KR101433333B1 - Novel method for drying subjective by using water absorbing mediator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건조 대상물의 건조 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 (1) 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 혼합 및 교반, 또는 교반/상온 송풍하고 정치하는 단계; 및 (2) 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 분리하는 단계;를 포함하는 건조 대상물의 건조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for drying a subject to be dried, and more particularly to a method for drying a subject to be dried, comprising the steps of: (1) mixing and stirring a water absorbing medium and a drying subject; And (2) separating the moisture absorbing medium from the drying object.
2012년부터 하수슬러지 및 가축분뇨의 해양투기가 전면금지되어 있고, 음식물쓰레기는 2013년부터 전면금지되어 있다. 현재 하수슬러지의 최종처리방법은 건조 후 발전소 보조연료로 사용하거나, 퇴비, 토양개량재, 고화 후 복토재 등으로 활용할 수 있고, 음식물이나 가축분뇨의 경우는 혐기성 소화를 통한 바이오가스화, 퇴비, 액비 등으로, 특히 음식물의 경우는 건조하여 사료의 원료로 활용할 수 있다.Since 2012, marine dumping of sewage sludge and livestock manure has been totally banned, and food waste is completely banned from 2013. Currently, the final disposal method of sewage sludge can be used as an auxiliary fuel for the power plant after drying or as a compost, a soil improvement material, a soil material after solidification, and in the case of food or livestock manure, biogasification through anaerobic digestion, compost, In particular, in the case of food, it can be dried and used as a raw material for the feed.
한편, 하수슬러지는 운반시 편리함을 도모하고, 강도발현, 중금속 등의 용출방지, 악취 저감 및 개량 후 성토재 또는 복토재 등으로 유효하게 이용하기 위하여 고형화 처리를 실시하게 되는데, 이는 감량화 측면에서는 불리한 요인이 있어, 대응 공정으로 건조 등의 방법이 이용된다.On the other hand, the sewage sludge is subjected to solidification treatment in order to make it convenient for transportation, to prevent the elution of heavy metals, to dissolve heavy metals, to reduce the odor and to use it effectively as embankment or cover materials after improvement, And a method such as drying is used for the corresponding process.
하수슬러지, 폐수슬러지, 음식물쓰레기, 축분슬러지 등의 감량화를 위한 기존의 건조 방법은 직접적으로 열을 가하는 직접열풍방식과 스팀 등의 간접열을 이용하는 간접방식이 대부분이며, 온도의 차이일뿐 모두 열을 가하는 기술이라는 공통점이 있다. 추가적으로 접촉방식, 표면적 등을 향상시켜 효율을 높이거나 하는 등의 기술이 보고된 바 있다. Conventional drying methods for reducing sewage sludge, wastewater sludge, food waste, and sludge sludge are indirect heating methods such as direct heating method which directly applies heat and indirect methods such as steam. There is a common point. In addition, techniques such as increasing the efficiency by increasing the contact method and surface area have been reported.
그러나 상기 종래에 이용되던 방법은 슬러지내의 미생물 체내수분과 표면 결합수 등이 탈수와 건조를 방해하기 때문에 함수율 80% 수준 이하로 탈수하기가 어렵고, 더욱이 60% 또는 10% 대의 함수율로 건조하기 위해서는 매우 높은 비용이 소요된다는 단점이 있다. However, in the conventional method, since dehydration and drying of the microorganism body in the sludge are interfered with dehydration and drying, it is difficult to dehydrate to a water content of 80% or less. Further, in order to dry at a water content of 60% or 10% There is a disadvantage that high cost is required.
최근에는 고화제를 사용하여 슬러지를 고화시키는 기술이 개발 및 개량되고 있는데, 이러한 하수슬러지 고화 처리를 위해 사용되는 하수슬러지용 고화제에 관한 종래기술로는 시멘트(1종 포틀랜트시멘트), 이수석고, 미분의 제강슬래그 및 CaO 또는 Ca(OH)2를 원료로 하여 하수슬러지를 고화시키는 기술(일본 공개특허공보 소64-11700호) 등이 보고된 바 있다.In recent years, techniques for solidifying sludge using a solidifying agent have been developed and improved. Examples of conventional solidifying agents for sewage sludge used for solidifying sludge sludge include cement (one kind of portland cement) , A technique of solidifying sewage sludge by using steelmaking slag of fine powders and CaO or Ca (OH) 2 as a raw material (Japanese Laid-Open Patent Publication No. 64-11700) and the like have been reported.
