KR101427724B1 - manufacturing method of solid fuel from sludge - Google Patents

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곽형주
김운영
이명규
최용흠
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(주) 이엔씨기술
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Abstract

The present invention is a method for preparing a solid fuel from a waste sludge, which can make a pellet-shaped solid fuel at a low cost and a high efficiency. More specifically, the method for preparing a solid fuel from a waste sludge comprises the processes of: treating the waste sludge; treating a municipal waste; mixing a lysate; and molding. In the mixing a lysate, a sludge lysate and a flammable lysate are mixed at a ratio of 4:6 to 2:8. In the molding, a compressed and molded pellet has a calorific value of 4,700 to 4,924 kcal/kg, and a content of 0.94 to 1.1 wt% of chlorine, 5.2 to 6.0 wt% of moisture, 20.1 to 16.1 wt% of ash, and 0.1 to 0.02 wt% of sulfur.

Description

하수슬러지의 성형연료화 제조방법{manufacturing method of solid fuel from sludge}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a sludge sludge,

본 발명은 하수슬러지의 성형연료화 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수슬러지에 생활 폐기물을 혼합하여 고형연료로 제조할 때 저비용으로 주연료로 사용하기 위한 국가 규격 이상의 발열량을 가지며, 염소, 수분, 회분, 황분의 함량에 따른 고형연료 품질기준을 만족하면서 회분량을 기준치 이하로 줄일 수 있도록 하여 저비용 고효율로 펠릿 형태의 고형연료를 제조할 수 있도록 한 하수슬러지의 성형연료화 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a method for producing a sewage sludge by forming municipal solid waste by mixing sewage sludge with municipal solid waste, The present invention relates to a method for manufacturing a sintered fuel of a sewage sludge capable of producing a pellet type solid fuel at a low cost and a high efficiency by reducing the amount of the sludge to less than a reference value while satisfying the solid fuel quality standard according to the content of ash and ash.

일반적으로 하수처리 공정에서 발생하는 하수슬러지는 97~99%의 수분을 포함하고 있는데 대부분 탈수공정을 거쳐 최종처분되고 있다. 국내 하수슬러지의 50%이상이 2011년까지 해양투기 되었으나 2012년부터 런던협약에 의거 해양투기가 전면 금지됨에 따라 소각, 탄화, 고화, 건조연료화 등 여러 감량화기술로 처리되고 있다.Generally, the sewage sludge generated in the sewage treatment process contains 97 ~ 99% of water, and most of the sewage sludge is finally disposed of through a dehydration process. More than 50% of domestic sewage sludge has been dumped by 2011, but since 2012, marine dumping has been banned entirely under the London Convention, and it has been treated with various reduction technologies such as incineration, carbonization, solidification and dry fuel conversion.

하수슬러지의 1~3%를 차지하는 고형물의 대부분이 유기물로 구성되어 있어 국가의 자원화 정책에 따라 탈수후 건조시켜 발전소, 시멘트 생산시설의 보조연료로 활용이 권장되어 다수의 시설들이 설치되고 있으나, 단순 건조에 따른 LNG등의 과다 연료사용 등으로 자원화, 연료화의 문제점등이 제기되고 이에 따른 적절한 기술개발대책 등이 요구되는 실정이다.
Since most of the solid matter, which accounts for 1 ~ 3% of sewage sludge, is composed of organic matter, it is recommended to utilize it as auxiliary fuel of the power plant and cement production facility by dehydration and drying according to the national resource policy. And the use of excess fuel such as LNG due to desiccation has raised the problems of resource conversion and fuel conversion, and appropriate technological development measures are required.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 97~99%의 함수율을 갖는 하수슬러지는 하수처리장에서 85% 내외의 수분함량으로 탈수된 후 직접 건조 및 고화되게 하므로 시설용량이 비대해 질 수 밖에 없고, 건조할 때에는 LNG등의 연료를 이용한 열을 사용하므로 85% 내외의 수분함량으로 탈수된 슬러지를 10% 미만의 수분함량을 갖는 슬러지로 건조하기 위해서는 LNG등의 연료가 과도하게 소비될 수 밖에 없어 에너지 소비에 따른 비용 대비 생산연료의 가격이 현저하게 낮아 실효성 측면에서 단점으로 지적되고 있다. 또한, 이렇게 생산된 연료의 발열량은 3,000~3,500 kcal/kg으로 국가 규격 연료의 발열량에 못미쳐 보조연료로서도 질적 저하를 초래하는 문제점이 있었다.
More specifically, the sewage sludge having a water content of 97 to 99% is dehydrated to a moisture content of about 85% at the sewage treatment plant and directly dried and solidified, so that the capacity of the sewage sludge is inevitably uneven, LNG and so on, it is necessary to consume excessive amount of fuel such as LNG in order to dry dehydrated sludge with moisture content of about 85% and sludge having moisture content of less than 10% The cost of produced fuel is remarkably low, which is pointed out as a drawback in terms of efficiency. In addition, the calorific value of the fuel thus produced is 3,000 ~ 3,500 kcal / kg, which is lower than the calorific value of the national standard fuel, resulting in a deterioration in quality as an auxiliary fuel.

이에 따라, 근래에는 상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위해 하수슬러지에 산업폐기물을 혼합하여 고체연료로 제조하는 것이 제안된 바 있는 것으로서, 대한민국 공개특허 제2002-0015759호(2002.03.02) "하수/폐수 슬러지 및 가연성 폐기물과 음식물쓰레기건조물을 이용한 고체연료 제조방법"이 제안된 바 있다.
Accordingly, in recent years, in order to overcome the above-mentioned problems, it has been proposed to mix industrial wastes with sewage sludge to produce solid fuel, and Korean Unexamined Patent Publication No. 2002-0015759 (2002.03.02) A method for producing solid fuel using waste water sludge and combustible waste and dried food waste "has been proposed.

상기 하수/폐수 슬러지 및 가연성 폐기물과 음식물쓰레기건조물을 이용한 고체연료 제조방법은 하수처리과정에서 발생되는 유기물질인 슬러지 케이크와 음식물쓰레기 건조물, 그리고 고열량의 가연성 폐기물 분말(폐타이어, 폐비닐, 폐 발포 폴리스칠렌, 폐 PET, 폐 HDPE 등)을 일정비율 투입하여 혼합 이송기로서 파쇄 및 혼합하는 제 1공정; 혼합된 슬러지 케이크와 음식물쓰레기 건조물, 그리고 가연성 폐기물 분말을 성형기로 투입하여 소정의 크기로 고형화하는 제 2공정; 성형물을 연소수단으로 부터 발생된 열풍이 공급되는 건조기에서 건조하는 제 3공정; 건조된 고체연료를 연소수단에 소정량 투입하는 제 4공정; 등을 순차적으로 연결되고, 제 1공정에서 슬러지 케이크와 음식물쓰레기 건조물, 그리고 가연성 폐기물 분말을 50% : 30% : 20%의 비율로 혼합된 것이다.
The method for producing a solid fuel using the sewage / wastewater sludge and combustible waste and the food waste dried product is characterized in that a sludge cake, a food waste, and a combustible waste powder of a high calorific value (waste tire, waste vinyl, Polysilane, waste PET, waste HDPE, etc.) at a predetermined ratio to crush and mix as a mixed feeder; A second step of putting the mixed sludge cake, the dried food waste, and the combustible waste powder into a molding machine to solidify the mixed sludge cake to a predetermined size; A third step of drying the molded article in a dryer in which hot air generated from the combustion means is supplied; A fourth step of injecting the dried solid fuel into the combustion means in a predetermined amount; In the first step, the sludge cake, the food waste, and the combustible waste powder are mixed at a ratio of 50%: 30%: 20%.

