KR20010047416A - 고함수성 슬러지의 자원화 시스템 - Google Patents

고함수성 슬러지의 자원화 시스템 Download PDF

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KR20010047416A
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Abstract

본 발명은 고함수성 슬러지의 자원화 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 고함수성 슬러지를 건축자재의 원료로 자원화할 수 있는 시스템을 제공하는데 목적이 있다. 이를 위한 본 고안은 고함수성 슬러지를 건조하도록 된 슬러지 건조부(10); 상기 슬러지 건조부(10)에서 건조된 슬러지와 첨가 부수재를 배출시키도록 된 계량부(20); 상기 계량부(20)로부터 공급되는 각 재료를 혼합한 후 페레트하는 입도 조정부(30); 상기 입도 조정기(30)에서 발생한 페레트를 건조하도록 된 건조부(40); 상기 회전 건조기(42)로부터 발생된 페레트를 구어 소결하도록 된 소결부(50); 상기 회전가마(52)로부터 발생한 소결된 페레트를 냉각시킨 후 배출하도록 된 냉각 배출부(60); 및 상기 슬러지 건조부(10)와 건조부(40), 소결부(50)에서 발생하는 악취와 유해가스를 정화하여 배출하도록 된 가스 정화부(70)로 구성된 것으로, 본 발명에 의하면, 고함수성 슬러지를 구조가 치밀한 고성능 경량골재로 자원화할 수 있고, 폐 고분자계 물질의 건류처리후 발생하는 가스를 열원으로 사용함으로써, 연료 절감이 가능하며, 상기 슬러지의 처리시 발생하는 유해물질을 정화하여 배출함으로써, 2차 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 제공된다.

Description

고함수성 슬러지의 자원화 시스템{SUCCULENT SLUDGE RESOURCE CONVERSION SYSTEM}
본 발명은 고함수성 슬러지의 자원화 시스템에 관한 것으로, 특히 하수 종말처리장에서 발생하는 고함수성 슬러지를 처리함에 있어서, 상기 슬러지를 건조하고, 건조된 슬러지에 부수재를 혼합한 후 소성하여 경량골재나 방음재 또는 내화재 등의 원료로 자원화할 수 있는 고함수성 슬러지의 자원화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 하수 종말처리장, 배수로, 하수구 등에서는 고함수성 슬러지가 발생된다.
이러한 고함수성 슬러지는 현재까지 매립하거나 해양투기에 의존하여 처리하였으나, 침출수의 발생 및 해양오염 등 2차 환경오염을 유발하는 문제점을 유발시켰다.
한편, 상기와 같은 고함수성 슬러지를 건조 소각하여 처리하도록 된 시스템이 소개되었으나, 소각단계에서 타지 않는 무기질이 남게 되어 2차 폐기물이 발생하는 문제점이 있었던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 오니와 같은 고함수성 슬러지를 건축자재인 경량골재나 방음재 또는 내화재 등의 원료로 자원화할 수 있는 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 기술적 과제는 하수처리장에서 발생하는 오니를 포함하는 고함수성 슬러지를 순차적으로 건조하도록 된 슬러지 건조부; 상기 슬러지 건조부에서 발생한 건조된 슬러지와 첨가 부수재를 배출시키도록 된 계량부; 상기 계량부로부터 공급되는 각 재료를 혼합기로 혼합한 후 입도 조정기로 페레트(PELLET) 하는 입도 조정부; 상기 입도 조정기에서 발생한 페레트를 회전 건조기로 1차 건조하고, 건조된 페레트를 선별기로 선별하며, 오버 사이즈의 페레트는 분쇄기로 분쇄하여 상기 입도 조정기로 회수시키도록 된 건조부; 상기 회전 건조기로부터 발생된 건조된 페레트를 회전가마에서 구어 소결하도록 된 소결부; 상기 회전가마로부터 발생한 소결된 페레트를 회전쿨러에서 냉각시킨 후 배출하도록 된 냉각 배출부; 및 상기 슬러지 건조부와 건조부 그리고 소결부로부터 발생하는 악취와 유해가스를 회수하여 탈황기와 여과 집진기로 정화하여 배출하도록 된 가스 정화부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고함수성 슬러지의 자원화 시스템을 제공한다.
