parts by weight of a high calcium fly ash having a 54% calcium oxide content generated in the furnace desulfurization coal fired boiler and a furnace desulfurization coal fired boiler. 10 parts by weight of high calcium fly ash with 49% calcium oxide content, 50 parts by weight of high calcium slag dust with 57% CaO content, and 15 parts by weight of sodium aluminum sulfate (SAS) powder as a pH reducing agent Was prepared.

다음으로 함수율이 81%인 하수슬러지 100중량부에 대하여, 위와 같이 제조된 고화제 50중량부를 혼합하여 상온양생하여 인공토양을 제조하였다.
Next, with respect to 100 parts by weight of sewage sludge having a water content of 81%, 50 parts by weight of the solidifying agent prepared as described above was mixed to cure at room temperature to prepare artificial soil.

실시예Example 2 2

먼저, 산화칼슘 함량이 47%인 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 54%인 고칼슘 플라이애쉬 20중량부와, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 49%인 고칼슘 플라이애쉬 10중량부와, CaO 함량이 57%인 고칼슘 슬래그 분진 50중량부와, 발열제로서 경소백운석 분말 60중량%와 생석회 분말 40중량%로 이루어진 혼합물 20중량부와, pH 저감제로서 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 15중량부를 균일하게 혼합하여 고화제를 제조하였다. First, with respect to 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator having a calcium oxide content of 47%, 20 parts by weight of a high calcium fly ash having a 54% calcium oxide content generated in the furnace desulfurization coal fired boiler and a furnace desulfurization coal fired boiler. 10 parts by weight of high calcium fly ash with 49% calcium oxide content, 50 parts by weight of high calcium slag dust with 57% CaO content, 20 parts by weight of a mixture of 60% by weight of light and small dolomite powder and 40% by weight of quicklime powder as a heating agent And, as a pH reducing agent, 15 parts by weight of SAS (Sodium Aluminum Sulfate) powder was mixed uniformly to prepare a solidifying agent.

다음으로 함수율이 81%인 하수슬러지 100중량부에 대하여, 위와 같이 제조된 고화제 50중량부를 혼합하여 상온양생하여 인공토양을 제조하였다.
Next, with respect to 100 parts by weight of sewage sludge having a water content of 81%, 50 parts by weight of the solidifying agent prepared as described above was mixed to cure at room temperature to prepare artificial soil.

비교예Comparative example 1 One

먼저, 산화칼슘 함량이 47%인 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 54%인 고칼슘 플라이애쉬 20중량부와, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 49%인 고칼슘 플라이애쉬 10중량부와, pH 저감제로서 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 15중량부를 균일하게 혼합하여 고화제를 제조하였다. First, with respect to 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator having a calcium oxide content of 47%, 20 parts by weight of a high calcium fly ash having a 54% calcium oxide content generated in the furnace desulfurization coal fired boiler and a furnace desulfurization coal fired boiler. 10 parts by weight of high calcium fly ash having a calcium oxide content of 49% and 15 parts by weight of sodium aluminum sulfate (SAS) powder as a pH reducing agent were uniformly mixed to prepare a solidifying agent.

다음으로 함수율이 81%인 하수슬러지 100중량부에 대하여, 위와 같이 제조된 고화제 50중량부를 혼합하여 상온양생하여 인공토양을 제조하였다.
Next, with respect to 100 parts by weight of sewage sludge having a water content of 81%, 50 parts by weight of the solidifying agent prepared as described above was mixed to cure at room temperature to prepare artificial soil.

비교예Comparative example 2 2

먼저, 산화칼슘 함량이 47%인 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 54%인 고칼슘 플라이애쉬 20중량부와, 로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생된 산화칼슘 함량이 49%인 고칼슘 플라이애쉬 10중량부와, 발열제로서 경소백운석 분말 60중량%와 생석회 분말 40중량%로 이루어진 혼합물 20중량부와, pH 저감제로서 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 15중량부를 균일하게 혼합하여 고화제를 제조하였다. First, with respect to 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerator having a calcium oxide content of 47%, 20 parts by weight of a high calcium fly ash having a 54% calcium oxide content generated in the furnace desulfurization coal fired boiler and a furnace desulfurization coal fired boiler. 10 parts by weight of a high calcium fly ash having a calcium oxide content of 49%, 20 parts by weight of a mixture of 60% by weight of a light dolomite powder and 40% by weight of quicklime powder as a heating agent, and a sodium aluminum sulfate (SAS) powder as a pH reducing agent 15 The weight part was uniformly mixed to prepare a solidifying agent.

다음으로 함수율이 81%인 하수슬러지 100중량부에 대하여, 위와 같이 제조된 고화제 50중량부를 혼합하여 상온양생하여 인공토양을 제조하였다.
Next, with respect to 100 parts by weight of sewage sludge having a water content of 81%, 50 parts by weight of the solidifying agent prepared as described above was mixed to cure at room temperature to prepare artificial soil.

