KR102051106B1 - Apparatus and method for dewatering sewage sludge - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하수슬러지와 응집슬러지를 혼합, 교반하여 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 개선함으로써 하수슬러지와 응집슬러지를 효과적으로 처리함과 함께 하수슬러지의 처리비용을 절감할 수 있는 하수슬러지 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 하수슬러지 처리장치는 하수와 응집제의 응집반응이 진행되는 공간을 제공함과 함께 응집슬러지를 생성시키는 응집조; 원수를 상등수와 하수슬러지로 분리하는 침전조; 응집슬러지와 하수슬러지를 혼합, 교반하여 혼합슬러지를 제조하는 슬러지 혼합조; 응집슬러지와 하수슬러지가 혼합, 교반된 혼합슬러지를 자연침강시켜 혼합슬러지를 농축시키는 슬러지 농축조; 및 상기 슬러지 농축조로부터 농축된 혼합슬러지를 공급받은 상태에서, 혼합슬러지 내에 포함되어 있는 수분을 탈수하는 슬러지 탈수조;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention is to sewage sludge and flocculation sludge by improving the dehydration and sedimentation of the sewage sludge by mixing and stirring the sewage sludge and flocculation sludge, and the sewage sludge treatment apparatus and method that can reduce the treatment cost of sewage sludge The sewage sludge treatment apparatus according to the present invention comprises a flocculation tank for providing flocculation sludge while providing a space in which flocculation reaction between sewage and flocculant proceeds; Sedimentation tank separating raw water into supernatant and sewage sludge; A sludge mixing tank for mixing and stirring agglomerated sludge and sewage sludge to produce mixed sludge; A sludge concentration tank in which coagulated sludge and sewage sludge are mixed and precipitated mixed sludge naturally to concentrate mixed sludge; And a sludge dewatering tank for dehydrating water contained in the mixed sludge in a state in which the mixed sludge concentrated from the sludge thickening tank is supplied.
Description
본 발명은 하수슬러지 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수슬러지와 응집슬러지를 혼합, 교반하여 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 개선함으로써 하수슬러지와 응집슬러지를 효과적으로 처리함과 함께 하수슬러지의 처리비용을 절감할 수 있는 하수슬러지 처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage sludge treatment apparatus and method, and more specifically, to sewage sludge and flocculation sludge by effectively treating sewage sludge and flocculation sludge by mixing and stirring sewage sludge and flocculation sludge. It relates to a sewage sludge treatment apparatus and method that can reduce the treatment cost of.
공공하수처리시설에 유입되는 하수량은 지속적으로 증가하고 있으며, 하수처리의 최종산물인 하수슬러지의 발생량 역시 더불어 증가되고 있다. 하수슬러지는 지역 및 계절 등에 따른 성상과 유입량의 변화가 크며, 유기물 함량 및 함수율이 높아 탈수 및 농축이 어려운 경우가 많다. The amount of sewage flowing into public sewage treatment facilities is continuously increasing, and the amount of sewage sludge, the final product of sewage treatment, is also increasing. Sewage sludge has a large change in properties and inflows according to regions and seasons, and it is difficult to dehydrate and concentrate due to high organic matter content and water content.
하수슬러지의 처리는 농축, 소화, 탈수 공정을 거치게 되며, 하수슬러지의 탈수 공정은 통상, 무기응집제, 유기성고분자응집제 등의 탈수약품 주입을 통해 슬러지의 함수율을 저감시키는 형태로 진행된다. 이와 같이 하수슬러지의 탈수를 위해 상당량의 탈수약품이 소요됨에 따라, 하수슬러지 처리비용이 매년 상승하고 있는 추세이다. The treatment of sewage sludge is concentrated, digested, and dehydrated. The sewage sludge dehydration process is generally carried out in the form of reducing the water content of the sludge through injection of dehydrating drugs such as inorganic coagulants and organic polymer coagulants. Thus, as a considerable amount of dehydration medicine is required for dewatering sewage sludge, sewage sludge treatment costs are increasing every year.
또한, 하수방류수의 총인 규제로 인하여 하수방류수의 인 제거를 목적의 웅집처리를 추가적으로 하는 경우가 많으며, 이에 따라 다량으로 발생하는 응집슬러지의 처리 및 처분이 큰 문제로 대두되고 있다.In addition, due to the regulation of total phosphorus of sewage effluents, there are many cases in which a wastewater treatment for the purpose of removing phosphorus from sewage effluents is additionally added. Accordingly, the treatment and disposal of agglomerated sludge generated in large quantities is a big problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 하수슬러지와 응집슬러지를 혼합, 교반하여 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 개선함으로써 하수슬러지와 응집슬러지를 효과적으로 처리함과 함께 하수슬러지의 처리비용을 절감할 수 있는 하수슬러지 처리장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by mixing and stirring sewage sludge and flocculation sludge to improve the dehydration and sedimentation of the sewage sludge and to effectively treat the sewage sludge and flocculation sludge and the treatment of sewage sludge It is an object of the present invention to provide a sewage sludge treatment apparatus and method that can reduce costs.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하수슬러지 처리장치는 하수와 응집제의 응집반응이 진행되는 공간을 제공함과 함께 응집슬러지를 생성시키는 응집조; 원수를 상등수와 하수슬러지로 분리하는 침전조; 응집슬러지와 하수슬러지를 혼합, 교반하여 혼합슬러지를 제조하는 슬러지 혼합조; 응집슬러지와 하수슬러지가 혼합, 교반된 혼합슬러지를 자연침강시켜 혼합슬러지를 농축시키는 슬러지 농축조; 및 상기 슬러지 농축조로부터 농축된 혼합슬러지를 공급받은 상태에서, 혼합슬러지 내에 포함되어 있는 수분을 탈수하는 슬러지 탈수조;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Sewage sludge treatment apparatus according to the present invention for achieving the above object provides a space in which the flocculation reaction of sewage and flocculant proceeds, and a flocculation tank for producing flocculation sludge; Sedimentation tank separating raw water into supernatant and sewage sludge; A sludge mixing tank for mixing and stirring agglomerated sludge and sewage sludge to produce mixed sludge; A sludge concentration tank in which coagulated sludge and sewage sludge are mixed and precipitated mixed sludge naturally to concentrate mixed sludge; And a sludge dewatering tank for dehydrating water contained in the mixed sludge in a state in which the mixed sludge concentrated from the sludge thickening tank is supplied.
하수슬러지와 응집슬러지는 3:1∼1:1의 부피비로 혼합될 수 있다. Sewage sludge and flocculated sludge may be mixed in a volume ratio of 3: 1 to 1: 1.
상기 응집슬러지는 하수처리공정에서 발생되는 하수 응집슬러지 또는 정수처리공정에서 발생되는 정수 응집슬러지이다. The flocculating sludge is a sewage flocculating sludge generated in a sewage treatment process or a purified flocculating sludge generated in a water treatment process.
상기 응집제는 무기응집제 또는 유기고분자응집제이다. The coagulant is an inorganic coagulant or an organic polymer coagulant.