또한, 대한민국 공개특허 제2002-0080541호(2002.10.26) "폐기물 고형 연료를 제조하는 방법"이 제안된 바 있는 것으로서, 이는 산업 폐기물을 폐기물 고형 연료로 만들기 위한 방법에 있어서, 원료로서, 가연성 폐기물, 폐지류 및 슬러지류를 일정 비율로 원료처리설비에 투입하고, 자력선별에 의하여 철금속을 선별 제거하고, 철금속이 제거된 원료를 파쇄하는 원료처리공정; 상기 원료처리공정에서 파쇄된 원료를 건조기에 투입하여 열풍에 의해 건조시키면서, 경량물(종이, 비닐 등)과 중량물(슬러지류, 초자기류, 비철금속류, 플라스틱류 등)로 선별하고, 상기 경량물을 혼합기에 이송시키고, 상기 중량물을 다음 성형 공정으로 이송시키는 건조공정; 건조되어 선별되어 다음 성형공정으로 이송되는 상기 중량물을 분쇄기에 의해 분쇄하고, 분쇄된 중량물을 상기 중량물의 비중차를 이용하여, 2개의 진동체, 풍력선별기, 사이클론 및 백필터를 통하여 초자기류, 비철금속류, 플라스틱류 및 슬러지류로 분류하고, 상기 초자기류, 상기 비철금속류 및 상기 플라스틱류는 선별 저장하고, 상기 슬러지류의 일부는 혼합기에 이송시키고, 상기 슬러지류의 다른 일부는 상기 건조기에 재순환시키는 선별공정; 상기 건조공정에서 건조 및 선별되어 배출된 상기 경량물(종이, 비닐 등)과 상기 선별공정에서 파쇄 및 선별되어 배출된 상기 슬러지류를 상기 혼합기에서 혼합하는 혼합공정; 상기 혼합기에서 혼합된 경량물과 슬러지류를 성형기에 의해 팰릿형태의 폐기물 고형 연료로 성형시키는 공정; 상기 성형기에 의해 성형된 폐기물 고형 연료를 저장조에 저장시키는 공정; 그리고 상기 원료처리공정에서 발생된 악취공기 그리고 건조공정에서 발생된 열풍을 포집장치를 통하여 포집하여 연소용 공기로서 열풍발생장치에 이송시키고, 여과된 공기를 대기오염방지설비를 통하여 배기시키는 공정를 포함하는 것이다.
In addition, Korean Patent Publication No. 2002-0080541 (Oct. 26, 2002), entitled " Method for producing waste solid fuel ", has been proposed, which is a method for producing industrial solid waste as solid fuel, , Waste paper and sludge into a raw material processing facility at a predetermined ratio, sorting and removing the ferrous metal by magnetic force sorting, and crushing the ferrous metal-removed raw material; The raw material crushed in the raw material processing step is put into a drier and dried with hot air to select a lightweight material (paper, vinyl, etc.) and a heavy material (sludge, superfine magnet, nonferrous metal, plastic, etc.) To the mixer, and transferring the weight to the next forming process; The heavy material to be dried and selected and conveyed to the next molding process is pulverized by a pulverizer, and the pulverized pulverized material is pulverized through two vibrating bodies, a wind separator, a cyclone and a bag filter using a specific gravity difference of the heavy material, Wherein the superfluid, the non-ferrous metals and the plastics are sorted and stored, a part of the sludge is transferred to a mixer, and another part of the sludge is recirculated to the dryer Sorting process; A mixing step of mixing the light weight water (paper, vinyl, etc.), which is dried and selected in the drying step, and the sludge discharged and pulverized in the sorting step, in the mixer; A step of molding the mixed lightweight material and the sludge in the mixer into a waste solid fuel in the form of a pallet by a molding machine; Storing the waste solid fuel formed by the molding machine in a storage tank; And a step of collecting the odor air generated in the raw material processing step and the hot air generated in the drying step through a collecting device and transferring the air to the hot air generating device as combustion air and exhausting the filtered air through the air pollution control device will be.

또한, 대한민국 공개특허 제2013-0040450호(2013.04.24) "슬러지와 가연성 폐기물을 이용한 고형연료의 제조방법"이 제안된 바 있는 것으로서, 이는 슬러지 45중량%와 분탄 25중량%와 폐MDF 분말 15중량%와 폐타이어 분말 5중량%와 폐유 슬러지 5중량%와 액상 강화제 2.5중량%와 수산화마그네슘 2.5중량%를 일시에 교반하여 혼합물을 생산하되, 상기의 혼합물에 대한 함수율이 15~25%가 되게 하는 믹싱공정과; 상기 혼합물을 가압하여 일정한 모양을 갖도록 성형물을 찍어내는 생산공정과; 상기의 성형물을 건조시켜 함수율이 10% 이내가 되도록 하는 건조공정;을 순차적으로 수행하여 얻어지도록 한 것이다. 그러나, 이러한 하수슬러지의 고형화연료 제조방법 주원료의 발열량 기준에 미치지 못해 보조연료로써 사용할 수 밖에 없을 뿐만 아니라 에너지소비에 따른 비용이 많이 소요되어 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0040450 (Apr. 24, 2013) "Method for producing solid fuel using sludge and combustible waste" has been proposed, which comprises 45% by weight of sludge and 25% by weight of pulverized MDF powder 15 5 wt% of waste tire powder, 5 wt% of waste oil sludge, 2.5 wt% of liquid strengthening agent and 2.5 wt% of magnesium hydroxide are stirred at a time to produce a mixture, and the water content of the mixture is adjusted to 15 to 25% Mixing process; A production step of pressing the mixture to form a predetermined shape; And a drying step of drying the molded product so that the moisture content is within 10%. However, since the production method of the solidified fuel of the sewage sludge does not meet the calorific value of the main raw material, it can not only be used as an auxiliary fuel, but also requires a large cost due to energy consumption, resulting in a low cost.

1. 대한민국 공개특허 제2002-0015759호(2002.03.02) "하수/폐수 슬러지 및 가연성 폐기물과 음식물쓰레기건조물을 이용한 고체연료 제조방법"1. Korean Patent Publication No. 2002-0015759 (Mar. 02, 2002) "Method of producing solid fuel using sewage / wastewater sludge, flammable waste and food wastes dried product" 2. 대한민국 공개특허 제2002-0080541호(2002.10.26) "폐기물 고형 연료를 제조하는 방법"2. Korean Patent Publication No. 2002-0080541 (Oct. 26, 2002) "Method of producing waste solid fuel" 3. 대한민국 공개특허 제2013-0040450호(2013.04.24) "슬러지와 가연성 폐기물을 이용한 고형연료의 제조방법"3. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0040450 (Apr. 24, 2013) "Method for producing solid fuel using sludge and combustible waste"

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 하수슬러지에 생활 폐기물을 혼합하여 고형연료로 제조할 때 저비용으로 주연료로 사용하기 위한 국가 규격 이상의 발열량을 가지며, 염소, 수분, 회분, 황분의 함량에 따른 고형연료 품질기준을 만족하면서 회분량을 기준치 이하로 줄일 수 있도록 하여 저비용 고효율로 펠릿 형태의 고형연료를 제조할 수 있도록 한 하수슬러지의 성형연료화 제조방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of producing municipal solid waste by mixing municipal waste with sewage sludge, Which can produce pellet type solid fuel with low efficiency and high efficiency by reducing the amount of the fly ash to meet the standard of solid fuel quality according to the content of chlorine, moisture, ash and sulfur, Method.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 하수슬러지의 성형연료화 제조방법의 한 형태는, 97~99% 이상의 함수율을 갖는 하수슬러지를 압착식 탈수기로 60~70%의 함수율로 탈수한 후, 회전충격식 건조기를 이용해 함수율 10~15% 미만의 슬러지 파쇄물로 가공 처리하는 하수슬러지 처리공정과; 생활폐기물로부터 가연성 폐기물을 선별하고 파쇄기로 파쇄한 후, 파쇄물을 다시 회전충격식 건조기를 이용해 함수율 10~15% 미만의 발열량 5,500kcal/kg 이상을 갖는 가연성 파쇄물로 가공 처리하는 생활폐기물 처리공정과; 상기 하수슬러지 처리공정 및 생활폐기물 처리공정을 거쳐 준비된 10~15% 미만의 함수율을 갖는 슬러지 파쇄물과 함수율 10~15% 미만의 발열량 5,500kcal/kg 이상을 갖는 가연성 파쇄물을 혼합하는 파쇄물 혼합공정와; 상기 파쇄물 혼합공정에 의해 혼합된 슬러지 파쇄물 및 가연성 파쇄물의 혼합물을 성형기로 펠릿 형태로 압축 성형하는 성형공정;으로 이루어지되, 상기 파쇄물 혼합공정에서 슬러지 파쇄물과 가연성 파쇄물을 4:6~2:8의 비율로 혼합하여 상기 성형공정에서 압축 성형된 펠릿이 4,700~4,924kcal/kg의 발열량을 가지며 염소 0.94~1.1%wt, 수분 5.2~6.0%wt, 회분 20.1~16.1%wt, 황분 0.1~0.02%wt의 함량을 갖도록 한 것이다.
To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a method for manufacturing a sewage sludge, comprising: subjecting a sludge having a water content of 97 to 99% or more to a water content of 60 to 70% A sewage sludge treatment step of treating the sludge with a water content of less than 10 to 15% by using a rotary impact type drier; A municipal waste treatment process in which flammable waste is selected from municipal wastes, crushed by a crusher, and processed into a flammable waste having a calorific value of 5,500 kcal / kg or more with a moisture content of less than 10 to 15% by using a rotary impact type drier; A sludge disintegration step of mixing a sludge crush having a water content of less than 10 to 15% and a combustible crush having a calorific value of less than 10 to 15% and having a calorific value of 5,500 kcal / kg or more prepared through the sewage sludge treatment process and the municipal waste treatment process; Wherein the mixture of sludge and flammable material is mixed with the sludge material and the combustible material by compression molding in the form of pellets by a molding machine. The pellets obtained by compression molding in the molding process have a calorific value of 4,700 to 4,924 kcal / kg and contain 0.94 to 1.1% wt of chlorine, 5.2 to 6.0% wt of moisture, 20.1 to 16.1% wt of ash, 0.1 to 0.02% wt of sulfur By weight.

