KR101483658B1 - 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법 및 이를 위한 제조 장치 - Google Patents

무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법 및 이를 위한 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법 및 이를 위한 제조 장치에 관한 것이고, 구체적으로 수분 흡수량이 낮아 외부 환경에 대한 안정성이 향상된 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법 및 이를 위한 제조 장치에 관한 것이다. 인공 과립 토양재의 제조방법은 수분 함유량이 70 내지 80 wt%가 되는 오니에 평균 직경 8 ㎜ 이하가 되는 재활용 골재를 오니의 중량 대비 5 내지 20 wt%로 투입하여 혼련하여 오니 혼합물을 제조하는 단계; 제조된 오니 혼합물에 무기성 고화재 70 내지 94 wt%, 마그네슘 3 내지 15 wt% 및 pH 중화제 3 내지 15 wt%로 이루어진 혼합 첨가제를 오니 혼합물의 5 내지 25 wt%의 양으로 투입하는 단계; 함수율 및 색도 조절을 위한 황토를 오니 혼합물의 2 내지 10 wt%의 양으로 첨가하는 단계; 혼합 첨가제 및 황토가 혼합된 오니 혼합물을 진공 혼합을 하고 고압으로 압출하여 토양 전구체를 형성하는 단계; 압출 과정에서 토양 전구체는 절단이 되고 그리고 절단된 토양 전구체가 킬른 형태의 건조기에 투입되는 단계; 및 건조기에서 100 내지 350 ℃의 온도로 토양 전구체가 건조되어 과립 형태로 만들어지는 단계를 포함한다.

Description

무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법 및 이를 위한 제조 장치{Method for Producing Artificial Granule From Organic and Inorganic Sludge and Apparatus for Producing the Same}
본 발명은 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법 및 이를 위한 제조 장치에 관한 것이고, 구체적으로 수분 흡수량이 낮아 외부 환경에 대한 안정성이 향상된 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법 및 이를 위한 제조 장치에 관한 것이다.
오니는 물에 포함된 미세 물질이 침전하여 형성된 진흙 상태의 물질을 말하고 일반적으로 슬러지(sludge)와 동일 또는 유사한 의미로 사용된다. 다른 의미로 다양한 환경에서 발생되는 유기 또는 무기성 쓰레기를 의미할 수 있다. 오니는 예를 들어 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물과 같은 것을 포함할 수 있다. 오니는 소각장에서 처리되거나 또는 물리적 또는 화학적 방법으로 처리되어 재생이 되어 성토재 또는 복토재로 사용될 수 있다.
오니 처리와 관련된 선행기술로 특허등록번호 제0760029호 ‘하수슬러지를 복토재로 활용하기 위한 고화처리 방법 및 그 장치’가 있다. 상기 선행기술은 중성계 고화재를 사용하여 하수슬러지와 중성계고화재의 혼합물의 pH 수치를 8.5 이하의 중성 부근으로 유지시켜 발생되는 암모니아가스 발생량을 최소화로 만드는 것을 목적으로 한다. 상기 목적을 위하여 선행기술은 하수슬러지 100 중량부에 황산철과 생석회 또는 황산철과 산화 마그네슘 분말이 혼합되어 이루어지는 1차 고화재를 15 내지 25 중량부로 투입하여 1차로 수소 이온 농도를 조절하여 암모니아 가스 발생을 저감시키는 혼합 공정을 갖고, 2차로 시멘트, 생석회, 산화마그네슘 또는 연탄재 중에서 선택되는 경화제를 5 내지 10 중량부 투입하여 1일 이상의 기계적 양생 공정을 통하여 함수율 40 % 이하, 투수 계수 1 × 10-3 내지 1 × 10-6 ㎝/sec, 압축 강도 0.5 kgf/㎠ 이상을 유지하는 매립장 복토재 또는 성토재를 제공하는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 처리방법에 대하여 개시한다.