인공토양의 성능시험방법 및 결과Performance Test Method and Result of Artificial Soil

아래 표 2에 나타낸 바와 같이 함수량 측정은 KS F 2306 방법에 의해 실시하고 압축강도와 투수시험은 KS F 2343, KS F 2322 방법에 의해 실시하였다.
As shown in Table 2 below, the water content was measured by the KS F 2306 method, and the compressive strength and permeability tests were performed by the KS F 2343 and KS F 2322 methods.

실험Experiment 방법Way 비고Remarks 함수량Water content KS F 2306KS F 2306 흙의 함수량 측정방법How to measure the water content of soil 압축강도Compressive strength KS F 2343KS F 2343 일축압축강도법Uniaxial compressive strength method 투수계수Permeability coefficient KS F 2322KS F 2322 변수위 투수시험법Variable Position Permeability Test

(1) 함수량 변화(1) water content change

시간경과에 따라 상기 실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 인공토양의 함수율을 아래 표 3에 나타내었다. 표 3에서 확인되는 바와 같이, 고화제 혼합 전 하수슬러지의 함수율이 81%였으나, 시간이 지남에 따라 함수비가 급격히 저감된다는 것을 알 수 있다. 함수율이 큰 폭으로 저감되는 것은 상술한 바와 같이, 고화제가 하수슬러지와 혼합되는 즉시 발열반응이 일어나고 수화반응이 동시에 진행되기 때문이다. 또한 시간이 경과함에 따라 수화물 생성 및 자연건조에 의해 서서히 함수율은 줄어드는 결과를 보여주고 있다. 자연 양생 3일 이후에 복토재로 활용시 취급이 용이할 뿐 아니라 압축강도 증가에도 기여할 것으로 기대된다. The moisture content of artificial soils prepared by Example 1 and Comparative Example 1 according to time is shown in Table 3 below. As confirmed in Table 3, the water content of the sewage sludge before mixing the solidifying agent was 81%, it can be seen that the water content is rapidly reduced over time. The moisture content is greatly reduced because, as described above, the exothermic reaction occurs immediately after the solidifying agent is mixed with the sewage sludge and the hydration reaction proceeds simultaneously. In addition, the water content gradually decreases due to hydrate formation and natural drying over time. After 3 days of natural curing, it is expected to not only be easy to handle but also to increase the compressive strength.

특히, 실시예 1은 발열제를 별도로 추가하지 않았음에도 불구하고, 비교예 2와 거의 유사한 정도의 함수율 저감효과를 나타내었다. 이와 같이 실시예가 비교예보다 슬러지의 함수량을 급격히 저감시키는 것은 고칼슘 슬래그 분진이 포함되기 때문으로 볼 수 있다. 즉, 고칼슘 슬래그 분진에 다량 함유된 Free-CaO 및 FeO성분에 의해 수분과 접촉시 고칼슘 플라이애쉬에 비하여 발열온도가 높고 흡수능력이 더욱 우수하여 슬러지의 함수량을 급격하게 저감되는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면 비교예에 비해 동일한 함수량 저감효과를 나타내기 위해 생석회 등의 발열제 사용량을 절감할 수 있는 것이다.
In particular, Example 1 exhibited a water content reduction effect almost similar to that of Comparative Example 2, even though no exothermic agent was added. As described above, it is possible to reduce the water content of the sludge more sharply than the comparative example because the high calcium slag dust is included. That is, by contacting with water by the free-CaO and FeO components contained in a large amount of high calcium slag dust, the exothermic temperature is higher than the high calcium fly ash, and the water absorption ability is superior, so that the water content of the sludge is drastically reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of heat generating agent such as quicklime in order to exhibit the same water content reducing effect as compared with the comparative example.

구분division 개량직후Immediately after improvement 3시간3 hours 1일1 day 3일3 days 실시예1Example 1 46.3%46.3% 44.3%44.3% 36.8%36.8% 32.6%32.6% 실시예2Example 2 45.3%45.3% 36.5%36.5% 33.6%33.6% 27.6%27.6% 비교예1Comparative Example 1 50.7%50.7% 49.3%49.3% 40.6%40.6% 35.6%35.6% 비교예2Comparative Example 2 45.9%45.9% 43.6%43.6% 35.835.8 31.9%31.9%

(2) 일축압축강도의 변화(2) change in uniaxial compressive strength

아래 표 4는 실시예 1에 의해 제조된 인공토양의 일축압축강도를 나타낸 것이다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 양생 3일에, 실시예 1은 4.2kgf/cm2, 비교예 1은 3.9kgf/cm2로 나타났다. Table 4 below shows the uniaxial compressive strength of the artificial soil prepared by Example 1. As can be seen through the 3 days of curing, Example 1 was 4.2kgf / cm 2 , Comparative Example 1 was found to be 3.9kgf / cm 2 .