상술한 바와 같이 본 발명은 하수슬러지에 생활 폐기물을 혼합하여 고형연료로 제조할 때 저비용으로 주연료로 사용하기 위한 국가 규격 이상의 발열량을 가지며, 염소, 수분, 회분, 황분의 함량에 따른 고형연료 품질기준을 만족하면서 회분량을 기준치 이하로 줄일 수 있도록 하여 저비용 고효율로 펠릿 형태의 고형연료를 제조할 수 있게 되고, 이로 인하여 매립처분되는 슬러지의 운반 및 매립에 따른 비용을 절감할 수 있고 연료를 판매하는 수익구조를 가지며, 슬러지 처리시설에 따른 슬러지 처리비용의 절감으로 경제성 및 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 효과를 갖게 된다.
As described above, the present invention has a heat generation amount exceeding a national standard for use as a main fuel at low cost when municipal sludge is mixed with municipal solid waste and is produced as solid fuel, and has a solid fuel quality according to the content of chlorine, moisture, It is possible to manufacture pellet type solid fuel at a low cost and high efficiency by reducing the amount of the fly ash while satisfying the standard, and it is possible to reduce the cost of transporting and landing the sludge to be landfilled, And sludge treatment cost by sludge disposal facility can be reduced, and economic efficiency and cost competitiveness can be secured.

도 1은 본 발명에 의한 하수슬러지의 성형연료화 제조방법을 공정별로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 하수슬러지 탈수공정의 전처리 과정을 나타낸 예시도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 슬러지 파쇄물 및 가연성 파쇄물을 건조 파쇄하는 과정을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의해 성형된 펠릿을 나타낸 사진.
FIG. 1 is a block diagram showing a process for producing a molded fuel of a sewage sludge according to the present invention.
2 is a view showing a pretreatment process of the sewage sludge dewatering process of the present invention.
FIGS. 3A to 3C are views showing a process of dry-crushing sludge crushing products and combustible crushing products according to the present invention. FIG.
4 is a photograph showing a pellet molded according to the present invention.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 하수슬러지 처리공정 - 생활폐기물 처리공정 - 혼합공정 - 성형공정으로 이루어지는 것으로서, 이를 각 공정별로 상세히 설명하기로 한다.As shown in FIG. 1, the present invention comprises a sewage sludge treatment process, a municipal waste treatment process, a mixing process, and a molding process, which will be described in detail for each process.

(하수슬러지 처리공정)(Sewage sludge treatment process)

이 공정은 97~99% 이상의 함수율을 갖는 하수슬러지를 압착식 탈수기로 60~70%의 함수율로 탈수한 후, 회전충격식 건조기를 이용해 함수율 10~15% 미만의 슬러지 파쇄물로 가공 처리하는 것이다.In this process, sewage sludge having a water content of 97 to 99% or more is dehydrated by a compression dehydrator at a water content of 60 to 70%, and then processed into a sludge disintegration product having a moisture content of less than 10 to 15% by using a rotary impact type drier.

상기 압착식 탈수기는, 도 2에 도시된 바와 같이 충진 - 압착 - 이완/충진 - 배출과정으로 이루어진다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 드럼내부에 하수슬러지를 펌프로 채워 충진한 후, 드럼 내부의 하수슬러지를 피스톤으로 압착하여 필터 엘레멘트를 거쳐 여과액을 배출한다. 그리고 피스톤이 이완되면서 탈수된 케이크가 필터 엘레멘트에서 분리되며, 실린더를 저속으로 회전시켜 새로 충진되는 슬러지와 케이크의 균질화를 이루고, 요구 조건에 도달하기 위하여 충진과 압착 과정을 반복하며, 탈수 과정이 종료되면 실린더 외함이 열리면서 탈수 케이크가 배출되는 것이다.
The squeezing-type dehydrator comprises a filling-compression-relaxation / filling-discharging process as shown in FIG. More specifically, the drum is filled with sewage sludge by a pump, and the sewage sludge in the drum is compressed by a piston to discharge the filtrate through the filter element. Then, the dewatered cake is separated from the filter element as the piston is loosened, the cylinder is rotated at low speed to homogenize the sludge and the cake to be filled, and the filling and pressing process is repeated to reach the required condition. The cylinder housing is opened and the dewatering cake is discharged.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

탈수실험은 기 설치되어 있는 남양주시 별내 수질복원센타에 설치된 2대의 유압식 탈수기 운영결과이며, 투입되는 슬러지의 함수율은 98.9∼99.1%이고 탈수후 함수율은 60.3∼69.3%(평균 65.9%)의 함수율을 보이고 있다.The dewatering experiment is the result of the operation of two hydraulic dehydrators installed at the water quality restoration center in Namyangju City which is installed in the basin. The water content of sludge is 98.9 ~ 99.1% and the water content after dehydration is 60.3 ~ 69.3% (average 65.9%) have.

탈수 실험결과 Dehydration experiment result 구 분division 투입량(ton)Input (ton) 유입함수율(%)Influent Water Rate (%) 소요시간(min)Time required (min) 최종함수율(%)Final water content (%) 1One 26.226.2 99.099.0 118.7118.7 57.757.7 22 26.426.4 99.199.1 126.6126.6 61.661.6 33 26.626.6 99.199.1 112.3112.3 61.361.3 44 26.426.4 99.199.1 125.9125.9 61.561.5 55 25.725.7 99.099.0 131.9131.9 60.760.7 66 25.525.5 99.099.0 151.9151.9 58.858.8 77 25.425.4 99.099.0 129.7129.7 59.059.0 88 25.825.8 99.099.0 106.0106.0 58.358.3 99 24.424.4 99.099.0 92.192.1 60.660.6 1010 26.826.8 99.299.2 89.989.9 65.465.4 1111 26.626.6 98.998.9 94.594.5 52.852.8 1212 26.726.7 99.199.1 111.1111.1 61.361.3 1313 26.526.5 99.199.1 91.691.6 61.561.5 1414 26.526.5 98.998.9 152.8152.8 62.562.5 1515 19.119.1 98.398.3 134.1134.1 54.254.2 1616 13.113.1 98.098.0 104.6104.6 57.757.7 1717 15.415.4 98.098.0 150.6150.6 51.851.8 1818 15.415.4 98.098.0 151.4151.4 51.651.6 1919 50.750.7 99.199.1 106.2106.2 68.768.7 2020 50.850.8 99.199.1 99.499.4 68.668.6 2121 50.350.3 99.199.1 97.297.2 69.069.0 2222 50.250.2 99.099.0 144.7144.7 67.367.3 2323 51.151.1 98.998.9 92.392.3 61.461.4 2424 50.850.8 99.199.1 104.0104.0 68.668.6 2525 50.950.9 99.199.1 91.691.6 68.668.6 2626 38.838.8 98.698.6 150.1150.1 70.770.7 2727 39.239.2 98.998.9 156.0156.0 70.470.4 2828 27.527.5 98.098.0 112.7112.7 62.362.3 2929 30.730.7 98.098.0 150.1150.1 59.959.9 3030 30.830.8 98.098.0 150.5150.5 60.260.2

별내 수질복원센터에서 2013년도에 유압식 탈수기의 유지관리비용을 보면 총 27억여원(330일 가동 기준)으로 98.8% 함수율의 슬러지 1ton당 처리비용은 1,534원 정도이고, 유입슬러지량 : 535ton/일(함수율 98.8%), 연간 가동일수 : 330일
The maintenance cost of the hydraulic dehydrator in 2013 is estimated to be 2.7 billion won (330-day operation standard), and the processing cost per 1 ton of sludge with 98.8% water content is about 1,534 won and the inflow sludge amount is 535 ton / day Water content 98.8%), the number of working days per year: 330 days

상기 회전충격식 건조기는 공급된 하수슬러지를 고속 원심력에 의한 입자충돌방식으로 미립 고형분과 수분으로 분리하는 회전충격식 건조 및 분쇄기로서, 도 3a에 도시된 바와 같이 바아(Bar)의 회전 (선단주속~200m/sec)과 고속기류의 소용돌이(Vortex)에 의한 원심력장을 형성하고, 도 3b에 도시된 바와 같이 입자표면의 수분이 분리되며 로터(rotor)와 벽면, 상부 플레이트(Plate) 사이에서 충돌에 의해 입자수분이 방출(Fine drop)되며, 도 3c에 도시된 바와 같이 입자의 분쇄 작용에 의한 새로운 입자 표면으로부터 동일 조작 반복(함수율 저감의 주작용 원리)이 이루어지는 것이다.
The rotary impact type drier is a rotary impact type dry and crusher for separating the supplied sewage sludge into fine particulate matter and moisture by a particle collision method by a high speed centrifugal force. As shown in FIG. 3A, rotation of the bar And 200 m / sec) and a vortex of a high-speed airflow. As shown in FIG. 3 (b), the moisture of the particle surface is separated and collided between the rotor and the wall surface and the upper plate (Fine drop), and as shown in Fig. 3C, the same operation is repeated from the new particle surface due to the pulverizing action of the particles (main action principle of reducing the water content).