오니의 처리와 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 제1120058호 ‘하수 및 폐수 오니를 이용한 매립시설용 고화토 조성물의 제조방법’이 있다. 상기 선행기술은 유기성 폐기물인 하수 및 폐수 오니 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물에 중금속안정제를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 1차 혼합 단계; 재지슬러지 소각재, 석탄회, 산화칼슘, 고화촉진제 및 무기 바인더를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 2차 혼합 단계; 상기 제1 혼합물과 제2 혼합물을 혼합하여 제3 혼합물을 제조하는 3차 혼합 단계; 상기 제3 혼합물에 물, 무기산 및 탈취제를 혼합하여 제4 혼합물을 제조하는 4차 혼합 단계; 및 상기 제4 혼합물을 양생조로 이송시켜 양생하는 5차 양생 단계를 거쳐 제조되는 하수 및 폐수 오니를 이용한 매립 시설용 고화토 조성물의 제조 방법에 대하여 개시하고 있다.
상기 선행기술에서 개시된 오니 처리 방법은 처리된 고화물의 안정성 또는 환경 친화성에 대하여 개시하고 있다. 처리된 고화물의 안정성이란 예를 들어 처리된 고화물이 오니와 유사한 형태로 복원이 되지 않도록 하면서 일정 형태로 유지될 수 있도록 하는 것을 말한다. 그리고 환경 친화성이란 처리된 오니의 독성이 충분이 제거될 수 있도록 하는 것을 말한다. 공지의 사업장 폐기물에 해당되는 무기성 오니, 유기성 오니 또는 하수 슬러지는 단순한 수분 함량의 제거 및 공정 과정에서 발생되는 악취 또는 독성으로 인한 주변 환경의 오염에 대한 구체적인 해결 방법을 제시하고 있지 아니하다.
본 발명은 선행기술이 가진 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 수분이 제거된 이후 다수 수분이 흡수되지 않도록 하면서 이와 동시에 독성이 제거되어 환경 친화적인 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 일정한 크기를 가지는 과립 형태의 안정성 및 환경 친화성을 가지는 토양재의 제조가 가능하도록 하는 인공 과립 토양재의 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 인공 과립 토양재의 제조방법은 수분 함유량이 70 내지 80 wt%가 되는 오니에 평균 직경 8 ㎜ 이하가 되는 재활용 골재를 오니의 중량 대비 5 내지 20 wt%로 투입하여 혼련하여 오니 혼합물을 제조하는 단계; 제조된 오니 혼합물에 무기성 고화재 70 내지 94 wt%, 마그네슘 3 내지 15 wt% 및 pH 중화제 3 내지 15 wt%로 이루어진 혼합 첨가제를 오니 혼합물의 5 내지 25 wt%의 양으로 투입하는 단계; 함수율 및 색도 조절을 위한 황토를 오니 혼합물의 2 내지 10 wt%의 양으로 첨가하는 단계; 혼합 첨가제 및 황토가 혼합된 오니 혼합물을 진공 혼합을 하고 고압으로 압출하여 토양 전구체를 형성하는 단계; 압출 과정에서 토양 전구체는 절단이 되고 그리고 절단된 토양 전구체가 킬른 형태의 건조기에 투입되는 단계; 및 건조기에서 100 내지 350 ℃의 온도로 토양 전구체가 건조되어 과립 형태로 만들어지는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조장치는 무기성 또는 유기성 오니가 투입되는 제1차 호퍼; 재활용 골재의 투입을 위한 제2차 호퍼; 제1차 호퍼 및 제2차 호퍼와 연결된 혼련기; 혼련기에 혼합 첨가제를 투입할 수 있도록 설치된 제1차 사일로 ; 혼련기에 황토를 투입할 수 있도록 설치된 제2차 사일로 ; 혼련기와 연결되어 오니 혼합물을 이송시키는 혼합 장치; 혼합 장치로부터 이송된 오니 혼합물은 진공 혼합하면서 압출 과정에서 일정한 크기로 절단하는 성형기; 및 성형기에서 절단된 오니 혼합물은 건조시켜 과립 토양재를 형성하는 킬른 형태의 건조기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 압출 장치는 이송 스크루, 다수 개의 사출 공이 형성된 노즐 및 절단기로 이루어진다.
