KR19980047617A - 슬러지 및 분진의 고형화 및 재오니 방지방법 - Google Patents

슬러지 및 분진의 고형화 및 재오니 방지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자연적인 현상, 인간의 생활활동 및 산업체의 생산활동에 따라 발생되는 하수슬러지, 상수슬러지, 제지슬러지, 도금슬러지, 제철슬러지, 제강슬러지, 광산슬러지, 준설슬러지 등의 슬러지와 제철분진, 제강분진, 석탄분진 등의 분진에 자연토, 현지토, 산토, 모래, 점토, 아스팔트, 시멘트, 소석회, 생석회, 벤토나이트, 제오라이트 등의 자연재료, 폐석회, 폐주물사, 폐사, 고아미, 광재, 분진, 화력발전소 및 소각로의 저회(바텀애쉬:bottom ash) 또는 비회(플라이애쉬:fly ash) 등의 폐재료, Beestar, Ashstar, Ecostar, 크롬리그닌, 아크릴아미드, 요소, 우레탄 등의 화학약제 등과 같은 고화제중 어느 하나 또는 여러개를 혼합하여 슬러지 및 분진의 고형화와 안정화를 기하고 재오니가 되는 것을 방지하는 슬러지 및 분진의 안전적인 처리방법을 제공한다.

Description

슬러지 및 분진의 고형화 및 재오니 방지방법
제1도는 고형화된 슬러지의 강도특성을 나타내는 그래프도.
제2도는 고형화된 제철 및 중공업분진의 강도특성을 나타내는 그래프도.
제3도는 고형화된 제강분진의 강도특성을 나타내는 그래프도.
본 발명은 자연현상, 인간활동 및 산업활동에 의하여 발생되는 슬러지 및 분진 등의 폐기물을 자연재료, 폐재료, 화학약제 등을 첨가하여 고형화하고 재오화 되는 것을 방지하는 공법이다. 본 공법에 의하여 특별한 처리없이 단순매립 또는 불법처리되고 있는 슬러지 및 분진의 안정적인 처분 및 처리가 가능하다.
슬러지 및 분진의 종류에는 하수슬러지, 상수슬러지, 제지슬러지, 도금슬러지, 제철슬러지, 제강슬러지, 광산슬러지, 준설슬러지 등의 슬러지류와 제철분진, 제강분진, 석탄분진 등의 분진류가 있다. 이중에서 슬러지는 일반적으로 함수비가 높기 때문에 운반, 포설, 매립 등의 처리작업에 어려움이 따르게 된다. 그리고 분진은 함수비가 낮고 입자들간의 점착력이 약하여 결속력이 없기 때문에 비산 및 휘날림 현상이 발생하게 되고 특히 중금속 등의 유해물질이 다량함유되어 있어 환경에 지대한 주변영향을 미치게 된다.
현재 슬러지는 폐기물매립장이나 저류지 등에 단순매립되고 있다. 그러나 이렇게 매립된 슬러지는 고함수비에 의하여 수렁을 형성하고 있는바 매립이 최종처리가 아닌 또다른 처리작업이 요구되고 있는 실정이다. 또한 분진은 부분적으로 폐기물매립장에 매립되고는 있지만 운반, 매립비용, 매립량 등에 제한을 받기 때문에 이보다는 작업장부위에 야적되어 있는 양이 많은 실정이다. 이와 같이 슬러지 및 분진자체 그리고 이의 처리는 또다른 2차적인 환경문제를 야기시키는 있는 상황이다.
따라서 본 발명에서는 하수슬러지, 상수슬러지, 제지슬러지, 도금슬러지, 제철슬러지, 제강슬러지, 광산슬러지, 준설슬러지 등의 슬러지류와 제철분진, 제강분진, 석탄분진 등의 분진류를 고형화 및 안정화하여 작업장주위에 야적되거나 매립장에 매립된 슬러지와 분진을 재오니되지 않게 하는 방안을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 슬러지 및 분진에 자연토, 현지토, 산토, 모래, 점토, 아스팔트, 시멘트, 소석회, 생석회, 벤토나이트, 제오라이트 등의 자연재료, 폐석회, 폐주물사, 폐사, 광미, 광재, 분진, 화력발전소 및 소각로의 저회(바텀애쉬:bottm ash) 또는 비회(플라이애쉬:fly ash) 등의 폐재료, Beestar, Ashstar, Ecostar, 크롬리그닌, 아크릴아미드, 요소, 우레탄 등의 화학약제 등과 같은 고화제중 어느 하나 또는 여러개를 혼합하여 고형화, 안정화하고 재오니를 방지하는 것이다.
