KR101539360B1

KR101539360B1 - 고화 처리 단계별 특성에 따른 탈취 장치를 구비한 하수슬러지 고화 설비

Info

Publication number: KR101539360B1
Application number: KR1020140154118A
Authority: KR
Inventors: 이화균; 정은경; 옥종선; 손봉원
Original assignee: 수도권매립지관리공사; 그린에너지개발주식회사
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2015-07-27

Abstract

하수슬러지 고화 처리의 각 단계에서 순차적으로 악취를 제거할 수 있도록 고화 처리 단계별 특성에 따른 탈취 장치를 구비한 하수슬러지 고화 설비가 개시된다. 상기 하수슬러지 고화 설비는, 하수슬러지가 반입되며, 에어분사 노즐을 통하여 산성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지로 분사하는 반입부(10); 상기 하수슬러지를 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지로 분사하는 제1 컨베이어(48); 상기 제1 컨베이어(48)로부터 이송된 하수슬러지와 황산철 및 고화제를 혼합하는 혼합부(30); 상기 혼합부(30)에서 배출되는 하수슬러지 혼합물을 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 혼합물로 분사하는 제2 컨베이어(78); 상기 제2 컨베이어(78)로부터 이송된 하수슬러지 혼합물에 고화제를 투입하여 하수슬러지를 고화시키는 고화부(60); 상기 고화부(60)에서 배출되는 하수슬러지 고화물을 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 고화물로 분사하는 제3 컨베이어(98); 및 상기 제3 컨베이어(98)로부터 이송된 하수슬러지의 고화물을 건조 및 양생시키며, 에어분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 고하물로 분사하는 건조부(80)를 포함한다.

Description

고화 처리 단계별 특성에 따른 탈취 장치를 구비한 하수슬러지 고화 설비{Apparatus for solidifying sewage sludge having deodorization devices which correspond to characteristics of solidifying steps}

본 발명은 하수슬러지 고화 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 하수슬러지 고화 처리의 각 단계에서 순차적으로 악취를 제거할 수 있도록 고화 처리 단계별 특성에 따른 탈취 장치를 구비한 하수슬러지 고화 설비에 관한 것이다.

2003년 7월부터 1만톤/일 이상의 처리 용량을 가지는 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 직매립이 금지되었다. 또한, 런던협약 '96 의정서 발효에 따라 하수슬러지를 포함한 폐기물의 해양 배출기준도 대폭 강화되어, 2013년부터는 하수슬러지의 해양배출이 전면 금지되었다. 하수슬러지의 육상처리 방식에는 소각, 건조, 고형화, 퇴비화 등이 있다. 우리나라 하수슬러지 발생량은 일반적으로 하수 1 ㎥당 0.3 ㎏이며, 함수율은 78~82 % 정도이고, 유기물 함량은 약 47% 로서 유기물 오니에 해당된다. 2007년 수도권 지역의 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지의 양은 약 7,631톤/일이다. 하수슬러지는 하수처리장의 처리공정상 소화 슬러지와 비소화 슬러지로 구분되며, 비소화 슬러지는 유기물 성분이 비소화 처리되어, 계절과 온도에 따라 슬러지 고유의 악취가 발생한다.

하수슬러지 고화처리 시설은 하수슬러지를 고형화하여 최종 매립처분하기 위한 시설로서, 고화 처리를 통해, 하수슬러지의 함수율을 감소시키고, 중금속 용출이 고정되도록 자연 양생시킨 후, 매립장으로 운반되어 매립된다. 대규모 하수슬러지 고화처리 시설은 일평균 약 1,000 톤의 하수슬러지를 고화 처리할 수 있다. 하수슬러지의 고화 처리는 폐기물관리법시행규칙 별표 5의 2의 기준에 따라, 매립가스를 회수하여 재이용 할 경우에는 함수율 75% 이하로 처리하여 매립할 수 있도록 되어 있으나, 대규모 매립장에서의 최종 매립시 매립장비의 주행성과 폐기물 혼합 및 다짐 작업의 효율성 등을 고려하여, 함수율 약 65% 이하로 하수슬러지를 고형화하여 매립 처리하고 있다. 하수슬러지의 고화 처리공정은 크게 반입공정, 혼합공정, 고화공정 및 양생공정의 4단계로 이루어진다. 통상의 대규모 고화처리 시설에 있어서는, 함수율이 약 80% 인 하수슬러지, 고화제, 및 고화보조재(연탄재 등)를 공급하는 반입 공정과, 반입된 하수슬러지에 고화제, 연탄재 등을 혼합하는 혼합 공정, 이송 공정, 고화 공정, 양생 공정 등을 거쳐, 함수율이 약 65% 이하인 고화물이 생산된다.