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

슬러지의 건조시험은 함수율 58.5~70.6% 슬러지를 대상으로 실시하였다.
Drying tests of sludge were carried out with a water content of 58.5 ~ 70.6% sludge.

슬러지 건조실험 결과Sludge Drying Test Results 구분division 투입량
(kg)
input
(kg)
함수율Moisture content 소요시간
(min)
Time
(min)
전력량
(kW)
Amount of electricity
(kW)
건조전(%)Before drying (%) 건조후(%)after drying(%) 1One 150150 58.658.6 13.613.6 21.921.9 42.8442.84 22 150150 70.670.6 18.418.4 22.822.8 52.9452.94 33 261261 60.060.0 14.314.3 27.027.0 64.6164.61 44 3030 58.558.5 12.812.8 4.54.5 5.515.51 55 360360 60.360.3 14.514.5 34.834.8 125.28125.28 66 240240 68.068.0 16.316.3 28.528.5 82.2382.23 77 300300 66.466.4 15.215.2 42.042.0 102.42102.42 88 240240 67.767.7 14.414.4 33.033.0 102.42102.42 99 720720 70.270.2 15.515.5 85.585.5 343.77343.77 1010 150150 62.162.1 13.413.4 24.024.0 54.2654.26 1111 210210 68.568.5 12.512.5 25.525.5 57.4557.45 1212 210210 65.065.0 13.913.9 27.027.0 60.0960.09 1313 300300 68.468.4 11.411.4 36.036.0 82.0282.02 1414 150150 67.567.5 11.511.5 21.021.0 46.5046.50 1515 240240 63.463.4 13.513.5 24.924.9 54.4554.45 1616 9090 64.964.9 12.012.0 12.312.3 21.4221.42 1717 150150 67.567.5 13.413.4 22.522.5 46.2346.23 1818 150150 66.666.6 15.115.1 21.021.0 39.2439.24 1919 150150 62.862.8 10.510.5 21.021.0 41.2541.25 2020 240240 67.067.0 16.216.2 26.126.1 62.4062.40 2121 450450 62.762.7 12.712.7 61.261.2 156.45156.45 2222 180180 59.559.5 10.810.8 28.528.5 60.9360.93 2323 180180 65.365.3 13.613.6 25.525.5 52.7452.74 2424 150150 70.470.4 15.915.9 22.522.5 54.3354.33 2525 180180 68.668.6 14.014.0 24.024.0 63.1863.18 2626 240240 70.170.1 15.215.2 34.234.2 106.20106.20 2727 150150 69.569.5 13.713.7 20.420.4 60.1560.15 2828 300300 64.964.9 13.313.3 31.531.5 81.9381.93 2929 150150 64.764.7 13.513.5 20.420.4 50.6450.64 3030 120120 65.865.8 14.114.1 15.015.0 48.2148.21 3131 150150 62.462.4 11.611.6 20.420.4 34.5034.50 3232 270270 61.461.4 12.012.0 30.030.0 82.3282.32 3333 360360 63.363.3 13.213.2 43.843.8 137.43137.43 3434 150150 66.766.7 15.415.4 18.618.6 50.9450.94 3535 120120 65.365.3 15.315.3 17.117.1 33.0033.00 3636 120120 61.661.6 11.811.8 15.015.0 35.2235.22 3737 210210 64.064.0 13.713.7 30.630.6 76.5076.50 3838 240240 65.465.4 13.513.5 32.432.4 74.3174.31 3939 9090 68.168.1 14.614.6 12.012.0 25.5925.59 4040 150150 67.067.0 16.116.1 18.918.9 63.7263.72 4141 240240 66.266.2 13.513.5 33.633.6 79.9279.92 4242 330330 64.064.0 13.013.0 42.042.0 130.68130.68 4343 180180 66.966.9 13.113.1 25.525.5 70.1170.11 4444 180180 62.262.2 12.712.7 21.021.0 67.8967.89 4545 240240 64.864.8 13.213.2 35.635.6 93.9393.93 4646 150150 63.963.9 13.613.6 16.516.5 39.1539.15 4747 120120 69.469.4 14.914.9 17.117.1 28.5628.56 4848 270270 67.167.1 16.516.5 39.639.6 100.77100.77 4949 300300 66.066.0 14.514.5 41.441.4 118.92118.92 5050 210210 65.765.7 15.215.2 27.327.3 52.7752.77

투입슬러지의 함수율은 58.5∼70.6%의 분포를 보이며, 건조후 슬러지의 함수율은 10.5∼18.4%로 건조효율은 평균 76.9%를 보이고 있다. 슬러지의 건조시간은 투입량에 따라 차이가 있으나, 대체적으로 1ton의 슬러지를 건조하는데 96.7∼160.0min(평균 132.4min)이 소요되는 것으로 분석되었다. 함수율 70% 내외의 슬러지를 건조처리 하는데 소비되는 전력량은 투입슬러지량에 비례하여 증가하며, 1ton의 슬러지를 함수율 10~15% 이하로 건조처리 하는데 평균 324.9㎾의 전력소비량을 보이고 있다.
The water content of the input sludge is 58.5 ~ 70.6%, and the water content of the sludge after drying is 10.5 ~ 18.4% and the average drying efficiency is 76.9%. The drying time of the sludge varies depending on the amount of input, but it is analyzed that it takes about 96.7 ~ 160.0min (average 132.4min) to dry 1 ton of sludge in general. The amount of power consumed to dry the sludge with a water content of 70% increases in proportion to the amount of input sludge, and an average power of 324.9 kW is obtained when drying 1 ton sludge with a moisture content of 10-15% or less.

상기 회전충격식 건조기는 챔버내에 분류기(Classifier)가 있어 원하는 함수율의 조정이 가능하다. 분류기의 속도를 빠르게 할 경우 함수율이 낮고 입도가 작은 결과물을 얻을수 있으며 속도를 저속으로 할 경우는 그 반대의 결과를 얻을 수 있다. 또한 슬러지의 경우 파쇄 입경이 100∼2000㎛의 미분입자이며, 그 대상이 생활폐기물인 경우에는 섬유형태(fiber)로 건조 및 파쇄가 이루어진다.
The rotary impact type drier has a classifier in the chamber, so that the desired water content can be adjusted. When the speed of the sorter is increased, the water content is low and the particle size is small. If the speed is low, the opposite result can be obtained. Also, in the case of sludge, fine particles having a particle diameter of 100 to 2,000 mu m are used, and when the object is municipal waste, drying and crushing are carried out using a fiber.

(생활폐기물 처리공정)(Municipal waste treatment process)

이 공정은 생활폐기물로부터 가연성 폐기물을 선별하고 파쇄기로 파쇄한 후, 파쇄물을 다시 회전충격식 건조기를 이용해 함수율 10~15% 미만으로 발열량 5,500kcal/kg 이상을 갖는 가연성 파쇄물로 가공 처리하는 것이다.This process is to sort combustible wastes from municipal wastes, crush them with crushers, and then process the crushed materials into flammable waste with a water content of less than 10 ~ 15% and a calorific value of more than 5,500 kcal / kg using a rotary impact drier.