이는 복토재 및 성토재의 강도 기준인 0.5kgf/cm2 및 1.0kgf/cm2를 크게 상회하는 값이며, 연약지반 개량재, 차수재, 뒷채움재 등 다양한 지반용 재료로도 활용할 수 있는 충분한 강도 발현을 보였다. 이것은 고화제와 혼합시 흡수발열반응에 의해 수분절감 및 하수슬러지의 개질이 일어나 입자의 단립화를 이루어 압밀 촉진 효과를 얻을 수 있고 CaO와 플라이애쉬의 SiO2 성분에 의해 칼슘실리케이트 반응이 유도되어 압축강도를 확보할 수 있는 고화반응이 일어나 강도를 증진시키기 때문이다. 이에 더하여 고화제의 흡수성에 의해 하수슬러지의 함수율이 상대적으로 낮아지며 고화제의 흡수성 및 이온교환, 포졸란 및 탄산화 반응에 의해 미립자인 점토, 콜로이드 성분이 단립화되고 이에 따라 입도분포가 변화하여 양질토로 개량되어 일축압축강도가 증가한다고 판단된다. This is 0.5kgf / cm 2 , the strength standard of cover and fill material. And 1.0 kgf / cm 2 , which is significantly higher than that, and exhibited sufficient strength to be used as various ground materials such as soft ground improving material, water repellent material, and back fill material. When mixed with a solidifying agent, it can reduce moisture and reform sewage sludge by absorbing exothermic reaction, which leads to consolidation of particles, resulting in consolidation promoting effect, and calcium silicate reaction is induced by CaO and fly ash SiO 2 components. This is because the solidification reaction to secure the strength occurs to enhance the strength. In addition, the water content of sewage sludge is relatively lowered due to the absorbency of the solidifying agent, and the fine clay and colloidal components are separated by the absorbent of the solidifying agent and ion exchange, pozzolanication and carbonation reaction, and the particle size distribution is changed to improve the quality soil. It is judged that uniaxial compressive strength increases.

특히, 실시예는 비교예와 달리 고칼슘 슬래그 분진이 더 포함되어 있어 흡수 발열반응에 의한 수분절감 및 슬러지의 개질효과가 더욱 상승될 뿐 아니라 미립분 형태의 슬래그 성분이 고칼슐 플라이애쉬의 수산화칼슘의 알칼리 자극을 받아 산성피막이 파괴되면서 잠재수경성이 활성화되어 고화강도를 증가시키게 된다. In particular, unlike the comparative example, the embodiment further includes high calcium slag dust, so that the water saving and the reforming effect of the sludge by the absorption exothermic reaction are further increased. As the acidic film is destroyed by the stimulus, latent hydrophobicity is activated to increase the solidification strength.

구분division 압축강도(Compressive strength ( kgfkgf /) 1일/) 1 day 압축강도(Compressive strength ( kgfkgf /) 3일/) 3 days 실시예1Example 1 2.32.3 4.24.2 실시예2Example 2 2.92.9 5.25.2 비교예1Comparative Example 1 1.91.9 3.93.9 비교예2Comparative Example 2 2.52.5 4.54.5

(3) 침수 전후의 일축압축강도의 변화(3) change in uniaxial compressive strength before and after immersion

본 발명에 의해 제조된 인공토양을 매립지의 일일복토재로 사용할 경우, 소요의 강도를 가져야 함과 동시에 우리나라의 기후 특성인 폭우, 폭설 등의 침수에 의한 재슬러리화 현상과 강도감소 현상이 발생하지 않아야 할 것이다. 따라서 본 실험에서는 3일간 양생한 인공토양에 대해서 1일 침수 전후의 일축압축강도 변화를 조사하였다.When the artificial soil manufactured by the present invention is used as a daily cover material for landfills, it must have the required strength and at the same time, the reslurrification phenomenon and the strength reduction phenomenon caused by the inundation such as heavy rain and heavy snow, which are the climatic characteristics of Korea, should not occur. something to do. Therefore, in this experiment, the uniaxial compressive strength changes before and after 1 day immersion were investigated for artificial soils cured for 3 days.

침수 전 후의 일축압축강도의 변화를 아래 표 5에 나타내었다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 의해 제조된 인공토양은 -0.1kg/kg/cm2, 비교예 1에 의해 제조된 인공토양은 -0.2kg/cm2 강도 변화율이 나타났다. The change in uniaxial compressive strength before and after immersion is shown in Table 5 below. As can be seen through this, the artificial soil prepared by Example 1 is -0.1kg / kg / cm 2 , and the artificial soil prepared by Comparative Example 1 is -0.2kg / cm 2. The rate of change of strength was shown.

