KR20060010851A - Water-conetntreducing technology for dehydrated cake by multi-chemical treatments - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다단계 화학처리를 통한 탈수 케이크 함수율 저감기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일응집제의 다중 투입에 의한 함수율 저감 기술 및 다중 응결 및 응집제를 이용한 다중 투입에 의한 함수율 저감기술 및 응용 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a technology for reducing dehydration cake moisture content through a multi-step chemical treatment, and more particularly, to a water content reduction technology by multiple input of a single coagulant, and a water content reduction technology and application method by multiple inputs using multiple coagulation and flocculant. will be.

응집, 응결, 케이크, 함수율, 폐수처리 Coagulation, Condensation, Cake, Water Content, Wastewater Treatment

Description

다단계 화학처리를 통한 탈수 케이크 함수율 저감방법{Water-conetntreducing technology for dehydrated cake by multi-chemical treatments}Water-conetntreducing technology for dehydrated cake by multi-chemical treatments}

도 1은 응집제의 하전에 따른 응집효율 비교 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing a result of comparing the flocculation efficiency according to the charging of the flocculant.

도 2는 분자량과 응집효율과의 상관관계를 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the results of experiments of the correlation between the molecular weight and the aggregation efficiency.

도 3은 다중 응집 시스템의 플럭 형성 메커니즘을 나타낸 도면이다. 3 shows the floc formation mechanism of a multiple flocculation system.

도 4는 응집제의 투입량 비율 조절에 따른 응집성능 비교 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the results of comparing the cohesive performance according to the input ratio of the coagulant.

도 5는 PAC 투입량과 여과속도의 상관관계를 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing the correlation between the PAC dose and the filtration rate.

도 6은 응집제의 응집반응 시간에 따른 플럭 형성 과정을 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the floc formation process according to the flocculation reaction time.

도 7은 응결제의 응결반응 시간에 따른 플럭 형성 과정을 나타낸 그래프이다. 7 is a graph showing the floc formation process according to the coagulation reaction time of the coagulant.

본 발명은 다단계 화학처리를 통한 탈수 케이크 함수율 저감기술로 본 발명의 특징은 고분자응집제의 특성인 플럭간의 잔류점성에 의한 탈수효율저하 및 플럭형성에 있어 플럭간 간극수 발생에 의한 탈수효율저하를 전처리 및 다단응집을 통하여 탈수효율을 개선하여 함수율을 저감시키는 응집탈수공정의 성능을 개선하기 위한 것이다. The present invention is a dehydration cake moisture content reduction technology through a multi-step chemical treatment is characterized in that the pre-treatment and the dehydration efficiency degradation by the residual viscosity between the floc, which is a characteristic of the polymer coagulant and the dehydration efficiency by the generation of the gap between the floc in the floc formation It is to improve the performance of the flocculation dehydration process to reduce the water content by improving the dehydration efficiency through multi-stage flocculation.

종래의 기술은 폐수처리의 경우 최근까지 Yu와 Somasundaran[1]의 이액형 응집제에 의한 알루미나에 관한 연구와 Chitikela와 Dentel[2]에 의한 철염 또는 양이온성 계면활성제의 전처리가 양이온성 고분자 응집제의 응집에 미치는 영향 등에 관한 연구, Bohm과 Kulicke[3]의 준설 오니의 침강 효율 개선을 위한 양이온성 및 음이온성 고분자 응집제의 병행처리 및 C.H.Lee와 J.C.Liu[4]의 양이온성 및 비이온성 고분자 응집제를 이용한 슬러지 탈수에 대한 영향 평가 등의 연구가 수행되어져 왔다. 또한, 쿠리다(Kurita)사의 경우 철염과 양쪽성 고분자 응집제를 이용한 조립농축 시스템에 대한 특허(Japan Patent No.4-59100)를 보유하고 있는 등 다양한 형태의 연구가 이루어져 있다. In the prior art, in the case of wastewater treatment, studies on alumina by two-component flocculants of Yu and Somasundaran [1] and pretreatment of iron salts or cationic surfactants by Chitikela and Dentel [2] have been carried out. Investigation on the Effects of Cationic and Anionic Polymer Coagulants for Improvement of Sedimentation Efficiency of Dredged Sludges of Bohm and Kulicke [3], and Cationic and Nonionic Polymer Coagulants of CHLee and JCLiu [4] Researches such as evaluation of the impact on sludge dewatering have been conducted. In addition, in the case of Kurita, various types of research have been made, including a patent (Japan Patent No.4-59100) for an assembly and concentration system using an iron salt and an amphoteric polymer flocculant.