본 발명에 따른 제조방법은 토양재가 임의의 크기의 직경을 가지는 과립 형태로 만들어질 수 있도록 하는 것에 의하여 취급이 용이하면서 다양한 용도로 사용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 토양재는 악취가 제거되고 그리고 수분이 제거된 이후 다시 수분을 흡수하지 않는 효과를 가지는 것에 의하여 안정성이 향상될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 제조 장치에 의하여 제조된 토양재는 성토용, 복토용 또는 원예용과 같이 다양한 용도로 사용될 수 있다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 제조장치에 의하여 제조된 토양재는 성토장 또는 복토장의 침수에 의한 2차 침출수 오염 방지 및 악취 제거의 효과가 우수하다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 제조장치에 의하여 제조된 토양재는 복토장 또는 성토장에서 발생될 수 있는 스펀지 현상이 방지될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법의 실시 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치에서 과립을 형성하기 위한 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 토양재의 실시 예에 대한 실물 사진을 제시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법의 실시 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 인공 과립 토양재의 제조방법은 수분 함유량이 70 내지 80 wt%가 되는 오니에 평균 직경 8 ㎜ 이하가 되는 재활용 골재를 오니의 중량 대비 5 내지 20 wt%로 투입및 혼련하여 오니 혼합물을 제조하는 단계; 제조된 오니 혼합물에 무기성 고화재 70 내지 94 wt%, 마그네슘 3 내지 15 wt% 및 pH 중화제 3 내지 15 wt%로 이루어진 혼합 첨가제를 오니 혼합물의 5 내지 25 wt%의 양으로 투입하는 단계; 함수율 및 색도 조절을 위한 황토를 오니 혼합물의 2 내지 10 wt%의 양으로 첨가하는 단계; 혼합 첨가제 및 황토가 혼합된 오니 혼합물을 진공 혼합을 하고 고압으로 압출하여 토양 전구체를 형성하는 단계; 압출 과정에서 토양 전구체는 절단이 되고 그리고 절단된 토양 전구체가 킬른 형태의 건조기에 투입되는 단계; 및 건조기에서 100 내지 350 ℃의 온도로 토양 전구체가 건조되어 과립 형태로 만들어지는 단계를 포함한다.
아래에서 구체적으로 설명된다.
본 발명에 따른 제조방법이 적용되는 오니는 유기성 또는 무기성 오니를 비롯하여 이들의 혼합물 또는 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물을 포함한다. 그러므로 본 발명에 따른 방법은 오니의 종류에 의하여 제한되지 않는다. 오니는 미리 선처리가 될 수 있고 예를 들어 적절한 수준으로 함수율이 70 내지 80 wt%의 수준으로 조절이 될 수 있다. 함수율은 자연 건조와 같은 방법으로 조절이 되거나 또는 이송 과정에서 열을 가하여 조절이 될 수 있다. 오니는 유기성 오니 50 wt% 및 무기성 오니 50 wt%의 혼합물 형태로 준비가 될 수 있지만(S11), 혼합 비율은 특별히 제한되지 않는다. 오니 혼합물이 준비되면(S11) 재활용 골재가가 오니 혼합물에 투입될 수 있다(S12). 재활용 골재는 일반 사업장의 폐기물에 해당되는 폐-주물사, 폐-안트라사이트, 폐-토사, 폐-사분진과 같은 것으로부터 만들어질 수 있다. 재활용 골재는 평균 직경이 8 ㎜ 이하로 만들어질 수 있고 혼합-선별-탈철-분쇄-파쇄-입도조절-중화처리와 같은 공정을 통하여 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 재활용 골재의 종류는 특별히 제한되지 않으며 분쇄, 입도 조절 및 중화 처리 공정을 통하여 평균 직경을 조절하면서 중화제를 첨가하여 적절한 수준으로 중화시키는 공정만이 행해질 수 있다. 다양한 방법으로 재활용 골재가 제조될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
준비된 재활용 골재는 전체 오니의 중량에 대하여 5 내지 20 wt%의 양으로 투입이 되어 혼련이 될 수 있다(S12). 일반적으로 혼련은 입자의 파괴가 없는 상태에서 혼합이 되는 상태를 말한다. 본 명세서에서 혼련과 혼합은 특별히 구분되지 않으면 동일 또는 유사한 의미로 사용된다. 오니와 재활용 골재의 혼련은 예를 들어 서로 다른 호퍼를 통하여 투입이 되어 이송 컨베이어를 통하여 섞이는 방법으로 이루어질 수 있다.