한편, 상기 슬러지 건조부는 고함수성 슬러지를 예비 건조기로 1차 건조시키고, 상기 예비 건조기로 1차 건조된 슬러지를 제 1소각로에서 2차 건조시키며, 상기 제 1소각로에서 2차 건조된 슬러지를 제 2소각로에서 3차 건조시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가 부수재는 황토와 장석을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 회전가마의 열원은 폐 고분자계 건류기를 포함하여 이루어지고, 상기 회전 건조기의 열원은 상기 회전가마로부터 배출되는 배출가스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 고함수성 슬러지의 자원화 시스템의 공정을 도시한 공정도.
도 2는 본 발명에 의한 고함수성 슬러지의 자원화 시스템을 도시한 설치상태도로, 2a는 측면도이고, 2b는 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 슬러지 건조부 12 : 예비 건조기
14 : 제 1소각로 16 : 제 2소각로
20 : 계량부 30 : 입도 조정부
32 : 혼합기 34 : 입도 조정기
40 : 건조부 42 : 회전 건조기
44 : 선별기 46 : 분쇄기
50 : 소결부 52 : 회전가마
54 : 폐 고분자계 건류기 60 : 냉각 배출부
62 : 회전쿨러 70 : 정화부
72 : 탈황기 74 : 여과 집진기
상기와 같은 특징으로 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면중에서 도 1은 본 발명에 의한 고함수성 슬러지의 자원화 시스템의 공정을 도시한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 의한 고함수성 슬러지의 자원화 시스템을 도시한 설치상태도로, 2a는 측면도이고, 2b는 평면도이다.
첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 고함수성 슬러지의 자원화 시스템은 고함수성 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조부(10)와, 건조된 슬러지와 첨가 부수재를 일정한 비율로 배출시키는 계량부(20)와, 상기 계량부(20)로부터 공급된 재료를 혼합하여 페레트화 하는 입도 조정부(30)와, 페레트된 재료를 건조시키는 건조부(40)와, 건조된 페레트를 고온에서 소결시키는 소결부(50)와, 소결된 페레트를 냉각시키도록 된 냉각 배출부(60)와, 상기 각 장치로부터 발생되는 유해가스를 정화시키도록 된 가스 정화부(70)로 구성된 것이다.
이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 슬러지 건조부(10)는 하수 종말처리장이나 배수로 또는 하수구 등에서 발생하는 오니를 포함하는 고함수성 슬러지를 순차적으로 건조하도록 된 것으로, 고함수성 슬러지를 1차로 예비 건조시키도록 구성된 예비 건조기(12)와, 상기 예비 건조기(12)에서 1차 건조된 슬러지를 2차 건조시키도록 구성된 제 1소각로(14)와, 상기 제 1소각로(14)에서 2차 건조된 슬러지를 3차 건조시키도록 구성된 제 2소각로(16)로 구성된 것이다.
즉, 상기 예비 건조기(12)는 수분함량 75-85 WT%인 슬러지를 예비 건조하도록 된 것으로, 그 열원은 경유와 벙커씨유를 열원으로 하는 상기 제 1소각로(14)의 배기가스 일부를 사용하도록 된 것으로 스크류 컨베이어형으로 구성되어 있는 것이고, 상기 제 1소각로(14)는 예비 건조된 슬러지를 공급받아 고온으로 건조 소각하도록 구성된 것이다. 이때, 상기 제 1소각로(14)에서는 유기물질은 소각되고, 무기물질 즉, 모래상 입자와 같은 물질이 남게 된다.
또한, 상기 제 2소각로(16)는 상기 제 1소각로(14)로부터 공급된 건조 소각된 슬러지를 공급받아 다시 건조하도록 구성된 것으로, 그 열원은 상기 제 1소각로(14)와 예비 건조기(12)로부터 발생한 배기가스를 다시 연소시키는 2차 연소실로 이루어진다.
한편, 상기 계량부(20)는 상기 제 2소각로(16)로부터 건조되어 공급되는 슬러지와, 첨가 부수재 즉, 황토와 장석 등을 일정한 비율로 배출하도록 된 것으로, 각각의 재료가 저장되는 저장탱크(22A,22B,22C)와, 각각의 저장탱크(22A,22B,22C) 하부에 설치된 스크류 컨베이어(24A,24B,24C)와, 상기 스크류 컨베이어(24A,24B,24C) 하부에 설치된 각각의 계량기(26A,26B,26C) 등으로 구성된다.
이때, 상기 슬러지와 첨부 부수재의 재료구성비는 슬러지 2-3WT%, 황토 6-7WT%, 장석 1WT%로 하는 것이 바람직하다.