상기 파쇄기는 2개의 반대 방향으로 회전하는 커터 스택을 채용한 것으로, 이에 국한됨이 없이 파쇄 기능을 가지면 충분하고, 회전충격식 건조기는 하수슬러지 처리공정의 건조기와 동일하므로 중복을 피하기 위해 건조기에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
It is sufficient that the crusher has a crushing function without limitation, and the rotary impact type drier is the same as the drier of the sewage sludge disposal process. Therefore, in order to avoid duplication, A detailed description thereof will be omitted.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

본 실험에서 파쇄기의 후단에 사용되는 운동식 건조기의 경우 폐기물을 파쇄하지 않고 그대로 투입할 경우 건조기의 투입구가 좁아 막힘 현상이 발생할 수 있으므로 생활폐기물의 파쇄가 필요조건이며 이를 위하여 파쇄실험을 하였다. 파쇄실험시 공극의 감소로 인한 부피의 감량은 발생하나 중량의 감량화는 이루어지지 않는 바, 투입량과 배출량은 차이가 없으며 처리량에 따른 소요시간 및 전력소모량이 비례하여 발생한다.
In the case of the exercise type dryer used in the rear stage of the crusher in this experiment, it is necessary to crush the municipal waste because the inlet of the dryer may be clogged when the waste is supplied without being crushed. In the crushing test, the loss of volume due to the reduction of pore volume occurs, but the weight is not reduced. Therefore, there is no difference between the amount of input and the amount of discharge, and the time required for power consumption and power consumption are proportional to each other.

생활폐기물 파쇄실험 결과Results of dismantling of municipal waste 구분division 투입량(kg)Input (kg) 배출량(kg)Emissions (kg) 소요시간(min)Time required (min) 전력량(kW)Power (kW) 1One 360360 360360 42.042.0 3.8103.810 22 180180 180180 18.018.0 1.8631.863 33 420420 420420 45.045.0 4.5544.554 44 240240 240240 30.030.0 1.4871.487 55 240240 240240 28.828.8 2.4002.400 66 120120 120120 15.015.0 0.9930.993 77 300300 300300 37.537.5 3.4503.450 88 360360 360360 39.039.0 3.7503.750 99 210210 210210 25.225.2 2.0162.016 1010 150150 150150 15.015.0 1.6501.650 1111 210210 210210 22.522.5 1.9501.950 1212 270270 270270 27.027.0 2.6492.649 1313 120120 120120 12.612.6 1.2301.230 1414 300300 300300 25.525.5 2.9402.940 1515 360360 360360 34.534.5 3.9093.909 1616 150150 150150 15.915.9 1.4131.413 1717 210210 210210 24.024.0 1.8961.896 1818 210210 210210 24.924.9 2.1512.151 1919 300300 300300 34.534.5 2.4452.445 2020 180180 180180 21.021.0 1.6261.626 2121 150150 150150 13.213.2 1.7221.722 2222 150150 150150 11.411.4 1.4701.470 2323 240240 240240 19.519.5 2.1332.133 2424 300300 300300 34.534.5 2.7152.715 2525 150150 150150 11.411.4 1.5001.500 2626 300300 300300 23.123.1 2.5892.589 2727 270270 270270 20.420.4 2.5652.565 2828 240240 240240 28.528.5 2.5172.517 2929 180180 180180 18.018.0 1.7191.719 3030 180180 180180 16.516.5 1.6711.671 3131 150150 150150 16.516.5 1.4851.485 3232 150150 150150 12.012.0 1.2841.284 3333 300300 300300 24.024.0 2.7512.751 3434 210210 210210 16.516.5 2.1242.124 3535 150150 150150 10.210.2 1.3381.338 3636 270270 270270 24.324.3 2.3822.382 3737 240240 240240 24.024.0 2.1452.145 3838 240240 240240 19.519.5 2.1992.199 3939 180180 180180 15.015.0 1.4911.491 4040 240240 240240 22.522.5 2.0852.085 4141 150150 150150 9.09.0 1.2871.287 4242 300300 300300 22.522.5 3.1623.162 4343 180180 180180 15.015.0 1.4851.485 4444 210210 210210 15.915.9 2.0372.037 4545 210210 210210 18.318.3 1.7041.704 4646 150150 150150 11.411.4 1.4851.485 4747 300300 300300 23.723.7 2.5592.559 4848 240240 240240 21.021.0 2.5052.505 4949 150150 150150 11.411.4 1.2661.266 5050 330330 330330 25.525.5 2.7542.754 5151 4545 4545 8.18.1 0.5040.504 5252 9090 9090 9.09.0 0.9600.960 5353 120120 120120 12.012.0 1.2691.269 5454 150150 150150 18.618.6 1.6801.680 5555 180180 180180 20.720.7 1.9801.980 5656 135135 135135 15.015.0 1.5601.560 5757 240240 240240 30.030.0 2.3762.376 5858 180180 180180 21.021.0 1.9651.965 5959 180180 180180 20.420.4 1.9201.920 6060 120120 120120 14.414.4 1.3201.320

금회 폐기물의 파쇄실험에서 전력소비량은 0.168 ~ 1.518㎾로 파쇄량에 비례하여 증가하고 있으며, 1ton의 폐기물을 파쇄처리 하는데 소요되는 전력량은 평균 9.69㎾이다.
The electric power consumption in the waste test of the present waste is 0.168 ~ 1.518 kW, which is proportional to the amount of crushing. The average amount of power required to crush 1 ton of waste is 9.69 kW.

<실시예 4><Example 4>

폐기물 건조실험 결과Waste Drying Test Results 구 분division 투입량(kg)Input (kg) 함수율Moisture content 소요시간
(min)
Time
(min)
전력량
(kW)
Amount of electricity
(kW)
건조전(%)Before drying (%) 건조후(%)after drying(%) 1One 120120 15.715.7 8.08.0 10.510.5 32.4032.40 22 150150 39.139.1 15.215.2 13.513.5 60.8460.84 33 129129 25.025.0 6.16.1 16.516.5 44.7044.70 44 129129 29.129.1 5.75.7 15.915.9 41.6541.65 55 153153 24.924.9 11.111.1 15.015.0 47.4247.42 66 180180 34.834.8 14.314.3 18.018.0 56.9656.96 77 261261 34.834.8 14.314.3 25.825.8 83.8483.84 88 279279 59.659.6 13.913.9 27.927.9 117.63117.63 99 255255 59.059.0 14.514.5 27.027.0 106.43106.43 1010 300300 48.048.0 14.714.7 33.933.9 106.43106.43 1111 150150 38.838.8 11.311.3 13.513.5 42.3042.30 1212 240240 29.529.5 7.17.1 22.522.5 63.9363.93 1313 180180 41.741.7 10.310.3 15.915.9 45.1845.18 1414 150150 35.035.0 9.39.3 15.015.0 47.4947.49 1515 150150 35.035.0 13.513.5 12.912.9 41.8541.85 1616 120120 41.241.2 12.912.9 10.510.5 35.4035.40 1717 240240 41.241.2 9.49.4 22.522.5 54.9954.99 1818 150150 37.737.7 7.77.7 13.513.5 43.0543.05 1919 210210 34.534.5 7.37.3 15.015.0 54.9054.90 2020 240240 39.639.6 10.810.8 21.021.0 69.0069.00 2121 150150 40.540.5 9.59.5 10.510.5 34.5034.50 2222 150150 40.540.5 8.48.4 12.012.0 39.0039.00 2323 240240 40.540.5 8.58.5 20.420.4 66.9066.90 2424 300300 35.335.3 7.87.8 31.531.5 102.33102.33 2525 150150 47.847.8 11.511.5 13.213.2 45.3045.30 2626 300300 38.138.1 7.07.0 25.825.8 96.5496.54 2727 270270 41.741.7 7.97.9 24.024.0 93.3993.39 2828 240240 41.741.7 9.59.5 19.519.5 77.4077.40 2929 180180 39.339.3 10.010.0 21.021.0 53.5253.52 3030 180180 38.538.5 7.67.6 15.015.0 57.3657.36 3131 150150 30.730.7 7.77.7 12.012.0 42.1542.15 3232 150150 30.730.7 7.37.3 12.012.0 43.8043.80 3333 300300 33.633.6 9.19.1 25.825.8 89.6489.64 3434 210210 32.732.7 8.88.8 16.516.5 60.1860.18 3535 150150 35.035.0 8.88.8 13.213.2 42.3642.36 3636 270270 31.531.5 8.18.1 23.423.4 82.2982.29 3737 240240 37.737.7 7.57.5 18.618.6 74.8574.85 3838 240240 36.936.9 8.68.6 19.519.5 71.2271.22 3939 180180 37.437.4 9.09.0 75.975.9 55.9255.92 4040 240240 40.040.0 10.310.3 74.374.3 77.8577.85 4141 150150 39.139.1 11.911.9 69.669.6 44.3444.34 4242 300300 41.241.2 11.011.0 73.373.3 91.2091.20 4343 180180 40.940.9 9.59.5 76.876.8 55.1755.17 4444 210210 38.838.8 8.78.7 77.677.6 67.3867.38 4545 210210 35.435.4 9.49.4 73.473.4 62.6462.64 4646 150150 33.933.9 7.57.5 77.977.9 49.2649.26 4747 300300 32.132.1 10.310.3 67.967.9 108.15108.15 4848 240240 33.733.7 9.99.9 70.670.6 70.8970.89 4949 150150 34.534.5 7.17.1 79.479.4 47.4347.43 5050 330330 33.633.6 7.37.3 78.378.3 103.98103.98 5151 150150 43.543.5 10.510.5 75.975.9 45.9045.90 5252 150150 46.246.2 11.911.9 74.274.2 48.6948.69 5353 180180 40.640.6 9.79.7 76.176.1 51.6051.60 5454 180180 42.342.3 10.610.6 74.974.9 52.6852.68 5555 210210 38.838.8 11.311.3 70.970.9 54.6354.63 5656 240240 38.638.6 9.19.1 76.476.4 55.5055.50 5757 270270 37.737.7 10.510.5 72.172.1 60.9060.90 5858 300300 41.541.5 12.412.4 70.170.1 75.6975.69 5959 330330 45.345.3 11.211.2 75.375.3 74.0174.01 6060 360360 43.043.0 12.812.8 70.270.2 85.6885.68