오니와 재활용 골재가 혼련이 되어 오니 혼합물이 만들어지면(S12) 혼합 첨가제가 첨가될 수 있다(S13). 혼합 첨가제는 무기성 고화재 70 내지 94 wt%, 마그네슘 3 내지 15 wt% 및 pH 중화제 3 내지 15 wt%로 이루어질 수 있고 사일로와 같은 장치에 준비가 되어 오니 혼합물에 첨가될 수 있다. 무기성 고화재는 예를 들어 용광로의 슬러그 분말, 석회, 생석회, 무수 석고, 플라이애시(fly-ash), 시멘트 클링커 원료, 규석, 점토 또는 이들의 혼합물이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. pH 중화제는 예를 들어 석회석, 소석회, 생석회, 카바이드 재 또는 이들의 혼합물이 될 수 있다. 무기성 고화재 또는 pH 중화제는 오니의 종류 또는 재활용 골재에 따라 적절하게 선택이 될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 혼합 첨가제는 오니 혼합물의 2 내지 10 wt%의 양으로 첨가될 수 있고 예를 들어 사일로와 같은 장치를 통하여 오니 혼합물에 투입될 수 있다.
오니 혼합물에 혼합 첨가제가 투입되면(S13) 다시 다른 경로를 통하여 황토가 첨가될 수 있다(S14). 황토는 함수율의 조절 및 색도 조절을 위하여 첨가될 수 있고 오니 혼합물읜 2 내지 10 wt%의 양으로 첨가될 수 있다. 일반적으로 황토는 함수 산화철과 무수 산화철을 함유한 규토와 흙으로 이루어지고 붉은 색 또는 황색을 띄고 있으며 전색제로 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면 황토는 분말 형태로 만들어져 투입이 될 수 있다. 예를 들어 황토가 채취가 되어 교반기와 같은 장치에 물과 함께 투입이 되어 10 ~ 60 분간 교반이 되면서 회전이 될 수 있다. 이후 침전이 이루어지면 침전물의 상층 부분이 회수가 되어 건조가 될 수 있다. 이후 건조가 된 황토를 분말 형태로 만들어져 사일로와 같은 장치를 통하여 오니 혼합물에 투입될 수 있다(S14).
오니 혼합물, 재활용 골재 및 황토는 적절한 혼련 장치에서 혼련이 되어 혼합 장치(mixer)로 투입이 되어 혼합이 될 수 있다. 혼합은 스크루와 같은 장치에 의하여 회전이 되면서 이송이 가능한 장치에서 이루어질 수 있다. 혼합은 1차 혼합 및 2차 혼합으로 이루어질 수 있다. 1차 혼합은 스크루와 같은 이송과 함께 이루어질 수 있고 그리고 2차 혼합은 진공 혼합이 될 수 있다. 진공 혼합은 일정한 수준의 낮은 압력에서 혼합이 이루어지는 것을 말하고 예를 들어 대기압은 1/2 내지 1/1000의 수준에서 혼합이 이루어지는 것을 말한다. 진공 혼합에 의하여 혼합물 내부의 미세 기공과 같은 곳에 존재하는 수분이 외부로 배출이 될 수 있도록 하면서 이와 동시에 미세 분진 성분이 제거가 될 수 있다. 진공 조건은 특별히 제한되지 않지만 예를 들어 너무 낮은 압력이 되면 혼합물의 입자 구조가 손상이 될 수 있고 이에 비하여 높은 압력이 되면 미세 분진 또는 수분이 충분히 배출되지 않는다. 그러므로 진공 압력은 예를 들어 대기압의 1/2 내지 1/1000의 수준이 될 수 있다. 진공 혼합은 압력의 충분히 낮은 상태에서 교반이 되거나 또는 용기를 천천히 회전을 시키는 방법으로 이루어질 수 있고 진공 펌프를 이용하여 배출되는 공기 또는 수분을 지속적으로 외부로 배출시키는 방법으로 이루어질 수 있다. 진공 혼합은 예를 들어 1 내지 5 시간 동안 진행이 될 수 있지만 용기의 부피 또는 오니의 종류에 따라 적절한 수준으로 조절이 될 수 있고 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
