KR20000013143A - 생활쓰레기의 소각처리방법과 그 소각재를 이용한 무기질 성형물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주방에서 나오는 잔반 등의 음식물 쓰레기를 비롯한 각종 생활쓰레기, 하수처리후의 탈수 케이크, 상수도 슬러지 등의 폐기물을 광산폐기물과 같이 연소가 잘 되는 연소성 폐기물을 이용하여 연속적이며 신속하게 그리고 효율적으로 소각처리하고, 그 소각재에 다른 원료를 첨가하여 성형하고 이를 소성하여 무해하고 환경친화적인 세라믹 제품을 제조할 수 있게 한 생활쓰레기의 소각처리방법과 그 소각재를 이용한 무기질 성형물의 제조방법에 관한 것으로서, 주방쓰레기 등의 생활폐기물을 파쇄하는 과정에서 강자석장치로 자성체를 제거한 순생활쓰레기를 파쇄하면서 선별기에서는 부피가 큰 가연성 물질을 선별하고, 잔사는 혼련하면서 연속가압탈수한 탈수 슬러지(수분함량 30-40%)와 하수처리 탈수 케이크(수분함량 30-40%) 및 상수도 슬러지(수분함량 25-30%)를 박스 피더에 직접 저장하고, 그 탈수액을 필터 프레스로 여과한 여과 케이크(수분함량 25-30%)은 슬러지 박스 피더에 저장하며, 그 여액은 공해방지시설의 분사수와 소각재용 냉각수로 활용하여 증발소진시키고, 채탄경석(발열량 1200-3000kcal/kg)을 조분쇄(12-30메시)하여 탈수한 슬러지에 0-30무게%를 투입하여 혼련하여 진공토련기에서 압출성형(수분함량 14-20무게%)하는데, 성형모양은 각봉의 단면중심에 원형공이 뚫린 관체등으로 하여 가열시 산소공급이 용이하게 하며, 이것을 소정의 길이로 절단한 성형물과 선별기에서 부피가 큰 가연성 물질을 선가마에 장입하여 건조와 동시에 소성대(700-1000˚C)에서 연소시키며, 연소가스는 공지의 공해방지시설로 보내서 소석회 슬러리와 물을 분사하여 제거하며, 상기 소각재 60-80무게%에 점토 20-40무게%, 석회석 0-5무게%를 첨가하여 분쇄공정 후에 혼수혼련하여 교반한 후 진공토련기로 성형하고, 이 토련물을 형틀에 장입하여 가압 성형 등을 이용하고, 성형물은 건조나 하소공정을 거치며, 하소온도는 700-1000℃의 범웨내에서 행하고, 소성온도는 1000-1300℃에서 소성시간은 10-30시간범위내에서 소성하는 것이다.
Description
본 발명은 주방에서 나오는 잔반 등의 음식물 쓰레기를 비롯한 각종 생활쓰레기, 하수처리후의 탈수 케이크, 상수도 슬러지 등의 폐기물을 광산폐기물과 같이 연소가 잘 되는 연소성 폐기물을 이용하여 연속적이며 신속하게 그리고 효율적으로 소각처리하고, 그 소각재에 다른 원료를 첨가하여 성형하고 이를 소성하여 무해하고 환경친화적인 세라믹 제품을 제조할 수 있게 한 생활쓰레기의 소각처리방법과 그 소각재를 이용한 세라믹 제품의 제조방법에 관한 것이다.
국내외를 막론하고 생활폐기물의 처리방안에 대하여 여러 각도에서 연구와 실험이 거듭되고 있다. 연구결과중에는 완전무결할 정도로 완벽하게 처리할 수 있는 소가처리방법이 실용화단계에 이른 것도 있다. 국내에서도 몇 군데에 소각설비를 갖추고 실사용에 임하고 있으며, 생활쓰레기가 줄어들지 않는 한 이런 류의 소각설비는 앞으로도 늘어갈 추세이다.
생활폐기물을 소각하기 전에 전처리를 어떻게 할 것인가, 소각로는 어떤 방식의 것을 사용할 것인가는 생활쓰레기의 종류에 따라 선택할 문제인데, 습한 생활쓰레기가 주종인 동양인의 생활쓰레기와 건식 쓰레기가 많은 서양인의 생활쓰레기의 소각조건은 아무래도 같을 수는 없다. 우리 나라의 생활폐기물은 함수율이 높아 자체의 열량만으로는 소각되지 않으므로 연료를 사용하게되어 처리비용이 많이 든다. 또 아직도 분리수거습관이 정착되지 못해서 처리시설비가 많이 들고, 소각후 소각재를 다방면으로 활용하는데 대하여는 연구결과가 거의 없다시피하다. 일부 선진국가에서는 부유선광까지하여 여러 공해물질을 분류해 처리함으로써 2차 오염을 방지하고 있기도 하다.