이와 같은 고화처리 시설에 있어서는, 하수슬러지에서 발생하는 악취를 관리할 필요가 있다. 양생 공정이 이루어지는 고화물 보관장은 고화물을 자연 양생시키는 건조장 및 고화물을 폐기물 매립장으로 반출하기 위한 보관 장소의 역할을 하며, 보통 60m x 70m x 8m의 장방형 창고 구조를 가진다. 고화물 보관장에는, 고화물이 약 1 ~ 1.5 m 높이로 평면 적치되어 자연 건조되므로, 고화물에서 발산되는 악취는 고화물 보관장 전체로 확산되며, 확산된 악취는 고화물 보관장에 설치된 악취포집설비에서 포집 또는 흡입되어 최종 처리된 후 대기로 배출된다. 대규모 고화처리 시설의 주변지역은 악취관리지역으로 고시되어, 처리시설 주변의 복합악취 등을 엄격히 관리하여야 하며, 악취방지 시설을 설치하여 복합악취 배출 기준을 준수하여야 한다. 그러나, 대규모 고화처리 시설의 경우, 일평균 1000톤 이상의 하수슬러지를 고화 처리하므로, 처리 공정에서 발생하는 악취의 농도가 심하여, 악취방지시설의 효율저하와 과부하에 의해 복합악취의 대기배출 기준 달성이 쉽지 않은 실정이다. 또한, 2013년도부터 하수슬러지의 해양배출 금지와 음식물 탈리액의 하수처리장 병합처리에 따라, 하수슬러지의 복합악취 특성이 더욱 악화되어, 대규모 고화처리 시설의 기존 악취방지 시설만으로는 하수슬러지에서 발생하는 악취를 법적 기준 이내로 처리하기가 어렵게 되었다.

본 발명의 목적은, 처리 공정별로 발생 악취의 특성이 변화하는 하수슬러지의 고화처리에 있어서, 악취 특성에 맞는 탈취 약품 분사 설비를 공정별로 구축하여, 고화 처리 공정의 악취를 저감하고, 최종 악취방지 설비의 악취부하를 저감시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 하수처리장에서의 음폐수 병합처리, 비소화 슬러지의 반입 등으로 인하여, 대량의 하수슬러지 처리 과정에서 고농도 및 대량의 악취가 발생하고, 기존 악취방지 시설만으로는 법정 악취관리 기준 준수가 어려운 고화처리 시설에 있어서, 악취 배출량을 법정 악취관리 기준 이내로 감소시켜, 환경적으로 바람직한 하수슬러지의 고화 설비를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하수슬러지가 반입되며, 에어분사 노즐을 통하여 산성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지로 분사하는 반입부(10); 상기 반입부(10)에는 고화처리를 위한 하수슬러지 투입구, 고화보조제(연탄재) 투입구, 고화제 투입구가 있으며: 상기 반입부(10)를 통과한 하수슬러지와 연탄재, 고화제를 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지로 분사하는 제1 컨베이어(48); 상기 제1 컨베이어(48)로부터 이송된 하수슬러지와 황산철 및 고화제를 혼합하는 혼합부(30); 상기 혼합부(30)에서 배출되는 하수슬러지 혼합물을 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 혼합물로 분사하는 제2 컨베이어(78); 상기 제2 컨베이어(78)로부터 이송된 하수슬러지 혼합물에 고화제를 투입하여 하수슬러지를 고화시키는 고화부(60); 상기 고화부(60)에서 배출되는 하수슬러지 고화물을 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 고화물로 분사하는 제3 컨베이어(98); 및 상기 제3 컨베이어(98)로부터 이송된 하수슬러지의 고화물을 건조 및 양생시키며, 에어분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 고하물로 분사하는 건조부(80)를 포함하는, 하수슬러지 고화 설비를 제공한다.