진공 혼합이 된 혼합물은 다시 압출 장치를 통하여 압출이 되면서 일정한 크기로 절단이 될 수 있다. 구체적으로 압출은 예를 들어 스크루와 같은 장치를 통하여 고압에 의하여 다수 개의 분사 홀이 형성된 노즐을 통하여 이루어질 수 있다. 고압 압출이란 압력에 의하여 혼합물이 압출이 되는 것을 말하고 스크루와 같은 장치에 의하여 압력이 가해질 수 있다. 혼합물이 압출이 되는 노출의 입구에 절단기가 설치될 수 있고 절단기에 의하여 압출 혼합물은 일정 크기로 절단이 되어 토양 전구체로 만들어질 수 있다(S15). 그리고 토양 전구체는 킬른 형태의 건조기로 유입이 되어 건조가 될 수 있다(S16).
건조기는 회전이 될 수 있고 토양 전구체는 100 내지 350 ℃의 온도에서 건조가 되면서 과립 형태로 만들어질 수 있고 과립의 직경은 절단된 크기에 의하여 결정될 수 있고 예를 들어 직경이 8 내지 15 ㎜가 될 수 있다. 건조기의 회전 속도는 예를 들어 10 내지 200 rmp이 될 수 있고 1 내지 20 시간 동안 건조가 될 수 있다.
제조된 과립 형태의 토양재는 성토재. 복토재 또는 원예용으로 사용될 수 있다. 발명에 따른 토양재는 과립 형태로 만들어지므로 취급이 용이하고 수분 흡수율이 낮으면서 독성이 제거되어 환경 친화적이라는 장점을 가진다.
도 1에 제시된 제조과정은 예시적인 것으로 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 방법은 다양한 장치에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인공 과립 토양재의 제조 장치는 무기성 또는 유기성 오니가 투입되는 제1차 호퍼(11); 재활용 골재의 투입을 위한 제2차 호퍼(12); 제1차 호퍼 및 제2차 호퍼와 연결된 혼련기(13); 혼련기(13)에 혼합 첨가제를 투입할 수 있도록 설치된 제1차 사일로 (14); 혼련기(13)에 황토를 투입할 수 있도록 설치된 제2차 사일로 (15); 혼련기(13)와 연결되어 오니 혼합물을 이송시키는 혼합 장치(16); 혼합 장치(16)로부터 이송된 오니 혼합물은 진공 혼합하면서 압출 과정에서 일정한 크기로 절단하는 성형기(17) 및 성형기(17)에서 절단된 오니 혼합물은 건조시켜 과립 토양재를 형성하는 킬른 형태의 건조기(18)를 포함할 수 있다.
1차 호퍼(11) 및 2차 호퍼(12)는 오니 및 재활용 골재를 투입할 수 있는 임의의 형태가 될 수 있고 각각 컨베이어(C)와 같은 이송 장치에 연결될 수 있다. 1차 호퍼(11)와 2차 호퍼(12)를 별도로 설치하는 것은 오니의 투입 정도에 따라 재활용 골재의 투입량을 적절히 조절하면서 이와 동시에 오니와 재활용 골재가 혼합 첨가제 및 황토와 함께 혼합이 될 수 있도록 하기 위한 것이다. 대안으로 오니와 재활용 골재는 미리 혼합이 되어 하나의 호퍼를 통하여 투입이 될 수 있지만 혼합 장치가 별도로 설치되어야 하므로 장치가 복잡해질 수 있다는 단점을 가진다. 1차 및 2차 호퍼(11, 12)를 통하여 투입되는 오니 및 재활용 골재의 양은 위에서 설명된 것과 동일한 양이 될 수 있다.