그러나 상기의 고화제 원료들은 대부분 알카리성 무기계의 바인더들로서, 이들 바인더를 하수슬러지와 혼합하여 하수슬러지 고화체를 제조하는 과정에서 고화체의 수소이온농도(pH)는 상승하게 되며, 이때 고화체의 수소이온농도(pH)가 9를 초과하게 되면 하수슬러지 고화체 내의 암모니아성 이온(NH4 +)이 암모니아성 가스(NH3)화 되면서 악취를 발생시키게 되고, 또한 이러한 하수슬러지 고화체를 양생하는 과정에서도 장기간 암모니아성 악취를 발생시키게 된다는 문제점이 있다. However, most of the above-mentioned solidifying agent raw materials are alkaline inorganic binders. When the binder is mixed with sewage sludge to prepare a sewage sludge solidified body, the pH of the solidified body is increased. At this time, pH) of more than 9 causes ammonia gas (NH 4 + ) in the solidified sewage sludge to be converted into ammonia gas (NH 3 ), which causes odor. In the process of curing the sewage sludge solid, And the like.
현재 수도권 매립지를 비롯한 전국의 지자체에서는 고함수 슬러지의 함수율을 저감시켜 복토재, 성토재, 차수재, 뒷채움재 등 다양한 지반용 재료로 사용할 수 있는 인공토양을 제조하는 고화시설을 운영하고 있는 상황으로, 이에 따라 높은 함수율을 가지는 슬러지를 고효율로 고화처리함으로써 생산성 및 경제성이 우수한 개선 또는 개량된 슬러지 고화방법이나, 이를 효율적으로 대체할 수 있는 보다 효율적인 대체기술의 개발이 절실한 실정이다.
Currently, municipalities including the landfill in the metropolitan area are operating a solidification facility to produce artificial soil that can be used as various soil materials such as soil materials, embankment materials, carpenters, backfill materials by reducing water content of high-function sludge. The sludge having a high water content is highly solidified at a high efficiency, so that there is a need to develop a sludge solidification method which is superior in productivity and economy, and a more efficient substitute technology that can efficiently replace the sludge.
종래의 하수슬러지 고화를 위해서는 생석회, 시멘트 등의 강알칼리성 재료가 주로 사용되었지만, 상기 생석회나 시멘트를 이용할 경우에는 악취 및 재슬러리화 등의 문제점이 필연적으로 야기되며, 이를 보완하기 위해 고가의 황산 및 황산철 등의 산성재료를 추가 투입하여 암모니아 방출 저감을 꾀하는 방법이 사용되고 있지만, 투입되는 원재료의 가격이 높아 경제성면에서 경쟁력이 부족하다.Conventionally, strong alkaline materials such as quicklime and cement have been mainly used for solidifying sewage sludge. However, when using the quicklime or cement, problems such as odor and re-slurrying are inevitably caused. In order to compensate for this, A method of reducing ammonia emission by adding an acidic material such as iron sulfate is used. However, the cost of the raw material is high, so it is not competitive in terms of economy.
또한, 상기 재료의 재료적 결함을 보완하기 위해 건조 및 양생 등의 처리공정을 보완하여 문제를 해결하려는 시도도 있었으나, 처리과정 자체가 고비용을 유발하는 구조를 가지고 있을 뿐 아니라, 가열 양생 플랜트의 가동 또한 원활치 못한 실정이다.In order to compensate for the material defects of the material, there has been attempted to solve the problem by supplementing the treatment process such as drying and curing. However, not only the treatment process itself has a structure which causes high cost, Also, it is not smooth.
최근 일본에서는 탈수촉진제라는 유기성 성분의 물질을 사용하여 건조 대상 물질과 혼합한 상태에서 열을 가하지 않고서도 단순 송풍만으로 함수율 80%에서 60%까지 4시간만에 저감시키는 기술이 개발되어있지만, 비용이 많이 들고, 생산효율이 낮은 단점이 있었다(일본 ACT 사).Recently, in Japan, there has been developed a technology for reducing the moisture content from 80% to 60% within 4 hours by simply blowing air without mixing with a drying target material by using an organic component called a dehydration promoting agent. However, (ACT Corporation, Japan).
이에, 본 발명자는 하수슬러지, 폐수슬러지, 음식물쓰레기, 축분슬러지, 농축산물(냉동 또는 비냉동), 글라스파이버(건축단열재) 및 석탄 등의 건조 대상물의 함수율을 효율적으로 낮추는 건조방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, Accordingly, the present inventor has developed a drying method for effectively lowering the water content of a drying object such as sewage sludge, wastewater sludge, food waste, sludge sludge, agricultural products (frozen or unfrozen), glass fiber As a result,
고화제와 건조대상물을 혼합 교반하여 슬러지의 함수율을 낮춘 후, 상기 고화제를 건조대상 슬러지로부터 분리하는 경우, 단시간에 온도의 가열 없이도 단 한번의 처리 만으로도 건조대상물의 함수율을 55~60%까지 낮출 수 있으며, 반복적인 처리를 통해 20%이하의 함수율을 가지도록 할 수 있다는 점을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
When the solidifying agent and the drying object are mixed and stirred to lower the water content of the sludge and then the solidifying agent is separated from the sludge to be dried, the water content of the drying object is reduced to 55 to 60% by a single treatment without heating the temperature in a short time And it is possible to have a moisture content of 20% or less through repetitive processing, and the present invention has been completed.