이하 실험결과를 참조하여 본 발명의 효과를 설명하고자 한다. 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 국내의 대표적인 슬러지 및 분진을 채취하였다. 대표적인 슬러지 및 분진의 시료로는 산업슬러지, 하수슬러지, 도금슬러지, 유수지슬러지 등의 슬러지류와 중공업 분진, 제철분진, 제강분진 등의 분진류로 하였다. 채취된 슬러지 및 분진시료에 대하여 고화제를 투입하고 혼합하여 슬러지 및 분진의 고형화, 안정화 및 재오니 정도를 검토하였다. 이를 살펴보기 위하여 고화된 슬러지 및 분진에 대하여 압축강도와 용출시험을 실시하였다. 여기에서 강도실험과 용출실험을 수행한 것은 슬러지 및 분진이 고형화되는 정도는 시료자체의 강도증가와 시료내에 존재하는 오염물질의 용출정도로 판단이 되기 때문이다. 이들 실험결과를 토대로 하여 슬러지 및 분진의 강도특성 및 용출특성을 서술하면 다음과 같다. 먼저 고형화된 시료의 강도특성을 서술한다.
제1도는 본 발명의 고안을 위해 실시한 고형화된 슬러지의 강도특성을 나타낸다. 본 도는 표 1에 제시된 실험결과를 토대로 하여 도시된 것이다.
표 1. 슬러지의 강도실험결과
여기에서는 여러 슬러지 중에서 대표적인 산업슬러지, 하수슬러지, 도금슬러지 및 유수지슬러지를 선정하였으며 고화제중에서 대표적으로 Beestar 고화제를 선정하였다. 압축강도는 재령기간을 7일, 14일, 21일 및 28일로 하여 28일까지를 살펴보았는데 그 이유는 시멘트 및 콘크리트 시료의 경우 보통 28일 강도를 설계강도로 보기 때문이다. 도 1 및 표 1에서 보는 바와 같이 전체적으로 슬러지를 고형화를 하지 않은 경우에는 시료의 강도가 거의 0에 가가우나 고형화를 하는 경우에는 시료의 강도가 크게 발현됨을 알 수 있다. 강도의 발현정도는 28일을 기준으로 할때 슬러지의 종류에 따라 약간은 상이하지만 작게는 0.8kg/cm2에서 크게는 7.4kg/cm2로 증가함을 알 수 있다. 그리고 재령기간에 따른 고형화된 슬러지의 강도변화를 살펴보면 재령기간이 증가함에 따라 강도는 커짐을 알 수 있다. 강도의 발현시기는 고형화한 직후부터 발생됨을 알 수 있다. 이상에서와 같이 Beestar와 같은 소정의 고화제를 사용하여 슬러지를 고형화하는 경우 일정의 강도가 발현됨을 알 수 있다.
제2도는 본 발명의 고안을 위해 실시한 고형화된 중공업분진 및 제철분진의 강도특성을 나타낸다. 본 도는 표 2에 제시된 실험결과를 토대로 하여 도시된 것이다.
표 2. 중공업분진 및 제철분진의 강도실험결과
여기에서는 여러 분진중에서 대표적으로 중공업분진과 제철분진에 대하여 고형화 효과를 살펴보았다. 마찬가지로 분진의 고형화를 위한 고화제는 대표적으로 Beestar를 사용하였다. 압축강도는 재령기간을 7일, 14일, 21일 및 28일로 하여 28일까지를 살펴보았다. 도 2 및 표 2에서 보는 바와 같이 분진을 고형화를 하지 않은 경우에는 시료의 강도가 거의 0에 가까우나 고형화를 하는 경우에는 시료의 강도가 발현됨을 알 수 있다. 강도의 발현정조는 28일을 기준으로 할때 분진의 종류에 따라 약간은 상이하지만 1.0kg/cm2이상이 됨을 알 수 있다. 재령기간에 따른 고형화된 중공업 및 제철분진의 강도변화를 살펴보면 강도의 발현시기는 고형화된 직후부터 발생되고 재령기간이 오래됨에 따라 강도가 커짐을 알 수 있다. 이상에서와 같이 Beestar와 같은 소정의 고화제를 사용하여 중공업분진 및 제철분진을 고형화하는 경우 일정의 강도가 발현됨을 알 수 있다.
제3도는 본 발명의 고안을 위해 실시한 고형화된 제강분진의 강도특성을 나타낸다. 본 도는 표 3에 제시된 실험결과를 토대로 하여 도시된 것이다.