컨베이어(C)의 다른 한쪽에 1차 사일로(14)와 2차 사일로(15)가 설치될 수 있다. 1차 사일로(14)와 2차 사일로(15)를 통하여 각각 혼합 첨가제 및 황토가 투입될 수 있다. 각각의 호퍼(11, 12) 및 각각의 사일로(14, 15)를 통하여 투입된 오니, 재활용 골재, 혼합 첨가제 및 황토는 컨베이어(C)를 통하여 이송이 되어 혼련기(13)로 투입이 될 수 있다. 각각의 호퍼(11, 12) 및 각각의 사일로(14, 15)는 양을 제어할 수 있는 제어 밸브를 가질 수 있고 컨베이어(C)를 통하여 이송되는 양이 제어될 수 있다. 그리고 혼련기(13)를 통하여 투입이 되는 양은 도 1의 실시 예와 관련되어 설명한 양으로 조절이 될 수 있다. 혼련기(13)에서 일차적으로 혼련이 된 오니 혼합물은 혼합 장치(16)를 통하여 이송이 되면서 다시 혼합이 될 수 있다. 필요에 따라 혼련기(13)의 내부에 교반 장치가 설치될 수 있지만 반드시 요구되는 것은 아니다. 혼합 장치(16)는 예를 들어 스크루와 같은 이송 장치가 될 수 있다. 혼련기(13)에서 혼련이 된 오니 혼합물은 혼합 장치(16)를 통하여 이송이 되면서 다시 혼합이 될 수 있다. 그리고 혼합 장치(16)를 통하여 이송이 된 오니 혼합물은 성형기(17)로 투입이 될 수 있다. 성형기(17)는 진공 혼합 장치와 압출 장치로 이루어질 수 있고 진공 혼합 장치에서 오니 혼합물은 진공 혼합이 될 수 있고 진공 혼합 장치는 진공 펌프와 같은 장치를 포함할 수 있다. 진공 혼합 장치는 필요에 따라 내부에 스크루를 가질 수 있고 스크루에 의하여 오니 혼합물은 혼합이 되면서 압출 장치로 이송이 될 수 있다. 그리고 압출 장치에서 오니 혼합물은 압출이 되면서 일정한 크기로 성형이 되어 토양 전구체로 만들어질 수 있다. 성형기(17)에서 압출이 되면서 일정한 크기로 성형이 되어 토양 전구체로 만들어지는 과정은 아래에서 다시 설명이 된다.
토양 전구체는 건조기(18)로 투입이 될 수 있다. 건조기(18)는 예를 들어 킬른 형태 또는 로터리 킬른 형태가 될 수 있고 온도 조절이 가능한 구조를 가질 수 있다. 건조기(18)는 토양 전구체를 예를 들어 회전이 시키면서 이와 동시여 100 내지 350 ℃의 온도에서 건조시켜 인공 과립 토양재를 형성할 수 있다. 이와 같이 제조된 인공 토양재는 컨베이어(C)로 이송이 되어 컨테이너(19)에 수집이 되어 성토재, 복토재 또는 원예용으로 사용될 수 있다.
도 2에 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 본 발명은 제시된 실시 예에 의하여 제한되지 않는다.
아래에서 본 발명에 따른 성형기(17)의 실시 예에 대하여 설명이 된다.
도 3은 본 발명에 따른 장치에서 과립을 형성하기 위한 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 성형기(17)는 오니 혼합물이 투입되는 입구(IN), 입구(IN)를 통하여 투입된 오니 혼합물은 이송시키면서 혼합하는 혼합 스크루(171), 혼합 스크루(17)의 앞쪽에 설치된 노즐(172) 및 노즐(172)의 앞쪽에 설치된 절단기(173)로 이루어질 수 있다.