본 발명의 목적은 기본적으로 가열없이 단시간에 건조대상물의 함수율을 낮출 수 있는 건조 방법을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is to provide a drying method capable of basically lowering the water content of a drying object in a short time without heating.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (1) 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 혼합 및 교반, 또는 교반/상온 송풍하고 정치하는 단계; 및 (2) 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 분리하는 단계를 포함하는 건조 대상물의 건조 방법을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a water-absorbent resin composition comprising the steps of: (1) mixing and stirring a water absorbing medium and a drying object, or agitating / And (2) separating the moisture absorbing medium and the object to be dried.
본 발명에 따른 건조 방식을 이용할 경우, 하수슬러지, 폐수슬러지, 음식물쓰레기, 축분슬러지 등의 슬러지를 단시간에 저비용으로 건조시켜 다양한 용도로 활용가능하게 할 수 있으며, 하수슬러지 등 상기 슬러지를 처리횟수에 따라 함수율 50~60%, 40~50%, 30~40%, 20~30%, 10~20%, 10% 이하 등의 함수율 범위로 단계적으로 처리하여 건조함으로써 발전소 보조연료, 소성로 보조연료, 성토재 및 복토재 등으로 이용가능하며, 음식물 쓰레기나 축분 슬러지 등은 혐기성 소화를 통한 바이오가스화, 퇴비, 액비 등으로, 특히 음식물의 경우는 건조하여 사료의 원료로 활용할 수 있다. 또한, 농축산물(냉동 또는 비냉동), 글라스파이버(건축단열재) 및 석탄 등을 효율적으로 건조함으로써 경제성을 제고할 수 있다.
When the drying method according to the present invention is used, the sludge such as sewage sludge, wastewater sludge, food waste, and sludge sludge can be dried at low cost in a short time, and can be utilized for various purposes. The sludge, such as sewage sludge, It is gradually treated and dried in a water content range of 50 to 60%, 40 to 50%, 30 to 40%, 20 to 30%, 10 to 20%, 10% or less by water content and thereby the power plant auxiliary fuel, Food waste and sludge sludge are anaerobic digestion, biogasification, compost and liquid fertilizer. Especially, in the case of food, they can be dried and used as a raw material for feed. In addition, economic efficiency can be improved by efficiently drying agricultural products (frozen or unfrozen), glass fiber (building insulation) and coal.
도 1은 본 발명에 따른 건조방법을 예시한 공정 흐름도.
도 2는 처리 횟수에 따른 슬러지 및 수분 전달 매개체의 함수율 변화를 나타내는 도면.
도 3은 수분 전달 매개체와 슬러지의 자연 상태에서의 건조 속도를 비교한 도면.
도 4는 슬러지 건조 방식에 따른 건조대상물의 함수율 변화를 나타내는 도면.1 is a process flow diagram illustrating a drying method according to the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the water content change of the sludge and moisture transfer medium depending on the number of treatments.
Figure 3 compares the rate of drying of the moisture transfer vehicle and the sludge in their natural state.
4 is a view showing a change in water content of a drying object according to a sludge drying method;
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.
본 발명은 (1) 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 혼합 및 교반, 또는 교반/상온 송풍하고 정치하는 단계; 및 (2) 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 분리하는 단계;를 포함하는 건조 대상물의 건조 방법에 관한 것이다 (도 1 참조).(1) mixing and agitating the moisture absorbing medium and the drying object, or agitating / blowing at room temperature and standing; And (2) separating the moisture absorbing medium and the drying object from each other (see Fig. 1).
본 발명에 있어서, 상기 건조대상물은 하수 슬러지, 폐수 슬러지, 음식물 쓰레기, 축분 슬러지, RO 등 멤브레인 농축슬러지, 증발농축 슬러지 등 환경관련 폐슬러지와, 농축산물(냉동 또는 비냉동), 글라스파이버(건축단열재) 및 석탄 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 하수슬러지, 폐수슬러지, 음식물쓰레기, 축분슬러지일 수 있다. In the present invention, the object to be dried may be an environmental waste sludge such as sewage sludge, wastewater sludge, food waste, sludge sludge, RO concentrated sludge such as membrane concentrated sludge, evaporated concentrated sludge, and agricultural waste (frozen or unfrozen) Heat insulating material), coal, and the like, but is not limited thereto, and preferably it can be sewage sludge, wastewater sludge, food waste, and sludge sludge.