상기 입도 조정부(30)는 상기 계량부(20)로부터 공급되는 슬러지, 황토, 장석을 혼합하여 페레트화 하도록 된 것으로, 상기 슬러지, 황토, 장석 등의 재료를 혼합하도록 된 혼합기(32)와, 혼합된 재료에 물을 첨가하여 페레트로 제조하는 입도 조정기(34)로 구성된 것이다.
이러한 입도 조정부(30)는 혼합된 재료를 저장하기 위한 혼합재료 저장조와 버켓 엘리베이터 및 스크류 켄베이어 등을 더 구비하여 구성된다.
상기 건조부(40)는 상기 입도 조정부(30)로부터 공급되는 페레트 즉, 재료를 저온에서 건조하도록 된 것으로, 상기 재료를 1차 건조하도록 구성된 회전 건조기(42)와, 건조된 페레트를 일정한 크기로 선별하도록 된 선별기(44)와, 선별기(44)로부터 배출된 오버 사이즈의 페레트를 상기 입도 조정부(30)로 회수시키기 위한 분쇄기(46)로 구성된다.
이때, 상기 회전 건조기(42)의 열원은 후술할 소결부(50)의 회전가마(52)로부터 발생하는 배기가스를 사용한다. 그러나, 별도의 열원을 사용할 수 있다.
상기 소결부(50)는 상기 회전 건조기(42)로부터 공급되는 일정한 크기의 페레트를 고온으로 가열하여 소결시켜 유리상의 구조가 치밀한 골재를 형성하도록 회전가마(52)를 구비하여 구성된 것이다.
상기 회전가마(52)의 열원은 폐 고분자계 건류기(54)(폐 고분자계 CO 건류기)와, 경유 및 벙커씨유 등을 이루어진다. 이때, 상기 폐 고분자계 건류기(54)는 폐 고분자계 물질의 건류처리후 발생하는 가스를 상기 회전가마(52)로 공급하는 기능을 갖는 것이다.
상기 냉각 배출부(60)는 상기 회전가마(52)로부터 발생한 소결된 페레트를 냉각시켜 배출하도록 구성된 것으로, 상기 소결된 페레트를 냉각시키도록 된 회전쿨러(62)와, 냉각된 페레트를 저장하는 원료 저장조를 구비한다.
상기 가스 정화부(70)는 슬러지의 건조 소각시 발생하는 유해가스를 정화처리하도록 된 것으로, 상기 슬러지 건조부(10)와 건조부(40) 그리고 소결부(50)로부터 발생하는 악취와 유해가스를 1차로 정화처리하는 탈황기(72)와, 상기 탈황기(72)를 통과한 가스를 백필터로 포집하여 유해물질을 2차로 정화처리하는 여과 집진기(64)로 구성된다.
이때, 상기 탈황기(72)는 소석회를 투입하여 유해가스를 정화하고, 상기 여과 집2진기(64)는 활성탄을 투입하여 유해물질을 포집하도록 된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 2b에 도시된 바와 같이, 오니와 같은 고함수성 슬러지를 자원화 하기 위해서는 먼저, 수집된 슬러지를 예비 건조기(12)로 예비 건조하여 상기 제 1소각로(14)에 공급한다.
상기 제 1소각로(14)는 공급된 슬러지는 고온에서 건조 소각하여 유기물은 소각하고, 타지않는 모래상의 무기물을 얻는다.
상기 제 1소각로(14)로부터 발생한 무기물은 스크류 컨베이어에 의해 상기 제 2소각로(16)로 공급되고, 상기 제 2소각로(16)에서는 공급된 무기물(재료)을 2차로 건조하여 스크류 컨베이어와 버켓 엘리베이터로 상기 계량부(20)의 슬러지용 저장탱크(22A)에 공급한다.
상기 저장탱크(22A)에 무기물로 이루어진 슬러지가 공급되면, 상기 계량부(20)는 각 저장탱크(22A,22B,22C)와 스크류 컨베이어(24A,24B,24C) 및 계량기(26A,26B,26C)를 이용하여 상기 슬러지와 황토 그리고 장석을 일정한 비율로 배출시킨다.
상기 계량부(20)로부터 배출된 각각의 재료는 상기 입도 조정부(30)의 혼합기(32)로 공급되어 혼합된 후, 스크류 컨베이어를 통하여 상기 입도 조정기(34)로 공급된다.
상기 입도 조정기(34)에서는 공급된 혼합물에 물을 첨가하여 혼합물을 일정한 크기의 페레트로 형성한 후, 상기 건조부(40)의 회전 건조기(42)로 컨베이어 벨트를 이용하여 공급한다.