혼합 스크루(171)는 하우징(H)의 내부에 수용될 수 있고 하우징(H)의 내부는 진공 펌프(P)에 의하여 예를 들어 대기압의 1/2 내지 1/1000의 압력 상태로 만들어질 수 있다. 필요에 따라 하우징(H)의 내부를 일정 온도로 유지하기 위한 히터가 설치될 수 있다. 이송 스크루(171)는 길이 방향에 대하여 수직으로 돌출된 교반 날개(171a)를 가질 수 있고 교반 날개에 의하여 오니 혼합물은 충분히 혼합이 되면서 이송이 될 수 있다. 진공 혼합 과정에서 발생되는 수분은 진공 펌프(P)에 의하여 외부로 배출이 될 수 있고 그리고 이송 스크루(171)에 의하여 이송이 된 오니 혼합물은 노즐(172)로 압송이 될 수 있다. 노즐(171)은 일정 길이로 연장이 되면서 하우징(H)에 비하여 충분히 작은 단면을 가지도록 만들어질 수 있다. 필요에 따라 하우징(H)과 노즐(172) 사이에 저장 공간이 형성될 수 있다. 저장 공간에 저장된 오니 혼합물은 이송 스크루(171로부터 가해지는 압력에 의하여 오니 혼합물을 노즐(172)을 통하여 압출시키게 된다. 노즐(172)에 다수 개의 압출 홀(172a)이 설치될 수 있고 압출 홀(172a)의 직경은 형성되는 과립의 직경을 고려하여 적절하게 결정될 수 있다. 노즐(172)의 앞쪽에 절단기(173)가 형성될 수 있다. 절단기(173)는 일정한 속력으로 회전이 되거나 또는 노즐(172)을 가로지르는 방향으로 왕복 운동을 하면서 압출되는 오니 혼합물을 절단하여 토양 전구체를 형성한다. 절단기(173)의 회전 속도 또는 이동 속도는 오니 혼합물의 압출 속도 및 과립의 직경을 고려하여 적절하게 조절될 수 있다.
절단기(173)에 의하여 적절한 크기로 절단이 된 토양 전구체는 위에서 설명이 된 것처럼 건조기로 이송이 될 수 있다.
다양한 형태의 성형기가 본 발명에 따른 제조 장치에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 제조 방법 또는 제조 장치에 의하여 제조된 과립 토양재의 실시 예를 제시한 것이다.
도 4a를 참조하면, 인공 과립 토양재는 타원형 또는 원형이 될 수 있고 과립 형상을 가질 수 있다. 다양한 직경을 가지는 토양재의 제조가 가능하고 필요에 따라 다양한 색상이 나타나도록 만들어질 수 있다. 제조된 토양재는 취급이 간단하고 수분 흡수율이 낮아 오랜 시간 동안 습기에 노출이 되어도 원형이 유지될 수 있다. 또한 악취 또는 독성이 제거되어 다양한 용도로 사용될 수 있도록 한다.