본 발명에 따른 하수슬러지 처리방법은 응집슬러지와 하수슬러지를 각각 준비하는 단계; 응집슬러지와 하수슬러지를 슬러지 혼합조에 투입하여 혼합, 교반하는 단계; 응집슬러지와 하수슬러지가 혼합, 교반된 혼합슬러지를 슬러지 농축조 내에서 침강시켜 혼합슬러지를 농축시키는 단계; 슬러지 농축조에 농축된 혼합슬러지를 슬러지 탈수조로 이송하고, 슬러지 탈수조 내에서 혼합슬러지를 탈수시키는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 응집슬러지는 응집제와 하수의 응집반응에 의해 생성되며, 상기 하수슬러지는 생물학적 하수처리공정의 최종단계에서 부산물로 발생되는 슬러지인 것을 특징으로 한다. Sewage sludge treatment method according to the present invention comprises the steps of preparing agglomerated sludge and sewage sludge, respectively; Mixing and stirring agglomerated sludge and sewage sludge into a sludge mixing tank; Condensing the mixed sludge by sedimenting the mixed sludge and the sewage sludge in a sludge thickening tank; And conveying the mixed sludge concentrated in the sludge thickening tank to a sludge dewatering tank, and dehydrating the mixed sludge in the sludge dewatering tank, wherein the flocculating sludge is produced by the coagulation reaction between the flocculant and the sewage sludge. Is characterized in that the sludge generated as a by-product in the final stage of the biological sewage treatment process.
본 발명에 따른 하수슬러지 처리장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다. Sewage sludge treatment apparatus and method according to the present invention has the following effects.
하수슬러지를 탈수처리함에 있어서, 응집제 성분을 포함하고 있는 응집슬러지를 하수슬러지에 혼합, 교반함으로써 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 개량할 수 있으며, 이를 통해 하수슬러지를 효과적으로 탈수처리함과 함께 하수슬러지의 탈수에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.In the dewatering treatment of sewage sludge, by mixing and stirring the flocculating sludge containing the coagulant component with the sewage sludge, it is possible to improve the dehydration and sedimentation of the sewage sludge, thereby effectively treating the sewage sludge and the sewage sludge. The cost of dehydration can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 처리장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 처리방법을 설명하기 위한 순서도.
도 3a는 무기응집제 주입량에 따른 여과시간(CST) 결과이며, 도 3b는 무기응집제 주입량에 따른 SRF 결과를 나타낸 참고도.
도 4a는 무기응집제 주입량에 따른 슬러지의 함수율을 나타낸 것이고, 도 4b는 무기응집제 주입량에 따른 슬러지의 SV30을 나타낸 참고도.
도 5는 무기응집제 주입량에 따른 응집 실험을 진행한 후 슬러지의 TS, VS 및 VS/TS를 나타낸 참고도.
도 6a는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 여과시간(CST) 결과이며, 도 6b는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 SRF 결과를 나타낸 참고도.
도 7a는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 혼합슬러지의 함수율을 나타낸 것이고, 도 7b는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 혼합슬러지의 SV30을 나타낸 참고도.
도 8은 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 응집 실험을 진행한 후 혼합슬러지의 TS, VS 및 VS/TS를 나타낸 참고도. 1 is a block diagram of a sewage sludge treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart for explaining the sewage sludge treatment method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3a is a filter time (CST) results according to the inorganic coagulant injection amount, Figure 3b is a reference diagram showing the SRF results according to the inorganic coagulant injection amount.
Figure 4a shows the water content of the sludge according to the inorganic coagulant injection amount, Figure 4b is a reference diagram showing the SV 30 of the sludge according to the inorganic coagulant injection amount.
5 is a reference diagram showing the TS, VS and VS / TS of the sludge after the flocculation experiment according to the inorganic coagulant injection amount.
Figure 6a is a result of the filtration time (CST) according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculation sludge, Figure 6b is a reference diagram showing the SRF results according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculation sludge.
Figure 7a shows the water content of the mixed sludge according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculated sludge, Figure 7b is a reference diagram showing the SV 30 of the mixed sludge according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculated sludge.
8 is a reference diagram showing the TS, VS and VS / TS of the mixed sludge after proceeding the flocculation experiment according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculated sludge.
본 발명은 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 개선하는 기술을 제시하며, 이를 통해 하수슬러지의 처리비용을 절감할 수 있다. The present invention proposes a technique for improving the dehydration and sedimentation of sewage sludge, thereby reducing the treatment cost of sewage sludge.
하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 개선하기 위해, 본 발명은 하수슬러지에 응집슬러지를 투입하는 기술을 제시한다. 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합, 교반을 통해 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 하수슬러지의 탈수 공정에 소요되는 탈수약품을 최소화할 수 있다. In order to improve the dehydration and sedimentation of sewage sludge, the present invention proposes a technique for introducing flocculated sludge into sewage sludge. The mixing and stirring of sewage sludge and flocculated sludge can improve the dehydration and sedimentation of sewage sludge, thereby minimizing the dehydration chemicals required for the dewatering process of sewage sludge.
본 명세서에서 '하수슬러지'라 함은 하수처리공정의 최종산물을 의미하며, '응집슬러지'는 하수처리공정의 응집공정에서 발생되는 슬러지를 의미한다. 또한, 본 발명에서 '하수처리공정'은 하수를 생물학적으로 처리하여 하수에 포함되어 있는 질소 및 인을 제거하는 공정을 의미하며, 질소와 인을 제거할 수 있는 제반 하수처리공정이 본 발명의 '하수처리공정'에 해당될 수 있다. As used herein, "sewage sludge" refers to the final product of the sewage treatment process, and "aggregated sludge" refers to sludge generated in the flocculation process of the sewage treatment process. In addition, the term "sewage treatment process" in the present invention means a process for removing nitrogen and phosphorus contained in the sewage by biologically treating sewage, and a general sewage treatment process capable of removing nitrogen and phosphorus is' Sewage treatment process.
한편, 본 발명은 전술한 바와 같이 응집슬러지를 이용함에 따라 본 발명의 '하수처리공정'은 응집슬러지의 발생이 요구된다. 응집슬러지는 응집제와 하수의 응집반응에 의해 생성되며, 이와 같은 응집공정을 통해 하수에 포함되어 있는 인(P)을 응집할 수 있다. 인 제거를 위한 응집공정에 사용되는 응집제는 무기응집제 또는 유기고분자응집제이다. 무기응집제로는 알루미늄이 포함된 알럼(Alum, aluminium sulfate), 폴리염화알루미늄(PAC, poly-aluminium chloride) 또는 철이 포함된 철염(염화 제2철,황산 제2철, 황산 제1철) 등이 사용될 수 있고, 유기고분자응집제는 양이온성, 음이온성, 비이온성 고분자응집제 등이 이용될 수 있다. 무기응집제는 알루미늄(Al) 또는 철(Fe)이 포함되어 있음에 따라 양이온성을 띠며 이와 같은 양전하성을 통해 하수 내의 인 성분을 흡착할 수 있다. 유기고분자응집제는 물질에 따라 양이온성, 음이온성 또는 양쪽성을 띨 수 있다. On the other hand, the present invention, as described above using the flocculation sludge, the 'sewage treatment process' of the present invention is required to generate flocculation sludge. Agglomerated sludge is produced by the coagulation reaction between the flocculant and the sewage, and can aggregate the phosphorus (P) contained in the sewage through this coagulation process. The flocculant used in the flocculation process for phosphorus removal is an inorganic flocculant or an organic polymer flocculant. Inorganic coagulants include aluminum (alum) containing aluminum, poly-aluminium chloride (PAC) or iron salts containing iron (ferric chloride, ferric sulfate, ferrous sulfate). The organic polymer coagulant may be used, and cationic, anionic, nonionic polymer coagulant, or the like may be used. The inorganic coagulant is cationic as aluminum (Al) or iron (Fe) is included and can adsorb phosphorus in sewage through such positive charge. The organic polymer coagulant may be cationic, anionic or amphoteric, depending on the material.