본 발명의 하수슬러지 고화 설비에 있어서는, 고화처리의 각 공정마다, 악취 특성에 맞는 탈취 설비를 구축하여, 고화 처리 공정의 악취를 저감하고, 최종 악취방지 설비의 악취부하를 저감시켜, 악취관리 기준을 만족시키면서 하수슬러지를 안정적으로 고화 처리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 고화 설비의 전체 구성을 보여주는 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 반입부(10)에 설치되는 탈취 장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 제1 컨베이어(48)에 설치되는 탈취 장치 및 황산철 분사 장치의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)에 설치되는 탈취 장치의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 건조부(80)에 설치되는 탈취 장치의 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.

대규모 고화처리 시설로 반입되는 하수슬러지는 발생 지역, 음폐수 병합 여부, 하수처리장의 설비 등에 따라 성상이 다르며, 온도 등 외부 환경에 따라서도 상태가 달라진다. 또한, 하수슬러지 자체의 악취, 고화제 및 고화보조재(예를 들면, 연탄재)를 혼합한 경우의 악취, 고화기에서 2차 고화제를 혼합했을 때의 악취, 탈취약품(소취제)을 분사했을 때의 악취도 모두 다르다. 하수슬러지에서 발생하는 악취 성분으로는 황화수소, 메틸머캅탄, 유기산(뷰틸산, 이소발레산, 발레산) 등의 산성 악취 성분과 트리메틸아민, 암모니아 등의 염기성 악취 성분이 있다. 본 발명은, 하수슬러지의 반입, 저장, 운반, 혼합, 고화, 자연양생 등 고화 공정의 각 단계에서, 각각의 공정에 적합한 소취제 분사설비를 갖추고, 주요 처리 단계에서 악취를 저감하여, 고화물 보관장의 공간 악취와 고화물의 악취를 1차 저감하고, 고화물 보관장에 확산된 악취를 통상의 악취포집 설비로 흡입하여 최종 처리한 후, 대기로 배출하는 것이다.

본 발명은, 하수슬러지의 고화처리 시설 반입부터 하수슬러지 고화물의 반출 공정에 있어서, 하수슬러지의 반입/투입, 고형화 처리를 위한 고화제 및 연탄재의 반입/투입, 이송, 혼합, 고화, 자연양생, 고화물 반출 등 고화 공정 전반에 탈취약품 분사설비를 설치하고 운영하기 위한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 고화 설비의 전체 구성을 보여주는 평면도(배치도)이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비는, 하수슬러지가 반입되는 반입부(10); 상기 반입부(10)를 통과한 하수슬러지, 연탄재, 고화제 등을 이송하는 제1 컨베이어(48); 상기 제1 컨베이어(48)로부터 이송된 하수슬러지와 황산철 및 고화제와, 필요에 따라 고화보조재를 혼합하는 혼합부(30); 상기 혼합부(30)에서 배출되는 하수슬러지 혼합물을 이송하는 제2 컨베이어(78); 상기 제2 컨베이어(78)로부터 이송된 하수슬러지 혼합물에 고화제를 투입하여 하수슬러지를 고화시키는 고화부(60); 상기 고화부(60)에서 배출되는 하수슬러지 고화물을 이송하는 제3 컨베이어(98); 및 상기 제3 컨베이어(98)로부터 이송된 하수슬러지의 고화물을 건조 및 양생시키는 건조부(80, 자연 양생 설비)를 포함한다. 상기 반입부(10)에는 하수슬러지 투입구(10a), 고화보조재(연탄재 등) 투입구(10b) 및 고화제 투입구(10c)가 설치되어 있다. 상기 건조부(80)는 밀폐형 건축 구조물로서, 최종 처리물인 하수슬러지의 고화물을 보관하는 보관 장소의 역할도 수행한다. 상기 건조부(80)의 악취 방지 시설에서 포집된 악취는 정화 후 대기로 배출되며, 건조부(80)에서 건조된 하수슬러지 고화물은 최종적으로 매립장으로 배출된다.