본 발명에 있어서, 상기 수분 흡수 매개체는 고화제일 수 있으며, 상기 고화제는 CaO, Ca(OH)2, CaCO3, CaCl2, Mg(OH)2, 및 SiO2에서 선택되는 하나 이상의 물질을 함유할 수 있고, 특히, CaO, Ca(OH)2, CaCO3, CaCl2, Mg(OH)2, 및 SiO2에서 선택된 하나 이상의 물질들의 총 함량이 20 내지 50 (w/w)%인 제지 슬러지 소각재, 고칼슘 슬래그 분진, 고칼슘 플라이애쉬, 생석회, 백운석 등이 사용될 수 있다. In the present invention, the water-absorbing medium may be solidified first, in which the agent contains one or more substances selected from CaO, Ca (OH) 2, CaCO 3,
산화칼슘(CaO)은 상기 생석회와 경소백운석 등에도 함유되어 있지만, 산화칼슘 함유량이 20%이상인 소각잔재를 활용하는 것이 원가절감과 환경적 측면에서도 바람직하다.Although calcium oxide (CaO) is also contained in the above-mentioned quicklime and light dolomite, it is preferable to use the incineration residue having a calcium oxide content of 20% or more in cost reduction and environmental aspects.
본 발명의 건조방법의 일 양태로는 80% 정도의 함수율을 가지는 슬러지와 0.5~10% 함수율을 가지는 수분 흡수 매개체(일반적으로 고화제로 사용하는 CaO, Ca(OH)2등이 주재료인 분말)를 혼합하여, 슬러지내의 수분을 분체로 이동시킨 후, 슬러지와 분체를 분리(체거름 등의 방법)하면, 슬러지의 함수율은 50~55%이 되고, 수분 흡수 매개체는 30~40% 정도의 함수율을 가지게 된다. 본 발명에서 함수율은 슬러지 등의 무게당 포함된 물의 중량비를 백분율로 나타낸 것이다. In one embodiment of the drying method of the present invention, a sludge having a water content of about 80% and a water absorbing medium having a moisture content of 0.5 to 10% (powder mainly containing CaO, Ca (OH) 2, etc. used as a solidifying agent) The sludge has a water content of 50 to 55%, and the water absorption medium has a water content of about 30 to 40%. When the sludge is separated from the sludge (sieving method) after the water in the sludge is transferred to the powder, . In the present invention, the water content is expressed as a percentage of the weight of water contained in the sludge or the like.
종래에 사용되던 열을 이용한 건조방식은 건조 대상물에 열을 직/간접방식으로 가해 대기중으로 수분을 증발시키는 방식이며, 종래의 고화제를 이용한 함수율 저감방식은 건조대상물과 고화제를 단순 혼합하여, 함수율을 낮춘 후 슬러지와 고화제의 혼합물을 그대로 복토재 등으로 재활용하는 것이었다. Conventionally, a drying method using heat is a method in which heat is directly or indirectly applied to a drying object to evaporate water into the atmosphere. In the conventional water reducing method using a solidifying agent, a drying object and a solidifying agent are simply mixed, After lowering the water content, the mixture of the sludge and the solidifying agent was directly recycled as a superficial material.
이에 반해, 본 발명의 건조방식은 수분을 대기중으로 증발시키지 않고, 수분 흡수 매개체(고화제)를 혼합 및 교반하고, 건조 대상물의 수분이 매개체로 전달되도록 정치하는 방식으로, 전체(슬러지+수분 흡수 매개체)의 함수율을 떨어뜨린 후, 체거름 등으로 건조 대상물과 수분 흡수 매개체를 분리하고, 함수율이 떨어진 건조 대상물을 발전소 보조연료, 소성로 보조연료, 성토재, 복토재, 퇴비, 토양개량재 등으로 사용하는 방법이다.On the other hand, the drying method of the present invention does not evaporate moisture into the atmosphere but mixes and agitates the water absorbing medium (solidifying agent) and stops the moisture of the drying object to be transferred to the medium, The drying object is separated from the water absorption medium by sieving or the like and the dried object having a low water content is used as a power plant auxiliary fuel, a calcining furnace auxiliary fuel, an embankment material, a soil material, a compost, a soil improvement material, etc. Method.
특히, 상기 분리된 수분 흡수 매개체는 그대로 다른 용도로 활용이 가능할 뿐 아니라, 약간의 건조만으로도 본 발명에 따른 건조 대상물의 건조에 재사용되어 본 발명에 따른 건조방법의 경제성 및 효율성을 보다 제고할 수 있다. Particularly, the separated moisture-absorbing medium can be used for other purposes as it is, and the drying efficiency of the drying method according to the present invention can be further improved, .
본 발명에 따르면, 하수슬러지, 폐수슬러지, 음식물쓰레기, 축분슬러지 등의 슬러지를 단시간에 저비용으로 감량화(건조)시켜 다양한 용도로 활용되는 원료 또는 중간물질로 사용가능하게하며, 하수슬러지 등 상기 슬러지를 수분 흡수 매개체의 처리 횟수에 따라 50~60%, 40~50%, 30~40%, 20~30%, 10~20%, 10% 이하 등의 함수율 범위로 단계적으로 처리함으로써 발전소 보조연료, 소성로 보조연료, 성토재 및 복토재 등으로 이용가능하며, 음식물 쓰레기나 축분 슬러지 등은 혐기성 소화를 통한 바이오가스화, 퇴비, 액비 등으로, 특히 음식물의 경우는 건조하여 사료의 원료로 활용할 수 있다. 또한, 농축산물(냉동 또는 비냉동), 글라스파이버(건축단열재) 및 석탄 등을 효율적으로 건조함으로써 경제성을 제고할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to reduce (dry) sludge such as sewage sludge, wastewater sludge, food waste, and sludge sludge in a short time at a low cost, thereby making it possible to use the sludge as sewage sludge or the like. The step of treating the water-absorbing agent in a range of water content of 50 to 60%, 40 to 50%, 30 to 40%, 20 to 30%, 10 to 20%, 10% Supplementary fuels, embankment materials and soil materials. Food waste and sludge sludge are anaerobically digested biogas, compost, and liquid. In particular, they can be dried and used as raw materials for feed. In addition, economic efficiency can be improved by efficiently drying agricultural products (frozen or unfrozen), glass fiber (building insulation) and coal.