본 발명은 하수슬러지에 응집슬러지를 투입함으로써 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 향상시킴을 제시하고 있는데, 이는 응집슬러지에 포함되어 있는 응집제 성분을 이용하는 것이다. 응집슬러지에 포함되어 있는 응집제 성분은 상술한 바와 같이 양이온성, 음이온성 또는 양쪽성을 갖고 있으며, 하수슬러지에 응집제 성분을 포함하고 있는 응집슬러지를 혼합, 교반하게 되면, 하수슬러지 입자 표면의 정전기를 중화하여 입자간 반발력을 줄이며, 입자 사이의 가교현상으로 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 증가시킬 수 있게 된다. The present invention proposes to improve the dehydration and sedimentation properties of sewage sludge by injecting agglomerated sludge into sewage sludge, which utilizes a flocculant component contained in the flocculated sludge. The coagulant component contained in the coagulant sludge has cationic, anionic or amphoteric properties as described above, and when the coagulant sludge containing the coagulant component is mixed and stirred in the sewage sludge, static electricity on the surface of the sewage sludge particles is discharged. By neutralizing to reduce the repulsion between particles, cross-linking between the particles can increase the dehydration and sedimentation of sewage sludge.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 처리장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a sewage sludge treatment apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 처리장치는 응집조(110), 침전조(120), 슬러지 혼합조(130), 슬러지 농축조(140) 및 슬러지 탈수조(150)을 포함하여 이루어진다. Referring to Figure 1, the sewage sludge treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is a
상기 응집조(110)는 하수와 응집제의 응집반응이 진행되는 공간을 제공한다. 하수에 포함되어 있는 인(P) 성분은 응집제와 결합되어 응집슬러지를 형성하며, 응집슬러지는 응집조(110)의 하부에 침전된다. 상기 응집제는 무기응집제 또는 유기고분자응집제이며, 상기 무기응집제로는 알루미늄이 포함된 알럼(Alum aluminium sulfate), 폴리염화알루미늄(PAC, poly-aluminium chloride) 철이 포함된 철염(염화 제2철,황산 제2철, 황산 제1철) 등이 사용될 수 있고, 유기고분자응집제는 양이온성, 음이온성, 비이온성 고분자응집제 등이 이용될 수 있다. 상술한 바에 있어서, 상기 응집조(110)가 하수의 응집제의 응집반응이 진행되는 반응조 즉, 하수처리장치의 응집조로 특정하였으나, 정수처리장치의 응집조가 해당될 수도 있다. 달리 표현하여, 본 발명에 적용되는 응집슬러지는 하수처리공정에서 발생되는 하수 응집슬러지 뿐만 아니라 정수처리공정에서 발생되는 정수 응집슬러지도 사용 가능하다. The
상기 침전조(120)는 하수처리장치의 최종단에 구비되어 침전조(120)에 유입되는 원수를 상등수와 하수슬러지로 분리하는 역할을 한다. 상기 응집조(110)와 침전조(120) 이외에 생물학적 수처리를 위한 다양한 반응조가 구비될 수 있다. The
상기 슬러지 혼합조(130)는 응집조(110)의 응집슬러지와 침전조(120)의 하수슬러지를 혼합, 교반하여 혼합슬러지를 제조하는 역할을 하며, 상기 슬러지 농축조(140)은 슬러지 혼합조(130)로부터 응집슬러지와 하수슬러지가 혼합된 혼합슬러지를 공급받아 해당 혼합슬러지를 자연침강시켜 혼합슬러지를 농축시키는 역할을 한다. 여기서, 응집조(110)의 응집슬러지와 침전조(120)의 하수슬러지는 각각 인발되어 상기 슬러지 혼합조(130)로 공급된다. The
응집슬러지에 응집제 성분이 포함되어 있음에 따라, 응집슬러지와 하수슬러지를 혼합, 교반하게 되면, 응집슬러지의 응집제 성분은 하수슬러지 입자 표면의 정전기를 중화하여 입자간 반발력을 줄이며, 입자 사이의 가교현상으로 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 증가시킬 수 있게 된다. As the flocculating sludge contains coagulant components, when coagulated sludge and sewage sludge are mixed and stirred, the flocculant component of the flocculating sludge neutralizes static electricity on the surface of the sewage sludge particles, thereby reducing the repulsive force between particles and causing crosslinking between particles. This can increase the dehydration and sedimentation of sewage sludge.
상기 슬러지 탈수조(150)은 상기 슬러지 농축조(140)로부터 농축된 혼합슬러지를 공급받은 상태에서, 혼합슬러지 내에 포함되어 있는 수분을 탈수하는 역할을 한다. 혼합슬러지의 탈수는 프레스를 이용한 가압, 원심분리 등의 방법을 이용하여 진행할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 처리장치의 동작 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수슬러지 처리방법은 다음과 같다. Operation of the sewage sludge treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, that is, the sewage sludge treatment method according to an embodiment of the present invention are as follows.
도 2를 참조하면, 응집슬러지와 하수슬러지를 각각 준비한다(S201). Referring to Figure 2, agglomerated sludge and sewage sludge are prepared respectively (S201).