상기 입도 조정부(30)로부터 페레트화 된 재료가 상기 회전 건조기(42)로 공급되면, 상기 회전 건조기(42)는 공급된 재료를 건조시켜 상기 선별기(44)로 공급한다.
상기 선별기(44)로 공급된 재료는 설정된 크기 이상의 페레트는 선별하여 상기 분쇄기(46)로 분쇄한 후 상기 입도 조정부(30)의 저장탱크로 회수시키고, 일정한 크기의 재료는 상기 소결부(50)로 공급한다.
상기 소결부(50)로 공급된 페레트 형태의 재료는 폐 고분자계 건류기(54)를 열원으로 하는 회전가마(52) 내에서 소결되어 치밀한 구조의 골재 원료가 된다.
이때, 상기 회전가마(52)의 열원을 폐 고분자계 물질의 건류처리후 발생하는 가스를 사용함으로써, 본 발명에 의한 시스템에서 소요되는 연료를 절감할 수 있게 된다.
상기 소결부(50)의 회전가마(52)로부터 발생된 골재 원료 즉, 소결된 페레트는 상기 냉각 배출부(60)의 회전쿨러(62)로 공급되고, 상기 회전쿨러(62)는 공급된 골재 원료를 냉각한 후, 컨베이어 벨트와, 버켓 엘리베이터를 이용하여 골재 저장탱크에 저장하게 되고, 이로써 환경오염 물질은 고함수성 슬러지는 건축자재용 골재로 자원화되는 것이다.
한편, 상기 슬러지 건조부(10)의 저장탱크 또는 예비 건조기(12), 제 1,2소각로(14,16)와, 회전 건조기(42) 및 회전가마(52)로부터 발생하는 악취 및 유해가스는 도 1에 도시된 바와 같이, 소석회가 투입되는 탈황기(72)에서 1차 정화된 후, 활성탄이 투입되는 여과 집진기(64)에서 2차 정화되어 대기로 배출됨으로써, 각 소각로와 건조기로부터 발생된 악취와 유해가스에 의한 2차 환경오염은 발생하지 않게 된다.
이상에서와 같이, 고함수성 슬러지를 건조하고 첨가 부수재를 혼합하여 일정한 크기의 알갱이 즉, 페레트로 형성한 후 고온에서 소결함으로써, 치밀한 구조의 골재 원료를 얻을 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 의한 고함수성 슬러지의 자원화 시스템은 하수 종말처리장에서 발생하는 오니와 같은 슬러지를 건조하고, 페레트하여 소결시키도록 된 것으로, 본 발명에 의하면, 고함수성 슬러지를 구조가 치밀한 고성능 경량골재로 자원화할 수 있고, 폐 고분자계 건류기를 열원으로 사용함으로써, 연료의 절감효과를 얻을 수 있으며, 상기 슬러지의 처리시 발생하는 유해물질을 정화하여 배출함으로써, 2차 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 제공된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (2)

  1. 하수처리장에서 발생하는 오니를 포함하는 고함수성 슬러지를 순차적으로 건조하도록 된 슬러지 건조부(10);
    상기 슬러지 건조부(10)에서 발생한 건조된 슬러지와 첨가 부수재를 배출시키도록 된 계량부(20);
    상기 계량부(20)로부터 공급되는 각 재료를 혼합기(32)로 혼합한 후 입도 조정기(34)로 페레트화 시키는 입도 조정부(30);
    상기 입도 조정기(30)에서 발생한 페레트를 회전 건조기(42)로 1차 건조하고, 건조된 페레트를 선별기(44)로 선별하며, 오버 사이즈의 페레트는 분쇄기(46)로 분쇄하여 상기 입도 조정기(34)로 회수시키도록 된 건조부(40);
    상기 회전 건조기(42)로부터 발생된 건조된 페레트를 회전가마(52)에서 구어 소결하도록 된 소결부(50);
    상기 회전가마(52)로부터 발생한 소결된 페레트를 회전쿨러(62)에서 냉각시킨 후 배출하도록 된 냉각 배출부(60); 및
    상기 슬러지 건조부(10)와 건조부(40) 그리고 소결부(50)로부터 발생하는 악취와 유해가스를 회수하여 탈황기(72)와 여과 집진기(74)로 정화하여 배출하도록 된 가스 정화부(70);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 고함수성 슬러지의 자원화 시스템
  2. 제 1항에 있어서, 상기 첨가 부수재는 황토와 장석을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고함수성 슬러지의 자원화 시스템.
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