본 발명에서 건조 처리 전의 건조 대상물의 수분 함량, 즉 함수율은 30% 이상 85%이하인 것이 바람직하고, 건조 대상물과 혼합 전 수분 흡수 매개체의 수분 함량은 0.4 내지 10% 인 것이 바람직하며, 수분 흡수 매개체와의 혼합 이후 분리된 건조 대상물의 함수율은 단계별 처리횟수와 용도에 따라 10~60%인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the moisture content, that is, the water content, of the object to be dried before the drying treatment is 30% or more and 85% or less. Preferably, the moisture content of the object to be dried and the moisture absorption medium before mixing is 0.4 to 10% It is preferable that the water content of the dried object to be separated after mixing is 10 to 60% depending on the number of processing steps and the application.
본 발명에서, 상기 수분 흡수 매개체는 건조 대상물 100 중량부에 대하여, 40~300 중량부로 첨가되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 50~200 중량부로 첨가될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 70~100 중량부로 첨가될 수 있다. In the present invention, the moisture absorption medium may be added in an amount of 40 to 300 parts by weight, preferably 50 to 200 parts by weight, more preferably 70 to 300 parts by weight, 100 parts by weight.
본 발명에 있어서, 상기 건조 대상물와 수분 흡수 매개체의 분리는 건조 대상물과 수분 흡수 매개체의 크기 차이를 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 건조 대상물과 수분 흡수 매개체의 크기 차이를 이용한 분리는 체거름 방식임을 특징으로 할 수 있다.
In the present invention, the separation of the object to be dried and the water absorption medium can be performed by using the difference in size between the object to be dried and the moisture absorption medium, and the separation using the size difference between the object to be dried and the moisture absorption medium is a sieve- .
본 발명에서 건조 대상물에서 수분 흡수 매개체로 수분이 이동하는 단계는 가열 또는 비가열 상태에서 수행될 수 있으며, 가열은 50~60 ℃ 이하로의 가열이 바람직하며, 가열할 경우에는 동일수분량 증발 기준으로 건조시간이 1/2정도로 단축되는 효과가 있으나, 가열하지 않는 경우도 1회의 처리만으로 15분 이내에서 60% 이하 함수율에 도달하므로, 본 발명의 건조방법에서는 가열과정이 필수적인 것은 아니다. In the present invention, the step of transferring moisture to the moisture absorbing medium in the drying object may be performed in a heated or non-heated state, and heating is preferably performed at 50 to 60 ° C or less. When heated, The drying time is reduced to about 1/2. However, the heating process is not essential in the drying method of the present invention since the moisture content reaches not more than 60% within 15 minutes even without heating.
본 발명에서는 건조 대상물과 수분 흡수 매개체의 혼합시에 두 물질의 친/소수성향의 차이로 인해 뭉침이 발생하고, 수분이 이동한 후 경화되기 때문에 쉽게 체거름 등으로 분리된다는 사실에 착안하여 상기 두 물질을 분리함으로서 효율적으로 슬러지를 건조할 수 있다. In the present invention, upon mixing of an object to be dried and a water-absorbing medium, due to a difference in the tendency of hydrophilicity / hydrophobicity of the two substances, lumps are formed, and water is cured after the movement, By separating the material, the sludge can be dried efficiently.
본 발명에서 건조 과정을 통하여 분리된 수분 흡수 매개체는 재순환(recycle)시켜 다른 건조 대상물의 건조에 이용될 수 있으며, 분리된 건조 대상물은 발전소나 소성로의 보조연료로 사용하거나, 복토재, 퇴비 또는 토양 개량재 자체/중간 원료물질로 이용될 수 있다. In the present invention, the water absorption medium separated through the drying process can be recycled to be used for drying other drying objects, and the separated drying object can be used as an auxiliary fuel for a power plant or a burning furnace, It can be used as re-self / intermediate raw material.