상기 응집슬러지는 응집제와 하수 또는 응집제와 정수의 응집반응에 의해 생성되며, 응집제 성분을 포함한다. 상기 응집슬러지는 응집반응이 진행되는 응집조(110)로부터 얻을 수 있으며, 응집슬러지에 포함된 응집제 성분은 무기응집제 또는 유기고분자응집제 성분이다. 상기 무기응집제로는 알루미늄이 포함된 알럼(Alum aluminium sulfate), 폴리염화알루미늄(PAC, poly-aluminium chloride) 철이 포함된 철염(염화 제2철,황산 제2철, 황산 제1철) 등이 사용될 수 있고, 유기고분자응집제는 양이온성, 음이온성, 비이온성 고분자응집제 등이 이용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 응집슬러지는 하수처리공정에서 발생되는 하수 응집슬러지 또는 정수처리공정에서 발생되는 정수 응집슬러지를 의미한다. The flocculant sludge is produced by a flocculation reaction between a flocculant and sewage or a flocculant and a purified water, and includes a flocculant component. The flocculant sludge may be obtained from the
상기 하수슬러지는 생물학적 하수처리공정의 최종단계에서 부산물로 발생되는 슬러지를 의미하며, 일 실시예로 하수처리장치의 침전조(120)에 침강된 슬러지로 특정할 수 있다. The sewage sludge means sludge generated as a by-product in the final stage of the biological sewage treatment process, in one embodiment may be specified as sludge settled in the
응집슬러지와 하수슬러지가 각각 준비된 상태에서, 응집슬러지와 하수슬러지를 슬러지 혼합조(130)에 투입하고 이를 혼합, 교반한다(S202). 이어, 응집슬러지와 하수슬러지가 혼합, 교반된 혼합슬러지를 슬러지 농축조(140) 내에서 자연침강시킨다(S203). 이 때, 응집슬러지에 응집제 성분이 포함되어 있음에 따라, 응집슬러지와 하수슬러지를 혼합, 교반하게 되면, 응집슬러지의 응집제 성분은 하수슬러지 입자 표면의 정전기를 중화하여 입자간 반발력을 줄이며, 입자 사이의 가교현상으로 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 증가시킬 수 있게 된다. Agglomerated sludge and sewage sludge are prepared, respectively, agglomerated sludge and sewage sludge are introduced into the
그럼 다음, 슬러지 농축조(140)에 침강된 혼합슬러지를 슬러지 탈수조(150)로 이송하고, 슬러지 탈수조(150) 내에서 혼합슬러지를 탈수시킨다(S204). 혼합슬러지의 탈수는 프레스를 이용한 가압, 원심분리 등의 방법을 이용하여 진행할 수 있다. 응집슬러지와 하수슬러지가 혼합, 교반된 혼합슬러지는 전술한 바와 같이, 응집슬러지의 응집제 성분에 의해 탈수성 및 침강성이 개선됨에 따라, 슬러지 탈수조(150)에서의 탈수 및 침강 효율을 향상된다. Then, the mixed sludge sedimented in the
<실험예 1 : 응집제 및 응집슬러지를 이용한 하수슬러지의 처리방법>Experimental Example 1 Treatment of Sewage Sludge Using Coagulant and Coagulant Sludge
경기도 Y하수처리장의 2차침전지에서 채취한 하수슬러지를 이용하여 실험을 진행하였다. 응집제 주입량에 따른 하수슬러지의 응집 특성을 평가하기 위해 PAC(poly-aluminum chloride, [Al2(OH)nCl6-n]m, 17% as Al2O3,영진환경, 한국)를 Al3+ 농도 기준으로 0, 5, 10, 15, 20, 25 mg Al/L로 주입하여 비교를 진행하였다. PAC는 수중의 부유물질에 대해 전기적 중화능력과 OH 가교작용에 있어 우수하여 고농도의 원수 처리에 유용하다. The experiment was conducted using sewage sludge collected from the secondary sedimentation battery of Y sewage treatment plant in Gyeonggi-do. A PAC (poly-aluminum chloride, [ Al 2 (OH) n Cl 6-n] m, 17% as Al 2
이와 함께, 응집슬러지의 사용가능성을 평가하였다. 응집슬러지의 확보를 위해 하수처리장 2차 처리수를 대상으로 응집 침전조를 이용한 연속 실험을 진행하였다. 하수방류수의 인 제거를 위해 응집공정이 적용됨에 따라, 하수 2차 처리수의 총 인 농도를 기준으로 무기응집제를 주입하였다. 하수 2차 처리수의 총 인 농도는 1.04mgP/L 이었으며, 무기응집제로는 PAC를 Al : P mol 농도 비율로 주입하였다. 응집슬러지 확보를 위한 실험은 13시간 연속운전으로 진행되었으며, 약 8L의 응집 슬러지를 확보하였다. 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합은 부피비를 기준으로 9:1, 6:1, 3:1, 2:1, 1:1로 혼합하며 슬러지 개량실험을 진행하였다.In addition, the applicability of the flocculating sludge was evaluated. In order to secure the flocculation sludge, a continuous experiment using a flocculation sedimentation tank was conducted on the secondary treated water of the sewage treatment plant. As the flocculation process was applied to remove the sewage from the sewage water, an inorganic coagulant was injected based on the total phosphorus concentration of the sewage secondary treated water. The total phosphorus concentration in the sewage secondary treatment water was 1.04 mgP / L, and PAC was injected at an Al: P mol concentration ratio as the inorganic coagulant. Experiments to secure flocculated sludge were carried out for 13 hours of continuous operation and secured about 8L of flocculated sludge. Sewage sludge and flocculation sludge were mixed in a ratio of 9: 1, 6: 1, 3: 1, 2: 1, and 1: 1 based on the volume ratio.
<실험예 2 : 하수슬러지, 응집슬러지 및 개량된 하수슬러지에 대한 분석>Experimental Example 2 Analysis of Sewage Sludge, Coagulated Sludge and Improved Sewage Sludge
실험예 1에 사용된 하수슬러지, 응집슬러지 및 응집제 또는 응집슬러지에 의해 개량된 하수슬러지에 대해 분석을 실시하였다. The sewage sludge used in Experimental Example 1, coagulated sludge and sewage sludge improved by flocculant or flocculant sludge were analyzed.
하수슬러지와 응집슬러지의 특성 비교를 위해 MLSS, MLVSS, SV30, VS, TS, SRF 등 항목을 측정하였다. 또한, 응집제 또는 응집슬러지에 의해 개량된 하수슬러지에 대하여 각각 기본특성과 침강성, 탈수성을 비교하였다. 기본 특성 파악을 위하여 각 시료의 TS, VS, 함수율을 분석하였으며, 침강성 평가를 위하여 SV30, SVI 및 농축 후 여액의 탁도를 측정하였다. 슬러지의 탈수성 평가를 위해 Triton Electronics사의 Type 319 CST 분석기를 이용하여 CST 분석하였다. CST(Capillary suction time)는 표준CST 여과지로부터 발생한 모세관 흡인압에 의해서 부유물로부터 주지의 여과량이 흡수되는데 걸리는 시간으로부터 도출되며, 탈수성이 불량한 경우 CST 값이 크게 나타나고 탈수성이 우수한 경우 작은 값이 나타난다(Im, 2002). CST실험을 통하여 도출된 시간을 이용하여 여과에 대한 저항 값(m/kg)을 의미하는 SRF를 다음과 같은 식 (1)을 이용하여 계산하였다.In order to compare the characteristics of sewage sludge and flocculated sludge, items such as MLSS, MLVSS, SV 30 , VS, TS, and SRF were measured. In addition, the sewage sludge improved by flocculant or flocculant sludge was compared with the basic characteristics, sedimentation and dehydration, respectively. TS, VS, and water content of each sample were analyzed for basic characteristics and turbidity of SV 30 , SVI, and concentrated filtrate was measured for sedimentation evaluation. CST analysis was carried out using Triton Electronics Type 319 CST analyzer to evaluate the dehydration of sludge. Capillary suction time (CST) is derived from the time it takes for a well-known filtration amount to be absorbed from the suspended solids by capillary suction pressure generated from standard CST filter paper. (Im, 2002). Using the time derived through the CST experiment, the SRF, which represents the resistance value (m / kg) for filtration, was calculated using the following equation (1).