[1] Xiang Yu and P. Somasundaran, "Enhanced flocculation with double flocculants", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 81, 13 December 1993, Pages 17-23[1] Xiang Yu and P. Somasundaran, "Enhanced flocculation with double flocculants", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 81, 13 December 1993, Pages 17-23

[2] Chitikela S. and Dentel S., "Dual chemical condition-ing and dewatering of anaerobically digested biosolids: laboratory evaluations." Wat. Environ. Res. 70, 1062- 1069, 1998[2] Chitikela S. and Dentel S., "Dual chemical condition-ing and dewatering of anaerobically digested biosolids: laboratory evaluations." Wat. Environ. Res. 70, 1062- 1069, 1998

[3] Bohm N. and Kulicke W. M., "Optimization of the use of polyelectrolytes for dewatering industrial sludge of various origins". Colloid Polym. Sci. 275, 73-81, 1997[3] Bohm N. and Kulicke W. M., "Optimization of the use of polyelectrolytes for dewatering industrial sludge of various origins". Colloid Polym. Sci. 275, 73-81, 1997

[4] C.H.Lee and J.C.Liu, "Enhanced sludge dewatering by dual polyelectrolytes conditioning", Water research, 34, 18, 4430~4436, 2000.[4] C.H.Lee and J.C.Liu, "Enhanced sludge dewatering by dual polyelectrolytes conditioning", Water research, 34, 18, 4430-4436, 2000.

이와 같이 종래의 기술들은 단일응집제에 의한 응집효율 개선과 응집 시스템의 변경에 따른 효율 개선이 아닌 특정 슬러지에 대한 적정 응결제와 응집제의 복합계 또는 서로 다른 하전을 가진 약품에 의한 상호보완적 응집 플럭의 개선이라는 점에서 보편화된 응집처리의 적용이 어렵다는 단점이 있다.As described above, the conventional techniques are not intended to improve the flocculation efficiency by the single flocculant and to improve the efficiency of the change of the flocculation system. It is difficult to apply the generalized coagulation treatment in terms of improvement.

또한, 최근 쿠리타사의 특허의 경우, 무기계 응결제로써 철염 및 응집제로써 양쪽성 응집제를 사용한 기술로 이 기술 또한 그 조합비에 따른 특성으로 부분적 양이온성 및 음이온성을 부가하여 플럭의 크기를 조대화하는 특정 슬러지에 적합한 응용 기술이므로 범용적 적용이 어려우며, 또한 무기계의 투입량이 2% 이상으로 과량 적용되므로 실제 현장에서 슬러지의 발생량 등을 감안할 때 실용화하기 어려운 기술이다.In addition, in the case of Kurita's patent, a technique using iron salt as an inorganic coagulant and an amphoteric coagulant as a coagulant, this technology also adds partial cationic and anionic properties in accordance with the combination ratio to cope with the size of the flocks. Since it is an application technology suitable for sludge, it is difficult to apply it universally, and it is difficult to put into practical use in consideration of the amount of sludge generated in the actual site because the input amount of the inorganic system is applied in excess of 2%.

이에 본 발명의 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력 한 결과, 현재 각 처리장에서 사용하고 있는 응집제를 다른 약품의 추가 투입 없이 다중 투입함으로써 적은 사용량으로도 응집 효율을 높이며, 특히 압밀성을 개선시켜 탈수 케이크의 함수율을 저감함으로써 처리비용을 절감할 수 있음을 알게 되었다. 추가적으로 고유기성 슬러지의 경우 응집제의 투입량이 과다하며, 응집제 자체 점성 및 플럭간의 잔류 응집제에 의한 점성효과에 따른 탈수효율 저하를 개선하기 위한 방법으로도 상기 다단 투입 및 다중 투입의 적용과 유, 무기 응결제의 병행 사용에 의한 응집효율 개선에 대한 연구로 본 발명을 완성하였다.Therefore, the inventor of the present invention has been researched to solve the above problems, and as a result, multiply the coagulant currently used in each treatment plant without additional input of other drugs to increase the cohesive efficiency even with a small amount of use, in particular, It has been found that the treatment cost can be reduced by improving the water content of the dehydrated cake. In addition, in the case of high-sludge sludge, the amount of flocculant is excessive, and the method of improving the dehydration efficiency due to the viscosity of the flocculant itself and the remaining flocculant between flocs is also applied. The present invention has been completed by a study on the improvement of the cohesive efficiency by using parallel.