다른 한편으로 도 4b를 참조하면, 인공 과립 토양재는 원통 형상으로 만들어질 수 있고 내부에 기공이 형성되어 있다는 것을 알 수 있다. 제조된 인공 과립 토양재는 내부에 형성된 기공에 채워진 공기 성분으로 인하여 수분이 흡수율이 낮아지는 한편 적절한 힘이 가해지면 입자 형태로 부서질 수 있다. 이로 인하여 본 발명에 따른 인공 과립 토양재는 성토재 또는 복토재를 비롯하여 원예용으로 사용될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 제조방법은 토양재가 임의의 크기의 직경을 가지는 과립 형태로 만들어질 수 있도록 하는 것에 의하여 취급이 용이하면서 다양한 용도로 사용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 토양재는 악취가 제거되고 그리고 수분이 제거된 이후 다시 수분을 흡수하지 않는 효과를 가지는 것에 의하여 안정성이 향상될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 제조 장치에 의하여 제조된 토양재는 성토용, 복토용 또는 원예용과 같이 다양한 용도로 사용될 수 있다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 제조장치에 의하여 제조된 토양재는 성토장 또는 복토장의 침수에 의한 2차 침출수 오염 방지 및 악취 제거의 효과가 우수하다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 제조장치에 의하여 제조된 토양재는 복토장 또는 성토장에서 발생될 수 있는 스펀지 현상이 방지될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 제1차 호퍼 12: 제2차 호퍼
13: 혼련기 14: 제1차 사일로
15: 제2차 사일로 16: 혼합 장치
17: 성형기 18: 건조기
171: 혼합 스크루 172: 노즐
172a: 압출 홀 173: 절단기

Claims (3)

  1. 수분 함유량이 70 내지 80 wt%가 되는 오니에 평균 직경 8 ㎜ 이하가 되는 재활용 골재를 오니의 중량 대비 5 내지 20 wt%로 투입하여 혼련하여 오니 혼합물을 제조하는 단계;
    제조된 오니 혼합물에 무기성 고화재 70 내지 94 wt%, 마그네슘 3 내지 15 wt% 및 pH 중화제 3 내지 15 wt%로 이루어진 혼합 첨가제를 오니 혼합물의 5 내지 25 wt%의 양으로 투입하는 단계;
    함수율 및 색도 조절을 위한 황토를 오니 혼합물의 2 내지 10 wt%의 양으로 첨가하는 단계;
    혼합 첨가제 및 황토가 혼합된 오니 혼합물을 진공 혼합을 하고 고압으로 압출하여 토양 전구체를 형성하는 단계;
    압출 과정에서 토양 전구체는 절단이 되고 그리고 절단된 토양 전구체가 킬른 형태의 건조기에 투입되는 단계; 및
    건조기에서 100 내지 350 ℃의 온도로 토양 전구체가 건조되어 과립 형태로 만들어지는 단계를 포함하는 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조방법.
  2. 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조 장치에 있어서,
    무기성 또는 유기성 오니가 투입되는 제1차 호퍼(11);
    재활용 골재의 투입을 위한 제2차 호퍼(12);
    제1차 호퍼 및 제2차 호퍼와 연결된 혼련기(13);
    혼련기(13)에 혼합 첨가제를 투입할 수 있도록 설치된 제1차 사일로 (14);
    혼련기(13)에 황토를 투입할 수 있도록 설치된 제2차 사일로 (15);
    혼련기(13)와 연결되어 오니 혼합물을 이송시키는 혼합 장치(16);
    혼합 장치(16)로부터 이송된 오니 혼합물은 진공 혼합하면서 압출 과정에서 일정한 크기로 절단하는 성형기(17); 및
    성형기(17)에서 절단된 오니 혼합물은 건조시켜 과립 토양재를 형성하는 킬른 형태의 건조기(18)를 포함하는 무기성 및 유기성 오니의 인공 과립 토양재의 제조 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 압출 장치(17)는 이송 스크루(171), 다수 개의 사출 공이 형성된 노즐(172) 및 절단기로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공 과립 토양재의 제조 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN117841158B (zh) * 2024-01-18 2024-07-02 郑州大学 一种利用黄河淤泥制造人造骨料的装置及其方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050002590A (ko) * 2003-06-27 2005-01-07 김한수 산업폐기물 고화제 및 이를 이용한 구조물의 제조방법
KR20120002330A (ko) * 2010-06-30 2012-01-05 최윤진 슬러지 고화제용 첨가물, 슬러지 고화제용 첨가물의 제조 방법, 및 슬러지 고화제용 첨가물을 이용한 슬러지의 고화 처리 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050002590A (ko) * 2003-06-27 2005-01-07 김한수 산업폐기물 고화제 및 이를 이용한 구조물의 제조방법
KR20120002330A (ko) * 2010-06-30 2012-01-05 최윤진 슬러지 고화제용 첨가물, 슬러지 고화제용 첨가물의 제조 방법, 및 슬러지 고화제용 첨가물을 이용한 슬러지의 고화 처리 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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