여하튼, 생활쓰레기를 고화하여 지중에 매립하더라도 경시적으로는 토양오염과 지하수오염과 같이 환경오염의 소지가 상존해 늘 불안하고, 매립시 필연적으로 발생하는 침출수로 지하수와 강하천의 오염이 우려되며, 악취와 토양오염과 같은 제2의 환경오염 유발원인이 되고 있다.
한편, 중화학공업의 발달로 산업부산물이 많이 발생하여 일부 활용되는 실정이긴 하지만 그래도 기대에는 훨씬 미치지 못했다. 환경공해적 측면에서 사회문제가 제기되고 있는 산업부산물 혹은 산업폐기물 등을 실생활에 활용하는 것은 일반적으로 부정적 편견 때문에 용이하지가 않다. 경우에 따라 이러한 폐기물들은 해양투기가 이루어지기도 하며, 이에 따른 2차적 환경오염이나 높은 처리비용 등이 문제가 된다.
그리고 소각재는 비료에서 부터 무기물질의 주성분으로 활용가능하며, 벽돌, 보도블럭 등의 원료로도 훌륭하다. 소각재로 경제성있는 제품을 생산함으로써 2차 오염원에 대한 불안까지 일소될 수 있음에도 이에 대한 활용책이 미흡하다.
본 발명은 생활쓰레기의 연소열과 자체 연소성물질로 연속적이며 신속하고 효율적으로 소각처리하고, 그 소각재에 다른 원료를 첨가하여 성형하고 소성하여 환경적으로 무해하고 환경친화적인 세라믹 제품을 제조하는데 역점을 둔 생활쓰레기의 소각처리방법과 그 소각재(灰)를 이용한 무기질 성형물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
생활폐기물은 여러 종류의 수집으로 물량이나 종량을 종잡을 수 없어 난해하다. 그러므로 수집된 모든 생활쓰레기는 일단 파쇄하면서 선별기에서는 부피가 큰 가연성 물질을 선별하고 잔사는 혼련하면서 연속가압탈수하고, 그 여액은 필터 프레스에서 여과하며, 여과 케이크는 슬러지 박스 피더로 보내고, 여액은 공해방지시설의 분사물과 소각재의 냉각수로 활용한다. 탈수한 슬러지에 석탄채광시 채탄경석을 폐기물로 방치한 경석을 조분쇄하여 투입, 혼합하고 토련기에서 압출성형하여 선가마(shaft kiln)에서 소성한다. 석탄경석은 열량부족을 보충한다. 그 소각재에서 내화성이 약한 재의 무기물을 보충한다. 본 발명의 특징은 무엇보다도 유류, 가스와 같은 연료가 없어도 충분하게 완전소각이 가능하여 소각비용이 저렴하고, 일반 소각로로도 그같은 완벽한 소각을 이룰 수 있다는 점 등이다.
도 1은 본 발명의 처리흐름도
도 2는 본 발명의 다른 처리흐름도
생활폐기물은 종류가 다양하며, 대체로 연소성과 불연소성 폐기물이 섞여 있다. 또 자성체나 비자성체, 친수성이나 소수성, 유기물질과 무기물질, 휘발분과 비휘발분 등도 있다. 그래서 난해하다는 것이다. 이런 잡다한 생활폐기물은 수거후에 일단은 파쇄한다. 파쇄과정에서 강자석장치(강력 마그네트)로 자성체를 제거한다. 파쇄물을 선별기에서 부피가 큰 가연성 물질을 선별하고, 잔사는 혼련하며 연속가압탈수하고, 탈수 슬러지(수분함량 30-40%), 하수처리 탈수 케이크(수분함량 30-40%), 상수도 슬러지(수분함량 25-30%)는 박스 피더에 직접 저장한다. 그리고 가압탈수한 용액은 필터 프레스에서 여과하고 여과 케이크(수분함량 25-30%)는 슬러지 박스 피더로 보내고, 여액은 공해방지시설의 분사수와 소각재용 냉각수로 활용하여 증발소진시킨다.
석탄채광시 부산물로 발생하여 방치하던 채탄경석(발열량 1200-3000kcal/kg)을 조분쇄(12-30메시)하여 탈수한 슬러지에 0-30% 투입하여 혼합 혼련하고, 진공토련기에서 압출성형한다. 압출성형물의 형상은 각봉의 단면중심에 원형 구멍이 뚫린 관체 등이다. 이 성형물을 소정의 길이로 절단하여 가열시 혼합연소가 원할히 이뤄지도록 한다.