따라서, 본 발명은 상기와 같이 단일 응집제에 의한 다중응집시스템을 이용한 탈수 케이크의 함수율 저감 기술과 그 응용 방법을 제공하는데 그 목적이 있으며, 이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Therefore, an object of the present invention is to provide a water content reduction technique and application method of the dewatered cake using a multi-aggregation system using a single flocculant as described above, and the present invention will be described in detail below.

본 발명은 응집제의 하전에 의한 현탁 오염물과 응집제간의 가교작용에 의한 플럭 조대화 과정 중 그 효율을 극대화하기 위한 방법으로 각 슬러지는 유입 원폐수 성상, 전처리 공정, 소화율 및 농축율 등의 처리공정 특성에 의해 그 조성 및 응집특성 등이 상이하며, 각 폐수처리 공정에서 유, 무기성분의 응집침전 및 유기성분이 분해 제거되어 그 슬러지 표면하전에 차이가 생기므로 이와 하전 중화작용에 의해 전기적 인력으로 플럭을 형성하는 과정에 사용되는 응집제의 적정하전 또한 큰 차이가 있으나 이를 다중 약품시스템 및 다중 응집 시스템을 이용하여 그 효율을 증대시키는 기술에 관한 발명이다. The present invention is a method for maximizing the efficiency of the flocculation process by the cross-linking action between the suspended contaminants and the flocculant by the charging of the flocculant, each sludge treatment process characteristics such as influent wastewater properties, pretreatment process, digestibility and concentration rate The composition and coagulation characteristics are different by each other.In each wastewater treatment process, the flocculation sedimentation and organic components of organic and inorganic components are decomposed and removed, resulting in a difference in the surface charge of the sludge. The proper charge of the flocculant used in the forming process also has a big difference, but the invention relates to a technique for increasing the efficiency by using the multiple drug system and multiple coagulation system.

그 첫 번째 상세 기술로 단일응집제의 다단투입에 의한 응집효율 개선 기술로 그 상세한 발명의 구성은 아래와 같다.As the first detailed technology, the cohesive efficiency improvement technology by the multistage injection of a single coagulant, the configuration of the detailed invention is as follows.

일반적인 생오니의 경우 대부분 강 양이온성, 소화오니의 경우 약중 양이온성이 대부분 적용되고 있다. 도 1에서 보여지는 것과 같이, 응집제의 하전에 따른 응집효율 비교의 결과에서와 같이 다른 하전을 가진 응집제간의 현탁 오염물질과의 하전중화 및 가교화작용의 효율에 따른 다른 탈수 효율을 나타내며, 본 슬러지의 경우에는 양이온성이 20mol%와 60mol%에서 최적의 응집효율을 나타내며, 이는 응집이론 중의 조대화 작용을 위한 고리형성에 필요한 적정하전이 이 영역에서 형성되기 때문으로 판단된다. Most of the raw sludge is strongly cationic, and in the case of digested sludge, most of the cationicity is applied. As shown in FIG. 1, it shows another dehydration efficiency according to the efficiency of charge neutralization and crosslinking action with suspended pollutants between coagulants having different charges, as shown in the comparison of the coagulation efficiency according to the charge of the coagulant. In the case of, the cationicity shows the optimum coagulation efficiency at 20 mol% and 60 mol%, because the proper charge necessary for the formation of the ring for coarsening in coagulation theory is formed in this region.

도 2는 적정하전으로 평가된 양이온성 20mol%의 응집제 중 다른 분자량의 제품을 적용하여, 분자량과 응집효율과의 상관관계를 실험한 결과를 보여주며, 하전의 영향과는 달리 각기 다른 분자량에서 투입량 변화에 따른 상이한 응집 거동을 함을 보여준다. Figure 2 shows the results of experiments on the correlation between the molecular weight and the flocculation efficiency by applying the product of different molecular weight among the cationic 20 mol% flocculant evaluated by the appropriate charge, the input amount at different molecular weights, unlike the effect of the charge It shows different cohesive behavior with change.