건조폐기물의 함수율은 5.7~15.2%로 나타났으며, 투입 폐기물 대비 건조효율은 49.0~81.6%(평균 73.5%)의 효율을 보이고 있다. 목표 함수율에 도달하기까지 소요된 건조시간은 투입량 및 함수율에 따라 3.5~11.3min으로 나타났으며, 1ton의 폐기물을 기준하면 70.0~127.9min(평균 89.6min)이 소요되었다. 생활폐기물을 함수율 10~15% 이하로 건조하는데 소비되는 전력량은 폐기물 등의 투입량에 비례하여 증가하고 있으며, 투입량에 따라 32.4~117.6kW로 나타났고, 1ton 건조시 평균 전력소비량은 300.5㎾이다.
The water content of the dry waste was 5.7 ~ 15.2%, and the drying efficiency was 49.0 ~ 81.6% (average 73.5%) compared with the input waste. The drying time required to reach the target water content was 3.5 ~ 11.3min according to the input amount and water content, and 70.0 ~ 127.9min (average 89.6min) was required for 1ton waste. The amount of electricity consumed to dry municipal wastes at a water content of 10 ~ 15% is increased in proportion to the amount of waste, etc., and it is 32.4 ~ 117.6 kW according to the amount of input. The average power consumption per 1 ton drying is 300.5 kW.

(혼합공정)(Mixing process)

이 공정은 상기 하수슬러지 처리공정 및 생활폐기물 처리공정을 거쳐 준비된 10~15% 미만의 함수율을 갖는 슬러지 파쇄물과 함수율 10~15% 미만으로 발열량 5,500kcal/kg 이상을 갖는 가연성 파쇄물을 혼합하는 것이며, 슬러지 파쇄물과 가연성 파쇄물을 4:6~2:8의 비율로 혼합하여 후술되어질 성형공정에서 압축 성형된 펠릿이 4,700~4,924kcal/kg의 발열량을 가지며 염소 0.94~1.1%wt, 수분 5.2~6.0%wt, 회분 20.1~16.1%wt, 황분 0.1~0.02%wt의 함량을 갖도록 하는 것이다.
This process mixes the sludge crush having a water content of less than 10 to 15% prepared by the sewage sludge treatment process and the municipal waste treatment process with a flammable crush having a moisture content of less than 10 to 15% and a caloric value of 5,500 kcal / kg or more, The sludge and combustible lumps were mixed at a ratio of 4: 6 ~ 2: 8, and the compression molded pellets in the molding process described below had a calorific value of 4,700 ~ 4,924 kcal / kg, chlorine 0.94 ~ 1.1% wt, moisture 5.2 ~ 6.0% wt, 20.1 to 16.1 wt% of ash, and 0.1 to 0.02 wt% of sulfur.

<실시예 5>&Lt; Example 5 >

생활폐기물을 선별 후 적정크기로 파쇄하여 생성한 비성형 고형연료를 본 실험의 목적에 맞게 가공하여 사용하였다. 성형한 시료를 한국기계연구원에 의뢰하여 분석한 결과, 슬러지와 폐기물의 혼합비율에 따라 발열량의 경우 4,1534,924/, 수분은 2.56.6%wt, 염소 0.811.10%wt, 황분 0.022.22%wt로 고형연료 품질기준을 만족하였으나 회분은 16.1~27.4%wt로 슬러지의 혼합율이 높아질수록 회분량도 높아지는 것으로 나타났으며, 대체로 5:5 혼합비율 이상에서는 기준치(20%wt)를 상회하고 있는 것으로 분석되었다.
The municipal solid waste generated by crushing municipal solid waste to an appropriate size was processed for the purpose of this experiment. According to the mixed ratio of sludge and waste, 4,1534,924 / m 2, 2.56.6% wt of water, 0.811.10% wt of chlorine and 0.022% of sulfur were obtained from the Korea Institute of Machinery and Materials. (20% wt) at above 5: 5 mixing ratio, and the amount of ash was 16.1 ~ 27.4% wt. .

고형연료 성형시험 분석결과Solid fuel molding test analysis result 구 분division 슬러지와 폐기물의 혼합물Mixture of sludge and waste 2:82: 8 3:73: 7 4:64: 6 5:55: 5 6:46: 4 7:37: 3 8:28: 2 저위발열량(kcal/kg)Low calorific value (kcal / kg) 4,9244,924 4,8144,814 4,7004,700 4,3684,368 4,3504,350 4,2054,205 4,1534,153 수분(% wt.)Moisture (% wt.) 6.06.0 5.25.2 5.25.2 6.66.6 4.94.9 3.63.6 2.52.5 염소(% wt.)Chlorine (% wt.) 1.11.1 0.970.97 0.940.94 0.950.95 0.910.91 0.830.83 0.810.81 황분(% wt.)Sulfur (% wt.) 0.020.02 0.020.02 0.10.1 0.160.16 0.150.15 0.210.21 0.220.22 회분(% wt.)Ash (% wt.) 16.116.1 17.317.3 20.120.1 22.322.3 23.323.3 25.125.1 27.427.4 수은Mercury 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 카드뮴cadmium 4.954.95 4.724.72 4.974.97 3.773.77 3.533.53 4.724.72 3.90 3.90 lead 91.7591.75 93.4993.49 78.9578.95 71.5271.52 60.7460.74 48.9448.94 62.4662.46 비소arsenic 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected 미검출Not detected

한편, 하수도법 제2조제9호에 따른 공공하수처리시설이나 같은 법 제2조제10호에 따른 분뇨처리시설 또는 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 제2조제12호에 따른 수질오염방지시설에서 발생하는 유기성 오니(지정폐기물이나 분뇨의 생물학적 처리공정 전 단계에서 발생되는 오니류는 제외한다)를 가공하여 연료를 제조하는 경우로서 다음의 기준에 모두 적합한 경우,On the other hand, the public sewage treatment facilities under Article 2 (9) of the Sewerage Act or the sewage treatment facilities under Article 2 (10) of the same Act or the water pollution prevention facilities according to Article 2 (12) of the Water Quality and Aquatic Ecosystem Conservation Act If the organic sludge (except for the sludge generated at the previous stage of the biological treatment of designated waste or manure) is processed to manufacture fuel,

가공된 연료는 수분 함유량 10퍼센트 이하, 회분 함유량(건조된 상태 기준) 35퍼센트 이하, 황분 함유량(건조된 상태 기준) 2퍼센트 이하, 길이(원형인 경우에는 지름) 40밀리미터 이하여야 한다. 다만, 회분 함유량이 35퍼센트를 초과하더라도 이를 화력발전소에서 연료로 사용할 수 있는 경우에는 35퍼센트를 초과할 수 있다라고 규정하고 있다.
Engineered fuels should not exceed 10 percent moisture content, 35 percent ash content (dry basis), 2 percent sulfur content (dry basis) and 40 mm diameter (round size). However, if the ash content exceeds 35 percent, it may exceed 35 percent if it can be used as a fuel in a thermal power plant.

또한, 연료로 재활용하는 유기성 오니는 자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률시행규칙 제20조의5제3항에 따라 환경부장관이 고시한 고형연료제품의 품질 시험,분석방법에 따른 시험결과(건조된 상태를 기준으로 한다)가 다음의 기준에 적합하여야 한다.라고 규정하고 있다. 즉, 수은: 킬로그램 당 1.20밀리그램 이하, 카드뮴: 킬로그램 당 9.0밀리그램 이하, 납: 킬로그램 당 200.0밀리그램 이하, 비소: 킬로그램당 13.0밀리그램 이하로 규정하고 있다.
In addition, the organic sludge recycled as fuel is tested according to the quality test and analytical method of the solid fuel product notified by the Minister of the Environment pursuant to Article 20-5 (3) of the Enforcement Regulation of the Act on the Promotion of Energy Conservation and Recycling ) Shall comply with the following criteria. Mercury: not more than 1.20 milligrams per kilogram, cadmium: not more than 9.0 milligrams per kilogram, lead: not more than 200.0 milligrams per kilogram, arsenic: not more than 13.0 milligrams per kilogram.