이상의 결과에서 알 수 있듯이 고칼슘 슬래그 분진이 혼입될 경우 인공토양의 침수 전후의 일축압축강도 변화가 비교적 적은 감소율을 보였는데 이것은 하수슬러지가 고화처리에 의해 수화물을 생성하면서 치밀한 결정구조로 바뀌어 침수가 되어도 뚜렷한 수분의 흡수현상이 발생하지 않는 것으로 판단된다. 따라서 본 발명에 의해 제조된 인공토양을 매립지에 사용할 경우, 적설에 의한 침수에 재슬러리화나 강도저하 현상은 미미하여 매립지의 복토재로 활용하여도 우천 시 차량 및 장비의 작업에 큰 지장을 주지 않을 것으로 예상된다. As can be seen from the above results, when the high calcium slag dust is mixed, the uniaxial compressive strength change before and after the inundation of artificial soil is relatively reduced. It is judged that no obvious water absorption occurs. Therefore, when the artificial soil prepared by the present invention is used in landfill, reslurrying or strength reduction phenomenon due to flooding due to snowfall is insignificant. do.

고화제 투입에 따른 초기 재령에서의 강도발현은 강도발현제가 다량의 에트린가이트를 골격으로 이와 동시에 생성된 C-S-H겔에 의해 이루어진다. 또한 C-S-H겔이 경화된 페이스트의 공극을 밀실하게 채우게 되어 에트린가이트와 치밀한 네트워크식 망상구조를 형성하면서 지속적으로 높은 강도발현을 한다. 따라서 고화물의 용도에 따라 강도발현제의 함량을 높인다면 복토재뿐 아니라 성토재, 차수재, 뒷채움재 등 다양한 지반용 재료로도 활용할 수 있는 강도를 발현할 수 있다. Strength expression at early age following the addition of the solidifying agent is achieved by the C-S-H gel in which the strength-expressing agent is formed simultaneously with a large amount of ethringite. In addition, the C-S-H gel fills the voids of the hardened paste tightly, forming a dense networked network structure with ettringite and continuously expressing high strength. Therefore, if the content of the strength-expressing agent is increased according to the use of the solidified, it can express the strength that can be utilized not only for the cover material but also for various ground materials such as the fill material, the order material, and the backfill material.

특히, 실시예는 비교예와 달리 고칼슘 슬래그 분진이 더 포함되어 있어 고칼슘 플라이애쉬의 포졸란 반응 외에 고칼슘 슬래그 분진의 잠재수경성이 복합적으로 이루어져 더욱 치밀한 조직형성에 의해 강도변화가 적다.
In particular, unlike the comparative example, the embodiment further includes high calcium slag dust, and thus, in addition to the pozzolanic reaction of the high calcium fly ash, the latent rigidity of the high calcium slag dust is complex, resulting in less change in strength due to more dense tissue formation.

침수 전(kgf/)Before immersion (kgf /) 침수 후(kgf/)After immersion (kgf /) 강도변화Intensity change 실시예1Example 1 4.24.2 4.14.1 0.10.1 실시예2Example 2 5.25.2 5.15.1 0.10.1 비교예1Comparative Example 1 3.93.9 3.73.7 0.20.2 비교예2Comparative Example 2 4.54.5 4.34.3 0.20.2

(4) 투수특성(4) Permeability characteristics

표 6은 실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 인공토양의 투수계수를 나타낸 것이다. 투수계수는 재령 3일에서 실시예1은 1.11× 10-6, 비교예1은 1.24 ×10-6,로 각각 나타났다. 복토재의 투수성에 관한 국내 기준을 살펴보면 폐기물 관리법에서는 복토재에 대해서 포설 두께만을 규정하고 있을 뿐 특별한 기준은 제시하고 있지 않으나 미국의 뉴저지주 Middlesex country의 경우는 매립자 복토재의 투수계수를 1×10-3cm/sec ~ 1×10-7cm/sec로 제시하고 있는 것을 비춰볼 때 본 발명에 의해 제조된 인공토양은 매립지 일일 및 중간 복토재로서의 투수기능을 충분히 가질 것으로 판단된다.Table 6 shows the permeability coefficient of the artificial soil prepared by Example 1 and Comparative Example 1. The permeability coefficient was 1.11 × 10 −6 in Example 1 and 1.24 × 10 −6 in Comparative Example 1, respectively, at 3 days of age. If you look at the national standard for permeability of cover material, the waste management law only specifies the thickness of the cover material, but it does not provide any specific standard. However, in the Middlesex country of New Jersey, the permeability coefficient of landfill cover is 1 × 10 -3. In view of what is presented in cm / sec to 1 × 10 −7 cm / sec, the artificial soil prepared by the present invention is considered to have a sufficient permeability function as a landfill daily and intermediate cover material.