이러한 하전과 분자량에 따른 응집제의 선정 기술은 종래에 많이 상용화된 기술이나 단일 응집제를 이용한 다단 응집시스템은 기존에 적용되지 않는 기술로 그 대략적인 메커니즘은 본 발명에서 제안하는 도 3의 다중응집시스템의 개략도에 의한 그 효율을 알 수 있다.The selection technology of the flocculant according to the charge and the molecular weight is a conventionally commercialized technology, but a multistage flocculation system using a single flocculant is not a conventional technique. The approximate mechanism of the multiaggregation system of FIG. 3 is proposed in the present invention. The efficiency is shown by the schematic diagram.

도 3에 나타낸 것과 같이 단일 응집 시스템의 경우, 초기 미세 플럭(pin floc)의 형성단계에서 응집제 투입에 의한 플럭의 조대화과정이 이루어지는 메커니즘이나 다중응집시스템의 경우에는 이를 다시 교반하거나 투입시점을 달리하거나 다단 응집반응조를 이용하는 등의 시스템 변경을 통해 1차 형성된 플럭을 해체하여 플럭 간의 간극수와 자유수를 최대한 제거하고 플럭의 크기는 작게 유지하면서 그 강도를 최대로 하는 2차 반응을 유도하고 다시 소량의 동일 응집제를 투입하여 플럭 간의 가교작용을 통한 플럭 조대화로 기존 단일 응집 시스템에서 플럭 간에 함유하는 간극수나 자유수를 최대한 배출하고, 또한 응집의 효율을 최저 크기 플럭의 형성에 의한 압밀성 개선 및 잔류 응집제를 최소화하는 다중 응집 시스템을 이용하여 그 탈수효율을 개선함으로써 케이크의 함수율을 저감하는 기술이다.As shown in FIG. 3, in the case of a single flocculation system, a flocculation process of coagulation by flocculant injection or a multi-aggregation system is performed at the initial stage of formation of a pin floc. By changing the system, such as using a multi-stage flocculation tank, the first formed floc is dismantled to remove the gap and free water between the flocs as much as possible, and to induce a second reaction that maximizes the intensity while keeping the size of the floc small. The same coagulant is added to the flocculation through the cross-linking of the flocs to maximize the discharge of the pore water or free water contained in the flocks in the existing single flocculation system, and to improve the consolidation efficiency by forming the flocculation flocculation efficiency Improve the dewatering efficiency by using multiple flocculation system to minimize residual flocculant By a technique for reducing the water content of the cake.

본 기술에서 가장 중요한 부분은 이러한 다중 응집제 투입방식에 있어서 그 1차 및 2차 이상의 투입량비의 조절로 그 대표적 투입량비별 응집성능에 대한 적용결과를 도 4에 나타내었다.The most important part of the present technology is shown in Figure 4 the application results for the coagulation performance of the representative input ratio by the control of the first and the second or more input ratio in the multi-coagulant dosing method.

본 발명에 있어서 단일 응집 시스템과 비교하기 위해 동일한 응집제를 사용하여 단일 응집한 결과와 다중 응집 시스템을 적용한 결과를 비교하고 분자량에 따른 영향을 판단하기 위해 예비 실험에서 가장 우수한 탈수 효율을 나타낸 고분자량 응집제를 이용하여 비교 실험하였다.In the present invention, the high molecular weight flocculant exhibited the best dehydration efficiency in the preliminary experiments in order to compare the results of the single flocculation using the same flocculant and the result of applying the multiple flocculation system and to determine the effect of molecular weight. The experiment was compared using.

1차와 2차 투입시의 응집제 투입량은 25%를 기준으로 변화시키며 투입량을 조절하였으며, 기타 응집반응조건은 동일하게 하여 대조군을 실험하였다.The amount of flocculant in the first and second doses was adjusted based on 25%, and the dose was controlled. The control was tested under the same conditions for other flocculation reactions.

그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 75 : 25의 비로 투입한 경우가 가장 우수한 성능을 나타내었으며, 25 : 75 > 50 : 50 > 100 : 0 > 0 : 100의 순서로 그 탈수효율이 결정되었다.As a result, as shown in FIG. 4, the best performance was obtained in the ratio of 75: 25, and the dehydration efficiency was determined in the order of 25: 75> 50: 50> 100: 0> 0: 100.