(식 1) (Equation 1)
A : 여과지 크기 (mm2)A: filter paper size (mm 2 )
Pt : 여과압력 (Pa)Pt: Filtration pressure (Pa)
b : 멀티CST 라인의 구배를 각각 링에 있는 여과물 양으로 나눈 값 (s/cm6)b: Gradient of the multi-CST line divided by the amount of filtrate in the ring, respectively (s / cm 6 )
C1 : 슬러지 내 액상용량대비 고형슬러지의 질량 (g/cm3)C 1 : Mass of solid sludge to liquid volume in sludge (g / cm 3 )
μ : 여과속도 (cp)μ: Filtration rate (cp)
<실험예 3 : 하수슬러지와 응집슬러지의 특성 비교> Experimental Example 3 Comparison of Characteristics of Sewage Sludge and Aggregate Sludge
실험예 1에 사용된 하수슬러지와 응집슬러지의 특성은 아래의 표 1과 같다. The characteristics of sewage sludge and flocculated sludge used in Experimental Example 1 are shown in Table 1 below.
하수슬러지의 MLSS는 8450mg/L, MLVSS는 7400mg/L로 응집슬러지의 MLSS가 2450mg/L, MLVSS가 1300mg/L인 것에 비해 높게 나타났다. 하수슬러지의 MLVSS/MLSS 비율은 약 0.876으로 응집슬러지가 0.531의 비율을 갖는 것에 비해 높아, 무기응집제의 주입 및 낮은 유기물 함량을 갖는 응집슬러지와 혼합이 하수슬러지의 처리특성에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 슬러지의 탈수성은 슬러지 농도 증가에 따라 감소하는 것으로 보고되었으나(Lee et al., 2010), 탈수효율은 플럭 크기 및 형태, 침강속도, 비표면적 등에 따라 상관관계가 나타난다(Karr et al., 1978; Bruus et al., 1993). 다음과 같은 슬러지 특성분석을 통해 하수슬러지와 응집슬러지의 비교를 진행하였다.MLSS of sewage sludge was 8450mg / L, MLVSS was 7400mg / L, which was higher than that of agglomerated sludge with MLSS of 2450mg / L and MLVSS of 1300mg / L. The MLVSS / MLSS ratio of the sewage sludge is about 0.876, which is higher than that of the flocculating sludge with a ratio of 0.531. The injection of inorganic coagulant and the flocculation sludge with low organic content are expected to affect the treatment characteristics of the sewage sludge. . Sludge dehydration has been reported to decrease with increasing sludge concentration (Lee et al., 2010), but dewatering efficiency is correlated with floc size and morphology, sedimentation rate and specific surface area (Karr et al., 1978; Bruus et al., 1993). Sewage sludge and flocculated sludge were compared through the following sludge characteristics analysis.
슬러지 내 총 고형물(TS) 및 휘발성고형물(VS) 분석결과 하수슬러지의 총 고형물 내 휘발성 고형물 함량(VS/TS)은 응집슬러지보다 2배 이상 높게 나타났다. 하수슬러지 내 휘발성 고형물(VS)의 비율 증가는 슬러지의 단위체적 당 밀도를 낮춰 농축성과 탈수성을 저하시키는 것으로 알려져 있어, 하수슬러지의 탈수성은 응집슬러지의 탈수성에 비해 낮을 것으로 예상된다. Analysis of total solids (TS) and volatile solids (VS) in the sludge showed that the volatile solids content (VS / TS) in the total solids of sewage sludge was more than two times higher than that of the coagulated sludge. Increasing the proportion of volatile solids (VS) in sewage sludge is known to lower the density per unit volume of sludge, thereby reducing the concentration and dehydration. Therefore, the dehydration of sewage sludge is expected to be lower than that of flocculant sludge.
이에 따라, 슬러지 탈수성 평가를 위해 비여과저항(SRF)을 측정하였다. SRF는 여과가 일어나면서 쌓이는 고체층에 의한 저항을 의미하며, SRF 값이 클수록 탈수성이 나쁨을 의미한다. 응집슬러지의 SRF 값은 하수슬러지에 비해 약 2배 이상 높게 나타나 하수슬러지에 비해 탈수성이 나쁜 것으로 확인되었다. 이는 슬러지 농도 및 VS/TS 결과로 예상한 것과 반대되는 경향으로 하수슬러지의 MLSS 함량 및 VS함량은 응집슬러지에 비해 높지만 슬러지 플록의 형태에 따라 탈수성 및 침강성에 영향을 받은 것으로 보인다. 낮은 VS 함량에도 하수슬러지에 비해 응집슬러지의 탈수성이 나쁜 것은 응집슬러지 특성이 원수 내 휘발성물질(유기물질)과 응집제에서 기인되며, 밀도가 낮고 수산화물 함량이 높아 플럭의 상태가 젤라틴 형태로 팽윤해있기 때문이다.Accordingly, specific filtration resistance (SRF) was measured for sludge dehydration evaluation. SRF refers to the resistance due to the solid layer accumulated as the filtration occurs, the higher the SRF value means poor dehydration. The SRF value of the flocculated sludge was about 2 times higher than that of sewage sludge, indicating that the dewatering property was poor compared to the sewage sludge. This is in contrast to the sludge concentration and VS / TS results expected. The MLSS content and VS content of sewage sludge are higher than those of flocculant sludge, but the dehydration and sedimentation properties are affected by the type of sludge floc. The poor dehydration of flocculated sludge compared to sewage sludge, even at low VS content, is due to coagulation sludge properties of volatiles (organic substances) and flocculants in raw water. Because there is.
슬러지 침강성 평가를 위한 분석 결과, 하수슬러지와 응집슬러지의 SV30은 각각 95, 90 %로 높았으며, SVI 값은 각각 11.2, 36.7로 나타났다. 슬러지의 침강속도를 나타내는 SVI 값은 50∼150이 적정한 값으로 알려져 있으나, 모두 50 이하의 값으로 슬러지의 침강성이 다소 나쁜 것으로 판단되었다. 이는 슬러지 여액의 탁도가 다소 높은 것과 상응하는 결과로 하수슬러지 및 응집슬러지의 처분을 위해서는 약품을 이용한 개량 등의 처리가 필요함을 알 수 있다.As a result of sludge sedimentation evaluation, SV 30 of sewage sludge and flocculant sludge were high as 95 and 90%, respectively, and SVI values were 11.2 and 36.7, respectively. The SVI value representing the sludge settling rate is known to be an appropriate value from 50 to 150, but all of the values are less than 50, and the sludge settling properties were judged to be somewhat poor. As a result, the turbidity of the sludge filtrate is somewhat higher, and as a result, it is understood that treatment such as improvement using chemicals is required for the disposal of sewage sludge and flocculated sludge.