이러한 점에서, 슬러지만 고형연료화 하였을 경우는 발열량이 3,000kcal/kg내외로서 발전시설이나 시멘트 생산시설에서 주연료로 사용하기에는 부적합하나, 본 발명은 수은, 카드뮴, 납, 비소의 경우 기준에 적합하고, 폐기물을 20% 이상 혼합하였을 경우 4,000kcal/kg 이상의 발열량을 보여 사용시설에서 충분히 주연료로서 사용이 가능한 것으로 나타났고, 발열량을 제외한 수분, 염소, 황분의 경우도 고형연료 품질기준에 적합한 것으로 분석되었으나, 회분의 경우는 슬러지의 혼합율이 증가할수록 높아지는 현상을 보이고 있어 현재의 고형연료 품질기준 중 회분의 품질기준(20wt.%)에 적합하지 않은 혼합비율도 있다.(슬러지 혼합율 50% 이상) 따라서, 고형연료로서의 기준을 만족하기 위해서는 슬러지의 혼합율을 40% 이하로 조절하여 고형연료화 하여야 할 것이다.
In this respect, when the sludge is converted into solid fuel, the calorific power is about 3,000 kcal / kg, which is not suitable for use as a main fuel in a power plant or a cement production facility. However, the present invention is suitable for the standards of mercury, cadmium, lead and arsenic , And more than 20% of wastes showed a calorific value of more than 4,000kcal / kg. Therefore, it can be used sufficiently as main fuel in the use facility. Also, moisture, chlorine, and sulfur except calorific value are suitable for solid fuel quality standards. However, in the case of ash, the higher the mixing ratio of the sludge is, the higher the mixing ratio is not suitable for the quality standard of ash (20wt.%) , To meet the standard as solid fuel, the mixing ratio of the sludge should be adjusted to 40% or less so as to solidify the fuel The.

(성형공정)(Molding step)

이 공정은 상기 파쇄물 혼합공정에 의해 혼합된 슬러지 파쇄물 및 가연성 파쇄물의 혼합물을 성형기로 펠릿 형태로 압축 성형하는 것으로서, 성형기는 링다이스 방식 또는 휠다이스 방식이 사용될 수 있고, 휠다이스방식이 대형 휠다이스가 천천히 회전하여 원료와의 접촉 면적이 링다이스보다 50% 적어 수명이 오래간다는 점과, 그 결과 생산량이 많고 전기 소모도 적어 경제적이라는 점에서 휠다이스 방식으로 성형하는 것이 보다 바람직하고, 방식에 구애받음 없이 펠릿을 압축 성형할 수 있는 성형기이면 무방하다.
In this process, a mixture of the sludge crushing material and the combustible crushing material mixed by the crushing material mixing step is compression-molded into a pellet by a molding machine. The molding machine can be a ring dice type or a wheel dice type, The contact area with the raw material is 50% lower than that of the ring dice and the lifetime is prolonged. As a result, since the production amount is low and the electricity consumption is low, it is more economical to mold the wheel dice system. A molding machine capable of compressing and molding the pellet without receiving it is acceptable.

<실시예 6>&Lt; Example 6 >

고형연료 성형에 소요되는 에너지는 모터 구동을 위한 전력만 소요되며, 기타 첨가제 및 보조제는 사용하지 않았다. 성형시 소요전력은 고함수율, 저함수율 성분 및 혼합연료의 비율에 관계없이 성형을 위한 투입량에 따라 결정된다.
The energy required for solid fuel molding is only the electric power required for driving the motor, and other additives and auxiliaries are not used. The power required for molding is determined by the amount of injection for molding, regardless of the ratio of high water content, low moisture content and mixed fuel.

성형시 함수율 저감에 따른 전력소모량(㎾)Power consumption (㎾) due to water content reduction during molding 구 분division 투입량(kg)Input (kg) 함수율Moisture content 소요시간
(min)
Time
(min)
전력소모량
(kW)
Power consumption
(kW)
성형전(%)Before molding (%) 성형후(%)After molding (%) 1One 300300 15 1.515 1.5 < 10<10 18.918.9 26.9126.91 22 240240 15 1.515 1.5 < 10<10 14.714.7 16.5916.59 33 666666 15 1.515 1.5 < 10<10 33.633.6 37.0537.05 44 900900 15 1.515 1.5 < 10<10 28.728.7 98.6498.64 55 282282 15 1.515 1.5 < 10<10 13.513.5 22.9022.90 66 102102 15 1.515 1.5 < 10<10 4.24.2 12.9612.96 77 117117 15 1.515 1.5 < 10<10 10.510.5 15.3315.33 88 9090 15 1.515 1.5 < 10<10 6.36.3 9.849.84 99 9090 15 1.515 1.5 < 10<10 7.27.2 8.048.04 1010 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 6.36.3 8.288.28 1111 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 7.87.8 7.087.08 1212 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 6.96.9 8.978.97 1313 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 6.66.6 10.2610.26 1414 9090 15 1.515 1.5 < 10<10 4.84.8 9.579.57 1515 9090 15 1.515 1.5 < 10<10 5.15.1 9.189.18 1616 240240 15 1.515 1.5 < 10<10 11.711.7 19.6519.65 1717 150150 15 1.515 1.5 < 10<10 9.69.6 12.6012.60 1818 300300 15 1.515 1.5 < 10<10 18.318.3 23.1023.10 1919 210210 15 1.515 1.5 < 10<10 13.813.8 12.0012.00 2020 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 8.78.7 6.606.60 2121 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 9.39.3 6.906.90 2222 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 8.78.7 7.807.80 2323 9090 15 1.515 1.5 < 10<10 5.75.7 6.006.00 2424 600600 15 1.515 1.5 < 10<10 29.429.4 41.2541.25 2525 450450 15 1.515 1.5 < 10<10 20.420.4 31.8331.83 2626 180180 15 1.515 1.5 < 10<10 15.315.3 17.4017.40 2727 180180 15 1.515 1.5 < 10<10 11.411.4 13.2913.29 2828 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 6.96.9 8.708.70 2929 360360 15 1.515 1.5 < 10<10 19.219.2 31.6531.65 3030 300300 15 1.515 1.5 < 10<10 16.516.5 24.7524.75 3131 300300 15 1.515 1.5 < 10<10 18.318.3 30.9330.93 3232 150150 15 1.515 1.5 < 10<10 9.69.6 9.519.51 3333 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 8.48.4 7.327.32 3434 300300 15 1.515 1.5 < 10<10 16.516.5 23.9423.94 3535 270270 15 1.515 1.5 < 10<10 16.216.2 19.1419.14 3636 270270 15 1.515 1.5 < 10<10 14.714.7 17.6117.61 3737 150150 15 1.515 1.5 < 10<10 8.48.4 10.3510.35 3838 270270 15 1.515 1.5 < 10<10 15.315.3 18.0918.09 3939 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 13.813.8 7.657.65 4040 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 8.48.4 9.339.33 4141 120120 15 1.515 1.5 < 10<10 6.36.3 7.447.44 4242 270270 15 1.515 1.5 < 10<10 14.114.1 25.8325.83 4343 270270 15 1.515 1.5 < 10<10 15.915.9 21.1221.12 4444 270270 15 1.515 1.5 < 10<10 15.315.3 20.7020.70 4545 9090 15 1.515 1.5 < 10<10 5.75.7 6.006.00 4646 450450 15 1.515 1.5 < 10<10 22.522.5 39.4239.42 4747 540540 15 1.515 1.5 < 10<10 21.921.9 44.5544.55 4848 360360 15 1.515 1.5 < 10<10 19.819.8 36.3936.39 4949 210210 15 1.515 1.5 < 10<10 12.612.6 18.0918.09 5050 270270 15 1.515 1.5 < 10<10 14.414.4 18.3018.30

혼합연료의 성형에는 동력만 필요하며 이는 전력에 의존한다. 소요동력은 성형하는 양의 증가와 비례적으로 소요되며, 본 실험에서는 6.00~98.64㎾ 소요되었다. 원료 1ton 당 평균 전력소비량은 79.6㎾로 산출되었다. 본 성형기의 성형소요시간은 1ton의 혼합시료를 성형하는데 31.8~115.0 min이 소요되는 것으로 분석되었다. 성형이 완료된 고형연료의 크기는 도 4에 도시된 바와 같이 가로, 세로 22mm로 고형연료 품질기준인 50mm이내이고 길이는 100mm 이하이다.
Molding of mixed fuels only requires power, which is power dependent. The required power is proportional to the increase of the amount of molding and it takes 6.00 ~ 98.64㎾ in this experiment. The average power consumption per ton of raw material was calculated as 79.6 kW. The time required for molding of this molding machine was analyzed to be 31.8 ~ 115.0 min to form 1 ton of mixed sample. As shown in FIG. 4, the size of the solid fuel that has been molded is 22 mm in width and 22 mm in length, which is less than 50 mm, and the length is 100 mm or less.