이러한 결과는, 상기 메커니즘에서 나타낸 것과 같이 초기 75%의 투입량으로 1차 플럭을 생성하여 해체되는 동안 압밀성 및 플럭의 강도 증대 후 탈수를 위한 조대화 공정에 의한 결과이며, 25%를 초기 투입한 경우에는 초기 플럭은 아주 미세한 형태로 형성되나 이 과정 중에서 자유수의 분리효과는 우수하나 플럭간극수의 경우에는 2차 투입인 조대화 과정 중에 일부 플럭간에 잔류하여 그 효율이 저하되었다는 것을 알 수 있다.This result is the result of the coarsening process for dehydration after increasing the consolidation and the strength of the floc during disassembly by generating the primary floc with the initial 75% dose as shown in the above mechanism. In this case, the initial floc is formed in a very fine shape, but the separation effect of free water is excellent in this process, but in the case of floc pore water, it remains in some flocks during the coarsening process, which is the second input, and the efficiency is decreased.

단일투입으로 1차 투입량을 100%로 하여 투입한 경우, 응집된 플럭이 조대화한 후 플럭이 해체되어 탈수에 적합한 크기 이하의 플럭이 되어 그 효율이 저하되었음을 알 수 있고, 2차 투입량을 100%로 하여 투입한 경우, 응집된 플럭은 조대화가 되었으나 응집 작용을 하지 못하고 잔류한 응집제에 의한 플럭 점성으로 그 탈수 효율이 저하됨을 알 수 있다.In the case of inputting with the primary input amount of 100% by single input, after the coagulated flocculation is coarse, the floc is disassembled and the flocc is smaller than the size suitable for dehydration, and the efficiency is lowered. In the case of adding as%, the flocculated floc became coarse but the flocculation effect of the flocculant was not reduced and the dehydration efficiency was lowered.

고분자량 응집제와 비교 시에도 2단 투입에 의한 결과, 약 20%의 탈수효율 향상 결과를 나타냄을 알 수 있다.Compared with the high molecular weight flocculant, it can be seen that the result of the two-stage addition resulted in a dehydration efficiency improvement of about 20%.

따라서, 본 발명에서 바람직하게는 1차 응집제 투입량을 60∼80%로 하고, 2차 응집제 투입량을 20∼40%로 하는 것이 효율이 가장 우수하며, 일반적으로는 1차 투입량과 2차 투입량으로 분리하여 응집제를 투입하는 것으로 하는 기술이다.Therefore, in the present invention, it is preferable that the primary coagulant input amount is 60 to 80%, and the secondary coagulant input amount is 20 to 40%, and the efficiency is most excellent. Is a technique in which a flocculant is added.

또한, 2단 투입 외에도 다단투입의 적용 시 1차 투입량을 50∼70%로 하고, 각 단의 투입량을 10% 내외로 하고 최종 투입량을 10∼15%로 하여 저속 교반하여 플록을 조대화하는 기술이다.In addition to the two-stage input, when the multistage input is applied, the primary input amount is 50 to 70%, the input amount of each stage is about 10%, and the final input amount is 10 to 15%. to be.

일반적인 응집이론에서는 분자량이 클 경우 조대화를 위한 고리형성과정이 느려 전체적인 응집반응속도가 느리며, 또한 조금의 과량투입일 경우에도 현탁 오 염물질의 표면에 응집제인 고분자가 다중으로 중첩됨에 따라 잔류 점성을 나타냄으로써 탈수효율이 급격히 저하되고, 반대의 경우로 저분자량일 경우에는 이러한 현상과 달리 빠른 응집반응속도와 넓은 적정 응집제 투입량 영역을 가지나 플럭 간의 조대화 역할을 하는 응집제와 현탁 오염물간의 고리수가 적어 약간 플럭 강도를 나타내는 단점을 나타낸다고 알려져 있다.In general aggregation theory, when the molecular weight is large, the ring formation process for coarsening is slow, and the overall aggregation reaction rate is slow. In addition, even in the case of a slight overload, the residual viscosity is increased due to the overlapping of the polymer as the coagulant on the surface of the suspended pollutant. As a result, the dehydration efficiency is drastically lowered and, on the contrary, in the case of low molecular weight, in contrast to this phenomenon, it has a fast flocculation reaction rate and a wide range of appropriate flocculant input, but there is a small number of rings between the flocculant and the suspended contaminants which act as a coarsening between flocks. It is known to exhibit disadvantages in indicating floc strength.