본 발명의 수분 흡수 매개체는 건조대상물과 분리된 후, 분리된 슬러지 보다 2배 이상의 빠른 속도로 건조되므로, 건조된 수분 흡수 매개체를 재사용하는 것이 용이하다. 또한, 수분 흡수 매개체와 분리된 건조 대상물은 함수율을 더욱 낮추기 위하여, 추가적으로 수분 흡수 매개체와 다시 혼합한 후 분리하는 공정을 수행할 수 있다. Since the moisture absorbing medium of the present invention is separated from the drying object and then dried at a speed twice as high as that of the separated sludge, it is easy to reuse the dried moisture absorbing medium. In addition, the dried object separated from the moisture absorbing medium may further be subjected to a process of re-mixing with water absorbing medium and then separating to further lower the water content.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these examples are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these examples.
실시예 1: 하수슬러지의 건조방법Example 1: Method of drying sewage sludge
대구 서부 하수 처리장에서 입수한 하수 슬러지(함수율 82.17%)와 수분 흡수 매개체로 CaO 함량이 50 (w/w)% 이하인 제지 슬러지 소각재(함수율 0.74%)를 1:1의 중량비로 혼합하고, 50 rpm으로 온화하게 교반/상온 송풍한 이후, 15분간 정치하였다. Sewage sludge (water content: 0.74%) having a CaO content of 50% (w / w)% or less as a water absorption medium was mixed at a weight ratio of 1: 1 and sewage sludge (moisture content 82.17%) obtained from Daegu Seobu sewage treatment plant was mixed at 50 rpm And the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 minutes.
이후, 100~300 메시의 체를 이용하여 하수 슬러지와 제지 슬러지 소각재를 분리한 후, 하수 슬러지에 CaO 함량이 50 (w/w)% 이하인 제지 슬러지를 다시 추가하는 방식으로 5회 까지 상기 혼합 및 교반/상온 송풍, 그리고 정치 단계를 반복하여, 5회 반복처리한 후, 각 단계별 슬러지의 함수율과 수분 흡수 매개체(촉진제, 제지 슬러지 소각재)의 함수율 변화를 측정하였다. Thereafter, the sewage sludge and paper sludge ash are separated using a sieve of 100 to 300 mesh, and then paper sludge having a CaO content of 50 (w / w)% or less is added to the sewage sludge again. After repeating 5 times repeatedly with stirring / room temperature blowing and stationary step, water content of sludge and moisture content of water absorption medium (accelerator, paper sludge ash) were measured at each step.
그 결과, 도 2에 도시된 바와 같이, 초기 82.17%의 함수율을 가지던 슬러지가 단 한번의 처리만으로도 53.72%의 함수율로 건조가 이루어짐을 확인하였으며, 2회 처리를 통해 53.72%에서 32.92%의 함수율로 건조가 이루어졌음을 확인하였다. 이후, 추가적인 2회의 처리를 통해, 총 5회의 처리만으로 최종적으로 16.75%의 함수율을 가지도록 슬러지를 건조할 수 있었다. As a result, as shown in FIG. 2, it was confirmed that the sludge having an initial water content of 82.17% was dried at a moisture content of 53.72% by only one treatment, and the water content of 53.72% to 32.92% And it was confirmed that drying was carried out. Thereafter, the sludge could be dried to have a final water content of 16.75% only by a total of five treatments through an additional two treatments.
수분 흡수 촉진제는 초기 함수율이 0.74%에서, 첫 번째 처리에서는 높은 함수율을 가지는 슬러지를 처리함에 따라, 슬러지로부터 많은 수분을 흡수하여 30.83%의 함수율을 가지는 것으로 나타났지만, 이후 처리할 슬러지의 함수율이 낮아짐에 따라 수분 흡수 촉진제로의 수분 이동량과 속도가 낮아져 함수율도 낮은 것으로 나타났다.
The water absorption promoter showed a water content of 30.83% after initial water content was 0.74%, and the first treatment absorbed a large amount of water from the sludge by treating the sludge having a high water content. However, the water content of the sludge to be treated subsequently decreased The moisture transfer rate and velocity as the water absorption promoter decreased and the water content was also lower.
실시예 2: 수분 전달 매개체의 건조 속도 확인 Example 2: Determination of the rate of drying of the moisture transfer mediator
상기 설명한 바와 같이, 수분 전달 매개체는 슬러지와의 혼합물에서 분리된 후, 건조시킨 후 다시 재사용할 수 있다. As described above, the moisture transfer mediator can be separated from the mixture with the sludge, dried and reused again.
다시 재사용하기 위한 수분 전달 매개체의 건조 속도를 확인하기 위하여, 함수율 35%인 수분 전달 매개체(제지 슬러지 소각재) 13g을 130 ℃의 건조기내에서, 무게 변화를 측정하였다. 그 결과, 약 40분 만에 완전히 건조된 상태에 해당되는 8.8 g(함수율 기준으로 0.3%)까지 감소할 수 있음을 확인할 수 있었다 (도 3 참조). In order to confirm the drying rate of the moisture transfer medium for reuse, 13 g of the moisture transmission medium (paper sludge ash) having a water content of 35% was measured for weight change in a dryer at 130 ° C. As a result, it was confirmed that it can be reduced to 8.8 g (0.3% based on the water content) corresponding to the fully dried state in about 40 minutes (see FIG. 3).