특히, 실시예 1은 비교예 1과 달리 고칼슘 슬래그 분진이 더 포함되어 있어 고칼슘 플라이애쉬의 포졸란 반응 외에 고칼슘 슬래그 분진의 잠재수경성이 복합적으로 이루어져 더욱 치밀한 조직형성에 의해 투수계수가 낮아진다.
In particular, in Example 1, unlike the Comparative Example 1, the high calcium slag dust is further included in addition to the pozzolanic reaction of the high calcium fly ash, combined with the latent rigidity of the high calcium slag dust, the water permeability coefficient is lowered by more dense tissue formation.

투수계수 Permeability coefficient 실시예1Example 1 1.11× 10-6 1.11 × 10 -6 비교예1Comparative Example 1 1.24× 10-6 1.24 × 10 -6

(5) pH 변화 특성(5) pH change characteristics

하수슬러지와 고화제의 혼합물의 자연 양생일에 따른 pH변화를 표 7에 나타내었다. 실험결과 실시예 1의 경우 강알칼리에서 하수슬러지의 물리적 변화가 끝난 시점인 3일부터 pH 11.5 이하로 약알칼리성으로의 변화를 보여 높은 pH로 인한 중금속의 용출 및 악취의 발생 등 주변 환경오염을 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.Table 7 shows the pH changes according to the natural curing date of the mixture of sewage sludge and solidifying agent. As a result of the experiment, Example 1 shows a change from strong alkali to weak alkalinity at pH 11.5 or less from 3 days when the physical change of sewage sludge is finished. I think you can.

특히, 실시예는 비교예와 달리 고칼슘 슬래그 분진이 더 포함되어 있어 초기에는 고알칼리 상태를 보이나 재령 3일부터는 오히려 pH가 저감되는 특성을 보이는데 이는 고칼슘 슬래그 분진이 고칼슘플라이애쉬에 비해 초기에 급격한 반응성을 보이나 Free-CaO 및 FeO성분이 물과 반응 후 서서히 pH가 저감되기 때문이다.
In particular, unlike the comparative example, the Example further includes high calcium slag dust, which shows a high alkaline state, but shows a characteristic of decreasing pH from the 3rd day of age, which shows that the high calcium slag dust has a rapid initial reactivity compared to the high calcium fly ash. This is because the pH of the Free-CaO and FeO components gradually decreases after the reaction with water.

혼합직후Immediately after mixing 혼합후 3시간3 hours after mixing 1일1 day 3일3 days 7일7 days 14일14 days 실시예1Example 1 12.412.4 11.811.8 11.611.6 11.311.3 9.29.2 8.98.9 실시예2Example 2 12.612.6 12.512.5 11.011.0 10.710.7 9.09.0 8.88.8 비교예1Comparative Example 1 12.212.2 11.711.7 11.611.6 11.511.5 9.39.3 9.19.1 비교예2Comparative Example 2 12.512.5 11.711.7 11.511.5 11.511.5 9.69.6 9.19.1

(6) 악취(암모니아) 제어(6) Odor control (ammonia)

하수슬러지에서는 유기물의 분해로 인한 냄새가 주로 발생하는데 pH가 상승하게 되면 미생물의 활동이 줄어들고 슬러지내의 유기물 분해도 중지되어 이로 인한 하수슬러지 고유의 냄새는 줄어들게 된다. 하지만 생석회와 하수슬러지가 혼합될 때에는 심한 악취가 발생하게 되는데, 이는 특히 pH가 상승함에 따라 급속히 방출되는 암모니아 가스로 석회 안정화 공정에서 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. Sewage sludge mainly produces odors due to the decomposition of organic matter. As the pH rises, the activity of microorganisms decreases and the decomposition of organic matter in the sludge is also stopped, resulting in the inherent odor of sewage sludge. However, when the quicklime and sewage sludge are mixed, severe odor is generated, which is the biggest problem in the lime stabilization process with ammonia gas which is rapidly released as the pH rises.

이는 중성영역에서 용해성 암모늄 이온 상태로 존재하는 암모니아가 pH의 상승과 더불어 비이온성 암모니아 가스로 방출되기 때문이다. This is because the ammonia present in the soluble ammonium ion state in the neutral region is released as the nonionic ammonia gas with the rise of pH.

본 발명에 의한 고화제의 악취제어 능력을 평가하기 위해 실시예 1에 의해 제조되는 인공토양과, 종래의 일반적인 인공토양 제조방법인 아래의 비교예1에 의해 제조되는 인공토양을 시험한 결과를 아래 표 8에 나타냈다.
In order to evaluate the malodor control ability of the solidifying agent according to the present invention, the artificial soil produced by Example 1 and the artificial soil produced by Comparative Example 1 below, which is a conventional general artificial soil manufacturing method, were tested. Table 8 shows.