또한, 처리수의 탁도는 응집성능이 우수할수록 낮으며, 고분자량 응집제의 과량 투입에서는 잔류 점성에 의해 미세 플럭이 모두 플럭간에 부착이 되어 최적의 탁도 제거효율을 나타낸다고 알려져 있다.In addition, the turbidity of the treated water is lower as the coagulation performance is excellent, and it is known that the fine floc adheres to all the flocs due to the residual viscosity in the excessive injection of the high molecular weight flocculant, thereby showing the optimum haze removal efficiency.

하지만 본 실험에서는 이러한 일반적 이론과 달리 응집제의 분자량 및 이온성과 무관하게 대부분의 유기성분이 함유될 슬러지의 탈수 공정에 적용이 가능하다.However, this experiment can be applied to the dehydration process of sludge that will contain most of the organic components regardless of the molecular weight and ionicity of the flocculant.

본 발명의 두 번째 기술은 다중 약품시스템의 다단투입에 의한 응집효율 개선 기술로 그 상세한 발명의 구성은 아래와 같다.The second technique of the present invention is a technique for improving cohesion efficiency by multistage injection of a multi-drug system, and the configuration of the detailed invention is as follows.

일반적으로 응결제는 1차 화학처리에 사용되며, 탈수공정에서는 대부분의 탈수용 응집제가 양이온성으로 이루어져 있으므로 동일한 하전을 가진 응결제의 병행처리 시 그 효율이 저하된다는 이론적 바탕을 배경으로 적용이 되지 않는 것이 현실이다. 하지만, 본 발명에서는 이러한 응결제를 다단처리를 통해 특히 고유기성 슬러지의 탈수효율을 개선하기 위한 응용기술 개발에 그 목적을 둔다.Generally, the coagulant is used for the first chemical treatment. In the dehydration process, since most of the dehydrating coagulant is cationic, it is not applied on the background of the theoretical background that the efficiency of the coagulant with the same charge decreases in parallel. It is a reality. However, the present invention aims to develop an application technology for improving the dehydration efficiency of high-density sludge, in particular through the multi-stage treatment of such coagulant.

응결반응에 사용되는 무기응결제와 유기응결제를 탈수 전처리제로의 적용성을 평가한 결과, 저분자량 응집제와는 고분자량인 polyDADMAC계 그리고 고분자량 응집제와 저분자량인 무기계 응결제 PAC(폴리알루미늄클로라이드)의 병행처리 효율이 가장 우수하였다. 그 병행처리 효율을 도 5에 나타내었다.As a result of evaluating the applicability of the inorganic coagulant and the organic coagulant used in the coagulation reaction as a dehydration pretreatment agent, the high molecular weight coagulant and the high molecular weight coagulant and the low molecular weight coagulant PAC (polyaluminum chloride) The treatment efficiency was the best. The parallel processing efficiency is shown in FIG.

병행처리효율은 PAC의 투입량이 1000∼1200 mg/L에서 응집제가 160mg/L에서 단독 응집제 200 mg/L를 적용한 경우와 비교 시 처리효율 대비 약 30%의 효율상승 효과가 있었다. The parallel treatment efficiency was about 30% higher than that of the flocculant at 160 to 1200 mg / L, when the flocculant was applied at only 160 mg / L to 200 mg / L.

PAC 투입량이 200 mg/L인 영역에서 탈수효율이 급격히 저하된 것은 응집제와 응결제의 하전과 현탁 오염물의 하전이 완전 중화됨으로써 플럭 조대화 효과가 상쇠 됨으로서 저하된 현상이다. 하지만 병행 처리 시 그 투입량이 단독 응집제의 투입 시 대비 응결제인 PAC의 투입량이 1000 mg/L이상으로 과다하므로 그 적용에 어려움이 있다.The rapid decrease in dehydration efficiency in the region of 200 mg / L PAC is caused by the neutralization of flocculation effect due to the complete neutralization of the charge of flocculant and coagulant and suspension contaminants. However, in the case of parallel treatment, the amount of PAC, which is a coagulant, is more than 1000 mg / L as compared to the case of the addition of a single flocculant, which makes it difficult to apply.

본 발명에서 제안하는 다단공정을 적용함으로써 그 효율은 개선되어질 수 있다. 응결반응의 경우 응집반응과 달리 저분자량의 응결제의 높은 하전에 따른 하전 중화과정이 가장 중요한 성능적 인자가 되는 공정이므로 단순히 응결제를 응집제와 병행처리 할 경우 상호 경쟁 반응 및 완전한 응결반응이 이루어지지 않아 그 처리효율이 저하되므로 투입량이 과다해지게 된다.By applying the multi-stage process proposed in the present invention, the efficiency can be improved. In the case of the coagulation reaction, unlike the coagulation reaction, the charge neutralization process due to the high charge of the low molecular weight coagulant is the most important performance factor. Since the processing efficiency is lowered, the input amount is excessive.