반면, 함수율 82.17%인 대구 서구 하수 처리장에서 입수한 하수 슬러지는 동일 조건 하에서 50분 만에 함수율 50%로 감소하였지만, 이후 함수율 8%까지 감소되기 위해서는 170분이 소요되는 것으로 나타났다. On the other hand, the sewage sludge obtained from Daegu Seewon Sewage Treatment Plant, which has a water content of 82.17%, decreased to 50% in 50 minutes under the same conditions, but then it took 170 minutes to decrease the water content to 8%.
이러한 결과로부터 본 발명에 따른 수분 흡수 촉진제는 매우 건조가 용이하고, 또 현저하게 빠른 속도로 건조가 이루어지므로, 재사용이 원활하여 본 발명에 따른 건조 방법의 효율성을 제고할 수 있음을 확인할 수 있었다.
From these results, it was confirmed that the water absorption promoting agent according to the present invention is very easy to dry and is dried at a remarkably high speed, so that the efficiency of the drying method according to the present invention can be improved.
실시예 3: 수분 흡수 매개체를 이용하는 방법과 열판건조 방법의 비교Example 3: Comparison between a method using a water absorption medium and a method of drying a hot plate
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 대구 서구 하수 처리장에서 입수한 하수 슬러지(함수율 82.17%)와 수분 흡수 매개체로 CaO 함량이 50 (w/w)%인 제지 슬러지 소각재(함수율 0.74%)를 1:1의 중량비로 혼합하고, 50 rpm으로 온화하게 교반/상온 송풍하면서, 15분간 정치하였다. 이후, 100~300 메시의 체를 이용하여 하수 슬러지와 제지 슬러지 소각재를 분리한 후, 하수 슬러지에 CaO 함량이 50 (w/w)%인 제지 슬러지를 다시 추가하는 방식으로 5회 까지 상기 혼합 및 교반, 그리고 정치 단계를 반복하여, 5회 반복처리한 후, 각 단계별 슬러지의 함수율을 측정하였다. Sewage sludge (water content 82.17%) obtained from Daegu Seewon Sewage Treatment Plant and paper sludge ash (water content 0.74%) having a CaO content of 50 (w / w)% as a water absorption medium were mixed in a ratio of 1: 1, and the mixture was allowed to stand for 15 minutes while gently stirring at 50 rpm / blowing at room temperature. Thereafter, sewage sludge and paper sludge ash are separated from each other using a sieve of 100 to 300 mesh, and then paper sludge having a CaO content of 50 (w / w)% is added to the sewage sludge again. Stirring, and settling were repeated for 5 times, and then the water content of each sludge was measured.
대조군으로 동일한 슬러지를 기존의 열판 방식, 즉 열판 위에 슬러지를 위치시킨 후, 열을 가하여 열판 온도가 90℃가 되도록 하는 방식으로 건조한 경우의 슬러지의 함수율을 측정하였다. As a control, the same sludge was placed in a conventional hot plate method, that is, on a hot plate, and the water content of the sludge was measured when the hot plate was heated to 90 ° C by applying heat.
양 방법에 따른 건조속도, 즉 시간별 함수율을 비교한 결과, 본 발명에 따른 건조방법을 사용한 경우, 82.17%의 함수율을 가지던 슬러지가 단 한번의 처리만으로도 53.72%의 함수율로 건조가 이루어짐을 확인하였으며, 2회 처리를 통해 53.72%에서 32.92%의 함수율로 건조가 이루어지며, 60분만에 약 18.79%의 함수율로 건조가 이루어졌고, 최종적으로 75분만에 16.75%의 함수율을 가지도록 슬러지를 건조할 수 있었다 (도 4 참조, "SL"이 본 발명에 따른 건조방법을 사용한 경우의 슬러지 함수율변화). As a result of comparing the drying rate according to both methods, that is, the water content over time, it was confirmed that when the drying method according to the present invention was used, the sludge having a water content of 82.17% was dried at a water content of 53.72% , It was dried at a water content of 53.72% at 32.92% through two treatments, dried at a water content of about 18.79% at 60 minutes, and finally dried at a water content of 16.75% in 75 minutes (See FIG. 4, "SL" is the change in sludge moisture content when the drying method according to the present invention is used).
반면, 열판 건조방식을 이용하는 경우, 약 20분이 경과해도 여전이 80%에 가까운 함수율을 나타내며, 시간이 지남에 따라 건조속도가 다소 향상되기는 하지만, 여전히 100분이 경과해도 60% 이상의 함수율을 나타내며, 최종적으로 180분이 지나서야 20% 함수율에 도달하는 것을 확인할 수 있었다. On the other hand, in the case of using the hot plate drying method, the moisture content is close to 80% even after about 20 minutes, and the drying rate is slightly improved with time, but still shows a water content of 60% or more even after 100 minutes, It was confirmed that the water content reached 20% after 180 minutes.