상기 반입부(10)로는, 함수율 70 내지 85 중량%, 바람직하게는 75 내지 83 중량%, 예를 들면 함수율 80 중량%의 하수슬러지가 75 톤/시간의 속도로 반입된다. 상기 혼합부(30)는 4축 햄머식 혼합기일 수 있으며, 하수슬러지와 황산철, 고화제 및/또는 고화보조재를 120 톤/시간의 속도로 수직식 또는 연속식으로 혼합할 수 있다. 상기 고화제로는 시멘트, 플라이 애쉬, 제지 연소재, 황산알루미늄, 생석회, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있고, 상기 고화보조재로는 연탄재, 제강 슬래그, 티탄 석고(산화티탄 제조 공정에서 부산되는 석고) 등의 석고, 슬러지 소각재, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 황산철은 고화 촉진 성분 및 탈취 성분으로서의 역할을 한다. 하수 슬러지 100 중량부에 대하여, 상기 황산철의 사용량은 0.2 내지 1.0 중량부, 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량부이며, 상기 고화제의 사용량은 5 내지 15 중량부, 예를 들면 10 중량부이고, 상기 고화보조제의 사용량은 5 내지 15 중량부, 예를 들면 10 중량부이다. 여기서, 황산철의 사용량이 너무 적으면, 산성 악취제거 효과가 저하될 우려가 있고, 너무 많으면 혼합물 이송과 고화물의 함수율 관리에 문제가 있을 수 있다. 또한, 황산철은 평월에는 황산제1철(FeSO₄)을 사용하고, 기온이 0 ℃ 이하로 낮아져, 황산철 용액이 응고되어 배관이나 노즐이 막힐 우려가 있는 동절기에는 황산제2철(Fe₂(SO₄)₃)을 대체 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고화제 및 고화보조재의 사용량이 너무 작으면, 하수슬러지의 고화가 불충분하고, 너무 많으면, 경제적으로 불리할 뿐 특별한 이익이 없다. 상기 고화부(60)는, 상기 혼합된 하수슬러지에, 하수슬러지 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부, 예를 들면 10 중량부의 고화제를 2차 공급하고, 필요에 따라서, 하수슬러지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1.0 중량부, 예를 들면 0.2 중량부의 액상 산화제나 소취제를 공급한 다음, 스크류식 고화기를 이용하여, 수평식 또는 연속식 혼합하여, 150 톤/시간의 속도로 하수슬러지를 고화시킨다. 상기 건조부(80)는 고화된 하수슬러지를 예를 들면 1일 동안 자연 건조 및 양생시키는 설비로서, 예를 들면 4000 m³의 건조부(80)에서 3000 m³의 하수슬러지를 건조할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 악취 저감장치를 각 부분별로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 반입부(10)에 설치되는 탈취 장치의 구성도이다. 상기 반입부(10)로 반입되는 하수슬러지에서 발생되는 악취의 약 83 %는 산성 악취이고, 약 14 %는 염기성 악취이며, 약 3 %는 중성 악취이다. 상기 반입부(10)에 설치되는 탈취 장치는, 산성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 소취제 저장탱크(12)와 상기 반입부(10)의 하수슬러지 반입 게이트 상부에 설치되며, 상기 소취제 저장탱크(12)로부터 소취제를 공급받아 하수슬러지로 분사하는 하나 이상의 에어분사 노즐(20a...20e, Micro mist nozzle unit)을 포함한다. 상기 하수슬러지 반입 게이트는 하수슬러지가 공급되는 통로이거나, 하수슬러지가 공급되는 호퍼(hopper)일 수 있고, 상기 에어분사 노즐(20a...20e)은 이류체 노즐(Air automizing nozzle)인 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 반입 게이트는 하수슬러지 운반 차량의 진출입을 센서로 감지하고, 출입문 개폐시 소취제가 분사되도록 하여, 하수슬러지 운반차량의 진출입시 악취의 외부 누출을 방지하거나, 하수슬러지가 반입부(10)로 진입하면, 에어 커튼이 가동되어, 외부 대기와 내부 대기가 차단되도록 할 수 있다. 또한, 상기 에어분사 노즐(20a...20e)은 천정 또는 슬러지 저장 호퍼에 분산 설치되어, 타이머에 의해, 반입부(10)의 내부 공간 또는 하수슬러지 호퍼 상부로 소취제가 분사되도록 할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 상기 반입부(10)에 설치되는 탈취 장치는, 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제(예를 들면, 물)가 저장되는 희석제 탱크(14)와 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(16), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(18, Microfilter)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 마이크로 필터(18)를 통과한 소취제 및 희석제가 에어분사 노즐(20a...20e)에 의해 하수슬러지로 분사된다. 상기 소취제의 선정은 고화처리 시설의 악취 성분을 분석하고, 악취 원인 물질을 선정한 후, 소취제 평가 표준 물질을 선정한 후, 표준물질 평가와 슬러지 혼합 평가 시험을 거쳐 탈취효과, 유해성, 경제성 등을 고려하여 복수로 선정한다. 상기 선정된 소취제는 환경표지인증을 득하여 품질관리 하에 사용한다. 상기 산성 악취를 제거하기 위한 소취제로는 황산철, 황산구리, 염화구리, 탄산구리, 염화아연, 황산아연, 이산화염소, 메탈킬레이트(Fe, Zn 킬레이트 등), 에탄올, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 소취제의 사용량은 하수슬러지의 반입량, 악취의 강도 등에 따라, 적절히 설정할 수 있고, 상기 희석제의 사용량은 소취제의 50 내지 150 배(중량 기준), 예를 들면 100 배이다.