<실험예 4 : 무기응집제 적용에 따른 하수슬러지의 응집 특성> Experimental Example 4: Coagulation Characteristics of Sewage Sludge by Application of Inorganic Coagulant
무기응집제 주입량에 따른 하수슬러지의 응집 특성을 평가하였다. 무기응집제로는 PAC를 사용하여 주입량의 변화에 따른 영향을 살펴보았다. PAC의 주입량은 Al3+기준으로 나타내었으며 최대 25 mg/L까지 주입하여 응집실험을 진행하였다. 실험방법은 실험예 1에 기술한 바와 같다. The flocculation characteristics of sewage sludge according to the amount of inorganic coagulant injected were evaluated. PAC was used as the inorganic coagulant to investigate the effects of varying the injection volume. The injection amount of PAC was expressed based on Al 3+ , and the coagulation experiment was performed by injecting up to 25 mg / L. The experimental method is as described in Experimental Example 1.
도 3a는 무기응집제 주입량에 따른 여과시간(CST) 결과이며, 도 3b는 무기응집제 주입량에 따른 SRF 결과를 나타낸 것이다. 도 3a를 참조하면, 무기응집제를 주입하지 않은 하수슬러지의 CST는 약 234 sec로 측정되었으며, 무기응집제 주입량이 증가함에 따라 CST가 점차 낮아지는 경향을 나타내었다. 무기응집제를 최대 25 mg/L로 주입했을 때, 약 137 sec의 짧은 CST로 측정되어 탈수성 개선에 상당한 효과가 있는 것으로 판단되었다. 이는 무기응집제가 탈수 케이크를 다공질화하며 수분구조에 영향을 미친 결과로 추정된다. Figure 3a is the result of the filtration time (CST) according to the inorganic coagulant injection amount, Figure 3b shows the SRF results according to the inorganic coagulant injection amount. Referring to FIG. 3A, the CST of the sewage sludge not injected with the inorganic coagulant was measured at about 234 sec, and the CST gradually decreased as the amount of the inorganic coagulant was increased. When an inorganic coagulant was injected at a maximum of 25 mg / L, it was measured with a short CST of about 137 sec and was judged to have a significant effect on improving dehydration. This is believed to be the result of inorganic coagulant porosizing the dehydrated cake and affecting the moisture structure.
또한, CST 실험을 통하여 도출된 하수슬러지의 SRF 값은 도 3b에 도시한 바와 같이, 약 5.6 x 1011 m/kg으로 나타났으며 무기응집제를 최대 25 mg/L로 주입했을 때, 약 2.28 x 1011 m/kg으로 낮아지는 결과를 확인하였다. 응집제 주입량이 증가할수록 침강 속도가 빨라지며, CST 및 SRF 결과를 통해 무기응집제의 주입이 하수슬러지의 탈수성 개선에 효과적임을 확인하였다. In addition, the SRF value of the sewage sludge derived through the CST experiment was found to be about 5.6 x 10 11 m / kg, as shown in Figure 3b and when the inorganic coagulant is injected up to 25 mg / L, about 2.28 x It confirmed that the result is lowered to 10 11 m / kg. As the coagulant injection amount increased, the sedimentation rate was increased, and the results of the CST and SRF confirmed that the injection of the inorganic coagulant is effective in improving the dehydration of sewage sludge.
도 4a는 무기응집제 주입량에 따른 슬러지의 함수율을 나타낸 것이고, 도 4b는 무기응집제 주입량에 따른 슬러지의 SV30을 나타낸 것이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 하수슬러지의 함수율은 약 99 %에서 무기응집제를 주입함에 따라 최대 약 84 %까지 낮아졌으며, SV30 또한 95 %에서 최대 44 %까지 낮아져 무기응집제의 주입이 슬러지의 함수율과 침강성 개선에 상당한 효과가 있는 것으로 판단된다. Figure 4a shows the water content of the sludge according to the amount of inorganic coagulant injection, Figure 4b shows the SV 30 of the sludge according to the amount of inorganic coagulant injection. 4A and 4B, the water content of the sewage sludge was lowered up to about 84% by injecting the inorganic coagulant at about 99%, and the SV 30 was also lowered by 95% up to 44% by the injection of the inorganic coagulant. It is thought to have a significant effect on improving water content and sedimentation.
또한, 하수슬러지의 혼합 농축 후 여액의 탁도는 무기응집제 주입 전에는 약 98.7 NTU 수준으로 높았으나, 무기응집제를 주입량을 5, 10, 15, 20, 25 mg/L로 증가시킴에 따라 약 67, 54, 46, 44, 36 NTU로 개선되는 경향을 나타냈다. 이는 무기응집제로 주입된 PAC의 3가 양이온인 Al3+가 슬러지 플럭을 구성하는 2가 양이온(Ca2+, Mg2+ 등)과의 이온교환으로 플럭 응집성을 증가시고 케이크 내 함수율을 감소시킨 결과 때문인 것으로 판단된다. In addition, the turbidity of the filtrate after the mixed concentration of sewage sludge was high to about 98.7 NTU level before the injection of the inorganic coagulant.However, as the amount of the inorganic coagulant was increased to 5, 10, 15, 20, 25 mg / L, about 67, 54 , 46, 44, and 36 NTU. This is due to ion exchange with divalent cations (Ca 2+ , Mg 2+, etc.) that make up Al 3+ sludge floc, which is the trivalent cation of PAC injected with inorganic coagulant, to increase flocculation and decrease water content in the cake. It is because of the result.
도 5는 무기응집제 주입량에 따른 응집 실험을 진행한 후 슬러지의 TS, VS 및 VS/TS를 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 하수슬러지의 초기 TS는 약 9950 kg/m3, VS는 약 8400 kg/m3이였으며, 무기응집제를 최대 25 mg/L로 주입했을 때 TS는 약 14,150 kg/m3, VS는 약 10,700 kg/m3까지 증가되었다. 무기응집제 주입량이 증가하며 TS와 VS가 점차적으로 증가함에 따라, 슬러지 플럭이 응결되며 플록의 크기가 증대한 결과로 판단된다.Figure 5 shows the sludge TS, VS and VS / TS after the flocculation experiment according to the inorganic coagulant injection amount. Referring to FIG. 5, the initial TS of sewage sludge was about 9950 kg / m 3 , and VS was about 8400 kg / m 3 , and the TS was about 14,150 kg / m 3 when the inorganic coagulant was injected at a maximum of 25 mg / L. , VS increased to about 10,700 kg / m 3 . As the amount of inorganic coagulant injection increases and TS and VS gradually increase, the sludge flocculates and the floc size increases.