이러한 결과로부터 열판을 사용하여 열을 가하지 않고서도 본 발명에 따른 방법을 이용하는 경우, 훨씬 경제적이고 빠른 속도로 슬러지의 건조가 가능하다는 것을 확인하였다.
From these results, it was confirmed that when the method according to the present invention is used without applying heat using a hot plate, it is possible to dry the sludge much more economically and rapidly.
이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the invention is not limited thereby. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (12)
(1) 고화제인 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 혼합하는 단계;
(2) 상기 혼합하는 단계에서 얻어진 혼합물을 교반하는 단계;
(3) 상기 교반 단계 후 정치하는 단계; 및
(4) 고화제인 수분 흡수 매개체와 건조 대상물을 분리하는 단계.
A method of drying a dried object comprising the steps of:
(1) mixing a drying agent with a water absorbing medium which is a solidifying agent;
(2) stirring the mixture obtained in the mixing step;
(3) after the stirring step; And
(4) separating the drying agent from the water absorbing medium which is a solidifying agent.
상기 교반 단계 후 상온 송풍 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method according to claim 1,
And a step of blowing air at a normal temperature after the stirring step.
상기 고화제인 수분 흡수 매개체는 CaO, Ca(OH)2, CaCO3, CaCl2, Mg(OH)2 및 SiO2으로 구성된 군에서 선택되는 히나 이상의 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the water absorbing medium which is the solidifying agent contains a substance of hina or more selected from the group consisting of CaO, Ca (OH) 2, CaCO 3 , CaCl 2 , Mg (OH) 2 and SiO 2 Way.
상기 고화제인 수분 흡수 매개체는 CaO, Ca(OH)2, CaCO3, CaCl2, Mg(OH)2, 및 SiO2으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 물질들의 총 함량이 20 내지 50 (w/w)%인 제지 슬러지 소각재, 고칼슘 슬래그 분진, 고칼슘 플라이애쉬, 생석회, 백운석으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method of claim 3,
The solidifying agent of the water-absorbing medium is CaO, Ca (OH) 2, CaCO 3, CaCl 2, Mg (OH) the total content of one or more materials selected from 2, and the group consisting of SiO 2, 20 to 50 (w / w)% of paper sludge ash, high calcium slag dust, high calcium fly ash, quicklime, and dolomite.
건조 대상물과 혼합 전 고화제인 수분 흡수 매개체의 수분 함량은 0.4 내지 10 (w/w)% 임을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the moisture content of the moisture-absorbing medium, which is a solidifying agent and a solidifying agent before mixing, is 0.4 to 10 (w / w)%.
상기 건조 대상물은 하수 슬러지, 폐수 슬러지, 음식물 쓰레기, 축분 슬러지, 멤브레인 농축슬러지, 냉동 또는 비냉동 농축산물, 건축단열재 및 석탄으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상임을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the drying object is at least one selected from the group consisting of sewage sludge, wastewater sludge, food waste, sludge sludge, membrane concentrated sludge, frozen or unfrozen agricultural products, building insulation, and coal.
상기 건조 대상물과 고화제인 수분 흡수 매개체의 분리는 건조 대상물과 고화제인 수분 흡수 매개체의 크기 차이를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the drying object is separated from the water absorbing medium which is a solidifying agent by using a size difference between a drying object and a water absorbing medium as a solidifying agent.
상기 건조 대상물과 고화제인 수분 흡수 매개체의 크기 차이를 이용한 분리는 체거름 방식임을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the separation using the size difference between the object to be dried and the moisture absorbing medium as a solidifying agent is a sieving method.
분리된 고화제인 수분 흡수 매개체는 건조 후 재순환(recycle)시켜 다른 건조 대상물의 건조에 재이용하고, 분리된 건조 대상물은 발전소 또는 소성로의 보조연료로 사용하거나, 복토재, 퇴비, 토양 개량재 자체 또는 토양개량제 중간원료물질로 이용하는 것을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method according to claim 1,
The water-absorbing medium, which is a separate solidifying agent, is recycled after drying to be reused for drying other objects to be dried, and the separated dried material can be used as an auxiliary fuel for a power plant or a baking furnace, or used as a supplementary fuel for a building material or compost, drying the improving agent intermediate material drying the object, characterized in that used as the water quality.
고화제인 수분 흡수 매개체는 건조 대상물 100 중량부에 대하여, 40~300 중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the water absorbing medium as a solidifying agent is added in an amount of 40 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the dried material.
상기 (1) 단계의 혼합하는 단계 및 (2) 단계의 교반하는 단계는 가열 또는 비가열 상태에서 수행하는 것을 특징으로 하는 건조 대상물의 건조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing step of the step (1) and the stirring step of the step (2) are performed in a heated or non-heated state.
건조대상물의 함수율은 85% 이하인 것을 특징으로 하는 건조대상물의 건조방법.The method according to claim 1,
Wherein the moisture content of the object to be dried is 85% or less.
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