그러나, 다단 응집공정에서는 전처리로서 응결제를 농축조 및 소화조 등의 슬러지 공급 저장조에서 이송되는 펌프의 전단에 투입하여 응집 또는 응결반응조를 별개로 설치하지 않고서도 다단응결 및 응집공정의 적용이 가능하며, 그 효율은 동시 투입하는 경우와 비교 시 약 20∼30%의 개선효과가 있었다.However, in the multistage flocculation process, the coagulant may be applied as a pretreatment to the front end of the pump conveyed from the sludge supply storage tank such as the concentration tank and the digestion tank, so that the multistage flocculation and flocculation process can be applied without installing the flocculation or the flocculation reaction tank separately. The efficiency was improved by about 20-30% compared with the simultaneous injection.

응결처리 후 단일응집의 효율과 응결처리 없이 다단응집의 효율은 유사하나 경제성 측면에서는 다단응집이 응결제를 적용하지 않으므로 더 경제적이나 응결제 전처리에 의한 슬러지 개량 후 다단응집을 한 경우에는 타 응집공정과 비교 시 초기 탈수성이 약 20%정도 개선됨을 알 수 있다. 또한 처리수의 탁도도 약 50% 이상 개선이 되는데 이는 응집공정으로는 제거되지 않는 미세 현탁물질이 응결작용에 의해 미세 플럭을 형성하였음을 나타내며 또한 응결제와 응집제간의 하전반발 및 조대화 고리형성에 대한 상호작용으로 탈수효율이 매우 개선됨을 알 수 있었다.After the coagulation treatment, the efficiency of single coagulation and the coagulation without coagulation are similar, but in terms of economics, the coagulation is more economical, but it is more economical, but compared with other coagulation processes in the case of multistage coagulation after sludge improvement by precoagulation. Initial dehydration is improved by about 20%. In addition, the turbidity of the treated water is improved by about 50% or more, which indicates that the fine suspended solids, which are not removed by the flocculation process, form a fine floc by coagulation, and also the charge repulsion between the coagulant and the flocculant and the coarsening ring formation. The interaction shows that the dewatering efficiency is greatly improved.

또한, 이러한 다단 또는 다중 분할 투입은 도 6 및 도 7에 나타낸 것과 같이 응결제의 적정 반응시간은 실험실 기준으로 약 1분이상이 소요되며, 응집제의 경우에는 약 10초 내외이므로 이러한 적정 반응 시간을 유도함으로써 동시 투입에 의한 상호 경쟁반응을 배제하고 상호 보완작용을 유도해내기 위한 것이다.In addition, such multi-stage or multi-splitting dosing, as shown in Figures 6 and 7, the appropriate reaction time of the coagulant takes about 1 minute or more on a laboratory basis, and in the case of the coagulant, it is about 10 seconds to induce such a proper reaction time. This is to exclude mutual competition by simultaneous input and to induce complementary action.

상기 실험결과에서 나타낸 응결제는 polyDADMAC계 응결제를 이용하였으며, 본 발명에서는 전처리에 사용된 응결제의 종류를 한정하지 않으며, 각 경우에 따라 무기계로써 알루미늄계, 철염계 등이 적용이 가능하며, 유기계로써 폴리아민계 또는 폴리대드막계가 모두 적용이 가능하다. 또한 이들의 병행사용에 따른 응결제만의 다중 약품 시스템 또한 적용이 가능하다.In the present invention, the coagulant represented by the polyDADMAC coagulant was used, and the present invention does not limit the type of coagulant used in the pretreatment. In each case, aluminum, iron salt, etc. may be applied as inorganic, and polyamine as organic. Both of the system or the poly-dead film system can be applied. It is also possible to apply a coagulant-only multi-drug system according to their parallel use.