한편, 일반적인 하수슬러지 건조연료화시 소요비용(100톤 처리기준)과 상기한 본 발명의 하수슬러지 처리공정과 생활폐기물 처리공정 및 파쇄물 혼합공정, 성형공정을 통해 소비된 에너지의 비용을 살펴보면 다음과 같다.
On the other hand, the cost of energy consumed through the sewage sludge treatment process, the municipal waste treatment process, the crushing material mixing process, and the molding process according to the present invention is as follows .

(일반적인 하수슬러지 건조연료화시 소요비용)(Costs for general sewage sludge dry fueling)

① 탈수비용(약품소모비 제외)① Dehydration cost (excluding consumption of medicine)

- 원심탈수기의 전력소비량 : 64kW/30ton(16hr/대ㅧ2대ㅧ2kwh)- Power consumption of centrifugal dehydrator: 64kW / 30ton (16hr / ㅧ 2 ㅧ 2kwh)

- 100ton ㅧ 60㎾/30ton ㅧ 84.8원/㎾ = 18,091원- 100ton ㅧ 60㎾ / 30ton ㅧ 84.8 won / ㎾ = 18,091 won

② 건조비용② Drying Cost

- 건조 필요열량 원단위 : 750,000kcal/ton.H2O- Drying Calories Required Unit Price: 750,000kcal / ton.H 2 O

- 750,000㎾/ton.H2O ㅧ 3.889ton ㅧ 21.6원/MJ = 263,768원- 750,000㎾ / ton.H 2 O ㅧ 3.889ton ㅧ 21.6 Yuan / MJ = 263,768 Yuan

③ 탈수비용 + 건조비용 = 18,091원 + 263,768원 = 281,859원
③ Dehydration cost + drying cost = 18,091 won + 263,768 won = 281,859 won

(본 발명에 의한 하수슬러지 및 생활폐기물 고형연료화시 소요비용)(Cost required for solidification of sewage sludge and municipal solid waste according to the present invention)

① 탈수비용(약품소모비 제외)① Dehydration cost (excluding consumption of medicine)

- 전력소비량 : 4.23㎾/ton(연간 소비량의 평균값)- Power consumption: 4.23㎾ / ton (average of annual consumption)

- 100ton ㅧ 4.23㎾/ton ㅧ 84.8원/㎾ = 35,870원- 100ton ㅧ 4.23㎾ / ton ㅧ 84.8 Won / ㎾ = 35,870 Won

② 건조비용② Drying Cost

- 전력소비량 : 324.9㎾/ton(금회 실험치)- Power consumption: 324.9㎾ / ton (experimental data for this time)

- 2.86ton ㅧ 324.9㎾/ton ㅧ 84.8원/㎾ = 78,797원- 2.86ton ㅧ 324.9 ㎾ / ton ㅧ 84.8 / / ㎾ = 78,797 원

③ 성형비용③ Molding cost

- 전력소비량 : 79.6㎾/ton(금회 실험치)- Power consumption: 79.6㎾ / ton (experimental value of this session)

- 1.18ton ㅧ79.6㎾/ton ㅧ 84.8원/㎾ = 7,965원- 1.18ton ㅧ 79.6㎾ / ton ㅧ 84.8 Won / ㎾ = 7,965 Won

④ 총 비용 : 탈수비용 + 건조비용 + 성형비용 = 122,160원④ Total cost: Dehydration cost + drying cost + molding cost = 122,160 won

분석결과, 여러 인자들을 포함하지 않은 단순한 에너지 소요비용을 단순비교하였을 경우 기존의 생활적인 방식에 비하여 본 발명의 적용기술이 50% 이상의 에너지비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
As a result of the analysis, it is expected that when the simple energy consumption costs without various factors are simply compared, the application technology of the present invention is expected to save energy cost of 50% or more compared to the existing life style.

이같이 본 발명은 상술한 바와 같이 본 발명은 하수슬러지에 생활 폐기물을 혼합하여 고형연료로 제조할 때 저비용으로 주연료로 사용하기 위한 국가 규격 이상의 발열량을 가지며, 염소, 수분, 회분, 황분의 함량에 따른 고형연료 품질기준을 만족하면서 회분량을 기준치 이하로 줄일 수 있도록 하여 저비용 고효율로 펠릿 형태의 고형연료를 제조할 수 있게 되고, 이로 인하여 매립처분되는 슬러지의 운반 및 매립에 따른 비용을 절감할 수 있고 연료를 판매하는 수익구조를 가지며, 슬러지 처리시설에 따른 슬러지 처리비용의 절감으로 경제성 및 가격 경쟁력을 확보할 수 있게 되는 것이다.
As described above, the present invention provides a method for producing a solid fuel by mixing municipal waste with sewage sludge, having a calorific value higher than that of a national standard for use as a main fuel at a low cost and having a chlorine, moisture, ash, It is possible to manufacture the pellet type solid fuel at a low cost and high efficiency by reducing the amount of the sludge to below the reference value while meeting the solid fuel quality standard according to the quality of the sludge, It has a profit structure that sells fuel, and it is possible to secure economic efficiency and price competitiveness by reducing sludge treatment cost according to the sludge treatment facility.

이상에서 본 발명에 의한 하수슬러지의 성형연료화 제조방법을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof, The range is determined and limited. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

Claims (1)

97~99% 이상의 함수율을 갖는 하수슬러지를 압착식 탈수기로 60~70%의 함수율로 탈수한 후, 회전충격식 건조기를 이용해 함수율 10~15% 미만의 슬러지 파쇄물로 가공 처리하는 하수슬러지 처리공정과;
생활폐기물로부터 가연성 폐기물을 선별하고 파쇄기로 파쇄한 후, 파쇄물을 다시 회전충격식 건조기를 이용해 함수율 10~15% 미만의 발열량 5,500kcal/kg 이상을 갖는 가연성 파쇄물로 가공 처리하는 생활폐기물 처리공정과;
상기 하수슬러지 처리공정 및 생활폐기물 처리공정을 거쳐 준비된 10~15% 미만의 함수율을 갖는 슬러지 파쇄물과 함수율 10~15% 미만의 발열량 5,500kcal/kg 이상을 갖는 가연성 파쇄물을 혼합하는 파쇄물 혼합공정와;
상기 파쇄물 혼합공정에 의해 혼합된 슬러지 파쇄물 및 가연성 파쇄물의 혼합물을 성형기로 펠릿 형태로 압축 성형하는 성형공정;로 이루어지되,
상기 파쇄물 혼합공정에서 슬러지 파쇄물과 가연성 파쇄물을 4:6~2:8의 비율로 혼합하여 상기 성형공정에서 압축 성형된 펠릿이 4,700~4,924kcal/kg의 발열량을 가지며 염소 0.94~1.1%wt, 수분 5.2~6.0%wt, 회분 20.1~16.1%wt, 황분 0.1~0.02%wt의 함량을 갖도록 한 것을 특징으로 한 하수슬러지의 성형연료화 제조방법.
Sewage sludge treatment process of dehydrating sewage sludge having a water content of 97 ~ 99% by using a squeezing type dehydrator at a water content of 60 ~ 70% and then processing into sludge disintegration with a moisture content of less than 10 ~ 15% ;
A municipal waste treatment process in which flammable waste is selected from municipal wastes, crushed by a crusher, and processed into a flammable waste having a calorific value of 5,500 kcal / kg or more with a moisture content of less than 10 to 15% by using a rotary impact type drier;
A sludge disintegration step of mixing a sludge crush having a water content of less than 10 to 15% and a combustible crush having a calorific value of less than 10 to 15% and having a calorific value of 5,500 kcal / kg or more prepared through the sewage sludge treatment process and the municipal waste treatment process;
And a molding step of compressing and molding a mixture of the sludge crushing material and the combustible crushing material mixed in the crushing material mixing step into a pellet form by a molding machine,
The sludge crusher and the combustible crusher are mixed at a ratio of 4: 6 to 2: 8 in the crushing and mixing process. The pellets thus compression-molded in the molding process have a calorific value of 4,700 to 4,924 kcal / kg, chlorine 0.94 to 1.1% Wherein the content of the sludge is in the range of 5.2 to 6.0 wt%, 20.1 to 16.1 wt% of ash, and 0.1 to 0.02 wt% of sulfur.
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