도 3은 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 제1 컨베이어(48)에 설치되는 탈취 장치 및 황산철 분사 장치의 구성도이다. 상기 반입부(10)를 통과한 하수슬러지, 고화보조제, 고화제 등은 제1 컨베이어(48)을 통해 상기 혼합부(30)로 운반된다. 상기 제1 컨베이어(48)는 벨트 컨베이어(Belt conveyer)일 수 있고, 상기 제1 컨베이어(48)는 예를 들면 반입동(10) 지하를 통해 혼합부(30)에 연결되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 차례로 상기 반입부(10)를 통과한 하수슬러지, 황산철, 고화보조제(연탄재 등), 고화제가 제1 컨베이어(48)로 투입된다. 상기 제1 컨베이어(48)에 설치되는 탈취 장치는, 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 소취제 저장탱크(32)와 상기 제1 컨베이어(48) 상부에 설치되며, 상기 소취제 저장탱크(32)로부터 소취제를 공급받아 하수슬러지로 분사하는 하나 이상의 분사 노즐(40a...40d)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 분사 노즐(40a...40d)은 비젯 노즐(Flat veejet nozzle)이다. 또한, 필요에 따라, 상기 제1 컨베이어(48)에 설치되는 탈취 장치는, 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제(예를 들면, 물)가 저장되는 희석제 탱크(34)와 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(36), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(38)을 더욱 포함할 수 있고, 상기 마이크로 필터(38)를 통과한 소취제 및 희석제가 상기 분사 노즐(40a...40d)에 의해 제1 컨베이어(48) 상부의 하수슬러지로 분사된다. 상기 제1 컨베이어(48)의 탈취 장치에서, 상기 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제로는 악취제거 효과가 우수하고 환경표지 인증을 득한 소취제를 사용할 수 있다. 상기 소취제의 선정은 고화처리 시설의 악취 성분을 분석하고, 악취 원인 물질을 선정한 후, 소취제 평가 표준 물질을 선정한 후, 표준물질 평가와 슬러지 혼합 평가 시험을 거쳐 탈취효과, 유해성, 경제성 등을 고려하여 복수로 선정한다. 상기 선정된 소취제는 환경표지인증을 득하여 품질관리 하에 사용한다. 상기 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제로는 NaOCl(차아염소산나트륨), NaClO₂(아염소산나트륨), 목초액, 키토산, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 소취제의 사용량은 하수슬러지의 반입량, 악취의 강도 등에 따라, 적절히 설정할 수 있고, 상기 희석제의 사용량은 소취제의 10 내지 50 배(중량 기준), 예를 들면 20 배이다.