<실험예 5 : 응집슬러지 적용에 따른 하수슬러지의 응집 특성> Experimental Example 5: Coagulation Characteristics of Sewage Sludge by Application of Coagulated Sludge
실험예 1의 실험방법 및 실험예 4의 실험결과를 통해, 무기응집제를 이용한 하수슬러지의 응집 특성을 확인하였다. 본 실험예 5에서는 무기응집제의 사용을 저감하고 대체소제로서 응집슬러지를 사용하기 위해 다양한 비율의 혼합 실험을 통해 응집슬러지의 대체소재로서의 가능성을 살펴보았다. 실험방법은 실험예 1에 기술한 바와 같다. Through the experimental method of Experimental Example 1 and the experimental results of Experimental Example 4, the flocculation characteristics of sewage sludge using the inorganic coagulant was confirmed. In Experimental Example 5, to reduce the use of the inorganic coagulant and to use the coagulant sludge as an alternative material, the possibility of coagulant sludge as a substitute material was examined. The experimental method is as described in Experimental Example 1.
도 6a는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 여과시간(CST) 결과이며, 도 6b는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 SRF 결과를 나타낸 것이다. 도 6a를 참조하면, 하수슬러지와 응집슬러지를 9:1 부피비로 혼합하였을 때 CST는 약 182 sec로 측정되었으며, 이는 무기응집제를 10 mg/L 주입한 결과(약 202 sec, 실험예 4 참조)보다 짧은 결과로 상당한 개선 효과를 확인하였다. 또한, 부피비를 1:1로 혼합하였을 때 CST는 101 sec로 아주 낮은 CST 결과로 앞선 실험예 4에서 무기응집제를 최대주입량(25 mg/L)으로 주입한 결과(약 137 sec)보다 우수한 것으로 나타났다. Figure 6a is the result of the filtration time (CST) according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculation sludge, Figure 6b shows the SRF results according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculation sludge. Referring to FIG. 6A, when the sewage sludge and the flocculated sludge were mixed at a volume ratio of 9: 1, the CST was measured at about 182 sec, which is a result of injecting 10 mg / L of an inorganic coagulant (about 202 sec, see Experimental Example 4). Shorter results confirmed significant improvement. In addition, when the volume ratio is 1: 1, the CST is 101 sec, which is very low, and it is superior to the result of injecting the inorganic coagulant at the maximum injection amount (25 mg / L) in Experimental Example 4 (about 137 sec). .
이는 응집슬러지 내 수산화알루미늄과 같은 금속수화물이 하수슬러지 입자 표면의 정전기를 중화하며, 플록을 증대시킨 결과로 판단되며 이로 인해 침전율이 향상된 것으로 판단된다. This is believed that metal hydrates such as aluminum hydroxide in the coagulated sludge neutralize the static electricity on the surface of sewage sludge particles, resulting in increased flocs, and thus the precipitation rate is improved.
다음으로 도 6b를 참조하면, SRF는 하수슬러지와 응집슬러지의 부피비를 9:1로 혼합하였을 때 약 3.5 x 1011 m/kg으로 무기응집제를 10 mg/L 주입한 결과(실험예 4 참조)보다 작게 나타났다. 이후 응집슬러지 비율을 증가시켜 6:1, 3:1, 2:1로 혼합비를 증가시켰을 때, SRF 값은 약 3.0 x 1011 m/kg으로 응집슬러지 비율 증가에 따른 감소는 미비한 것으로 확인되었다. 그러나 1:1 부피비로 혼합하였을 때는 SRF 값이 약 1.8 x 1011m/kg으로 혼합 이전보다 약 68 % 감소하여 무기응집제를 25 mg/L로 주입했을 때보다 탈수성이 우수한 결과를 얻었다.Next, referring to Figure 6b, SRF is the result of injecting 10 mg / L of inorganic coagulant at about 3.5 x 10 11 m / kg when the volume ratio of sewage sludge and flocculation sludge is 9: 1 (see Experimental Example 4) Appeared smaller. Then, when the mixing ratio was increased to 6: 1, 3: 1, 2: 1 by increasing the flocculation sludge ratio, the SRF value was about 3.0 x 10 11 m / kg, and it was confirmed that the decrease due to the increase of flocculation sludge ratio was insufficient. However, when mixed in a 1: 1 volume ratio, the SRF value was reduced by about 68% to 1.8 x 10 11 m / kg, which resulted in better dehydration than when the inorganic coagulant was injected at 25 mg / L.
하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 혼합슬러지의 탈수성 및 침강성 평가를 위해 혼합슬러지의 함수율과 SV30을 분석하였다. 도 7a는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 혼합슬러지의 함수율을 나타낸 것이고, 도 7b는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 혼합슬러지의 SV30을 나타낸 것이다. Water content and SV 30 of the mixed sludge were analyzed to evaluate the dehydration and sedimentation of the mixed sludge according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculated sludge. Figure 7a shows the water content of the mixed sludge according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculated sludge, Figure 7b shows the SV 30 of the mixed sludge according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculated sludge.
도 7a를 참조하면, 혼합슬러지의 함수율은 9:1 혼합비에서 약 96%, 1:1 혼합비에서는 약 80%까지 낮아졌다. 9:1 부피비 혼합에서 혼합슬러지의 함수율 감소는 다소 미비했으나, 응집슬러지의 혼합 부피비를 증가시킴에 따라 2:1, 1:1 혼합 실험에서는 무기응집제를 25 mg/L 주입한 결과(약 84 %, 실험예 4 참조)보다 개선되는 결과를 확인하였다. 이는 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합으로 추가적인 플록 형성 및 플록 크기가 증대되어 나타난 결과로, 플록의 크기가 커짐에 따라 슬러지의 탈수성이 개선된 것으로 판단된다. 또한, 도 7b를 참조하면 SV30은 초기 95%에서 1:1 비율로 혼합시 약 32 % 까지 감소되어 플록의 크기 증대가 탈수성뿐만 아니라 침강 속도까지 개선시키는 것을 확인하였다.Referring to FIG. 7A, the water content of the mixed sludge was lowered to about 96% at the 9: 1 mixing ratio and about 80% at the 1: 1 mixing ratio. The decrease in water content of the mixed sludge in the 9: 1 volume ratio mixing was somewhat insignificant, but the increase of the mixing volume ratio of the flocculated sludge resulted in the injection of 25 mg / L of inorganic coagulant in the 2: 1 and 1: 1 mixing experiments (approximately 84% , Experimental Example 4) was confirmed to improve the results. This is a result of the additional floc formation and floc size increase due to the mixing of sewage sludge and flocculated sludge. As the floc size increases, the dewatering property of the sludge is improved. In addition, referring to FIG. 7B, SV 30 was reduced to about 32% when mixed at an initial ratio of 95% to 1: 1, and it was confirmed that the increase in floc size improved not only dehydration but also sedimentation rate.