시간 경과에 따른 암모니아 검지량Ammonia Detection Over Time 분류Classification 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 측정위치
측정시간
Measuring position
Measuring time
표면surface 내부inside 표면surface 내부inside
혼합직후Immediately after mixing 130130 150150 150150 180180 1시간1 hours 5555 110110 7070 130130 3시간3 hours 1515 3535 3030 5050 6시간6 hours 1010 1515 1515 2525 12시간12 hours 55 55 55 1010 24시간24 hours 55 55 55 55 72시간72 hours 55 55 55 55

실시예 1에 의해 하수슬러지와 고화제의 혼합 직후 표면 평균 130ppm, 내부 평균 150ppm 정도의 암모니아 악취가 감지되었으며 시간이 지날수록 점차적으로 감소하는 경향을 보여 6시간 후에는 표면은 평균 10ppm, 내부 평균 15ppm 정도로 감소하였다. According to Example 1, ammonia odors of 130 ppm on the surface and 150 ppm on the inside were detected immediately after mixing of the sewage sludge and the solidifying agent, and gradually decreased over time. After 6 hours, the surface was 10 ppm on the inside and 15 ppm on the inside. Decreased to a degree.

고칼슘 슬래그 분진이 함유되지 않은 비교예1에 비하여 본 발명에 의한 인공토양의 악취저하 성능을 확인할 수 있었다. 이것은 초미립자 물질인 고칼슘 슬래그 분진의 흡착에 기인한 물리적인 흡착을 통해 제어되는 것으로 사료된다.
Compared with Comparative Example 1, which does not contain high calcium slag dust, the odor reduction performance of the artificial soil according to the present invention was confirmed. This is thought to be controlled through physical adsorption due to the adsorption of ultra-fine particles of high calcium slag.

(7) 중금속 용출(7) heavy metal elution

아래 표 9는 실시예 1에 의해 제조되는 인공토양의 중금속 용출실험 결과를 나타낸 것이다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이 대부분의 중금속이 용출되지 않았다. 이는 수화반응에서 생성되는 수화물에 의해 고착되어 결정구조 내로 중금속이 치환 또는 고정되기 때문이다. 따라서 이 모든 실험에서의 용출농도는 판정기준치보다 훨씬 낮은 수치를 나타내거나 불검출되어 하수슬러지를 고화 처리하여 매립지의 일일복토재, 토지개량재 및 성토재로 사용하여도 중금속 용출로 인한 2차 오염은 우려되지 않을 것으로 판단된다.
Table 9 below shows the heavy metal elution test results of the artificial soil prepared by Example 1. As can be seen, most of the heavy metals were not eluted. This is because the heavy metal is substituted or fixed into the crystal structure by being fixed by the hydrate generated in the hydration reaction. Therefore, the elution concentration in all these experiments is much lower than the standard value or is not detected so that the sewage sludge is solidified and used as daily cover material, land reforming material and landfill material. I don't think so.

유해물질
용출방법
Hazardous Substances
Dissolution Method
CdCD AsAs PbPb HgHg Cr6+ Cr 6+ CuCu Org.POrg.P TCETCE PCEPCE
국내기준
(KSLP)
Domestic standard
(KSLP)
기준치Reference value 0.30.3 1.51.5 3.03.0 0.050.05 1.51.5 3.03.0 1.01.0 0.10.1 0.30.3
고화물Solid N.DN.D. N.DN.D. 0.0020.002 N.DN.D. N.DN.D. 0.220.22 N.DN.D. N.DN.D. N.DN.D. US EPA
(TCLP)
US EPA
(TCLP)
기준치Reference value 1.01.0 -- 5.05.0 0.20.2 5.05.0 -- -- -- --
고화물Solid N.DN.D. -- 0.0050.005 N.DN.D. 0.0030.003 -- -- -- -- N.D : Not Detected(불검출) N.D: Not Detected

(8) 매립시 복토재의 안정성 평가를 위한 소형 모형시험 평가(8) Small model test evaluation to evaluate the stability of cover material in landfill

소형 모형실험은 실제 매립시 복토재의 성능발휘를 알아보기 위한 실험으로 지름10cm, 높이15cm의 원통을 제작하여 하부 4cm 부분에 밸브를 설치 상부 11cm의 공간에 실시예 1의 하수슬러지 고화물을 넣은 후 해수를 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45%의 비율로 조절하여 혼합한 뒤 28일 후에 압축시험기로 축하중을 가하여 강도를 산정하고 축하중 재하 시 아래로 흘러나오는 유출수의 COD, pH, 중금속함유량시험 및 유기물 함량을 측정하였다.The small model test is to test the performance of the cover material during actual landfilling. A cylinder with a diameter of 10cm and a height of 15cm is manufactured, and a valve is installed in the lower 4cm portion. The sewage sludge solidified in Example 1 is placed in the upper 11cm space. After mixing the seawater at the ratio of 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45%, after 28 days, the condensation test is performed with a compression tester to calculate the strength. pH, heavy metal content test and organic matter content were measured.

