KR20030065240A - 하수 슬러지 소각재를 이용한 연소재 벽돌 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물인 하수 슬러지의 소각재를 주성분으로 사용하는 연소재 벽돌에 관한 것이다. 본 발명에서는 하수 슬러지 소각재에 폐 ALC와 모래를 각각 15%이하로 첨가하여 900∼1,000℃에서 소성한 연소재 벽돌로, 그 압축 강도가 150∼470Kgf/㎠의 고강도를 가진다. 이러한 하수 슬러지 소각재를 이용한 연소재 벽돌은 한국산업안전규격에 명시한 연소재 벽돌의 기준을 상회하는 우수한 물성을 가져 현재 매립에 의존하고 있는 하수 슬러지 소각재를 이용한 재활용 효과를 가질 수 있다.

Description

하수 슬러지 소각재를 이용한 연소재 벽돌 {Ash brick with the incineration ash of the sewage sludge}

현재 국내에서 발생되고 있는 하수 슬러지는 육상 매립과 해양 투기 방법에 의존하여 처분되고 있다. 하지만 향후 하수 슬러지의 매립이 금지될 것이며, 해양 투기는 해양 오염의 악화를 방지하는 목적으로 점차적으로 제한될 것으로 예상된다. 현재 매립과 해양 투기에 의존하는 하수 슬러지의 대체 처분 방안으로 소각의 방법이 긍정적으로 검토되고 있지만 소각재라는 최종 부산물의 처분이라는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 하수 슬러지 소각재를 이용한 연소재 벽돌을 제조하여 하수 슬러지의 소각에 따른 최종 부산물인 소각재를 재활용하고자 한다.

본 발명은 함수율이 70∼90%이고, 비휘발성 고형물 중 약 50% 정도가 무기물인 하수 슬러지를 소각하여 배출되는 소각재를 이용한 연소재 벽돌의 제조에 관한 것이다.

연소재 벽돌은 연소재의 종류, 첨가제의 종류, 제조 방법에 따라 다양하다. 일반적인 연소재 벽돌은 한국산업안전규격 KS L8520의 물성을 만족하여야 한다.

하수 슬러지를 이용하여 건축 자재를 제조하는 방법으로는 대하민국특허 출원번호 1020000069756/2000과 1019980039361/1998에 공시된 방법으로 하수 슬러지 소각재에 광물성결합제와 카올린을 첨가한 후 소성하여 보도나 차도용 미네럴블록을 제조하거나, 하수 슬러지에 내부발열제, 점결제 그리고 물성보강제를 첨가하여 소성하여 자원화하는 방법 등이 있다. 또한 하수 슬러지와 래드머드를 혼합하여 소성한 소결 골재는 대한민국 특허 공고번호 1020000234149/2000에 기재되어 있다.

본 발명에서는 하수 슬러지 소각재에 기존의 첨가제 대신 폐 ALC(autoclaved lightweight concrete)와 모래를 각각 하수 슬러지 소각재에 대한 중량비 15% 이하의 적은 양을 첨가한 후 소성하여 높은 압축 강도를 갖는 고강도 연소재 벽돌을 제조 하였다. 하수 슬러지 소각재를 이용한 연소재 벽돌은 현재 매립으로 처분되고 있는 하수 슬러지 소각재를 이용함으로서 생산원가의 절감효과와 환경오염방지 및 폐기물을 이용한 재활용이 가능하도록 하였다.

하수 슬러지 소각재는 실리카와 알루미나가 주성분인 무기물들로 구성되어 있으나 시멘트와 같은 첨가제를 첨가하여 양생을 할 경우 하수 슬러지 소각재의 미세한 입도와 수화반응으로 인하여 압축 강도가 낮아지는 단점이 있다. 또한 하수 슬러지 소각재를 이용한 소성품은 고열에 의한 변형이 일어나 첨가제의 첨가가 필요하게 되며, 이때 사용되어지는 첨가제는 연소재 벽돌의 생산 단가를 높이는 단점이 있다.

본 발명에서는 하수 슬러지 소각재를 이용한 재활용 연소재 벽돌을 제조하는데 있어서 첨가제로 폐기물인 폐 ALC와 모래를 각각 첨가하여 원료비의 절감효과와 고강도를 가지는 연소재 벽돌을 제작함을 특징으로 한다. 이 연소재 벽돌은 환경사업소의 소각로에서 배출되는 하수 슬러지 소각재를 중량비 85% 이상의 주성분으로 사용하였으며, 여기에 폐 ALC와 모래를 각각 첨가함으로서 압축 강도가 150∼470kgf/㎠의 고강도를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 다음의 실시예들은 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위해서 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

소각재 : 100중량부

폐ALC : 5중량부

를 혼합하여 가압성형한 후 950℃에서 4시간 동안 소성하여 연소재 벽돌을 제조하였으며, 압축 강도와 흡수율을 측정하였다.

실시예 2

소각재 : 100중량부

폐ALC : 10중량부

를 혼합하여 가압성형한 후 950℃에서 4시간 동안 소성하여 연소재 벽돌을 제조하였으며, 압축 강도와 흡수율을 측정하였다.

실시예 3

소각재 : 100중량부

모래 : 10중량부

를 혼합하여 가압성형한 후 950℃에서 4시간 동안 소성하여 연소재 벽돌을 제조하였으며, 압축 강도와 흡수율을 측정하였다.

실시예 4

소각재 : 100중량부

폐ALC : 15중량부

를 혼합하여 가압성형한 후 950℃에서 4시간 동안 소성하여 연소재 벽돌을 제조하였으며, 압축 강도와 흡수율을 측정하였다.

상기한 실시예 1∼4에 따라 제조된 연소재 벽돌의 표면성은 양호하게 나타났으며, 소성에 따른 연소재 벽돌의 색은 소성 전 황토색에서 소성 후 적갈색으로 변화하였다. 이들로부터 제조한 연소재 벽돌의 압축 강도는 다음과 같았다.

상기의 결과에서 보듯이 본 발명에 따른 연소재 벽돌은 높은 압축 강도를 가지며, 흡수율도 낮아 한국산업안전규격의 연소재 벽돌 규격을 상회하는 물성을 가짐을 알 수 있다.

이상의 결과들로부터 본 발명에서와 같이 하수 슬러지에 폐 ALC와 모래를 각각 소량 첨가하여 연소재 벽돌을 제조하였을 경우 원료비의 절감 효과와 고강도를 가지는 연소재 벽돌을 제작할 수 있다는 것이다. 또한 매립이 전면 금지될 하수 슬러지를 소각하여 처분할 경우 발생되는 소각재를 재활용할 수 있어 환경 보전을 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 하수 슬러지 소각재가 전체 중량비의 85% 이상이며, 폐 ALC와 모래가 각각 중량비 15% 이하로 첨가되어 900∼1,000℃에서 소성된 연소재 벽돌로, 그 압축 강도가 150∼470kgf/㎠의 고강도를 가지는 조성물.