상기 제1 컨베이어(48)에 더욱 설치될 수 있는 황산철 분사 장치는 황산철이 저장되는 황산철 저장탱크(52)와 상기 제1 컨베이어(48) 상부에 설치되며, 상기 황산철 저장탱크(52)로부터 황산철을 공급받아 하수슬러지로 분사하는 하나 이상의 분사 노즐(42a, 42b)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 분사 노즐(42a, 42b)은 비젯 노즐(Flat veejet nozzle)이다. 또한, 필요에 따라, 상기 제1 컨베이어(48)에 설치되는 황산철 분사 장치는, 상기 황산철을 이송하기 위한 황산철 공급 펌프(56)를 더욱 포함할 수 있고, 상기 황산철 공급 펌프(56)를 통과한 황산철이 상기 분사 노즐(42a, 42b)에 의해 제1 컨베이어(48) 상부의 하수슬러지로 분사된다. 또한, 상기 황산철 분사 장치는, 상기 황산철 저장탱크(52)로부터 황산철을 공급받아, 상기 제1 컨베이어(48)로부터 혼합기로 유입된 하수슬러지 혼합물에 황산철을 2차 투입하는 하나 이상의 분사 노즐(44a, 44b, 44c)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 황산철을 투입하는 경우, 겨울철에는 온도의 하강으로 철성분이 석출(응고)되어 분무 노즐의 막힘이나 배관라인의 막힘이 발생할 수 있다. 따라서, 겨울철에는 응고의 우려가 적은 황산제2철을 사용하는 것이 바람직하고, 겨울철 외의 계절에는 황산제1철을 사용하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)에 설치되는 탈취 장치의 구성도이다. 상기 혼합부(30)로부터 배출되는 하수슬러지, 황산철, 고화보조제(연탄제), 고화제 등의 혼합물은 제2 컨베이어(78)를 통해 상기 고화부(60)로 이송된다. 상기 고화부(60)에서 형성된 하수슬러지 고화물은 제3 컨베이어(98)를 통해 상기 건조부(80)로 이송된다. 상기 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)는 벨트 컨베이어(Belt conveyer)일 수 있다. 상기 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)로 이송되는 하수슬러지로부터 발생되는 악취의 약 8 %는 산성 악취이고, 약 89 %는 염기성 악취이며, 약 3 %는 중성 악취이다. 본 발명의 하수슬러지 고화 설비에 있어서, 상기 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)에 설치되는 탈취 장치는, 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 소취제 저장탱크(62)와 상기 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)의 상부에 각각 설치되며, 상기 소취제 저장탱크(62)로부터 소취제를 공급받아 하수슬러지로 분사하는 하나 이상의 제2 분사 노즐(70a...70g) 및 하나 이상의 제3 분사 노즐(80a...80d)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 분사 노즐(70a...70g, 80a...80d)은 비젯 노즐(Flat veejet nozzle)이다. 또한, 필요에 따라, 상기 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)에 설치되는 탈취 장치는, 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제(예를 들면, 물)가 저장되는 희석제 탱크(64)와 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(66), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(68)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 제2 컨베이어(78) 및 제3 컨베이어(98)에서 사용되는 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제로는 상기 제1 컨베이어(48)에서 사용되는 소취제와 동일한 종류의 것을 사용할 수 있다. 상기 소취제의 사용량은 하수슬러지의 반입량, 악취의 강도 등에 따라, 적절히 설정할 수 있고, 상기 희석제의 사용량은 소취제의 10 내지 50 배(중량 기준), 예를 들면 20 배이다.