또한 응집제로는 하전량과 분자량에 무관하게 적용이 가능하며, 경우에 따라서는 음이온성 응집제의 적용에 의한 다단투입 효과도 공히 가능하므로 응집제의 종류 또한 무관하게 적용이 가능하며, 그 형태 또한 파우더 형, 수중수형 또는 유중수형 등 특정 종류에 국한하지 않는다.In addition, the flocculant can be applied irrespective of the charged amount and the molecular weight, and in some cases, the multistage injection effect is also possible by applying the anionic flocculant, so that the flocculant can be applied regardless of the type of flocculant. It is not limited to specific types such as water, water or water-in-oil.

또한 본 발명에서 응집시스템의 적용을 위해 특정 장치(응집반응조 외 순간 교반기, 순간반응기, line mixer 등)를 이용하거나 다단의 반응조를 적용하는 방법과 이를 적용하지 않고 슬러지 이송관에 다중 분할 투입하는 방법 및 슬러지 이송 펌프의 전단에 투입하여 이를 대체하는 방법 등 응결 및 응집의 반응 장치 또는 투입 방법에 제한되지 않고 적용이 가능하므로 본 발명에서는 이 방법을 규정하지 않는다.In addition, in the present invention, a method using a specific apparatus (agitation stirrer, instantaneous reactor, line mixer, etc.) or applying a multistage reactor for the application of the flocculation system and a method of multi-splitting the sludge feed pipe without applying the same And the present invention does not define this method because it can be applied without being limited to the reaction apparatus or the input method of the condensation and flocculation, such as a method of adding to the front of the sludge transfer pump to replace it.

본 발명의 다단 응집시스템 및 응결제로 전처리한 다음 응집시키는 공정에 의해 케이크의 탈수 효율이 획기적으로 개선되었다. The dewatering efficiency of the cake was dramatically improved by the multistage flocculation system of the present invention and the process of pretreatment followed by flocculation.

Claims (5)

응집제를 적용하여 탈수 케이크의 함수율을 개선하는 공정 중 응집제를 단일 응집제로 하고 응집공정을 다단으로 하는 것을 특징으로 하는 탈수 케이크의 함수율 저감 방법. A method for reducing the moisture content of a dewatered cake, characterized in that the flocculant is a single flocculant and the flocculation step is performed in multiple stages in the process of improving the moisture content of the dehydrated cake by applying a flocculant. 제 1 항에 있어서, 상기 다단 응집공정은 2단 응집공정이며, 1차 응집제 투입량을 60∼80%로 하고, 2차 응집제 투입량을 20∼40%로 하는 것을 특징으로 하는 탈수 케이크의 함수율 저감 방법. The method of claim 1, wherein the multistage flocculation step is a two-stage flocculation step, wherein the primary coagulant content is 60 to 80% and the secondary coagulant content is 20 to 40%. . 제 1 항에 있어서, 상기 다단 응집공정은 3단 이상의 응집공정이며, 1차 응집제 투입량을 50∼70%로 하고, 2 차 이후의 응집제 투입량을 10% 내외로 하고 최종 투입량을 10∼15%로 하여 저속 교반하는 것을 특징으로 하는 탈수 케이크의 함수율 저감 방법.According to claim 1, wherein the multi-stage flocculation step is a three-step or more flocculation step, the first coagulant input amount is 50 to 70%, the second and subsequent coagulant input amount is about 10% and the final input amount is 10 to 15% And low-speed stirring to reduce the moisture content of the dehydrated cake. 무기계 및 유기계 응결제를 전처리제로 하여 슬러지를 개량하고 응집제를 단일 또는 다단응집으로 적용하는 것을 특징으로 하는 탈수 케이크의 함수율 저감 방법. A method for reducing the moisture content of a dewatered cake, characterized in that sludge is improved by using inorganic and organic coagulants as a pretreatment agent, and a coagulant is applied by single or multistage flocculation. 제 4 항에 있어서, 상기 무기계 응결제는 알루미늄계 또는 철염계 응결제이 고 유기계 응결제는 폴리아민 및 폴리데드막계 응결제이며, 응집제로써 가교도가 0% 이상 50% 이내의 고분자 응집제를 이용하는 것을 특징으로 하는 탈수 케이크의 함수율 저감 방법. The dewatering cake of claim 4, wherein the inorganic coagulant is an aluminum or iron salt coagulant, and the organic coagulant is a polyamine and a polydead film coagulant, and a polymer coagulant having a crosslinking degree of 0% or more and 50% or less is used as a coagulant. How to reduce moisture content of
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KR102077783B1 (en) * 2018-09-21 2020-04-02 (주)화인켐 Method for reducing ratio of water include paint sludge

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