그 결과, pH, 유기물, 중금속 용출, BOD 및 COD와 같은 환경공학적 실험결과 pH는 8.5로서 약알칼리성을 나타내었고, 중금속 용출량은 (Cd, Cu, Pb, Cr, Zn)은 0.001~0.3025 사이로 폐기물관리법 시행규칙 「침출수배출허용기준」을 만족하였다. 도한 BOD 및 COD의 경우에도 폐기물관리법 시행규칙에 규정된 150mg/L 및 70mg/L값을 모두 만족하는 값을 보였다.
As a result, environmental engineering experiments such as pH, organic matter, heavy metal leaching, BOD and COD showed weak alkalinity with pH of 8.5, and heavy metal leaching was (Cd, Cu, Pb, Cr, Zn) of 0.001 ~ 0.3025. The Enforcement Rule, Leachate Emission Standard, was satisfied. In addition, BOD and COD also satisfies the 150 mg / L and 70 mg / L values specified in the Waste Management Act.

(9) 매립시 복토재의 침하량 평가를 위한 토조시험(9) Soil test for evaluation of settlement amount of cover material at landfill

토조시험은 높이 105cm, 폭 42cm, 길이 78cm인 토조를 이용하여 실제 매립시 복토재의 침하량을 분석하였다. 실시예 3의 고화물을 토조에 넣고 최대 500kg까지 재하하여 시간에 따른 하중과 침하량 관찰하였다. 토조시험 결과 값은 80시간 이내에 거의 모든 침하가 이루어진다는 것을 알 수 있었다. 이것은 다시 말해 본 발명에 의해 제조된 인공토양은 침하가 길지 않아 매립 복토재로 사용하기에 적합하다는 것이다. Soil test was conducted to analyze the settlement amount of cover material at the time of landfill using 105 cm high, 42 cm wide and 78 cm long. The solids of Example 3 were placed in the earthenware and loaded up to 500 kg, and the load and settlement according to time were observed. The results of the soil test showed that almost all settlements occurred within 80 hours. In other words, the artificial soil produced by the present invention is not settled long enough to be used as a landfill cover material.

모든 실험결과 본 발명에 의해 제조되는 인공토양은 복토재 및 해양매립재로 활용가능성이 크다고 할 수 있다. 이의 결과치를 아래의 표 10에 요약하여 나타내었다. As a result of all experiments, the artificial soil produced by the present invention can be said to be highly applicable as cover soil and landfill material. The results are summarized in Table 10 below.

구분division 본 발명에 의해 제조된 인공토양의 성능치 Performance Value of Artificial Soil Prepared by the Present Invention 혼합물 외관Mixture appearance 천연 황토색Natural ocher 재슬러리화 현상Reslurry 없음(재령 3일 경과 후)None (after 3 days of age) 암모니아 냄새Ammonia odor 15ppm
(양생후 3시간, 혼합물 표면 10cm)
15 ppm
(3 hours after curing, 10 cm of mixture surface)
pHpH 3일 : pH 11.6
14일 : pH 8.9
Day 3: pH 11.6
14 days: pH 8.9
함수율Moisture content 44.3 %(혼합 후 3시간)44.3% (3 hours after mixing) 일축압축강도Uniaxial compressive strength 적합(4.2kgf/cm2, 재령 3일)Fit (4.2kgf / cm 2 , 3 days old) 중금속 용출Heavy metal elution 적합(재령 3일, 기준치 1/10 이하 수준)Appropriate (age 3 days, baseline 1/10 or less) 소형모형실험(BOD, COD)Small model test (BOD, COD) BOD 10 (기준치 150 mg/L)
COD 40 (기준치 70 mg/L)
BOD 10 (baseline 150 mg / L)
COD 40 (baseline 70 mg / L)
토조실험Earthwork Experiment 80시간 이내에 거의 모든 침하가 이루어짐Almost all settlements occur within 80 hours

Claims (11)

유기성 슬러지를 고화처리하기 위한 고화제에 있어서,
산화칼슘(CaO) 함량이 35~70%인 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여,
로내탈황방식 석탄연소보일러에서 발생되고 산화칼슘 함량이 40~75%인 고칼슘 플라이애쉬(fly ash) 10~50중량부와,
산화칼슘(CaO) 함량이 40~80%인 고칼슘 슬래그 분진 10~200중량부를 포함하며,
상기 제지슬러지 소각재, 고칼슘 플라이애쉬 및 고칼슘 슬래그 분진은 비표면적이 2,000~9,000/g인 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 고화제.


In the solidifying agent for solidifying organic sludge,
With respect to 100 parts by weight of paper sludge incinerator having a calcium oxide (CaO) content of 35 to 70%,
10 to 50 parts by weight of high calcium fly ash, which is generated in a furnace desulfurization type coal combustion boiler and has a calcium oxide content of 40 to 75%,
10 to 200 parts by weight of high calcium slag dust having a calcium oxide (CaO) content of 40 to 80%,
The paper sludge incineration material, high calcium fly ash and high calcium slag dust has a specific surface area of 2,000 ~ 9,000 / g organic sludge solidifying agent.


삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유기성 슬러지와의 발열반응을 증가시키기 위하여 발열제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 고화제.
The method of claim 1,
An organic sludge solidifying agent, characterized in that it further comprises a heating agent to increase the exothermic reaction with the organic sludge.
제3항에 있어서,
상기 발열제는 생석회 분말, 경소백운석 분말 및 페트롤코우크스 소각재 분말로 이루어진 군 가운데 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로하는 유기성 슬러지 고화제.
The method of claim 3,
The heating agent is an organic sludge solidifying agent, characterized in that any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of quicklime powder, light dolomite powder and petroleum coke ash ash powder.
제4항에 있어서,
상기 발열제는 상기 제지슬러지 소각재 100중량부에 대하여, 5~50 중량부 혼입되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 고화제.
The method of claim 4, wherein
The heat generating agent is an organic sludge solidifying agent, characterized in that mixed 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incineration.
제1항에 있어서,
상기 유기성 슬러지가 고화된 고화물의 악취발생 및 중금속 용출을 방지하기 위하여 pH 저감제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 고화제.
The method of claim 1,
Organic sludge solidifying agent further comprises a pH reducing agent in order to prevent odor generation and heavy metal elution of the solidified solidified organic sludge.
제6항에 있어서,
상기 pH 저감제는 황산을 분체에 적정한 산성분말, 폴리실리콘 제조공정 중 발생하는 부산물인 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 및 SAF(Sodium Aluminum Fluorid) 분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 고화제.
The method according to claim 6,
The pH reducing agent may be any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of acid powder suitable for sulfuric acid powder, sodium aluminum sulfate (SAS) powder and sodium aluminum fluoride (SAF) powder which are by-products generated during the polysilicon manufacturing process. Characterized organic sludge solidifying agent.
제7항에 있어서,
상기 pH 저감제는 상기 제지슬러지 소각재 100중량부에 대하여, 5~50 중량부 혼입되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 고화제.
The method of claim 7, wherein
The pH reducing agent is an organic sludge solidifying agent, characterized in that mixed 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incineration.
1) 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 고화제를 제조하는 단계;
2) 유기성 슬러지 100중량부에 대하여, 상기 고화제 5~80중량부를 계량하는 단계;
3) 계량된 상기 유기성 슬러지와 고화제를 혼합하는 단계;
4) 상기 유기성 슬러지와 고화제의 혼합물을 양생하는 단계; 및
5) 상기 고화제에 pH 저감제가 포함되지 않은 경우, 상기 혼합물에 pH 저감제를 첨가하여 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공토양 제조방법.



1) preparing a solidifying agent of any one of claims 1 and 3 to 8;
2) measuring 5 to 80 parts by weight of the solidifying agent based on 100 parts by weight of organic sludge;
3) mixing the metered organic sludge with a solidifying agent;
4) curing the mixture of organic sludge and solidifying agent; And
5) If the pH reducing agent is not included in the hardener, adding a pH reducing agent to the mixture and mixing; artificial soil manufacturing method comprising a.



삭제delete 제9항에 있어서,
상기 pH저감제는 상기 제지슬러지 소각재 100중량부에 대하여 10~100중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 인공토양 제조방법.
10. The method of claim 9,
The pH reducing agent is artificial soil manufacturing method, characterized in that for adding 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the papermaking sludge incineration.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101683760B1 (en) 2016-03-10 2016-12-07 늘솔자원개발 주식회사 Solidifying agent composition
KR101708399B1 (en) 2016-03-10 2017-02-20 늘솔자원개발 주식회사 Solidified soil and method for prepairing thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005187620A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Toa Harbor Works Co Ltd Solidifier composition
KR100860017B1 (en) * 2008-01-17 2008-09-25 유종희 Soil aggregate composition for civil engineering and construction materials using process sludge and manufacturing method thereof
KR100919620B1 (en) * 2009-02-06 2009-09-30 유종희 The artificial soil composition and its manufacturing method that using the industrial by-product for recovering an abandoned quarry mining

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005187620A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Toa Harbor Works Co Ltd Solidifier composition
KR100860017B1 (en) * 2008-01-17 2008-09-25 유종희 Soil aggregate composition for civil engineering and construction materials using process sludge and manufacturing method thereof
KR100919620B1 (en) * 2009-02-06 2009-09-30 유종희 The artificial soil composition and its manufacturing method that using the industrial by-product for recovering an abandoned quarry mining

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101683760B1 (en) 2016-03-10 2016-12-07 늘솔자원개발 주식회사 Solidifying agent composition
KR101708399B1 (en) 2016-03-10 2017-02-20 늘솔자원개발 주식회사 Solidified soil and method for prepairing thereof

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