이어서 상기 성형물과, 선별기에서 부피가 큰 가연성 물질을 선가마(shaft kiln)에 장입하여 건조시키는 동시에 일정한 착화온도인 소성대(700-1000˚C)에서 연소시킨다. 석탄경석은 열량이 부족한 것을 보충하고 소각재에서 내화성이 약한 재의 무기물을 보충한다. 채탄경석을 연료대용의 연소재로 활용하면 다른 연료의 보충없이 충분히 완전소각시킬 수가 있다. 소각시 배출되는 연소가스는 공지의 공해방지시설을 이용하여 소석회 슬러리 및 물을 분사시켜 유해가스를 제거한다.
소각재는 석탄경석으로 무기물질이 보충되므로 건자재 활용재료로 사용하기에 적합하다. 예를들면 점토벽돌, 보도블럭, 기와, 토관, 인공어초, 다공질 방음벽, 과수원용 지주 등의 다양한 제품을 제조할 수 있다. 일단 열처리한 소각재는 휘발분의 비산으로 무기재질만 존재하므로 비교적 안정되어 있다. 소각재 60-80%무게에 가소성 증진용 점결재로서 고령토 20-40무게%를 배합하고, 소결 광화재로 석회석을 0-5무게%를 첨가하여 혼련하고, 교반한 후에 성형한다. 성형은 대형 구조물에 적합한 토련기, 가압성형, 형틀 등을 이용하고, 성형의 용이성 혹은 소성과정의 안정성을 위하여 필요하다면 건조공정이나 하소공정을 거친다. 이 경우 하소온도는 700-1000oC이고, 낮은 제조비와 높은 소성강도를 위하여 1000-1300oC, 10-30시간 소성한다. 낮은 제조비와 폐기물 처리를 통한 환경문제를 위해 주원료 소각재의 함량을 높여서 제조한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명은 생활폐기물을 소각처리함에 있어서, 채탄경석을 생활쓰레기용 연소재료로 활용함으로써 유류, 가스연료와 같은 유가 소각연료를 사용하지 않아도 되므로 소각비용이 아주 저렴하고, 완전소각이 가능하다. 이같이 효과적인 생활쓰레기의 완벽한 소각처리방법이 제안됨에 따라 앞으로는 생활쓰레기매립지의 부지난, 침출수, 악취는 걱정하지 않아도 될 것으로 본다.
그리고 소각재는 양질의 세라믹(무기질)제품으로 만들 수 있는 등 환경친화적으로 해결할 수 있어 경제적으로 대단히 이롭다.
Claims (2)
- 주방쓰레기 등의 생활폐기물을 파쇄하는 과정에서 강자석장치로 자성체를 제거한 순생활쓰레기를 파쇄하면서 선별기에서는 부피가 큰 가연성 물질을 선별하고, 잔사는 혼련하면서 연속가압탈수한 탈수 슬러지(수분함량 30-40%)와 하수처리 탈수 케이크(수분함량 30-40%) 및 상수도 슬러지(수분함량 25-30%)를 박스 피더에 직접 저장하고, 그 탈수액을 필터 프레스로 여과한 여과 케이크(수분함량 25-30%)은 슬러지 박스 피더에 저장하며, 그 여액은 공해방지시설의 분사수와 소각재용 냉각수로 활용하여 증발소진시키고, 채탄경석(발열량 1200-3000kcal/kg)을 조분쇄(12-30메시)하여 탈수한 슬러지에 0-30무게%를 투입하여 혼련하여 진공토련기에서 압출성형(수분함량 14-20무게%)하는데, 성형모양은 각봉의 단면중심에 원형공이 뚫린 관체등으로 하여 가열시 산소공급이 용이하게 하며, 이것을 소정의 길이로 절단한 성형물과 선별기에서 부피가 큰 가연성 물질을 선가마에 장입하여 건조와 동시에 소성대(700-1000˚C)에서 연소시키며, 연소가스는 공지의 공해방지시설로 보내서 소석회 슬러리와 물을 분사하여 제거하는 것을 특징으로 하는 생활쓰레기의 소각처리방법
- 제1항의 소각재 60-80무게%에 점토 20-40무게%, 석회석 0-5무게%를 첨가하여 분쇄공정 후에 혼수혼련하여 교반한 후 진공토련기로 성형하고, 이 토련물을 형틀에 장입하여 가압 성형 등을 이용하고, 성형물은 건조나 하소공정을 거치며, 하소온도는 700-1000℃의 범웨내에서 행하고, 소성온도는 1000-1300℃에서 소성시간은 10-30시간범위내에서 소성하는 것을 특징으로 하는 생활쓰레기의 소각재를 이용한 무기질 성형물의 제조방법.
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| KR1019980031840A KR100284525B1 (ko) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 생활쓰레기의 소각처리방법과 그 소각재를 이용한 무기질 성형물의 제조방법 |
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| KR100387272B1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-06-18 | Jungmin Construction Co Ltd | Method for pressing and pelletizing organic sludge, and apparatus therefor |
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