도 5는 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 건조부(80)에 설치되는 탈취 장치의 구성도이다. 상기 건조부(80)에서 발생되는 악취의 약 1 %는 산성 악취이고, 약 95 %는 염기성 악취이며, 약 4 %는 중성 악취이다. 본 발명의 하수슬러지 고화 설비에 있어서, 상기 건조부(80)에 설치되는 탈취 장치는, 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 소취제 저장탱크(82), 및 상기 건조부(80)의 천정에 설치되며, 상기 소취제 저장탱크(82)로부터 소취제를 공급받아 상기 건조부(80)에 적재된 하수슬러지의 고화물로 분사하는 하나 이상의 에어분사 노즐(90, Micro mist nozzle unit)을 포함한다. 예를 들면, 상기 에어분사 노즐(90)은 1열당 20개의 노즐이 5 또는 6열로 설치되어, 총 100개 또는 120개의 에어분사 노즐(90)이 설치될 수 있다. 상기 건조부(80)에 설치되는 탈취 장치는, 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제(예를 들면, 물)가 저장되는 희석제 탱크(84)와 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(86), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(88)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 건조부(80)에서, 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제로는 야간에는 고화물의 상차작업이 없으며, 자연 건조과정을 거치면서 악취가 제거되어야 하므로 경제성면에서 우수한 NaOCl을 사용하고, 주간에는 고화물 상차작업이 이루어지며 작업원에게 무해한 환경표지인증 소취제 등을 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 이송켄베이어들은 악취누출을 방지하기 위하여 외부 공기와 차단 및 밀폐되어 있어야 한다.

본 발명의 하수슬러지 고화 설비에 있어서는, 고화 설비 내부의 슬러지 처리 공정에 악취 저감을 위한 탈취 장치를 단계별로 설치 및 가동함으로써, 고화처리물 보관장의 악취 농도를 저감하여, 최종적으로 기존 악취방지 시설로 유입되는 악취의 농도와 부하를 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 고화 설비에 있어서는, 고화 공정에서 발생하는 악취 특성에 따라, 탈취제 및 노즐의 형태를 다르게 구성함으로써, 고화 처리 시설 및 공정별 발생 악취를 효과적으로 저감하여, 고화처리 시설의 내부 환경을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 하수슬러지 처리 시설 진출입시, 악취의 외부 유출을 방지하여, 고화처리 시설의 주변 환경을 개선할 수 있다.

이상, 구체적인 실시예를 참조하여, 본 발명에 따른 하수슬러지 고화 설비의 구조 및 동작을 설명하였으나, 본 발명은 상술한 구체적인 실시예에 한정되지 않고, 하기 청구범위에 기재된 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