도 8은 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율에 따른 응집 실험을 진행한 후 혼합슬러지의 TS, VS 및 VS/TS를 나타낸 것이다. 도 8을 참조하면, 하수슬러지와 응집슬러지의 혼합비율이 증가함에 따라 TS와 VS가 각각 약 59 %, 53 % 증가되어 슬러지 플록의 크기가 증대하는 것을 확인하였다. 또한, 응집슬러지의 VS 함량은 하수슬러지에 비해 적기 때문에, 혼화를 통해 VS/TS가 약 81 % 수준까지 감소하는 것으로 나타났다. 혼합 전 하수슬러지 여액의 탁도는 약 99 NTU, 응집슬러지 여액의 탁도는 약 46 NTU 였으나, 1:1 비율로 혼합 뒤 여액의 탁도는 약 16 NTU 수준까지 감소하였다. 이를 통해 추가적인 응집제의 주입 없이 응집슬러지와의 혼합으로 하수슬러지의 개량뿐만 아니라 슬러지 여액의 수질 개선에도 효과가 있음을 확인하였다. Figure 8 shows the TS, VS and VS / TS of the mixed sludge after the flocculation experiment according to the mixing ratio of sewage sludge and flocculation sludge. Referring to FIG. 8, as the mixing ratio of sewage sludge and flocculated sludge increased, TS and VS increased by 59% and 53%, respectively, thereby increasing the size of the sludge floc. In addition, since the VS content of the flocculated sludge is smaller than that of the sewage sludge, the VS / TS was reduced to about 81% through mixing. The turbidity of the sewage sludge filtrate before mixing was about 99 NTU, and the turbidity of the coagulated sludge filtrate was about 46 NTU, but the turbidity of the filtrate after mixing was reduced to about 16 NTU at 1: 1 ratio. Through this, it was confirmed that the mixing with the flocculating sludge without the addition of the flocculant is effective in improving the sewage sludge as well as the water quality of the sludge filtrate.
상술한 바와 같은 실험결과를 종합하면, 하수슬러지를 처리하기 하기 위한 하수슬러지와 응집슬러지의 최적 혼합비(부피비 기준)는 3:1∼1:1임을 알 수 있다. 즉, 응집슬러지 대비 1∼3배의 하수슬러지가 혼합된 경우, 혼합슬러지의 여과시간(CST), SRF 특성, 함수율 및 SV30을 특성이 개선됨을 확인할 수 있다. Based on the above experimental results, it can be seen that the optimum mixing ratio (volume ratio basis) of sewage sludge and flocculated sludge for treating sewage sludge is 3: 1 to 1: 1. That is, when the sewage sludge of 1 to 3 times compared to the flocculation sludge is mixed, it can be seen that the characteristics of the filtration time (CST), SRF characteristics, moisture content and SV 30 of the mixed sludge is improved.
110 : 응집조 120 : 침전조
130 : 슬러지 혼합조 140 : 슬러지 농축조
150 : 슬러지 탈수조110: flocculation tank 120: precipitation tank
130: sludge mixing tank 140: sludge thickening tank
150: sludge dewatering tank
Claims (8)
원수를 상등수와 하수슬러지로 분리하는 침전조;
응집슬러지와 하수슬러지를 혼합, 교반하여 혼합슬러지를 제조하는 슬러지 혼합조;
응집슬러지와 하수슬러지가 혼합, 교반된 혼합슬러지를 자연침강시켜 혼합슬러지를 농축시키는 슬러지 농축조; 및
상기 슬러지 농축조로부터 농축된 혼합슬러지를 공급받은 상태에서, 혼합슬러지 내에 포함되어 있는 수분을 탈수하는 슬러지 탈수조;를 포함하여 이루어지며,
하수슬러지와 응집슬러지는 3:1∼1:1의 부피비로 혼합되며,
상기 응집제는 무기응집제 또는 유기고분자응집제이며,
응집슬러지의 응집제 성분은 하수슬러지 입자 표면의 정전기를 중화하여 입자간 반발력을 줄이며, 입자 사이의 가교현상으로 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 처리장치.
A flocculation tank which provides a space in which the flocculation reaction between sewage and flocculant proceeds and generates flocculation sludge;
Sedimentation tank separating raw water into supernatant and sewage sludge;
A sludge mixing tank for mixing and stirring agglomerated sludge and sewage sludge to produce mixed sludge;
A sludge concentration tank in which coagulated sludge and sewage sludge are mixed and precipitated mixed sludge naturally to concentrate mixed sludge; And
And a sludge dewatering tank for dehydrating water contained in the mixed sludge in a state in which the mixed sludge concentrated from the sludge thickening tank is supplied.
Sewage sludge and flocculated sludge are mixed in a volume ratio of 3: 1 to 1: 1,
The flocculant is an inorganic coagulant or an organic polymer coagulant,
The flocculant component of the flocculating sludge neutralizes static electricity on the surface of the sewage sludge particles, thereby reducing the repulsion force between particles, and increasing the dehydration and sedimentation of the sewage sludge by crosslinking between particles.
The sewage sludge treatment apparatus according to claim 1, wherein the flocculation sludge is sewage flocculation sludge generated in a sewage treatment step or purified water flocculation sludge generated in a water treatment step.
응집슬러지와 하수슬러지를 슬러지 혼합조에 투입하여 혼합, 교반하는 단계;
응집슬러지와 하수슬러지가 혼합, 교반된 혼합슬러지를 슬러지 농축조 내에서 침강시켜 혼합슬러지를 농축시키는 단계;
슬러지 농축조에 농축된 혼합슬러지를 슬러지 탈수조로 이송하고, 슬러지 탈수조 내에서 혼합슬러지를 탈수시키는 단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 응집슬러지는 응집제와 하수의 응집반응에 의해 생성되며, 상기 하수슬러지는 생물학적 하수처리공정의 최종단계에서 부산물로 발생되는 슬러지이며,
하수슬러지와 응집슬러지는 3:1∼1:1의 부피비로 혼합되며,
상기 응집제는 무기응집제 또는 유기고분자응집제이며,
응집슬러지의 응집제 성분은 하수슬러지 입자 표면의 정전기를 중화하여 입자간 반발력을 줄이며, 입자 사이의 가교현상으로 하수슬러지의 탈수성 및 침강성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 처리방법.
Preparing agglomerated sludge and sewage sludge, respectively;
Mixing and stirring agglomerated sludge and sewage sludge into a sludge mixing tank;
Condensing the mixed sludge by sedimenting the mixed sludge and the sewage sludge in a sludge thickening tank;
And transporting the mixed sludge concentrated in the sludge concentration tank to a sludge dewatering tank, and dehydrating the mixed sludge in the sludge dewatering tank.
The flocculated sludge is produced by flocculation of flocculant and sewage, and the sewage sludge is sludge generated as a by-product in the final stage of the biological sewage treatment process.
Sewage sludge and flocculated sludge are mixed in a volume ratio of 3: 1 to 1: 1,
The flocculant is an inorganic coagulant or an organic polymer coagulant,
The flocculant component of the flocculating sludge neutralizes static electricity on the surface of the sewage sludge particles to reduce the repulsive force between particles, and increases the dehydration and sedimentation of the sewage sludge by crosslinking between particles.
The sewage sludge treatment method according to claim 5, wherein the flocculation sludge is sewage flocculation sludge generated in a sewage treatment step or purified water flocculation sludge generated in a water treatment step.
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