표 3. 제강분진의 강도 실험결과
여기에서는 여러 분진중에서 대표적으로 제강분진에 대하여 고형화효과를 살펴보았다. 마찬가지로 분진의 고형화를 위한 고화제로는 대표적으로 Beestar를 사용하였다. 압축강도는 재령기간을 7일, 14일, 21일 및 28일로 하여 28일까지를 살펴보았다.
도 3 및 표 3에서 보는 바와 같이 분진을 고형화를 하지 않은 경우에는 시료의 강도가 거의 0에 가까우나 고형화를 하는 경우에는 시료의 강도가 발현됨을 알 수 있다. 강도의 발현정도는 7일의 경우 40.77kg/cm2, 14일의 경우 67.7kg/cm2, 21일의 경우 70.2kg/cm2그리고 28일의 경우 103.24kg/cm2정도로 나타나 강도 증가가 매우 크게 나났다. 재령기간에 따른 제강분진이 강도변화를 살펴보면 강도의 발현시기는 고형화된 직후부터 발생되고 재령기간이 오래됨에 따라 강도가 커짐을 알 수 있다. 이상에서와 같이 Beestart와 같은 소정의 고화제를 사용하여 제강분진를 고형화하는 경우 일정의 강도가 발현됨을 알 수 있다.
다음에는 고형화된 시료의 용출특성을 서술한다. 먼저 슬러지에 대한 용출특성을 살펴보면 표 4에 제시된 바와 같다.
표 4. 슬러지의 용출시험결과
*시험방법은 폐기물공정법에 의함
여기에서 용출시험은 폐기물공정법에 의하여 수행하였으며 분석항목으로 매우 유해한 물질인 Cu, Pb, Cd, Cr+6, As의 5개 항목으로 하였다. 표 4를 토대로 하여 고형화하기 전과 고형화한 후의 오염물질 농도를 살펴보면 고형화한 후의 오염물질 농도가 상대적으로 매우 낮음을 알 수 있다. 그리고 고형화하기 전과 고형화한 후의 오염물질 농도 저하효과는 약 15배에서 40배가 됨을 알 수 있다.
다음에는 분진에 대한 용출특성을 살펴보면 표 5에 제시된 바와 같다.
표 5. 분진의 용출시험결과
*시험방법은 폐기물공정법에 의함
슬러지의 용출실험에서와 마찬가지로 용출시험방법은 폐기물공정법에 따랐으며 분석항목으로는 매우 유해한 물질인 Cu, Pb, Cd, Cr+6, As의 5개 항목으로 하였다. 표 5를 토대로 하여 고형화하기 전과 고형화한 후의 오염물질 농도를 살펴보면 고형화한 후의 오염물질 농도가 슬러지의 경우와 마찬가지로 상대적으로 매우 낮음을 알 수 있다. 그리고 고형화하기 전과 고형화한 후의 오염물질 농도 저하효과는 약 1.5배에서 100배 이상이 됨을 알 수 있다.
이상의 실험결과로부터 슬러지 및 분진을 Beestar 등과 같은 소정의 고화제를 사용하여 고형화하게 되면 강도가 증가하게 되고 오염물질의 용출이 억제됨을 알 수 있다. 따라서 강도가 증가되기 때문에 매립장내에 매립된 슬러지의 수렁화, 분진의 비산방지 등의 문제점을 해결할 수 있으며 용출현상이 작게 일어나기 때문에 슬러지 및 분진내에 함유되어 있는 유해물질의 용탈현상을 억제할 수가 있다. 그러므로 국내에서 심각하게 문제가 대두되고 있는 슬러지 및 분진의 야적, 운반, 처리 및 처분상의 문제점을 개선시키고 이들 슬러지 및 분진의 안정화를 기하는데 본 발명이 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (1)

  1. 슬러지 및 분진에 자연토, 현지토, 산토, 모래, 점토, 아스팔트, 시멘트, 소석회, 생석회, 벤토나이트, 제오라이트 등의 자연재료, 폐석회, 폐주물사, 폐사, 광미, 광재, 분진, 화력발전소 및 소각로의 저회(바텀애쉬:bottom ash) 또는 비회(플라이애쉬:fly ash) 등의 폐재료, Beestar, Ashstar, Ecostar, 크롬리그닌, 아크릴아미드, 요소, 우레탄 등의 화학약제 등과 같은 고화제 중 어느 하나 또는 여러개를 혼합하여 고형화 안정화하고 재오니를 방지하는 것을 특징으로 하는, 슬러지 및 분진의 고형화 및 재오니 방지방법.
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