Claims

하수슬러지가 반입되며, 에어분사 노즐을 통하여 산성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지로 분사하는 반입부(10);
상기 반입부(10)를 통과한 하수슬러지를 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지로 분사하는 제1 컨베이어(48);
상기 제1 컨베이어(48)로부터 이송된 하수슬러지와 황산철, 고화보조재 및 고화제를 혼합하는 혼합부(30);
상기 혼합부(30)에서 배출되는 하수슬러지 혼합물을 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 혼합물로 분사하는 제2 컨베이어(78);
상기 제2 컨베이어(78)로부터 이송된 하수슬러지 혼합물에 고화제를 투입하여 하수슬러지를 고화시키는 고화부(60);
상기 고화부(60)에서 배출되는 하수슬러지 고화물을 이송하며, 분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 고화물로 분사하는 제3 컨베이어(98); 및
상기 제3 컨베이어(98)로부터 이송된 하수슬러지의 고화물을 건조 및 양생시키며, 에어분사 노즐을 통하여 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제를 하수슬러지 고화물로 분사하는 건조부(80)를 포함하며,
상기 반입부(10)에는, 산성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 소취제 저장탱크(12)와 상기 반입부(10)의 하수슬러지 반입 게이트 상부에 설치되며, 상기 소취제 저장탱크(12)로부터 소취제를 공급받아 하수슬러지로 분사하는 하나 이상의 에어분사 노즐(20a...20e)을 포함하는 탈취 장치가 설치되는 것인, 하수슬러지 고화 설비.
제1항에 있어서, 상기 산성 악취를 제거하기 위한 소취제로는 황산철, 황산구리, 염화구리, 탄산구리, 염화아연, 황산아연, 이산화염소, 메탈킬레이트, 에탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하고, 상기 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제로는 NaOCl(차아염소산나트륨), NaClO₂(아염소산나트륨), 목초액, 키토산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하는 것인, 하수슬러지 고화 설비.
제1항에 있어서, 상기 고화제로는 시멘트, 플라이 애쉬, 제지 연소재, 황산알루미늄, 생석회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하고, 상기 고화보조재로는 연탄재, 제강슬래그, 석고, 슬러지 소각재 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하는 것인, 하수슬러지 고화 설비.
삭제
제1항에 있어서, 상기 반입부(10)에 설치되는 탈취 장치는, 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제가 저장되는 희석제 탱크(14)와 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(16), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(18)를 더욱 포함하는 것인, 하수슬러지 고화 설비.
제1항에 있어서, 상기 제1 컨베이어(48)에는, 황산철(Fe₂SO₄)이 저장되는 황산철 저장탱크(52)와 상기 제1 컨베이어(48) 상부에 설치되며, 상기 황산철 저장탱크(52)로부터 황산철을 공급받아 하수슬러지로 분사하는 하나 이상의 분사 노즐(42a, 42b)을 포함하는 황산철 분사 장치가 설치되어 있는 것인, 하수슬러지 고화 설비.
제1항에 있어서, 상기 제2 컨베이어(78)에는, 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 소취제 저장탱크(62), 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제가 저장되는 희석제 탱크(64), 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(66), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(68), 상기 제2컨베이어(78) 상부에 설치되며,상기 소취제 희석제 탱크(64)로부터 소취제를 공급받아 하수슬러지 혼합물로 분사하는 하나 이상의 에어분사 노즐(70a...70g)을 포함하는 탈취 장치가 설치되는 것인, 하수슬러지 고화 설비.
제1항에 있어서, 상기 제3 컨베이어(98)에는, 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 소취제 저장탱크(62), 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제가 저장되는 희석제 탱크(64), 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(66), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(68), 상기 제3 컨베이어(98) 상부에 설치되며, 상기 소취제 희석제 탱크(64)로부터 소취제를 공급받아 하수슬러지 혼합물로 분사하는 하나 이상의 에어분사 노즐(80a...80d)을 포함하는 탈취 장치가 설치되는 것인, 하수슬러지 고화 설비.
제1항에 있어서, 상기 건조부(80)에는, 염기성 악취를 제거하기 위한 소취제가 저장되는 저장탱크(82), 상기 소취제를 희석하기 위한 희석제가 저장되는 희석제 탱크(84), 상기 소취제와 희석제를 이송하기 위한 소취제 공급 펌프(86), 상기 소취제와 희석제의 이송 경로에 설치되어, 상기 소취제와 희석제 중의 불순물을 여과하는 마이크로 필터(88), 상기 건조부(80)의 실내 상부에 설치되며, 상기 마이크로 필터(88)를 통과한 소취제를 고화물로 분사하는 하나 이상의 에어분사 노즐(90)을 포함하는 탈취 장치가 설치되는 것인, 하수슬러지 고화 설비.